टिन

From LTRC

टिन (Tin) एक रासायनिक तत्व है; इसका प्रतीक Sn (stannum) और परमाणु क्रमांक 50 है। धात्विक-धूसर रंग की यह धातु इतनी नरम होती है कि इसे थोड़े से बल से काटा जा सकता है,[1] और टिन की एक छड़ को हाथ से थोड़े प्रयास से मोड़ा जा सकता है। मोड़ने पर, टिन की छड़ एक ध्वनि उत्पन्न करती है, जिसे "टिन क्राई" (tin cry) कहा जाता है, जो टिन के क्रिस्टल में ट्विनिंग का परिणाम है।[2]

टिन आवर्त सारणी के समूह 14 में एक पोस्ट-ट्रांजिशन मेटल है। यह मुख्य रूप से खनिज कैसिटेराइट से प्राप्त होता है, जिसमें स्टैनिक ऑक्साइड, SnO2 होता है। टिन समूह 14 के अपने दोनों पड़ोसियों, जर्मेनियम और सीसा (लेड) के साथ रासायनिक समानता प्रदर्शित करता है, और इसकी दो मुख्य ऑक्सीकरण अवस्थाएं हैं: +2 और थोड़ी अधिक स्थिर +4। टिन पृथ्वी पर 49वां सबसे प्रचुर तत्व है, जो इसकी पपड़ी का 0.00022% हिस्सा बनाता है, और 10 स्थिर समस्थानिकों के साथ, इसमें आवर्त सारणी में सबसे अधिक स्थिर समस्थानिक हैं, जो इसके प्रोटॉन की मैजिक संख्या के कारण है।

इसके दो मुख्य अपरूप हैं: कमरे के तापमान पर, स्थिर अपरूप β-टिन है, जो एक चांदी जैसी सफेद, आघातवर्धनीय धातु है; कम तापमान पर यह कम घना धूसर α-टिन होता है, जिसकी संरचना डायमंड क्यूबिक होती है। धात्विक टिन हवा या पानी में आसानी से ऑक्सीकृत नहीं होता है।

बड़े पैमाने पर उपयोग की जाने वाली पहली टिन मिश्र धातु कांस्य (ब्रॉन्ज) थी, जो 8 टिन और 8 तांबा (क्रमशः 12.5% और 87.5%) से बनी थी, जो 3000 ईसा पूर्व से उपयोग में थी। 600 ईसा पूर्व के बाद, शुद्ध धात्विक टिन का उत्पादन किया गया। प्यूटर (Pewter), जो 85-90% टिन और शेष भाग में आमतौर पर तांबा, एंटीमनी, बिस्मथ और कभी-कभी सीसा और चांदी से बनी मिश्र धातु है, का उपयोग कांस्य युग से ही फ्लैटवेयर के लिए किया जाता रहा है। आधुनिक समय में, टिन का उपयोग कई मिश्र धातुओं में किया जाता है, विशेष रूप से टिन-सीसा सॉफ्ट सोल्डर में, जो आमतौर पर 60% या उससे अधिक टिन होते हैं, और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स अनुप्रयोगों में इंडियम टिन ऑक्साइड की पारदर्शी, विद्युत रूप से प्रवाहकीय फिल्मों के निर्माण में किया जाता है। एक और बड़ा अनुप्रयोग इस्पात की संक्षारण-प्रतिरोधी टिन प्लेटिंग है। अकार्बनिक टिन की कम विषाक्तता के कारण, टिन-प्लेटेड स्टील का व्यापक रूप से खाद्य पैकेजिंग के लिए "टिन के डिब्बे" के रूप में उपयोग किया जाता है। कुछ ऑर्गेनोटिन यौगिक अत्यधिक विषाक्त हो सकते हैं।

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विशेषताएं

भौतिक

पिघले हुए टिन की जमी हुई बूंद

टिन एक नरम, आघातवर्धनीय, तन्य और अत्यधिक क्रिस्टलीय चांदी जैसी सफेद धातु है। जब टिन की एक छड़ को मोड़ा जाता है, तो क्रिस्टल की ट्विनिंग से एक चटकने वाली ध्वनि सुनी जा सकती है जिसे "टिन क्राई" कहा जाता है।[2] यह गुण इंडियम, कैडमियम, जस्ता और अपनी ठोस अवस्था में पारा द्वारा साझा किया जाता है। टिन लगभग 232 C पर पिघलता है, जो समूह 14 में सबसे कम है, और 2602 C पर उबलता है, जो अपने समूह में (सीसे से पहले) दूसरा सबसे कम है। 11 एनएम कणों के लिए गलनांक और कम होकर 177.3 C हो जाता है।[3][4]

β-टिन, जिसे सफेद टिन भी कहा जाता है, तात्विक टिन का अपरूप (संरचनात्मक रूप) है जो कमरे के तापमान और उससे ऊपर स्थिर रहता है। यह धात्विक और आघातवर्धनीय है, और इसकी क्रिस्टल संरचना बॉडी-सेंटर्ड टेट्रागोनल है। α-टिन, या धूसर टिन, गैर-धात्विक रूप है। यह 13.2 C से नीचे स्थिर रहता है और भंगुर होता है। α-टिन की क्रिस्टल संरचना डायमंड क्यूबिक होती है, जैसे हीरा और सिलिकॉन की। α-टिन में धातु के गुण नहीं होते क्योंकि इसके परमाणु एक सहसंयोजक संरचना बनाते हैं जिसमें इलेक्ट्रॉन स्वतंत्र रूप से नहीं घूम सकते। α-टिन एक सुस्त-धूसर चूर्ण पदार्थ है जिसका विशेष सेमीकंडक्टर अनुप्रयोगों के अलावा कोई सामान्य उपयोग नहीं है।[2] γ-टिन और σ-टिन 161 C से ऊपर के तापमान और कई जीपीए से ऊपर के दबाव पर मौजूद होते हैं।[5]

ठंडी परिस्थितियों में β-टिन स्वतः ही α-टिन में बदलने की प्रवृत्ति रखता है, जिसे "टिन पेस्ट" (tin pest) या "टिन रोग" के रूप में जाना जाता है।[6] कुछ अपुष्ट स्रोतों का यह भी कहना है कि, 1812 के नेपोलियन के रूसी अभियान के दौरान, तापमान इतना ठंडा हो गया था कि सैनिकों की वर्दी पर लगे टिन के बटन समय के साथ बिखर गए, जिससे ग्रैंड आर्मी की हार में योगदान मिला,[7] जो एक स्थायी किंवदंती है।[8][9][10]

α-β संक्रमण तापमान 13.2 C है, लेकिन अशुद्धियाँ (जैसे Al, Zn, आदि) इसे 0 C से काफी नीचे ले आती हैं। एंटीमनी या बिस्मथ को मिलाने से संक्रमण बिल्कुल नहीं हो सकता है, जिससे स्थायित्व बढ़ जाता है।[11] टिन के व्यावसायिक ग्रेड (99.8% टिन सामग्री) अशुद्धियों के रूप में मौजूद बिस्मथ, एंटीमनी, सीसा और चांदी की थोड़ी मात्रा के निरोधात्मक प्रभाव के कारण संक्रमण का विरोध करते हैं।[12]

तांबा, एंटीमनी, बिस्मथ, कैडमियम और चांदी जैसे मिश्र धातु तत्व टिन की कठोरता को बढ़ाते हैं।[12] टिन आसानी से कठोर, भंगुर इंटरमेटेलिक चरण बनाता है जो आमतौर पर अवांछनीय होते हैं। यह अधिकांश धातुओं और तत्वों के साथ घोल में नहीं मिलता है, इसलिए टिन में बहुत अधिक ठोस घुलनशीलता नहीं होती है। टिन बिस्मथ, गैलियम, सीसा, थैलियम और जस्ता के साथ अच्छी तरह से मिश्रित होता है, जो सरल यूटेक्टिक सिस्टम बनाता है।[11]

