Олово позначення. Основні фізичні властивості олова. Запаси і видобуток

Олово - метал, який служив людині з незапам'ятних часів. Фізичні властивості олова забезпечили його основоположну роль в історії людства. Без нього неможливе існування бронзи, яка залишалася протягом багатьох століть єдиним сплавом, з якого людина виготовляв практично всі - від знарядь праці до ювелірних прикрас.

Олово - метал використовується людиною з давніх часів

Фізичні властивості олова

При нормальному тиску і температурі 20 ° C олово ідентифікується як метал з блиском біло-сріблястого кольору. Повільно тьмяніє на повітрі внаслідок утворення оксидної плівки.

Для олова, як і для всіх металів, характерна непрозорість. Вільні електрони металевої кристалічної решітки заповнюють міжатомна простір і відображають світлові промені, не пропускаючи їх. Тому перебуваючи в кристалічному стані, метал має характерний блиск, а в порошкоподібному вигляді цей блиск втрачає.

Володіє відмінною ковкістю, т. Е. Легко піддається обробці за допомогою тиску. Гнучкість олова надає його висока пластичність в поєднанні з низьким опором деформації. Пластичність металу дозволяє розкачати його в тонку фольгу, звану станіолем або олов'яної папером. Її товщина коливається від 0,008 до 0,12 мм. Раніше станіоль знаходив застосування в якості підкладки при виготовленні дзеркал і в електротехніці при виробництві конденсаторів, поки не був повністю витіснений алюмінієвою фольгою.

У олова властивості досить м'якого металу. Його твердість за шкалою Брінелля становить 3,9-4,2 кгс / мм.

Відноситься до легкоплавким металів. Температура плавлення олова - 231,9 ° C - сприяє швидкому вилученню його з руди. Олово просто сплавляється з іншими металами, що забезпечує його широке застосування в промисловості.

Щільність при температурі 20 ° C становить 7,29 г / см³. За цим показником олово в 2,7 рази важче алюмінію, але легше срібла, золота, платини і наближене до щільності заліза (7,87 г / см³).

Метал закипає при високій температурі, що дорівнює 2620 ° C, довго залишаючись рідким в розплаві.

Хімічно чисте олово при звичайній температурі володіє незначною міцністю. При розтягуванні межа механічної міцності становить всього 1,7 кгс / мм, а відносне подовження - 80-90%. Ці характеристики говорять про те, що деформувати олов'яний прут можна без особливих зусиль в різних напрямках. При цьому зміщення шарів кристалічної решітки металу відносно один одного супроводжується специфічним тріском.

поліморфізм олова

Поліморфізм (аллотропия) - фізичне явище, засноване на перестроюванні атомів або молекул речовин в твердому стані, що тягне за собою зміну їх властивостей. Кожна поліморфна модифікація стійко існує тільки в строго визначеному інтервалі значень температур і тисків.

Будь-метал має специфічну кристалічною решіткою. При зміні зовнішніх фізичних умов кристалічна решітка може змінюватися. Поліморфізм металів використовують при їх термічній обробці в промисловості.

Олово - метал по різному реагує на хімічні впливи

Хімічні властивості олова визначаються його положенням в періодичній системі елементів Д. І. Менделєєва і передбачають амфотерность, т. Е. Здатність проявляти як основні, так і кислотні властивості. Безпосередньо залежать від поліморфізму олова фізичні властивості.

Для металу відомі три аллотропние модифікації: альфа, бета і гамма. Поліморфна перебудова кристалічних решіток можлива внаслідок зміни симетрії електронних оболонок атомів під впливом різних температур.

Для сірого олова (α-Sn) характерна гранецентрированная кубічна кристалічна решітка. Розмір елементарної комірки решітки тут великий. Це безпосередньо позначається на щільності. Вона менше, ніж у білого олова: 5,85 і 7,29 г / см³ відповідно. За електропровідності альфа-модифікація відноситься до напівпровідників. За магнетизму - до діамагнетиків, т. К. Під зовнішнім магнітним впливом намагничивается проти напрямку внутрішнього магнітного поля. Альфа-олово існує до температури 13,2 ° C у вигляді дрібнодисперсного порошку і практичного значення не несе.
Біле олово (β-Sn) є найстійкішою аллотропной модифікацією з об'ємно-центрованої тетрагональной кристалічною решіткою. Існує в діапазоні температурних значень від 13,2 до 161 ° С. Дуже пластично, м'якше золота, але твердіше свинцю. Серед інших металів володіє середнім значенням теплопровідності. Метал відносять до провідників, хоча електропровідність у бета-модифікації відносно низька. Цим властивістю користуються, щоб зменшити електропровідність будь-якого сплаву шляхом додавання олова. Є парамагнетиком, т. Е. В зовнішньому магнітному полі намагнічується в напрямку внутрішнього магнітного поля.
Гамма-модифікація (γ-Sn) володіє ромбічної кристалічної гратами, стійка в діапазоні температур від 161 до 232 ° С. Зі збільшенням температури пластичність зростає, але, досягнувши температури фазового переходу в 161 ° С, метал повністю втрачає цю властивість. Гамма-модифікація має велику щільність при високому ступені крихкості, т. Е. Відразу розсипається в порошок, тому практичного застосування не має.

Особливості поліморфного переходу β → α

Процес переходу з однієї поліморфної модифікації в іншу відбувається при зміні температури. При цьому спостерігають стрибкоподібні зміни фізико-хімічних властивостей металу.

Вище температури 161 ° С бета-олово можна зупинити перетворюється в тендітну гамма-модифікацію. Нижче температури 13 ° С бета-модифікація необоротно переходить в порошкоподібний сіре олово. Даний поліморфний перехід відбувається з дуже малою швидкістю, але варто тільки на бета-олово потрапити крупинках альфа-модифікації, як щільний метал розсипається в пил. Тому поліморфний перехід β → α іноді називають «олов'яної чумою». Назад альфа-модифікація перекладається в бета-модифікацію тільки шляхом переплавки.

Фазовий перехід β → α значно прискорюється при мінусових температурах навколишнього середовища і супроводжується збільшенням питомої обсягу металу приблизно на 25%, що призводить до його розсипання в порошок.

У олова є унікальна реакція на мороз "олов'яна чума"

В історії є випадки, коли олов'яні вироби на морозі ставали сірим порошком, обескуражівая своїх господарів. «Олов'яна чума» зустрічається рідко і характерна лише для хімічно чистої речовини. При наявності навіть найменших домішок перехід металу в порошок сильно сповільнюється.

Цікаво припущення деяких істориків, що перемогу російському імператору Олександру I над французькою армією під командуванням Наполеона Бонапарта допомогла здобути «олов'яна чума». При сильних морозах гудзики на шинелях французів просто розсипалися на порох, і солдати, замерзаючи, втратили боєздатність.

