Хлорид олова азотная кислота

Способ получения хлорного и хлористого олова

Хлорид олова (II), или хлористое олово

SnCl2•2H2O получается при растворении олова в соляной кислоте, образует бесцветные кристаллы с двумя молекулами кристаллизационной воды. При нагревании или сильном разбавлении раствора SnCl2 водой происходит частичный гидролиз с образованием осадка основной соли:

SnCl2 + Н2O ⇄ ↓SnOHCl + HCl

Хлористое олово является энергичным восстановителем.

Так, например, хлорное железо FeCl3восстанавливается им в хлористое железо FeCl2:

2FeCl3+ SnCl2 = 2FeCl2 + SnCl4

При действии хлористого олова на раствор сулемы образуется белый осадок каломели. При избыткеSnCl2восстановление идет еще дальше и получается металлическая ртуть:

2HgCl2 + SnCl2 = ↓ Hg2Cl2 + SnCl4

Hg2Cl2 + SnCl2 = 2Hg + SnCl4

Соединения четырехвалентного олова. Двуокись олова

SnO2встречается в природе в виде оловянного камня — важнейшей руды олова. Искусственно может быть получена сжиганием металла на воздухе или окислением его азотной кислотой с последующим прокаливанием полученного продукта. Применяется для приготовления различных белых глазурей и эмалей.

Оловянные кислоты

Гидраты двуокиси олова носят название оловянных кислот и известны в двух модификациях: в виде α-оловянной кислоты и в виде β-оловянной кислоты. α-Оловянная кислота

H2SnO3может быть получена действием водного раствора аммиака на раствор хлорного олова SnCl4.

Образование выпадающего белого осадка обычно выражают уравнением

4NH4OH = ↓ H2SnO3 + 4NH4Cl + H2O

При высушивании осадок постепенно теряет воду, пока не останется чистая двуокись олова. Таким образом, никакой кислоты определенного состава получить не удается. Поэтому приведенная выше формула α-оловянной кислоты является лишь простейшей из возможных. Правильнее было бы изобразить состав этой кислоты формулой mSno2 • nН2O.

α-Оловянная кислота легко растворяется в щелочах, образуя соли, содержащие комплексный анион [Sn(OH)6]— и называемые станнатами:

H2SnO3 + 2NaOH + H2O = Na2[Sn(OH)6]

Станнат натрия выделяется из раствора в виде кристаллов, состав которых можно выразить также формулой Na2SnO3 • 3Н2O. Эта соль применяется в качестве протравы в красильном деле и для утяжеления шелка. Шелковые ткани, обработанные перед крашением растворами соединений олова, иногда содержат олово в количестве до 50% от веса ткани.

Кислоты также растворяют α-оловянную кислоту с образованием солей четырехвалентного олова. Например:

H2SnO3 + 4НСl ⇄ SnCl4 + 3Н2O

При избытке соляной кислоты SnCl4 присоединяет две молекулы НСl, образуя комплексную хлороловянную кислоту H2[SnCl6]. Аммониевая соль этой кислоты NH4[SnCl6] имеет же применение, что и станнат натрия.

Как получить хлорное олово в домашних условиях?

Более простым и дешевым методом получения хлорида олова является применение оловянно-свинцового припоя.

  1. Необходимо взять концентрированную соляную кислоту, довести её до кипения и растворить в ней припой.
  2. Следующий шаг — сильное охлаждение раствора, в процессе которого в нём будет наблюдаться выпадение осадка хлорида свинца.
  3. Полученный осадок фильтруют с декантацией, и на основе отфильтрованного раствора готовится электролит (который является практически чистым хлоридом олова с незначительным количеством примеси).
  4. Из-за быстрого окисления хлористого олова применение полученного раствора должно быть незамедлительным.

Видео о том, как получить хлорное олово в домашних условиях

Как получить чистое олово в домашних условиях?

Для того чтобы сделать электролит, необходимо взять небольшую порцию хлорида олова для затравки. Позже, после выделения, появится возможность приготовления более чистого раствора хлорида. Для этого потребуется взять царскую водку или соляную кислоту и растворить металл. В 7% раствор SnCl2 (хлорид олова) влить, постоянно помешивая, щелочной раствор (9−10%), в результате чего будет наблюдаться образование и выпадение белого осадка — гидроксида олова. Перемешивать раствор необходимо до тех пор, пока он не станет полностью прозрачным, что будет указывать на готовность электролита.