टिन 3.72 K से नीचे एक सुपरकंडक्टर बन जाता है[13] और अध्ययन किए जाने वाले पहले सुपरकंडक्टरों में से एक था।[14] मीस्नर प्रभाव, सुपरकंडक्टरों की विशेषताओं में से एक, पहली बार सुपरकंडक्टिंग टिन क्रिस्टल में खोजा गया था।[14]

रासायनिक

टिन पानी से संक्षारण का विरोध करता है, लेकिन अम्लों और क्षारों द्वारा संक्षारित हो सकता है। टिन को अत्यधिक पॉलिश किया जा सकता है और इसका उपयोग अन्य धातुओं के लिए सुरक्षात्मक परत के रूप में किया जाता है।[2] जब हवा में गर्म किया जाता है तो यह धीरे-धीरे स्टैनिक ऑक्साइड (SnO2) की एक पतली पैसिवेशन परत बनाने के लिए ऑक्सीकृत हो जाता है जो आगे के ऑक्सीकरण को रोकता है।[15][16]

समस्थानिक

टिन में सात से दस स्थिर समस्थानिक होते हैं, जो किसी भी तत्व की सबसे बड़ी संख्या है। उनके द्रव्यमान संख्या 112, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 122 और 124 हैं। सात, 114-120Sn, सैद्धांतिक रूप से स्थिर हैं, जबकि शेष तीन, 112Sn, 122Sn, और 124Sn, डबल बीटा क्षय के लिए संभावित रूप से रेडियोधर्मी हैं, लेकिन क्षय होते हुए नहीं देखे गए हैं। टिन-120 सभी टिन का लगभग एक तिहाई हिस्सा बनाता है। टिन-118 और टिन-116 भी सामान्य हैं। टिन-115 सबसे कम सामान्य स्थिर समस्थानिक है।[17] सम द्रव्यमान संख्या वाले समस्थानिकों में कोई परमाणु स्पिन नहीं होता है, जबकि विषम द्रव्यमान संख्या वाले समस्थानिकों में 1/2 का परमाणु स्पिन होता है। ऐसा माना जाता है कि टिन में इतने सारे स्थिर समस्थानिक इसलिए हैं क्योंकि टिन का परमाणु क्रमांक 50 है, जो परमाणु भौतिकी में एक "मैजिक संख्या" है।[18][19]

टिन एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा पता लगाने और विश्लेषण करने के लिए सबसे आसान तत्वों में से एक है, जो आणविक भार पर निर्भर करता है और इसके रासायनिक शिफ्ट को टेट्रामेथिलटिन (SnMe4) के संदर्भ में मापा जाता है।[note 1][20]

स्थिर समस्थानिकों में से, टिन-115 में थर्मल न्यूट्रॉन के लिए 30 बार्न पर उच्च न्यूट्रॉन कैप्चर क्रॉस सेक्शन होता है। टिन-117 का क्रॉस सेक्शन 2.3 बार्न है, जो एक परिमाण क्रम छोटा है, जबकि टिन-119 का क्रॉस सेक्शन थोड़ा छोटा 2.2 बार्न है।[21] इन क्रॉस सेक्शन के अच्छी तरह से ज्ञात होने से पहले, फास्ट रिएक्टरों के लिए शीतलक के रूप में टिन-सीसा सोल्डर का उपयोग करने का प्रस्ताव दिया गया था क्योंकि इसका गलनांक कम होता है। वर्तमान अध्ययन सीसा या सीसा-बिस्मथ रिएक्टर शीतलक के लिए हैं क्योंकि दोनों भारी धातुएं फास्ट न्यूट्रॉन के लिए लगभग पारदर्शी हैं, जिनका कैप्चर क्रॉस सेक्शन बहुत कम है।[22] टिन या टिन-सीसा शीतलक का उपयोग करने के लिए, टिन को पहले विषम द्रव्यमान संख्या वाले समस्थानिकों को हटाने के लिए समस्थानिक पृथक्करण से गुजरना होगा। संयुक्त रूप से, ये तीन समस्थानिक प्राकृतिक टिन का लगभग 17% हिस्सा बनाते हैं लेकिन कैप्चर क्रॉस सेक्शन का लगभग पूरा प्रतिनिधित्व करते हैं। शेष सात समस्थानिकों में से टिन-112 का कैप्चर क्रॉस सेक्शन 1 बार्न है। प्राकृतिक टिन का 82.7% बनाने वाले अन्य छह समस्थानिकों का कैप्चर क्रॉस सेक्शन 0.3 बार्न या उससे कम है, जो उन्हें न्यूट्रॉन के लिए प्रभावी रूप से पारदर्शी बनाता है।[21]

टिन में 33 अस्थिर समस्थानिक हैं, जिनकी द्रव्यमान संख्या 98 से 140 तक है। अस्थिर टिन समस्थानिकों का आधा जीवन एक वर्ष से कम है, सिवाय टिन-126 के, जिसका अर्ध-आयु लगभग 230,000 वर्ष है। टिन-100 और टिन-132 "डबली मैजिक" नाभिक वाले बहुत कम न्यूक्लाइडों में से दो हैं; हालांकि वे अस्थिर हैं, न्यूट्रॉन-प्रोटॉन अनुपात में स्थिरता की घाटी से दूर होने के कारण, टिन-100 से हल्के और टिन-132 से भारी टिन समस्थानिक और भी कम स्थिर हैं।[23] 111 और 131 के बीच टिन समस्थानिकों के लिए 55 और मेटास्टेबल आइसोमर्स की पहचान की गई है, जिनमें से सबसे स्थिर टिन-121m है, जिसकी अर्ध-आयु 43.9 वर्ष है।[24]

व्युत्पत्ति

टिन शब्द जर्मेनिक भाषाओं में साझा किया गया है और इसे पुनर्निर्मित प्रोटो-जर्मेनिक *tin-om तक खोजा जा सकता है; संज्ञानात्मक शब्दों में जर्मन Zinn, स्वीडिश tenn और डच tin शामिल हैं। यह हिंद-यूरोपीय भाषाओं की अन्य शाखाओं में नहीं पाया जाता है, सिवाय जर्मेनिक से उधार लेने के (जैसे, अंग्रेजी से आयरिश tinne)।[25][26]

टिन के लिए लैटिन नाम, stannum या stagnum, का मूल अर्थ चांदी और सीसे की मिश्र धातु था, और चौथी शताब्दी में इसका अर्थ 'टिन' हो गया[27]—इसके लिए पहले का लैटिन शब्द plumbum candidum, या "सफेद सीसा" था। Stannum स्पष्ट रूप से एक पुराने stāgnum (समान पदार्थ का अर्थ) से आया है,[25] जो टिन के लिए रोमांस और सेल्टिक भाषाओं के शब्दों का मूल है, जैसे फ्रेंच étain, स्पेनिश estaño, इतालवी stagno, और आयरिश stán।[25][28] stannum/stāgnum की उत्पत्ति अज्ञात है; यह पूर्व-हिंद-यूरोपीय हो सकती है।[29]

Meyers Konversations-Lexikon इसके बजाय सुझाव देता है कि stannum कॉर्निश stean से आया है, और यह प्रमाण है कि ईस्वी की पहली शताब्दियों में कॉर्नवाल टिन का मुख्य स्रोत था।

प्राचीन ग्रीक शब्द κασσίτερος (kassíteros) था।[30] बीक्स का सुझाव है कि यह नाम प्राचीन निकट पूर्व के कांस्य युग के कसाइट लोगों (नियो-असीरियन 𒂵𒅆𒄿; ka₃-ši-i, kašši) के लिए एक डेमोनियम हो सकता है।[31]

इतिहास

औपचारिक विशाल कांस्य डर्क प्लौग्रेस्केंट-ओमरशन्स प्रकार, प्लौग्रेस्केंट, फ्रांस, 1500–1300 ईसा पूर्व

