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Este artículo trata sobre el elemento químico. Para otros usos, consulte Tin (desambiguación) .
No confundir con nitruro de titanio .

Estaño,  50 Sn
Sn-Alpha-Beta.jpg
Estaño
Alótroposalfa, α (gris) ; beta, β (blanco)
Aparienciablanco plateado (beta, β) o gris (alfa, α)
Peso atómico estándar A r, estándar (Sn) 118.710 (7) [1]
Estaño en la tabla periódica
HidrógenoHelio
LitioBerilioBoroCarbónNitrógenoOxígenoFlúorNeón
SodioMagnesioAluminioSilicioFósforoAzufreCloroArgón
PotasioCalcioEscandioTitanioVanadioCromoManganesoHierroCobaltoNíquelCobreZincGalioGermanioArsénicoSelenioBromoCriptón
RubidioEstroncioItrioCirconioNiobioMolibdenoTecnecioRutenioRodioPaladioPlataCadmioIndioEstañoAntimonioTelurioYodoXenón
CesioBarioLantanoCerioPraseodimioNeodimioPrometeoSamarioEuropioGadolinioTerbioDisprosioHolmioErbioTulioIterbioLutecioHafnioTantalioTungstenoRenioOsmioIridioPlatinoOroMercurio (elemento)TalioDirigirBismutoPolonioAstatineRadón
FrancioRadioActinioTorioProtactinioUranioNeptunioPlutonioAmericioCurioBerkelioCalifornioEinstenioFermioMendelevioNobelioLawrencioRutherfordioDubniumSeaborgioBohriumHassiumMeitnerioDarmstadtiumRoentgenioCopérnicoNihoniumFlerovioMoscoviumLivermoriumTennessineOganesson
Ge
↑
Sn
↓
Pb
indio ← estaño → antimonio
Número atómico ( Z )50
Grupogrupo 14 (grupo de carbono)
Períodoperíodo 5
Cuadra  bloque p
Configuración electronica[ Kr ] 4d 10 5s 2 5p 2
Electrones por capa2, 8, 18, 18, 4
Propiedades físicas
Fase en  STPsólido
Punto de fusion505,08  K (231,93 ° C, 449,47 ° F)
Punto de ebullición2875 K (2602 ° C, 4716 ° F)
Densidad (cerca de  rt )blanco, β: 7.265 g / cm 3
gris, α: 5.769 g / cm 3
cuando es líquido (a  mp )6,99 g / cm 3
Calor de fusiónblanco, β: 7,03  kJ / mol
Calor de vaporizaciónblanco, β: 296,1 kJ / mol
Capacidad calorífica molarblanco, β: 27,112 J / (mol · K)
Presión de vapor
P  (Pa)1101001 k10 k100 k
en  T  (K)149716571855210724382893
Propiedades atómicas
Estados de oxidación−4 , −3, −2, −1, 0, [2] +1, [3] +2 , +3, [4] +4 (un óxido anfótero )
ElectronegatividadEscala de Pauling: 1,96
Energías de ionización
  • 1 °: 708,6 kJ / mol
  • 2do: 1411,8 kJ / mol
  • Tercero: 2943,0 kJ / mol
Radio atómicoempírico: 140  pm
Radio covalente139 ± 4 pm
Radio de Van der Waals217 pm
Líneas espectrales de estaño
Otras propiedades
Ocurrencia naturalprimordial
Estructura cristalinacentrada en el cuerpo tetragonal

blanco (β)
Estructura cristalinacentrada en las caras de diamante cúbico

gris (α)
Velocidad de sonido varilla fina2730 m / s (a  rt ) (enrollado)
Expansión térmica22,0 µm / (m⋅K) (a 25 ° C)
Conductividad térmica66,8 W / (m⋅K)
Resistividad electrica115 nΩ⋅m (a 0 ° C)
Orden magnéticogris: diamagnético [5]
blanco (β): paramagnético
Susceptibilidad magnética molar(blanco) +3,1 × 10 −6  cm 3 / mol (298 K) [6]
El módulo de Young50 GPa
Módulo de corte18 GPa
Módulo de volumen58 GPa
Relación de Poisson0,36
Dureza Brinell50–440 MPa
Número CAS7440-31-5
Historia
Descubrimientoalrededor del siglo 35 a. C.
Isótopos principales del estaño
IsótopoAbundanciaVida media ( t 1/2 )Modo de decaimientoProducto
112 Sn0,97%estable
114 Sn0,66%estable
115 Sn0,34%estable
116 Sn14,54%estable
117 Sn7,68%estable
118 Sn24,22%estable
119 Sn8,59%estable
120 Sn32,58%estable
122 Sn4,63%estable
124 Sn5,79%estable
126 Snrastro2,3 × 10 5  yβ -126 Sb
Categoría Categoría: Estaño
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El estaño es un elemento químico con el símbolo Sn (del latín : stannum ) y número atómico  50. El estaño es un metal plateado que se caracteriza por tener un tono amarillo tenue. El estaño, como el indio , es lo suficientemente suave como para cortarlo sin mucha fuerza. [7] Cuando se dobla una barra de estaño, se puede escuchar el llamado " grito de estaño " como resultado del hermanamiento de los cristales de estaño; este rasgo es compartido por el indio , el cadmio , el zinc y el mercurio congelado. El estaño puro después de solidificarse mantiene una apariencia similar a un espejo similar a la mayoría de los metales. Sin embargo, en la mayoría de las aleaciones de estaño (como el peltre ), el metal se solidifica con un color gris opaco. El estaño es un metal de post-transición en el grupo 14 de la tabla periódica de elementos . Se obtiene principalmente del mineral casiterita , que contiene óxido estánnico , SnO 2 . El estaño muestra una similitud química con sus dos vecinos del grupo 14, el germanio y el plomo , y tiene dos estados de oxidación principales., +2 y el ligeramente más estable +4. El estaño es el 49º elemento más abundante en la Tierra y tiene, con 10 isótopos estables, el mayor número de isótopos estables en la tabla periódica, gracias a su número mágico de protones. Tiene dos alótropos principales : a temperatura ambiente, el alótropo estable es el β-estaño, un metal maleable de color blanco plateado , pero a bajas temperaturas, se transforma en el α-estaño gris menos denso, que tiene la estructura cúbica de diamante . El estaño metálico no se oxida fácilmente en el aire.

