estaño
propiedades | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Generalmente | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Nombre , símbolo , número atómico | Estaño, Sn, 50 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Categoría de elemento | Rieles | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Grupo , período , bloque | 14 , 5 , p | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Apariencia | plata brillante (β-estaño), gris (α-estaño) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
número CAS | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Número CE | 231-141-8 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tarjeta de información ECHA | 100.028.310 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fracción de masa de la envoltura terrestre | 35 ppm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atómico | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Masa atomica | 118.710 (7) y col. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Radio atómico (calculado) | 145 (145) pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Radio covalente | 139 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Radio de Van der Waals | 217 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Configuración electronica | [ Kr ] 4 d 10 5 s 2 5 p 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1. Energía de ionización | Séptimo.343 918 (12) eV ≈ 708.58 kJ / mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2. Energía de ionización | 14.63307 (9) eV ≈ 1 411.88 kJ / mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Energía de ionización | 30.506 (3) eV ≈ 2 943.4 kJ / mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4. Energía de ionización | 40.74 (4) eV ≈ 3 931 kJ / mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5. Energía de ionización | 77.03 (4) eV ≈ 7 432 kJ / mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Físicamente | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Estado fisico | reparado | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Estructura cristalina | α-estaño cúbico ( estructura de diamante ) β-estaño tetragonal ( estructura tipo A5) |
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densidad | 5.769 g / cm 3 (20 ° C ) (α-estaño) 7.265 g / cm 3 (20 ° C) (β-estaño) |
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Dureza de Mohs | 1,5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
magnetismo | α-estaño diamagnético ( Χ m = −2,3 10 −5 ) β-estaño paramagnético ( Χ m = 2,4 10 −6 ) |
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Punto de fusion | 505,08 K (231,93 ° C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
punto de ebullición | 2893 K (2620 ° C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volumen molar | 16,29 10 −6 m 3 mol −1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Calor de evaporación | 290 kJ / mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Calor de fusión | 7,03 kJ mol −1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Presión de vapor | 5,78 · 10 −21 Pa a 505 K. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Velocidad del sonido | 2500 m s −1 a 293,15 K. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Función del trabajo | 4,42 eV | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Conductividad eléctrica | 8,69 · 10 6 A · V −1 · m −1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Conductividad térmica | 67 W · m −1 K −1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Químicamente | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Estados de oxidación | (−4), 4 , 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Potencial normal | −0,137 V (Sn 2+ + 2 e - → Sn) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electronegatividad | 1,96 ( escala de Pauling ) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Isótopos | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Para otros isótopos, consulte la lista de isótopos | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Propiedades de RMN | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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las instrucciones de seguridad | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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En la medida de lo posible y habitual, se utilizan unidades SI . A menos que se indique lo contrario, los datos proporcionados se aplican a condiciones estándar . |
El estaño es un elemento químico con el símbolo del elemento Sn ( latín stannum ) y el número atómico 50. En la tabla periódica se encuentra en el quinto período y en el cuarto grupo principal , o el decimocuarto grupo IUPAC o grupo de carbono . El metal pesado de color blanco plateado, brillante y muy suave se puede rayar con la uña. El estaño tiene un punto de fusión muy bajo para los metales . Su uso principal fue antes en el área de la producción de vajillas, que fueron elaboradas por los fundadores del peltre dentro de los gremios artesanales de la ciudad hasta el siglo XIX como utensilios y adornos generalizados como parte de la casa burguesa. El uso moderno tiene lugar en el campo de la soldadura eléctrica, así como en el estañado de productos enlatados aptos para alimentos o en medicamentos. Históricamente, la gente utilizó por primera vez el estaño como una mezcla de cobre como agente de aleación para la producción de bronce .
etimología
La palabra estaño ( ahd. , Mhd. Zin ) quizás esté relacionada con ahd. Zein "vara", "vara", "rama" (ver Zain ). La sec señala a este respecto que el metal se ha vertido previamente en forma de varilla. Otra explicación asume que la principal casiterita de mineral de estaño (piedra de estaño) también se presenta en forma de agujas o "palos".
