قلع

قلع عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Sn وعدد اتمی 50 وجود دارد. این فلز ضعیف چکش خوار و نقره ای که به آسانی در آزمایش‌های مربوط به هوا اکسیده نمی شود و در برابر فرسایش مقاوم است، در بسیاری از آلیاژها وجود داشته و به عنوان پوشش مواد دیگر جهت جلوگیری از فرسایش آن ها به کار می رود. قلع را عمدتاً از ماده معدنی کاسیتریت که در آن به صورت اکسید وجود دارد، به دست می آورند.

خصوصیات قابل توجه:

قلع فلزی است چکش خوار، قابل انعطاف، شدیداً بلورین وسفید نقره ای که ساختار بلوری آن هنگام خم شدن قطعه ای از قلع صدای خاصی ایجاد می کند (علت آن شکست بلورها است). فلز در برابر فرسایش ناشی از آب تقطیر شده دریا و آب لوله کشی مقاومت می کند اما به وسیله اسیدهای قوی و موادقلیایی و نمک های اسیدی مورد حمله قرار می گیرد.

هنگامی که اکسیژن به صورت محلول است قلع به عنوان کاتالیزور عمل کرده و واکنش های شیمیایی را تسریع می کند. درصورتی که آن را درحضور آزمایش‌های مربوط به هوا حرارت دهند Sn2 حاصل می شود.

Sn2 اسید ضعیفی بوده و با اکسیدهای بازی تولید نمک های قلع می کند. قلع را می توان به مقدار زیادی جلا داد و به عنوان پوشش سایر مواد جهت ممانعت از فرسودگی یا واکنش های شیمیایی دیگر مورد استفاده قرار می گیرد. این فلز مستقیماً با کلر و اکسیژن ترکیب می شود و جایگزین هیدروژن اسیدهای رقیق می گردد. قلع در دماهای معمولی انعطاف پذیر است اما در صورتی که گرم شود شکننده می شود.

شکل های مختلف

در فشار طبیعی قلع جامد دارای دو شکل مختلف است. در دماهای پایین به شکل خاکستری یا قلع آلفا وجود دارد که دارای ساختار بلوری مکعبی مانند سیلیکن و ژرمانیم است. وقتی دما بالاتر از 2/13 درجه سانتیگراد باشد به رنگ سفید یا قلع بتا تبدیل می شود که فلزی بوده و دارای ساختار چهار وجهی است. درصورتی که سرد شود به آهستگی به صورت خاکستری برمی گردد که بیماری قلع نامیده می شود. به هر حال این تغییر شکل تحت تاثیر ناخالصی هایی از قبیل آلومینیم و روی قرار می گیرد که با افزودن آنتیموان یا بیسموت می توان از آن جلوگیری کرد.

کاربردها

قلع به آسانی به آهن متصل شده و برای پوشش سرب روی و فولاد مورد استفاده قرار می گیرد تا از پوسیدگی آن ها جلوگیری شود. قوطی های فولادی با پوشش قلع برای نگهداری غذا کاربردی وسیع دارد و این کاربرد بخش وسیعی از بازار قلع فلزی را تشکیل می دهد.

سایر کاربردها :

برخی از آلیاژهای مهم قلع عبارتند از: برنز، مفرغ، بابیت، آلیاژ ریخته گری شده تحت فشار، پیوتر، برنز فسفردار، لحیم نرم و فلز سفید.

مهم ترین نمک آن کلرید قلع است که به عنوان عامل کاهنده و یک خورنده در چاپ روی پارچه کاربرد دارد. اگر نمک قلع روی شیشه پاشیده شود لایه های به وجود می آید که خاصیت هدایت الکتریکی دارد. از این پوشش ها در شیشه های اتومبیل ضد یخ و روشنایی تابلو فرمان استفاده می شود.

برای ساخت شیشه پنجره با سطحی تخت، یشتر از روش شناور نمودن شیشه مذاب روی قلع مذاب (شیشه شناور) استفاده می شود ( این روش را فرآیند Pilkington می نامند).

از قلع همچنین در لحیم کاری برای اتصال لوله ها یا مدارهای الکتریکی، در آلیاژهای چرخ دنده، در شیشه سازی و طیف وسیعی از کاربردهای شیمیایی قلع استفاده می شود.

تاریخچه

قلع ( انگلوساکسون tin و لاتین stannum) یکی از قدیمی ترین فلزات شناخته شده است و از دوران باستان به عنوان بخشی از برنز مورد استفاده بوده است. چون موجب سخت شدن مس می گردد از 3500 سال قبل از میلاد در وسایل برنزی به کار رفته است.

رونق تجارت قلع در دوران باستان بین معادن Cornwall و تمدن های مدیترانه وجود داشته است. با این وجود شکل خالص این فلز تا تقریباً 600 قبل از میلاد کاربرد نداشته است.

پیدایش

تقریباً 35 کشور در جهان به استخراج قلع مشغولند. تقریباً هر قاره ای یک کشور مهم تولید کننده قلع دارد. قلع را با کاهش سنگ معدن به وسیله زغال سنگ درکوره های بازتابی تولید می کنند. بیشتر قلع جهان از رسوبات زردار ( Placer) به دست می آید و حداقل نیمی از آن در جنوب شرقی آسیا تولید می شود.

ایزوتوپ ها

قلع معمولی از 9 ایزوتوپ پایدار و 18 ایزوتوپ ناپایدار تشکیل شده است.

هشدارها

مقادیر کم قلع که در قوطی کنسروها وجود دارد، برای انسان بی ضرر است. ترکیبات قلع تری آلکیل و تری آریل زیست کش هایی هستند که هنگام کار با آن ها باید احتیاط کرد.

مرکز یادگیری سایت تبیان