Олово: відмінності між версіями
| [перевірена версія] | [перевірена версія] |
Немає опису редагування |
Shkod (обговорення | внесок) уточнення |
||
| Рядок 8: | Рядок 8: | ||
Станум — поширений елемент, його [[кларк]] у [[земна кора|земній корі]] О,8·10<sup>-3</sup> % за масою. Він має тенденцію до накопичення в пізніх продуктах еволюції магматичних розплавів — [[пегматит]]ах, а також в гідротермальних утвореннях. Відомо понад 20 основних [[мінерал]]ів Стануму, з яких промислове значення мають [[каситерит]] SnO<sub>2</sub> (78,6 %) — головний мінерал [[олов'яні руди|олов'яних руд]], а також [[станін]] Cu<sub>2</sub>FeSnS<sub>4</sub> (27,7 %), [[тиліт]] PbSnS<sub>2</sub> (30,4 %), [[франкеїт]] Pb<sub>5</sub>Sn<sub>3</sub>Sb<sub>2</sub>S<sub>14</sub> (17 %) і [[циліндрит]] Pb<sub>3</sub>Sn<sub>4</sub>Sb<sub>2</sub>S<sub>14</sub>. |
Станум — поширений елемент, його [[кларк]] у [[земна кора|земній корі]] О,8·10<sup>-3</sup> % за масою. Він має тенденцію до накопичення в пізніх продуктах еволюції магматичних розплавів — [[пегматит]]ах, а також в гідротермальних утвореннях. Відомо понад 20 основних [[мінерал]]ів Стануму, з яких промислове значення мають [[каситерит]] SnO<sub>2</sub> (78,6 %) — головний мінерал [[олов'яні руди|олов'яних руд]], а також [[станін]] Cu<sub>2</sub>FeSnS<sub>4</sub> (27,7 %), [[тиліт]] PbSnS<sub>2</sub> (30,4 %), [[франкеїт]] Pb<sub>5</sub>Sn<sub>3</sub>Sb<sub>2</sub>S<sub>14</sub> (17 %) і [[циліндрит]] Pb<sub>3</sub>Sn<sub>4</sub>Sb<sub>2</sub>S<sub>14</sub>. |
||
Проста речовина Стануму, олово - м'який сріблясто-білий [[метал]], стійкий до хімічних |
Проста речовина Стануму, олово за нормальних умов - м'який сріблясто-білий [[метал]], стійкий до хімічних реагентів. Його [[густина]] 7265 [[кілограм|кг]]/[[метр|м]]³, [[температура плавлення|t<sub>плав.</sub>]] 231,9 °C; [[температура кипіння|t<sub>кип</sub>]] 2620 °C, [[питомий електричний опір]] 0,115·10<sup>-6</sup> [[Ом]]·м (20 °C). [[Границя міцності]] при розтягненні 16,6 [[Паскаль (одиниця)|МПа]], відносне подовження 80-90 %, [[твердість]] за [[Метод Брінелля|Брінеллем]] 38,3-41,2 МПа. |
||
Олово є поліморфним. За звичайних умов воно існує у вигляді β-модифікації (''біле олово'', β-Sn), яка є стійкою при температурі вищій від 13,2°C. Біле олово — це м'який, пластичний метал, з [[тетрагональна сингонія|тетрагональною]] кристалічною ґраткою, параметри a = 0,5831, c = 0,3181 нм. Координаційне оточення кожного атома стануму у ньому — октаедр. |
|||
Олово має три [[Алотропія|алотропні видозміни]]: звичайне - біле ([[тетрагональна сингонія|тетрагональне]]), крихке ([[ромбічна сингонія|ромбічне]]) - утворюється при температурі понад 160 °C, сіре ([[ГЦК|кубічне]]). Остання модифікація - [[неметал]], має [[структура алмазу|структуру алмазу]], стійка до -13 °C, найшвидший перехід з білого олова в [[Чума олов'яна|сіре]] відбувається при -48 °C. |
|||
