Timah logam, penambangan dan deposit timah, produksi dan penggunaan logam

informasi tentang logam timah, sifat-sifat timah, endapan dan penambangan timah, produksi dan penggunaan logam

Perluas isinya

Ciutkan konten

Timah - definisi

Timah adalah suatu unsur dari subkelompok utama golongan keempat, tabel periodik kelima unsur kimia D.I., dengan nomor atom 50. Dilambangkan dengan simbol Sn (lat. Stannum). Dalam kondisi normal, zat sederhana timah bersifat ulet, mudah dibentuk, dan dapat melebur, berwarna putih keperakan mengkilat. Timah membentuk beberapa modifikasi alotropik: di bawah 13,2 °C, α-timah (timah abu-abu) dengan kisi tipe berlian kubik stabil di atas 13,2 °C, β-timah (timah putih) dengan kisi kristal tetragonal stabil.

Timah adalah salah satu logam yang memiliki pengaruh penting pada: (dari 4 hingga 1.000 tahun SM) dinamai berdasarkan paduan timah dan tembaga.

Timah adalah logam putih lembut yang dapat dicampur dengan tembaga untuk menghasilkan perunggu, salah satu logam pertama yang dikuasai manusia.

Timah adalah salah satu dari tujuh logam jaman dahulu yang mampu menjaga rasa dan bau minuman.

Timah adalah logam Jupiter, yang sering digunakan untuk memprediksi masa depan. Logam ini sangat terkait dengan kemakmuran dan kelimpahan, dengan memperoleh beberapa manfaat yang diperlukan seseorang, yang diberikan kepada seseorang untuk pemenuhannya; misalnya, seseorang mungkin mengabdi pada masyarakat atau agama. Ini adalah logam para hierarki, pendeta, dan pemimpin sosial.

Timah adalah suatu zat yang termasuk dalam kelompok logam ringan. Pada suhu normal (ruangan), ia tidak bereaksi dengan oksigen atau air. Seiring waktu, logam tersebut dapat ditutup dengan film khusus yang melindungi logam dari korosi.

Kisah Timah

Penyebutan timah pertama kali, yang diyakini orang sebelumnya, bahkan memiliki beberapa sifat magis, dapat ditemukan dalam teks-teks Alkitab. Timah memainkan peran penting dalam meningkatkan kehidupan selama Zaman Perunggu. Pada saat itu, paduan logam paling tahan lama yang dimiliki manusia adalah perunggu, yang dapat diperoleh dengan menambahkan unsur kimia timah ke dalam tembaga. Selama beberapa abad, segala sesuatu mulai dari perkakas hingga perhiasan dibuat dari bahan ini.

Nama Latin stannum, terkait dengan kata Sansekerta yang berarti "stabil, tahan lama", awalnya mengacu pada paduan perak, dan kemudian paduan lain yang menirunya, mengandung sekitar 67% timah. Pada abad ke-4 kata ini digunakan untuk menyebut timah itu sendiri.

Kata timah adalah bahasa Slavia yang umum, memiliki korespondensi dalam bahasa Baltik (lih. Lit. alavas, alvas - "timah", Prusia alwis - "timah"). Ini adalah akhiran dari akar kata ol- (lih. elo Jerman Tinggi Kuno - "kuning", Latin albus - "putih", dll.), sehingga logam diberi nama berdasarkan warna.

Timah sudah dikenal manusia pada milenium ke-4 SM. Logam ini tidak dapat diakses dan mahal, karena produk yang dibuat dari logam ini jarang ditemukan di antara barang antik Romawi dan Yunani. Timah disebutkan dalam Alkitab, Kitab Musa Keempat. Timah (bersama dengan tembaga) adalah salah satu komponen perunggu, ditemukan pada akhir atau pertengahan milenium ke-3 SM. SM Karena perunggu adalah logam dan paduan paling tahan lama yang dikenal pada saat itu, timah adalah “logam strategis” sepanjang “Zaman Perunggu”, lebih dari 2000 tahun (kira-kira: abad 35-11 SM).

Menemukan timah di alam

Timah merupakan unsur langka; timah menempati urutan ke-47 dalam hal kelimpahan di kerak bumi. Menurut berbagai sumber, kandungan timah Clark di kerak bumi berkisar antara 2·10−4 hingga 8·10−3% massa. Timah utama adalah kasiterit (batu timah) SnO2, mengandung timah hingga 78,8%. Yang lebih jarang ditemukan di alam adalah stannin (pirit timah) - Cu2FeSnS4 (27,5% Sn).

Prevalensinya di alam ditunjukkan pada tabel berikut

Di perairan permukaan yang tidak tercemar, timah ditemukan dalam konsentrasi submikrogram. Di air tanah, konsentrasinya mencapai beberapa mikrogram per dm³, meningkat di area endapan bijih timah, masuk ke dalam air karena penghancuran terutama mineral sulfida, yang tidak stabil di zona oksidasi. PDKSn = 2 mg/dm³.

Timah merupakan unsur amfoter, yaitu unsur yang mampu menunjukkan sifat asam dan basa. Sifat timah ini juga menentukan ciri-ciri persebarannya di alam. Karena dualitas ini, timah mempunyai sifat litofilik, kalkofilik, dan siderofilik. Timah memiliki sifat yang mirip dengan kuarsa, sehingga diketahui adanya hubungan erat antara timah dalam bentuk oksida (kasiterit) dengan granitoid asam (litofilisitas), sering kali diperkaya dengan timah, hingga terbentuknya kuarsa independen. vena kasiterit. Sifat basa timah ditentukan oleh terbentuknya senyawa sulfida yang cukup beragam (kalkofilisitas), hingga terbentuknya timah asli dan berbagai senyawa intermetalik yang dikenal pada batuan ultrabasa (siderofilisitas).

Bentuk lokasi

Bentuk utama keberadaan timah dalam batuan dan mineral tersebar (atau endokrin). Namun timah juga membentuk bentuk mineral, dan dalam bentuk ini sering ditemukan tidak hanya sebagai aksesori pada batuan beku asam, tetapi juga membentuk konsentrasi industri terutama dalam bentuk oksida (kasiterit SnO2) dan sulfida (stannin).

Fase padat. Mineral

Secara umum bentuk-bentuk kejadian timah di alam dapat dibedakan sebagai berikut:

Bentuk tersebar; bentuk spesifik timah dalam bentuk ini tidak diketahui. Di sini kita dapat berbicara tentang bentuk kejadian timah yang tersebar secara isomorfik karena adanya isomorfisme dengan sejumlah unsur (Ta, Nb, W - dengan pembentukan senyawa oksigen khas; V, Cr, Ti, Mn, Sc - dengan pembentukan senyawa oksigen dan sulfida). Jika konsentrasi timah tidak melebihi nilai kritis tertentu, maka unsur tersebut dapat menggantikan unsur-unsur tersebut secara isomorfik. Mekanisme isomorfisme berbeda.

Bentuk Mineral: Timah ditemukan dalam mineral konsentrat. Biasanya, ini adalah mineral yang mengandung Fe+2: biotit, garnet, piroksen, magnetit, turmalin, dll. Hubungan ini disebabkan oleh isomorfisme, misalnya menurut skema Sn+4 + Fe+2 → 2Fe +3. Dalam skarn yang mengandung timah, konsentrasi timah yang tinggi ditemukan dalam garnet (hingga 5,8% berat) (terutama pada andradit), epidot (hingga 2,84% berat), dll.

Dalam endapan sulfida, timah dimasukkan sebagai unsur isomorfik dalam sfalerit (deposit Silinskoe, Primorye), kalkopirit (deposit Dubrovskoe, Rusia, Primorye), dan pirit. Timah konsentrasi tinggi terdeteksi dalam pirhotit dari greisen dari deposit Smirnovskoe (Rusia, Primorye). Dipercaya bahwa karena isomorfisme yang terbatas, terjadi dekomposisi larutan padat dengan presipitasi mikro Cu2+1Fe+2SnS4 atau Tilit PbSnS2 dan mineral lainnya.

Sebenarnya bentuk mineral

Unsur asli, paduan dan senyawa intermetalik

Meskipun konsentrasi mineral-mineral ini dalam batuan sangat rendah, mereka tersebar dalam berbagai formasi genetik. Di antara bentuk-bentuk asli yang ada dengan Sn, Fe, Al, Cu, Ti, Cd, dll. diidentifikasi, tidak termasuk bentuk asli yang sudah diketahui, emas dan perak. Unsur-unsur yang sama ini juga membentuk berbagai paduan satu sama lain: (Cu + Sn + Sb), (Pb + Sn + Sb), dll., serta larutan padat. Di antara senyawa intermetalik, stistaite SnSb, atakite (Pd,Pt)3Sn, shtumyrlite Pt(Sn,Bi), zvyagintsevite (Pd,Pt)3(Pb,Sn), taymyrite (Pd,Cu,Pt)3Sn dan lain-lain teridentifikasi. .

Bentuk-bentuk kemunculan timah dan unsur-unsur lainnya berikut ini terdapat pada berbagai formasi geologi:

Sekelompok batuan beku intrusif dan efusif: jebakan, pikrit dari platform Siberia, hiperbasit dan gabbroid di Kamchatka, kimberlit di Yakutia, lamproit di Aldan, dll.; granitoid Primorye, Timur Jauh, Tien Shan.

Sekelompok batuan yang diubah secara metasomatik dan hidrotermal: bijih tembaga-nikel dari platform Siberia, endapan emas di Ural, Kaukasus, Uzbekistan, dll.

Kelompok formasi bijih modern: sedimen pelagis Samudra Pasifik, produk letusan Great Fissure Tolbachik, sistem hidrotermal Uzon di Kamchatka, dll.

Sekelompok batuan sedimen dari berbagai asal.

Senyawa timah oksida

Bentuk yang paling terkenal adalah mineral utama timah - kasiterit SnO2, yang merupakan senyawa timah dengan oksigen. Menurut spektroskopi resonansi gamma nuklir, mineral tersebut mengandung Sn+4

Kassiterit (dari bahasa Yunani kassiteros - timah) adalah mineral bijih utama untuk produksi timah. Secara teoritis mengandung 78,62% Sn. Ini membentuk sekresi terpisah, butiran, agregat masif terus menerus, di mana butiran mineral mencapai ukuran 3 - 4 mm dan bahkan lebih.

1. kepadatan 6040-7120 kg/m³ (terendah untuk kasiterit berwarna terang);

2. kekerasan 6½;

3. bersinar - matte, di tepinya - berlian;

4. belahan dada tidak sempurna;

5. fraktur konkoidal;

Bentuk utama isolasi kasiterit:

1. inklusi mikro dalam mineral lain;

2. endapan mineral tambahan pada batuan dan bijih;

3. bijih padat atau tersebar: agregat radial berbentuk jarum (Primorye), segregasi dan akumulasi kolomorfik dan kriptokristalin (Primorye); Bentuk kristal merupakan bentuk utama isolasi kasiterit. Di Federasi Rusia, deposit kasiterit ditemukan di Timur Laut, Primorye, Yakutia, dan Transbaikalia; untuk - di Malaysia, Thailand, Indonesia, Cina, Nigeria, dll.

Senyawa hidroksida

Tempat kedua ditempati oleh senyawa timah hidroksida, yang dapat dianggap sebagai garam asam politin. Ini termasuk mineral sukulit Ta2Sn2+2O; larutan padat timah dalam magnetit jenis Fe2SnO4 atau Fe3SnO3 (Brettstein Yu. S., 1974; Voronina L. B. 1979); “varlamovit” adalah produk oksidasi stannin; diyakini merupakan campuran senyawa Sn amorf dan semi-amorf, asam metatinat, fase polikondensasi, dan fase hidrokasiterit. Produk oksidasi terhidrasi juga dikenal - hidromartit 3SnOxH2O; muhistonit (Cu,Zn,Fe)Sn(OH)6; tembaga hidrostanat CuSn(OH)6, dll.

Silikat

Sekelompok besar timah silikat diketahui, diwakili oleh malayaite CaSn(SiO5); pabstite Ba(Sn, Ti)Si3O9, stocasite Ca2Sn2Si6O18x4H2O, dll. Malayaite bahkan membentuk akumulasi industri.

Spinelida

Di antara senyawa oksida lainnya, spinel juga dikenal, misalnya mineral nigerit Sn2Fe4Al16O32 (Peterson E.U., 1986).

Senyawa timah sulfida

Termasuk berbagai senyawa timah dengan . Ini adalah kelompok mineral timah yang paling penting kedua dalam industri. Yang paling penting adalah stannine, mineral terpenting kedua. Selain itu, frankeite Pb5Sn3Sb2S14, herzenbergite SnS, berndtite SnS2, tiltite PbSnS2 dan kesterite Cu2ZnSnS4 juga dicatat. Senyawa sulfida yang lebih kompleks dari timah dengan timbal, perak, dan tembaga, yang sebagian besar memiliki arti mineralogi, juga telah diidentifikasi. Kedekatan timah dengan tembaga menyebabkan seringnya terdapat endapan kalkopirit CuFeS2 pada endapan bijih timah dengan terbentuknya paragenesis kasiterit - kalkopirit.

Stannin (dari bahasa Latin timah - timah), timah pirit, mineral dari golongan sulfida dengan rumus umum bentuk Cu2FeSnS4. Berikut rumus kalkopirit dengan mengganti satu atom Fe dengan Sn. Mengandung 29,58% Cu, 12,99% Fe, 27,5% Sn dan 29,8 S, serta pengotor Zn, Sb, Cd, Pb dan Ag. Mineral yang tersebar luas di deposit bijih timah di Federasi Rusia. Di sejumlah deposit di Rusia (Primorye, Yakutia) dan Rusia Tengah (Tajikistan), ini merupakan elemen penting dari mineral sulfida dan seringkali, bersama dengan varlamovite, membentuk 10-40% dari total timah. Seringkali membentuk impregnasi pada sfalerit ZnS dan kalkopirit. Dalam banyak kasus, fenomena dekomposisi stannin dengan pelepasan kasiterit diamati.

Bentuk koloid

Senyawa koloid dan timah-silikon berperan penting dalam geokimia timah, meskipun belum diteliti secara detail. Tempat penting dalam geologi unsur dimainkan oleh senyawa kolomorfik dan produk transformasi kristalnya menjadi varietas kriptokristalin. Kasiterit kolomorfik dianggap sebagai bentuk ekspresi larutan kental seperti gel.

Studi independen telah mengungkapkan kelarutan SnO2 yang sangat tinggi dalam larutan klorin-silikon. Kelarutan maksimum dicapai pada rasio tersebut.

Analisis sifat senyawa Sn(OH)4 dan kedekatannya dengan senyawa Si(OH)4 menunjukkan kemampuannya untuk berpolimerisasi, yang pada akhirnya membentuk senyawa H2SnkO2k+1, SnkO2k−1(OH)2. Dalam kedua kasus tersebut, gugus (OH) dapat diganti dengan anion F dan Cl.

Jadi, polimerisasi molekul Sn(OH)4 dan kombinasinya dengan molekul Si(OH)4 mengarah pada pembentukan gel (koloid) dan munculnya rantai HmSn2nSinOp, dengan m ≤ 8, atau Hs (Nekrasov I. Ya .dkk., 1973).

Bukti yang ada menunjukkan bahwa bentuk koloid merupakan zat antara alami dalam pengendapan timah dari larutan hidrotermal.

Bentuk timah dalam fasa cair

Bagian geokimia timah yang paling sedikit dipelajari, meskipun kasiterit dalam bentuk mineral tahanan telah ditemukan dalam inklusi gas-cair (Kokorin A.M. et al., 1975). Tidak ada penelitian mengenai analisis larutan alami spesifik yang mengandung timah. Pada dasarnya, semuanya didasarkan pada hasil studi eksperimental, yang hanya membahas kemungkinan bentuk timah dalam larutan. Peran penting dalam pengembangan metodologi penelitian ini adalah milik Akademisi V. L. Barsukov

Seluruh rangkaian bentuk larutan timah yang dibuat secara eksperimental dibagi menjadi beberapa kelompok:

Senyawa ionik. Senyawa-senyawa ini dan strukturnya dijelaskan dalam konsep valensi klasik dan stereokimia. Subkelompok menonjol:

Ion sederhana Sn+2 dan Sn+4 terutama ditemukan di lava magmatik, serta dalam larutan hidrotermal dengan nilai pH rendah. Namun, dalam sistem hidrotermal yang ada, yang tercermin dari komposisi inklusi gas-cair, kondisi seperti itu belum terjadi.

Garam asam halida - SnF2, SnF40, SnCl40. Peran klorin dalam transportasi dan pengendapan timah dan logam terkait diyakini lebih signifikan dibandingkan fluor.

