khimie.ru

Свойства олова. Олово представляет собой серебрлсто-бслый блестящий металл, обладающий незначительной твердостью, но большой ковкостью, так что его можно прокатать до очопь топких листов (сташшолъ). Его удельный вес 7,28, точка плавления 231,8 °С. В значительной мере оно улетучивается уже при 1200 °С, хотя точка кипения его лежит только при 2362 °С. Из расплава олово затвердевает обычно в виде тетрагональных кристаллитов. Кристаллическая структура Sn отчетливо проявляется, если его шлиф протравить соляной кислотой (муаровое олово). Хрустящий звук, появляющийся при сгибании оловянной палочки («оловянный крик»), обусловлен трепцом кристаллитов друг о друга. Выше 161 °С олово превращается в другую, ромбическую, модификацию. В этой форме оно очень хрупко, так что его можно истолочь в порошок (лучше всего при температуре примерно 200 °С), а при падении с небольшой высоты оно разбивается на мелкие куски. На этом основано приготовление так называемого зерненого олова. Третья модификация − порошкообразное серое олово (уд. вес при 18 °С 5,75) − стабильна ниже 13,2 °С. Превращение в эту модификацию и обратный процесс происходят обычно с бесконечно малой скоростью. При переходе олова в серую модификацию оловянные предметы полностью разрушаются. В местах, пораженных превращением, они рассыпаются в порошок («оловянная  чума»).

При устойчивых сильных холодах в разных местах оловянных предметов начинается спонтанное превращение олова в серую модификацию. В этом случае на пораженных предметах образуются серые пятна, которые состоят из порошкообразного серого олова. Эти пылинки, попадая на другие места, действуют как зародыши кристаллизации, так что разрушающее превращение, если оно началось только в одном месте, распространяется как заразное заболевание. Название для этого явления «оловянная чума» очень характерно. Превращение тем активнее, чем сильнее охлаждено олово ниже температуры 13,2 ºС. Однако в силу того, что скорость реакции с понижением температуры уменьшается, имеется определенная температура, при которой скорость превращения достигает своего максимума. Эта температура лежит около −48 °С. Превращение ускоряется под действием спиртового раствора «розовой соли»; оно замедляется, прежде всего, под действием солей висмута и сурьмы. Термическая и механическая обработка металла и число превращений, которые уже произошли, также весьма значительно влияют на скорость превращения.

Структура решетки серого олова (α-Sn) такая же, как у алмаза, но с а = 6,46 Å. Обычное тетрагональное олово (β-Sn) образует (не наблюдающуюся у других соединений) решетку, которая может быть описана как решетка алмаза, сжатая в направлении оси с. Структура ромбического олова (γ-Sn) еще не известна.

Превращение α-Sn→β-Sn сопровождается не только значительным увеличением плотности, но также значительным усилением металлического характера. Оба свойства тесно связаны одно с другим, так как для металлов характерна особо плотная упаковка атомов (высокие координационные числа). Напротив, неметаллы вследствие наличия направленных связей имеют только небольшие координационные числа (4 и менее) и вследствие этого обладают достаточно объемными структурами. Наступающее при подводе тепла, очевидно вследствие разрыхления направленных связей, сжатее помимо олова, наблюдается также и у других элементов, которые в периодической системе расположены вблизи границы между металлами и неметаллами, например, у Ga, Si, Ge, Вi и Те. Однако у этих элементов сжатие не проявляется в твердом состояние, а наступает только при плавлении, а в случае даже несколько выше температуре плавления.

По отношению к воздуху и воде олово при обычной температуре устойчиво. Однако при более высокой температуре оно окисляется. Пары; олова легко и полностью сгорают, образуя диоксид. Со свободными галогенами олово образует тетрагалогениды. С хлором и бромом оно реагирует уже при обычной температуре, с йодом − при слабом нагревании. С фтором оно не реагирует заметно при обычной температуре, при 100 °С, напротив, очень энергично (с появлением пламени). Так же достаточно энергично оно реагирует при нагревании с серой, селеном и теллуром. С азотом олово непосредственно не соединяется, а с фосфором реагирует при нагревании.

Разбавленные кислоты лишь медленно действуют на олово, что объясняется незначительной разницей его нормального потенциала и нормального потенциала водорода. Лучше всего оно растворяется в концентрированной соляной кислоте Sn + 2HС1 = SnС1₂ + H₂. Это уравнение выражает процесс только частично, поскольку для растворения в соляной кислоте большое значение имеет также тенденция олова образовывать хлорокомплексы, например [SnСl₃]^—. Энергично реагирует олово также с концентрированной азотной кислотой. При этом оно превращается в нерастворимый в воде белый порошок, β-оловянную кислоту. Гораздо медленнее взаимодействует олово с концентрированной серной кислотой, в которой оно растворяется с выделением SO₂.

При кипячении с растворами едких щелочей олово переходит в раствор с образованием гидроксостаннат-ионов:

Sn + 4Н₂O + 20Н^— = [Sn(ОН)₆]^2- + 2Н₂.

Аналогичным образом олово переходит в раствор, если его используют в качестве анода, погрузив в концентрированный раствор едкого натра:

Sn −4e^— + 6OН^— = [Sn(ОН)₆]^2-.

Если, однако, плотность тока превысит определенную величину, то олово внезапно «пассивируется», т. е. ведет себя как неразрушающийся электрод.

Важным для применения олова свойством является его способность легко образовывать сплавы с другими металлами.

Металлическое олово как практически нерастворимое вещество не ядовито. Однако в старых и сильно кислых консервах могут содержаться растворимые соединения олова, вредные для человеческого организма.