chemisches Element mit dem Symbol Sn und der Ordnungszahl 50, Schwermetall Aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
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Zinn ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Sn (lateinischstannum) und der Ordnungszahl50. Im Periodensystem steht es in der 5. Periode und in der 4. Hauptgruppe, bzw. 14.IUPAC-Gruppe oder Kohlenstoffgruppe. Das silberweiß glänzende und sehr weiche Schwermetall lässt sich mit dem Fingernagel ritzen. Zinn hat einen für Metalle sehr niedrigen Schmelzpunkt. Seine Hauptverwendung lag früher im Bereich der Herstellung von Geschirr, das von Zinngießern innerhalb der städtischen Handwerkszünfte bis ins 19. Jahrhundert als weit verbreitete Gebrauchs- und Ziergegenstände als Bestandteile der bürgerlichen Haushalte hergestellt wurde. Im Orgelbau ist Zinn unverzichtbarer Bestandteil bei der Herstellung von Metallpfeifen. Moderne Nutzung erfolgt im Bereich von Elektrolöten sowie im Verzinnen von lebensmittelechten Konserven oder auch in der Medizin. Historisch hat der Mensch Zinn zuerst als Beimengung zum Kupfer als Legierungsmittel zur Herstellung der Bronze genutzt.[14]
Der Titel dieses Artikels ist mehrdeutig. Weitere Bedeutungen sind unter Zinn (Begriffsklärung) aufgeführt.
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Etymologie
Das Wort Zinn (ahd., mhd.zin) ist vielleicht verwandt mit ahd. zein „Stab“, „Stäbchen“, „Zweig“ (siehe Zain). Ein möglicher Hintergrund für diese Wortverwandschaft könnte sein, dass das Metall in vorgeschichtlichen Funden in Stäbchenform erscheint.[15][16] Eine andere Erklärung geht davon aus, dass das Hauptzinnerz Kassiterit (Zinnstein) auch in Form von Nadeln oder „Stäbchen“ auftritt. Die Verwandtschaft mit althochdeutsch zein ist allerdings „weder morphologisch noch semantisch befriedigend“.[15]
Die metallurgische Verarbeitung des Kupfers begann in der Kupfersteinzeit im 5. Jahrtausend vor Christus, so etwa in der Vinča-Kultur auf dem Balkan ab 5400–4800 v. Chr. und im Vorderen Orient auf dem Gebiet des heutigen Iran und der Türkei zwischen 5200 und 5000 v.Chr.[17] Da reines Kupfer relativ weich ist, muss es für die Verwendung in Werkzeugen und Waffen möglichst gehärtet werden. Ab dem 4. Jahrtausend vor Christus wurde hierfür, wahrscheinlich durch die Verwendung eines entsprechenden arsenhaltigen Kupfererzes, Arsenkupfer und manchmal Antimonkupfer genutzt, ein gezielter Zusatz von Arsen ist eher unwahrscheinlich.[18]
Auch zinnhaltiges Kupfer ist deutlich härter als reines Kupfer, dieses wird Zinnbronze oder meist kurz Bronze genannt. Der älteste datierte Bronzefund wurde in Pločnik in Serbien gemacht und auf ca. 4650 v. Chr. datiert. Er wurde wahrscheinlich durch Verhüttung einer Mischung aus Fahlerz und Stannit hergestellt.[19] Archäologisch nachgewiesen sind Bronzegegenstände in Anatolien und Mesopotamien seit etwa 3000 v. Chr., diese wurden zunächst vorwiegend als Schmuck verwendet. Hiermit begann die Frühe Bronzezeit. Etwa zu dieser Zeit entstand auch das älteste bekannte Bergwerk zum Zinnabbau Kestel im südtürkischen Taurusgebirge sowie die in der Nähe liegende Verarbeitungsstätte Göltepe.[20][21]
