Estaño

El estaño es un elemento químico de símbolo Sn (del latín: stannum) y número atómico 50. El estaño es un metal de color plateado.

El estaño es lo suficientemente blando como para cortarlo con poca fuerza y ​​una barra de estaño se puede doblar a mano con poco esfuerzo. Cuando se dobla, se puede escuchar el llamado "grito de estaño" como resultado del maclado en cristales de estaño; esta característica la comparten el indio, el cadmio, el zinc y el mercurio en estado sólido.

El estaño puro después de solidificarse presenta una apariencia de espejo similar a la mayoría de los metales. En la mayoría de las aleaciones de estaño (como el peltre), el metal se solidifica con un color gris opaco.

El estaño es un metal posterior a la transición en el grupo 14 de la tabla periódica de elementos. Se obtiene principalmente del mineral casiterita, que contiene óxido estánnico, SnO₂. El estaño muestra una similitud química con sus dos vecinos en el grupo 14, el germanio y el plomo, y tiene dos estados de oxidación principales, +2 y un poco más estable +4. El estaño es el elemento número 49 más abundante en la Tierra y tiene, con 10 isótopos estables, la mayor cantidad de isótopos estables en la tabla periódica, gracias a su número mágico de protones.

Tiene dos alótropos principales: a temperatura ambiente, el alótropo estable es el β-estaño, un metal maleable de color blanco plateado; a bajas temperaturas es α-estaño gris menos denso, que tiene la estructura cúbica del diamante. El estaño metálico no se oxida fácilmente en el aire y el agua.

La primera aleación de estaño utilizada a gran escala fue el bronce, hecho de ¹ ⁄ _{8 de} estaño y ⁷ ⁄ _{8 de} cobre, desde el año 3000 a. Después del 600 a. C., se produjo estaño metálico puro. El peltre, que es una aleación de 85 a 90 % de estaño y el resto consiste comúnmente en cobre, antimonio, bismuto y, a veces, plomo y plata, se ha utilizado para la fabricación de cubiertos desde la Edad del Bronce. En los tiempos modernos, el estaño se utiliza en muchas aleaciones, sobre todo en soldaduras blandas de estaño/plomo, que suelen tener un 60 % o más de estaño, y en la fabricación de películas transparentes y conductoras de electricidad de óxido de indio y estaño en aplicaciones optoelectrónicas. Otra gran aplicación es el estañado de acero resistente a la corrosión. Debido a la baja toxicidad del estaño inorgánico, el acero estañado se usa ampliamente para envasar alimentos como latas. Algunos compuestos organoestánnicos pueden ser extremadamente tóxicos.

Características

Físico

El estaño es un metal blanco plateado suave, maleable, dúctil y altamente cristalino. Cuando se dobla una barra de estaño, se puede escuchar un crujido conocido como el "grito de estaño" debido al hermanamiento de los cristales. El estaño se funde a unos 232 °C (450 °F), el más bajo del grupo 14. El punto de fusión se reduce aún más a 177,3 °C (351,1 °F) para partículas de 11 nm.

El β-estaño, la forma metálica o estaño blanco, tiene estructura BCT y es estable a temperatura ambiente y por encima de ella, y es maleable. El α-estaño, la forma no metálica o estaño gris, es estable por debajo de los 13,2 °C (55,8 °F) y es quebradizo. El α-estaño tiene una estructura cristalina cúbica de diamante, similar al diamante, al silicio o al germanio. El α-estaño no tiene propiedades metálicas, porque sus átomos forman una estructura covalente en la que los electrones no pueden moverse libremente. El α-estaño es un material pulverulento de color gris opaco que no tiene otros usos comunes que no sean aplicaciones especializadas de semiconductores. El γ-estaño y el σ-estaño existen a temperaturas superiores a 161 °C (322 °F) y presiones superiores a varios GPa.

En condiciones de frío, el β-estaño tiende a transformarse espontáneamente en α-estaño, un fenómeno conocido como "plaga del estaño" o "enfermedad del estaño". Algunas fuentes no verificables también dicen que, durante la campaña rusa de Napoleón de 1812, las temperaturas se volvieron tan frías que los botones de hojalata de los uniformes de los soldados se desintegraron con el tiempo, lo que contribuyó a la derrota de la Grande Armée, una leyenda persistente.