Senyawa hidroksil timah. Dalam keadaan basa, senyawa awalnya adalah H2SnO2, H2SnO4, H2SnO3. Bentuk-bentuk ini sering kali dibentuk berdasarkan bentuk mineral yang diketahui. Beberapa dari bentuk ini berasal dari buatan (CaSnO3, Ca2SnO4) dan alami (FeSnO2, Fe2SnO4). Dalam lingkungan asam, senyawa ini berperilaku sebagai basa lemah seperti Sn(OH)2, Sn(OH)4. Dipercaya bahwa salah satu bentuk manifestasi senyawa tersebut adalah varlamovit. Berdasarkan data percobaan, Sn(OH)4 hanya diendapkan di T< 280°C в слабокислых или нейтральных условиях при рН = 7 - 9. Соединения Sn(OH)4 и Sn(OH)3+ устойчивы при рН= 7 - 9, тогда как Sn(OH)2+2 и Sn(OH)+2 - при рН < 7.

Seringkali, gugus (OH)-1 digantikan oleh F dan Cl, sehingga menghasilkan modifikasi senyawa hidrotin yang tersubstitusi halogen. Secara umum bentuk-bentuk ini diwakili oleh senyawa Sn(OH)4-kFk atau Sn(OH)4-kFk-nn. Secara umum senyawa Sn(OH)3F stabil pada T = 25 - 50 °C, dan Sn(OH)2F² pada T = 200 °C.

Senyawa sulfida. Berdasarkan data percobaan, larutan tersebut mengandung senyawa SnS4-4 atau SnS3-2 pada pH > 9; SnS2O-2 (pH = 8 - 9) dan Sn(SH)4 (pH = 6). Disebutkan adanya senyawa golongan Na2SnS3 yang tidak stabil dalam lingkungan asam.

Senyawa timah kompleks telah dipelajari selama pelarutan kasiterit dalam media berfluorinasi. Senyawa ini sangat larut. Senyawa yang diperoleh dalam larutan klorida mempunyai sifat yang sama. Bentuk utama senyawa kompleks yang diketahui dari percobaan meliputi Na2(Sn(OH)6), Na2(SnF6), Na2(Sn(OH)2F4), dll. Eksperimen menunjukkan bahwa kompleks Sn(OH)4F2-2 akan mendominasi pada T = 200 °C.

Senyawa koloid dan timah-silikon. Keberadaannya dibuktikan dengan adanya endapan kasiterit kolomorfik di banyak endapan.

Jenis deposit timah industri

Ciri-ciri geokimia timah yang diuraikan di atas secara tidak langsung tercermin dalam pembentukan endapan bijih timah yang dikemukakan oleh E. A. Radkevich dengan penambahan selanjutnya.

A. Pembentukan granit yang mengandung timah. Kasiterit ditemukan di bagian aksesori granit.

B. Pembentukan granit logam langka. Ini adalah granit jenis litionit-amazonit-albit (apogranit menurut A. A. Beus). Cassiterite di bagian aksesori bersama dengan columbite-tatnatlite, microlite, dll.

B. Pembentukan pegmatit yang mengandung timah. Mineralisasi timah merupakan ciri khas tipe Be-Li-, Be-Ta-, F-Li-.

D. Formasi Feldspar-kuarsa-kasiterit. IV disorot. F.Grigoriev. Ini adalah urat kuarsa-feldspar dengan kasiterit dan mineral lainnya.

D. Formasi kuarsa-kastorit. Diperluas ke NE Uni Soviet. Ini adalah zona vena, greisens dengan kuarsa, muskovit, wolframit, kasiterit, dll.

E. Formasi kasiterit-silikat-sulfida dengan jenis turmalin dan klorit. Salah satu formasi produktif utama Primorye Rusia.

J. Pembentukan kasiterit-sulfida. Juga merupakan formasi utama penghasil timah. Ini mengidentifikasi tipe utama:

mineralisasi timbunan timah-tungsten;

badan bijih jenis quar-cassiterite-arsenopirit;

urat kuarsa produktif jenis sulfida-kasiterit-klorit;

Z. Formasi timah-skarn.

I. Formasi timah berkayu (formasi riolit).

K. Pembentukan batuan dasar dan ultrabasa (menurut I. Ya. Nekrasov)

Timah dioksida adalah bahan abrasif yang sangat efektif digunakan untuk “menyelesaikan” permukaan kaca optik.

Campuran garam timah - "komposisi kuning" - sebelumnya digunakan sebagai pewarna wol.

Timah juga digunakan pada sumber arus kimia sebagai bahan anoda, misalnya: unsur mangan-timah, unsur merkuri-timah oksida. Penggunaan timah dalam baterai timah cukup menjanjikan; misalnya, pada tegangan yang sama dengan baterai timbal, baterai timah memiliki kapasitas 2,5 kali lebih besar dan kepadatan energi per satuan volume 5 kali lebih besar, resistansi internalnya jauh lebih rendah.

Timah adalah salah satu unsur kimia

Timah adalah salah satu dari sedikit logam yang dikenal manusia sejak zaman prasejarah. Timah dan tembaga ditemukan sebelum besi, dan paduannya, perunggu, tampaknya merupakan bahan “buatan” pertama, bahan pertama yang dibuat oleh manusia.

Hasil penggalian arkeologi menunjukkan bahwa bahkan pada lima milenium SM, orang sudah mengetahui cara melebur timah sendiri. Diketahui bahwa orang Mesir kuno mengangkut timah untuk produksi perunggu.

Logam ini digambarkan dengan nama “trapu” dalam literatur India kuno. Nama latin timah, timah, berasal dari kata Sansekerta “sta” yang berarti “padat”.

Penyebutan timah juga ditemukan dalam Homer. Hampir sepuluh abad SM, bangsa Fenisia mengirimkan bijih timah dari Kepulauan Inggris, yang kemudian disebut Cassiterides. Oleh karena itu dinamakan kasiterit, mineral timah terpenting; komposisinya adalah SnO2. Mineral penting lainnya adalah stannin, atau pirit timah, Cu2FeSnS4. 14 mineral sisanya dari unsur No. 50 jauh lebih jarang ditemukan dan tidak memiliki kepentingan industri. Ngomong-ngomong, nenek moyang kita punya bijih timah yang lebih kaya daripada kita. Logam dapat dilebur langsung dari bijih yang terletak di permukaan bumi dan diperkaya selama proses alami pelapukan dan pencucian. Saat ini, bijih seperti itu sudah tidak ada lagi. Dalam kondisi modern, proses perolehan timah bersifat multi-tahap dan padat karya. Bijih yang sekarang dilebur timah memiliki komposisi yang kompleks: selain unsur No. 50 (dalam bentuk oksida atau sulfida), biasanya mengandung silikon, besi, timbal, tembaga, arsenik, kalsium, tungsten, dan unsur lainnya. Bijih timah saat ini jarang mengandung lebih dari 1% Sn, dan placer mengandung lebih sedikit lagi: 0,01...0,02% Sn. Artinya, untuk memperoleh satu kilogram timah, setidaknya harus ada seratus berat bijih yang harus ditambang dan diolah.

Bagaimana timah diperoleh dari bijih? Produksi unsur No. 50 dari bijih dan placer selalu dimulai dengan pengayaan. Cara pengayaan bijih timah cukup beragam. Secara khusus, metode gravitasi digunakan, berdasarkan perbedaan kepadatan mineral utama dan mineral yang menyertainya. Pada saat yang sama, kita tidak boleh lupa bahwa mereka yang menemani mereka tidak selalu merupakan keturunan kosong. Mereka sering kali mengandung logam berharga, seperti tungsten, titanium, dan lantanida. Dalam kasus seperti itu, mereka mencoba mengekstraksi semua komponen berharga dari bijih timah.

Komposisi konsentrat timah yang dihasilkan tergantung pada bagaimana konsentrat tersebut diperoleh. Kandungan timah di dalamnya berkisar antara 40 hingga 70%. Konsentrat dikirim ke tanur (pada suhu 600...700°C), di mana pengotor arsenik dan belerang yang relatif mudah menguap dihilangkan dari konsentrat tersebut. Dan sebagian besar besi, antimon, bismut, dan beberapa logam lainnya terlindih dengan asam klorida setelah pembakaran. Setelah ini selesai, yang tersisa hanyalah memisahkan timah dari oksigen dan silikon. Oleh karena itu, tahap terakhir produksi timah kasar adalah peleburan dengan batu bara dan fluks dalam tungku reverberatori atau listrik. Dari sudut pandang fisikokimia, proses ini mirip dengan proses tanur sembur: karbon “menghilangkan” oksigen dari timah, dan fluks mengubah silikon dioksida menjadi terak, yang lebih ringan dibandingkan logam.

Pengotor pada timah kasar masih cukup banyak: 5...8%. Untuk mendapatkan logam bergradasi (96,5...99,9% Sn), api atau, yang lebih jarang, metode elektrolitik digunakan. Dan timah yang dibutuhkan oleh industri semikonduktor dengan kemurnian hampir enam sembilan - 99,99985% Sn - diperoleh terutama dengan metode peleburan zona.

Untuk mendapatkan satu kilogram timah, tidak perlu mengolah seratus berat bijih. Anda dapat melakukannya secara berbeda: “merobek” 2000 kaleng bekas.

Hanya ada setengah gram timah untuk masing-masingnya. Namun dikalikan dengan skala produksinya, setengah gram ini berubah menjadi puluhan ton... Porsi timah “sekunder” dalam industri negara-negara kapitalis kira-kira sepertiga dari total produksi. Ada sekitar seratus pabrik pemulihan timah industri yang beroperasi di negara kita.

Bagaimana cara menghilangkan timah dari pelat timah? Hal ini hampir tidak mungkin dilakukan dengan cara mekanis, sehingga mereka memanfaatkan perbedaan sifat kimia besi dan timah. Paling sering, timah diolah dengan gas klor. Besi tidak bereaksi dengannya jika tidak ada uap air. Timah sangat mudah bercampur dengan klorin. Cairan berasap terbentuk - timah klorida SnCl4, yang digunakan dalam industri kimia dan tekstil atau dikirim ke elektroliser untuk memperoleh timah logam darinya. Dan “angin puyuh” akan dimulai lagi: mereka akan menutupi lembaran baja dengan timah ini dan mendapatkan pelat timah. Ini akan dibuat menjadi toples, toples tersebut akan diisi dengan makanan dan ditutup rapat. Kemudian mereka membukanya, memakan kalengnya, dan membuang kalengnya. Dan kemudian mereka (sayangnya tidak semua) akan kembali berakhir di pabrik timah “sekunder”.

Unsur-unsur lain berputar di alam dengan partisipasi tumbuhan, mikroorganisme, dll. Siklus timah adalah hasil karya tangan manusia.

Timah dalam paduan. Sekitar separuh produksi timah dunia disalurkan ke dalam kaleng. Setengahnya lagi untuk mendapatkan berbagai paduan. Kami tidak akan berbicara secara rinci tentang paduan timah yang paling terkenal - perunggu, merujuk pembaca ke artikel tentang tembaga - komponen penting lainnya dari perunggu. Hal ini lebih dibenarkan karena ada perunggu yang bebas timah, tetapi tidak ada perunggu yang “bebas tembaga”. Salah satu alasan utama terciptanya perunggu bebas timah adalah kelangkaan unsur No. 50. Namun, perunggu yang mengandung timah tetap menjadi bahan penting baik dalam bidang teknik maupun seni.

Peralatan juga membutuhkan paduan timah lainnya. Namun, bahan ini hampir tidak pernah digunakan sebagai bahan struktural: bahan ini tidak cukup kuat dan harganya terlalu mahal. Tetapi mereka memiliki sifat lain yang memungkinkan penyelesaian masalah teknis penting dengan material yang relatif kecil.

Paling sering, paduan timah digunakan sebagai bahan antifriction atau solder. Yang pertama memungkinkan Anda menghemat mesin dan mekanisme, mengurangi kerugian gesekan; yang terakhir menghubungkan bagian logam.

Dari semua paduan antifriction, babbit timah, yang mengandung hingga 90% timah, memiliki sifat terbaik. Solder timah yang lunak dan memiliki titik leleh rendah membasahi permukaan sebagian besar logam dengan baik dan memiliki keuletan dan ketahanan lelah yang tinggi. Namun, cakupan penerapannya terbatas karena kekuatan mekanik solder itu sendiri tidak mencukupi.

Timah juga termasuk dalam paduan tipografi garta. Terakhir, paduan berbahan dasar timah sangat dibutuhkan dalam bidang teknik kelistrikan. Bahan terpenting untuk kapasitor listrik adalah staniol; ini hampir timah murni, diubah menjadi lembaran tipis (bagian logam lain dalam staniol tidak melebihi 5%).

Ngomong-ngomong, banyak paduan timah yang merupakan senyawa kimia sejati dari unsur #50 dengan logam lain. Saat menyatu, timah berinteraksi dengan kalsium, magnesium, zirkonium, titanium, dan banyak unsur tanah jarang. Senyawa yang terbentuk dalam hal ini cukup tahan api. Jadi, zirkonium stannida Zr3Sn2 hanya meleleh pada 1985°C. Dan bukan hanya sifat tahan api zirkonium yang harus disalahkan di sini, tetapi juga sifat paduannya, ikatan kimia antara zat yang membentuknya. Atau contoh lain. Magnesium tidak dapat diklasifikasikan sebagai logam tahan api; 651°C masih jauh dari rekor titik leleh. Timah meleleh pada suhu yang lebih rendah lagi - 232°C. Dan paduannya - senyawa Mg2Sn - memiliki titik leleh 778°C.

Fakta bahwa unsur No. 50 membentuk paduan jenis ini dalam jumlah yang cukup banyak membuat kita kritis terhadap pernyataan bahwa hanya 7% timah yang diproduksi di dunia dikonsumsi dalam bentuk senyawa kimia (Concise Chemical Encyclopedia, vol. 3, hal. 739). Rupanya, yang kita bicarakan di sini hanya tentang senyawa dengan nonlogam.

Senyawa dengan nonlogam. Dari zat-zat tersebut, klorida adalah yang paling penting. Yodium, fosfor, belerang, dan banyak zat organik larut dalam timah tetraklorida SnCl4. Oleh karena itu, ia digunakan terutama sebagai pelarut yang sangat spesifik. Timah diklorida SnCl2 digunakan sebagai mordan untuk pewarnaan dan sebagai zat pereduksi dalam sintesis pewarna organik. Senyawa lain dari unsur No. 50, natrium stannat Na2SnO3, memiliki fungsi yang sama dalam produksi tekstil. Selain itu, membuat sutra menjadi lebih berat.

Industri menggunakan oksida timah sampai batas tertentu. SnO digunakan untuk menghasilkan kaca ruby, dan SnO2 digunakan untuk menghasilkan glasir putih. Kristal timah disulfida SnS2 berwarna kuning keemasan sering disebut daun emas, yang digunakan untuk “menyepuh” kayu dan gipsum. Bisa dikatakan, ini adalah penggunaan senyawa timah yang paling “anti-modern”. Bagaimana dengan yang paling modern?

Jika kita hanya memikirkan senyawa timah, maka inilah penggunaan barium stannate BaSnO3 dalam teknik radio sebagai dielektrik yang sangat baik. Dan salah satu isotop timah, 119Sn, memainkan peran penting dalam studi efek Mössbauer, sebuah fenomena yang mengarah pada penciptaan metode penelitian baru - spektroskopi resonansi gamma. Dan ini bukan satu-satunya kasus di mana logam kuno bermanfaat bagi ilmu pengetahuan modern.

Dengan menggunakan contoh timah abu-abu, salah satu modifikasi unsur No. 50, terungkap hubungan antara sifat dan sifat kimia bahan semikonduktor. Dan ini, rupanya, satu-satunya hal yang membuat timah abu-abu dapat diingat dengan kata yang baik: ia membawa lebih banyak kerugian daripada kebaikan. Kita akan kembali ke jenis unsur No. 50 ini setelah membicarakan kelompok senyawa timah yang besar dan penting lainnya.

Tentang organotin. Ada banyak sekali senyawa organoelemen yang diketahui mengandung timah. Yang pertama diterima pada tahun 1852.

Pada awalnya, zat kelas ini diperoleh hanya dengan satu cara - melalui reaksi pertukaran antara senyawa timah anorganik dan pereaksi Grignard. Berikut adalah contoh reaksi tersebut:

SnCl4 + 4RMgX → SnR4 + 4MgXCl

(R di sini adalah radikal hidrokarbon, X adalah halogen).

Senyawa komposisi SnR4 belum menemukan penerapan praktis yang luas. Namun dari merekalah diperoleh zat organotin lain yang manfaatnya tidak diragukan lagi.