Ab Mitte des 3. Jahrtausends v. Chr. ist Zinnbronze in größeren Mengen archäologisch nachweisbar. Sie breitet sich dabei in kurzer Zeit in einem großen Raum aus. Wichtige Funde waren unter anderem in den Königsgräbern von Ur und in Troja II, aber auch in weiteren Fundorten von der Ägäis bis Susa. In Ägypten ist die Verwendung von Zinnbronze -von Einzelobjekten abgesehen- erst ab dem Neuen Reich (ca. 1550 v. Chr.) in größerem Umfang nachweisbar.[18] In Europa wird zuerst ab 2200 v. Chr. in Großbritannien Arsenkupfer durch Bronze ersetzt, von dort aus breitete sich die Verwendung langsam nach Süden und Osten aus, ab etwa 1800 v. Chr. findet sich Bronze in Mitteleuropa und im Alpenraum zuletzt ab etwa 1500 v. Chr. im Süden Spaniens, Süditalien und auf dem Balkan.[22] In der Indus-Kultur wurde Bronze im 3. Jahrtausend v. Chr. verwendet und in Orten wie Mohenjo-Daro oder Harappa gefunden.[23.1] Die ältesten bekannten Chinesischen Ritualbronzen stammen aus der Xia-Dynastie um 2000 v. Chr.[24]
Karte mit bronzezeitlichen Zinnfunden und Vorkommen von Europa bis Zentralasien
Woher das Zinn für die frühe Bronzeherstellung stammt, ist eine in der Wissenschaft intentsiv und schon lange Zeit diskutierte Frage. Dies liegt zum einen daran, dass es nur relativ wenige Orte gibt, an denen größere Mengen Zinnerz, vor allem das leicht zu verhüttende Kassiterit zu finden ist, zum anderen, dass gerade in den Gegenden wie Mesopotamien, in denen sehr frühe reiche Bronzefunde gemacht wurden, kaum Zinnvorkommen bekannt ist. Es ist daher wahrscheinlich und in Mesopotamien auch durch Texte belegt, dass Zinn durch Fernhandel bezogen wurde. Die genaue Quelle des Zinns für die mesopotamische Bronze ist dabei bis heute nicht eindeutig geklärt. Die schriftlichen Belege sprechen für einen Handel über Zwischenstationen, es werden etwa Dilmun, Anschan, Susa und Meluḫḫa als Bezugsquellen erwähnt, die selbst aber keine Zinnvorkommen aufweisen. Als Abbaugebiet wird Aratta genannt, wobei es unklar ist, ob dies ein reales Gebiet (etwa in Kerman oder Badachschan) oder ein mythologischer Ort ist.[23.2] Gehandelt wurden vor allem von assyrischen Kaufleuten standardisierte Barren aus metallischem Zinn. Diese wurden unter anderem im Schiff von Uluburun gefunden, das im 14. Jahrhundert v. Chr. gesunken war.[23.3]
Eine mögliche Quelle ist Kestel im Taurusgebirge, allerdings wurde häufig bestritten, dass der Ort ausreichende Mengen an Zinn für eine größere Produktion bieten konnte. Andere diskutierte Orte mit Zinnvorkommen reichen von Cornwall und dem Erzgebirge im Westen bis Orten im heutigen Iran, Afghanistan oder Usbekistan im Osten.[18] In Europa ist der Abbau von Zinn in Cornwall seit etwa 2200 v. Chr.[22] und in Schellerhau im Erzgebirge seit etwa 2000 v. Chr.[25] nachgewiesen. Im Iran waren Zinnbergwerke lange Zeit unbekannt, jedoch wurde mittlerweile in Deh Hosein in der heutigen Provinz Markazi prähistorischer Zinnbergbau gefunden.[23.4] Im heutigen Usbekistan und Tadschikistan wurden bronzezeitliche Zinnbergwerke (Karnab, Lapas, Čangali, Mušiston) im Tal des Serafschan zwischen Buchara und Samarkand untersucht.[23.5]
Antike
In den Epen Homers sowie bei Hesiod tauchen Zinneinlagen als Schmuckornament an Streitwagen und Wehrschilden des Agamemnon sowie des Herakles auf; für Achilles werden zinnerne (wohl „verzinnte“) Beinschienen beschrieben.[26] Das Zinn, das die Griechen für den Bronzeguss benutzten, stammte nach Herodot von den Kassiteriden, deren geographische Lage diesem aber unbekannt war. Diese Inseln werden auch von Strabon erwähnt und beschrieben, der sie weit nördlich von Spanien lokalisiert, in der Nähe Britanniens.[27]
