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주석 (화학 기호 Sn원자 번호 50)은 공기 중에서 쉽게 산화되지 않고 부식에 저항하는 은빛의 가단성 금속이다. 그것은 주로 무기질 카 사이트 라이트로부터 얻어지며, 여기서 그것은 산화물로서 발생합니다.

이 금속은 청동, 백랍, 벨 메탈 및 솔더를 포함한 많은 합금의 중요한 구성 요소입니다. 또한 부식을 방지하기 위해 강철, 납 및 아연으로 만든 품목을 코팅하는 데 사용됩니다. 가장 공명적인 금속으로서 주석은 오르간 파이프 제조에 사용됩니다. 창유리의 평평한 표면은 용융 주석 상에 용융 유리를 부유시킴으로써 제조 될 수있다. 또한, 유리에 특정 주석 염을 분무하여 전기 전도성 코팅을 제공 할 수 있습니다. 염화칼슘 인쇄 공정에서 주석 (II) 클로라이드가 매염제 (염료 고정 제)로 사용되며, 초전도 자석 용 와이어에는 니오븀-주석 화합물이 사용된다.

발생

주석 광석

주석 (앵글로색슨 주석라틴어 stannum)는 전 세계 약 35 개국에서 채굴됩니다. 거의 모든 대륙에는 중요한 주석 채굴 국가가 있습니다. 이 금속은 상대적으로 부족한 원소로, 지구의 지각에 약 2 백만 분의 2가 풍부하며 아연은 94 백만 분의 1, 구리는 63 백만 분의 1, 납은 12 백만 분의 1에 비해 풍부합니다. 세계 주석의 대부분은 플레이 서 침전물로 생산됩니다. 적어도 절반은 동남아시아에서 왔습니다. 태즈 매니아는 역사적으로 중요한 중요한 매장 지인 마운트 비 쇼프와 레 니슨 벨을 보유하고 있습니다.

주석 공급원으로서 상업적으로 중요한 유일한 미네랄은 카 사이트 라이트 (SnO)2). 주석은 잔향로에서 석탄으로 광석을 줄임으로써 생산됩니다. 또한, 주석 철, 실린 라이트, 프랭크 케이트, 캔 필드 라이트 및 틸 라이트와 같은 복합 황화물로부터 소량의 주석이 회수된다. 이차 (스크랩) 주석도 금속의 중요한 공급원입니다.

역사

주석의 연금술 상징

주석은 가장 오래된 금속 중 하나로 고대부터 청동 성분으로 사용되었습니다. 구리에 대한 경화 효과를 고려할 때, 주석은 기원전 3500 년 초에 청동 도구에 사용되었습니다. 주석 채굴은 콘월과 데본 (특히 다트 무어)에서 고전적으로 시작되었고 지중해의 문명으로 번성 한 주석 거래가 시작된 것으로 추정됩니다. 그러나 순수한 금속은 기원전 약 600 년까지 사용되지 않았습니다. Camborne 근처의 South Crofty에있는 마지막 Cornish 주석 광산은 1998 년에 문을 닫았고, 콘월에서 4 천년의 채굴이 끝났습니다. 전통에 의하면, 아리마 대 요셉은 주석 상인이었고, 조카 예수와 함께 그의 여행 중 일부를 콘월로 데려 왔다고합니다.

"tin"이라는 단어는 많은 게르만어와 셀틱 언어로 인식됩니다. 그만큼 미국 유산 사전은 그 단어가 인도-유럽 이전 언어에서 빌려온 것으로 추측합니다.

현대에서 "주석"이라는 단어는 종종 얇은 시트에 나오는 은빛 금속의 일반적인 문구로 (부적절하게) 사용됩니다. 주석 캔은 녹을 방지하기 위해 주석 코팅이 얇지 만, 알루미늄 호일, 음료 캔 및 주석 캔과 같이 일반적으로 주석이라고하는 대부분의 일상적인 물건은 실제로 강철 또는 알루미늄으로 만들어집니다. 마찬가지로, 소위 "주석 장난감"은 일반적으로 강철로 만들어지며 녹을 방지하기 위해 얇은 주석 코팅이 있거나 없을 수 있습니다.

주목할만한 특성

주석은 주기율표의 그룹 14 (이전 그룹 4A)에 게르마늄과 납 사이에 있습니다. 또한 인듐과 안티몬 사이의 기간 5에 있습니다. 그것은 종종 "가난한 금속"으로 알려져 있는데, 주기율표에서 전이 금속 다음에 나오는 금속에 부여 된 이름입니다.

이 은백색 금속은 가단성, 연성 및 결정 성입니다. 주석 막대가 구부러 질 때, 결정의 파손으로 인해 "주석 소리"라고 알려진 이상한 딱딱 소리가납니다. 이 금속은 증류수, 해수 및 연약한 수돗물의 부식에 강하지 만 강한 산, 알칼리 및 산 염의 영향을받을 수 있습니다. 산소가 용액에있을 때 촉매 역할을하며 화학적 공격을 가속화합니다.