टिन का निष्कर्षण और उपयोग 3000 ईसा पूर्व के आसपास कांस्य युग की शुरुआत से किया जा सकता है, जब यह देखा गया कि विभिन्न धातु सामग्री वाले पॉलीमेटेलिक अयस्क से बनी तांबा वस्तुओं के भौतिक गुण अलग-अलग होते हैं।[32] सबसे शुरुआती कांस्य वस्तुओं में टिन या आर्सेनिक की मात्रा 2% से कम थी और माना जाता है कि यह तांबे के अयस्क में ट्रेस धातु सामग्री के कारण अनजाने में मिश्र धातु बनाने का परिणाम है।[33] तांबे में दूसरी धातु मिलाने से इसकी कठोरता बढ़ जाती है, गलनांक कम हो जाता है, और अधिक तरल पिघल पैदा करके कास्टिंग प्रक्रिया में सुधार होता है जो ठंडा होने पर एक सघन, कम स्पंजी धातु बन जाती है।[33] यह एक महत्वपूर्ण नवाचार था जिसने कांस्य युग के बंद मोल्ड में डाली गई बहुत अधिक जटिल आकृतियों की अनुमति दी। आर्सेनिक कांस्य वस्तुएं सबसे पहले निकट पूर्व में दिखाई देती हैं जहां आर्सेनिक आमतौर पर तांबे के अयस्क के साथ पाया जाता है, लेकिन स्वास्थ्य जोखिमों को जल्दी ही महसूस किया गया और कांस्य युग की शुरुआत में बहुत कम खतरनाक टिन अयस्कों के स्रोतों की खोज शुरू हुई।[34] इसने दुर्लभ टिन धातु की मांग पैदा की और एक व्यापार नेटवर्क बनाया जिसने टिन के दूरस्थ स्रोतों को कांस्य युग की संस्कृतियों के बाजारों से जोड़ा।[35]

कैसिटेराइट (SnO2), टिन का ऑक्साइड रूप, टिन का सबसे संभावित मूल स्रोत था। अन्य टिन अयस्क कम सामान्य सल्फाइड हैं जैसे स्टैनाइट जिन्हें अधिक जटिल स्मेल्टिंग प्रक्रिया की आवश्यकता होती है। कैसिटेराइट अक्सर जलोढ़ चैनलों में प्लेसर जमा के रूप में जमा होता है क्योंकि यह साथ के ग्रेनाइट की तुलना में कठोर, भारी और अधिक रासायनिक रूप से प्रतिरोधी होता है।[33] कैसिटेराइट आमतौर पर काला या गहरे रंग का होता है, और इन जमाओं को नदी के किनारे आसानी से देखा जा सकता है। जलोढ़ (प्लेसर) जमाओं को संयोगवश सोना छानने जैसी विधियों द्वारा एकत्र और अलग किया गया हो सकता है।[36]

टिन 20वीं सदी की शुरुआत में बोलीविया की मुख्य निर्यात वस्तु के रूप में चांदी की जगह ले ली क्योंकि इसका उपयोग सोल्डर में किया जाता था क्योंकि डिब्बाबंदी उद्योग का बहुत विस्तार हुआ था।[37] 1920 के दशक के अंत में टिन की कीमतों में गिरावट का एक लंबा रुझान शुरू हुआ।[37] द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान बोलीवियाई टिन खनन मैग्नेट साइमन इटुरी पेटिनो को दुनिया के पांच सबसे धनी व्यक्तियों में से एक माना जाता था।[38]

बाद में, 1985 में अंतरराष्ट्रीय टिन की कीमतों में गिरावट के कारण 1985 का बोलीवियाई आर्थिक संकट हुआ।[37] बोलीवियाई कंपनी कॉर्पोरेशन मिनरा डी बोलीविया (COMIBOL) को 20,000 से अधिक खनिकों को नौकरी से निकालने के लिए मजबूर होना पड़ा।[39][40]

यौगिक और रसायन

टिन यौगिक अपने अधिकांश यौगिकों में, टिन की ऑक्सीकरण अवस्था II या IV होती है। द्विसंयोजक टिन वाले यौगिकों को स्टैनस कहा जाता है जबकि चतुर्संयोजक टिन वाले यौगिकों को स्टैनिक कहा जाता है।

अकार्बनिक यौगिक

हैलाइड यौगिक दोनों ऑक्सीकरण अवस्थाओं के लिए जाने जाते हैं। Sn(IV) के लिए, सभी चार हैलाइड अच्छी तरह से ज्ञात हैं: SnF4, SnCl4, SnBr4, और SnI4। तीन भारी सदस्य वाष्पशील आणविक यौगिक हैं, जबकि टेट्राफ्लोराइड बहुलक है। सभी चार हैलाइड Sn(II) के लिए भी ज्ञात हैं: SnF2, SnCl2, SnBr2, और SnI2। सभी बहुलक ठोस हैं। इन आठ यौगिकों में से केवल आयोडाइड ही रंगीन होते हैं।[41]

टिन(II) क्लोराइड (जिसे स्टैनस क्लोराइड भी कहा जाता है) सबसे महत्वपूर्ण व्यावसायिक टिन हैलाइड है। ऐसे यौगिकों के मार्गों को दर्शाते हुए, क्लोरीन टिन धातु के साथ प्रतिक्रिया करके SnCl4 देता है जबकि हाइड्रोक्लोरिक अम्ल और टिन की प्रतिक्रिया SnCl2 और हाइड्रोजन गैस उत्पन्न करती है। वैकल्पिक रूप से SnCl4 और Sn एक प्रक्रिया द्वारा स्टैनस क्लोराइड में संयोजित होते हैं जिसे कोप्रोपोर्शनेशन कहा जाता है:[42]

SnCl4 + Sn -> 2 SnCl2

टिन कई ऑक्साइड, सल्फाइड और अन्य चाल्कोजेनाइड डेरिवेटिव बना सकता है। डाइऑक्साइड SnO2 (कैसिटेराइट) तब बनता है जब टिन को हवा की उपस्थिति में गर्म किया जाता है।[41] SnO2 उभयधर्मी है, जिसका अर्थ है कि यह अम्लीय और क्षारीय दोनों समाधानों में घुल जाता है।[43] [Sn(OH)6]2- संरचना वाले स्टैनेट्स, जैसे K2Sn(OH)6, भी ज्ञात हैं, हालांकि मुक्त स्टैनिक अम्ल H2Sn(OH)6 अज्ञात है।

टिन के सल्फाइड +2 और +4 दोनों ऑक्सीकरण अवस्थाओं में मौजूद हैं: टिन(II) सल्फाइड और टिन(IV) सल्फाइड (मोज़ेक गोल्ड)।

ठोस स्टैनस क्लोराइड (SnCl2) की संरचना के बॉल-एंड-स्टिक मॉडल[44]

हाइड्राइड

स्टैनन (SnH4), +4 ऑक्सीकरण अवस्था में टिन के साथ, अस्थिर है। हालांकि ऑर्गेनोटिन हाइड्राइड अच्छी तरह से ज्ञात हैं, उदा. ट्राइब्यूटिलटिन हाइड्राइड (Sn(C4H9)3H)।[2] ये यौगिक क्षणिक ट्राइब्यूटिल टिन रेडिकल छोड़ते हैं, जो टिन(III) के यौगिकों के दुर्लभ उदाहरण हैं।[45]

ऑर्गेनोटिन यौगिक

ऑर्गेनोटिन यौगिक, जिन्हें कभी-कभी स्टैनन कहा जाता है, टिन-कार्बन बॉन्ड वाले रासायनिक यौगिक हैं।[46] टिन यौगिकों में, कार्बनिक डेरिवेटिव व्यावसायिक रूप से सबसे उपयोगी हैं।[47] कुछ ऑर्गेनोटिन यौगिक अत्यधिक विषाक्त होते हैं और इनका उपयोग बायोसाइड के रूप में किया गया है। रिपोर्ट किया गया पहला ऑर्गेनोटिन यौगिक डायथाइलटिन डायोडाइड ((C2H5)2SnI2) था, जिसे 1849 में एडवर्ड फ्रैंकलैंड द्वारा रिपोर्ट किया गया था।[48]

