کاربرد قلع

از دیرباز انسان از فلزات مختلفی در موارد گوناگون استفاده کرده و با گذشت زمان و توسعه و ابداع روش های گوناگون دستیابی و ساخت انواع مواد و همچنین افزایش اطلاعات و دانسته های بشر، نیاز به فلزات گسترده تر شده است. از جمله فلزاتی که از گذشته در زمینه های مختلف کاربرد داشته است، می توان به قلع اشاره کرد که در این مقاله از آهن تاپ به صورت اجمالی به معرفی و بیان کاربرد های آن پرداخته می شود.

قلع چیست

قلع فلزی است که سنگ آن از معادن استخراج شده و به کارخانه انتقال داده می شود و سپس طی فرآیندهای خاص که شامل حرارت دادن در کوره می باشد، قلع را برداشت می کنند. درصد بالایی از این معادن و خط تولید ورق قلع اندود در قاره آسیا و در کشور چین واقع شده اند. شکل آن به صورت بلورین و به رنگ نقره ای می باشد، این فلز رسانایی بالایی دارد و نقطه ذوبی در حدود 235 درجه دارا می باشد و در مقایسه با سایر عناصر پایین بوده و همین امر سبب کاهش هزینه های برداشت و قیمت این عنصر شده است. این فلز شکل پذیر بوده که دارای انعطاف پذیری بالا و در مقابل اکسید شدن مقاوم است.

موارد کاربرد قلع

فلز قلع کاربرد فراوانی در صنایع تبدیلی دارد ولی به صورت خام مورد استفاده قرار نمی گیرد، از جمله مهمترین و متداول ترین کاربردها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• استفاده از این فلز برای روکش و جلا دادن قطعات فلزی دیگر، زیرا قلع در برابر خوردگی و سایش مقاوم است، برای مثال از دیرباز به دلیل سمی بودن ظروف مسی، آنها را با قلع روکش می کردند تا بتوان از آنها در مصارف خانگی و آشپزی استفاده کرد.
• قلع سمی نبوده و برای انسان ضرر ندارد، همین امر سبب شده است تا از قلع برای ظروف نگهدارنده غذا و کنسرو استفاده شود اما ورود میزان بالایی از آن به بدن خطرناک می باشد.
• استفاده از قلع در صنایع به منظور ساخت انواع آلیاژ و همچنین به عنوان کاتالیزور برای تسریع واکنش با اکسیژن
• کاربرد فراوان این عنصر در صنعت شیشه سازی، و پلاستیک سازی برای تثبیت مواد پلیمری
• استفاده از قلع برای انجام فرآیند لحیم کاری که ترکیبی از قلع و سرب است.
• استفاده از قلع برای ساخت مواد مغناطیسی که قابلیت جذب آهن را دارند و می توان با استفاده از قلع موادی ایجاد کرد که رسانایی بالایی دارند.

قلع به دلیل داشتن خواص و ویژگی های منحصر به فرد و همچنین هزینه های پایین برای استخراج و احیای آن در کارخانه ها، کاربرد فراوانی دارد. قدمت استفاده از این فلز بسیار بالا می باشد و در حدود چندین هزار سال پیش در بقایای باستان شناسی کشف شده است. مهمترین دلیل استفاده از آن عدم سمی بودن برای بدن انسان و نقطه ذوب پایین آن می باشد و همچنین بازیافت آن نیز بسیار مورد توجه قرار گرفته است که همواره هزینه های کمتری از استخراج آن دارد. برای اطلاع از قیمت ورق قلع اندود و سایر ورق های فولادی می توانید از طریق فروشگاه اینترنتی آهن تاپ اقدام نمایید.

علت پوشاندن سطح آهن با فلز قلع چیست

پوشش‌ دهی آهن یا فولاد با قلع، فرآیندی است که به منظور جلوگیری از زنگ‌ زدگی و خوردگی آهن انجام می‌شود. این فرآیند که به آن «قلع ‌اندود کردن» یا «tinning» گفته می‌شود، باعث ایجاد یک لایه محافظ بر روی سطح فلز می‌گردد. در ادامه به بررسی برخی از دلایل قلع اندود کردن آهن می‌پردازیم:

1. مقاومت در برابر خوردگی: قلع در برابر اکسیداسیون مقاوم است و از زنگ ‌زدگی آهن جلوگیری می‌کند.
2. غیر سمی بودن: قلع برای مصارف غذایی بی‌ضرر است و به همین دلیل در ساخت قوطی‌های کنسرو استفاده می‌شود.
3. چسبندگی مناسب: قلع به خوبی به سطح آهن می‌چسبد و لایه‌ای یکنواخت ایجاد می‌کند.
4. فرآیند ساده: قلع ‌اندود کردن، فرآیندی نسبتا ساده و اقتصادی است و به همین دلیل، در صنعت به‌ طور گسترده‌ استفاده می‌شود.