Der römische Schriftsteller Plinius der Ältere unterscheidet in der Naturalis historia zwischen plumbum album („weißes Blei“, wahrscheinlich Zinn) und plumbum nigrum („schwarzes Blei“) und beschreibt Zinnlegierungen. Hier wurde zwischen stagnum, argentarium und tertiarium unterschieden. Zwar beschreibt Plinius bei der Bleiherstellung die Entstehung von stagnum als Werkblei, allerdings wird das in der römischen Literatur beschriebene stagnum überwiegend für Zinn oder eine stark zinnhaltige Legierung gehalten. Diese wurde für die Herstellung von Gefäßen und Schatullen, aber auch für die Beschichtung von Kupfergefäßen und Spiegel verwendet. Sueton beschreibt, dass Vitellius als Prokonsul in Africa Gold und Silber gestohlen habe, indem er sie durch Messing und stagnum ersetzte. Tertiarium ist eine stark bleihaltige Legierung (zwei Drittel Blei, ein Drittel Zinn) und wurde für das Verlöten von Bleirohren verwendet.[28] Aus stagnum wurde im Spätlateinstannum, wovon sich das Elementsymbol Sn des Zinns ableit.[29]
Über den Zinnbergbau zu römischer Zeit ist archäologisch wenig bekannt. In Spanien wurden in der Nähe von Baltar in Galicien Bergwerke gefunden, die zu römischer Zeit betrieben wurden.[30] Dies bestätigt Plinius, der Kassiterit-Vorkommen in Lusitania und Gallaecia beschreibt.[31.1] Zudem konnte aus Zinn-Ablagerungen im Torf des Bodmin Moors und Dartmoors nachgewiesen werden, dass von etwa 100 bis 400 n. Chr. in Cornwall Zinn abgebaut und verarbeitet wurde.[32]
Mittelalter und Neuzeit
Pilgerzeichen aus 14. Jahrhundert
Nach Ende des römischen Reiches ist in Europa zunächst kein Zinnbergbau mehr vorhanden. Erst ab etwa 700 könnte die Zinnproduktion in Cornwall und Devon wieder aufgenommen worden sein.[32] Bis zur Entwicklung des Zinnbergbaus im Erzgebirge am Ende des 13. oder zu Beginn des 14. Jahrhunderts blieb England der einzig signifikante Zinnproduzent in Europa.[33] Im Erzgebirge wird Zinnbergbau erstmals 1305 in Graupen und 1324 in Seiffen urkundlich erwähnt.[34]
Ab Mitte des 12. Jahrhunderts beginnt zunächst in großen Pilgerzentren wie Rom oder Rocamadour die Produktion von Pilgerzeichen aus einer Zinn-Blei-Legierung (Hartzinn). Diese wurden an die Pilger verkauft und an der Kleidung getragen, um den Stand zu kennzeichnen. Ab dem 13. Jahrhundert breitet sich die Verwendung auch in Deutschland aus und dauert bis zum 16. Jahrhundert.[35] Hergestellt wurden diese Zeichen durch Zinngießer in großen Mengen in Gießverfahren mit vorgefertigten Formen. Gleichzeitig nahm auch die Verwendung von Zinn für Haushaltsgegenstände wie Löffel, Teller oder Schmuck stark zu.[36][34]
In der Alchemie spielte Zinn eine Rolle und wurde dem Planeten Jupiter zugeordnet.[31.2] In der ab dem 1. Jahrhundert in Ägypten entwickelten griechischen Alchemie war Zinn ein Teil der Transmutation. Zinn wurde zunächst mit Blei, Eisen und Kupfer zusammengeschmolzen, um die tetrasomia genannte „Urmaterie“ zu gewinnen. Es folgte die „Weißfärbung“ durch Eintauchen in geschmolzenes Zinn oder Quecksilber, darauf die „Goldfärbung“, also eine Umwandlung in Gold und schließlich eine schwer zu deutende „Violettfärbung“ mit einem chrysokorallos („Goldkoralle“) genannten Endprodukt.[31.3]
