Олово хим элемент как пишется

Как пишется олово?

Хотите спросить как пишется олово? Олово в химии обозначается Sn. Латинское название «stannum» означает «прочность».

Применение олова

Имеет серебристо-белый цвет, но на воздухе постепенно окисляется и темнеет. Олово используется очень широко:

1. При сгорании образуется белый порошок.Его используют, как средство для полировки поверхностей.
2. Большая часть добываемого в мире олова идет на изготовление консервных банок. В России около ста промышленных установок для переработки олова. В переработку идут отходы белой жести, ее обрабатывают хлором. Олово с ним соединяется легко.
3. Многие из оловянных соединений токсичны, поэтому они входят в состав инсектицидов и противогельминтных средств. Олово стимулирует рост и развитие растений. В тех концентрациях, в которых оно содержится в данных средствах, олово неопасно для человека.
4. Оксид олова используют при получении рубинового стекла.
5. Двуокись олова используется, как абразив.
6. Дисульфид олова используют для имитации позолоты.
7. Из смеси солей олова изготовляют краситель для шерсти.
8. Олово известно человеку с древности, как и золото, серебро, медь и железо. Посуду изготовляли в древности из чистого олова, как и украшения.
9. Тетрахлорид олова используют, как растворитель фосфора и йода.
10. Олово – основной компонент для получения титана. Титан – отличный биосовместимый материал. Из него изготовляются протезы, медицинские спицы, брекеты для коррекции прикуса, коронки.
11. Тонкая оловянная фольга используется для электроконденсаторов.
12. Припои олова нетоксичны, поэтому могут служить, как припой для посуды. Припои используют для прочного соединения металлических деталей.
13. Конечно, из олова также изготовляют произведения искусства. В том же Эрмитаже вы можете полюбоваться на эту красоту и даже попробовать изготовить фигурки самостоятельно. Это не очень сложно, но требует усердия, терпения и художественного вкуса. Без таланта тут не обойтись.

Олово в природе встречается редко, в составе оловянной руды чистого олова – не более 1%. Современное получение олова трудоемко.

Несколько интересных фактов об олове

Древние римляне употребляли вино, которое изготовлялось в оловянных котлах. Металл проникал в вино и понемногу отравлял римлян. Конечно, никто тогда не занимался химией, поэтому этот феномен древние никак не могли объяснить.

В жилых помещениях, расположенных ближе, чем за километр от автострады, в воздухе фиксируют избыток олова. Олово создает условия для появления злокачественных опухолей в организме.

Источник статьи: http://olovok.com/kak-pishetsya-olovo/

Олово

Название, символ, номер Олово / Stannum (Sn), 50 Атомная масса
(молярная масса) 118,710(7) а. е. м. (г/моль) Электронная конфигурация [Kr] 4d 10 5s 2 5p 2 Радиус атома 162 пм Ковалентный радиус 141 пм Радиус иона (+4e) 71 (+2) 93 пм Электроотрицательность 1,96 (шкала Полинга) Электродный потенциал −0,136 Степени окисления +4, +2 Энергия ионизации
(первый электрон) 708,2 (7,34) кДж/моль (эВ) Плотность (при н. у.) 7,31 г/см³ Температура плавления 231,91 °C Температура кипения 2893 K, 2620 °C Уд. теплота плавления 7,19; кДж/моль Уд. теплота испарения 296 кДж/моль Молярная теплоёмкость 27,11 Дж/(K·моль) Молярный объём 16,3 см³/моль Структура решётки тетрагональная Параметры решётки a =5,831; c =3,181 Å Отношение c/a 0,546 Температура Дебая 170,00 K Теплопроводность (300 K) 66,8 Вт/(м·К) Номер CAS 7440-31-5

Олово (химический символ — Sn; лат. Stannum ) — элемент 14-й группы периодической системы химических элементов (по устаревшей классификации — элемент главной подгруппы IV группы), пятого периода, с атомным номером 50. Относится к группе лёгких металлов. При нормальных условиях простое вещество олово — пластичный, ковкий и легкоплавкий блестящий металл серебристо-белого цвета. Известны четыре аллотропические модификации олова: ниже +13,2 °C устойчиво α -олово (серое олово) с кубической решёткой типа алмаза, выше +13,2 °C устойчиво β -олово (белое олово) с тетрагональной кристаллической решёткой. При высоких давлениях обнаружены также γ -олово и σ -олово.

Содержание

• 1 История
• 2 Происхождение названия
• 3 Физические свойства
  • 3.1 Серое и белое олово
  • 3.2 Изотопы
• 4 Химические свойства
  • 4.1 Металлическое олово
  • 4.2 Олово (II)
  • 4.3 Олово (IV)
• 5 Нахождение в природе
  • 5.1 Месторождения
  • 5.2 Распространённость в природе
  • 5.3 Формы нахождения
    • 5.3.1 Твёрдая фаза. Минералы
    • 5.3.2 Собственно минеральные формы
      • 5.3.2.1 Самородные элементы, сплавы и интерметаллические соединения
      • 5.3.2.2 Окисные соединения олова
        • 5.3.2.2.1 Касситерит
        • 5.3.2.2.2 Гидроокисные соединения
        • 5.3.2.2.3 Силикаты
        • 5.3.2.2.4 Шпинелиды
      • 5.3.2.3 Сульфидные соединения олова
        • 5.3.2.3.1 Станнин
    • 5.3.3 Коллоидная форма
    • 5.3.4 Формы нахождения олова в жидкой фазе
  • 5.4 Промышленные типы месторождений олова
• 6 Производство
• 7 Применение
• 8 Физиологическое действие
• 9 Галерея изображений

История

Олово было известно человеку уже в IV тысячелетии до н. э. Этот металл был малодоступен и дорог, поэтому изделия из него редко встречаются среди римских и греческих древностей. Об олове есть упоминания в Библии, Четвёртой Книге Моисея. Олово является (наряду с медью) одним из компонентов оловяннистой бронзы, изобретённой в конце или середине III тысячелетия до н. э. Поскольку бронза являлась наиболее прочным из известных в то время металлов и сплавов, олово было «стратегическим металлом» в течение всего «бронзового века», более 2000 лет (очень приблизительно: XXXV—XI века до н. э.).

Чистое олово получено не ранее XII в., о нем упоминает в своих трудах Р. Бэкон. До этого олово всегда содержало переменное количество свинца. Хлорид SnCl₄ впервые получил А. Либавий в 1597 г. Аллотропию олова и явление «оловянной чумы» объяснил Э. Кохен в 1899 г.

Происхождение названия

Латинское название stannum , связанное с санскритским словом, означающим «стойкий, прочный», первоначально относилось к сплаву свинца и серебра, а позднее к другому, имитирующему его сплаву, содержащему около 67 % олова; к IV веку н. э. этим словом стали называть собственно олово.

Слово олово — общеславянское, однако в некоторых славянских языках такое же или однокоренное слово (польск. ołów , чеш. olovo , серб. олово и др.) используется для обозначения другого, внешне похожего металла — свинца. Слово олово имеет соответствия в балтийских языках (ср. лит. alavas, alvas , латыш. alva — «олово», прусск. alwis — «свинец»). Оно является суффиксальным образованием от корня ol- (ср. древневерхненемецкое elo — «жёлтый», лат. albus — «белый» и пр.), так что металл назван по цвету.

Физические свойства

Механические и технологические свойства:

модуль упругости 55 ГПа при 0 °С и 48 ГПа при 100 °С; модуль сдвига 16,8—8,1 ГПа; временное сопротивление разрыву — 20 МПа; относительное удлинение — 40 %; твёрдость по Бринеллю — 152 МПа (белое олово), 62 МПа (серое олово); температура литья — 260—300 °С.

При температуре немного выше 170 °С олово становится хрупким.

Стандартный электродный потенциал E °Sn 2+ /Sn равен −0,136 В, а E пары °Sn 4+ /Sn 2+ около 0,151 В.

Серое и белое олово

Простое вещество олово полиморфно. В обычных условиях оно существует в виде β -модификации (белое олово), устойчивой выше +13,2 °C. Белое олово — серебристо-белый, мягкий, пластичный металл, образующий кристаллы тетрагональной сингонии, пространственная группа I4/amd, параметры ячейки a = 0,58197 нм , c = 0,3175 нм , Z = 4 . Координационное окружение каждого атома олова в нём — октаэдр. Плотность β -Sn равна 7,228 г/см 3 . При сгибании прутков олова слышен характерный хруст от взаимного трения кристаллитов.

При охлаждении белое олово переходит в α -модификацию (серое олово). Серое олово образует кристаллы кубической сингонии, пространственная группа Fd3m, параметры ячейки a = 0,646 нм , Z = 8 со структурой типа алмаза. В сером олове координационный полиэдр каждого атома — тетраэдр, координационное число 4. Фазовый переход β -Sn в α -Sn сопровождается увеличением удельного объёма на 25,6 % (плотность α -Sn составляет 5,75 г/см 3 ), что приводит к рассыпанию олова в порошок. Энтальпия перехода α → β ΔH = 2,08 кДж/моль . Одна модификация переходит в другую тем быстрее, чем ниже температура окружающей среды. При −33 °C скорость превращений становится максимальной. Тем не менее белое олово можно переохладить до гелиевых температур. Белое олово превращается в серое также под действием ионизирующего излучения.

