Cín: Porovnání verzí

Aktuální verze z 18. 11. 2025, 02:43

Rozbalit box

Obsah boxu

Cín (chemická značka Sn, latinsky stannum) je chemický prvek ze 14. skupiny periodické tabulky prvků. Jedná se o stříbřitě bílý, lesklý a velmi kujný kov, který je odolný vůči korozi. Díky svým vlastnostem je známý a využívaný lidstvem již od starověku, především jako součást slitiny bronz. V současnosti (2025) hraje klíčovou roli v elektronice jako složka bezolovnatých pájek, v potravinářství jako ochranná vrstva ocelových plechů (pocínování) a v mnoha dalších průmyslových odvětvích.

Jeho protonové číslo je 50 a patří mezi tzv. post-přechodné kovy. Zajímavostí cínu je existence dvou hlavních alotropických modifikací s odlišnými vlastnostmi – kovového β-cínu (bílého), stálého za běžných teplot, a nekovového α-cínu (šedého), který vzniká při teplotách pod 13,2 °C. Přeměna na šedou modifikaci, známá jako „cínový mor“, může způsobit rozpad cínových předmětů.

📜 Historie

Historie cínu je neoddělitelně spjata s jedním z nejdůležitějších období lidských dějin – dobou bronzovou, která začala přibližně kolem roku 3300 př. n. l. Objev, že přidáním cínu k roztavené mědi vzniká bronz – slitina tvrdší a odolnější než samotná měď – znamenal technologickou revoluci. Umožnil výrobu lepších nástrojů, zbraní a šperků, což zásadně ovlivnilo vývoj společnosti, zemědělství i vojenství. Zdroje cínu však byly vzácné a často se nacházely daleko od center raných civilizací, jako byly Mezopotámie nebo starověký Egypt, což vedlo k rozvoji dálkového obchodu na velké vzdálenosti.

Jedním z nejvýznamnějších starověkých zdrojů cínu byla oblast dnešního Cornwallu ve Velké Británii. Odtud Féničané a později Římané dováželi cín do celého Středomoří. Římané cín nazývali plumbum album (bílé olovo), aby jej odlišili od běžného olova (plumbum nigrum, černé olovo). Využívali ho nejen na výrobu bronzu, ale také k pokovování měděných nádob, aby se zabránilo otravě mědí z kyselých potravin.

Ve středověku a novověku význam cínu nadále rostl. Stal se klíčovým materiálem pro výrobu cínového nádobí (talíře, poháry, konve), střešních krytin a varhanních píšťal. S průmyslovou revolucí v 19. století přišla nová masová aplikace – výroba pocínovaného plechu pro konzervy, což způsobilo revoluci ve skladování a distribuci potravin. Latinský název stannum se stal základem pro chemickou značku Sn.

🔬 Fyzikální a chemické vlastnosti

Cín je měkký, stříbřitě bílý kov, který lze snadno stříhat a ohýbat. Při ohýbání cínové tyče je slyšet charakteristický zvuk, tzv. „cínový pláč“, způsobený třením krystalů o sebe. Jeho teplota tání je nízká (231,93 °C), což usnadňuje jeho zpracování a využití v slitinách. Má deset stabilních izotopů, což je nejvíce ze všech prvků v periodické tabulce.

Nejvýznamnější vlastností cínu je jeho alotropie. Za teplot nad 13,2 °C je stabilní modifikace β-cín (bílý cín). Jedná se o kov s tetragonální krystalovou mřížkou, který je kujný a má typické kovové vlastnosti. Pokud je však dlouhodobě vystaven teplotám pod touto hranicí, začíná se samovolně přeměňovat na α-cín (šedý cín). Tato modifikace má kubickou mřížku podobnou diamantu, je křehká a má podobu šedého prášku s nekovovým charakterem.

Tento proces, známý jako cínový mor, je autokatalytický – jakmile začne, přítomnost šedého cínu urychluje přeměnu zbývajícího kovu. Tento jev údajně způsobil problémy historickým armádám, například rozpad cínových knoflíků na uniformách Napoleonových vojáků během ruského tažení v zimě roku 1812. V moderních aplikacích se cínovému moru předchází legováním malým množstvím jiných kovů, například antimonu nebo bismutu.

Chemicky je cín poměrně stálý. Na vzduchu se pokrývá tenkou, ale velmi odolnou vrstvou oxidu cíničitého (SnO₂), která ho chrání před další korozí. Díky této vlastnosti nereaguje s vodou a je odolný vůči zředěným kyselinám a zásadám, což ho předurčuje pro použití v potravinářství. Vystupuje ve dvou hlavních oxidačních stavech: +2 (cínatý) a +4 (cíničitý).

