Tina (Sn) , perioodilise tabeli rühma 14 (IVa) süsiniku perekonda kuuluv keemiline element. See on pehme, hõbedane valge sinaka varjundiga metall, mida muistsed inimesed teavad pronksist, an sulam vasega. Plekki kasutatakse laialdaselt toidukonteinerite, laagrites kasutatavate metallide ja jootmiseks kasutatavate teraspurkide plaadistamiseks.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Tina päritolu on antiikajal kadunud. Inimesed kasutasid eelajalugu pronksi, mis on vase ja tina sulamid, juba ammu enne puhta tina metalli isoleerimist. Pronksid olid levinud Mesopotaamia alguses, Induse orus, Egiptuses, Kreetal, Iisraelis ja Peruus. Suur osa Vahemere algusjärgsete rahvaste kasutatavast tinast pärines ilmselt Aafrikast Scilly saared ja Cornwalli Briti saartel, kus tina kaevandamine ulatub vähemalt 300–200bce. Mõlemas piirkonnas töötasid plekkaevandused Ometi ja asteekide domeenid Lõuna- ja Kesk-Ameerikas enne Hispaania vallutamist. Tina sümbol Sn on ladinakeelne tina lühend, stannum .
| aatomnumber | viiskümmend |
|---|---|
| aatommass | 118,69 |
| sulamispunkt | 231,97 ° C (449,54 ° F) |
| keemispunkt | 2270 ° C (4100 ° F) |
| tihedus | |
| valge | 7.28 |
| hall | 5,75 grammi / cm3 |
| oksüdatsiooniastmed | +2, +4 |
| elektronide konfiguratsioon | [Kr] 4 d 105 s kaks5 lk kaks |
Elementi esineb maakoore tardkivimites umbes 0,001 protsendi ulatuses, mida on vähe, kuid mitte harva; selle arvukus on samas suurusjärgus selliste tehniliselt kasulike elementidega nagu koobalt, nikkel, vask, tseerium ja plii ning see on põhimõtteliselt võrdne lämmastik . Kosmoses on 1,33 tina aatomit 1 × 10 kohta6räni aatomid, mis on ligikaudu võrdsed nioobiumi, ruteeniumi, neodüümi või plaatinaga. Kosmiliselt on tina selle produkt neutronite neeldumine . Tähelepanuväärne on selle rikkus stabiilsetes isotoopides.
newtoni esimene teine ja kolmas seadus
Tina esineb loodusliku metalli terades, kuid peamiselt tinaoksiidina, SnOkaks, Et mineraal kassiteriit, ainus kaubandusliku tähtsusega tina mineraal. Metall saadakse kasiteriidist redutseerimisel (hapniku eemaldamine) kivisöe või koksiga sulatusahjudes. Kõrgekvaliteedilisi hoiuseid pole teada. Peamised allikad on loopealsed, keskmiselt umbes 0,01 protsenti tina. Vanimad tinakaevandused olid Cornwallis, kus töötati vähemalt juba foiniikia aegadel, kuid millel pole enam suuri tagajärgi, ja Hispaanias. Lode maardlaid, mis sisaldavad kuni 4 protsenti, leidub Boliivias ja Cornwallis. Hiina juhtis maailma tinatootmises 21. sajandi alguses, moodustades peaaegu poole kogu toodangust; Tipptootjateks olid ka Indoneesia, Peruu ja Boliivia. Metalli taaskasutamiseks tinarauast või tinaga kaetud toodetest on välja töötatud mitu protsessi. (Tina kaevandamise, rafineerimise ja taaskasutamise täielikuks töötlemiseks vaata tina töötlemine.)
Tina on mittetoksiline, plastiline vormitav ja kohandatud igasuguste külmtöötluste jaoks, nagu rullimine, ketramine ja ekstrusioon. Kokkupuutel säilib puhta tina värvus, kuna õhuhapnikuga reageerides moodustub spontaanselt õhuke nähtamatu tinaoksiidi kaitsekile. Tina madal sulamistemperatuur ja selle tugev haardumine rauast, terasest, vasest ja vasesulamitest puhaste pindadega hõlbustada selle kasutamine oksüdatsioonikindla kattematerjalina. Tina eksisteerib kahel erineval kujul ehk allotroopsena: tuttav vorm, valge (või beeta) tina ja hall (või alfa) tina, mis on pulbriline ja vähe kasutatav. Hall vorm muutub valgeks üle 13,2 ° C (55,8 ° F), kiiresti temperatuuril üle 100 ° C (212 ° F); pöördtransformatsioon, mida nimetatakse tina kahjuriks, toimub madalatel temperatuuridel ja takistab tõsiselt metalli kasutamist väga külmades piirkondades. See muutus on kiire ainult alla –50 ° C (–58 ° F), välja arvatud juhul, kui hall tina või tina oksüdeerumisolekus on +4, kuid seda takistab väike kogus antimoni, vismutit, vaske, pliid, hõbedat või kuld tavaliselt tina kaubanduslikus klassis.