La primera aleación de estaño utilizada a gran escala fue el bronce , hecho de 1 ⁄ 8 de  estaño y 7 ⁄ 8 de cobre , desde el año 3000 a. C. Después del 600 a. C., se produjo estaño metálico puro. El peltre , que es una aleación de 85-90% de estaño y el resto consiste comúnmente en cobre , antimonio y plomo, se usó para cubiertos desde la Edad del Bronce hasta el siglo XX. En los tiempos modernos, el estaño se utiliza en muchas aleaciones, sobre todo en las soldaduras blandas de estaño / plomo , que suelen contener un 60% o más de estaño, y en la fabricación de películas transparentes y conductoras de electricidad de óxido de indio y estaño en aplicaciones optoelectrónicas . Otra aplicación de gran tamaño para el estaño es la corrosión resistente a estañado de acero . Debido a la baja toxicidad del estaño inorgánico, el acero estañado se usa ampliamente para envasar alimentos como latas . Sin embargo, algunos compuestos orgánicos de estaño pueden ser casi tan tóxicos como el cianuro .

Características [ editar ]

Físico [ editar ]

Gota de estaño fundido solidificado

El estaño es un metal blanco plateado blando, maleable , dúctil y altamente cristalino . Cuando se dobla una barra de estaño, se puede escuchar un crujido conocido como " grito de estaño " debido al hermanamiento de los cristales. [8] El estaño se funde a bajas temperaturas de aproximadamente 232 ° C (450 ° F), la más baja del grupo 14. El punto de fusión se reduce aún más a 177,3 ° C (351,1 ° F) para partículas de 11 nm. [9] [10]

Video externo
icono de video Transición β-α del estaño a -40 ° C (lapso de tiempo; un segundo del video es una hora en tiempo real

El β-estaño (la forma metálica o estaño blanco, estructura BCT), que es estable a temperatura ambiente y por encima de ella, es maleable. Por el contrario, el α-estaño (forma no metálica o estaño gris), que es estable por debajo de 13,2 ° C (55,8 ° F), es frágil . El α-estaño tiene una estructura cristalina cúbica de diamante , similar al diamante , silicio o germanio . El α-estaño no tiene propiedades metálicas porque sus átomos forman una estructura covalente en la que los electrones no pueden moverse libremente. Es un material pulverulento de color gris mate sin usos comunes que no sean algunas aplicaciones especializadas de semiconductores . [8] Estos dos alótropos , α-estaño y β-estaño, se conocen más comúnmente comoestaño gris y estaño blanco , respectivamente. Dos alótropos más, γ y σ, existen a temperaturas superiores a 161 ° C (322 ° F) y presiones superiores a varios GPa . [11] En condiciones frías, el β-estaño tiende a transformarse espontáneamente en α-estaño, un fenómeno conocido como " plaga del estaño " o "enfermedad del estaño". Algunas fuentes no verificables también dicen que, durante la campaña rusa de Napoleón de 1812, las temperaturas se volvieron tan frías que los botones de hojalata de los uniformes de los soldados se desintegraron con el tiempo, contribuyendo a la derrota de la Grande Armée , [12] una leyenda persistente que probablemente no tiene antecedentes en hechos reales. [13] [14] [15]

Aunque la temperatura de transformación α-β es nominalmente 13,2 ° C (55,8 ° F), las impurezas (por ejemplo, Al, Zn, etc.) reducen la temperatura de transición muy por debajo de 0 ° C (32 ° F) y, con la adición de antimonio o bismuto , la transformación podría no ocurrir en absoluto, aumentando la durabilidad del estaño. [dieciséis]

Los grados comerciales de estaño (99,8%) resisten la transformación debido al efecto inhibidor de las pequeñas cantidades de bismuto, antimonio, plomo y plata presentes como impurezas. Los elementos de aleación como el cobre, el antimonio, el bismuto, el cadmio y la plata aumentan su dureza. El estaño tiende con bastante facilidad a formar fases intermetálicas duras y frágiles, que a menudo son indeseables. No forma amplios rangos de solución sólida en otros metales en general, y pocos elementos tienen una solubilidad sólida apreciable en el estaño. Los sistemas eutécticos simples , sin embargo, ocurren con bismuto , galio , plomo , talio y zinc . [dieciséis]

El estaño se convierte en superconductor por debajo de 3,72  K [17] y fue uno de los primeros superconductores en ser estudiado; el efecto Meissner , uno de los rasgos característicos de los superconductores, se descubrió por primera vez en los cristales de estaño superconductores. [18]

