Estaño

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50
Sn
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
Tabla completaTabla ampliada
Sn,50.jpg
Gris plateado brillante
Información general
Nombre, símbolo, número Estaño, Sn, 50
Serie química Metales del bloque p
Grupo, período, bloque 14, 5, p
Masa atómica 118,710 u
Configuración electrónica [Kr]4d10 5s2 5p2
Dureza Mohs 1,5
Electrones por nivel 2, 8, 18, 18, 4 (imagen)
Propiedades atómicas
Radio medio 145 pm
Electronegatividad 1,96 (Pauling)
Radio atómico (calc) 145 pm (Radio de Bohr)
Radio covalente 180 pm
Radio de van der Waals 217 pm
Estado(s) de oxidación 4,2
Óxido Anfótero
1.ª Energía de ionización 708,6 kJ/mol
2.ª Energía de ionización 1411,8 kJ/mol
3.ª Energía de ionización 2943,0 kJ/mol
4.ª Energía de ionización 3930,3 kJ/mol
5.ª Energía de ionización 7456 kJ/mol
Propiedades físicas
Estado ordinario Sólido
Densidad 7365 kg/m3
Punto de fusión 505,08 K (232 °C)
Punto de ebullición 2875 K (2602 °C)
Entalpía de vaporización 295,8 kJ/mol
Entalpía de fusión 7,029 kJ/mol
Presión de vapor 5,78·10-21 Pa a 505 K
Varios
Estructura cristalina Tetragonal
N° CAS 7440-31-5
N° EINECS 231-141-8
Calor específico 228 J/(K·kg)
Conductividad eléctrica 9,17·106 S/m
Conductividad térmica 66,6 W/(K·m)
Velocidad del sonido 2500 m/s a 293,15 K (20 °C)
Isótopos más estables
Artículo principal: Isótopos del estaño
iso AN Periodo MD Ed PD
MeV
112Sn 0,97 % Estable con 62 neutrones
114Sn 0,66 % Estable con 64 neutrones
115Sn 0,34 % Estable con 65 neutrones
116Sn 14,54 % Estable con 66 neutrones
117Sn 7,68 % Estable con 67 neutrones
118Sn 24,22 % Estable con 68 neutrones
119Sn 8,59 % Estable con 69 neutrones
120Sn 32,58 % Estable con 70 neutrones
122Sn 4,63 % Estable con 72 neutrones
124Sn 5,79 % Estable con 74 neutrones
126Sn Sintético ~1 × 105 años β- 0,380 126Sb
Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se indique lo contrario.
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El estaño es un elemento químico de símbolo Sn (del latín stannum y número atómico 50). Está situado en el grupo 14 de la tabla periódica de los elementos. Se conocen 10 isótopos estables. Su principal mena es la casiterita.

Características del estaño[editar]

Estaño: ß (izquierda) y α (derecha).

Es un metal plateado, maleable, que se oxida fácilmente, a temperatura ambiente, cambiando de color a un gris mas opaco, y es resistente a la corrosión. Se encuentra en muchas aleaciones y se usa para recubrir otros metales protegiéndolos de la corrosión. Una de sus características más llamativas es que bajo determinadas condiciones sufre la peste del estaño. Al doblar una barra de este metal se produce un sonido característico llamado grito del estaño, producido por la fricción de los cristales que la componen. Por debajo de los -18°C empieza a descomponerse y a convertirse en un polvo gris; a este proceso se lo conoce como peste del estaño. El estaño puro tiene dos variantes alotrópicas: el estaño gris, polvo no metálico, semiconductor, de estructura cúbica y estable a temperaturas inferiores a 13,2 °C, que es muy frágil y tiene un peso específico más bajo que el blanco. El estaño blanco, el normal, metálico, conductor eléctrico, de estructura tetragonal y estable a temperaturas por encima de 13,2 °C.

