История открытия олова как химического элемента кратко

ОЛОВО — разноликий металл

Металл олово был открыт раньше железа, а его сплав с медью — самый первый, созданный людьми.

Люди отметили значимость бронзы, назвав эпоху своего развития Бронзовым веком.

Неизвестная история

История открытия олова и сплавов из него покрыта пылью времен. Никто не назовет имени первооткрывателя металла, никто не знает — кто догадался первым сплавить олово с медью. Зато известно, что еще 6000 лет назад люди пользовались изделиями из металла.

Происхождение латинского названия ученые выводят из санскритского sta — прочный.

Русское наименование относят к греческим корням. Alophoys по-гечески белый, что указывает на цвет металла.

Свойства Sn

Stannum (Sn) — латинское наименование этого гибкого, пластичного, легкоплавкого металла. Имеет № 50 в периодической таблице Менделеева.

По химическим свойствам металл подобен своим «соседям» — германию и свинцу.

В реакциях проявляет степени окисления +2, +4.

С водой или воздухом не реагирует. Причина этому — пленка оксида на поверхности металла.

Растворяется в разбавленных кислотах; с неметаллами реагирует при нагреве.

Физические свойства олова:

  • плотность β-Sn 7,3 г/см3;
  • плотность жидкого олова 6,98 г/см³;
  • удельная электропроводность 8,69 МСм/м.

Металл обладает редким свойством: плавится при низкой температуре (232°С), а кипит при высокой (2620°С).

Свойства атома
Название, символ, номер О́лово / Stannum (Sn), 50
Атомная масса
(молярная масса)
118,710(7)[1] а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация [Kr] 4d10 5s2 5p2
Радиус атома 162 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус 141 пм
Радиус иона (+4e) 71 (+2) 93 пм
Электроотрицательность 1,96 (шкала Полинга)
Электродный потенциал −0,136
Степени окисления +4, +2
Энергия ионизации
(первый электрон)
708,2 (7,34) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.) 7,31 г/см³
Температура плавления 231,91 °C[2]
Температура кипения 2893 K, 2620 °C[3]
Уд. теплота плавления 7,19[2]; кДж/моль
Уд. теплота испарения 296[4] кДж/моль
Молярная теплоёмкость 27,11[4] Дж/(K·моль)
Молярный объём 16,3 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки тетрагональная
Параметры решётки a=5,831; c=3,181 Å
Отношение c/a 0,546
Температура Дебая 170,00 K
Прочие характеристики
Теплопроводность (300 K) 66,8 Вт/(м·К)
Номер CAS 7440-31-5

Аллотропные свойства олова

Аллотропия — свойство элемента менять свою кристаллическую решетку при изменении температуры. Модификация альфа (серое олово) устойчиво при низких температурах (ниже 13 °С). Имеет кубическую решетку, по типу алмаза. Практического применения не имеет.

Бета-модификация (белое, металлическое олово), из которого делают солдатиков, им же покрывают консервные банки. Кристаллическая структура тетрагональная.

В гамма-модификацию металл переходит при температуре 161-232°С.

Маркировка металла

Промышленность выпускает металл в проволоке, чушках, прутках.

Марки олова Форма выпуска, содержание Sn
ОВЧ-000 Допустимо не более 0,001% примесей
О1пч

О1

Содержание Sn 99,915%

Примесей не более 0,1%

О2 99,565% Sn
О3 Содержит 98,49% олова
О4 Самое «грязное» олово; допустимо содержание примесей до 3,5%

Месторождения оловянных руд

Д.И. Менделеев писал:

«Олово встречается в природе редко, в жилах древних пород, почти исключительно в виде окиси SnO2, называемой оловянным камнем».

Олово относится к редким рассеянным металлам. В природе среди элементов занимает 47-е место по распространенности.

Мировые запасы оловянных руд расположены в:

Значимые месторождения российских оловянных руд сосредоточены на Дальнем Востоке (в Приморском крае, в Якутии, в Хабаровском крае). Добыча металла большей частью происходит в подземных шахтах.

