Валентность высшего оксида олова

Валентность олова

Общие сведения о валентности олова

В свободном состоянии олово- серебристо-белый мягкий металл. При нагревании палочки олова слышится характерный треск, обусловленный трением отдельных кристаллов друг о друга. Олово обладает мягкостью и тягучестью и легко может быть прокатано в тонкие листы (станиоль).

Кроме обычного белого олова (тетрагональная кристаллическая решетка) существует серое олово (кубическая кристаллическая решетка), характеризующееся меньшим значением плотности. Белое олово устойчиво при температурах выше 14 o С, а серое – при температурах ниже 14 o С.

Валентность олова в соединениях

Олово – пятидесятый по счету элемент Периодической таблицы Д.И. Менделеева. Он находится в пятом периоде в IVA группе. В ядре атома олова содержится 50 протонов и 69 нейтронов (массовое число равно 119). В атоме олова есть пять энергетических уровней, на которых находятся 50 электронов (рис. 1).

Рис. 1. Строение атома олова.

Электронная формула атома олова в основном состоянии имеет следующий вид:

А энергетическая диаграмма (строится только для электронов внешнего энергетического уровня, которые по-другому называют валентными):

Наличие двух неспаренных электронов свидетельствует о том, что олово проявляет валентность II в своих соединениях (SnO, Sn(OH)2, SnCl2, SnS, SnBr2).

Для олова характерно наличие возбужденного состояния: электроны 5s-уровня распариваются и один из совершает переход на вакантную орбиталь 5p-подуровня:

Наличие четырех неспаренных электронов свидетельствует о том, что олово также проявляет валентность IV в своих соединениях (SnH4, SnO2, SnBr4, Sn(SO4)2, SnI4).

Примеры решения задач

Задание Напишите уравнения реакций в молекулярной форме, которые отражают амфотерный характер оксида олова (IV).
Ответ Оксид олова (IV) проявляет амфотерные свойства, т.е способен взаимодействовать как с кислотами, так и с основаниями:
Задание Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
Ответ При растворении олова в горячей соляной кислоте образуется хлорид олова (II):

При взаимодействии хлорида олова (II) с разбавленным раствором щелочи образуется осадок гидроксида олова (II):

SnCl2 + 2NaOH (dilute) → Sn(OH)2↓ + 2NaCl.

Гидроксид олова (II) проявляет амфотерные свойства, т.е. способен реагировать со щелочами с образованием комплексных соединений:

Источник

Олово Sn

Олово в таблице менделеева занимает 50 место, в 5 периоде.

Символ Sn
Номер 50
Атомный вес 118.7100000
Латинское название Stannum
Русское название Олово

Как самостоятельно построить электронную конфигурацию? Ответ здесь

Электронная схема олова

Sn: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 2

Короткая запись:
Sn: [Kr]5s 2 4d 10 5p 2

Одинаковую электронную конфигурацию имеют атом олова и Te +2 , I +3 , Xe +4

Порядок заполнения оболочек атома олова (Sn) электронами: 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → 4f → 5d → 6p → 7s → 5f → 6d → 7p.

На подуровне ‘s’ может находиться до 2 электронов, на ‘s’ — до 6, на ‘d’ — до 10 и на ‘f’ до 14

Олово имеет 50 электронов, заполним электронные оболочки в описанном выше порядке:

2 электрона на 1s-подуровне

2 электрона на 2s-подуровне

6 электронов на 2p-подуровне

2 электрона на 3s-подуровне

6 электронов на 3p-подуровне

2 электрона на 4s-подуровне

10 электронов на 3d-подуровне

6 электронов на 4p-подуровне

2 электрона на 5s-подуровне

10 электронов на 4d-подуровне

2 электрона на 5p-подуровне

Степень окисления олова

Атомы олова в соединениях имеют степени окисления 4, 2, -4.

Степень окисления — это условный заряд атома в соединении: связь в молекуле между атомами основана на разделении электронов, таким образом, если у атома виртуально увеличивается заряд, то степень окисления отрицательная (электроны несут отрицательный заряд), если заряд уменьшается, то степень окисления положительная.

Ионы олова

Валентность Sn

Атомы олова в соединениях проявляют валентность IV, II.

Валентность олова характеризует способность атома Sn к образованию хмических связей. Валентность следует из строения электронной оболочки атома, электроны, участвующие в образовании химических соединений называются валентными электронами. Более обширное определение валентности это:

Число химических связей, которыми данный атом соединён с другими атомами

Валентность не имеет знака.

