Struktur timah, sifat, memperoleh, penggunaan

Dia timah Itu adalah logam milik blok P Dari tabel periodik, yang simbol kimianya adalah SN, dan yang terletak di Grup 14, karbon. Meskipun merupakan logam yang banyak digunakan di seluruh kemanusiaan sejak zaman kuno, kebenarannya adalah bahwa itu adalah logam yang langka di kerak bumi (2.3 ppm).

Itu adalah logam perak, lembut, ulet dan lunak. Ini memiliki jumlah atom 50, dan keadaan dominan atau bilangan oksidasi adalah +2 (SN²⁺) dan +4 (sn⁴⁺), Menjadi senyawa timah (II), seperti SNCl₂, Agen pereduksi yang baik.

Alotrop timah. Sumber: Zinn_9.Jpg: dari: pengguna: tomihahndorf.Pekerjaan Derivatif: MaterialScientist/CC BYS-S (https: // CreativeCommons.Org/lisensi/by-sa/2.0)

Kaleng memiliki simbol SN, yang merupakan singkatan dari kata Latin "stannum". Tin adalah logam yang tahan terhadap serangan air dan udara pada suhu kamar; Tapi di udara panas membentuk timah dioksida, snam₂.

Properti yang tahan terhadap korosi, dan memiliki titik leleh yang rendah, telah berfungsi memiliki banyak aplikasi; seperti lapisan permukaan logam dan pengelasan.

Tin memiliki dua bentuk alotropik utama: bentuk β putih dan padat; dan konteks α, abu -abu dan biasanya berdebu (lebih rapuh). Oleh karena itu, bentuk β adalah yang paling banyak digunakan dalam aplikasi timah.

Properti penting lainnya dari timah adalah kemampuannya untuk menjadi bagian dari paduan dengan beberapa logam, yang tertua adalah perunggu, paduan tembaga dan timah.

[TOC]

Penemuan

Butiran timah. Sumber: Nefronus, CC0, via Wikimedia Commons

Timah adalah logam yang dikenal sejak zaman kuno. Karena itu, tidak diketahui siapa penemu; Dan apalagi, tahun dan tempat penemuannya.

Perunggu adalah paduan tembaga dengan timah dan arsenik. Ada kemungkinan bahwa elaborasi paduan ini adalah konsekuensi dari fakta yang kebetulan dan tidak disengaja, karena benda -benda perunggu pertama - di zaman perunggu - dibentuk oleh tembaga dan hanya jejak arsenik.

Objek -objek ini muncul di Timur Dekat di mana arsenik dikaitkan dengan tembaga. Tetapi sejak awal toksisitas arsenik dibuktikan, mencapai gantiannya₂).

Orang -orang Yunani kuno memperoleh timah dengan perdagangan maritim dan menyebut sumber kaleng mereka sebagai "cassiterides" yang berarti 'pulau timah'. Mungkin saja pulau -pulau ini terletak di Cornuelles, Inggris atau Spanyol, di mana ada endapan timah yang besar.

Itu dapat melayani Anda: Bismuth Subsalicilat: Struktur, Properti, Penggunaan, Efek

Struktur timah kimia

Ketika ada dua alotrop: timah putih atau β-SN, dan timah abu-abu atau α-SN, kami akan memiliki dua struktur kristal. Β-SN adalah tetragonal yang berpusat pada tubuh (BCT), yang menjadi ciri kelenturan kaleng putih.

Sementara itu, struktur α-SN adalah berlian; Artinya, atom SN terkait membentuk jaring tetrahedra, tanpa adanya ikatan logam sama sekali.

Tin ini juga menyajikan dua alotrop lainnya di bawah kondisi tekanan yang berbeda (dalam urutan GPa) dan suhu (di atas 161 ºC): σ-SN dan γ-SN.

Konfigurasi elektronik

Konfigurasi elektronik yang disingkat timah adalah sebagai berikut:

[Kr] 4d¹⁰ 5S² 5 p²

Menambahkan semua elektron Kami akan memiliki total 14, jumlah yang sama yang sesuai dengan grup Anda. Namun, hanya elektron orbital 5S dan 5P yang berpartisipasi dalam reaksi kimia timah, karena yang dari 4D tidak tersedia secara energetik.