historia
prehistoria
El procesamiento metalúrgico del estaño comenzó un poco más tarde que el del cobre. Mientras que la fundición de cobre para la cultura Vinča se remonta a 5400-4800 a. C. Fue fechado en los Balcanes, esto es para el Medio Oriente en el área de los actuales Irán y Turquía entre 5200 y 5000 AC. Tiene lugar. La aleación más antigua de bronce de estaño del mineral de estaño estannita se encontró en el sitio arqueológico de Pločnik en lo que hoy es Serbia hasta aproximadamente el 4650 a. C. Con fecha de. En las montañas Tauro, en el sur de Turquía , donde se podría haber extraído el mineral de estaño, se descubrieron la mina Kestel y la instalación de procesamiento de Göltepe , que datan de alrededor del 3000 a. C. Con fecha de. Queda por ver si esta fue la fuente del gran consumo de estaño en Oriente Medio. El bronce de estaño, el oro y el cobre se utilizaron por primera vez como joyas solo por su color. Los primeros herreros de la cultura Vinča probablemente seleccionaron los minerales que contienen estaño debido a su color negro verdoso, que se parecía a los minerales de cobre ricos en manganeso. Los herreros de los bronces de estaño conocían las propiedades específicas del nuevo metal, que se pueden deducir de las técnicas utilizadas para procesar los minerales ricos en estaño.
A finales del tercer milenio antes de Cristo Año tras año, en los meses de verano, las élites residentes en el valle del Elba excavaban cebada de estaño en el Rote Weißeritz cerca de Schellerhau . Los trabajadores vivían en simples chozas de hojas durante la temporada, la hojalata se llevaba a los asentamientos permanentes en el valle del Elba, que prosperaron y ganaron riqueza y reputación. En ese momento, Erzgebirge se convirtió en un proveedor central para toda Europa. El estaño fue esencial en la fabricación de bronce . Los rastros de minería descubiertos en Schellerhau por el proyecto de investigación Archeo Montan son actualmente los más antiguos de Europa.
Altas culturas de Egipto, Oriente Medio y Asia
La aleación de bronce , compuesta de cobre y estaño, hizo que el estaño fuera más importante ( Edad del Bronce ). El uso del estaño en Egipto está confirmado por el hallazgo de pequeñas estatuillas de bronce de la época de las pirámides ( IV dinastía , alrededor del 2500 aC). También se encontraron objetos de hojalata en una tumba egipcia de la dinastía XVIII (alrededor del 1500 a. C.). En India, la producción de bronce ya rondaba el 3000 a. C. Conocido. Desde el segundo milenio antes de Cristo Existe evidencia de que el estaño se extrajo en mayor medida en Asia Central en la ruta de la Ruta de la Seda posterior . Alrededor del 1800 a.C. En el siglo IV a. C. ( dinastía Shang ), el estaño es conocido en China. Una obra escrita sobre las artes de esa época, el Kaogong ji ( dinastía Zhou , de 1122 a.C.), describe en detalle las proporciones de mezcla de cobre y estaño, que, según el tipo, se utilizan para vasos sagrados, gongs, espadas y Las puntas de flecha, las hachas o los implementos de labranza que se utilizaban eran de bronce. Debería haber sido conocido antes en los depósitos asiáticos reales en Yunnan y en la península de Malaca . En el valle del Éufrates desde 2000 a. C. Los artefactos de bronce de BC y su fabricación se convierten en un factor cultural importante; La técnica fue luego desarrollada por los griegos y romanos.
Comercio temprano: Cercano Oriente y Asia Central, Fenicios
La expansión del comercio del estaño también confirma su temprana y extensa explotación. Primero fue traído desde Asia Central con caravanas a las áreas del Cercano y Medio Oriente de hoy . El mineral de estaño se obtuvo allí desde el tercer milenio antes de Cristo. De los depósitos del antiguo reino de Elam al este del Tigris y de las montañas de Khorasan en la frontera persa con Turkmenistán y Afganistán . Desde allí parece haber sido entregado a la tierra de los faraones . En la Biblia , el estaño se menciona por primera vez en el cuarto libro de Moisés ( Números 31,22 EU ).
