Cyna

Cyna
Przykładowe zdjęcie przedmiotu Cyna
99,9% czystej folii cynowej (0,1 x 100 mm)
Ind ← Cyna → Antymon
Ge
   
 
50
Sn
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
                                           
Sn
Pb
Pełny stółRozszerzony stół
Pozycja w układzie okresowym
Symbol Sn
Nazwisko Cyna
Liczba atomowa 50
Grupa 14
Kropka 5 th okres
Blok Blok p
Rodzina elementów Słaby metal
Elektroniczna Konfiguracja [ Kr ] 4 d 10 5 s 2 5 p 2
Elektrony według poziomu energii 2, 8, 18, 18, 4
Atomowe właściwości pierwiastka
Masa atomowa 118,710  ± 0,007  U
Promień atomowy (oblicz) 145 po  południu ( 145 po  południu )
Promień kowalencyjny 139  ±  16:00
Promień Van der Waalsa 217
Stan utlenienia 0, +2, +4
Elektroujemności ( Paulinga ) 1,96
Tlenek Amfoteryczny
Energie jonizacji
1 re  : 7,34392  eV 2 e  : 14,6322  eV
3 E  : 30,50260  eV 4 e  : 40,73502  eV
5 e  : 72,28  eV
Najbardziej stabilne izotopy
Iso ROK Kropka MD Ed PD
MeV
112 Sn 0,97  % stabilny z 62 neutronami
114 Sn 0,65  % stabilny z 64 neutronami
115 Sn 0,34  % stabilny z 65 neutronami
116 Sn 14,54  % stabilny z 66 neutronami
117 Sn 7,68  % stabilny z 67 neutronami
118 Sn 24,23  % stabilny z 68 neutronami
119 Sn 8,59  % stabilny z 69 neutronami
120 Sn 32,59  % stabilny z 70 neutronami
122 Sn 4,63  % stabilny z 72 neutronami
124 Sn 5,79  % stabilny z 74 neutronami
126 Sn {syn.} ~ 100 000  a β - 0,380 126 Sb
Proste właściwości fizyczne ciała
Stan zwykły solidny
Alotrop w stanie standardowym Biała puszka (β, czworokątna )
Inne alotropy Szary cyny (α, sześcienny diament )
Masa objętościowa 5,77  g · cm -3 (szary),

7,29  g · cm -3 (biały)

System kryształów Tetragonalny
Twardość 1.5
Kolor Srebrnoszary
Punkt fuzji 231,928  ° C (zamrażanie)
Temperatura wrzenia 2 602  ° C
Energia fuzyjna 7,029  kJ · mol -1
Energia parowania 295,8  kJ · mol -1
Objętość molowa 16,3  cm 3 · mol -1
Ciśnienie pary 5,78 x 10 -21  Pa w 231.85  ° C
Szybkość dźwięku 2500  m · s od -1 do 20  ° C
Masowe ciepło 228  J · kg -1 · K -1
Przewodnictwo elektryczne 9,17 x 10 6  S · m -1
Przewodność cieplna 66,6  W · m -1 · K -1
Rozpuszczalność ziemia. w HCl ,

Gorący koncentrat H 2 SO 4

Różnorodny
N O  CAS 7440-31-5
N O  ECHA 100,028,310
N O  WE 231-141-8
Środki ostrożności
WHMIS

Produkt niekontrolowanyTen produkt nie jest objęty kontrolą zgodnie z kryteriami klasyfikacji WHMIS.

Ujawnienie na poziomie 1,0% zgodnie z wykazem ujawnień składników
Uwagi: Identyfikacja chemiczna i stężenie tego składnika muszą być ujawnione na karcie MSDS, jeśli występuje on w stężeniu równym lub większym niż 1,0% w kontroli produktu.
Jednostki SI i STP, chyba że określono inaczej.

Cyny jest pierwiastkiem o liczbie atomowej do 50, symbol Sn (The łacińska Stannum ). Jest to ubogi metal z grupy 14 układu okresowego . Istnieje dziesięć stabilnych izotopów cyny, głównie o masach 120, 118 i 116.

