Có thể các bạn đã từng nghe đến nguyên tố hóa học Sn. Nhưng liệu các bạn đã thực sự hiểu rõ về nguyên tố này hay chưa? Sn là nguyên tố gì trong bảng tuần hoàn hóa học? Nó có những tính chất vật lý, hóa học và cách điều chế như thế nào? Đặc biệt, Sn được áp dụng như thế nào trong cuộc sống sản xuất của con người? Tất cả các vấn đề này sẽ được Admin giải đáp để giúp các bạn bổ sung thêm kiến thức với bài viết dưới đây.
Giải đáp: Sn là nguyên tố gì?
Sn là gì? Có lẽ câu trả lời chính xác đó là Thiếc, Sn là ký hiệu hóa học của kim loại này. Thiếc được biết đến là một nguyên tố trong bảng tuần hoàn hóa học của Mendeleev với số nguyên tử 50. Thiếc nằm ở vị trí nhóm 14 thuộc chu kỳ 5 với cấu hình electron có dạng [Kr]4d105s25p2. Khối lượng nguyên tử của nguyên tố Sn là 118,69 mol/l; khối lượng riêng 7,3g/cm3; Sn sôi ở nhiệt độ 22700C; nhiệt độ nóng chảy của Sn là 231,90C.
Tuy Sn (Thiếc) có tính chất ăn mòn từ nước nhưng lại dễ hòa tan trong axit và bazơ. Đồng thời, Sn còn được sử dụng để đánh bóng và làm lớp phủ bảo vệ cho kim loại. Đặc biệt trong cuộc sống hàng ngày, Sn thường được tráng hoặc mạ lên các kim loại dễ bị oxi hóa để bảo vệ như một lớp sơn phủ mặt. Ví dụ như các tấm sắt tây để đựng đồ thực phẩm được mạ Sn.
Sn là nguyên tố hóa trị mấy?
Sn hóa trị mấy? Thiếc có 3 đồng vị phổ biến là Sn^115^, Sn^119^, Sn^117^. Tuy nhiên, phần lớn Sn được tạo thành dưới dạng oxit với hóa trị II hoặc hóa trị IV. Sn (Thiếc) cũng có mặt rất nhiều trong các hợp kim chỉ là các bạn chưa tìm hiểu thêm vì Sn khó bị oxi hóa và có công dụng chống ăn mòn kim loại.
Nguyên tố Sn có dẫn điện hay không?
Nguyên tố Sn là một kim loại trắng bạc với tính chất dễ kéo sợi, dát mỏng do đó đảm nhận vai trò kim loại chuyển tiếp. Xu hướng kéo mềm của Sn theo đó tính dẫn điện, dẫn nhiệt sẽ kém hơn các kim loại chuyển tiếp khác. Vậy nên câu trả lời cho câu hỏi nguyên tố Sn có dẫn điện hay không sẽ là “có”, chỉ là mức độ dẫn điện không quá cao và ít được sử dụng nhiều như các nguyên tố dẫn điện tốt khác.
Tính chất vật lý của Sn và các dạng hình thù
Sn có nhiều dạng thù hình khác nhau:
- Thiếc-β: ở dạng kim loại hay còn gọi là Thiếc trắng ổn định khi ở nhiệt độ phòng hoặc thay đổi nhiệt độ tăng lên, dễ dàng dát mỏng.
- Thiếc-α: ở dạng phi kim hay còn gọi là Thiếc xám ổn định khi ở nhiệt độ dưới 13,20C, giòn, không có tính chất kim loại. Loại Thiếc này có cấu trúc giống với kim cương, silic và germani nhưng thực tế lại rất ít được ứng dụng chỉ trừ một số trường hợp với công dụng là chất bán dẫn.
- Thiếc-γ và Thiếc-σ: đây là 2 dạng thù hình khác của Sn tồn tại trong nhiệt độ khoảng 1610C hoặc khi áp suất trên vài GPa. Dù nhiệt độ làm biến đổi Sn từ dạng α-β là 13,20C nhưng các tạp chất lẫn vẫn có thể hạ mức biến đổi này xuống 00C hoặc việc bổ sung Sb hoặc Bi sẽ làm cho quá trình chuyển đổi không diễn ra giúp gia tăng độ bền cho thiếc.