अधिकांश ऑर्गेनोटिन यौगिक रंगहीन तरल या ठोस होते हैं जो हवा और पानी के प्रति स्थिर रहते हैं। वे चतुष्फलकीय (tetrahedral) ज्यामिति अपनाते हैं। टेट्राअल्काइल- और टेट्राएरीलटीन यौगिकों को ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक (Grignard reagent) का उपयोग करके तैयार किया जा सकता है:[47]

SnCl4 + 4 RMgBr -> R4Sn + 4 MgBrCl

मिश्रित हैलाइड-अल्काइल, जो टेट्राऑर्गेनो डेरिवेटिव की तुलना में अधिक सामान्य और व्यावसायिक रूप से अधिक महत्वपूर्ण हैं, उन्हें पुनर्वितरण अभिक्रिया (redistribution reaction) द्वारा तैयार किया जाता है:

SnCl4 + R4Sn -> 2 SnCl2R2

द्विसंयोजक (Divalent) ऑर्गेनोटिन यौगिक असामान्य हैं, हालांकि ये संबंधित द्विसंयोजक ऑर्गेनोजर्मेनियम (organogermanium) और ऑर्गेनोसिलिकॉन (organosilicon) यौगिकों की तुलना में अधिक सामान्य हैं। Sn(II) द्वारा प्राप्त उच्च स्थिरता का श्रेय "अक्रिय युग्म प्रभाव" (inert pair effect) को दिया जाता है। ऑर्गेनोटिन(II) यौगिकों में स्टैनिलीन (सूत्र: R2Sn, जैसा कि सिंगलेट कार्बीन (carbene) के लिए देखा जाता है) और डिस्टैनिलीन (R4Sn2) दोनों शामिल हैं, जो मोटे तौर पर एल्कीन (alkene) के समतुल्य हैं। दोनों वर्ग असामान्य अभिक्रियाएं प्रदर्शित करते हैं।[49]

प्राप्ति

Tin minerals

कैसिटेराइट का नमूना, टिन का मुख्य अयस्क (ore)

टिन का निर्माण कम से मध्यम द्रव्यमान वाले तारों (जिनका द्रव्यमान सूर्य के 0.6 से 10 गुना होता है) में लंबी s-प्रक्रिया (s-process) के माध्यम से होता है, और अंततः इंडियम के भारी समस्थानिकों के बीटा क्षय (beta decay) द्वारा होता है।[50]

टिन पृथ्वी की पपड़ी (Earth's crust) में 49वां सबसे प्रचुर तत्व है, जो 2 पार्ट प्रति मिलियन (ppm) का प्रतिनिधित्व करता है, जबकि जस्ता 75 ppm, तांबा 50 ppm और सीसा 14 ppm है।(Emsley, 2001, pp. 124, 231, 449 and 503)

टिन मूल तत्व के रूप में नहीं पाया जाता है, बल्कि इसे विभिन्न अयस्कों से निकाला जाना चाहिए। कैसिटेराइट (SnO2) टिन का एकमात्र व्यावसायिक रूप से महत्वपूर्ण स्रोत है, हालांकि टिन की थोड़ी मात्रा जटिल सल्फाइड जैसे स्टैनाइट (stannite), सिलिंड्राइट (cylindrite), फ्रैंकियाइट (franckeite), कैनफील्डाइट (canfieldite), और टीलाइट (teallite) से भी प्राप्त की जाती है। टिन वाले खनिज लगभग हमेशा ग्रेनाइट चट्टान से जुड़े होते हैं, आमतौर पर 1% टिन ऑक्साइड सामग्री के स्तर पर।[51]

टिन डाइऑक्साइड के उच्च विशिष्ट गुरुत्व (specific gravity) के कारण, खनन किए गए टिन का लगभग 80% प्राथमिक लोड्स (lodes) से नीचे की ओर पाए जाने वाले द्वितीयक निक्षेपों से प्राप्त होता है। टिन अक्सर उन कणिकाओं से प्राप्त किया जाता है जो अतीत में नीचे की ओर बहकर घाटियों या समुद्र में जमा हो गए थे। टिन के खनन के सबसे किफायती तरीके ड्रेजिंग (dredging), हाइड्रोलिक खनन (hydraulicking), या खुली खदान खनन (open pits) हैं। दुनिया का अधिकांश टिन प्लेसर खनन (placer mining) निक्षेपों से उत्पादित होता है, जिसमें 0.015% तक कम टिन हो सकता है।[52]

विश्व टिन खदान भंडार (टन, 2011)[53]
देश भंडार
China 1,500,000
Malaysia 250,000
Peru 310,000
Indonesia 800,000
Brazil 590,000
Bolivia 400,000
Russia 350,000
Australia 180,000
Thailand 170,000
  अन्य 180,000
  कुल 4,800,000
आर्थिक रूप से पुनर्प्राप्त करने योग्य टिन भंडार[51]
वर्ष मिलियन टन
1965 4,265
1970 3,930
1975 9,060
1980 9,100
1985 3,060
1990 7,100
2000 7,100[53]
2010 5,200[53]

2011 में लगभग 253,000 टन टिन का खनन किया गया था, मुख्य रूप से चीन (110,000 टन), इंडोनेशिया (51,000 टन), पेरू (34,600 टन), बोलीविया (20,700 टन) और ब्राजील (12,000 टन) में।[53] टिन उत्पादन के अनुमान ऐतिहासिक रूप से बाजार और खनन तकनीक के साथ बदलते रहे हैं। यह अनुमान है कि वर्तमान खपत दरों और प्रौद्योगिकियों पर, पृथ्वी 40 वर्षों में खनन योग्य टिन से समाप्त हो जाएगी।[54] 2006 में लेस्टर आर. ब्राउन (Lester R. Brown) ने सुझाव दिया था कि 2% वार्षिक वृद्धि के रूढ़िवादी अनुमानों के आधार पर टिन 20 वर्षों के भीतर समाप्त हो सकता है।[55]

स्क्रैप टिन धातु का एक महत्वपूर्ण स्रोत है। 2019 तक पुनर्चक्रण (recycling) के माध्यम से टिन की पुनर्प्राप्ति तेजी से बढ़ रही है।[56] जबकि संयुक्त राज्य अमेरिका ने न तो खनन (1993 से) और न ही प्रगलन (1989 से) किया है, यह सबसे बड़ा द्वितीयक उत्पादक था, जिसने 2006 में लगभग 14,000 टन का पुनर्चक्रण किया।[53]

मंगोलिया में नए निक्षेपों की सूचना मिली है,[57] और 2009 में, कोलंबिया में टिन के नए निक्षेपों की खोज की गई।[58]

उत्पादन

सबसे बड़ी टिन उत्पादक कंपनियां (टन)[59]
कंपनी देश 2006 2007 2017[60] 2006–2017
% परिवर्तन
Yunnan Tin चीन 52,339 61,129 74,500 42.3
PT Timah इंडोनेशिया 44,689 58,325 30,200 −32.4
Malaysia Smelting Corp मलेशिया 22,850 25,471 27,200 19.0
Yunnan Chengfeng चीन 21,765 18,000 26,800 23.1
Minsur पेरू 40,977 35,940 18,000 −56.1
EM Vinto बोलीविया 11,804 9,448 12,600 6.7
Guangxi China Tin चीन / / 11,500 /
Thaisarco थाईलैंड 27,828 19,826 10,600 −61.9
Metallo-Chimique बेल्जियम 8,049 8,372 9,700 20.5
Gejiu Zi Li चीन / / 8,700 /

टिन का उत्पादन ऑक्साइड अयस्क के कार्बन या कोक के साथ कार्बोथर्मिक अपचयन (carbothermic reduction) द्वारा किया जाता है। रिवरबरेटरी भट्टी (reverberatory furnace) और इलेक्ट्रिक आर्क भट्टी (electric arc furnace) दोनों का उपयोग किया जा सकता है:[61][62][63]

SnO2 + C → Sn + CO2↑

खनन और प्रगलन

मुख्य लेख: Tin mining

उद्योग

यह भी देखें: List of countries by tin production

दस सबसे बड़ी टिन उत्पादक कंपनियों ने 2007 में दुनिया का अधिकांश टिन उत्पादित किया।