Ketertarikan pada organotin pertama kali muncul selama Perang Dunia Pertama. Hampir semua senyawa timah organik yang diperoleh saat itu bersifat racun. Senyawa ini tidak digunakan sebagai zat beracun; toksisitasnya terhadap serangga, jamur, dan mikroba berbahaya kemudian digunakan. Berdasarkan triphenyltin acetate (C6H5)3SnOOCCH3, obat yang efektif diciptakan untuk memerangi penyakit jamur pada kentang dan bit gula. Obat ini ternyata memiliki khasiat lain yang bermanfaat: merangsang pertumbuhan dan perkembangan tanaman.

Untuk memerangi jamur yang berkembang di industri pulp dan kertas, bahan lain digunakan - tributiltin hidroksida (C4H9)3SnOH. Hal ini sangat meningkatkan kinerja peralatan.

Dibutyltin dilaurate (C4H9)2Sn(OCOC11H23)2 memiliki banyak “profesi”. Ini digunakan dalam praktek kedokteran hewan sebagai obat terhadap cacing (cacing). Zat yang sama banyak digunakan dalam industri kimia sebagai penstabil polivinil klorida dan bahan polimer lainnya dan sebagai a. Laju reaksi pembentukan uretan (monomer karet poliuretan) dengan adanya katalis tersebut meningkat 37 ribu kali lipat.

Insektisida yang efektif telah dibuat berdasarkan senyawa organotin; kacamata organotin secara andal melindungi dari sinar-X, timbal polimer dan cat organotin digunakan untuk menutupi bagian bawah air kapal untuk mencegah tumbuhnya moluska di atasnya.

Semua ini adalah senyawa timah tetravalen. Ruang lingkup artikel yang terbatas tidak memungkinkan kita membicarakan banyak zat bermanfaat lainnya di kelas ini.

Sebaliknya, senyawa organik dari timah divalen jumlahnya sedikit dan sejauh ini hampir tidak ada kegunaan praktisnya.

Tentang timah abu-abu. Pada musim dingin yang sangat dingin tahun 1916, pengiriman timah dikirim dengan kereta api dari Timur Jauh ke bagian Eropa dari Federasi Rusia. Namun yang diganti bukanlah batangan berwarna putih keperakan, melainkan sebagian besar bubuk halus berwarna abu-abu.

Empat tahun sebelumnya, sebuah bencana terjadi pada ekspedisi penjelajah kutub Robert Scott. Ekspedisi menuju Kutub Selatan dibiarkan tanpa bahan bakar: bahan bakar bocor dari bejana besi melalui lapisan yang disolder dengan timah.

Sekitar tahun yang sama, ahli kimia terkenal Rusia V.V. Markovnikov dihubungi oleh komisariat dengan permintaan untuk menjelaskan apa yang terjadi dengan teko kaleng yang dipasok ke tentara Rusia. Teko teh, yang dibawa ke laboratorium sebagai contoh ilustrasi, ditutupi dengan bintik-bintik abu-abu dan pertumbuhan yang hancur bahkan ketika diketuk ringan dengan tangan. Analisis menunjukkan bahwa debu dan sisa-sisanya hanya terdiri dari timah, tanpa kotoran.

Apa yang terjadi pada logam dalam semua kasus ini?

Seperti banyak unsur lainnya, timah mempunyai beberapa modifikasi alotropik, beberapa keadaan. (Kata “allotropi” diterjemahkan dari bahasa Yunani sebagai “sifat lain”, “putaran lain”.) Pada suhu normal di atas nol, timah terlihat sedemikian rupa sehingga tidak ada yang meragukan bahwa timah termasuk dalam golongan logam.

Logam putih, ulet, mudah dibentuk. Kristal timah putih (juga disebut timah beta) berbentuk tetragonal. Panjang rusuk kisi kristal elementer adalah 5,82 dan 3,18 Å. Namun di bawah 13,2°C, keadaan “normal” timah berbeda. Segera setelah ambang batas suhu ini tercapai, restrukturisasi struktur kristal batangan timah dimulai. Timah putih diubah menjadi bubuk abu-abu, atau timah alfa, dan semakin rendah suhunya, semakin besar laju konversinya. Suhu mencapai maksimum pada minus 39°C.

Kristal timah abu-abu dengan konfigurasi kubik; dimensi sel dasarnya lebih besar - panjang tepinya 6,49 . Oleh karena itu, massa jenis timah abu-abu jauh lebih rendah dibandingkan timah putih: masing-masing 5,76 dan 7,3 g/cm3.

Akibat timah putih yang berubah menjadi abu-abu kadang disebut “wabah timah”. Noda dan pertumbuhan pada teko tentara, gerbong dengan debu timah, jahitan yang tembus cairan adalah akibat dari “penyakit” ini.

Mengapa cerita serupa tidak terjadi sekarang? Hanya karena satu alasan: mereka belajar “mengobati” wabah timah. Sifat fisikokimianya telah diklarifikasi, dan telah diketahui bagaimana bahan tambahan tertentu mempengaruhi kerentanan logam terhadap “wabah”. Ternyata aluminium dan seng mendorong proses ini, sedangkan bismut, timbal, dan antimon, sebaliknya, menangkalnya.

Selain timah putih dan abu-abu, modifikasi alotropik lain dari unsur No. 50 ditemukan - timah gamma, stabil pada suhu di atas 161°C. Ciri khas timah ini adalah kerapuhannya. Seperti semua logam, timah menjadi lebih ulet seiring kenaikan suhu, tetapi hanya pada suhu di bawah 161°C. Kemudian kehilangan keuletannya sepenuhnya, berubah menjadi timah gamma, dan menjadi sangat rapuh sehingga dapat dihancurkan menjadi bubuk.

Dalam bentuk yang populer, penulis memperkenalkan logam yang sangat kuno - timah. Logam ini dan garamnya digunakan di banyak perekonomian nasional. Pelapis organotin digunakan sebagai pelapis pelindung. Sediaan organotin banyak digunakan di bidang pertanian dan kedokteran. Saat ini, tidak mungkin dilakukan tanpa bubuk timah, kertas timah, dan paduan serta garam lainnya.

Siapa dia? Lembut dalam sifatnya, memberikan kekerasan pada orang lain. Secara alami memiliki titik leleh rendah, menjadi tahan api bila dikombinasikan dengan logam lain. Selama berabad-abad digunakan untuk membuat lonceng dan meriam, monumen, patung, dan perhiasan yang masih membuat kita terpesona hingga saat ini.

Hari ini kita akan melihatnya dalam font tipografi, kaleng, dan bantalan. Salah satu isotopnya membantu para ilmuwan mengembangkan metode penelitian baru, yang saat ini banyak digunakan oleh ahli kimia, fisikawan, dan biologi (spektroskopi resonansi gamma).

Baru-baru ini, ia “berteman” dengan hidrokarbon, dan ahli kimia mulai menyiapkan zat dengan sifat luar biasa - pestisida, katalis, zat penstabil, stimulan pertumbuhan tanaman, obat-obatan dan cat.

Saat Anda melihat mainan berkilauan di pohon Natal, Anda akan mengenali kenalan kami di "penyepuhan". Ia tidak “tinggal” di apartemen tersendiri, tetapi selalu di “apartemen komunal”, dengan tetangga yang berbeda. Paling sering ia memilih rumahnya di pegunungan - di tebing granit dan bebatuan. Ia sering “menetap” di sepanjang tepi sungai dan di pesisir laut dan samudera. Dan terkadang ia hidup jauh di bawah tanah. Oleh karena itu, tidak mudah untuk memaksanya “keluar” ke permukaan, dan bahkan lebih sulit lagi untuk “memutuskannya dari tetangganya.” Itulah sebabnya hal ini menimbulkan banyak masalah bagi para pengaya dan ahli metalurgi.

Kenalan pertama.

Bagaimana orang-orang pada zaman dahulu mengenal logam berwarna putih keperakan ini, serta di mana dan kapan mereka pertama kali mengenalnya?

Setelah menerima api, orang belajar menggunakannya - mereka membakar tanah liat, melebur logam dari bijih. Saat itulah, menurut kepercayaan orang Yunani kuno, manusia mengenal timah. Demikian kata sebuah mitos puitis yang indah.

Bagaimana sains modern menjawab pertanyaan ini?

Masih belum ada konsensus di antara para ilmuwan, dan belum ada jawaban yang jelas.

“Lima hingga enam ribu tahun SM, jauh sebelum manusia belajar melebur dan mengolah besi, dia sudah mengetahui cara melebur timah,” tulis akademisi A.E. Fersman1. Namun tidak semua ilmuwan memiliki pandangan yang sama. Beberapa orang percaya, mengutip penggalian arkeologis, bahwa peristiwa ini terjadi hampir seribu tahun kemudian. Hingga saat ini, produk timah paling kuno dianggap sebagai cincin dan termos yang ditemukan di salah satu piramida Mesir. Tampaknya dibuat pada pertengahan milenium kedua SM.

1 Fersman A. E. Geokimia yang menghibur. M.-L.: Detgiz, 1954, 174 hal.

Namun, temuan ini belum bisa menjadi bukti yang cukup kuat bahwa timah dalam bentuk murni belum pernah digunakan sebelumnya. Ada kemungkinan bahwa banyak produk timah kuno tidak sampai kepada kita karena rendahnya ketahanan logam ini terhadap udara dan kelembapan. Selain itu, hanya terdapat sedikit deposit timah di Timur Kuno. Mereka bertemu di Mesopotamia, Utara, dan Iran. Mesir tidak memiliki timah sendiri; mereka diimpor dari Iran.

Dalam literatur India kuno - dalam Weda, Mahabharata - timah disebut trapu. Pada saat yang sama, nama Latin stano berasal dari bahasa Sansekerta “sta” - tahan, “padat, tahan lama. Hal ini juga menunjukkan bahwa timah sudah dikenal sejak empat ribu tahun SM. Kata logam timah juga memiliki arti lain - “air tenang”, kolam, danau. Pada pertengahan abad tersebut, timah dianggap sebagai salah satu jenis timbal dan disebut timah putih (Plumbum album), sedangkan timah biasa disebut timah hitam (Plumbum nigrum). Nama Rusia "timah", menurut profesor terkenal N.A. Figurovsky, berasal dari kata Slavia kuno "timah" - minuman yang memabukkan. Orang Slavia kuno menyimpannya dalam bejana timah dan, tampaknya, mulai menyebut logam (timbal) seperti itu. “Kata timah,” tulis N. A. Figurovsky, “juga berhubungan dengan nama benda cair lainnya - minyak (oleum)... kata-kata yang berhubungan dengan timah - timah (lampu timah) dan timah (bejana timah).”

Bahkan sebelumnya, masyarakat mengenal tembaga, sekitar 6,5-7 ribu tahun yang lalu. Beberapa arkeolog percaya bahwa manusia mengenal logam ini pada periode yang lebih awal.

Pada tahun 60an, lapisan Neolitik pra-keramik ditemukan di Çatalhayük. Analisis terhadap lapisan-lapisan ini menunjukkan bahwa lapisan-lapisan tersebut berasal dari milenium ke 7-6 SM. Penusuk tembaga ditemukan selama penggalian ini. Oleh karena itu, beberapa ilmuwan mulai berpendapat bahwa perkenalan manusia dengan dunia terjadi 9 ribu tahun SM. Namun, penelitian selanjutnya tidak mengkonfirmasi asumsi tersebut.

Bijih tembaga seringkali terkontaminasi berbagai kotoran. Ada kemungkinan di antara mereka ada kerikil hitam dari bijih timah. Bijih yang mengandung timah, memasuki tungku peleburan, dicampur dengan tembaga untuk membentuk paduan - perunggu (dari kata Persia "brontsion", yang berarti "paduan").

Bahkan di zaman kuno, diketahui bahwa penambahan mineral tertentu pada bijih tembaga memudahkan peleburan logam darinya.

Kemungkinan besar potongan batu timah ditambahkan ke bijih tembaga sebagai fluks.

Perunggu, yang diperoleh secara kebetulan selama peleburan tembaga, dengan cepat mendapat pengakuan di kalangan orang-orang pada masa itu. Paduan kuning keemasan yang baru jauh lebih keras daripada tembaga, ditempa dengan sempurna, dicetak dengan sempurna, dan diproses dengan baik.

“Kami tidak tahu bagaimana paduan luar biasa ini ditemukan oleh manusia,” tulis akademisi A.E. Fersman. “Dapat diasumsikan bahwa seseorang melebur bijih tembaga dengan campuran timah berkali-kali (deposit tembaga dan timah yang “kompleks” terjadi) dan akhirnya menyadari hasil peleburan bersama dan memahami signifikansinya.”

Kualitas perunggu yang luar biasa membantu hampir di semua tempat menggantikan tembaga dari penggunaan manusia prasejarah. Senjata mulai dibuat dari perunggu - kapak, pedang, belati, ujung, panah, perhiasan - gelang, liontin. Zaman Perunggu memainkan peran penting dalam kebudayaan manusia.

Para ahli metalurgi kuno, yang menyadari bahwa potongan bijih timah memiliki efek menguntungkan pada peleburan tembaga, mungkin mencoba melebur batu hitam tanpa bijih tembaga. Tetesan logam putih keperakan - timah - muncul di tungku peleburan.

Namun, pada Zaman Perunggu, logam murni ini tidak digunakan secara luas. Pengrajin membuat hiasan pada senjata dan bejana dari timah. Salah satu mitos Yunani kuno menceritakan bagaimana dewa api dan pandai besi, Hephaestus, menempa perisai untuk pahlawan Achilles dan menghiasinya dengan hiasan yang terbuat dari timah. Penulis Iliad, Homer, menyebutkan hal ini.

Setelah menghargai timah dan mempelajari cara meleburnya dari bijih, para penambang bijih kuno mulai mencari bijih ini. Mereka pada saat itu tidak memiliki segudang instrumen dan metode yang kaya seperti yang disediakan oleh ilmu pengetahuan dan teknologi bagi para ahli geologi modern.

Beberapa tahun yang lalu, ahli geologi memiliki perangkat asli baru di gudang senjata mereka - detektor timah resonansi gamma. Dengan bantuannya, Anda dapat menentukan kandungan logam dalam bijih dengan akurasi seperseratus.

Seperti pemburu pelacak, penambang bijih sangat jeli, dan ini sering kali membantu mereka mengungkap rahasia harta karun bawah tanah. Dengan cara yang sama, air dan pepohonan sering kali memberi tahu para penambang bijih lokasi bijih tersebut. Mereka mengetahui dari pengalaman bahwa jenis pohon, semak, dan jamur tertentu sering tumbuh di tempat di mana bijih berada. Misalnya, di beberapa tempat, kachim (rumput, lebih jarang merupakan subsemak dari keluarga cengkeh) hampir selalu tumbuh di atas endapan bijih tembaga; di tempat lain, pohon ek tumbuh.

Masih banyak tanda lain yang menunjukkan bahwa penambang bijih menemukan bijih timah. Pada malam musim gugur yang dingin, embun beku sedikit membasahi tanah dan membuat puncak pepohonan menjadi perak. Telah diketahui bahwa dengan sinar matahari, embun beku mencair paling cepat di tempat beberapa bijih berada. Hal ini terjadi karena di tempat terjadinya urat bijih, bumi lebih cepat panas (bagaimanapun juga, oksida logam memiliki kapasitas panas yang lebih tinggi daripada tanah). Kembali ke Abad Pertengahan, ahli metalurgi terkenal Agricola menjelaskan pencairan es yang lebih cepat di atas endapan bijih dengan fakta bahwa benda gelap lebih cepat panas.

Tanpa instrumen canggih apa pun, para penambang zaman dahulu, dengan menggunakan tanaman merambat, mengeksplorasi berbagai bijih logam, termasuk timah. Beberapa orang menganggap cabang hazel paling cocok untuk mencari bijih. Yang lain menemukan tembaga menggunakan abu tanaman merambat, timah dan terutama timah menggunakan cabang pinus.

Beberapa ilmuwan modern menganggap seni menakjubkan menggunakan "tongkat ajaib" ini sebagai penipuan sederhana atau menganggapnya sebagai gema takhayul kuno.

Ilmuwan lain, yang kagum dengan keterampilan luar biasa para penambang bijih kuno dalam menemukan logam placer dan urat, siap menghubungkan mereka dengan kerentanan khusus terhadap medan magnet dan arus listrik lemah yang dihasilkan oleh endapan bijih. Dan ada pula yang siap mempercayai indra supernatural masyarakat Zaman Perunggu, misalnya kemampuannya “melihat” dengan jari. Tentu saja spekulasi seperti itu tidak benar.

Pada awal perkenalan mereka dengan timah, orang-orang zaman dahulu menambang bijih timah dari placer, terutama di sedimen sungai. Pada masa itu, mereka sudah familiar dengan teknik mencucinya. Belakangan, timah mulai ditambang dari bijih timah yang berada di kedalaman.

