Qalay kam sonli metallardan biridir odamga ma'lum tarixdan oldingi davrlardan beri. Qalay va mis temirdan oldin topilgan va ularning qotishmasi bronza, aftidan, eng birinchi "sun'iy" material, inson tomonidan tayyorlangan birinchi materialdir.

Arxeologik qazishmalar natijalari shuni ko'rsatadiki, miloddan avvalgi besh ming yillikda odamlar qalayning o'zini eritishga muvaffaq bo'lishgan. Ma'lumki, qadimgi misrliklar bronza ishlab chiqarish uchun qalayni Forsdan olib kelishgan.

"Trapu" nomi ostida bu metall qadimgi hind adabiyotida tasvirlangan. Qalayning lotincha nomi, stannum, sanskritcha "yuz" dan kelib chiqqan bo'lib, "qattiq" degan ma'noni anglatadi.

Qalay haqida eslatish Gomerda ham uchraydi. Yangi davrdan deyarli o'n asr oldin, Finikiyaliklar Britaniya orollaridan qalay rudasini etkazib berishgan, keyinchalik Kassiteridlar deb nomlangan. Kalay minerallarining eng muhimi bo'lgan kassiterit nomi shundan kelib chiqqan; uning SnO 2 tarkibi. Yana bir muhim mineral - stannin yoki qalay pirit, Cu 2 FeSnS 4. 50-sonli elementning qolgan 14 ta minerali ancha kam uchraydi va sanoat qiymatiga ega emas. Darvoqe, ajdodlarimiz qalay rudalariga bizdan ko‘ra boyroq bo‘lgan. Er yuzasida joylashgan va tabiiy ob-havo va yuvilish jarayonlarida boyitilgan rudalardan to'g'ridan-to'g'ri metallni eritish mumkin edi. Hozirgi vaqtda bunday rudalar mavjud emas. IN zamonaviy sharoitlar Qalay olish jarayoni ko'p bosqichli va mashaqqatli. Qalay eritiladigan rudalar tarkibi jihatidan murakkab: 50-sonli elementdan tashqari (oksid yoki sulfid shaklida) odatda kremniy, temir, qo'rg'oshin, mis, rux, mishyak, alyuminiy, kaltsiy, volfram mavjud. va boshqa elementlar. Hozirgi qalay rudalari kamdan-kam hollarda 1% dan ortiq Sn ni oʻz ichiga oladi, platserlarda esa undan ham kamroq: 0,01...0,02% Sn. Demak, bir kilogramm qalay olish uchun kamida bir sentner ruda qazib olish va qayta ishlash kerak.

Rudalardan qalay qanday olinadi

50-sonli elementni rudalar va plasserlardan ishlab chiqarish har doim boyitish bilan boshlanadi. Qalay rudalarini boyitish usullari ancha xilma-xildir. Xususan, asosiy va hamroh minerallarning zichligidagi farqga asoslangan gravitatsion usul qo'llaniladi. Shu bilan birga, biz hamroh bo'lganlar har doim bo'sh zotdan uzoq ekanligini unutmasligimiz kerak. Ko'pincha ular qimmatbaho metallarni o'z ichiga oladi, masalan, volfram, titanium, lantanidlar. Bunday hollarda qalay rudasidan barcha qimmatli komponentlarni ajratib olishga harakat qiladilar.

Olingan qalay konsentratining tarkibi xom ashyoga, shuningdek, bu konsentrat qanday olinganiga bog'liq. Undagi qalay miqdori 40 dan 70% gacha. Konsentrat pechlarga yuboriladi (600...700°S da), undan nisbatan uchuvchan mishyak va oltingugurt aralashmalari chiqariladi. Va temir, surma, vismut va boshqa ba'zi metallarning ko'p qismi kuyishdan keyin xlorid kislotasi bilan yuviladi. Bu amalga oshirilgandan so'ng, kalayni kislorod va kremniydan ajratish qoladi. Shuning uchun qora qalay ishlab chiqarishning oxirgi bosqichi ko'mir va oqimlarni reverberator yoki elektr pechlarida eritishdir. Fizik-kimyoviy nuqtai nazardan, bu jarayon yuqori o'choqqa o'xshaydi: uglerod qalaydan kislorodni "olib tashlaydi" va oqimlar kremniy dioksidini metallga nisbatan engil cürufga aylantiradi.

Qo'pol qalayda hali ham juda ko'p aralashmalar mavjud: 5 ... 8%. Yuqori sifatli metallni (96,5 ... 99,9% Sn) olish uchun olov yoki kamroq elektrolitik tozalash qo'llaniladi. Va yarimo'tkazgich sanoati uchun zarur bo'lgan qalay deyarli olti to'qqizta tozaligi bilan - 99,99985% Sn - asosan zonali eritish yo'li bilan olinadi.

Boshqa manba

Bir kilogramm qalay olish uchun bir sentner rudani qayta ishlash shart emas. Boshqa yo'l bilan qilishingiz mumkin: 2000 ta eski qutini "po'stidan tozalash".

Bir qutiga faqat yarim gramm qalay. Ammo ishlab chiqarish ko'lami bilan ko'paytirilsa, bu yarim gramm o'nlab tonnaga aylanadi ... Kapitalistik mamlakatlar sanoatida "ikkilamchi" qalayning ulushi umumiy ishlab chiqarishning uchdan bir qismini tashkil qiladi. Yurtimizda yuzga yaqin sanoat qalay qayta ishlash zavodi faoliyat ko‘rsatmoqda.

Qanday qilib qalay qalaydan chiqariladi? Buni mexanik ravishda qilish deyarli mumkin emas, shuning uchun ular farqni ishlatishadi kimyoviy xossalari temir va qalay. Ko'pincha qalay gazsimon xlor bilan ishlov beriladi. Namlik bo'lmasa, temir u bilan reaksiyaga kirishmaydi. Qalay xlor bilan juda oson birlashadi. Chekish uchun suyuqlik hosil bo'ladi - kalay xlorid SnCl 4, u kimyo va to'qimachilik sanoatida qo'llaniladi yoki undan metall qalay olish uchun elektrolizatorga yuboriladi. Va yana "doira" boshlanadi: po'lat plitalar bu qalay bilan qoplanadi, ular tunuka oladi. U idishlarga solinadi, idishlarga oziq-ovqat solinadi va muhrlanadi. Keyin ularni ochib, konserva yeyishadi, qutilarni tashlab yuborishadi. Va keyin ular (afsuski, hammasi emas) yana "ikkilamchi" qalay zavodlariga boradilar.

Boshqa elementlar tabiatda o'simliklar, mikroorganizmlar va boshqalar ishtirokida aylanish jarayonini amalga oshiradi. Qalay aylanishi inson qo'lining ishi.

Qotishmalardagi qalay

Dunyodagi qalay ishlab chiqarishning yarmiga yaqini tunuka qutilarga to‘g‘ri keladi. Ikkinchi yarmi - metallurgiyada, turli qotishmalarni olish uchun. Biz qalay qotishmalarining eng mashhuri - bronza haqida batafsil gapirmaymiz, o'quvchilarni mis haqidagi maqolaga havola qilamiz - bronzalarning yana bir muhim tarkibiy qismi. Bu ko'proq oqlanadi, chunki qalaysiz bronzalar mavjud, ammo "missizlar" yo'q. Qalaysiz bronzalarni yaratishning asosiy sabablaridan biri 50-sonli elementning etishmasligi. Shunga qaramay, qalay o'z ichiga olgan bronza hali ham mashinasozlik va san'at uchun muhim materialdir.

Texnika boshqa qalay qotishmalariga ham muhtoj. To'g'ri, ular deyarli hech qachon konstruktiv materiallar sifatida ishlatilmaydi: ular etarlicha kuchli emas va juda qimmat. Ammo ular materialning nisbatan arzon narxida muhim texnik muammolarni hal qilish imkonini beradigan boshqa xususiyatlarga ega.

Ko'pincha qalay qotishmalari antifriksion materiallar yoki lehim sifatida ishlatiladi. Birinchisi, mashina va mexanizmlarni tejash, ishqalanish yo'qotishlarini kamaytirish imkonini beradi; ikkinchisi metall qismlarni ulang.

Barcha antifriksion qotishmalardan 90% gacha qalayni o'z ichiga olgan qalay babbitlari eng yaxshi xususiyatlarga ega. Yumshoq va past eriydigan qo'rg'oshin-qalay lehimlari ko'pchilik metallarning sirtini yaxshi namlaydi, yuqori egiluvchanlik va charchoqqa chidamliligiga ega. Biroq, ularni qo'llash doirasi lehimlarning o'zlarining mexanik kuchining etarli emasligi sababli cheklangan.

Qalay, shuningdek, tipografik qotishma hartning bir qismidir. Nihoyat, kalay asosidagi qotishmalar elektrotexnika uchun juda zarur. Elektr kondansatkichlari uchun eng muhim material po'latdir; bu yupqa qatlamlarga aylantirilgan deyarli toza qalay (stanioldagi boshqa metallarning ulushi 5% dan oshmaydi).