La temperatura de transformación α-β es de 13,2 °C (55,8 °F), pero las impurezas (por ejemplo, Al, Zn, etc.) la reducen muy por debajo de 0 °C (32 °F). Con la adición de antimonio o bismuto, es posible que la transformación no ocurra en absoluto, lo que aumenta la durabilidad.

Los grados comerciales de estaño (99,8% de contenido de estaño) resisten la transformación debido al efecto inhibidor de pequeñas cantidades de bismuto, antimonio, plomo y plata presentes como impurezas. Los elementos de aleación como el cobre, el antimonio, el bismuto, el cadmio y la plata aumentan la dureza del estaño. El estaño forma fácilmente fases intermetálicas duras y quebradizas que normalmente son indeseables. No se mezcla en una solución con la mayoría de los metales y elementos, por lo que el estaño no tiene mucha solubilidad sólida. El estaño se mezcla bien con bismuto, galio, plomo, talio y zinc formando sistemas eutécticos simples.

El estaño se convierte en un superconductor por debajo de 3,72 K y fue uno de los primeros superconductores en ser estudiado. El efecto Meissner, uno de los rasgos característicos de los superconductores, se descubrió por primera vez en los cristales de estaño superconductores.

Químico

El estaño resiste la corrosión del agua, pero puede corroerse con ácidos y álcalis. El estaño se puede pulir mucho y se usa como capa protectora para otros metales, una capa protectora de óxido (pasivación) evita una mayor oxidación. El estaño actúa como un catalizador que desencadena una reacción química de una solución que contiene oxígeno y ayuda a aumentar la velocidad de la reacción química resultante.

Isótopos

El estaño tiene diez isótopos estables, el mayor número de cualquier elemento. Los isótopos del estaño tienen masas atómicas de 112, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 122 y 124. El Sn constituye casi un tercio de todo el estaño; Sn y Sn también son comunes, mientras que Sn es el isótopo estable menos común. Los isótopos con números de masa pares no tienen espín nuclear, mientras que aquellos con números de masa impares tienen un espín de 1/2. El estaño se encuentra entre los elementos más fáciles de detectar y analizar mediante espectroscopia de RMN, que se basa en el peso molecular y sus cambios químicos se comparan con SnMe.₄. Se cree que la gran cantidad de isótopos estables es un resultado directo de que el estaño tiene el número atómico 50, un "número mágico" en la física nuclear. De los isótopos estables, el estaño-115 tiene una sección transversal de captura alta para energías de neutrones rápidos en 30 Barns. Otros dos isótopos Tin-117 ocupan el siguiente lugar con una sección transversal de 2,3 Barn, mientras que el isótopo Tin-119 tiene una sección transversal ligeramente más pequeña de 2,2 Barn. Antes de que estas secciones transversales fueran bien conocidas, se propuso utilizar soldadura de estaño-plomo como refrigerante del reactor para reactores rápidos debido a su bajo punto de fusión. Los estudios actuales son para refrigerantes de reactores de plomo o plomo-bismuto porque ambos metales pesados ​​son casi transparentes a los neutrones rápidos con secciones transversales de captura muy bajas.Para usar un refrigerante de estaño o estaño-plomo, el estaño primero tendría que pasar por la separación de isótopos para eliminar los isótopos 115, 117 y 119 del material. Combinados, estos tres isótopos constituyen aproximadamente el 17% de la masa total de estaño natural, pero representan casi la totalidad de la sección transversal de captura. De los siete isótopos restantes, el estaño-112 tiene una sección transversal de captura de 1 Barn. Los otros seis isótopos que forman el 82,7% de todo el estaño tienen secciones transversales de captura de 0,3 Barn o menos, lo que los hace transparentes a los neutrones como el plomo y el bismuto.

El estaño tiene 31 isótopos inestables, cuyo número de masa oscila entre 99 y 139. Los isótopos inestables de estaño tienen una vida media de menos de un año, excepto el Sn, que tiene una vida media de 230 000 años. Sn y Sn son dos de los pocos nucleidos con un núcleo "doblemente mágico" que, a pesar de ser inestables, ya que tienen proporciones neutrón-protón muy desiguales, son los puntos finales más allá de los cuales los isótopos de estaño más ligeros que Sn y más pesados ​​que Sn son mucho menos estables. Se han identificado otros 30 isómeros metaestables para los isótopos de estaño entre 111 y 131, siendo el Sn el más estable, con una vida media de 43,9 años.