Química [ editar ]

El estaño resiste la corrosión del agua , pero puede ser atacado por ácidos y álcalis . El estaño puede ser muy pulido y se utiliza como capa protectora para otros metales. [8] Una capa protectora de óxido ( pasivación ) evita una mayor oxidación, la misma que se forma en el peltre y otras aleaciones de estaño. [19] El estaño actúa como catalizador cuando el oxígeno está en solución y ayuda a acelerar la reacción química. [ aclaración necesaria ] [8]

Isótopos [ editar ]

Artículo principal: Isótopos de estaño

El estaño tiene diez isótopos estables , con masas atómicas de 112, 114 a 120, 122 y 124, el mayor número de cualquier elemento. De estos, los más abundantes son 120 Sn (casi un tercio de todo el estaño), 118 Sn y 116 Sn, mientras que el menos abundante es 115 Sn. Los isótopos con números de masa pares no tienen un giro nuclear , mientras que los que tienen un número impar tienen un giro de +1/2. El estaño, con sus tres isótopos comunes 116 Sn, 118 Sn y 120 Sn, se encuentra entre los elementos más fáciles de detectar y analizar por espectroscopia de RMN , y sus cambios químicos.están referenciados contra SnMe
4. [nota 1] [20]

Se cree que este gran número de isótopos estables es un resultado directo del número atómico 50, un " número mágico " en física nuclear. El estaño también se encuentra en 31 isótopos inestables, que abarcan todas las masas atómicas restantes de 99 a 139. Aparte de 126 Sn , con una vida media de 230.000 años, todos los radioisótopos tienen una vida media de menos de un año. El 100 Sn radiactivo , descubierto en 1994, y el 132 Sn son dos de los pocos nucleidos con un núcleo " doblemente mágico ": a pesar de ser inestables y tener relaciones protón-neutrón muy desequilibradas, representan puntos finales más allá de los cuales la estabilidad cae rápidamente. [21]Otros 30 isómeros metaestables se han caracterizado por isótopos entre 111 y 131, siendo el más estable 121m Sn con una vida media de 43,9 años. [22]

Las diferencias relativas en la abundancia de isótopos estables de estaño pueden explicarse por sus diferentes modos de formación en la nucleosíntesis estelar . 116 Sn a través de 120 Sn inclusive se forman en el s -Proceso (captura de neutrones lentos) en la mayoría de estrellas y por lo tanto son los isótopos más comunes, mientras que 122 Sn y 124 Sn solamente se forman en el r -process (rápida captura de neutrones) en supernovas y son menos comunes. (Los isótopos 117 Sn a 120 Sn también reciben contribuciones de la r-proceso.) Por último, los isótopos ricos en protones más raros, 112 Sn, 114 Sn y 115 Sn, no pueden producirse en cantidades significativas en los procesos s - o r - y se consideran entre los p-núcleos , cuyos orígenes no son bien entendido todavía. Algunos mecanismos especulados para su formación incluyen la captura de protones y la fotodisintegración , aunque el 115 Sn también podría producirse parcialmente en el proceso s , tanto directamente como hijo del 115 In de larga duración . [23]

Etimología [ editar ]

La palabra estaño se comparte entre las lenguas germánicas y se remonta al protogermánico reconstruido * tin-om ; los cognados incluyen el zinn alemán , el tenn sueco y el estaño holandés . No se encuentra en otras ramas del indoeuropeo , excepto tomando prestado del germánico (por ejemplo, tinne irlandés del inglés). [24] [25]

El nombre en latín stannum originalmente significaba una aleación de plata y plomo, y llegó a significar 'estaño' en el siglo IV [26] ; la palabra latina anterior era plumbum candidum , o "plomo blanco". Stannum aparentemente vino de un stāgnum anterior (que significa la misma sustancia), [24] el origen de los términos romances y celtas para el estaño . [24] [27] Se desconoce el origen de stannum / stāgnum ; puede ser preindoeuropeo . [28]

La Meyers Konversations-Lexikon especula al contrario que el stannum se deriva de (el antepasado) del stean de Cornualles , y es evidencia de que Cornualles en los primeros siglos d.C. era la principal fuente de estaño.

Historia [ editar ]

Artículo principal: Fuentes y comercio de estaño en la antigüedad.
Ceremonial de bronce gigante Dirk del tipo Plougrescant-Ommerschans, Plougrescant, Francia, 1500-1300 aC.

La extracción y uso del estaño se remonta a los inicios de la Edad del Bronce alrededor del 3000 a.C., cuando se observó que los objetos de cobre formados por minerales polimetálicos con diferentes contenidos metálicos tenían propiedades físicas diferentes. [29] Los primeros objetos de bronce tenían un contenido de estaño o arsénico de menos del 2% y, por lo tanto, se cree que son el resultado de una aleación no intencional debido al contenido de metales traza en el mineral de cobre. [30] La adición de un segundo metal al cobre aumenta su dureza, reduce la temperatura de fusión y mejora el proceso de fundición al producir una masa fundida más fluida que se enfría a un metal más denso y menos esponjoso. [30]Esta fue una innovación importante que permitió la fundición de formas mucho más complejas en moldes cerrados de la Edad del Bronce. Los objetos de bronce con arsénico aparecen primero en el Cercano Oriente, donde el arsénico se encuentra comúnmente asociado con el mineral de cobre, pero los riesgos para la salud se comprendieron rápidamente y la búsqueda de fuentes de minerales de estaño mucho menos peligrosos comenzó a principios de la Edad del Bronce. [31] Esto creó la demanda de estaño raro y formó una red comercial que unió las fuentes distantes de estaño con los mercados de las culturas de la Edad del Bronce. [ cita requerida ]