همه این ویژگی‌ها در کنار هم، باعث شده‌اند که قلع به عنوان یک پوشش محافظ برای جلوگیری از زنگ‌ زدگی و خوردگی آهن و فولاد، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گیرد.

خواص فلز قلع برای بدن

قلع (Sn) به‌طور طبیعی و در مقادیر کم، در بدن انسان وجود دارد و برخی ترکیبات آن نیز در صنایع غذایی و دارویی استفاده می‌شوند. اگرچه قلع جزو عناصر ضروری برای متابولیسم بدن نیست، اما حضور مقدار کمی از آن، مشکلی برای سلامتی ایجاد نمی‌کند.

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های قلع، غیر سمی بودن آن در مقادیر کم است. این ویژگی باعث شده است که از این فلز برای ساخت قوطی‌های کنسرو، بسته‌بندی مواد غذایی و پوشش ظروف فلزی استفاده شود. قلع بر خلاف سرب، به ‌راحتی وارد واکنش‌های زیستی مضر نمی‌شود و همین امر، ایمنی نسبی آن را تضمین می‌کند.

از دیگر خواص مفید قلع، می‌توان به کاربردهای دارویی و بهداشتی آن اشاره کرد. وجود ترکیبی مانند فلوراید قلع (SnF₂) در خمیر دندان‌ها، نقش مهمی در پیشگیری از پوسیدگی دندان‌ها ایفا می‌کند. این ترکیب علاوه بر خاصیت ضد پوسیدگی، در کاهش التهاب لثه و محافظت از مینای دندان نیز مؤثر است.

با این حال، مصرف بیش از حد قلع یا ترکیبات آلی آن، می‌تواند خطرناک باشد. ترکیبات ارگانوتین (organotin) که در برخی سموم آفت ‌کش و مواد صنعتی یافت می‌شوند، در صورت جذب بالا، می‌توانند موجب بروز مسمومیت با علائمی نظیر تهوع، اسهال، درد شکم، خستگی و اختلالات عصبی شوند. به همین دلیل، نظارت بر میزان مجاز مصرف قلع در صنایع غذایی و دارویی، بسیار مهم است.

فرق قلع و سرب

قلع و سرب، دو فلز متفاوت با ویژگی‌ها و کاربردهای متمایز هستند. در جدول زیر، تفاوت‌های اصلی این دو فلز را مشاهده می‌کنید:

این تفاوت‌ها نشان می‌دهد که هر یک از این فلزات، کاربردها و ویژگی‌های خاص خود را دارند و نمی‌توان آن‌ها را به‌جای یکدیگر استفاده کرد.

نام دیگر قلع

قلع در زبان‌های مختلف و در شاخه‌های گوناگون علم شیمی، با نام‌ها و اصطلاحات متنوعی شناخته می‌شود که هر یک کاربرد خاصی دارند. مهم‌ترین نام تاریخی این فلز، Stannum  است که از یک واژه لاتین گرفته شده و ریشه اصلی نماد شیمیایی «Sn» است. این واژه در دوران باستان به فلز قلع اطلاق می‌شده و هنوز هم در اصطلاحات علمی، باقی مانده است.

در شیمی معدنی، بسته به عدد اکسایش قلع در ترکیبات مختلف، از دو اصطلاح مهم Stannous  و Stannic، استفاده می‌شود. اصطلاح Stannous به ترکیباتی اشاره دارد که قلع در آن‌ها دارای عدد اکسایش 2+ است، مانند کلرید قلع(II)  یا  SnCl₂. این ترکیبات معمولاً خاصیت احیاکنندگی دارند و در صنایع الکترونیکی، آبکاری و لحیم ‌کاری، استفاده می‌شوند.

در مقابل، Stannic  به ترکیباتی گفته می‌شود که قلع در آن‌ها دارای عدد اکسایش 4+ است، مانند اکسید قلع(IV)  یا  SnO₂. این ترکیبات اغلب خواص اکسیدکننده داشته و در تولید شیشه‌های رسانا، سرامیک‌ها و مواد کاتالیستی، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

عدد اتمی قلع

عدد اتمی قلع 50 است؛ یعنی هر اتم قلع، دارای 50 پروتون در هسته خود است. این ویژگی، قلع را در دوره پنجم و گروه 14 جدول تناوبی و در کنار عناصری مانند کربن، سیلیسیم و سرب قرار می‌دهد. وزن اتمی این فلز نیز برابر با 118.710 و پیکربندی الکترونی‌اش به ‌صورت [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p² بوده که بیانگر ساختار نسبی پایدار آن است.

قلع،10  ایزوتوپ پایدار دارد و از این نظر، در بین تمام عناصر جدول تناوبی بی‌نظیر است. این ایزوتوپ‌ها، باعث تنوع در کاربردهای هسته‌ای و پژوهشی قلع شده‌اند و آن را به عنصری منحصر به ‌فرد و مهم، در علم و صنعت تبدیل کرده‌اند.