Vsak kemični element periodnega sistema ter preproste in zapletene snovi, ki jih tvori, so edinstvene. Imajo edinstvene lastnosti in mnogi nedvomno pomembno prispevajo k človeškemu življenju in obstoju na splošno. Kemični element kositer ni izjema.
Ljudstvo seznanja s to kovino sega v antične čase. Ta kemični element je imel odločilno vlogo pri razvoju človeške civilizacije in do danes se lastnosti kositra pogosto uporabljajo.
Kositer v zgodovini
Prvo omembo te kovine, ki je, kot so verjeli prej, imela celo čarobne lastnosti, najdemo v svetopisemskih besedilih. Kositer je imel odločilno vlogo pri izboljšanju življenja v bronasti dobi. Takrat je bila najbolj trpežna kovinska zlitina, ki jo je imel človek, bron, ki ga je mogoče dobiti z dodajanjem kemičnega elementa kositra bakru. Že več stoletij je bilo iz tega materiala narejeno vse, od orodja do nakita.
Po odkritju lastnosti železa se kositrna zlitina ni prenehala uporabljati, seveda se ne uporablja v enakem obsegu, vendar se bron, kot tudi številne druge njegove zlitine, aktivno vključenidanes človek v industriji, tehnologiji in medicini, skupaj s solmi te kovine, kot je kositrov klorid, ki se pridobiva z interakcijo kositra s klorom, ta tekočina vre pri 112 stopinjah Celzija, se dobro raztopi v vodi, tvori kristalne hidrate in kadi v zraku.
Položaj elementa v periodnem sistemu
Kemični element kositer (latinsko ime stannum - "stannum", napisano s simbolom Sn) Dmitrij Ivanovič Mendeljejev je upravičeno uvrščen na številko petdeset, v peti period. Ima številne izotope, najpogostejši izotop 120. Tudi ta kovina je v glavni podskupini šeste skupine, poleg ogljika, silicija, germanija in flerovija. Njegova lokacija napoveduje amfoterne lastnosti, kositer ima enako kisle in bazične lastnosti, ki bodo podrobneje opisane v nadaljevanju.
Periodična tabela prikazuje tudi atomsko maso kositra, ki je 118,69. Elektronska konfiguracija je 5s25p2, kar kompleksne snovi omogočajo kovini, da pokaže oksidacijski stanji +2 in +4, pri čemer odpusti dva elektrona samo s p-podnivoja ali štiri iz s- in p-, kar popolnoma izprazni celotno zunanjo raven.
Elektronska karakteristika elementa
Skladno z atomsko številko jedrski prostor kositrovega atoma vsebuje kar petdeset elektronov, ki se nahajajo na petih ravneh, ki pa so razdeljene na več podnivojev. Prvi dve imata samo s- in p-podravni, od tretje pa je trojna delitevna s-, p-, d-.
Upoštevajmo zunanji elektronski nivo, saj sta njegova struktura in polnjenje z elektroni tista, ki določata kemično aktivnost atoma. V nevzbujenem stanju ima element valenco, ki je enaka dvema; ob vzbujanju en elektron preide s s-podnivoja na prosto mesto v p-podnivoju (vsebuje lahko največ tri neparne elektrone). V tem primeru ima kositer valenco in oksidacijsko stanje - 4, saj ni parnih elektronov, kar pomeni, da jih v procesu kemične interakcije nič ne drži na podravneh.
Enostavna snov kovina in njene lastnosti
Enostavna snov kositer je kovina srebrne barve, spada v skupino taljivih. Kovina je mehka in relativno enostavna za deformacijo. Takšni kovini, kot je kositer, so značilne številne lastnosti. Temperatura pod 13,2 stopinje Celzija je meja prehoda kovinske modifikacije kositra v prah, ki jo spremlja sprememba barve iz srebrno bele v sivo in zmanjšanje gostote snovi. Kositer se topi pri 231,9 stopinjah in vre pri 2270 stopinjah Celzija. Kristalna tetragonalna struktura belega kositra pojasnjuje značilno škrtanje kovine, ko jo upognemo in segrejemo na mestu pregiba z drgnjenjem kristalov snovi drug ob drugega. Siva pločevina ima kubično singonijo.
Kemične lastnosti kositra imajo dvojno bistvo, sodeluje tako v kislih kot v bazičnih reakcijah, kar kaže na amfoterizem. Kovina sodeluje z alkalijami, pa tudi s kislinami, kot sta žveplova indušik, je aktiven pri reakciji s halogeni.
kositrove zlitine
Zakaj se pogosteje uporabljajo njihove zlitine z določenim odstotkom sestavnih delov namesto čistih kovin? Dejstvo je, da ima zlitina lastnosti, ki jih posamezna kovina nima, ali pa so te lastnosti veliko močnejše (na primer električna prevodnost, odpornost proti koroziji, pasivizacija ali aktivacija fizikalnih in kemijskih lastnosti kovin, če je potrebno, itd.). Kositer (fotografija prikazuje vzorec čiste kovine) je del številnih zlitin. Lahko se uporablja kot dodatek ali osnovna snov.