La casiterita (SnO 2 ), la forma de óxido de estaño del estaño, fue probablemente la fuente original de estaño en la antigüedad. Otras formas de minerales de estaño son los sulfuros menos abundantes , como la estannita, que requieren un proceso de fundición más complicado . La casiterita a menudo se acumula en canales aluviales como depósitos de placer porque es más dura, más pesada y más resistente químicamente que el granito que la acompaña . [30] La casiterita es generalmente de color negro o generalmente de color oscuro, y estos depósitos se pueden ver fácilmente en las orillas de los ríos . Aluvial ( placer) los depósitos pueden haber sido recolectados y separados incidentalmente por métodos similares al lavado de oro . [32]

Compuestos y química [ editar ]

Ver también: Categoría: Compuestos de estaño

En la gran mayoría de sus compuestos, el estaño tiene el estado de oxidación II o IV.

Compuestos inorgánicos [ editar ]

Los compuestos de haluro son conocidos por ambos estados de oxidación. Para Sn (IV), los cuatro haluros son bien conocidos: SnF 4 , SnCl 4 , SnBr 4 y SnI 4 . Los tres miembros más pesados ​​son compuestos moleculares volátiles, mientras que el tetrafluoruro es polimérico. Los cuatro haluros también son conocidos por Sn (II): SnF 2 , SnCl 2 , SnBr 2 y SnI 2 . Todos son sólidos poliméricos. De estos ocho compuestos, solo los yoduros están coloreados. [33]

El cloruro de estaño (II) (también conocido como cloruro estannoso) es el haluro de estaño más importante en un sentido comercial. Ilustrando las rutas a tales compuestos, el cloro reacciona con el estaño metálico para dar SnCl 4, mientras que la reacción del ácido clorhídrico y el estaño produce SnCl 2 e hidrógeno gaseoso. Alternativamente, SnCl 4 y Sn se combinan para formar cloruro estannoso mediante un proceso llamado comproporción : [34]

SnCl 4 + Sn → 2 SnCl 2

El estaño puede formar muchos óxidos, sulfuros y otros derivados calcogenuros. El dióxido de SnO 2 (casiterita) se forma cuando el estaño se calienta en presencia de aire . [33] El SnO 2 es anfótero , lo que significa que se disuelve tanto en soluciones ácidas como básicas. [35] También se conocen estannatos con la estructura [Sn (OH) 6 ] 2− , como K 2 [Sn (OH) 6 ], aunque se desconoce el ácido estánnico libre H 2 [Sn (OH) 6 ].

Los sulfuros de estaño existen en los estados de oxidación +2 y +4: sulfuro de estaño (II) y sulfuro de estaño (IV) ( oro mosaico ).

Modelos de bola y palo de la estructura del cloruro estannoso sólido (SnCl 2 ). [36]

Hidruros [ editar ]

Stannane ( SnH 4 ), con estaño en el estado de oxidación +4, es inestable. Sin embargo, los hidruros de organoestaño son bien conocidos, por ejemplo, hidruro de tributilestaño (Sn (C 4 H 9 ) 3 H). [8] Estos compuestos liberan radicales de tributil estaño transitorios, que son raros ejemplos de compuestos de estaño (III). [37]

Compuestos de organoestaño [ editar ]

Los compuestos de organoestaño , a veces llamados estannanos, son compuestos químicos con enlaces estaño-carbono. [38] De los compuestos de estaño, los derivados orgánicos son los más útiles comercialmente. [39] Algunos compuestos orgánicos de estaño son muy tóxicos y se han utilizado como biocidas . El primer compuesto orgánico de estaño que se informó fue el diyoduro de dietilestaño ((C 2 H 5 ) 2 SnI 2 ), informado por Edward Frankland en 1849. [40]

La mayoría de los compuestos orgánicos de estaño son líquidos o sólidos incoloros que son estables al aire y al agua. Adoptan geometría tetraédrica. Los compuestos de tetraalquil- y tetraariltin se pueden preparar usando reactivos de Grignard : [39]

SnCl
4+ 4 RMgBr → R
4Sn + 4 MgBrCl

Los haluros-alquilos mixtos, que son más comunes e importantes comercialmente que los derivados tetraorgano, se preparan mediante reacciones de redistribución :

SnCl
4+ R
4Sn → 2 SnCl 2 R 2

Los compuestos de organoestaño divalentes son poco comunes, aunque más comunes que los compuestos de organogermanio y organosilicio divalentes relacionados . La mayor estabilización que disfruta Sn (II) se atribuye al " efecto de par inerte ". Los compuestos de organoestaño (II) incluyen tanto estanilenos (fórmula: R 2 Sn, como se ve para carbenos singlete ) como distanilenos (R 4 Sn 2 ), que son aproximadamente equivalentes a alquenos . Ambas clases exhiben reacciones inusuales. [41]

Ocurrencia [ editar ]

Ver también: Categoría: Minerales de estaño
Muestra de casiterita, principal mineral de estaño