Aytgancha, ko'plab qalay qotishmalari №50 elementning boshqa metallar bilan haqiqiy kimyoviy birikmalaridir. Eritish, qalay kaltsiy, magniy, tsirkonyum, titan va ko'plab noyob tuproq elementlari bilan o'zaro ta'sir qiladi. Olingan birikmalar ancha yuqori refrakterlik bilan ajralib turadi. Shunday qilib, zirkonyum stannidi Zr 3 Sn 2 faqat 1985 ° S da eriydi. Bu erda nafaqat tsirkonyumning refrakterligi, balki qotishmaning tabiati ham "aybdor". kimyoviy bog'lanish uning tarkibiy qismlari o'rtasida. Yoki boshqa misol. Magniyni o'tga chidamli metall sifatida tasniflash mumkin emas, 651 ° C rekord darajadagi erish nuqtasidan uzoqdir. Qalay undan ham pastroq 232°C haroratda eriydi. Va ularning qotishmasi - Mg 2 Sn birikmasi - 778 ° S erish nuqtasiga ega.

50-sonli elementning bunday turdagi juda ko'p qotishmalarni hosil qilishi dunyoda ishlab chiqarilgan qalayning atigi 7 foizi shaklda iste'mol qilinadi, degan fikrni ko'rib chiqishni juda muhim qiladi. kimyoviy birikmalar(“Qisqacha kimyoviy ensiklopediya”, 3-jild, 739-bet). Ko'rinishidan, biz bu erda faqat metall bo'lmagan birikmalar haqida gapiramiz.

Metall bo'lmaganlar bilan birikmalar

Ushbu moddalardan eng yuqori qiymat xloridlarga ega. Qalay tetraklorid SnCl 4 yod, fosfor, oltingugurt, ko'plab moddalarni eritadi. organik moddalar. Shuning uchun u asosan juda o'ziga xos hal qiluvchi sifatida ishlatiladi. Qalay dixlorid SnCl 2 bo'yashda mordan sifatida va organik bo'yoqlar sintezida qaytaruvchi sifatida ishlatiladi. 50-sonli elementning yana bir birikmasi, natriy stannat Na 2 SnO 3, to'qimachilik ishlab chiqarishda xuddi shunday vazifalarga ega. Bundan tashqari, uning yordami bilan ipak tortiladi.

Sanoat qalay oksidlarini ham cheklangan darajada ishlatadi. SnO ruby ​​oynasini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi va SnO 2 oq sir ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Qalay disulfidi SnS 2 ning oltin-sariq kristallari ko'pincha oltin barg deb ataladi, ular "oltin" yog'och, gipsdir. Bu, ta'bir joiz bo'lsa, qalay birikmalaridan eng "anti-zamonaviy" foydalanish. Eng zamonaviylari haqida nima deyish mumkin?

Agar biz faqat qalay birikmalarini yodda tutsak, unda bu radiotexnikada bariy stannat BaSnO 3 dan mukammal dielektrik sifatida foydalanishdir. Va qalayning izotoplaridan biri 119 Sn Myossbauer effektini o'rganishda muhim rol o'ynadi - bu hodisa tufayli. yangi usul tadqiqot - gamma-rezonans spektroskopiya. Va bu qadimgi metall zamonaviy ilm-fanga xizmat qilgan yagona holat emas.

Kulrang qalay misolida - № 50 elementning modifikatsiyalaridan biri - xususiyatlar va xususiyatlar o'rtasidagi bog'liqlik aniqlandi. kimyoviy tabiat yarimo'tkazgich materiali. Va bu, aftidan, kulrang qalayni yaxshi so'z bilan eslab qolish mumkin bo'lgan yagona narsa: u ko'proq zarar keltirdi, shunchalik yaxshi. Qalay birikmalarining yana bir katta va muhim guruhi haqida gapirganimizdan so'ng biz №50 elementning ushbu xilma-xilligiga qaytamiz.

Organotin haqida

Qalay o'z ichiga olgan juda ko'p organoelement birikmalari mavjud. Ulardan birinchisi 1852 yilda qabul qilingan.

Dastlab, bu sinfdagi moddalar faqat bitta usulda - o'zaro almashish reaktsiyasida olingan organik birikmalar qalay va Grignard reaktivlari. Mana shunday reaktsiyaga misol:

SnCl 4 + 4RMgX → SnR 4 + 4MgXCl

(Bu erda R - uglevodorod radikali, X - galogen).

SnR 4 tarkibidagi birikmalar keng amaliy qo'llanilishini topmadi. Ammo ulardan boshqa organotin moddalari olinadi, ularning foydalari shubhasizdir.

Birinchi marta organotinga qiziqish Birinchi jahon urushi davrida paydo bo'ldi. O'sha vaqtga qadar olingan deyarli barcha organik qalay birikmalari zaharli edi. Bu birikmalar zaharli moddalar sifatida ishlatilmadi, ularning hasharotlar, mog'orlar va zararli mikroblarga toksikligi keyinchalik qo'llanildi. Trifeniltin asetat (C 6 H 5) 3 SnOOCCH 3 asosida kartoshka va qand lavlagining qo'ziqorin kasalliklariga qarshi kurashish uchun samarali dori yaratildi. Bu dori yana bir foydali xususiyatga ega bo'lib chiqdi: u o'simliklarning o'sishi va rivojlanishini rag'batlantirdi.

Pulpa va qog'oz sanoati apparatlarida rivojlanadigan qo'ziqorinlarga qarshi kurashish uchun boshqa modda - tributiltin gidroksid (C 4 H 9) 3 SnOH ishlatiladi. Bu apparatning ish faoliyatini sezilarli darajada yaxshilaydi.

Dibutiltin dilaurinat (C 4 H 9) 2 Sn (OCOC 11 H 23) 2 ko'plab "kasblar" ga ega. Veterinariya amaliyotida gelmintlarga (qurtlarga) qarshi vosita sifatida ishlatiladi. Xuddi shu modda kimyo sanoatida polivinilxlorid va boshqa polimer materiallar uchun stabilizator va katalizator sifatida keng qo'llaniladi. Bunday katalizator ishtirokida uretanlarning (poliuretan kauchuklarining monomerlari) hosil bo'lish reaksiya tezligi 37 ming marta ortadi.

Organotin birikmalari asosida samarali insektitsidlar yaratilgan; organotin ko'zoynaklari rentgen nurlanishidan ishonchli himoya qiladi, kemalarning suv osti qismlari polimer qo'rg'oshin va organotin bo'yoqlari bilan qoplangan, shunda ular ustida mollyuskalar o'smaydi.

Bularning barchasi tetravalent qalayning birikmalari. Maqolaning cheklangan doirasi ushbu sinfning boshqa ko'plab foydali moddalari haqida gapirishga imkon bermaydi.

Ikki valentli qalayning organik birikmalari, aksincha, oz sonli va hozirgacha deyarli amaliy qo'llanilmagan.

Kulrang qalay haqida

1916 yilning ayozli qishida bir partiya qalay yuborildi temir yo'l dan Uzoq Sharq Rossiyaning Yevropa qismiga. Ammo bu joyga kumush-oq ingotlar emas, balki asosan nozik kulrang kukun keldi.

To'rt yil oldin qutb tadqiqotchisi Robert Skottning ekspeditsiyasi bilan falokat yuz berdi. Janubiy qutbga yo'l olgan ekspeditsiya yoqilg'isiz qoldi: u temir idishlardan qalay bilan lehimlangan tikuvlar orqali sizib chiqdi.

Taxminan o'sha yillarda mashhur rus kimyogari V.V. Komissarlik Markovnikovdan rus armiyasiga yetkazib berilgan qalay bilan qoplangan choynaklar bilan nima sodir bo'layotganini tushuntirishni so'radi. Laboratoriyaga misol tariqasida keltirilgan choynak kulrang dog‘lar va o‘simtalar bilan qoplangan bo‘lib, qo‘l bilan engil teginganda ham tushib ketgan. Tahlil shuni ko'rsatdiki, chang ham, o'smalar ham faqat qalaydan iborat bo'lib, hech qanday aralashmalarsiz.

Bu barcha holatlarda metallga nima bo'ldi?

Ko'pgina boshqa elementlar singari, qalay ham bir nechta allotropik modifikatsiyalarga, bir nechta holatlarga ega. ("Allotropiya" so'zi yunon tilidan "boshqa xususiyat", "boshqa burilish" deb tarjima qilingan.) Oddiy musbat haroratlarda qalay hech kimning metallar sinfiga tegishli ekanligiga shubha qilmasligi uchun ko'rinadi.

