Staniu

Iso	AN	Perioadă	MD	Ed	PD
Iso	AN	Perioadă	MD	MeV	PD
112 Sn	0,97 %	stabil cu 62 de neutroni
114 Sn	0,65 %	stabil cu 64 de neutroni
115 Sn	0,34 %	stabil cu 65 de neutroni
116 Sn	14,54 %	stabil cu 66 de neutroni
117 Sn	7,68 %	stabil cu 67 de neutroni
118 Sn	24,23 %	stabil cu 68 de neutroni
119 Sn	8,59 %	stabil cu 69 de neutroni
120 Sn	32,59 %	stabil cu 70 de neutroni
122 Sn	4,63 %	stabil cu 72 de neutroni
124 Sn	5,79 %	stabil cu 74 de neutroni
126 Sn	{sin.}	~ 100.000 a	β -	0,380	126 Sb

Proprietăți fizice simple ale corpului

Stare obișnuită

solid

Alotropul în starea standard

Staniu alb (β, tetragonal )

Alte alotropi

Cositor gri (α, diamant cubic )

Masa volumică

5,77 g · cm -3 (gri),

7,29 g · cm -3 (alb)

Sistem de cristal

Tetragonal

Duritate

1.5

Culoare

Gri argintiu

Punct de fuziune

231.928 ° C (îngheț)

Punct de fierbere

2 602 ° C

Energia de fuziune

7,029 kJ · mol -1

Energie de vaporizare

295,8 kJ · mol -1

Volumul molar

16,3 cm 3 · mol -1

Presiunea de vapori

5,78 × 10 -21 Pa la 231,85 ° C

Viteza sunetului

2500 m · s -1 până la 20 ° C

Căldură masică

228 J · kg -1 · K -1

Conductivitate electrică

9,17 x 10 6 S · m -1

Conductivitate termică

66,6 W · m -1 · K -1

Solubilitate

sol. în HCl ,

H 2 SO 4 concentrat fierbinte

Variat

7440-31-5

231-141-8

Precauții

WHMIS

Produs necontrolatAcest produs nu este controlat conform criteriilor de clasificare WHMIS.

Dezvăluirea la 1,0% conform listei de divulgare a ingredientelor
Observații: Identitatea chimică și concentrația acestui ingredient trebuie să fie dezvăluite pe MSDS dacă este prezent la o concentrație egală sau mai mare de 1,0% într-un control al produsului.

Unități de SI & STP, cu excepția cazului în care se prevede altfel.

Staniu este elementul chimic al numărul atomic 50, simbolul Sn ( latin Stannum ). Este un metal slab din grupa 14 din tabelul periodic . Există zece izotopi stabili de staniu, în principal cei din masele 120, 118 și 116.

Staniul există în stări de oxidare 0, + II și + IV. La temperatura camerei, corpul simplu de tablă este un solid metalic .

Staniul este cunoscut încă din Antichitate, unde era folosit pentru a proteja vasele de oxidare și pentru a prepara bronzul. Este încă folosit în acest scop și pentru lipire . Acest element nu este foarte toxic. Rare în stare nativă , staniu este extras în mod esențial dintr - un mineral numit casiteritul, unde se găsește sub formă de SnO 2 oxid .

Caracteristici

Este un metal gri-argintiu, ductil, destul de ductil la temperatura camerei. Este foarte cristalizat și deformarea unei lame de tablă produce zgomot; spunem că tabla „plânge” sau „plânge” (fenomen de înfrățire ).

Rezistă la coroziune de apă de mare și apă dulce , dar poate fi atacat de acizi puternici. Această rezistență este de natură cinetică, deoarece potențialul normal al perechii Sn 2+ Sn = -0.136 V. Prin urmare, este atacată termodinamic de apă și, bineînțeles, de oxigen .