Bijih ditambang dengan penambangan terbuka. Pada pekerjaan terbuka, jembatan (pilar) dibuat untuk melindungi penambang dari reruntuhan dan kematian di bawah reruntuhan, meskipun sering terjadi kecelakaan. Sampai saat ini, selama penggalian arkeologis karya-karya kuno di Siberia, Kazakhstan, Altai dan tempat-tempat lain di negara kita dan di banyak tempat di mana tembaga dan timah sudah ditambang pada Zaman Perunggu (di Inggris, Cina dan Republik Peru), kerangka orang mati penambang ditemukan.

Pilar-pilar juga ditinggalkan di adit bawah tanah untuk melindungi dari kemungkinan keruntuhan. Namun ini sudah merupakan tiang atau tiang yang terbuat dari batu yang menopang lengkungan adit. Pengikat seperti itu ditemukan di banyak tempat kerja kuno di mana tembaga dan timah ditambang. Seringkali penyangga seperti itu terbuat dari lempengan batu atau balok, dan di tempat yang banyak hutannya, tiang kayu sering digunakan. Pada masa itu, orang-orang turun ke galeri bawah tanah melalui tangga yang diukir di batu atau tangga kayu. Paling sering ini adalah batang kayu dengan takik atau pohon dengan cabang tebal yang terpotong. Di Ural, di salah satu tambang kuno, tangga seperti itu ditemukan. Dengan menggunakan tangga primitif seperti itu, para penambang tidak hanya turun ke adit dan tempat kerja, tetapi juga mengangkat bijih di bak, tas kulit, dan keranjang anyaman.

Awalnya, bijih timah dilebur di atas api. Nyala api cukup untuk mengekstraksi logam dengan titik leleh rendah (bagaimanapun, timah sudah meleleh pada suhu 232 derajat). Belakangan, timah mulai dilebur dalam lubang-lubang yang dindingnya dilapisi lapisan tanah liat padat untuk melindunginya dari rembesan air tanah dan kebocoran logam cair ke dalam tanah. Kayu bakar dan potongan bijih ditempatkan berlapis-lapis di dalam lubang.

Teknologi peleburan timah dari placer agak berbeda. Pertama, api dibuat di dalam lubang, dan ketika kayu terbakar, bijih dituangkan ke atas bara api.

Dalam kedua kasus tersebut, logam cair yang terbentuk selama peleburan terakumulasi di dasar lubang. Itu diambil dengan sendok khusus dan dituangkan ke dalam cetakan.

Belakangan, untuk meningkatkan proses pembakaran bahan bakar di dalam lubang, mereka mulai menggunakan bellow untuk menyuplai udara. Perbaikan kecil ini memungkinkan peningkatan kapasitas lubang; lubang tersebut mulai dibuat lebih lebar dan lebih dalam. Namun seiring berjalannya waktu, celana renang tersebut menjadi besar, dan sulit untuk mengeluarkan logam dari dasar lubang.

Apa yang membantu kami, seperti yang kami katakan sekarang, adalah kecerdikan kerja. Salah satu ahli metalurgi kuno menemukan "unit" baru untuk peleburan bijih - tong kayu besar yang bagian dalamnya dilapisi dengan tanah liat tahan api. "Lapisan" ini tahan terhadap suhu tinggi. segera diganti lubangnya (tungkunya). Ternyata peleburan logam dalam tong, di mana batu bara dan bijih dituangkan berlapis-lapis, dan juga meniupkan udara dengan alat penghembus, tidak lebih buruk daripada di dalam lubang, tetapi jauh lebih nyaman.

Berabad-abad berlalu dan teknik peleburan logam meningkat. Barelnya digantikan oleh tungku poros kerajinan kecil (tungku buatan sendiri seperti itu digunakan di Tiongkok untuk peleburan timah pada awal abad ke-20). Tungku semacam itu, terbuat dari batu bata atau batu, mula-mula dipanaskan dengan kayu dan batu bara, lalu bijih timah dan arang (dan kemudian kokas) dimasukkan ke dalamnya lapis demi lapis. Udara juga dihembuskan dengan alat penghembus, tetapi karena dibutuhkan lebih banyak dari sebelumnya, alat peniup tersebut digerakkan oleh kuda. Belakangan, traksi kuda digantikan oleh roda drainase.

Namun, ketika peleburan bijih timah di tungku poros primitif, tidak mungkin mencapai suhu di mana terak juga akan meleleh. Batuan sisa tetap berada di tungku dalam bentuk massa padat yang disinter. Oleh karena itu, setelah peleburan selesai, tungku harus dibongkar untuk menghilangkan terak.

Seiring waktu, timah dilebur dalam tungku poros yang jauh lebih besar dan pada suhu yang lebih tinggi, yang menghasilkan terak cair. Namun bersamaan dengan pemulihan timah, pemulihan besi juga terjadi. Hasilnya adalah sejumlah besar paduan besi-timah tahan api yang berbeda (ahli metalurgi menyebutnya “Hartlings”). Mereka secara signifikan mengurangi hasil timah murni. Kerugian lain dari tungku poros adalah hanya dapat melebur bijih timah yang terdiri dari potongan-potongan besar. Tapi bijih seperti itu hanya sedikit. Belakangan, ahli metalurgi belajar mengolah bijih dan konsentrat dalam tungku tersebut, yang diperoleh dengan pencucian sederhana. Mereka telah disinter sebelumnya pada kisi-kisi khusus.

Teknologi peleburan timah berkembang perlahan. Baru pada awal abad ke-18, untuk pertama kalinya di Inggris, tungku poros digantikan oleh tungku reverberatori dengan kotak api jeruji. Batubara yang dihaluskan digunakan untuk memanaskannya, dan kemudian.

Tungku reverberatory memiliki banyak keunggulan dibandingkan. ranjau, jadi mereka mulai dengan cepat menggusurnya. Namun, dalam tungku reverberatory tidak mungkin menaikkan suhu pemanasan bijih selama peleburan di atas 1300-1350 derajat. Untuk mengekstraksi timah sepenuhnya dari terak, Anda harus menambahkan banyak kapur, yang meningkatkan titik leleh hingga 1400-1500 derajat.

Pada tahun 1930-an dan 1940-an, timah diekstraksi dari terak baja dalam tungku listrik, yang memungkinkan untuk memperoleh suhu yang lebih tinggi. Sekarang, dalam tungku seperti itu, konsentrat yang kaya akan timah dicairkan (jika tidak mengandung besi), yaitu logam dilebur tanpa pengolahan terak tambahan. Selain itu, produktivitas tungku listrik (per satuan luas) jauh lebih tinggi dibandingkan dengan tungku reflektif. Penggunaan tungku listrik memungkinkan untuk meningkatkan standar produksi dan memperbaiki kondisi kerja bagi ahli metalurgi.

Meskipun terdapat kemajuan dalam teknik penambangan dan peleburan, timah masih merupakan logam yang mahal.

Teriakan setan. Selama berabad-abad, para alkemis di berbagai negara gagal mendapatkan emas dari logam dasar. Para alkemis mengajarkan bahwa alam selalu berusaha untuk menciptakan benda-benda yang sempurna, seperti emas, tetapi keadaan yang tidak menguntungkan menghalangi hal ini, dan alih-alih emas, logam-logam berkualitas rendah terbentuk - tembaga, timah, timah. Namun untuk mengubah timah atau timah menjadi emas, Anda harus menyiapkan "batu bertuah" atau ramuan terlebih dahulu.

Para alkemis terus-menerus mencari ramuan ajaib ini.

Para alkemis, menggunakan ajaran filsuf Yunani kuno dan naturalis Aristoteles, berpendapat bahwa semua logam terdiri dari dua unsur pembawa - belerang dan merkuri. Mereka terdiri dari merkuri murni - dasar logam, dan logam dasar memiliki campuran belerang yang lebih besar - awal dari variabilitas. Oleh karena itu, untuk mendapatkan emas, Anda harus bisa menghilangkan belerang.

Namun, semua usaha mereka sia-sia. Mereka tidak menemukan "batu bertuah" yang ada dan tidak mampu mengubah logam dasar menjadi emas.

Terlepas dari kompleksitas pengajaran mereka, para alkemis memberikan kontribusi yang signifikan terhadap perkembangan kimia lebih lanjut. Untuk mencari ramuan mitos, mereka menemukan banyak garam dan asam dan mengembangkan metode untuk pemurniannya.

Menguji berbagai logam untuk mengubahnya menjadi emas, para alkemis menaruh perhatian besar pada timah. Mereka tertarik terutama karena sifat misteriusnya. Timah, salah satu logam paling lunak di planet kita, jika dicampur dengan tembaga akan membuatnya menjadi keras.

Namun yang lebih mengejutkan para alkemis, mungkin, adalah suara berderak yang terdengar jelas saat membengkokkan tongkat timah. “Ini adalah suara iblis yang memasuki dunia metal,” kata mereka.

Para alkemis menyebut fenomena yang tidak mereka pahami (yang diperhatikan oleh alkemis terkenal Haber) sebagai “jeritan timah”. Di zaman kita, nama ini masih dipertahankan, tetapi sekarang tidak dikaitkan dengan suara yang dibuat oleh iblis, tetapi berasal dari kata bahasa Inggris creak - creak, crunch. Penyebab bunyi berderak ini (tidak ditemukan pada logam lain) kini telah terpecahkan. Tongkat timah “berderak” karena kristalnya bergerak sedikit dan bergesekan satu sama lain.

Timah, logam yang mudah ditempa dan memiliki titik leleh rendah, memiliki kelenturan yang baik, nomor dua setelah logam mulia dan tembaga, dan oleh karena itu lembaran tipis foil (staniol) dapat dengan mudah diperoleh darinya. Putih keperakan, dengan sedikit warna kebiruan, berubah menjadi coklat jika terkena cahaya. Seperti logam lainnya, timah membentuk garam dengan beberapa nonlogam (klorin, belerang, fluor, brom), yang digunakan dalam perekonomian nasional. Timah tidak berinteraksi langsung dengan karbon atau nitrogen. Ia juga “acuh tak acuh” terhadap kontak langsung dengan hidrogen dan silikon. Namun, timah hidrida dan nitrida dapat diperoleh secara tidak langsung.

Jika Anda memasukkan sepotong timah ke dalam larutan encer asam klorida atau asam sulfat, akan membutuhkan waktu yang sangat lama untuk larut. Logam ini akan bereaksi lambat dengan larutan asam kuat lainnya (nitrat, hidrobromat); praktis tidak larut dalam asam organik (asetat, oksalat). Apa alasan perilaku timah ini? Hal ini dijelaskan oleh sedikit perbedaan nilai potensial normal timah dan hidrogen, pada rangkaian tegangan di mana semua logam (dan hidrogen) berada menurut aktivitas kimianya. Semakin jauh ke kiri baris ini dan semakin jauh letak logam dari hidrogen, semakin cepat logam tersebut menggantikan hidrogen dari asam. Timah dalam seri ini letaknya dekat dengan hidrogen.

Timah larut tidak hanya dalam asam (encer dan pekat), tetapi juga dalam basa, membentuk, tergantung pada kondisi reaksi, dua kelompok senyawa - stannit dan stannat.

Ahli kimia telah memperoleh berbagai senyawa timah dengan asam - fosfat, nitrida, sulfat. Semuanya adalah padatan kristal. Sebaliknya, timah nitrat Sn(NO3)2 adalah cairan bergerak, sangat larut dalam air. Dan satu lagi sifat yang tidak biasa dari turunan timah ini adalah ia meleleh pada suhu minus 20 derajat. Dalam industri, senyawa timah dengan belerang dan klor paling sering digunakan.

Baik pembuat tembikar maupun pencelup. Pada akhir abad ke-15, alkemis Vasily Valentin, dengan harapan sia-sia untuk mendapatkan ramuan ajaib, mulai mengkalsinasi campuran garam meja, tawas, dan besi sulfat. Ramuan itu tidak berhasil, tetapi cairan baru yang sebelumnya tidak diketahui terbentuk di dalam bejana. Dia merokok di udara. Jika dihirup, asap ini menyebabkan batuk parah. Kalau cairannya dicicipi, lidahnya terbakar. Tetesan cairan yang jatuh ke kain membakarnya, menimbulkan korosi dan melarutkan logam. Itu adalah asam klorida. Sang alkemis menyebut cairan ini “alkohol asam”. Hampir setengah abad kemudian, alkemis Eropa lainnya, Andrei Libavius, menjadi tertarik pada “alkohol asam”. Dia mengulangi percobaan pendahulunya dan memperoleh cairan kaustik yang persis sama. Pertama-tama, dia memutuskan untuk mencari tahu bagaimana “alkohol asam” bekerja pada logam. Tembaga, besi, seng dilarutkan dalam cairan kaustik ini. Setelah melarutkan timah dalam "alkohol asam", Libavius ​​​​menguapkan larutan yang dihasilkan dan memperoleh kristal belah ketupat putih. Bahan macam apa ini? Sekarang kita menyebutnya stannous klorida. Saat itu, belum ada yang tahu tentang klorin. Unsur ini pertama kali ditemukan pada tahun 1774 oleh ahli kimia terkenal Swedia Scheele dan kemudian oleh ilmuwan Inggris Davy (1810). Kita tidak tahu apa sebutan sang alkemis untuk garam yang diterimanya, tapi dia mulai melakukan berbagai eksperimen dengannya. Pertama-tama, saya memutuskan untuk menguji efek zat baru pada jaringan. Akankah garam ini menghancurkan mereka seperti halnya alkohol asam? Ternyata timah klorida bukanlah musuh terburuk bahan tekstil.

Bahkan pada zaman dahulu, orang belajar mewarnai wol dan kain dengan pewarna yang diekstraksi dari bunga, buah, dan akar berbagai tanaman. Saat itu juga digunakan beberapa cat yang berasal dari hewan. Warna ungu kuno yang pernah digunakan untuk mewarnai toga dan jubah raja Persia diperoleh dari salah satu spesies moluska. Di Amerika Selatan, orang India sudah lama mewarnai kain dengan warna merah tua menggunakan carmine, pewarna yang diperoleh dari cochineal, kutu daun yang dikumpulkan dari kaktus.

Para pencelup kuno sangat mengenal mordan - zat yang memperkuat warna kain. Paling sering mereka diperoleh dari mineral alami. Oleh karena itu, pencelup Yunani dan Romawi banyak menggunakan tawas saat mewarnai kain. Sejarawan Yunani Herodotus, yang hidup pada abad kelima SM, menyebutnya "aluminium", dan empat ratus tahun kemudian ilmuwan Romawi kuno Pliny the Elder menyebutnya "alumene".

Timah klorida juga ternyata merupakan mordan yang baik. Setelah Libavius ​​​​mencelupkan sepotong kain berwarna cerah ke dalam larutannya, warnanya tidak hanya tidak pudar, tetapi menjadi lebih cerah.

Namun, butuh beberapa dekade lagi sebelum penemuan sang alkemis dapat diterapkan secara praktis. Salah satu orang pertama yang menggunakan mordan timah dalam pewarnaan adalah ahli kimia Belanda Drebbel. Penemuan ini segera mendapat pengakuan luas di kalangan pencelup di banyak negara.

Di Eropa saat itu mereka belum mengetahui cara mengolah dan memproduksi kain katun. Mereka didatangkan dari negara-negara Timur Tengah dan India. Saat itu, kain katun belacu tipis (kemudian dikenal sebagai belacu), yang didatangkan dari kota Kalkuta di India, banyak digunakan di Eropa. Kain ini menarik perhatian saya dengan warna aslinya. Pewarna menggunakan mordan timah untuk mengaplikasikan pola merah, bunga, dan desain sederhana pada kain. Seiring waktu, para pencelup mulai menggunakan mordan timah untuk mewarnai kain wol dan sutra.

Selama lebih dari seratus tahun, timah klorida telah membantu ahli kimia menciptakan cat organik tahan lama yang tidak luntur di bawah sinar matahari. Ini juga digunakan di banyak industri lain, karena stannous klorida adalah zat pereduksi kuat dan sangat larut dalam air, alkohol, eter dan banyak pelarut organik lainnya.

“Kerabat” dekat timah klorida, timah tetraklorida, juga memiliki banyak kualitas berharga yang banyak digunakan di beberapa industri. Hal ini diperoleh dengan melewatkan aliran klorin kering ke dalam timah cair. Seperti timah klorida, ia larut dengan baik dalam air dan berbagai pelarut organik, tetapi tidak seperti timah, ia dapat melarutkan belerang, fosfor, dan yodium.

Sudah lebih dari dua ratus tahun yang lalu, kami belajar cara membuat kain calico yang indah di negara kami, yang selalu sukses di kalangan wanita. Pola atau ornamen cetakan yang jelas dan tahan lama pada kain chintz diperoleh berkat timah tetraklorida. Pekerja tekstil juga menggunakannya sebagai bahan finishing (dari bahasa Perancis apprêter - untuk menyelesaikan kain). Sodium stannate (Na2SnO3) juga berhasil digunakan untuk tujuan yang sama di industri tekstil. Stannat mudah diperoleh - cukup gabungkan timah dioksida (SnO2) dengan sedikit alkali atau larutkan timah dioksida hidrat yang baru disiapkan dalam larutan alkali. Stannat digunakan tidak hanya oleh pekerja tekstil, tetapi juga oleh teknisi radio. Jadi, barium stannate banyak digunakan di berbagai perangkat teknik radio - ini adalah dielektrik yang sangat baik.

