Pin
Send
Share
Send


قصدير (الرمز الكيميائي القصدير، العدد الذري 50) هو معدن فضي مرن لا يتأكسد بسهولة في الهواء ويقاوم التآكل. يتم الحصول عليها بشكل رئيسي من كاسيتريت المعدنية ، حيث يحدث كأكسيد.

هذا المعدن هو عنصر مهم في العديد من السبائك ، بما في ذلك البرونز ، البيوتر ، الجرس والمعادن. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدامه لتغليف المواد المصنوعة من الفولاذ والرصاص والزنك لمنع التآكل. باعتباره المعدن الأكثر رنينًا ، يتم استخدام القصدير في تصنيع أنابيب الجهاز. يمكن صنع السطح المسطح لزجاج النافذة من خلال تعويم الزجاج المنصهر على القصدير المنصهر. أيضا ، يمكن إعطاء الزجاج طلاء موصل بالكهرباء عن طريق رشه بأملاح معينة من القصدير. يستخدم كلوريد القصدير (II) كعامل mordant (عامل تثبيت صبغة) في عملية الطباعة calico ، ويستخدم مركب القصدير niobium في الأسلاك للمغناطيس فائقة التوصيل.

حادثة

خام القصدير

القصدير (الأنجلو سكسونية) قصديراللاتينية قصدير) ملغومة في حوالي 35 دولة حول العالم. كل قارة تقريبًا بها بلد مهم لتعدين القصدير. هذا المعدن عنصر نادر نسبياً ، مع وفرة في قشرة الأرض تبلغ حوالي جزءين لكل مليون ، مقارنة بـ 94 جزءًا في المليون للزنك ، و 63 جزءًا في المليون للنحاس ، و 12 جزءًا في المليون للرصاص. يتم إنتاج معظم القصدير في العالم من رواسب الغرينية. ما لا يقل عن نصف يأتي من جنوب شرق آسيا. تستضيف تسمانيا بعض الرواسب المهمة ذات الأهمية التاريخية ، والأهم من ذلك جبل Bischoff و Renison Bell.

المعدن الوحيد ذو الأهمية التجارية كمصدر للقصدير هو القصدير (SnO)2). يتم إنتاج القصدير عن طريق الحد من خام الفحم في فرن صدى. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استرداد كميات صغيرة من القصدير من الكبريتيدات المعقدة مثل ستانيت ، أسطواني ، فرانككيت ، كانفيلديت ، وشاي لايت. القصدير (الخردة) الثانوي هو أيضًا مصدر مهم للمعادن.

التاريخ

الرمز الخيميائي للقصدير

القصدير هو واحد من أقدم المعادن المعروفة وكان يستخدم كعنصر من البرونز من العصور القديمة. نظرًا لتأثيره المتصلب على النحاس ، فقد استخدم القصدير في الأدوات البرونزية منذ عام 3500 قبل الميلاد. يُعتقد أن تعدين القصدير قد بدأ في كورنوال وديفون (خاصة دارتمور) في الأزمنة الكلاسيكية ، وتطورت تجارة القصدير المزدهرة مع حضارات البحر المتوسط. ومع ذلك ، لم يتم استخدام المعدن النقي حتى حوالي 600 قبل الميلاد. تم إغلاق آخر منجم من قصدير Cornish ، في South Crofty بالقرب من Camborne ، في عام 1998 ، مما أدى إلى إنهاء أربعة آلاف عام من التعدين في Cornwall. يقول التقليد أن جوزيف أريماثيا كان تاجر صفيح وأنه أحضر ابن أخي يسوع معه إلى كورنوال في بعض رحلاته.

تحتوي كلمة "tin" على العديد من اللغات الجرمانية والسلتيكية. ال التراث الأمريكي يتوقع القاموس أن الكلمة قد تم استعارتها من لغة ما قبل الهندو أوروبية.

في العصر الحديث ، غالبًا ما تستخدم كلمة "القصدير" (بشكل غير صحيح) ككلمة عامة لأي معدن فضي يأتي في صفائح رقيقة. معظم الأشياء اليومية التي يطلق عليها عادة القصدير ، مثل رقائق الألمنيوم وعلب المشروبات وعلب الصفيح ، مصنوعة بالفعل من الفولاذ أو الألومنيوم ، على الرغم من أن علب الصفيح تحتوي على طبقة رقيقة من القصدير لمنع الصدأ. وبالمثل ، عادة ما تُصنع "ألعاب القصدير" من الصلب وقد تحتوي أو لا تحتوي على طبقة رقيقة من القصدير لمنع الصدأ.