Как сделать олово в домашних условиях? Для этого потребуется консервная банка довольно большого размера (3−5 литров) и крышка из диэлектрического материала. Банки имеют луженную внутреннюю поверхность — то есть, слой олова, защищающий саму железную банку от окисления, а пищевой продукт, находящийся в ней — от порчи. Поэтому возможно извлечение олова из банок для повторного его использования. С банки требуется снять наклейку и удалить с неё загрязнения, для чего нужно прокипятить её в крепком содовом растворе в течение 30 минут. Далее делается следующее:

  1. В центр банки помещается угольный катод.
  2. К корпусу банки подключить анод.
  3. Залить электролит и подключить питание (4В). Для этого можно взять несколько последовательно соединённых батареек или аккумулятор.
  4. Чтобы увеличить количество получаемого олова, нарежьте несколько старых банок из-под консервов на части и засыпьте их в электролизер. При этом необходимо предотвратить их контакт с катодом. В одной консервной банке среднего размера содержится 0,5 г олова.
  5. Результат опыта — выделение на катоде губчатого олова. Его требуется собрать и переплавить в тигле в металл характерного серебристого цвета. Почему олово можно расплавить в домашних условиях? Потому что оно имеет температуру плавления 239˚C, а железо, для сравнения — 1538, 85 ˚C.

Видео о литье из олова в домашних условиях

Литьё из олова в домашних условиях

Изготавливать мелкие фигурки и изделия из олова в домашних условиях сегодня не только интересно, но и довольно прибыльно. Ведь многие коллекционеры за оловянного солдатика, модель военной техники или просто сувенир готовы заплатить немалые деньги. Художники-любители, желающие научиться отливать детали, используют для этого, как правило, олово, поскольку оно имеет следующие положительные качества:

  • Привлекательный красивый цвет, похожий на цвет серебра.
  • Олово технологично, имеет низкую температуру плавления.
  • Пластично, легко гравируется и чеканится, «лепится» паяльником.

Умелый мастер, используя нехитрое оборудование, способен превратить небольшой серебристый слиток в прекрасную скульптуру, фонарик, подсвечник, ларец, медаль, брошь, браслет, запонку и многое другое. Кроме того, из олова создаются ажурные и рельефные пластины для украшения шкатулок, декорирования дверных петель, ручек, замочных скважин. Как происходит литьё олова в домашних условиях? Этот процесс состоит из следующих этапов и особенностей:

  1. Производство будущих изделий начинается с создания цветных эскизов на листе бумаги.
  2. После берётся полимерная глина и из неё готовится фигурка для создания формы. При этом каждую мельчайшую деталь наносят стеком и тоненьким шилом.
  3. Изготовление формы — самый ответственный этап. Она должна иметь идеальный разъём. Это необходимо для лёгкого и безопасного извлечения отливки. Как правило, формы для литья делают разборные, состоящие из 2-х частей.
  4. Наиболее оптимальный материал для формы — гипс или силикон, но для того чтобы сделать силиконовую форму, необходимо затратить гораздо больше материала и времени.
  5. Кроме того, в магазинах продаются специальные герметики, которые заливаются на модели, они застывают и, таким образом, получают многоразовые формы для заливок.

  1. В тех случаях, когда в будущем изделии будет присутствовать множество мелких деталей, форма изготавливается с вкладышем.
  2. Большую роль играет размер канала в форме, через который в неё заливается металл. Чем оно меньше, тем медленнее заполняется форма, при этом существует опасность быстрого остывания металла, что может привести к образованию полостей.
  3. Отливая деталь, две половины формы следует сложить вместе и поместить между фанерным листом толщиной около 12 миллиметров. Затем их нужно стянуть тугой резинкой.
  4. После подготовки формы разогревается металл. Готовность сплава к заливке определяется по образованию желтоватой плёнки. Если же металл перегреть, то плёнка приобретёт синий или фиолетовый оттенок.
  5. Заливка металла в форму должна обязательно производиться тонкой струйкой, при этом следует немного постукивать по форме, предотвращая, таким образом, задержку в ней воздуха. Необходимо при этом помнить о правилах безопасной работы с разогретыми сплавами.
  6. После того как форма будет залита металлом, требуется оставить её на некоторое время для остывания и затвердевания сплава внутри неё.
  7. Затем форма открывается, и из неё аккуратно, щипцами извлекается готовое изделие. Как правило, на первом изделии всегда бывают дефекты. Поэтому фигурка дополнительно обрабатывается — удаляются облои (металл, который затёк в швы между двух частей формы). Их счищают с помощью таких инструментов, как скальпель или шабер.
  8. Далее швы шлифуются довольно мелкой наждачной бумагой. При изготовлении сложных фигурок и изделий, отливающихся отдельными частями, эти части соединяются паяльником.
Читайте также:  Столешница egger дуб галифакс олово

