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.

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.

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.