Numer 50

I oto mamy pięćdziesiąty wpis! Długo myślałem, o czym on miałby być. Oczywiście wypadało, by nawiązywał do pięćdziesiątki. I tak padło na pierwiastek o liczbie atomowej numer 50.

Od dłuższego czasu mam taką refleksję że pierwiastki można by podzielić nie jak to zwykle się robi na grupy i okresy układu okresowego, ale według zupełnie innego klucza. Na przykład ich popularności i obecności w świadomości ludzi.

I tak zupełną czołówkę stanowiłyby wodór, tlen, węgiel, azot. Dalej rozciągałby się peleton metali lekkich, jak sód, wapń i magnez oraz ich przyciężkich krewniaków, jak żelazo, miedź, złoto i srebro. Kolejni byliby zapewne lokatorzy prawej strony układu okresowego – fluorowce i helowce. I tak dalej, gdzie na szarym końcu znalazłyby się zapomniane przez prawie wszystkich takie pierwiastki jak dysproz i hafn. 

A gdzie by się znalazła dzisiejsza bohaterka? Zawodniczka z numerem 50? Chyba raczej gdzieś w środku stawki, w gęstym tłumie metali i niemetali zasiedlających centralne części układu okresowego. Nie bez powodu moglibyśmy ją nazwać swego rodzaju „szarą myszką”, tym bardziej, że ma zwyczajny szary metaliczny kolor.

Już sama nazwa jest taka niewyróżniająca się, a do tego tak łatwo ją pomylić z cynkiem (w końcu odróżnia je tylko ostatnia literka). Te dwa pierwiastki symbole też mają podobne: Zn i Sn. W tym wypadku również łatwo o pomyłkę.

Temperatura topnienia jest relatywnie niewielka, nieco ponad 230°C, co też jest dalekie od wszelkich rekordów. Jest ona względnie tania, kilkadziesiąt dolarów za kilogram to zdecydowanie nie jest oszołamiająca cena. O toksycznym działaniu jej samej i jej związków jak dotąd niewiele wiadomo, podobnie jak o jej znaczeniu w organizmie człowieka. Szału nie ma, chciało by się rzec.

Ale nie dajmy się zwieść tym wszystkim oznakom przeciętności. Nasza bohaterka ma wiele niebanalnych cech!

Cyna, bo o niej oczywiście mowa, przez stulecia towarzyszyła ludziom w dolach i niedolach ich dnia codziennego. Łatwość formowania, a przy tym względna trwałość (choćby brak skłonności do rdzewienia), przyczyniły się do jej powszechnego stosowania jako materiału na kubki, talerze, sztućce, zajmując kredensy tych, których nie stać było na srebrną zastawę, ale którzy mogli sobie pozwolić na rezygnację z naczyń glinianych i drewnianych.

Wyrobem przedmiotów z cyny i jej stopów (np. spiżu) zajmował się dział rzemiosła, zwany konwisiarstwem. Po okresie świetności, który przypadał na XV-XVII wiek, popularność cynowych naczyń spadła, ale wtedy też pojawiły się jej inne zastosowania. Zaczęto stosować cynowe puszki, a druty cynowe zaczęto powszechnie wykorzystywać do łączenia przewodów elektrycznych za pomocą lutowania (fajna zabawa, polecam, choć z pewnością wymaga ostrożności i wsparcia kogoś doświadczonego).

Połowa wieku XX przyniosła nowe zastosowanie cyny, mianowicie w… hutnictwie szkła (!). Tak zwana metoda Pilkingtona (od nazwiska właściciela istniejącej do dziś firmy), polega na wytwarzaniu idealnie gładkich i równych tafli szkła poprzez wylanie go w postaci ciekłej do ogromnych wanien wypełnionych roztopioną cyną. Szkło rozpływa się po jej powierzchni i wskutek stopniowego obniżania temperatury zastyga, ale dzieje się to przy temperaturze wciąż wyższej niż temperatura topnienia samej cyny, która pozostaje przez cały czas płynna.

Osobnym uniwersum zastosowań cyny są związki cynoorganiczne, w których cyna tworzy wiązania bezpośrednio z atomami węgla. Związki te są bardzo reaktywne, dzięki czemu znajdują zastosowanie w różnorodnych metodach syntezy złożonych związków. Nieorganiczne związki cyny też tworzą liczną rodzinę, tym bardziej, że cyna może reagować zarówno z kwasami, tworząc kationy Sn²⁺ i Sn⁴⁺, a także, co nietypowe dla wielu metali, także z zasadami, tworząc np. kwas cynowy H₂SnO₃. Z ciekawszych związków cyny należy wymienić siarczek cyny, SnS₂, mający postać płatków o złotej barwie i blasku, przez co stosuje się go w farbach do pozłacania ram obrazów, figur z drewna i gipsu, a czasem także stali i żelaza. Jego zaletą jest odporność na działanie kwasów, wody i siarkowodoru.

Na koniec jeszcze jedna ciekawa właściwość cyny. Analogicznie, jak opisywany przeze mnie kiedyś fosfor (http://chemiawolowku.pl/p-jak-fosfor/) posiada więcej niż jedną odmianę alotropową, czyli tworzy różne struktury krystaliczne. W wyższych temperaturach trwalsza jest odmiana o wyższej gęstości, kowalna i ciągliwa, o srebrzystym połysku. Jest to tak zwana odmiana β, określana jako cyna biała. Z kolei im niższa temperatura tym chętniej cyna przechodzi w odmianę α, szarą i kruchą, co jest związane z jej mniejszą gęstością. Przemiana pierwszej z tych odmian w drugą jest powolna w temperaturze pokojowej, ale w temperaturach ujemnych (w skali Celsjusza) znacznie przyspiesza. Kto o tym zapomni, może się bardzo niemile rozczarować. Znana jest historia o tym jak armia rosyjska w XIX wieku postanowiła wyposażyć swoje zimowe mundury w cynowe guziki. Wszystko szło dobrze, dopóki nie wysłano ich na mroźną Syberię. Po wypakowaniu mundurów okazało, że guzików nie ma, a na dnie skrzyń, w których je przywieziono znajdowała się cienka warstwa szarego cynowego proszku…

Jak widzicie lokatorka mieszkania nr 50 w układzie okresowym pierwiastków tylko z pozoru jest taką szarą myszką. O nie, nie. Jej właściwości uczą, by nie lekceważyć nawet najbardziej banalnych, zdawałoby się, pierwiastków.

Wojciech Smułek