Hechos Sobre El Estaño

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Propiedades, fuentes y usos del elemento lata.

El estaño es un elemento quizás mejor conocido por su uso en latas, que en estos días casi siempre son en realidad de aluminio. Incluso las latas originales, introducidas por primera vez en el siglo XIX, eran en su mayoría de acero, revestidas con estaño.

Así que el estaño puede ser sencillo, pero no carece de importancia. Este metal se utiliza para prevenir la corrosión y para producir vidrio. La mayoría de las veces se encuentra mezclado o aleado con otros metales. El peltre, por ejemplo, es mayormente de estaño.

Fuentes de estaño

El estaño es relativamente raro y representa solo 2 partes por millón de la corteza terrestre, según el Servicio Geológico de los Estados Unidos. El estaño se extrae de varios minerales, principalmente de Casiterita (SnO2). El metal se produce al reducir el mineral de óxido con carbón en un horno.

Se ha encontrado muy poca lata en los Estados Unidos, gran parte en Alaska y California. Según el Laboratorio Nacional de Los Álamos, el metal se produce principalmente en Malaya, Bolivia, Indonesia, Zaire, Tailandia y Nigeria.

Usos del estaño

Quizás el uso más importante del estaño, históricamente, ha sido fabricar bronce, una aleación de cobre y estaño u otros metales, que cambió la civilización al iniciar la Edad de Bronce. La gente comenzó a fabricar o cambiar herramientas y armas de bronce en diferentes momentos, dependiendo de la geografía, pero se acepta comúnmente que la Edad de Bronce comenzó alrededor del 3300 a. C. en el Cercano Oriente.

Solo los hechos

Según el Laboratorio Nacional de Acelerador Lineal de Jefferson, las propiedades del estaño son:

  • Número atómico (número de protones en el núcleo): 50
  • Símbolo atómico (en la tabla periódica de elementos): Sn
  • Peso atómico (masa media del átomo): 118.710
  • Densidad: 7.287 gramos por centímetro cúbico
  • Fase a temperatura ambiente: Sólido
  • Punto de fusión: 449.47 grados Fahrenheit (231.93 grados Celsius)
  • Punto de ebullición: 4,715 F (2,602 C).
  • Número de isótopos (átomos del mismo elemento con un número diferente de neutrones): 51, 8 estable
  • Isótopos más comunes: Sn-112 (abundancia natural 0.97 por ciento), Sn-114 (0.66 por ciento), Sn-115 (0.34 por ciento), Sn-116 (14.54 por ciento), Sn-117 (7.68 por ciento), Sn-118 ( 24.22 por ciento), Sn-119 (8.59 por ciento), Sn-120 (32.58 por ciento), Sn-122 (4.63 por ciento) y Sn-124 (5.79 por ciento)

Configuración electrónica y propiedades elementales del estaño.

Configuración electrónica y propiedades elementales del estaño.

Crédito: Greg Robson / Creative Commons, Andrei Marincas Shutterstock

Un metal viejo

Su uso en bronce se remonta a unos 5.000 años. También ha aparecido ocasionalmente en el registro arqueológico por su cuenta. Por ejemplo, los investigadores que excavaron en el Templo Judío en Jerusalén en 2011 descubrieron una pieza de hojalata del tamaño de un botón estampada con las palabras en arameo para "puro para Dios". Este sello puede haber sido usado para marcar objetos ceremoniales puros para rituales, según un informe en el periódico Haaretz.

Más allá del bronce, la mayor contribución de la lata a la humanidad fue probablemente la lata humilde. La lata tuvo sus orígenes en el problema perenne de cómo alimentar a un ejército en movimiento. Según el Instituto de fabricantes de latas (sí, incluso las latas tienen una organización comercial), Napoleón Bonaparte ofreció una recompensa en 1795 a cualquiera que pudiera encontrar una forma de conservar los alimentos para uso militar. En 1810, el chef francés Nicolas Appert ganó el premio de 12,000 francos inventando el enlatado: el proceso de sellar alimentos o bebidas en un frasco o botella con el uso de agua hirviendo.

Este descubrimiento allanó el camino para la invención de la lata solo un año después. En 1810, el comerciante británico Peter Durand obtuvo una patente por el uso de acero estañado para latas de alimentos. El estaño resiste la corrosión, lo que lo convierte en un revestimiento ideal para acero relativamente barato.