الخصائص البارزة

يقع القصدير في المجموعة 14 (المجموعة السابقة 4A) من الجدول الدوري ، بين الجرمانيوم والرصاص. بالإضافة إلى ذلك ، تقع في الفترة 5 ، بين الإنديوم والأنتيمون. يُعرف أحيانًا باسم "المعدن الضعيف" ، وهو الاسم الذي يطلق على المعادن التي تأتي بعد المعادن الانتقالية في الجدول الدوري.

هذا المعدن فضي اللون مرن ، مطيل ، وبلوري للغاية. عندما يتم ثني قضيب من القصدير ، يتم إنتاج صوت طقطقة غريب يعرف باسم "صفيحة القصدير" ، والذي ينتج عن كسر البلورات. يقاوم المعدن التآكل من الماء المقطر ، ومياه البحر ، ومياه الصنبور اللينة ، ولكن يمكن مهاجمته بواسطة الأحماض القوية والقلويات وأملاح الحمض. إنه يعمل كعامل مساعد عندما يكون الأكسجين في محلول ويساعد في تسريع الهجوم الكيميائي.

عند تسخينها في وجود الهواء ، فإن القصدير يشكل ثاني أكسيد (SnO)2). ثاني أكسيد ، بدوره ، حمضي بشكل ضعيف ويشكل stannate (SnO3-2أملاح مع أكاسيد أساسية. يمكن أن يكون القصدير مصقول للغاية ويستخدم كطبقة واقية للمعادن الأخرى ، لمنع التآكل أو أي عمل كيميائي آخر. يجمع هذا المعدن مباشرة مع الكلور والأكسجين ويزيل الهيدروجين من الأحماض المخففة. يمكن طيه في درجات الحرارة العادية ولكنه هش عند تسخينه.

يصبح القصدير موصلًا فائقًا دون 3.72 كلفن (K). في الواقع ، كان القصدير من أوائل الموصلات الفائقة التي تتم دراستها. تم اكتشاف تأثير ميسنر ، وهو أحد الخصائص المميزة للموصلات الفائقة ، لأول مرة في بلورات القصدير فائقة التوصيل. المغناطيس الفائق التوصيل الذي يزن بضعة كيلوغرامات فقط قادر على إنتاج حقول مغناطيسية مماثلة للمغناطيس الكهربائي التقليدي الذي يزن الأطنان.

نظائر

تحتوي القصدير على عشرة نظائر مستقرة (مدرجة في المربع) ، مما يجعلها العنصر الذي يحتوي على أكبر عدد من النظائر المستقرة. العديد من النظائر غير المستقرة معروفة.

المتآصلة

القصدير الصلب لديه اثنين من allotropes في الضغط الطبيعي. في درجات حرارة منخفضة ، كما هو موجود اللون الرمادي أو القصدير ألفا ، الذي يحتوي على هيكل بلوري مكعب ، على غرار السيليكون والجرمانيوم. عندما ترتفع درجة حرارته عن 13.2 درجة مئوية ، فإنه يتغير إلى أبيض أو قصدير بيتا ، وهو معدني وله هيكل رباعي الزوايا. عندما تبرد ، فإنها تعود ببطء إلى الشكل الرمادي ، وهي ظاهرة تسمى آفات القصدير أو مرض القصدير. ومع ذلك ، فإن هذا التحول يتأثر بالشوائب مثل الألمنيوم والزنك ويمكن منعه من خلال إضافة الأنتيمون أو البزموت.

