Jokainen jaksollisen järjestelmän kemiallinen alkuaine ja sen muodostamat yksinkertaiset ja monimutkaiset aineet ovat ainutlaatuisia. Niillä on ainutlaatuisia ominaisuuksia, ja monilla on kiistatta merkittävä panos ihmisen elämään ja olemassaoloon yleensä. Kemiallinen alkuaine tina ei ole poikkeus.
Ihmiset ovat tutustuneet tähän metalliin muinaisista ajoista lähtien. Tällä kemiallisella alkuaineella oli ratkaiseva rooli ihmissivilisaation kehityksessä, ja tinan ominaisuuksia on käytetty laaj alti tähän päivään asti.
Tina historiassa
Ensimmäinen maininta tästä metallista, jolla, kuten ihmiset ennen uskoivat, oli jopa maagisia ominaisuuksia, löytyy Raamatun teksteistä. Tinalla oli ratkaiseva rooli elämän parantamisessa pronssikaudella. Tuolloin kestävin metalliseos, joka ihmisellä oli hallussa, oli pronssi, joka voidaan saada lisäämällä kupariin kemiallista alkuainetta tinaa. Useiden vuosisatojen ajan tästä materiaalista on valmistettu kaikkea työkaluista koruihin.
Raudan ominaisuuksien löytämisen jälkeen tinaseoksen käyttöä ei tietenkään lopeteta, sitä ei tietenkään käytetä samassa mittakaavassa, mutta pronssia, kuten monia sen muita seoksia, käytetään aktiivisesti mukananykyään teollisuudessa, tekniikassa ja lääketieteessä työskentelevä henkilö tämän metallin suolojen, kuten tinakloridin, kanssa, jota saadaan tinan vuorovaikutuksessa kloorin kanssa, tämä neste kiehuu 112 celsiusasteessa, liukenee hyvin veteen, muodostaa kiteisiä hydraatteja ja savuaa ilmassa.
Elementin sijainti jaksotaulukossa
Kemiallinen alkuaine tina (latinalainen nimi stannum - "stannum", kirjoitettu symbolilla Sn) Dmitri Ivanovitš Mendelejev sijoittui oikeutetusti numeroon viisikymmentä, viidennessä jaksossa. Siinä on useita isotooppeja, yleisin isotooppi 120. Tämä metalli kuuluu myös kuudennen ryhmän pääalaryhmään hiilen, piin, germaniumin ja fleroviumin ohella. Sen sijainti ennustaa amfoteerisia ominaisuuksia, tinalla on yhtä lailla happamia ja emäksisiä ominaisuuksia, joita kuvataan tarkemmin alla.
Jaksollinen taulukko näyttää myös tinan atomimassan, joka on 118,69. Elektroninen konfiguraatio on 5s25p2, mikä monimutkaiset aineet mahdollistavat metallin hapetustilojen +2 ja +4, jolloin se luovuttaa kaksi elektronia vain p-alatasolta tai neljä s- ja p-, tyhjentäen kokonaan koko ulkotason.
Alkuaineen elektroninen ominaisuus
Tinaatomin ympyräavaruudessa on atomiluvun mukaan jopa viisikymmentä elektronia, jotka sijaitsevat viidellä tasolla, jotka puolestaan jakautuvat useiksi alatasoiksi. Kahdella ensimmäisellä on vain s- ja p-alatasot, ja kolmannesta alkaen on kolminkertainen jako.s-, p-, d-.
Otetaan huomioon ulkoinen elektroninen taso, koska sen rakenne ja täyttö elektroneilla määräävät atomin kemiallisen aktiivisuuden. Virittymättömässä tilassa elementin valenssi on yhtä suuri kuin kaksi; virittyessä yksi elektroni siirtyy s-alatasolta p-alitason tyhjiöön (se voi sisältää enintään kolme paritonta elektronia). Tässä tapauksessa tinan valenssi ja hapetusaste - 4, koska elektroneja ei ole parisuhteessa, mikä tarkoittaa, että mikään ei pidä niitä alitasoilla kemiallisen vuorovaikutuksen prosessissa.
Yksinkertainen ainemetalli ja sen ominaisuudet
Yksinkertainen aine tina on hopeanvärinen metalli, joka kuuluu sulavien ryhmään. Metalli on pehmeää ja suhteellisen helppo vääntyä. Useat ominaisuudet ovat luontaisia sellaiselle metallille kuin tina. Alle 13,2 celsiusasteen lämpötila on tinan metallimuunnos jauheeksi siirtymisen raja, johon liittyy värin muutos hopeanvalkoisesta harmaaksi ja aineen tiheyden lasku. Tina sulaa 231,9 asteessa ja kiehuu 2270 celsiusasteessa. Valkoisen tinan kiteinen tetragonaalinen rakenne selittää metallille ominaisen rypistymisen, kun sitä taivutetaan ja kuumennetaan käännekohdassa hankaamalla aineen kiteitä toisiaan vasten. Harmaalla tinalla on kuutiomainen syngonia.
Tinan kemiallisilla ominaisuuksilla on kaksinkertainen olemus: se osallistuu sekä happamiin että emäksisiin reaktioihin, mikä osoittaa amfoteriaa. Metalli on vuorovaikutuksessa emästen sekä happojen, kuten rikki- jatyppihappo, on aktiivinen reagoidessaan halogeenien kanssa.