공기가있는 상태에서 가열되면 주석이 이산화물 (SnO)을 형성 함2). 이산화 탄소는 차례로 산성이며 Stannate (SnO)를 형성한다3-2) 염기성 산화물과의 염. 주석은 고도로 연마 할 수 있으며 부식이나 다른 화학 작용을 방지하기 위해 다른 금속의 보호 코팅으로 사용됩니다. 이 금속은 염소 및 산소와 직접 결합하여 묽은 산에서 수소를 대체합니다. 상온에서는 가단성이지만 가열하면 부서지기 쉽습니다.

주석은 3.72 Kelvin (K) 이하의 초전도체가됩니다. 실제로, 주석은 연구 된 최초의 초전도체 중 하나였습니다. 초전도체의 특징 중 하나 인 Meissner 효과는 초전도 주석 결정에서 처음 발견되었습니다. 단지 2 킬로그램 무게의 초전도 자석은 종래의 전자석 무게 톤에 필적하는 자기장을 생성 할 수있다.

동위 원소

주석은 10 개의 안정한 동위 원소 (상자에 표시)를 가지고있어 안정된 동위 원소 수가 가장 많은 요소입니다. 추가적인 불안정한 동위 원소가 많이 알려져 있습니다.

동소체

고체 주석은 정상 압력에서 2 개의 동소체를 가진다. 저온에서는 다음과 같이 존재합니다. 회색 또는 실리콘 및 게르마늄과 유사한 입방 결정 구조를 갖는 알파 주석. 13.2 ° C 이상으로 따뜻해지면 화이트 또는 금속이고 정방 정계 구조를 갖는 베타 주석. 냉각되면 천천히 회색 형태로 되돌아갑니다. 주석 해충 또는 주석 병. 그러나, 이러한 변형은 알루미늄 및 아연과 같은 불순물에 의해 영향을받으며 안티몬 또는 비스무트의 첨가에 의해 발생되는 것을 방지 할 수있다.

화합물

  • 염화 주석 (II)또는 염화 주석 (SnCl2) : 안정된 이수화 물을 형성하는 백색의 결정 성 고체이다. 그것은 명백한 분해없이 자체 질량의 물 미만으로 용해 될 수 있지만, 용액이 희석됨에 따라 가수 분해가 불용성 염기성 염을 형성한다. 따라서 염화 주석 (II)을 투명한 용액으로 유지하려면 염산을 첨가해야합니다. 소량의 염산을 함유 한이 염화물 용액은 강의 주석 도금에 사용되어 주석 캔을 만듭니다. 또한은 금속이 유리에 증착되는 은도금 거울과 같은 환원제로 널리 사용됩니다. 또한, 이는 플라스틱 폴리 락트산 (PLA)의 생산에서 촉매로 사용된다.
  • 염화 주석 (IV), 사염화 주석또는 염화 스탄 (SnCl4) : 실온에서 물과 격렬하게 반응하여 피부에 매우 부식성이있는 무색 액체입니다. 공기와 접촉하면 염화수소를 심하게 자극하는 fu을 방출합니다. 그것은 이전에 알려진 흰색 오수화물을 형성 주석 버터 일관성 때문에. 제 1 차 세계 대전에서 화학 무기로 사용되었습니다. 또한 유리 용기 산업에서 주석 (IV) 산화물을 함유 한 외부 코팅을 만드는 데 사용되어 유리를 강화시킵니다. 그것은 유기 주석 화합물의 출발 물질이다.
  • 스타 닉산 또는 수산화 주석 (Sn (OH)4) : 수화 된 이산화 티타늄 (SnO)2). 스타 닉산이라는 이름에도 불구하고,이 화합물은 양쪽 성이며, 산과 염기로 작용할 수 있습니다. 예를 들어, 그것은베이스에 용해되어 스타 네이트 이온, Sn (OH)을 형성한다62-이어서 스타 네이트 화합물을 형성 할 수있다. 강산성 조건에서 Sn (OH)4 주석 (IV) 이온 Sn 방출4+. Stannic acid는 산화성이 약합니다. 우수한 환원제와 결합하여 주석 수산화물, Sn (OH)을 형성 할 수 있음2금속성 주석을 형성 할 가능성이 높습니다.
  • 트리 부틸 주석 옥사이드 (TBTO) 또는 비스 (tri--부틸 주석) 산화물 (기음24H54OSn2) :이 담황색 액체는 주로 살 생물 제 (살균제 및 연체 제), 특히 목재 방부제로 사용 된 유기 주석 화합물입니다. 강력한 피부 자극제입니다. 트리 부틸 주석 화합물은 한때 해양 방오 오염 제로 사용되었다. 이러한 화합물의 독성에 대한 우려 (일부 보고서는 리터당 1 나노 그램의 농도에서 해양 생물에 대한 생물학적 영향을 설명 함)는 국제 해양기구 (International Maritime Organization)에 의해 전 세계적으로 금지되었습니다. 현재 심각한 해양 오염 물질로 간주되고 있습니다.