Las diferencias relativas en el número de isótopos estables del estaño pueden explicarse por cómo se forman durante la nucleosíntesis estelar. Sn a Sn se forman en el proceso s (captura lenta de neutrones) en la mayoría de las estrellas, lo que los lleva a ser los isótopos de estaño más comunes, mientras que Sn y Sn solo se forman en el proceso r (captura rápida de neutrones) en las supernovas y son menos común. Los isótopos de estaño Sn a Sn también se producen en el proceso r. Sn, Sn y Sn, no pueden fabricarse en cantidades significativas en el s - o r-procesos y se encuentran entre los p-núcleos cuyos orígenes no se conocen bien. Algunas ideas sobre su formación incluyen la captura de protones y la fotodesintegración, Sn podría producirse parcialmente en el proceso s tanto directamente como como hija de In de larga duración.

Etimología

La palabra tin se comparte entre las lenguas germánicas y se remonta al protogermánico reconstruido * tin-om; los cognados incluyen Zinn alemán, tenn sueco y estaño holandés. No se encuentra en otras ramas del indoeuropeo, excepto tomando prestado del germánico (p. ej., el irlandés tinne del inglés).

El nombre latino del estaño, stannum, originalmente significaba una aleación de plata y plomo, y llegó a significar 'estaño' en el siglo IV; la palabra latina anterior para él era plumbum candidum, o "plomo blanco". Stannum aparentemente proviene de un stāgnum anterior (que significa la misma sustancia), el origen de los términos romance y celta para estaño, como el francés étain, el español estaño, el italiano stagno y el irlandés stán. Se desconoce el origen de stannum / stāgnum; puede ser pre-indoeuropeo.

Meyers Konversations-Lexikon sugiere, en cambio, que el estaño provino del acero de Cornualles y es evidencia de que Cornualles en los primeros siglos d. C. fue la principal fuente de estaño.

Historia

La extracción y el uso del estaño se pueden fechar a principios de la Edad del Bronce alrededor del año 3000 a. C., cuando se observó que los objetos de cobre formados por minerales polimetálicos con diferentes contenidos metálicos tenían diferentes propiedades físicas. Los primeros objetos de bronce tenían un contenido de estaño o arsénico de menos del 2% y se cree que son el resultado de una aleación no intencional debido al contenido de metales traza en el mineral de cobre. La adición de un segundo metal al cobre aumenta su dureza, reduce la temperatura de fusión y mejora el proceso de fundición al producir una fusión más fluida que se enfría hasta convertirse en un metal más denso y menos esponjoso.Esta fue una innovación importante que permitió moldear formas mucho más complejas en moldes cerrados de la Edad del Bronce. Los objetos de bronce con arsénico aparecen primero en el Cercano Oriente, donde el arsénico se encuentra comúnmente con el mineral de cobre, pero los riesgos para la salud se dieron cuenta rápidamente y la búsqueda de fuentes de minerales de estaño mucho menos peligrosos comenzó a principios de la Edad del Bronce. Esto creó la demanda de estaño metálico raro y formó una red comercial que vinculaba las fuentes distantes de estaño con los mercados de las culturas de la Edad del Bronce.

Casiterita (SnO₂), la forma de óxido de estaño, fue probablemente la fuente original de estaño. Otros minerales de estaño son sulfuros menos comunes, como la estanita, que requieren un proceso de fundición más complejo. La casiterita a menudo se acumula en los canales aluviales como depósitos de placer porque es más dura, más pesada y más resistente químicamente que el granito que la acompaña. La casiterita suele ser de color negro u oscuro, y estos depósitos se pueden ver fácilmente en las orillas de los ríos. Los depósitos aluviales (placer) pueden haber sido recolectados y separados incidentalmente por métodos similares al lavado de oro.

Compuestos y quimica

En la gran mayoría de sus compuestos, el estaño tiene el estado de oxidación II o IV.