Los fenicios probablemente tenían conexiones por mar con las islas indias ricas en estaño de Malaca y Bangka , sin dar detalles precisos. Más tarde, los fenicios transportaron el mineral de estaño con sus barcos a lo largo de las zonas costeras de España y Francia hasta las islas del Mar del Norte . En estos viajes descubrieron áreas ricas en estaño en las llamadas Islas del Estaño , que pueden incluir la Isla de Wight , y en las montañas de Cornualles , donde extraían el mineral y lo exportaban a otros países. En menor medida, la extracción de mineral de estaño se inició comercialmente en Francia (incluido el Cap de l'Etain), en España (Galicia) y en Etruria (Cento Camerelle cerca de Campiglia Marittima ).
Griegos y romanos
En las epopeyas de Homero y en Hesíodo , las incrustaciones de estaño aparecen como adornos en los carros y escudos de Agamenón y Heracles ; Los chicharrones de peltre (probablemente "enlatados") se describen para Aquiles . A través de Plauto , el estaño se menciona por primera vez como vajilla para las comidas. Probablemente los griegos no lo conocían como un metal utilitario para la vajilla. Según Heródoto , el estaño que los griegos usaban para la fundición de bronce provenía de las Casiteridas , cuya ubicación geográfica le era desconocida. Estas islas también son mencionadas y descritas por Estrabón , quien las ubica muy al norte de España, cerca de Gran Bretaña .
El escritor romano Plinio el Viejo llamó al estaño en su álbum plumbum de historia natural (" mina blanca"); El plomo, sin embargo, era plumbum nigrum ("plomo negro"). También describe el estañado de monedas de cobre y los informes de espejos y ampollas de estaño y describe cómo se soldaron las tuberías de agua de plomo con una aleación de estaño. La alta demanda del estaño asignado a Júpiter en alquimia se cita incluso como una razón para la ocupación romana de Gran Bretaña . En la región suroeste de Cornualles fue del 2100 a. C. Mineral de estaño extraído hasta 1998, en la antigüedad un importante proveedor de estaño para el área mediterránea y hasta finales del siglo XIX el más grande del mundo. En latín, estaño significa stannum , de ahí el símbolo químico (Sn).
mediana edad
Durante la Gran Migración , la extracción de mineral de estaño cesó por completo. Solo se fabricaron algunos objetos de culto. En el Concilio de Reims (813), además del oro y la plata, solo se permite expresamente el estaño para la fabricación de tales objetos. Los hallazgos graves de Capetiennes lo confirman en la medida en que era costumbre en la época de las primeras cruzadas enterrar a los sacerdotes con cálices de peltre y obispos, así como a los abades con palos de peltre.
La costumbre de llevar en el pecho pequeños retratos de aleación de estaño, los llamados signos de los peregrinos , probablemente también data de la época de las Cruzadas. Dependiendo de la región, estos fueron St. Denis o St. Nicolas en el centro y sur de Francia, y St. Thomas de Canterbury en Inglaterra. Las monedas y ampollas religiosas, las campanillas y los silbatos que se traían a casa de los lugares de peregrinaje palestinos estaban hechos de peltre. Una vez reconocida la peregrinación, hubo que arrojarlos a ríos y lagos para evitar posibles abusos.
A partir del 1100, la población europea empezó a sustituir paulatinamente las vajillas de barro y madera que antes se fabricaban por las de hojalata más estable. El procesamiento artesanal del estaño en las fundiciones de estaño comenzó en las ciudades más grandes alrededor del año 1200 . Los venecianos mantuvieron entonces relaciones comerciales con las Indias Malaca y Bangka, ricas en estaño .
Mucho después de que el bronce fuera reemplazado por el hierro ( Edad del Hierro ), el estaño volvió a ganar gran importancia a mediados del siglo XIX a través de la fabricación industrial de hojalata .
Ocurrencia
Los depósitos de estaño primario incluyen greisen , vena hidrotermal y, con menos frecuencia, skarn y depósitos de exhalación volcánica (VHMS) . Dado que el mineral de estaño más importante económicamente, la casiterita SnO 2 , también conocida como piedra de estaño, es un mineral pesado muy estable, una gran parte de la producción de estaño también proviene de depósitos secundarios de jabón . En algunos depósitos primarios, el mineral de sulfuro estannita Cu 2 FeSnS 4 también es importante para la producción de estaño. En los depósitos de estaño primario, el elemento a menudo se encuentra asociado con arsénico , tungsteno , bismuto , plata , zinc , cobre y litio .