Из-за сильного различия структур двух модификаций олова разнятся и их электрофизические свойства. Так, β -Sn — металл, а α -Sn относится к числу полупроводников. Ниже 3,72 К α -Sn переходит в сверхпроводящее состояние. Атомы в кристаллической решётке белого олова находятся в электронном s 2 p 2 -состоянии. Серое олово — ковалентный кристалл со структурой алмаза и электронным sp 3 -состоянием. Белое олово слабо парамагнитно, атомная магнитная восприимчивость χ = +4,5·10 −6 (при 303 К ), при температуре плавления становится диамагнитным, χ = −5,1·10 −6 . Серое олово диамагнитно, χ = −3,7·10 −5 (при 293 К ).

Соприкосновение серого олова и белого приводит к «заражению» последнего, то есть к ускорению фазового перехода по сравнению со спонтанным процессом из-за появления зародышей новой кристаллической фазы. Совокупность этих явлений называется «оловянной чумой». Нынешнее название этому процессу в 1911 году дал Г. Коэн. Начало научного изучения этого фазового перехода было положено в 1870 году работами петербургского учёного, академика Ю. Фрицше. Много ценных наблюдений и мыслей об этом процессе высказано Д. И. Менделеевым в его «Основах химии».

Одним из средств предотвращения «оловянной чумы» является добавление в олово стабилизатора, например висмута. С другой стороны, ускоряет процесс перехода белого олова в серое при не очень низких температурах катализатор хлорстаннат аммония (NH₄)₂SnCl₆.

«Оловянная чума» — одна из причин гибели экспедиции Скотта к Южному полюсу в 1912 году. Она осталась без горючего из-за того, что топливо просочилось из запаянных оловом баков, поражённых «оловянной чумой».

Некоторые историки указывают на «оловянную чуму» как на одно из обстоятельств поражения армии Наполеона в России в 1812 году — сильные морозы привели к превращению оловянных пуговиц на мундирах солдат в порошок.

«Оловянная чума» погубила многие коллекции оловянных солдатиков. Например, в запасниках петербургского музея Александра Суворова превратились в труху десятки фигурок — в подвале, где они хранились, лопнули зимой батареи отопления.

При высоких давлениях обнаружены ещё две модификации олова: γ -олово (переход при температуре 161 °C и давлении около 4 ГПа, при комнатной температуре и давлении 10 ГПа) и σ -олово (переход при температуре около 1000 °C и давлении выше 21 ГПа).

Изотопы

Природное олово состоит из десяти стабильных нуклидов с массовыми числами 112 (в смеси 0,96 % по массе), 114 (0,66 %), 115 (0,35 %), 116 (14,30 %), 117 (7,61 %), 118 (24,03 %), 119 (8,58 %), 120 (32,85 %), 122 (4,72 %) и 124 (5,94 %). Для некоторых из них энергетически возможен двойной бета-распад, однако экспериментально он пока (2018 г.) не наблюдался, поскольку предсказываемый период полураспада очень велик (более 10 20 лет).

Олово обладает наибольшим среди всех элементов числом стабильных изотопов, что связано с тем, что 50 (число протонов в ядрах олова) является магическим числом — оно составляет заполненную протонную оболочку в ядре и повышает тем самым энергию связи и стабильность ядра. Известны два дважды магических изотопа олова, оба они радиоактивны, так как удалены от полосы бета-стабильности: нейтронодефицитное 100 Sn ( Z = N = 50 ) и нейтроноизбыточное 132 Sn ( Z = 50 , N = 82 ).

Изотопы олова 117 Sn и 119 Sn являются мёссбауэровскими изотопами и применяются в гамма-резонансной спектроскопии.

Химические свойства

Металлическое олово

При комнатной температуре олово, подобно соседу по группе германию, устойчиво к воздействию воздуха или воды. Такая инертность объясняется образованием поверхностной плёнки оксидов. Заметное окисление олова на воздухе начинается при температурах выше 150 °C:

При нагревании олово реагирует с большинством неметаллов. При этом образуются соединения в степени окисления +4, которая более характерна для олова, чем +2. Например:

Растворяется в разбавленных кислотах (HCl, H₂SO₄):

Олово реагирует c концентрированной соляной кислотой. При этом белое олово (α-Sn) образует раствор хлорида олова (II), а серое (β-Sn) хлорида олова (IV):

Состав продукта реакции олова с азотной кислотой зависит от концентрации кислоты. В концентрированной азотной кислоте (60%) образуется оловянная кислота β -SnO₂· n H₂O (иногда её формулу записывают как H₂SnO₃). При этом олово ведёт себя как неметалл:

При взаимодействии с разбавленной азотной кислотой (3-5%) образуется нитрат олова (II):

Окисляется растворами щелочей до гидроксостанната (II), который в горячих расстворах склонен к диспропорцианированию:

Sn + NaOH + 3H₂O → Na[Sn(OH)₃] + H₂↑ 2Na[Sn(OH)₃] → Sn + Na₂[Sn(OH)₆] Sn + 2NaOH + 4H₂O → Na2[Sn(OH)₆] + 2H₂↑

Олово (II)

Менее устойчивая степень окисления чем (IV). Вещества имеют высокую восстановительную активность и легко диспропорцианируют:

На воздухе соединения быстро окисляются кислородом, как в твердом виде, так и в растворах:

2SnO + O₂ → 2SnO₂ 2Sn 2+ + O2 + 4H + → 2Sn 4+ + 2H₂O

Сильным восстановителем является «оловянная соль» SnCl₂ ⋅ 2H₂O

Оксид можно получить действием аммиака на горячий раствор хлорида олова в атмосфере СO₂:

Также при слабом нагревании гидроксида олова (II) Sn(OH)₂ в вакууме или осторожном нагревании некоторых солей:

В растворах солей олова идёт сильный гидролиз:

При действии на раствор соли Sn(II) растворами сульфидов выпадает осадок сульфида олова (II):

Этот сульфид может быть легко окислен до сульфидного комплекса раствором полисульфида натрия, при подкислении превращающегося в осадок сульфида олова (IV):

Олово (IV)

Оксид олова(IV) (SnO₂) образуется прямым окислением кислородом. При сплавлении с щелочами образует станнаты, при обработке водой образующие гидроксостаннаты:

При гидролизе растворов солей олова (IV) образуется белый осадок — так называемая α -оловянная кислота:

Свежеполученная α -оловянная кислота растворяется в кислотах и щелочах:

При хранении α -оловянная кислота стареет, теряет воду и переходит в β -оловянную кислоту, которая отличается большей химической инертностью. Данное изменение свойств связывают с уменьшением числа активных HO-Sn группировок при стоянии и замене их на более инертные мостиковые -Sn-O-Sn- связи.

Гидрид олова — станнан SnH₄ — можно получить по реакции:

Этот гидрид весьма нестоек и медленно разлагается уже при температуре 0 °C.

Четырёхвалентное олово образует обширный класс оловоорганических соединений, используемых в органическом синтезе, в качестве пестицидов и др.

Нахождение в природе

Олово — редкий рассеянный элемент, по распространённости в земной коре олово занимает 47-е место. Кларковое содержание олова в земной коре составляет, по разным данным, от 2⋅10 −4 до 8⋅10 −3 % по массе. Основной минерал олова — касситерит (оловянный камень) SnO₂, содержащий до 78,8 % олова. Гораздо реже в природе встречается станнин (оловянный колчедан) — Cu₂FeSnS₄ (27,5 % Sn).

Месторождения

Мировые месторождения олова находятся в основном в Китае и Юго-Восточной Азии — Индонезии, Малайзии и Таиланде. Также есть крупные месторождения в Южной Америке (Боливии, Перу, Бразилии) и Австралии.

В России запасы оловянных руд расположены в Хабаровском крае (Солнечный район — месторождения Фестивальное и Соболиное; Верхнебуреинский район — Правоурмийское месторождение), в Чукотском автономном округе (Пыркакайские штокверки; рудник/посёлок Валькумей, Иультин — разработка месторождений закрыта в начале 1990-х годов), в Приморском крае (Кавалеровский район), в Якутии (месторождение Депутатское) и других районах.

Распространённость в природе

Распространённость в природе отражена в следующей таблице:

Геол. объект	Камен. метеориты	Дуниты и др.	Базальты и др.	Диориты и др.	Гранитоиды	Глины и др.	Вода океанов	Живое вещество(% на живой вес)	Почва	Зола растений
Содержание, вес. %	00 1⋅10 −4	0 5⋅10 −5	0 1,5⋅10 −4	0000 −	000 3⋅10 −4	1⋅10 −3	0 7⋅10 −7	0000 5⋅10 −5	1⋅10 −3	00 5⋅10 −4

В незагрязнённых поверхностных водах олово содержится в субмикрограммовых концентрациях. В подземных водах его концентрация достигает единиц микрограмм на литр, увеличиваясь в районе оловорудных месторождений, оно попадает в воды за счёт разрушения в первую очередь сульфидных минералов, неустойчивых в зоне окисления. ПДК_Sn = 2 мг/дм³ .