Soiuri alotrope

La presiunea atmosferică, staniul pur are trei soiuri alotrope (poate exista sub trei forme cristaline). Între 13 ° C și 162 ° C , staniu are o structură tetragonală (formă ), este staniu alb, cu o densitate de 7,28 g cm −3 . Peste 162 ° C , găsim structura (forma ) ortorombică , fragilă, care poate fi pulverizată cu un mortar. Sub 13 ° C , staniu alb se transformă încet în staniu gri, cu structură (formă ) diamantată , densitate 5,75 g cm −3 . $\ beta$ $\gamma$ $\alfa$

Această transformare și schimbarea densității care o însoțește afectează rezistența mecanică a materialului. Sub −50 ° C , transformarea este rapidă, iar cositorul devine pulbere (cade în praf). Este „ ciuma de tablă ” („lepra de tablă” când fenomenul rămâne superficial). Acest fenomen „este descris în timpul campaniei rusești de către soldații lui Napoleon , bine poziționați pentru a face această observație, nasturii pantalonii lor erau din tablă” .

Prin depunerea controlată a staniului în faza gazoasă pe un substrat solid, este posibil să se formeze un monostrat de atomi de staniu cu structură hexagonală: stanenă , similară cu grafenul . Stanene este un izolator topologic bidimensional .

Staniul are 39 de izotopi cunoscuți, cu un număr de mase cuprins între 99 și 137 și 32 de izomeri nucleari . Dintre acestea, 10 sunt stabile (trei sunt potențial radioactive, dar nu s-a observat până acum nicio descompunere), ceea ce face din staniu elementul cu izotopii cei mai stabili, urmat de xenon . Există mari șanse ca această proprietate să aibă legătură cu faptul că staniu are 50 de protoni , un număr magic .

Istoric

Staniul este cunoscut din timpurile preistorice de pe toată planeta. Este una dintre componentele metalurgiei bronzului . Denumirea latină stannum sau stagnum a fost folosită pentru prima dată pentru un amestec de argint și plumb . Cositorul folosit de greci și mesopotamieni la începutul epocii bronzului a fost exploatat în principal în Afganistan . Navele feniciene au traversat coloanele lui Hercule și au mers până în Bretania și Cornwall (mitica „ Insulele Cassiteride ”) în căutarea minelor de staniu (în greaca veche κασσίτερος ). Mai târziu, Iulius Cezar a descris exploatarea minereurilor de staniu în minele din Cornish în Marea Britanie. Retragerea de la gali și greci care au exportat-o prin portul Massalia ( Marsilia ) controlul rutei de staniu din Marea Britanie prin Galia transalpină prin luarea Rhôneului, a fost unul dintre obiectivele cuceririi cezariene .

Producție

Extracţie

Metalurgia staniului este o reducere a oxidului de SnO 2 de carbon la temperatură ridicată.

Există, de asemenea, un circuit de reciclare care produce 30% din staniu. Astfel, staniu conținut într-un aliaj numit tablă de tablă (oțel acoperit cu 0,3% staniu pentru a-l proteja) este recuperat prin tratament cu hidroxid de sodiu la 70 ° C. Oțelul rămâne în stare metalică în timp ce staniul este atacat și produce ioni SnO 4 4- stanat . Acestea sunt apoi reduse la staniu metalic prin electroliză.

Franța nu are o mină de tablă din 1975 . Ultima, în Bretania (mina Saint-Renan ) a produs 500 t / an.

Malaezia este țara în care se află cea mai mare parte a rezervelor mondiale a staniului. Cassiterite este exploatat în special prin dragarea fundului mării, care nu este lipsită de probleme serioase de mediu.

Producția minieră mondială 2014

	Țară	Producție	% lume
1	China	106.000 t	34,4%
2	Indonezia	88.300 t	28,7%
3	Birmania	30.000 t	9,7%
4	Peru	23.100 t	7,5%
5	Bolivia	19.800 t	6,4%
6	Brazilia	12.100 t	3,9%
7	Australia	7.200 t	2,3%
8	Vietnam	5.400 t	1,8%
9	Rwanda	4000 t	1,3%
9	RD Congo	4000 t	1,3%
Lumea totală		307.900 t	100%

Aliaje

De bronzurile sunt în prezent amestecuri de cupru și staniu. Termenul folosit pentru a desemna toate aliajele de cupru; a fost numit și alamă , fără ca compoziția aliajului să fie mai precisă. Folosit încă din Antichitate , a caracterizat epoca bronzului .

Celelalte aliaje sunt mai puțin cunoscute, iar termenii care le descriu sunt mai precise.

