قلع

Tin

 

عمومی   نام, علامت اختصاری, شماره Tin, Sn, 50 گروه شیمیایی فلز ضعیف گروه, تناوب, بلوک 14 (IVA), 5 , p جرم حجمی, سختی 7310 kg/m3, 1.5 رنگ خاکستری درخشان نقره ای

خواص  اتمی       وزن اتمی 118.710 amu شعاع اتمی (calc.) 145 (145) pm شعاع کووالانسی 141 pm شعاع واندروالس 217 pm ساختار الکترونی Kr]4d10 5s2 5p2] e- بازای هر سطح انرژی 2, 8, 18, 18, 4 درجه اکسیداسیون (اکسید) 4,2 (آمفوتریک) ساختار کریستالی چهار گوش

خواص  فیزیکی       حالت ماده جامد نقطه ذوب 505.08 K (449.47 °F) نقطه جوش 2875 K (4716 °F) حجم مولی  ש»10-6 * 16.29««متر مکعب بر مول گرمای تبخیر 295.8 kJ/mol گرمای هم جوشی 7.029 kJ/mol فشار بخار 5.78 E-21 Pa at 505 K سرعت صوت 2500 m/s at 293.15 K

متفرقه         الکترونگاتیویته 1.96 (درجه پائولینگ) ظرفیت گرمایی ویژه 228 J/(kg*K) رسانائی الکتریکی 9.17 106/m اهم رسانائی گرمایی 66.6 W/(m*K) 1st پتانسیل یونیزاسیون 708.6 kJ/mol 2nd پتانسیل یونیزاسیون 1411.8 kJ/mol 3rd پتانسیل یونیزاسیون 2943.0 kJ/mol 4th پتانسیل یونیزاسیون 3930.3 kJ/mol 5th پتانسیل یونیزاسیون 7456 kJ/mol

پایدارترین  ایزوتوپها             iso NA نیمه عمر DM DE MeV DP 112Sn 0.97% Sn با62نوترون پایدار است. 114Sn 0.65% Sn با64 نوترون پایدار است. 115Sn 0.34% Sn با65 نوترون پایدار است. 116Sn 14.54% Sn با66 نوترون پایدار است. 117Sn 7.68% Sn با67 نوترون پایدار است. 118Sn 24.23% Sn با68 نوترون پایدار است. 119Sn 8.59% Sn با69 نوترون پایدار است. 120Sn 32.59% Sn با70 نوترون پایدار است. حالت متا 0.006 MeV 55 y IT Beta- 0.006 0.394 121Sb 122Sn 4.63% Sn با72 نوترون پایدار است. 124Sn 5.79% Sn با74 نوترون پایدار است. 126Sn {syn.} ~1 E5 y Beta- 0.380 126Sb SI واحدهای STP استفاده شده مگر آنکه ذکر شده باشد noted.

 

قلع عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Sn وعدد اتمی 50 وجود دارد. این فلز ضعیف چکش خوار و نقره ای که به آسانی در آزمایش‌های مربوط به هوا اکسیده نمی شود و در برابر فرسایش مقاوم است ، در بسیاری از آلیاژها وجود داشته و به عنوان پوشش مواد دیگر جهت جلوگیری از فرسایش آنها به کار می رود. قلع را عمدتاً از ماده معدنی کاسی تریت که در آن بصورت اکسید وجود دارد ، به دست می آورند.

خصوصیات  قابل توجه

قلع فلزی است چکش خوار ، قابل انعطاف، شدیداً بلورین وسفید نقره ای که ساختار بلوری آن هنگام خم شدن قطعه ای از قلع صدای خاصی ایجاد می کند (علت آن شکست بلورها است). فلز دربرابر فرسایش ناشی از آب تقطیر شده دریا و آب لوله کشی مقاومت می کند اما بوسیله اسیدهای قوی و موادقلیایی و نمکهای اسیدی مورد حمله قرار می گیرد.  هنگامیکه اکسیژن بصورت محلول است قلع بعنوان کاتالیزور عمل کرده و واکنشهای شیمیایی را تسریع می کند. درصورتیکه آنرا درحضور آزمایش‌های مربوط به هوا حرارت دهند Sn2 حاصل می شود. Sn2 اسید ضعیفی بوده و با اکسیدهای بازی تولید نمکهای قلع می کند. قلع را می توان به مقدار زیادی جلا داد و به عنوان پوشش سایر مواد جهت ممانعت از فرسودگی یا واکنشهای شیمیایی دیگر مورد استفاده قرار می گیرد.این فلز مستقیماً با کلر و اکسیژن ترکیب می شود و جایگزین هیدروژن اسیدهای رقیق می گردد. قلع در دماهای معمولی انعطاف پذیر است اما در صورتیکه گرم شود شکننده می شود.