Олово является амфотерным элементом, то есть элементом, способным проявлять кислотные и основные свойства. Это свойство олова определяет и особенности его распространения в природе. Благодаря этой двойственности олово проявляет литофильные, халькофильные и сидерофильные свойства. Олово по своим свойствам проявляет близость к кварцу, вследствие чего известна тесная связь олова в виде окиси (касситерита) с кислыми гранитоидами (литофильность), часто обогащёнными оловом, вплоть до образования самостоятельных кварц-касситеритовых жил. Щелочной характер поведения олова определяется в образовании довольно разнообразных сульфидных соединений (халькофильность), вплоть до образования самородного олова и различных интерметаллических соединений, известных в ультраосновных породах (сидерофильность).

Формы нахождения

Основная форма нахождения олова в горных породах и минералах — рассеянная (или эндокриптная). Однако олово образует и минеральные формы, и в этом виде часто встречается не только как акцессорий в кислых магматических породах, но и образует промышленные концентрации преимущественно в окисной (касситерит SnO₂) и сульфидной (станнин) формах.

Твёрдая фаза. Минералы

В общем можно выделить следующие формы нахождения олова в природе:

1. Рассеянная форма; конкретная форма нахождения олова в этом виде неизвестна. Здесь можно говорить об изоморфно рассеянной форме нахождения олова вследствие наличия изоморфизма с рядом элементов (Ta, Nb, W — с образованием типично кислородных соединений; V, Cr, Ti, Mn, Sc — с образованием кислородных и сульфидных соединений). Если концентрации олова не превышают некоторых критических значений, то оно изоморфно может замещать названные элементы. Механизмы изоморфизма различны.
2. Минеральная форма: олово установлено в минералах-концентраторах. Как правило, это минералы, в которых присутствует железо Fe +2 : биотиты, гранаты, пироксены, магнетиты, турмалины и так далее. Эта связь обусловлена изоморфизмом, например, по схеме Sn +4 + Fe +2 → 2Fe +3 . В оловоносных скарнах высокие концентрации олова установлены в гранатах (до 5,8 вес. %) (особенно в андрадитах), эпидотах (до 2,84 вес. %) и так далее.

На сульфидных месторождениях олово входит как изоморфный элемент в сфалериты (Силинское месторождение, Россия, Приморье), халькопириты (Дубровское месторождение, Россия, Приморье), пириты. Высокие концентрации олова выявлены в пирротине грейзенов Смирновского месторождения (Россия, Приморье). Считается, что из-за ограниченного изоморфизма происходит распад твёрдых растворов с микровыделениями Cu₂ +1 Fe +2 SnS₄ или тиллита PbSnS₂ и других минералов.

Собственно минеральные формы

Самородные элементы, сплавы и интерметаллические соединения

Хотя концентрации этих минералов в породах очень низки, однако распространены они в широком круге генетических образований. Среди самородных форм вместе с Sn выявлены Fe, Al, Cu, Ti, Cd и так далее, не считая уже известные самородные платиноиды, золото и серебро. Эти же элементы образуют между собой и различные сплавы: (Cu + Sn + Sb), (Pb + Sn + Sb) и другие, а также твёрдые растворы. Среди интерметаллических соединений установлены стистаит SnSb, атакит (Pd,Pt)₃Sn, штумырлит Pt(Sn,Bi), звягинцевит (Pd,Pt)₃(Pb,Sn), таймырит (Pd,Cu,Pt)₃Sn и другие.

Приведённые формы нахождения олова и других элементов встречаются в различных геологических образованиях:

1. Группа интрузивных и эффузивных магматических пород: траппы, пикриты Сибирской платформы, гипербазиты и габброиды Камчатки, кимберлиты Якутии, лампроиты Алдана и так далее; гранитоиды Приморья, Дальнего Востока, Тянь-Шаня.
2. Группа метасоматически и гидротермально изменённых пород: медно-никелевые руды Сибирской платформы, золоторудные объекты Урала, Кавказа, Узбекистана и так далее.
3. Группа современного рудообразования: пелагические осадки Тихого океана, продукты Большого Трещинного Толбачинского извержения, гидротермальная система Узон на Камчатке и прочие.
4. Группа осадочных пород различного происхождения.

Окисные соединения олова

Наиболее известной формой является главный минерал олова — касситерит SnO₂, представляющий собой соединение олова с кислородом. В минерале по данным ядерной гамма-резонансной спектроскопии присутствует Sn +4 .

Касситерит

Касситерит (от греч. kassiteros — олово) — главный рудный минерал для получения олова, химическая формула SnO₂. Теоретически содержит 78,62 % Sn. Образует отдельные выделения, зерна, сплошные массивные агрегаты, в которых зёрна минерала достигают в размере 3—4 мм и даже больше. В чистом виде бесцветные кристаллы, примеси придают минералу самые различные цвета.

• Плотность 6040—7120 кг/м³ (наиболее низкая у светлоокрашенных касситеритов).
• Твёрдость по Моосу 6,5.
• Блеск — матовый, на гранях — алмазный.
• Спайность несовершенная.
• Излом раковистый.

Основные формы выделения касситерита:

• микровключения в других минералах;
• акцессорные выделения минерала в породах и рудах;
• сплошные или вкрапленные руды: игольчатые радиально-лучистые агрегаты (месторождения Приморья), коломорфные и криптокристаллические выделения и скопления (месторождения Приморья); кристаллическая форма — главная форма выделения касситерита.

В России месторождения касситерита имеются на Северо-Востоке, в Приморье, Якутии, Забайкалье; за рубежом — в Малайзии, Таиланде, Индонезии, КНР, Боливии, Нигерии и других странах.

Гидроокисные соединения

Второстепенное место занимают гидроокисные соединения олова, которые можно рассматривать как соли полиоловянных кислот. К ним можно отнести минерал сукулаит Ta₂Sn₂ +2 O; твёрдый раствор олова в магнетите вида Fe₂SnO₄ или Fe₃SnO₃ (Бретштейн Ю. С., 1974; Воронина Л. Б., 1979); «варламовит» — продукт окисления станнина; считается, что он представляет собой смесь аморфных и полуаморфных соединений Sn, метаоловянной кислоты, поликонденсированной фазы и гидрокасситеритовой фазы. Известны также гидратированные продукты окисления — гидромартит 3SnO·H₂O; мушистонит (Cu,Zn,Fe)Sn(OH)₆; гидростаннат меди CuSn(OH)₆ и другие.

Силикаты

Известна многочисленная группа силикатов олова, представленная малаяитом CaSn[SiO₅]; пабститом Ba(Sn, Ti)Si₃O₉, стоказитом Ca₂Sn₂Si₆O₁₈·4H₂O и др. Малаяит образует даже промышленные скопления.

Шпинелиды

Из других окисных соединений известны также шпинелиды, например, минерал нигерит Sn₂Fe₄Al₁₆O₃₂ (Peterson E. U., 1986).

Сульфидные соединения олова

Включает различные соединения олова с серой. Это вторая по промышленному значению группа минеральных форм нахождения олова. Наиболее важным из них является станнин, второй по значению минерал. Кроме этого, отмечаются франкеит Pb₅Sn₃Sb₂S₁₄, герценбергит SnS, берндтит SnS₂, тиллит PbSnS₂ и кестерит Cu₂ZnSnS₄. Выявлены и более сложные сульфидные соединения олова со свинцом, серебром, медью, имеющие в основном минералогическое значение. Тесная связь олова с медью обусловливает частое присутствие на оловорудных месторождениях халькопирита CuFeS₂ с образованием парагенезиса касситерит — халькопирит.

Станнин

Станнин (от лат. stannum — олово), оловянный колчедан, минерал из класса сульфидов с общей формулой вида Cu₂FeSnS₄. Она следует из формулы халькопирита путём замены одного атома Fe на Sn. Содержит 29,58 % Cu, 12,99 % Fe, 27,5 % Sn и 29,8 S, а также примеси Zn, Sb, Cd, Pb и Ag. Широко распространённый минерал в оловорудных месторождениях России. На ряде месторождений России (Приморье, Якутия) и Средней Азии (Таджикистан) он является существенным элементов сульфидных минералов и часто вместе с варламовитом составляет 10—40 % общего олова. Часто образует вкрапленность в сфалерите ZnS, халькопирите. Во многих случаях наблюдаются явления распада станнина с выделением касситерита.

Коллоидная форма

Коллоидные и олово-кремнистые соединения играют значительную роль в геохимии олова, хотя детально она не изучена. Значительное место в геологии элемента играют коломорфные соединения и продукты его кристаллических превращений в скрытокристаллические разности. Коломорфный касситерит рассматривается как форма выражения вязких гелеобразных растворов.

Независимые исследования выявили аномально высокую растворимость SnO₂ в хлор-кремниевых растворах. Максимальная растворимость достигается при отношении SnO₂\SiO₂ = 1,5 .