مجمعات سكنية

  • كلوريد القصدير (II)أو كلوريد ستانوس (SnCl2): إنه مادة صلبة بلون أبيض تشكل ثنائي هيدرات ثابت. يمكن أن يذوب في أقل من كتلته المائية دون تحلل واضح ، ولكن مع تخفيف المحلول ، يحدث التحلل المائي ليشكل ملحًا أساسيًا غير قابل للذوبان. لذلك ، للحفاظ على كلوريد القصدير (II) كمحلول واضح ، يجب إضافة حمض الهيدروكلوريك. يستخدم محلول من هذا الكلوريد يحتوي على القليل من حمض الهيدروكلوريك لطلاء القصدير من الصلب ، لصنع علب الصفيح. كما أنه يستخدم على نطاق واسع كعامل اختزال ، مثل مرايا الفضة ، حيث يتم ترسيب المعدن الفضي على الزجاج. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدامه كعامل مساعد في إنتاج حمض polylactic البلاستيكي (PLA).
  • كلوريد القصدير (الرابع), القصدير رابع كلوريدأو كلوريد stannic (SnCl4): في درجة حرارة الغرفة ، إنه سائل عديم اللون يتفاعل بعنف مع الماء ويكون شديد التأكل على الجلد. عند ملامسته للهواء ، فإنه يطلق أبخرة مزعجة بشدة من كلوريد الهيدروجين. انها تشكل خماسية بيضاء ، المعروف سابقا باسم زبدة القصدير بسبب اتساقه. تم استخدامه كسلاح كيميائي في الحرب العالمية الأولى. كما أنه يستخدم في صناعة العبوات الزجاجية لصنع طلاء خارجي يحتوي على أكسيد القصدير (IV) ، والذي يعمل على تشديد الزجاج. إنها مادة انطلاق لمركبات الأوروتين.
  • حمض ستاننيك أو هيدروكسيد stannic (القصدير (OH)4): يشير إلى ثاني أكسيد القصدير المائي (SnO2). على الرغم من اسم حمض ستانيك ، فإن هذا المركب مذبذب ، يمكن أن يتصرف كحمض وكقاعدة. على سبيل المثال ، يذوب في الأساس لتكوين أيون ستانيت ، Sn (OH)62-، والتي يمكن أن تشكل ثم مركبات stannate. في الظروف الحمضية الشديدة ، Sn (OH)4 يطلق القصدير (IV) أيون ، Sn4+. حمض ستاننيك هو مؤكسد فقير. بالاقتران مع عامل اختزال جيد ، يمكن أن يشكل هيدروكسيد ستانوس ، Sn (OH)2، ولكن من المحتمل أن تشكل قصدير معدني.
  • أكسيد ثلاثي بوتيل القصدير (TBTO) أو مكرر (الثلاثيةن-butyltin) أكسيد (C24H54OSN2): هذا السائل الأصفر الشاحب عبارة عن مركب عضوي تم استخدامه بشكل رئيسي كمبيد حيوي (مبيد للفطريات والمبيدات الرخوية) ، وخاصةً كمواد حافظة للأخشاب. وهو مهيج قوي للجلد. استخدمت مركبات تريبوتيلتين ذات مرة كعوامل مضادة للوقود الحيوي البحري. أدت المخاوف بشأن سمية هذه المركبات (بعض التقارير التي تصف الآثار البيولوجية للحياة البحرية بتركيز 1 نانوغرام لكل لتر) إلى فرض حظر عالمي من قبل المنظمة البحرية الدولية. يعتبر الآن ملوثًا بحريًا شديدًا.