Para extraer el estaño, el mineral primero se tritura y luego se enriquece mediante varios procesos (suspensión, separación eléctrica / magnética). Después de la reducción con carbón , el estaño se calienta justo por encima de su temperatura de fusión para que pueda fluir sin que las impurezas tengan un punto de fusión más alto. Hoy en día una gran parte se obtiene mediante reciclaje y aquí mediante electrólisis .
Está presente en la corteza continental con una proporción de alrededor de 2,3 ppm .
Las reservas actuales de estaño se dan en 4,7 millones de toneladas, con una producción anual de 289.000 toneladas en 2015. Actualmente, más del 80% de la producción proviene de depósitos de jabón (depósitos secundarios) en ríos y en la zona costera, principalmente de una región. comenzando en el centro de China a través de Tailandia a Indonesia . Los depósitos de estaño más grandes del mundo se descubrieron en 1876 en el valle de Kinta ( Malasia ). Hasta la fecha se han extraído alrededor de 2 millones de toneladas. El material de los depósitos aluviales tiene un contenido metálico de alrededor del 5%. Un proceso de fusión solo se usa después de varios pasos para concentrar alrededor del 75%.
En Alemania hay mayores recursos en Erzgebirge , donde se extrajo el metal desde el siglo XIII hasta 1990. Algunos ejemplos son el depósito antiguo de Altenberg y el depósito skarn de Pöhla . Actualmente, varias empresas están explorando en busca de estaño en las Montañas Metálicas. Los primeros resultados de la investigación publicados en agosto de 2012 para los lugares Geyer y Gottesberg, un distrito de Muldenhammer , sugieren depósitos de alrededor de 160.000 toneladas de estaño para ambos lugares. En principio, estas cifras también confirman la información estimada después de la prospección realizada durante la era de la RDA. Según Deutsche Rohstoff AG , es el depósito de estaño aún sin explotar más grande del mundo. Dado que, por un lado, el contenido de mineral del 0,27 por ciento para Gottesberg y del 0,37 por ciento para Geyer es relativamente bajo y, por otro lado, el mineral es relativamente difícil de extraer de la roca, no está claro si la minería sería económicamente viable. Si esto sucediera, también se producirían zinc, cobre e indio como subproductos .
La nación minera más importante de estaño es China, seguida de Indonesia y Myanmar. En Europa, Portugal fue el mayor productor en 2009 , donde se extrae como subproducto del depósito VHMS Neves Corvo .
Significado económico
El consumo mundial anual de estaño ronda las 300.000 t. Alrededor del 35% de esto se utiliza para soldaduras , alrededor del 30% para hojalata y alrededor del 30% para productos químicos y pigmentos . Al cambiar de soldaduras de estaño-plomo a soldaduras sin plomo con un contenido de estaño de> 95%, la demanda anual aumentará alrededor del 10%. Los precios del mercado mundial han aumentado continuamente en los últimos años. En 2003, la LME ( London Metal Exchange ) seguía pagando alrededor de 5.000 dólares estadounidenses por tonelada, pero en mayo de 2008 ya superaba los 24.000 dólares estadounidenses por tonelada. Los diez mayores consumidores de estaño (2003) a nivel mundial son Estados Unidos, Japón, Alemania, el resto de Europa, Corea, el resto de Asia, Taiwán, Gran Bretaña y Francia en primer lugar después de China.
La crisis financiera mundial de 2007 y el débil crecimiento económico de los países emergentes y en desarrollo presionaron el precio. En agosto de 2015, el precio por tonelada cayó brevemente por debajo de los 14.000 dólares. En octubre de 2015, el precio se recuperó ligeramente a alrededor de 16.000 dólares estadounidenses. Debido a la fortaleza del dólar estadounidense, el bajo precio es solo parcialmente popular en muchos países consumidores. La producción mundial en 2011 fue de alrededor de 253.000 toneladas, de las cuales 110.000 toneladas se extrajeron solo en China; otras 51.000 toneladas vinieron de Indonesia.