Cyna występuje na stopniach utlenienia 0, + II i + IV. W temperaturze pokojowej prosty korpus blaszany jest metalowym ciałem stałym .

Cyna znana była już od czasów starożytnych, gdzie służyła do zabezpieczania potraw przed utlenianiem oraz do przygotowania brązu. Nadal jest używany do tego celu i do lutowania . Ten pierwiastek nie jest bardzo toksyczny. Rzadka w swoim rodzimym stanie cyna jest zasadniczo pozyskiwana z minerału zwanego kasyterytem, ​​w którym występuje w postaci tlenku SnO 2 .

Charakterystyka

Jest to metal srebrnoszary, ciągliwy, dość plastyczny w temperaturze pokojowej. Jest silnie skrystalizowany, a odkształcenie blaszanego ostrza powoduje hałas; mówi się, że cyna „płacze” lub „płacze” (zjawisko bliźniaczych ).

Jest odporny na korozję w wodzie morskiej i słodkiej , ale może zostać zaatakowany przez silne kwasy . Opór ten ma charakter kinetyczny, ponieważ normalny potencjał pary Sn 2+ Sn = -0,136 V. Jest zatem atakowany termodynamicznie przez wodę i oczywiście przez tlen .

Odmiany alotropowe

Pod ciśnieniem atmosferycznym czysta cyna występuje w trzech odmianach alotropowych (może występować w trzech formach krystalicznych). Pomiędzy 13  ° C a 162  ° C cyna ma strukturę (kształt ) tetragonalną , jest to biała cyna o gęstości 7,28 g cm- 3 . Powyżej 162  ° C mamy do czynienia z rombową strukturą (kształtem ), kruchą, którą można sproszkować zaprawą. Poniżej 13  ° C biała cyna powoli przekształca się w szarą, o strukturze diamentu (kształcie ), gęstości 5,75 g cm- 3 .   

Ta przemiana i towarzysząca jej zmiana gęstości wpływa na wytrzymałość mechaniczną materiału. Poniżej −50  ° C przemiana jest szybka, a cyna staje się pylista (rozpada się w pył). Jest to „  dżuma cynowa  ” („trąd cynowy”, kiedy zjawisko pozostaje powierzchowne). Zjawisko to „zostało opisane podczas kampanii rosyjskiej przez żołnierzy Napoleona , dobrze przygotowanych do tego spostrzeżenia, ich guziki od spodni były zrobione z cyny” .

Poprzez kontrolowane osadzanie cyny w fazie gazowej na stałym podłożu możliwe jest utworzenie monowarstwy atomów cyny o strukturze heksagonalnej: stanenu , podobnie jak grafen . Stanene to dwuwymiarowy izolator topologiczny .

Cyna ma 39 znanych izotopów o liczbach masowych od 99 do 137 i 32 izomery jądrowe . Wśród nich 10 jest stabilnych (trzy są potencjalnie radioaktywne, ale do tej pory nie zaobserwowano rozpadu), co powoduje, że cyna jest pierwiastkiem o najbardziej stabilnych izotopach, a za nią plasuje się ksenon . Jest duża szansa, że ​​ta właściwość ma związek z faktem, że cyna ma 50 protonów , magiczną liczbę .

Historyczny

Cyna znana jest od czasów prehistorycznych na całej planecie. Jest jednym ze składników metalurgii brązu . Łacińska nazwa stannum lub stagnum została po raz pierwszy użyta dla mieszaniny srebra i ołowiu . Cynę cyny używaną przez Greków i Mezopotamczyków we wczesnej epoce brązu wydobywano głównie w Afganistanie . Fenickie statki przekroczyły kolumny Herkulesa i dotarły aż do Bretanii i Kornwalii (mityczne „  Wyspy Cassiterides  ”) w poszukiwaniu kopalni cyny (w starogreckim κασσίτερος ). Później Juliusz Cezar opisał eksploatację rud cyny w kornwalijskich kopalniach w Wielkiej Brytanii. Wycofanie się z Galii i Greków, którzy wyeksportowali go przez port Massalia ( Marsylia ), przejęcie kontroli nad trasą cyny z Wielkiej Brytanii przez Galię zaalpejską poprzez zajęcie Rodanu, było jednym z celów podboju cesarskiego .