تطبيقات

  • يربط القصدير بسهولة ببعض المعادن ، خاصة الحديد ، وقد تم استخدامه لطلاء الصلب أو الرصاص أو الزنك لمنع التآكل. تستخدم حاويات الفولاذ المطلية بالقصدير على نطاق واسع لحفظ الأغذية ، وهذا يشكل جزءًا كبيرًا من سوق القصدير المعدني. يطلق الأمريكيون على هذه الحاويات "علب الصفيح" أو مجرد "العلب" ، وأولئك الذين يتحدثون الإنجليزية البريطانية يطلقون عليها "علب".
  • بعض سبائك القصدير المهمة هي: البرونز ، معدن الجرس ، معدن Babbitt ، سبيكة الصب يموت ، بيوتر ، برونز الفوسفور ، جندى ناعم ، والمعادن البيضاء.
  • وأهم الملح في القصدير هو كلوريد القصدير (II) (كلوريد stannous) ، والذي يستخدم كعامل اختزال وكمورد في عملية الطباعة calico.
  • يتم إنتاج الطلاءات الموصلة كهربائياً عندما يتم رش أملاح القصدير على الزجاج. استخدمت هذه الطلاءات في إضاءة الألواح وفي إنتاج الزجاج الأمامي الخالي من الصقيع.
  • غالبًا ما يتم صناعة زجاج النوافذ بواسطة زجاج عائم منصهر أعلى القصدير المنصهر (إنشاء زجاج عائم) لصنع سطح مستوٍ. وهذا ما يسمى "عملية بيلكينغتون".
  • القصدير هو واحد من عنصرين أساسيين (الآخر يجري الرصاص) المستخدمة منذ عصر النهضة في تصنيع أنابيب الجهاز. قد تختلف النسبة بين المعدنين ، ولكن الخليط الأكثر شيوعًا هو 50:50. تحدد كمية القصدير في الأنبوب نغمة الأنبوب ، حيث يعتبر القصدير أكثر الرنين النغمي لجميع المعادن. عندما تبرد سبيكة القصدير / الرصاص ، فإن الرصاص يبرد بشكل أسرع قليلاً ويحدث تأثيرًا مرقشًا أو متبقعًا ، وبالتالي يشار إلى السبيكة بالمعادن المرقطة.
  • يستخدم القصدير أيضًا في الجنود لربط الأنابيب أو الدوائر الكهربائية ، في تحمل السبائك وصناعة الزجاج ومجموعة واسعة من التطبيقات الكيميائية للقصدير. إن استخدام القصدير النقي أو القصدير المخلوط بالمعادن الأخرى في هذه التطبيقات يحل بسرعة محل استخدام السبائك المحتوية على الرصاص للتخلص من مشاكل السمية الناتجة عن الرصاص.
  • كان القصدير احباط مرة واحدة التفاف المواد للأغذية والأدوية. تم استبداله في أوائل القرن العشرين باستخدام رقائق الألومنيوم ، والتي لا تزال تسمى عادة رقائق القصدير. ومن هنا يتم استخدام المصطلح العامي "tinnie" أو "tinny" لحزمة صغيرة للبيع بالتجزئة من عقار مثل الحشيش أو علبة من البيرة.
  • مركب القصدير النيوبيوم (ملحوظة:3يستخدم Sn) تجاريا ك أسلاك للمغناطيس فائق التوصيل ، بسبب درجة الحرارة الحرجة العالية للمادة (18 ك) والحقل المغناطيسي الحرج (25 تسلا).

التأثيرات البيولوجية لمركبات القصدير العضوية

كمية صغيرة من القصدير الموجودة في الأطعمة المعلبة ليست ضارة للإنسان. بعض مركبات القصدير العضوية ، مثل تريورجانوتين ، سامة وتستخدم كمبيدات للفطريات الصناعية ومبيدات للجراثيم.

أنظر أيضا

المراجع

  • Cotton، F. Albert، and Geoffrey Wilkinson. عام 1980. كيمياء غير عضوية متقدمة، الطبعة الرابعة. نيويورك: وايلي. ISBN 0471027758.
  • تشانغ ، ريموند. 2006. كيمياء، الطبعة التاسعة. نيويورك: مكجراو هيل للعلوم / الهندسة / الرياضيات. ISBN 0073221031.
  • Greenwood، N. N.، and A. Earnshaw. عام 1998. كيمياء العناصر، 2nd إد. بيرلينجتون ، ماساتشوستس: بتروورث-هاينمان ، إلسفير العلوم. ISBN 0750633654. النسخة الإلكترونية متوفرة هنا. تم استرجاعه في 16 يوليو 2007.
  • كتيب الكيمياء والفيزياء، 71st ed. آن أربور ، ميتشيغن: مطبعة CRC ، 1990.
  • القصدير. مختبر لوس ألاموس الوطني. تم استرجاعه في 16 يوليو 2007.
  • مارس ، 1992. الكيمياء العضوية المتقدمة. 4th ed. ، ص. 723. نيويورك: وايلي.
  • مؤشر ميرك، الطبعة السابعة. Rahway، NJ: Merck & Co، 1960.
  • ويلز ، ف. 1984. الكيمياء غير العضوية الإنشائية. 5th ed. أوكسفورد: مطبعة جامعة أكسفورد.

روابط خارجية

تم استرداد جميع الروابط في 9 ديسمبر 2015.

  • WebElements.com - القصدير
  • القصدير بواسطة تيودور جراي
  • استخدام أكسيد تريبوتيلتين - قاعدة بيانات مبيدات الآفات PAN - استخدام مبيدات الآفات في كاليفورنيا

Pin
Send
Share
Send