Valge tina on kehakeskne neljakandiline kristallstruktuur ja hallil tinal on näokeskne kuupkonstruktsioon. Painutatult tekitab tina õõvastavat, mõranevat nuttu, kui selle kristallid üksteist purustavad. Tina ründavad tugevad happed ja leelised, kuid peaaegu neutraalsed lahused ei mõjuta seda märkimisväärselt. Kloor, broom ja jood reageerivad tinaga, kuid fluor reageerib sellega toatemperatuuril vaid aeglaselt. Tina allotroopsete modifikatsioonide vahelisi seoseid saab kujutada transformatsioonidena ühelt kristallitüübilt teisele kindlatel temperatuuridel:
(Topeltnooled tähistavad, et transformatsioon toimub mõlemas suunas, kui tina kuumutatakse või jahutatakse.)
Tina eksisteerib kahes oksüdatsiooniastmes: +4 ja +2. Elementtina oksüdeerub happelises lahuses hõlpsasti dipositiivseks iooniks, kuid see Sn2+ioon muundatakse Sn-ks4+ioon paljude kergete oksüdeerivate ainete, sealhulgas elementaarse hapniku kaudu. Oksüdeerimine leeliselistes tingimustes annab tavaliselt tetrapositiivse (Sn4+) riik. Leeliselises keskkonnas on dipositiivne tina (Sn2+) on ebaproportsionaalsed tetrapositiivse tina ja vaba elemendi suhtes.
Tinal on 10 stabiilset isotoopi, mis esinevad looduslikus tinas järgmiste protsentidena: tina-112, 0,97; tina-114, 0,65; tina-115, 0,36; tina-116, 14,53; tina-117, 7,68; tina-118, 24,22; tina-119, 8,58; tina-120, 32,59; tina-122, 4,63; ja tina-124, 5,79.
Rauda tina katmine kaitseb viimast korrosiooni eest; tina torustik ja ventiilid säilitavad puhtuse vesi ja joogid; sulatatud tina on (ujuk) plaatklaasi tootmise alus. Kuna puhas tina on suhteliselt nõrk, ei kasutata seda struktuuriliselt, välja arvatud juhul, kui see on legeeritud teiste metallidega sellistes materjalides nagu pronks, tina, kandvad metallid, tüüpmetallid, pliipõhised joodised, kellametall, babbittmetall ja madalatemperatuurilised valusulamid . Tinaoksiid , milles tina on +4 oksüdatsiooniastmes, on kasulik keraamiliste kehade valmistamisel läbipaistmatu , kerge abrasiivina ja kangaste kaalutina. Hambapuhastusvahendites kasutatakse tinafluoriidi ja tina pürofosfaati, milles tina on oksüdeerunud +2 olekus. Orgaaniline tina ühendid toimivad teatud plastide stabilisaatoritena ja puidukaitsevahenditena. Nioobiumiga kristalliline sulam on ülijuht temperatuuril 18 ° C TO (−427 ° F) ja säilitab selle omaduse väga tugevates magnetväljades.
Elementtina on ilmselt mittetoksiline ja tina kogused kuni 300 osa miljoni kohta, mis on lahustatud plekiga kaetud anumatesse pakitud toiduainete ja köögiriistadega, ei ole kahjulikud. Orgaanilised tinaühendid, mida tavaliselt kasutatakse biotsiididena ja fungitsiididena, on inimestele siiski mürgised.
Tina moodustab kaks ühendite seeriat: tina, milles tina on +2 oksüdatsiooni olekus, ja tina, milles see on +4. Mõned kaubanduslikult olulisemad tinaühendid on tina-kloriid, SnClkaks, mida kasutatakse tinas tsingimine ja redutseeriva ainena polümeeride ja värvainete valmistamisel; tinaoksiid, SnO, mida kasutatakse keemiliste reagentide tinasoolade valmistamiseks ja plaatimiseks; ja tinafluoriid, SnFkaks, hambapastade toimeaine. Olulise tähtsusega tannühendite hulka kuuluvad tannkloriid, SnCl4, mida kasutatakse laialdaselt parfüümide stabilisaatorina ja teiste tinasoolade lähteainena; ja tinaoksiid, SnOkaks, kasulik katalüsaator teatavates tööstusprotsessides ja terase poleerimispulber.
Tina võib moodustada sideme süsinikuga, nagu enam kui 500 teadaolevas tinaorgaanilises ühendis. Tinaorgaanilisi stabilisaatoreid kasutatakse polüvinüülkloriidi muutuste vältimiseks valguse ja kuumuse mõjul. Mitmed tinaorgaanilised ühendid on biotsiidide ja fungitsiidide peamised koostisosad.
