Thiếc là gì? Công dụng của thiếc trong đời sống thế nào? Từ lâu, thiếc không còn là một kim loại quá xa lạ đối với đời sống của con người chúng ta. Được sử dụng phổ biến, ứng dụng trong nhiều lĩnh vực ngành nghề từ các dụng cụ gia dụng hộp, cái bình tưới nước, cái lon,…
Như một người bạn thân thiết của con người, vậy thiếc là gì? Thiếc dùng để làm gì? Cùng với Phế liệu Hòa Bình tìm hiểu qua bài viết này, để hiểu hơn về kim loại này nhé!
Thiếc là gì?
Thiếc tên tiếng Anh Tin, đây là một nguyên tố hóa học trong Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học của Mendeleev, có ký hiệu là Sn và số nguyên tử là 50.
Thiếc là một kim loại có khối lượng nguyên tử là 118,69, khối lượng riêng của thiếc là 7,9 g/cm3, nhiệt độ sôi lên đến 2270 độ C, nhiệt độ nóng chảy của thiếc là 232 độ C.
Thông thường, thiếc sẽ được xuất hiện dưới dạng các hợp kim, chúng rất khó bị oxi hóa, ngoài ra thiếc còn có thể chống lại sự ăn mòn ở nhiệt độ thường. Chúng ta có thể khai thác để thu thập các thiếc từ quặng cassiterit dưới dạng oxit, với thành phần chủ yếu để tạo ra các đồng thiếc.
Hóa trị của thiếc là III hoặc IV, tạo thành phần lớn các hợp chất dưới dạng oxit. Có hai dạng hình thù của thiếc là thiếc xám và thiếc trắng, giá thiếc trắng thường sẽ mắc hơn giá của thiếc xám.
>> Cùng chủ đề: Vonfram là gì? Ứng dụng phổ biến của nguyên liệu này
Ký hiệu hoá học của thiếc
Thiếc là kim loại có ký hiệu hóa học là Sn.
Lịch sử phát triển của thiếc
Thiếc được chiết tách và sử dụng vào đầu thời đại Đồ đồng vào khoảng 3000 TCN, khi quan sát rằng các loại đồng được hình thành trong các quặng đa kim chứa nhiều kim loại khác nhau về các tính chất vật lý. Các vật dụng bằng đồng sớm nhất có hàm lượng thiếc hoặc asen nhỏ hơn 2% và do đó được cho là kết quả không chủ ý của việc tạo thành hợp kim do các kim loại này tồn tại ở dạng vết trong quặng đồng.
Việc thêm vào kim loại thứ hai trong đồng làm tăng độ cứng của nó, giảm nhiệt độ nóng chảy, và cải thiện quá trình đúc bằng cách tạo ra những chất lỏng nóng chảy hơn khi lạnh tạo thành kim loại ít rỗng, đặc hơn. Đây là một sáng chế quan trọng cho phép tạo ra các hình đúc phức tạp trong giới hạn công nghệ của thời đại đồ đồng.
Các vật dụng Arsenical bronze xuất hiện đầu tiên ở vùng Cận Đông nơi asen được tìm thấy phổ biến cộng sinh với quặng đồng, như rủi ro đến sức khỏe của kim loại này được nhận ra nhanh chóng và người ta tìm nguồn quặng thiếc ít nguy hiểm hơn bắt đầu vào đầu thời đại đồ đồng. Điều này làm tăng tính hiếm của kim loại thiếc và hình thành mạng lưới thương mại liên kết các nguồn tài nguyên thiếc ở xa với các thị trường của các nền văn hóa thời đại Đồ đồng
Cassiterit (SnO2), một dạng oxide thiếc, là nguồn thiếc sơ cấp có thể phổ biến nhất vào thời cổ đại. Các dạng quặng thiếc khác ở dạng sulfide ít phổ biến hơn như stannit thì cần phải có quá trình nung chảy nhiều hơn. Cassiterit thường tích tục trong các lòng dẫn bồi tích ở dạng mỏ sa khoáng do loại quặng này nặng hơn, cứng hơn và bề hóa học hơn loại đá granit chứa nó.
Các mỏ này có thể được phát hiện dễ dàng trên các bờ sông vì cassiterit thường có màu đen, tím hoặc màu sẫm khác, đặc điểm này được dùng để nhận dạng trong tìm kiếm vào đầu thời đại đồ đồng. Thiếc được gọi là ‘ÓN’ thời Ai Cập cổ đại 3000-4000 năm trước và được dùng trong các đường ống bơm.
Các tính chất của thiếc trong thực tế
Các đặc tính của thiếc trong thực tế có thể kể tới như:
Tính vật lý
Thiếc là kim loại có màu trắng bạc, có độ kết tinh cao, khá dễ uốn và có thể dát mỏng. Khi bạn dùng một thành thiếc rồi bẻ cong lại, chúng ta sẽ nghe được một âm thanh bị nứt vỏ bởi hiện tượng sóng tinh của các tinh thể.