Основные руды:

    оловянный камень, касситерит — содержит до 78% металла;

Сплавы

По своей классификации оловянные сплавы делятся на припои, подшипниковые и легкоплавкие.

  1. Баббиты. В них добавляют свинец, медь, сурьма. Баббиты могут иметь легирующие присадки. Маркировки баббитов: Б88, Б83, Б83С.
  2. Бронза — сплав меди с оловом. Любая бронза содержит небольшие добавки фосфора, цинка, свинца, никеля и других элементов. Марки бронзы: Бр ОФ 6,5-0,15; Бр.ОЦ 4-3; Бр.ОЦ10-2; Бр.ОФ 10-1; Бр.ОНС 11-4-3.
  3. Пьютер. Сплав с висмутом, сурьмой, медью, изредка со свинцом.
  4. Припои. Бывают твердые и легкоплавкие. В сплав добавляют свинец и другие элементы. Марки припоев: ПОС-30, ПОС-40, ПОС-90.

Плюсы и минусы олова

К достоинствам относим:

  1. Нетоксичность, это позволяет использовать металл в пищевой промышленности, в производстве посуды.
  2. Достойная антикоррозионная устойчивость в агрессивных средах.
  3. Не реагирует с серой; поэтому используют везде, где металл «завернут» в резиновую или пластиковую изоляцию.
  1. Подвержен «оловянной чуме».
  2. Довольно высокая стоимость ограничивает широкое применение металла.
  3. Невысокая температура плавления (всего 232°С).

Производство изделий из олова и его сплавов

Продукция из олова была востребована с давних времен. Дети играют в оловянных солдатиков уже 4000 лет.

  • Электроника с ее платами сейчас повсюду, и любые контакты соединяются припоем из олова и его сплавов. Оловянное напыление для медных проводов полезно, это защита от воздействия серы (она входит в состав резиновой изоляции).
  • Оловянные сплавы баббиты обладают прекрасными антифрикционными свойствами. Ни один из механизмов (от велосипеда до могучего КРАЗа) не обходится без подшипников.
  • Используют металл в типографском сплаве гарте. Полиграфическое производство невозможно без оловянных сплавов.

Простая консервная банка и гибель полярной экспедиции

Французский повар Франсуа Аппер придумал, как долго хранить пищу. Он предложил герметично закрывать продукты в банки из белой жести (это тонкий лист из железа, покрытый оловянным напылением). Теперь мы не можем представить жизни без баночки вкусных консервов.

Но те же консервные банки (вернее, «оловянная чума») способствовали гибели экспедиции Р. Скотта к Южному полюсу. Из баков, запаянных оловянным припоем, вылилось горючее. Металл перешел в альфа-модификацию и просто раскрошился на морозе.

Стоимость олова

Главная мировая площадка инвесторов в металлы находится в Лондоне. Это LME (Лондонская биржа металлов).

Цена тонны олова на LME составляла 15590,0 US$ за тонну (данные на 28.05.2020).

Мне 42 года и я специалист в области минералогии. Здесь на сайте я делюсь информацией про камни и их свойства — задавайте вопросы и пишите комментарии!

Источник

Как открыли олово?

Олово начали добывать с использованием пороховых мин в XVII веке в промышленных масштабах, но известно о нем было еще в Древнем Египте.

Интересная история открытия свойств олова. Как открыли олово? Уже в XX веке – в 1910 г. английский полярный исследователь Роберт Скотт снарядил экспедицию на Южный полюс. Там в то время еще не ступала нога человека. Долго продвигались участники экспедиции по пустыням Антарктики, оставляя запасы продуктов на обратную дорогу. На складе не оказалось керосина на обратном пути: жестянки стояли пустые. Уставшие путники очень хотели согреться не могли согреться, не на чем было готовить еду. И на следующем складе, до которого они дошли с трудом, все продрогшие и голодные, их встретили пустые банки: керосин вытек. В конечном итоге это привело к гибели Роберта Скотта и всей его экспедиции.