Tính chất hóa học của nguyên tố Sn
Sn là một kim loại mang tính khử yếu hơn nguyên tố Kẽm và nguyên tố Niken. Sn có tính chất chống ăn mòn từ nước tuy nhiên lại dễ hòa tan bởi dung dịch axit và bazơ lưỡng tính.
Thiếc (Sn) tác dụng với phi kim
- Tác dụng với oxi điều kiện thường trong không khí sẽ không bị oxi hóa nhưng với nhiệt độ cao sẽ hóa thành SnO2: Sn + O2 → SnO2
- Tác dụng với Halogen tạo SnCl4: Sn + 2Cl2 → SnCl4
Sn tác dụng với dung dịch axit
- Thiếc tác dụng khá chậm với các dung dịch HCl và H2SO4 loãng, phản ứng tạo thành thành muối Sn (II) và hidro:
Sn + H2SO4 → SnSO4 + H2 - Thiếc phản ứng nhanh với các dung dịch axit H2SO4 và HNO3 đặc. Phản ứng hóa học sinh ra hợp chất Sn (IV):
Sn + 2H2SO4 (đặc) → SnO2 + 2SO2 + 2H2O
Sn + 4HNO3 (đặc) → SnO2 + 4NO2 + 2H2O
4Sn + 10HNO3 (rất loãng) → 4Sn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
Sn tác dụng với dung dịch kiềm đặc
Thiếc có thể phản ứng được với tất cả các dung dịch kiềm đặc, nguội. Phản ứng hóa học sẽ hình thành Natri trihydroxitthannat (II) và giải phóng khí hydro:
Sn + NaOH (đặc, nguội) + 2H2O → Na[Sn(OH)3] + H2
Sn + 2NaOH (đặc) + 4H2O → Na2[Sn(OH)6] + 2H2
Trạng thái tự nhiên của thiếc (Sn)
Trong môi trường tự nhiên, Thiếc thường tồn tại dưới dạng các khoáng chất như: Cassiterite (SnO2) và stannite (Cu2FeSnS4). Cassiterite là một khoáng chất quan trọng của Thiếc và là nguồn tài nguyên chính để chiết xuất nguyên tố này. Nó thường xuất hiện dưới dạng tinh thể màu nâu đen hoặc vàng nâu. Cassiterite được tìm thấy ở nhiều quốc gia trên thế giới.
Tuy nhiên, trong trạng thái tự nhiên, Thiếc thường không được tìm thấy dưới dạng nguyên chất mà thường kết hợp với các nguyên tố khác trong các khoáng chất. Để thu được Thiếc nguyên chất, quá trình khai thác và xử lý phức tạp cần được thực hiện.
Hiện nay, Sn được khai thác từ nhiều loại quặng khác nhau nhưng thu về nhiều nhất là từ mỏ quặng cassiterit dưới dạng khử quặng oxide cùng than trong lò luyện, một thành phần quan trọng tạo ra đồng Thiếc. Một số quốc gia có nhiều quặng Thiếc với sức khai thác lớn là Thái Lan, Malaya, Indo, Nigeria, Bolivia, Zaire.
Cách điều chế thiếc (Sn)
Phương pháp chính để điều chế Thiếc là thông qua quá trình khử quặng Thiếc (thường là cassiterite) bằng carbon trong một lò lửa. Quá trình này được gọi là phản ứng khử và được biểu diễn bằng phương trình hóa học sau: SnO2 + 2C → Sn + 2CO
Trong phản ứng trên, SnO2 đại diện cho oxit Thiếc (thường là cassiterite), C đại diện cho carbon và CO đại diện cho khí carbon monoxide.
Quá trình điều chế Thiếc bằng cách khử quặng Thiếc như sau:
- Quặng Thiếc (cassiterite) được nghiền thành bột nhỏ và được trộn với một lượng lớn carbon (thường là than hoặc coke). Hỗn hợp này được đặt trong một lò lửa đặc biệt gọi là lò lửa quặt.
- Lò lửa quặt được nung nóng đến nhiệt độ cao (khoảng 1200-1500°C) bằng cách sử dụng nhiên liệu như dầu nhiệt hoặc gas. Lửa và không khí được thổi qua lò, tạo ra một môi trường nhiệt độ cao và giàu oxy.
- Trong quá trình này, carbon trong than phản ứng với cassiterite, tách khỏi oxy và tạo thành Thiếc nguyên chất (Sn) và khí carbon monoxide (CO) theo phản ứng khử đã được đề cập trong phương trình trên.
