주석(tin )

원소기호 Sn, 원자번호 50, 원자량118.7l0±7, 지각 중의 존재도 2ppm(49위), 안정핵종 존재비 Sn=0.95%,
Sn=0.65%,
Sn=0.34%,
Sn=14.24%,
Sn=7.57%,
Sn=24.0l%,
Sn=8.58%,
Sn=32.97%,
Sn=4.71%,
Sn=5.98%, 녹는점 231.97℃, 끓는점 2.270℃ , 비중 5.80(
-주석, 20℃), 7.28(
-주석, 20℃), 6.5(
-주석), 전자배치 [Kr] 4d
5s
5p
, 주요 산화수 2, 4. 주기율표 4B족에 속하는 금속원소의 하나. 안정동위원소(安定同位元素)의 수로는 모든 원소 중 가장 많고,
Sn에서
Sn까지 10종이 있으며, 방사성 동위원소로는
Sn에서
Sn에 걸쳐 약 20종(준안정 상태도 포함)이 알려져 있다.
천연으로는 주로 주석석(SnO)으로 산출된다.
〔성질〕 -주석(회색 주석, 다이아몬드형 구조, 저온에서 안정)과
-주석(백색 주석, 정방정계, 고온에서 안정)의 두 변태(變態)가 있다.
전이온도(轉移溫度)는 18℃ 인데, 이 온도에서는 전이속도가 작아 보통은 -주석으로서 존재한다.
이것은 불순물로 미량 존재하는 비스무트 · 안티몬 등이 억제작용을 하기 때문이다.
저온에서는 전이속도가 증가해 -48℃에서 극대가 된다.
-주석이
-주석으로 전이할 때는 팽창해 부스러지기 쉬워진다.
-주석은 푸른빛을 띤 흰색의 금속광택을 내고, 100℃에서 뚜렷하게 유연해지지만 200℃에서는 도리어 여려진다.
선(線)팽창률은 0℃ 에 서 1.99 × 10deg
, 100℃ 에서는 238×10
deg
, 열팽창에 비등방성(非等方性)이 있다.
비저항(比抵抗)은 0℃에서 11.0μ · cm, 100℃ 에서는 15.5μ
· cm이다.
전연성(展延性)이 뛰어나고 가공성이 좋으므로 관(管)으로도 되고 박(箔)으로도 된다.
무해금속이므로 예로부터 식기 등에 널리 사용되었다.
공기 속에서는 안정하지만 고온에서는 타서 산화주석(Ⅳ)가 된다.
할로겐과는 격렬하게 작용해 할로겐화물을 만든다.
양쪽성 물질로. 산에 녹아 수소를 발생하고 주석이온(Sn)이 되지만, 강한 알칼리에도 녹아 아(亞)주석산이온(SnO
)이 된다.
진한 질산에는 불용성인 -주석산을 만든다.
〔제법과 용도〕 제련용의 광석은 주석석이 대부분인데, 광맥에서 채취되는「돌주석」과 광맥이 풍화한 「모래주석」의 형태가 원료가 된다.
모두 채광 후 선광에 의해 주석 60~70%의 정도의 정광(精鑛)으로한다.
주석석은 비중(약7)이 크므로 비중신광에 의해 다른 광물과 분리된다.
반사로(反射爐) · 전기로 또는 용광로에서 고온으로 탄소(코크스 · 무연탄 등)를 사용, 환원해 조석(粗錫)을 만든다.
여기에 포함되는 불순물은 주로 구리 · 납 · 안티몬 · 비스무트 · 철 · 비소이다.
광석을 환원할 때 생기는 슬래그에는 아직 주석이 10~25%나 포함되어 있으므로, 이 슬래 그에서 다시 주석을 환원회수하는 공정을 거쳐야 한다.
이때 회수되는 주석은 철을 20~30% 함유하고 있어 하드헤드라고 한다.
철을 제거, 조석으로 만든 다음, 광석에서 환원해 얻은 조석과 함께 정제한다.
정제에는 건식법(乾式法)과 습식법(濕式法)이 있다.
일반적으로는 용리법(溶離法)으로 철을 분리한 다음 전해 정제한다.
전해액으로는 헥사플루오로규산(H[SiF
])이 사용된다.
식기류 · 석박(錫箔 : 포장용) 등으로 많이 사용되고, 양철 · 청동 · 포금(砲金 ; 청동의 일종으로, 주로 포신의 제조에 쓰인다) · 활자합금 · 땜납 등 각종 합금의 원료로 쓰인다.
유기주석 화합물로서 비닐 합성의 안정제 및 살균제 · 방부제 등의 원료로서의 용도가 개발되고 있다.

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