Oq metall, egiluvchan, egiluvchan. Oq qalayning kristallari (u beta-qalay deb ham ataladi) tetragonaldir. Elementar kristall panjara chetlarining uzunligi 5,82 va 3,18 A ga teng. Ammo 13,2 ° S dan past bo'lsa, qalayning "normal" holati boshqacha. Ushbu harorat chegarasiga erishilishi bilan qalay quymasining kristall tuzilishida qayta joylashish boshlanadi. Oq qalay kukunli kulrang yoki alfa qalayga aylanadi va harorat qancha past bo'lsa, bu o'zgarish tezligi shunchalik yuqori bo'ladi. Minus 39 ° S da maksimal darajaga etadi.

Kubik konfiguratsiyadagi kulrang qalay kristallari; ularning elementar hujayralarining o'lchamlari kattaroq - chekka uzunligi 6,49 Å. Shuning uchun kulrang qalayning zichligi oq rangdan sezilarli darajada kamroq: mos ravishda 5,76 va 7,3 g / sm3.

Oq qalayning kul rangga aylanishi natijasi ba'zan "qalay vabosi" deb ataladi. Armiya choynaklaridagi dog'lar va o'smalar, qalay changi bo'lgan vagonlar, suyuqlik o'tkazuvchan bo'lgan tikuvlar - bu "kasallik" ning oqibatlari.

Nega endi bunday hikoyalar sodir bo'lmaydi? Faqat bitta sababga ko'ra: ular qalay vabosini "davolashni" o'rgandilar. Uning fizik-kimyoviy tabiati aniqlandi, ba'zi qo'shimchalar metallning "vabo" ga moyilligiga qanday ta'sir qilishi aniqlandi. Ma'lum bo'lishicha, alyuminiy va rux bu jarayonga hissa qo'shadi, vismut, qo'rg'oshin va surma esa, aksincha.

Oq va kulrang qalaydan tashqari, 50-sonli elementning yana bir allotropik modifikatsiyasi - 161 ° C dan yuqori haroratlarda barqaror bo'lgan gamma qalay topildi. O'ziga xos xususiyati bunday qalay mo'rtlikdir. Barcha metallar singari, qalay haroratning oshishi bilan egiluvchan bo'ladi, lekin faqat 161 ° C dan past haroratlarda. Keyin u plastikligini butunlay yo'qotib, gamma qalayga aylanadi va shunchalik mo'rt bo'lib qoladiki, uni maydalash mumkin.

Kamchilik haqida ko'proq

Ko'pincha elementlar haqidagi maqolalar muallifning o'z "qahramoni" ning kelajagi haqidagi mulohazalari bilan yakunlanadi. Qoida tariqasida, u pushti nurda chizilgan. Qalay haqidagi maqola muallifi bu imkoniyatdan mahrum: qalayning kelajagi, shubhasiz, eng foydali metall, noaniq. Bu faqat bitta sababga ko'ra aniq emas.

Bir necha yil oldin, AQSh konlar byurosi 50-elementning tasdiqlangan zahiralari dunyoda ko'pi bilan 35 yil davom etishini ko'rsatadigan hisob-kitoblarni e'lon qildi. To'g'ri, shundan keyin bir nechta yangi konlar topildi, shu jumladan Evropadagi eng yirik, Polsha Xalq Respublikasi hududida joylashgan. Shunga qaramay, qalay taqchilligi mutaxassislarni tashvishga solmoqda.

Shuning uchun, 50-sonli element haqidagi hikoyani tugatib, biz sizga qalayni saqlash va himoya qilish zarurligini yana bir bor eslatmoqchimiz.

Ushbu metallning etishmasligi hatto adabiyot klassiklarini ham tashvishga soldi. Andersenni eslaysizmi? "Yigirma to'rtta askar xuddi shunday edi, yigirma beshinchi askar esa bir oyoqli edi. Oxirgi quyishdi, bir oz qalay yetishmadi”. Endi qalay oz emas. Hatto ikki oyoqli qalay askarlari ham kamdan-kam uchraydigan narsaga aylangani ajablanarli emas - plastiklar ko'proq tarqalgan. Ammo polimerlarga hurmat bilan qaraydigan bo'lsak, ular har doim ham qalay o'rnini bosa olmaydi.

izotoplar

Qalay eng "ko'p izotopli" elementlardan biridir: tabiiy qalay massa raqamlari 112, 114...120, 122 va 124 bo'lgan o'nta izotopdan iborat. Ulardan eng keng tarqalgani 120 Sn bo'lib, u taxminan 33% ni tashkil qiladi. barcha er yuzidagi qalay. Qalay-115 dan deyarli 100 marta kichik, №50 elementning eng noyob izotopi. Qalayning yana 15 ta massa raqamlari 108...111, 113, 121, 123, 125...132 boʻlgan izotopi sunʼiy yoʻl bilan olindi. Ushbu izotoplarning umri bir xil emas. Shunday qilib, qalay-123 ning yarim yemirilish davri 136 kun, qalay-132 esa atigi 2,2 minut.

Nima uchun bronza bronza deb ataladi?

Ko'pchilikda "bronza" so'zi deyarli bir xil eshitiladi Yevropa tillari. Uning kelib chiqishi Adriatik dengizidagi kichik italyan porti - Brindisi nomi bilan bog'liq. Aynan shu port orqali bronza qadimgi kunlarda va Evropaga etkazib berilgan qadimgi Rim bu qotishma "es brindisi" - Brindisidan kelgan mis deb nomlangan.

Ixtirochi sharafiga

Lotincha frictio so'zi ishqalanish degan ma'noni anglatadi. Shuning uchun ishqalanishga qarshi materiallar nomi, ya'ni "ishqalanishga qarshi" materiallar. Ular biroz eskiradi, yumshoq va egiluvchan. Ularning asosiy qo'llanilishi rulman qobiqlarini ishlab chiqarishdir. Qalay va qo'rg'oshin asosidagi birinchi antifriksion qotishma 1839 yilda muhandis Babbitt tomonidan taklif qilingan. Shuning uchun antifriksion qotishmalarning katta va juda muhim guruhi - babbits nomi.

Konservalash uchun qalay

Oziq-ovqat mahsulotlarini qalay bilan qoplangan tunuka bankalarda konservalash orqali uzoq muddatli saqlash usuli birinchi marta 1809 yilda fransuz oshpazi F. Appert tomonidan taklif qilingan.

Okean tubidan

1976 yilda REP deb qisqartirilgan noodatiy korxona ishlay boshladi. U quyidagicha shifrlangan: qidiruv va qazib olish korxonasi. U asosan kemalarda joylashgan. Arktika doirasidan tashqarida, Laptev dengizida, Vankina ko'rfazi hududida REP dengiz tubidan qalay qumini chiqaradi. Bu yerda, kemalardan birida, boyitish zavodi mavjud.

Jahon ishlab chiqarishi

Amerika ma'lumotlariga ko'ra, 1975 yilda dunyoda qalay ishlab chiqarish 174...180 ming tonnani tashkil etdi.

Qalay (lot. Stannum; Sn belgisi bilan belgilanadi) - element asosiy kichik guruh toʻrtinchi guruh, D. I. Mendeleyev kimyoviy elementlar davriy sistemasining beshinchi davri, atom raqami 50. Yengil metallar guruhiga kiradi. Da normal sharoitlar oddiy modda qalay - kumush-oq rangdagi egiluvchan, egiluvchan va eruvchan yaltiroq metall. Qalay ikkita allotropik modifikatsiyani hosil qiladi: 13,2 °C dan pastda barqaror a-qalay (kulrang qalay) kubikli olmos tipidagi panjarali, 13,2 °C dan yuqori barqaror b-kalay (oq qalay) tetragonal kristall panjarali.

Tarix

Qalay odamlarga miloddan avvalgi 4-ming yillikda ma'lum bo'lgan. e. Bu metallga etib bo'lmaydigan va qimmat edi, chunki undan tayyorlangan mahsulotlar Rim va yunon antikvarlari orasida kamdan-kam uchraydi. Qalay Muqaddas Kitobda, Musoning to'rtinchi kitobida eslatib o'tilgan. Qalay (mis bilan birga) bronza tarkibiy qismlaridan biri (qarang Mis va bronza tarixi), miloddan avvalgi 3-ming yillikning oxiri yoki oʻrtalarida ixtiro qilingan. e .. Bronza o'sha paytda ma'lum bo'lgan metallar va qotishmalarning eng bardoshlisi bo'lganligi sababli, qalay butun "strategik metall" bo'lgan. bronza davri”, 2000 yildan ortiq (taxminan: miloddan avvalgi 35-11 asrlar).

ismning kelib chiqishi
Lotincha stannum nomi, sanskritcha "chidamli, kuchli" degan ma'noni anglatuvchi so'z bilan bog'liq bo'lib, dastlab qo'rg'oshin va kumushning qotishmasiga, keyinroq unga taqlid qiluvchi boshqa qotishmaga ishora qilingan, taxminan 67% qalayni o'z ichiga oladi; 4-asrga kelib, bu so'zning o'zi qalay deb atala boshlandi.
Qalay so'zi keng tarqalgan slavyan so'zi bo'lib, Boltiqbo'yi tillarida yozishmalarga ega (qarang. Lit. alavas, alvas - "qalay", prusscha alwis - "qo'rg'oshin"). Bu ol- (qarang. Qadimgi nemischa elo - "sariq", lotincha albus - "oq" va boshqalar) ildizidan olingan qo'shimchadir, shuning uchun metall o'zining rangi uchun nomlangan.