При охолодженні біле олово переходить в α-модифікацію (''сіре олово'', α-Sn). Хоча температура рівноваги взаємопереходу модифікацій становить 13,2°С, в реальних умовах поліморфне перетворення стає помітним при температурі нижчій за 0°С. Сіре олово має структуру алмаза (кубічна кристалічна ґратка з параметром а = 0,6491 нм). В сірому олові координаційний поліедр кожного атома — тетраедр, координаційне число 4. Фазове перетворення β-Sn в α-Sn супроводжується зростанням питомого об'єму на 25,6 % (густина α-Sn становить 5769 кг/м³), що супроводжується розсипанням олова у порошок (явище отримало назву «[[олов'яна чума]]»). Найшвидший перехід з білого олова в сіре відбувається при -48°C. |
|||
Ще дві алотропні форми γ і σ, виявлено при температурах вищих за 161°C і тисках, що перевищують декілька ГПа<ref>{{cite journal|first = A. M.|last = Molodets|author2=Nabatov, S. S. |title = Thermodynamic Potentials, Diagram of State, and Phase Transitions of Tin on Shock Compression|journal = High Temperature|volume = 38|issue = 5|year = 2000|pages = 715–721|doi = 10.1007/BF02755923}}</ref>. |
|||
== Історія == |
== Історія == |
||
Версія за 04:41, 26 серпня 2014
Станум або олово (Sn) — хімічний елемент з атомним номером 50 та атомною масою 118,69 , що утворює просту речовину, метал олово (цину[1]). В українській хімічній термінології радянського періоду оловом називали як хімічний елемент, так і його просту речовину, тоді як термін «станум», запроваджений в ході реформи хімічної термінології, може вживатися лише стосовно хімічного елемента (але не простої речовини). Давня традиційна назва «цина» (що може стосуватися також і цинку[2]) в українській хімічній літературі радянського й післярадянського періоду практично не вживається.
Загальна характеристика
Станум — поширений елемент, його кларк у земній корі О,8·10-3 % за масою. Він має тенденцію до накопичення в пізніх продуктах еволюції магматичних розплавів — пегматитах, а також в гідротермальних утвореннях. Відомо понад 20 основних мінералів Стануму, з яких промислове значення мають каситерит SnO2 (78,6 %) — головний мінерал олов'яних руд, а також станін Cu2FeSnS4 (27,7 %), тиліт PbSnS2 (30,4 %), франкеїт Pb5Sn3Sb2S14 (17 %) і циліндрит Pb3Sn4Sb2S14.
Проста речовина Стануму, олово за нормальних умов - м'який сріблясто-білий метал, стійкий до хімічних реагентів. Його густина 7265 кг/м³, tплав. 231,9 °C; tкип 2620 °C, питомий електричний опір 0,115·10-6 Ом·м (20 °C). Границя міцності при розтягненні 16,6 МПа, відносне подовження 80-90 %, твердість за Брінеллем 38,3-41,2 МПа.
Олово є поліморфним. За звичайних умов воно існує у вигляді β-модифікації (біле олово, β-Sn), яка є стійкою при температурі вищій від 13,2°C. Біле олово — це м'який, пластичний метал, з тетрагональною кристалічною ґраткою, параметри a = 0,5831, c = 0,3181 нм. Координаційне оточення кожного атома стануму у ньому — октаедр.
При охолодженні біле олово переходить в α-модифікацію (сіре олово, α-Sn). Хоча температура рівноваги взаємопереходу модифікацій становить 13,2°С, в реальних умовах поліморфне перетворення стає помітним при температурі нижчій за 0°С. Сіре олово має структуру алмаза (кубічна кристалічна ґратка з параметром а = 0,6491 нм). В сірому олові координаційний поліедр кожного атома — тетраедр, координаційне число 4. Фазове перетворення β-Sn в α-Sn супроводжується зростанням питомого об'єму на 25,6 % (густина α-Sn становить 5769 кг/м³), що супроводжується розсипанням олова у порошок (явище отримало назву «олов'яна чума»). Найшвидший перехід з білого олова в сіре відбувається при -48°C.