Produkcja

Ekstrakcja

Metalurgia cyny polega na redukcji tlenku SnO 2 przez węgiel w wysokiej temperaturze.

Istnieje również obwód recyklingu, który wytwarza 30% cyny. W ten sposób cyna zawarta w stopie zwanym blachą cynkową (stal pokryta 0,3% cyną w celu jej ochrony) jest odzyskiwana poprzez obróbkę wodorotlenkiem sodu w temperaturze 70 ° C. Stal pozostaje w stanie metalicznym, podczas gdy cyna jest atakowana i wytwarza jony 4 - stanianowe SnO 4 . Są one następnie redukowane do metalicznej cyny przez elektrolizę.

Francja nie ma już kopalni cyny od 1975 roku . Ostatni, w Bretanii (kopalnia Saint-Renan ) produkował 500 t / rok.

Malezja jest krajem, gdzie większość światowych rezerw cyny znajdują. Kasyteryt jest szczególnie wykorzystywane przez pogłębianie dna morskiego, co nie jest bez poważnych problemów środowiskowych.

Światowa produkcja górnicza 2014

Kraj Produkcja % świata
1 Chiny 106 000 ton 34,4%
2 Indonezja 88 300 t 28,7%
3 Birma 30 000 ton 9,7%
4 Peru 23100 t 7,5%
5 Boliwia 19800 t 6,4%
6 Brazylia 12,100 t 3,9%
7 Australia 7200 t 2,3%
8 Wietnam 5400 t 1,8%
9 Rwanda 4000 t 1,3%
9 DR Konga 4000 t 1,3%
Świat totalny 307 900 t 100%

Stopy

W brązy są dzisiaj mieszaniny miedzi i cyny. Termin używany do oznaczania wszystkich stopów miedzi; nazywano go również mosiądzem , bez dokładniejszego składu stopu. Używany od starożytności , charakteryzował epokę brązu .

Inne stopy są mniej znane, a określenia je opisujące są bardziej precyzyjne.

Związki

Używa

Cyna może być używana w kontakcie z żywnością .

Cyna jest używana w postaci czystej lub stopowej do produkcji wielu przedmiotów, w szczególności:

Cyna jest nadal używana jako pomoc w produkcji. Najpowszechniejszym procesem w przypadku szkła płaskiego jest unoszenie na warstwie stopionej cyny (szkło „float” lub szkło float).

Instrumenty muzyczne

Piszczałka organowa Cynowy daje ładny dźwięk, jest odporny na korozję i zachowuje ładny kolor dla rur „zegarkowych”. Czynniki ORGAN rzadko użyciu czystej cyny, zwykle stop cyny, zawierający co najmniej 50% z ołowiu, cyny i miedzi śladów innych metali, takich jak antymonu. dzwon W Dzwony stapia się z brązu, zawierającego od 21,5 do 24% cyny (zwłaszcza, że dzwon jest mała). Zawartość cyny wpływa na twardość metalu, a tym samym na jakość dźwięku dzwonka. Talerz Podobnie jak w przypadku dzwonka, stop odgrywa ważną rolę w brzmieniu instrumentu, oprócz metody produkcji; skład metalu jest inny, jeśli ma on uzyskać swoją strukturę poprzez młotkowanie. Najbardziej znanymi stopami są B8 (CuSn8) z 8% cyny i 92% miedzi oraz B20 (CuSn20) z 20% cyny i 80% miedzi . Mosiądz Cyna jest używana do produkcji instrumentów z rodziny mosiężnych , w większości wykonanych z mosiądzu, pomimo ich francuskiej nazwy, tylko do lutowania twardego stopami zawierającymi przeważnie cynę.

Cynowanie

Cynowania obejmuje pokrycie części metalowej cienką warstwą cyny lub stopu ołów-cyna.