La casiterita era estadounidense de Estados Unidos por la Comisión de Bolsa y Valores de la SEC como los llamados "minerales de conflicto" clasificados, su uso es obligatorio para informar a las empresas a la SEC. La razón dada para esto son los sitios de producción en el este del Congo , que están controlados por rebeldes y, por lo tanto, se sospecha que ayudan a financiar conflictos armados.
rango | país | Cargo de entrega | Reservas | |||
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2015 | 2009 ( t ) | 2009 | 2015 (t) | 2015 | 2017 (t) | |
1 | República Popular de China | 115.000 | 40% | 110 000 | 38% | 1,100,000 |
2 | Indonesia | 55.000 | 19% | 52 000 | 18% | 800 000 |
3 | Myanmar | - | - | 34,300 | 12% | 110 000 |
Cuarto | Brasil | 13.000 | 4,5% | 25.000 | 8,7% | 700.000 |
5 | Bolivia | 19.000 | 6,6% | 20.000 | 6,9% | 400.000 |
Sexto | Perú | 37,500 | 13,0% | 19.500 | 6,7% | 100.000 |
Séptimo | Australia | 1.400 | 0,5% | 7.000 | 2,4% | 370.000 |
Octavo | República Democrática del Congo | 9.400 | 3,3% | 6.400 | 2,2% | 110 000 |
9 | Vietnam | 3500 | 1,2% | 5.400 | 1,9% | 11.000 |
10 | Malasia | 2,380 | 0,8% | 3.800 | 1,3% | 250.000 |
11 | Nigeria | - | - | 2500 | 0,9% | - |
12 | Ruanda | - | - | 2.000 | 0,7% | - |
13 | Laos | - | - | 900 | 0,3% | - |
14 | Tailandia | 120 | 0,04% | 100 | 0,03% | 170.000 |
- | Rusia | 1200 | 0,4% | - | - | 350.000 |
- | Portugal | 30 | 0,01% | - | - | - |
otro | 2.000 | 0,7% | 100 | 0,03% | 180.000 | |
total | 260.000 | 100% | 289.000 | 100% | 4.700.000 |
propiedades
El estaño puede tener tres modificaciones con diferente estructura y densidad de cristal :
- El α-estaño ( celosía de diamante cúbico , 5,75 g / cm 3 ) es estable por debajo de 13,2 ° C y tiene una banda prohibida de E G = 0,1 eV. Esto significa que se clasifica como semimetálico o semiconductor, según la interpretación . Su color es gris.
- β-estaño ( octaédrico distorsionado , 7,31 g / cm 3 ) hasta 162 ° C, superficie plateada-blanca.
- γ-estaño ( rejilla rómbica , 6,54 g / cm 3 ) por encima de 162 ° C o bajo alta presión.
Además, se puede sintetizar una modificación bidimensional llamada stan (similar a la modificación del carbono del grafeno ).
El estaño natural consta de diez isótopos estables diferentes ; ese es el mayor número entre todos los elementos. Además, se conocen 28 isótopos radiactivos .
La recristalización de β-estaño en α-estaño a bajas temperaturas se manifiesta como la llamada plaga del estaño .
Al doblar el estaño relativamente blando, por ejemplo las varillas de estaño, se produce un sonido característico, el grito de estaño (también grito de estaño). Surge de la fricción entre los β-cristalitos. Sin embargo, el ruido solo se produce con estaño puro. Incluso el estaño de baja aleación no muestra esta propiedad; z. B. pequeñas mezclas de plomo o antimonio evitan que el estaño grite. El β-estaño tiene un tetraedro aplanado como estructura celular espacial , a partir del cual también se forman dos conexiones.
La capa de óxido con la que se recubre el estaño lo hace muy duradero. Sin embargo, los ácidos y bases concentrados lo descomponen con el desprendimiento de gas hidrógeno . Sin embargo, el óxido de estaño (IV) es igualmente inerte que el óxido de titanio (IV) . El estaño se reduce con metales menos nobles (por ejemplo, zinc); El estaño elemental se deposita esponjoso o adherido al zinc.
