Изготовление сплава свинца с оловом

Технические параметры олова и свинца и их сплавов

Сплав олова и свинца обладает особыми параметрами, позволяющими применять его в различных отраслях промышленного производства. Технические характеристики и физические свойства каждого металла определяют их использование для длительного хранения продуктов, пайки и обработки поверхности деталей с целью увеличения срока эксплуатации.

Физические свойства свинца

Археологические артефакты свидетельствуют о том, что этот химический элемент был известен человеку более 6000 лет назад. Его открытие связано с присутствием металла в рудах, содержащих серебро. При их выплавке материал выбрасывался в отходы, но со временем из него начали делать различные изделия: фигурки, водопроводные трубы. В настоящее время свинец применяется:

• для производства аккумуляторов;
• в кабельной промышленности — для создания защитной бесшовной оболочки;
• для изготовления красок и припоев;
• при строительстве защитных сооружений — для источников радиационного загрязнения (саркофагов);
• для производства сплавов на его основе (баббитов);
• для изготовления типографских составов;
• в медицине.

Главным потребителем свинца является автомобильная промышленность, где широко применяются баббиты. Производство свинцовых стартерных аккумуляторов постоянно растет, в разработки вносятся усовершенствования.

В химической промышленности материал используют для покрытия стальных изделий: аппаратов, резервуаров, трубопроводов. Так как железо и свинец между собой не соединяются, то на изделия предварительно наносят тонкий слой расплавленного олова. Такой процесс обработки называется лужением.

В производстве применяется не только чистый свинец, но и его соединения. Например, оксид свинца используется при изготовлении стекла. Незначительная добавка соединения в материал при плавке стекла позволяет придать хрустальным изделиям прозрачность естественного минерала — горного хрусталя.

Технические параметры олова

Данный химический элемент известен более 3500 лет и изначально предназначался для изготовления столовых предметов. Современное потребление олова связано с консервной промышленностью.

Патент на способ хранения продуктов в жестяных банках принадлежит повару из Франции. С 1810 года человечество получило возможность долговременного хранения пищевых продуктов.

Олово является основным компонентом припоев, применяемых для пайки и лужения теплообменных аппаратов, радиаторов автомобильных двигателей, лужения медицинской и пищевой аппаратуры.

Материал используется для производства оловянной бронзы, обладающей отличными механическими, литейными, антикоррозионными свойствами. Такие сплавы применяются в деталях, предназначенных для эксплуатации в особых условиях и и при особой нагрузке.

Сплавом, обладающим низким коэффициентом трения, является баббит. Он содержит 83% олова, сурьму и медь. Его применяют в производстве подшипников. Благодаря устойчивому соединению сурьмы и меди сплав имеет высокую твердость.

Механизм работы подшипника и компоненты состава исключают возникновение механических повреждений на поверхности детали.

Олово обладает специфическими физическими свойствами:

1. Его деформация сопровождается звуком, образованным в результате сдвига под воздействием силы.
2. При температурах -39 °C и + 161°C олово превращается в порошок.

Истории известны случаи таких преобразований. Пуговицы, сделанные из чистого материала, на морозе теряли свою форму, а «оловянная чума» разрушала слитки металла.

Главные различия металлов и их сплавов

Еще в древности эти материалы различали только по цвету и называли белым и черным оловом. Между ними существуют различия, которые можно легко установить без дополнительных анализов.

Масса свинца выше в 1,5 раза, чем у олова. Зато олово имеет высшую твердость и трещит при деформации. Свинец легко окисляется с образованием пленки серого цвета.

Какие компоненты содержит сплав олова со свинцом, определить сложнее. Приблизительный показатель можно получить при фиксировании температуры и характера плавления соединения.

Подшипниковые материалы, содержащие олово и свинец, сплав металлов с никелем, теллуром, кальцием, обладают высокой устойчивостью к износу.

Припои на основе этих металлов различаются температурой плавления. Мягкие, с температурой плавления до +300 °C, содержат висмут и кадмий. Твердые (тугоплавкие) припои, переходящие в жидкое состояние при +500 °C, в своем составе имеют серебро, цинк, медь.

Для пайки сплавов с высоким содержанием олова, в которых отсутствует свинец, рекомендуется использование реактивов, разбавленной азотной кислоты. При травлении состава основа чернеет, а места с низким содержанием металла остаются светлыми, что позволяет улучшить качество пайки деталей.