🌍 Výskyt a těžba

Cín je v zemské kůře poměrně vzácný prvek, jeho průměrný obsah se odhaduje na pouhé 2 ppm (parts per million). V přírodě se téměř nikdy nevyskytuje v ryzí formě. Zdaleka nejdůležitějším minerálem a primárním zdrojem pro těžbu je kasiterit (cíovec), což je chemicky oxid cíničitý (SnO₂). Tento minerál je velmi hustý a odolný vůči zvětrávání, proto se často nachází v rýžovištích v podobě oblázků a zrn.

Celosvětové těžitelné zásoby cínu byly v roce 2025 odhadovány na přibližně 4 až 5 milionů tun. Největšími ložisky disponují , , , , a . Těžba probíhá jak v hlubinných dolech, tak povrchově, zejména v jihovýchodní Asii, kde se kasiterit rýžuje z nánosů řek a mořského dna.

Podle statistik z let 2024–2025 jsou největšími producenty cínu:

– Dlouhodobě dominantní producent, který se na celosvětové produkci podílí přibližně třetinou.
– Druhý největší světový producent, známý rozsáhlou těžbou z mořského dna v okolí ostrovů Bangka a Belitung.
– Významný producent, jehož produkce v posledních letech výrazně vzrostla.
– Důležitý producent v Jižní Americe, s významným dolem San Rafael.
a – Další klíčoví jihoameričtí producenti.

🏭 Výroba a zpracování

Výroba kovového cínu z jeho hlavní rudy, kasiteritu (SnO₂), je proces známý po tisíciletí. Základem je redukce oxidu cíničitého uhlíkem (ve formě dřevěného uhlí nebo koksu) při vysokých teplotách, obvykle kolem 1200–1300 °C. Tento proces probíhá v šachtových nebo plamenných pecích. Chemická rovnice tohoto děje je: SnO₂ + C → Sn + CO₂.

Surový cín získaný z pece obsahuje různé nečistoty, jako je železo, olovo, antimon nebo arsen. Proto musí projít procesem rafinace. Jednou z metod je tzv. likvace, při které se surový kov zahřeje na teplotu těsně nad bodem tání cínu. Čistý cín odtéká, zatímco nečistoty s vyšší teplotou tání zůstávají v pevné fázi. Další čištění se provádí oxidací, kdy se do roztaveného kovu vhání vzduch, nebo elektrolytickou rafinací pro získání vysoce čistého cínu (až 99,99 %).

Stále významnější roli hraje recyklace. Cín je kov, který lze téměř stoprocentně recyklovat bez ztráty kvality. Hlavním zdrojem pro recyklaci je ocelový šrot z pocínovaných plechovek a průmyslový odpad, například z výroby elektroniky. Recyklace je energeticky mnohem méně náročná než primární výroba z rudy a významně snižuje ekologickou zátěž spojenou s těžbou. V roce 2025 se odhaduje, že přibližně třetina celosvětové spotřeby cínu je pokryta z recyklovaných zdrojů.

⚙️ Využití a aplikace

Díky své odolnosti vůči korozi, nízké toxicitě a nízkému bodu tání má cín široké spektrum využití v moderním průmyslu.

Pájky: Největší jednotlivé využití cínu (přes 50 % celosvětové spotřeby) je ve výrobě pájek pro elektroniku. Po přijetí směrnice RoHS v Evropské unii, která omezila používání olova, se cín stal základem bezolovnatých pájek, typicky ve slitinách se stříbrem a mědí (např. slitina SAC).
Pocínování: Druhou nejvýznamnější aplikací je výroba pocínovaného ocelového plechu (tzv. bílý plech). Tenká vrstva cínu chrání ocel před korozí a je zdravotně nezávadná, proto se masivně používá pro výrobu potravinových konzerv, nápojových plechovek a obalů.
Slitiny: Cín je důležitou součástí mnoha slitin. Kromě historického bronzu (cín a měď) se jedná například o pewter (převážně cín s příměsí antimonu a mědi), který se používá na dekorativní předměty, nebo ložiskové kovy (babbit), které mají vynikající kluzné vlastnosti.
Chemický průmysl: Organocínové sloučeniny se používají jako stabilizátory v PVC, katalyzátory a biocidy. Jejich použití je však stále více regulováno kvůli toxicitě. Anorganické sloučeniny cínu se využívají například při barvení textilu nebo v zubních pastách (fluorid cínatý jako prevence zubního kazu).
Sklářství: Při výrobě plochého skla se využívá tzv. Pilkingtonův proces, kde se roztavené sklo lije na povrch lázně roztaveného cínu. Díky tomu je výsledná skleněná tabule dokonale hladká a rovná.

