Stagno (elemento chimico): differenze tra le versioni

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Lo stagno è un metallo malleabile e molto duttile bianco argenteo, con una struttura cristallina particolare che provoca uno stridio caratteristico quando una barra di stagno viene piegata (il [[rumore (acustica)|rumore]] è causato dalla rottura dei cristalli): se riscaldato, perde la sua duttilità e diventa fragile. Questo metallo resiste alla corrosione da [[Acqua di mare|acqua marina]], da [[acqua distillata]] e da [[acqua potabile]], ma può essere attaccato da [[Acido forte|acidi forti]], da [[base (chimica)|alcali]] e da sali acidi. Lo stagno agisce da [[catalizzatore]] in presenza di [[ossigeno]] disciolto nell'acqua e accelera l'attacco chimico.
 
== Forme allotropiche ==
Lo stagno solido a temperature normali ha due [[Allotropia (chimica)|forme allotropiche]]. Sotto i {{M|13,2||°C}} è stabile la forma allotropica alfa, detta ''stagno grigio'', che ha una [[Sistema cristallino|struttura cristallina]] cubica molto simile al [[silicio]] e al [[germanio]]. Sopra la temperatura limite di 13,2 °C invece è stabile la seconda forma allotropica, stagno beta, detto anche ''stagno bianco'' con una struttura cristallina tetragonale.
 
Stagno alfa: densità 5,769 g/cm³; numero di coordinazione 4
 
<br />
Stagno beta: densità 7,265&nbsp;g/cm³; numero di coordinazione 6
 
Se raffreddato da solido, lo stagno bianco si riconverte lentamente nella forma allotropica alfa. Questo fenomeno, noto come ''peste dello stagno'', viene sfavorito da impurità di [[alluminio]] e [[zinco]] presenti nel metallo che ne abbassano la transizione a 0 gradi. Per impedire del tutto questa trasformazione vengono aggiunte allo stagno puro piccole quantità di [[antimonio]] e [[bismuto]].
 
== Applicazioni ==
Lo stagno si lega facilmente col [[ferro]] ed è stato usato in passato per rivestire [[piombo]], [[zinco]] e [[acciaio]] per impedirne la corrosione. I contenitori, lattine e scatolette, in [[Latta|banda stagnata]] (lamierino di acciaio stagnato) sono tuttora largamente usati per conservare i cibi, un uso che copre gran parte del mercato mondiale dello stagno metallico. Oltre alla forma metallica trovano largo impiego industriale diversi dei numerosi composti, organici ed inorganici, dello stagno IV.
 
Altri usi:
* Alcune importanti [[Lega (metallurgia)|leghe]] dello stagno sono: il [[bronzo]] nelle sue varie formulazioni (come la [[lega campanaria]], il [[bronzo fosforoso]] e il [[bronzo statuario]]), il [[metallo di Babbitt]], leghe [[die casting]], il [[peltro]], la [[lega da saldatore]], il [[princisbecco]] e il [[White metal (lega)|White metal]].
* Il sale di stagno più importante è il [[cloruro stannico|cloruro di stagno]] che si usa come agente riducente e come mordente nella [[stampa calico]]. Quando dei sali di stagno vengono spruzzati sul vetro, si forma un rivestimento elettricamente conduttivo: questo fenomeno viene sfruttato nella fabbricazione di pannelli luminosi e per frangivento antighiaccio.
* Il vetro delle finestre è molto spesso fabbricato raffreddando il vetro fuso facendolo galleggiare sopra una massa di stagno fuso, per ottenere una superficie piatta (è il famoso [[processo Pilkington]]).
* Lo stagno si usa anche nelle saldature per unire tubi di rame e di piombo ed entra nella composizione delle più diffuse leghe per saldatura utilizzate per componenti e circuiti elettronici, in leghe per [[Bronzina|bronzine]], nella fabbricazione del vetro e in una vasta gamma di processi chimici.
* Fogli di stagno (''carta stagnola'') erano un imballaggio per cibo e medicinali. Ormai sono stati soppiantati da sottilissimi [[Alluminio per confezionamento|fogli di alluminio laminato]].
* Composti organici dello stagno si usano nelle vernici [[vernice antivegetativa|antivegetative]] con cui è dipinta l'[[Carena|opera viva]] delle navi per impedire il proliferare di alghe, crostacei e molluschi su di essa (per esempio il Tributil Stagno Ossido – TBTO).
 