Расплавленный чистый свинец не скользит по поверхности, не смачивая ее, но сплав с оловом позволяет получить качественное покрытие. Рабочая температура ванн устанавливается в зависимости от долевого содержания сплавляющего металла.

В случае необходимости уменьшения масляного зазора подшипников и улучшения условий работы деталей применяют поверхностное покрытие сплавами олова или свинца.

Для покрытия поверхности без содержания углеродов в качестве полуды применяют сплав, содержащий 90% свинца, 5% олова и 5% сурьмы. Состав сплава влияет на текучесть материала, которая варьируется в зависимости от соотношения компонентов.

Источник

Олово и свинец, сплав: свойства и название

Начать описание данной темы лучше всего с олова и свинца по отдельности. Свинец, олово и сплавы из этого материала обладают определенными свойствами, которые обусловлены их начальным состоянием.

Общее описание олова

Здесь важно отметить, что различают два типа этого сырья. Первый тип называют белым оловом, и он является β-модификацией этого вещества. Второй тип — это α-модификация, которая более известна как серое олово. При переходе из одной модификации в другую, а именно из белой в серую, возникает сильное изменение объема вещества, так как происходит такой процесс, как рассыпание металла в порошок. Данное свойство принято называть оловянной чумой. Здесь также важно отметить, что одно из наиболее негативных свойств олова — это его склонность к морозу. Другими словами, при температуре от -20 до +30 градусов по Цельсию может начаться самопроизвольный переход из одного состояние в другое. К тому же переход продолжится, даже если повысить температуру, но уже после того как процесс начался. Из-за этого хранить сырье приходится в местах с довольно высокой температурой.

Свойства олова и свинца

Стоит сказать, что олово, свинец и сплавы из этих материалов имеют довольно мало общих свойств. К примеру, чем чище олово, тем выше шанс того, что оно будет подвержено влиянию чумы. Свинец же, в свою очередь, вовсе не испытывает аллотропических превращений.

Однако стоит также отметить, что для замедления такого рода превращения в олове используют дополнительные вещества. Лучше всего себя проявили такие материалы, как висмут и сурьма. Добавка этих веществ в объеме 0,5 % снизит практически до 0 скорость аллотропического превращения, а значит, белое олово можно считать полностью устойчивым. Здесь же можно отметить, что в меньшей степени, но все же используется сплав олова и свинца с этой же целью.

Если же говорить о свойствах свинца, то он имеет более высокую температуру плавки — 327 градусов по Цельсию, чем олово — 232 градуса. Плотность свинца в условиях комнатной температуры составляет 11,34 г/см 3 .

Характеристики олова и свинца

Начать стоит с того, что рекристаллизация наклепанных олова свинца и сплавов происходит при температуре, которая считается ниже комнатной. По этой причине процесс их обработки относится к горячему типу.

Общим показателем стала стойкость к коррозии при атмосферных условиях. Однако небольшое отличие кроется в стойкости к коррозии под влиянием второстепенных веществ. К примеру, лучше всего свинец проявляется себя при взаимодействии с концентрированными составами некоторых кислот — серной, фосфорной и т. д. Олово же, в свою очередь, лучше всего противостоит растворам из пищевых кислот. Сфера применения этих веществ по отдельности также отличается. Олово широко используется для лужения жести, в то время как свинец нашел свое применение для футеровки аппаратуры сернокислотного производства.

Системы сплавов

Здесь важно начать с того, что сплав олова со свинцом — это еще более легкоплавкий материал, чем по отдельности. Наиболее широкое распространение такие смеси получили в качестве припоев, для изготовления типографических шрифтов, отливки плавких предохранителей и т. д. Такая система, как «олово — свинец», относится к группе эвтектического типа. Важным свойством всех материалов, принадлежащих к этой категории, является то, что температура их плавки находится в районе от 120 до 190 градусов по Цельсию. К тому же существуют группы тройных эвтектиков. В качестве примера можно привести систему сплава олова, свинца, цинка. Температура плавки таких материалов опускается еще ниже, и ее предел — 92-96 градусов по Цельсию. Если добавить в сплав еще и четвертый компонент, то показатель температуры плавки опустится до отметки в 70 градусов. Если говорить об использовании сплава олова со свинцом в качестве припоя, то чаще всего в их состав вводится до 2 % такого вещества, как сурьма. Это делается для того, чтобы улучшить растекаемость припоя. Здесь стоит отметить, что температуру плавки можно регулировать соотношением «олово/свинец». Наиболее легкоплавкое сырье плавится при показателе в 190 градусов.

