Cín-Sn-Stannum
Výskyt
Výroba
·
provádí se žárovou redukci uhlím v šachtových nebo plamenných pecích:
provádí se žárovou redukci uhlím v šachtových nebo plamenných pecích:
· SnO2 + 2 C → Sn + 2 CO
· ve strusce, která vzniká je ještě stále velké množství cínu a lze jej získat redukčním pochodem (tavením strusky v plamenných pecích s vápnem a uhlím) nebo srážecím pochodem (tavením se železnými odpadky).
SnSiO3 + CaO + C → Sn + CaSiO3 + CO redukční pochod
SnSiO3 + Fe → FeSiO3 + Sn srážecí pochod
Vlastnosti
- nízkotavitelný stříbrnobíle lesklý kov, odolný proti korozi a zároveň je zdravotně nezávadný, není příliš tvrdý, ale je značně tažný
- ve sloučeninách se vyskytuje v mocenství: Sn+2 a Sn+4.
- vůči vzduchu i vodě za normální teploty stálý, vůči působení silných minerálních kyselin není cín příliš odolný
- rozpustný především v kyselině chlorovodíkové za přítomnosti i malých množství oxidačních činidel (HNO3, H2O2, …),
také v silně alkalických roztocích se kovový cín
rozpouští za vzniků ciničitanového aniontu [SnO3]-2. Cín je tedy amfoterní
10HNO3 + 4Sn → 4Sn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
Sn + 2KOH + 4H2O → K2[Sn(OH)6] + 2H2
- kovový cín se vykytuje ve třech alotropních modifikacích:
- šedý α - cín, krystalizující v kubické soustavě
- bílý β - cín, který se vyskytuje v tetragonální krystalické soustavě
- γ-cín krystalizující v kosočtverečné soustavěp
- přechod mezi formou bílého a šedého cínu nastává při teplotě 13,2 °C, jsou-li cínové předměty (nádoby, sošky) dlouhodobě vystaveny takto nízkým teplotám, může dojít k přechodu původně bílého cínu na šedou modifikaci a předmět se rozpadne na prach. Tento jev je označován jako cínový mor a byl znám již od středověku, kdy přes zimu teploty v hradních místnostech mohly klesnout pod uvedenou hodnotu a došlo ke zničení cínových nádob
- γ-cín vzniká z bílého β - cínu až při 160 °C.
Použití
· · Cín byl používám už v antice (polovina 3. tisíciletí BC), kde předměty z něj byly vysoce ceněny.
· · Vrcholu dosáhlo cínařství v evropském středověku, renesanci a baroku. V té době se cín využíval pro výrobu liturgických nádob, svícnů, křtitelnic. Povrch těchto výrobků byl zdoben reliéfy, rytím a leptáním.
· · Před objevením porcelánu byl důležitým materiálem pro výrobu talířů, konví, číší a dalšího nádobí.
· · Z cínu se vyráběly ( a dodnes vyrábí) i drobné hračky (známí cínoví vojáčci), sošky, atd.
· · V současné době se využívá převážně v potravinářství pro výrobu nerezových mís a konzerv. Jelikož je cín poměrně drahý, konzervy i nádoby se jím většinou jen lehce potírají z vnitřní strany, ale vnější materiály jsou npř. Slitiny železa.
· · Z cínu se dá vyválcováním vyrobit tenká fólie - staniol, která opět chrání potraviny, nebo předměty před korozí. Dnes je však však staniol vytlačován hliníkovou fólií - alobalem, který je levnější a má stejné vlastnosti(až na zdravotní nezávadnost)
· · Ve sklářském průmyslu se lijí skleněné tabule na roztavený bronz, aby se dosáhlo dokonale rovných skleněných ploch a velkých rozměrech (výkladní skříně, okna moderních výškových budov, atd.)
· · Elementární cín získává supravodivé vlastnosti při teplotách pod 3,72 K. Dosažení této teploty není technicky příliš obtížné, proto cínové krystaly sloužily jako první materiál pro výzkum jevů supravodivosti.