Szkło jest cynowane na lustra, miedziane patelnie zapobiegające tworzeniu się toksycznego tlenku miedzi ( patyny ) lub przewodniki elektryczne poprawiające styki i ułatwiające lutowanie komponentów.

Blacha jest cienki arkusz cynowanej stali miękkiej, zwykle przez powlekanie galwaniczne. Blacha była używana głównie do produkcji opakowań metalowych ( puszek ).

Na obwodzie drukowanym czysta cyna (bezołowiowa) może tworzyć „  wąsy  ”, to znaczy druty mikrometryczne, które mogą powodować zwarcia. Proces formowania się „  wąsów  ”, który trwa kilka miesięcy, jest słabo poznany (wydaje się, że rolę odgrywa siła pola magnetycznego). Istnieją środki zaradcze (dodanie śladów innych metali po osadzeniu warstwy cyny) .

Toksykologia

Ten metal nie jest toksyczny, ale był i często pozostaje związany ze śladami ołowiu , którym jest.

Impregnacja populacji ludzkich

Wydaje się, że w bogatych krajach (w tym we Francji) jest to prawie systematyczne, ale w proporcjach, które są nadal słabo poznane i prawdopodobnie różni się w zależności od wielu parametrów (w szczególności środowiskowych i żywnościowych).
W 2018 roku we Francji „  Perinatal component  ” krajowego programu biomonitoringu opublikował ocenę impregnacji kobiet w ciąży, w szczególności kobaltem (oraz 12 innymi metalami lub metaloidami oraz niektórymi zanieczyszczeniami organicznymi).
Praca ta została przeprowadzona podczas obserwacji kohorty 4145 ciężarnych kobiet („  Elfe Cohort  ”). W tej kohorcie znalazły się kobiety, które urodziły we Francji w 2011 r. (Z wyłączeniem Korsyki i TOM ). Dawkowania mocz 990 kobiet ciężarnych przybyciu do szpitala położniczego potwierdziła prawie wszechobecną obecność cyny w środowisku; stwierdzono ją w 91% analizowanych próbek moczu ( średnia geometryczna  : 0,29 μg / l; kreatynina  : 0,39 μg / g). Wskaźniki te są stosunkowo podobne do wskaźników cytowanych poza Francją w badaniach na dorosłych i (w kilku rzadkich badaniach) na kobietach w ciąży. We francuskim kontekście okołoporodowym z 2011 r. Ryzyko impregnacji cyną wydawało się wzrastać wraz ze zużyciem wody wodociągowej (być może z powodu częstości występowania cyny w produktach wykonanych ze spoin rur lub w niektórych materiałach, które mają kontakt z wodą przeznaczoną do spożycia przez ludzi). ).

Kolor

Cyna używana do dekoracji ma raczej niski połysk w porównaniu z innymi metalami, ale wystarczający, aby był trudny do odtworzenia, z wyjątkiem farb metalicznych . Powierzchnia utlenionego ( patynowanego ) cyny z ołowiem jest ciemniejsza i mniej błyszcząca niż powierzchnia nowego cyny ołowiu.

Kolor cyny to nazwa koloru używana w modzie , oznaczająca odcień szarości , który nie może mieć wyglądu metalu. W dekoracji i budownictwie stosuje się go na szare powierzchnie z pewnym połyskiem.

W katalogach handlowych można znaleźć nić do haftu 169 cynę  ; w materiałach konstrukcyjnych z woskowanego betonu cynowego .

Cyna jest głównym składnikiem historycznego żółtego pigmentu , mussywnego złota , dwusiarczku cyny o złocistym wyglądzie, używanego zwłaszcza w sztuce bizantyjskiej do tworzenia ikon i mozaik. Składa się z drobnych płytek nadających połysk farbie. W indeksie kolorów jest on oznaczony jako PY38 . To trujący produkt, porzucony dziś na rzecz proszków brązu.