Квантовые числа Sn

Квантовые числа определяются последним электроном в конфигурации, для атома Sn эти числа имеют значение N = 5, L = 1, Ml = 0, Ms = ½

Видео заполнения электронной конфигурации (gif):

Результат:

Энергия ионизации

Чем ближе электрон к центру атома — тем больше энергии необходимо, что бы его оторвать. Энергия, затрачиваемая на отрыв электрона от атома называется энергией ионизации и обозначается Eo. Если не указано иное, то энергия ионизации — это энергия отрыва первого электрона, также существуют энергии ионизации для каждого последующего электрона.

Перейти к другим элементам таблицы менделеева

Источник

Оксид олова IV

Оксид олова IV
Систематическое
наименование
Оксид олова IV
Традиционные названия Окись олова, двуокись олова, диоксид олова, касситерит
Хим. формула SnO2
Рац. формула SnO2
Состояние белые кристаллы
Молярная масса 150,71 г/моль
Плотность 7,0096 г/см 3
Температура
• плавления 1630 °C
• кипения 2500 (разл.) °C
• разложения
Мол. теплоёмк. 53,2 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования −577,63 кДж/моль
Давление пара 0 ± 1 мм рт.ст.
Растворимость
• в воде нерастворим
Показатель преломления 2,006 (D-линия натрия 589,29 нм )
Кристаллическая структура гексагональная типа рутила
Рег. номер CAS 18282-10-5
PubChem 29011
Рег. номер EINECS 242-159-0
SMILES
RTECS XQ4000000
ChEBI 52991
ChemSpider 26988
ЛД50 крысы, перорально 20 г/кг
Токсичность низкая
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Оксид олова IV (диоксид олова, двуокись олова) — бинарное неорганическое соединение, оксид металла олова с формулой SnO2. Белые кристаллы, нерастворимые в воде.

Содержание

Нахождение в природе

В природе встречается минерал касситерит — SnO2, основная руда олова, который в чистом виде бесцветен, однако примеси придают ему самые различные цвета.

Получение

Сжигание олова в воздухе или в кислороде при высокой температуре:

Окисление кислородом воздуха монооксида олова:

Диспропорционирование при нагревании монооксида олова:

2 SnO → 400oC SnO2 + Sn

Окисление олова горячей концентрированной азотной кислотой:

Разложение сульфата олова при нагревании:

или взаимодействием сульфата олова с разбавленной щёлочью:

Прокаливание на воздухе моносульфида олова:

Физические свойства

Оксид олова IV из раствора при осаждении выделяется в виде гидрата переменного состава SnO2· n H2O, где 1 ≤ n ≤ 2 , так называемая α -модификация). При стоянии осадка переходит химически пассивную β -модификацию ( n ≤ 1 ). Соединения со стехиометрическим составом гидратов не выделены.

В воде практически нерастворим, р ПР = 57,32. Нерастворим также в этаноле и других не взаимодействующих с веществом растворителях.

При высушивании гидрата диоксида олова образуется аморфный белый порошок с плотностью 7,036 г/см³ , переходящий при нагревании в кристаллическую модификацию с плотностью 6,95 г/см³ .

Оксид олова IV образует прозрачные бесцветные кристаллы тетрагональной сингонии, пространственная группа P 42/mnm, параметры ячейки a = 0,4718 нм , c = 0,3161 нм , Z = 2 , — кристаллическая структура типа рутила (диоксида титана).

Молярная энтропия S o
298 = 49,01 Дж/(моль·К) . Теплоёмкость C o
p = 53,2 Дж/(моль·К) . Стандартная энтальпия образования ΔH o
обр = −577,63 кДж/моль .

Является широкозонным полупроводником n -типа, при 300 К ширина запрещённой зоны 3,6 эВ , подвижность электронов 7 см 2 /(В·с) , концентрация носителей 3,5·10 14 см −3 , удельное электрическое сопротивление 3,4·10 3 Ом·см . Легирование элементами V группы, например, сурьмой увеличивает электрическую проводимость на 3—5 порядков.

Диамагнитен. Молярная магнитная восприимчивость χmol = −4,1·10 −5 моль −1 .

Диоксид олова прозрачен в видимом свете, отражает инфракрасное излучение с длиной волны более 2000 нм.

Температура плавления 1630 °C. При высокой температуре испаряется с разложением на монооксид олова (и его ди-, три- и тетрамеры) и кислород.