висновок

Олово має всі типовими фізичними властивостями металів, а його поліморфізм по-своєму дивовижний. Без унікальною тягучість і пластичності цього металу неможливо уявити собі сучасну промисловість. Майже половина від світового видобутку олова використовується для виробництва харчової жерсті. Частина, що залишилася половина витрачається для виготовлення сплавів і різних сполук, що застосовуються у всіх господарських галузях.

Олово - один з небагатьох металів, відомих людині ще з доісторичних часів. Олово і мідь були відкриті раніше заліза, а їхній сплав, бронза, - це, мабуть, найперший «штучний» матеріал, перший матеріал, виготовлений людиною.
Результати археологічних розкопок дозволяють вважати, що ще за п'ять тисячоліть до нашої ери люди уміли виплавляти й чисте олово. Відомо, що стародавні єгиптяни олово для виробництва бронзи возили з Персії.
Під назвою «трапу» цей метал описаний у давньоіндійській літературі. Латинська назва олова stannum походить від санскритського «ста», що означає «твердий».

Згадування про олово зустрічається й у Гомера. Майже за десять століть до нової ери фінікійці доставляли олов'яну руду з Британських островів, що називалися тоді Касситеридами. Звідси назва каситериту - найважливішого з мінералів олова; склад його Sn0 2. Інший важливий мінерал - станнін, або олов'яний колчедан, Cu 2 FeSnS 4. Решта 14 мінералів елементу № 50 зустрічаються набагато рідше і промислового значення не мають.
Між іншим, наші предки мали багатші олов'яні руди, ніж ми. Можна було виплавляти метал безпосередньо з руд, що знаходяться на поверхні Землі і збагачених в ході природних процесів вивітрювання і вимивання. У наш час таких руд уже немає. У сучасних умовах процес отримання олова багатоступінчастий і трудомісткий. Руди, з яких виплавляють олово тепер, складні за складом, крім елемента № 50 (у вигляді оксиду або сульфіду) у них звичайно присутні кремній, залізо, свинець, мідь, цинк, миш'як, алюміній, кальцій, вольфрам та інші елементи. Нинішні олов'яні руди рідко містять більше 1% Sn, а розсипи - і того менше: 0,01-0,02% Sn. Це означає, що для отримання кілограма олова необхідно добути і переробити щонайменше центнер руди.

Як отримують олово з руд

Виробництво елементу № 50 з руд і розсипів завжди починається зі збагачення. Методи збагачення олов'яних руд досить різноманітні. Застосовують, зокрема, гравітаційний метод, заснований на розходженні густини основного і супутніх мінералів. При цьому не можна забувати, що супутні далеко не завжди бувають порожньою породою. Часто вони містять коштовні метали, наприклад вольфрам, титан, лантаноїди. У таких випадках з олов'яної руди намагаються витягти усі цінні компоненти.
Склад отриманого олов'яного концентрату залежить від сировини, і ще від того, яким способом цей концентрат одержували. Вміст олова в ньому коливається від 40 до 70%. Концентрат направляють у печі для випалу (при 600-700 ° С), де з нього віддаляються відносно леткі домішки миш'яку та сірки. А більшу частину заліза, сурми, вісмуту і деяких інших металів уже після випалу виділяють соляною кислотою. Після того як це зроблено, залишається відокремити олово від кисню і кремнію. Тому остання стадія виробництва чорнового олова - плавка з вугіллям і флюсами у відбивних або електричних печах. З фізико-хімічної точки зору цей процес аналогічний доменному: вуглець «віднімає» в олова кисень, а флюси перетворюють двоокис кремнію в легкий у порівнянні з металом шлак.
У чорновому олові домішок ще досить багато: 5- 8%. Щоб отримати метал сортових марок (96,5- 99,9% Sn), використовують вогневе або рідше електролітичне рафінування. А потрібне напівпровідниковій промисловості олово чистотою майже шість дев'яток - 99,99985% Sn - одержують переважно методом зонної плавки.

Ще одне джерело

Для того щоб отримати кілограм олова, не обов'язково переробляти центнер руди. Можна вчинити інакше: «обдерти» 2000 старих консервних банок.
Всього лише полграмма олова приходиться на кожну банку. Але помножені на масштаби виробництва ці півграми перетворюються в десятки тонн ... Частка «вторинного» олова в промисловості капіталістичних країн становить приблизно третину загального виробництва. У нашій країні працюють десятки промислових установок по регенерації олова.
Як же знімають олово з білої жерсті? Механічними способами зробити це майже неможливо, тому використовують розходження в хімічних властивостях заліза та олова. Найчастіше жесть обробляють газоподібним хлором. Залізо під час відсутності вологи з ним не реагує. ж з'єднується з хлором дуже легко. Утвориться паруюча рідина - хлорне олово SnCl 4, яке застосовують в хімічній і текстильній промисловості або відправляють у електролізер, щоб одержати там з нього металічне олово. І знову почнеться «круговерть»: цим оловом покриють сталеві аркуші, одержать білу жерсть. З неї зроблять банки, банки заповнять їжею й закриють. Потім їх розкриють, консерви з'їдять, банки викинуть. А потім вони (не всі, на жаль) знову потраплять на заводи «вторинного» олова.
Інші елементи роблять круговорот у природі за участю рослин, мікроорганізмів і т. Д. Круговорот олова - справа рук людських.

Олово в сплавах

На консервні банки йде приблизно половина світового виробництва олова. Інша половина - в металургію, для одержання різних сплавів. Ми не будемо докладно розповідати про найвідоміший зі сплавів олова - бронзу, адресуючи читачів до статті про мідь - інший найважливіший компонент бронзи. Це тим більше виправдано, що є безолов'яні бронзи, але немає «безмідних». Одна з головних причин створення безолов'яні бронз - дефіцитність елементу № 50. Проте бронза, що містить олово, як і раніше залишається важливим матеріалом і для машинобудування, і для мистецтва.
Техніка бідує й в інших олов'яних сплавах. Їх, правда, майже не застосовують як конструкційні матеріали: вони недостатньо міцні і занадто дороги. Зате у них є інші властивості, що дозволяють вирішувати важливі технічні задачі при порівняно невеликих витратах матеріалу.
Найчастіше олов'яні сплави застосовують як антифрикційні матеріали або припої. Перші дозволяють зберігати машини і механізми, зменшуючи втрати на тертя; другі з'єднують металеві деталі.
З усіх антифрикційних сплавів наілучшнмі властивостями володіють олов'яні бабіти, у складі яких до 90% олова. М'які і легкоплавкі свинцевоолов'яні припої добре змочують поверхню більшості металів, мають високу пластичність втоми. Однак область їхнього застосування обмежується через недостатню механічну міцність самих припоїв.
Олово входить також до складу типографського сплаву гарту. Нарешті, сплави на "основі олова дуже потрібні електротехніці. Найважливіший матеріал для електроконденсаторів - станіоль; це майже чисте олово, перетворене в тонкі аркуші (частка інших металів у станіолі не перевищує 5%).
Між іншим, багато сплавів олова - справжні хімічні сполуки елемента № 50 з іншими металами. Сплавляючись, олово взаємодіє з кальцієм, магнієм, цирконієм, титаном, багатьма рідкоземельними елементами. Утворені при цьому, відрізняються досить великою тугоплавкістю. Так, станід цирконію Zr 3 Sn 2 плавиться лише при 1985 ° С. І «винна» тут не тільки тугоплавкость цирконію, але і характер сплаву, хімічний зв'язок між утворюючими його речовинами. Або інший приклад. Магній до числа тугоплавких металів не віднесеш, 651 ° С - далеко не рекордна температура плавлення. Олово плавиться при ще більш низькій температурі - 232 ° С. А їхній сплав - сполука Mg2Sn - має температуру плавлення 778 ° С.
Той факт, що елемент № 50 утворює досить багато-чисельні сплави такого роду, змушує критично поставитися до твердження, що лише 7% виробленого в світі олова витрачається у вигляді хімічних сполук. Мабуть, мова тут йде тільки про сполуки з неметалами.