Анализ свойств соединения Sn(OH)₄ и близость их к соединению Si(OH)₄ выявляет способность его к полимеризации с образованием в конечном счёте соединений H₂Sn _k O_{2 k +1}, Sn _k O_{2 k −1}(OH)₂. В обоих случаях возможно замещение группы (ОН) на анионы F и Cl.

Таким образом, полимеризация молекул Sn(OH)₄ и соединение их с молекулами Si(OH)₄ ведёт к образованию геля (коллоида) и появлению цепочек H _m Sn_{2 n} Si _n O _p , причём m ≤ 8 , или H _s [SiO_{2 n} (SnO _m ) _d ] (Некрасов И. Я. и др., 1973).

Имеющиеся данные говорят о том, что коллоидная форма является естественным промежуточным звеном при осаждении олова из гидротермальных растворов.

Формы нахождения олова в жидкой фазе

Наименее изученная часть геохимии олова, хотя в газово-жидких включениях установлены касситериты в виде минералов-узников (Кокорин А. М. и др., 1975). Работ по анализу конкретных оловосодержащих природных растворов нет. В основном вся информация основана на результатах экспериментальных исследований, которые говорят только о вероятных формах нахождения олова в растворах. Существенную роль в разработке методики этих исследований принадлежит академику В. Л. Барсукову.

Вся совокупность экспериментально установленных форм нахождения олова в растворах разбивается на группы:

1. Ионные соединения. Эти соединения и их структура описываются с позиций классических валентных и стереохимических представлений. Выделяются подгруппы:
   1. Простые ионы Sn +2 и Sn +4 в основном обнаружены в магматических расплавах, а также в гидротермальных растворах, обладающих низкими значениями pH. Однако в существующих гидротермальных системах, отражаемых составом газово-жидких включений, такие условия не установлены.
   2. Галогениды — SnF₂, SnF₄ 0 , SnCl₄ 0 . Считается, что роль хлора в переносе и отложении олова и сопутствующих металлов более значительна, чем роль фтора.
   3. Гидроксильные соединения. В щелочных условиях исходными являются соединения H₂SnO₂, H₂SnO₄, H₂SnO₃. Эти формы часто устанавливаются на основе известных минеральных форм. Часть этих форм имеет как искусственное (CaSnO₃, Ca₂SnO₄), так и природное (FeSnO₂, Fe₂SnO₄) происхождение. В кислых средах эти соединения ведут себя как слабые основания типа Sn(OH)₂, Sn(OH)₄. Считается, что одной из форм проявления подобных соединений является варламовит. Согласно экспериментальным данным Sn(OH)₄ отлагается только при Т в слабокислых или нейтральных условиях при pH = 7—9 . Соединения Sn(OH)₄ и Sn(OH)₃ + устойчивы при pH= 7—9, тогда как Sn(OH)₂ +2 и Sn(OH) +2 — при pH . Довольно часто группы (ОН) −1 замещаются на F и Cl, создавая галогенозамещённые модификации гидросоединений олова. В общем виде эти формы представлены соединениями Sn(OH)_{4- k}F _k или Sn(OH)_{4− k}F _k-nCl _n. В целом соединение Sn(OH)₃F устойчиво при Т = +25…+50 °C , а Sn(OH)₂F₂ — при Т = 200 °C .
   4. Сульфидные соединения. По экспериментальным данным в растворе присутствуют соединения SnS₄ −4 или SnS₃ −2 при pH > 9 ; SnS₂O −2 ( pH = 8—9 ) и Sn(SH)₄ ( pH = 6 ). Имеется упоминание о существовании соединения типа Na₂SnS₃, неустойчивого в кислой среде.
2. Комплексные соединения олова изучены при растворении касситерита во фторированных средах. Эти соединения отличаются высокой растворимостью. Этими же свойствами обладают соединения, полученные в хлоридных растворах. В качестве основных форм комплексных соединений, известных из экспериментов, можно назвать Na₂[Sn(OH)₆], Na₂[SnF₆], Na₂[Sn(OH)₂F₄] и пр. Эксперименты показали, что комплекс Sn(OH)₄F₂ −2 будет преобладать при Т = 200 °C .
3. Коллоидные и олово-кремнистые соединения. Об их существовании говорит присутствие на многих месторождениях коломорфных выделений касситерита.

Промышленные типы месторождений олова

Описанные выше геохимические особенности олова находят косвенное отражение в формационной классификации оловорудных месторождений, предложенной Е. А. Радкевич с последующими дополнениями.

А. Формация оловоносных гранитов. Касситерит установлен в акцессорной части гранитов. Б. Формация редкометальных гранитов. Это граниты литионит-амазонит-альбитового типа (апограниты по А. А. Беусу). Касситерит в акцессорной части вместе колумбит-татнатлитом, микролитом и прочими. В. Формация оловоносных пегматитов. Оловянная минерализация характерна для Be-Li-, Be-Ta-, F-Li- типов. Г. Формация полевошпат-кварц-касситеритовая. Выделена Ив. Ф. Григорьевым. Это кварц-полевошпатовые жилы с касситеритом и другими минералами. Д. Формация кварц-касситеритовая. Распространена на северо-востоке России. Это жильные зоны, грейзены с кварцем, мусковитом, вольфрамитом, касситеритом и другим. Е. Формация касситерит-силикатно-сульфидная с турмалиновым и хлоритовым типами. Одна из основных продуктивных формаций Приморья России. Ж. Формация касситерит-сульфидная. Также основная оловопродуктивная формация. В ней выделяют основные типы: 1) штокверковое олово-вольфрамовое оруденение; 2) рудные тела квар-касситерит-арсенопиритового типа; 3) продуктивные кварцевые жилы сульфидно-касситерит-хлоритового типа. З. Формация оловянно-скарновая. И. Формация деревянистого олова (риолитовая формация). К. Формация основных и ультраосновных пород (по И. Я. Некрасову). Л. Формация щелочных пород Украины (по В. С. Металлиди, 1988).

Производство

В процессе производства рудоносная порода (касситерит) подвергается дроблению до размеров частиц в среднем

10 мм , в промышленных мельницах, после чего касситерит за счет своей относительно высокой плотности и массы отделяется от пустой породы вибрационно-гравитационным методом на обогатительных столах. В дополнение применяется флотационный метод обогащения/очистки руды. Таким образом удается повысить содержание олова в руде до 40—70 %. Далее проводят обжиг концентрата в кислороде для удаления примесей серы и мышьяка. Полученный концентрат оловянной руды выплавляется в печах. В процессе выплавки восстанавливается до свободного состояния посредством применения в восстановлении древесного угля, слои которого укладываются поочередно со слоями руды, или алюминием (цинком) в электропечах: SnO₂ + C = Sn + CO₂ . Особо чистое олово полупроводниковой чистоты готовят электрохимическим рафинированием или методом зонной плавки.

Применение

• Олово используется в основном как безопасное, нетоксичное, коррозионностойкое покрытие в чистом виде или в сплавах с другими металлами. Главные промышленные применения олова — в белой жести (лужёное железо) для изготовления тары пищевых продуктов, в припоях для электроники, в домовых трубопроводах, в подшипниковых сплавах и в покрытиях из олова и его сплавов. Важнейший сплав олова — бронза (с медью). Другой известный сплав — пьютер — используется для изготовления посуды. Для этих целей расходуется около 33 % всего добываемого олова. До 60 % производимого олова используется в виде сплавов с медью, медью и цинком, медью и сурьмой (подшипниковый сплав, или баббит), с цинком (упаковочная фольга) и в виде оловянно-свинцовых и оловянно-цинковых припоев. В последнее время возрождается интерес к использованию металла, поскольку он наиболее «экологичен» среди тяжёлых цветных металлов. Используется для создания сверхпроводящих проводов на основе интерметаллического соединения Nb₃Sn.
• Дисульфид олова SnS₂ применяют в составе красок, имитирующих позолоту («поталь»).
• Искусственные радиоактивные ядерные изомеры олова 117m Sn и 119m Sn — источники гамма-излучения, являются мёссбауэровскими изотопами и применяются в гамма-резонансной спектроскопии.
• Интерметаллические соединения олова и циркония обладают высокими температурами плавления (до 2000 °C) и стойкостью к окислению при нагревании на воздухе и имеют ряд областей применения.
• Олово является важнейшим легирующим компонентом при получении конструкционных сплавов титана.
• Двуокись олова — очень эффективный абразивный материал, применяемый при «доводке» поверхности оптического стекла.
• Смесь солей олова — «жёлтая композиция» — ранее использовалась как краситель для шерсти.
• Олово применяется также в химических источниках тока в качестве анодного материала, например: марганцево-оловянный элемент, окисно-ртутно-оловянный элемент. Перспективно использование олова в свинцово-оловянном аккумуляторе; так, например, при равном напряжении, по сравнению со свинцовым аккумулятором свинцово-оловянный аккумулятор обладает в 2,5 раза большей ёмкостью и в 5 раз большей энергоплотностью на единицу объёма, внутреннее сопротивление его значительно ниже.
• Исследуются изолированные двумерные слои олова (станен), созданные по аналогии с графеном.

