Олово

ОЛОВО, Sn (лат. Stannum * а. tin; н. Zinn; ф. etain; и. estanо), — химический элемент IV группы периодической системы Менделеева, атомный номер 50, атомная масса 118, 69. В природе встречаются 10 стабильных изотопов ¹¹²Sn (0,96%), ¹¹⁴Sn (0,66%), ¹¹⁵Sn (0,35%), ¹¹⁶Sn (14,30%), ¹¹⁷Sn (7,61%), ¹¹⁸Sn (24,03%), ¹¹⁹Sn (8,58%), ¹²⁰Sn (32,85%), ¹²²Sn (4,72%) и ¹²⁴Sn (5,94%).

Свойства олова

Олово — мягкий серебристо-белый металл; существует в трёх кристаллических модификациях: а — Sn (cepoe олово) с кубической решёткой типа алмаза (а=0,64891 нм), плотность 5846 кг/м³, устойчиво до 14°С; b — Sn (белое олово) с тетрагональной решёткой (а=0,5813 нм, с=0,3176 нм), плотность 7295 кг/м³, устойчиво до 173°С; g — Sn с ромбической решёткой, плотность 6520-6560 кг/м³, устойчиво до 231,84°С. Переход b сопровождается превращением металла в порошок ("оловянная чума"). t плавления 231,9°С, t кипения 2620°С, удельная теплоёмкость 0,225 кДж/(кг•К) при 0°С, коэффициент теплопроводности 65,8 Вт/(м•К) при 0°С, удельное электрическое сопротивление 0,115-10 Ом•м (20°С), температурный коэффициент линейного расширения 23-10^-6К^-1. Предел прочности при растяжении 16,6 МПа, относительное удлинение 80-90%, твердость по Бринеллю 38,3-41,2 МПа.

Химические свойства олова

Проявляет степени окисления +2 и +4; последняя более распространена. Соединения Sn²⁺ — сильные восстановители. На воздухе олово не окисляется, в холодной и кипящей воде устойчиво (его предохраняет тонкая плёнка SnO₂). С галогенами при нагревании образует галогениды, с серой — сульфиды. В холодных HCl и Н₂SO₄ образует соответственно SnCl₂ и SnSO₄, в горячей концентрированной Н₂SO₄ растворяется с образованием Sn(SO₄) и SO₂. С холодной разбавленной HNO₃ реагирует, давая Sn(NO₃)₂. Гидроксид Sn(OH)₄, получаемый косвенным путём, амфотерен: с сильными щелочами образует соли М²⁺SnO₃ — станнаты, а при действии сильных кислот — соли двух- и четырёхвалентного олова. С многими металлами олово образует сплавы, из которых наиболее известны оловянистые бронзы и оловянистый баббит. Интерметаллические соединения олова называются станнидами.

Месторождения олова

Олово — довольно распространённый элемент, содержание олова 2,45•10^-4% по массе. Олово имеет тенденцию к накоплению в поздних продуктах эволюции магматических расплавов — пегматитах, а также в гидротермальных образованиях. В магматических горных породах содержания олова следующие (% по массе): в каменных метеоритах 1•10^-4, в ультраосновных 5•10^-5, в основных 1,5•10^-4, в кислых 3•10^-4. В осадочных горных породах: в песчаниках 6•10^-4, в глинах 1•10^-5, в карбонатных породах 1•10^-5. В океанической воде 3•10^-7% по массе. Известно свыше 20 минералов Олова, из которых наиболее важные касситерит и станнин. Основные генетические типы месторождений и схемы обогащения смотреть в ст. оловянные руды.

Олово выделяют восстановительной плавкой из рудных концентратов, очищенных предварительно обжигом и выщелоченных соляной кислотой. Из полученного чернового олова различными методами глубокой очистки (электролитического рафинирование, зонная плавка) удаляют примеси других металлов.

Применение и использование

Применение олова: компонент сплавов (около 59% используемого олова) с Cu (бронзы), Cu и Zn (латунь), Sb (баббит), Zr (для ядерных реакторов), Ti (для турбин), Nb (для сверхпроводников), Pb (для припоев); для нанесения защитных покрытий на металлы (около 33% используемого олова), в т.ч. для производства белой жести; восстановитель ионов металлов; черновой анод при электролизе; сетки из олова — для очистки металлургических газов от паров ртути благодаря образованию амальгамы, в производстве фольги; для отливки деталей измерительных приборов, органных труб, посуды, художественных изделий; искусственного радиоактивного изотопа ¹¹⁹Sn (Т_1/2 1759 суток) — источник g-излучения в g-спектроскопии.