दुनिया का अधिकांश टिन LME पर 8 देशों से, 17 ब्रांडों के तहत कारोबार किया जाता है।[64]

अंतर्राष्ट्रीय टिन परिषद (International Tin Council) की स्थापना 1947 में टिन की कीमत को नियंत्रित करने के लिए की गई थी। यह 1985 में ढह गई। 1984 में, टिन उत्पादक देशों के संघ का गठन किया गया, जिसमें ऑस्ट्रेलिया, बोलीविया, इंडोनेशिया, मलेशिया, नाइजीरिया, थाईलैंड और ज़ैरे सदस्य थे।[65]

कीमत और विनिमय

टिन का विश्व उत्पादन और कीमत (अमेरिकी विनिमय)

टिन खनिज वस्तुओं के बीच अद्वितीय है क्योंकि उत्पादक देशों और उपभोक्ता देशों के बीच 1921 से जटिल समझौते हैं। शुरुआती समझौते कुछ हद तक अनौपचारिक थे और 1956 में "प्रथम अंतर्राष्ट्रीय टिन समझौता" हुआ, जो उन श्रृंखलाओं में पहला था जो 1985 में प्रभावी रूप से ढह गई। इन समझौतों के माध्यम से, अंतर्राष्ट्रीय टिन परिषद (ITC) का टिन की कीमतों पर काफी प्रभाव पड़ा। ITC ने कम कीमतों की अवधि के दौरान अपने बफर स्टॉकपाइल के लिए टिन खरीदकर टिन की कीमत का समर्थन किया और उच्च कीमतों की अवधि के दौरान स्टॉकपाइल से बेचकर कीमत को नियंत्रित करने में सक्षम थी। यह एक गैर-मुक्त-बाजार दृष्टिकोण था, जिसे उपभोक्ता देशों के लिए टिन का पर्याप्त प्रवाह और उत्पादक देशों के लिए लाभ सुनिश्चित करने के लिए डिज़ाइन किया गया था। हालाँकि, बफर स्टॉकपाइल पर्याप्त रूप से बड़ा नहीं था, और उन 29 वर्षों में से अधिकांश के दौरान टिन की कीमतें बढ़ीं, कभी-कभी तेजी से, विशेष रूप से 1973 से 1980 तक जब अनियंत्रित मुद्रास्फीति ने कई विश्व अर्थव्यवस्थाओं को प्रभावित किया।[66]

1970 के दशक के अंत और 1980 के दशक की शुरुआत में, अमेरिका ने अपने रणनीतिक टिन स्टॉकपाइल को कम कर दिया, आंशिक रूप से ऐतिहासिक रूप से उच्च टिन कीमतों का लाभ उठाने के लिए। 1981–82 की मंदी ने टिन उद्योग को नुकसान पहुँचाया। टिन की खपत में नाटकीय रूप से गिरावट आई। ITC अपने बफर स्टॉकपाइल के लिए त्वरित खरीद के माध्यम से वास्तव में भारी गिरावट से बचने में सक्षम थी; इस गतिविधि के लिए व्यापक उधार की आवश्यकता थी। ITC ने 1985 के अंत तक उधार लेना जारी रखा जब वह अपनी क्रेडिट सीमा तक पहुँच गई। तुरंत, एक बड़ा "टिन संकट" उत्पन्न हो गया—टिन को लगभग तीन वर्षों के लिए लंदन मेटल एक्सचेंज (London Metal Exchange) पर व्यापार से हटा दिया गया। ITC जल्द ही उसके बाद भंग हो गई, और टिन की कीमत, अब एक मुक्त-बाजार वातावरण में, $4 प्रति पाउंड तक गिर गई और 1990 के दशक में उसी स्तर के आसपास बनी रही।[66] 2008 का वित्तीय संकट और महामंदी (Great Recession) के बाद खपत में उछाल के साथ 2010 तक कीमत फिर से बढ़ गई, जो रीस्टॉकिंग और खपत में निरंतर वृद्धि के साथ थी।[53]

2008 से 2022 तक टिन की कीमतें
यह भी देखें: 2020s commodities boom

लंदन मेटल एक्सचेंज (LME) टिन का मुख्य व्यापारिक स्थल है।[53] अन्य टिन अनुबंध बाजार कुआलालंपुर टिन मार्केट (KLTM) और इंडोनेशिया टिन एक्सचेंज (INATIN) हैं।[67]

2021 वैश्विक आपूर्ति श्रृंखला संकट में शामिल कारकों के कारण, 2020-21 के दौरान टिन की कीमतें लगभग दोगुनी हो गईं और 30 से अधिक वर्षों में उनकी सबसे बड़ी वार्षिक वृद्धि हुई। 2020 में वैश्विक परिष्कृत टिन की खपत में 1.6 प्रतिशत की गिरावट आई क्योंकि COVID-19 महामारी ने वैश्विक विनिर्माण उद्योगों को बाधित कर दिया।[68]

अनुप्रयोग

2018 में, उत्पादित कुल टिन का आधा से थोड़ा कम हिस्सा सोल्डर में इस्तेमाल किया गया था। बाकी को टिन प्लेटिंग, टिन रसायनों, पीतल और कांस्य मिश्र धातुओं और आला उपयोगों के बीच विभाजित किया गया था।[69]

वर्णक (Pigments)

पिगमेंट येलो 38, टिन(IV) सल्फाइड, को मोज़ेक गोल्ड के रूप में जाना जाता है।[70]

पर्पल ऑफ कैसियस (Purple of Cassius), पिगमेंट रेड 109, सोने का एक जलयोजित डबल स्टैनेट, मुख्य रूप से पेंटिंग के संदर्भ में, अपनी उच्च लागत के कारण लघु चित्रों तक ही सीमित था। इसका उपयोग क्रैनबेरी ग्लास बनाने के लिए व्यापक रूप से किया जाता था। इसका उपयोग कला में चीनी मिट्टी (porcelain) को रंगने के लिए भी किया गया है।[71]

लेड-टिन येलो (जो दो पीले रूपों में होता है — एक स्टैनेट और एक सिलिकेट) एक वर्णक था जो ऐतिहासिक रूप से ऑयल पेंटिंग के लिए अत्यधिक महत्वपूर्ण था और जिसका फ्रेस्को में इसके सिलिकेट रूप में कुछ उपयोग था।[72] सीसा स्टैनेट नारंगी रूप में भी जाना जाता है लेकिन ललित कलाओं में इसका व्यापक उपयोग नहीं देखा गया है। यह विशेषज्ञ कलाकारों के आपूर्तिकर्ताओं से वर्णक रूप में खरीद के लिए उपलब्ध है। लेड-टिन येलो का एक और छोटा रूप, कलात्मक उपयोग और उपलब्धता के संदर्भ में, लेड-टिन एंटीमनी येलो के रूप में जाना जाता है जिसे नेपल्स येलो भी कहा जाता है।[73]

सेरुलियन (Cerulean) नीला, एक कुछ हद तक सुस्त सियान जिसे रासायनिक रूप से कोबाल्ट स्टैनेट के रूप में जाना जाता है, कलाकारों का एक महत्वपूर्ण वर्णक बना हुआ है। इसका ह्यू (hue) मैंगनीज ब्लू, पिगमेंट ब्लू 33 के समान है, हालांकि इसमें उस वर्णक की रंगहीनता (colorfulness) की कमी है और यह अधिक अपारदर्शी है।[74] कलाकारों को आमतौर पर कोबाल्ट स्टैनेट और फथलोसाइनिन (phthalocyanine) ब्लू ग्रीन शेड (पिगमेंट ब्लू 15:3) के साथ बने मैंगनीज ब्लू इमिटेशन के बीच चयन करना पड़ता है, क्योंकि मैंगनीज ब्लू वर्णक का औद्योगिक उत्पादन 1970 के दशक में बंद हो गया था।[75] हालाँकि, कोबाल्ट स्टैनेट के साथ बने सेरुलियन नीले रंग मैंगनीज ब्लू के उत्पादन से पहले कलाकारों के बीच लोकप्रिय थे।[76][77]