Timah dioksida telah lama digunakan dalam tembikar. Kita tidak mengetahui nama orang yang pertama kali membuat periuk atau kendi dari adonan tanah liat ribuan tahun yang lalu dan mulai membakarnya dengan api. Namun sejak saat itu, gerabah mulai diminati oleh masyarakat di seluruh negara di dunia. Pada awalnya, produk-produk pembuat tembikar kuno memiliki penampilan yang jelek. Namun kelemahan paling penting dari tembikar adalah porositas dinding bagian dalam. Piring seperti itu seolah-olah diresapi dengan banyak kapiler - saluran kecil tempat air merembes. Tidak mungkin untuk mengawetkan air atau cairan lain dalam bejana tanah liat bahkan selama beberapa jam.

Untuk waktu yang lama mereka tidak dapat menemukan cara untuk membuat permukaan produk tanah liat tidak berpori. Namun, seperti yang sering terjadi dalam sejarah penemuan-penemuan besar, kebetulanlah yang membantu. Entah bagaimana sedikit campuran pasir dan soda jatuh di salah satu pot tanah liat yang disiapkan untuk dibakar. Bayangkan betapa terkejutnya pembuat tembikar ketika, setelah mengeluarkan periuknya dari tempat pembakaran setelah dibakar, dia melihat pada salah satu periuk itu ada lapisan tipis mengkilat yang menutupi seluruh permukaan bagian dalam periuk.

Dengan demikian, kebetulan membantu para pembuat tembikar kuno menutup pori-pori produk mereka dengan lapisan kaca yang andal. Itu disebut glasir. Kemudian mereka mulai menambahkan kapur ke dalam glasir, dan di beberapa tempat yang terdapat bijih timah, kasiterit. Secara bertahap kami belajar membuat glasir warna-warni dengan menambahkan bahan berbeda ke dalam campuran pasir dan soda.

Penemuan kaca secara tidak sengaja kemudian menyebabkan penemuan kaca secara tidak sengaja. Suatu ketika seorang pembuat tembikar mengoleskan lapisan glasir pada salah satu potnya dengan sangat sembarangan. Setelah pembakaran, alih-alih lapisan glasir yang rata dan halus, malah ditemukan bongkahan kaca kecil yang mengilap di dalam panci. Inilah awal mula pembuatan kaca.

Pembuat kaca pertama sudah mengetahui bahwa dengan bantuan timah dioksida dimungkinkan untuk mendapatkan glasir putih yang indah. Oleh karena itu, dengan sedikit tambahan kasiterit, Anda dapat menyiapkan gelas putih susu yang indah. Gelas ini indah, tapi buram. Sinar cahaya melewatinya, tapi mustahil untuk melihatnya. Belakangan, para pembuat kaca menyebut kaca tersebut “tuli”. Mereka diperoleh dengan menambahkan bubuk berbagai zat ke dalam campuran, tetapi terutama timah dioksida atau kasiterit yang digiling halus. Dan saat ini sedang dipersiapkan kacamata “buta” untuk berbagai keperluan teknis. Itu diperoleh dengan penambahan timah dioksida dan glasir putih.

Mungkin bahkan sebelum mereka mulai membuat kaca transparan dan buram, pembuat kaca telah belajar membuat kaca berwarna. Berabad-abad yang lalu, diketahui bahwa pengotor bahan tertentu mewarnai kaca dengan warna berbeda: kobalt - biru, kromium - kuning-hijau, mangan - ungu.

Selama lebih dari empat puluh tahun, bintang rubi telah menyala sepanjang waktu di menara Kremlin Moskow - simbol kemenangan di negara kita.

Agar bintang-bintang berkilau seterang siang hari seperti pada malam hari, kaca merah muda tempat pembuatannya ditempatkan pada lapisan kaca putih susu. Dan itu disiapkan bukan tanpa partisipasi timah dioksida.

Baik ahli kimia maupun petani. Ada berbagai macam produk berbahan polivinil klorida yang banyak digunakan di berbagai industri. Namun terlepas dari semua sifat baiknya, dia “takut” pada matahari. Untuk melindunginya dari aksi sinar cahaya, organotin digunakan - dibutil dan dioktil stannan, monoalkil stannan, dialkil timah laurat, dan dialkil timah dimaleat digunakan sebagai penstabil.

Pada tahun 50-an, ahli kimia mengembangkan metode untuk mensintesis polimer dari berbagai hidrokarbon dengan struktur molekul biasa. Mereka disebut stereoregular atau isotaktik. Nilai praktis dari memperoleh polimer tersebut terletak pada kemungkinan menciptakan bahan dengan sifat apa pun yang diinginkan. Dan di sini kita tidak dapat melakukannya tanpa katalis organotin. Sulit untuk melebih-lebihkan pentingnya memperkenalkan metode ini dalam industri kimia.

Pemrosesan polivinil klorida padat untuk mendapatkan film transparan, pelat dan bejana plastik dilakukan pada suhu 180°C. Untuk mencegah polimer menyebar, diperlukan penstabil termal. Dan di sini organotin datang untuk menyelamatkan - dialkiltin merkaptan dan dialkiltin diisooctyl glikolat.

Ban merupakan aksesoris yang paling penting. Semakin lama mereka melayani, semakin murah pengoperasian mobil tersebut. Oleh karena itu, ahli kimia mencoba meningkatkan permeabilitasnya dengan menciptakan jenis karet sintetis baru yang dapat digunakan untuk membuat karet yang lebih tahan lama dan elastis.

Dalam perjuangan untuk ketahanan ban, ahli kimia beberapa tahun yang lalu meraih kemenangan lain - dari beberapa zat organik yang diperoleh dari penyulingan kering batu bara dan pemurnian produk minyak bumi, mereka menciptakan jenis karet sintetis baru - uretan. Ini habis dua kali lebih cepat dari biasanya. Katalis yang membantu adalah diazurat timah, yang berfungsi sebagai pengeras karet silikon dan resin epoksi.

Pengotoran lunas kapal dengan cangkang dan organisme laut dan air tawar lainnya membawa banyak kesedihan dan kesulitan bagi para pelaut dan awak kapal. Biasanya, untuk melindungi bagian bawah air kapal dan fasilitas pelabuhan, digunakan cat dan pelapis plastik, yang dibuat dengan bahan tambahan senyawa tembaga dan merkuri, lebih jarang seng dan timbal. Namun, mereka memiliki kelemahan besar - mereka menyebabkan korosi elektrokimia pada bagian logam. Lapisan pelindung berbahan dasar polimer organotin atau kopolimer dengan monomer organik atau unsur organo telah terbukti jauh lebih efektif.

Kaca organotin secara andal melindungi dari sinar ultraviolet dan sinar-x. Sediaan organotin memberikan banyak manfaat berharga bagi petani. Sejak manusia belajar mengolah tanah, menanam sereal dan sayuran, ia terus memerangi gulma. Ahli kimia telah menciptakan ratusan obat baru - herbisida yang digunakan untuk membunuh gulma, tetapi tidak membahayakan tanaman. Diantaranya adalah trivinylchlorostannane dan beberapa turunannya.

Sediaan organotin bahkan lebih efektif dalam mengendalikan hama pertanian. Bahkan saat ini, dengan cara bertani modern, kerugian akibat hama mencapai 25-30 persen. Kerugian tanaman kentang akibat penyakit dan hama bahkan lebih besar lagi.

Produk kami “Brestan” (triphenyltin acetate) dengan cepat memusnahkan hama bit dan kentang. Cukup dengan menyemprotkan 600 liter larutan 0,01 persen per hektar. Selain itu, ini merupakan cara yang andal untuk memerangi penyakit jamur yang persisten pada tanaman tropis dan subtropis. dan merangsang pertumbuhan tanaman.

Sifat racun dari banyak senyawa organotin, yang dikenal lebih dari seratus tahun yang lalu (triethylstannanol, hexabutildistannooxane), kini membantu melawan pencemaran lingkungan, memurnikan air limbah industri, dan melawan jamur rumah dan hama kayu lainnya.

Kopolimer organotin akrilat dengan anhidrida maleat, stirena, vinil klorida, etilen, dan butadiena ternyata merupakan antiseptik yang sangat baik yang mampu menghancurkan E. coli, Staphylococcus aureus, Brucella, dan sejumlah mikroba lainnya bahkan pada kepadatan infeksi yang tinggi. Dokter hewan siap menggunakan sediaan organotin untuk memerangi cacingan pada hewan peliharaan.

Untuk meningkatkan aktivitas biologis yang ditargetkan, beberapa bahan tambahan organik dimasukkan ke dalam sediaan. Misalnya, larutan campuran benziltrietilammonium klorida dan hexabutildistannooxane menghancurkan Staphylococcus aureus dalam 5 menit.

Para ilmuwan telah mengembangkan banyak metode untuk mensintesis berbagai obat organotin. Bahan baku awalnya adalah timah logam murni atau paduannya, tetapi paling sering timah tetraklorida dan berbagai senyawa organik (dan seringkali unsur organo). Reaksi terjadi dengan adanya katalis.

Organotin masih “bayi”. Dia memiliki masa depan cerah di depannya. Ini dijamin oleh kualitasnya yang luar biasa.

Baik pengendara maupun pencetaknya. Mobil, peralatan mesin, atau mesin mempunyai poros. Ketika diputar, terjadi gesekan yang kuat, yang menyebabkan bagian-bagiannya cepat bergesekan. Bagaimana cara mengurangi efek berbahaya dari gesekan, bagaimana cara menghilangkannya? Anda bisa menggunakan pelumas. Dalam kondisi pengoperasian yang ideal, poros dan cangkang bantalan tidak boleh bersentuhan satu sama lain sehingga tidak akan aus. Dalam kondisi pengoperasian bantalan yang normal, hal ini tidak dapat dicapai. Untuk mengurangi koefisien gesekan, digunakan paduan anti-gesekan, yang harus keras dan pada saat yang sama cukup lunak dan plastis sehingga jika konfigurasi poros dan liner berbeda, liner dapat “menerobos” ke dalamnya.

Dalam mencari komposisi yang cocok untuk pembuatan paduan bantalan, ahli metalurgi mengalihkan perhatian mereka ke timbal dan timah sebagai logam paling lunak.

Paduan anti-gesekan pertama, diusulkan pada tahun 1839 oleh insinyur I. Babbitt, mengandung 83 persen timah, 11 persen antimon, dan 6 persen tembaga. Selanjutnya, paduan anti-gesekan serupa dengan kandungan bagian penyusunnya yang sedikit berubah mulai disebut babbitt (dinamai menurut penemunya) dan tersebar luas. Saat ini, selain babbitt standar, paduan dengan keuletan yang meningkat juga diproduksi di dalam dan luar negeri.

Dalam massa plastik lunak dari paduan, kristal logam keras didistribusikan secara merata, yang tahan terhadap abrasi dan, jika perlu, ditekan ke dalam lapisan.

Timah merupakan logam yang mahal dan langka, sehingga kini mereka semakin berusaha mengganti bantalan dengan pelapis Babbitt dengan bantalan rol dan bola.

Pencetak dan pencetak mulai menggunakan paduan timah beberapa ratus tahun sebelumnya.

Ia memutuskan untuk membuat jenis huruf untuk dicetak dengan cara menuangkan huruf ke dalam cetakan logam. Itu terbuat dari timah, bagian bawahnya adalah balok tembaga dengan pola huruf timbul yang dalam di atasnya. Pada awalnya, Gutenberg membuat surat dari timah dengan sedikit tambahan timah. Kemudian, ia memilih paduan terbaik dengan campuran antimon yang signifikan (lebih dari 20 persen), yang disebut hart (dari kata Jerman "hart" - keras). Ternyata jauh lebih kuat daripada paduan timbal dan timah, dan sepenuhnya sesuai dengan namanya.

Paduan tipografi yang disusun oleh Gutenberg dengan sedikit perubahan pada isi bagian penyusunnya, masih digunakan sampai sekarang, namun timah masih menempati tempat yang dominan di dalamnya.

Dermawan kemanusiaan. Pada tahun-tahun ketika Gutenberg mencetak surat-surat dari timah, peralatan timah banyak digunakan di Austria, Belgia, dan Inggris. Produksi sendok dan cangkir timah, mangkuk dan kendi, piring dan piring dimulai pada abad ke-12, ketika banyak bijih timah ditemukan di Pegunungan Bijih di Bohemia. Untuk penuangan logam cair yang lebih baik, timah dicampur dengan timbal (10:1).

Belakangan, peralatan dapur dan makan mulai dibuat dari paduan timah dengan kandungan timbal lebih tinggi (hingga 15 persen), serta penambahan antimon dan terkadang sejumlah kecil tembaga dan seng. Salah satu paduan ini disebut "logam Inggris".

Peralatan timah dibuat dalam cetakan yang terbuat dari kuningan atau besi, lebih jarang dari gipsum. Tutup, pegangan, dan bagian-bagian individual dihubungkan dengan menyolder. Hidangan dengan ornamen artistik, gambar datar dan relief tumbuhan dan hewan sangat dihargai. Di Eropa tengah, produk timah buatan pengrajin Jerman terkenal. Tidak ada kota di Jerman di mana setidaknya satu ahli barang pecah belah tidak bekerja. Ada 159 pekerja timah di Nuremberg saja. Setiap produk baru diberi merek dengan tanda master atau kota. Kendi timah berukuran besar yang dijadikan simbol bengkel dianggap sebagai kebanggaan para perajin perkotaan.

Selama berabad-abad, tradisi dekorasi artistik dan bentuk khas kota dan wilayah tertentu telah dilestarikan.

Selain motif rakyat yang mengakar, dekorasi artistik gelas, mangkok, tempat lilin, dan kendi juga dipengaruhi oleh seni klasik.

Dalam beberapa tahun terakhir, semakin sedikit timah yang diperoleh dari bahan daur ulang karena penurunan kandungannya, yang disebabkan oleh meluasnya penggunaan metode pelapisan elektrolitik, sehingga mengurangi biaya timah per unit produksi.

Pabrik pertama yang mulai melebur timah di Uni Soviet dari bijih deposit primer dibangun pada tahun 1934 di Podolsk dekat Moskow. Dia bekerja selama tujuh tahun pada bijih yang kaya akan timah (konsentrat yang dipasok ke pabrik untuk diproses mengandung 40 hingga 70 persen timah). Pertama, pengotor arsenik dan belerang dihilangkan dari konsentrat dengan cara dipanggang. Fluks ditambahkan ke abu dan dilebur dalam tungku reverberatory. Timah mentah yang dihasilkan dimurnikan dalam boiler dengan bahan tambahan khusus yang mengikat pengotor menjadi senyawa tahan api. Proses peleburan ini menyisakan terak dengan kandungan timah yang tinggi. Mereka dimurnikan, dan terak yang mengandung tidak lebih dari satu persen timah dibuang ke tempat pembuangan. Pabrik ini juga memproduksi timah sekunder dari berbagai skrap dan limbah yang mengandung logam.

Karena pesatnya pertumbuhan penambangan bijih timah dan produksi konsentrat pada tahun-tahun sebelum perang, pembangunan pabrik timah kedua di Novosibirsk dimulai pada tahun 1940. Peluncurannya dijadwalkan pada tahun 1943. Serangan berbahaya Nazi terhadap negara kita mengubah rencana ini. Pada musim gugur 1941, pabrik Podolsk dievakuasi ke Novosibirsk. Para pekerja dan insinyur mengirimkan peralatan dari pabrik Podolsk yang dibongkar, serta konsentrat dan timah mentah. Dua bulan kemudian, pabrik tersebut mulai memproduksi paduan timah-timah.

Pada awalnya perusahaan banyak menemui kesulitan, khususnya semua pekerjaan bongkar muat bahan baku, pengangkutannya, dan penyiapan muatannya dilakukan secara manual. Namun demikian, pabrik tersebut memenuhi rencana produksinya dan memasok paduan timah-timah kepada pelanggannya tanpa gangguan.

Awalnya, pabrik Novosibirsk menggunakan teknologi peleburan timah dan produksi paduan yang diadopsi di pabrik timah Podolsk. Pelelehan pertama dihasilkan dari tungku reverberatory pertama pada tanggal 23 Februari 1942. Enam bulan kemudian, beberapa tungku reverberatory mulai beroperasi. Belakangan, pabrik tersebut mulai mengembangkan teknologi peleburan timah yang lebih modern. Skema baru ini menyediakan pengayaan konsentrat timah termiskin dengan komposisi kompleks. Konsentrat yang sudah jadi dilebur dalam tungku listrik.

