القصدير
هو عنصر من العناصر الكيميائيّة المُهمَّة والمعروفة، يُرمز له بالرمز”Sn”، عدده الذريّ يساوي”50″، يقع ضمن عناصر المجموعة الرابعة عشر والدورة الخامسة من الجدول الدوري، يتبع في تصنيفه إلى الفلزات بعد الانتقالية.
يُعتبر القصدير واحد من العناصر التابعة إلى عناصر مجموعة الكربون، يتواجد صلباً في الطبيعة، هذا وقد يتشابه القصدير مع العناصر التي تجاوره وهما عنصر الرَّصاص والجرمانيوم.
يتم استهلاك كميات كبيرة من هذا العنصر من قبل الإنسان؛ الأمر الذي يؤدّي إلى اللجوء لاستخلاصه من معدن الكاسيتريت، حيث يمتاز هذا المعدن باحتوائه على نسب كبيرة من ثاني أكسيد القصدير.
يحتل القصدير المرتبة التاسعة والأربعون من بين العناصر وذلك من ناحية توافره وتواجده على سطح القشرة الأرضيّة، هذا وقد يُعتبر من أهم العناصر التي تحتوي على أكبر مجموعة من النظائر، حيث يحتوي على ما يقارب عشرة نظائر مُستقرّة لها أعداد نيترونات مختلفة.
يظهر القصدير بشكلين مُختلفين تماماً، واحد منهم يُدعى بيتا( وهو عبارة عن معدن مرن يمتاز بلونه الفضيّ، كما أنّ القصدير في هذا المظهر لا يمكن أن يتأكسد بسهولة، والآخر يسمّى ألفا حيث يتكون هذا المظهر عندما تكون درجة حرارة الغرفة مُنخفضة نوعاً ما، ففي حال ظهر القصدير بشكل ألفا فإنّ لونه يكون رماديّ كما أنّ كثافته تكون أقل من شكل البيتا.
يتواجد القصدير على سطح القشرة الأرضية بكميات قليلة جداً، كما أنّ نسبة استخراجه مُنخفضة، مقارنةً بباقي العناصر الأخرى، أمّا بالنسبة لخامات القصدير فقد تتكون بشكلٍ رئيسيّ من الأكسجين والقصدير والكبريت، كما أنّها ومن الممكن أن تحتوي ولكن بكميات قليلة على كل من النحاس والرّصاص والحديد.
إنتاج القصدير
تتم عملية إنتاج القصدير من خلال القيام بعملية الاختزال الكربوحراري وهي عملية تؤدِّي إلى حدوث تفاعل اختزال للعديد من المُتفاعلات خاصَّةً أكاسيد الفلزات، حيث تعتمد هذه العملية بشكلٍ رئيسيّ على استخدام الكربون باعتباره عامل مختزل.
هذا ومن الممكن أيضاً أن يتم إنتاج القصدير بواسطة الفرن العاكس الذي يعمل على تسخين ذلك العنصر بشكلٍ غير مباشر دون حدوث أيِّ تلامس مباشر للمادة المحروقة.
في حين تُعتبر طريقة فرن القوس الكهربائي من أهم الطرق التي يتم من خلالها إنتاج القصدير، تعتمد هذه الطريقة بشكلٍ رئيسيّ على إعادة تدوير وصهر الحديد؛ بهدف إنتاج مجموعة من العناصر خاصّة الفولاذ والقصدير.
هذا وقد تُعتبر مدينة كاليفورنيا من أكبر وأهم الدول التي تقوم بإنتاج القصدير بشكلٍ دائم، في حين تُعتبر ماليزيا أول دول العالم التي تقوم بإنتاج القصدير وبكميات كبيرة نوعاً ما.
إضافةً إلى ذلك فقد تقوم مجموعة من الدول بإنتاج القصدير ولكن بكميات قليلة نوعاً ما، ومن هذه الدول الصين وأندونيسيا وتايلند، حيث تُعتبر الصين من بين هذه الدول هي الأكبر إنتاجاً للقصدير.
خصائص القصدير
- ينتشر بشكلٍ كبير على سطح الأرض.
- يتراوح في ألوانه ما بين الأبيض إلى الرماديّ، كما أنّه وفي أغلب الأحيان يكون عديم اللون.
- يمتاز بطوره الصلب.
- يمتلك شكلين مختلفين في الكثافة.
- له نقطة انصهار وغليان ثابتات.
- كهروسلبيته مُنخفضة حسب مقياس باولنغ.
