Олово с уксусной кислотой

Олово

Общие сведения и методы получения

Олово ( Sn )—серебристо-белый блестящий металл с голубоватым от­тенком. Известно с глубокой древности, начало промышленного приме­нения относится к XIV в.

Содержание олова в земной коре 4*10 —3 % (по массе). Всего извест­но 16 оловосодержащих минералов, представленных оксидами, сульфи­дами, силикатами, тиостаннатами, боратами, танталитами. Промышлен­ное значение имеют касситерит (оловянный камень) Sn 02 и станнин (оловянный колчедан) CuS — FeS — SnS 2 .

Олово получают нз руд, содержащих касситерит; руды, содержащие олово в виде станнина, в промышленном масштабе не разрабатываются. Руду обогащают методами гравитационного разделения, флотации и магнитной сепарации. Концентрат подвергают предварительной очистке от примесей обжигом (для удаления серы н мышьяка), выщелачиванием соляной кислотой (для удаления железа, висмута, сурьмы, мышьяка) с последующим отделением магнетита и вольфрамита. Очищенный кон­центрат, содержащий 40—70 % Sn , плавят в смеси с углем н флюсами, получая черновой металл.

Восстановительную плавку ведут в условиях, при которых оксид олова ( Sn 02) восстанавливается до металла, а оксид железа (III) —до оксида (II), переходящего в шлак. Из бедных концентратов олово из­влекают хлорированием, основанным на летучести хлоридов олова.

Для получения нз чернового олова металла стандартных сортовых марок его подвергают рафинированию. Наиболее распространенные ме­тоды рафинирования — пирометаллургическое (огневое), вакуумное, электролитическое.

Огневое рафинирование состоит из ряда последовательных операций, в каждой из которых удаляется одна-две примеси. От железа черное олово очищают медленным охлаждением расплава и отфильтрованием выпадающих в осадок интерметаллидов, от меди — добавлением в рас­плав серы и отделением всплывающих ее сульфидов, от мышьяка и сурьмы — введением в расплав алюминия и удалением всплывающих интерметаллидов AlSb и AlAs , от свинца — присадкой хлористого олова, которое взаимодействует со свинцом, образуя удаляемый хлористый свинец. Огневым рафинированием получают металл марки 01, повторе­нием цикла рафинирования —металл марки 01пч.

Вакуумная дистилляция позволяет наиболее эффективно удалять свинец, висмут, а также заметное количество алюминия, кальция, индия.

Прн электролитическом рафинировании достигается высокое прямое извлечение олова в катодный металл, основная масса примесей концент­рируется при этом в одном продукте — шламе. Олово высокой чистоты (99,999 %) получают зонной плавкой в кварцевых или графитовых кю­ветах

Олово всех марок изготавливают в виде чушек, олово марки ОВЧ-000— также в слитках, в виде прутков, а марок 01пч н 01—в виде блоков, пригодных для механизированной транспортировки. Олово следует хранить в закрытом помещении при температуре не ниже 12 «С. В случае обнаружения на олове признаков «оловянной чумы» все слит­ки направляют на переплавку.

Атомные характеристики. Атомный номер 50, атомная масса 118,69 а. е. м, атомный объем 16,29-10^ 6 м 3 /моль, атомный раднус 0,158 п v , ионный радиус Sn 2+ 0,093 им, Sn ‘ ,+ 0,071 нм. Конфигурация внешних электронных оболочек атома олова 5 s 2 5р 2 . Электроотрица-телыюсть 1,8. Природное олово состоит из десяти изотопов: 112 Sn (0,95%), 1,4 Sn (0,65%), «» Sn (0,34%), 116 Sn (14,24%), ‘» Sn (7,57%), ,18 Sn (24,01%), «» Sn (8,58%), 120 Sn (32,97 %), 122 Sn (4,71%), ,2 » Sn (5,98 %). Последний изотоп слабо радиоактивен.

В соединениях проявляет степень окисления +2 и +4. Нормальный электродный потенциал реакции Sn —2 e ** Sn 2 +ф=—0,136 В, окисли­тельно-восстановительный потенциал +0,15. Электрохимический эквива­лент олова составляет 0,61388 мг/Кл (степень окисления +2); 0,30833 мг/Кл (степень окисления +4).