El estaño se genera a través de la larga s -process en estrellas de masa de bajo a medio (con masas de 0,6 a 10 veces la de la Sun ), y finalmente por la desintegración beta de la pesada isótopos de indio . [42]

El estaño es el 49º elemento más abundante en la corteza terrestre , representando 2  ppm en comparación con 75 ppm de zinc, 50 ppm de cobre y 14 ppm de plomo. [43]

El estaño no existe como elemento nativo, sino que debe extraerse de varios minerales. La casiterita (SnO 2 ) es la única fuente comercialmente importante de estaño, aunque se recuperan pequeñas cantidades de estaño a partir de sulfuros complejos como estannita , cilindrita , franckeita , canfieldita y tealita . Los minerales con estaño casi siempre están asociados con la roca de granito , generalmente a un nivel de 1% de contenido de óxido de estaño. [44]

Debido a la mayor gravedad específica del dióxido de estaño, aproximadamente el 80% del estaño extraído proviene de depósitos secundarios que se encuentran aguas abajo de las vetas primarias. El estaño se recupera a menudo de los gránulos que se lavaron río abajo en el pasado y se depositaron en valles o en el mar. Las formas más económicas de extraer estaño son mediante el dragado , la hidráulica o los tajos abiertos . La mayor parte del estaño del mundo se produce a partir de depósitos de placer , que pueden contener tan solo un 0,015% de estaño. [45]

Reservas mundiales de minas de estaño (toneladas, 2011) [46]
PaísReservas
 porcelana1,500,000
 Malasia250.000
 Perú310 000
 Indonesia800 000
 Brasil590.000
 Bolivia400.000
 Rusia350.000
 Australia180.000
 Tailandia170.000
  Otro180.000
  Total4.800.000

En 2011 se extrajeron unas 253.000 toneladas de estaño, principalmente en China (110.000 t), Indonesia (51.000 t), Perú (34.600 t), Bolivia (20.700 t) y Brasil (12.000 t). [46] Las estimaciones de la producción de estaño han variado históricamente con la dinámica de la viabilidad económica y el desarrollo de las tecnologías mineras, pero se estima que, con las tasas y tecnologías de consumo actuales, la Tierra se quedará sin estaño explotable en 40 años. [47] Lester Brown ha sugerido que el estaño podría agotarse en 20 años basándose en una extrapolación extremadamente conservadora del 2% de crecimiento anual. [48]

Reservas de estaño económicamente recuperables [44]
AñoMillones de toneladas
19654.265
19703.930
19759.060
19809.100
19853,060
19907.100
20007.100 [46]
20105.200 [46]

El estaño secundario o de desecho también es una fuente importante del metal. La recuperación de estaño mediante la producción secundaria o el reciclaje de estaño de desecho está aumentando rápidamente. Si bien los Estados Unidos no han extraído minas desde 1993 ni han fundido estaño desde 1989, fueron el mayor productor secundario, reciclando casi 14.000 toneladas en 2006. [46]

Se informan nuevos depósitos en Mongolia , [49] y en 2009, el Grupo Seminole Colombia CI, SAS descubrió nuevos depósitos de estaño en Colombia. [50]

Producción [ editar ]

El estaño se produce por reducción carbotérmica del mineral de óxido con carbono o coque. Tanto el horno de reverbero y hornos eléctricos pueden ser utilizados. [51] [52] [53]

Minería y fundición [ editar ]

Artículo principal: Minería de estaño

Industria [ editar ]

Candelabro de hojalata

Las diez empresas más grandes produjeron la mayor parte del estaño del mundo en 2007.

La mayor parte del estaño del mundo se comercializa en la Bolsa de Metales de Londres (LME), de 8 países, con 17 marcas. [54]

Principales empresas productoras de estaño (toneladas) [55]
EmpresaGobierno200620072017 [56]2006-2017
% de cambio
Lata de Yunnanporcelana52,33961,12974.50042,3
PT TimahIndonesia44,68958,32530.200-32,4
Malasia Smelting CorpMalasia22,85025,47127.20019,0
Yunnan Chengfengporcelana21,76518.00026.80023,1
MinsurPerú40,97735,94018.000-56,1
EM VintoBolivia11.8049.44812,6006,7
Lata de Guangxi Chinaporcelana//11.500/
ThaisarcoTailandia27,82819,82610,600-61,9
Metallo-ChimiqueBélgica8.0498.3729,70020,5
Gejiu Zi Liporcelana//8.700/

En 1947 se estableció un Consejo Internacional del Estaño para controlar el precio del estaño, hasta que colapsó en 1985. En 1984, se creó una Asociación de Países Productores de Estaño , con Australia, Bolivia, Indonesia, Malasia, Nigeria, Tailandia y Zaire como miembros. . [57]

Precio e intercambios [ editar ]

Producción mundial y precio (intercambio estadounidense) del estaño.