Isótopos
El estaño tiene un total de diez isótopos naturales . Estos son 112 Sn, 114 Sn, 115 Sn, 116 Sn, 117 Sn, 118 Sn, 119 Sn, 120 Sn, 122 Sn y 124 Sn. 120 Sn es el isótopo más común con un 32,4% de estaño natural. De los isótopos inestables, 126 Sn es el más longevo con una vida media de 230.000 años. Todos los demás isótopos tienen una vida media máxima de solo 129 días, pero el 121 Sn tiene un isómero central con una vida media de 44 años. Los isótopos 113 Sn, 121 Sn, 123 Sn y 125 Sn se utilizan con mayor frecuencia como trazadores . El estaño es el único elemento que tiene tres isótopos estables con un número impar de masas y, con diez isótopos estables, los isótopos más estables de todos los elementos.
prueba
La prueba luminosa se lleva a cabo como una reacción de detección cualitativa de sales de estaño : la solución se mezcla con aproximadamente un 20% de ácido clorhídrico y polvo de zinc, que libera hidrógeno naciente . El hidrógeno atómico naciente reduce parte del estaño hasta el estannano SnH 4 . En esta solución se sumerge un tubo de ensayo lleno de agua fría y solución de permanganato de potasio ; el permanganato de potasio se usa aquí solo como medio de contraste. Este tubo de ensayo se mantiene en la oscuridad en la llama no luminosa del mechero Bunsen. En presencia de estaño, se produce inmediatamente una fluorescencia azul típica , causada por SnH 4 .
La polarografía es adecuada para la determinación cuantitativa de estaño . En ácido sulfúrico 1 M , el estaño (II) da un paso a −0,46 V (frente al electrodo de calomelanos , reducción al elemento). El estannato (II) se puede oxidar en una solución de hidróxido de sodio 1 M a estannato (IV) (−0,73 V) o reducirse al elemento (−1,22 V). En el rango de ultratrazas , el tubo de grafito y la tecnología de hidruro de la espectroscopia atómica son ideales . Con el horno de grafito AAS, se alcanzan límites de detección de 0,2 µg / l. En la tecnología de hidruros, los compuestos de estaño en la solución de muestra se transfieren a la cubeta de cuarzo como estannano gaseoso utilizando borohidruro de sodio . Allí, el estannano se descompone en los elementos a aproximadamente 1000 ° C, y el vapor de estaño atómico absorbe específicamente las líneas de Sn de una lámpara de cátodo hueco de estaño . Aquí se dio 0,5 µg / l como límite de detección.
Otros reactivos de detección cualitativos son diacetyldioxime , kakothelin , Morin y 4-metilbenceno-1,2-ditiol . El estaño también se puede detectar microanalíticamente a través de la formación de oro púrpura .
Efecto biológico
El estaño metálico es intrínsecamente no tóxico incluso en grandes cantidades. El efecto venenoso de los compuestos y sales simples de estaño es bajo. Por otro lado, algunos compuestos orgánicos de estaño son altamente tóxicos. Los compuestos de trialquil estaño (en particular TBT, inglés. " T ri b utyl t en" TBT ) y trifenilestaño estuvieron varias décadas en pinturas utilizadas en barcos para matar los cascos que enjaulaban microorganismos y mejillones. Esto resultó en altas concentraciones de TBT en el agua de mar en las cercanías de las grandes ciudades portuarias, que todavía afectan a la población de diversas especies marinas en la actualidad. El efecto tóxico se basa en la desnaturalización de algunas proteínas a través de la interacción con azufre de aminoácidos como la cisteína .
usar
Usos y oficios tradicionales
La hojalata pura se ha utilizado ampliamente para la producción como metal de órganos en el área visible durante siglos . Estos mantienen su color plateado durante muchas décadas. El metal blando se usa generalmente en una aleación con plomo, el llamado órgano metálico, y tiene muy buenas propiedades de amortiguación de vibraciones para el desarrollo del sonido. Las temperaturas demasiado bajas son perjudiciales para los tubos de los órganos porque se convierten en α-estaño; ver plaga de estaño . Muchos artículos para el hogar, utensilios de peltre (platos), tubos, latas e incluso figuras de peltre se hacían completamente con peltre en el pasado, de acuerdo con la tecnología de procesamiento más simple de la época. Mientras tanto, sin embargo, el material relativamente valioso ha sido reemplazado principalmente por alternativas más baratas. Los adornos y bisutería todavía se fabrican con aleaciones de estaño, peltre y metal Britannia .
