怕熱又怕冷的“錫”元素
化學(xué)先生 / 2019-05-19
人類最早發(fā)現(xiàn)和使用錫的歷史，可以追潮到4000年以前。古代人不僅使用偶制作一些錫器，而且發(fā)現(xiàn)錫有許多獨(dú)特的性質(zhì)，例如銅和錫形成合金青銅。
錫的元素符號＂Sn”源于拉丁文 Stannum“堅(jiān)硬”的意思。是大名尉的“五金”一一金、銀、銅、鐵、錫之一。早在遠(yuǎn)古時(shí)代人們便發(fā)現(xiàn)并使用錫了。在我國的一些古基中，便常發(fā)據(jù)到一些錫童、偶燭臺(tái)之類的偶器。據(jù)考證，我國商代已能治煉錫，并能將錫和鉛分辨開。我國周朝時(shí)，偶器的使用已十分普遍了。在埃及的古墓中，也發(fā)現(xiàn)有錫制的日常用品。
在自然界中，錫很少成游離狀態(tài)存在，因此就很少有純凈的金屬錫。最重要的錫礦是錫石，化學(xué)成分為二氧化錫。煉錫比煉銅、煉鐵、煉鋁都容易只要把錫石與木炭放在一起燒，木炭便會(huì)把錫從錫石中還原出來。很顯然古代的人們在有錫礦的地方燒簿火烤野物時(shí)，地上的錫石便會(huì)被木炭還原銀光閃閃的、熔化了的錫液便流了出來。正因?yàn)檫@樣，錫很早就被人們發(fā)現(xiàn)了。
我國有豐高的錫礦，特別是云南個(gè)舊，是世界聞名的“錫都”。此外，廣西、廣東、江西等省也產(chǎn)錫。
錫是銀白色的軟金屬，比重為7.3，熔點(diǎn)低，只有232℃，你把它放進(jìn)煤球爐中，它便會(huì)熔成水銀般的液體。錫很柔軟，用小刀能切開它。錫的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，在常溫下不易被氧氣氧化，所以它經(jīng)常保持銀閃閃的光澤。錫無毒，人們常把它鍍在銅鍋內(nèi)壁，以防銅遇水生成有毒的銅綠。焊錫也含有錫，一般含錫61％，有的是鉛錫各半。
錫在常溫下富有展性，特別是在100℃時(shí)，它的展性非常好，可以展成極薄的錫箔。平常，人們便用錫箔包裝香煙、糖果，以防其受潮(近年來，我國已逐漸用鋁箔代替錫箔。鋁箔與錫箔很易辨一一錫箔比鋁箔光亮得多)。不過，錫的延性卻很差，一拉就斷，不能拉成細(xì)絲。
100多年以前，俄國彼得堡的軍裝倉庫，發(fā)生了一件奇怪的案件:軍服上的錫紐扣，幾天間忽然像得了什么傳染病似的，全部都布滿了黑班。這不斷擴(kuò)大，沒多久，一個(gè)個(gè)組扣全變成灰色的粉末。“這是誰在蛋?沙皇知道了這件事大發(fā)雷置，勒令一定要把“罪”找出來。不久，“罪”被化學(xué)家們找到了，原來這是寒冷的天氣搞的鬼。
錫非常怕冷。在通常溫度下，白錫的晶體是穩(wěn)定的，白錫是由一些四方品系的錫品體組成的。如果溫度降得很低，錫晶體中的原子就會(huì)重新排列，從四方品系向立方晶系轉(zhuǎn)化，這時(shí)它的體積變大，整塊的白錫就變成了粉末狀的灰錫。人們常稱錫的這種變化為“錫疫”。“錫疫”的速度與溫度關(guān)系很大，即使在0℃以下的冬天，你家的錫壺照樣可以使用，這是因?yàn)閺陌族a到灰錫的轉(zhuǎn)化很慢，以至于我們觀察不到;但當(dāng)溫度降到-40℃以下時(shí)，白錫到灰錫的轉(zhuǎn)化很快，一塊白錫一會(huì)就變成一堆灰粉。另外這種“錫疫”是會(huì)“傳染”的，如果你把患有“錫疫”的錫器與“健康”的錫器相接觸，“健康”的錫器也會(huì)很快染上“錫疫”。因?yàn)樯倭炕义a的存在，可以大大加快白錫到灰錫的轉(zhuǎn)變過程。