  1. Для того чтобы приклеить мелкие детали, используется эпоксидный клей. Места, в которых детали спаивались и склеивались, тщательно и аккуратно шлифуются.
  2. Затем следует приготовить крепкий раствор соды и помыть в нём готовую фигурку тоненькой щеточкой, чтобы удалить флюс.
  3. При необходимости готовое изделие раскрашивается акриловыми красками.

Успешно овладев этим увлекательным старинным ремеслом, умелый мастер получит возможность не только заниматься любимым делом, но и зарабатывать неплохие деньги. К тому же, это будет отличным подарком на 10 лет свадьбы (оловянную годовщину).

β-Оловянная кислота

Получается в виде белого порошка при действии концентрированной азотной кислоты на олово. Состав ее является столь же неопределенным, как и состав α-оловянной кислоты. В отличие от α-оловянной кислоты она не растворяется ни в кислотах, ни в растворах щелочей. Но путем сплавления со щелочами можно перевести ее в раствор в виде станната. α-Оловянная кислота при хранении ее в соприкосновении с раствором, из которого она выделилась, постепенно тоже переходит в β-оловянную кислоту.

(IV), или
хлорное олово,
SnCl4 представляет собой жидкость, кипящую при 114° и сильно дымящую на воздухе. Образуется при действии хлора на металлическое олово или на двухлористое олово. В технике получается главным образом путем обработки отбросов белой жести (старых консервных банок) хлором.

Хотя хлорное олово похоже по некоторым свойствам на хлористые соединения металлоидов, однако оно растворяется в воде без заметного разложения и может быть выделено из раствора ввиде различных кристаллогидратов, например SnCl4 • 5H2O.

В разбавленных водных растворах SnCl4 подвергается сильному гидролитическому расщеплению, которое можно выразить уравнением

Sn•••• + 3Н2О ⇄ H2SnO3 + 4Н•

Образующаяся при этом оловянная кислота дает коллоидный раствор.

Применение

• В химпроме — восстановитель в органических синтезах, сырье для получения олова, катализатор полимеризации материалов на основе эпоксидных смол. Востребован в реакциях восстановления металлов и для осветления минеральных масел, получаемых из нефти. • Реактив для обнаружения в растворе ионов йода, хлора, двухвалентной ртути, трехвалентного железа и некоторых других в лабораторной практике. • В косметической индустрии для получения ароматизаторов и красителей для мыла. • Для получения протрав для окрашивания тканей. • В производстве керамики. • Для изготовления изделий, обладающих высокой отражающей способностью, зеркал. Для полировки стеклянных и пластиковых поверхностей с целью придания им лучшей сцепляемости со следующим отражающим металлическим покрытием. Для химического лужения (покрытия поверхностей слоем олова). • Пищевая добавка Е512 в пищепроме — эмульгатор, стабилизатор формы и консистенции. Применяется для отбеливания сахара. • Входит в состав флюса для сварочных работ. • Используется для проверки слитков золота, если есть подозрение на подделку.

Источник

Олово: степени окисления и реакции с ним

Химические свойства олова

Олово – это легкий металл с атомным номером 50, который находится в 14-й группе периодической системы элементов. Этот элемент был известен еще в древности и считался одним из самых редких и дорогих металлов, поэтому изделия из олова могли позволить себе самые богатые жители Римской Империи и Древней Греции. Из олова изготавливали специальную бронзу, которой пользовались еще в третьем тысячелетии до нашей эры. Тогда бронза была самым прочным и популярным сплавом, а олово служило одной из примесей и использовалось более двух тысяч лет.

На латыни этот металл называли словом «stan­num», что означает стойкость и прочность, однако таким названием ранее обозначался сплав свинца и серебра. Только в IV веке этим словом начали называть само олово. Само же название «олово» имеет множество версий происхождения. В Древнем Риме сосуды для вина делались из свинца. Можно предположить, что оловом называли материал свинец, из которого изготавливали сосуды для хранения напитка оловина, употребляемого древними славянами.