Chúng ta hoàn toàn có thể nhận biết thiếc bằng cách cho chúng tác dụng với các dung dịch kiềm, sau đó bạn thấy xuất hiện khí không màu thoát ra.
- Khối lượng riêng của thiếc: 7,92 g/cm3.
- Nhiệt độ nóng chảy: 505,08 K (231,93 oC; 449,47 oF)
- Nhiệt độ sôi: 2875 K (2602 oC; 4716 oF)
Tính hoá học của thiếc
Thiếc là kim loại có tính chất hóa học là tính khử yếu hơn so với các kim loại khác như niken, kẽm,…
Thiếc rất dễ hòa tan trong các axit và bazo, vì vậy thiếc thể hiện tính chất lưỡng tính.
Thiếc tác dụng với phi kim
Khi cho phản ứng thiếc với oxi ở nhiệt đồ thông thường, thiếc sẽ không bị oxy hoa. Nhưng khi tác dụng với oxi ở nhiệt độ cao thì thiếc sẽ bị oxy hóa tạo thành SnO2.
- Sn + O2 → SnO2.
Thiếc phản ứng với halogen:
- Sn + 2Cl2 → SnCl4.
Thiếc tác dụng với axit
Thiếc khi cho phản ứng với các dung dịch axit HCl và H2SO4 loãng sẽ tạo ra sản phẩm muối Sn (II) và hidro
- Sn + H2SO4 → SnSO4 + H2.
Với axit H2SO4 và HNO3 (đặc) sẽ tạo thành hợp chất Sn (IV)
- Sn + H2SO4 (đặc) → SnO2 +2SO2 + 2H2O.
- Sn + 4HNO3 (đặc) → SnO2 + 4NO2 + 2H2O.
- 4Sn + 10HNO3 (loãng) → 4Sn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O.
Thiếc phản ứng với kiềm đặc
Ta có các phản ứng của thiếc như sau:
- Sn + NaOH (đặc, nguội) → Na(Sn(OH)3) + H2.
- Sn + 2NaOH (đặc) + 4H2O → Na2 [Sn(OH)6] + 2H2 .
Cách để điều chế thiếc
Sau khi thu gom các phế liệu thiếc về chúng ta có thể thực hiện theo phương pháp đó là khử quặng thiếc với cacbon để điều chế thiếc.
- SnO2 + 2C → Sn +2CO.
Ngoài ra thiếc có thể trải qua quá trình mạ thiếc, đây là quá trình ,à người chế tạo sẽ tráng 1 lớp thiếc mỏng trên bề mặt các kim loại. Với việc xi mạ thiếc lên bề mặt các kim loại này, chúng sẽ có tác dụng giúp các kim loại chống gỉ sét, sử dụng bền hơn.
Bạn có thể sử dụng các sản phẩm xi mạ thiếc rất lâu, không lo lắng chúng bị hư hỏng. Vì thế ở Việt Nam có rất nhiều hình thức mạ được ra đời, bởi có nhiều tiện ích, tiết kiệm tiền bạn, công sức khi sử dụng các sản phẩm từ thiếc.
Quy trình khai thác và chế biến thiếc
Quá trình khai thác và chế biến thiếc bắt đầu bằng việc xác định nguồn cung cấp chính của kim loại này, thường là trong các mỏ chứa cassiterite, một khoáng sản chứa thiếc. Sau đó, quặng thiếc được nghiền thành bột và tiếp theo là quá trình tách bỏ tạp chất không mong muốn. Sau đó nung ở nhiệt độ cao để tạo ra thiếc nguyên chất.
Để phân lập thiếc từ các kim loại khác, thường sử dụng các phương pháp như electrolysis. Thiếc có nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp, đặc biệt là trong sản xuất thiết bị điện tử, nhờ vào khả năng dẫn điện tốt và khả năng chịu nhiệt độ cao.
Tuy nhiên, quá trình khai thác và chế biến thiếc cũng mang lại những thách thức môi trường, đòi hỏi sự tuân thủ các tiêu chuẩn bảo vệ môi trường và an toàn lao động. Điều này là quan trọng để giảm thiểu tác động tiêu cực đối với môi trường và đảm bảo an toàn cho người lao động trong ngành công nghiệp này.
Ứng dụng của thiếc trong đời sống
Hiện nay thiếc thường được ứng dụng phổ biến vào các lĩnh vực như:
- Sử dụng thép để tráng lên các bề mặt được làm bằng thép, vỏ để đựng mỹ phẩm, vì thép có khả năng chống lại sự ăn mòn mà còn có tính thẩm mỹ cao. Cực kỳ an toàn cho người sử dụng, bạn không cần quá lo lắng.
- Chế tạo nên các đồ dùng sử dụng trong gia đình, trang trí nội thất.
- Thiếc được mạ lên các kim loại, để chống lại sự ăn mòn, giúp các kim loại đẹp hơn, mang tính thẩm mỹ hơn.