Причина исчезновения топлива была достаточно простой – капитан Скотт просто не знал, что жестяные банки, запаянные оловом, «заболели» на морозе. Олово изменило структуру, став очень хрупким. При чем, если олово «заболело», и посуда из него прикоснется к «здоровой» тарелке, то она так же рассыпается. Блестящий металл на морозе тускнеет и сереет, а затем просто превращается в труху. Именно с явлением оловянной чумы связана трагическая гибель экспедиции Скотта.

«Здоровое» олово:

  1. почти белого цвета;
  2. имеет характерный выраженный блеск;
  3. пластично, но его нельзя раскрошить.

Также истории известны случаи исчезновения оловянных пуговиц для солдат – попадая на холод, они также превращались в черный порошок.

Чтобы пояснить явление, ученые прибегнули рентгеновскому анализу. Он показал, что у олова есть несколько кристаллических форм. Так появилось понятие «белого», «серого» и «черного» олова. Белое олово – пластично. Эта модификация олова может существовать только при комнатной температуре или же незначительно отличающейся от нее. При 13С олово теряет свойства металла. Это – так называемое «серое олово» — промежуточная форма между той, что возникает при комнатной температуре и при минусовых температурах. Такой материал – полупроводник.

А вот при -33С олово полностью рассыпается. Знай об этом свойстве олова экспедиция Скотта, смертей можно было бы избежать. Во времена Наполеона также происходило подобное: солдаты лишались на морозе пуговиц на своем обмундировании.

Статья на тему Как открыли олово. Если есть у вас вопросы или комментарии оставляйте их в комментариях, мы будем рады ответить на все вопросы.

Источник

История олова

Олово — один из немногих металлов, известных человеку еще с доисторических времен. Олово и медь были открыты раньше железа, а сплав их, бронза, — это, по-видимому, самый первый «искусственный» материал, первый материал, приготовленный человеком. Результаты археологических раскопок позволяют считать, что . Известно, что древние египтяне олово для производства бронзы возили из Персии.Под названием «трапу» этот металл описан в древнеиндийской литературе. Латинское название олова stannum происходит от санскритского «ста», что означает «твердый».Упоминание об олове встречается и у Гомера.

Почти за десять веков до новой эры финикияне доставляли оловянную руду с Британских островов, называвшихся тогда Касситеридами. Отсюда название касситерит — важнейшего из минералов олова; состав его SnО2. Другой важный минерал — станнин, или оловянный колчедан, Cu2FeSnS4. Остальные 14 минералов элемента № 50 встречаются намного реже и промышленного значения не имеют.Между прочим, наши предки располагали более богатыми оловянными рудами, чем мы. Можно было выплавлять металл непосредственно из руд, находящихся на поверхности Земли и обогащенных в ходе естественных процессов выветривания и вымывания. В наше время таких руд уже нет. В современных условиях процесс получения олова многоступенчатый и трудоемкий.

Руды, из которых выплавляют олово теперь, сложны по составу: кроме элемента № 50 (в виде окисла или сульфида) в них обычно присутствуют кремний, железо, свинец, медь, цинк, мышьяк, алюминий, кальций, вольфрам и другие элементы. Нынешние оловянные руды редко содержат больше 1% Sn, а россыпи — и того меньше: 0,01—0,02% Sn. Это значит, что для получения килограмма олова необходимо добыть в переработать по меньшей мере центнер руды.

Как получают олово из руд

Производство элемента № 50 из руд и россыпей все начинается с обогащения. Методы обогащения оловянных руд довольно разнообразны. Применяют, в частности, гравитационный метод, основанный на различии плотности основного и сопутствующих минералов. При этом нельзя забывать, что сопутствующие далеко не всегда бывают пустой породой. Часто они содержат ценные металлы, например вольфрам, титан, лантаноиды. В таких случаях из оловянной руды пытаются извлечь все ценные компоненты.Состав полученного оловянного концентрата зависит от сырья, и еще от того, каким способом этот концентрат получали. Содержание олова в нем колеблется от 40 до 70%. Концентрат направляют в печи для обжига (при 600—700° С), где из него удаляются относительно летучие примеси мышьяка и серы.