- يمتلك نظاماً بلوريّاً رباعيّ الشكل عندما يظهر باللون الأبيض، إضافةً إلى مغناطيسيته المُعاكسة.
- عند ظهوره باللون الرمادي يكون نظامه البلوريّ ألماسيّ مكعب الشكل امّا مغناطيسيته فقد تكون مسايرة.
- حسب مقياس موس فإنَّ مقدار صلادته يساوي”1.5″ موس.
- يمتاز القصدير بقدرته على مقاومة التآكل.
استخدامات القصدير
- يتم استخدامه في صناعة العديد من السبائك، حيث تُعتبر سبيكة النُّحاس أول سبيكة يدخل القصدير في صناعتها.
- كان القصدير ومازال يُستخدم في صناعة العديد من الأواني والأدوات المنزلية.
- يتم استخدامه في عمليات القصدرة وهي عملية يتم فيها تغطية الصّلب بطبقة رقيقة من القصدير.
- يتم استخدامه في عمليات تغليف الأطعمة وتخزينها.
- كان يُستخدم في عمليات اللحام.
- يتم استخدامه في صناعة بعض أنواع الأسلاك الكهربائية خاصةً الموجودة في الدارات الكهربائية.
- يدخل في صناعة العديد من العبوات والأدوات.
- يتم استخدامه في صناعة الأجراس.
- يدخل بشكلٍ كبير في مجال هندسة الإلكترونيات، وذلك من خلاله استخدامه في صناعة الترانزستورات.
- يتم استخدامه في عمليات توليد الليزر والصَّمامات.
- تمَّ استخدامه منذ القدم في عملية صناعة وتركيب النقود.
- يدخل ولكن بنسب قليلة في الوقود النووي.
- يتم استخدامه في عمليات صناعة الأنابيب المعدنيّة.
- يدخل في صناعة العديد من المشغولات اليدويّة كصناعة الفوانيس.
- يتم استخدامه في عمليات تحضير الزجاج الطافي.
- يمكن استخدامه في عمليات تصنيع بعض أقطاب البطاريات.
- يدخل في المجالات الطبية والتجميل، حيث يتم استخدامه في إنتاح مُستحضرات تجميل الأسنان.
- يتم استخدامه في عمليات تحضير المبيدات.
- يتم استخدامه في عمليات حفظ الخشب وصيانة السُّفن.
نظائر القصدير
يمتلك القصدير كغيره من العناصر مجموعة من النظائر والتي يصل عددها إلى حوالي عشرة نظائر مُستقرة، هذا وقد تختلف تلك النظائر في كتلتها الذريّة؛ لذلك يُعتبر القصدير من أكثر العناصر امتلاكاً للنظائر المُستقرَّة.
أمّا عن النظائر غير المستقرة فقد يمتلك القصدير ما يقارب”29″ نظيراً غير مستقرٍ تتراوح قيم كتلها الذريّة ما بين”99 إلى حوالي 137″ وحدة كتلة ذريّة.
هذا وقد يمتلك القصدير على نظيران غير مُستقرين يمتلكان نسبة مميزة ومُرتفعة من البروتونات والنيترونات، حيث يمكن تحديد سبب تنوُّع واختلاف هذه النظائر في الطبيعة إلى طبيعة الأشكال المُتعدِِّدة التي تكوَّنت نتيجة حدوث تفاعلات الانصهار النجميّ.
فوائد استخدام القصدير
- قابلية إعادة التدوير: القصدير معدن قابل لإعادة التدوير، مما يجعله صديقًا للبيئة.
- مقاومة التآكل: القصدير معدن مقاوم للتآكل، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في العديد من التطبيقات.
- سهولة التشكيل: القصدير معدن سهل التشكيل، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في صناعة العديد من المنتجات.
مخاطر استخدام القصدير
- التسمم بالرصاص: قد يكون القصدير ملوثًا بالرصاص، مما قد يؤدي إلى التسمم بالرصاص.
- الحساسية: قد يُسبب القصدير الحساسية لدى بعض الأشخاص.
بدائل القصدير
- الألومنيوم: يُستخدم الألومنيوم كبديل للقصدير في صناعة بعض المنتجات، مثل علب التغليف.
- البلاستيك: يُستخدم البلاستيك كبديل للقصدير في صناعة بعض المنتجات، مثل أواني الطبخ.
- الورق: يُستخدم الورق كبديل للقصدير في صناعة بعض المنتجات، مثل علب التغليف.