Desde la Edad Media, el lanzador de hojalata ha sido un oficio especial que ha sobrevivido hasta nuestros días, aunque en una medida muy limitada. Hoy está legalmente incorporado al título de trabajo de fundador de metal y campana . La tarea del limpiador de estaño era limpiar principalmente elementos oxidados hechos de estaño con un extracto de agua fría de la cola de caballo de campo , por lo que se la conocía popularmente como cola de caballo . Era un oficio itinerante bastante desconocido y se practicaba en los hogares de los agricultores de clase media o de gran escala.
Uso hoy
Como componente de aleación, el estaño se usa de muchas maneras, aleado con cobre para formar bronce u otros materiales. El oro nórdico , la aleación de las monedas de euro de color dorado, contiene, entre otras cosas, un 1% de estaño. El metal argelino contiene 94,5% de estaño.
Como componente de las aleaciones metálicas con un punto de fusión bajo, el estaño es insustituible. La soldadura blanda (llamada estaño para soldar ) para conectar componentes electrónicos (por ejemplo, en placas de circuito impreso ) se alea con plomo (una mezcla típica es alrededor de 63% de Sn y 37% de Pb) y otros metales en menor medida. La mezcla se funde a aproximadamente 183 ° C. Sin embargo, desde julio de 2006, la soldadura de estaño que contiene plomo ya no se puede utilizar en dispositivos electrónicos (consulte RoHS ); ahora utiliza aleaciones de estaño sin plomo con cobre y plata, z. B. Sn95.5Ag3.8Cu0.7 (temperatura de fusión aprox. 220 ° C).
Sin embargo, dado que uno no confía en estas aleaciones ( plaga de estaño y "bigotes de estaño" ), el uso de soldaduras con plomo todavía está permitido en la fabricación de ensamblajes electrónicos para tecnología médica, tecnología de seguridad, dispositivos de medición, aeroespacial y para uso militar / policial. . Por el contrario, el uso de soldadura sin plomo en estas áreas sensibles está prohibido a pesar de RoHS .
Los monocristales de estaño de alta pureza también son adecuados para la producción de componentes electrónicos.
En la producción de vidrio flotado, la masa de vidrio viscoso flota sobre un estaño fundido liso como un espejo hasta que solidifica.
Los compuestos de estaño se agregan al PVC plástico como estabilizadores. El tributilestaño se utiliza como un aditivo antiincrustante en pinturas para barcos y previene las incrustaciones en el casco, pero ahora es controvertido y está prohibido en gran medida.
En forma de un compuesto transparente de óxido de estaño-óxido de indio, es un conductor eléctrico en dispositivos de visualización como pantallas LC . El dióxido de estaño puro, blanco, no muy duro tiene una alta refracción de la luz y se utiliza en el sector óptico y como agente de pulido suave. En odontología , el estaño también se utiliza como componente de amalgamas para obturar los dientes. Los compuestos orgánicos de estaño, muy tóxicos, se utilizan como fungicidas o desinfectantes .
El estaño también se usa para fundir plomo en lugar de plomo . Stannum metallicum ("estaño metálico") también se utiliza en la producción de medicamentos homeopáticos y como antídoto para las tenias.
Con el nombre de Argentin , el polvo de estaño se usaba anteriormente para hacer papel plateado falso y láminas plateadas falsas.
La hojalata es una plancha de hierro estañado ; se utiliza para latas de comida o moldes para hornear , por ejemplo . Tin , la palabra inglesa para peltre, también es una palabra inglesa para can o can.
Cuando se enrolla en una hoja delgada, también se llama papel de estaño , que se usa para el oropel , por ejemplo . Sin embargo, el estaño fue reemplazado por el aluminio mucho más barato en el siglo XX . El estaño también se usa en algunos tubos de pintura y tapones de botellas de vino.
