Svaki kemijski element periodnog sustava i jednostavne i složene tvari koje on formira jedinstveni su. Imaju jedinstvena svojstva, a mnogi daju nedvojbeno značajan doprinos ljudskom životu i postojanju općenito. Kemijski element kositar nije iznimka.
Poznanstvo ljudi s ovim metalom seže u davna vremena. Ovaj kemijski element odigrao je odlučujuću ulogu u razvoju ljudske civilizacije, a do danas se svojstva kositra naširoko koriste.
Limenka u povijesti
Prvi spomen ovog metala, koji je, kako su ljudi prije vjerovali, čak imao i neka magična svojstva, nalazi se u biblijskim tekstovima. Kosit je igrao odlučujuću ulogu u poboljšanju života tijekom brončanog doba. U to vrijeme, najtrajnija metalna legura koju je osoba posjedovala bila je bronca, koja se može dobiti dodavanjem kemijskog elementa kositra u bakar. Već nekoliko stoljeća sve se izrađuje od ovog materijala, od alata do nakita.
Nakon otkrića svojstava željeza, legura kositra se nije prestala koristiti, naravno, ne koristi se u istoj mjeri, ali bronca, kao i mnoge druge legure, aktivno se koriste uključenidanas osoba u industriji, tehnologiji i medicini, uz soli ovog metala, kao što je kositar klorid, koji se dobiva interakcijom kositra s klorom, ova tekućina ključa na 112 stupnjeva Celzija, dobro se otapa u vodi, stvara kristalne hidrate i dimi u zraku.
Položaj elementa u periodnom sustavu
Kemijski element kositar (latinski naziv stannum - "stannum", napisano simbolom Sn) Dmitrij Ivanovič Mendeljejev s pravom se nalazi na broju pedeset, u petom razdoblju. Ima niz izotopa, najčešći izotop 120. Ovaj metal je također u glavnoj podskupini šeste skupine, uz ugljik, silicij, germanij i flerovij. Njegov položaj predviđa amfoterna svojstva, kositar ima podjednako kisele i bazične karakteristike, što će biti detaljnije opisano u nastavku.
Periodični sustav također pokazuje atomsku masu kositra, koja je 118,69. Elektronska konfiguracija je 5s25p2, što složene tvari dopuštaju metalu da pokaže oksidacijska stanja +2 i +4, dajući dva elektrona samo s p-podrazine, ili četiri sa s- i p-, potpuno isprazneći cijelu vanjsku razinu.
Elektronska karakteristika elementa
U skladu s atomskim brojem, cirkumnuklearni prostor atoma kositra sadrži čak pedeset elektrona, smješteni su na pet razina, koje su pak podijeljene na više podrazina. Prve dvije imaju samo s- i p-podrazine, a počevši od treće dolazi do trostrukog cijepanjana s-, p-, d-.
Razmotrimo vanjsku elektronsku razinu, budući da je njena struktura i punjenje elektronima ono što određuje kemijsku aktivnost atoma. U nepobuđenom stanju element pokazuje valenciju jednaku dvije; pri pobuđivanju jedan elektron prelazi sa s-podrazine na prazno mjesto u p-podrazini (može sadržavati najviše tri nesparena elektrona). U ovom slučaju kositar pokazuje valentnost i oksidacijsko stanje - 4, budući da nema uparenih elektrona, što znači da ih ništa ne drži na podrazinama u procesu kemijske interakcije.
Jednostavna tvar metal i njegova svojstva
Prosta tvar kositar je metal srebrne boje, pripada skupini topljivih. Metal je mekan i relativno se lako deformira. Niz značajki svojstven je takvom metalu kao što je kositar. Temperatura ispod 13,2 stupnja Celzijusa je granica prijelaza metalne modifikacije kositra u prah, što je popraćeno promjenom boje od srebrno-bijele u sivu i smanjenjem gustoće tvari. Kositar se topi na 231,9 stupnjeva i vrije na 2270 stupnjeva Celzija. Kristalna tetragonalna struktura bijelog kositra objašnjava karakteristično krckanje metala kada se savija i zagrijava na mjestu savijanja trljanjem kristala tvari jedan o drugi. Sivi lim ima kubičnu singoniju.
Kemijska svojstva kositra imaju dvojaku bit, ulazi u kisele i bazične reakcije, pokazujući amfoterizam. Metal je u interakciji s lužinama, kao i kiselinama, kao što su sumporna idušik, aktivan je kada reagira s halogenima.