Баббиты

С тем, как называется сплав олова и свинца, уже разобрались — это эвтектик. Эта группа веществ с таким составом получила наибольшее распространение при производстве подшипниковых сплавов, которые называются «баббиты». Данный материал применяется в качестве заливки для вкладышей подшипников. Здесь важнее всего правильно подобрать материал, чтобы он смог без труда приработаться к валу. На первый взгляд кажется, что масса сплавов олова и свинца с различными припоями является отличным выходом. Однако на деле это не совсем так. Такие материалы оказались слишком мягкими, а коэффициент трения между валом и таким вкладышем — высоким. Другими словами, во время работы они слишком сильно разогревались, из-за этого легкоплавкие металлы стали «налипать» на вал. Чтобы избежать данного недостатка, начали добавлять небольшое количество более твердых веществ. Таким образом был получен материал, который одновременно является и мягким, и твердым.

Состав вещества

Для того чтобы добиться такого вещества, которое обладает прямо противоположными характеристиками, использовались следующие вещества. Самое важное — это то, что они лежат сразу в двухфазной области α+β. Кристаллы β-фазы обогащаются таким припоем, как сурьма. Они выступают в роли твердых хрупких веществ. Кристаллы α-фазы, в свою очередь, являются мягкой и пластичной основой. Для того чтобы избежать таких недостатков, как расплав твердых кристаллов и их всплытие, в смесь добавляют еще один компонент — медь. Таким образом, из куска сплава свинца и олова с добавлением некоторых других веществ удается создать подшипниковый материал баббит, который сочетает в себе два противоположных качества — твердость и мягкость. Классическим и самым распространенным изделием этой марки стал баббит Б83. Состав этого сплава следующий: 83 % Sn; 11 % Sb; 6 % Cu.

Альтернатива

Стоит сказать о том, что с точки зрения экономии баббиты на основе олова очень невыгодны, так как этот материал стоит довольно много. Кроме того, само по себе олово считается дефицитным веществом. По этим двум причинам были разработаны альтернативные подшипники, в основу которых лег свинец, сурьма и медь. В таком составе кристаллики сурьмы выступают в качестве твердой основы. Мягким же основанием выступает непосредственный сплав из свинца и сурьмы. Медь здесь используется таким же образом, как и свинец в предыдущем составе, то есть для препятствия всплывания кристаллов твердой основы.

Однако здесь же стоит сказать и о недостатках. Эвтектик из свинца и сурьмы не такой пластичный, как фаза с использованием олова. А потому детали, изготовленные таким образом, страдают от быстрого износа. Чтобы нивелировать данный недостаток, все же приходится добавлять некоторое количество олова. Использование тройных эвтектиков сплава цинк-олово-свинец не слишком распространено.

Источник

Особенности сплавов на основе олова и свинца

Общее описание олова

Здесь важно отметить, что различают два типа этого сырья. Первый тип называют белым оловом, и он является β-модификацией этого вещества. Второй тип — это α-модификация, которая более известна как серое олово. При переходе из одной модификации в другую, а именно из белой в серую, возникает сильное изменение объема вещества, так как происходит такой процесс, как рассыпание металла в порошок. Данное свойство принято называть оловянной чумой. Здесь также важно отметить, что одно из наиболее негативных свойств олова — это его склонность к морозу. Другими словами, при температуре от -20 до +30 градусов по Цельсию может начаться самопроизвольный переход из одного состояние в другое. К тому же переход продолжится, даже если повысить температуру, но уже после того как процесс начался. Из-за этого хранить сырье приходится в местах с довольно высокой температурой.

Сферы применения

Оловянные сплавы раньше использовались для изготовления посуды, столовых приборов. Сейчас их гораздо чаще применяют для создания консервных банок. Из этого материла в соединении с другими компонентами изготавливают припои, которые бывают нескольких видов:

1. Легкоплавкие — температура плавления не превышает 150 градусов по Цельсию.
2. Среднеплавкие — становятся жидкими при нагревании от 200 до 500 градусов.
3. Тугоплавкие — плавятся при температуре свыше 1100 градусов.

Ещё одна сфера применения сплавов — производство деталей, устойчивых к трению.