В природе этот металл встречается редко, по распространенности в земной коре олово занимает всего лишь 47-е место и добывается из касситерита, так называемого оловянного камня, который содержит около 80 процентов этого металла.

Применение в промышленности

Так как олово является нетоксичным и весьма прочным металлом, он применяется в сплавах с другими металлами. По большей части его используют для изготовления белой жести, которая применяется в производстве банок для консервов, припоев в электронике, а также для изготовления бронзы.

Физические свойства олова

Этот элемент представляет собой металл белого цвета с серебристым отблеском.

Если нагреть олово, можно услышать потрескивание. Этот звук обусловлен трением кристалликов друг о друга. Также характерный хруст появится, если кусок олова просто согнуть.

Олово весьма пластично и ковко. В классических условиях этот элемент существует в виде «белого олова», которое может модифицироваться в зависимости от температуры. Например, на морозе белое олово превратится в серое и будет иметь структуру, схожую со структурой алмаза. Кстати, серое олово очень хрупкое и буквально на глазах рассыпается в порошок. В связи с этим в истории есть терминология «оловянная чума».

Раньше люди не знали о таком свойстве олова, поэтому из него изготавливались пуговицы и кружки для солдат, а также прочие полезные вещи, которые после недолгого времени на морозе превращались в порошок. Некоторые историки считают, что именно из-за этого свойства олова снизилась боеспособность армии Наполеона.

Получение олова

Основным способом получения олова является восстановление металла из руды, содержащей оксид олова(IV) с помощью угля, алюминия или цинка.

Особо чистое олово получают электрохимическим рафинированием или методом зонной плавки.

Химические свойства олова

При комнатной температуре олово довольно устойчиво к воздействию воздуха или воды. Это объясняется тем, что на поверхности металла возникает тонкая оксидная пленка.

На воздухе олово начинает окисляться только при температуре свыше 150 °С:

Если олово нагреть, этот элемент будет реагировать с большинством неметаллов, образуя соединения со степенью окисления +4 (она более характерна для этого элемента):

Взаимодействие олова и концентрированной соляной кислоты протекает довольно медленно:

Sn + 4HCl → H₂[SnCl₄] + H₂

С концентрированной серной кислотой олово реагирует очень медленно, тогда как с разбавленной в реакцию не вступает вообще.

Очень интересна реакция олова с азотной кислотой, которая зависит от концентрации раствора. Реакция протекает с образованием оловянной кислоты, H₂S­nO₃, которая представляет собой белый аморфный порошок:

3Sn + 4H­NO₃ + nH₂O = 3H₂S­nO₃·nH₂O + 4NO

Если же олово смешать с разбавленной азотной кислотой, этот элемент будет проявлять металлические свойства с образованием нитрата олова:

4Sn + 10H­NO₃ = 4Sn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

Нагретое олово нагреть может реагировать со щелочами с выделением водорода:

Sn + 2KOH + 4H₂O = K₂[Sn(OH)₆] + 2H₂

Здесь вы найдете безопасные и очень красивые эксперименты с оловом.

Степени окисления олова

В простом состоянии степень окисления олова равняется нулю. Также Sn может иметь степень окисления +2: оксид олова(II) SnO, хлорид олова(II) SnCl₂, гидроксид олова(II) Sn(OH)₂. Степень окисления +4 наиболее характерна для оксида олова(IV) SnO₂, галогенидах(IV), например хлорид SnCl₄, сульфид олова(IV) SnS₂, нитрид олова(IV) Sn₃N₄.

Читайте также:  Олово химический элемент степень окисления

Источник

Хлорид олова — реактив с широким спектром применения

Хлорид олова (II), или хлористое олово

SnCl2•2H2O получается при растворении олова в соляной кислоте, образует бесцветные кристаллы с двумя молекулами кристаллизационной воды. При нагревании или сильном разбавлении раствора SnCl2 водой происходит частичный гидролиз с образованием осадка основной соли:

SnCl2 + Н2O ⇄ ↓SnOHCl + HCl

Хлористое олово является энергичным восстановителем.

Так, например, хлорное железо FeCl3восстанавливается им в хлористое железо FeCl2:

2FeCl3+ SnCl2 = 2FeCl2 + SnCl4

При действии хлористого олова на раствор сулемы образуется белый осадок каломели. При избыткеSnCl2восстановление идет еще дальше и получается металлическая ртуть:

2HgCl2 + SnCl2 = ↓ Hg2Cl2 + SnCl4

Hg2Cl2 + SnCl2 = 2Hg + SnCl4

Соединения четырехвалентного олова. Двуокись олова

SnO2встречается в природе в виде оловянного камня — важнейшей руды олова. Искусственно может быть получена сжиганием металла на воздухе или окислением его азотной кислотой с последующим прокаливанием полученного продукта. Применяется для приготовления различных белых глазурей и эмалей.