З'єднання з неметалами

З цих речовин найбільше значення мають хлориди. У тетрахлориді олова SnCl 4 розчиняються йод, фосфор, сірка, багато органічних речовин. Тому і використовують його головним чином як досить специфічний розчинник. Дихлорид олова SnCl 2 застосовують як про-траву при фарбуванні і як відновник при синтезі органічних барвників. Ті ж функції в текстильному виробництві ще в однієї сполуки елемента № 50 - станату натрію Na 2 Sn0 3. Крім того, з його допомогою збільшують масу шовку.
Промисловість обмежено використовує й окисли олова. SnO застосовують для одержання рубінового скла, a Sn0 2 - білої глазурі. Золотисто-Жовті кристали дисульфіду олйва SnS 2 нерідко називають сухозлітним золотом, яким «золотять» дерево, гіпс. Це, якщо можна так висловитися, «найантисучасніше» застосування сполук олова. А найсучасніше?
Якщо мати на увазі тільки сполуки олова, то це застосування станату барію BaSn0 3 в радіотехніку як чудовий діелектрик. А один з ізотопів олова, il9Sn, зіграв помітну роль при вивченні ефекту Месс- бауера - явища, завдяки якому був створений новий метод дослідження - гамма-резонансна спектроскопія. І це не єдиний випадок, коли древній метал послужив службу сучасній науці.
На прикладі сірого олова - однієї з модифікацій елемента № 50 - був виявлений зв'язок між властивостями і хімічною природою напівпровідникового матеріалу І це, мабуть, єдине, за що сіре олово можна пом'янути добрим словом: шкоди воно принесло більше, ніж користі. Ми ще повернемося до цього різновиду еле мента № 50 після розповіді про ще одну велику і важливу групу сполук олова.

про оловоорганіку

Органічних сполук, до складу яких входить олово, відомо безліч. Перше з них отримано ще в 1852 р
Спочатку речовини цього класу одержували лише одним способом - в обмінній реакції між неорганічними сполуками олова і реактивами Гриньяра. Ось приклад такої реакції:
SnCl 4 + 4RMgX → SnR 4 + 4MgXCl (R тут - вуглеводневий радикал, X - галоген).
З'єднання складу SnR4 широкого практичного при-трансформаційних змін не знайшли. Але саме з них отримані інші оловоорганические речовини, користь яких безсумнівна.

Вперше інтерес до оловоорганнке виник в роки першої світової війни. Майже всі органічні сполуки олова, отримані на той час, були токсичні. Як отруйні речовини ці сполуки не були використані, їх токсичністю для комах, цвілевих грибків, шкідливих мікробів скористалися пізніше. На основі ацетату трифенілолова (C 6 H 5) 3 SnOOCCH 3 був створений ефективний препарат для боротьби з грибковими захворюваннями картоплі та цукрового буряка. У цього препарату виявилася ще одна корисна властивість: він стимулював зростання і розвиток рослин.
Для боротьби з грибками, що розвиваються в апаратах целюлозно-паперової промисловості, застосовують іншу речовину - гідроокис трибутилолова (С 4 Н 9) зSnОН. Це набагато підвищує продуктивність апаратури.
Багато «професій» у ділауріната дібутілолова (C 4 H 9) 2 Sn (OCOC 11 H 23) 2. Його використовують у ветеринарній практиці як засіб проти гельмінтів (глистів). Ця ж речовина широко застосовують в хімічній промисловості як стабілізатор полівінілхлориду та інших полімерних матеріалів і як каталізатор. швидкість
реакції утворення уретанів (мономери поліуретанових каучуків) у присутності такого каталізатора зростає в 37 тис. разів.
На основі оловоорганічних сполук створені ефективні інсектициди; оловоорганічне скло надійно захищає від рентгенівського опромінення, полімерними свинець- і оловоорганічними фарбами покривають підводні частини кораблів, щоб на них не наростали молюски.
Все це з'єднання олова. Обмежені рамки статті не дозволяють розповісти про багато інших корисних речовин цього класу.
Органічні сполуки двовалентного олова, напроти, нечисленні і практичне застосування поки майже не знаходять.

Про сіре олово

Морозною зимою 1916 р партія олова була відправлена \u200b\u200bпо залізниці з Далекого Сходу в європейську частину Росії. Але на місце прибутку не серебрістобелимі злитки, а переважно дрібний сірий порошок.
За чотири роки до цього відбулася катастрофа з експедицією полярного дослідника Роберта Скотта. Експедиція, що направлялася до Південного полюсу, залишилася без палива: воно витекло з залізних судин крізь шви, пропаяні оловом.
Приблизно в ті ж роки до відомого російського хіміка В. В. Марковникова звернулися з інтендантства з проханням пояснити, що відбувається з лудженими чайниками, якими постачали російську армію. Чайник, який принесли в лабораторію як наочний приклад, був покритий сірими плямами і наростами, що обсипалися навіть при легкому постукуванні рукою. Аналіз показав, що і пил, і нарости складалися тільки з олова, без яких би то не було домішок.