Ishlab chiqarish

Ishlab chiqarish jarayonida rudali jins (kassiterit) sanoat tegirmonlarida o'rtacha zarracha hajmi ~ 10 mm gacha maydalanadi, shundan so'ng kassiterit nisbatan yuqori zichlik va massa tufayli chiqindi jinslardan tebranish-gravitatsiya ta'sirida ajratiladi. jadvallarni konsentratsiyalash usuli. Bundan tashqari, rudani boyitish/tozalashning flotatsion usuli qo'llaniladi. Olingan qalay rudasi konsentrati pechlarda eritiladi. Eritish jarayonida u reduksiyada ko'mirni qo'llash orqali erkin holatga qayta tiklanadi, uning qatlamlari ruda qatlamlari bilan navbatma-navbat qo'yiladi.

Ilova

1. Kalay, asosan, sof shaklda yoki boshqa metallar bilan qotishmalarda xavfsiz, toksik bo'lmagan, korroziyaga chidamli qoplama sifatida ishlatiladi. Qalayning asosiy sanoat qo'llanilishi oziq-ovqat mahsulotlarini qadoqlash uchun qalay plastinka (konservalangan temir), elektronika uchun lehimlar, uy sanitariya-tesisat, podshipnik qotishmalari, qalay va uning qotishmalarini qoplashdir. Qalayning eng muhim qotishmasi bronza (mis bilan). Yana bir mashhur qotishma, kalay, dasturxon tayyorlash uchun ishlatiladi. So'nggi paytlarda metalldan foydalanishga qiziqish jonlandi, chunki u og'ir rangli metallar orasida eng "ekologik toza" hisoblanadi. U Nb 3 Sn intermetalik birikmasi asosida o'ta o'tkazuvchan simlarni yaratish uchun ishlatiladi.
2. Qalay va sirkoniyning intermetall birikmalari yuqori erish nuqtalariga (2000 °C gacha) va havoda qizdirilganda oksidlanishga chidamliligiga ega bo'lib, bir qator qo'llanilishiga ega.
3. Strukturaviy titanium qotishmalarini ishlab chiqarishda qalay eng muhim qotishma komponent hisoblanadi.
4. Qalay dioksidi optik shisha sirtini "tugatish" uchun ishlatiladigan juda samarali abraziv materialdir.
5. Qalay tuzlari aralashmasi - "sariq kompozitsiya" - ilgari jun uchun bo'yoq sifatida ishlatilgan.
6. Qalay ham ishlatiladi kimyoviy manbalar anod materiali sifatida tok, masalan: marganets-qalay elementi, oksid-simob-qalay elementi. Qo'rg'oshin-qalay akkumulyatorida qalaydan foydalanish istiqbolli; shuning uchun, masalan, teng kuchlanishda, qo'rg'oshinli akkumulyator bilan solishtirganda, qo'rg'oshin-qalay akkumulyatori hajmi birlik uchun 2,5 baravar ko'proq quvvatga va 5 barobar ko'proq energiya zichligiga ega, uning ichki qarshiligi ancha past.

Qalay(lot. stannum), sn, iv guruh kimyoviy elementi davriy tizim Mendeleyev; atom raqami 50, atom massasi 118,69; oq yaltiroq metall, og'ir, yumshoq va egiluvchan. Element massa raqamlari 112, 114-120, 122, 124 bo'lgan 10 ta izotopdan iborat; ikkinchisi zaif radioaktivdir; 120 sn izotopi eng ko'p (taxminan 33%).

Tarix ma'lumotnomasi. O.ning mis - bronza bilan qotishmalari miloddan avvalgi 4-ming yillikda maʼlum boʻlgan. e., va sof metall miloddan avvalgi 2-ming yillikda. e. IN qadimgi dunyo O.dan zargarlik buyumlari, idish-tovoqlar, idishlar yasashgan. "Stannum" va "qalay" nomlarining kelib chiqishi aniq aniqlanmagan.

tabiatda tarqalishi. O. - yuqori qismning xarakterli elementi er qobig'i, litosferada uning miqdori og'irlik bo'yicha 2,5 10 -4%, kislotali magmatik jinslarda 3 10 -4%, chuqurroq asosli 1,5 10 -4%; mantiyada undan ham kamroq O. bor. O. kontsentratsiyasi magmatik jarayonlar bilan ham (qalayli granitlar va O. bilan boyitilgan pegmatitlar maʼlum) va gidrotermik jarayonlar bilan bogʻliq. maʼlum boʻlgan 24 ta O. mineralidan 23 tasi davomida hosil boʻlgan yuqori haroratlar va bosimlar. Kassiterit sno 2 asosiy sanoat ahamiyatiga ega, stannin cu 2 fesns 4 kamroq ahamiyatga ega.Biosferada O. kuchsiz koʻchib yuradi, dengiz suvida atigi 3 10–7%; tarkibida kislorod ko'p bo'lgan suv o'simliklari ma'lum.Lekin biosferadagi kislorod geokimyosining umumiy yo'nalishi dispersiyadir.

Fizikaviy va kimyoviy xossalari. O. ikkita polimorf modifikatsiyaga ega. Odatiy b-sn (oq O.) ning kristall panjarasi davrlar bilan tetragonaldir. a =£5,813 dan= 3,176 å; zichligi 7,29 G/ sm 3 . 13,2 ° C dan past haroratlarda olmos kabi kubik strukturaning a -sn (kulrang O.) barqaror; zichligi 5,85 G/ sm 3 . b ® a ga o'tish metallning kukunga aylanishi bilan birga keladi, t pl 231,9 ° S, t kip 2270 ° S. Harorat koeffitsienti chiziqli kengayish 23 10 -6 (0-100 ° S); solishtirma issiqlik (0 ° C) 0,225 kj/(kg K), ya'ni 0,0536 najas/(G°C); issiqlik o'tkazuvchanligi (0 ° S) 65,8 Seshanba/(m K), ya'ni 0,157 najas/(sm·- sek°C); o'ziga xos elektr qarshilik (20 ° C) 0,115 10 -6 ohm· m, ya'ni 11,5 10 -6 ohm· sm. Kuchlanish kuchi 16.6 Mn/ m 2 (1,7 kgf/ mm 2) " , cho'zilish 80-90%; Brinell qattiqligi 38,3-41,2 Mn/ m 2 (3,9-4,2 kgf/ mm 2). O. novdalari egilganda kristallitlarning oʻzaro ishqalanishidan xarakterli siqilish eshitiladi.

Atomning tashqi elektronlari konfiguratsiyasiga ko'ra 5 s 2 5 p 2 O. ikkita oksidlanish darajasiga ega: +2 va +4; ikkinchisi barqarorroq; sn(P) birikmalari kuchli qaytaruvchi moddalardir. 100 ° C gacha bo'lgan haroratda quruq va nam havo amalda oksidlanmaydi: u sno 2 ning nozik, kuchli va zich plyonkasi bilan himoyalangan. Sovuq va qaynoq suvga nisbatan O. barqaror. Standart elektrod potentsiali O. in kislotali muhit ga teng - 0,136 ichida. O. sovuqda suyultirilgan hcl va h 2 so 4 dan vodorodni asta-sekin siqib chiqaradi, mos ravishda sncl 2 xlorid va snso 4 sulfat hosil qiladi. O. qizdirilganda issiq konsentrlangan h 2 so 4 da eriydi, sn (so 4) 2 va shunga oʻxshash 2 hosil qiladi. Sovuq (O°C) suyultirilgan nitrat kislota O.ga reaksiyaga koʻra taʼsir qiladi:

4sn + 10hno 3 = 4sn (3 yo'q) 2 + nh 4 yo'q 3 + 3h 2 o.

Konsentrlangan hno 3 bilan qizdirilganda (zichligi 1,2-1,42 G/ sm 3) O. gidratlanish darajasi oʻzgaruvchan boʻlgan h 2 sno 3 metatin kislota choʻkmasi hosil boʻlishi bilan oksidlanadi:

3sn+ 4hno 3+ n h 2 o = 3h 2 sno 3 n h2o+4no.

Konsentrlangan ishqor eritmalarida kislorod qizdirilganda vodorod ajralib chiqadi va geksagidrostannat hosil bo'ladi:

sn + 2KOH + 4H 2 O \u003d k 2 + 2h 2.

Havodagi kislorod kislorodni passivlashtiradi, uning yuzasida plyonka sno 2 qoladi. Kimyoviy jihatdan sno 2 dioksid juda barqaror, sno oksidi esa tez oksidlanadi va bilvosita olinadi. sno 2 asosan kislotali xossalarni namoyon qiladi, sno - asosli.