· · Cín je důležitou surovinou při výrobě bronzu a dalších slitin jako např. Děloviny (děla a zvony), Ložiskového kovu (kluzká ložiska pro automobilový prům.), Anglický cín (šperky), Pájky (pro pájení jednoduchých el. Obvodů nebo k instalatérským pracím), Varhaní kov (výroba varhanních píšťal) a kov Britania (příbory a nádobí)
·
Sloučeniny
Sloučeniny obecně:
· Cín vytváří s většinou minerálních kyselin dvě řady solí (s mocenstvím Sn+2 a Sn+4)
· Hlavní uplatnění nalézají roztoky cínatých solí jako redukční činidla střední síly. Jsou nasazovány jak v organické tak anorganické syntéze i v analytické chemii v reduktometrických titracích nebo při tvorbě těkavých hydridů arsenu nebo antimonu.
Sloučeniny cínaté:
· Chlorid cínatý: SnCl2 - je to bílá, mastně lesklá, rozpustná krystalická látka. Je to silné redukční činidlo. Nejlépe se připraví vedením par chlorovodíku přes rozžhavený cín.
· Oxid cínatý: SnO - je to tmavý prášek, nerozpustný ve vodě. Vzniká reakcí hydroxidu cínatého s cínatými nebo zásaditými látkami.
· Sulfid cínatý: SnS - je to tmavě hnědá, nerozpustná látka, která vzniká přímým slučováním cínu se sírou, nebo se vylučuje z roztoků cínatých solí po přidání roztoku sirovodíku.
· Dusičnan cínatý: Sn(NO3)2 - je to bílá, hygroskopická, krystalická látka, která se snadno rozkládá. Vzniká působením zředěné kyseliny dusičné na cín, kdy vznikná vedle dusičnanu cínatého i dusičnan cíničitý, nebo lze připravit reakcí oxidu cínatého nebo hydroxidu cínatého se zředěnou kyselinou dusičnou.
· Hydroxid cínatý: Sn(OH)2 - je to amfoterní bílá sraženina.
Sloučeniny cíničité:
· Cínovodík: SnH4 - neboli stannan - je to bezbarvá, velmi jedovatá plynná látka, která se lehce rozkládá. Vzniká při rozkladu slitiny hořčíku a cínu čtyřnormální kyselinou chlorovodíkovou.
· Fluorid cíničitý: SnF4 - je to bezbarvá krystalická látka, která lehce tvoří komplexní sloučeniny. Vzniká reakcí chloridu cíničitého s bezvodým fluorovodíkem.
· Chlorid cíničitý: SnCl4 - je to v bezvodém stavu bezbarvá, na vzduchu dýmající kapalina. Z vodného roztoku krystalizuje jako bezbarvá krystalická látka, která se snadno rozplývá na vzduchu a nejčastěji krystalizuje jako pentahydrát. Chlorid cíničitý snadno tvoří komplexní sloučeniny. Připravuje se reakcí cínu s chlorem. Využívá se v barvířství jako mořidlo.
· Bromid cíničitý: SnBr4- je to za pokojové teploty sněhobílá krystalická látka, která v roztoku snadno tvoří komplexní sloučeniny. Připravuje se slučování cínu s bromem.
· Jodid cíničitý: SnI4 - je to žluá až žlutohnědá krystalická látka, která se vodě rozkládá na jodid cínatý a jod. Připravuje se reakcí cínu s jodem.
· Oxid cíničitý: SnO2 se v přírodě vyskytuje jako nerost cínovec (kasiterit) hnědočerné, šedé nebo žluté barvy. Je základní surovinou pro výrobu cínu. Nemá kapalné skupenství, při 1800°C sublimuje. Ve vodě je nerozpustný a ani s kyselinami a roztoky hydroxidů nijak výrazně nereaguje. Používá se při výrobě bílých smaltů, glazur a leštících prášků, má antistatické účinky, a proto se aplikuje na povrchy skel (vzniká mléčné sklo). Připravuje se spalováním cínu v proudu vzduchu.
· Sulfid cíničitý: SnS2 - je to zlatožlutá látka, která má obchodní název musivní zlato - tj.zlato pro mosaikové práce. V roztoku vytváří několik komplexů. Připravuje se působením sulfanu na roztoky cíničitých sloučenin, nebo zahříváním cínu se sírou a salmiakem.