Konwencjonalne znaczenia

Uwagi i odniesienia

  1. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press Inc,2009, 90 th  ed. , 2804  s. , Twarda oprawa ( ISBN  978-1-420-09084-0 )
  2. (w) Beatriz Cordero Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia i Santiago Barragan Alvarez , „  Covalent radii revisited  ” , Dalton Transactions ,2008, s.  2832 - 2838 ( DOI  10.1039 / b801115j )
  3. (w) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC,2009, 89 th  ed. , s.  10-203
  4. Protokół Międzynarodowy Komitet Miar i Wag , 78 th sesji, 1989, pp. T1-T21 (i str. T23-T42, wersja angielska).
  5. http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Sn.html
  6. (w) Thomas R. Dulski, Podręcznik do analizy chemicznej metali , t.  25, ASTM International,1996, 251  str. ( ISBN  0803120664 , czytaj online ) , str.  71
  7. Baza danych Chemical Abstracts przeszukana przez SciFinder Web 15 grudnia 2009 ( wyniki wyszukiwania )
  8. „  Tin  ” w bazie produktów chemicznych Reptox z CSST (Quebec organizacji odpowiedzialnej za bezpieczeństwo i higienę pracy), dostęp 25 kwietnia 2009
  9. Robert Luft , Słownik czystych prostych substancji w chemii: pierwiastki, atomy i molekuły , Association Cultures et Techniques,1997, s.  175.
  10. Brigitte Le Guen ( reż. ), Marie-Cécilia d'Ercole i Julien Zurbach, Narodziny Grecji: od Minosa do Solona. 3200–510 pne , Paryż / wyśw. w Czechach, Belin , pot.  "Starożytne światy",24 kwietnia 2019 r, 686  s. ( ISBN  978-2-7011-6492-2 ) , rozdz.  1 („The Aegean world before Mycenae.”), P.  46.
  11. Jean-Louis VIGNES - Gilles ANDRE - Frédéric KAPALA Dane przemysłowe, ekonomiczne i geograficzne dotyczące głównych chemikaliów, metali i materiałów Wydanie 8: 2005-2013
  12. "  Strona główna | Mineralinfo  ” , na www.mineralinfo.fr (dostęp: 14 października 2016 )
  13. : metale i niemetalu badań z kohorty Elf; Grudzień 2016; ZDROWIE PUBLICZNE Francja / Impregnacja ciężarnych kobiet zanieczyszczeniami środowiska we Francji w 2011 r.]. Sekcja okołoporodowa krajowego programu biomonitoringu | PDF, 224p | dostępna również pod adresem URL: www.santepubliquefrance.fr
  14. „  Numery i nazwy kart kolorów DMC  ” , na sd-g1.archive-host.com .
  15. "  Swatch polerowany beton  " na 3dco.fr .
  16. Jean Petit , Jacques Roire i Henri Valot , Encyklopedia malarstwa: formułuj, wytwarzaj, stosuj , t.  3, Puteaux, EREC,2005, s.  46
  17. Fabre d'Églantine , Raport złożony na Konwencie Narodowym podczas sesji trzeciego miesiąca drugiego miesiąca drugiego roku Republiki Francuskiej ,1793( czytaj online ) , s.  12, 22.

Zobacz też

Powiązane artykuły

Linki zewnętrzne


  1 2                               3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1  H.     Hej
2  Li Być   b VS NIE O fa Urodzony
3  Nie dotyczy Mg   Glin tak P. S Cl Ar
4  K. To   Sc Ti V Cr Mn Fe Współ Lub Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5  Rb Sr   Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Płyta CD W Sn Sb ty ja Xe
6  Cs Ba   Plik To Pr Nd Po południu Sm Miał Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Czytać Hf Twój W. Re Kość Ir Pt W Hg Tl Pb Bi Po W Rn
7  Ks Ra   Ac Cz Rocznie U Np Mógłby Jestem Cm Bk Por Jest Fm Md Nie Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Poz Ts Og
8  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
  alkaliczne  

Ziemia   alkaliczna  
  Lantanowce     Metale  
przejściowe
  Słabe   metale
  metalem  
loids
Długoterminowe
  metale  
  geny   halo
Gazy
  szlachetne  
Pozycje
  niesklasyfikowane  
Aktynowce
    Superaktynowce