В атмосферных условиях олово устойчиво, скорость коррозии в за­крытом помещении 0,0004 г/(м 2 -сут), в промышленной атмосфере 0,0067 г/(м 2 -сут), в морской атмосфере 0,011 г/(см 2 -сут).

В мягкой пресной н дистиллированной воде олово не корродирует, в жесткой воде при рН = 7,4 и 8,6 скорость коррозии соответственно равна 0,001 н 0,0045 г/(м 2 -сут). В минеральных и галогеноводородных кислотах олово в присутствии кислорода и при повышенной температу­ре корродирует быстро. Плавиковая и циаинсто-водородная (синильная) кислоты действуют на олово медленно; в лимонной и уксусной кисло­тах при концентрации их

0,75 % и комнатной температуре скорость коррозии 0,05—0,1 г/(м 2 -сут). В молочной и масляной кислотах кон­центрацией

1 % при комнатной температуре коррозия незначительна. Олеиновая, стеариновая и щавелевая кислоты сильно действуют иа оло­во при высоких температурах. Коррозия олова под воздействием фрук­товых соков при комнатной температуре составляет 0,1—2,5 г/(м 2 -сут), при температуре кипения возрастает более чем в 10 раз. Смазочные ма­сла, бензин, керосин на олово практически не влияют. Олово сильно кор­родирует в хлоре, броме и иоде при комнатной температуре, а во фторе при температуре выше 100 °С.

Читайте также:  Что тяжелее цинк или олово

Разбавленные соляная и серная кислоты слабо взаимодействуют с оловом. В концентрированных растворах этих кислот, особенно при на­греве, олово быстро растворяется.

При взаимодействии олова с соляной кислотой образуется хлорид олова (II), а с серной — сульфат олова (IV). С азотной кислотой олово взаимодействует тем интенсивнее, чем выше концентрация кислоты и температура; в случае разбавленной кислоты образуется нитрат олова (II) [ Sn ( N 03)2], а в случае концентрированной — соединения олова (IV), в основном нерастворимая 6-оловянная кислота ( H 2 Sn 03).

Концентрированные щелочи также растворяют олово, прн этом об­разуются станниты — соли оловянистой кислоты H 2 Sn 02.

На воздухе при комнатной температуре олово не окисляется, благо­даря наличию поверхностной пленки Sn 02. Выше 150°С окисляемость увеличивается с образованием SnO и Sn 02.

Оксид олова (II) SnO черного цвета, плотность 6,446 Мг/м 3 , темпе­ратура плавления 1040″С, температура кипения 1425°С. При нагреве до 400—500 °С SnO легко переходит к оксид олова (IV) Sn 02. Оксид олова (IV) представляет собой белый порошок плотностью 7,009 Мг/м 3 ; температура плавления около 2000 °С.

Сера, сероводород и сернистый газ образуют с оловом сульфиды SnS , Sn 2 S 3 ; SnS 2 .

Сульфид олова (II) SnS получают нагреванием олова с серой и уг­лем примерно до 900 °С. SnS — твердое вещество синевато-черного цве­та, плотность 5,080 Мг/м 3 , температура плавления 880 °С, температура кипения 1270°С.

Сульфид олова (IV) SnS 2 получают в виде золотисто-желтых пла­стинок нагреванием амальгамы олова с серным цветом и хлористым ам­монием до

300°С, а аморфный — нагреванием в инертном газе аморф­ного SnS с серой при —450 °С.

Сульфид олова Sn 2 S 3 — синевато-черные кристаллы; выше 640 °С раз­лагаются на SnS и S .

Хлорид олова (II) SnCls получают растворением олова в концентри­рованной соляной кислоте; из растворов оно кристаллизуется в виде бе­лых кристаллов SnCl 2 -2 H 2 0. Плотность SnCl 2 3,950 Мг/м 3 ; температура плавления 247°С, температура кипения 652°С. Хлорид олова (IV) SnCl 4 —бесцветная жидкость, сильно дымящая на воздухе, температура кипения Н4°С, температура плавления —33 °С, плотность 2,230 Мг/м 3 ; хлорид олова (IV) получают действием сухого хлора на жидкое олово.

Другие галогениды Sn (II) и Sn (IV) по способам получения и свойствам во многом сходны с хлоридами.