Оловянно-свинцовый припой

Свойства олова и свинца

Стоит сказать, что олово, свинец и сплавы из этих материалов имеют довольно мало общих свойств. К примеру, чем чище олово, тем выше шанс того, что оно будет подвержено влиянию чумы. Свинец же, в свою очередь, вовсе не испытывает аллотропических превращений.

Однако стоит также отметить, что для замедления такого рода превращения в олове используют дополнительные вещества. Лучше всего себя проявили такие материалы, как висмут и сурьма. Добавка этих веществ в объеме 0,5 % снизит практически до 0 скорость аллотропического превращения, а значит, белое олово можно считать полностью устойчивым. Здесь же можно отметить, что в меньшей степени, но все же используется сплав олова и свинца с этой же целью.

Если же говорить о свойствах свинца, то он имеет более высокую температуру плавки — 327 градусов по Цельсию, чем олово — 232 градуса. Плотность свинца в условиях комнатной температуры составляет 11,34 г/см3.

Как паять алюминий оловом своими руками

Как отличить олово от свинца? Быстро отличить олово от свинца возможно по весу — свинец тяжелее. Олово — светлее и тверже свинца. Свинец темнее, так как он окисляется на воздухе.

Если приложить паяльник, олово плавится. У олова светлая матовая поверхность. Просто взяв в руки для одинаковых слитка свинца и олова, очень легко понять, где что. Олово будет легче свинца почти в 2 раза. Еще со времен Египта и Месопотамии человечество знало об олове, даже, несмотря на то, что оно относительно редко по сравнению с другими металлами встречается в природе.

Древние люди изготовляли из него посуду. Затем олово стали возить морским путем из Испании и Персии. Сначала люди не очень-то умели отличать олово от свинца. Но на самом деле, по массе это сделать довольно просто, если у вас есть два куска того и другого вещества. Ковкость олова и его податливость резцу выделяют его среди прочих металлов. Этим олово очень сильно отличается от свинца — своей мягкостью, пластичностью и податливостью.

Еще в Древнем Египте женщины с удовольствием носили оловянные украшения. В Средние Века из олова начинают изготовлять церковную утварь. Появляются блюда и кубки из олова с фамильными гербами. Конечно , вся эта утварь стоила дорого, ее могла позволить себе только знать.

В вв изделия из олова начинают появляться и в России, в 18 в. Их можно было изготовить литьем практически без последующей обработки.

Действие олова на организм. Внимание, важно! Помните, что соединения олова токсичны, они оказывают выраженное действие на центральную нервную систему, проявляющееся рвотой и судорогами, нарушением работы сердца.

Чтобы такого не произошло, соблюдайте правила гигиены труда, проветривайте помещение, в котором вы работаете с оловом. Возможно наступление смерти. Могут быть и менее опасные проявления, например, кожные. Такие встречаются у рабочих цехов, занимающихся изготовлением фольги с добавлением олова.

Отравление оловом вызывает дефицит магния. При дефиците магния у человека развиваются судороги, страдает сердце. Даже в Средние века, когда изучение болезней максимально ограничивали, эскулапы знали, что олово в больших количествах вызывают расстройства психики, галлюцинации. Сегодня замечено, что дети, живущие возле крупных автомобильных дорог, отстают в росте и развитии. Вы замечали, что среди городских жителей процветает агрессия, грубость и преступность?

Все дело в том, каким воздухом мы дышим…. Главная Характеристики олова Как отличить олово от свинца? Как отличить олово от алюминия? Как паять оловом? Оценка статьи:. Пока оценок нет.

Характеристики олова и свинца

Начать стоит с того, что рекристаллизация наклепанных олова свинца и сплавов происходит при температуре, которая считается ниже комнатной. По этой причине процесс их обработки относится к горячему типу.

Общим показателем стала стойкость к коррозии при атмосферных условиях. Однако небольшое отличие кроется в стойкости к коррозии под влиянием второстепенных веществ. К примеру, лучше всего свинец проявляется себя при взаимодействии с концентрированными составами некоторых кислот — серной, фосфорной и т. д. Олово же, в свою очередь, лучше всего противостоит растворам из пищевых кислот. Сфера применения этих веществ по отдельности также отличается. Олово широко используется для лужения жести, в то время как свинец нашел свое применение для футеровки аппаратуры сернокислотного производства.

