Cyna

Cyna (Sn, łac. stannum) – pierwiastek chemiczny, metal z bloku p w układzie okresowym.

Ten artykuł dotyczy pierwiastka chemicznego. Zobacz też: Psina – rzeka Cyna.

Cyna

ind ← cyna → antymon
Ge ↑ Sn ↓ Pb 50 Sn
Wygląd
srebrzystobiały (β), szary (α)
Dwie odmiany alotropowe cyny (po lewej β; po prawej α)
Widmo emisyjne cyny
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.	cyna, Sn, 50 (łac. stannum)
Grupa, okres, blok	14 (IVA), 5, p
Stopień utlenienia	II, IV
Właściwości metaliczne	metal
Właściwości tlenków	amfoteryczne
Masa atomowa	118,71 ± 0,01[a][1]
Stan skupienia	stały
Gęstość	7365 kg/m³ (β), 5769 kg/m³ (α)
Temperatura topnienia	231,93 °C[2]
Temperatura wrzenia	2602 °C[2]
Numer CAS	7440-31-5
PubChem	5352426
Właściwości atomowe Promień • atomowy • walencyjny • van der Waalsa 145 (obl. 145) pm 141 pm 217 pm Konfiguracja elektronowa [Kr]5s24d105p2 Zapełnienie powłok 2, 8, 18, 18, 4 (wizualizacja powłok) Elektroujemność • w skali Paulinga • w skali Allreda 1,96 1,72 Potencjały jonizacyjne I 708,6 kJ/mol II 1411,8 kJ/mol III 2943 kJ/mol
Właściwości fizyczne Ciepło parowania 295,8 kJ/mol Ciepło topnienia 7,029 kJ/mol Ciśnienie pary nasyconej 5,78×10−21 Pa (505 K) Konduktywność 9,17×106 S/m Ciepło właściwe 228 J/(kg·K) Przewodność cieplna 66,6 W/(m·K) Układ krystalograficzny tetragonalny (β), regularny (α) Twardość • w skali Mohsa 1,5 Prędkość dźwięku 2500 m/s (293,15 K) Właściwości magnetyczne χ = −37,4×10−6 cm³/mol (cyna α, diamagnetyk)[3] Objętość molowa 16,29×10−6 m³/mol
Najbardziej stabilne izotopy izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. 112Sn 0,97% stabilny izotop z 62 neutronami 114Sn 0,65% stabilny izotop z 64 neutronami 115Sn 0,34% stabilny izotop z 65 neutronami 116Sn 14,54% stabilny izotop z 66 neutronami 117Sn 7,68% stabilny izotop z 67 neutronami 118Sn 24,23% stabilny izotop z 68 neutronami 119Sn 8,59% stabilny izotop z 69 neutronami 120Sn 32,59% stabilny izotop z 70 neutronami 121mSn {syn.} 43,9 lat[4] β− i.t. 0,394 0,006 121 Sb 121 Sn 122Sn 4,63% stabilny izotop z 72 neutronami 124Sn 5,79% stabilny izotop z 74 neutronami 126Sn {syn.} 2,3×105 lat[4] β− 0,380 126 Sb
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2011-10-02] Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie podanej karty charakterystyki Uwaga Zwroty H H319, H335 Zwroty P P261, P305+P351+P338 NFPA 704 Na podstawie podanego źródła[5] 0 2 0
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Cyna tworzy odmiany alotropowe. W warunkach standardowych występuje w odmianie β (beta), zwanej cyną białą, trwałej powyżej 13,2 °C. Odmiana ta ma sieć krystaliczną w układzie tetragonalnym, o gęstości 7,3 g/cm³. W niższej temperaturze przechodzi w odmianę regularną α (alfa) o gęstości 5,85 g/cm³. Zmiana gęstości jest równoznaczna ze zmianą objętości, co powoduje, że cyna rozpada się, tworząc szary proszek zwany cyną szarą. Zjawisko to nazywane jest zarazą cynową. Czysta cyna biała jest ciągliwa i kowalna, odporna na korozję.

Zastosowania

Gdański kieliszek wykonany z cyny

Ze względu na dostępność, niską temperaturę topnienia, łatwość odlewania oraz dobre własności mechaniczne cyna była dość powszechnie używana do wyrobu przedmiotów codziennego użytku. Przedmioty cynowe były bardzo popularne od wczesnego średniowiecza; największy rozkwit produkcji przedmiotów z cyny (konwisarstwa) miał miejsce pomiędzy XIV i XVI w.

Cyny używa się do pokrywania innych metali cienką warstwą antykorozyjną. Proces cynowania stosowany jest do zabezpieczania naczyń stalowych, stosowanych w przemyśle spożywczym, np. puszek do konserw oraz konwi na mleko.

Stopy cyny

Stop cyny i ołowiu ma niską temperaturę topnienia (np. przy 61,9% wag. cyny jest to temperatura 183 °C) i stosowany był w przemyśle i elektrotechnice jako lut do łączenia innych metali poprzez lutowanie. Po 1 lipca 2006 w związku z wycofywaniem w krajach Unii Europejskiej produktów zawierających ołów przechodzi się na lutowanie bezołowiowe, zastępując ołów niewielkim dodatkiem srebra, miedzi i bizmutu.

Cyna jest również składnikiem stopu drukarskiego do wyrobu czcionek. Występuje w nim wraz z ołowiem (głównym składnikiem) oraz antymonem. Stopy drukarskie występują w różnych odmianach (charakteryzujących się różną twardością) różniących się stosunkiem składników.

Stopami cyny i miedzi są brąz cynowy oraz spiż (zawierający także cynk i ołów), używany do odlewania dzwonów.

Występowanie

Najczęściej spotykane minerały zawierające cynę to tlenek – kasyteryt (SnO₂, 78,8% Sn) i siarczek – stannin (Cu₂FeSnS₄, 27,6% Sn). Cyna występuje w przyrodzie w ilości 0,004% wagowo. Największe złoża cyny mieszczą się w Indonezji, Chinach, Tajlandii, Boliwii, Malezji, Rosji, Brazylii, Birmie i Australii.

W Polsce większe złoża cynonośne występowały w Gierczynie i stanowiły jedyne poważniejsze źródło cyny w Polsce^[6]. W ilościach śladowych cyna występuje także w Sudetach, w okolicach Czarnowa (arsenopiryt), Miedzianki^[7] i Starej Góry^[8].

Izotopy

Cyna posiada 10 występujących w przyrodzie trwałych izotopów. Najbardziej rozpowszechniony jest izotop ¹²⁰Sn (ok. 33%).

Sztucznie wytworzono dalszych 29 izotopów cyny o masie atomowej od 99 do 137 i okresie połowicznego rozpadu od kilku ms do 230 tys. lat. 5 izotopów cyny wykazuje radioaktywność^[9].

Zobacz też

Zobacz kolekcję cytatów cyna w Wikicytatach

• lutowanie
• stop lutowniczy
• stopy cyny

Uwagi

1. Podana wartość stanowi przybliżoną standardową względną masę atomową (ang. abridged standard atomic weight) publikowaną wraz ze standardową względną masą atomową, która wynosi 118,710 ± 0,007. Znane są próbki geologiczne, w których pierwiastek ten ma skład izotopowy odbiegający od występującego w większości źródeł naturalnych. Masa atomowa pierwiastka w tych próbkach może więc różnić się od podanej w stopniu większym niż wskazana niepewność. Zob. Prohaska i in. 2021 ↓, s. 584.