Що ж відбувалося з металом у всіх цих випадках?
Як і багато інших елементів, олово має кілька аллотропических модифікацій, кілька станів. (Слово «аллотропия» перекладається з грецької як «інша властивість», «інший поворот»). При нормальній плюсовій температурі олово виглядає так, що ніхто не може поставити під сумнів приналежність його до класу металів.
Білий метал, пластичний, ковкий. Кристали білого олова (його називають ще бета-оловом) тетрагональні. Довжина ребер елементарних кристалічних ґрат - 5,82 і 3,18 А. Але при температурі нижче 13,2 ° С «нормальний» стан олова інший. Ледь досягають цей температурний поріг, у кристалічній структурі олов'яного зливка починається перебудова. Біле олово перетворюється в порошкоподібне сіре, або альфа-олово, і чим нижче температура, тим більше швидкість цього перетворення. Максимуму вона досягає при мінус 39 ° С.
Кристали сірого олова кубічної конфігурації; розміри їхніх елементарних осередків більше - довжина ребра 6,49 А. Тому густина сірого олова помітно менша, ніж білого: 5,76 і 7,3 г / см3 відповідно.
Результат перетворення білого олова в сіре іноді називають «олов'яної чумою». Плями і нарости на армійських чайниках, вагони з олов'яним пилом, шви, що стали проникними для рідини - наслідки цієї «хвороби».
Чому зараз не трапляються подібні історії? Тільки по одній причині: олов'яну чуму навчилися «лікувати». З'ясовано її фізико-хімічна природа, встановлено, як впливають на сприйнятливість металу до «чуми» ті чи інші добавки. Виявилося, що алюміній і цинк сприяють цьому процесу, а вісмут, свинець і сурма, навпаки, протидіють йому.
Крім білого і сірого олова, виявлена \u200b\u200bще одна алотропічних модифікацій елемента № 50 - гамма-олово, стійке при температурі вище 161 ° С. Відмітна риса такого олова - крихкість. Як і всі метали, з ростом температури олово стає пластичнее, але тільки при температурі нижче 161 ° С. Потім воно повністю втрачає пластичність, перетворюючись в гамма-олово, і стає настільки крихким, що його можна потовкти в порошок.

Ще раз про дефіцит заметіль

Часто статті про елементи закінчуються міркуваннями автора про майбутнє свого «героя». Як правило, малюється воно в рожевому світлі. Автор статті про олово позбавлений цієї можливості: майбутнє олова - металу, безсумнівно, корисно - неясно. Неясно тільки по одній причині.
Кілька років пазад американське Гірське бюро опублікувало розрахунки, з яких випливало, що розвіданих запасів елемента № 50 вистачить світові якнайбільше на 35 років. Правда, вже після цього було знайдено кілька нових родовищ, у тому числі найбільше в Європі, розташоване на території Польської Народної Республіки. І тим не менше дефіцит олова продовжує тривожити фахівців.
Тому, закінчуючи розповідь про елемент № 50, ми хочемо ще раз нагадати про необхідність заощаджувати і берегти олово.
Брак цього металу хвилювала навіть класиків літератури. Пам'ятаєте у Андерсена? «Двадцять чотири солдатики були зовсім однакові, а двадцять п'ятого солдатик був одноногий. Його відливали останнім, і олова небагато не вистачило ». Тепер олова бракує не трохи. Недарма навіть двоногі олов'яні солдатики стали рідкістю - частіше зустрічаються пластмасові. Але при всій повазі до полімерів замінити олово вони можуть далеко не завжди.
Ізотопів. Олово - один з найбільш «багатоізотопних» елементів: природне олово складається з десяти ізотопів з масовими числами 112, 114-120, 122 п 124. Найпоширеніший з них i20Sn, на його частку припадає близько 33% всієї земної олова. Майже в 100 разів менше олова-115- самого рідкісного ізотопу елемента № 50.
Ще 15 ізотопів олова з масовими числами 108-111, 113, 121, 123, 125-132 отримані штучно. Час життя цих ізотопів далеко не однаково. Так, олово-123 має період напіврозпаду 136 днів, а олово-132 всьго 2,2 хвилини.

ЧОМУ БРОНЗУ НАЗВАЛИ БРОНЗОЮ? Слово «бронза» майже однаково звучить на багатьох європейських мовах. Його походження пов'язують з назвою невеликого італійського порту на березі Адріатичного моря - Бріндізі. Саме через цей порт доставляли бронзу до Європи в старовину, і в Давньому Римі цей сплав називали «ес бриндиси» - мідь з Бріндізі.
НА ЧЕСТЬ ВИНАХІДНИКА. Латинське слово frictio означає «тертя». Звідси назва антифрикційних матеріалів, тобто матеріалів «проти Трепов». Вони мало стираються, відрізняються м'якістю і тягучість. Головне їхнє застосування - виготовлення підшипникових вкладишів. Перший антифрикційний сплав на основі олова і свинцю запропонував в 1839 р інженер Бабіт. Звідси назва великої і дуже важливої \u200b\u200bгрупи антифрикційних сплавів - бабітів.
jKECTb ДЛЯ КОНСЕРВУВАННЯ. Спосіб тривалого збереження харчових продуктів консервуванням у банках з білої жерсті, покритої оловом, першим запропонував французький кухар ф. Аппер у 1809 році
СО ДНА ОКЕАНУ. У 1976 р почало працювати незвичайне підприємство, яке скорочено називають РЕП. Розшифровується це так: розвідувально-експлуатаційне підприємство. Воно розміщується в основному на кораблях. За Полярним колом, в море Лаптєвих, в районі Ванькіной губи РЕП видобуває з морського дна оловоносними пісок. Тут же, на борту одного з судів, працює збагачувальна фабрика.
СВІТОВЕ ВИРОБНИЦТВО. За американськими даними, світове виробництво олова в кінці минулого століття становила 174-180 тис. Т.

Незважаючи на свою назву - «стійкий», до міцних металів не відноситься. Воно занадто легке і ковке, щоб його можна було застосовувати для виробництва будь-яких несучих конструкцій. А ось гнучкість при відносно низькій температурі і пластичність роблять речовина досить популярним у відповідній області. Про те, як можна використовувати олово, де купити його для пайки, які припої з ним можливі - все це і навіть більше ви дізнаєтеся з цієї статті.

сплави

У сучасному народному господарстві в абсолютній більшості випадків використовується не олово, а його різноманітні сплави.

Найдавніша і відома сфера використання -, тобто, і олова. Він володіє не тільки чудовими естетичними якостями, але прекрасними технічними:, стійка до зношування, не піддається корозії і так далі. Ну а красу сплаву оцінили дуже і дуже давно: і зараз привертають багатством кольору і блиску.

Друге найбільш відоме застосування - припої. Це, срібла, міді, а так само кадмію або вісмуту. Відмітна особливість цього сплаву - низька температура плавлення, здатність утворювати зв'язку з іншими металами і висока міцність таких з'єднань. За допомогою припоїв з'єднують між собою найрізноманітніші деталі з металів, які один з одним з'єднані бути не можуть - через занадто різної температури плавлення, наприклад. Зрідка, але застосовуються і чисто олов'яні припої.

Властивості припою визначаються його. Традиційно він використовується в радіо- і електротехніці. А ось сплав з 30% олова і 70% свинцю відрізняється дуже широким діапазоном затвердіння. Цю характеристику використовують при пайку труб різного роду.