Свойства и методы получения

Первооткрывателем хлорного олова стал известный немецкий химик А. Либавий в 1597 году. Ученый пытался выяснить устойчивость различных металлов к прямому воздействию ядовитого хлорного газа. После получения хлорида олова, он стал использовать его для дальнейших изысканий, поскольку вещество могло выступать реагентом во многих важных окислительно-восстановительных реакциях.

Существует три основных способа получения хлорида олова.

Конечным итогом любого из процессов является образование беловатого мелкодисперсного порошка. Температура плавления хлорного олова — 247 градусов, кипения — 652 градуса.

Свойства хлорида олова весьма разнообразны. Вещество действует возбуждающе на нервную систему, а порой даже агрессивно. В большом количестве может вызывать бессонницу и галлюцинации. Также оказывает местное противомикробное действие, выступая в качестве местного антибиотика. Он помогает при долго незаживающих ранах и гнойных воспалениях, подсушивает поверхность и препятствует размножению болезнетворных микробов.

Оловянные кислоты

Гидраты двуокиси олова носят название оловянных кислот и известны в двух модификациях: в виде α-оловянной кислоты и в виде β-оловянной кислоты. α-Оловянная кислота

H2SnO3может быть получена действием водного раствора аммиака на раствор хлорного олова SnCl4.

Образование выпадающего белого осадка обычно выражают уравнением

4NH4OH = ↓ H2SnO3 + 4NH4Cl + H2O

При высушивании осадок постепенно теряет воду, пока не останется чистая двуокись олова. Таким образом, никакой кислоты определенного состава получить не удается. Поэтому приведенная выше формула α-оловянной кислоты является лишь простейшей из возможных. Правильнее было бы изобразить состав этой кислоты формулой mSno2 • nН2O.

α-Оловянная кислота легко растворяется в щелочах, образуя соли, содержащие комплексный анион [Sn(OH)6]— и называемые станнатами:

H2SnO3 + 2NaOH + H2O = Na2[Sn(OH)6]

Станнат натрия выделяется из раствора в виде кристаллов, состав которых можно выразить также формулой Na2SnO3 • 3Н2O. Эта соль применяется в качестве протравы в красильном деле и для утяжеления шелка. Шелковые ткани, обработанные перед крашением растворами соединений олова, иногда содержат олово в количестве до 50% от веса ткани.

Кислоты также растворяют α-оловянную кислоту с образованием солей четырехвалентного олова. Например:

H2SnO3 + 4НСl ⇄ SnCl4 + 3Н2O

При избытке соляной кислоты SnCl4 присоединяет две молекулы НСl, образуя комплексную хлороловянную кислоту H2[SnCl6]. Аммониевая соль этой кислоты NH4[SnCl6] имеет же применение, что и станнат натрия.

ОЛОВО (лат. Stannum), Sn, химический элемент с атомным номером 50, атомная масса 118,710. О происхождении слов «stannum» и «олово» существуют различные догадки. Латинское «stannum», которое иногда производят от саксонского «ста» — прочный, твердый, первоначально означало сплав серебра и свинца. «Оловом» в ряде славянских языков называли свинец. Возможно, русское название связано со словами «ол», «оловина» — пиво, брага, мед: сосуды из олова использовались для их хранения. В англоязычной литературе для названия олова используется слово tin. Химический символ олова Sn читается «станнум».

Природное олово состоит из девяти стабильных нуклидов с массовыми числами 112 (в смеси 0,96% по массе), 114 (0,66%), 115 (0,35%), 116 (14,30%), 117 (7,61%), 118 (24,03%), 119 (8,58%), 120 (32,85%), 122 (4,72%), и одного слабо радиоактивного олова-124 (5,94%). 124Sn — b-излучатель, его период полураспада очень велик и составляет T1/2 = 1016–1017 лет. Олово расположено в пятом периоде в IVА группе периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Конфигурация внешнего электронного слоя 5s25p2. В своих соединениях олово проявляет степени окисления +2 и +4 (соответственно валентности II и IV).