पिगमेंट रेड 233, जिसे आमतौर पर पिंककलर या पॉटर्स पिंक के रूप में जाना जाता है और अधिक सटीक रूप से क्रोम टिन पिंक स्फीन के रूप में जाना जाता है, वॉटरकलर में एक ऐतिहासिक रूप से महत्वपूर्ण वर्णक है।[78] हालाँकि, इंटरनेट-आधारित वर्ड-ऑफ-माउथ के कारण इसकी लोकप्रियता में भारी उछाल आया है। यह पूरी तरह से लाइटफास्ट है और ऑयल पेंट्स और वॉटरकलर दोनों में रासायनिक रूप से स्थिर है। अन्य अकार्बनिक मिश्रित धातु जटिल वर्णक, जो कैल्सीनेशन (calcination) के माध्यम से उत्पादित होते हैं, अक्सर टिन को एक घटक के रूप में पेश करते हैं। ये वर्णक अपनी लाइटफास्टनेस, वेदरफास्टनेस, रासायनिक स्थिरता, विषाक्तता की कमी और अपारदर्शिता (opacity) के लिए जाने जाते हैं। कई रंगीनता के मामले में काफी सुस्त हैं। हालाँकि, कुछ में इतनी रंगीनता होती है कि वे उन उपयोग के मामलों के लिए प्रतिस्पर्धी हो सकें जिन्हें इसकी मध्यम मात्रा से अधिक की आवश्यकता होती है। कुछ को अन्य गुणों के लिए सराहा जाता है। उदाहरण के लिए, पिंककलर को कई वॉटरकलर कलाकारों द्वारा इसके मजबूत ग्रेन्यूलेशन (granulation) के लिए चुना जाता है, भले ही इसका क्रोमा कम हो। हाल ही में, NTP येलो (एक पायरोक्लोर) को लेड(II) क्रोमेट के गैर-विषाक्त प्रतिस्थापन के रूप में बाजार में लाया गया है, जिसमें प्रस्तावित कार्बनिक लेड क्रोमेट प्रतिस्थापन वर्णकों की तुलना में अधिक अपारदर्शिता, लाइटफास्टनेस और अपक्षय प्रतिरोध है।[79] NTP येलो में इन समकालीन अकार्बनिक मिश्रित धातु जटिल वर्णकों में रंग संतृप्ति का उच्चतम स्तर है। इस समूह के और उदाहरणों में पिगमेंट येलो 158 (टिन वैनेडियम येलो कैसिटेराइट),[80] पिगमेंट येलो 216 (सोलाप्लेक्स येलो),[81] पिगमेंट येलो 219 (टाइटेनियम जस्ता एंटीमनी स्टैनेट),[82] पिगमेंट ऑरेंज 82 (टिन टाइटेनियम जस्ता ऑक्साइड, जिसे सिकोपाल ऑरेंज भी कहा जाता है),[83] पिगमेंट रेड 121 (जिसे टिन वायलेट और क्रोमियम स्टैनेट भी कहा जाता है),[84] पिगमेंट रेड 230 (क्रोम एल्युमिना पिंक कोरंडम),[85] पिगमेंट रेड 236 (क्रोम टिन ऑर्किड कैसिटेराइट),[86] और पिगमेंट ब्लैक 23 (टिन एंटीमनी ग्रे कैसिटेराइट) शामिल हैं।[87] टिन और कोबाल्ट के साथ एक और नीला वर्णक पिगमेंट ब्लू 81, कोबाल्ट टिन एल्युमिना ब्लू स्पिनल (spinel) है।[88]

पिगमेंट व्हाइट 15, टिन(IV) ऑक्साइड, का उपयोग इसकी इरिडेसेंस (iridescence) के लिए किया जाता है, जो आमतौर पर सिरेमिक ग्लेज़ के रूप में होता है।[89] ऐसे कोई हरे वर्णक नहीं हैं जिनका उपयोग कलाकारों द्वारा किया गया हो जिनमें टिन एक घटक के रूप में हो और टिन के साथ बैंगनी वर्णकों को कलर इंडेक्स इंटरनेशनल के अनुसार लाल के रूप में वर्गीकृत किया गया है।

सोल्डर

लीड-फ्री सोल्डर तार की एक कुंडली

टिन का उपयोग लंबे समय से सोल्डर के रूप में सीसे के साथ मिश्र धातुओं में किया जाता रहा है, जो 5 से 70% w/w की मात्रा में होता है। टिन सीसे के साथ 61.9% टिन और 38.1% सीसे के वजन अनुपात (परमाणु अनुपात: 73.9% टिन और 26.1% सीसा) पर एक यूटेक्टिक मिश्रण (eutectic mixture) बनाता है, जिसका गलनांक 183 °C (361.4 °F) है। ऐसे सोल्डर का उपयोग मुख्य रूप से पाइप या इलेक्ट्रिक सर्किट को जोड़ने के लिए किया जाता है। चूंकि यूरोपीय संघ का अपशिष्ट विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक उपकरण निर्देश (WEEE निर्देश) और खतरनाक पदार्थों के प्रतिबंध का निर्देश 1 जुलाई 2006 को प्रभावी हुआ, इसलिए ऐसी मिश्र धातुओं में सीसे की मात्रा कम हो गई है। जबकि सीसे का संपर्क गंभीर स्वास्थ्य समस्याओं से जुड़ा है, लीड-फ्री सोल्डर अपनी चुनौतियों से रहित नहीं है, जिसमें उच्च गलनांक और टिन व्हिस्कर (tin whiskers) का निर्माण शामिल है जो विद्युत समस्याओं का कारण बनते हैं। लीड-फ्री सोल्डर में टिन पेस्ट (tin pest) हो सकता है, जिससे सोल्डर किए गए जोड़ का नुकसान हो सकता है। प्रतिस्थापन मिश्र धातुएं खोजी जा रही हैं, लेकिन संयुक्त अखंडता की समस्याएं बनी हुई हैं।[90] एक सामान्य लीड-फ्री मिश्र धातु 99% टिन, 0.7% तांबा और 0.3% चांदी है, जिसका गलनांक 217 °C (422.6 °F) है।[91]

टिन प्लेटिंग

कैन से टिन प्लेटेड धातु

टिन आसानी से लोहे के साथ बंध जाता है और इसका उपयोग जंग को रोकने के लिए सीसा, जस्ता और स्टील को कोटिंग करने के लिए किया जाता है। टिन-प्लेटेड (या टिन्ड) स्टील कंटेनर का उपयोग खाद्य संरक्षण के लिए व्यापक रूप से किया जाता है, और यह धात्विक टिन के बाजार का एक बड़ा हिस्सा बनाता है। भोजन को संरक्षित करने के लिए एक टिनप्लेट कनस्तर का निर्माण पहली बार 1812 में लंदन में किया गया था।[92] ब्रिटिश अंग्रेजी के वक्ता ऐसे कंटेनरों को "टिन" कहते हैं, जबकि अमेरिकी अंग्रेजी के वक्ता उन्हें "कैन" या "टिन कैन" कहते हैं। इस तरह के उपयोग का एक व्युत्पन्न ऑस्ट्रेलिया में कठबोली शब्द "टिननी" (tinnie) या "टिननी" है, जिसका अर्थ है "बीयर का कैन"। टिन व्हिसल (tin whistle) को इसलिए कहा जाता है क्योंकि यह पहली बार टिन-प्लेटेड स्टील में बड़े पैमाने पर उत्पादित किया गया था।[93][94]