Compuestos inorgánicos

Los compuestos de haluros son conocidos para ambos estados de oxidación. Para Sn(IV), los cuatro haluros son bien conocidos: SnF ₄, SnCl ₄, SnBr ₄ y SnI ₄. Los tres miembros más pesados ​​son compuestos moleculares volátiles, mientras que el tetrafluoruro es polimérico. Los cuatro haluros son conocidos por Sn(II) también: SnF ₂, SnCl₂, _SnBr2 y _SnI2. Todos son sólidos poliméricos. De estos ocho compuestos, solo los yoduros están coloreados.

El cloruro de estaño (II) (también conocido como cloruro estannoso) es el haluro de estaño comercial más importante. Ilustrando las rutas a tales compuestos, el cloro reacciona con el estaño metálico para dar SnCl ₄ mientras que la reacción del ácido clorhídrico y el estaño produce SnCl₂y gas hidrógeno. Alternativamente, SnCl ₄ y Sn se combinan para formar cloruro estannoso mediante un proceso llamado comparcionamiento:SnCl ₄ + Sn → 2 SnCl₂

El estaño puede formar muchos óxidos, sulfuros y otros derivados de calcogenuro. El dióxido SnO₂(casiterita) se forma cuando el estaño se calienta en presencia de aire. sn) ₂es anfótero, lo que significa que se disuelve tanto en soluciones ácidas como básicas. Estannatos con la estructura [ Sn(OH)₆], como K₂[ Sn(OH)₆], también son conocidos, aunque el ácido estánnico libre H₂[ Sn(OH)₆] es desconocido.

Los sulfuros de estaño existen en los estados de oxidación +2 y +4: sulfuro de estaño (II) y sulfuro de estaño (IV) (oro mosaico).

Hidruros

Stannano (SnH₄), con estaño en el estado de oxidación +4, es inestable. Sin embargo, los hidruros de organoestaño son bien conocidos, por ejemplo, hidruro de tributilestaño (Sn(C ₄ H ₉) ₃ H). Estos compuestos liberan radicales de estaño tributilo transitorios, que son ejemplos raros de compuestos de estaño (III).

Compuestos organoestánnicos

Los compuestos organoestánnicos, a veces llamados estananos, son compuestos químicos con enlaces estaño-carbono. De los compuestos de estaño, los derivados orgánicos son comercialmente los más útiles. Algunos compuestos organoestánnicos son altamente tóxicos y se han utilizado como biocidas. El primer compuesto organoestánnico del que se informó fue el diyoduro de dietilestaño ((C ₂ H ₅) ₂ SnI ₂), informado por Edward Frankland en 1849.

La mayoría de los compuestos organoestánnicos son líquidos o sólidos incoloros que son estables al aire y al agua. Adoptan geometría tetraédrica. Los compuestos de tetraalquil- y tetraarilestaño se pueden preparar utilizando reactivos de Grignard:SnCl₄+ 4RMgBr → R₄Sn + 4 MgBrCl

Los haluros-alquilos mixtos, que son más comunes y más importantes comercialmente que los tetraorgano derivados, se preparan mediante reacciones de redistribución:SnCl₄+ R₄Sn → 2 SnCl₂R ₂

Los compuestos de organoestaño divalentes son poco comunes, aunque más comunes que los compuestos de organogermanio y organosilicio divalentes relacionados. La mayor estabilización de la que goza el Sn(II) se atribuye al "efecto par inerte". Los compuestos de organoestaño (II) incluyen tanto los estannylenos (fórmula: R ₂ Sn, como se ve para los carbenos singlete) como los distannylenes (R ₄ Sn ₂), que son aproximadamente equivalentes a los alquenos. Ambas clases exhiben reacciones inusuales.

Ocurrencia

El estaño se genera a través del proceso s largo en estrellas de masa baja a media (con masas de 0,6 a 10 veces la del Sol), y finalmente por la desintegración beta de los isótopos pesados ​​de indio.

El estaño es el 49º elemento más abundante en la corteza terrestre, representando 2 ppm en comparación con 75 ppm de zinc, 50 ppm de cobre y 14 ppm de plomo.

El estaño no se presenta como elemento nativo, sino que debe extraerse de varios minerales. Casiterita (SnO₂) es la única fuente comercialmente importante de estaño, aunque se recuperan pequeñas cantidades de estaño a partir de sulfuros complejos como estanita, cilindrita, franckeita, canfieldita y tealita. Los minerales con estaño casi siempre se asocian con rocas de granito, generalmente a un nivel de 1% de contenido de óxido de estaño.