O. vodorod bilan bevosita qoʻshilmaydi; gidrid snh 4 mg 2 sn va xlorid kislotaning o'zaro ta'siridan hosil bo'ladi:

mg 2 sn + 4hcl \u003d 2mgcl 2 + snh 4.

Bu rangsiz zaharli gaz t kip -52 ° S; u juda mo'rt, xona haroratida u bir necha kun ichida sn va h 2 ga parchalanadi va 150 ° C dan yuqori - bir zumda. O. tuzlariga ajralib chiqish vaqtida vodorod taʼsirida ham hosil boʻladi, masalan:

sncl 2 + 4hcl + 3mg = 3mgcl 2 + snh 4.

Galogenlar bilan O. snx 2 va snx 4 tarkibidagi birikmalarni beradi. Birinchisi tuzsimon va eritmalarda sn 2+ ion beradi, ikkinchisi (snf 4 dan tashqari) suv bilan gidrolizlanadi, lekin qutbsiz organik suyuqliklarda eriydi. O.ning quruq xlor bilan oʻzaro taʼsiri (sn + 2cl 2 = sncl 4) sncl 4 tetraxloridni beradi; bu rangsiz suyuqlik, oltingugurt, fosfor, yodni yaxshi eriydi. Ilgari O. yuqoridagi reaksiya yordamida muvaffaqiyatsiz konservalangan mahsulotlardan olib tashlangan. Endi usul xlorning toksikligi va kislorodning yuqori yo'qotilishi tufayli keng qo'llanilmaydi.

Tetrahalidlar snx 4 shakli murakkab birikmalar h 2 o, nh 3, azot oksidlari, pcl 5, spirtlar, efirlar va ko'plab organik birikmalar bilan. Gidrogal kislotalar bilan O. galogenidlari eritmalarda barqaror boʻlgan murakkab kislotalarni beradi, masalan, h 2 sncl 4 va h 2 sncl 6. Oddiy yoki murakkab xloridlarning eritmalari suv bilan suyultirilganda yoki neytrallanganda gidrolizlanadi va oq cho'kmalar sn (oh) 2 yoki h 2 sno 3 hosil bo'ladi. n h2o. Oltingugurt bilan O. suvda va suyultirilgan kislotalarda erimaydigan sulfidlar beradi: jigarrang sns va oltin sariq sns 2 .

Kvitansiya va ariza. O.ni sanoatda ishlab chiqarish maqsadga muvofiq, agar uning qoʻshimchalardagi miqdori 0,01%, rudalarda 0,1% boʻlsa; odatda o'ndan va foiz birliklari. O. rudalarda koʻpincha w, zr, cs, rb, nodir yer elementlari, Ta, nb va boshqa qimmatbaho metallar bilan birga boʻladi. Birlamchi xomashyolar boyitiladi: platserlar - asosan tortishish, rudalar - shuningdek flotatsiya yoki flotatsiya.

Tarkibida 50–70% O. boʻlgan konsentratlar oltingugurtni yoʻqotish uchun yondiriladi va hcl taʼsirida temirdan tozalanadi. Agar volframit (fe, mn) wo 4 va scheelit cawo 4 aralashmalari mavjud bo'lsa, konsentrat hcl bilan ishlanadi; hosil bo'lgan wo 3 ·h 2 o nh 4 oh bilan chiqariladi. Konsentratlarni koʻmir bilan elektr yoki olovli pechlarda eritib, tarkibida cu, pb, fe, as, sb va bi aralashmalari boʻlgan dagʻal O. (94–98% sn) olinadi. Tandirlardan chiqarilganda qoralama O. 500—600 ° S haroratda koks orqali filtrlanadi yoki sentrifugalanadi, shu bilan temirning asosiy qismini ajratib turadi. Fe va cu ning qolgan qismi elementar oltingugurtni suyuq metallga aralashtirish orqali chiqariladi; aralashmalar qattiq sulfidlar shaklida yuqoriga suzadi, ular kislorod yuzasidan chiqariladi.Mishyak va surmadan kislorod xuddi shunday tarzda - alyuminiy qo'shib, qo'rg'oshindan - sncl 2 yordamida tozalanadi. Ba'zan bi va pb vakuumda bug'lanadi. Juda sof O ni olish uchun elektrolitik tozalash va zonali qayta kristallanish nisbatan kam qoʻllaniladi.

Barcha ishlab chiqarilgan O.ning 50% ga yaqini ikkilamchi metalldir; u tunuka, hurda va turli qotishma chiqindilaridan olinadi. Temirning 40% gacha tunuka qalaylash uchun ishlatiladi, qolgan qismi lehimlar va podshipniklar va bosma qotishmalar ishlab chiqarishga sarflanadi. Dioksid sno 2 issiqqa chidamli emal va sirlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Tuz - natriy stannit na 2 sno 3 ·3h 2 o gazlamalarni bo'yab bo'yashda ishlatiladi. Kristalli sns 2 ("oltin barg") zargarona taqlid qiluvchi bo'yoqlarning bir qismidir. Niobiy stannid nb 3 sn eng ko'p ishlatiladigan o'ta o'tkazuvchan materiallardan biridir.

N. N. Sevryukov.

O.ning zaharliligi va uning koʻpchiligi noorganik birikmalar kichik. Sanoatda keng qoʻllaniladigan elementar O.dan kelib chiqqan oʻtkir zaharlanishlar amalda uchramaydi. Adabiyotlarda tasvirlangan alohida zaharlanish holatlari, koʻrinishidan, O. ni mishyakdan tozalash chiqindisiga suv tasodifan tushib qolganda kul 3 ning ajralib chiqishidan kelib chiqadi. Qalay eritish zavodlari ishchilarida uzoq vaqt chang taʼsirida O. oksidlari (qora O., sno deb ataladi) rivojlanishi mumkin. pnevmokonioz, qalay folga ishlab chiqarish bilan shug'ullanadigan ishchilar ba'zida surunkali ekzema holatlariga ega. Tetraklorid O. (sncl 4 5h 2 o) 90 dan ortiq havodagi konsentratsiyasida mg/ m 3 yuqori nafas yo'llarini tirnash xususiyati beruvchi, yo'talni keltirib chiqaradi; teriga tushib, O. xlorid uning yarasini keltirib chiqaradi. Kuchli konvulsiv zahar vodorod kaliydir (stannometan, snh 4), ammo sanoat sharoitida uning hosil bo'lish ehtimoli ahamiyatsiz. Uzoq muddatli konservalarni iste'mol qilishda og'ir zaharlanish qutilarda snh 4 hosil bo'lishi bilan bog'liq bo'lishi mumkin (tarkibidagi qutilarga organik kislotalarning ta'siri tufayli). Tinozli vodorod bilan o'tkir zaharlanish konvulsiyalar, muvozanatsizlik bilan tavsiflanadi; o'lim mumkin.

O. organik birikmalar, ayniqsa, di- va trialkillar markaziy qismga aniq taʼsir koʻrsatadi. asab tizimi. Trialkil birikmalari bilan zaharlanish belgilari: bosh og'rig'i, qusish, bosh aylanishi, konvulsiyalar, parezlar, falaj, ko'rishning buzilishi. Ko'pincha o'limga olib keladigan koma, yurak faoliyati va nafas olishning buzilishi rivojlanadi. O.ning dialkil birikmalarining toksikligi birmuncha past boʻladi, zaharlanishning klinik koʻrinishida jigar va oʻt yoʻllarining shikastlanish belgilari ustunlik qiladi. Oldini olish: mehnatni muhofaza qilish qoidalariga rioya qilish.

O. badiiy material sifatida. Ajoyib quyma xossalari, egiluvchanligi, kesuvchi bilan egiluvchanligi, olijanob kumush-oq rang O.ning badiiy hunarmandchilikda qoʻllanilishiga olib keldi. IN Qadimgi Misr O.dan bezaklar yasalib, boshqa metallarga lehimlangan. 13-asr oxiridan boshlab Gʻarbiy Yevropa mamlakatlarida kumushga oʻxshash, lekin konturi boʻyicha yumshoqroq, chuqur va yumaloq oʻyib chizilgan (yozuvlar, bezaklar) O.dan yasalgan idish va cherkov idishlari paydo boʻldi. 16-asrda F. Briot (Fransiya) va K. Enderlein (Germaniya) O.dan boʻrtma tasvirlar (gerblar, mifologik, janr sahnalari) boʻlgan tantanali kosa, idish va qadahlar quya boshladilar. A. Sh. Boole O.ni kiritgan marketchilik mebelni bezashda. Rossiyada kumushdan yasalgan buyumlar (oyna ramkalari, idishlar) 17-asrda keng tarqaldi; 18-asrda Rossiyaning shimolida emalli qalay qoplamalari bilan bezatilgan mis tovoqlar, choynaklar, no'xat qutilari ishlab chiqarish eng yuqori cho'qqiga chiqdi. 19-asr boshlariga kelib. O. idishlari oʻz oʻrnini fayansga boʻshatib, O.dan badiiy material sifatida foydalanish kam uchraydi. O.dan yasalgan zamonaviy bezak buyumlarining estetik fazilatlari buyumning konstruksiyasi va sirtining oynasimon tozaligi aniq belgilanishida boʻlib, unga keyingi ishlov bermasdan quyish orqali erishiladi.