Металлический радиус нейтрального атома олова 0,158 нм, радиусы иона Sn2+ 0,118 нм и иона Sn4+ 0,069 нм (координационное число 6). Энергии последовательной ионизации нейтрального атома олова равны 7,344 эВ, 14,632, 30,502, 40,73 и 721,3 эВ. По шкале Полинга электроотрицательность олова 1,96, то есть олово находится на условной границе между металлами и неметаллами.

Физические и химические свойства: простое вещество олово полиморфно. В обычных условиях оно существует в видеb-модификации (белое олово), устойчивой выше 13,2°C. Белое олово — это серебристо-белый, мягкий, пластичный металл, обладающий тетрагональной элементарной ячейкой, параметры a = 0.5831, c = 0.3181 нм. Координационное окружение каждого атома олова в нем — октаэдр. Плотность b-Sn 7,228 г/см3. Температура плавления 231,9°C, температура кипения 2270°C.

При охлаждении, например, при морозе на улице, белое олово переходит в a-модификацию (серое олово). Серое олово имеет структуру алмаза (кубическая кристаллическая решетка с параметром а = 0,6491 нм). В сером олове координационный полиэдр каждого атома — тетраэдр, координационное число 4. Фазовый переход b-Sn a-Sn сопровождается увеличением удельного объема на 25,6% (плотность a-Sn составляет 5,75 г/см3), что приводит к рассыпанию олова в порошок. В старые времена наблюдавшееся во время сильных холодов рассыпание оловянных изделий называли «оловянной чумой». В результате этой «чумы» пуговицы на обмундировании солдат, их пряжки, кружки, ложки рассыпались, и армия могла потерять боеспособность. (Подробнее об «оловянной чуме» см. интересные факты об олове, ссылка внизу этой страницы).

Из-за сильного различия структур двух модификаций олова разнятся и их электрофизические свойства. Так, b-Sn — металл, а a-Sn относится к числу полупроводников. Ниже 3,72 К a-Sn переходит в сверхпроводящее состояние. Стандартный электродный потенциал E °Sn2+/Sn равен –0.136 В, а E пары °Sn4+/Sn2+ 0.151 В.

При комнатной температуре олово, подобно соседу по группе германию, устойчиво к воздействию воздуха или воды. Такая инертность объясняется образованием поверхностной пленки оксидов. Заметное окисление олова на воздухе начинается при температурах выше 150°C:

При нагревании олово реагирует с большинством неметаллов. При этом образуются соединения в степени окисления +4, которая более характерна для олова, чем +2. Например:

Sn + 2Cl2 = SnCl4

С концентрированной соляной кислотой олово медленно реагирует:

Sn + 4HCl = SnCl4 + H2

Возможно также образование хлороловянных кислот составов HSnCl3, H2SnCl4 и других, например:

Sn + 3HCl = HSnCl3 + 2H2

В разбавленной серной кислоте олово не растворяется, а с концентрированной — реагирует очень медленно.

Состав продукта реакции олова с азотной кислотой зависит от концентрации кислоты. В концентрированной азотной кислоте образуется оловянная кислота b-SnO2·nH2O (иногда ее формулу записывают как H2SnO3). При этом олово ведет себя как неметалл:

Sn + 4HNO3 конц. = b-SnO2·H2O + 4NO2 + H2O

При взаимодействии с разбавленной азотной кислотой олово проявляет свойства металла. В результате реакции образуется соль нитрат олова (II):

3Sn + 8HNO3 разб. = 3Sn(NO3)2 + 2NO + 4H2O.

При нагревании олово, подобно свинцу, может реагировать с водными растворами щелочей. При этом выделяется водород и образуется гидроксокомплекс Sn (II), например:

Sn + 2KOH +2H2O = K2[Sn(OH)4] + H2

Гидрид олова — станнан SnH4 — можно получить по реакции:

SnCl4 + Li[AlH4] = SnH4 + LiCl + AlCl3.

Этот гидрид весьма нестоек и медленно разлагается уже при температуре 0°C.

Олову отвечают два оксида SnO2(образующийся при обезвоживании оловянных кислот) и SnO. Последний можно получить при слабом нагревании гидроксида олова (II) Sn(OH)2 в вакууме:

Sn(OH)2 = SnO + H2O

При сильном нагреве оксид олова (II) диспропорционирует:

Читайте также:  Гальванический элемент свинец олово

При хранении на воздухе монооксид SnO постепенно окисляется:

2SnO + O2 = 2SnO2.