Aliaj plumb-staniu , de asemenea , uneori numit de metal alb, nu mai este utilizat pentru alimente , din cauza toxicității de plumb, dar este folosit pentru lipire .
"Metalul englez" este un aliaj de staniu (70 până la 94%), antimoniu (5 până la 24%) și cupru (până la 5%) utilizat la fabricarea veselelor și a obiectelor de decor.
Tip de metal este un aliaj dedicat fabricării fețelor de tip care conține 5% staniu la 70% plumb și 25% din antimoniu (mai vechi indică proporții de 15% staniu 80% plumb și 5% antimoniu).

Compuși

Oxidul de staniu SnO 2 este utilizat între 4 și 8% în anumite pahare ca opacifiant.
Tetraclorura de staniu SnCl 4 face posibilă prepararea derivaților de organotină sau servește drept catalizator Friedel-Crafts pentru reacții de acilare , alchilare și ciclizare .
SnO 4 4- stanații sunt surse de staniu pentru cositorirea electrolitică.
Octanoat , staniu (II) Sn (C 7 H 15 COO) 2 este utilizat ca catalizator pentru producerea de spume poliuretanice.
Organotine (50.000 t / an utilizate în întreaga lume), inclusiv:
- cel mai utilizat, tributiltin n- (C 4 H 9 ) 3 Sn-H. Este folosit pentru vopselele antivegetative navale .
- dialchilini (20.940 t) sunt folosiți ca stabilizator termic pentru PVC.
- Dilaurat de dibutiltil, (nC 4 H 9 ) 2 Sn (OOCC 11 H 23 ) 2, servește drept catalizator pentru fabricarea cauciucurilor siliconice.
- Oxid de tributiletan [(nC 4 H 9 ) 3 Sn] 2 Oeste un fungicid utilizat pentru conservarea lemnului. Se folosește în vopsele pentru corpul bărcilor pentru a preveni fixarea algelor. Acest compus este toxic pentru mediu, ceea ce face ca utilizarea sa actuală să fie limitată.

Utilizări

Staniul poate fi utilizat în contact cu alimentele .

Staniul este utilizat sub formă pură sau aliată la fabricarea multor obiecte, în special:

Foliile de tablă au fost folosite pentru conservarea cărnii și a Roquefortului .
De Tuburile flexibile pentru ambalarea produselor păstoase protejate de aer au fost produse în staniu. În 1841, un producător de culori de ulei a oferit tubul flexibil de vopsea din cositor. Acesta va fi apoi utilizat pentru produse cosmetice si pasta de dinti sau alimente la începutul XX - lea secol. Staniul va fi apoi înlocuit cu aluminiu , mai puțin costisitor, apoi adesea cu plastic .
Cutia de conserve .
Vesela și obiectele decorative sunt în general în „metal englezesc”, cu compoziție variabilă; meseria de olar de cositor datează din Evul Mediu.
Figurinele, așa-numiții soldați „de plumb”, obiectele decorative sunt turnate în cositor sau aliaj cu plumb.
Aliajul „nobil” pentru topirea sculpturilor este bronzul, care era folosit și pentru tunurile vechii artilerii.
La supapele și fitingurile folosesc un aliaj intermediar între alamă și bronz , care cuprinde 10% staniu și 3% zinc .
De lipire (impropriu numit de lipire) este realizată cu un metal de adaos constând din aliaj staniu adesea, ca și în electronică.
Staniul este adesea încorporat în aliajul monedelor . Cei 50 de cenți, 20 de cenți și 10 cenți Euro conțin 1%.
Aliaj de niobiu-staniu Nb 3 Sneste supraconductor la temperaturi relativ "ridicate" (temperatura critică de -254,15 ° C ). Performanța sa: densitatea curentului de 750 A mm −2 sub 12 teslas îl desemnează ca succesor al niobiu-titan pentru aplicații pe scară largă.
Aliajul Newton (50% bismut , 20% plumb și 30% staniu) cu punct de topire scăzut (98 ° C) este utilizat în radiație .

Staniul este încă folosit ca ajutor de fabricație. Cel mai obișnuit proces pentru sticla plată este plutirea pe un pat de tablă topită (sticlă „float” sau sticlă float).