Lit.: Sevryukov N. N., Tin, kitobda: Qisqacha kimyoviy ensiklopediya, 3-jild, M., 1963, s. 738-39; Qalay metallurgiyasi, M., 1964; Nekrasov B.V., Asoslar umumiy kimyo, 3-nashr, 1-jild, M., 1973, bet. 620-43; Ripan p., Chetyanu I., Noorganik kimyo, 1-qism - Metallar kimyosi, trans. rumdan, M., 1971, s. 395-426; Kasbiy kasalliklar, 3-nashr, M., 1973; Sanoatdagi zararli moddalar, 2-qism, 6-nashr, M, 1971; kechikkan, les e tains fran c ais, pt. 1-4, b., 1957-64; mory l., sch o nes zinn, m u nch., 1961; Haedeke h., Zin, Braunschweig, 1963 yil.

Qalay(lot. Stannum), Sn, Mendeleyev davriy sistemasining IV guruhi kimyoviy elementi; atom raqami 50, atom massasi 118,69; oq yaltiroq metall, og'ir, yumshoq va egiluvchan. Element massa raqamlari 112, 114-120, 122, 124 bo'lgan 10 ta izotopdan iborat; ikkinchisi zaif radioaktivdir; 120 Sn izotopi eng ko'p (taxminan 33%).

Tarix ma'lumotnomasi. Qalayning mis-bronza bilan qotishmalari miloddan avvalgi 4-ming yillikda ma'lum bo'lgan. e., va sof metall miloddan avvalgi 2-ming yillikda. e. Qadimgi dunyoda zargarlik buyumlari, idish-tovoqlar va idishlar qalaydan yasalgan. "Stannum" va "qalay" nomlarining kelib chiqishi aniq aniqlanmagan.

Qalayning tabiatda tarqalishi. Qalay er qobig'ining yuqori qismiga xos element bo'lib, uning miqdori litosferada og'irlik bo'yicha 2,5 10 -4%, kislotali magmatik jinslarda 3 10 -4 "%, chuqurroq esa 1,5 10 -4%; hatto. mantiyadagi qalay kamroq. Qalay kontsentratsiyasi ham magmatik jarayonlar ("qalay tutuvchi granitlar", qalay bilan boyitilgan pegmatitlar deb ataladi), ham gidrotermik jarayonlar bilan bog'liq; qalayning ma'lum bo'lgan 24 ta mineralidan 23 tasi yuqori haroratda va bosimlar.Asosiy sanoat qiymati kassiterit SnO 2, undan kam - stannin Cu 2 FeSnS 4. Biosferada Qalay sust migratsiya qiladi, dengiz suvida atigi 3 10 -7% ni tashkil qiladi, qalay ko'p bo'lgan suv o'simliklari ma'lum. Biroq biosferadagi qalay geokimyosining umumiy tendentsiyasi dispersiyadir.

Qalayning fizik xossalari. Qalay ikkita polimorfik modifikatsiyaga ega. Oddiy b-Sn (oq qalay) ning kristall panjarasi tetragonal bo'lib, davrlari a = 5,813Å, c = 3,176Å; zichligi 7,29 g/sm 3 . 13,2 °C dan past haroratlarda barqaror a-Sn (kulrang qalay) olmos kabi kubik struktura; zichligi 5,85 g/sm 3. b->a o'tish metallning kukunga aylanishi bilan birga keladi. t pl 231,9 °S, t kip 2270 °S. Chiziqli kengayishning harorat koeffitsienti 23 10 -6 (0-100 °S); solishtirma issiqlik (0 ° C) 0,225 kJ / (kg K), ya'ni 0,0536 kal / (g ° S); issiqlik o'tkazuvchanligi (0 ° C) 65,8 Vt / (m K.), ya'ni 0,157 kal / (sm sek ° C); o'ziga xos elektr qarshilik (20 ° C) 0,115 10 -6 ohm m, ya'ni 11,5 10 -6 ohm sm. Kuchlanish kuchi 16,6 MN / m 2 (1,7 kgf / mm 2); cho'zilish 80-90%; Brinell qattiqligi 38,3-41,2 MN / m 2 (3,9-4,2 kgf / mm 2). Qalay tayoqchalarini egishda kristallitlarning o'zaro ishqalanishidan xarakterli siqilish eshitiladi.

Qalayning kimyoviy xossalari. Atomning tashqi elektronlari konfiguratsiyasiga muvofiq 5s 2 5p 2 Tin ikkita oksidlanish darajasiga ega: +2 va +4; ikkinchisi barqarorroq; Sn(II) birikmalari kuchli qaytaruvchi moddalardir. 100 ° C gacha bo'lgan haroratda quruq va nam havo qalayni deyarli oksidlantirmaydi: u SnO 2 ning nozik, kuchli va zich plyonkasi bilan himoyalangan. Sovuq va qaynoq suvga nisbatan Qalay barqaror. Qalayning kislotali muhitdagi standart elektrod potensiali -0,136 V ga teng. Sovuqda suyultirilgan HCl va H 2 SO 4 dan qalay asta-sekin vodorodni siqib chiqaradi va mos ravishda xlorid SnCl 2 va sulfat SnSO 4 ni hosil qiladi. Issiq konsentrlangan H 2 SO 4 da qizdirilganda qalay eriydi va Sn(SO 4) 2 va SO 2 ni hosil qiladi. Sovuq (0°C) suyultirilgan nitrat kislota reaksiyaga ko‘ra qalayga ta’sir qiladi:

4Sn + 10HNO 3 \u003d 4Sn (NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O.

Konsentrlangan HNO 3 (zichligi 1,2-1,42 g / ml) bilan qizdirilganda qalay metatin kislotasi H 2 SnO 3 cho'kmasi hosil bo'lishi bilan oksidlanadi, hidratsiya darajasi o'zgaruvchan:

3Sn + 4HNO 3 + nH 2 O = 3H 2 SnO 3 nH 2 O + 4NO.

Konsentrlangan ishqor eritmalarida qalay qizdirilganda vodorod ajralib chiqadi va geksagidrostanat hosil bo'ladi:

Sn + 2KOH + 4H 2 O \u003d K 2 + 2H 2.

Havodagi kislorod qalayni passivlashtiradi, uning yuzasida SnO 2 plyonkasi qoladi. Kimyoviy jihatdan oksidi (IV) SnO 2 juda barqaror, oksidi (II) SnO tez oksidlanadi, u bilvosita olinadi. SnO 2 asosan kislotali xususiyatga ega, SnO - asosiy.

Kalay to'g'ridan-to'g'ri vodorod bilan birlashmaydi; gidrid SnH 4 Mg 2 Sn ning xlorid kislota bilan o'zaro ta'siridan hosil bo'ladi:

Mg 2 Sn + 4HCl \u003d 2MgCl 2 + SnH 4.

Bu rangsiz zaharli gaz, t kip -52 ° C; u juda mo'rt, xona haroratida bir necha kun ichida Sn va H 2 ga parchalanadi va 150 ° C dan yuqori - bir zumda. Shuningdek, u qalay tuzlarida izolyatsiyalash paytida vodorod ta'sirida hosil bo'ladi, masalan:

SnCl 2 + 4HCl + 3Mg \u003d 3MgCl 2 + SnH 4.

Galogenlar bilan qalay SnX 2 va SnX 4 tarkibidagi birikmalarni beradi. Birinchisi tuzga o'xshash va eritmalarda Sn 2+ ionlarini beradi, ikkinchisi (SnF 4 dan tashqari) suv bilan gidrolizlanadi, lekin qutbsiz organik suyuqliklarda eriydi. Qalayning quruq xlor bilan o'zaro ta'siri (Sn + 2Cl 2 = SnCl 4) SnCl 4 tetrakloridni beradi; bu oltingugurt, fosfor, yodni yaxshi eriydigan rangsiz suyuqlikdir. Ilgari, yuqoridagi reaktsiyaga ko'ra, Kalay muvaffaqiyatsiz konservalangan mahsulotlardan chiqarildi. Endi usul xlorning toksikligi va qalayning yuqori yo'qotilishi tufayli keng qo'llanilmaydi.