El estaño se utiliza en la litografía EUV para la producción de circuitos integrados ("chips"), como componente necesario en la generación de radiación EUV por plasma de estaño .
Enlaces
Los compuestos de estaño se presentan en los estados de oxidación + II y + IV. Estaño (IV) compuestos son más estables porque estaño es un elemento de grupo principal 4 y el efecto del par de electrones inerte no es tan pronunciado como con los más pesados elementos de este grupo, por ejemplo, B. el líder . Estaño (II) compuestos pueden por lo tanto ser fácilmente convertida en estaño (IV) compuestos . Muchos compuestos de estaño son de naturaleza inorgánica , pero también se conocen varios compuestos de organoestaño ( compuestos de organoestaño ).
Óxidos e hidróxidos
- Óxido de estaño (II) SnO
- Óxido de estaño (II, IV) Sn 2 O 3
- Óxido de estaño (IV) SnO 2
- Hidróxido de estaño (II) Sn (OH) 2
- Hidróxido de estaño (IV) Sn (OH) 4 , número CAS:12054-72-7
Haluros
- Fluoruro de estaño (II) SnF 2
- Cloruro de estaño (II) SnCl 2
- Cloruro de estaño (IV) SnCl 4
- Bromuro de estaño (IV) SnBr 4
- Yoduro de estaño (II) SnI 2
- Yoduro de estaño (IV) SnI 4
Sales
- Sulfato de estaño (II) SnSO 4
- Sulfato de estaño (IV) Sn (SO 4 ) 2
- Nitrato de estaño (II) Sn (NO 3 ) 2
- Nitrato de estaño (IV) Sn (NO 3 ) 4
- Oxalato de estaño (II) Sn (COO) 2
- Pirofosfato de estaño (II) Sn 2 P 2 O 7
- Hidroxiestanato de zinc ZnSnO 3 3 H 2 O, Número CAS:12027-96-2
Calcogenuros
- Sulfuro de estaño (II) SnS
- Sulfuro de estaño (IV) SnS 2
- Seleniuro de estaño (II) SnSe
Compuestos orgánicos de estaño
- Dilaurato de dibutilestaño (DBTDL) C 32 H 64 O 4 Sn
- Óxido de dibutilestaño (DBTO) (H 9 C 4 ) 2 SnO
- Diacetato de dibutilestaño C 12 H 24 O 4 Sn, número CAS:1067-33-0
- Dicloruro de difenilestaño C 12 H 10 Cl 2 Sn
- Hidruro de tributilestaño C 12 H 28 Sn
- Cloruro de tributilestaño (TBTCL) (C 4 H 9 ) 3 SnCl
- Fluoruro de tributilestaño (TBTF) C 12 H 27 FSn, número CAS:1983-10-4
- Sulfuro de tributilestaño (TBTS) C 24 H 54 SSn 2 , número CAS:4808-30-4
- Óxido de tributilestaño (TBTO) C 24 H 54 OSn 2
- Hidruro de trifenilestaño C 18 H 16 Sn
- Hidróxido de trifenilestaño C 18 H 16 OSn
- Cloruro de trifenilestaño C 18 H 15 ClSn
- Tetrametil estaño C 4 H 12 Sn
- Estaño tetraetil C 8 H 20 Sn
- Tetrabutil estaño C 16 H 36 Sn
- Tetrafenilestaño (H 5 C 6 ) 4 Sn
Más conexiones
- Stannan SNH 4
- Estanato de sodio Na 2 SnO 3
- Estanato de potasio K 2 SnO 3 , número CAS:12142-33-5
- Difluoroborato de estaño Sn (BF 4 ) 2 , número CAS:13814-97-6
- Estaño (II) -2-etilhexanoato Sn (OOCCH (C 2 H 5 ) C 4 H 9 ) 2
- Oleato de estaño (II) Sn (C 17 H 34 COO), número CAS:1912-84-1
- telururo de estaño SnTe
- Óxido de indio y estaño , un óxido mixto generalmente compuesto por un 90% de óxido de indio (III) (In 2 O 3 ) y un 10% de óxido de estaño (IV) (SnO 2 )
La categoría: compuestos de estaño proporciona una descripción general de otros compuestos de estaño .
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