18.14. Олово

Олово — серебристо-белый металл, обладающий высокой ковкостью, благодаря чему из олова можно изготовлять тонкие листы, называемые оловянной фольгой. Обычное белое олово, обладающее металлическими свойствами, претерпевает медленное изменение при температурах ниже 18 °C и превращается в неметаллическую аллотропную модификацию — серое олово, имеющее структуру алмаза. (Физические свойства, приведенные в табл. 18.3, относятся к белому олову.) При очень низких температурах, около −40 °C, скорость такого превращения становится значительной, в результате чего оловянные металлические изделия иногда превращаются в порошок серого олова. Это явление получило название «оловянной чумы».

Олово находит широкое применение для нанесения защитных покрытий на железо. Покрытие оловом производят погружением чистых железных листов в расплавленное олово или электролитическим осаждением. Оловом иногда покрывают также медь и другие металлы (лужение).

Основными сплавами олова являются бронза (сплав олова с медью), мягкий припой (сплав олова и свинца), сплав 75% олова и 25% свинца (используемый для изготовления оловянной посуды) и так называемый британский металл (сплав олова с небольшим количеством сурьмы и меди).

Подшипниковые металлы, используемые для изготовления вкладышей подшипников скольжения, обычно представляют собой сплавы олова, свинца, сурьмы и меди. Они содержат небольшие твердые кристаллы того или иного соединения, например SnSb, закрепленные в мягкой матрице из олова или свинца. Высокие антифрикционные свойства обусловливаются тем, что твердые кристаллы ориентируются так, что образуют исключительно гладкую опорную поверхность.

Олово достаточно активно, чтобы замещать водород в разбавленных кислотах, однако оно не изменяется под действием влажного воздуха. Олово реагирует с горячей соляной кислотой, в результате чего образуется хлорид олова SnCl₂ и водород, а с горячей концентрированной серной кислотой дает сульфат двухвалентного олова SnSO₄ и двуокись серы; реакции идут в соответствии со следующими уравнениями:

Sn + 2HCl → SnCl₂ + H₂

и

Sn + 2H₂SO₄ → SnSO₄ + SO₂ + 2H₂O

С холодной разбавленной азотной кислотой олово образует нитрат олова(II), а концентрированной азотной кислотой оно окисляется до оловянной кислоты H₂SnO₃.

Хлорид олова(II) получают растворением олова в соляной кислоте; при выпаривании раствора образуются бесцветные кристаллы SnCl₂·H₂O. В нейтральных растворах это вещество гидролизуется, давая осадок гидроксихлорида олова(II) Sn(OH)Cl. Гидролиз раствора можно предотвратить, введя избыток кислоты. Раствор хлорида олова(II) применяют в качестве протравы при крашении тканей.

Ион олова(II) — активный восстановитель, легко окисляющийся до иона олова(IV) в SnCl₄ или, в присутствии избытка хлорид-иона, до комплексного хлоростаннат-иона SnCl₆²⁻.

Хлорид олова(IV) SnCl₄ — бесцветная жидкость (т. кип. 114 °C), сильно дымящая во влажном воздухе, что объясняется образованием соляной кислоты и оловянной кислоты H₂Sn(OH)₆. Станнат натрия Na₂Sn(OH)₆ содержит октаэдрический гексагидроксистаннат(IV)-ион (станнат-ион). По своему строению этот комплексный ион напоминает хлоростаннат-ион. Станнат натрия применяют в качестве протравы, а также при изготовлении невоспламеняющихся хлопчатобумажных тканей и утяжеленного шелка. Ткани пропитывают раствором станната натрия, сушат и обрабатывают раствором сульфата аммония. В результате такой обработки на волокнах осаждается гидроокись олова(IV).