Estanho

O estanho é um elemento químico de símbolo Sn, número atômico 50 (50 prótons e 50 elétrons) e com massa atómica de 118,7 u. Está situado no grupo 14 ou IVA da classificação periódica dos elementos. É um metal prateado, maleável que é sólido nas condições ambientais. Não se oxida facilmente com o ar e é resistente a corrosão.

É usado para produzir diversas ligas metálicas utilizados para recobrir outros metais para protegê-los da corrosão. O estanho é obtido principalmente do mineral cassiterita onde apresenta-se como um óxido.

É um dos metais mais antigos conhecido, e foi usado como um dos componentes do bronze desde a antiguidade.

Índio - Estanho - Antimônio Ge Sn Pb       Tabela Periódica
Geral
Nome, símbolo, número	Estanho, Sn, 50
Classe , série química	Metal , carbono
Grupo, período, bloco	14 (IVA), 5 , p
Densidade, dureza	7310 kg/m3, 1,5
Cor e aparência	Cinza prateado brilhante
Propriedades atômicas
Massa atómica	118,710(7) u
Raio médio†	145 pm
Raio atómico calculado	145 pm
Raio covalente	141 pm
Raio de van der Waals	217 pm
Configuração electrónica	[Kr]4d10 5s² 5p²
Estados de oxidação (Óxido)	4,2 (anfótero)
Estrutura cristalina	Tetraédrica
Propriedades físicas
Estado da matéria	Sólido
Ponto de fusão	505,08 K (231,93 °C)
Ponto de ebulição	2875 K (2602 °C)
Entalpia de vaporização	295,8 kJ/mol
Entalpia de fusão	7,029 kJ/mol
Pressão de vapor	5,78 x 10−21 Pa a 505 K
Velocidade do som	2500 m/s a 293,15 K
Informações diversas
Eletronegatividade	1,96 (Pauling)
Calor específico	228 J/(kg K)
Condutividade elétrica	9,17 106 m−1·Ω−1
Condutividade térmica	66,6 W/(m·K)
1º Potencial de ionização	708,6 kJ/mol
2º Potencial de ionização	1411,8 kJ/mol
3º Potencial de ionização	2943,0 kJ/mol
4º potencial de ionização	3930,3 kJ/mol
5º Potencial de ionização	7456 kJ/mol
Isótopos mais estáveis
iso. AN Meia-vida MD ED MeV PD 112Sn 0,97% Sn é isótopo estável com 62 nêutrons 114Sn 0,65% Sn é estável com 64 nêutrons 115Sn 0,34% Sn é estável com 65 nêutrons 116Sn 14,54% Sn é estável com 66 nêutrons 117Sn 7,68% Sn é estável com 67 nêutrons 118Sn 24,23% Sn é estável com 68 nêutrons 119Sn 8,59% Sn é estável com 69 nêutrons 120Sn 32,59% Sn é estável com 70 nêutrons Estado metaestável 0,006 MeV 55 a TI β- 0,006 0,394 121Sb 122Sn 4,63% Sn é estável com 72 nêutrons 124Sn 5,79% Sn é estável com 74 nêutrons 126Sn Sintético ~1 x105 anos β- 0,380 126Sb
Unidades SI e CNTP exceto onde indicado o contrário.

Características principais

O estanho é um metal branco prateado, maleável, pouco dúctil, de baixo ponto de fusão e altamente cristalino. Quando uma barra de estanho é quebrada produz um ruído denominado "grito de lata" ("grito de estanho") causada pelos cristais quando são rompidos. Este metal resiste à corrosão quando exposto à água do mar e água potável, porém pode ser atacado por ácidos fortes, bases e sais ácidos. O estanho age como um catalisador quando o oxigênio se encontra dissolvido, acelerando o ataque químico.

O estanho, quando aquecido na presença do ar acima de 1500 °C retorna à condição de óxido estânico. O estanho é atacado pelos ácidos sulfúrico, nítrico e clorídrico concentrados, e com bases produz estanatos. O estanho facilmente pode ser lustrado e é usado como revestimento de outros metais para impedir a corrosão ou a outra ação química. Este metal combina-se diretamente com cloro e oxigênio, e desloca o hidrogênio dos ácidos. O estanho é maleável em baixas temperaturas porém é frágil quando aquecido.

Alótropos

O estanho sólido tem dois alótropos nas CNTP. Em baixas temperaturas, existe na forma "cinzenta" ou estanho alfa que apresenta estrutura cristalina cúbica, semelhante ao silício e germânio. Quando aquecido acima de 13,2 °C muda para a forma "branca" ou estanho beta, com estrutura cristalina tetragonal. A transformação da forma beta a alfa, por resfriamento, só pode ser efetuada quando o estanho apresenta elevado grau de pureza. Esta transformação é afetada por impurezas como alumínio e zinco, e pode ser impedida de ocorrer por meio da adição de antimônio, bismuto, chumbo, ouro ou prata.