Instrumente muzicale

Conducta de organ Pewter oferă un sunet plăcut, rezistă bine la coroziune și păstrează o culoare plăcută pentru conductele de „ceas”. Factorii organului folosesc rareori staniu pur, de obicei un aliaj de staniu care conține cel puțin 50% staniu cu plumb, cupru și urme de alte metale, cum ar fi antimoniul. clopot Cele clopote sunt topite în bronz conținând între 21,5 și 24% staniu (mai ales că clopotul este mic). Conținutul de staniu afectează duritatea metalului și, prin urmare, calitatea sunetului clopotului. Cinel Ca și în cazul clopotului, aliajul joacă un rol important în sunetul instrumentului, pe lângă metoda de fabricație; compoziția metalului este diferită dacă se intenționează să-și câștige structura prin ciocănire. Cele mai cunoscute aliaje sunt B8 (CuSn8) cu 8% staniu și 92% cupru și B20 (CuSn20) cu 20% staniu și 80% cupru . Alamă Staniul este utilizat la fabricarea instrumentelor din familia alamelor , în mare parte din alamă, în ciuda numelui lor în franceză, numai în brazarea lor utilizând aliaje care conțin, în cea mai mare parte, staniu.

Conserve

Destanierea implică acoperind o parte metalică cu un strat subțire de staniu sau un aliaj de plumb-staniu.

Sticla este conservată pentru a produce oglinzi, tigăi de cupru pentru a preveni formarea oxidului de cupru toxic ( verdigris ) sau conductoare electrice pentru a îmbunătăți contactele și a facilita lipirea componentelor.

Placa de tablă este o foaie subțire de oțel moale placat cu tablă, de obicei prin galvanizare. Placa de tablă a fost folosită în principal pentru fabricarea ambalajelor metalice ( cutii ).

Pe un circuit imprimat , staniu pur (fără plumb) poate forma „ mustăți ”, adică fire micrometrice susceptibile de a provoca scurtcircuite. Procesul de formare a „ whiskierilor ”, care durează câteva luni, este slab înțeles (se pare că puterea câmpului magnetic joacă un rol). Există remedii (adăugarea de urme de alte metale când se depune stratul de staniu) .

Toxicologie

Acest metal nu este toxic, dar a fost și rămâne adesea asociat cu urme de plumb , care este.

Impregnarea populațiilor umane

Pare aproape sistematic în țările bogate (inclusiv Franța), dar în proporții care sunt încă slab înțelese și probabil variază în funcție de mulți parametri (de mediu și de alimente în special).
În 2018, în Franța, „ componenta perinatală ” a programului național de biomonitorizare a publicat o evaluare a impregnării femeilor însărcinate, în special cu cobalt (și cu alte 12 metale sau metaloizi și unii poluanți organici).
Această lucrare a fost realizată în timpul urmărirea unui grup de 4.145 de femei gravide ( „ Elfe cohortă “). Această cohortă a inclus femei care au născut în Franța în 2011 ( excluzând Corsica și TOM ). Doza de urină a 990 de femei însărcinate care au ajuns la maternitate a confirmat o prezență aproape omniprezentă de staniu în mediu; a fost găsit la 91% din probele de urină analizate ( medie geometrică : 0,29 μg / L; creatinină : 0,39 μg / g). Aceste rate sunt relativ similare cu cele citate în afara Franței de studiile asupra adulților și (de câteva studii rare) asupra femeilor însărcinate. În contextul perinatal francez din 2011, riscul de impregnare a staniului părea să crească odată cu consumul de apă de la robinet (posibil datorită frecvenței staniuului în produsele sudurilor de țevi sau în anumite materiale care vin în contact cu apa destinată consumului uman ).

Culoare

Staniul folosit în decor are un luciu destul de redus în comparație cu cel al altor metale, dar suficient pentru a fi dificil de reprodus, cu excepția vopselelor metalice . Suprafața cositorului oxidat ( patinat ) este mai întunecată și mai puțin strălucitoare decât cea a cositorului nou.

Culoarea staniu este un nume de culoare utilizat în modă , pentru a descrie o nuanță gri , care poate avea aspectul metalului. În decor și construcție, este utilizat pentru suprafețe gri cu un anumit luciu.

În directoarele comerciale, se găsește în firul de broderie 169 tablă ; în materiale de construcție din beton ceruit de tablă .

Staniul este componenta principală a unui pigment galben istoric, aurul mussiv , o bi-sulfură de tablă cu aspect auriu, utilizată în special în arta bizantină pentru icoane și mozaicuri. Se compune din plăci fine care dau strălucire vopselei. Este indicat PY38 în Indexul culorilor . Este un produs otrăvitor, abandonat astăzi în favoarea pulberilor de bronz.