El estaño es único entre otros productos minerales debido a los complejos acuerdos entre los países productores y los países consumidores que se remontan a 1921. Los acuerdos anteriores tendían a ser algo informales y esporádicos y dieron lugar al "Primer Acuerdo Internacional sobre el Estaño" en 1956, el primero de una series numeradas continuamente que colapsaron efectivamente en 1985. A través de esta serie de acuerdos, el Consejo Internacional del Estaño(ITC) tuvo un efecto considerable en los precios del estaño. La ITC apoyó el precio del estaño durante los períodos de precios bajos comprando estaño para su reserva de reserva y pudo restringir el precio durante los períodos de precios altos vendiendo estaño de la reserva. Este fue un enfoque anti-libre mercado, diseñado para asegurar un flujo suficiente de estaño a los países consumidores y una ganancia para los países productores. Sin embargo, la reserva de reserva no era lo suficientemente grande, y durante la mayor parte de esos 29 años los precios del estaño aumentaron, a veces de manera pronunciada, especialmente de 1973 a 1980, cuando la inflación galopante asoló muchas economías mundiales. [58]

A fines de la década de 1970 y principios de la de 1980, las existencias de estaño del gobierno de los Estados Unidos se encontraban en un modo de venta agresivo, en parte para aprovechar los precios históricamente altos del estaño. La aguda recesión de 1981-1982 resultó ser bastante dura para la industria del estaño. El consumo de estaño se redujo drásticamente. La ITC pudo evitar caídas realmente pronunciadas mediante la compra acelerada de su reserva de reserva; esta actividad requirió que el ITC contratara amplios préstamos de bancos y empresas comerciales de metales para aumentar sus recursos. La ITC siguió tomando préstamos hasta finales de 1985, cuando alcanzó su límite de crédito. Inmediatamente, siguió una importante "crisis del estaño": el estaño se retiró de la cotización en la Bolsa de Metales de Londres durante unos tres años, la ITC se disolvió poco después y el precio del estaño, ahora en un entorno de libre mercado,se desplomó bruscamente a 4 dólares la libra y se mantuvo en ese nivel durante la década de los noventa.[58] El precio volvió a subir en 2010 con un repunte del consumo tras la crisis económica mundial de 2008-2009, acompañado de la reposición de existencias y el crecimiento continuo del consumo de las economías en desarrollo del mundo. [46]

London Metal Exchange (LME) es el principal sitio de comercio de estaño. [46] Otros mercados contractuales de estaño son el mercado de estaño de Kuala Lumpur (KLTM) y la Bolsa de estaño de Indonesia (INATIN). [59]

El precio por kg durante años:

Estaño ($ EE.UU. Por kg) [60]
20082009201020112012
Precio18.5113.5720.4126.0521.13

Aplicaciones [ editar ]

Consumo mundial de estaño refinado por uso final, 2006

En 2018, poco menos de la mitad de todo el estaño producido se utilizó en soldadura. El resto se dividió entre estañado, productos químicos de estaño, latón y aleaciones de bronce, y usos específicos. [61]

Soldar [ editar ]

Una bobina de alambre de soldadura sin plomo

El estaño se ha utilizado durante mucho tiempo en aleaciones con plomo como soldadura , en cantidades del 5 al 70% p / p. El estaño con plomo forma una mezcla eutéctica en la proporción en peso de 61,9% de estaño y 38,1% de plomo (la proporción atómica: 73,9% de estaño y 26,1% de plomo), con una temperatura de fusión de 183 ° C (361,4 ° F). Tales soldaduras se utilizan principalmente para unir tuberías o circuitos eléctricos . Desde que la Directiva de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos de la Unión Europea ( Directiva WEEE) y la Directiva de restricción de sustancias peligrosas entraron en vigor el 1 de julio de 2006, el contenido de plomo en dichas aleaciones ha disminuido. Si bien la exposición al plomo está asociada con problemas de salud graves, la soldadura sin plomo no está exenta de desafíos, incluido un punto de fusión más alto y la formación de bigotes de estaño que causan problemas eléctricos. La plaga del estaño puede ocurrir en soldaduras sin plomo, lo que lleva a la pérdida de la junta soldada. Se están encontrando rápidamente aleaciones de reemplazo, aunque persisten los problemas de integridad de las juntas. [62]

Estañado [ editar ]

El estaño se adhiere fácilmente al hierro y se usa para recubrir plomo , zinc y acero para prevenir la corrosión. Los envases de acero estañado se utilizan ampliamente para la conservación de alimentos y esto constituye una gran parte del mercado del estaño metálico. Un bote de hojalata para conservar alimentos se fabricó por primera vez en Londres en 1812. [63] Los hablantes de inglés británico los llaman "tins", mientras que los hablantes de inglés americano los llaman " latas " o "latas de hojalata". Una derivación de tal uso es el término del argot " tinnie " o "tinny", que significa "lata de cerveza" en Australia .El silbato de hojalata se llama así porque se fabricó por primera vez en serie en acero estañado.[64] [65] Los recipientes de cobre para cocinar, como cacerolas y sartenes, suelen estar revestidos con una fina capa de estaño , ya que la combinación de alimentos ácidos con cobre puede ser tóxica.

Aleaciones especializadas [ editar ]

Plato de peltre
Metal estañado de una lata .
Artesanos que trabajan con hojas de hojalata.

El estaño en combinación con otros elementos forma una amplia variedad de aleaciones útiles. El estaño se alea más comúnmente con cobre. El peltre contiene 85–99% de estaño; [66] El metal de los rodamientos también tiene un alto porcentaje de estaño. [67] [68] de bronce es sobre todo de cobre (12% de estaño), mientras que la adición de fósforo da bronce fosforoso . El metal de campana también es una aleación de cobre y estaño que contiene un 22% de estaño. El estaño se ha utilizado a veces en la acuñación; por ejemplo, una vez formó un porcentaje de un solo dígito (generalmente cinco por ciento o menos) de estadounidenses [69] y canadienses [70]centavos. Debido a que el cobre es a menudo el metal principal en tales monedas, a veces incluido el zinc, estas podrían llamarse aleaciones de bronce y / o latón.