Debido a la mayor gravedad específica del dióxido de estaño, alrededor del 80 % del estaño extraído proviene de depósitos secundarios que se encuentran aguas abajo de las vetas primarias. El estaño a menudo se recupera de gránulos lavados río abajo en el pasado y depositados en valles o en el mar. Las formas más económicas de extraer estaño son el dragado, la hidráulica o las minas a cielo abierto. La mayor parte del estaño del mundo se produce a partir de depósitos de placer, que pueden contener tan solo un 0,015 % de estaño.

País	Reservas
Porcelana	1,500,000
Malasia	250.000
Perú	310,000
Indonesia	800.000
Brasil	590.000
Bolivia	400.000
Rusia	350.000
Australia	180.000
Tailandia	170.000
Otro	180.000
Total	4,800,000

En 2011 se extrajeron unas 253.000 toneladas de estaño, principalmente en China (110.000 t), Indonesia (51.000 t), Perú (34.600 t), Bolivia (20.700 t) y Brasil (12.000 t). Históricamente, las estimaciones de la producción de estaño han variado según el mercado y la tecnología minera. Se estima que, con las tasas de consumo y las tecnologías actuales, la Tierra se quedará sin estaño explotable en 40 años. En 2006, Lester Brown sugirió que el estaño podría agotarse en 20 años según estimaciones conservadoras de un crecimiento anual del 2%.

La chatarra de estaño es una fuente importante del metal. La recuperación de estaño a través del reciclaje está aumentando rápidamente. Mientras que Estados Unidos no ha extraído (desde 1993) ni fundido (desde 1989) estaño, fue el mayor productor secundario, reciclando casi 14.000 toneladas en 2006.

Se reportan nuevos yacimientos en Mongolia, y en 2009 se descubrieron nuevos yacimientos de estaño en Colombia.

Producción

El estaño se produce por reducción carbotérmica del mineral de óxido con carbón o coque. Se pueden utilizar tanto hornos de reverbero como hornos eléctricos.

Minería y fundición

Industria

Las diez empresas más grandes produjeron la mayor parte del estaño del mundo en 2007.

La mayor parte del estaño del mundo se comercializa en la LME, de 8 países, bajo 17 marcas.

El Consejo Internacional del Estaño se estableció en 1947 para controlar el precio del estaño. Se derrumbó en 1985. En 1984, se creó la Asociación de Países Productores de Estaño, con Australia, Bolivia, Indonesia, Malasia, Nigeria, Tailandia y Zaire como miembros.

Precio y cambios

El estaño es único entre los productos básicos minerales debido a los complejos acuerdos entre los países productores y los países consumidores que se remontan a 1921. Los acuerdos anteriores tendían a ser un tanto informales y llevaron al "Primer Acuerdo Internacional del Estaño" en 1956, el primero de una serie que colapsó efectivamente. en 1985. A través de estos acuerdos, el Consejo Internacional del Estaño (ITC) tuvo un efecto considerable en los precios del estaño. ITC apoyó el precio del estaño durante los períodos de precios bajos mediante la compra de estaño para su reserva de reserva y pudo restringir el precio durante los períodos de precios altos mediante la venta de la reserva. Este fue un enfoque anti-libre mercado, diseñado para asegurar un flujo suficiente de estaño a los países consumidores y una ganancia para los países productores. Sin embargo, la reserva de reserva no era lo suficientemente grande,

A fines de la década de 1970 y principios de la de 1980, EE. UU. redujo su reserva estratégica de estaño, en parte para aprovechar los precios históricamente altos del estaño. La recesión de 1981-1982 dañó la industria del estaño. El consumo de estaño se redujo drásticamente. El ITC pudo evitar descensos realmente pronunciados mediante la compra acelerada de su reserva de reserva; esta actividad requirió un extenso endeudamiento. ITC siguió tomando préstamos hasta fines de 1985, cuando alcanzó su límite de crédito. Inmediatamente, se produjo una gran "crisis del estaño": el estaño dejó de cotizar en la Bolsa de Metales de Londres durante unos tres años. ITC se disolvió poco después y el precio del estaño, ahora en un entorno de libre mercado, cayó a $4 por libra y se mantuvo en ese nivel durante la década de 1990.El precio volvió a aumentar en 2010 con un repunte del consumo tras la crisis económica de 2007-2008, que acompañó la reposición de existencias y el crecimiento continuo del consumo.

