Химические свойства олова
Олово – это легкий металл с атомным номером 50, который находится в 14-й группе периодической системы элементов. Этот элемент был известен еще в древности и считался одним из самых редких и дорогих металлов, поэтому изделия из олова могли позволить себе самые богатые жители Римской Империи и Древней Греции. Из олова изготавливали специальную бронзу, которой пользовались еще в третьем тысячелетии до нашей эры. Тогда бронза была самым прочным и популярным сплавом, а олово служило одной из примесей и использовалось более двух тысяч лет.
На латыни этот металл называли словом «stannum», что означает стойкость и прочность, однако таким названием ранее обозначался сплав свинца и серебра. Только в IV веке этим словом начали называть само олово. Само же название «олово» имеет множество версий происхождения. В Древнем Риме сосуды для вина делались из свинца. Можно предположить, что оловом называли материал свинец, из которого изготавливали сосуды для хранения напитка оловина, употребляемого древними славянами.
В природе этот металл встречается редко, по распространенности в земной коре олово занимает всего лишь 47-е место и добывается из касситерита, так называемого оловянного камня, который содержит около 80 процентов этого металла.
Видео:Опыты по химии. Соляная кислота и металлыСкачать
Применение в промышленности
Так как олово является нетоксичным и весьма прочным металлом, он применяется в сплавах с другими металлами. По большей части его используют для изготовления белой жести, которая применяется в производстве банок для консервов, припоев в электронике, а также для изготовления бронзы.
Видео:Олово - Металл, РАЗРУШАЮЩИЙ САМ СЕБЯ!Скачать
Физические свойства олова
Этот элемент представляет собой металл белого цвета с серебристым отблеском.
Если нагреть олово, можно услышать потрескивание. Этот звук обусловлен трением кристалликов друг о друга. Также характерный хруст появится, если кусок олова просто согнуть.
Олово весьма пластично и ковко. В классических условиях этот элемент существует в виде «белого олова», которое может модифицироваться в зависимости от температуры. Например, на морозе белое олово превратится в серое и будет иметь структуру, схожую со структурой алмаза. Кстати, серое олово очень хрупкое и буквально на глазах рассыпается в порошок. В связи с этим в истории есть терминология «оловянная чума».
Раньше люди не знали о таком свойстве олова, поэтому из него изготавливались пуговицы и кружки для солдат, а также прочие полезные вещи, которые после недолгого времени на морозе превращались в порошок. Некоторые историки считают, что именно из-за этого свойства олова снизилась боеспособность армии Наполеона.
Видео:Амфотерность ГИДРОКСИДА ОЛОВА. Реакция с ГИДРОКСИДОМ НАТРИЯ и СОЛЯНОЙ КИСЛОТОЙ. Опыты по химииСкачать
Получение олова
Основным способом получения олова является восстановление металла из руды, содержащей оксид олова(IV) с помощью угля, алюминия или цинка.
Особо чистое олово получают электрохимическим рафинированием или методом зонной плавки.
Видео:РЕАКЦИИ ИОННОГО ОБМЕНА, ИОННОЕ УРАВНЕНИЕ - Урок Химия 9 класс / Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать
Химические свойства олова
При комнатной температуре олово довольно устойчиво к воздействию воздуха или воды. Это объясняется тем, что на поверхности металла возникает тонкая оксидная пленка.
На воздухе олово начинает окисляться только при температуре свыше 150 °С:
Если олово нагреть, этот элемент будет реагировать с большинством неметаллов, образуя соединения со степенью окисления +4 (она более характерна для этого элемента):
Взаимодействие олова и концентрированной соляной кислоты протекает довольно медленно:
Sn + 4HCl → H₂[SnCl₄] + H₂
С концентрированной серной кислотой олово реагирует очень медленно, тогда как с разбавленной в реакцию не вступает вообще.
Очень интересна реакция олова с азотной кислотой, которая зависит от концентрации раствора. Реакция протекает с образованием оловянной кислоты, H₂SnO₃, которая представляет собой белый аморфный порошок:
3Sn + 4HNO₃ + nH₂O = 3H₂SnO₃·nH₂O + 4NO
Если же олово смешать с разбавленной азотной кислотой, этот элемент будет проявлять металлические свойства с образованием нитрата олова:
4Sn + 10HNO₃ = 4Sn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O
Нагретое олово нагреть может реагировать со щелочами с выделением водорода:
Sn + 2KOH + 4H₂O = K₂[Sn(OH)₆] + 2H₂
Здесь вы найдете безопасные и очень красивые эксперименты с оловом.