Гидрид олова SnH 4 можно получить, воздействуя на кислые раство­ры солей Sn (II) цинком. Это бесцветный ядовитый газ; он сжижается при —52 °С, а при комнатной температуре постепенно разлагается на олово н водород.

С азотом и аммиаком олово ие реагирует, поэтому карбиды олова получают косвенным путем.

С фосфором олово образует белые кристаллические нерастворимые в воде фосфиды: SnP , SnP 3 , Sn 4 P 3 плотностью 6,560, 4,100 и 5,181 Мг/м 3 соответственно.

С углеродом, бором, молибденом, осмием, рением и вольфрамом олово не взаимодействует. С алюминием, висмутом, кадмием, галлием, германием, индием, свинцом, кремнием, таллием и цинком образует про­стые эвтектические смеси. В твердом состоянии заметно растворяются в олове висмут, кадмий, индий, свинец, сурьма и цинк. Многие металлы в твердом олове практически не растворяются, но образуют металличе­ские соединения.

Олово хорошо поддается выдавливанию ка прутки и проволоку, а также прокатке и ковке. Волочение и вытяжка затруднены, так как оло­во не упрочняется при комнатной температуре, что приводит к обрывам в местах уменьшенного сечения При изготовлении фольги для улучше­ния обрабатываемости давлением добавляют сурьму. Линейная усадка олова 2,7 %, объемная усадка 2,8 %, жидкотекучесть 80 см. Обрабаты­ваемость резанием олова удовлетворительная, свариваемость хорошая, возможна пайка мягким припоем.

Рекристаллизация деформированного олова начинается при комнат­ной температуре; температура рекристаллизации олова при наличии при­месей сурьмы, свинца, висмута, меди и алюминия повышается в порядке последовательности перечисления этих элементов.

Олово применяют главным образом дли производства белой жести, раз­личных припоев, баббитов, предохранительных легкоплавких сплавов, бронз, латуней, для изготовления фольги и типографских сплавов. Оло­во высокой чистоты используют в полупроводниковой технике.

Олово имеет высокую химическую стойкость, соли его безвредны, поэтому этот металл широко применяют для лужения консервных ба­нок и пищевой посуды. Оксид олова (IV) используют в производстве эмалей и глазурей, для полирования стекла. Оксид олова (II) приме­няют для получения рубинового стекла. Кристаллическое SnS 2 («су­сальное золото») входит в состав красок, имитирующих позолоту. Оло­во является основной легирующей добавкой к серебряным сплавам, применяемым в медицине.

Источник

Что растворяет олово?

Многие, наверное, знают, что такой востребованный металл, как олово, применяют в чистом виде гораздо реже, чем в сплавах. Это объясняется его химическими и физическими свойствами, благодаря которым, данный элемент, отлично соединяется многими металлами, образуя соединения с новыми, необходимыми, для той или иной, отрасли, характеристиками. Поэтому встретить олово, без примесей в повседневной жизни, затруднительно, а вот сплавов с этим металлом, предостаточно. Исходя из этого, нередко, люди сталкиваются с проблемой, как же разъединить сплав олова и другого метала, выделив последний.

Читайте также:  Аллотропные модификации образует металл медь свинец олово кальций

Существует ряд способов, как очистить наш металл от олова, например, можно разогреть заготовку, до высокой температуры, пока олово не начнет плавиться. Важно, иметь ввиду температуру плавления, не одного лишь олова, но и очищаемого металла, то есть температура последнего должна быть на порядок выше. Второй способ растворить олово, тем самым очистив требуемый металл.

Что растворяет олово? Самое подходящее для этого вещество, серная или соляная кислота. Эти вещества можно без труда отыскать и приобрести. Процесс растворения олова в этих кислотах, длится несколько часов, все зависит от величины изделия и толщины оловянного слоя. Что бы обезопасится от окисления олова, можно весь процесс сопровождать небольшим подогревом, в пределах 75 °C. Следует внимательно изучить растворяемый материал, ведь в сплавы с оловом, частенько, добавляют свинец, который довольно тяжело, сразу отличить от олова. В отличие от олова, свинец не растворяется в упомянутых кислотах, и избавляться от него придется другими способами.