- Thiếc chảy từ quặng và rơi xuống đáy lò, trong khi các chất cặn và tro bay ra ngoài lò dưới dạng khí thải.
- Thiếc nguyên chất sau đó được thu thập và chế biến để có thể sử dụng trong các ứng dụng khác nhau.
Ứng dụng của Sn (thiếc) trong đời sống, sản xuất
Bên cạnh việc nắm bắt về “Sn là nguyên tố gì?” thì các bạn cũng cần tìm hiểu thêm về công dụng của Sn. Từ đó có thể áp dụng vào các trường hợp thực tế mang lại hiệu quả cao, tránh được độc hại vì Thiếc có thể gây ảnh hưởng đến sự phát triển hệ thần kinh.
- Sn sử dụng chủ yếu trong mạch điện hàn hiện dưới dạng hợp kim và chì.
- Sử dụng trong một số hợp kim như: chất hàn chì, đồng Thiếc, kim loại chảy, kim loại đúc chết, kim loại Babbitt,…
- Sn được sử dụng là chất mạ lên các kim loại – vật bằng thép khác, giúp tăng độ chống ăn mòn như: thùng container bảo quản thực phẩm, vỏ đựng nước giải khát, vỏ đựng thực phẩm vừa mang độ thẩm mỹ mà chẳng độc hại.
- Sn (thiếc) bấm lỗ còn được sử dụng cho việc chế tạo đèn trang trí hay đồ gia dụng nhà cửa khác.
- Hỗn hợp Thiếc và đồng Thiếc tạo ra kim loại đúc chuông.
- Muối Thiếc dùng cho đèn hiệu, tấm chắn gió không bám sương vì Sn tạo ra lớp phủ dẫn điện tốt.
- Sn còn dùng chế tạo kính lắp cửa sổ thông qua thả nổi tấm kính nóng chảy bên trên Tin nóng giúp mang lại bề mặt phẳng lì cho cửa.
Một số tác hại của thiếc (Sn) cần phải biết
Dù Thiếc là một kim loại rất hữu ích được con người đưa vào ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, nó cũng có một số tác hại đối với sức khỏe con người như:
- Ảnh hưởng đến hệ thần kinh: Thiếc có khả năng cản trở sự phát triển của hệ thần kinh, đặc biệt là ảnh hưởng nghiêm trọng đối với trẻ em. Nhiễm độc thiếc trong giai đoạn phát triển có thể gây ra sự suy giảm chức năng học tập, giảm khả năng tiếp thu thông tin, và gây rối loạn hành vi.
- Ảnh hưởng đến hệ tiêu hóa: Tiếp xúc với Thiếc có thể gây ra các vấn đề về hệ tiêu hóa. Người bị nhiễm độc thiếc có thể trải qua các triệu chứng như đau bụng, buồn nôn, nôn mửa, và tiêu chảy.
- Tác động đến hệ thống thận: Nhiễm độc thiếc có thể gây hại cho hệ thống thận, dẫn đến các vấn đề về chức năng thận và suy giảm khả năng lọc chất độc trong cơ thể.
- Tác động đến hệ tim mạch: Một số nghiên cứu cho thấy nhiễm độc Thiếc có thể tác động đến hệ tim mạch và gây ra các vấn đề về nhịp tim và tăng nguy cơ mắc bệnh tim mạch.
- Tác động đến hệ miễn dịch: Thiếc cũng có thể ảnh hưởng đến hệ miễn dịch của cơ thể, làm suy giảm khả năng chống lại các bệnh tật và làm tăng nguy cơ mắc các bệnh liên quan đến miễn dịch.
- Tác động cấu trúc tế bào: Thiếc có khả năng tác động đến cấu trúc tế bào và quá trình chuyển hóa trong cơ thể, gây hại cho các tế bào và mô, gây ra các vấn đề về sức khỏe.
Nếu tiếp xúc với Thiếc ở nồng độ cao, trong thời gian dài có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe. Nghiêm trọng như thế nào Admin đã phân tích rất chi tiết ở trên rồi.
Thông tin trên bài viết mà Admin chia sẻ là cùng các bạn tìm hiểu về Sn là nguyên tố gì cùng những kiến thức liên quan về Sn. Hy vọng kiến thức đó sẽ có ích cho quá trình học tập của các bạn. Đừng quên tham gia FQA để học tập tốt hơn, thêm yêu môn hóa và luôn đạt điểm cao với môn khô khan này.