El compuesto de niobio- estaño Nb 3 Sn se utiliza comercialmente en bobinas de imanes superconductores por su alta temperatura crítica (18 K) y su campo magnético crítico (25  T ). Un imán superconductor que pesa tan solo dos kilogramos es capaz de generar el campo magnético de un electroimán convencional que pesa toneladas. [71]

Se agrega un pequeño porcentaje de estaño a las aleaciones de circonio para el revestimiento de combustible nuclear. [72]

La mayoría de los tubos de metal en un órgano de tubos son de una aleación de estaño / plomo, siendo 50/50 la composición más común. La proporción de estaño en la pipa define el tono de la pipa, ya que el estaño tiene una resonancia tonal deseable. Cuando una aleación de estaño / plomo se enfría, la fase de plomo se solidifica primero, luego, cuando se alcanza la temperatura eutéctica, el líquido restante forma la estructura eutéctica de estaño / plomo en capas, que es brillante y el contraste con la fase de plomo produce un efecto moteado o manchado. Esta aleación de metal se conoce como metal manchado. Las principales ventajas de usar estaño para tuberías incluyen su apariencia, su trabajabilidad y su resistencia a la corrosión. [73] [74]

Optoelectrónica [ editar ]

Los óxidos de indio y estaño son eléctricamente conductores y transparentes, y se utilizan para hacer películas transparentes eléctricamente conductoras con aplicaciones en dispositivos optoelectrónicos como pantallas de cristal líquido . [75]

Otras aplicaciones [ editar ]

Una reproducción de farol de granero del siglo XXI hecha de hojalata perforada.

El acero estañado perforado, también llamado estaño perforado, es una técnica artesanal originaria de Europa central para crear artículos para el hogar que son tanto funcionales como decorativos. Los diseños de piercings decorativos existen en una amplia variedad, basados ​​en la tradición local y las creaciones personales del artesano. Los faroles de hojalata perforados son la aplicación más común de esta técnica artesanal. La luz de una vela que brilla a través del diseño perforado crea un patrón de luz decorativo en la habitación donde se encuentra. Las linternas y otros artículos de hojalata perforados se crearon en el Nuevo Mundo desde el primer asentamiento europeo. Un ejemplo bien conocido es la linterna de Revere, que lleva el nombre de Paul Revere . [76]

Antes de la era moderna, en algunas zonas de los Alpes, se afilaba un cuerno de cabra o de oveja y se perforaba un panel de hojalata utilizando el alfabeto y los números del uno al nueve. Esta herramienta de aprendizaje se conoció apropiadamente como "el cuerno". Las reproducciones modernas están decoradas con motivos como corazones y tulipanes.

En Estados Unidos, las cajas fuertes para pasteles y las cajas fuertes para alimentos se usaban en los días previos a la refrigeración. Se trataba de armarios de madera de varios estilos y tamaños, ya fuera de suelo o colgantes, destinados a disuadir a las alimañas y los insectos y a mantener el polvo de los alimentos perecederos. Estos gabinetes tenían inserciones de hojalata en las puertas y, a veces, en los lados, perforadas por el propietario, el ebanista o un hojalatero en diferentes diseños para permitir la circulación de aire y excluir las moscas. Las reproducciones modernas de estos artículos siguen siendo populares en América del Norte. [77]

El vidrio de ventana se fabrica con mayor frecuencia flotando vidrio fundido sobre estaño fundido ( vidrio flotado ), lo que da como resultado una superficie plana e impecable. Esto también se denomina " proceso de Pilkington ". [78]

El estaño también se usa como electrodo negativo en baterías de iones de litio avanzadas . Su aplicación está algo limitada por el hecho de que algunas superficies de estaño [ ¿cuáles? ] catalizan la descomposición de los electrolitos a base de carbonato utilizados en las baterías de iones de litio. [79]

El fluoruro de estaño (II) se agrega a algunos productos para el cuidado dental [80] como fluoruro estannoso (SnF 2 ). El fluoruro de estaño (II) se puede mezclar con abrasivos de calcio mientras que el fluoruro de sodio más común se vuelve gradualmente biológicamente inactivo en presencia de compuestos de calcio. [81] También se ha demostrado que es más eficaz que el fluoruro de sodio para controlar la gingivitis . [82]

El estaño también se utiliza como objetivo para crear plasmas inducidos por láser que actúan como fuente de luz para la litografía ultravioleta extrema .

Compuestos de organoestaño [ editar ]

Artículo principal: Química de organoestaño

De todos los compuestos químicos del estaño, los compuestos orgánicos de estaño son los más utilizados. La producción industrial mundial probablemente supera las 50.000 toneladas . [83]

Estabilizadores de PVC [ editar ]

La principal aplicación comercial de los compuestos organoestánnicos es la estabilización de plásticos de PVC . En ausencia de tales estabilizadores, el PVC se degradaría rápidamente por el calor, la luz y el oxígeno atmosférico, dando como resultado productos quebradizos y descoloridos. El estaño elimina los iones de cloruro lábiles (Cl - ), que de otro modo iniciarían la pérdida de HCl del material plástico. [84] Los compuestos de estaño típicos son derivados del ácido carboxílico del dicloruro de dibutilestaño, como el dilaurato . [85]