Системы сплавов

Здесь важно начать с того, что сплав олова со свинцом — это еще более легкоплавкий материал, чем по отдельности. Наиболее широкое распространение такие смеси получили в качестве припоев, для изготовления типографических шрифтов, отливки плавких предохранителей и т. д. Такая система, как «олово — свинец», относится к группе эвтектического типа. Важным свойством всех материалов, принадлежащих к этой категории, является то, что температура их плавки находится в районе от 120 до 190 градусов по Цельсию. К тому же существуют группы тройных эвтектиков. В качестве примера можно привести систему сплава олова, свинца, цинка. Температура плавки таких материалов опускается еще ниже, и ее предел — 92-96 градусов по Цельсию. Если добавить в сплав еще и четвертый компонент, то показатель температуры плавки опустится до отметки в 70 градусов. Если говорить об использовании сплава олова со свинцом в качестве припоя, то чаще всего в их состав вводится до 2 % такого вещества, как сурьма. Это делается для того, чтобы улучшить растекаемость припоя. Здесь стоит отметить, что температуру плавки можно регулировать соотношением «олово/свинец». Наиболее легкоплавкое сырье плавится при показателе в 190 градусов.

Смотреть галерею

Особенности производства и обработки

Расходное сырьё получается из руды. Например, чтобы получить 1 килограмм чистого материала, необходимо переработать 100 кг руды. Плавятся оба материала при низких температурах. Для изготовления сплава нужно учитывать следующие особенности:

1. При изготовлении формы для отливки нужно использовать материал, который не подвержен смачиванию расплавленными расходными металлами.
2. Форма должна выдерживать нагрев при температуре свыше 250 градусов.
3. Расплавленные металлы быстро окисляются под воздействием окружающей среды. Твердый металл защищён от окисления.

Если речь идёт о изготовлении припоя, то к соединению добавляют сурьму. Некоторые мастера добавляют серебро. Он обладает следующими особенностями:

1. Серебро защищает материал от образования ржавчины.
2. Из-за добавления благородного металла повышается ценник на готовый припой, но расширяется его функциональность.

Есть припои с добавлением цинка. Однако они редко используются. Цинк активно реагирует на воздействие факторов окружающей среды. Он начинает разрушаться, что приводит к нарушению целостности изделия. Лучше использовать смесь сурьмы, олова и свинца. Таким припоем паяют радиодетали, контакты, провода. Изменяя компоненты, мастера добиваются от расходника нужных характеристик. Нельзя забывать про использование флюса.

Сплав олова со свинцом обладает особыми характеристиками. Они изменяются после добавки легирующих компонентов. Применяются готовые соединения для изготовления припоев, износоустойчивых деталей, посуды, столовых принадлежностей, консервных банок.

Баббиты

С тем, как называется сплав олова и свинца, уже разобрались — это эвтектик. Эта группа веществ с таким составом получила наибольшее распространение при производстве подшипниковых сплавов, которые называются «баббиты». Данный материал применяется в качестве заливки для вкладышей подшипников. Здесь важнее всего правильно подобрать материал, чтобы он смог без труда приработаться к валу. На первый взгляд кажется, что масса сплавов олова и свинца с различными припоями является отличным выходом. Однако на деле это не совсем так. Такие материалы оказались слишком мягкими, а коэффициент трения между валом и таким вкладышем — высоким. Другими словами, во время работы они слишком сильно разогревались, из-за этого легкоплавкие металлы стали «налипать» на вал. Чтобы избежать данного недостатка, начали добавлять небольшое количество более твердых веществ. Таким образом был получен материал, который одновременно является и мягким, и твердым.

Изготовление припоя

Для того чтобы повысить эксплуатационные характеристики припоя, в его состав добавляется небольшое количество сурьмы. Подобный вариант исполнения припоя применяется для пайки различных радиодеталей, особенно ответственных участков.

При выборе припоя следует уделить внимание и сплаву с серебром в составе. Его эксплуатационными качествами можно назвать:

1. Существенно повышается срок эксплуатации. За счет серебра структура становится более устойчивой к процессу окисления.
2. За счет повышения концентрация серебра появляется возможность использовать припой при изготовлении различных деталей промышленной техники. Однако серебро существенно повышает стоимость сплава, а также изготавливаемого изделия. Именно поэтому сплавы с высокой концентрацией серебра используют для изготовления важных деталей.

Проводится добавление в состав цинка, но подобные сплавы пользуются меньшей популярностью. Это связано с достаточно высокой химической активностью цинка. За счет взаимодействия с окружающей средой подобный сплав быстро разрушается. На основе цинкосодержащей смеси производятся припайные пасты, которые имеют относительно небольшой срок службы. Температура плавления в этом случае составляет 200 градусов Цельсия.