La Bolsa de Metales de Londres (LME) es el principal sitio de comercio de estaño. Otros mercados de contratos de estaño son Kuala Lumpur Tin Market (KLTM) e Indonesia Tin Exchange (INATIN).

Debido a factores involucrados en la crisis de la cadena de suministro global de 2021, los precios del estaño casi se duplicaron entre 2020 y 21 y han tenido su mayor aumento anual en más de 30 años. La Asociación Internacional del Estaño estimó que el consumo mundial de estaño refinado crecerá un 7,2 % en 2021, después de perder un 1,6 % en 2020 debido a que la pandemia de COVID-19 interrumpió las industrias manufactureras mundiales.

Aplicaciones

En 2018, poco menos de la mitad de todo el estaño producido se utilizó en soldadura. El resto se dividió entre estañado, productos químicos de estaño, aleaciones de latón y bronce y usos de nicho.

Soldar

El estaño se ha utilizado durante mucho tiempo en aleaciones con plomo como soldadura, en cantidades del 5 al 70% p/p. El estaño con plomo forma una mezcla eutéctica en la proporción en peso de 61,9% de estaño y 38,1% de plomo (la proporción atómica: 73,9% de estaño y 26,1% de plomo), con una temperatura de fusión de 183 °C (361,4 °F). Estas soldaduras se utilizan principalmente para unir tuberías o circuitos eléctricos. Desde la entrada en vigor de la Directiva sobre residuos de aparatos eléctricos y electrónicos de la Unión Europea (Directiva WEEE) y la Directiva de restricción de sustancias peligrosas el 1 de julio de 2006, el contenido de plomo en dichas aleaciones ha disminuido. Si bien la exposición al plomo se asocia con problemas de salud graves, la soldadura sin plomo no está exenta de desafíos, incluido un punto de fusión más alto y la formación de filamentos de estaño que causan problemas eléctricos. La plaga de estaño puede ocurrir en soldaduras sin plomo, lo que lleva a la pérdida de la unión soldada.

Estañado

El estaño se adhiere fácilmente al hierro y se usa para recubrir plomo, zinc y acero para evitar la corrosión. Los recipientes de acero estañado (o estañado) se utilizan ampliamente para la conservación de alimentos, y esto forma una gran parte del mercado de estaño metálico. Un recipiente de hojalata para conservar alimentos se fabricó por primera vez en Londres en 1812. Los hablantes de inglés británico llaman a estos recipientes "tins", mientras que los hablantes de inglés americano los llaman "cans" o "tin cans". Una derivación de dicho uso es el término de la jerga "tinnie" o "tinny", que significa "lata de cerveza" en Australia. El silbato de hojalata se llama así porque primero se fabricó en masa en acero estañado.

Los recipientes de cocina de cobre, como cacerolas y sartenes, se revisten con frecuencia con una capa delgada de estaño, mediante galvanoplastia o métodos químicos tradicionales, ya que el uso de utensilios de cocina de cobre con alimentos ácidos puede ser tóxico.

Aleaciones especializadas

El estaño en combinación con otros elementos forma una amplia variedad de aleaciones útiles. El estaño suele estar aleado con cobre. El peltre tiene entre un 85 y un 99 % de estaño; El metal portador también tiene un alto porcentaje de estaño. El bronce es principalmente cobre con un 12 % de estaño, mientras que la adición de fósforo produce bronce fosforoso. Bell metal también es una aleación de cobre y estaño, que contiene un 22% de estaño. El estaño se ha utilizado a veces en la acuñación de monedas; una vez formó un porcentaje de un solo dígito (generalmente cinco por ciento o menos) de los centavos estadounidenses y canadienses. Debido a que el cobre es a menudo el metal principal en tales monedas, a veces incluye zinc, estas podrían llamarse aleaciones de bronce o latón.

El compuesto de niobio-estaño Nb ₃ Sn se utiliza comercialmente en bobinas de imanes superconductores por su alta temperatura crítica (18 K) y campo magnético crítico (25 T). Un imán superconductor que pesa tan solo dos kilogramos es capaz de producir el campo magnético de un electroimán convencional que pesa toneladas.