Legure kositra
Zašto se njihove legure s određenim postotkom sastavnih dijelova češće koriste umjesto čistih metala? Činjenica je da legura ima svojstva koja pojedini metal nema, ili su ta svojstva mnogo jača (npr. električna vodljivost, otpornost na koroziju, pasivizacija ili aktivacija fizikalnih i kemijskih karakteristika metala, ako je potrebno, itd.). Kositar (fotografija prikazuje uzorak čistog metala) dio je mnogih legura. Može se koristiti kao aditiv ili bazna tvar.
Danas je poznat veliki broj legura takvog metala kao što je kositar (cijena za njih uvelike varira), razmotrimo one najpopularnije i korištene (o upotrebi određenih legura bit će riječi u odgovarajućem odjeljku). Općenito, legure kosilja imaju sljedeće karakteristike: visoku duktilnost, nisku točku taljenja, nisku tvrdoću i čvrstoću.
Neki primjeri legura
- Legura kositra i olova s nekim dodacima za legiranje (antimon, bakar, kadmij, cink, srebro, indij) je tzv. -61 posto. Čvrstoća veze osigurava da lim tvori čvrstu otopinu sa zalijepljenim metalnim površinama.
- Garth je legura kositra, olova iantimon je osnova tiskarske tinte (zbog čega se ne preporuča umotavanje hrane u novine kako bi se izbjegle nepoželjne koncentracije ovih metala).
- Babit - legura kositra, olova, bakra i antimona - karakterizira nisko trenje, visoka otpornost na habanje.
- Legura indija i kositra je materijal niskog taljenja, koji se odlikuje vatrostalnošću, otpornošću na koroziju i značajnom čvrstoćom.
Najvažniji prirodni spojevi
Kositar stvara brojne prirodne spojeve - rude. Metal tvori 24 mineralna spoja, od kojih je za industriju najvažniji kositrov oksid - kasiterit, kao i okvir - Cu2FeSnS4. Kosit je raspršen u zemljinoj kori, a spojevi koji nastaju od njega su magnetskog porijekla. Industrija također koristi poliolne soli i kositrene silikate.
Kin i ljudsko tijelo
Kemijski element kositar je mikroelement po svom kvantitativnom sadržaju u ljudskom tijelu. Njegova glavna akumulacija je u koštanom tkivu, gdje normalan sadržaj metala doprinosi njegovom pravovremenom razvoju i cjelokupnom funkcioniranju mišićno-koštanog sustava. Osim u kostima, kositar je koncentriran u gastrointestinalnom traktu, plućima, bubrezima i srcu.
Važno je napomenuti da prekomjerno nakupljanje ovog metala može dovesti do općeg trovanja organizma, a dulja izloženost može čak dovesti do štetnih genskih mutacija. U posljednje vrijeme ovaj problem je prilično aktualan, budući da ekološko stanje okolišaOkoliš ostavlja mnogo da se poželi. Postoji velika vjerojatnost trovanja kositrom među stanovnicima megagradova i područja u blizini industrijskih zona. Najčešće se trovanje događa nakupljanjem kositrenih soli u plućima, na primjer, poput kositar klorida i drugih. U isto vrijeme, nedostatak mikronutrijenata može uzrokovati usporavanje rasta, gubitak sluha i gubitak kose.
Prijava
Metal je komercijalno dostupan u mnogim talionicama i tvrtkama. Proizvodi se u obliku ingota, šipki, žica, cilindara, anoda izrađenih od čiste jednostavne tvari kao što je kositar. Cijena se kreće od 900 do 3000 rubalja po kg.
Čisti kositar se rijetko koristi. Uglavnom se koriste njegove legure i spojevi - soli. Lime za lemljenje koristi se u slučaju pričvrsnih dijelova koji nisu izloženi visokim temperaturama i jakim mehaničkim opterećenjima, izrađenih od bakrenih legura, čelika, bakra, ali se ne preporuča za one izrađene od aluminija ili njegovih legura. Svojstva i karakteristike legura kositra opisane su u odgovarajućem odjeljku.
Lemovi se koriste za lemljenje mikro krugova, u ovoj situaciji su također idealne legure na bazi metala poput kositra. Fotografija prikazuje proces nanošenja legure kositra i olova. S njim možete obavljati prilično delikatan posao.
Zbog visoke otpornosti kositra na koroziju, koristi se za izradu limenki za prehrambene proizvode. U medicini, posebno u stomatologiji, kositar se koristi zaizvođenje zubnih ispuna. Kućni cjevovodi prekriveni su kositrom, ležajevi su izrađeni od njegovih legura. Doprinos ove tvari elektrotehnici također je neprocjenjiv.
Vodene otopine kositrovih soli kao što su fluoroborati, sulfati i kloridi koriste se kao elektroliti. Kositrov oksid je glazura za keramiku. Uvođenjem raznih derivata kositra u plastične i sintetičke materijale, čini se da je moguće smanjiti njihovu zapaljivost i emisiju štetnih para.