Gegen Ende des 19. Jahrhunderts wurde Zinn ein wichtiges Metall für die Industrialisierung. Es wurde in verschiedenen Bereichen eingesetzt, unter anderem Textilindustrie, als Lot oder Lagermetall in der Elektroindustrie und dem Maschinenbau oder auch in der Rüstungsindustrie (Rotguss für Geschütze). Wichtigstes Einsatzgebiet war aber Weißblech, mit Zinn beschichtete Eisenbleche, die vor allem für Verpackungen wie Konservendosen verwendet wurden. Da die europäischen Zinnminen den steigenden Bedarf nicht mehr decken konnten, wurden große Mengen Zinn aus Südostasien, vor allem aus Malakka und der Insel Bangka bei Sumatra importiert. Der Zinnabbau führte 1874 zur Gründung der Federated Malay States durch Großbritannien. Die starke Ausweitung des Zinnbergbaus brachte große soziale Veränderungen wie die Ansiedlung einer großen Zahl chinesischer Arbeiter und eine erhebliche Umweltzerstörung in die betroffenen Gebiete.[37]
Primäre Zinnvorkommen umfassen Greisen-, hydrothermale Gang- und seltener auch Skarn- und Vulkanisch-exhalative-Lagerstätten (VHMS). Da das wirtschaftlich bedeutendste Zinnmineral Kassiterit SnO2, auch Zinnstein genannt, ein sehr stabiles Schwermineral ist, kommt ein großer Teil der Zinnproduktion auch aus sekundären Seifenlagerstätten. In einigen primären Lagerstätten besitzt auch das Sulfidmineral Stannit Cu2FeSnS4 Bedeutung für die Zinnproduktion. Auf primären Zinnlagerstätten kommt das Element oft mit Arsen, Wolfram, Bismut, Silber, Zink, Kupfer und Lithium vergesellschaftet vor.
Zur Gewinnung von Zinn wird das Erz zuerst zerkleinert und dann durch verschiedene Verfahren (Aufschlämmen, elektrische/magnetische Scheidung) angereichert. Nach der Reduktion mit Kohlenstoff wird das Zinn knapp über seine Schmelztemperatur erhitzt, so dass es ohne höher schmelzende Verunreinigungen abfließen kann. Heute gewinnt man einen Großteil durch Recycling und hier durch Elektrolyse.
Die aktuellen Reserven für Zinn werden mit 4,7 Millionen Tonnen angegeben, bei einer Jahresproduktion von 289.000 Tonnen im Jahr 2015.[39] Zu über 80% kommt die Produktion derzeit aus Seifenlagerstätten (Sekundärlagerstätten) an Flüssen sowie im Küstenbereich, vornehmlich aus einer Region beginnend in Zentralchina über Thailand bis nach Indonesien. Die größten Zinnvorkommen der Erde wurden 1876 im Kinta Valley (Malaysia) entdeckt. Dort wurden bis heute etwa 2 Millionen Tonnen geschürft.[40] Das Material in den Schwemmlandlagerstätten hat einen Metallanteil von etwa 5%. Erst nach verschiedenen Schritten zur Konzentrierung auf etwa 75% wird ein Schmelzprozess eingesetzt.
In Deutschland sind größere Ressourcen im Erzgebirge vorhanden, wo das Metall vom 13.Jahrhundert an bis 1990 gewonnen wurde. Beispiele sind die Greisenlagerstätte Altenberg, die Skarnlagerstätte Pöhla und in Ehrenfriedersdorf. Durch verschiedene Firmen findet derzeit auch Exploration auf Zinn im Erzgebirge statt. Im August 2012 veröffentlichte erste Untersuchungsergebnisse für die Orte Geyer und Gottesberg, einen Ortsteil von Muldenhammer, lassen Vorkommen in Höhe von rund 160.000 Tonnen Zinn für beide Orte insgesamt vermuten. Diese Zahlen bestätigen prinzipiell auch Angaben, wie sie nach zu DDR-Zeiten vorgenommenen Prospektionen geschätzt wurden. Nach Aussage der Deutschen Rohstoff AG handelt es sich um das weltweit größte noch unerschlossene Zinnvorkommen. Da einerseits der Erzgehalt mit 0,27 Prozent für Gottesberg und 0,37 Prozent für Geyer verhältnismäßig gering ist, andererseits das Erz verhältnismäßig schwer aus dem Gestein zu lösen ist, ist offen, ob sich der Abbau wirtschaftlich lohnen würde. Sollte es dazu kommen, würden als Nebenprodukt auch Zink, Kupfer und Indium anfallen.[41]
Die bedeutendste Fördernation für Zinn ist China, gefolgt von Indonesien und Myanmar. In Europa war 2009 Portugal der größte Produzent, wo es als Beiprodukt der VHMS-Lagerstätte Neves Corvo gefördert wird (VHMS: volcanic-hosted massive sulfide).