Физиологическое действие

О роли олова в живых организмах практически ничего не известно. Ежедневное поступление олова с пищей составляет 0,2—3,5 мг , при регулярном потреблении консервированной пищи — до 38 мг . В теле человека содержится примерно (1—2)·10 −4 % олова, наибольшая концентрация наблюдается в кишечнике.

Металлическое олово не токсично, что позволяет применять его в пищевой промышленности. Олово представляет опасность для человека в виде паров, различных аэрозольных частиц и пыли. При воздействии паров или пыли олова может развиться станноз — поражение лёгких. Станнан (оловянистый водород) — сильнейший яд. Также очень токсичны некоторые оловоорганические соединения. Временно допустимая концентрация соединений олова в атмосферном воздухе 0,05 мг/м 3 , ПДК олова в пищевых продуктах 200 мг/кг , в молочных продуктах и соках — 100 мг/кг . Токсическая доза олова для человека — 2 г , интоксикация организма начинается при содержании в организме 250 мг/кг .

Вредные примеси, содержащиеся в олове в обычных условиях хранения и применения, в том числе в расплаве при температуре до 600 °C, не выделяются в воздух в объёмах, превышающих предельно допустимую концентрацию (в частности, определенную по ГОСТ 12.1.005—76. Длительное (в течение 15—20 лет ) воздействие пыли олова оказывает фиброгенное воздействие на лёгкие и может вызвать заболевание работающих пневмокониозом.

Источник статьи: http://chem.ru/olovo.html

Олово

Внешний вид простого вещества

серебристо-белый мягкий, пластичный металл (β-олово) или серый порошок (α-олово)

Олово — элемент главной подгруппы четвёртой группы, пятого периода периодической системы химических элементов, с атомным номером 50. Обозначается символом Sn ( Stannum ). При нормальных условиях простое вещество олово — пластичный, ковкий и легкоплавкий блестящий металл серебристо-белого цвета. Олово образует несколько аллотропных модификаций: ниже 13,2 °С устойчиво α-олово (серое олово) с кубической решёткой типа алмаза, выше 13,2 °С устойчиво β-олово (белое олово) с тетрагональной кристаллической решеткой.

История

Олово было известно человеку уже в IV тысячелетии до н. э. Этот металл был малодоступен и дорог, так как изделия из него редко встречаются среди римских и греческих древностей. Об олове есть упоминания в Библии, Четвёртой Книге Моисеевой. Олово является (наряду с медью) одним из компонентов бронзы (см. История меди и бронзы), изобретённой в конце или середине III тысячелетия до н. э.. Поскольку бронза являлась наиболее прочным из известных в то время металлов и сплавов, олово было «стратегическим металлом» в течение всего «бронзового века», более 2000 лет (очень приблизительно: 35—11 века до н. э.).

Происхождение названия

Латинское название stannum , связанное с санскритским словом, означающим «стойкий, прочный», первоначально относилось к сплаву свинца и серебра, а позднее к другому, имитирующему его сплаву, содержащему около 67 % олова; к IV веку этим словом стали называть собственно олово.

Слово олово — общеславянское, имеющее соответствия в балтийских языках (ср. лит. alavas, alvas — «олово», прусск. alwis — «свинец»). Оно является суффиксальным образованием от корня ol- (ср. древневерхненемецкое elo — «жёлтый», лат. albus — «белый» и пр.), так что металл назван по цвету.

Нахождение в природе

Олово — редкий рассеянный элемент, по распространенности в земной коре олово занимает 47-е место. Кларковое содержание олова в земной коре составляет, по разным данным, от 2·10 −4 до 8·10 −3 % по массе. Основной минерал олова — касситерит (оловянный камень) SnO₂, содержащий до 78,8 % олова. Гораздо реже в природе встречается станнин (оловянный колчедан) — Cu₂FeSnS₄ (27,5 % Sn).

Распространённость в природе

Распространённость в природе отражена в следующей таблице:

Гранитоиды Глины и др. Вода океанов Живое вещество (% на живой вес) Почва Зола растений Содержание, вес. % 00 1·10 −4 0 5·10 −5 0 1,5·10 −4 0000 − 000 3·10 −4 1·10 −3 0 7·10 −7 0000 5·10 −5 1·10 −3 00 5·10 −4

В незагрязнённых поверхностных водах олово содержится в субмикрограммовых концентрациях. В подземных водах его концентрация достигает единиц микрограмм на дм³, увеличиваясь в районе оловорудных месторождений, оно попадает в воды за счёт разрушения в первую очередь сульфидных минералов, неустойчивых в зоне окисления. ПДК_Sn = 2 мг/дм³.

Олово является амфотерным элементом, то есть элементом, способным проявлять кислотные и основные свойства. Это свойство олова определяет и особенности его распространения в природе. Благодаря этой двойственности олово проявляет литофильные, халькофильные и сидерофильные свойства. Олово по своим свойствам проявляет близость к кварцу, вследствие чего известна тесная связь олова виде окиси (касситерита) с кислыми гранитоидами (литофильность), часто обогащёнными оловом, вплоть до образования самостоятельных кварц-касситеритовых жил. Щелочной характер поведения олова определяется в образовании довольно разнообразных сульфидных соединений (халькофильность), вплоть до образования самородного олова и различных интерметаллических соединений, известных в ультраосновных породах (сидерофильность).

Формы нахождения

Основная форма нахождения олова в горных породах и минералах — рассеянная (или эндокриптная). Однако олово образует и минеральные формы, и в этом виде часто встречается не только как акцессорий в кислых магматических породах, но и образует промышленные концентрации преимущественно в окисной (касситерит SnO₂) и сульфидной (станнин) формах.

Твёрдая фаза. Минералы

В общем можно выделить следующие формы нахождения олова в природе:

1. Рассеянная форма; конкретная форма нахождения олова в этом виде неизвестна. Здесь можно говорить об изоморфно рассеянной форме нахождения олова вследствие наличия изоморфизма с рядом элементов (Ta, Nb, W — с образованием типично кислородных соединений; V, Cr, Ti, Mn, Sc — с образованием кислородных и сульфидных соединений). Если концентрации олова не превышают некоторых критических значений, то оно изоморфно может замещать названные элементы. Механизмы изоморфизма различны.
2. Минеральная форма: олово установлено в минералах-концентраторах. Как правило, это минералы, в которых присутствует железо Fe +2 : биотиты, гранаты, пироксены, магнетиты, турмалины и т. д. Эта связь обусловлена изоморфизмом, например по схеме Sn +4 + Fe +2 → 2Fe +3 . В оловоносных скарнах высокие концентрации олова установлены в гранатах (до 5,8 вес.%) (особенно в андрадитах), эпидотах (до 2,84 вес.%) и т. д.

На сульфидных месторождениях олово входит как изоморфный элемент в сфалериты (Силинское месторождение, Россия, Приморье), халькопириты (Дубровское месторождение, Россия, Приморье), пириты. Высокие концентрации олова выявлены в пирротине грейзенов Смирновского месторождения (Россия, Приморье). Считается, что из-за ограниченного изоморфизма происходит распад твёрдых растворов с микровыделениями Cu₂ +1 Fe +2 SnS₄ или тиллита PbSnS₂ и других минералов.

Собственно минеральные формы

Самородные элементы, сплавы и интерметаллические соединения

Хотя концентрации этих минералов в породах очень низки, однако распространены они в широком круге генетических образований. Среди самородных форм вместе с Sn выявлены Fe, Al, Cu, Ti, Cd и т. д., не считая уже известные самородные платиноиды, золото и серебро. Эти же элементы образуют между собой и различные сплавы: (Cu + Sn + Sb), (Pb + Sn + Sb) и др., а также твёрдые растворы. Среди интерметаллических соединений установлены стистаит SnSb, атакит (Pd,Pt)₃Sn, штумырлит Pt(Sn,Bi), звягинцевит (Pd,Pt)₃(Pb,Sn), таймырит (Pd,Cu,Pt)₃Sn и другие.

Приведённые формы нахождения олова и других элементов встречаются в различных геологических образованиях:

1. Группа интрузивных и эффузивных магматических пород: траппы, пикриты Сибирской платформы, гипербазиты и габброиды Камчатки, кимберлиты Якутии, лампроитыАлдана и т. д.; гранитоиды Приморья, Дальнего Востока, Тянь-Шаня.
2. Группа метасоматически и гидротермально изменённых пород: медно-никелевые руды Сибирской платформы, золоторудные объекты Урала, Кавказа, Узбекистана и т. д..
3. Группа современного рудообразования: пелагические осадки Тихого океана, продукты Большого Трещинного Толбачинского извержения, гидротермальная система Узон на Камчатке и пр.
4. Группа осадочных пород различного происхождения.

Окисные соединения олова

Наиболее известной формой является главный минерал олова — касситерит SnO₂, представляющий собой соединение олова с кислородом. В минерале по данным ядерной гамма-резонансной спектроскопии присутствует Sn +4 .

Касситерит статья: Касситерит

Касситерит (от греч. kassiteros — олово) — главный рудный минерал для получения олова. Теоретически содержит 78,62 % Sn. Образует отдельные выделения, зерна, сплошные массивные агрегаты, в которых зерна минерала достигают в размере 3 — 4 мм и даже больше.

