Home / Thiết Bị Điện Tử / Kim loại thiếc: cấu tạo, tính chất hóa học, ứng dụng

Kim loại thiếc: cấu tạo, tính chất hóa học, ứng dụng

/

Thiếc là một trong những nguyên tố kim loại mà loài người phát hiện ra sớm nhất, nó cùng với đồng đã để lại trang sử huy hoàng trong lịch sử văn minh nhân loại. Thiếc là một loại kim loại mềm màu trắng bạc, có thể cắt đứt bằng một con dao nhỏ. Điểm nóng chảy của nó tương đối thấp, chỉ có 232°C, điểm sôi của nó lên tới 2270°C. Thiếc có một nhược điểm chí mạng chính là không chịu được nấu luyện.

kim loại thiếc

1. Lịch sử ngành luyện thiếc

Về việc quen biết giữa loài người với thiếc, ta có thể đi ngược lại thời gian rất lâu rất lâu xưa kia. Ban đầu, thiếc và đồng cùng nhau gắn kết vì lợi ích của con người, đó chính là đồng thau đã đóng góp cho nhân loại ở thời cổ đại. Dụng cụ bằng đồng thau cứng chắc và kiên cố hơn so với dụng cụ làm bằng đồng nguyên chất. Trong văn bản La tinh, “thiếc” và “kiên cố” là cùng một từ. Nhưng, thiếc nguyên chất lại là một loại kim loại mềm (giống như đã giới thiệu ở phần đầu), tính chất và ý nghĩa vốn có của “thiếc” (kiên cố) lại hoàn toàn trái ngược.

Muốn khảo chứng một cách chính xác xã hội loài người bắt đầu từ khi nào sử dụng thiếc nguyên chất, xem ra không phải là việc dễ.

Trong một ngôi mộ cổ Ai Cập thuộc thời kỳ giữa thế kỷ 10 trước Công nguyên, người ta đã phát hiện ra một chiếc cốc và một chiếc bình làm bằng thiếc. Có lẽ đó là những chế phẩm làm bằng thiếc sớm nhất. Còn theo ghi chép của tài liệu lịch sử Hy Lạp cổ thì đồ sắt mạ thiếc chống gỉ có vào khoảng thế kỷ thứ 5 trước Công nguyên.

Giữa thế kỷ 20, ở Anh khai quật được một lâu đài cổ của thế kỷ thứ 3 trước Công nguyên. Các chuyên gia khảo cổ phát hiện ra rằng, trong di chỉ có một chiếc lò, bên trong có xỉ lò có chứa thiếc. Điều này chứng minh, ngay từ khi cách đây hơn 2000 năm về trước, ở đó đã có nghề luyện thiếc.

2. Tính chất hóa học của kim loại thiếc

Tính chất hoá học của thiếc tương đối ổn định, ở nhiệt độ thường không dễ bị oxy hoá, do đó có thể giữ được độ sáng bóng. Khi thiếc ở 100°C, tính dãn dài rất tốt, có thể làm thành giấy thiếc rất mỏng. Mọi người dùng giấy thiếc để bọc thuốc lá, đường để tránh bị ẩm. Mạ thiếc bên ngoài tấm sắt thì có thể ngăn cho sắt không bị gì.

Quặng thiếc không chỉ có ở lục địa mà còn ẩn cả ở dưới biển. Qua điều tra cho thấy, ở nhiều nơi như vùng vịnh của Nhật bản, vịnh của khu bắc của Bắc Băng Dương đều có lớp quặng thiếc.

Cùng với sự tăng lên không ngừng về lượng dùng thiếc, các nhà khoa học một mặt đang nỗ lực tìm chất thay thế nó, mặt khác vẫn đang không ngừng mở rộng phạm vi ứng dụng của nó.

3. Ứng dụng của kim loại thiếc

– “Sắt tây” thiếc mà mọi người đã quen thuộc đã được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp đồ hộp. 

– Ngoài ra, thiếc còn dùng trong hợp kim đồng thau để dùng trong ngành công nghiệp chế tạo máy. 

– Hiện nay, hợp kim thiếc đặc chủng có chứa các nguyên tố như titan, coban, gallium, nhôm, niobi… là nguyên vật liệu quan trọng của các ngành mũi nhọn như công nghiệp năng lượng nguyên tử, vật liệu siêu dẫn, ngành chế tạo hàng không vũ trụ.

– Rất nhiều hợp chất của thiếc được ứng dụng rộng rãi trong giới kỹ thuật. Ví dụ, hợp chất của nó có thể dùng làm thuốc nhuộm màu cho đồ bông hoặc dệt tơ, chất khắc đồ gốm và thuỷ tinh (làm cho nó có màu đỏ), đồng thời còn có thể làm vật liệu màu của màu vàng kim hoặc nguyên liệu của đạn khói hỏa mù. Hợp chất hữu cơ của thiếc có thể chống cho gỗ khỏi mục ruỗng, diệt được côn trùng. Trong hợp chất của thiếc, xuất sắc nhất phải kể tới muối axit thiếc. Nếu niobi thiếc khi ở 18K (tức – 255°C) thì sẽ biến thành thể siêu dẫn.