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Wirtschaftliche Bedeutung
Zusammenfassung
Kontext
Der Jahresweltverbrauch an Zinn liegt bei etwa 300.000Tonnen. Davon werden etwa 35% für Lote, etwa 30% für Weißblech und etwa 30% für Chemikalien und Pigmente eingesetzt. Durch die Umstellung der Zinn-Blei-Lote auf bleifreie Lote mit Zinnanteilen >95% wird der jährliche Bedarf um etwa 10% wachsen. Die Weltmarktpreise steigen in den letzten Jahren kontinuierlich. So wurden an der LME (London Metal Exchange) 2003 noch etwa 5000US-Dollar pro Tonne bezahlt, im Oktober 2021 jedoch mehr als 35.000.[42][43] Die zehn größten Zinnverbraucher (2003) weltweit sind nach China auf Platz1 die Länder USA, Japan, Deutschland, übriges Europa, Korea, übriges Asien, Taiwan, Großbritannien und Frankreich.
Die weltweite Finanzkrise ab 2007 sowie ein schwaches Wirtschaftswachstum in den Schwellen- und Entwicklungsländern setzten den Preis unter Druck. Im August 2015 sank der Preis je Tonne kurzfristig auf unter 14.000US-Dollar. Im Oktober 2015 hatte der Preis sich wieder leicht auf rund 16.000 US-Dollar erholt. Durch den starken US-Dollar kommt der günstige Preis nur teilweise in vielen Verbraucherländern an.[44] Die weltweite Produktion lag 2020 bei rund 264.000 Tonnen, von denen alleine 84.000 Tonnen in China gefördert worden sind; weitere 53.000 Tonnen stammten aus Indonesien.
Kassiterit wurde von der US-amerikanischen Börsenaufsicht SEC als sogenanntes „conflict mineral“ eingestuft,[45] dessen Verwendung für Unternehmen gegenüber der SEC berichtspflichtig ist. Als Grund hierfür werden die Produktionsorte im Osten des Kongo angeführt, die von Rebellen kontrolliert werden und so im Verdacht stehen, bewaffnete Konflikte mitzufinanzieren.[46] Zinn steht außerdem auf der Liste kritischer Rohstoffe der USA[47] und wird als relevantes Metall mit „hohem Risiko für Lieferkettenunterbrechungen“ bewertet,[48] während die EU Zinn nicht als kritischen Rohstoff einstuft.[49]
Zinn wird auch – erneut seit 2019 – bei Uis in Namibia abgebaut. Die Vorkommen gelten mit als die größten weltweit.[50]
Weitere Informationen Land, Fördermenge (t) ...
Die Staaten mit der größten Zinn-Förderung weltweit sowie geschätzte Reserven[51][39]
α-Zinn (kubisches Diamantgitter, 5,75g/cm3) ist unterhalb von 13,2°C stabil und besitzt einen Bandabstand von EG = 0,1 eV. Damit wird es je nach Interpretation als Halbmetall oder Halbleiter eingeordnet. Es ist ein mattgraues sprödes Material.
β-Zinn (verzerrt oktaedrisch, 7,31g/cm3) bis 162°C. Es ist ein silberweißes duktiles Metall.
γ-Zinn (rhombisches Gitter, 6,54 g/cm3) oberhalb von 162°C oder unter hohem Druck. Es ist ebenfalls ein silberweißes duktiles Metall.
Daneben kann noch eine zweidimensionale Modifikation namens Stanen (ähnlich der Kohlenstoffmodifikation Graphen) synthetisiert werden.
Die Rekristallisation von β-Zinn zu α-Zinn, die bei Temperaturen unter 13,2 °C auftritt, äußert sich als die zerstörerische Zinnpest.
