Iga perioodilise süsteemi keemiline element ning sellest moodustuvad lihtsad ja keerukad ained on ainulaadsed. Neil on ainulaadsed omadused ja paljud annavad vaieldamatult olulise panuse inimellu ja eksistentsi üldiselt. Keemiline element tina pole erand.
Inimeste tutvus selle metalliga ulatub iidsetesse aegadesse. See keemiline element mängis inimtsivilisatsiooni arengus otsustavat rolli ja tänapäevani on tina omadusi laialdaselt kasutatud.
Tina ajaloos
Piibli tekstidest võib leida esimest korda selle metalli, millel, nagu inimesed varem arvasid, isegi maagilised omadused. Tina mängis pronksiajal elu parandamisel otsustavat rolli. Sel ajal oli inimesel kõige vastupidavam metallisulam pronks, mida saab vasele keemilise elemendi tina lisamisega. Sellest materjalist on mitu sajandit valmistatud kõike, alates tööriistadest ja lõpetades ehetega.
Pärast raua omaduste avastamist ei lõpetatud tinasulami kasutamist, loomulikult ei kasutata seda samas mahus, kuid pronksi, nagu ka paljusid teisi selle sulameid, kasutatakse aktiivselt kaasatudtänapäeval tööstuses, tehnikas ja meditsiinis töötav inimene koos selle metalli sooladega, nagu tinakloriid, mis saadakse tina ja kloori koosmõjul, keeb see vedelik 112 kraadi juures, lahustub hästi vees, moodustab kristalseid hüdraate ja suitseb õhus.
Elemendi asukoht perioodilisuse tabelis
Keemiline element tina (ladinakeelne nimi stannum - "stannum", kirjutatud sümboliga Sn) Dmitri Ivanovitš Mendelejev paigutati õigustatult viiekümnendale perioodile, viiendasse perioodi. Sellel on mitmeid isotoope, levinuim isotoop 120. See metall kuulub koos süsiniku, räni, germaaniumi ja fleroviumiga ka kuuenda rühma põhialarühma. Selle asukoht ennustab amfoteerseid omadusi, tina on võrdselt happeliste ja aluseliste omadustega, mida kirjeldatakse üksikasjalikum alt allpool.
Perioodiline tabel näitab ka tina aatommassi, mis on 118,69. Elektrooniline konfiguratsioon on 5s25p2, mis kompleksained võimaldavad metallil avaldada oksüdatsiooniastet +2 ja +4, andes ära kaks elektroni ainult p-alatasemelt või neli elektroni s- ja p-lt, tühjendades täielikult kogu välistasandi.
Elemendi elektrooniline omadus
Vastav alt aatomnumbrile sisaldab tinaaatomi ringtuumaruum tervelt viiskümmend elektroni, need paiknevad viiel tasandil, mis omakorda jagunevad mitmeks alamtasandiks. Esimesel kahel on ainult s- ja p-alatasemed ning alates kolmandast toimub kolmekordne poolituss-, p-, d-.
Võtleme välise elektroonilise nivoo, kuna selle struktuur ja elektronidega täitumine määravad aatomi keemilise aktiivsuse. Ergastamata olekus on elemendi valents võrdne kahega; ergastamisel läheb üks elektron s-alamtasemelt p-alatasandi vabasse kohta (see võib sisaldada maksimaalselt kolme paaristamata elektroni). Sel juhul on tina valentsus- ja oksüdatsiooniaste 4, kuna paarunud elektrone pole, mis tähendab, et miski ei hoia neid keemilise interaktsiooni protsessis alamtasemetel.
Lihtaine metall ja selle omadused
Lihtaine tina on hõbedane metall, mis kuulub sulavate ainete rühma. Metall on pehme ja suhteliselt kergesti deformeeruv. Sellisele metallile nagu tina on omane hulk omadusi. Temperatuur alla 13,2 kraadi Celsiuse järgi on tina metallmodifikatsiooni pulbriks ülemineku piiriks, millega kaasneb värvuse muutumine hõbevalgest halliks ja aine tiheduse vähenemine. Tina sulab 231,9 kraadi juures ja keeb 2270 kraadi juures. Valge tina kristalliline tetragonaalne struktuur seletab metallile iseloomulikku krõmpsumist, kui seda aine kristalle üksteise vastu hõõrudes painutada ja pöördepunktis kuumutada. Hallil tinal on kuubikujuline süngoonia.
Tina keemilistel omadustel on kaks olemust, see osaleb nii happelistes kui ka aluselistes reaktsioonides, mis näitab amfoterismi. Metall interakteerub leelistega, aga ka hapetega, nagu väävel- jalämmastik, on aktiivne, kui reageerib halogeenidega.
Tinasulamid
Miks kasutatakse puhaste metallide asemel sagedamini nende sulameid, milles on teatud osa koostisainetest? Fakt on see, et sulamil on omadused, mida üksikul metallil ei ole või need omadused on palju tugevamad (näiteks elektrijuhtivus, korrosioonikindlus, passiveerimine või vajadusel metallide füüsikaliste ja keemiliste omaduste aktiveerimine jne).. Tina (fotol on puhta metalli näidis) on osa paljudest sulamitest. Seda saab kasutada lisaaine või alusainena.