– Một công ty của Mỹ ứng dụng một phương pháp hoàn toàn mới sản xuất kính cho cửa đi và cửa sổ: đổ dịch nóng chảy của thuỷ tinh mới ra lò vào một cái máng lớn dài mấy chục mét, trong mảng cho chảy một lớp dịch thiếc đã nóng chảy. Do bề mặt dịch kim loại là một mặt bằng lý tưởng, vì vậy mà bề mặt thuỷ tinh đổ nghiêng trên nó trơn bóng và bằng phẳng, như thế có thể bỏ qua các khâu như mài bóng, nghiền mài phiền phức và mất thời gian, từ đó tiết kiệm được nhiều giá thành sản xuất.

– Các nhà khoa học của Liên Xô trước đây đã nghiên cứu sản xuất thành công một loại thuỷ tinh mới đặc biệt, mới xem qua, thì nó không khác gì so với thuỷ tinh thông thường, nhưng trên thực tế, trên mặt gương phủ một lớp thiếc oxi hoá vô cùng mỏng. Lớp màng mỏng mà mắt thường không nhìn thấy được này cho phép ánh sáng xuyên qua một cách dễ dàng, nhưng nó lại không làm cho ánh sáng phản xạ ra ngoài, do đó, mọi người gọi loại thuỷ tinh mới này là thuỷ tinh “động đen” hoặc thuỷ tinh “cạm bẫy”. Nó chủ yếu dùng để trồng rau trong nhà kính, khiến cho nhiệt lượng ánh sáng mặt trời đi vào bên trong lúc ban ngày được “lưu giữ” cả đêm ở bên trong. Đương nhiên, mở rộng ra thì loại thuỷ tinh mới này cũng có thể dùng cho những căn nhà cần sưởi ấm vào ban đêm hoặc các loại cơ cấu sưởi ấm khác.

4. Câu chuyện thú vị khác về kim loại thiếc

Năm 1912, có một đoàn thám hiểm nước Anh đến Nam Cực. Chính lúc máy bay đang bay trên không trung trong cái rét ghê gớm, thì thùng dầu hàn bằng thiếc bỗng nhiên nứt ra, toàn bộ dầu bị chảy hết, máy bay bốc cháy và lao xuống, tất cả mọi người trên máy bay không ai may mắn sống sót.

Năm 1916, một lô thiếc chuyển từ Vladivostok đến Petrograd (sau này đổi thành Leningrad), do nhiệt độ dọc đường rất thấp, bên trong xe lại không có thiết bị sưởi ấm, khi đến được Petrograd thì cục thiếc đã biến thành một đống bột tro màu xám.

Đầu thế kỷ 20, ở Petersburg (tên cũ của Petrograd) của nước Nga lại xuất hiện một tin: toàn bộ cúc áo bằng thiếc trên quân phục binh sĩ còn nguyên thùng trong kho quân dụng không cánh mà bay, mà bên trong thùng lại toàn là bột màu xám. Lúc đó bên trong nhà kho lạnh như đóng băng. Việc bị mất những chiếc cúc áo trên quân phục khiến cho người phụ trách trông coi cuống lên đến toát hết cả mồ hôi, bởi vì người đó sẽ có thể bị coi là nghi phạm ăn cắp rồi có thể bị lưu đày khổ sai đến làm việc ở Siberia. May thay có một nhà hoá học đã đứng ra giúp cho người đó thoát tội: “Bột trong thùng là bột thiếc. Đó là kết quả do thiếc bị mắc bệnh truyền nhiễm, là hiện tượng tự nhiên xảy ra trong điều kiện nhiệt độ nhất định”.

Điều thú vị hơn nữa là, năm 1851, một nhà biểu diễn phong cầm khi đứng trong tuyết chuẩn bị tiết mục biểu diễn cho khán giả xem, do ống phong cầm được làm bằng thiếc, vẫn còn chưa bắt đầu biểu diễn mà ống phong cầm đã biến thành bụi bay đi rồi. Khán giả vô cùng thất vọng, người biểu diễn cũng đau đầu chả biết ra làm sao.

Nguyên nhân xảy ra những hiện tượng nói trên là gì? Điều này cần phải tìm hiểu và nghiên cứu đặc tính của thiếc. Qua thực nghiệm, mọi người phát hiện ra rằng, thiếc càng nguyên chất thì càng dễ mắc “bệnh truyền nhiễm”. Khi trong thiếc trắng có chứa một phần nghìn bismuth hoặc antimony, thì tốc độ chuyển hoá thiếc trắng thành bột có thể giảm chậm đến 1/25 – 1/100, khi hàm lượng bismuth hoặc antimony dạt đến năm phần nghìn, thì có thể ngăn chặn “bệnh truyền nhiễm” xảy ra.

This div height required for enabling the sticky sidebar
error: Content is protected !!
Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views :