Zinngeschrei
Beim Verbiegen des relativ weichen Zinns, beispielsweise von Zinnstangen, tritt ein charakteristisches Geräusch, das Zinngeschrei (auch Zinnschrei), auf. Es handelt sich um ein knarrendes bis quietschendes Geräusch. Es entsteht durch die Reibung der β-Kristallite aneinander. Das Geräusch tritt jedoch nur bei reinem Zinn auf. Bereits niedrig legiertes Zinn zeigt diese Eigenschaft nicht; z.B. verhindern geringe Beimengungen von Blei oder auch Antimon das Zinngeschrei. Das β-Zinn hat einen abgeflachten Tetraeder als Raumzellenstruktur, aus dem sich zusätzlich zwei Verbindungen ausbilden.
Durch die Oxidschicht, mit der Zinn sich überzieht, ist es sehr beständig. Von konzentrierten Säuren und Basen wird es allerdings unter Entwicklung von Wasserstoffgas zersetzt. Jedoch ist Zinn(IV)-oxid ähnlich inert wie Titan(IV)-oxid. Zinn wird von unedleren Metallen (z.B. Zink) reduziert; dabei scheidet sich elementares Zinn schwammig oder am Zink haftend ab.
Zinn wird unterhalb von 3,72K zum Supraleiter[52] und war einer der ersten Supraleiter, die untersucht wurden. Der Meissner-Effekt, eines der charakteristischen Merkmale von Supraleitern, wurde erstmals in supraleitenden Zinnkristallen entdeckt.[53]
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Isotope
Zinn besitzt insgesamt zehn natürlich vorkommende Isotope mit den Massenzahlen 112, 114 bis 120, 122 und 124. 120Sn ist dabei mit 32,4% Anteil an natürlichem Zinn das häufigste Isotop. Von den instabilen Isotopen ist 126Sn mit einer Halbwertszeit von 230.000 Jahren das langlebigste.[54] Alle anderen Isotope haben eine Halbwertzeit von nur maximal 129 Tagen, jedoch existiert bei 121Sn ein Kernisomer mit 44 Jahren Halbwertzeit.[54] Als Tracer werden am häufigsten die Isotope 113Sn, 121Sn, 123Sn und 125Sn verwendet. Zinn hat als einziges Element drei stabile Isotope mit ungerader Massenzahl und mit zehn stabilen Isotopen die meisten stabilen Isotope aller Elemente überhaupt. Ein Grund für die hohe Zahl stabiler Isotope ist, dass die Ordnungszahl 50 eine „magische Zahl“ ist: mit 50 Protonen wird im Atomkern eine abgeschlossene Schale erreicht. 100Sn ist das schwerste Nuklid mit gleicher Anzahl von Protonen und Neutronen.
Als qualitative Nachweisreaktion für Zinnsalze wird die Leuchtprobe durchgeführt: Die Lösung wird mit ca. 20%iger Salzsäure und Zinkpulver versetzt, wobei naszierender Wasserstoff frei wird. Der naszierende, atomare Wasserstoff reduziert einen Teil des Zinns bis zum Stannan SnH4. In diese Lösung wird ein Reagenzglas eingetaucht, das mit kaltem Wasser und Kaliumpermanganatlösung gefüllt ist; das Kaliumpermanganat dient hier nur als Kontrastmittel. Dieses Reagenzglas wird im Dunkeln in die nichtleuchtende Bunsenbrennerflamme gehalten. Bei Anwesenheit von Zinn entsteht sofort eine typisch blaue Fluoreszenz, hervorgerufen durch SnH4.[1][55]
Zur quantitativen Bestimmung von Zinn eignet sich die Polarographie. In 1ᴍ Schwefelsäure ergibt Zinn(II) eine Stufe bei −0,46V (gegen Kalomelelektrode, Reduktion zum Element). Stannat(II) lässt sich in 1ᴍ Natronlauge zum Stannat(IV) oxidieren (−0,73V) oder zum Element reduzieren (−1,22V).[56] Im Ultraspurenbereich bieten sich die Graphitrohr- und Hydridtechnik der Atomspektroskopie an. Bei der Graphitrohr-AAS werden Nachweisgrenzen von 0,2μg/l erreicht. In der Hydridtechnik werden die Zinnverbindungen der Probelösung mittels Natriumborhydrid als gasförmiges Stannan in die Quarzküvette überführt. Dort zerfällt das Stannan bei ca. 1000°C in die Elemente, wobei der atomare Zinndampf spezifisch die Sn-Linien einer Zinn-Hohlkathodenlampe absorbiert. Hier sind 0,5μg/l als Nachweisgrenze angegeben worden.[57]