Tänapäeval on teada suur hulk sellise metalli nagu tina sulameid (nende hind varieerub suuresti), vaatleme kõige populaarsemaid ja kasutatud (teatud sulamite kasutamist käsitletakse vastavas jaotises). Üldiselt on tinasulamitel järgmised omadused: kõrge elastsus, madal sulamistemperatuur, madal kõvadus ja tugevus.
Mõned näited sulamitest
- Tina ja plii sulam koos mõningate legeerivate lisanditega (antimon, vask, kaadmium, tsink, hõbe, indium) on nn jootmiseks mõeldud tina, stanumi protsent selles peaks olema 49-51 või 59 -61 protsenti. Sideme tugevus tagab, et tina moodustab liimitud metallpindadega tahke lahuse.
- Garth on tina, plii jaantimon on trükivärvi alus (sellepärast ei ole soovitatav pakkida toitu ajalehtedesse, et vältida nende metallide soovimatut kontsentratsiooni).
- Babbit – tina, plii, vase ja antimoni sulamit – iseloomustab madal hõõrdumine, kõrge kulumiskindlus.
- Indium-tina sulam on madala sulamistemperatuuriga materjal, mida iseloomustab tulekindlus, korrosioonikindlus ja märkimisväärne tugevus.
Kõige olulisemad looduslikud ühendid
Tina moodustab mitmeid looduslikke ühendeid – maake. Metallist moodustub 24 mineraalset ühendit, tööstusele olulisim on tinaoksiid - kassiteriit, samuti karkass - Cu2FeSnS4. Tina on maapõues hajutatud ja sellest tekkivad ühendid on magnetilist päritolu. Tööstuses kasutatakse ka polüoolsooli ja tinasilikaate.
Tina ja inimkeha
Keemiline element tina on oma kvantitatiivse sisalduse poolest inimorganismis mikroelement. Selle peamine kogunemine toimub luukoes, kus metalli normaalne sisaldus aitab kaasa selle õigeaegsele arengule ja lihas-skeleti süsteemi üldisele toimimisele. Lisaks luudele on tina koondunud seedetrakti, kopsudesse, neerudesse ja südamesse.
Oluline on märkida, et selle metalli liigne kuhjumine võib põhjustada keha üldist mürgistust ja pikem kokkupuude võib põhjustada isegi ebasoodsaid geenimutatsioone. Viimasel ajal on see probleem keskkonna ökoloogilise seisundi tõttu üsna aktuaalneKeskkond jätab soovida. Suurlinnade ja tööstuspiirkondade lähedal asuvate piirkondade elanike seas on tinajoobe tõenäosus suur. Kõige sagedamini tekib mürgistus näiteks tinasoolade, nagu tinakloriid jt, kogunemisel kopsudesse. Samal ajal võib mikroelementide puudus põhjustada kasvupeetust, kuulmislangust ja juuste väljalangemist.
Rakendus
Metalli on kaubanduslikult saadaval paljudelt sulatuskodadelt ja ettevõtetelt. Seda toodetakse valuplokkide, varraste, juhtmete, silindrite ja puhtast lihtsast ainest, näiteks tinast, valmistatud anoodidena. Hind jääb vahemikku 900–3000 rubla kg.
Puhast tina kasutatakse harva. Peamiselt kasutatakse selle sulameid ja ühendeid – sooli. Jootetina kasutatakse kõrgele temperatuurile ja tugevale mehaanilisele koormusele mitte puutuvate kinnitusdetailide puhul, mis on valmistatud vasesulamitest, terasest, vasest, kuid ei soovitata alumiiniumist või selle sulamitest valmistatud kinnitusdetailide puhul. Tinasulamite omadusi ja omadusi kirjeldatakse vastavas jaotises.
Jooditeid kasutatakse mikroskeemide jootmiseks, sellises olukorras sobivad ideaalselt ka metallil (nt tina) põhinevad sulamid. Fotol on kujutatud tina-plii sulami pealekandmise protsess. Sellega saate teha üsna delikaatset tööd.
Tina kõrge korrosioonikindluse tõttu kasutatakse seda tinaraud (plekk) - toiduainete purkide valmistamiseks. Meditsiinis, eriti hambaravis, kasutatakse tinahammaste täidiste teostamine. Maja torustikud on kaetud plekiga, laagrid on valmistatud selle sulamitest. Selle aine panus elektrotehnikasse on samuti hindamatu.
Tinasoolade, nagu fluoroboraadid, sulfaadid ja kloriidid, vesilahuseid kasutatakse elektrolüütidena. Tinaoksiid on keraamika glasuur. Erinevate tinaderivaatide kasutuselevõtt plastikus ja sünteetilistes materjalides näib olevat võimalik vähendada nende süttivust ja kahjulike aurude eraldumist.