응용

  • 주석은 특정 금속, 특히 철에 쉽게 결합하며 부식을 방지하기 위해 강철, 납 또는 아연을 코팅하는 데 사용되었습니다. 주석 도금 강철 용기는 식품 보존에 널리 사용되며, 이는 금속 주석 시장의 큰 부분을 차지합니다. 미국인들은이 용기를 "깡통"또는 "깡통"이라고 부르며 영국 영어를 구사하는 사람들은 "깡통"이라고 부릅니다.
  • 몇 가지 중요한 주석 합금은 청동, 벨 메탈, Babbitt 금속, 다이캐스팅 합금, 백랍, 인청동, 연질 솔더 및 화이트 메탈입니다.
  • 주석의 가장 중요한 염은 염화칼슘 인쇄 공정에서 환원제 및 매염제로 사용되는 주석 (II) 클로라이드 (stannous chloride)이다.
  • 주석 염이 유리에 뿌려 질 때 전기 전도성 코팅이 생성됩니다. 이 코팅은 판넬 조명 및 서리가없는 윈드 실드 생산에 사용되었습니다.
  • 창 유리는 대부분 용융 된 유리를 용융 주석 (플로트 유리 생성) 위에 떠 다니면서 평평한 표면을 만듭니다. 이것을 "필 킹턴 프로세스"라고합니다.
  • 주석은 오르간 파이프 제조에서 르네상스 이후로 사용 된 두 가지 기본 요소 중 하나입니다. 두 금속의 비율은 다를 수 있지만 가장 일반적인 혼합 비율은 50:50입니다. 파이프의 주석 양은 파이프의 톤을 정의하며 주석은 모든 금속 중에서 가장 공명합니다. 주석 / 납 합금이 냉각되면 납이 약간 더 빨리 냉각되고 얼룩이 생기거나 얼룩이 생깁니다. 따라서 합금을 얼룩 금속이라고합니다.
  • 주석은 파이프 또는 전기 회로를 접합하기위한 솔더, 베어링 합금, 유리 제조 및 광범위한 주석 화학 분야에서도 사용됩니다. 이러한 응용 분야에서 다른 금속과 합금 된 순수 주석 또는 주석의 사용은 납에 의한 독성 문제를 제거하기 위해 납 함유 합금의 사용을 빠르게 대체하고 있습니다.
  • 주석 호일은 한때 식품과 약품의 일반적인 포장재였습니다. 그것은 20 세기 초에 알루미늄 호일을 사용하여 대체되었습니다. 은박지. 따라서 "tinnie"또는 "tinny"라는 속어는 대마초 또는 맥주 캔과 같은 약물의 소규모 소매 패키지에 사용됩니다.
  • 니오브 틴 화합물 (Nb)3Sn)은 재료의 높은 임계 온도 (18 K)와 임계 자기장 (25 테슬라) 때문에 초전도 자석 용 와이어로 상업적으로 사용됩니다.

유기 주석 화합물의 생물학적 효과

통조림 식품에서 발견되는 소량의 주석은 인간에게 해롭지 않습니다. 트리 오르 가노 틴과 같은 특정 유기 주석 화합물은 독성이 있으며 산업용 살균제 및 살균제로 사용됩니다.

참조

참고 문헌

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  • 장, 레이몬드. 2006. 화학, 9th ed. 뉴욕 : 맥그로 힐 과학 / 엔지니어링 / 수학. ISBN 0073221031.
  • Greenwood, N.N. 및 A. Earnshaw. 1998. 원소의 화학, 2nd ed. 벌링턴, MA : Butterworth-Heinemann, Elsevier Science. ISBN 0750633654. 여기에서 온라인 버전을 사용할 수 있습니다. 2007 년 7 월 16 일에 확인 함.
  • 화학 및 물리학 핸드북, 71st ed. 앤아버, MI : CRC Press, 1990.
  • 주석. 로스 알 라모스 국립 연구소. 2007 년 7 월 16 일에 확인 함.
  • 1992 년 3 월 고급 유기 화학. 제 4 판, p. 723. 뉴욕 : Wiley.
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  • Wells, A. F. 1984. 구조 무기 화학. 에드. 옥스포드 : Oxford University Press.

외부 링크

2015 년 12 월 9 일에 확인 된 모든 링크.

  • WebElements.com-주석
  • 시어 도어 그레이 틴
  • Tributyltin oxide 사용-PAN 살충제 데이터베이스-캘리포니아 살충제 사용

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