Cada elemento químico do sistema periódico e as substâncias simples e complexas formadas por ele são únicos. Eles têm propriedades únicas, e muitos fazem uma contribuição inegavelmente significativa para a vida humana e a existência em geral. O elemento químico estanho não é exceção.
O conhecimento das pessoas com este metal remonta aos tempos antigos. Esse elemento químico teve um papel decisivo no desenvolvimento da civilização humana e, até hoje, as propriedades do estanho são amplamente utilizadas.
Estanho na história
A primeira menção a esse metal, que, como se acreditava antes, até tinha algumas propriedades mágicas, pode ser encontrada em textos bíblicos. O estanho desempenhou um papel decisivo na melhoria da vida durante a Idade do Bronze. Naquela época, a liga metálica mais durável que uma pessoa possuía era o bronze, que pode ser obtido pela adição do elemento químico estanho ao cobre. Por vários séculos, tudo foi feito desse material, de ferramentas a joias.
Após a descoberta das propriedades do ferro, a liga de estanho não deixou de ser usada, claro, não é usada na mesma escala, mas o bronze, assim como muitas de suas outras ligas, são ativamente envolvidohoje uma pessoa na indústria, tecnologia e medicina, juntamente com sais deste metal, como o cloreto de estanho, que é obtido pela interação do estanho com o cloro, este líquido ferve a 112 graus Celsius, dissolve-se bem em água, forma hidratos cristalinos e fuma no ar.
A posição do elemento na tabela periódica
O elemento químico estanho (o nome latino stannum - “stannum”, escrito com o símbolo Sn) Dmitry Ivanovich Mendeleev corretamente colocado no número cinquenta, no quinto período. Possui uma série de isótopos, sendo o isótopo mais comum o 120. Este metal também está no subgrupo principal do sexto grupo, juntamente com carbono, silício, germânio e fleróvio. Sua localização prediz propriedades anfotéricas, o estanho possui características igualmente ácidas e básicas, que serão descritas com mais detalhes a seguir.
A tabela periódica também mostra a massa atômica do estanho, que é 118,69. A configuração eletrônica é 5s25p2, que substâncias complexas permitem que o metal exiba estados de oxidação +2 e +4, cedendo dois elétrons apenas do subnível p, ou quatro de s- e p-, esvaziando completamente todo o nível externo.
Característica eletrônica do elemento
De acordo com o número atômico, o espaço circumnuclear do átomo de estanho contém até cinquenta elétrons, eles estão localizados em cinco níveis, que, por sua vez, são divididos em vários subníveis. Os dois primeiros têm apenas subníveis s e p e, a partir do terceiro, há uma divisão triplapara s-, p-, d-.
Vamos considerar o nível eletrônico externo, pois é sua estrutura e preenchimento de elétrons que determinam a atividade química do átomo. No estado não excitado, o elemento exibe uma valência igual a dois; na excitação, um elétron passa do subnível s para uma vacância no subnível p (pode conter no máximo três elétrons desemparelhados). Nesse caso, o estanho apresenta valência e estado de oxidação - 4, pois não há elétrons pareados, o que significa que nada os mantém nos subníveis no processo de interação química.
Metal de substância simples e suas propriedades
Substância simples estanho é um metal prateado, pertence ao grupo dos fusíveis. O metal é macio e relativamente fácil de deformar. Vários recursos são inerentes a um metal como o estanho. Uma temperatura abaixo de 13,2 graus Celsius é o limite da transição da modificação metálica do estanho para o pó, que é acompanhada por uma mudança na cor de branco prateado para cinza e uma diminuição na densidade da substância. O estanho derrete a 231,9 graus e ferve a 2270 graus Celsius. A estrutura tetragonal cristalina do estanho branco explica o esmagamento característico do metal quando é dobrado e aquecido no ponto de inflexão, esfregando os cristais da substância uns contra os outros. A lata cinza tem uma singonia cúbica.
As propriedades químicas do estanho têm uma essência dupla, ele entra em reações ácidas e básicas, apresentando anfoterismo. O metal interage com álcalis, assim como ácidos, como sulfúrico enítrico, é ativo ao reagir com halogênios.
Ligas de estanho
Por que suas ligas com certa porcentagem de componentes constituintes são usadas com mais frequência em vez de metais puros? O fato é que a liga possui propriedades que um metal individual não possui, ou essas propriedades são muito mais fortes (por exemplo, condutividade elétrica, resistência à corrosão, passivação ou ativação das características físicas e químicas dos metais, se necessário, etc.). O estanho (a foto mostra uma amostra de metal puro) faz parte de muitas ligas. Pode ser usado como aditivo ou substância base.
