謝瓦萊,C.

[拼音]:xi

[英文]:tin

一種化學元素,化學符號Sn,原子序數50,原子量118.71,屬週期系ⅣA族。在約公元前2000年,人類就開始使用錫。其化學符號來源於錫的拉丁文名stannum。

存在

錫約佔地殼重量的4×10-3%。幾乎都是以錫石SnO2形式存在,高品位的錫石很少見。此外,還有極少量錫的硫化物礦,如黝錫礦(Cu2S·FeS·SnS2)和銀錫礦(4Ag2S·SnS2)等。

錫有24種同位素,其中10種為穩定同位素:即錫112、錫 114、錫115、錫116、錫117、錫118、錫119、錫120、錫122、錫124。

物理性質

金屬錫柔軟,易彎曲;熔點231.89℃,沸點2260 ℃。有三種同素異形體:白錫為四方晶系,β型,密度7.28克/釐米3,莫氏硬度2,柔軟,延展性好;灰錫為金剛石型立方晶系,α型,密度5.75克/釐米3;脆錫為正交晶系,γ型,密度6.52~6.56克/釐米3。從白錫到灰錫的轉化溫度為13.2℃,但轉化速率極慢;如果錫純度很高且溫度低至-33 ℃,則轉化速率加快。這種轉化一旦在金屬錫的某處開始,就會迅速蔓延。當白錫加熱到161℃以上時會轉變成脆錫,這時的金屬錫容易磨成細粉。液態錫固化時體積約收縮2.8%。

化學性質

錫的電子構型為(Kr)4d105s25p2,氧化態為 +2、+4。在空氣中金屬錫表面生成二氧化錫薄膜而顯穩定,在加熱下氧化反應加快。錫與鹵素在加熱下反應生成四鹵化物 SnX4(X為氟、氯、溴、碘)。也能與硫反應,生成二硫化錫SnS2和一硫化錫SnS。錫對水穩定。能緩慢溶於稀鹽酸,較快溶於熱的濃鹽酸,生成氯化亞錫SnCl2。錫與稀硫酸幾乎不作用,但能溶解於熱的濃硫酸,生成硫酸錫Sn(SO4)2。錫與稀硝酸反應緩慢,生成硝酸亞錫Sn(NO3)2, 加熱則反應加快;錫與濃硝酸作用生成難溶的二氧化錫水合物xSnO2·yH2O,又稱β錫酸,加熱則反應加快。錫對氨水和碳酸鈉溶液幾乎不起作用,但能溶解於強鹼性溶液,生成亞錫酸鹽,如亞錫酸鈉Na2SnO2等。在氧化劑(包括空氣)存在下,錫在氯化鐵、氯化鋅等鹽類的酸性溶液中會被腐蝕。

製法

工業上是先將錫礦石煅燒除去硫和砷;若有鎢存在,還須將礦石與碳酸鈉共熔,用水浸出鎢,然後使錫以二氧化錫形式析出。再在高溫下用炭還原二氧化錫,得粗錫,粗錫常含鐵和砷的化合物,需經緩慢加熱熔化,利用雜質熔點高於錫的性質,使較純的錫以熔融態流出。更純的錫可用電解法得到。

應用

金屬錫主要用於制合金,如錫和鉛的低熔合金,可做焊錫;銅和錫的合金俗稱青銅,可製作器具;銅、銻和錫的合金可製作軸承;鉛、銻和錫的合金可鑄鉛字。錫還大量用作錫箔和金屬鍍層,馬口鐵就是鍍錫鋼板。

參考文章

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