La lata llegó a las costas de Estados Unidos en 1818, y Thomas Kensett & Co, una compañía manufacturera, patentó la lata en Estados Unidos en 1825. La Guerra Civil provocó el aumento de la popularidad de la lata, ya que los generales una vez más buscaron una forma de alimentar a sus soldados

El apogeo de Tin terminó a mediados del 20th Siglo, sin embargo, cuando Coors Brewery presentó la primera lata de aluminio. Más barato, más ligero y reciclable, el aluminio superó rápidamente al estaño y al acero.

Pero el estaño todavía tiene sus usos. El estaño más el elemento niobio hace un metal superconductor usado para el alambre. Una aleación de estaño / plomo se utiliza para hacer soldadura. El cobre y otros metales se mezclan con estaño para hacer peltre, que alguna vez fue un metal común para la vajilla. Y el vidrio de la ventana obtiene su superficie suave y sedosa de un molde de estaño fundido, un método llamado proceso de Pilkington.

¿Quien sabe?

  • Esas estatuillas de los Oscar de oro no son de oro sólido. De hecho, son Britannia chapados en metal dorado. Y el metal Britannia está hecho de aproximadamente 92 por ciento de estaño (el resto es cobre y antimonio).
  • Sn? ¿No debería el símbolo atómico de la lata ser Tn? En realidad, Sn es la abreviatura de la palabra latina para estaño, estannum.
  • Cuando el estaño se dobla a temperatura ambiente, produce un crujido agudo conocido como "grito de estaño", causado por la deformación de los cristales de estaño.
  • Por debajo de los 13 grados centígrados, el estaño se convierte en una forma llamada "alfa-estaño". Esta lata gris en polvo es un alótropo, una forma diferente del elemento. El estaño alfa es un semiconductor, pero es difícil de hacer, según el químico Andrea Sella, del University College London.

La investigación actual

Recientemente, los investigadores técnicos se han entusiasmado con el grafeno, una capa de carbono de un solo átomo que es más dura que los diamantes y que se puede estirar como el caucho. Es totalmente posible que el próximo avance de alta tecnología como el grafeno venga de lata humilde.

Los investigadores son la Universidad de Stanford y el Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC del Departamento de Energía han inventado una capa de estaño de un átomo de espesor que llaman estaneno.

Stanene es especial porque es el primer material capaz de conducir electricidad con una eficiencia del 100 por ciento a temperatura ambiente. La adición de unos pocos átomos de flúor mantiene esta eficiencia hasta y más allá de las temperaturas a las que operan los chips de computadora, hasta aproximadamente 212 F (100 C).

"De acuerdo con la ley de Moore, el número de transistores en un circuito integrado denso se ha duplicado aproximadamente cada dos años", dijo el investigador del estudio Yong Xu, ahora físico de la Universidad Tsinghua en Beijing, a WordsSideKick.com. "Como consecuencia, la densidad de potencia de los circuitos integrados aumenta exponencialmente, lo que lleva a graves problemas de consumo de energía y disipación de calor".

Xu y su equipo, incluido el físico Shoucheng Zhang en Stanford, sabían que necesitaban un elemento pesado con las propiedades del llamado "aislante topológico". Un aislante topológico es un material que conduce electricidad a lo largo de su superficie, pero no conduce electricidad en su interior.

"Muchos aisladores topológicos han sido fabricados con elementos pesados, como mercurio, bismuto, antimonio, teluro y selenio", dijo Xu. "Ninguno de ellos era perfecto conductor de electricidad a temperatura ambiente".

Tin no había sido estudiado para este propósito antes. Pero Xu y sus colegas encontraron que cuando los átomos de estaño se organizan en una sola capa de panal, las propiedades de los elementos cambian. Según informaron los investigadores en noviembre de 2014, se convierte en un conductor perfecto de la electricidad a temperatura ambiente, sin que se pierda ni un solo electrón perdido.

La electrónica hecha con estaño debería producir menos calor y consumir menos energía que sus contrapartes de silicio.

Xu y sus colaboradores hicieron la lata de una sola capa con un proceso llamado epitaxy de haz molecular, que condensa las versiones gaseosas del elemento en una capa delgada dentro de un vacío. Es un proceso desafiante, dijo Xu, que requiere temperaturas exactas y velocidad de crecimiento de la capa para garantizar que la estructura atómica sea la correcta. El equipo espera desarrollar formas más baratas y más fáciles de hacer stanene en el futuro.

"El siguiente paso es cultivar muestras de estaneno de alta calidad a gran escala y luego usar el material para investigación fundamental y aplicaciones prácticas", dijo Xu.

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Recursos adicionales

  • Laboratorio de Jefferson: el elemento lata
  • Laboratorio Nacional de Los Alamos: Estaño
  • Real Sociedad de Química: Estaño


Suplemento De Vídeo: Soldando hojalata o latón, con soldador de estaño.




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