Химические свойства

Гидратированная форма переходит в кристаллическую при нагревании:

Растворяется в концентрированных кислотах:

При нагревании растворяется в разбавленных кислотах:

Растворяется в растворах концентрированных щелочей:

При сплавлении с щелочами и карбонатами образует метастаннаты:

а с оксидами щелочных металлов образует ортостаннаты:

SnO2 + 2 K2O → 500oC K4SnO4

  • Восстанавливается водородом или углеродом до металлического олова:

SnO2 + 2 H2 → 500−600oC Sn + 2 H2O SnO2 + 2 C → 800−900oC Sn + 2 CO

Применение

В сочетании с оксидами ванадия его используют в качестве катализатора для окисления ароматических соединений в синтезе карбоновых кислот и ангидридов кислот, катализатора реакций замещения и гидролиза.

В датчиках газообразных горючих газов.

Плёнки из диоксида олова, нанесённые на стекло или керамику применяются в датчиках горючих газов в воздухе — метана, пропана, оксида углерода и других горючих газов. Нагретый до температуры в несколько сотен градусов Цельсия материал в присутствии горючих газов обратимо частично восстанавливается с изменением стехиометрического соотношения в сторону обеднения кислородом, что приводит к снижению электрического сопротивления плёнки. Для применения в датчиках газа изучалось легирование диоксида олова различными соединениями, например, оксидом меди II.

В электронной промышленности

Основное применение соединения для создания прозрачных токопроводящих плёнок в различных приборах — жидкокристаллических дисплеях, фотогальванических элементах и в других приборах. Нанесение плёнки вещества производится из газовой фазы разложением летучих соединений олова, для повышения электропроводности соединение обычно легируют сурьмой и соединениями фтора.

Также применяется для создания прозрачных проводящих обогревательных противообледенительных плёнок на стеклянной поверхности окон транспортных средств.

Применяется в материалах контактов электрических коммутационных аппаратов, например, серебряных контактов электромагнитных реле — в материал вводят 2—14 % диоксида олова. Ранее для этой цели использовали весьма токсичный оксид кадмия.

Легирование кобальтом и марганцем дает материал, который можно использовать, например, в высоковольтных варисторах.

Легирование диоксида олова оксидами железа или марганца образует высокотемпературный ферромагнитный материал.

В стекольной и керамической промышленности в качестве белого пигмента

Диоксид олова плохо растворяется в расплавленной силикатной или боросиликатной стекломассе и имеет высокий показатель преломления относительно силикатного связующего, поэтому его микрочастицы в составе стёкол рассеивают свет, придавая стеклянной массе молочно-белый цвет и используется в производстве матовых стёкол, глазурованной керамической настенной плитке, сантехнических фаянсовых изделиях и др.

Изменяя состав стекломассы и технологию её приготовления можно изменять степень матовости продукта, так как растворимость диоксида олова увеличивается при повышении температуры обжига и увеличении концентрации в стекломассе оксидов щелочных металлов ( Na2O , K2O ) и оксида бора B2O3 и снижается при увеличении содержания оксидов щелочноземельных металлов ( CaO , BaO ), оксидов алюминия, цинка и свинца. Чистый диоксид олова придаёт глазури белый цвет, который можно изменить добавлением оксидов других элементов, например, оксид ванадия придаёт глазури жёлтый цвет, хрома — розовый, сурьмы — серовато-синий.

Покрытия на стекле

Тончайшие плёнки диоксида олова (

0,1 мкм) применяются в качестве адгезионного подслоя для нанесения на поверхность стеклянной посуды (в основном на бутылках, банках, сортовой посуде) полимерного покрытия, например, полиэтиленового. Нанесение таких тонких плёнок производится разложением на поверхности горячего стеклянного изделия летучих соединений олова, например, тетрахлорида олова или оловоорганических соединений, например, трихлорида бутилолова.

В качестве абразивного материала

Микрокристаллы соединения имеют высокую твёрдость и применяется в составе полировальных паст и суспензий для полировки изделий их металлов, стекла, керамики, природных камней.

Безопасность

Соединение малотоксично, ЛД50 для крыс 20 г/кг перорально. Пыль соединения вредно влияет на органы дыхания. Предельно допустимая концентрация пыли в воздухе производственных помещений 2 мг/м 3 .

Источник

Что такое олово? Описание, свойства и применение

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).

В природном олове 10 стабильных изотопов — это рекорд среди всех элементов таблицы Менделеева.

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

Рекомендуем: ТАНТАЛ — твёрдый, редкий и дорогой

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.


Серое и белое олово

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

Печально: в музее А.В. Суворова случилось несчастье. В запаснике, где хранилась ценная коллекция оловянных солдатиков, зимой лопнули трубы отопления, и коллекция просто рассыпалась в пыль.