Se agrega un pequeño porcentaje de estaño a las aleaciones de circonio para el revestimiento del combustible nuclear.

La mayoría de los tubos de metal en un órgano de tubos son de una aleación de estaño/plomo, con 50/50 como la composición más común. La proporción de estaño en la pipa define el tono de la pipa, ya que el estaño tiene una resonancia tonal deseable. Cuando una aleación de estaño/plomo se enfría, la fase de plomo se solidifica primero, luego, cuando se alcanza la temperatura eutéctica, el líquido restante forma la estructura eutéctica de capas de estaño/plomo, que es brillante; el contraste con la fase de plomo produce un efecto moteado o manchado. Esta aleación de metal se conoce como metal manchado. Las principales ventajas de usar estaño para tuberías incluyen su apariencia, trabajabilidad y resistencia a la corrosión.

Optoelectrónica

Los óxidos de indio y estaño son eléctricamente conductores y transparentes, y se utilizan para fabricar películas transparentes conductoras de electricidad con aplicaciones en dispositivos optoelectrónicos como pantallas de cristal líquido.

Otras aplicaciones

El acero estañado perforado, también llamado estaño perforado, es una técnica artesanal originaria de Europa central para crear artículos para el hogar funcionales y decorativos. Los diseños de piercings decorativos existen en una amplia variedad, basados ​​en la tradición local y el artesano. Los farolillos de hojalata troquelada son la aplicación más común de esta técnica artesanal. La luz de una vela que brilla a través del diseño perforado crea un patrón de luz decorativo en la habitación donde se encuentra. Las linternas y otros artículos de estaño perforado se crearon en el Nuevo Mundo desde los primeros asentamientos europeos. Un ejemplo bien conocido es la linterna de Revere, llamada así por Paul Revere.

Antes de la era moderna, en algunas zonas de los Alpes, se afilaba un cuerno de cabra o de oveja y se perforaba un panel de hojalata utilizando el alfabeto y los números del uno al nueve. Esta herramienta de aprendizaje se conocía apropiadamente como "el cuerno". Las reproducciones modernas están decoradas con motivos como corazones y tulipanes.

En Estados Unidos, las cajas fuertes para pasteles y alimentos estaban en uso en los días previos a la refrigeración. Estos eran armarios de madera de varios estilos y tamaños, ya sea de pie o armarios colgantes destinados a ahuyentar a los bichos y los insectos y para evitar el polvo de los alimentos perecederos. Estos gabinetes tenían inserciones de hojalata en las puertas y, a veces, en los costados, perforadas por el propietario, el ebanista o un hojalatero en diferentes diseños para permitir la circulación del aire y excluir las moscas. Las reproducciones modernas de estos artículos siguen siendo populares en América del Norte.

El vidrio de la ventana se fabrica con mayor frecuencia flotando vidrio fundido sobre estaño fundido (vidrio flotado), lo que da como resultado una superficie plana e impecable. Esto también se llama el "proceso de Pilkington".

El estaño se utiliza como electrodo negativo en baterías de iones de litio avanzadas. Su aplicación está algo limitada por el hecho de que algunas superficies de estaño catalizan la descomposición de los electrolitos a base de carbonato que se utilizan en las baterías de iones de litio.

El fluoruro de estaño (II) se agrega a algunos productos para el cuidado dental como fluoruro de estaño (SnF ₂). El fluoruro de estaño (II) se puede mezclar con abrasivos de calcio, mientras que el fluoruro de sodio más común se vuelve gradualmente biológicamente inactivo en presencia de compuestos de calcio. También se ha demostrado que es más eficaz que el fluoruro de sodio para controlar la gingivitis.

El estaño se utiliza como objetivo para crear plasmas inducidos por láser que actúan como fuente de luz para la litografía ultravioleta extrema.

Compuestos organoestánnicos

Los compuestos organoestánnicos son los más utilizados. La producción industrial mundial probablemente supere las 50.000 toneladas.

Estabilizadores de PVC

La principal aplicación comercial de los compuestos organoestánnicos es la estabilización de plásticos de PVC. En ausencia de tales estabilizadores, el PVC se degradaría rápidamente bajo el calor, la luz y el oxígeno atmosférico, dando como resultado productos descoloridos y quebradizos. El estaño elimina los iones de cloruro lábiles (Cl), que de otro modo eliminarían el HCl del material plástico. Los compuestos de estaño típicos son los derivados del ácido carboxílico del dicloruro de dibutilestaño, como el dilaurato.