Weitere qualitative Nachweisreagenzien sind Diacetyldioxim, Kakothelin, Morin und 4-Methylbenzol-1,2-dithiol. Zinn kann auch mikroanalytisch über die Bildung von Goldpurpur nachgewiesen werden.[58]
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Biologische Wirkung
Zusammenfassung
Kontext
Metallisches Zinn ist auch in größeren Mengen an sich ungiftig. Die Giftwirkung einfacher Zinnverbindungen und Salze ist gering. Einige organische Zinnverbindungen dagegen sind hochtoxisch. Die Trialkyl-Zinnverbindungen (insbesondere TBT, engl. „Tributyltin“, Tributylzinn) und Triphenylzinn wurden mehrere Jahrzehnte in Anstrichfarben für Schiffe verwendet, um die sich an den Schiffsrümpfen festsetzenden Mikroorganismen und Muscheln abzutöten. Dadurch kam es in der Umgebung von großen Hafenstädten zu hohen Konzentrationen an TBT im Meerwasser, die die Population diverser Meereslebewesen bis heute beeinträchtigen. Die toxische Wirkung beruht auf der Denaturierung einiger Proteine durch die Wechselwirkung mit dem Schwefel aus Aminosäuren wie beispielsweise Cystein.
Lebensmittelrechtliche Regelung
In der EU werden die Höchstmengen an verschiedenen Metallen wie Zinn in Lebensmitteln durch die Verordnung (EG) Nr. 1881/2006 geregelt. Die jeweiligen Höchstgrenzen hängen dabei vom Erzeugnis ab und orientieren sich auch daran, was durch gute Herstellungspraxis oder gute landwirtschaftliche Praxis erreichbar ist. Für anorganisches Zinn gibt es verschiedene Grenzwerte für Erzeugnisse in Dosen: Lebensmittelkonserven (200mg/kg, außer Dosengetränke 100mg/kg), Beikost für Säuglinge und Kleinkinder, Säuglingsanfangs- und ‑folgenahrung, sowie diätetische Lebensmittel für Säuglinge für medizinische Zwecke in Dosen (50μg/kg).[59]
Seit Jahrhunderten wird reines Zinnblech großflächig zur Herstellung von Orgelmetall im Sichtbereich verwendet. Diese behalten ihre silbrige Farbe über viele Jahrzehnte. Das weiche Metall wird aber in der Regel in einer Legierung mit Blei, dem sogenannten Orgelmetall, verwendet und hat für die Klangentfaltung sehr gute vibrationsdämpfende Eigenschaften. Zu tiefe Temperaturen sind wegen der Umwandlung in α-Zinn für Orgelpfeifen schädlich; siehe Zinnpest. Viele Haushaltsgegenstände, Zinngerät (Geschirr), Tuben, Dosen und auch Zinnfiguren wurden früher ganz aus Zinn gefertigt, rundweg der einfacheren Verarbeitungstechnologie der Zeit entsprechend. Mittlerweile jedoch wurde das relativ kostbare Material meist durch preiswertere Alternativen ersetzt. Ziergegenstände und Modeschmuck werden weiterhin aus Zinnlegierungen, Hartzinn bzw. Britanniametall hergestellt.
Seit dem Mittelalter war Zinngießer ein spezieller Handwerksberuf, der sich bis heute, allerdings in ganz geringem Umfang, erhalten hat. Er ist heute rechtlich in der Berufsbezeichnung Metall- und Glockengießer aufgegangen. Aufgabe des Zinnputzers war die Reinigung von vor allem oxidierten, aus Zinn gefertigten Gegenständen mit einem Kaltwasserauszug des Ackerschachtelhalms, der volkstümlich deshalb auch Zinnkraut genannt wurde. Es war ein eher wenig angesehenes Wandergewerbe und wurde in den Häusern bürgerlicher oder großbäuerlicher Haushalte ausgeübt.