Lo stagno diventa [[Superconduttività|superconduttore]] al di sotto dei {{M|3,72||K}}: è stato uno dei primi superconduttori scoperti (il primo è [[Mercurio (elemento chimico)|mercurio]] allo stato solido) e l'[[Effetto Meissner-Ochsenfeld|effetto Meissner]], una delle caratteristiche dello stato di superconduttività, è stato osservato per la prima volta in cristalli superconduttori di stagno. La lega [[niobio]]-stagno Nb<sub>3</sub>Sn è usata commercialmente per fabbricare cavi per [[magnete superconduttore|magneti superconduttori]] grazie all'alta temperatura critica (18&nbsp;K) e l'alto valore critico di campo magnetico ({{M|25||T}}). Un magnete superconduttore di un paio di chilogrammi di massa può generare lo stesso campo di un magnete convenzionale pesante molte tonnellate.
 
== Storia ==
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== Abbondanza ==
Circa 35 paesi nel mondo hanno [[Miniera|miniere]] di stagno in attività e praticamente in ogni continente c'è un importante produttore di stagno. Lo stagno metallico si produce riducendo il minerale con [[carbone]] in una [[fornace a riverbero]]. L'elemento stagno è relativamente scarso nella [[crosta terrestre]], con un'abbondanza relativa di circa 2&nbsp;[[parti per milione|ppm]], a paragone con le 94&nbsp;ppm per lo zinco, le 63&nbsp;ppm per il rame e le 12&nbsp;ppm per il piombo. La maggior parte dei [[giacimento|giacimenti]] di stagno del mondo sono di natura [[Alluvione|alluvionale]] e metà di essi è nel [[Sud-est asiatico|sudest asiatico]]. L'unico minerale importante dal punto di vista estrattivo è la [[cassiterite]] (Sn[[ossigeno|O]]<sub>2</sub>), ma piccole quantità di stagno si possono ottenere anche da [[solfuri]] complessi come [[stannite]], [[cilindrite]], [[franckeite]], [[canfieldite]] e [[teallite]].
 
== Composti ==
=== Ossidi ===
* [[Diossido di stagno|Diossido di stagno (SnO<sub>2</sub>)]]
* [[Monossido di stagno|Monossido di stagno (SnO)]]
 
=== Alogenuri ===
* [[Cloruro stannico|Cloruro stannico (SnCl<sub>4</sub>)]]
* [[Cloruro stannoso|Cloruro stannoso (SnCl<sub>2</sub>)]]
* [[Bromuro stannico|Bromuro stannico (SnBr<sub>4</sub>)]]
 
=== Composti organometallici ===
{{vedi anche|stannani}}
 
== Isotopi ==
Lo stagno è l'elemento con [[Lista di elementi per stabilità degli isotopi|il maggior numero]] di [[Isotopo stabile|isotopi stabili]], dieci; questi comprendono tutti quelli con le masse atomiche fra 112 e 124, ad eccezione di 113, 121 e 123. Di questi, quelli più abbondanti sono <sup>120</sup>Sn (almeno un terzo di tutto lo stagno), <sup>118</sup>Sn e <sup>116</sup>Sn, mentre quello meno abbondante è <sup>115</sup>Sn. Gli isotopi che possiedono numeri atomici pari non hanno [[Spin|spin nucleare]], mentre quelli dispari hanno uno spin di +½. Lo stagno, insieme ai suoi tre isotopi più comuni <sup>115</sup>Sn, <sup>117</sup>Sn e <sup>119</sup>Sn, è tra gli elementi più facili da rilevare e analizzare mediante la [[Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare|spettroscopia NMR]] e i suoi [[Spostamento chimico|spostamenti chimici]] sono raffrontati rispetto allo SnMe<sub>4</sub>.<ref>Soltanto [[Idrogeno|H]], [[Fluoro|F]], [[Fosforo|P]], [[Tallio|Tl]] e [[Xeno|Xe]] hanno una ricettività più alta all'analisi [[Risonanza magnetica nucleare|NMR]] per i campioni contenenti isotopi nella loro abbondanza naturale.</ref><ref>{{cita web| url = http://www.nyu.edu/cgi-bin/cgiwrap/aj39/NMRmap.cgi| titolo=Interactive NMR Frequency Map| accesso=5 maggio 2009}}</ref>
 
