টিন (Sn) - ধর্মাবলী, বিক্রিয়া ও ব্যবহার

টিন (Sn) একটি p-ব্লক মৌল যার ঐতিহাসিক ও শিল্পগত গুরুত্ব অপরিসীম। এর বৈশিষ্ট্যপূর্ণ ধর্মাবলী, বিশেষ করে এর উভধর্মী প্রকৃতি এবং একাধিক জারণ অবস্থা প্রদর্শনের ক্ষমতা, এটিকে উচ্চ বিদ্যালয়ের রসায়ন পরীক্ষার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয় করে তুলেছে। এর ব্যবহার সুরক্ষামূলক আবরণ থেকে শুরু করে অপরিহার্য সংকর ধাতুর উপাদান পর্যন্ত বিস্তৃত।

CBSE/JEE কুইক রিভিশন নোটস

• প্রতীক: Sn (ল্যাটিন stannum থেকে)
• পারমাণবিক সংখ্যা (Z): 50
• পারমাণবিক ভর: 118.71 u
• গ্রুপ: 14 (কার্বন পরিবার)
• পর্যায়: 5
• ব্লক: p-ব্লক
• যোজ্যতা/সাধারণ জারণ অবস্থা: +2, +4 (গ্রুপ 14 এর হালকা মৌলগুলির জন্য +4 সবচেয়ে স্থিতিশীল, কিন্তু নিষ্ক্রিয় জোড় প্রভাবের কারণে Sn এবং Pb এর জন্য +2 বেশি গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে)।
• প্রকৃতি: নরম, রূপালী-সাদা ধাতু। বহু রূপতা (সাদা টিন, ধূসর টিন, রম্বিক টিন) প্রদর্শন করে।

ইলেক্ট্রন বিন্যাস ও বন্ধন আচরণ

• ইলেক্ট্রন বিন্যাস: [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p²
• সাধারণ বিন্যাস (গ্রুপ 14): ns² np²
• জারণ অবস্থা ব্যাখ্যা:
  • +4 অবস্থা: চারটি যোজ্যতা ইলেকট্রন (দুটি 5s এবং দুটি 5p ইলেকট্রন) হারানোর মাধ্যমে এই অবস্থা প্রাপ্ত হয়। টিনের অনেক যৌগে, বিশেষ করে অত্যন্ত তড়িৎ ঋণাত্মক মৌলগুলির সাথে, এই অবস্থাটি বেশি স্থিতিশীল।
  • +2 অবস্থা: শুধুমাত্র দুটি 5p ইলেকট্রন হারানোর মাধ্যমে এই অবস্থা প্রাপ্ত হয়। 5s² ইলেকট্রন জোড়ার বন্ধনে অংশ নিতে অনীহা নিষ্ক্রিয় জোড় প্রভাব (inert pair effect) নামে পরিচিত, যা টিন এবং সীসার মতো ভারী p-ব্লক মৌলগুলির জন্য গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে। এটি টিনের +2 জারণ অবস্থাকে তাৎপর্যপূর্ণ করে তোলে।
• বন্ধন: টিন তার +4 জারণ অবস্থায় প্রধানত সমযোজী যৌগ গঠন করে (যেমন, SnCl₄)। এর মৌলিক রূপে এটি ধাতব বন্ধনযুক্ত একটি ধাতু।

গুরুত্বপূর্ণ রাসায়নিক বিক্রিয়া

1. বায়ুতে/অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া

উত্তপ্ত করলে টিন বায়ু বা অক্সিজেনে পুড়ে টিন(IV) অক্সাইড গঠন করে। Sn(s) + O₂(g) \rightarrow SnO₂(s)

2. অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া

• লঘু অন-জারক অ্যাসিডের (যেমন, HCl) সাথে: টিন বিক্রিয়া করে টিন(II) ক্লোরাইড এবং হাইড্রোজেন গ্যাস তৈরি করে। Sn(s) + 2HCl(aq) \rightarrow SnCl₂(aq) + H₂(g)
• গাঢ় নাইট্রিক অ্যাসিডের সাথে: টিন জারিত হয়ে আর্দ্র টিন(IV) অক্সাইড (মেটাস্ট্যানিক অ্যাসিড) গঠন করে। Sn(s) + 4HNO₃(conc) \rightarrow H₂SnO₃(s) + 4NO₂(g) + H₂O(l)
• লঘু নাইট্রিক অ্যাসিডের সাথে: টিন(II) নাইট্রেট এবং নাইট্রিক অক্সাইড গঠন করে। 3Sn(s) + 8HNO₃(dilute) \rightarrow 3Sn(NO₃)₂(aq) + 2NO(g) + 4H₂O(l)
• গাঢ় সালফিউরিক অ্যাসিডের সাথে: টিন বিক্রিয়া করে টিন(II) সালফেট, সালফার ডাই অক্সাইড এবং জল গঠন করে। Sn(s) + 2H₂SO₄(conc) \rightarrow SnSO₄(aq) + SO₂(g) + 2H₂O(l)