Biocidas

Algunos compuestos organoestánnicos son relativamente tóxicos, con ventajas y problemas. Se utilizan por sus propiedades biocidas como fungicidas, pesticidas, alguicidas, conservantes de la madera y agentes antiincrustantes. El óxido de tributilestaño se utiliza como conservante de la madera. El tributilestaño también se utiliza para diversos fines industriales, como el control de sedimentos en las fábricas de papel y la desinfección de las aguas de refrigeración industriales en circulación. El tributilestaño se usó como aditivo para la pintura de los barcos para evitar el crecimiento de organismos incrustantes en los barcos, y el uso disminuyó después de que los compuestos organoestánnicos se reconocieran como contaminantes orgánicos persistentes con alta toxicidad para algunos organismos marinos (el buccino del perro, por ejemplo). La UE prohibió el uso de compuestos organoestánnicos en 2003,mientras que las preocupaciones sobre la toxicidad de estos compuestos para la vida marina y el daño a la reproducción y el crecimiento de algunas especies marinas (algunos informes describen efectos biológicos para la vida marina en una concentración de 1 nanogramo por litro) han llevado a una prohibición mundial por parte de International Maritime Organización. Muchas naciones ahora restringen el uso de compuestos organoestánnicos a embarcaciones de más de 25 m (82 pies) de largo. La persistencia del tributilestaño en el medio ambiente acuático depende de la naturaleza del ecosistema. Debido a esta persistencia y su uso como aditivo en la pintura de barcos, se han encontrado altas concentraciones de tributilestaño en sedimentos marinos ubicados cerca de los muelles navales. El tributilestaño se ha utilizado como biomarcador para el imponex en neograsterópodos, con al menos 82 especies conocidas.Con los altos niveles de TBT en las áreas costeras locales, debido a las actividades de navegación, los mariscos tuvieron un efecto adverso. Imposex es la imposición de características sexuales masculinas a especímenes femeninos donde les crece un pene y un conducto deferente pallial. Un alto nivel de TBT puede dañar las glándulas endocrinas, los sistemas reproductivo y nervioso central, la estructura ósea y el tracto gastrointestinal de los mamíferos. El tributilestaño no solo afecta a los mamíferos, sino también a las nutrias marinas, las ballenas, los delfines y los humanos.

Química Orgánica

Algunos reactivos de estaño son útiles en química orgánica. En la aplicación más grande, el cloruro estannoso es un agente reductor común para la conversión de grupos nitro y oxima en aminas. La reacción de Stille acopla compuestos orgánicos de estaño con haluros orgánicos o pseudohaluros.

Baterías de iones de litio

El estaño forma varias fases intermetálicas con el litio metálico, lo que lo convierte en un material potencialmente atractivo para aplicaciones en baterías. La gran expansión volumétrica del estaño al alearse con litio y la inestabilidad de la interfase estaño-electrolito orgánico a bajos potenciales electroquímicos son los mayores desafíos para el empleo en celdas comerciales. Sony resolvió parcialmente el problema. Sony implementó un compuesto intermetálico de estaño con cobalto y carbono en sus celdas Nexelion lanzadas a fines de la década de 2000. La composición del material activo es aproximadamente Sn _0,3 Co _0,4 C _0,3. La investigación mostró que solo algunas facetas cristalinas del Sn tetragonal (beta) son responsables de la actividad electroquímica no deseada.

Precauciones

Los casos de envenenamiento por estaño metálico, sus óxidos y sus sales son casi desconocidos. Por otro lado, ciertos compuestos organoestánnicos son casi tan tóxicos como el cianuro.

La exposición al estaño en el lugar de trabajo puede ocurrir por inhalación, contacto con la piel y contacto con los ojos. La Administración de Salud y Seguridad Ocupacional de EE. UU. (OSHA) estableció el límite de exposición permisible para la exposición al estaño en el lugar de trabajo en 2 mg/m3 durante una jornada laboral de 8 horas. El Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) determinó un límite de exposición recomendado (REL) de 2 mg/m3 durante una jornada laboral de 8 horas. A niveles de 100 mg/m3, el estaño es inmediatamente peligroso para la vida y la salud.