Pengembangan produksi teknologi baru baru selesai pada tahun-tahun pascaperang. Pada tahun 1947 diperkenalkan skema finishing konsentrat yang masih digunakan sampai sekarang dengan beberapa perubahan, dan pada akhir tahun 1948 diperkenalkan proses peleburan listrik.

Sejak tahun 1953, pabrik tersebut mulai memproduksi timah dan babbitt dengan kandungan timah yang tinggi. Hal ini dimungkinkan berkat perbaikan dalam proses pemurnian, yang memungkinkan untuk menghilangkan semua kotoran dari timah mentah.

Banyak perbaikan teknis lainnya telah diperkenalkan di pabrik: metode peleburan zona, peleburan konsentrat lumpur secara listrik, pemurnian timah secara vakum.

Semua perbaikan ini memungkinkan pengolahan konsentrat yang lebih buruk dan memungkinkan diperolehnya timah dengan kemurnian tinggi. Namun, tim pabrik tidak berpuas diri pada keberhasilan yang diraih. Di tahun-tahun mendatang, skema produksi timah yang lebih maju akan diperkenalkan, yang akan menjamin ekstraksi timah dan logam lain yang lebih lengkap dari konsentratnya. Ini melibatkan proses pengayaan kimia, pencucian aliran langsung, dan reduksi pada suhu rendah.

Bersamaan dengan Pabrik Timah Novosibirsk, paduan timah-timah diproduksi oleh Pabrik Produksi dan Pengolahan Logam Non-Ferrous Ryazan, yang juga memproses bahan baku sekunder. Rangkaian produk pabrik juga mencakup seng sulfat dan berbagai produk antara. Salah satu pencapaian pabrik tersebut adalah keberhasilan pengolahan terak dengan kandungan timah rendah.

Pabrik metalurgi telah mencapai indikator produksi teknis dan ekonomi yang semakin tinggi, khususnya persentase perolehan logam yang lebih tinggi. Berkat kolaborasi kreatif yang erat dengan lembaga penelitian dan desain, selama rencana lima tahun kesepuluh, ekstraksi timah dapat ditingkatkan sebesar 1,1 persen. Orang asing bersedia membeli beberapa hasil pengembangan ilmuwan dan insinyur kita, yang berhasil digunakan di pabrik.

Namun, hingga saat ini, sebagian komponen berharga dari konsentrat tersebut masuk ke tailing pada saat finishing dan terakumulasi di tempat pembuangan. Melaksanakan keputusan Kongres CPSU XXVI, skema produksi timah sedang dikembangkan dan diterapkan yang memungkinkan penggunaan cadangan internal pabrik secara luas, dengan mempertimbangkan penurunan kualitas bijih yang diproses (keberadaan sulfida , turmalin, arsenik dan kotoran berbahaya lainnya).

Lembaga Penelitian Ilmiah Pusat Industri Timah (TsNIIolovo) telah mengembangkan teknologi yang efektif dan hemat biaya untuk produksi konsentrat kasar dengan finishing terpusat, yang memungkinkan pemanfaatan seluruh limbah secara maksimal. Untuk memproses polimetalik sulfida yang diperoleh melalui penyelesaian terpusat, Anda dapat menggunakan metode siklon-elektrotermal atau pemrosesan dalam unggun terfluidisasi vakum menggunakan berbagai opsi sublimasi klorida. Penyelesaian terpusat antara proses benefisiasi dan metalurgi akan memungkinkan, pertama, mengekstraksi setidaknya setengah timah dari konsentrat kasar, dan kedua, mengurangi hampir separuh jumlah produk miskin timah yang masuk ke pemrosesan metalurgi.

Pengenalan kompleks benefisiasi dan metalurgi akan memungkinkan penggunaan bijih apa pun secara praktis untuk pemrosesan, terlepas dari kualitasnya. Hal ini pada gilirannya akan berkontribusi pada perluasan basis bahan baku industri pertambangan dan pengolahan timah.

Produk timah

Planet ini, dinamai dewa petir Jupiter, dikorelasikan oleh para alkemis abad pertengahan dengan timah. Sulit membayangkan logam lunak dan lentur ini sebagai simbol dewa yang tangguh dan pendendam. Apa yang dipandu oleh para alkemis ketika membangun hubungan ini?

Nama Latin yang diterima secara ilmiah untuk timah “stannum” berasal dari akar kata Sansekerta “sta”, yang berarti “tahan”, “padat”.

Belum dapat dipastikan kapan tepatnya timah dalam bentuk murni mulai digunakan untuk pembuatan produk. Hanya sedikit informasi yang diketahui, yang kadang-kadang dilengkapi dengan penggalian arkeologis. Di satu atau lain pusat peradaban kuno, terdapat temuan-temuan terisolasi yang terbuat dari timah yang hampir murni. Jadi, di salah satu kuburan Mesir kuno yang berasal dari milenium pertama SM. e., sebuah botol timah dan cincin ditemukan.

Sejak zaman kuno, timah telah dilebur dari apa yang disebut batu timah - kasiterit, yang mendapatkan namanya dari sekelompok pulau di Atlantik Utara. 3.5 Produk timah

Orang Fenisia kuno, yang tidak hanya ahli metalurgi yang terampil, tetapi juga pelaut yang luar biasa, ketika pergi ke Cassirid untuk mencari batu timah, membawa ke kapal sebuah jangkar yang terbuat dari batang kayu cedar berongga, diisi dengan batu untuk pemberat. Setibanya di lokasi, palka kapal dimuati bijih timah. Agar tidak mengembalikan batu bulat biasa, balok jangkar malah diisi dengan bijih timah. Dengan demikian, hanya muatan yang tersisa di kapal.

Meskipun timah sudah dikenal manusia pada milenium ke-4 SM. e. Logam ini tidak dapat diakses dan mahal, karena produk yang dibuat dari logam ini jarang ditemukan di antara barang antik Romawi dan Yunani. Timah disebutkan dalam Alkitab, Kitab Musa Keempat.

Saat ini, timah digunakan terutama sebagai pelapis yang aman, tidak beracun, dan tahan korosi dalam bentuk murni atau dalam paduan dengan logam lain. Kegunaan utama timah dalam industri adalah untuk pelat timah (besi kaleng) untuk pembuatan wadah makanan.

Teknik membuat “pola beku” pada dasarnya sangat sederhana. Logam berlapis timah dipanaskan dan kemudian didinginkan secara tajam dengan cara disemprotkan air dingin, atau bahkan dicelupkan ke dalam air. Operasi ini mengubah struktur kristal timah. Untuk mengembangkannya, agar terlihat, lapisan timah dibasahi dengan asam klorida. Pola kristal terlihat berkilauan pada logam, seperti mosaik yang terbuat dari potongan es yang berkilau. Di bawah lapisan tipis pernis berwarna, “pola beku” warna-warni tampak lebih ekspresif. Namun betapapun sederhananya teknologi untuk menciptakan “pola beku”, hanya para ahli yang mengetahui seluk-beluk teknologi yang memungkinkan keindahan logam terungkap sedalam mungkin. Selama bertahun-tahun, Panteleimon Antonovich Sosnovsky, yang meninggal pada tahun 1972 pada usia 99 tahun, tetap menjadi penjaga “rahasia” dan jiwa dari kerajinan ini. Dia adalah ahli terakhir kerajinan seni kuno.

Timah mempunyai penyakit yang disebut “wabah timah”. Logam “menjadi dingin” pada suhu dingin yang sudah mencapai -13°C dan secara bertahap mulai rusak. Pada suhu -33°C, penyakit ini berkembang dengan kecepatan luar biasa - produk timah berubah menjadi bubuk abu-abu.

Pada akhir abad terakhir, fenomena ini mengecewakan para anggota ekspedisi yang bekerja di Siberia. Dalam cuaca yang sangat dingin, peralatan timah tiba-tiba menjadi sakit. Dalam waktu singkat sudah rusak parah sehingga tidak bisa digunakan lagi untuk memasak. Mungkin ekspedisi tersebut harus menghentikan pekerjaan yang telah dimulai, jika bukan karena mangkuk dan sendok yang berhasil mereka ukir dari kayu. Setelah berulang kali menghadapi “wabah timah”, orang akhirnya sampai pada kesimpulan bahwa timah hanya dapat digunakan di tempat yang tidak terkena embun beku.

3.19 Kadar timah 95

Seperti yang telah disebutkan, timah berhubungan langsung dengan lahirnya bunyi melodi pada berbagai macam lonceng, karena timah merupakan bagian dari paduan tembaga yang digunakan untuk pengecorannya. Namun ternyata ia mampu menyanyi sepenuhnya secara mandiri: timah murni memiliki kemampuan bermusik yang tak kalah luar biasa. Mendengarkan suara musik organ yang khusyuk, hanya sedikit pendengar yang menyadari bahwa suara-suara mempesona kebanyakan lahir dari pipa timah. Mereka memberikan kemurnian dan kekuatan khusus pada suara.

Sejak zaman kuno, manusia tidak hanya menggunakan timah dan paduannya, tetapi juga berbagai senyawa kimianya. Kristal timah disulfida berwarna kuning keemasan digunakan oleh pengrajin untuk meniru daun emas saat menyepuh plester dan relief kayu.

Kaca dan plastik diolah dengan larutan timah diklorida dalam air sebelum mengoleskan lapisan tipis logam apa pun ke permukaannya. Timah diklorida juga termasuk dalam fluks yang digunakan dalam pengelasan logam.

Timah oksida digunakan dalam produksi kaca rubi dan glasir.

Timah dioksida adalah pigmen putih yang digunakan untuk mewarnai enamel dan glasir buram. Di alam, ini adalah batu timah yang disebut kasiterit, yang berfungsi sebagai bahan baku peleburan timah. Ini diproduksi secara artifisial dengan mengkalsinasi timah di udara.

Di antara banyak “kegunaan” senyawa timah lainnya adalah: Melindungi kayu dari pembusukan, membunuh serangga hama dan masih banyak lagi.

Saya juga ingin mencatat bahwa banyak pabrik pengecoran, setelah kehilangan pesanan massal, beralih ke produksi miniatur timah: pada awal abad ke-19, tidak hanya di Nuremberg dan Augsburg, tetapi juga di Berlin, Potsdam, Leipzig, Freiburg, Meissen , Dresden dan kota-kota Jerman lainnya, "pabrik patung timah".

Pasca munculnya Kekaisaran Jerman, pasar dibanjiri sosok tentara dan panglima tentara Prusia dari segala era.

Saat ini, lusinan perusahaan di seluruh dunia membuat tentara plastik, tetapi miniatur timah lambat laun menjadi karya seni tinggi dan menjadi incaran para kolektor - kini hampir tidak pernah diproduksi secara massal.

Contoh produk timah misalnya:

untuk penyediaan jasa tempa logam artistik.

"Rumah Kucing" - sejarah berbagai hal.

Logam putih lunak - timah - adalah salah satu logam pertama yang dipelajari manusia untuk diproses. Para ilmuwan percaya bahwa timah mulai ditambang jauh sebelum besi pertama kali ditemukan.


Beberapa temuan arkeologis menegaskan bahwa tambang timah di tempat yang sekarang disebut Irak telah beroperasi empat ribu tahun yang lalu. Timah diperdagangkan: para pedagang menukarnya dengan batu mulia. Di alam, timah terdapat pada bijih timah oksida kasiterit, mineral yang simpanannya ditemukan di Asia Tenggara, Amerika Selatan, Australia, dan Cina.

Dari sejarah

Menurut sejarawan dan arkeolog, timah pertama kali ditemukan, kemungkinan besar secara tidak sengaja, dalam endapan aluvial kasiterit. Tungku kuno yang berisi limbah terak telah ditemukan di barat daya Inggris Raya. Di antara benda-benda yang ditemukan dari zaman Romawi Kuno dan Yunani, barang-barang timah sangat langka, hal ini membenarkan anggapan bahwa logam ini mahal.

Timah disebutkan dalam karya sastra Arab abad ke-8 hingga ke-9, serta dalam karya-karya abad pertengahan yang menggambarkan perjalanan dan penemuan-penemuan besar. Di Bohemia dan Saxony, timah mulai ditambang pada abad ke-12.


Menariknya, jauh sebelum manusia mulai menambang timah murni, mereka menemukan perunggu - paduan timah dan tembaga. Menurut beberapa sumber, perunggu sudah dikenal manusia sejak 2500 SM.

Faktanya adalah bahwa timah ada dalam bijih bersama dengan tembaga, sehingga selama peleburan mereka tidak memperoleh tembaga murni, tetapi paduannya dengan timah, yaitu perunggu. Timah dapat ditemukan sebagai pengotor yang tidak disengaja pada peralatan tembaga firaun Mesir yang dibuat pada tahun 2000 SM.

Sifat kimia timah

Timah bersifat inert terhadap air dan oksigen pada suhu kamar. Logam ini juga cenderung terlapisi lapisan oksida tipis bila terkena udara. Kelambanan kimiawi timah dalam kondisi normallah yang membuat logam ini populer di kalangan produsen wadah timah.


Asam sulfat dan asam klorida dalam keadaan encer bekerja sangat lambat pada timah, dan dalam bentuk pekat mereka melarutkannya ketika dipanaskan. Jika digabungkan dengan asam klorida, diperoleh timah klorida, dan jika digabungkan dengan asam sulfat, diperoleh timah sulfat.

Ketika bereaksi dengan asam nitrat encer, diperoleh timah nitrat, dan dengan asam nitrat pekat, diperoleh asam timah yang tidak larut. Senyawa timah sangat penting dalam industri: senyawa ini digunakan dalam produksi pelapis pelapis listrik.

Aplikasi timah

Logam lunak berwarna putih keperakan ini dapat digulung menjadi kertas tipis. Timah tidak berkarat sehingga banyak digunakan di berbagai bidang. Paling sering, wadah terbuat dari logam ini. Jika timah diaplikasikan dalam lapisan tipis ke logam lain, itu akan memberikan kilau dan kehalusan khusus pada permukaan.

Sifat timah ini digunakan dalam pembuatan kaleng. Timah sering digunakan sebagai pelapis anti korosi. Lebih dari sepertiga timah yang ditambang di dunia saat ini digunakan dalam produksi wadah makanan dan minuman. Kaleng yang sudah tidak asing lagi bagi semua orang, terbuat dari baja yang dilapisi lapisan timah dengan tebal tidak lebih dari 0,4 mikron.


Sepertiga lainnya dari timah yang ditambang digunakan untuk membuat solder - paduan dengan timbal dalam proporsi berbeda. Solder digunakan dalam teknik kelistrikan untuk menyolder pipa. Paduan tersebut dapat mengandung hingga 97% timah, tembaga, dan antimon, yang meningkatkan kekerasan dan kekuatan paduan tersebut.

Peralatan (terutama frage) terbuat dari timah yang dicampur antimon. Dalam industri, timah digunakan dalam berbagai senyawa kimia.

Timah (lat. Stannum; dilambangkan dengan simbol Sn) adalah unsur subkelompok utama golongan keempat, periode kelima tabel periodik unsur kimia D.I. Mendeleev, dengan nomor atom 50. Termasuk dalam golongan logam ringan . Dalam kondisi normal, zat sederhana timah adalah logam mengkilat yang ulet, mudah dibentuk, dan dapat melebur dengan warna putih keperakan. Timah membentuk dua modifikasi alotropik: di bawah 13,2 °C, α-timah (timah abu-abu) dengan kisi tipe berlian kubik stabil di atas 13,2 °C, β-timah (timah putih) dengan kisi kristal tetragonal stabil.

Cerita

Timah sudah dikenal manusia pada milenium ke-4 SM. e. Logam ini tidak dapat diakses dan mahal, karena produk yang dibuat dari logam ini jarang ditemukan di antara barang antik Romawi dan Yunani. Timah disebutkan dalam Alkitab, Kitab Musa Keempat. Timah (bersama dengan tembaga) adalah salah satu komponen perunggu (lihat Sejarah tembaga dan perunggu), ditemukan pada akhir atau pertengahan milenium ke-3 SM. SM Karena perunggu adalah logam dan paduan paling tahan lama yang dikenal pada saat itu, timah adalah “logam strategis” sepanjang “Zaman Perunggu”, lebih dari 2000 tahun (kira-kira: abad 35-11 SM).

Asal nama
Nama Latin stannum, terkait dengan kata Sansekerta yang berarti "stabil, tahan lama", awalnya mengacu pada paduan timbal dan perak, dan kemudian pada paduan lain yang menirunya, mengandung sekitar 67% timah; pada abad ke-4, kata ini mulai digunakan untuk menyebut timah itu sendiri.
Kata timah adalah bahasa Slavia yang umum, memiliki korespondensi dalam bahasa Baltik (lih. Lit. alavas, alvas - "timah", Prusia alwis - "timah"). Ini adalah akhiran dari akar kata ol- (lih. elo Jerman Tinggi Kuno - "kuning", Latin albus - "putih", dll.), sehingga logam diberi nama berdasarkan warna.