Tetrahalidlar SnX 4 H 2 O, NH 3, azot oksidlari, PCl 5, spirtlar, efirlar va ko'plab organik birikmalar bilan murakkab birikmalar hosil qiladi. Hidrogal kislotalar bilan qalay halidlari eritmalarda barqaror bo'lgan murakkab kislotalarni beradi, masalan, H 2 SnCl 4 va H 2 SnCl 6. Suv bilan suyultirilganda yoki neytrallanganda oddiy yoki murakkab xloridlarning eritmalari gidrolizlanadi, Sn (OH) 2 yoki H 2 SnO 3 nH 2 O oq cho'kmalarini beradi. Oltingugurt bilan qalay suvda erimaydigan sulfidlarni va suyultirilgan kislotalarni beradi: jigarrang SnS va. oltin sariq SnS 2.

Qalay olish. Qalayni sanoat ishlab chiqarishi maqsadga muvofiqdir, agar uning qo'shimchalardagi miqdori 0,01%, rudalarda 0,1% bo'lsa; odatda o'ndan va foiz birliklari. Rudalardagi qalay ko'pincha W, Zr, Cs, Rb, noyob tuproq elementlari, Ta, Nb va boshqa qimmatbaho metallar bilan birga keladi. Birlamchi xomashyolar boyitiladi: platserlar - asosan tortishish, rudalar - shuningdek flotatsiya yoki flotatsiya.

Oltingugurtni olib tashlash uchun 50-70% qalay bo'lgan konsentratlar pishiriladi, HCl ta'sirida temir chiqariladi. Agar volframit (Fe,Mn)WO4 va scheelit CaWO 4 aralashmalari mavjud bo'lsa, konsentrat HCl bilan ishlanadi; hosil bo'lgan WO 3 ·H 2 O NH 4 OH bilan olinadi. Konsentratlarni ko'mir bilan elektr yoki olovli pechlarda eritib, tarkibida Cu, Pb, Fe, As, Sb, Bi aralashmalari bo'lgan qo'pol Qalay (94-98% Sn) olinadi. Pechlardan chiqarilganda, tortma qalay 500-600 ° S haroratda koks orqali filtrlanadi yoki sentrifugalanadi va shu bilan temirning asosiy qismini ajratib turadi. Fe va Cu ning qolgan qismi elementar oltingugurtni suyuq metallga aralashtirish orqali chiqariladi; aralashmalar qattiq sulfidlar shaklida suzadi, ular qalay yuzasidan chiqariladi. Mishyak va surmadan Qalay xuddi shu tarzda - alyuminiyni, qo'rg'oshindan - SnCl 2 bilan aralashtirish orqali tozalanadi. Ba'zan Bi va Pb vakuumda bug'lanadi. Ayniqsa, toza qalay olish uchun elektrolitik tozalash va zonali qayta kristallanish nisbatan kam qo'llaniladi. Barcha ishlab chiqarilgan qalayning taxminan 50% ikkilamchi metalldir; u tunuka, hurda va turli qotishma chiqindilaridan olinadi.

Qalayni qo'llash. Qalayning 40% gacha qalay plastinkalarini kalaylash uchun sarflanadi, qolgan qismi lehimlar, podshipniklar va bosma qotishmalar ishlab chiqarishga sarflanadi. SnO 2 oksidi issiqlikka chidamli emal va sirlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Tuz - natriy stannit Na 2 SnO 3 3H 2 O matolarni dog 'bo'yashda ishlatiladi. Crystalline SnS 2 ("oltin barg") zarhal qilishni taqlid qiluvchi bo'yoqlarning bir qismidir. Niobiy stannid Nb 3 Sn eng ko'p ishlatiladigan o'ta o'tkazuvchan materiallardan biridir.

Qalayning o'zi va uning noorganik birikmalarining ko'pchiligining toksikligi past. Sanoatda keng qo'llaniladigan elementar qalaydan kelib chiqqan o'tkir zaharlanish deyarli sodir bo'lmaydi. Adabiyotda tasvirlangan zaharlanishning alohida holatlari, ehtimol, qalayni mishyakdan tozalash chiqindilariga suv tasodifan kirganda, ASH 3 ning chiqishi bilan bog'liq. Qalay oksidi changiga (qora qalay, SnO deb ataladigan) uzoq vaqt ta'sir qiladigan qalay eritish zavodlarida ishlaydigan ishchilarda pnevmokonioz rivojlanishi mumkin; surunkali ekzema holatlari ba'zan qalay folga ishlab chiqarishda ishlaydigan ishchilar orasida qayd etiladi. Qalay tetraklorid (SnCl 4 5H 2 O) 90 mg / m 3 dan yuqori havodagi konsentratsiyasida yuqori nafas yo'llarini bezovta qiladi, yo'talni keltirib chiqaradi; teriga tushganda, qalay xlorid uning yarasini keltirib chiqaradi. Kuchli konvulsiv zahar vodorod kalayli (stannometan, SnH 4), ammo sanoat sharoitida uning paydo bo'lish ehtimoli ahamiyatsiz. Uzoq muddatli konservalarni iste'mol qilishda og'ir zaharlanish qutilarda SnH 4 hosil bo'lishi bilan bog'liq bo'lishi mumkin (tarkibidagi qutilarga organik kislotalarning ta'siri tufayli). Tinozli vodorod bilan o'tkir zaharlanish konvulsiyalar, muvozanatsizlik bilan tavsiflanadi; o'lim mumkin.

Organik qalay birikmalari, ayniqsa di- va trialkillar, markaziy asab tizimiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Trialkil birikmalari bilan zaharlanish belgilari: bosh og'rig'i, qusish, bosh aylanishi, konvulsiyalar, parezlar, falaj, ko'rishning buzilishi. Ko'pincha o'limga olib keladigan koma, yurak faoliyati va nafas olishning buzilishi rivojlanadi. Qalayning dialkil birikmalarining toksikligi biroz pastroq, zaharlanishning klinik ko'rinishida jigar va o't yo'llarining shikastlanish belgilari ustunlik qiladi.

San'at materiali sifatida qalay. Zo'r quyish xususiyatlari, egiluvchanligi, kesuvchi uchun egiluvchanligi, olijanob kumush-oq rang qalayning san'at va hunarmandchilikda qo'llanilishiga olib keldi. Qadimgi Misrda qalay boshqa metallarga lehimli zargarlik buyumlarini tayyorlash uchun ishlatilgan. 13-asrning oxiridan G'arbiy Evropa mamlakatlarida qalaydan yasalgan idishlar va cherkov idishlari paydo bo'ldi, ular kumushga o'xshash, ammo konturlari yumshoqroq, chuqur va yumaloq o'yilgan o'ymakorlik (yozuvlar, bezaklar). 16-asrda F. Brio (Fransiya) va K. Enderlein (Germaniya) qalaydan relef tasvirlari (gerblar, mifologik, janrli sahnalar) bilan tantanali kosalar, idish-tovoqlar, qadahlar quyishni boshladilar. A. Sh. Buhl mebelni pardozlashda qalayni marketchilikka kiritdi. Rossiyada qalaydan tayyorlangan mahsulotlar (oyna ramkalari, idishlar) 17-asrda keng tarqaldi; 18-asrda Rossiyaning shimolida emalli qalay plitalari bilan bezatilgan mis tovoqlar, choynaklar, gazak qutilari ishlab chiqarish eng yuqori cho'qqiga chiqdi. 19-asr boshlariga kelib qalay idishlar oʻz oʻrnini sopol idishlarga boʻshatib berdi, qalay esa badiiy material sifatida kam uchraydi. Qalaydan tayyorlangan zamonaviy bezak buyumlarining estetik afzalliklari ob'ektning tuzilishini va sirtning oynaga o'xshash tozaligini aniq belgilashda, keyingi ishlov bermasdan quyish orqali erishiladi.

Qalay yoki Stannum (lat.) kumush-oq rangga ega, erituvchi, egiluvchan metalldir (rasmga qarang). Lotin nomi "kuchli, chidamli" degan ma'noni anglatadi va dastlab qo'rg'oshin va kumush bilan qotishma deb nomlangan. Va Boltiqbo'yi ildizlariga ega bo'lgan slavyan nomi oddiygina metallning rangi - oq degan ma'noni anglatadi.

Ushbu element ettita eng qadimgi metallarga tegishli. 6000 yil oldin, insoniyat u bilan tanish edi. U bronza tarkibida eng keng tarqalgan bo'lib, taxminan 4000 yil oldin "bronza davri" davrida strategik ahamiyatga ega edi. Ushbu kompozitsiyadan 16-asrgacha pul bosilgan, idish-tovoq va zargarlik buyumlari yasalgan va u korroziyaga qarshi qoplama sifatida ishlatilgan. Metall haqida eslatmalar hatto Bibliya sahifalarida ham topilgan.

Tabiatda minerallar shaklida uchraydi. Eng keng tarqalganlari kassiterit (daryo qalayi) va stanin (qalay piritlari). Ulardan qalay sanoat maqsadlarida qazib olinadi: elektronika, batareyalar, shishani qayta ishlash (u rentgen apparati nurlarini o'tkazmaydi). Shuningdek, ushbu elementning birikmalari hasharotlarni qaytaradigan qutilar, moddalar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Qalayning yana bir ajoyib qobiliyati bor - uning materiallar tarkibida mavjudligi musiqa asbobi, bu asbobni ajoyib ovoz ravshanligi va ohangi bilan ajratib turadi.