Tinaseokset
Miksi niiden metalliseoksia, joissa on tietty prosenttiosuus, käytetään useammin puhtaiden metallien sijaan? Tosiasia on, että lejeeringillä on ominaisuuksia, joita yksittäisellä metallilla ei ole, tai nämä ominaisuudet ovat paljon vahvempia (esimerkiksi sähkönjohtavuus, korroosionkestävyys, passivoiminen tai metallien fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien aktivointi tarvittaessa jne.). Tina (kuvassa näyte puhtaasta metallista) on osa monia seoksia. Sitä voidaan käyttää lisäaineena tai perusaineena.
Nykyään tunnetaan suuri määrä metalliseoksia, kuten tinaa (niiden hinta vaihtelee suuresti), tarkastellaan suosituimpia ja käytetyimpiä (tiettyjen metalliseosten käyttöä käsitellään asianmukaisessa osiossa). Yleensä tinaseoksilla on seuraavat ominaisuudet: korkea sitkeys, alhainen sulamispiste, alhainen kovuus ja lujuus.
Joitakin esimerkkejä seoksista
- Tinan ja lyijyn seos, jossa on joitain seosttavia lisäaineita (antimoni, kupari, kadmium, sinkki, hopea, indium) on ns. juotoksi tarkoitettu tina, jossa stanumin prosenttiosuuden tulisi olla 49-51 tai 59 -61 prosenttia. Sidoksen lujuus varmistaa, että tina muodostaa kiinteän liuoksen liimattujen metallipintojen kanssa.
- Garth on tinan, lyijyn jaantimoni on painomusteen perusta (siksi ei suositella elintarvikkeiden käärimistä sanomalehtiin näiden metallien ei-toivottujen pitoisuuksien välttämiseksi).
- Babbit - tinan, lyijyn, kuparin ja antimonin seos - on ominaista alhaiselle kitkalle ja korkealle kulutuskestävyydelle.
- Indium-tinaseos on matalassa lämpötilassa sulava materiaali, jolle on ominaista tulenkestävyys, korroosionkestävyys ja merkittävä lujuus.
Tärkeimmät luonnonyhdisteet
Tina muodostaa useita luonnollisia yhdisteitä - malmeja. Metalli muodostaa 24 mineraaliyhdistettä, joista teollisuudelle tärkein on tinaoksidi - kasiteriitti sekä runko - Cu2FeSnS4. Tina on hajallaan maankuoressa, ja sen muodostamat yhdisteet ovat magneettista alkuperää. Teollisuus käyttää myös polyolisuoloja ja tinasilikaatteja.
Tina ja ihmiskeho
Kemiallinen alkuaine tina on kvantitatiivisen pitoisuutensa perusteella mikroelementti ihmiskehossa. Sen pääasiallinen kerääntyminen tapahtuu luukudokseen, jossa normaali metallipitoisuus edistää sen oikea-aikaista kehitystä ja tuki- ja liikuntaelimistön yleistä toimintaa. Luiden lisäksi tina keskittyy maha-suolikanavaan, keuhkoihin, munuaisiin ja sydämeen.
On tärkeää huomata, että tämän metallin liiallinen kerääntyminen voi johtaa kehon yleiseen myrkytykseen, ja pidempi altistuminen voi jopa johtaa haitallisiin geenimutaatioihin. Viime aikoina tämä ongelma on varsin tärkeä ympäristön ekologisen tilan vuoksiYmpäristö jättää paljon toivomisen varaa. Tinamyrkytys on suuri todennäköisyys suurkaupunkien ja teollisuusalueiden lähellä sijaitsevien alueiden asukkaiden keskuudessa. Useimmiten myrkytys tapahtuu esimerkiksi tinasuolojen, kuten tinakloridin ja muiden, kerääntyessä keuhkoihin. Samaan aikaan hivenravinteiden puute voi aiheuttaa kasvun hidastumista, kuulon menetystä ja hiustenlähtöä.
Hakemus
Metallia on kaupallisesti saatavilla monilta sulattoilta ja yrityksiltä. Sitä valmistetaan harkkojen, tankojen, lankojen, sylintereiden ja puhtaasta yksinkertaisesta aineesta, kuten tinasta, valmistettujen anodien muodossa. Hinta vaihtelee 900-3000 ruplaa/kg.
Puhdasta tinaa käytetään harvoin. Sen seoksia ja yhdisteitä käytetään pääasiassa - suoloja. Juotostinaa käytetään kiinnitysosissa, jotka eivät ole alttiina korkeille lämpötiloille ja voimakkaille mekaanisille kuormituksille, jotka on valmistettu kupariseoksista, teräksestä, kuparista, mutta ei suositella alumiinista tai sen seoksista valmistetuille. Tinaseosten ominaisuudet ja ominaisuudet on kuvattu vastaavassa osiossa.
Jotoksia käytetään mikropiirien juottamiseen, tässä tilanteessa metallipohjaiset seokset, kuten tina, ovat myös ihanteellisia. Valokuva kuvaa tina-lyijy-seoksen levitysprosessia. Sen avulla voit tehdä melko herkkiä töitä.
Tinan korkean korroosionkestävyyden vuoksi siitä valmistetaan tinattua rautaa (peltiä) - elintarviketölkkejä. Lääketieteessä, erityisesti hammaslääketieteessä, tinaa käytetäänhampaiden täytteiden tekeminen. Talon putkistot on peitetty tinalla, laakerit on valmistettu sen seoksista. Tämän aineen panos sähkötekniikkaan on myös korvaamaton.
Tina-suolojen, kuten fluoriboraattien, sulfaattien ja kloridien, vesiliuoksia käytetään elektrolyytteinä. Tinaoksidi on keramiikan lasite. Lisäämällä erilaisia tinajohdannaisia muovi- ja synteettisiin materiaaleihin näyttää mahdolliselta vähentää niiden syttyvyyttä ja haitallisten höyryjen vapautumista.