टिन की चादरों के साथ काम करते कारीगर

तांबे के खाना पकाने के बर्तन जैसे सॉसपैन और फ्राइंग पैन को अक्सर इलेक्ट्रोप्लेटिंग या पारंपरिक रासायनिक विधियों द्वारा टिन की एक पतली परत से लेपित किया जाता है, क्योंकि अम्लीय खाद्य पदार्थों के साथ तांबे के कुकवेयर का उपयोग विषाक्त हो सकता है।[95][96] टिन फॉयल, टिन से बनी एक पतली पन्नी, चीन के Eastern Zhou काल से बनाई जा रही है[97] और इसका उपयोग वस्तुओं को सजाने और लपेटने के लिए किया जाता है।[98] इस शब्द का उपयोग कभी-कभी सस्ती, अधिक टिकाऊ एल्युमीनियम फॉयल का वर्णन करने के लिए भी किया जाता है, जिसने 20वीं सदी तक इसके उपयोग को काफी हद तक प्रतिस्थापित कर दिया।[99]

विशेष मिश्र धातुएं

टिन अन्य तत्वों के साथ मिलकर कई उपयोगी मिश्र धातुएं बनाता है। टिन को सबसे अधिक तांबे के साथ मिश्रित किया जाता है। प्यूटर (Pewter) में 85–99% टिन होता है,[100] और बेयरिंग मेटल में भी टिन का उच्च प्रतिशत होता है।[101][102] कांस्य (Bronze) मुख्य रूप से तांबा है जिसमें 12% टिन होता है, जबकि फास्फोरस मिलाने से फास्फर ब्रॉन्ज प्राप्त होता है। बेल मेटल भी एक तांबा-टिन मिश्र धातु है, जिसमें 22% टिन होता है। टिन का उपयोग कभी-कभी सिक्कों में भी किया गया है; यह कभी अमेरिकी[103] और कनाडाई[104] पेनीज़ का एक एकल-अंक प्रतिशत (आमतौर पर पांच प्रतिशत या उससे कम) बनाता था।

ITER fusion reactor से नियोबियम-टिन तार, जो वर्तमान में निर्माणाधीन है।

नियोबियम-टिन यौगिक Nb3Sn का व्यावसायिक रूप से सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट की कॉइल्स में इसके उच्च क्रांतिक तापमान (18 K) और critical magnetic field (25 T) के कारण उपयोग किया जाता है। दो किलोग्राम वजन का एक सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट टन वजन वाले पारंपरिक इलेक्ट्रोमैग्नेट का चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने में सक्षम है।[105]

परमाणु ईंधन की क्लैडिंग के लिए जिरकोनियम मिश्र धातुओं में टिन का एक छोटा प्रतिशत मिलाया जाता है।[106]

पाइप ऑर्गन में अधिकांश धातु के पाइप टिन/सीसा मिश्र धातु के होते हैं, जिसमें 50/50 सबसे सामान्य संरचना है। पाइप में टिन का अनुपात पाइप के स्वर को परिभाषित करता है, क्योंकि टिन में वांछनीय टोनल अनुनाद होता है। जब टिन/सीसा मिश्र धातु ठंडी होती है, तो सीसा चरण पहले जम जाता है, फिर जब यूटेक्टिक तापमान तक पहुंच जाता है, तो शेष तरल स्तरित टिन/सीसा यूटेक्टिक संरचना बनाता है, जो चमकदार होती है; सीसा चरण के साथ विपरीत एक चित्तीदार या धब्बेदार प्रभाव पैदा करता है। इस धातु मिश्र धातु को चित्तीदार धातु (spotted metal) कहा जाता है। पाइपों के लिए टिन का उपयोग करने के प्रमुख लाभों में इसकी उपस्थिति, कार्यक्षमता और संक्षारण के प्रति प्रतिरोध शामिल है।[107][108]

रसायनों का निर्माण

टिन यौगिकों का उपयोग विभिन्न रसायनों के उत्पादन में किया जाता है, जिसमें पीवीसी (PVC) के लिए स्टेबलाइजर्स और औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए उत्प्रेरक शामिल हैं। टिन के सिल्लियां (Ingots) इन रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए आवश्यक कच्चा माल प्रदान करती हैं, जो निरंतर गुणवत्ता और प्रदर्शन सुनिश्चित करती हैं।[109]

ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स

इंडियम और टिन के ऑक्साइड विद्युत रूप से प्रवाहकीय और पारदर्शी होते हैं, और इनका उपयोग पारदर्शी विद्युत प्रवाहकीय फिल्में बनाने के लिए किया जाता है, जिनका उपयोग ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों जैसे liquid crystal displays में होता है।[110]

अन्य अनुप्रयोग

पंच किए गए टिन से बना 21वीं सदी का एक पुनरुत्पादित बार्न लालटेन
त्रिपुरा, भारत में एक ग्रामीण mosque, जिसकी छत टिन की है

पंच किया हुआ टिन-प्लेटेड स्टील, जिसे पियर्सड टिन भी कहा जाता है, कार्यात्मक और सजावटी घरेलू सामान बनाने के लिए मध्य यूरोप में उत्पन्न एक कारीगर तकनीक है। स्थानीय परंपरा और कारीगर के आधार पर सजावटी पियर्सिंग डिज़ाइन कई प्रकार के होते हैं। पंच किए गए टिन लालटेन इस कारीगर तकनीक का सबसे सामान्य अनुप्रयोग हैं। पियर्स किए गए डिज़ाइन के माध्यम से चमकती मोमबत्ती का प्रकाश उस कमरे में एक सजावटी प्रकाश पैटर्न बनाता है जहाँ इसे रखा जाता है। लालटेन और अन्य पंच किए गए टिन के लेख नई दुनिया में शुरुआती यूरोपीय बस्ती से बनाए गए थे। एक प्रसिद्ध उदाहरण रिवर लालटेन है, जिसका नाम Paul Revere के नाम पर रखा गया है।[111]

अमेरिका में, प्रशीतन (refrigeration) के दिनों से पहले pie safes और फूड सेफ उपयोग में थे। ये विभिन्न शैलियों और आकारों की लकड़ी की अलमारियाँ थीं - या तो फर्श पर खड़ी या लटकने वाली अलमारियाँ, जिनका उद्देश्य कीड़ों को दूर रखना और खराब होने वाले खाद्य पदार्थों से धूल को बचाना था। इन अलमारियों के दरवाजों में और कभी-कभी किनारों में टिनप्लेट के इंसर्ट होते थे, जिन्हें घर के मालिक, कैबिनेट निर्माता या टिनस्मिथ द्वारा हवा के संचार की अनुमति देने और मक्खियों को बाहर रखने के लिए विभिन्न डिजाइनों में पंच किया जाता था। इन लेखों के आधुनिक पुनरुत्पादन उत्तरी अमेरिका में लोकप्रिय बने हुए हैं।[112]

खिड़की का कांच अक्सर पिघले हुए glass को पिघले हुए टिन (float glass) पर तैराकर बनाया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक सपाट और दोषरहित सतह प्राप्त होती है। इसे "Pilkington process" भी कहा जाता है।[113]

टिन का उपयोग उन्नत Li-ion बैटरी में नकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में किया जाता है। इसका अनुप्रयोग इस तथ्य से कुछ हद तक सीमित है कि कुछ टिन सतहें Li-ion बैटरी में उपयोग किए जाने वाले कार्बोनेट-आधारित इलेक्ट्रोलाइट्स के अपघटन को उत्प्रेरित करती हैं।[114]

Tin(II) fluoride को कुछ दंत देखभाल उत्पादों में[115] stannous fluoride (SnF2) के रूप में जोड़ा जाता है। टिन(II) फ्लोराइड को calcium अपघर्षक के साथ मिलाया जा सकता है जबकि अधिक सामान्य sodium fluoride कैल्शियम यौगिकों की उपस्थिति में धीरे-धीरे जैविक रूप से निष्क्रिय हो जाता है।[116] इसे gingivitis को नियंत्रित करने में sodium fluoride से अधिक प्रभावी भी दिखाया गया है।[117]

टिन का उपयोग लेजर-प्रेरित प्लाज्मा बनाने के लिए एक लक्ष्य के रूप में किया जाता है जो extreme ultraviolet lithography के लिए प्रकाश स्रोत के रूप में कार्य करता है।[118]

