Свойства олова

Олово представляет собой металл с характерным серебристо-белым цветом. В периодической системе химических элементов имеет 50 номер и обозначается в химической номенклатуре символом Sn (с латинского Stannum). Олово входит в группу легких металлов. В нормальных условиях существования металл проявляет свою пластичность, а также легко поддается ковке и плавке.

Олово является достаточно редким металлом, который встречается только в рассеянном состоянии. Среди перечня всех содержащихся в земной коре химических элементов, олово располагается на 47 месте. Основным материалом, из которого добывается олово, являются руды и пески. Максимальное количество содержания олова найдено в кассетирите ,минерале, доля которого достаточно велика в песках, находящихся на океанском дне. Содержание металла в кассетирите достигает 80%. Также достаточное для добычи содержание олова находится и в оловянном колчедане. Однако, его существование в природе – настоящая редкость.

Фотография олова

Характеристики олова

Свойства олова заключаются в следующем. Это твердый металл, который при температуре 200С имеет плотность, равную 7,3 г/см3, когда олово переходит в жидкое состояние, что возможно только при температуре плавления, его плотность составляет 6,98 г/см3. Плавится металл при 231,90С, закипает при 26000С. Т.е. предельной температурой, при которой металл способен сохранять свое твердое состояние, является 2310С. Стоит отметить, что металл достаточно гибкий в охлажденном состоянии. Если воздействовать элемент незначительным повышением температуры, то при нажатии металл легко поддается деформации, подобно пластилину.

Олово имеет коэффициент линейного расширения при температуре в диапазоне от 200С до 1000С, который составляет 22,4*10-6К-1. Металл имеет удельную теплоемкость, которая при 200С равняется 226 Дж/(кг*К), а в жидком состоянии – 268 Дж/(кг*К).

При температуре, равной 200С, теплопроводность олова составляет 65,8 Вт(м*К), его удельное электросопротивление и удельная электропроводность при той же температуре составляют 0,115 мкОм*м и 8,69 МСм/м, соответственно.

Как уже говорилось, металл является достаточно мягким и без труда поддающимся резанию ножом. Его твердость по Бринеллю составляет 50 МПа. Относительное удлинение металла равняется 80%. Литье осуществляется, когда температура металла достигает 260-3000С.

Олово имеет молекулярную массу 50, в связи, с чем считается легким металлом. Вес металла практически такой же, как и у алюминия.

На поверхности металла находится оксид олова, который является отличной защитной пленкой, призванной предотвратить появление на нем коррозии. Данное свойство присуще металлу даже во влажном воздухе при температуре 100 0С. Олово не обладает химической стойкостью, легко реагируя с азотной и серной кислотами. Также вступает в реакцию и с галогенами.

Таблица 1. Свойства олова
ХарактеристикаЗначение
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 олова

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

231,9 °C

Температура кипения

2873 K

Уд. теплота плавления

7,07 кДж/моль

Уд. теплота испарения

296 кДж/моль

Молярная теплоёмкость

27,11[2] 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 олова

Теплопроводность

(300 K) 66,8 Вт/(м·К)

Номер CAS

7440-31-5

Виды олова

Очень важным значением является структура металла, от которой зависит его качество и многие свойства. Некоторые металлы могут иметь различную модификацию, не исключением в данном случае является и олово. Согласно его модификации различают следующие виды олова:

  • белый металл (или олово β-модификации). Это именно тот вид олова, для которого характерными являются серебристый оттенок, легкость, пластичность, а также ковкость. Белое олово плавится при относительно низкой температуре - +2310С, а закипает при +22700С. Белое олово проявляет типичные металлические свойства. Стоит отметить, что данная фаза является устойчивой к повышению температуры выше +13,20С.
  • серое олово (α-модификация). Образуется при температуре ниже 13,20С. Характеризуется кубической кристаллической решеткой, которая имеет схожесть с кристаллической решеткой алмаза. Серое олово имеет более низкую плотность, не поддается ковке, а также представляет собой полупроводник. Переход из одной фазы олова в другую по причине различной плотности способствует увеличению объема. Стоит отметить, что при этом изделия из олова разрушаются, превращаясь в гору порошка. Данное явление в древние века носило название «оловянная чума», которая больше всех заставляла страдать солдат. Это связано было с тем, что в те времена, именно олово служило основным материалом для изготовления пуговиц, ложек, некоторых частей обмундирования, которые рассыпались под воздействием низких температур. В результате этого, армия становилась не боеспособной. Порошок имеет плотность, которая в несколько раз ниже, чем плотность олова в металлическом состоянии, - 5850 гр/см3
  • γ-олово является еще одной фазой металла. Данный вид способен существовать при определенном температурном режиме, который находится в диапазоне 161-2320С. До настоящего времени практического применения данного олова нет.

Стоит сказать, что олово относится к амфотерным элементам, способным проявлять как кислотные, так и основные свойства. Именно поэтому, металл встречается только в рассеянной форме.

Металлическое олово абсолютно не обладает токсичностью, что является основной причиной, по которой допускается применение олова в пищевой промышленности. А вот некоторые соединения олова, а точнее, их пары, представляют собой серьезную опасность для человеческого здоровья и жизни. 

Теги: олово
иллюстрация
mcfrbook.ru

Комментарии
28 мая
Самые важные для промышленной добычи: касситерит — оловянный камень, и станнин — оловянный колчедан. Добывают олово из руд, как правило, содержащих не более 0,1 процента этого вещества.
28 мая
В химических реакциях олово проявляет полиморфизм, то есть кислотные и оснóвные свойства. Реактив достаточно инертный на воздухе и в воде, так как быстро покрывается прочной оксидной пленкой, защищающей его от коррозии.
28 мая
Олово считается безопасным для человека, оно есть в нашем организме и каждый день мы получаем его в минимальных количествах с пищей.
28 мая
При понижении температуры воздуха ниже 0 °С белое олово переходит в модификацию серого олова. При этом объем вещества увеличивается почти на четверть, оловянное изделие трескается и превращается в серый порошок. Это явление стали называть «оловянной чумой».
28 мая
Некоторые историки считают, что «оловянная чума» послужила одной из причин поражения армии Наполеона в России, так как превратила пуговицы на одежде французских солдат и пряжки для ремней в порошок, и тем самым оказала на армию деморализующее влияние.
28 мая
Большая часть выплавляемого олова используется в металлургии для Олов и бронзапроизводства различных сплавов. Эти сплавы идут на изготовление подшипников, фольги для упаковки, белой пищевой жести, бронзы, припоев, проводов, литер типографских шрифтов.
28 мая
Олово в виде фольги (станиоль) востребовано в производстве конденсаторов, посуды, изделий искусства, органных труб.
28 мая
Двухлористое олово (оловянную соль) используют в аналитической химии, в текстильной индустрии для крашения, в химпроме для органического синтеза и производства полимеров, в нефтепереработке — для обесцвечивания масел, в стекольной отрасли — для обработки стекол.
28 мая
Используется для легирования конструкционных титановых сплавов; для нанесения антикоррозионных покрытий на изделия из железа и иных металлов (лужение).
Добавить комментарий
Имя*:

* — Поля, обязательные для заполнения
Отраслевые индексы
Отраслевые новости