Так же стоит внимательно изучить влияние серной и соляной кислоты на выделяемый металл, будет очень неприятно, если наутро, вместо чистого металла, в кислоте, Вы ничего не обнаружите. Если у Вас немного времени и вы неограниченны в средствах, для растворения олова, можно взять хлорное железо. В данном растворе, олово разлагается за пятнадцать-двадцать минут. И самое важное: соблюдайте меры предосторожности, при работе с вредными кислотами!

То что растворяет олово вы уже узнали. Если у вас остались вопросы, задавайте их в комментарии и мы обязательно ответим.

Источник

Удаление олова

Удаление олова с платы

Существует множество составов растворов по удалению сплавов олова-свинец с поверхности меди. В данной статье мы рассмотрим несколько из них и опишем плюсы и минусы каждого.

Хочу сделать акцент на то, тестирование рассматриваемых рецептов растворов было произведено только на химически осажденном покрытии. Пригодность растворов в качестве смывки и растворения припоя с печатной платы, я не проверял.

Раствор на основе уксуса

Одним из растворов, упоминаемых в интернете, является уксусный раствор с добавлением хлорного железа и медного купороса.

Состав раствора:

Хлорное железо — 90 гр
Сернокислая медь — 145 гр
Уксусная кислота (70%) — 175 гр (160 мл)
Вода — до объема 1 литр
Температура раствора 20 – 35 градусов

Готовится раствор следующим образом, в 500 мл воды растворяется медный купорос, затем хлорное железо. В этот раствор приливается уксусная кислота (70%) и затем объем раствора доводится до 1 литра дистиллированной водой.

Как выглядит сам раствор и тест химически залуженной полоски текстолита.

Тест еще одного образца.

Плюсом данного раствора травления является быстрота снятия покрытия олово свинец, минусом является не селективность к меди (травит медь). Нужно следить за процессом, чтобы не стравить случайно много меди с поверхности печатной платы, на фото видны протравы.

Данная статья опубликована на сайте whoby.ru. Постоянная ссылка на эту статью находится по этому адресу http://whoby.ru/page/udalenie-olova

Читайте статьи на сайте первоисточнике, не поддерживайте воров.

Раствор на основе соляной кислоты

Существует еще такой рецепт раствора для снятия покрытия олово-свинец.

Состав раствора:

Соляная кислота — 350 гр (295 мл)
Хлористый никель — 90 гр
Вода — до объема 1 литр
Температура раствора 20 – 50 градусов

Заявленная скорость стравливания 10 мкм/мин.

Чтобы приготовить данный состав, нужно взять 700 мл дистиллированной воды, добавить в нее 295 мл концентрированной соляной кислоты (плотность 1,19 гр/см3), затем растворить 90 гр хлористого никеля.

Но у нас нет концентрированной соляной кислоты, что делать. Идем в магазин, покупаем подобное средство с содержанием соляной кислоты.

Наливаем в емкость 100 мл средства и пробуем снять олово.

Ни чего не получается, концентрация соляной кислоты явно низка для данной процедуры. Взвешиваем 7 грамм хлорида никеля.

Добавляем к раствору соляной кислоты и пробуем еще раз протравить оловянное покрытие. Опять ни чего не получилось даже с хлоридом никеля.

Греем получившийся раствор (можно в микроволновке) до 70 — 90 градусов и пробуем еще раз. Как только опускаем пробный образец в раствор, то сразу замечаем выделение водорода, это говорит о том, что процесс травления олова пошел. Через 5 минут слой химического олова стравивлся с платы полностью.

Читайте также:  Когда стали использовать олово

Плюсом данного раствора является то, что он не подъедает медную поверхность и работать можно этим раствором при комнатной температуре (это при условии, что использовалась концентрированная соляная кислота при приготовлении). Минусом является наличие концентрированной соляной кислоты, которая является прекурсором и купить ее просто так нельзя. Если использовать кислото-содержащее средство, то раствор придется греть, иначе травления не будет из за слабой концентрации кислоты.

Раствор на основе серной кислоты

Данный раствор хоть и позиционируется как на серке, но в итоге реакции компонентов получается азотная кислота, в присутствии которой собственно и происходит травление сплава олово-свинец.

Состав раствора:

Серная кислота — 450 гр
Сернокислая медь — 3 гр
Азотнокислый аммоний (аммиачная селитра) — 45 гр
Вода — до объема 1 литр
Температура раствора 50 – 60 градусов

Заявленная скорость стравливания 10 мкм/мин.