Semnificații convenționale

Staniu nunta aniversare simbolizează cei 10 ani de căsătorie în folclor franceză.
Tin este al 4- lea nivel în progresia sportului de suflare .
Fabre d'Églantine a propus să asocieze fiecare zi a calendarului republican cu unul dintre „obiectele care alcătuiesc adevărata bogăție națională” , în locul sfinților calendarului roman. A 26- a zi de Nivose a fost dedicată staniu.

Note și referințe

(ro) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press Inc,2009, Ediția a 90- a . , 2804 p. , Hardcover ( ISBN 978-1-420-09084-0 )
(în) Beatriz Cordero Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia și Santiago Barragan Alvarez , " Raze covalente revizuite " , Dalton Transactions ,2008, p. 2832 - 2838 ( DOI 10.1039 / b801115j )
(în) David R. Lide, Manualul de chimie și fizică al CRC, CRC,2009, 89 th ed. , p. 10-203
Proces-verbal al Comitetului internațional pentru greutăți și măsuri , 78 a sesiune, 1989, pp. T1-T21 (și pp. T23-T42, versiunea în limba engleză).
http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Sn.html
(în) Thomas R. Dulski, Un manual pentru analiza chimică a metalelor , vol. 25, ASTM International,1996, 251 p. ( ISBN 0803120664 , citit online ) , p. 71
Baza de date Chemical Abstracts interogată prin SciFinder Web 15 decembrie 2009 ( rezultate căutare )
„ Tin ” în baza de date a produselor chimice Reptox a CSST (organizația din Quebec responsabilă de securitatea și sănătatea în muncă), accesată la 25 aprilie 2009
Robert Luft , Dicționar de substanțe simple pure în chimie: Elemente, atomi și molecule , Association Cultures et Techniques,1997, p. 175.
Brigitte Le Guen ( dir. ), Marie-Cécilia d'Ercole și Julien Zurbach, Nașterea Greciei: De la Minos la Solon. 3200 - 510 î.Hr. , Paris / impr. în Cehia, Belin , col. „Lumile antice”,24 aprilie 2019, 686 p. ( ISBN 978-2-7011-6492-2 ) , cap. 1 („Lumea Egee înainte de Micene.”), P. 46.
Jean-Louis VIGNES - Gilles ANDRE - Frédéric KAPALA Date industriale, economice, geografice privind principalele substanțe chimice, metale și materiale Ediția a VIII-a: 2005-2013
„ Acasă | Mineralinfo ” , pe www.mineralinfo.fr (accesat la 14 octombrie 2016 )
: metale și cercetări metaloid din cohorta Elf; Decembrie 2016; SĂNĂTATE PUBLICĂ Franța / Impregnarea femeilor însărcinate de către poluanții de mediu din Franța în 2011]. Secțiunea perinatală a programului național de biomonitorizare | PDF, 224p | disponibilă și de pe adresa URL: www.santepubliquefrance.fr
„ Numere și nume ale diagramelor de culori DMC ” , la sd-g1.archive-host.com .
" Swatch lustruit beton " pe 3dco.fr .
Jean Petit , Jacques Roire și Henri Valot , Enciclopedia picturii: formulează, fabrică, aplică , t. 3, Puteaux, EREC,2005, p. 46
Fabre d'Églantine , Raport făcut la Convenția Națională în sesiunea a 3-a a doua lună a celui de-al doilea an al Republicii Franceze ,1793( citiți online ) , p. 12, 22.

Vezi și tu

Articole similare

linkuri externe

Concepții greșite despre tablă
Informații despre piață pe site-ul web al Conferinței Națiunilor Unite pentru comerț și dezvoltare
Whiskers staniu
(ro) „ Date tehnice pentru Tin ” (accesat la 15 august 2016 ) , cu datele cunoscute pentru fiecare izotop în subpagini

Hei

Născut

n / A

Aceasta

Vezi

Sr.

În

Acest

P.m

Citit

A.m

Este

Mt.

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

Metale alcaline	Pământ alcalin	Lantanide	Metale de tranziție	Metale slabe	metal- loids	Non metale	gene halo	Gazele nobile	Elemente neclasificate
		Actinide
		Superactinide