• Плотность 6040-7120 кг/м³ (наиболее низкая у светлоокрашенных касситеритов).
• Твердость 6½.
• Блеск — матовый, на гранях — алмазный.
• Спайность несовершенная.
• Излом раковистый.

Основные формы выделения касситерита:

1. микровключения в других минералах;
2. акцессорные выделения минерала в породах и рудах;
3. сплошные или вкрапленные руды: игольчатые радиально-лучистые агрегаты (Приморье), коломорфные и криптокристаллические выделения и скопления (Приморье); кристаллическая форма — главная форма выделения касситерита. В России месторождения касситерита имеются на Северо-Востоке, в Приморье, Якутии, Забайкалье; за рубежом — в Малайзии, Таиланде, Индонезии, КНР, Боливии, Нигерии и др.

Гидроокисные соединения

Второстепенное место занимают гидроокисные соединения олова, которые можно рассматривать как соли полиоловянных кислот. К ним можно отнести минерал сукулаит Ta₂Sn₂ +2 O [8] ; твёрдый раствор олова в магнетите вида Fe₂SnO₄ или Fe₃SnO₃ (Бретштейн Ю. С., 1974;Воронина Л. Б. 1979); «варламовит» — продукт окисления станнина; считается, что он представляет собой смесь аморфных и полуаморфных соединений Sn, метаоловянной кислоты, поликонденсированной фазы и гидрокасситеритовой фазы. Известны также гидратированные продукты окисления — гидромартит 3SnOxH₂O; мушистонит (Cu,Zn,Fe)Sn(OH)₆; гидростаннат меди CuSn(OH)₆ и др.

Силикаты

Известна многочисленная группа силикатов олова, представленная малаяитом CaSn[SiO₅] [9] ; пабститом Ba(Sn, Ti)Si₃O₉ [8] , стоказитом Ca₂Sn₂Si₆O₁₈x4H_2O и др. Малаяит образует даже промышленные скопления.

Шпинелиды

Из других окисных соединений известны также шпинелиды, например, минерал нигерит Sn₂Fe₄Al₁₆О₃₂ (Peterson E.U., 1986).

Сульфидные соединения олова

Включает различные соединения олова с серой. Это вторая по промышленному значению группа минеральных форм нахождения олова. Наиболее важным из них является станнин, второй по значению минерал. Кроме этого отмечаются франкеит Pb₅Sn₃Sb₂S₁₄, герценбергит SnS, берндтит SnS₂, тиллит PbSnS₂ и кестерит Cu₂ZnSnS₄. Выявлены и более сложные сульфидные соединения олова со свинцом, серебром, медью, имеющие в основном минералогическое значение. Тесная связь олова с медью обусловливает частое присутствие на оловорудных месторождения халькопирита CuFeS₂ с образованием парагенезиса касситерит — халькопирит.

Станнин

Станнин (от лат. stannum — олово), оловянный колчедан, минерал из класса сульфидов с общей формулой вида Cu₂FeSnS₄. Она следует из формулы халькопирита путём замены одного атома Fe на Sn. Содержит 29,58 % Cu, 12,99 % Fe, 27,5 % Sn и 29,8 S, а также примеси Zn, Sb, Cd, Pb и Ag. Широко распространённый минерал в оловорудных месторождениях России. На ряде местрождений России (Приморье, Якутия) и Средней Азии (Таджикистан) он является существенным элементов сульфидных минералов и часто вместе с варламовитом составляет 10—40 % общего олова. Часто образует вкрапленность в сфалерите ZnS, халькопирите. Во многих случаях наблюдаются явления распада станнина с выделением касситерита.

Коллоидная форма

Коллоидные и олово-кремнистые соединения играют значительную роль в геохимии олова, хотя детально она не изучена. Значительное место в геологии элемента играют коломорфные соединения и продукты его кристаллических превращений в скрытокристаллические разности. Коломорфный касситерит рассматривается как форма выражения вязких гелеобразных растворов.

Независимые исследования выявили аномально высокую растворимость SnO₂ в хлор-кремниевых растворах. Максимальная растворимость достигается при отношении .

Анализ свойств соединения Sn(OH)₄ и близость их к соединению Si(OH)₄ выявляет способность его к полимеризации с образованием в конечном счёте соединений H₂Sn_kO_2k+1, Sn_kO_2k−1(OH)₂. В обоих случаях возможно замещение группы (ОН) на анионы F и Cl.

Таким образом, полимеризация молекул Sn(OH)₄ и соединение их с молекулами Si(OH)₄ ведёт к образованию геля (коллоида) и появлению цепочек H_mSn_2nSi_nO_p, причём m ≤ 8, или H_s[SiO_2n(SnO_m)_d] (Некрасов И. Я. и др., 1973).

Имеющиеся данные говорят о том, что коллоидная форма является естественным промежуточным звеном при осаждении олова из гидротермальных растворов.

Формы нахождения олова в жидкой фазе

Наименее изученная часть геохимии олова, хотя в газово-жидких включениях установлены касситериты в виде минералов-узников (Кокорин А. М. и др., 1975). Работ по анализу конкретных оловосодержащих природных растворов нет. В основном вся информация основана на результатах экспериментальных исследований, которые говорят только о вероятных формах нахождения олова в растворах. Существенную роль в разработке методики этих исследований принадлежит академику В. Л. Барсукову

Вся совокупность экспериментально установленных форм нахождения олова в растворах разбивается на группы:

1. Ионные соединения. Эти соединения и их структура описываются с позиций классических валентных и стереохимических представлений. Выделяюся подгруппы:
   1. Простые ионы Sn +2 и Sn +4 в основном обнаружены в магматических раславах, а также в гидротермальных растворах, обладающими низкими значениями рН. Однако в существующих гидротермальных системах, отражаемых составом газово-жидких включений, такие условия не установлены.
   2. Соли галлоидных кислот — SnF₂, SnF₄ 0 , SnCl₄ 0 . Считается, что роль хлора в переносе и отложении олова и сопутствующих металлов более значительна, чем роль фтора.
   3. Гидроксильные соединения олова. В щелочных условиях исходными являются соединения H₂SnO₂, H₂SnO₄, H₂SnO₃. Эти формы часто устанавливаются на основе известных минеральных форм. Часть этих форм имеет как искусственное (CaSnO₃, Ca₂SnO₄), так и природное (FeSnO₂, Fe₂SnO₄) происхождение. В кислых средах эти соединения ведут себя как слабые основания типа Sn(OH)₂, Sn(OH)₄. Считается, что одной из форм проявления подобных соединений является варламовит. Согласно экспериментальным данным Sn(OH)₄ отлагается только при Т + устойчивы при рН= 7 — 9, тогда как Sn(OH)₂ +2 и Sn(OH) +2 — при рН -1 замещаются на F и Cl, создавая галогенозамещённые модификации гидросоединений олова. В общем виде эти формы представлены соединениями Sn(OH)_4-kF k или Sn(OH)_4-kF_k-n n . В целом соединение Sn(OH)₃F устойчиво при Т = 25 — 50 °C, а Sn(OH)₂F² при Т = 200 °C.
   4. Сульфидные соединения. По экспериментальным данным в растворе присутствуют соединения SnS₄ -4 или SnS₃ -2 при рН > 9; SnS₂O -2 (pH = 8 — 9) и Sn(SH)₄ (pH = 6). Имеется упоминание о существовании соединения типа Na₂SnS₃, неустойчивого в кислой среде.
2. Комплексные соединения олова изучены при растворении касситерита во фторированных средах. Эти соединения отличаются высокой растворимостью. Этими же свойствами обладают соединения, полученные в хлоридных растворах. В качестве основных форм комплексных соединений, известных из экспериментов, можно назвать Na₂[Sn(OH)₆], Na₂[SnF₆], Na₂[Sn(OH)₂F₄] и пр. Эксперименты показали, что комплекс Sn(OH)₄F₂ -2 будет преобладать при Т = 200 °C.
3. Коллоидные и олово-кремнистые соединения. Об их существании говорит присутствие на многих месторождениях коломорфных выделений касситерита. Смотреть выше.

Промышленные типы месторождений олова

Описанные выше геохимические особенности олова находят косвенное отражение в формационной классификации оловорудных месторождений, предложенной Е. А. Радкевич с последующими дополнениями.

А. Формация оловоносных гранитов. Касситерит установлено в акцессорной части гранитов. Б. Форрмация редкомеиальных гранитов. Это граниты литионит-амазонит-альбитового типа (апограниты по А. А. Беусу). Касситерит в акцессорной части вместе колумбит-татнатлитом, микролитом и пр. В. Формация оловоносных пегматитов. Оловянная минерализация характерна для Be-Li-, Be-Ta-, F-Li- типов. Г. Формация полевошпат-кварц-касситеритовая. Выделена Ив. Ф. Григорьевым. Это кварц-полевошпатовые жилы с касситеритом и др. минералами. Д.Формация кварц-касстеритовая. Распространена на СВ СССР. Это жильные зоны, грейзены с кварцем, мусковитом, вольфрамитом, касситеритом и др. Е.Формация касситерит-силикатно-сульфидная с турмалиновым и хлоритовым типами. Одна из основных продуктивных формаций Приморья России. Ж.Формация касситерит-сульфидная. Также основная оловопродуктивная формация. В ней выделяют основные типы:

1. штокверковое олово-вольфрамовое оруденение;
2. рудные тела квар-касситерит-арсенопиритового типа;
3. продуктивные кварцевые жилы сульфидно-касситерит-хлоритового типа;

З.Формация оловянно-скарновая. И.Формация деревянистого олова (риолитовая формация). К.Формация основных и ультраосновных пород (по И. Я. Некрасову) Л.Формация щелочных пород Украины(по В. С. Металлиди, 1988).