Usos[editar]

  • Se usa como protector del cobre, del hierro y de diversos metales usados en la fabricación de latas de conserva.
  • También se usa para disminuir la fragilidad del vidrio.
  • Los compuestos de estaño se usan para fungicidas, tintes, dentífricos y pigmentos.
  • Se usa para realizar bronce, aleación de estaño y cobre.
  • Se usa para la soldadura blanda, aleado con plomo.
  • Se usa en aleación con plomo para fabricar la lámina de los tubos de los órganos musicales.
  • Tiene utilidad en etiquetas.
  • Recubrimiento de acero.
  • Se usa como material de aporte en soldadura blanda con cautín, bien puro o aleado. La directiva RoHS prohíbe el uso de plomo en la soldadura de determinados aparatos eléctricos y electrónicos.
  • El estaño también se utiliza en la industria de la cerámica para la fabricación de los esmaltes cerámicos. Su función es la siguiente: en baja y en alta es un opacificante. En alta la proporción del porcentaje es más alto que en baja temperatura.
  • Es usado también en el sobretaponado de botellas de vino, en forma de cápsula. Su uso se extendió tras la prohibición del uso del plomo en la industria alimentaria. España es uno de los mayores fabricantes de cápsulas de estaño.

Historia[editar]

El uso del estaño comenzó en el Cercano Oriente y los Balcanes alrededor del 3000 a. C., utilizándose en aleación con el cobre para producir un nuevo metal, el bronce, dando así origen a la denominada Edad de Bronce. La importancia del nuevo metal, con el que se fabricaban armas y herramientas más eficaces que las de piedra o de hueso habidas hasta entonces, originó durante toda la Antigüedad un intenso comercio a largas distancias con las zonas donde existían yacimientos de estaño.

Obtención[editar]

El estaño se obtiene del mineral casiterita en donde se presenta como óxido (óxido de estaño (IV) o dióxido de estaño). Dicho mineral se muele y se enriquece en dióxido de estaño por flotación, después se tuesta y se calienta con coque en un horno de reverbero con lo cual se obtiene el metal.

Aleaciones[editar]

Artesanos trabajan con hojas de estaño

Las aleaciones con base de estaño, también conocidas como metales blancos, generalmente contienen cobre, antimonio y plomo. Estas aleaciones tienen diferentes propiedades mecánicas, dependiendo de su composición.[1]

Algunas aleaciones de estaño, cobre y antimonio son utilizadas como materiales antifricción en cojinetes, por su baja resistencia de cizalladura y su reducida adherencia.[1]

Las aleaciones estaño y plomo se comercializan en varias composiciones y puntos de fusión, siendo la aleación eutéctica aquella que tiene un 61,9 % de estaño y un 38,1 % de plomo, con un punto de fusión de 183 °C.[2] El resto de aleaciones estaño-plomo funden en un rango de temperaturas en el cual hay un equilibrio entre la fase sólida y la fase líquida durante los procesos de fusión y de solidificación, dando lugar a la segregación de la fase sólida durante la solidificación y, por tanto, a estructuras cristalinas diferentes. La aleación eutéctica, que necesita menor temperatura para llegar a la fase líquida es muy utilizada en la soldadura blanda de componentes electrónicos para disminuir las probabilidades de daño por sobrecalentamiento de dichos componentes. Algunas aleaciones basadas en estaño y plomo tienen además pequeñas proporciones de antimonio (del orden del 2,5 %). El principal problema de las aleaciones con plomo es el impacto ambiental potencial de sus residuos, por lo que están en desarrollo aleaciones libres de plomo, como las aleaciones de estaño-plata-cobre o algunas aleaciones estaño-cobre.

El peltre es una aleación de estaño, plomo y antimonio utilizada para utensilios decorativos. El estaño también es utilizado en aleaciones de prótesis dentales, aleaciones de bronce y aleaciones de titanio y circonio.[1]

Principales países productores[editar]

Los principales productores de estaño del mundo son China, Malasia, Perú, Indonesia, Brasil[3] y Bolivia (especialmente en el estado de Minas Gerais)[4]

País Reservas en toneladas (2011)
Bandera de la República Popular China China 1 500 000
Bandera de Malasia Malasia 250 000
Bandera del Perú Perú 310 000
Bandera de Indonesia Indonesia 800 000
Bandera de Brasil Brasil 590 000
Bandera de Bolivia Bolivia 400 000
Bandera de Rusia Rusia 350 000
Bandera de Tailandia Tailandia 170 000
Bandera de Australia Australia 180 000
Fuente: United States Geological Survey (USGS) - 2011

Efectos toxicológicos[editar]

Tanto el estaño metálico como sus compuestos orgánicos e inorgánicos, ya sean formados de manera natural o en sus usos industriales, puede producir efectos tóxicos sobre el medio ambiente y los seres vivos expuestos a ellos.