Sifat timah

Penampilan dan karakteristik fisik

Timah adalah logam yang lembut, ulet dan lunak, yang bisa dingin dan berputar. Titik lelehnya yang rendah memungkinkan untuk mematuhi permukaan logam atau paduan seperti baja, tembaga dan paduannya, melindunginya dari oksidasi.

Saat sepotong timah dilipat, ia memotong, memancarkan suara khas yang dikenal sebagai "Tin berteriak", konsekuensi dari penghancuran kristal.

Tin memiliki dua bentuk alotropik: β dan α. Bentuk β sesuai dengan padatan putih dan bertanggung jawab untuk aplikasi timah; Sedangkan bentuk α adalah bubuk keabu -abuan.

Lokasi timah di tabel periodik. Sumber: Gambar oleh Daniel Mayer atau Greatpatton dan dirilis dengan ketentuan GNU FDL

Bentuk β disajikan pada suhu di atas 13.2 ºC. Saat suhu turun 13.2 ºC, perubahan timah dari bentuk β ke bentuk α. Fenomena ini tidak diinginkan dan dihindari dengan menambahkan logam lain ke dalam timah, seperti antimon atau bismut, yang menghalangi perubahan ini dan memperpanjang masa manfaatnya.

Tin adalah superkonduktor pertama yang dikenal pada suhu di bawah 3.72 k.

Nomor atom

lima puluh

Masa molar

118.71 g/mol

Titik lebur

231.93 ºC

Titik didih

2602 ºC

Kepadatan

Alotropo β: 7.265 g/cm³

Alotropo α: 5.769 g/cm³

Keadaan oksidasi

Tin memiliki beberapa keadaan oksidasi: -4, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4. Namun, sebagian besar senyawa mereka memiliki timah dengan keadaan oksidasi +2 (SN²⁺) dan +4 (sn⁴⁺).

Dapat melayani Anda: senyawa organik

Energi ionisasi

Pertama: 708.6 kJ/mol

Kedua: 1411.8 kJ/mol

Ketiga: 2943.0 kJ/mol

Elektronegativitas

1.96 pada skala Pauling

Reaktivitas

Timah adalah logam yang tahan terhadap aksi udara dan air pada suhu kamar, tetapi saat dipanaskan di udara membentuk timah oksida (IV), SNAM₂, Mana yang lemah asam. Itu diserang oleh asam dan alkali, dan di hadapan oksigen dapat bertindak dalam beberapa kasus sebagai katalis.

Memperoleh

Mineral casiterite adalah sumber mineralogi timah utama. Sumber: Rob Lavinsky, irocks.com-cc-by-sa-3.0/cc by-sa (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0)

Tin, dari sudut pandang kejadiannya, adalah logam yang langka, karena memiliki kelimpahan di kulit bumi hanya 2 ppm. Mineral casiterite, mineral oksida timah, adalah satu -satunya sumber komersial timah.

Casiterite adalah mineral kehitaman yang ditemukan di tanah berlumpur di tepi sungai. Timah diekstraksi dari casiterite dengan melakukan pemanasan hingga 1370 ºC dengan batubara atau kokas untuk menghasilkan pengurangannya.

Tin yang diproduksi tidak murni, sehingga diobati dengan natrium hidroksida atau asam hidroklorat untuk melarutkan timah. Kemudian, ini mengalami elektrolisis, menjadi anoda timah dan katoda besi. Kaleng disimpan pada katoda, dengan kemurnian lebih dari 90%.

Penggunaan/Aplikasi

Proteksi karat

Timah adalah logam tahan korosi. SO So -Dalled Can atau Tin adalah wadah baja, ditutupi dengan lapisan timah untuk menghindari oksidasi.

Kaleng telah digunakan untuk menyimpan makanan dan zat lain, misalnya: lukisan, pernis, pelarut, dll. Tetapi saat ini sedang digantikan oleh aluminium atau wadah plastik. Pipa dan katup yang dilapisi timah menjaga kemurnian air dan minuman.