Produksi

Selama proses produksi, batuan yang mengandung bijih (kasiterit) dihancurkan hingga ukuran partikel rata-rata ~ 10 mm di pabrik industri, setelah itu kasiterit, karena kepadatan dan massanya yang relatif tinggi, dipisahkan dari batuan sisa menggunakan metode getaran-gravitasi di meja rias. Selain itu, metode flotasi pengayaan/pemurnian bijih digunakan. Konsentrat bijih timah yang dihasilkan dilebur dalam tungku. Selama proses peleburan, ia dikembalikan ke keadaan bebas melalui penggunaan arang dalam reduksi, yang lapisan-lapisannya ditumpuk secara bergantian dengan lapisan bijih.

Aplikasi

1. Timah digunakan terutama sebagai pelapis yang aman, tidak beracun, dan tahan korosi dalam bentuk murni atau dalam paduan dengan logam lain. Kegunaan utama timah dalam industri adalah untuk pelat timah (besi kaleng) untuk wadah makanan, untuk solder elektronik, untuk pipa rumah tangga, untuk bantalan paduan, dan untuk pelapis timah dan paduannya. Paduan timah yang paling penting adalah perunggu (dengan tembaga). Paduan terkenal lainnya, timah, digunakan untuk membuat peralatan makan. Baru-baru ini, minat terhadap penggunaan logam telah bangkit kembali, karena logam merupakan logam yang paling “ramah lingkungan” di antara logam berat non-besi. Digunakan untuk membuat kabel superkonduktor berdasarkan senyawa intermetalik Nb 3 Sn.
2. Senyawa intermetalik dari timah dan zirkonium memiliki titik leleh yang tinggi (hingga 2000 °C) dan tahan terhadap oksidasi bila dipanaskan di udara dan memiliki sejumlah kegunaan.
3. Timah adalah komponen paduan terpenting dalam produksi paduan titanium struktural.
4. Timah dioksida adalah bahan abrasif yang sangat efektif digunakan untuk “menyelesaikan” permukaan kaca optik.
5. Campuran garam timah - “komposisi kuning” - sebelumnya digunakan sebagai pewarna wol.
6. Timah juga digunakan pada sumber arus kimia sebagai bahan anoda, misalnya: unsur mangan-timah, unsur merkuri-timah oksida. Penggunaan timah dalam baterai timah cukup menjanjikan; misalnya, pada tegangan yang sama, dibandingkan dengan baterai timbal, baterai timah memiliki kapasitas 2,5 kali lebih besar dan kepadatan energi per satuan volume 5 kali lebih besar, resistansi internalnya jauh lebih rendah.

Timah adalah salah satu dari sedikit logam yang dikenal manusia sejak zaman prasejarah. Timah dan tembaga ditemukan sebelum besi, dan paduannya, perunggu, tampaknya merupakan bahan “buatan” pertama, bahan pertama yang dibuat oleh manusia.

Hasil penggalian arkeologi menunjukkan bahwa bahkan pada lima milenium SM, orang sudah mengetahui cara melebur timah sendiri. Diketahui bahwa orang Mesir kuno membawa timah untuk produksi perunggu dari Persia.

Logam ini digambarkan dengan nama “trapu” dalam literatur India kuno. Nama latin timah, stannum, berasal dari kata Sansekerta “sta” yang berarti “padat”.

Penyebutan timah juga ditemukan dalam Homer. Hampir sepuluh abad SM, bangsa Fenisia mengirimkan bijih timah dari Kepulauan Inggris, yang kemudian disebut Cassiterides. Oleh karena itu dinamakan kasiterit, mineral timah terpenting; komposisinya adalah SnO 2. Mineral penting lainnya adalah stannin, atau pirit timah, Cu 2 FeSnS 4 . 14 mineral sisanya dari unsur No. 50 jauh lebih jarang ditemukan dan tidak memiliki kepentingan industri. Ngomong-ngomong, nenek moyang kita punya bijih timah yang lebih kaya daripada kita. Logam dapat dilebur langsung dari bijih yang terletak di permukaan bumi dan diperkaya selama proses alami pelapukan dan pencucian. Saat ini, bijih seperti itu sudah tidak ada lagi. Dalam kondisi modern, proses perolehan timah bersifat multi-tahap dan padat karya. Bijih yang sekarang dilebur timah memiliki komposisi yang kompleks: selain unsur No. 50 (dalam bentuk oksida atau sulfida), biasanya mengandung silikon, besi, timbal, tembaga, seng, arsenik, aluminium, kalsium, tungsten dan elemen lainnya. Bijih timah saat ini jarang mengandung lebih dari 1% Sn, dan placer mengandung lebih sedikit lagi: 0,01...0,02% Sn. Artinya, untuk memperoleh satu kilogram timah, setidaknya harus ada seratus berat bijih yang harus ditambang dan diolah.

Bagaimana timah diperoleh dari bijih?

Produksi unsur No. 50 dari bijih dan placer selalu dimulai dengan pengayaan. Cara pengayaan bijih timah cukup beragam. Secara khusus, metode gravitasi digunakan, berdasarkan perbedaan kepadatan mineral utama dan mineral yang menyertainya. Pada saat yang sama, kita tidak boleh lupa bahwa mereka yang menemani mereka tidak selalu merupakan keturunan kosong. Mereka sering kali mengandung logam berharga, seperti tungsten, titanium, dan lantanida. Dalam kasus seperti itu, mereka mencoba mengekstraksi semua komponen berharga dari bijih timah.

Komposisi konsentrat timah yang dihasilkan tergantung pada bahan bakunya, serta cara memperoleh konsentrat tersebut. Kandungan timah di dalamnya berkisar antara 40 hingga 70%. Konsentrat dikirim ke tanur (pada suhu 600...700°C), di mana pengotor arsenik dan belerang yang relatif mudah menguap dihilangkan dari konsentrat tersebut. Dan sebagian besar besi, antimon, bismut, dan beberapa logam lainnya terlindih dengan asam klorida setelah pembakaran. Setelah ini selesai, yang tersisa hanyalah memisahkan timah dari oksigen dan silikon. Oleh karena itu, tahap terakhir produksi timah kasar adalah peleburan dengan batu bara dan fluks dalam tungku reverberatori atau listrik. Dari sudut pandang fisikokimia, proses ini mirip dengan proses tanur sembur: karbon “menghilangkan” oksigen dari timah, dan fluks mengubah silikon dioksida menjadi terak, yang lebih ringan dibandingkan logam.

Pengotor pada timah kasar masih cukup banyak: 5...8%. Untuk mendapatkan logam bermutu (96,5...99,9% Sn), api atau, yang lebih jarang, pemurnian elektrolitik digunakan. Dan timah yang dibutuhkan oleh industri semikonduktor dengan kemurnian hampir enam sembilan - 99,99985% Sn - diperoleh terutama dengan metode peleburan zona.

Sumber lain

Untuk mendapatkan satu kilogram timah, tidak perlu mengolah seratus berat bijih. Anda dapat melakukannya secara berbeda: “merobek” 2000 kaleng bekas.

Hanya ada setengah gram timah per toples. Namun dikalikan dengan skala produksinya, setengah gram ini berubah menjadi puluhan ton... Porsi timah “sekunder” dalam industri negara-negara kapitalis kira-kira sepertiga dari total produksi. Ada sekitar seratus pabrik pemulihan timah industri yang beroperasi di negara kita.

Bagaimana cara menghilangkan timah dari pelat timah? Hal ini hampir tidak mungkin dilakukan dengan cara mekanis, sehingga mereka memanfaatkan perbedaan sifat kimia besi dan timah. Paling sering, timah diolah dengan gas klor. Besi tidak bereaksi dengannya jika tidak ada uap air. Timah sangat mudah bercampur dengan klorin. Cairan berasap terbentuk - timah klorida SnCl 4, yang digunakan dalam industri kimia dan tekstil atau dikirim ke elektroliser untuk memperoleh timah logam darinya. Dan “angin puyuh” akan dimulai lagi: mereka akan menutupi lembaran baja dengan timah ini dan mendapatkan pelat timah. Ini akan dibuat menjadi toples, toples tersebut akan diisi dengan makanan dan ditutup rapat. Kemudian mereka membukanya, memakan kalengnya, dan membuang kalengnya. Dan kemudian mereka (sayangnya tidak semua) akan kembali berakhir di pabrik timah “sekunder”.

Unsur-unsur lain berputar di alam dengan partisipasi tumbuhan, mikroorganisme, dll. Siklus timah adalah hasil karya tangan manusia.

Timah dalam paduan

Sekitar separuh produksi timah dunia disalurkan ke dalam kaleng. Separuh sisanya digunakan untuk metalurgi, untuk memproduksi berbagai paduan. Kami tidak akan berbicara secara rinci tentang paduan timah yang paling terkenal - perunggu, merujuk pembaca ke artikel tentang tembaga - komponen penting lainnya dari perunggu. Hal ini lebih dibenarkan karena ada perunggu yang bebas timah, tetapi tidak ada perunggu yang “bebas tembaga”. Salah satu alasan utama terciptanya perunggu bebas timah adalah kelangkaan unsur No. 50. Namun, perunggu yang mengandung timah tetap menjadi bahan penting baik dalam bidang teknik maupun seni.

Peralatan juga membutuhkan paduan timah lainnya. Namun, bahan ini hampir tidak pernah digunakan sebagai bahan struktural: bahan ini tidak cukup kuat dan harganya terlalu mahal. Namun mereka juga memiliki sifat lain yang memungkinkan penyelesaian masalah teknis penting dengan biaya material yang relatif rendah.

Paling sering, paduan timah digunakan sebagai bahan antifriction atau solder. Yang pertama memungkinkan Anda menghemat mesin dan mekanisme, mengurangi kerugian gesekan; yang terakhir menghubungkan bagian logam.

Dari semua paduan antifriction, babbit timah, yang mengandung hingga 90% timah, memiliki sifat terbaik. Solder timah yang lunak dan memiliki titik leleh rendah membasahi permukaan sebagian besar logam dengan baik dan memiliki keuletan dan ketahanan lelah yang tinggi. Namun, cakupan penerapannya terbatas karena kekuatan mekanik solder itu sendiri tidak mencukupi.

Timah juga termasuk dalam paduan tipografi garta. Terakhir, paduan berbahan dasar timah sangat dibutuhkan dalam bidang teknik kelistrikan. Bahan terpenting untuk kapasitor listrik adalah staniol; ini hampir timah murni, diubah menjadi lembaran tipis (bagian logam lain dalam staniol tidak melebihi 5%).

Ngomong-ngomong, banyak paduan timah yang merupakan senyawa kimia sejati dari unsur #50 dengan logam lain. Saat menyatu, timah berinteraksi dengan kalsium, magnesium, zirkonium, titanium, dan banyak unsur tanah jarang. Senyawa yang terbentuk dalam hal ini cukup tahan api. Jadi, zirkonium stanida Zr 3 Sn 2 hanya meleleh pada 1985°C. Dan bukan hanya sifat tahan api zirkonium yang harus disalahkan di sini, tetapi juga sifat paduannya, ikatan kimia antara zat yang membentuknya. Atau contoh lain. Magnesium tidak dapat diklasifikasikan sebagai logam tahan api; 651°C masih jauh dari rekor titik leleh. Timah meleleh pada suhu yang lebih rendah lagi - 232°C. Dan paduannya - senyawa Mg 2 Sn - memiliki titik leleh 778°C.

Fakta bahwa unsur No. 50 membentuk paduan jenis ini dalam jumlah yang cukup banyak membuat kita kritis terhadap pernyataan bahwa hanya 7% timah yang diproduksi di dunia dikonsumsi dalam bentuk senyawa kimia (Concise Chemical Encyclopedia, vol. 3, hal. 739). Rupanya, yang kita bicarakan di sini hanya tentang senyawa dengan nonlogam.

Senyawa dengan nonlogam

Dari zat-zat tersebut, klorida adalah yang paling penting. Yodium, fosfor, belerang, dan banyak zat organik larut dalam timah tetraklorida SnCl 4. Oleh karena itu, ia digunakan terutama sebagai pelarut yang sangat spesifik. Timah diklorida SnCl 2 digunakan sebagai mordan untuk pewarnaan dan sebagai zat pereduksi dalam sintesis pewarna organik. Senyawa lain dari unsur No. 50, natrium stannat Na 2 SnO 3, memiliki fungsi yang sama dalam produksi tekstil. Selain itu, membuat sutra menjadi lebih berat.

Industri menggunakan oksida timah sampai batas tertentu. SnO digunakan untuk menghasilkan kaca ruby, dan SnO 2 digunakan untuk menghasilkan glasir putih. Kristal timah disulfida SnS 2 berwarna kuning keemasan sering disebut daun emas, yang digunakan untuk “menyepuh” kayu dan gipsum. Bisa dikatakan, ini adalah penggunaan senyawa timah yang paling “anti-modern”. Bagaimana dengan yang paling modern?

Jika kita hanya memikirkan senyawa timah, maka inilah penggunaan barium stannate BaSnO 3 dalam teknik radio sebagai dielektrik yang sangat baik. Dan salah satu isotop timah, 119 Sn, memainkan peran penting dalam studi efek Mössbauer, sebuah fenomena yang mengarah pada penciptaan metode penelitian baru - spektroskopi resonansi gamma. Dan ini bukan satu-satunya kasus di mana logam kuno bermanfaat bagi ilmu pengetahuan modern.

Dengan menggunakan contoh timah abu-abu, salah satu modifikasi unsur No. 50, terungkap hubungan antara sifat dan sifat kimia bahan semikonduktor. Dan ini, rupanya, satu-satunya hal yang membuat timah abu-abu dapat diingat dengan kata yang baik: ia membawa lebih banyak kerugian daripada kebaikan. Kita akan kembali ke jenis unsur No. 50 ini setelah membicarakan kelompok senyawa timah yang besar dan penting lainnya.

Tentang organotin

Ada banyak sekali senyawa organoelemen yang diketahui mengandung timah. Yang pertama diterima pada tahun 1852.

Pada awalnya, zat kelas ini diperoleh hanya dengan satu cara - melalui reaksi pertukaran antara senyawa timah anorganik dan pereaksi Grignard. Berikut adalah contoh reaksi tersebut:

SnCl 4 + 4RMgX → SnR 4 + 4MgXCl

(R di sini adalah radikal hidrokarbon, X adalah halogen).

Senyawa dengan komposisi SnR 4 belum banyak digunakan secara praktis. Namun dari merekalah diperoleh zat organotin lain yang manfaatnya tidak diragukan lagi.

Ketertarikan pada organotin pertama kali muncul selama Perang Dunia Pertama. Hampir semua senyawa timah organik yang diperoleh saat itu bersifat racun. Senyawa ini tidak digunakan sebagai zat beracun; toksisitasnya terhadap serangga, jamur, dan mikroba berbahaya kemudian digunakan. Berdasarkan triphenyltin acetate (C 6 H 5) 3 SnOOCCH 3, obat yang efektif diciptakan untuk memerangi penyakit jamur pada kentang dan bit gula. Obat ini ternyata memiliki khasiat lain yang bermanfaat: merangsang pertumbuhan dan perkembangan tanaman.

Untuk memerangi jamur yang berkembang di peralatan industri pulp dan kertas, bahan lain digunakan - tributiltin hidroksida (C 4 H 9) 3 SnOH. Hal ini sangat meningkatkan kinerja peralatan.

Dibutiltin dilaurat (C 4 H 9) 2 Sn (OCOC 11 H 23) 2 memiliki banyak “profesi”. Ini digunakan dalam praktek kedokteran hewan sebagai obat terhadap cacing (cacing). Zat yang sama banyak digunakan dalam industri kimia sebagai penstabil polivinil klorida dan bahan polimer lainnya serta sebagai katalis. Laju reaksi pembentukan uretan (monomer karet poliuretan) dengan adanya katalis tersebut meningkat 37 ribu kali lipat.

Insektisida yang efektif telah dibuat berdasarkan senyawa organotin; kacamata organotin secara andal melindungi dari sinar-X, timbal polimer dan cat organotin digunakan untuk menutupi bagian bawah air kapal untuk mencegah tumbuhnya moluska di atasnya.

Semua ini adalah senyawa timah tetravalen. Ruang lingkup artikel yang terbatas tidak memungkinkan kita membicarakan banyak zat bermanfaat lainnya di kelas ini.

Sebaliknya, senyawa organik dari timah divalen jumlahnya sedikit dan sejauh ini hampir tidak ada kegunaan praktisnya.