Danes je znano veliko število zlitin takšne kovine, kot je kositer (cena zanje se zelo razlikuje), razmislimo o najbolj priljubljenih in rabljenih (uporaba določenih zlitin bo obravnavana v ustreznem razdelku). Na splošno imajo zlitine kosilja naslednje značilnosti: visoko duktilnost, nizko tališče, nizko trdoto in trdnost.
Nekaj primerov zlitin
- Zlitina kositra in svinca z nekaterimi legirnimi dodatki (antimon, baker, kadmij, cink, srebro, indij) je tako imenovani kositer za spajkanje, odstotek kositra v njej naj bo 49-51 ali 59 -61 odstotkov. Trdnost vezi zagotavlja, da kositer tvori trdno raztopino z vezanimi kovinskimi površinami.
- Garth je zlitina kositra, svinca inantimon je osnova tiskarske barve (zato ni priporočljivo zavijanje hrane v časopise, da se izognemo neželenim koncentracijam teh kovin).
- Babit - zlitina kositra, svinca, bakra in antimona - je značilna nizko trenje, visoka odpornost proti obrabi.
- Zlitina indija in kositra je material z nizkim taljenjem, za katerega so značilni ognjevzdržnost, odpornost proti koroziji in pomembna trdnost.
Najpomembnejše naravne spojine
Kositer tvori številne naravne spojine - rude. Kovina tvori 24 mineralnih spojin, za industrijo je najpomembnejši kositrov oksid - kasiterit, pa tudi okvir - Cu2FeSnS4. Kositer je raztresen v zemeljski skorji, spojine, ki jih tvori, pa so magnetnega izvora. Industrija uporablja tudi poliolne soli in kositrove silikate.
Kositer in človeško telo
Kemični element kositer je po svoji kvantitativni vsebnosti v človeškem telesu mikroelement. Njegovo glavno kopičenje je v kostnem tkivu, kjer normalna vsebnost kovine prispeva k njegovemu pravočasnemu razvoju in celotnemu delovanju mišično-skeletnega sistema. Poleg kosti je kositer koncentriran v prebavilih, pljučih, ledvicah in srcu.
Pomembno je omeniti, da lahko prekomerno kopičenje te kovine povzroči splošno zastrupitev telesa, daljša izpostavljenost pa lahko vodi celo do škodljivih genskih mutacij. V zadnjem času je ta problem precej aktualen, saj je ekološko stanje okoljaOkolje pušča veliko želenega. Obstaja velika verjetnost zastrupitve s kositrom med prebivalci velikih mest in območij v bližini industrijskih con. Najpogosteje se zastrupitev pojavi zaradi kopičenja kositrovih soli v pljučih, na primer kositrovega klorida in drugih. Hkrati lahko pomanjkanje mikrohranil povzroči upočasnitev rasti, izgubo sluha in izpadanje las.
Prijava
Kovina je komercialno na voljo v številnih topilnicah in podjetjih. Proizvaja se v obliki ingotov, palic, žic, valjev, anod iz čiste preproste snovi, kot je kositer. Cena se giblje od 900 do 3000 rubljev na kg.
Čista kositer se redko uporablja. Uporabljajo se predvsem njegove zlitine in spojine - soli. Spajkalni kositer se uporablja v primeru pritrdilnih delov, ki niso izpostavljeni visokim temperaturam in močnim mehanskim obremenitvam, iz bakrovih zlitin, jekla, bakra, ni pa priporočljiv za tiste iz aluminija ali njegovih zlitin. Lastnosti in značilnosti kositrovih zlitin so opisane v ustreznem razdelku.
Spajke se uporabljajo za spajkanje mikrovezij, v tem primeru so idealne tudi zlitine na osnovi kovine, kot je kositer. Fotografija prikazuje postopek nanašanja zlitine kositra in svinca. Z njim lahko opravljate precej občutljivo delo.
Zaradi visoke odpornosti kositra proti koroziji se uporablja za izdelavo pločevinke za živilske izdelke. V medicini, zlasti v zobozdravstvu, se kositer uporablja zaizvajanje zobnih plomb. Hišni cevovodi so pokriti s kositrom, ležaji so izdelani iz njegovih zlitin. Neprecenljiv je tudi prispevek te snovi k elektrotehniki.
Vodne raztopine kositrovih soli, kot so fluoroborati, sulfati in kloridi, se uporabljajo kot elektroliti. Kositrov oksid je glazura za keramiko. Z uvedbo različnih kositrnih derivatov v plastične in sintetične materiale se zdi mogoče zmanjšati njihovo vnetljivost in emisijo škodljivih hlapov.