На протяжении многих лет используется и чистое олово в качестве полупроводникового припоя. Температура плавления этого элемента в чистом виде составляет 240 градусов Цельсия. Применяются они исключительно в промышленности, что связано с высокой стоимостью. В чистом виде из-за существенного повышения температуры структура олова перестраивается, на поверхности появляются черные пятна, которые указывают на существенное ухудшение основных качеств.

Состав вещества

Для того чтобы добиться такого вещества, которое обладает прямо противоположными характеристиками, использовались следующие вещества. Самое важное — это то, что они лежат сразу в двухфазной области α+β. Кристаллы β-фазы обогащаются таким припоем, как сурьма. Они выступают в роли твердых хрупких веществ. Кристаллы α-фазы, в свою очередь, являются мягкой и пластичной основой. Для того чтобы избежать таких недостатков, как расплав твердых кристаллов и их всплытие, в смесь добавляют еще один компонент — медь. Таким образом, из куска сплава свинца и олова с добавлением некоторых других веществ удается создать подшипниковый материал баббит, который сочетает в себе два противоположных качества — твердость и мягкость. Классическим и самым распространенным изделием этой марки стал баббит Б83. Состав этого сплава следующий: 83 % Sn; 11 % Sb; 6 % Cu.

Смотреть галерею

Свойства свинца олова висмута

Свинец и олово известны с глубокой древности, в старину их часто не различали. В Египте и Мессопотамии из свинца отливали статуи уже в III тысячелетии до н. э., вероятное время его открытия 3500 г., а олова — 1700 г. до н. э.

Древнерусское слово олово, по предположению Н. А. Фигуровского, происходит от напитка типа браги — оловина, который хранили в сосудах из олова (свинца). У западных славянских народов память об этом и поныне сохранилась, например свинец по-чешски olov, а олово — сіn от немецкого zinn. Свинец, как поясняет в своем толковом словаре В. И. Даль, «столь же тяжел, но посинее олова».

О соединениях висмута впервые упоминает монах-бенедик-тианец Василии Валентин (XV в.). Металл восстановили, вероятно, в XVIII в. и нашли ему первое применение в легкоплавких сплавах.

Все три элемента легкоплавки и отличаются большой плотностью, олово имеет сравнительно высокую точку кипения.

Только олово известно в полиморфных модификациях.

Свинец и олово — элементы IV группы Периодической системы. Электронная структура атомов их во внешней оболочке одинакова— оба имеют по два и р-эл s-ектрона. Атом свинца крупнее и у него стремление отдать электроны сильнее выражено, чем у олова он более металличен. В связи с этим устойчивее производные Pb (II), в большинстве солеобразные, а соединения Pb (IV)—сильные окислители. Напротив, четырехвалентное олово более стойко, а двухвалентное — энергичный восстановитель. В металлургии эти металлы объединяет легкоплавкость и малое сродство к кислороду, а также сходство способов получения и рафинирования, несмотря на различие в сырье.

Окисляясь на воздухе, свинец образует окисел РbО с температурой плавления 884°С (глет). Эвтектика Pb—PbO мало отличается от свинца: в ней не более 0,001% (по массе) кислорода, а плавится она лишь приблизительно на 1 град ниже чистого металла.

Жидкий глет при температурах выше 850° С не смешивается со свинцом, а образует взаимно насыщенные расплавы. Известны две модификации РbО: высокотемпературная — желтая (ромбическая) и низкотемпературная — красная (тетрагональная). Температура превращения одной в другую точно не определена из-за экспериментальных трудностей, наиболее вероятная ее величина около 530° С.

Другие окислы свинца получают косвенно: сурик Pb3O4—

нагреванием глета на воздухе до 500° С, а двуокись — электролизом или действием сильных окислителей. Из первого смешиванием с олифой или льняным маслом делают весьма важные в технике водостойкие замазки, а с глицерином — самотвердеющие смеси.