錫也非常怕熱。當(dāng)溫度升高到160℃以上時(shí)，白錫又會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)樾狈骄档牧庑五a，菱形錫很脆，所以又稱脆錫。
盡管錫這種金屬有許多怪特性，但它在日常生活和工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中很有用，例如錫被人們稱為“制造罐頭”的金屬?，F(xiàn)在世界上每年生產(chǎn)的錫，將近一半用來制造馬口鐵片，而馬口鐵片最大的用途是制造罐頭。罐頭的出現(xiàn)，有200多年的歷史。在18世紀(jì)末和19世紀(jì)初，法國的拿破侖，經(jīng)常調(diào)兵遣將，侵略其他國家，他的軍隊(duì)到處遭到別國人民的反抗，使軍隊(duì)的食物供應(yīng)大成問題。于是，拿破侖懸賞征求一種能夠保藏魚、肉和蔬菜的方法，以便軍隊(duì)遠(yuǎn)征攜帶方便。法國的一個(gè)名叫尼古拉柏脫的青年想出一種方法:把物加熱后封存在斷閉的玻璃瓶中，可以久存不壞，這就是罐頭的發(fā)明由于玻璃易，不便于博帶，不久就出現(xiàn)了用鐵皮做的罐頭。鐵皮又容易生，最后出現(xiàn)了用馬口鐵做的罐頭。
偶的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易被銹蝕。人們常把錫在鐵皮外邊，用來防止鐵皮的銹使。這種穿了偶“衣服”的鐵皮，就是大家熟知的“馬口鐵”。1噸偶可以置蓋700多平方米的鐵皮，因此，馬口鐵很普遍，也很便宜。馬口鐵最大的“主順”是罐頭工業(yè)。如果注意保護(hù)，馬口鐵可使用十多年而保持不銹。但是，一且不小心磁破了偶“衣服”，鐵皮便很快被銹蝕，沒多久，整張馬口鐵便布滿紅棕色的鐵銹斑。所以，在使用馬口鐵制品時(shí)，應(yīng)注意千萬不要使偶層破損，也不要使它受潮、受熱。
偶也被大量用來制造錫銅合金一一青銅。
錫與硫的化合物一一硫化錫，它的顏色與金子相似，常用作金色顏料。錫與氧的化合物一一二氧化偶。錫于常溫下，在空氣中不受氧化，強(qiáng)熱之，則變?yōu)槎趸?。二氧化錫是不溶于水的白色粉末，可用于制造糖瓷白釉與乳白玻璃。19070年以來，人們把它用于防止空氣污染一一汽車廢氣中常含有有毒的一氧化碳?xì)怏w，但在二氧化偶的催化下，在300℃時(shí)，可大部轉(zhuǎn)化為二氧化碳。
錫和氯可形成兩種化合物：
二氯化偶(又稱氯化亞錫)，具有很強(qiáng)的還原能力，工業(yè)上常利用氯化亞錫使別種金屬還原，是化學(xué)上常用的還原劑之一;在染料工業(yè)上，也可用作媒染劑。
四氯化錫:在二氯化錫溶液里通入足量的氯氣，便可得到四氯化錫，四氯化錫是沸點(diǎn)114℃的無色液體。一遇水蒸氣就水解，冒出強(qiáng)烈的白煙，形成白色的濃霧，軍事上用它裝在炮彈里，制成煙霧彈。四氯化錫能與氯化銨化合，生成一種復(fù)鹽(SnCl·2NH4C)，是重要的媒染劑。
近年來，錫化合應(yīng)用又開辟了新的領(lǐng)域。世界上每年有幾萬噸的有機(jī)錫化合物用來制造殺蟲劑、除草劑和防污涂料。
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