Biocidas [ editar ]

Algunos compuestos orgánicos de estaño son relativamente tóxicos, con ventajas y problemas. Se utilizan por sus propiedades biocidas como fungicidas , pesticidas , algicidas , conservantes de la madera y agentes antiincrustantes . [84] El óxido de tributilestaño se utiliza como conservante de la madera . [86] El tributilestaño también se utiliza para diversos fines industriales, como el control de lodos en las fábricas de papel y para la desinfección de las aguas de refrigeración industriales circulantes. [87] Tributilestañose usó como aditivo para la pintura de barcos para prevenir el crecimiento de organismos marinos en los barcos, y su uso disminuyó después de que los compuestos organoestánnicos fueran reconocidos como contaminantes orgánicos persistentes con una toxicidad extremadamente alta para algunos organismos marinos (el buccino de perro , por ejemplo). [88] La UE prohibió el uso de compuestos orgánicos de estaño en 2003, [89] aunque preocupa la toxicidad de estos compuestos para la vida marina y los daños a la reproducción y el crecimiento de algunas especies marinas [84] (algunos informes describen efectos biológicos vida en una concentración de 1 nanogramo por litro) han llevado a una prohibición mundial por parte de la Organización Marítima Internacional . [90]Muchas naciones ahora restringen el uso de compuestos orgánicos de estaño a embarcaciones de más de 25 m (82 pies) de largo. [84] La persistencia del tributilestaño en el medio acuático depende de la naturaleza del ecosistema. [91] Debido a esta persistencia y por ser un aditivo en la pintura de los barcos, se han encontrado altas concentraciones de tributilestaño en sedimentos marinos ubicados cerca de los muelles navales. [92] El tributilestaño también se ha utilizado como biomarcador de imposex en neogástrópodos con al menos 82 especies conocidas. [93] Con los niveles extremadamente altos de TBT en las zonas costeras locales, debido a las actividades de transporte marítimo, los mariscos tuvieron un efecto adverso. [91]Imposex es la imposición de características sexuales masculinas a ejemplares femeninos donde les empezará a crecer un pene y un pallial vans deferens. [93] [94] Un nivel alto de TBT en un organismo es mortal porque puede dañar las glándulas endocrinas, los sistemas nervioso central y reproductivo, la estructura ósea y el tracto gastrointestinal de los mamíferos. [94] El tributilestaño no solo afecta a los mamíferos, sino que también afecta a las nutrias marinas, ballenas, delfines y humanos. [94]

Química orgánica [ editar ]

Algunos reactivos de estaño son útiles en química orgánica . En la aplicación más grande, el cloruro estannoso es un agente reductor común para la conversión de grupos nitro y oxima en aminas . La reacción de Stille combina compuestos organoestánnicos con haluros orgánicos o pseudohaluros . [95]

Baterías de iones de litio [ editar ]

Artículo principal: batería de iones de litio

El estaño forma varias fases intermetálicas con el metal de litio, lo que lo convierte en un material potencialmente atractivo para aplicaciones de baterías. La gran expansión volumétrica del estaño tras la aleación con litio y la inestabilidad de la interfaz estaño-electrolito orgánico a potenciales electroquímicos bajos son los mayores desafíos para el empleo en celdas comerciales. Sony resolvió parcialmente el problema . [ cita requerida ] Sony implementó el compuesto intermetálico de estaño con cobalto y carbono en sus celdas Nexelion lanzadas a fines de la década de 2000. La composición del material activo es aproximadamente Sn 0.3 Co 0.4 C 0.3. Investigaciones recientes mostraron que solo algunas facetas cristalinas del Sn tetragonal (beta) son responsables de la actividad electroquímica indeseable. [96]

Precauciones [ editar ]

Artículo principal: envenenamiento por estaño

Los casos de intoxicación por estaño metálico, sus óxidos y sus sales son casi desconocidos. Por otro lado, ciertos compuestos orgánicos de estaño son casi tan tóxicos como el cianuro . [39]

La exposición al estaño en el lugar de trabajo puede ocurrir por inhalación, contacto con la piel y contacto con los ojos. La Administración de Salud y Seguridad Ocupacional (OSHA) ha establecido el límite legal (límite de exposición permisible ) para la exposición al estaño en el lugar de trabajo en 2 mg / m 3 durante una jornada laboral de 8 horas. El Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) ha determinado un límite de exposición recomendado (REL) de 2 mg / m 3 durante una jornada laboral de 8 horas. A niveles de 100 mg / m 3 , el estaño es inmediatamente peligroso para la vida y la salud . [97]

Ver también [ editar ]

  • Cassiterides (las míticas islas del estaño)
  • Lista de países por producción de estaño
  • Mina de estaño
  • Terne
  • Plaga de estaño
  • Minería de estaño en Gran Bretaña
  • Estañado
  • Bigote (metalurgia) (bigotes de estaño)

Notas [ editar ]

  1. ^ Solo H, F, P, Tl y Xe tienen una mayor receptividad para el análisis de RMN para muestras que contienen isótopos en su abundancia natural.

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Bibliografía [ editar ]

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Enlaces externos [ editar ]

  • Estaño en la tabla periódica de videos (Universidad de Nottingham)
  • Tabla periódica de madera de Theodore Gray : muestras de estaño y piezas fundidas
  • Metales base: estaño
  • CDC - Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos
  • Estaño (centavos de dólar por kg)