Двуокись применяется как окислитель и играет существенную роль в устройстве широко известных свинцовых аккумуляторов:

Олово окисляется на воздухе с образованием тонкой плотной пленки SnO2, которая предохраняет твердый металл от дальнейшего окисления — действия кислорода и слабых кислот. При высокой температуре жидкое олово, распыленное воздухом или кислородом, сгорает в тонкодисперсную белоснежную двуокись, служащую для производства жаростойких эмалей. Оксид SnO, называемый часто закисью, получается косвенным путем — из водных растворов. Гидроокись олова (II), выпадающая в осадок от добавления небольшого избытка соды или щелочи, разлагается, отщепляя воду. В зависимости от условий осаждения получают полиморфные модификации ее синего или черного цвета. Нагретая выше 400° С SnO диспропорционируется:

4SnO = Sn3O4 + Sn

8SnO = Sn7O8 + Sn

Свинец восстанавливается из окиси чистой окисью углерода при температуре около 350° С, углеродом также при весьма низких температурах; в обоих случаях медленно. По мере нагревания скорость реакций увеличивается, но без изменения стехиометрии.

Олово из SnO2 начинает восстанавливаться углеродом только выше 600° С и сначала до SnO:

SnO2 + С = SnO + СO2

Второй атом кислорода отделяется по подобной реакция SnO + СО = Sn + СO2

однако одновременно наблюдается диспропорционирование (219—221), протекание которого при низких температурах преобладает, а по мере их повышения уменьшается. Выше точки кипения SnO (1425° С) и, вероятно, плавления (1400° С) единственным путем получения металла остается реакция .

Свинец с водными растворами щелочей не реагирует, но гидроокись Pb(ОН)2, будучи амфотерной, в них растворяется, образуя плюмбит:

Pb(ОН)2 + ОН— = НРbО2— + Н2О

Рb(ОН)2 + 2OН— = Рb(ОН)24—

У гидроокиси свинца (II), преобладают основные свойства K

Pb(OH)2=9,6•10-4;
K
H2PbO2 = 1•10-12, а у Н4РbO4 — кислотные.

Соли последней — плюмбаты щелочных металлов Me

12 РbO3 (мета) и
Ме
14РbO4 (орто) растворимы в щелочах, а с понижением рН они гидролизуются. Окислы Рb3O4 и Рb2O3 — плюмбаты свинца (II)—РbII2 РbОIV2и PbIIPbIVO3.

Олово подобно свинцу дает амфотерные гидроокиси, растворимые в щелочах и кислотах, однако только сразу после осаждения. Со временем они «стареют» — теряют воду, приобретают более упорядоченную структуру, после чего растворяются в кислотах и щелочах лишь весьма медленно. Анион станнита HSnO—2 устойчив, при рН> 11, а станната HSnO—3—при рН>12.

Водородный показатель дан для концентраций порядка 10-5моль/л. С повышением их он увеличивается. В кислой среде те же гидроокиси олова растворяются соответственно при рН ниже 4 и 2.

Сульфид свинца PbS с температурой плавления 1103°С: в жидком состоянии смешивается с металлом в любых отношениях, а в твердом свинце при обычных условиях растворимость его менее 0,001% (по массе). Другие сильфиды свинца не известны.

Сульфидов олова три SnS, Sn2S3и SnS2. Полная диаграмма состояния Sn — S не построена; однако известна последовательность диссоциации при нагревании.

SnS2 → 520°C Sn2S3→ 640°CSnS

SnS плавится при температуре 881° С; выше 860°С он ограниченно растворим в жидком металле и дает с ним систему взаимно насыщенных расплавов; сернистое олово кипит при 1230° С.

Лучшим растворителем свинца, глета и сульфида свинца может служить азотная кислота (5:1). В частности, металл она растворяет по реакции:

3Рb + 8HNO3 = 3Рb(NO3)2 + 4Н2O + 2NO

Нитрат свинца в несколько разбавленной азотной кислоте растворяется лучше, чем в крепкой.

Разбавленная серная кислота на свинец не действует; поверхностная пленка PbSO4 надежно защищает его. Концентрированная серная кислота энергично реагирует со свинцом при нагревании вследствие образования растворимой кислой соли Pb(HSO4)2

Соляная кислота слабо реагирует с металлом из-за защиты его поверхности пленкой труднорастворимого РbСl2 (ПР = 1,6•10-5); однако в присутствии хлоридов, щелочных и щелочноземельных металлов PbSO4 и РbСl2 переходят в растворимые комплексные ионы PbCl—3и РbСl+.

Азотная кислота не растворяет олово, а окисляет до твердой метаоловянной кислоты (Н2SnО3), выпадающей в виде белого осадка H2SnO3•nH2O

Концентрированная серная кислота при нагревании окисляет металл и дает с ним труднорастворимый сульфат Sn(SO4)2.