І саме олово, і олов'яно-свинцеві сплави мають гарним зчепленням до металу. А тому і ті й інші використовуються для зовнішнього покриття деталей з метою захистити вироби від корозії і надати їм привабливого вигляду. Наносять шар, зануривши предмет в ванну з розплавом, або електролітичним методом з водних розчинів.
Ще один відомий сплав з олова, сурми і міді відомий за рахунок своїх видатних антифрикційних якостей. Такі склади - бабіти, застосовують для покриття різних рухомих з метою зменшити їх знос.
Сплав металу зі свинцем і сурмою застосовують при виготовленні друкарських шрифтів. Його міцність і стійкість до втоми дозволяють тривалий час використовувати один і той же набір.
Ще одне незвичайне застосування з'єднання металу зі свинцем - органні труби. Олово - найбільш тонально-резонансний метал з відомих. Його кількість в сплаві визначає тон труби.

Про сферах використання олова розповість дане відео:

самостійне речовина

Олово застосовують і в якості подачі самостійного речовини - з часткою до 97-99%.

Майже половина такого чистого металу як олово йде на покриття консервних банок. Всім відомі бляшані предмети являють собою сталеве виріб, покрите найтоншим шаром олова - 0,4 мкм. Останній забезпечує чудову антикорозійний захист.
З олова виробляють масу різноманітних харчових контейнерів і навіть посуд, оскільки метал відрізняється прекрасними гігієнічними властивостями і абсолютно безпечний на відміну від свого середньовічного «побратима», що представляє собою сплав зі свинцем. Посуд з цього легкого сріблястого металу дуже красива. Крім того, висока гнучкість і пластичність речовини дозволяють не просто штампувати каструльки і тарілки, а виготовляти дійсно чудові предмети їдальнею сервіровки. Відповідно, популярністю користуються подарунки з олова.
Завдяки відмінним антикорозійним властивостям олово використовують і при виготовленні трубопроводу. Особливо цінними є ці його якості при організації системи постачання питної води. Великого поширення вони, правда, не отримують, оскільки матеріал досить дорогий, а, найголовніше, дефіцитний на будівельному ринку.

Про теплоту, градус, питому температура плавлення олова для виготовлення виробів і пайки мікросхем, про особливості застосування в промисловості білого, сірого, хлорного, рідкого олова, його властивості розповімо нижче.

Застосування металу в будівництві

Невисока міцність і твердість значно обмежують застосування олова в будівельній сфері. Та й більшість сплавів з металом припускають зовсім інші характеристики.

Однак і в цій області речовині знайшлося місце.

олов'яні бронзи

Сплав олова з - найбільш відоме застосування металу, за винятком, можливо, отримання білої жерсті. Олов'яне володіє чудовими антифрикційними властивостями, стійка до корозії, гігієнічна і не боїться морозу. Крім того, матеріал надзвичайно привабливий зовні і володіє доставочной ковкістю.

Ці властивості і визначають сфери застосування олов'яного сплаву.

трубопровід - стійкість до дії високих температури і дуже мала усадка - менше 1%, зумовлюють застосування бронзових труб для будь-якого типу трубопроводу: гарячого і холодного водопостачання, опалення і так далі. Завдяки тому, що матеріал не піддається корозії, він виключно довговічний: бронзовий трубопровід (не плутати з) розрахований на використання століттями. Крім того, його значно простіше обслуговувати. Зовнішній вигляд його згодом стає тільки привабливішим: правильна чорна патина надає навіть простий трубі елегантність, властивостей своїх матеріал не втрачає, до того ж матеріал не накопичує електрику, як сталь, наприклад.
Сантехніка - ванні, умивальники, унітази з цього сплаву не тільки «чесно» виконують свою роль, тобто, є довговічними предметами з прекрасними гігієнічними властивостями, вони часто ще й дуже красиві. Гнучкість бронзи дозволяє перетворити ванну в художній шедевр.
Те ж саме стосується і дрібних аксесуарів для ванної, Санвузла або кухні. Бронзові крани, лійки, підставки, рушникосушки та інші додадуть будь-якого інтер'єру вид абсолютно розкішний.
Фурнітура іншого роду - ручки, замки, дверні накладні петлі і навіть кільця для штор, доволі вишуканий штрих класичного стилю.
Сходові поручні і огорожі - мабуть, найефектніше застосування бронзи в житловому будинку, оскільки має відносно велику площу. Ковані або литі бронзові перила - спосіб зробити інтер'єр не тільки унікальним, але й надзвичайно розкішним і елегантним.
і предмети побуту, Які можна зробити з металу - вішалки, лави, власники, рами для дзеркал і так далі. Виконані з бронзи ці вироби є прикрасою будь-якого будинку і в будь-якому стилі.

Про те, що робити, якщо вам не вистачає олова для пайки, розповість дане відео:

Предмети побуту

Канули в Літо олов'яні свічники, підстаканники, гудзики і солдатики. Сьогодні чисте олово, незважаючи на значно меншу вартість у порівнянні з минулими століттями, має куди менше застосування, оскільки витісняється більш дешевими і доступними сплавами.

Однак любителі ретростилей і зараз не забудуть знайти олив'яне виріб для прикраси інтер'єру.

олов'яне фурнітура - в основному дверні ручки, хоча можна знайти і інші вироби. У порівнянні з бронзою або олово здається скромнішим і володіє меншим блиском. Однак для стилів кантрі або англійської це є перевагою. Ну а висока гнучкість матеріалу значно компенсує його неяркость.
олов'яне посуд - від найпростішої «дідівської» гуртки, з якої «така смачна вода», до вишуканого столового приладу. Посуд з олова витончена і складе честь будь-якої вітальні. А вже набором олов'яних десертних ложечок і зараз можна здивувати любителя старовини.
У позаминулому столітті повсюдно використовувалися штамповані олов'яні вуличні ліхтарі. Використовувати їх давно перестали, а ось олов'яні світильники різного роду - від люстр до скромних настільних, виготовляють до сих пір.

Олово - метал малопоширений, найбільше відомий як компонент бронзи, та й застосування в будівництві та побуті знайшов саме у вигляді бронзового сплаву. Однак олов'яні предмети побуту і посуд і зараз є окрасою їдальнею.

Вирішили самостійно виготовити невеликі вироби з олова? Тоді подивіться перш цей відеосюжет:

Результати археологічних розкопок дозволяють вважати, що ще за п'ять тисячоліть до нашої ери люди уміли виплавляти й чисте олово. Відомо, що стародавні єгиптяни олово для виробництва бронзи возили з Персії.

Під назвою «трапу» цей метал описаний у давньоіндійській літературі. Латинська назва олова stannum походить від санскритського «ста», що означає «твердий».