Tentang timah abu-abu

Pada musim dingin yang sangat dingin tahun 1916, kiriman timah dikirim dengan kereta api dari Timur Jauh ke Rusia bagian Eropa. Namun yang muncul di tempat kejadian bukanlah batangan berwarna putih keperakan, melainkan sebagian besar bubuk halus berwarna abu-abu.

Empat tahun sebelumnya, sebuah bencana terjadi pada ekspedisi penjelajah kutub Robert Scott. Ekspedisi menuju Kutub Selatan dibiarkan tanpa bahan bakar: bahan bakar bocor dari bejana besi melalui lapisan yang disolder dengan timah.

Sekitar tahun yang sama, ahli kimia terkenal Rusia V.V. Markovnikov dihubungi oleh komisariat dengan permintaan untuk menjelaskan apa yang terjadi dengan teko kaleng yang dipasok ke tentara Rusia. Teko teh, yang dibawa ke laboratorium sebagai contoh ilustrasi, ditutupi dengan bintik-bintik abu-abu dan pertumbuhan yang hancur bahkan ketika diketuk ringan dengan tangan. Analisis menunjukkan bahwa debu dan sisa-sisanya hanya terdiri dari timah, tanpa kotoran.

Apa yang terjadi pada logam dalam semua kasus ini?

Seperti banyak unsur lainnya, timah mempunyai beberapa modifikasi alotropik, beberapa keadaan. (Kata “allotropi” diterjemahkan dari bahasa Yunani sebagai “sifat lain”, “putaran lain”.) Pada suhu normal di atas nol, timah terlihat sedemikian rupa sehingga tidak ada yang meragukan bahwa timah termasuk dalam golongan logam.

Logam putih, ulet, mudah dibentuk. Kristal timah putih (juga disebut timah beta) berbentuk tetragonal. Panjang rusuk kisi kristal elementer adalah 5,82 dan 3,18 Å. Namun di bawah 13,2°C, keadaan “normal” timah berbeda. Segera setelah ambang batas suhu ini tercapai, restrukturisasi struktur kristal batangan timah dimulai. Timah putih diubah menjadi bubuk timah abu-abu atau timah alfa, dan semakin rendah suhunya, semakin besar laju konversinya. Suhu mencapai maksimum pada minus 39°C.

Kristal timah abu-abu dengan konfigurasi kubik; dimensi sel satuannya lebih besar—panjang tepinya 6,49 Å. Oleh karena itu, massa jenis timah abu-abu jauh lebih rendah dibandingkan timah putih: masing-masing 5,76 dan 7,3 g/cm 3.

Akibat timah putih yang berubah menjadi abu-abu kadang disebut “wabah timah”. Noda dan pertumbuhan pada teko tentara, gerbong dengan debu timah, jahitan yang tembus cairan adalah akibat dari “penyakit” ini.

Mengapa cerita serupa tidak terjadi sekarang? Hanya karena satu alasan: mereka belajar “mengobati” wabah timah. Sifat fisikokimianya telah diklarifikasi, dan telah diketahui bagaimana bahan tambahan tertentu mempengaruhi kerentanan logam terhadap “wabah”. Ternyata aluminium dan seng mendorong proses ini, sedangkan bismut, timbal, dan antimon, sebaliknya, menangkalnya.

Selain timah putih dan abu-abu, modifikasi alotropik lain dari unsur No. 50 ditemukan - timah gamma, stabil pada suhu di atas 161°C. Ciri khas timah ini adalah kerapuhannya. Seperti semua logam, timah menjadi lebih ulet seiring kenaikan suhu, tetapi hanya pada suhu di bawah 161°C. Kemudian kehilangan keuletannya sepenuhnya, berubah menjadi timah gamma, dan menjadi sangat rapuh sehingga dapat dihancurkan menjadi bubuk.

Sekali lagi tentang defisit

Seringkali artikel tentang elemen diakhiri dengan spekulasi penulis tentang masa depan “pahlawan” nya. Biasanya, itu digambar dalam cahaya merah jambu. Penulis artikel tentang timah kehilangan kesempatan ini: masa depan timah, logam yang tidak diragukan lagi paling berguna, masih belum jelas. Tidak jelas karena satu alasan saja.

Beberapa tahun yang lalu, Biro Pertambangan Amerika menerbitkan perhitungan yang kemudian menyimpulkan bahwa cadangan terbukti unsur No. 50 akan bertahan paling lama 35 tahun di dunia. Benar, setelah itu ditemukan beberapa deposit baru, termasuk yang terbesar di Eropa, yang terletak di wilayah Republik Rakyat Polandia. Meski demikian, kekurangan timah terus mengkhawatirkan para ahli.

Oleh karena itu, sebagai penutup cerita tentang unsur No. 50, kami ingin mengingatkan kembali akan perlunya menyelamatkan dan melindungi timah.

Kekurangan logam ini bahkan mengkhawatirkan sastra klasik. Ingat Andersen? “Dua puluh empat tentara itu persis sama, dan dua puluh lima prajurit itu berkaki satu. Itu adalah yang terakhir yang dilemparkan, dan timahnya tidak cukup.” Sekarang kalengnya sudah hilang sedikit. Bukan tanpa alasan bahkan prajurit timah berkaki dua pun menjadi langka – yang berbahan plastik lebih umum ditemukan. Namun dengan segala hormat terhadap polimer, mereka tidak selalu dapat menggantikan timah.

Isotop

Timah adalah salah satu unsur yang paling “multi-isotopik”: timah alam terdiri dari sepuluh isotop dengan nomor massa 112, 114...120, 122 dan 124. Yang paling umum adalah 120 Sn, yang mencakup sekitar 33% dari seluruh unsur. timah duniawi. Hampir 100 kali lebih kecil dari timah-115, isotop paling langka dari unsur No. 50. 15 isotop timah lainnya dengan nomor massa 108...111, 113, 121, 123, 125...132 diperoleh secara buatan. Masa hidup isotop-isotop ini jauh dari sama. Jadi, timah-123 mempunyai waktu paruh 136 hari, dan timah-132 hanya 2,2 menit.

Mengapa perunggu disebut perunggu?

Kata "perunggu" terdengar hampir sama di banyak bahasa Eropa. Asalnya dikaitkan dengan nama pelabuhan kecil Italia di Laut Adriatik - Brindisi. Melalui pelabuhan inilah perunggu dikirim ke Eropa pada zaman kuno, dan di Roma kuno paduan ini disebut "es Brindisi" - tembaga dari Brindisi.

Untuk menghormati penemunya

Kata Latin frictio berarti gesekan. Oleh karena itu dinamakan bahan anti gesekan, yaitu bahan “melawan gesekan”. Mereka sedikit aus dan lembut serta fleksibel. Aplikasi utama mereka adalah pembuatan cangkang bantalan. Paduan anti-gesekan pertama yang berbahan dasar timah dan timbal diusulkan pada tahun 1839 oleh insinyur Babbitt. Oleh karena itu nama kelompok paduan antifriction yang besar dan sangat penting - Babbitts.

Timah untuk pengalengan

Metode pengawetan produk makanan dalam jangka panjang dengan cara pengalengan dalam toples berlapis timah pertama kali dikemukakan oleh chef Perancis F. Appert pada tahun 1809.

Dari dasar lautan

Pada tahun 1976, sebuah perusahaan yang tidak biasa mulai beroperasi, yang disingkat REP. Singkatannya: perusahaan eksplorasi dan eksploitasi. Itu terletak terutama di kapal. Di luar Lingkaran Arktik, di Laut Laptev, di kawasan Teluk Vankina, REP mengekstraksi pasir yang mengandung timah dari dasar laut. Di sini, di salah satu kapal, terdapat pabrik pengayaan.

Produksi dunia

Menurut data Amerika, produksi timah dunia pada tahun 1975 sebesar 174...180 ribu ton.

Setiap unsur kimia dalam tabel periodik serta zat sederhana dan kompleks yang dibentuknya adalah unik. Mereka memiliki sifat unik, dan banyak di antaranya memberikan kontribusi signifikan terhadap kehidupan dan keberadaan manusia secara umum. Tak terkecuali unsur kimia timah.

Perkenalan masyarakat dengan logam ini sudah ada sejak zaman dahulu kala. Unsur kimia ini memegang peranan penting dalam perkembangan peradaban manusia, hingga saat ini sifat-sifat timah masih banyak digunakan.

Timah dalam sejarah

Penyebutan pertama tentang logam ini, yang diyakini orang sebelumnya, bahkan memiliki beberapa sifat magis, dapat ditemukan dalam teks-teks Alkitab. Timah memainkan peran penting dalam meningkatkan kehidupan selama Zaman Perunggu. Pada saat itu, paduan logam paling tahan lama yang dimiliki manusia adalah perunggu, yang dapat diperoleh dengan menambahkan unsur kimia timah ke dalam tembaga. Selama beberapa abad, segala sesuatu mulai dari perkakas hingga perhiasan dibuat dari bahan ini.

Setelah ditemukannya sifat-sifat besi, paduan timah tidak berhenti digunakan; tentu saja, penggunaannya tidak dalam skala yang sama, tetapi perunggu, serta banyak paduannya, secara aktif digunakan oleh manusia saat ini dalam industri. , teknologi dan kedokteran, serta garam-garam dari logam ini, misalnya seperti timah klorida, yang diperoleh dengan mereaksikan timah dengan klorin, cairan ini mendidih pada suhu 112 derajat Celcius, larut dengan baik dalam air, membentuk kristal hidrat dan berasap di udara.

Posisi unsur dalam tabel periodik

Unsur kimia timah (nama latin stannum - “stannum”, ditulis dengan simbol Sn) berhak ditempatkan oleh Dmitry Ivanovich Mendeleev di nomor lima puluh, pada periode kelima. Ia mempunyai sejumlah isotop, isotop yang paling umum adalah 120. Logam ini juga termasuk dalam subkelompok utama dari kelompok keenam, bersama dengan karbon, silikon, germanium, dan flerovium. Lokasinya memprediksi sifat amfoter; timah memiliki karakteristik asam dan basa yang sama, yang akan dijelaskan lebih rinci di bawah.

Tabel periodik juga menunjukkan massa atom timah yaitu 118,69. Konfigurasi elektroniknya adalah 5s 2 5p 2, yang dalam komposisi zat kompleks memungkinkan logam menunjukkan bilangan oksidasi +2 dan +4, melepaskan dua elektron hanya dari sublevel p atau empat dari s- dan p-, sepenuhnya mengosongkan seluruh tingkat luar.

Karakteristik elektronik suatu unsur

Menurut nomor atom, ruang perinuklear atom timah mengandung sebanyak lima puluh elektron; elektron-elektron tersebut terletak pada lima tingkat, yang selanjutnya dibagi menjadi beberapa subtingkat. Dua yang pertama hanya memiliki sublevel s- dan p, dan mulai dari sublevel ketiga ada tiga pembagian menjadi s-, p-, d-.

Mari kita pertimbangkan bagian luarnya, karena struktur dan pengisian elektronnyalah yang menentukan aktivitas kimia atom. Dalam keadaan tidak tereksitasi, suatu unsur menunjukkan valensi dua; ketika tereksitasi, satu elektron bertransisi dari sublevel s ke posisi kosong di sublevel p (dapat berisi maksimal tiga elektron tidak berpasangan). Dalam hal ini, timah menunjukkan valensi dan bilangan oksidasi 4, karena tidak ada elektron berpasangan, yang berarti bahwa selama interaksi kimia tidak ada yang menahannya pada sublevelnya.

Zat sederhana logam dan sifat-sifatnya

Timah merupakan logam berwarna perak yang termasuk dalam kelompok logam yang dapat melebur. Logamnya lunak dan relatif mudah berubah bentuk. Sejumlah fitur melekat pada logam seperti timah. Suhu di bawah 13,2 merupakan batas peralihan logam modifikasi timah menjadi bentuk bubuk, yang disertai dengan perubahan warna dari putih keperakan menjadi abu-abu dan penurunan massa jenis zat. Timah meleleh pada suhu 231,9 derajat dan mendidih pada suhu 2270 derajat Celcius. Struktur kristal tetragonal timah putih menjelaskan karakteristik keretakan logam ketika dibengkokkan dan dipanaskan pada titik tekukan oleh gesekan kristal-kristal zat tersebut satu sama lain. Timah abu-abu memiliki sistem kubik.

Sifat kimia timah ada dua; timah dapat mengalami reaksi asam dan basa, sehingga menunjukkan sifat amfoter. Logam bereaksi dengan basa, serta asam seperti sulfat dan nitrat, dan aktif ketika bereaksi dengan halogen.

Paduan timah

Mengapa paduan dengan persentase komponen penyusun tertentu lebih sering digunakan daripada logam murni? Faktanya adalah bahwa paduan memiliki sifat-sifat yang tidak dimiliki oleh masing-masing logam, atau sifat-sifat ini jauh lebih kuat (misalnya, konduktivitas listrik, ketahanan terhadap korosi, pasivasi atau aktivasi karakteristik fisik dan kimia logam jika perlu, dll.). Timah (foto menunjukkan sampel logam murni) adalah bagian dari banyak paduan. Dapat digunakan sebagai suplemen atau bahan dasar.

Saat ini, sejumlah besar paduan logam seperti timah diketahui (harganya sangat bervariasi), mari kita pertimbangkan yang paling populer dan digunakan (penggunaan paduan tertentu akan dibahas di bagian terkait). Secara umum paduan stannum mempunyai ciri-ciri sebagai berikut: keuletan tinggi, kekerasan dan kekuatan rendah.

Beberapa contoh paduan

Senyawa alami yang paling penting

Timah membentuk sejumlah senyawa alami - bijih. Logam tersebut membentuk 24 senyawa mineral, yang terpenting bagi industri adalah oksida timah - kasiterit, serta stanin - Cu 2 FeSnS 4. Timah tersebar di kerak bumi, dan senyawa yang dibentuknya berasal dari magnet. Garam asam politin dan silikat timah juga digunakan dalam industri.

Timah dan tubuh manusia

Unsur kimia timah merupakan unsur jejak dalam kandungan kuantitatifnya dalam tubuh manusia. Akumulasi utamanya terjadi di jaringan tulang, di mana kandungan logam normal berkontribusi terhadap perkembangan tepat waktu dan fungsi umum sistem muskuloskeletal. Selain tulang, timah terkonsentrasi di saluran pencernaan, paru-paru, ginjal, dan jantung.

Penting untuk dicatat bahwa akumulasi berlebihan logam ini dapat menyebabkan keracunan umum pada tubuh, dan paparan yang lebih lama bahkan dapat menyebabkan mutasi gen yang tidak menguntungkan. Baru-baru ini, masalah ini menjadi sangat relevan, karena keadaan ekologi lingkungan masih buruk. Ada kemungkinan besar keracunan timah di antara penduduk kota-kota besar dan daerah sekitar kawasan industri. Paling sering, keracunan terjadi karena akumulasi garam timah di paru-paru, misalnya timah klorida dan lain-lain. Pada saat yang sama, kekurangan unsur mikro dapat menyebabkan keterbelakangan pertumbuhan, gangguan pendengaran dan rambut rontok.

Aplikasi

Logam ini tersedia untuk dijual di banyak pabrik dan perusahaan metalurgi. Tersedia dalam bentuk ingot, batang, kawat, silinder, anoda yang terbuat dari bahan murni sederhana seperti timah. Harganya berkisar antara 900 hingga 3000 rubel per kg.

Timah dalam bentuk murni jarang digunakan. Paduan dan senyawanya - garam - terutama digunakan. Timah untuk menyolder digunakan pada bagian pengikat yang tidak terkena suhu tinggi dan beban mekanis yang kuat yang terbuat dari paduan tembaga, baja, tembaga, tetapi tidak disarankan untuk yang terbuat dari aluminium atau paduannya. Sifat dan karakteristik paduan timah dijelaskan pada bagian terkait.

Solder digunakan untuk menyolder sirkuit mikro; dalam situasi ini, paduan berbahan dasar logam seperti timah juga ideal. Foto tersebut menunjukkan proses penggunaan paduan timah-timah. Ini dapat digunakan untuk melakukan pekerjaan yang cukup rumit.

Karena tingginya ketahanan timah terhadap korosi, maka timah digunakan untuk pembuatan besi kaleng (tinplate) - kaleng untuk produk makanan. Dalam dunia kedokteran, khususnya kedokteran gigi, timah digunakan untuk menambal gigi. Saluran pipa rumah dilapisi dengan timah, dan bantalan dibuat dari paduannya. Kontribusi zat ini terhadap teknik kelistrikan juga sangat berharga.

Larutan garam timah seperti fluoroborat, sulfat, dan klorida dalam air digunakan sebagai elektrolit. Timah oksida adalah glasir untuk keramik. Dengan memasukkan berbagai turunan timah ke dalam bahan plastik dan sintetis, tampaknya dimungkinkan untuk mengurangi sifat mudah terbakar dan emisi asap berbahaya.