3. হ্যালোজেনের সাথে বিক্রিয়া

টিন সহজে হ্যালোজেনের সাথে বিক্রিয়া করে টিন হ্যালাইড গঠন করে, সাধারণত +4 জারণ অবস্থায়। Sn(s) + 2Cl₂(g) \rightarrow SnCl₄(l)

4. ক্ষারকের সাথে বিক্রিয়া (উভধর্মী প্রকৃতি)

টিন একটি উভধর্মী ধাতু, যা শক্তিশালী ক্ষারকের সাথে বিক্রিয়া করে স্ট্যানেট গঠন করে।

• +2 জারণ অবস্থায়: Sn(s) + 2NaOH(aq) + 2H₂O(l) \rightarrow Na₂[Sn(OH)₄](aq) + H₂(g) (সোডিয়াম টেট্রাহাইড্রোক্সোস্ট্যানেট(II)) (বিকল্পভাবে, পুরনো বইগুলিতে: Sn + 2NaOH \rightarrow Na₂SnO₂ + H₂ সোডিয়াম স্ট্যানাইট গঠন করে)
• +4 জারণ অবস্থায় (টিন(IV) অক্সাইড): SnO₂(s) + 2NaOH(aq) \rightarrow Na₂SnO₃(aq) + H₂O(l) (সোডিয়াম স্ট্যানেট(IV))

5. গুরুত্বপূর্ণ যৌগ এবং তাদের ধর্ম

• টিন(II) ক্লোরাইড (SnCl₂):
  • স্ট্যানাস ক্লোরাইড নামে পরিচিত।
  • +2 থেকে +4 অবস্থায় সহজে জারিত হওয়ার কারণে এটি একটি শক্তিশালী বিজারক পদার্থ।
  • উদাহরণ: 2FeCl₃(aq) + SnCl₂(aq) \rightarrow 2FeCl₂(aq) + SnCl₄(aq)
  • জৈব সংশ্লেষণে এবং রঞ্জনে মর্ডেন্ট (mordant) হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
• টিন(IV) অক্সাইড (SnO₂):
  • স্ট্যানিক অক্সাইড বা ক্যাসিটেরাইট (খনিজ রূপ) নামেও পরিচিত।
  • উভধর্মী অক্সাইড।
  • সিরামিক, গ্লেজ এবং পলিশিং এজেন্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

শিল্প ও জৈবিক গুরুত্ব

1. শিল্পগত গুরুত্ব

• টিন প্লেটিং: ইস্পাত পাতকে ক্ষয় থেকে রক্ষা করার জন্য টিনের একটি পাতলা স্তর দিয়ে আবৃত করা হয়, যা খাদ্য ও পানীয় প্যাকেজিংয়ের জন্য “টিন ক্যান”-এ ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
• সংকর ধাতু:
  • ব্রোঞ্জ: (কপার + টিন) - ঐতিহাসিকভাবে গুরুত্বপূর্ণ, মূর্তি, মুদ্রা এবং প্রকৌশলে ব্যবহৃত হয়।
  • পিউটার: (টিন + কপার, অ্যান্টিমনি, বিসমাথ) - সাজসজ্জার জিনিসপত্র এবং টেবিলওয়্যারের জন্য ব্যবহৃত হয়।
  • সোল্ডার: (টিন + সীসা অথবা টিন + রূপা/কপার) - ইলেকট্রনিক্স এবং প্লাম্বিংয়ে ধাতু সংযোগের জন্য ব্যবহৃত কম গলনাঙ্কের সংকর ধাতু।
• ফ্লোট গ্লাস উৎপাদন: মসৃণ এবং সমতল কাঁচের পাত তৈরি করার জন্য গলিত কাঁচকে গলিত টিনের স্তরের উপর ভাসানো হয়।
• অনুঘটক: কিছু টিন যৌগ বিভিন্ন রাসায়নিক প্রক্রিয়ায় অনুঘটক হিসাবে কাজ করে।
• অর্গানোটিন যৌগ: ঐতিহাসিকভাবে ছত্রাকনাশক, কীটনাশক এবং পিভিসি স্টেবিলাইজার হিসাবে ব্যবহৃত হত। তবে, পরিবেশগত উদ্বেগ এবং বিষাক্ততার কারণে এখন অনেক ব্যবহার সীমাবদ্ধ করা হয়েছে।

2. জৈবিক গুরুত্ব

• টিন একটি ট্রেস মৌল, তবে মানুষের জন্য এর অপরিহার্যতা স্পষ্টভাবে প্রতিষ্ঠিত নয়।
• অর্গানোটিন যৌগগুলি অত্যন্ত বিষাক্ত হতে পারে, বিশেষ করে সামুদ্রিক জীবন এবং মানুষের জন্য, কারণ তারা কোষীয় প্রক্রিয়াগুলিতে হস্তক্ষেপ করতে পারে।