Paduan

Penggunaan pertama untuk paduan timah adalah untuk memproduksi wadah atau peralatan seperti kaleng dan kendi dapur ini. Sumber: Perjalanan Kupu -kupu - Serge Ouachée/CC oleh -SA (https: // CreationCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0)

Pria itu mulai menggunakan perunggu selama lebih dari 5000 tahun. Perunggu adalah paduan tembaga dan timah yang digunakan dalam elaborasi alat, senjata, peralatan rumah tangga.

Dengan cara yang sama kulitnya, paduan yang awalnya adalah timah dan timah, digunakan untuk membuat pot, piring, dll. Tetapi karena toksisitas timbal, Peel saat ini diproduksi dengan timah, antimon dan paduan kobalt.

Itu dapat melayani Anda: asam hipoyodous (HIO)

Paduan dan timah timah memiliki titik leleh yang rendah, properti yang memungkinkan penggunaannya dalam pengelasan, teknik yang berfungsi untuk menyatukan potongan -potongan yang ada di sirkuit listrik dan elektronik. Ada mobil di mana timah adalah paduan dengan zat besi, sementara mereka digunakan dalam aluminium kendaraan dirgantara, paduan timah dan titanium.

Paduan sirkonium, juga disebut zirkaloy, digunakan dalam reaktor nuklir dan memiliki sedikit timah.

Sampel timah. Sumber: Ondřej Mangl, Domain Publik, Via Wikimedia Commons

Paduan perak dan timah telah digunakan dalam amalgam gigi.

Paduan kristal dengan elemen niobio adalah superkonduktor yang bekerja pada suhu 18 K dan mempertahankan propertinya dalam medan magnet yang kuat.

Kaca

Tin ini digunakan dalam prosedur Pilkington untuk memproduksi kaca jendela. Kaca cair ditempatkan pada permukaan timah cair, memperoleh kaca permukaan yang rata dan halus. Teknik ini masih berhasil digunakan.

Garam timah disemprotkan pada kaca untuk mendapatkan lapisan daya konduktif, bisa digunakan untuk membuat panel pencahayaan dan kaca depan tanpa beku.

Senyawa timah

Sinful Chloride (SNCl₂) Ini digunakan dalam timah galvanis dan sebagai zat pereduksi dalam pembuatan polimer dan pewarna. Timah fluoride (SNF₂) Ini adalah bahan aktif dalam pasta gigi.

Sementara itu, oksidanya adalah katalis yang berguna dalam proses industri tertentu. Selain itu, digunakan sebagai bubuk untuk memoles baja.

Senyawa timah organik digunakan sebagai biosida dan fungisida, menjadi racun bagi manusia. Stabilisator timah organik digunakan untuk mencegah perubahan polivinil klorida karena paparan cahaya dan panas.

Isñico klorida (sncl₄) digunakan sebagai penstabil parfum dan sebagai bahan awal untuk garam timah lainnya.

Referensi

1. Shiver & Atkins. (2008). Kimia anorganik. (edisi keempat). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Timah. Diperoleh dari: di.Wikipedia.org
3. Pusat Nasional Informasi Bioteknologi (2020). Timah.  Ringkasan Pubchem Comunund untuk CID 23974. Pulih dari: pubchem.NCBI.Nlm.Nih.Pemerintah
4. Kata. Doug Stewart. (2020). Fakta elemen timah. Pulih dari: chemicool.com
5. Para editor Eeritlopaedia Britannica. (2020). Timah. Dipulihkan dari: Britannica.com
6. Bell, Terence. (26 Agustus 2020). Properti, produksi, dan aplikasi timah. Pulih dari: thinkco.com
7. Lentech b.V. (2020). Timah. Pulih dari: lentech.com
8. Stephanie Pupas. (28 Juli 2015). Fakta tentang timah. Dipulihkan dari: LiveScience.com
9. Proses Konferensi AIP. (9 Februari 2018). Pemulihan timah dari terak timah menggunakan metode elektrolisis. doi.org/10.1063/1.5024070