Згадування про олово зустрічається й у Гомера. Майже за десять століть до нової ери фінікійці доставляли олов'яну руду з Британських островів, що називалися тоді Касситеридами. Звідси назва каситериту - найважливішого з мінералів олова; склад його SnO 2. Інший важливий мінерал - станнін, або олов'яний колчедан, Cu 2 FeSnS 4. Решта 14 мінералів елементу №50 зустрічаються набагато рідше і промислового значення не мають. Між іншим, наші предки мали багатші олов'яні руди, ніж ми. Можна було виплавляти метал безпосередньо з руд, що знаходяться на поверхні Землі і збагачених в ході природних процесів вивітрювання і вимивання. У наш час таких руд уже немає. У сучасних умовах процес отримання олова багатоступінчастий і трудомісткий. Руди, з яких виплавляють олово тепер, складні за складом, крім елемента №50 (у вигляді оксиду або сульфіду) у них звичайно присутні кремній, залізо, свинець, мідь, цинк, миш'як, алюміній, кальцій, вольфрам та інші елементи. Нинішні олов'яні руди рідко містять більше 1% Sn, а розсипи - і того менше: 0,01 ... 0,02% Sn. Це означає, що для отримання кілограма олова необхідно добути і переробити щонайменше центнер руди.

Як отримують олово з руд

Виробництво елемента №50 з руд і розсипів завжди починається зі збагачення. Методи збагачення олов'яних руд досить різноманітні. Застосовують, зокрема, гравітаційний метод, заснований на розходженні густини основного і супутніх мінералів. При цьому не можна забувати, що супутні далеко не завжди бувають порожньою породою. Часто вони містять коштовні метали, наприклад вольфрам, титан, лантаноїди. У таких випадках з олов'яної руди намагаються витягти усі цінні компоненти.

Склад отриманого олов'яного концентрату залежить від сировини, і ще від того, яким способом цей концентрат одержували. Вміст олова в ньому коливається від 40 до 70%. Концентрат направляють у печі для випалу (при 600 ... 700 ° C), де з нього віддаляються відносно леткі домішки миш'яку та сірки. А більшу частину заліза, сурми, вісмуту і деяких інших металів уже після випалу виділяють соляною кислотою. Після того як це зроблено, залишається відокремити олово від кисню і кремнію. Тому остання стадія виробництва чорнового олова - плавка з вугіллям і флюсами у відбивних або електричних печах. З фізико-хімічної точки зору цей процес аналогічний доменному: вуглець «віднімає» в олова кисень, а флюси перетворюють двоокис кремнію в легкий у порівнянні з металом шлак.

У чорновому олові домішок ще досить багато: 5 ... 8%. Щоб отримати метал сортових марок (96,5 ... 99,9% Sn), використовують вогневе або рідше електролітичне рафінування. А потрібне напівпровідниковій промисловості олово чистотою майже шість дев'яток - 99,99985% Sn - одержують переважно методом зонної плавки.

Ще одне джерело

Для того щоб отримати кілограм олова, не обов'язково переробляти центнер руди. Можна вчинити інакше: «обдерти» 2000 старих консервних банок.

Всього лише полграмма олова приходиться на кожну банку. Але помножені на масштаби виробництва ці півграми перетворюються в десятки тонн ... Частка «вторинного» олова в промисловості капіталістичних країн становить приблизно третину загального виробництва. У нашій країні працюють десятки промислових установок по регенерації олова.

Як же знімають олово з білої жерсті? Механічними способами зробити це майже неможливо, тому використовують розходження в хімічних властивостях заліза та олова. Найчастіше жесть обробляють газоподібним хлором. Залізо під час відсутності вологи з ним не реагує. Олово ж з'єднується з хлором дуже легко. Утвориться паруюча рідина - хлорне олово SnCl 4, яке застосовують в хімічній і текстильній промисловості або відправляють у електролізер, щоб одержати там з нього металічне олово. І знову почнеться «круговерть»: цим оловом покриють сталеві аркуші, одержать білу жерсть. З неї зроблять банки, банки заповнять їжею й закриють. Потім їх розкриють, консерви з'їдять, банки викинуть. А потім вони (не всі, на жаль) знову потраплять на заводи «вторинного» олова.

Інші елементи роблять круговорот у природі за участю рослин, мікроорганізмів і т.д. Кругообіг олова - справа рук людських.

Олово в сплавах

Техніка бідує й в інших олов'яних сплавах. Їх, правда, майже не застосовують як конструкційні матеріали: вони недостатньо міцні і занадто дороги. Зате у них є інші властивості, що дозволяють вирішувати важливі технічні задачі при порівняно невеликих витратах матеріалу.

Найчастіше олов'яні сплави застосовують як антифрикційні матеріали або припої. Перші дозволяють зберігати машини і механізми, зменшуючи втрати на тертя; другі з'єднують металеві деталі.

З усіх антифрикційних сплавів найкращими властивості мають олов'яні бабіти, у складі яких до 90% олова. М'які і легкоплавкі свинцевоолов'яні припої добре змочують поверхню більшості металів, мають високу пластичність втоми. Однак область їхнього застосування обмежується через недостатню механічну міцність самих припоїв.

Олово входить також до складу типографського сплаву гарту. Нарешті, сплави на основі олова дуже потрібні електротехніці. Найважливіший матеріал для електроконденсаторів - станіоль; це майже чисте олово, перетворене в тонкі аркуші (частка інших металів у станіолі не перевищує 5%).

Між іншим, багато сплавів олова - справжні хімічні сполуки елемента №50 з іншими металами. Сплавляючись, олово взаємодіє з кальцієм, магнієм, цирконієм, титаном, багатьма рідкоземельними елементами. Утворені при цьому, відрізняються досить великою тугоплавкістю. Так, станід цирконію Zr 3 Sn 2 плавиться лише при 1985 ° C. І «винна» тут не тільки тугоплавкость цирконію, але і характер сплаву, хімічний зв'язок між утворюючими його речовинами. Або інший приклад. Магній до числа тугоплавких металів не віднесеш, 651 ° C - далеко не рекордна температура плавлення. Олово плавиться при ще більш низькій температурі - 232 ° C. А їхній сплав - сполука Mg 2 Sn - має температуру плавлення 778 ° C.

Той факт, що елемент №50 утворює досить численні сплави такого роду, змушує критично поставитися до твердження, що лише 7% виробленого в світі олова витрачається у вигляді хімічних сполук ( «Коротка хімічна енциклопедія», т. 3, с. 739). Мабуть, мова тут йде тільки про сполуки з неметалами.

З'єднання з неметалами

Промисловість обмежено використовує й окисли олова. SnO застосовують для одержання рубінового скла, a SnO 2 - білої глазурі. Золотисто-жовті кристали дисульфіду олова SnS 2 нерідко називають сухозлітним золотом, яким «золотять» дерево, гіпс. Це, якщо можна так висловитися, «найантисучасніше» застосування сполук олова. А найсучасніше?

Якщо мати на увазі тільки сполуки олова, то це застосування станату барію BaSnO 3 в радіотехніку як чудовий діелектрик. А один з ізотопів олова, 119 Sn, зіграв помітну роль при вивченні ефекту Мессбауера - явища, завдяки якому був створений новий метод дослідження - гамма-резонансна спектроскопія. І це не єдиний випадок, коли древній метал послужив службу сучасній науці.