А большую часть железа, сурьмы, висмута и некоторых других металлов уже после обжига выщелачивают соляной кислотой. После того как это сделано, остается отделить олово от кислорода и кремния. Поэтому последняя стадия производства чернового олова — плавка с углем и флюсами в отражательных или электрических печах. С физико-химической точки зрения этот процесс аналогичен доменному: углерод «отнимает» у олова кислород, а флюсы превращают двуокись кремния в легкий по сравнению с металлом шлак. В черновом олове примесей еще довольно много: 5— 8%. Чтобы получить металл сортовых марок (96,5— 99,9 % Sn), используют огневое или реже электролитическое рафинирование. А нужное полупроводниковой промышленности олово чистотой почти шесть девяток — 99,99985% Sn — получают преимущественно методом зонной плавки.

Еще один источник.

Для того чтобы получить килограмм олова, не обязательно перерабатывать центнер руды. Можно поступить иначе: «ободрать» 2000 старых консервных банок.Всего лишь полграмма олова приходится на каждую банку. Но помноженные на масштабы производства эти полуграммы превращаются в десятки тонн… Доля «вторичного» олова в промышленности капиталистических стран составляет примерно треть общего производства. В нашей стране работают около ста промышленных установок по регенерации олова. Как же снимают олово с белой жести? Механическими способами сделать это почти невозможно, поэтому используют различие в химических свойствах железа и олова.

Чаще всего жесть обрабатывают газообразным хлором. Железо в отсутствие влаги с ним не реагирует. Олово же соединяется с хлором очень легко. Образуется дымящаяся жидкость — хлорное олово SnCl4, которое применяют в химической и текстильной промышленности или отправляют в электролизер, чтобы получить там из него металлическое олово. И опять начнется «круговерть»: этим оловом покроют стальные листы, получат белую жесть. Из нее сделают банки, банки заполнят едой и запечатают. Потом их вскроют, консервы съедят, банки выбросят. А потом они (не все, к сожалению) вновь попадут на заводы «вторичного» олова. Другие элементы совершают круговорот в природе с участием растении, микроорганизмов и т. д. Круговорот олова — дело рук человеческих.

Источник

История открытия олова

Пожалуй, одним из самых древних металлов можно считать олово. В стародавние времена, где то в третьем тысячелетии до нашей эры, персы и египтяне использовали олово для производства разнообразных предметов. Были найдены предметы утвари, сделанные из олова и разнообразные изделия на территориях Персии и Египта. Предполагается, что история открытия олова приблизительно приходится от шести тысяч лет назад.

Это позволяет предположить, что уже в древнейшие времена люди нашли и научились выплавлять этот металл. В то же время была найдена и медь. Сплав олова и меди – бронза, получили широкое применение во многих сферах жизни, ученные полагают, что это был первый искусственный металл, произведенный человеком.

Не многие страны были богаты оловянной рудой, поэтому металл, возили по морю с более богатых стран. Наибольшее количество рудников находилось на Кавказе и в Персии. Со временем, наибольшие запасы олова остались только в Испании и Англии. Не редко бывали случаи, когда вместо олова привозили свинец, так как эти металлы, внешне довольно похожи. Некоторое время этот металл, даже назвали блестящим свинцом.

В то время олово было редким и дорогостоящим металлом, поэтому предметы из этого металла, находят довольно редко. Бронза была так же очень востребована, для производства доспехов и сбруи, что тоже добавляло стоимости олову.

В древние времена данный металл использовали для производства посуды и украшений. В тринадцатом веке олово активно использовали при производстве ювелирных изделий. А в 16 веке, в Мексике, олово использовали для производства монет. Позже наибольшей сферой применения стала промышленность, где из него делали белую жесть.

Само название олова на латинском (Stannum), начало употребляться, в Риме, в период императоров. Даже в библии было упомянуто об олове, в четвертой книге Моисеевой.

В наше время, процесс получения олова, трудоемкий и кропотливый, так как той руды, которая была раньше, не осталось. Нынешняя руда имеет множество примесей и ничтожный процент самого олова. Олово – металл с богатой многолетней историей, остается востребованным и в наше время, хоть нынешняя стоимость его существенно снизилась.

Источник

Читайте также:  Медная патина для олова
Adblock
detector