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%

Примеры определения валентности

Определение валентности по химическим формулам соединений

Для бинарных соединений, т. е. образованных двумя элементами типа (где а, b

— индексы;
х, у
— валентности), произведение индекса на валентность одного элемента равно произведению индекса на валентность другого элемента. Здесь соблюдается равенство
ах = by
. Поэтому, если три величины (скажем,
а, b, х
) известны, то можно найти четвертую:
у = ах/b
.

Определение возможной валентности элемента по его положению в таблице Менделеева

1. Максимальная или высшая валентность элемента часто равна номеру группы таблицы Менделеева, в которой расположен элемент. (Группы элементов — это вертикальные столбцы в таблице.) Например, высшие валентности некоторых элементов следующие: Si(IV), P(V), S(VI), Cl(VII).

2. У элементов V—VII групп в дополнение к высшей валентности, равной номеру группы, бывает другая валентность, представляющая разность: 8 — № группы, т. е. у фосфора Р(III), у серы S(II), у хлора Сl(I). Как правило, это низшая валентность.

  • Чтобы составить химическую формулу
    бинарного соединения, надо знать последовательность элементов в формуле (какой элемент первый) и их валентность.
  • Правила очередности элементов в формуле и проявляемая валентность следующие.
  • · 1) Первым записывают металл, за ним — неметалл: FeO, AI2O3, Cu2S.
  • · 2) Если в формуле одни неметаллы, то сначала пишут символ элемента, расположенного в таблице Менделеева левее и ниже: NO2, РСl5, CS2, НСl, SiF4, PBr3.
  • · 3) Обычно 1-й элемент в формуле бинарного соединения проявляет свою высшую (или большую) валентность, а 2-й элемент проявляет низшую валентность

Примеры определения валентности

Пример 1. Составьте формулу соединения (т.е. вещества) алюминия с кислородом (оксида алюминия).

. Алюминий — металл, поэтому он 1-й в формуле:
Аlа
О
b
. Валентности кислорода (II) и алюминия (III) — постоянные, следовательно, вид формулы:

Минимальные целые числа, удовлетворяющие равенству а • III = b • II

, это а = 2, b = 3. Здесь валентность одного элемента равна индексу при другом элементе, х = b, у = а. Следовательно, искомая формула:
Аl2O3
.

Пример 2. Составьте формулу соединения серы с кислородом при условии, что сера проявляет свою высшую валентность.

. Сера и кислород — неметаллы. В таблице Менделеева сера находится ниже кислорода, она 1-я в формуле
Sa
O
b
. Высшая валентность серы равна номеру ее группы (VI) в таблице Менделеева:

Минимальные целые числа, удовлетворяющие равенству а

• VI =
b
• II
, это а = 1, b = 3. Здесь валентность одного элемента не равна индексу при другом элементе, х ≠ b, у ≠ а. Искомая формула: SO3
.

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;


Кристаллы касситерита

  • оловянный колчедан (станин), 27,5% олова;
  • тиллит.
  • Печально: по подсчетам ученых, оловосодержащих минералов на Земле осталось лет на 30. Потом придется добывать его из лома, или искать замену…

    Нахождение в природе

    Чаще всего олово содержится в горных породах в виде рассеянных форм. Но в кислых образованиях руда встречается в виде минеральных вкраплений и залежей касситерита, который является интересным для производства в промышленных масштабах.

    Формы содержания вещества в природе:

    • минеральные вкрапления;
    • окисные соединения;
    • коллоидные формы;
    • жидкие фазы.

    Рассеянные залежи не отличаются конкретной формой содержания. Наблюдается изоморфно разбросанные сульфидные и кислородные сращения. На месторождениях первого вида олово представлено сфалеритами, халькопиритами, пиритами. В результате распада возникают элементы тилита и других минеральных веществ. В России изоморфные рассеивания обнаруживаются в Приморье, например, в Дубровском и Смирновском месторождении.

    Минеральные формы

    В группу входят самородки и сплавы интерметаллических образований. Концентрации в почве являются низкими, но такие залежи сконцентрированы на широких площадях. Вместе с оловом обнаруживается руда меди, алюминия, железа, не считая характерных самородков серебра, золота и платиноидов.

    Эти же элементы участвуют в образовании сплавов олова:

    Приведенные образования встречаются в интрузивных породах магния, например, пикритах и траппах в области Сибирской платформы. Габброиды и гипербазиты располагаются в грунтах Камчатки. Гидротермальные и метасоматические породы находятся в составе никелевых и медных руд в бассейнах Урала, Узбекистана, Кавказа. Пелагические осадочные соединения являются результатом Большого Толбачинского извержения.

