Cyna (Sn)

Cyna w układzie okresowym

Pierwiastek leży w piątym okresie, czyli w piątym poziomym rzędzie tablicy — to oznacza, że jego elektrony rozmieszczone są na 5 powłokach. Znajduje się w 14 grupie (blok p — elektrony walencyjne zapełniają podpowłokę p). W tej samej grupie stoją: Węgiel, Krzem, German, Ołów, Flerow — pierwiastki z jednej grupy mają podobną liczbę elektronów walencyjnych, dlatego zachowują się chemicznie podobnie. W temperaturze pokojowej Cyna jest ciałem stałym (topnieje w 231,93 °C, wrze w 2602 °C).

Cyna — co to za pierwiastek

Z miedzią daje brąz, który nazwał całą epokę; dziś spaja obwody na płytkach.

Właściwości pierwiastka Cyna

Cyna jest srebrzystobiałym, miękkim metalem o wyraźnym połysku. Da się ją giąć palcami, a przy zginaniu pręta słychać charakterystyczne trzeszczenie zwane krzykiem cyny. Topi się już w 231,93 °C, czyli niżej niż większość metali użytkowych, a wrze dopiero w 2602 stopniach. Jej gęstość wynosi 7,265 grama na centymetr sześcienny. W powietrzu pokrywa się cienką, szczelną warstwą tlenku, która chroni metal przed dalszą korozją, dlatego cynowane przedmioty długo zachowują wygląd. Z rozcieńczonymi kwasami reaguje powoli, ze stężonymi i z mocnymi zasadami znacznie żywiej, bo cyna i jej wodorotlenki są amfoteryczne. Występuje w dwóch odmianach: zwykłej cynie białej i kruchej cynie szarej, w którą metal przechodzi przy długotrwałym mrozie. Sam metal jest dla człowieka nieszkodliwy, natomiast związki cynoorganiczne są silnie toksyczne.

Zastosowanie pierwiastka Cyna

Największa część cyny idzie dziś na spoiwa lutownicze. Każda płytka drukowana w telefonie, telewizorze czy pralce ma setki punktów lutowniczych, w których zastygnięta cyna łączy nóżki elementów ze ścieżkami. Dawniej używano stopu cyny z ołowiem, dziś w elektronice użytkowej obowiązują spoiwa bezołowiowe, najczęściej cyna ze srebrem i miedzią. Drugie duże zastosowanie to biała blacha, czyli cienka stalowa taśma pokryta warstewką cyny. Robi się z niej puszki na konserwy i napoje, bo cyna nie zmienia smaku żywności i chroni stal przed rdzewieniem. Trzeci obszar to stopy. Brąz, czyli miedź z cyną, służy do odlewania dzwonów, rzeźb, medali i łożysk ślizgowych, a stop cyny z ołowiem to materiał na piszczałki organowe, przy czym od proporcji składników zależy barwa dźwięku. Cyna wchodzi też w skład stopów łożyskowych i powłok ochronnych na drutach oraz elementach złącznych, a ciekła cyna służy jako kąpiel, po której rozlewa się w hucie szkło płaskie na szyby.

Cyna — najważniejsze związki chemiczne

Najważniejszym naturalnym związkiem jest tlenek cyny(IV) SnO₂, czyli minerał kasyteryt. To z niego wytapia się prawie całą cynę na świecie. Ten sam tlenek stosuje się w szkliwach ceramicznych, w czujnikach gazów i w przezroczystych warstwach przewodzących nakładanych na szyby i ekrany. Chlorek cyny(II) SnCl₂ jest silnym reduktorem używanym w laboratorium i w galwanotechnice, a chlorek cyny(IV) SnCl₄ to ciecz dymiąca na wilgotnym powietrzu. Fluorek cyny(II) SnF₂ bywa składnikiem past do zębów. Osobną grupę tworzą związki cynoorganiczne, na przykład tributylocyna, dawniej dodawana do farb okrętowych, a dziś zakazana ze względu na toksyczność dla organizmów morskich.

Cyna — gdzie go spotykasz

• lutowanie
• konserwy
• brąz
• organy piszczałkowe

Cyna w szkole — co trzeba wiedzieć

Cyna leży w grupie 14 i piątym okresie, w bloku p, a jej konfiguracja to [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p², czyli cztery elektrony walencyjne, tak jak u węgla i krzemu. Tworzy związki na stopniach +2 i +4, o wartościowości II i IV, i trzeba pilnować rzymskiej cyfry w nazwie: SnO to tlenek cyny(II), a SnO₂ tlenek cyny(IV). Najczęstsza pomyłka na sprawdzianie to mylenie cyny z cynkiem. Cyna ma symbol Sn i tworzy z miedzią brąz, cynk ma symbol Zn i tworzy z miedzią mosiądz, więc warto zapamiętać tę parę razem. Druga pułapka: Sn to nie siarka (S) ani krzem (Si). Cyna stoi w szeregu aktywności tuż przed wodorem, więc z kwasem solnym reaguje i wydziela wodór, ale robi to powoli.

Cyna — historia odkrycia

Cyny nie odkryła żadna konkretna osoba, znano ją już w starożytności. Przełom nastąpił wtedy, gdy zorientowano się, że dodanie cyny do miedzi daje brąz: stop twardszy od obu składników i łatwiejszy do odlewania. Ten wynalazek nazwał całą epokę w dziejach ludzkości. Rudę cyny, kasyteryt, wystarczyło ogrzać z węglem drzewnym, żeby otrzymać metal, więc technologia była w zasięgu dawnych hutników. Ponieważ złoża cyny są znacznie rzadsze niż złoża miedzi, po metal jeżdżono daleko, a kopalnie w Kornwalii zaopatrywały kupców z całego basenu Morza Śródziemnego. Łacińska nazwa stannum przetrwała w symbolu Sn oraz w słowie staniol.

Cyna — skąd wzięła się nazwa

łac. stannum

Cyna — izotopy

cyna-120 dominuje — 10 trwałych izotopów, rekord

Cyna — bezpieczeństwo

Metal bezpieczny; związki organiczne cyny toksyczne.

Ciekawostki o pierwiastku Cyna

• W mrozie cyna rozsypuje się w proszek — to „zaraza cynowa”.
• Cyna ma dziesięć trwałych izotopów, więcej niż jakikolwiek inny pierwiastek; najczęstszy jest cyna-120.
• Zginany pręt cyny wydaje trzeszczący dźwięk zwany krzykiem cyny, a powodują go przesuwające się względem siebie kryształy metalu.
• Piszczałki organowe odlewa się ze stopu cyny z ołowiem, a im więcej cyny, tym jaśniejsze i bardziej srebrzyste brzmienie.

Najczęstsze pytania o pierwiastek Cyna