Si pensa che questo ampio numero di isotopi sia un risultato diretto dello stagno che possiede un [[numero atomico]] di 50, che nella fisica nucleare è un "[[Numero magico (fisica)|numero magico]]". Ci sono 28 isotopi instabili aggiuntivi che sono noti, che abbracciano tutti quelli rimanenti con masse atomiche tra 99 e 137. A parte lo [[Stagno-126|<sup>126</sup>Sn]], che ha un'[[Emivita (fisica)|emivita]] di {{formatnum:230000}} anni, tutti gli isotopi radioattivi hanno un'emivita di meno di un anno. Lo [[Stagno-100|<sup>100</sup>Sn]] radioattivo è uno dei pochi nuclidi che possiedono un nucleo "[[Numero magico (fisica)|doppiamente magico]]" e fu scoperto in tempi relativamente recenti, nel 1994.<ref>{{cita pubblicazione|nome = Phil|cognome = Walker|titolo = Doubly Magic Discovery of Tin-100|rivista = Physics World|volume = 7|numero = giugno|anno = 1994|url = http://physicsworldarchive.iop.org/index.cfm?action=summary&doc=7%2F6%2Fphwv7i6a24%40pwa-xml&qt=|cid= harv}}</ref> Altri 30 [[Isomeria nucleare|isomeri metastabili]] sono stati caratterizzati per gli isotopi tra 111 e 131, il più stabile dei quali essendo lo [[Stagno-121m|<sup>121m</sup>Sn]], con un'emivita di 43,9 anni.
 
== Precauzioni ==
Le piccole quantità di stagno che si possono trovare nei cibi in scatola non sono dannose per gli esseri umani. Però, i composti [[alchile|trialchilici]] e [[arile|triarilici]] dello stagno sono [[biocida|biocidi]], e devono essere maneggiati con molta attenzione.
 
== Note ==
<references/>
 
== Citazioni letterarie ==
* Allo stagno è dedicato uno dei racconti de ''"[[Il sistema periodico]]"'' di [[Primo Levi]].
* Viene citato in ''"Oceano Mare"'' di [[Alessandro Baricco]], quando lo scrittore (parlando in prima persona) descrive la situazione dei naufraghi sulla zattera, che "si tenevano pezzi di stagno sotto la lingua per resistere alla sete"
* [[Hans Christian Andersen]] rende protagonista un soldatino giocattolo forgiato con lo stesso metallo: [[Il soldatino di stagno]].
 
== Bibliografia ==
* {{cita libro | nome= Francesco | cognome= Borgese | titolo= Gli elementi della tavola periodica. Rinvenimento, proprietà, usi. Prontuario chimico, fisico, geologico | editore= CISU | città= Roma | anno= 1993 | isbn= 88-7975-077-1 | url= http://books.google.it/books?id=9uNyAAAACAAJ}}
* {{cita libro | autore= R. Barbucci | autore2= A. Sabatini | autore3= P. Dapporto | titolo= Tavola periodica e proprietà degli elementi | editore= Edizioni V. Morelli | città= Firenze | anno= 1998 | cid= Tavola periodica e proprietà degli elementi | url= http://www.idelsongnocchi.it/online/vmchk/chimica/tavola-periodica-degli-elementi-iupac.html | urlmorto= sì | urlarchivio= https://web.archive.org/web/20101022060832/http://www.idelsongnocchi.it/online/vmchk/chimica/tavola-periodica-degli-elementi-iupac.html | dataarchivio= 22 ottobre 2010 }}
 
== Voci correlate ==
* [[Solfato stannoso]]
* [[Stagno nativo]]
* [[Bromuro stannico]]
* [[Diossido di stagno]]
 
== Altri progetti ==
{{interprogetto|wikt=stagno|wikt_etichetta=stagno}}
 
== Collegamenti esterni ==
* {{Collegamenti esterni}}
* {{Cita web|http://periodic.lanl.gov/elements/50.html|Tin|lingua=en|editore=[[Los Alamos National Laboratory]]}}
* {{Cita web|http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Sn/index.html|Tin|lingua=en|sito=WebElements.com}}
* {{Cita web|http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Sn.html|Tin|lingua=en|sito=EnvironmentalChemistry.com}}
 
{{Elementi chimici}}