miércoles, 8 de agosto de 2018

MATERIALES POR USO

SUPERCONDUCTORES

El estaño es un elemento químico de símbolo Sn (del latínstannum) y número atómico 50. Está situado en el grupo 14 de la tabla periódica de los elementos. Se conocen 10 isótoposestables. Su principal mena es la casiterita.

Características del estaño[editar]

Estaño: β (izquierda) y α (derecha).
Es un metal blanco, maleable, que se oxidafácilmente, a temperatura ambiente, cambiando de color a un gris más opaco, y es resistente a la corrosión. Se encuentra en muchas aleaciones y se usa para recubrir otros metales protegiéndolos de la corrosión. Al doblar una barra de este metal se produce un sonido característico llamado grito del estaño, producido por la fricción de los cristales que la componen. Una de sus características más llamativas es que bajo determinadas condiciones sufre la peste del estaño. Por debajo de los -18°C empieza a descomponerse y a convertirse en un polvo gris; a este proceso se lo conoce como peste del estaño. El estaño puro tiene dos variantes alotrópicas: el estaño gris, polvo no metálico, semiconductor, de estructura cúbica y estable a temperaturas inferiores a 13,2 °C, que es muy frágil y tiene un peso específico más bajo que el blanco. El estaño blanco, el normal, metálico, conductor eléctrico, de estructura tetragonal y estable a temperaturas por encima de 13,2 °C.

Usos[editar]

  • Se usa como protector del oro, del acero y de diversos metales usados en la fabricación de latas de conserva.
  • También se usa para disminuir la fragilidad del vidrio.
  • Los compuestos de estaño se usan para fungicidas, tintes, dentífricos y pigmentos.
  • Se usa para realizar broncealeación de estaño y cobre.
  • Se usa para la soldadura blanda, aleado con plomo.
  • Se usa en aleación con plomo para fabricar la lámina de los tubos de los órganos musicales.
  • Tiene utilidad en etiquetas.
  • Recubrimiento de acero.
  • Se usa como material de aporte en soldadura blanda con cautín, bien puro o aleado. La directiva RoHS prohíbe el uso de plomo en la soldadura de determinados aparatos eléctricos y electrónicos.
  • El estaño también se utiliza en la industria de la cerámica para la fabricación de los esmaltes cerámicos. Su función es la siguiente: en baja y en alta es un opacificante. En alta la proporción del porcentaje es más alto que en baja temperatura.
  • Es usado también en el sobretaponado de botellas de vino, en forma de cápsula. Su uso se extendió tras la prohibición del uso del plomo en la industria alimentaria. España es uno de los mayores fabricantes de cápsulas de estaño.

Historia[editar]

El uso del estaño comenzó en el Cercano Oriente y los Balcanesalrededor del 2000 a. C., utilizándose en aleación con el cobre para producir un nuevo metal, el bronce, dando así origen a la denominada Edad de Bronce. La importancia del nuevo metal, con el que se fabricaban armas y herramientas más eficaces que las de piedra o de hueso habidas hasta entonces, originó durante toda la Antigüedad un intenso comercio a largas distancias con las zonas donde existían yacimientos de estaño.

Obtención[editar]

El estaño se obtiene del mineral casiterita en donde se presenta como óxido (óxido de estaño (IV) o dióxido de estaño). Dicho mineral se muele y se enriquece en dióxido de estaño por flotación, después se tuesta y se calienta con coque en un horno de reverbero con lo cual se obtiene el metal.

Aleaciones[editar]