- Chế tạo hợp kim từ thiếc như hợp kim babit (Sn-Sb-Cu); hợp kim Sn-Pb nóng chảy ở nhiệt độ 1800 nên để chế tạo ổ trục quay và thiếc hàn chống lại sự ăn mòn
- Thiếc dùng trong trong hợp kim như chất hàn chì, thiếc bột; hộp thiếc, đồng thiếc, thiếc hàn asahi…
- Chế tạo kính lắp cửa bằng cách thả tấm kính chảy trên thiếc làm cho bề mặt của nó bằng phẳng
- Kim loại đúc chuông là sự kết hợp của kim loại thiếc và đồng thiếc
- Thiếc được dùng để mạ lên bề mặt những kim loại khác; bởi nó sẽ chống ăn mòn tốt
> Xem thêm: Sắt tây là gì? Đặc điểm, ứng dụng & phương thức sản xuất
Tác hại của thiếc với môi trường và con trường
Thiếc khi được khai thác và sử dụng có thể gây ra nhiều tác hại cho môi trường và con người. Dưới đây là một số tác hại chính của thiếc:
- Ô nhiễm nước: Quá trình khai thác và chế biến thiếc có thể dẫn đến rò rỉ và xả thải chứa chất thải kim loại nặng vào nguồn nước, gây ô nhiễm nước.
- Tác động đến động vật nước ngọt: Thiếc có thể tích tụ trong môi trường nước, ảnh hưởng đến động vật sống trong nước và chuỗi thức ăn.
- Tác động đến động vật biển: Chất thải chứa thiếc có thể ảnh hưởng đến động vật biển và sinh quyển biển, đặc biệt là khi nó được xả ra từ các nhà máy và khu vực sản xuất công nghiệp.
- Tác động đến đất đai: Quá trình khai thác có thể gây mất mát đất đai, làm thay đổi cấu trúc đất .
- Nguy cơ đối với sức khỏe con người: Tiếp xúc dài hạn với thiếc có thể gây hại cho sức khỏe con người, đặc biệt là trong các ngành công nghiệp sử dụng nhiều thiếc như công nghiệp điện tử.
- Tác động đến hệ sinh thái: Thiếc có thể tác động đến các hệ thống sinh thái tự nhiên, làm thay đổi cân bằng sinh thái và gây ảnh hưởng đến đa dạng sinh học.
Để giảm tác hại của thiếc đối với môi trường và con người, các biện pháp bảo vệ môi trường, quản lý chất thải, và áp dụng các tiêu chuẩn an toàn là cần thiết trong quá trình khai thác và chế biến thiếc.
Chì và thiếc khác nhau như thế nào?
Một số điểm khác nhau giữa chì và thiếc:
- Thiếc có nhiệt độ nóng chảy là 232 độ C, còn chì thì có nhiệt độ nóng chảy là 327 độ C.
- Thiếc thường dùng để ứng dụng công nghiệp mạ thép, được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp chế bế đồ hộp, công nghiệp bảo quản thực phẩm. Trong đồ dùng gia dụng, trang trí nội thất.
- Còn chì dùng để làm cầu chì, vật liệu hàn.
Câu hỏi thường gặp
Một số thắc mắc về chủ đề thiếc là gì như sau?
Thiếc dùng để làm gì?
Thiếc được dùng để tráng lên bề mặt các vật bằng thép, vỏ hộp thực phẩm, nước giải khát, có tác dụng chống ăn mòn, tạo vẻ đẹp không độc hại. Thiếc dùng chế tạo hợp kim.
Ví dụ: Hợp kim Sn-Sb-Cu (hay còn gọi là hợp kim babit) có tính chịu ma sát, dùng để chế tạo ổ trục quay.
Hàn thiếc là gì?
Hàn thiếc là phương pháp nối các chi tiết lại với nhau nhờ một kim loại hoặc một hợp kim trung gian gọi là vẩy hàn.
Trong quá trình hàn nung nóng vật hàn đến nhiệt độ tương đương nhiệt độ chảy của vảy hàn, vẩy hàn bị chảy nhưng kim loại vật hàn thì không chảy, kim loại vật hàn khuếch tán thẩm thấu vào vật hàn tạo thành mối hàn.
Quặng thiếc là gì?
Quặng thiếc là thiếc thô vẫn còn dính tạp chất khi vừa được khai thác.
Kết luận
Thiếc là một kim loại cực kỳ hữu dụng, được ứng dụng sử dụng trong rất nhiều các ngành công nghiệp từ chế biến đồ hộp, đến các vật dụng dùng để tưới nước. Rồi đến các vật liệu trong trang trí nội thất gia đình, qua bài viết này Phế liệu Hòa Bình, hy vọng các bạn sẽ hiểu rõ hơn thiếc là gì và công dụng chính của vật liệu này.
Có thể bạn quan tâm:
