L’estanh (var. estamAqueu tèrme es atestat dins mai d'un dialècte, mai es gramaticament erronèuLo Congrès Permanent de la Lenga Occitana, Dicod'Òc, cèrca « étain », consultat lo 18 d'abriu de 2024, .) es un element quimic de simbòl Sn e de numerò atomic Z = 50. Situat dins la 14 colona de la classicacion periodica, es dins lei condicions normalas de pression e de temperatura, un metau gris argent de pes atomic 118,69.
Conegut dempuei l'Antiquitat Auta, foguèt utilizat tre lo Temps dau Bronze per fabricar de bronzes en associacion amb lo coire. En causa de son ponch de fusion bas (293 °C), es un metau aisat de trabalhar e qu'es pas sensible a la corrosion. Dins la societat actuala, es donc mai que mai utilizat per formar de jaç protectius a la superficia d'objèctes d'acier. Intra tanben dins la fabricacion deis organostannics, un ensemble de de compausats organics permetent de realizar certanei sintèsis en quimia organica ò d'empachar la proliferacion dei microorganismes sus la còca dei naviris (antifouling).
En despiech d'aquela utilizacion anciana, l'estanh es un element relativament rar dins la crosta terrèstra. A la fin deis ans 2010, la produccion annuala èra ansin d'aperaquí tonas e lei resèrvas identificadas èran leugierament superioras a 4 milions de tonas. De procès de reciclatge existisson, mai son costós e pauc eficaç. L'estanh es donc considerat coma una matèria premiera critica.
Istòria
thumb|left|Fotografia d'una mina d'estanh antica dins la region de Darmoth.
L'estanh es un metau conegut dempuei l'Antiquitat Auta (milleni III avC ?) car foguèt utilizat dins mai d'una region per fabricar d'objèctes de bronze a partir d'aliatges amb lo coire(en) J. Cierny, G. Weisgerber, "The "Bronze Age tin mines in Central Asia", dins A. Giumlia-Mair e F. Lo Schiavo, The Problem of Early Tin, Archaeopress, 2003, pp. 23–31.(fr) Denise Barthomeuf, « La place de l’Anatolie dans les débuts de la métallurgie du cuivre et du bronze (du VIIe au IIIe millénaire av. J.-C.) », dins Olivier Pelon (dir.), Studia Aegeo-Anatolica. Mélanges préparés sous la direction d'Olivier Pelon, MOM Éditions, 2004, pp. 149-186.. Tre aqueu periòde, foguèt lo centre de circuits marchands. D'efiech, lei premiers procès de produccion de bronze èran relativament simples, çò qu'entraïnava la preséncia de quantitats importantas d'arsenic dins leis aliatges(en) R.D. Penhallurick, Tin in Antiquity: its Mining and Trade Throughout the Ancient World with Particular Reference to Cornwall, The Institute of Metals, 1986, p. 4.La preséncia d'arsenic èra dangeirosa car, dins lei condicions presents dins lei forns dau Temps dau Bronze, se sublimava entraïnant la formacion de vapors d'arsenic fòrça toxicas.. Per s'aparar còntra aqueu problema, lei culturas pus avançadas avián donc besonh d'estanh pur e d'esplechas se desvolopèron dins de regions coma leis Illas Britanicas(en) R.D. Penhallurick, Tin in Antiquity: its Mining and Trade Throughout the Ancient World with Particular Reference to Cornwall, The Institute of Metals, 1986, pp. 80-91., lei Monts Metallifèrs, Yunnan(en) R.E. Murowchick, The Ancient Bronze Metallurgy of Yunnan and its Environs: Development and Implications, Ann Arbou, 1991, pp. 76-77. ò Malàisia. La cassiterita èra probablament lo minerau utilizat dins aquelei regions productritz e lo mestritge de la metallurgia de l'estanh sembla donc relativament ancian.
A partir de la fin dau sègle XVI, de trabalhs novèus estudièron lei proprietats dei derivats de l'estanh. En particular, foguèron utilizats per obtenir de colors novèlas dins lo domeni deis esmauts amb Bernard Palissy (1510 - 1589 ò 1590) e en tenchura amb la descubèrta dau clorur estannic per Andreas Libavius (1555-1616)(fr) Georges Cuvier, Cuvier’s History of the Natural Sciences. Nineteen Lessons from the Sixteenth and Seventeenth Centuries, vol. 2, Publications scientifiques du Muséum, 2019, p. 416.. A la fin dau sègle XVIII, lei proprietats de l'acid estannic, basa de la quimia deis organostannics, foguèron citadas per Antoine Lavoisier (1743-1794)(fr) Antoine Lavoisier, Traité élémentaire de chimie, Cuchet, 1789, p. 203.. Pasmens, lo premier organostannic vertadier foguèt descubèrt en 1849(en) Walter Caseri, "Initial Organotin Chemistry", Journal of Organometallic Chemistry, 2004, vol. 751, pp. 20–24. per lo Britanic Edward Frankland (1825-1899) e son usatge demorèt rar fins ais ans 1970. Enfin, a la fin dau sègle XVIII ò au començament dau sègle XIX, l'estanh foguèt adoptat dins l'industria alimentària per protegir lo contengut dei consèrvas(fr) Fabrice Peltier, Rachelle Lemoine et Éric Delon, La Boîte, solution d’avenir, Pyramyd, 2006..
En parallèl, leis aliatges plomb-estanh, coneguts dempuei lo millenari I avC, foguèron mai e mai utilizats per realizar de soudaduras. L'interès d'aquel aliatge es son ponch de fusion fòrça bas (entre 170 e 230 °C) que facilita sa mesa en òbra(en) Gordon Campbell, The Grove encyclopedia of decorative arts, Oxford University Press, 2006, p. 207.. Pasmens, entraïnèt de cas de saturnisme, especialament quand foguèt utilizat per d'objèctes destinats a l'alimentacion. D'aliatges novèus foguèron pauc a cha pauc imaginats en remplaçant lo plomb per un metau mens toxic coma l'antimòni, lo bismut ò lo coire.
Quimia de l'estanh
Caracteristicas
Caracteristicas fisicas
Dins lei condicions normadas de pression e de temperatura, l'estanh existís sota doas formas diferentas. La premiera, dicha « estanh blanc », es un metau blanc viu, malleable, relativament ductible e pauc resistent a la traccion. Sa densitat es de 7,265, son ponch de fusion es de 231,928 °C(fr) Procès-verbaux du Comité international des poids et mesures, 78 session, 1989, pp. T1-T21., çò qu'es feble per un metau, e son ponch de vaporizacion es de °C. Resistís a la corrosion de l'aire gràcias a la formacion d'un jaç d'oxid protector. La segonda es dicha « estanh gris ». De densitat pus febla (5,769), es la forma pus establa, mai sa formacion es sovent blocada per l'apondon d'una fraccion de bismut. Es una varietat fragila qu'es impròpria a la fabricacion d'objèctes d'estanh. La temperatura de transicion entre lei doas formas es teoricament de 13,2 °C mai, en realitat, a luòc a de temperaturas pus bassasLa transicion de l'estanh blanc vèrs l'estanh gris dins leis objèctes d'estanh es dicha « lèpra de l'estanh ». La preséncia d'impuretats coma lo bismut ò l'antimòni pòu la complicar ò l'empachar..
Caracteristicas quimicas
L'estanh es un metau paure, de configuracion electronica [Kr] 4d10 5s2 5p2, que fa partida de la 14 colona de la taula periodica deis elements(en) CRC Handbook of Chemistry and Physics, section 1 : Basic Constants, Units, and Conversion Factors, sous-section : Electron Configuration of Neutral Atoms in the Ground State, 84 edicion en linha, CRC Press, 2003.. Sei proprietats quimicas presentan donc de similaritats amb aquelei dau carbòni e dau silici.
Lei compausats principaus de l'estanh son liats ai nombres d'oxidacion +II (derivats estannós) e +IV (derivats estannics). Pòdon aisament formar de moleculas amb l'oxigèn (SnO e SnO2), lo sofre (SnS e Sn2) ò d'alogèns (SnCl2, SnCl2, SnBr2, SnI2, SnCl4, SnCl4, SnBr4 e SnI4) per formar de compausats inorganics. La formacion d'idrurs es possible amb lo compausat SnH4 que se desgrada lentament per formar d'estanh metallic e de diidrogèn. De mai, en causa de la diferéncia de potenciaus fòrça entre leis ions estannós e estannics (0,15 V), lei saus estannós son de reductors eficaç. Fòrça compausats estannics an de proprietats de catalisaires en quimia organica.
L'autre aspècte major de la quimia de l'estanh es lo domeni deis organostannics. Aquelei compausats son caracterizats per l'establiment d'un liame covalent entre un atòm d'estanh e de carbòni. Fan partida deis organometallics e permèton de reaccions organicas particularas coma la reaccion de Stille(en) Alwyn George Davies, Organotin Chemistry, Wiley-VCH, 2 edicion, 2004..
Isotòpia
En 2020, 39 isotòps de l'estanh èran coneguts. Dètz son considerats coma estables mai i a de sospicions d'activitat radioactiva per leis isotòps 112, 122 e 124(en) Juris Meija et al, "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)", Pure and Applied Chemistry, 2016, vol. 88, n°3, pp. 265–291.. Dins aquò, ges de desintegracion es estada observada a l'ora d'ara e lo periòde radioactiu, se son efectivament radioactius, d'aqueleis atòms dèu èsser fòrça lòng. Leis autreis isotòps son aquelei de massa 114 a 120. Lo pus frequent es l'estanh-120 (32,58%) seguit per l'estanh-118 (24,22%), l'estanh-116 (14,54%), l'estanh-119 (8,59%), l'estanh-117 (7,68%), l'estanh-124 (5,79%) e l'estanh-122 (4,63%). Leis autreis isotòps son rars (mens de 1%).
Entre leis isotòps radioactius, se pòdon citar l'estanh-121m e l'estanh-126. Lo premier s'obsèrva dins lei reactors de neutrons termics normaus(en) M.B. Chadwick et al., "Evaluated Nuclear Data File (ENDF) : ENDF/B-VII.1: Nuclear Data for Science and Technology: Cross Sections, Covariances, Fission Product Yields, and Decay Data", Nucl. Data Sheets 112 (2011) 2887.. Lo segond fa partida dei sèt produchs de fission de vida lònga. Es pauc radioactiu mai se descompausa en antimòni-126 qu'es un important emetor de raionaments gamma.
Ocurréncia
L'estanh es un element relativament rar dins la crosta terrèstra amb una concentracion mejana de 2 ppm(en) John Emsley, "Tin", Nature's Building Blocks: An A–Z Guide to the Elements, Oxford University Press, 2001, pp. 445–450.. Aquò s'explica per la produccion deis atòms d'estanh a partir de reaccions de nucleosintèsi liadas au procès s(en) Frank H. Shu, The physical universe: An introduction to astronomy, University Science Books, 1982, pp. 119–121.. Se tròba rarament a l'estat natiu e fòrma generalament de mineraus en associacion amb l'oxigèn, lo sofre e d'autrei metaus. Lo pus conegut es probablament la cassiterita en causa de son importància economica(fr) Nicola Cipriani (trad. Marie-Hélène Alfonsi e Catherine Sobecki), Minéraux et Roches, París, Gründ, 1996, p. 41.. Pasmens, existís tanben l'estannita, la cilindrita, la franckeita, la canfieldita e la teallita.
Metallurgia de l'estanh
Principis de produccion
thumb|right|Fotografia d'un fuelh d'estanh pur a 99,9%.
Dins la natura, se l'estanh pòu existir sota forma nativa, lei depaus son rars e lei quantitats fòrça feblasL'estanh natiu se tròba principalament en Boèmia, en Nigèria e dins lo sud-èst d'Austràlia.. Lo minerau principau qu'es esplechat per l'industria miniera per produrre d'estanh metallic es la cassiterita, un oxid de formula SnO2. Pasmens, aqueu minerau es sovent mesclat amb d'autrei compausats quimics e la concentracion d'estanh es rarament superiora a 4 %. L'objectiu dau procès de produccion es donc de concentrar la cassiterita avans de la redurre, en preséncia de carbòni, per produrre lo metau a l'estat pur.
Lei premiereis etapas varian segon lei jaciments e leis impuretats que vènon amb la cassiterita. Lei pus frequentas son lo fèrre, lo manganès e lo tungstèn que pòdon aver un interès comerciau pròpri. La preparacion dau minerau compren dos ensembles d'etapas. Lo premier es basat sus de netejatges amb de giscles d'aiga sota pression. Lo segond emplega de metòdes de trissatge, de flotacion e de separacion magnetica ò mecanica.