ऑर्गेनोटिन यौगिक

मुख्य लेख: Organotin chemistry

ऑर्गेनोटिन यौगिक organometallic compounds हैं जिनमें टिन-कार्बन बॉन्ड होते हैं। ऑर्गेनोटिन यौगिकों का विश्वव्यापी औद्योगिक उत्पादन संभवतः 50,000 tonne से अधिक है।[119]

पीवीसी स्टेबलाइजर्स

ऑर्गेनोटिन यौगिकों का प्रमुख व्यावसायिक अनुप्रयोग PVC प्लास्टिक के स्थिरीकरण में है। ऐसे स्टेबलाइजर्स की अनुपस्थिति में, पीवीसी गर्मी, प्रकाश और वायुमंडलीय ऑक्सीजन के तहत तेजी से खराब हो जाएगा, जिसके परिणामस्वरूप फीके, भंगुर उत्पाद बनेंगे। टिन अस्थिर chloride आयनों (Cl−) को हटा देता है, जो अन्यथा प्लास्टिक सामग्री से HCl को हटा देते।[120] विशिष्ट टिन यौगिक डाइब्यूटिलटिन डाइक्लोराइड के कार्बोक्सिलिक एसिड डेरिवेटिव हैं, जैसे dibutyltin dilaurate।[121]

बायोसाइड्स

कुछ ऑर्गेनोटिन यौगिक अपेक्षाकृत विषाक्त होते हैं, जिनके फायदे और समस्याएं दोनों हैं। इनका उपयोग बायोसाइडल गुणों के लिए fungicides, pesticides, algaecides, wood preservatives, और antifouling agents के रूप में किया जाता है।[120] Tributyltin oxide का उपयोग wood preservative के रूप में किया जाता है।[122] Tributyltin का उपयोग विभिन्न औद्योगिक उद्देश्यों के लिए किया जाता है जैसे कि पेपर मिलों में कीचड़ नियंत्रण और परिसंचारी औद्योगिक शीतलन जल कीटाणुशोधन।[123] ट्राइब्यूटिलटिन का उपयोग जहाजों पर फाउलिंग जीवों के विकास को रोकने के लिए जहाज के पेंट के लिए एक योजक के रूप में किया गया था, ऑर्गेनोटिन यौगिकों को कुछ समुद्री जीवों (उदाहरण के लिए, dog whelk) के लिए उच्च विषाक्तता वाले persistent organic pollutants के रूप में पहचाने जाने के बाद इसका उपयोग कम हो गया।[124] यूरोपीय संघ ने 2003 में ऑर्गेनोटिन यौगिकों के उपयोग पर प्रतिबंध लगा दिया,[125] जबकि समुद्री जीवन के लिए इन यौगिकों की विषाक्तता और कुछ समुद्री प्रजातियों के प्रजनन और विकास को नुकसान के बारे में चिंताओं ने[120] (कुछ रिपोर्टें प्रति लीटर 1 nanogram की सांद्रता पर समुद्री जीवन पर जैविक प्रभावों का वर्णन करती हैं) International Maritime Organization द्वारा दुनिया भर में प्रतिबंध लगा दिया है।[126] कई राष्ट्र अब ऑर्गेनोटिन यौगिकों के उपयोग को 25 m से अधिक लंबे जहाजों तक सीमित करते हैं।[120] जलीय वातावरण में ट्राइब्यूटिलटिन का स्थायित्व पारिस्थितिकी तंत्र की प्रकृति पर निर्भर करता है।[127] इस स्थायित्व और जहाज के पेंट में एक योजक के रूप में इसके उपयोग के कारण, नौसेना डॉक के पास स्थित समुद्री तलछट में ट्राइब्यूटिलटिन की उच्च सांद्रता पाई गई है।[128] ट्राइब्यूटिलटिन का उपयोग नियोगैस्ट्रोपोड्स में imposex के लिए एक बायोमार्कर के रूप में किया गया है, जिसमें कम से कम 82 ज्ञात प्रजातियां हैं।[129] स्थानीय तटीय क्षेत्रों में TBT के उच्च स्तर के कारण, शिपिंग गतिविधियों के कारण, शेलफिश पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ा।[127] इम्पोसेक्स महिला नमूनों पर पुरुष यौन विशेषताओं का आरोपण है जहां वे एक लिंग और एक पैलियल vas deferens विकसित करते हैं।[129][130] TBT का उच्च स्तर स्तनधारी endocrine glands, प्रजनन और central nervous systems, हड्डी की संरचना और gastrointestinal tract को नुकसान पहुंचा सकता है।[130] ट्राइब्यूटिलटिन स्तनधारियों को भी प्रभावित करता है, जिसमें समुद्री ऊदबिलाव, व्हेल, डॉल्फ़िन और मनुष्य शामिल हैं।[130]

कार्बनिक रसायन विज्ञान

कुछ टिन reagents organic chemistry में उपयोगी हैं। सबसे बड़े अनुप्रयोग में, स्टेनस क्लोराइड nitro और oxime समूहों को amines में बदलने के लिए एक सामान्य कम करने वाला एजेंट है। Stille reaction ऑर्गेनोटिन यौगिकों को कार्बनिक halides या pseudohalides के साथ जोड़ती है।[131]

Li-ion बैटरी

मुख्य लेख: Lithium-ion battery

टिन लिथियम धातु के साथ कई अंतर-धातु चरण बनाता है, जो इसे बैटरी अनुप्रयोगों के लिए एक संभावित आकर्षक सामग्री बनाता है। लिथियम के साथ मिश्र धातु पर टिन का बड़ा वॉल्यूमेट्रिक विस्तार और कम विद्युत रासायनिक क्षमता पर टिन-कार्बनिक इलेक्ट्रोलाइट इंटरफेस की अस्थिरता वाणिज्यिक कोशिकाओं में रोजगार के लिए सबसे बड़ी चुनौतियां हैं।[132] कोबाल्ट और कार्बन के साथ टिन अंतर-धातु यौगिक को Sony द्वारा 2000 के दशक के अंत में जारी अपनी नेक्सिलियन कोशिकाओं में लागू किया गया था। सक्रिय सामग्री की संरचना लगभग Sn0.3Co0.4C0.3 है। शोध से पता चला है कि टेट्रागोनल (बीटा) Sn के केवल कुछ क्रिस्टलीय पहलू अवांछनीय विद्युत रासायनिक गतिविधि के लिए जिम्मेदार हैं।[133]

सावधानियां

मुख्य लेख: Tin poisoning

टिन धातु, इसके ऑक्साइड और इसके लवण से विषाक्तता के मामले लगभग अज्ञात हैं। दूसरी ओर, कुछ organotin compounds cyanide के समान ही विषाक्त होते हैं।[47]

कार्यस्थल पर टिन के संपर्क में आना साँस लेने, त्वचा के संपर्क और आंखों के संपर्क से हो सकता है। अमेरिकी Occupational Safety and Health Administration (OSHA) ने कार्यस्थल में टिन के संपर्क के लिए permissible exposure limit को 8-घंटे के कार्यदिवस में 2 mg/m³ निर्धारित किया है। National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) ने 8-घंटे के कार्यदिवस में 2 mg/m³ की recommended exposure limit (REL) निर्धारित की है। 100 mg/m³ के स्तर पर, टिन जीवन और स्वास्थ्य के लिए तत्काल खतरनाक है।[134]

इन्हें भी देखें

नोट्स

  1. ↑ केवल हाइड्रोजन, फ्लोरीन, फास्फोरस, थैलियम और क्सीनन के साथ प्राकृतिक प्रचुरता वाले समस्थानिकों वाले नमूनों के लिए एनएमआर विश्लेषण का उपयोग करना आसान है।

संदर्भ

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  2. ↑ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 (1985). "Lehrbuch der Anorganischen Chemie". 793–800. Walter de Gruyter. ISBN 978-3-11-007511-3.
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ग्रंथ सूची

बाहरी कड़ियाँ

स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के "Tin" लेख पर आधारित। मूल लेख: https://en.wikipedia.org/wiki/Tin यह लेख स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।

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