В 100 мл воды разводим медный купорос и нитрат аммония (аммиачную селитру), затем добавляем туда аккумуляторный электролит плотностью 1.27 гр/см3 до объема 1 литр.

Плюсом данного раствора является доступность реактивов. Минусом является не селективность к меди, травит быстро ее.

Я бы наверно этот рецепт отнес не к снятию олова, а травлению меди. Образец текстолита стравился в этом растворе за 10 минут при комнатной температуре начисто. Надо будет протестировать потом на платах качество травления.

Растворы на основе азотной кислоты

1. Раствор с нитратом железа (2) Fe(NO3)2

Рецепт раствора:

Азотная кислота — 200 мл
Нитрат железа(2) Fe(NO3)2·6H2O — светло-зелёные кристаллы — 80 гр
Вода — до объема 1 литр

— Растворить свинец в азотной кислоте ( осторожно, бурная реакция по мере нагревания. ) .

— Растворить железо в серной кислоте (аккумуляторный электролит).

— Вливать нитрат свинца в раствор сульфата железа до прекращения выпадания осадка. В осадок упадет сульфат свинца (он не нужен), в растворе зеленоватого цвета, останется нитрат железа Fe(NO3)2.

Еще несколько фоток других опытов.

Плюсом данного рецепта является быстрое травление оловянного покрытия. Медь подтравливает, но не быстро. Минусом является изготовление нитрата железа 2, для которого используется свинец. Очень не рекомендую связываться с этим металлом и при растворении в азотной кислоте, нужно быть осторожным и не нанюхаться парами реакции. Если есть возможность приобретения готового нитрат железа 2 (светло-зеленые кристаллы), то лучше купите.

2. Раствор с карбамидом (мочевиной)

Рецепт раствора:

Азотная кислота — 300 мл
Карбамид (мочевина) — 50 гр
Вода — 1 литр

Приготовление раствора. Берем 700 мл воды, растворяем в ней 50 грамм мочевины и после полного ее растворения добавляем туда 300 мл азотной кислоты.

Кинул тестовый кусочек текстолита в этот раствор, через некоторое время пошла реакция. В течении 5 минут химическое покрытие олово-свинец полностью удалилось с поверхности.

Плюсом данного рецепта является быстрое травление оловянного покрытия. Минус, медь слегка подтравливает (но можно и пренебречь).

3. Раствор с нитратом железа (3) Fe(NO3)3

Рецепт раствора:

Азотная кислота — 400 мл
Железо — 100 гр (с избытком)
Карбамид (мочевина) — 50 гр
Вода — 800 мл
Температура 20 — 30 градусов

Обязан предупредить, чтобы описание процесса и показанное фото, не ввели в заблуждение.

Готовим так, в 800 мл воды растворяем 200 мл азотки, кидаем туда железо (болты, гайки, гвозди). Процедуру растворения железа в азотке советую проводить на улице или под вентиляцией. После растворения железа (прекращения реакции, примерно через сутки), извлекаем железо из раствора.

Далее добавляем туда 200 мл азотки и хорошо перемешиваем. Затем добавляем туда 50 грамм мочевины (карбамид). Внимание, добавлять нужно понемногу, так как в процессе реакции выделяется углекислый газ и идет активное шипение, из за которого все содержимое емкости может вылиться наружу.

Опускаем в раствор травления тестовый образец текстолита покрытый химическим нанесенным покрытием олово-свинец. буквально через минуту от оловянного покрытия не осталось и следа.

Плюсом данного раствора является большая скорость травления, медь практически не трогает даже при длительном нахождении платки в растворе. Минусов не замечено.

Какой рецепт по удалению покрытия олова-свинец лучший

Из всех рецептов мне больше понравился самый последний раствор с нитратом железа 3 и мочевиной. Травит быстро, медь практически не трогает. Но это только мое личное мнение и ни кому не хочу его навязывать.

Пробуйте, экспериментируйте, задавайте вопросы в комментариях.

Всем чистых дорожек.

Статью написал: Admin Whoby.Ru

Если вам понравилась статья, нажмите на кнопку нужной социальной сети расположенной ниже. Этим действием вы добавите анонс статьи к себе на страницу. Это очень поможет в развитии сайта.

Источник

Adblock
detector