Artesanos trabajan con hojas de estaño
Las aleaciones con base de estaño, también conocidas como metales blancos, generalmente contienen cobreantimonio y plomo. Estas aleaciones tienen diferentes propiedades mecánicas, dependiendo de su composición.1
Algunas aleaciones de estaño, cobre y antimonio son utilizadas como materiales antifricción en cojinetes, por su baja resistencia de cizalladuray su reducida adherencia.1
Las aleaciones estaño y plomo se comercializan en varias composiciones y puntos de fusión, siendo la aleación eutéctica aquella que tiene un 61,9 % de estaño y un 38,1 % de plomo, con un punto de fusión de 183 °C.2​ El resto de aleaciones estaño-plomo funden en un rango de temperaturas en el cual hay un equilibrio entre la fase sólida y la fase líquida durante los procesos de fusión y de solidificación, dando lugar a la segregación de la fase sólida durante la solidificación y, por tanto, a estructuras cristalinas diferentes. La aleación eutéctica, que necesita menor temperatura para llegar a la fase líquida es muy utilizada en la soldadura blandade componentes electrónicos para disminuir las probabilidades de daño por sobrecalentamiento de dichos componentes. Algunas aleaciones basadas en estaño y plomo tienen además pequeñas proporciones de antimonio (del orden del 2,5 %). El principal problema de las aleaciones con plomo es el impacto ambientalpotencial de sus residuos, por lo que están en desarrollo aleaciones libres de plomo, como las aleaciones de estaño-plata-cobre o algunas aleaciones estaño-cobre.
El peltre es una aleación de estaño, plomo y antimonio utilizada para utensilios decorativos. El estaño también es utilizado en aleaciones de prótesis dentales, aleaciones de bronce y aleaciones de titanio y circonio.1

Principales países productores[editar]

Los principales productores de estaño del mundo son ChinaMalasiaPerúIndonesiaBrasil3​ y Bolivia(especialmente en el estado de Minas Gerais)4
PaísReservas en toneladas (2011)
Bandera de la República Popular China China1 500 000
Bandera de Malasia Malasia250 000
Bandera del Perú Perú310 000
Bandera de Indonesia Indonesia800 000
Bandera de Brasil Brasil590 000
Bandera de Bolivia Bolivia400 000
Bandera de Rusia Rusia350 000
Bandera de Tailandia Tailandia170 000
Bandera de Australia Australia180 000
Fuente: United States Geological Survey (USGS) - 2011

Efectos toxicológicos[editar]

Tanto el estaño metálico como sus compuestos orgánicos e inorgánicos, ya sean formados de manera natural o en sus usos industriales, puede producir efectos tóxicos sobre el medio ambiente y los seres vivos expuestos a ellos.
El estaño es liberado en el medio ambiente por procesos naturales y por las actividades humanas, tales como la minería, la combustión de petróleo y carbón, además de las actividades industriales asociadas a la producción y usos del estaño.
El estaño metálico cuando se encuentra en la atmósfera en forma gaseosa se adhiere a las partículas de polvo, las cuales pueden ser movilizadas por la acción del viento la lluvia o la nieve.
Cuando se libera el estaño metálico en el medio ambiente, este se puede unir con el cloro, azufre u oxígeno para formar compuestos inorgánicos de estaño, tales como el cloruro de estaño, sulfuro de estaño, u dióxido de estaño. Este tipo de compuestos no pueden ser degradados y solo pueden cambiar su forma química, de manera que son adheridos por el suelo y los sedimentos o son disueltos en el agua.
Cuando se combina con el carbono puede formar compuestos orgánicos tales como dibutilestaño, tributilo de estaño y el trifenilestaño. Este tipo de compuestos pueden ser acumulados en el suelo o en el agua, o ser degradados a compuestos inorgánicos por la acción de la luz solar o las bacterias. El tiempo de permanencia en el medio de estos compuestos es variable en función del compuesto, pudiendo ser desde días hasta meses en el agua, y años si se encuentran en el suelo. Debido a su forma química los compuestos orgánicos de estaño también pueden bioacumularse al ser asimilado por el metabolismo de los seres vivos, sufriendo un proceso de biomagnificación a lo largo de las diferentes redes tróficas.