Соляная кислота, особенно горячая и концентрированная, энергично восстанавливается оловом, выделяя водород. Металл переходит в раствор в виде комплексных хлоридов, из которых наиболее стойки SnCl2 (рК=2,24) и HSnCl3 (рК=2,03).

Висмут, атом которого отличается от свинца только дополнительным p

-электроном, имеет структуру внешней орбита ли: Хе 5s25
р3.
Металл окисляется на воздухе и кислородом до Ві2O3. Он растворяется во всех сильных кислотах, образуя соли, соответствующие степени окисления (III), которые легко подвергаются гидролизу. Высшая валентность проявляется только в анионах, например висмутата BiO—3. В свинце висмут неограниченно растворим выше 327° С и дает твердые растворы, содержащие при обычных температурах до 18% Bi. С оловом образует систему эвтектического типа и твердые растворы, при 25° С в них не более 1 % Bi.

Статья на тему Свойства свинца олова висмута

Альтернатива

Стоит сказать о том, что с точки зрения экономии баббиты на основе олова очень невыгодны, так как этот материал стоит довольно много. Кроме того, само по себе олово считается дефицитным веществом. По этим двум причинам были разработаны альтернативные подшипники, в основу которых лег свинец, сурьма и медь. В таком составе кристаллики сурьмы выступают в качестве твердой основы. Мягким же основанием выступает непосредственный сплав из свинца и сурьмы. Медь здесь используется таким же образом, как и свинец в предыдущем составе, то есть для препятствия всплывания кристаллов твердой основы.

Однако здесь же стоит сказать и о недостатках. Эвтектик из свинца и сурьмы не такой пластичный, как фаза с использованием олова. А потому детали, изготовленные таким образом, страдают от быстрого износа. Чтобы нивелировать данный недостаток, все же приходится добавлять некоторое количество олова. Использование тройных эвтектиков сплава цинк-олово-свинец не слишком распространено.

Осторожно, подделка! – Секреты отличий серебра от свинца

Времена, когда природа была благосклонна к человеку, не зная о его коварстве, жадности, она щедро дарила серебро. Человеку было мало этих запасов, и он решил больше заработать на серебре, наладив промышленную добычу. Итог – человеческая алчность привела к дефициту природных запасов, и он вынужден подменять серебро, прибегая к разным изощренным способам. Нечестные производители используют свинец, активно выдавая его за серебро. Перед покупателем, решившим сделать себе подарок, купить серебряное украшение, встает остро вопрос – не подделка ли скрывается под дорогим ценником и ярким освещением магазина?

Особенности отличия серебра от свинцовых сплавов

Выдаваемый за чистое серебро, свинец, доведенный до совершенства, в день покупки блестит и трудно сказать, что перед глазами у человека – свинцовая или серебряная деталь. Отбросить сомнения и ответить на тему, как отличить свинец от серебра помогут советы из ювелирных мастерских.

1. Свинец внешне обладает схожими с серебром характеристиками, но имеет низкую теплопроводность. Опустив серебряное украшение в кипяток, можно сразу догадаться, свинец или серебро: свинец останется чуть теплым. Серебряные изделия нагреваются быстро от рук, поэтому на коже носить его приятно, оно не отдает холодным.
2. На бумаге проведя кольцом из Ag, можно увидеть темный след.
3. Свинец тяжелее серебра.
4. Токсичность свинцового сплава не заставляет сомневаться, он вреден и не подлежит ношению.

Опасность свинцового изделия в том, что, соприкасаясь с кожей, происходит его окисление. Ежедневно, проникая через поры кожного покрова, свинец накапливается в печени, в тканях, нанося непоправимый вред физическому телу, приводя к болезням. Для здоровья крайне важно знать, как отличить свинец от серебра перед тем, отправиться на ювелирный шопинг. Свинец принадлежит ко второму классу опасности, означающему особо опасные вещества. Он задерживается в костной системе человека, приводя к болезням суставов, недугам головного мозга.

Свинец в слитках

Серебряные украшения можно носить долго, практически не снимая, недаром нательные крестики выполняются из серебра. Продукция такого плана способна оздоравливать организм и несет в себе положительную энергетику, очищая биополе обладателя украшения. Научившись определять отличия вредного свинца от полезного серебра, человек сможет носить серьги, браслеты, цепочки без опасения за свое здоровье.

Источник