Tin

Koostis / struktuur

Keemiline element tina (Stannum, Sn), omab kolme allotroopset modifikatsiooni. Temperatuuridel vahemikus 13.2°C kuni 161 °C on stabiilne tetragonaalse kristallstruktuuriga b-tina (b-Sn) – tina enamtuntud ja –kasutatud vorm („valge tina“). Temperatuuridel alla 13.2°C läheb b-tina üle kuubilise struktuuriga a-tinaks („hall tina“). Temperatuurdel üle 161 °C on stabiilne tina kolmas allotroop.

Omadused

b-tina tina on hõbevalge värvusega (a-tina on hall) pehme metall (kõvadus Mohsi skaalas 1,5), tema tihedus on 7310 kg/m³, eritakistus 1,1·10^-7 Wm. Tina sulab temperatuuril 505.08 K (231.93 °C). a-tina on oma elektrilistelt omadustelt pooljuht, tina kõrgtemperatuurne (>161 °C) allotroop on habras metall.

Saamine

Tina looduses ehedalt ei esine, tähtsaim tinamaak on kassiteriit (tinaoksiid SnO₂), suured maardlad Malaka poolsaarel ja Boliivias. Looduslikud tinavarud maakides on kiiresti ammendumas, järjest olulisemaks muutub tina saamine seda sisaldavast utiilist.

Rakendused

Tina on üks vanemaid inimkonnale tuntud metalle, selle sulam vasega – pronks – oli kasutusel juba ca 5500 aastat tagasi (pronksiaeg) [2]. Ajaloolise rakendusena sulamis pliiga (i.k. pewter) nn. tinanõude valmistamiseks, erinevas tina-plii vahekorras orelivilede valmistamiseks [3]. Korrosioonivastase kattena (tinutatud plekk). Mitmesuguste sulamite koostises: joodised (levinud 63% tina-37% pliid), tüpograafilised sulamid. Tinaraame kasutatakse klaasmosaiigi jt klaasist dekoratiivesemete raamimiseks. Indium-tina-oksiidi (ITO) kasutatakse elektrit juhtiva läbipaistva pinnakattena. Tina sulam nioobiumiga Nb₃Sn on kasutusel ülijuhtivate solenoidide valmistamisel suhteliselt kõrgete kriitilise temperatuuri (18 K) ja kriitilise välja (25 T) väärtuste tõttu. Aknaklaasi valmistatakse vedela klaasimassi jahutamisega sulatina vannil (Pilkingtoni protsess).

Näidised

E57.1. Tinavardad (b-Sn)

E57.2. “Tinaõnn”

Demod, katsed

D57.1. “Tina hääl” (tin cry)- karakteerne ragin tinavarda paenutamisel: heli (.wav, 236 kB). “Tina hääle” mikroskoopiliseks põhjuseks on mehhaanilisest deformatsioonist tingitud üleminekud b-tina tetragonaalsete kristallirakkude kahe peegelsümmeetrilise kuju vahel (twinning).

D57.2. “Õnnevalamine” (vt. E57.2 – kuidas saada nii fraktaalset õnne?), milleks kasutatakse ka tina sulameid (pliiga).

D57.3. “Tinakatk”: b-Sn ® a-Sn faasisiire. Tinakatk (i.k. tin plague, tin pest, tin lepsory) põhjustas Euroopas külmades kirikuruumides paljude orelite tinavilede hävinemise ja loomulikult arvati, et Saatan ise on asjasse segatud. Legendide järgi (mida lugeja võib uskuda, mitte uskuda või püüda ise kontrollida), sai tinakatk saatuslikuks ka Napoleon Bonapartele ja Robert Scottile, hävitades Napoleoni Venemaa-sõjakäigul 1812. a. karmis talves ta soldatite sinelite tinanööbid ja kapten Scotti Antarktika-ekspeditsioonil (1910 -1912) petrooleumikanistrite tinajoodised, mis viis vaprate meeste hukkumiseni. Tinakatku soodustavad tsingi ja alumiiniumi lisandid ja pidurdavad antimoni ja vismuti lisandid.

Viited:

1. Chemistry : Periodic Table : tin : key information [05.01.04].Tin, in “Webster’s Online Dictionary. The Rosetta Edition^TM” [18.09.04]
2. Miks küll tinavile täis peab olema? Ja miks tinategemine sageli see kõige viimane abinõu peab olema?

Tänu: TÜ Teaduskeskus AHHAA

Koostas: JK