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Physikalisch-chemische Eigenschaften |
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Zinn
ist ein silberweiß glänzendes und relativ weiches Schwermetall.
Es lässt sich mit dem Messer leicht ritzen und man kann es zu hauchdünnen
Folien auswalzen (früher "Stanniol"). Zinn ist aber nicht ganz so
weich wie Blei. Beim Verbiegen einer Zinnstange
kommt es zu einem knirschenden Geräusch (Zinngeschrei). Reines
Zinn hat einen relativ niedrigen Schmelzpunkt, weshalb man es bereits mit
einer Kerzenflamme schmelzen kann. Das "Zinngießen" ist ein beliebter
Brauch an Silvester. Die im Wasser abgekühlten Figuren gelten als
Glücksbringer für das folgende Jahr.
Bei Zimmertemperatur ist
Zinn gegen Luft und Wasser beständig, da es sich allmählich mit
einer dünnen Oxidschicht überzieht, die das darunter liegende
Metall vor weiterer Korrosion schützt. Beim Erhitzen auf ca. 1500°C
verbrennt es mit hellem Licht zu Zinn(IV)-oxid (Zinnasche):
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Toxikologie |
| Das Zinn und seine anorganischen Verbindungen sind zwar weit weniger toxisch als das Blei, aber nicht ganz unproblematisch. Sie gelangen vor allem über die Nahrung von zinnhaltigen Lebensmitteln in den menschlichen Körper. Aber auch zinnhaltige Dentallegierungen oder Konservendosen können zu einer Exposition führen. Akute Vergiftungserscheinungen wurden bei Personen beobachtet, die (sauren) Orangensaft aus einem Zinngefäß tranken. Anorganische Zinnverbindungen werden im Magen-Darm-Trakt in geringen Mengen zu organischen Zinnverbindungen umgewandelt. Diese sind sehr viel toxischer als die anorganischen Zinnverbindungen. Im Jahre 1954 starben in Frankreich etwa 100 Personen nach der Einnahme eines Medikaments an einem Gehirnödem. Das Arzneimittel war mit einer zinnorganischen Verbindung verunreinigt. Dieser Stoff wirkt im Zentralnervensystem als Gift; er löst Schlafstörungen, Hyperaktivität oder schwere Krämpfe aus. |
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Vorkommen |
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Mit
einem Massenanteil von 0,0035% steht Zinn an 30. Stelle der Elementhäufigkeit
in der Erdhülle. Sehr selten findet es sich in der Natur im gediegenen
Zustand oder in natürlichen Legierungen, beispielsweise im Yuanjiangit,
einer Zinn-Gold-Legierung (AuSn). Das wichtigste Zinnerz ist der rötlichbraune
bis schwarze Zinnstein (Cassiterit,
SnO2). Die Hauptförderländer des Erzes sind China,
Indonesien, Peru, Kongo und Bolivien.
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Geschichte |
Zinn
gehört zu den zehn Metallen des Altertums. Die ältesten Funde
weisen auf die Verwendung von Zinn in Bronzelegierungen hin (Zinn-Kupfer-Legierungen).
Diese traten im 3. Jahrtausend vor Christus in Beilen und Pfeilspitzen
auf ("Bronzezeit"). Reines Zinn kannten im 18. Jahrhundert vor Christus
die alten Griechen, aber auch die Chinesen und Japaner im gleichen Zeitraum.
Um 700 vor Christus erzeugten die alten Ägypter Zinnfolien, mit denen
sie Mumien einwickelten. Der römische Geschichtsschreiber Plinius
der Ältere (24-79) beschrieb die Verwendung einer Blei-Zinn-Legierung
zum Verlöten und das Überziehen von Kupfergefäßen
mit einer dünnen Zinnschicht. In den Mittelmeerländern fand sich
kaum Zinnerz, daher musste es aus Britannien oder aus China importiert
werden. Bis zum 13. Jahrhundert lieferte England den Hauptanteil des europäischen
Zinns. Anfang des 12. Jahrhunderts entstanden in Böhmen und in Sachsen
die ersten Zinngruben. Zunächst hielt man Zinn für eine Abart
von Blei und bezeichnete es als "weißes
Blei", im Gegensatz zum "echten" Blei, dem "schwarzen Blei". Der Name leitet
sich von dem altnordischen Wort "tin", bzw. vom althochdeutschen "zin"
ab, was soviel bedeutet wie "Stab" oder "Platte". Dem
Zinn wurde in der Alchemie das Jupitersymbol zugeordnet (Symbole 1 und
2 von links).
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Herstellung |
| Die
Zinnerze werden zuerst zerkleinert und dann durch Aufschlämmung, Flotation
und durch magnetische und elektrostatische Scheidung angereichert. Dann
werden Verunreinigungen wie Arsen und Schwefel durch Rösten entfernt.
Die Gewinnung des Metalls aus dem Erz erfolgt schließlich durch eine
Reduktion mit Kohlenstoff:
SnO2 + 2 C  Sn +
2 CO
SnO2 + 2 CO Sn +
2 CO2
Das erhaltene Rohzinn besitzt einen Reinheitsgrad von 97-99%. Die Reinigung von den restlichen Verunreinigungen wie Eisen, Kupfer und Antimon erfolgt durch Seigerung: Das Rozinn wird in einer schiefen Ebene knapp über seine Schmelztemperatur erhitzt. Das flüssige Zinn läuft ab und das schwer schmelzbare Eisen bleibt in der Schlacke zurück. Ein relativ großer Anteil (mehr als ein Drittel) des heute verwendeten Zinns erfolgt durch Recycling aus Altmetall. Dabei werden z.B. Weißblechabfälle zusammen mit Nitraten in Natronlauge gelöst. Es entsteht Natriumstannat, aus dem durch Elektrolyse das reine Zinn gewonnen wird. |
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Verwendung |
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Etwa
die Hälfte des erzeugten Zinns dient zum Verzinnen von Eisenblech
bei der Herstellung von Konservendosen. Zur Herstellung von Lötzinn
legiert man 64% Zinn mit 36% Blei. Lagermetalle
für Achsenlager bei Maschinenwellen enthalten ebenfalls einen hohen
Anteil an legiertem Zinn (bis zu 90% Anteil). Der Zinnanteil ermöglicht
sehr gute Gleiteigenschaften der Legierung. Ein kleinerer Anteil dient
zur Herstellung von Gebrauchsgegenständen wie Becher, Geschirr, Teller
oder Figuren. Die heutigen Verpackungsfolien oder die Lametta für
Christbäume werden nicht mehr aus Zinn, sondern aus Aluminium
produziert. Hochreine Zinn-Einkristalle finden wie Silicium
in elektronischen Bauteilen Verwendung. Zinnorganische Verbindungen werden
in der Landwirtschaft als Fungizide, in der Kunststoffindustrie als Stabilisatoren
und in Krankenhäusern als Desinfektionsmittel eingesetzt.
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Zinnverbindungen im Portrait |
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| Copyright: Thomas Seilnacht |