Tirik organizmlar tarkibida element 1923 yilda kashf etilgan. Qadimgi odamlarning qoldiqlarini tekshirganda, suyaklardagi qalayning miqdori 1000 baravar kam ekanligi ma'lum bo'ldi. zamonaviy odam. Ehtimol, bu biz uni havodan so'rib olishimiz bilan bog'liqdir. Sanoatning rivojlanishi esa atmosferada taxminan chorak million tonna chiqindi gazlar ko'rinishida bo'lishiga olib keldi.

Qalayning harakati

Makroelementning tirik organizmga ta'sirini zaharli deb atash qiyin, u ko'pincha oziq-ovqat sanoatida qo'llaniladi. Uning roli to'liq o'rganilmagan. Element asosan suyaklarda, bir qismi esa o‘pka, yurak, buyrak va ichaklarda bo‘ladi. Yoshi bilan o'pka tarkibidagi tarkib ortishi mumkin, bu ta'sir qilish bilan bog'liq muhit.

Bugungi kunga kelib, quyidagi biologik ta'sir faktlari ma'lum:

• o'sish jarayonlarida ishtirok etish;
• oshqozon fermentining bir qismi - gastrin;
• oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalarida faol ishtirok etadi;
• Suyak to'qimalarida kontsentratsiya tufayli ularning to'g'ri rivojlanishiga va mushak-skelet tizimining rivojlanishiga yordam beradi.

U faqat yog 'kislotalari tarkibida bo'lsa, tanaga foydali ta'sir ko'rsatishi mumkin. Mineral birikmalar toksik ta'sirga ega bo'lishi mumkin.

Nisbatan yaqinda shifokorlar ko'plab kasalliklarni - epilepsiya, nevroz, gelmintozlar, ekzema, ko'zning shox pardasining xiralashishini davolash uchun qalaydan foydalanganlar. Qalay xloriddan tashqi foydalanish asosan qo'llanilgan. Yaxshiyamki, taraqqiyot endi samaraliroq va kamroq zaharli metallsiz preparatlarni keltirdi.

Qalay juda faol bo'lmagan kimyoviy element, shuning uchun bu nuqtai nazardan, u ko'p foyda va zarar keltirmaydi. Ko'rilgan yagona o'zaro ta'sir mis va sink bilan. Ular bir-birining harakatini o'zaro neytrallashtiradi.

Kunlik stavka

Makronutrientning kunlik normasi yosh va jinsga qarab 2 dan 10 mg gacha. Garchi kuniga taxminan 50 mg bizning tanamizga faqat oziq-ovqat bilan kiradi (va 20 mg dozasi toksik hisoblanadi) zaharlanish sodir bo'lmaydi. Hamma narsa bizning oshqozon-ichak traktining umumiy kiruvchi miqdorning atigi 3-5 foizini o'zlashtira olishi bilan izohlanadi. Metallning qolgan qismi oddiygina tabiiy ravishda siydik bilan chiqariladi.

Inson tanasida qalayning etishmasligi

Tanadagi makronutrientning etishmasligi kuniga 1 mg dan kam surunkali iste'mol qilish bilan yuzaga keladi. Bunday jarayon eshitish qobiliyatini yo'qotishi, ishtahani yo'qotishi tufayli vazn yo'qotishi, o'sishning kechikishi, mineral muvozanat, soch to'kilishi (qisman yoki to'liq patologiya) bilan kechishi mumkin.

Bunday jarayonlar juda kam uchraydi, chunki oziq-ovqatdan makronutrient iste'mol qilish odatda etarli bo'ladi va ko'pincha ovqat hazm qilish va so'rilish bilan bog'liq muammolar tufayli yuzaga keladi.

Qalayni ortiqcha iste'mol qilishning zarari

Makroelementning haddan tashqari ko'pligi, asosan, qalay tuzlarini ishlatadigan korxonalar xodimlari uchun xavf ostida: plastmassa, pestitsidlar, linoleum va boshqalar ishlab chiqarish. Bug'lar va changning muntazam ravishda so'rilishi tufayli o'pka kasalliklari rivojlanadi. Magistral yo'llarga yaqin joyda (yarim kilometr ichida) xavfli darajada yashovchi odamlar ham xavf ostida - ular chiqindi gazlardan yuqori dozani olishadi. Qalay katta miqdorda hujayralarni neoplazmalardan himoya qilishga qodir bo'lgan magniy tarkibini bostiradi.

Elementning yuqori dozalarining yana bir manbai bor - qutilar. Uzoq muddatli saqlash bilan ular parchalana boshlaydi, ayniqsa tarkibi nitratlarga boy bo'lsa. Shuning uchun, bunday kavanozni ochgandan so'ng, mahsulotlarni darhol stakanga o'tkazish tavsiya etiladi. Konservalarni ochiq shaklda saqlash qat'iyan man etiladi.

Qariyalar va bolalarning jasadlari tanadan qalayni tezda olib tashlay olmaydi, shuning uchun u to'plana boshlaydi. Zaharlanishni keltirib chiqarish uchun juda kichik doza etarli.

Rim imperiyasining qulashi haqidagi hikoyadan qiziqarli nazariya bor. Qalay qadimgi rimliklar tomonidan mo'l-ko'l so'rilgan sharobga idishlardan kirib, sog'liq muammolariga olib keldi. Faqat VII asrda shifokorlar kasallikning sababini aniqlashga muvaffaq bo'lishdi, ammo juda kech edi - imperiya quladi.

Qalayning ortiqcha miqdoridan kelib chiqadigan asoratlar juda yoqimsiz. Makronutrientning 2 gramm dozasi xavfli hisoblanadi, ammo u o'limga olib kelmaydi (bunday me'yor hali aniqlanmagan). Bu anemiya, jigar kasalliklari, nafas olish yo'llari, asab tizimining buzilishiga olib kelishi mumkin. Stannoz kabi kasallik rivojlanishi mumkin - og'ir yo'tal, balg'am va nafas qisilishi bilan birga keladi.

Ammo bu hammasi emas - zaharlanishning ko'plab asosiy belgilari mavjud:

Agar qalay uzoq vaqt davomida katta dozalarda qabul qilinsa, xromosomalarda strukturaviy o'zgarishlar xavfi mavjud bo'lib, bu genetik darajada jiddiy oqibatlarga olib kelishi mumkin.

Markaziy asab tizimiga ta'sir qilganda, bu makronutrient depressiv holatlarga olib kelishi mumkin. Va bolalar tajovuzkorlik, o'rganish, o'ynash, o'qishga qiziqish yo'qligi bilan ajralib turishi mumkin.

Davolash odatda simptomlarga asoslangan - dietalar, gepatoprotektorlar (jigarni himoya qilish), mis va sinkni o'z ichiga olgan preparatlar. Kritik zaharlanish holatlarida toksinlarni bog'laydigan va olib tashlaydigan dorilar - xelatlovchi moddalar qo'llaniladi.

Qanday oziq-ovqat o'z ichiga oladi?

Qalay o'z ichiga olgan mahsulotlarni ham hayvonot, ham o'simlik manbalarida topish mumkin. Asosiy qismi cho'chqa go'shti, mol go'shti, parranda go'shti, sut va uning hosilalari bilan birga keladi. Shuningdek, elementning ma'lum miqdori no'xat, kungaboqar urug'lari, kartoshka, lavlagi tomonidan berilishi mumkin. Boshqa sabzavotlarda qalayning juda kichik dozalari mavjud.

Bundan tashqari, biz har kuni suv va havodan makronutrient olamiz. Shuni ham unutmangki, konservalarni tez-tez ishlatish tanani ortiqcha miqdorda qalay bilan ta'minlashi mumkin.

Ba'zi o'simliklar atrof-muhitdan ko'p miqdorda elementni o'zlashtira oladi. Shuning uchun, avtomobil yo'llari va sanoat zonalari yaqinida etishtirilgan mahsulotlarga ehtiyot bo'lishingiz kerak.

Uchrashuv uchun ko'rsatmalar

Makronutrientni tayinlash uchun ko'rsatmalar asosan gomeopatlar tomonidan qo'llaniladi. Ular kalay bilan quyidagi kasalliklarni davolashadi:

• bronxit, o'pka kasalligi;
• migren;
• pankreatit;
• kichik bo'y va vazn;
• va shuningdek, anthelmintic dori sifatida ishlatiladi.

Ma'lum bo'lishicha, kalay o'z ichiga olgan dori-darmonlarni kichik dozalarda qabul qilganda, bemorning ruhiy holati ko'pincha o'zgaradi - yaxshi kayfiyat asabiylashish, ohangdorlik, ko'z yoshlari bilan almashtiriladi. Shuning uchun bunday tayinlashlar juda kam hollarda qo'llaniladi.