Степени окисления олова
В простом состоянии степень окисления олова равняется нулю. Также Sn может иметь степень окисления +2: оксид олова(II) SnO, хлорид олова(II) SnCl₂, гидроксид олова(II) Sn(OH)₂. Степень окисления +4 наиболее характерна для оксида олова(IV) SnO₂, галогенидах(IV), например хлорид SnCl₄, сульфид олова(IV) SnS₂, нитрид олова(IV) Sn₃N₄.
Видео:Вольфрамат Вольфрамила - (WO2)2WO4. Реакция Вольфрамата Натрия, Хлорида Олова(2) и Соляной кислотыСкачать
Олово и соляная кислота уравнение реакции
Д.В. Цымай, С.А. Куценко
Орловский государственный технический университет
В результате металлургической переработки оловосодержащих руд остаются шлаки с низким содержанием олова и примесями других компонентов. Извлечение олова из таких концентратов осложняется тем, что касситерит нерастворим в кислотах и щелочах как показали многочисленные исследования. Решение проблемы извлечения олова из указанных шлаков требует привлечения комплекса пирометаллургических и гидрометаллургических методов. Обзор исследований кинетики гидрометаллургического извлечения компонентов из смешанных концентратов выполнен в монографии [1]. Однако там не рассмотрена кинетика извлечения олова из концентратов содержащих кроме олова другие примеси [2].
Целью исследования является получение кинетических зависимостей для извлечения олова солянокислотным выщелачиванием из концентратов, подвергнутых предварительному восстановительному обжигу при 700ºС. Цель достигается применением методики, позволяющей косвенно измерять количество прореагировавшего с кислотой олова.
Для исследований был взят смешанный оловянно-вольфрамовый концентрат, содержащий вольфрамит, касситерит, окислы железа и марганца и тот же концентрат подвергнутый восстановительному обжигу при 700ºС.
Было проведено предварительное извлечение примесей из концентрата. Установлено, что после выщелачивания соляной кислотой (концентрация 36%) исходных вольфрамо-оловянных шлаков убыль веса концентрата составила 25 – 40%, а в растворе в значительных количествах присутствуют ионы Fe 2+ , Fe 3+ , Mn 2+ . Полученные данные показали, что олово и вольфрам в раствор не перешли. Таким образом, для извлечения из указанных концентратов олова необходим предварительный восстановительный обжиг. Анализ растворов после следующего выщелачивания концентрата показал незначительное присутствие ионов Fe 2+ , Fe 3+ , Mn 2+ в концентрате.
В результате расчетов и химических анализов установлено, что металлические железо и марганец в обожженном концентрате отсутствуют. Перед применением экспериментальной установки необожженный концентрат был подвергнут прокаливанию при повышенных температурах с целью разложения карбонатов и сульфидов. Тем самым достигалась чистота эксперимента, т.е. при взаимодействии необожженного концентрата и соляной кислоты не могли выделяться другие газы кроме водорода.
Таким образом, в обожженном концентрате нет элементов, которые могли бы выделять водород при реакции с соляной кислотой кроме олова.
Металлическое олово реагирует с соляной кислотой по реакциям:
Поэтому для исследования кинетики извлечения олова из концентратов был применен волюметрический метод контроля протекания реакции, т. е. измерение объема выделившегося водорода через равные промежутки времени. Установка, на которой проводилось исследование, показана на рисунке 1.
Кислота из емкости 1 подается в реакционный сосуд 2, а объем выделившегося в реакции водорода фиксируется измерительным прибором 3. Измерение объема выделившегося водорода фиксируется по объему вытесненной воды.
Реакционный сосуд находился в термостате при постоянной температуре. При выщелачивании использована концентрированная соляная кислота марки хч.
Установлено, что протекающие реакция взаимодействия олова с соляной кислотой соответствуют стехиометрии реакций (1), (2). Измеренный объем выделившегося водорода пересчитывался в массу извлеченного олова в соответствии с указанными реакциями. Пересчет производился по формуле:
(2)
где m – масса олова, кг;
M=118,7кг/моль – молярная масса олова;
VM=22,4·10 -3 м 3 /моль – молярный объем водорода;
V –объем выделившегося в процессе эксперимента водорода, м 3 .
Доля извлеченного в раствор олова определялась по формуле:
(3)
где m0 – начальная масса олова, кг;
Доля извлеченного в раствор олова по экспериментальным данным определялась по формуле:
(4)
где величина V непосредственно измерялась в процессе эксперимента.
Результаты исследования кинетики выщелачивания соляной кислотой олова из обожженного вольфрамо-оловянного концентрата при различных температурах представлены на рисунке 2.