    Окисные соединения

    Наиболее распространены в природе в форме касситеритов (Sn O 2), являющихся оксидами олова. Гамма-резонансное исследование показывает присутствие Sn+4. Соединения включают до 78% олова в форме сплошных вкраплений с отдельными зернами минерала величиной 3−5 мм.

    Встречаются формы касситеритов:

    1. Гидроокисные сплавы представлены в природе осадками полиоловянной кислоты. К ним относят сукулаиты, варламовиты, гидромартиты, гидростаннаты.
    2. Силикаты находятся в форме малаяитов, стоказитов, пабститов. Первый вид минералов встречается в больших масштабах.
    3. Сульфидные образования металла представлены серой в сочетании с оловом и являются второй по значению группой для промышленных разработок. Более сложные соединения имеют в составе медь, свинец. В породах чаще других встречаются халькопириты.
    4. Станнины имеют второе название оловянного колчедана. Минералы широко добываются в Якутии и Приморье. Во многих случаях представляет основу для образования халькопирита.

    Касситериты являются отличным материалом для получения чистого олова. В России добываются в Забайкалье, разрабатываются в районах Средней Азии. Мировые бассейны располагаются в Таиланде, Боливии, Малайзии, Китае, Индонезии, Нигерии.

    Коллоидные формирования

    Кремниево-коллоидные виды играют большую роль в геохимических процессах, хотя их детальное изучение не проводилось. Соединения относятся к вязкой форме выражения коломорфных касситеритов, которые подвергаются кристаллическим преобразованиям. Обнаружена сильная растворимость олова в кремниево-хлористых составах.

    Анализ характеристик соединений и их похожесть на Si (OH) 4 показывает способность к получению высокомолекулярного материала (полимера) методом присоединения олигомеров и мономеров к активным молекулам. В результате возникает соединение с замещением анионами хлора и фтора группы ОН. Полимеризация вызывает образование дисперсного геля. Такая форма относится к промежуточным этапам при выделении осадка из гидротермальных веществ.

    Жидкая фаза

    В газовых и жидких образованиях горных пород выявляются касситериты в категории заключенных минералов. Природные растворы с включением олова почти не анализировались, информация получена после экспериментальных методов исследования.

    Виды содержания олова в природных жидкостях делятся на категории:

    1. Ионные соединения. Их строение изучалось с точки зрения валентных сцеплений и стереохимических сочетаний. Выделяются подкатегории ионов, галогенидов, гидроксильных и сульфидных образований.
    2. Комплексные формирования. Получаются в результате травления касситеритов в среде с высокой концентрацией фтора или хлора.

    Редко встречаются олово — кремниевые и дисперсные гелевые вкрапления в жидкой природной среде. Фундаментом этих форм являются минеральные материалы. Соединения проявляют свойства слабых оснований в кислых породах.

    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).

    Выплавка

    Восстановление происходит путем плавления касситерита с углесодержащими материалами в специализированных печах отражательного или шахтового типа. Шахтные печи принято использовать издавна: в них, чередуя, грузят слоями древесный уголь и касситерит. Отражательные устройства являются более современными и распространенными. Топливом выступает каменный уголь, а руда перемешивается с антрацитом и известняковыми породами.

    Результат восстановительных работ — шлаки, обогащенные до 25 % оловом. Полученные материалы подвергают дальнейшей обработке, с последующей переплавкой под более высокими температурными режимами. Весь процесс имеет особый контроль со своей технологией, которая строго соблюдается, во избежание получения слишком больших остатков олова в шлаках после вторичной обработки.

    Производство изделий из олова и его сплавов

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

    Познавательно: в музеях Санкт-Петербурга хранятся крупные коллекции оловянных солдатиков.

    • 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.


    Расплавленное олово

    Воздействие на организм оловянных изделий минимально. Поэтому применение металла в пищевой промышленности вполне оправдано.

    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.

    Рафинирование добытого материала

    Чистота добываемого ресурса напрямую зависит от исходного качества руды. Для получения наиболее качественного олова выполняется рафинирование материалов следующими способами:

    1. Термический. Подразумевает использование специализированных котлов, где проходит весь процесс очищения. Температура кипения внутри доводится до 300 градусов. Добавление угля или серы, позволяет добиться расщепления железа и меди.
    2. Электролитический. Процедура выполняется в отдельных электролизных ваннах, где устанавливается необходимое вспомогательное оборудование. Рабочая температура фиксируется на уровне 35 градусов. Олово, полученное таким способом, наиболее чистое.

    Использование полупроводниковой техники подразумевает дополнительную очистку путем зонного плавления.

    Источник

    Читайте также:  Хлорид олова азотной кислотой