 

شکلهای  مختلف

در فشار طبیعی قلع جامد دارای دو شکل مختلف است . در دماهای پایین به شکل خاکستری یا قلع آلفا وجود دارد که دارای ساختار بلوری مکعبی مانند سیلیکن و ژرمانیم است. وقتی دما بالاتر از 2/13 درجه سانتیگراد باشد به رنگ سفید یا قلع بتا تبدیل می شود که فلزی بوده و دارای ساختار چهار وجهی است. درصورتیکه سرد شود به آهستگی بصورت خاکستری برمی گردد که بیماری قلع نامیده می شود. بهر حال این تغییر شکل تحت تاثیر ناخالصیهایی از قبیل آلومینیم و روی قرار می گیرد که با افزودن آنتیموان یا بیسموت می توان از آن جلوگیری کرد.

 

کاربردهـــــــــا

قلع به آسانی به آهن متصل شده و برای پوشش سرب روی و فولاد مورد استفاده قرار می گیرد تا از پوسیدگی آنها جلوگیری شود. قوطیهای فولادی با پوشش قلع برای نگهداری غذا کاربردی وسیع دارد و این کاربرد بخش وسیعی از بازار قلع فلزی را تشکیل می دهد. سایر کاربردها : برخی از آلیاژهای مهم قلع عبارتند از: برنز، مفرغ، بابیت، آلیاژ ریخته گری شده تحت فشار، پیوتر، برنز فسفردار،لحیم نرم و فلز سفید. مهمترین نمک آن کلرید قلع است که به عنوان عامل کاهنده و یک خورنده در چاپ روی پارچه کاربرد دارد.اگر نمک قلع روی شیشه پاشیده شود لایه های بوجود می آید که خاصیت هدایت الکتریکی دارد. از این پوششها در شیشه های اتومبیل ضد یخ و روشنایی تابلو فرمان استفاده می شود. برای ساخت شیشه پنجره با سطحی تخت ،بیشتر از روش شناور نمودن شیشه مذاب روی قلع مذاب (شیشه شناور) استفاده می شود ( این روش را فرآیند Pilkington می نامند). از قلع همچنین در لحیم کاری برای اتصال لوله ها یا مدارهای الکتریکی ، در آلیاژهای چرخ دنده، در شیشه سازی و طیف وسیعی از کاربردهای شیمیایی قلع استفاده می شود. زیر دمای k72/3 قلع تبدیل به یک ابررسانا می شود. در واقع قلع یکی از اولین ابررساناهایی بود که مورد بررسی قرار گرفت ؛Meissner effect که یکی از ویژگیهای ابررساناها می باشد اولین بار در بلورهای قلع ابررسانا کشف شد. آلیاژ نیوبیوم – قلع (Nb3Sn) به علت دمای بحرانی بالا (k 18) و میدان مغناطیسی بحرانی( T 25) بصورت سیمهایی برای آهنرباهای ابررسانا کاربرد تجاری پیدا کرده است .یک آهنربای ابررسانا به وزن چند کیلوگرم قادر به تولید میدانهای مغناطیسی مشابه الکترومغناطیسهای چند تنی می باشد.

 

تاریخچه

قلع ( انگلوساکسون tin و لاتین stannum) یکی از قدیمی ترین فلزات شناخته شده است و از دوران باستان به عنوان بخشی از برنز مورد استفاده بوده است. چون موجب سخت شدن مس می گردد از 3500 سال قبل از میلاد در وسایل برنزی به کار رفته است. رونق تجارت قلع در دوران باستان بین معادن Cornwall و تمدنهای مدیترانه وجود داشته است. با این وجود شکل خالص این فلز تا تقریباً 600 قبل از میلاد کاربرد نداشته است.

 

 

پیدایش

تقریباً 35 کشور در جهان به استخراج قلع مشغولند. تقریباً هر قاره ای یک کشور مهم تولید کننده قلع دارد. قلع را با کاهش سنگ معدن بوسیله ذغال سنگ درکوره های بازتابی تولید می کنند. این عنصر نسبتاً کمیاب با فراوانی تقریباً ppm2 در پوسته زمین در مقایسه با ppm94 برای روی ،ppm63 برای مس و ppm 12 برای سرب وجود دارد. بیشتر قلع جهان از رسوبات زردار ( Placer) به دست می آید و حداقل نیمی از آن در جنوب شرقی آسیا تولید می شود. تنها ماده معدنی که از نظر تولید تجاری قلع اهمیت دارد کاسی تریت ( SnO))2) نام دارد اگرچه مقادیر کمی قلع نیز از نمکهای مرکبی مانند(( stanite, cylindrite, frankeite, canfieldite, و teallite به دست می آید. قلع ثانویه یا قراضه نیز منبع مهم دیگری از قلع به حساب می آید.

 

ایزوتوپهــــــا

قلع معمولی از 9 ایزوتوپ پایدار و 18 ایزوتوپ ناپایدار تشکیل شده است.

 

هشدارهــــــــا

مقادیر کم قلع که در قوطی کنسروها وجود دارد برای انسان بی ضرر است. ترکیبات قلع تری آلکیل و تری آریل زیست کشهایی هستند که هنگام کار با آنها باید احتیاط کرد.