TÍNH CHẤT HÓA HỌC, ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG CỦA THIẾC (Sn)

1. Lịch sử về nguyên tố thiếc

 -  Thiếc là một kim loại màu trắng bạc, kết tinh cao, dễ uốn, dễ dát mỏng. Khi một thanh thiếc bị bẻ cong, âm thanh nứt vỡ có thể nghe được do song tinh của các tinh thể.

2. Tính chất vật lí

 -  Thiếc-β (dạng kim loại hay thiếc trắng), ổn định ở mức nhiệt độ phòng và cao hơn, có tính dễ dát mỏng; trong khi thiếc-α (dạng phi kim hay thiếc xám), ổn định ở nhiệt độ dưới 13,2 °C, có tính giòn. Nó có dạng cấu trúc tinh thể kiểu kim cương, tương tự như kim cương, silic hay germani. Thiếc-α không có tính chất kim loại nào cả. Nó là một loại bột màu xám xỉn không có ứng dụng rộng rãi, ngoại trừ một vài ứng dụng làm vật liệu bán dẫn đặc biệt. Hai dạng thù hình là thiếc-α và thiếc-β thường được gọi là thiếc xám và thiếc trắng. Hai dạng thù hình khác là thiếc-γ và thiếc-σ tồn tại ở nhiệt độ trên 161 °C và áp suất trên vài GPa. Mặc dù nhiệt độ biến đổi dạng α-β trên danh nghĩa là ở 13,2 °C, nhưng các tạp chất (như Al, Zn, vv...) hạ thấp nhiệt độ chuyển đổi dưới 0 °C khá sâu, và khi bổ sung Sb hoặc Bi thì sự chuyển đổi có thể không xảy ra, làm tăng độ bền của thiếc.

 3. Tính chất hóa học

 - Thiếc là kim loại có tính khử yếu hơn kẽm và niken.

 - Thiếc có tính chống ăn mòn từ nước nhưng dễ hòa tan bởi axit và bazơ thể hiện tính lưỡng tính.

a. Tác dụng với phi kim

 - Tác dụng với oxi: ở điều kiện thường trong không khí, Sn không bị oxi hóa. Ở nhiệt độ cao, Sn bị oxi hóa thành SnO₂.

Sn + O₂  → SnO₂ .

 - Tác dụng với halogen. 

 Ví dụ: Sn + 2Cl₂  → SnCl₄

b. Tác dụng với axit

 - Thiếc tác dụng chậm với với dung dịch HCl và H₂SO₄ loãng tạo thành muối Sn (II) và hidro.

Sn + H₂SO₄  → SnSO₄ + H₂

 - Với H₂SO₄ và HNO₃ đặc tạo thanh hợp chất Sn (IV)

Sn + 2H₂SO₄(đặc)  → SnO₂ +  2SO₂ + 2H₂O.

Sn + 4HNO₃ (đặc)  → SnO₂  + 4NO₂  + 2H₂O.

4Sn + 10HNO₃ (rất loãng)  → 4Sn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O.    

b. Tác dụng với dung dịch kiềm đặc

Sn + NaOH (đặc, nguội) + 2H₂O  → Na[Sn(OH)₃ ]  + H₂  

Sn + 2NaOH (đặc) + 4H₂O  → Na₂ [Sn(OH)₆] + 2H₂ .                  

 4. Trạng thái tự nhiên

 - Trong tự nhiên, thiếc được bảo vệ bằng màng oxit, do vậy thiếc tương đối bền và bị ăn mòn chậm.

5. Điều chế

 - Thiếc được sản xuất từ việc khử quặng thiếc với cacbon trong lò lửa quặt.

   SnO₂ + 2C  → Sn + 2CO

 6. Ứng dụng

 -  Thiếc được dùng để tráng lên về mặt các vật bằng thép, vỏ hộp thực phẩm, nước giải khát, có tác dụng chống ăn mòn, tạo vẻ đẹp không độc hại Thiếc dùng chế tạo hợp kim

Ví dụ: Hợp kim Sn-Sb-Cu có tính chịu ma sát, dùng để chế tạo ổ trục quay Hợp kim Sn-Pb có nhiệt độ nóng chảy thấp (1800C) dùng để chế tạo thiếc hàn g ăn mòn, tạo vẻ đẹp không độc hại.

Trung tâm luyện thi, gia sư - dạy kèm tại nhà NTIC Đà Nẵng