в логарифмической системе координат указанные кривые могут быть представлены следующим образом:
Было сделано предположение, что реакция выщелачивания олова описывается уравнением кинетики первого порядка.
(5)
k – константа реакции первого порядка, с -1 .
Интегрируя уравнение получим:
(6)
Установлено, что коэффициент скорости уменьшается с уменьшением концентрации соляной кислоты. Выполнены эксперименты с соляной кислотой концентрации 20%. При данной концентрации соляной кислоты кинетические зависимости выглядят следующим образом.
Тогда долю извлеченного в раствор олова можно описать уравнением:
(7)
В отличии от уравнения (6), уравнение (7) не включает начальные параметры системы и потому применимо к любому количеству концентрата.
Для кинетической константы уравнения можно записать формулу:
(8)
Подставив в уравнение (10) формулу (5), получим:
(9)
Если наше предположение о порядке реакции верно, то величина константы, определяемая формулой (9) должна оставаться постоянной. Что и было подтверждено опытом. Получено уравнение, описывающее зависимость кинетической константы, k от температуры, t. Указанная зависимость описывается уравнением Аррениуса.
(11)
Величина энергии активации, Е по опытным данным составляет 25920 Дж/мольК.
Величина константы А составляет 11,679.
График зависимости кинетической константы от температуры представлен на рисунке 5.
В результате исследования установлено, что концентрат, не подвергнутый восстановительному обжигу, не содержит олово. Исследована зависимость константы скорости от температуры. Указанная зависимость с достаточной степенью точности описывается уравнением Аррениуса. Для каждой концентрации существует предельные значения максимальной степени извлечения олова из данного концентрата. Исследования показали, что способ кислотного выщелачивания олова применим к концентратам, подвергнутым восстановительному обжигу.
- Зеликман А.Н., Никитина Л.С. Вольфрам. — М.: Металлургия, 1978г.
- Коршунов В. Г., Медведев А.С. Варианты комплексной переработки низкосортного вольфрамо-оловянного сырья.// Цветные металлы. – №7—1993 –с. 47—50.
Видео:СОЛИ ХИМИЯ 8 КЛАСС: Химические Свойства Солей и Получение // Реакция Солей с Кислотами и МеталламиСкачать
Please wait.
Видео:Химические уравнения // Как Составлять Уравнения Реакций // Химия 9 классСкачать
We are checking your browser. gomolog.ru
Видео:КИСЛОТЫ В ХИМИИ — Химические Свойства Кислот. Реакция Кислот с Основаниями, Оксидами и МеталламиСкачать
Why do I have to complete a CAPTCHA?
Completing the CAPTCHA proves you are a human and gives you temporary access to the web property.
Видео:Хлорное олово. Хлористое олово. Станнан.Скачать
What can I do to prevent this in the future?
If you are on a personal connection, like at home, you can run an anti-virus scan on your device to make sure it is not infected with malware.
If you are at an office or shared network, you can ask the network administrator to run a scan across the network looking for misconfigured or infected devices.
Another way to prevent getting this page in the future is to use Privacy Pass. You may need to download version 2.0 now from the Chrome Web Store.
Cloudflare Ray ID: 6e3132f48a677b23 • Your IP : 85.95.188.35 • Performance & security by Cloudflare
📸 Видео
Соляная кислота. Свойства и особенности. То чего вы не знали.Скачать
Станнан - SnH4. Реакция Станнида Лития LiSn и Соляной Кислоты HCl.Скачать
Взаимодействие металлов с соляной кислотойСкачать
Как Решать Задачи по Химии // Задачи с Уравнением Химической Реакции // Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать
Надванадиевая кислота - HVO4. Реакция Метаванадата Натрия , Перекиси Водорода и Соляной кислоты.Скачать
ДЫМ В СТАКАНЕ - РЕАКЦИЯ АММИАКА И СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫСкачать
Взаимодействие металлов с кислотами. 8 класс.Скачать
Йодид Олова(4) - SnI4. Реакция Олова и Йода. Реакция Sn и I2.Скачать
Пентародановольфрамиловая кислота - H2[WO(SCN)5]. Реакция Na2WO4,SnCl2, KSCN и HCl.Скачать
![Пентародановольфрамиловая кислота - H2[WO(SCN)5]. Реакция Na2WO4,SnCl2, KSCN и HCl.](https://i.ytimg.com/vi/PFr8hTUK5mg/0.jpg)
Опыты по химии. Отношение кислот к металламСкачать
Реакция МАГНИЯ и СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ. Получение ХЛОРИДА МАГНИЯ MgCI2. Опыты по химии дома. ЭкспериментыСкачать