При гидролизе растворов солей олова (IV) образуется белый осадок — так называемая a-оловянная кислота:

SnCl4 + 4NH3 + 6H2O = H2[Sn(OH)6] + 4NH4Cl.

H2[Sn(OH)6] = a-SnO2·nH2O + 3H2O.

Свежеполученная a-оловянная кислота растворяется в кислотах и щелочах:

a-SnO2·nH2O + KOH = K2[Sn(OH)6],

a-SnO2·nH2O + HNO3 = Sn(NO3)4 + H2O.

При хранении a-оловянная кислота стареет, теряет воду и переходит в b-оловянную кислоту, которая отличается большей химической инертностью. Данное изменение свойств связывают с уменьшением числа активных HO–Sn группировок при стоянии и замене их на более инертные мостиковые –Sn–O–Sn– связи.

При действии на раствор соли Sn (II) растворами сульфидов выпадает осадок сульфида олова (II):

Этот сульфид может быть легко окислен до SnS2 раствором полисульфида аммония:

SnS + (NH4)2S2 = SnS2 + (NH4)2S

Образующийся дисульфид SnS2растворяется в растворе сульфида аммония (NH4)2S:

SnS2 + (NH4)2S = (NH4)2SnS3.

Четырехвалентное олово образует обширный класс оловоорганических соединений, используемых в органическом синтезе, в качестве пестицидов и других.

История открытия: когда человек впервые познакомился с оловом точно сказать нельзя. Олово и его сплавы известны человечеству с древнейших времен. Упоминание об олове есть в ранних книгах Ветхого Завета. Сплавы олова с медью, так называемые оловянные бронзы, по-видимому, стали использоваться более чем за 4000 лет до нашей эры. А с самим металлическим оловом человек познакомился значительно позже, примерно около 800 года до нашей эры.

Из чистого олова в древности изготовляли посуду и украшения, очень широко применяли изделия из бронзы.

Нахождение в природе:олово — редкий рассеянный элемент, по распространенности в земной коре олово занимает 47-е место. Содержание олова в земной коре составляет, по разным данным, от 2·10–4 до 8·10–3 % по массе. Основной минерал олова — касситерит (оловянный камень) SnO2, содержащий до 78,8 % олова. Гораздо реже в природе встречается станнин (оловянный колчедан) — Cu2FeSnS4 (27,5 % Sn).

Получение: для добычи олова в настоящее время используют руды, в которых его содержание равно или немного выше 0,1%. На первом этапе руду обогащают (методом гравитационной флотации или магнитной сепарации). Таким образом удается повысить содержание олова в руде до 40-70%. Далее проводят обжиг концентрата в кислороде для удаления примесей серы и мышьяка. Затем полученный таким образом оксид SnO2восстанавливают углем или алюминием (цинком) в электропечах:

SnO2 + C = Sn + CO2.

Особо чистое олово полупроводниковой чистоты готовят электрохимическим рафинированием или методом зонной плавки.

Применение: важное применение олова — лужение железа и получение белой жести, которая используется в консервной промышленности. Для этих целей расходуется около 33% всего добываемого олова. До 60% производимого олова используется в виде сплавов с медью, медью и цинком, медью и сурьмой (подшипниковый сплав, или баббит), с цинком (упаковочная фольга) и в виде оловянно-свинцовых и оловянно-цинковых припоев. Олово способно прокатываться в тонкую фольгу — станиоль, такая фольга находит применение при производстве конденсаторов, органных труб, посуды, художественных изделий. Олово применяют для нанесения защитных покрытий на железо и другие металлы, а также на металлические изделия (лужение). Дисульфид олова SnS2применяют в составе красок, имитирующих позолоту («сусальное золото»).

Искусственный радионуклид олова 119Sn — источник v-излучения в мессбауэровской спектроскопии.

Физиологическое действие:о роли олова в живых организмах практически ничего не известно. В теле человека содержится примерно (1-2)·10–4 % олова, а его ежедневное поступление с пищей составляет 0,2-3,5 мг. Олово представляет опасность для человека в виде паров и различных аэрозольных частиц, пыли. При воздействии паров или пыли олова может развиться станноз — поражение легких. Очень токсичны некоторые оловоорганические соединения. Временно допустимая концентрация соединений олова в атмосферном воздухе 0,05 мг/м3, ПДК олова в пищевых продуктах 200 мг/кг, в молочных продуктах и соках — 100 мг/кг. Токсическая доза олова для человека — 2 г.