Добыча

Мировые месторождения касситерита разрабатывают в Юго-Восточной Азии, в основном в Китае, Индонезии, Малайзии и Таиланде. Другие важные месторождения касситерита находятся в Южной Америке (Боливии, Перу, Бразилии) и Австралии. В России запасы оловянных руд расположены в Чукотском автономном округе (рудник/посёлок Валькумей, разработка месторождения закрыта в начале 90-х годов), в Приморском крае (Кавалеровский район), в Хабаровском крае (Солнечный район, Верхнебуреинский район (Правоурмийское месторождение)), в Якутии (месторождение Депутатское) и других районах.

Производство

В процессе производства рудоносная порода (касситерит) подвергается дроблению до размеров частиц в среднем

10 мм, в промышленных мельницах, после чего касситерит за счет своей относительно высокой плотности и массы отделяется от пустой породы вибрационно-гравитационном методом на обогатительных столах. В дополнение применяется флотационный метод обогащения/очистки руды. Полученный концентрат оловянной руды выплавляется в печах. В процессе выплавки восстанавливается до свободного состояния посредством применения в восстановления древесного угля, слои которого укладываются поочередно со слоями руды.

Физические и химические свойства

Оловянная чума

При температуре ниже 13,2 °C происходит увеличение удельного объёма чистого олова на 25,6 %, и металл образует новую модификацию, обладающую полупроводниковыми свойствами , — серое олово (α-Sn), в кристаллической решётке которого атомы располагаются менее плотно. Одна модификация переходит в другую тем быстрее, чем ниже температура окружающей среды. При −33 °C скорость превращений становится максимальной. Олово трескается и превращается в порошок. Причём соприкосновение серого олова и белого приводит к «заражению» последнего. Совокупность этих явлений называется «оловянной чумой». Начало научного изучения этого фазового перехода было положено в 1870 г. работами петербургского учёного Ю. Фрицше. Установлено, что это есть процесс аллотропического превращения белого олова в серое со структурой типа алмаза. Много ценных наблюдений и мыслей об этом процессе высказано Д. И. Менделеевым в его «Основах химии».

Белое олово — серебристо-белый, блестящий металл со специфической тетрагональной структурой и электронным s 2 p 2 -состоянием — β-фазой. Серое олово — ковалентный кристалл со структурой алмаза и электронным sp 3 -состоянием — α-фазой. Фазовые переходы олова из белого в серое и обратно сопровождаются перестройкой электронной структуры и сильным (26,6 %) объёмным эффектом. Белое олово можно переохладить до гелиевых температур (температура фазового α-β-равновесия около +13,2 °C).

В литературе встречаются указания на то, что олово, попавшее в пробирку, где когда-то находилось способное инфицировать вещество, «заражается»! Показано экспериментально, что если на несколько суток (даже при комнатной температуре) положить на стекло кристалл InSb, то после его удаления «память» о его пребывании там сохраняется. Это стекло «заражает» образец белого олова. Но не сразу, а по прошествии нескольких дней. И не со 100 % вероятностью. С повышением температуры стекла резко возрастает «инкубационный период» и падает вероятность «заражения». Выдержка затравки на стекле при 100 °C полностью устраняет возможность «заражения». Промывание пластины водой, спиртом и другими поглощающими воду веществами также «стирает» эту «память». Потеря «памяти» происходит и в том случае, если затравка находилась в контакте со стеклом в вакууме или в сухом эксикаторе. Существует ещё одно замечательное явление, характерное для «оловянной чумы», — это «память» белого олова о том, что оно когда-то прежде переходило в серое. Ю. Фрицше ещё в 1870 г. заметил, что белое олово, полученное путём нагрева из серого, при повторном охлаждении переходит в серое значительно легче, чем при первом. Образец как бы «вспоминает» свою предысторию, в связи с чем это явление, теперь широко известное, обычно называют «памятью». Коэн к одному из признаков «оловянной чумы» отнёс «порчу» олова после «выздоровления».

Одним из средств предотвращения «оловянной чумы» является добавление в олово стабилизатора, например висмута.

• «Оловянная чума»— одна из причин гибели экспедиции Скотта к Южному полюсу в 1912 г. Она осталась без горючего из-за того, что оно просочилось через запаянные оловом баки, поражённые «оловянной чумой», названной так в 1911 г. Г. Коэном.
• Отдельные историки указывают на «оловянную чуму» как на одно из обстоятельств поражения армии Наполеона в России в 1812 г. — сильные морозы привели к превращению оловянных пуговиц на мундирах солдат в порошок.
• «Оловянная чума» погубила многие ценнейшие коллекции оловянных солдатиков. Например, в запасниках питерского музея Александра Суворова превратились в труху десятки фигурок — в подвале, где они хранились, лопнули зимой батареи отопления.

Применение

• Олово используется в основном как безопасное, нетоксичное, коррозионностойкое покрытие в чистом виде или в сплавах с другими металлами. Главные промышленные применения олова — в белой жести (лужёное железо) для изготовления тары пищевых продуктов, в припоях для электроники, в домовых трубопроводах, в подшипниковых сплавах и в покрытиях из олова и его сплавов. Важнейший сплав олова — бронза (с медью). Другой известный сплав — пьютер — используется для изготовления посуды. В последнее время возрождается интерес к использованию металла, поскольку он наиболее «экологичен» среди тяжёлых цветных металлов. Используется для создания сверхпроводящих проводов на основе интерметаллического соединения Nb₃Sn.

• Цены на металлическое олово в 2006 году составили в среднем 12—18 долл/кг, двуокись олова высокой чистоты около 25 долл/кг, монокристаллическое олово особой чистоты около 210 долл/кг.

• Интерметаллические соединения олова и циркония обладают высокими температурами плавления (до 2000 °C) и стойкостью к окислению при нагревании на воздухе и имеют ряд областей применения.

• Олово является важнейшим легирующим компонентом при получении конструкционных сплавов титана.

• Двуокись олова — очень эффективный абразивный материал, применяемый при «доводке» поверхности оптического стекла.

• Смесь солей олова — «жёлтая композиция» — ранее использовалась как краситель для шерсти.

• Олово применяется также в химических источниках тока в качестве анодного материала, например: марганцево-оловянный элемент, окисно-ртутно-оловянный элемент. Перспективно использование олова в свинцово-оловянном аккумуляторе; так, например, при равном напряжении со свинцовым аккумулятором свинцово-оловянный аккумулятор обладает в 2,5 раза большей емкостью и в 5 раз большей энергоплотностью на единицу объёма, внутреннее сопротивление его значительно ниже.

Изотопы

Природное олово состоит из десяти стабильных нуклидов с массовыми числами 112 (в смеси 0,96 % по массе), 114 (0,66 %), 115 (0,35 %), 116 (14,30 %), 117 (7,61 %), 118 (24,03 %), 119 (8,58 %), 120 (32,85 %), 122 (4,72 %) и 124 Sn (5,94 %).

Элемент обладает наибольшим числом стабильных изотопов, что связано с фактом, что 50 (число протонов в ядрах олова) является магическим числом — оно составлет заполненную протонную оболочку в ядре и повышает тем самым энергию связи и стабильность ядра.

Изотопы олова 117 Sn и 119 Sn являются мёссбауэровскими изотопами и применяются в гамма-резонансной спектроскопии.