💰 Ekonomika a trh

Cín patří mezi klíčové průmyslové kovy a jeho cena je sledována na světových komoditních burzách, především na Londýnské burze kovů (LME). Cena cínu je poměrně volatilní a reaguje na změny v globální poptávce, zejména ze strany elektronického a obalového průmyslu, a na situaci v hlavních producentských zemích. Geopolitická nestabilita nebo změny v těžební politice v Číně nebo Indonésii mohou mít na cenu okamžitý dopad.

K listopadu 2025 se cena cínu na světových trzích pohybuje okolo 32 500 amerických dolarů za tunu. Tento relativně vysoký kurz je dán rostoucí poptávkou po bezolovnatých pájkách v souvislosti s rozvojem 5G sítí, internetu věcí (IoT) a elektromobility. Všechny tyto sektory vyžadují velké množství elektronických součástek.

Budoucí vývoj trhu s cínem je považován za perspektivní. Očekává se, že poptávka bude nadále růst s postupující digitalizací a technologickým pokrokem. Na druhou stranu existují i výzvy, jako je nutnost zajištění udržitelných a etických zdrojů těžby, jelikož v některých regionech je těžba spojena s ekologickými problémy a porušováním lidských práv (tzv. konfliktní minerály). Zvyšující se důraz na recyklaci bude hrát klíčovou roli v uspokojování budoucí poptávky.

⚕️ Zdravotní a environmentální dopady

Samotný kovový cín a jeho anorganické sloučeniny jsou považovány za velmi málo toxické pro lidský organismus. Tělo je schopno je jen velmi špatně vstřebávat a rychle je vylučuje. Z tohoto důvodu je cín bezpečný pro použití v potravinářských obalech a jako materiál pro kuchyňské nádobí. Dlouhodobé vdechování prachu oxidu cíničitého může vést k nezhoubnému onemocnění plic zvanému stannóza, které je však považováno spíše za kosmetickou vadu na rentgenových snímcích než za vážný zdravotní problém.

Zcela odlišná situace je u organocínových sloučenin, což jsou látky, kde je atom cínu vázán přímo na atom uhlíku. Některé z těchto sloučenin, zejména tributylcín (TBT), jsou vysoce toxické. TBT se v minulosti hojně používal v nátěrech lodních trupů, kde zabraňoval usazování mořských organismů. Ukázalo se však, že je extrémně škodlivý pro vodní ekosystémy, způsobuje hormonální poruchy u měkkýšů a hromadí se v potravním řetězci. Jeho používání bylo proto mezinárodními dohodami, jako je Stockholmská úmluva, výrazně omezeno nebo zcela zakázáno.

Těžba cínu, zejména povrchová a z mořského dna, může mít značné negativní dopady na životní prostředí. Může vést k ničení ekosystémů, erozi půdy a znečištění vodních toků sedimenty. Proto je stále větší tlak na zodpovědnou těžbu a certifikaci zdrojů, aby se minimalizovaly ekologické a sociální škody.

⚛️ Pro laiky: Cín v kostce

Představte si cín jako superhrdinský plášť pro jiné kovy, zejména pro ocel. Ocel je sice pevná a levná, ale snadno rezaví. Když ji ale „oblečete“ do tenoučké vrstvy cínu, získáte materiál, který je stále pevný, ale navíc odolný vůči rzi a bezpečný pro kontakt s jídlem. Právě proto se z pocínovaného plechu vyrábí drtivá většina plechovek na kompoty, paštiky nebo fazole.

Další skvělou vlastností cínu je, že taje při velmi nízké teplotě. To z něj dělá ideální „lepidlo“ na spojování součástek v elektronice. Když vidíte tištěný spoj ve svém telefonu nebo počítači, všechny ty malé dílky drží pohromadě právě díky cínové pájce. Funguje to podobně jako tavná pistole, jen v miniaturním měřítku.

A nakonec, cín je týmový hráč. Když ho smícháte s mědí, vznikne bronz – materiál tak důležitý, že po něm lidé pojmenovali celou historickou epochu. Cín tedy není jen nějaký obyčejný kov; je to klíčový pomocník, který chrání naše jídlo, umožňuje fungování moderní techniky a v minulosti pomohl formovat lidskou civilizaci.

Zdroje