β-Оловянная кислота

Получается в виде белого порошка при действии концентрированной азотной кислоты на олово. Состав ее является столь же неопределенным, как и состав α-оловянной кислоты. В отличие от α-оловянной кислоты она не растворяется ни в кислотах, ни в растворах щелочей. Но путем сплавления со щелочами можно перевести ее в раствор в виде станната. α-Оловянная кислота при хранении ее в соприкосновении с раствором, из которого она выделилась, постепенно тоже переходит в β-оловянную кислоту.

(IV), или
хлорное олово,
SnCl4 представляет собой жидкость, кипящую при 114° и сильно дымящую на воздухе. Образуется при действии хлора на металлическое олово или на двухлористое олово. В технике получается главным образом путем обработки отбросов белой жести (старых консервных банок) хлором.

Хотя хлорное олово похоже по некоторым свойствам на хлористые соединения металлоидов, однако оно растворяется в воде без заметного разложения и может быть выделено из раствора ввиде различных кристаллогидратов, например SnCl4 • 5H2O.

В разбавленных водных растворах SnCl4 подвергается сильному гидролитическому расщеплению, которое можно выразить уравнением

Sn•••• + 3Н2О ⇄ H2SnO3 + 4Н•

Образующаяся при этом оловянная кислота дает коллоидный раствор.

Применение

• В химпроме — восстановитель в органических синтезах, сырье для получения олова, катализатор полимеризации материалов на основе эпоксидных смол. Востребован в реакциях восстановления металлов и для осветления минеральных масел, получаемых из нефти. • Реактив для обнаружения в растворе ионов йода, хлора, двухвалентной ртути, трехвалентного железа и некоторых других в лабораторной практике. • В косметической индустрии для получения ароматизаторов и красителей для мыла. • Для получения протрав для окрашивания тканей. • В производстве керамики. • Для изготовления изделий, обладающих высокой отражающей способностью, зеркал. Для полировки стеклянных и пластиковых поверхностей с целью придания им лучшей сцепляемости со следующим отражающим металлическим покрытием. Для химического лужения (покрытия поверхностей слоем олова). • Пищевая добавка Е512 в пищепроме — эмульгатор, стабилизатор формы и консистенции. Применяется для отбеливания сахара. • Входит в состав флюса для сварочных работ. • Используется для проверки слитков золота, если есть подозрение на подделку.

Сульфиды олова

При действии сероводорода на раствор SnCl2 получается бурый осадок сульфида олова

(II) SnS. Из раствора SnCl4 при тех же условиях выпадает желтый осадок
дисульфида олова
SnS2. Последнее соединение может быть получено также сухим путем, например нагреванием оловянных опилок с серой и нашатырем. Приготовленный по этому способу дисульфид имеет вид золотисто-желтых чешуек и под названием «сусального золота» употребляется для позолоты дерева.

Дисульфид олова растворяется в сернистых щелочах и в растворе сульфида аммония, причем получаются легко растворимые соли тиооловянной кислоты

SnS2 + (NH4)2S = (NH4)2SnS3

Свободная тиооловянная кислота (как и соответствующие тиокислоты мышьяка и сурьмы) не известна. При действии кислот на ее соли выделяется сероводород и снова получается дисульфид олова:

(NH4)2SnS3 + 2НСl = ↓SnS2 + H2S + 2NH4Cl

Сульфид олова (II) не растворяется в сернистых щелочах, так как тиосо-лей, отвечающих двухвалентному олову, не существует. Но многосернистые щелочи растворяют его с образованием солей тиооловянной кислоты:

SnS + (NH4)2S. = (NH4)aSnSs

SnH4 впервые был получен в 1919 г. в виде примеси к водороду при действии соляной кислотой на сплав магния с оловом. Это бесцветный, очень ядовитый газ, сгущающийся в жидкость при —52° и постепенно разлагающийся при обыкновенной температуре на олово и водород.

Вы читаете, статья на тему Олово (Stannum)

Меры предосторожности

Дихлорид олова и его кристаллогидрат считаются не токсичными, но пыль может вызывать раздражение кожи и слизистых. Опасен при попадании в глаза, при проглатывании.

На предприятиях при работе с реактивом следует использовать защитную одежду, перчатки, маски и очки.

Хранят вещество в сухих помещениях с контролем температуры и системой вентиляции, отдельно от сильных окислителей. Упаковка должна быть герметичной, чтобы исключить воздействие кислорода и влаги воздуха.

Источник