Ще дві алотропні форми γ і σ, виявлено при температурах вищих за 161°C і тисках, що перевищують декілька ГПа[3].
Історія
Олово в сплавах з міддю визначило "бронзовий вік’’ (4000-1000 років до н. е.) матеріальної культури людства. Видобуток його вівся в старовину на території Англії, Болівії, Китаю і на Кавказі.
Ізотопи
Станум має найбільшу кількість стабільних ізотопів із усіх хімічних елементів - 9. Вони мають атомні маси від 112 до 124, за винятком мас 113, 121 та 123. Найбільше в рудах ізотопів 120Sn - майже третина, 118Sn та 116Sn, найменше 115Sn. Ізотопи з парним масовим числом не мають ядерного спіна, а ізотопи з непраним масовим числом мають спін 1/2. Ізотопи 115Sn, 117Sn та 119Sn серед тих, які найпростіше детектуються за допомогою ядерного магнітного резонансу.
Таке велике число стабільних ізотопів вважається наслідком того, що атомний номер стануму 50 - одне з магічних чисел. Існує також 28 нестабільних ізотопів, а весь діапазон можливих атомних мас простягяється від 99 до 137. Крім 126Sn, у якого період напіврозпаду 230 тис. років, усі решту живуть мешне року. Серед цих ізотопів подвійно-магічний 100Sn.
Утворення
Станум утворюється внаслідок s-процесу в зорях із масою від 0,6 до 10 сонячних. Цей процес відбувається при бета-розпаді ядра атома Індію після захоплення ним нейтрона.
Хімічні сполуки
При нагріванні в кисневій атмосфері цина утворює діоксид SnO2 (каситерит). SnO2 амфотерний і утворює солі станатів (SnO2−
3) з основами та солі стануму(IV) з кислотами. Існують також станати зі структурою [Sn(OH)6]2−, на кшталт K2[Sn(OH)6], хоча у вільному стані кислота H2[Sn(OH)6] невідома.
Станум об'єднюється безпосередньо з хлором утворюючи станум(IV) хлорид, але при реакції з соляною кислотою утворюється станум(II) хлорид з виділенням водню у вигляді газу. Існує кілька інших сполук Стануму із ступенями окисення +2 та +4, наприклад станум(II) сульфід та станум(IV) сульфід. Проте існує тільки один гідрид — станан (SnH4), в якому Станум має ступінь окиснення +4[4].
Найбільше практичне значення має станум(II) хлорид, що використовується як відновник та як протрава при фарбуванні тканин. При нанесенні сполук Стануму на скло методом розпилювання утворюються електропровідні покриття, які знайшли застосування в панельному освітленні та при виготовленні морозостійкого вітрового скла для автомобілів.
Такі сполуки Стануму, як станум(II) флуорид SnF2 додаються до деяких продуктів, що використовуються при догляді за зубами[5][6]. SnF2 можна змішувати з абразивами на основі кальцію, тоді як звичний натрій флуорид в суміші з кальцієвими сполуками поступово втрачає свою хімічну активність[7]. Показано також, що він ефектившіний від флуориду натрію при запобіганні гінгівіту[8].
Отримання
| Країна | Запаси | База |
|---|---|---|
 КНР
|
1700 | 3500 |
 Малайзія
|
1000 | 1200 |
 Перу
|
710 | 1000 |
 Індія
|
800 | 900 |
 Бразилія
|
540 | 2500 |
 Болівія
|
450 | 900 |
 Росія
|
300 | 350 |
 Таїланд
|
170 | 250 |
.svg){kind=small} Австралія
|
150 | 300 |
| Інші | 180 | 200 |
Олово добувають з олов'яних, олово-вольфрамових, олово-срібних і олово-поліметалічних руд. Збагачення руд проводиться гравітаційними методами і флотацією. Середній вміст Sn в концентратах, що виготовляються в Малайзії – 74,47%, Індонезії – 70%, Таїланді – 72%, Болівії – 32%. У Великобританії випускається концентрат із вмістом 45 і 55% Sn. Значну кількість олова отримують через вторинну переробку кольорового металобрухту.