El estaño es liberado en el medio ambiente por procesos naturales y por las actividades humanas, tales como la minería, la combustión de petróleo y carbón, además de las actividades industriales asociadas a la producción y usos del estaño.

El estaño metálico cuando se encuentra en la atmósfera en forma gaseosa se adhiere a las partículas de polvo, las cuales pueden ser movilizadas por la acción del viento la lluvia o la nieve.

Cuando se libera el estaño metálico en el medio ambiente, este se puede unir con el cloro, azufre u oxígeno para formar compuestos inorgánicos de estaño, tales como el cloruro de estaño, sulfuro de estaño, u dióxido de estaño. Este tipo de compuestos no pueden ser degradados y solo pueden cambiar su forma química, de manera que son adheridos por el suelo y los sedimentos o son disueltos en el agua.

Cuando se combina con el carbono puede formar compuestos orgánicos tales como dibutilestaño, tributilo de estaño y el trifenilestaño. Este tipo de compuestos pueden ser acumulados en el suelo o en el agua, o ser degradados a compuestos inorgánicos por la acción de la luz solar o las bacterias. El tiempo de permanencia en el medio de estos compuestos es variable en función del compuesto, pudiendo ser desde días hasta meses en el agua, y años si se encuentran en el suelo. Debido a su forma química los compuestos orgánicos de estaño también pueden bioacumularse al ser asimilado por el metabolismo de los seres vivos, sufriendo un proceso de biomagnificación a lo largo de las diferentes redes tróficas.

Efectos sobre el ser humano[editar]

Las principales vías de intoxicación con estaño en humanos son:

  • La ingestión de alimentos o bebidas que se encuentran envasados en latas hechas con estaño, aunque la mayoría de las que se encuentran actualmente en el mercado están protegidas mediante una laca protectora. 
  • Ingestión de pescados o mariscos que procedan de aguas contaminadas con este metal.
  • Contacto con productos domésticos que contengan compuestos de estaño, como algunos plásticos tales como el PVC.
  • Respirar aire que contenga vapores de estaño o polvo de estaño.

El estaño metálico en sí no es muy tóxico para el ser humano ya que en el tracto digestivo no se absorbe de manera efectiva, pero la inhalación de los vapores de estaño sí que es nociva para el aparato respiratorio.

La ingestión de grandes cantidades de compuestos inorgánicos de estaño puede producir dolores de estómago, anemia, y alteraciones en el hígado y los riñones.

La inhalación o la ingesta de compuestos orgánicos de estaño (tales como el trimetilestaño y el trietilestaño) pueden interferir con el funcionamiento del sistema nervioso y el cerebro. En casos graves, puede causar la muerte. Otros compuestos orgánicos de estaño (tales como el dibutilestaño y el tributilestaño) afectan el sistema inmunitario y a la reproducción en animales, aunque esto no se ha evaluado aun en seres humanos.

Tanto compuestos orgánicos como inorgánicos pueden producir irritación por contacto con la piel o los ojos.

Límites legales[editar]

Los límites legales de contenido de estaño inorgánico marcados por la Unión Europea son:

                      Estaño inorgánico
 

Contenidos máximos (mg/Kg peso fresco)

Alimentos enlatados diferentes de las bebidas

200

Bebidas enlatadas incluidos zumos de frutas y verduras

100

Alimentos infantiles enlatados y alimentos enlatados elaborados a base de cereales para lactantes y niños de corta edad, excepto productos deshidratados y en polvo

50

Preparados para lactantes y preparados de continuación enlatados (incluida la leche para lactantes y la leche de continuación), excepto productos deshidratados y en polvo

50

Alimentos dietéticos enlatados destinados a usos médicos especiales, específicamente destinados a los lactantes, excepto productos deshidratados y en polvo

50

Referencias[editar]

  1. a b c Kalpakjian, Serope (2002). Manufactura, ingeniería y tecnología, Pearson Educación, p.171. ISBN 970-26-0137-1
  2. Báez Crespo, Juan Carlos (2007). Diagramas de fase
  3. "Paisaje Geográfico. Minería" Profesor en Línea.cl
  4. "Los recursos mineros de la región" Fundación YPF

Enlaces externos[editar]