Efectos sobre el ser humano[editar]

Las principales vías de intoxicación con estaño en humanos son:
  • La ingestión de alimentos o bebidas que se encuentran envasados en latas hechas con estaño, aunque la mayoría de las que se encuentran actualmente en el mercado están protegidas mediante una laca protectora.
  • Ingestión de pescados o mariscos que procedan de aguas contaminadas con este metal.
  • Contacto con productos domésticos que contengan compuestos de estaño, como algunos plásticos tales como el PVC.
  • Respirar aire que contenga vapores de estaño o polvo de estaño.
El estaño metálico en sí no es muy tóxico para el ser humano ya que en el tracto digestivo no se absorbe de manera efectiva, pero la inhalación de los vapores de estaño sí que es nociva para el aparato respiratorio.
La ingestión de grandes cantidades de compuestos inorgánicos de estaño puede producir dolores de estómago, anemia, y alteraciones en el hígado y los riñones.
La inhalación o la ingesta de compuestos orgánicos de estaño (tales como el trimetilestaño y el trietilestaño) pueden interferir con el funcionamiento del sistema nervioso y el cerebro. En casos graves, puede causar la muerte. Otros compuestos orgánicos de estaño (tales como el dibutilestaño y el tributilestaño) afectan el sistema inmunitario y a la reproducción en animales, aunque esto no se ha evaluado aún en seres humanos.
Tanto compuestos orgánicos como inorgánicos pueden producir irritación por contacto con la piel o los ojos.

Límites legales[editar]

Los límites legales de contenido de estaño inorgánico marcados por la Unión Europea son:
Estaño inorgánicoContenidos máximos (mg/Kg peso fresco)
Alimentos enlatados diferentes de las bebidas200
Bebidas enlatadas incluidos zumos de frutas y verduras100
Alimentos infantiles enlatados y alimentos enlatados elaborados a base de cereales para lactantes y niños de corta edad, excepto productos deshidratados y en polvo50
Preparados para lactantes y preparados de continuación enlatados (incluida la leche para lactantes y la leche de continuación), excepto productos deshidratados y en polvo50
Alimentos dietéticos enlatados destinados a usos médicos especiales, específicamente destinados a los lactantes, excepto productos deshidratados y en polvo50

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 Tetragonal.svgCapa electrónica 050 Estaño.svg

50
Sn
 
        
        
                  
                  
                                
                                
Tabla completa • Tabla ampliada
Sn,50.jpg
Gris plateado brillante
Información general
NombresímbolonúmeroEstaño, Sn, 50
Serie químicaMetales del bloque p
Grupoperíodobloque145p
Masa atómica118,710 u
Configuración electrónica[Kr]4d10 5s2 5p2
Dureza Mohs1,5
Electrones por nivel2, 8, 18, 18, 4 (imagen)
Propiedades atómicas
Radio medio145 pm
Electronegatividad1,96 (escala de Pauling)
Radio atómico (calc)145 pm (radio de Bohr)
Radio covalente180 pm
Radio de van der Waals217 pm
Estado(s) de oxidación4,2
ÓxidoAnfótero
1.ª Energía de ionización708,6 kJ/mol
2.ª Energía de ionización1411,8 kJ/mol
3.ª Energía de ionización2943,0 kJ/mol
4.ª Energía de ionización3930,3 kJ/mol
5.ª Energía de ionización7456 kJ/mol
Propiedades físicas
Estado ordinarioSólido
Densidad7365 kg/m3
Punto de fusión505,08 K (232 °C)
Punto de ebullición2875 K (2602 °C)
Entalpía de vaporización295,8 kJ/mol
Entalpía de fusión7,029 kJ/mol
Presión de vapor5,78·10-21 Pa a 505 K
Varios
Estructura cristalinaTetragonal
N° CAS7440-31-5
N° EINECS231-141-8
Calor específico228 J/(K·kg)
Conductividad eléctrica9,17·106 S/m
Conductividad térmica66,6 W/(K·m)
Velocidad del sonido2500 m/s a 293,15 K(20 °C)
Isótopos más estables
Artículo principal: Isótopos del estaño
isoANPeriodoMDEdPD
MeV
112Sn0,97 %Estable con 62 neutrones
114Sn0,66 %Estable con 64 neutrones
115Sn0,34 %Estable con 65 neutrones
116Sn14,54 %Estable con 66 neutrones
117Sn7,68 %Estable con 67 neutrones
118Sn24,22 %Estable con 68 neutrones
119Sn8,59 %Estable con 69 neutrones
120Sn32,58 %Estable con 70 neutrones
122Sn4,63 %Estable con 72 neutrones
124Sn5,79 %Estable con 74 neutrones
126SnSintético~1 × 105añosβ-0,380126Sb
Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se indique lo contrario.

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