Hoje, um grande número de ligas de um metal como o estanho é conhecido (o preço delas varia muito), vamos considerar as mais populares e usadas (o uso de certas ligas será discutido na seção apropriada). Em geral, as ligas de estanho apresentam as seguintes características: alta ductilidade, baixo ponto de fusão, baixa dureza e resistência.
Alguns exemplos de ligas
- Uma liga de estanho e chumbo com alguns aditivos de liga (antimônio, cobre, cádmio, zinco, prata, índio) é o chamado estanho para solda, a porcentagem de estanho deve ser 49-51 ou 59 -61 por cento. A força da ligação garante que o estanho forme uma solução sólida com as superfícies metálicas ligadas.
- Garth é uma liga de estanho, chumbo eo antimônio é a base da tinta de impressão (por isso não é recomendado embrulhar alimentos em jornais para evitar concentrações indesejáveis desses metais).
- Babbit - uma liga de estanho, chumbo, cobre e antimônio - é caracterizada por baixo atrito, alta resistência ao desgaste.
- A liga de índio-estanho é um material de baixo ponto de fusão, caracterizado pela refratariedade, resistência à corrosão e força significativa.
Os compostos naturais mais importantes
O estanho forma uma série de compostos naturais - minérios. O metal forma 24 compostos minerais, o mais importante para a indústria é o óxido de estanho - cassiterita, assim como a moldura - Cu2FeSnS4. O estanho está espalhado na crosta terrestre e os compostos formados por ele são de origem magnética. A indústria também utiliza sais de poliol e silicatos de estanho.
Estanho e o corpo humano
O elemento químico estanho é um microelemento em termos de seu conteúdo quantitativo no corpo humano. Seu principal acúmulo está no tecido ósseo, onde o conteúdo normal do metal contribui para seu desenvolvimento oportuno e para o funcionamento geral do sistema musculoesquelético. Além dos ossos, o estanho está concentrado no trato gastrointestinal, pulmões, rins e coração.
É importante notar que o acúmulo excessivo deste metal pode levar ao envenenamento geral do corpo, e uma exposição mais longa pode até levar a mutações genéticas adversas. Recentemente, este problema é bastante relevante, uma vez que o estado ecológico do ambienteO ambiente deixa muito a desejar. Há uma alta probabilidade de intoxicação por estanho entre os moradores de megacidades e áreas próximas próximas a zonas industriais. Na maioria das vezes, o envenenamento ocorre pelo acúmulo de sais de estanho nos pulmões, por exemplo, como cloreto de estanho e outros. Ao mesmo tempo, uma deficiência de micronutrientes pode causar retardo de crescimento, perda auditiva e queda de cabelo.
Aplicativo
O metal está disponível comercialmente em muitas fundições e empresas. É produzido na forma de lingotes, varetas, fios, cilindros, ânodos feitos de uma substância pura e simples, como o estanho. O preço varia de 900 a 3000 rublos por kg.
Estanho puro raramente é usado. Suas ligas e compostos são usados principalmente - sais. O estanho de solda é utilizado no caso de peças de fixação que não são expostas a altas temperaturas e fortes cargas mecânicas, feitas de ligas de cobre, aço, cobre, mas não é recomendado para aquelas feitas de alumínio ou suas ligas. As propriedades e características das ligas de estanho estão descritas na seção correspondente.
As soldas são usadas para microcircuitos de solda, nesta situação as ligas baseadas em um metal como o estanho também são ideais. A foto mostra o processo de aplicação de uma liga de estanho-chumbo. Com ele, você pode realizar trabalhos bastante delicados.
Devido à alta resistência do estanho à corrosão, é utilizado na fabricação de ferro estanhado (folha-de-flandres) - latas para produtos alimentícios. Na medicina, em particular na odontologia, o estanho é usado pararealização de obturações dentárias. As tubulações da casa são cobertas com estanho, os rolamentos são feitos de suas ligas. A contribuição desta substância para a engenharia elétrica também é inestimável.
Soluções aquosas de sais de estanho, como fluoroboratos, sulfatos e cloretos, são usadas como eletrólitos. O óxido de estanho é um esm alte para cerâmica. Ao introduzir vários derivados de estanho em materiais plásticos e sintéticos, parece possível reduzir sua inflamabilidade e a emissão de gases nocivos.