На прикладі сірого олова - однієї з модифікацій елемента №50 - був виявлений зв'язок між властивостями і хімічною природою напівпровідникового матеріалу. І це, мабуть, єдине, за що сіре олово можна пом'янути добрим словом: шкоди воно принесло більше, ніж користі. Ми ще повернемося до цього різновиду елемента №50 після розповіді про ще одну велику і важливу групу сполук олова.

про оловоорганіку

Органічних сполук, до складу яких входить олово, відомо безліч. Перше з них отримано ще в 1852 р

Спочатку речовини цього класу одержували лише одним способом - в обмінній реакції між неорганічними сполуками олова і реактивами Гриньяра. Ось приклад такої реакції:

SnCl 4 + 4RMgX → SnR 4 + 4MgXCl

(R тут - вуглеводневий радикал, X - галоген).

З'єднання складу SnR 4 широкого практичного застосування не знайшли. Але саме з них отримані інші оловоорганические речовини, користь яких безсумнівна.

Вперше інтерес до оловоорганіку виник в роки першої світової війни. Майже всі органічні сполуки олова, отримані на той час, були токсичні. Як отруйні речовини ці сполуки не були використані, їх токсичністю для комах, цвілевих грибків, шкідливих мікробів скористалися пізніше. На основі ацетату трифенілолова (C 6 H 5) 3 SnOOCCH 3 був створений ефективний препарат для боротьби з грибковими захворюваннями картоплі та цукрового буряка. У цього препарату виявилася ще одна корисна властивість: він стимулював зростання і розвиток рослин.

Для боротьби з грибками, що розвиваються в апаратах целюлозно-паперової промисловості, застосовують іншу речовину - гідроокис трибутилолова (С 4 Н 9) 3 SnOH. Це набагато підвищує продуктивність апаратури.

Багато «професій» у ділауріната дібутілолова (C 4 H 9) 2 Sn (OCOC 11 H 23) 2. Його використовують у ветеринарній практиці як засіб проти гельмінтів (глистів). Ця ж речовина широко застосовують в хімічній промисловості як стабілізатор полівінілхлориду та інших полімерних матеріалів і як каталізатор. Швидкість реакції утворення уретанів (мономери поліуретанових каучуків) у присутності такого каталізатора зростає в 37 тис. Разів.

На основі оловоорганічних сполук створені ефективні інсектициди; оловоорганічне скло надійно захищає від рентгенівського опромінення, полімерними свинець- і оловоорганічними фарбами покривають підводні частини кораблів, щоб на них не наростали молюски.

Все це з'єднання олова. Обмежені рамки статті не дозволяють розповісти про багато інших корисних речовин цього класу.

Органічні сполуки двовалентного олова, напроти, нечисленні і практичне застосування поки майже не знаходять.

Про сіре олово

Морозною зимою 1916 р партія олова була відправлена \u200b\u200bпо залізниці з Далекого Сходу в європейську частину Росії. Але на місце прибули не сріблясто-білі зливки, а переважно дрібний сірий порошок.

За чотири роки до цього відбулася катастрофа з експедицією полярного дослідника Роберта Скотта. Експедиція, що направлялася до Південного полюсу, залишилася без палива: воно витекло з залізних судин крізь шви, пропаяні оловом.

Приблизно в ті ж роки до відомого російського хіміка В.В. Марковникова звернулися з інтендантства з проханням пояснити, що відбувається з лудженими чайниками, якими постачали російську армію. Чайник, який принесли в лабораторію як наочний приклад, був покритий сірими плямами і наростами, що обсипалися навіть при легкому постукуванні рукою. Аналіз показав, що і пил, і нарости складалися тільки з олова, без яких би то не було домішок.

Що ж відбувалося з металом у всіх цих випадках?

Як і багато інших елементів, олово має кілька аллотропических модифікацій, кілька станів. (Слово «аллотропия» перекладається з грецької як «інша властивість», «інший поворот»). При нормальній плюсовій температурі олово виглядає так, що ніхто не може поставити під сумнів приналежність його до класу металів.

Білий метал, пластичний, ковкий. Кристали білого олова (його називають ще бета-оловом) тетрагональні. Довжина ребер елементарних кристалічних ґрат - 5,82 і 3,18 Å. Але при температурі нижче 13,2 ° C «нормальний» стан олова інший. Ледь досягають цей температурний поріг, у кристалічній структурі олов'яного зливка починається перебудова. Біле олово перетворюється в порошкоподібне сіре, або альфа-олово, і чим нижче температура, тим більше швидкість цього перетворення. Максимуму вона досягає при мінус 39 ° C.

Кристали сірого олова кубічної конфігурації; розміри їхніх елементарних осередків більше - довжина ребра 6,49 Å. Тому щільність сірої олова помітно менша, ніж білого: 5,76 і 7,3 г / см 3 відповідно.

Результат перетворення білого олова в сіре іноді називають «олов'яної чумою». Плями і нарости на армійських чайниках, вагони з олов'яним пилом, шви, що стали проникними для рідини - наслідки цієї «хвороби».

Чому зараз не трапляються подібні історії? Тільки по одній причині: олов'яну чуму навчилися «лікувати». З'ясовано її фізико-хімічна природа, встановлено, як впливають на сприйнятливість металу до «чуми» ті чи інші добавки. Виявилося, що алюміній і цинк сприяють цьому процесу, а вісмут, свинець і сурма, навпаки, протидіють йому.

Крім білого і сірого олова, виявлена \u200b\u200bще одна алотропічних модифікацій елемента №50 - гамма-олово, стійке при температурі вище 161 ° C. Відмітна риса такого олова - крихкість. Як і всі метали, з ростом температури олово стає пластичнее, але тільки при температурі нижче 161 ° C. Потім воно повністю втрачає пластичність, перетворюючись в гамма-олово, і стає настільки крихким, що його можна потовкти в порошок.

Ще раз про дефіцит

Кілька років тому американське Гірське бюро опублікувало розрахунки, з яких випливало, що розвіданих запасів елемента №50 вистачить світові якнайбільше на 35 років. Правда, вже після цього було знайдено кілька нових родовищ, у тому числі найбільше в Європі, розташоване на території Польської Народної Республіки. І тим не менше дефіцит олова продовжує тривожити фахівців.

Тому, закінчуючи розповідь про елемент №50, ми хочемо ще раз нагадати про необхідність заощаджувати і берегти олово.

Брак цього металу хвилювала навіть класиків літератури. Пам'ятаєте у Андерсена? «Двадцять чотири солдатики були зовсім однакові, а двадцять п'ятого солдатик був одноногий. Його відливали останнім, і олова небагато не вистачило ». Тепер олова бракує не трохи. Недарма навіть двоногі олов'яні солдатики стали рідкістю - частіше зустрічаються пластмасові. Але при всій повазі до полімерів замінити олово вони можуть далеко не завжди.

