Лабораторные работы по "Неорганической химии"

Теоретическое введение

Олово известно в трех аллотропических видах: тетрагональное олово образуется при застывании расплавленного олова — это белое олово — пластичный серебристо-белый металл (станиоль); ромбическое олово образуется из тетрагонального при нагревании его до 160—200° С, оно характеризуется исключительной хрупкостью; аморфное олово — серое, порошкообразное вещество образуется при низких температурах.

Свинец —синевато-серый  металл, самый тяжелый из подгруппы  германия (плотность 11,34 г/см³), но очень мягкий (легко режется ножом). На воздухе свинец быстро тускнеет, покрывается тонкой пленкой основных карбонатов, защищающей его от дальнейшего окисления.

В химическом отношении Sn, Pb выступают в роли восстановителей и окисляются до состояния 4+ (Sn при участии сильного окислителя) или до 2+ (Pb всегда, Sn — при участии слабого окислителя).

Все эти элементы реагируют  с элементарными окислителями только при нагревании

Sn + 2С1₂ = SnС1₄

2 Pb + 0₂ = 2 Pb О

В воде Sn даже в присутствии кислорода устойчив, свинец очень медленно окисляется

2 Pb + 0₂ + 2Н₂0 = 2 Pb (ОН)₂

Олово растворяется в разбавленных соляной и серной кислотах

Sn + 2НС1 = Sn С1₂ + Н₂

Sn + Н₂ S0₄ = Sn S0₄ + Н₂

Свинец образует почти  нерастворимые соединения PbС1₂ и PbS0₄, поэтому он не взаимодействует ни с соляной, ни с серной кислотами.

В концентрированной  азотной кислоте при кипячении  идет окисление 

Sn + 4 НNО₃ = Н₂ Sn О₃ + 4 NО₂ + Н₂О

Свинец растворяется в разбавленной азотной кислоте, уксусной кислоте

З Pb + 8НNО₃ = З Pb (NО₃ )₂ + 2NО + 4Н₂О

В концентрированной  серной кислоте олово и свинец растворяются с образованием соответствующих растворимых солей

Sn + 4Н₂ S0₄ = Sn (S0₄)₂+ 2S0₂ + 2Н₂O

Pb + ЗН₂ S0₄ = Pb (Н S0₄)₂ + S0₂ + 2Н₂O

При нагревании взаимодействуют  с водными растворами щелочей:

Pb + 2NаОН + 2Н₂0 = Nа₂[Sn⁺²(0Н)₄] + Н₂

Оксиды и гидроксиды олова и  свинца можно разделить на две группы: оксиды и гидроксиды со степенью окисления 2+  и со степенью окисления 4+.

У производных РЬ(II) преобладают  основные свойства. Основные свойства оксидов и гидроксидов по ряду Sn²⁺→ Pb ²⁺ усиливаются. Таким образом, оксид свинца РЬО и гидроксид свинца х PbО•у Н₂0 устойчивые соединения, обладающие основными свойствами. По устойчивости гидроксостаннаты(II) и гидроксоплюмбаты(II) уступают аналогичным производным Э(IV).

Производные Sn (II) — сильные  восстановители. Так, GеС1₂ реагирует с С1₂ почти мгновенно, SnС1₂ при комнатной температуре — быстро, а PbС1₂ в обычных условиях с хлором не взаимодействует вообще. Производные Sn(II) восстанавливают некоторые металлы из соединений.

Оксиды Ме0₂ и гидроксиды хМе0₂×уН₂0 проявляют больше кислотные свойства, чем основные. Так, Sn0₂— амфотерный оксид с преобладанием кислотных свойств, он с трудом растворяется в кислотах и хорошо растворяются в щелочах с образованием комплексных соединений

Sn0₂ + 2NаОН + 2Н₂0 = Nа₂[Sn(0Н)₆]

При сплавлении этих диоксидов  с щелочами образуются соли типа Nа₂Sn0₃:

Sn0₂+  2NаОН = Nа₂Sn0₃+ Н₂О

Диоксид свинца PbО₂ — сильный окислитель

5 Pb 0₂ + ЗН₂S0₄ + 2МnS0₄ = 5 PbS0₄ + 2НМn0₄ + 2Н₂O

Благодаря низкой температуре плавления  олова (232° С) его используют для  паяния металлов, для изготовления баббитов — подшипниковых сплавов на основе олова или свинца с низкой температурой плавления, небольшой твердостью — и различных припоев. Высокая коррозионная стойкость олова обусловила его применение для нанесения покрытий на металлы. Белая жесть, т. е. листовое железо, покрытое оловом, широко используется в технике.

Из свинца изготовляют  пластины аккумуляторов, защитные покрытия электрических кабелей, залегающих в грунте. Способность свинца хорошо поглощать -лучи используется для защиты от вредного действия радиоактивных излучений.