Aplicações

O estanho liga-se prontamente com o ferro, e foi muito usado na indústria automotiva para revestimento e acabamento da lataria. O estanho que faz uma ótima liga com chumbo é usado como revestimento misturado ao zinco no aço para impedir a corrosão e evitar a eletrólise. O estanho também é muito usado em telhas, correntes e âncoras. Os recipientes de aço blindados com estanho (folhas de flandres) são usados extensivamente para a conservação de alimentos, e desta forma é um grande mercado para o estanho metálico. Os ingleses os denominam de "tins" e os norte-americanos de "cans".

Outros usos:

• Algumas ligas importantes de estanho são: bronze, metal de sino , metal Babbitt, liga de carcaça, pelter, bronze fosforoso, solda macia, e metal branco.
• O sal mais importante é o cloreto de estanho que é usado como agente redutor e como mordente no processo de fixação de tintas no tecido morin produzindo um tecido estampado denominado chita. O cloreto também é adicionado a sabões, sabonetes e perfumes para manter a cor e perfume destes produtos. Revestimentos de sais de estanho pulverizados sobre vidro conduzem eletricidade. Estes revestimentos foram usados em painéis luminosos e em para-brisas para liberá-las de água ou gelo.
• O vidro de janelas frequentemente é produzido por meio da flutuação de vidro derretido sobre o estanho derretido (vidro de flutuador) para tornar sua superfície plana, método denominado "processo Pilkington".
• O estanho também é usado para soldar juntas de tubulações ou de circuitos elétricos e eletrônicos. Na forma de ligas é usado para a fabricação de molas, fusíveis, tubos e peças de fundição como mancais e bronzinas.
• Sais de estanho são usados em espelhos e na produção de papel, remédios e fungicidas.
• Devido à grande maleabilidade do estanho, é possível produzir lâminas muito finas utilizadas para acondicionar vários produtos como, por exemplo, maços de cigarros e barras de chocolate.

O estanho transforma-se num supercondutor abaixo de 3,72 K e foi um dos primeiros supercondutores a ser estudado; o efeito Meissner, uma das características dos supercondutores, foi descoberto inicialmente em cristais supercondutores de estanho. O composto nióbio-estanho Nb₃Sn é comercialmente usado para produzir fios de imãs supercondutores, devido à sua alta temperatura crítica (18 K) e campo magnético crítico (25 T). Os eletroímãs supercondutores que pesam alguns quilogramas são capazes de produzir campos magnéticos comparáveis a toneladas de eletroímãs convencionais.

História

O estanho (do latim stagnun vulgarizado para stannun na Idade Média) é um dos metais mais antigos conhecido, e foi usado como um dos componentes do bronze desde a antiguidade. Devido a sua capacidade de endurecer o cobre, a liga de estanho-cobre (bronze) foi utilizado para produzir armas e utensílios desde 3500 a.C. Acredita-se que a mineração do estanho tenha se iniciado na Cornualha e Devon (Indústria de mineração de estanho de Dartmoor), Inglaterra, em épocas clássicas, desenvolvendo um próspero comércio de estanho com as civilizações do mediterrâneo. Entretanto, o metal puro não foi usado até aproximadamente 600 a.C..

Ocorrência

Minério de estanho

Aproximadamente 35 países no mundo mineram o estanho. Quase todo continente apresenta uma mina importante deste metal. O estanho é produzido pela redução do minério com carvão em alto forno e depois refinado em fornos revérboro:

SnO₂ + 2 C ⇒ Sn + 2 CO

O estanho é um elemento relativamente escasso, com uma abundância na crosta terrestre de aproximadamente 2 ppm (m/m), comparado com os 94 ppm (m/m) para o zinco, 63 ppm (m/m) para o cobre, e 12 ppm (m/m) para o chumbo. A maioria do estanho do mundo é produzida a partir de depósitos placer; pelo menos a metade vem do Sudeste Asiático: Malásia, Indonésia e Tailândia. Na América do Sul o principal produtor é a Bolívia. O único mineral de importância comercial como uma fonte de estanho é a cassiterita (SnO₂), embora pequenas quantidades de estanho são recuperados de sulfetos complexos como estanita, cilindrita, lindrita, franckeita , canfieldita, e teallita. A sucata também é uma fonte importante de estanho..

Isótopos

O estanho é o elemento com o maior número de isótopos estáveis (10). São conhecidos, também, 18 isótopos instáveis. Os principais isótopos instáveis com as suas respectivas meias-vida são: Sn-113 (155,1 dias), Sn-117m (13,6 dias), Sn-119m (293,0 dias), Sn-121 (1,12 dias), Sn-121m (55,0 anos), Sn-123 (129,2 dias), Sn-123m (40,1 minutos), Sn-125 (9,63 dias), Sn-125m (9,5 minutos) e Sn-126 (100.000,0 anos).

Precauções

Pequenas quantidade de estanho encontradas em alimentos enlatados não são prejudiciais a seres humanos. Os compostos trialquil triaril de estanho são biocidas e devem ser manuseados com cuidado.

Devido a seu baixo ponto de fusão (232 °C ), o estanho não deve ser usado como agente de fixação nas conexões e tubulações de cobre, atualmente utilizadas na distribuição de gás GLP, pelo que, em caso de incêndio, pode ocasionar vazamentos seguidos de explosões.