Heutige Verwendung
Als Legierungsbestandteil wird Zinn vielfältig verwendet, mit Kupfer zu Bronze oder anderen Werkstoffen legiert. Nordisches Gold, die Legierung der goldfarbigen Euromünzen, beinhaltet unter anderem 1% Zinn. Algerisches Metall enthält 94,5% Zinn.
Als Bestandteil von Metall-Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt ist Zinn unersetzlich. Weichlot (sogenanntes Lötzinn) zur Verbindung elektronischer Bauteile (beispielsweise auf Leiterplatten) wird mit Blei (eine typische Mischung ist etwa 63%Sn und 37%Pb) und anderen Metallen in geringerem Anteil legiert. Die Mischung schmilzt bei etwa 183°C. Seit Juli 2006 darf jedoch kein bleihaltiges Lötzinn in elektronischen Geräten mehr verwendet werden (siehe RoHS); man setzt nun bleifreie Zinnlegierungen mit Kupfer und Silber ein, z.B. Sn95.5Ag3.8Cu0.7 (Schmelztemperatur ca. 220°C).
Da man aber diesen Legierungen nicht traut (Zinnpest und „Tin whiskers“), ist bei der Fertigung elektronischer Baugruppen für Medizintechnik, Sicherheitstechnik, Messgeräte, Luft- u. Raumfahrt sowie für militärische/polizeiliche Verwendung weiterhin die Verwendung bleihaltiger Lote zulässig. Im Gegenteil ist der Einsatz bleifreien Lotes in diesen sensiblen Bereichen trotz RoHS verboten.
Hochreine Zinn-Einkristalle eignen sich auch zur Herstellung von elektronischen Bauteilen.
In der Floatglasherstellung schwimmt die zähflüssige Glasmasse bis zur Erstarrung auf einer spiegelglatten flüssigen Zinnschmelze.
Zinnverbindungen werden dem KunststoffPVC als Stabilisatoren beigemischt. Tributylzinn dient als sog. Antifouling-Zusatz in Anstrichstoffen für Schiffe und verhindert den Bewuchs der Schiffskörper, es ist mittlerweile jedoch umstritten und weitgehend verboten.
In Form einer transparenten Zinnoxid-Indiumoxid-Verbindung ist es elektrischer Leiter in Anzeigegeräten wie LC-Displays. Das reine, weiße, nicht sehr harte Zinndioxid besitzt eine hohe Lichtbrechung und wird im optischen Bereich und als mildes Poliermittel eingesetzt. In der Zahnheilkunde wird Zinn auch als Bestandteil von Amalgamen zur Zahnfüllung eingesetzt. Die sehr toxischen organischen Zinnverbindungen finden als Fungizide oder Desinfektionsmittel Verwendung.
Zinn wird anstelle von Blei auch zum Bleigießen verwendet.
Stannum metallicum („metallisches Zinn“) findet auch bei der Herstellung von homöopathischen Arzneimitteln sowie als Bandwurmgegenmittel Verwendung.
Weißblech ist verzinntes Eisenblech, es wird beispielsweise für Konservendosen oder Backformen verwendet. Tin, das englische Wort für Zinn, ist gleichzeitig ein englisches Wort für Dose bzw. Konservenbüchse.
Zu dünner Folie gewalzt nennt man es auch Stanniol, das beispielsweise für Lametta Verwendung findet. Jedoch ist Zinn im 20.Jahrhundert durch das viel preiswertere Aluminium verdrängt worden. Bei manchen Farbtuben und Weinflaschenverschlüssen findet Zinn ebenfalls Verwendung.
K. A. Yener, A. Adriaens, B. Earl, H. Özbal: Analyses of Metalliferous Residues, Crucible Fragments, Experimental Smelts, and Ores from Kestel Tin Mine and the Tin Processing Site of Göltepe, Turkey. In: P. T. Craddock, J. Lang (Hrsg.): Mining and Metal Production Through The Ages. The British Museum Press, London 2003, ISBN 0-7141-2770-1, S.181–197.
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