ізотопи

Олово - один з найбільш «багатоізотопних» елементів: природне олово складається з десяти ізотопів з масовими числами 112, 114 ... 120, 122 і 124. Найпоширеніший з них 120 Sn, на його частку припадає близько 33% всієї земної олова. Майже в 100 разів менше олова-115 - самого рідкісного ізотопу елемента №50. Ще 15 ізотопів олова з масовими числами 108 ... 111, 113, 121, 123, 125 ... 132 отримані штучно. Час життя цих ізотопів далеко не однаково. Так, олово-123 має період напіврозпаду 136 днів, а олово-132 всьго 2,2 хвилини.

Чому бронзу назвали бронзою?

Слово «бронза» майже однаково звучить на багатьох європейських мовах. Його походження пов'язують з назвою невеликого італійського порту на березі Адріатичного моря - Бріндізі. Саме через цей порт доставляли бронзу до Європи в старовину, і в Давньому Римі цей сплав називали «ес бриндиси» - мідь з Бріндізі.

На честь винахідника

Латинське слово frictio означає «тертя». Звідси назва антифрикційних матеріалів, тобто матеріалів «проти тертя». Вони мало стираються, відрізняються м'якістю і тягучість. Головне їхнє застосування - виготовлення підшипникових вкладишів. Перший антифрикційний сплав на основі олова і свинцю запропонував в 1839 р інженер Бабіт. Звідси назва великої і дуже важливої \u200b\u200bгрупи антифрикційних сплавів - бабітів.

Жесть для консервування

Спосіб тривалого збереження харчових продуктів консервуванням у банках з білої жерсті, покритої оловом, першим запропонував французький кухар Ф. Аппер у 1809 році

З дна океану

У 1976 р почало працювати незвичайне підприємство, яке скорочено називають РЕП. Розшифровується це так: розвідувально-експлуатаційне підприємство. Воно розміщується в основному на кораблях. За Полярним колом, в море Лаптєвих, в районі Ванькіной губи РЕП видобуває з морського дна оловоносними пісок. Тут же, на борту одного з судів, працює збагачувальна фабрика.

світове виробництво

За американськими даними, світове виробництво олова в 1975 р становило 174 ... 180 тис. Т.

Олово - це легкий метал з атомним номером 50, який знаходиться в 14-й групі періодичної системи елементів. Цей елемент був відомий ще в давнину і вважався одним з найбільш рідкісних і дорогих металів, тому вироби з олова могли дозволити собі найбагатші жителі Римської Імперії і Стародавньої Греції. З олова виготовляли спеціальну бронзу, якою користувалися ще в третьому тисячолітті до нашої ери. Тоді бронза була найміцнішим і популярним сплавом, а олово служило однією з домішок і використовувалося понад дві тисячі років.

На латині цей метал називали словом «stannum», що означає стійкість і міцність, проте такою назвою раніше позначався сплав свинцю і срібла. Тільки в IV столітті цим словом почали називати саме олово. Сама ж назва «олово» має безліч версій походження. У Стародавньому Римі судини для вина робилися зі свинцю. Можна припустити, що оловом називали матеріал, з якого виготовляли судини для зберігання напою оловіна, що вживається древніми слов'янами.

У природі цей метал зустрічається рідко, за поширеністю в земній корі олово займає всього лише 47-е місце і видобувається з каситериту, так званого олов'яного каменю, Який містить близько 80 відсотків цього металу.

касситерит

Застосування в промисловості

Так як олово є нетоксичним і вельми міцним металом, він застосовується в сплавах з іншими металами. Здебільшого його використовують для виготовлення білої жерсті, яка застосовується у виробництві банок для консервів, припоїв в електроніці, а також для виготовлення бронзи.

Фізичні властивості олова

Цей елемент являє собою метал білого кольору з сріблястим відблиском.

Сіра і біла олово

Якщо нагріти олово, можна почути потріскування. Цей звук обумовлений тертям кристаликів одна об одну. Також характерний хрускіт з'явиться, якщо шматок олова просто зігнути.

Олово вельми пластично і ковке. У класичних умовах цей елемент існує у вигляді «білого олова», яке може модифікуватися в залежності від температури. Наприклад, на морозі біле олово перетвориться на сіру і матиме структуру, схожу зі структурою алмазу. До речі, сіре олово дуже крихке і буквально на очах розсипається в порошок. У зв'язку з цим в історії є термінологія «олов'яна чума».

Раніше люди не знали про таку властивість олова, тому з нього виготовлялися гудзики і гуртки для солдатів, а також інші корисні речі, які після недовгого часу на морозі перетворювалися в порошок. Деякі історики вважають, що саме через це властивості олова знизилася боєздатність армії Наполеона.

отримання олова

Основним способом отримання олова є відновлення металу з руди, що містить оксид олова (IV) за допомогою вугілля, алюмінію або.

SnO₂ + C \u003d Sn + CO₂

Особливо чисте олово отримують електрохімічним рафінуванням або методом зонного плавлення.

Хімічні властивості олова

При кімнатній температурі олово досить стійке до дії повітря або. Це пояснюється тим, що на поверхні металу виникає тонка оксидна плівка.

На повітрі олово починає окислюватися тільки при температурі понад 150 ° С:

Sn + O₂ → SnO₂

Волокна SnO₂ в оптичному мікроскопі

Якщо олово нагріти, цей елемент буде реагувати з більшістю неметалів, утворюючи з'єднання зі ступенем окислення +4 (вона більш характерна для цього елемента):

Sn + 2Cl₂ → SnCl₄

Взаємодія олова і концентрованої соляної кислоти протікає досить повільно:

Sn + 4HCl → H₂ + H₂

З концентрованої сірчаної кислотою олово реагує дуже повільно, тоді як з розведеною в реакцію не вступає взагалі.

Дуже цікава реакція олова з азотною кислотою, яка залежить від концентрації розчину. Реакція протікає з утворенням олов'яної кислоти, H₂SnO₃, яка представляє собою білий аморфний порошок:

3Sn + 4HNO₃ + nH₂O \u003d 3H₂SnO₃ · nH₂O + 4NO

Якщо ж змішати з розведеною азотною кислотою, цей елемент буде виявляти металеві властивості з утворенням нітрату олова:

4Sn + 10HNO₃ \u003d 4Sn (NO₃) ₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

Нагріте олово нагріти може реагувати з лугами з виділенням водню:

Sn + 2KOH + 4H₂O \u003d K₂ + 2H₂

ви знайдете безпечні і дуже красиві експерименти з оловом.

Ступені окислення олова

У простому стані ступінь окислення олова дорівнює нулю. Також Sn може мати ступінь окислення +2: оксид олова (II) SnO, SnCl₂, гідроксид олова (II) Sn (OH) ₂. Ступінь окислення +4 найбільш характерна для оксиду олова (IV) SnO₂, галогенидах (IV), наприклад хлорид SnCl₄, сульфід олова (IV) SnS₂, нітрид олова (IV) Sn₃N₄.