Провідним виробником і водночас споживачем олова у світі є Китай.
Застосування
Цина знайшла широке застосування завдяки своїй легкоплавкості, м'якості, ковкості, хімічній стійкості і здатності давати високоякісні сплави (наприклад, підшипникових бабітів). Використовується для виробництва білої жерсті і фольги. До основних галузей споживання цини належать: харчова (40 %), авіаційна, автомобільна, суднобудівна і радіотехнічна промисловість, а також гальванопластика, скляна і текстильна промисловість.
Олово - важлива складова частина припоїв. Традиційно більшість припоїв були сплавами олова зі свинцем, в яких вміст олова становив від 5% до 70% за вагою. Однак, 2006 року Європейський Союз обмежив застосування свинцю, що збільшило попит на олово.
Nb3Sn є надпровідником II роду із критичною температурою 18 К. Його використовують для виготовлення надпровідних електромагнітів.
Біологічна роль
Цина не має жодної біологічної ролі для людини[джерело?]. Саме олово не отруйне, хоча більшість його солей отруйні. Органометалічні сполуки олова використовуються як бактеріоциди і фунгіциди, вони входять до складу отрут проти блощиць.
Див. також
Література
- Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім.. Л.М.Литвиненка НАН України, Донецький національний університет - Донецьк:"Вебер", 2008. – 758 с. ISBN 978-966-335-206-0
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2007. — Т. 2 : Л — Р. — 670 с. — ISBN 57740-0828-2.
Виноски
- ↑ Російсько-український словник УАН під редакцією А. Кримського
- ↑ http://hrinchenko.com/slovar/znachenie-slova/63758-cyna.html#show_point Словарь української мови / Упор. з дод. влас. матеріалу Б. Грінченко : в 4-х т. — К. : Вид-во Академії наук Української РСР, 1958. Том 4, ст. 429.
- ↑ Molodets, A. M.; Nabatov, S. S. (2000). Thermodynamic Potentials, Diagram of State, and Phase Transitions of Tin on Shock Compression. High Temperature. 38 (5): 715—721. doi:10.1007/BF02755923.
- ↑ Holleman, Arnold F.; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils; (1985). Tin. Lehrbuch der Anorganischen Chemie (German) (вид. 91–100). Walter de Gruyter. с. 793—800. ISBN 3110075113.
- ↑ Crest Pro Health. Архів оригіналу за 23 червня 2013. Процитовано 5 травня 2009.
- ↑ Colgate Gel-Kam. Архів оригіналу за 23 червня 2013. Процитовано 5 травня 2009.
- ↑ Hattab, F. (April 1989). The State of Fluorides in Toothpastes. Journal of Dentistry. 17 (2): 47—54. doi:10.1016/0300-5712(89)90129-2. PMID 2732364.
- ↑ Perlich, MA; Bacca, LA; Bollmer, BW; Lanzalaco, AC; McClanahan, SF; Sewak, LK; Beiswanger, BB; Eichold, WA; Hull, JR (1995). The clinical effect of a stabilized stannous fluoride dentifrice on plaque formation, gingivitis and gingival bleeding: a six-month study. The Journal of Clinical Dentistry. 6 (Special Issue): 54—58. PMID 8593194.
- ↑ Carlin, Jr., James F. Minerals Yearbook 2006: Tin. United States Geological Survey. Архів оригіналу (PDF) за 23 червня 2013. Процитовано 23 листопада 2008.