Физиологическое действие

Металлическое олово не токсично, что позволяет применять его в пищевой промышленности. Вредные примеси, содержащиеся в олове в обычных условиях хранения и применения, в том числе в расплаве при температуре до 600 ºС, не выделяются в воздух рабочей зоны в объёмах, превышающих предельно допустимую концентрацию в соответствии с ГОСТ. Длительное (в течение 15—20 лет) воздействие пыли олова оказывает фиброгенное воздействие на лёгкие и может вызвать заболевание работающих пневмокониозом

Периодическая система химических элементов Менделеева

Классификация хим. элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Система является графическим выражением периодического закона/

Периодическая система элементов

IA

IIA

IIIB

IVB

VB

VIB

VIIB

—-

VIIIB

—-

IB

IIB

IIIA

IVA

VA

VIA

VIIA

VIIIA

Период

1

1 H Водород

2 He Гелий

2

3 Li Литий

4 Be Бериллий

5 B Бор

6 C Углерод

7 N Азот

8 O Кислород

9 F Фтор

10 Ne Неон

3

11 Na Натрий

12 Mg Магний

13 Al Алюминий

14 Si Кремний

15 P Фосфор

16 S Сера

17 Cl Хлор

18 Ar Аргон

4

19 K Калий

20 Ca Кальций

21 Sc Скандий

22 Ti Титан

23 V Ванадий

24 Cr Хром

25 Mn Марганец

26 Fe Железо

27 Co Кобальт

28 Ni Никель

29 Cu Медь

30 Zn Цинк

31 Ga Галлий

32 Ge Германий

33 As Мышьяк

34 Se Селен

35 Br Бром

36 Kr Криптон

5

37 Rb Рубидий

38 Sr Стронций

39 Y Иттрий

40 Zr Цирконий

41 Nb Ниобий

42 Mo Молибден

(43) Tc Технеций

44 Ru Рутений

45 Rh Родий

46 Pd Палладий

47 Ag Серебро

48 Cd Кадмий

49 In Индий

50 Sn Олово

51 Sb Сурьма

52 Te Теллур

53 I Иод

54 Xe Ксенон

6

55 Cs Цезий

56 Ba Барий

*

72 Hf Гафний

73 Ta Тантал

74 W Вольфрам

75 Re Рений

76 Os Осмий

77 Ir Иридий

78 Pt Платина

79 Au Золото

80 Hg Ртуть

81 Tl Таллий

82 Pb Свинец

83 Bi Висмут

(84) Po Полоний

(85) At Астат

86 Rn Радон

7

87 Fr Франций

88 Ra Радий

**

(104) Rf Резерфордий

(105) Db Дубний

(106) Sg Сиборгий

(107) Bh Борий

(108) Hs Хассий

(109) Mt Мейтнерий

(110) Ds Дармштадтий

(111) Rg Рентгений

(112) Cp Коперниций

(113) Uut Унунтрий

(114) Uuq Унунквадий

(115) Uup Унунпентий

(116) Uuh Унунгексий

(117) Uus Унунсептий

(118) Uuo Унуноктий

8

(119) Uue Унуненний

(120) Ubn Унбинилий

Лантаноиды *

57 La Лантан

58 Ce Церий

59 Pr Празеодим

60 Nd Неодим

(61) Pm Прометий

62 Sm Самарий

63 Eu Европий

64 Gd Гадолиний

65 Tb Тербий

66 Dy Диспрозий

67 Ho Гольмй

68 Er Эрбий

69 Tm Тулий

70 Yb Иттербий

71 Lu Лютеций

Актиноиды **

89 Ac Актиний

90 Th Торий

91 Pa Протактиний

92 U Уран

(93) Np Нептуний

(94) Pu Плутоний

(95) Am Америций

(96) Cm Кюрий

(97) Bk Берклий

(98) Cf Калифорний

(99) Es Эйнштейний

(100) Fm Фермий

(101) Md Менделевий

(102) No Нобелей

(103) Lr Лоуренсий

Химические семейства элементов периодической таблицы

Щелочные металлы	Щёлочноземельные металлы	Лантаноиды	Актиноиды	Переходные металлы
Лёгкие металлы	Полуметаллы	Неметаллы	Галогены	Инертные газы

198095, г.Санкт-Петербург, ул.Швецова, д.23, лит.Б, пом.7-Н, схема проезда

Источник статьи: http://himsnab-spb.ru/article/ps/sn/

ОЛОВО

Энциклопедия Кольера. — Открытое общество . 2000 .

Полезное

Смотреть что такое “ОЛОВО” в других словарях:

олово — олово, а … Русский орфографический словарь

ОЛОВО — (символ Sn), переходный элемент IV группы периодической таблицы, известный с древнейших времен. Основная руда КАССИТЕРИТ. Мягкое, пластичное, устойчивое к коррозии, олово используется в качестве защитного покрытия для железа, стали, меди и других … Научно-технический энциклопедический словарь

ОЛОВО — (лат. Stannum) Sn, химический элемент IV группы периодической системы, атомный номер 50, атомная масса 118,710. Серебристо белый металл, мягкий и пластичный; tпл 231,91 .С. Полиморфно; т. н. белое олово (или ? Sn) с плотностью 7,228 г/см&sup3… … Большой Энциклопедический словарь

ОЛОВО — ср. крушец (металл) пепельно серебристый, белее свинца, весьма мягкий, легкоплавкий, легкий весом, более прочих удобный для паянья и для отливки простых мелких вешиц; | ·стар. свинец, откуда пословица: Слово олово, веско. Лить олово, святочное… … Толковый словарь Даля

ОЛОВО — хим. элемент, символ Sn (лат. Stannum), ат. и. 50, ат. м. 118,71; серебристо белый металл, мягкий и пластичный; существует в двух аллотропных модификациях белое олово ß Sn (плотность 7228 кг/м3), которое при температуре ниже +13,2°С переходит в… … Большая политехническая энциклопедия

ОЛОВО — (Stannum), Sn, химический элемент IV группы периодической системы, атомный номер 50, атомная масса 118,710; металл, tпл 231,9 шC. Олово компонент бронзы, латуни, баббита и других сплавов, материал защитных покрытий на металлах, из него… … Современная энциклопедия

олово — касситерит, пинкзальц Словарь русских синонимов. олово сущ., кол во синонимов: 6 • касситерит (3) • … Словарь синонимов

Олово — Олово, металл, добавляемый в медь для получения бронзы (Чис 31:22; Иез 22:18,20). Финикийцы ввозили О. через см. Фарсис, предположит. при этом подразумевается О., к рое доставлялось на Ближний Восток с Британских островов через финик. форпосты в… … Библейская энциклопедия Брокгауза

Олово — Sn (лат. Stannum * a. tin; н. Zinn; ф. etain; и. estaсo), хим. элемент IV группы периодич. системы Менделеева, ат.н. 50, ат. м. 118, 69. B природе встречаются 10 стабильных изотопов 112Sn (0,96%), 114Sn (0,66%), 115Sn (0,35%), 116Sn… … Геологическая энциклопедия

ОЛОВО — ОЛОВО, олова, мн. нет, ср. Мягкий, ковкий серебристо белый металл. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

ОЛОВО — ОЛОВО, а, ср. Химический элемент, мягкий ковкий серебристо белый металл. | прил. оловянный, ая, ое. О. солдатик (игрушечная фигурка солдата). Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

Источник статьи: http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_colier/3166/%D0%9E%D0%9B%D0%9E%D0%92%D0%9E

Олово

О́лово (лат. Stannum ; обозначается символом Sn) — элемент главной подгруппы четвёртой группы, пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 50. Относится к группе лёгких металлов. При нормальных условиях простое вещество олово — пластичный, ковкий и легкоплавкий блестящий металл серебристо-белого цвета. Олово образует две аллотропические модификации: ниже 13,2 °C устойчиво α-олово (серое олово) с кубической решёткой типа алмаза, выше 13,2 °C устойчиво β-олово (белое олово) с тетрагональной кристаллической решеткой [1] .

Содержание

История

Олово было известно человеку уже в IV тысячелетии до н. э. Этот металл был малодоступен и дорог, поэтому изделия из него редко встречаются среди римских и греческих древностей. Об олове есть упоминания в Библии, Четвёртой Книге Моисеевой. Олово является (наряду с медью) одним из компонентов бронзы (см. История меди и бронзы), изобретённой в конце или середине III тысячелетия до н. э.. Поскольку бронза являлась наиболее прочным из известных в то время металлов и сплавов, олово было «стратегическим металлом» в течение всего «бронзового века», более 2000 лет (очень приблизительно: 35—11 века до н. э.).

Происхождение названия

Латинское название stannum , связанное с санскритским словом, означающим «стойкий, прочный», первоначально относилось к сплаву свинца и серебра, а позднее к другому, имитирующему его сплаву, содержащему около 67 % олова; к IV веку этим словом стали называть собственно олово.

Слово олово — общеславянское, имеющее соответствия в балтийских языках (ср. лит. alavas, alvas — «олово», прусск. alwis — «свинец»). Оно является суффиксальным образованием от корня ol- (ср. древневерхненемецкое elo — «жёлтый», лат. albus — «белый» и пр.), так что металл назван по цвету [2] .

Нахождение в природе

Олово — редкий рассеянный элемент, по распространенности в земной коре олово занимает 47-е место. Кларковое содержание олова в земной коре составляет, по разным данным, от 2·10 −4 до 8·10 −3 % по массе. Основной минерал олова — касситерит (оловянный камень) SnO₂, содержащий до 78,8 % олова. Гораздо реже в природе встречается станнин (оловянный колчедан) — Cu₂FeSnS₄ (27,5 % Sn).

Природное олово состоит из девяти стабильных нуклидов с массовыми числами 112 (в смеси 0,96 % по массе), 114 (0,66 %), 115 (0,35 %), 116 (14,30 %), 117 (7,61 %), 118 (24,03 %), 119 (8,58 %), 120 (32,85 %), 122 (4,72 %), и одного слабо радиоактивного олова-124 (5,94 %). 124 Sn — бета-излучатель, его период полураспада очень велик и составляет T_1/2 = 10 16 −10 17 лет [3] .

Месторождения

Мировые месторождения олова находятся в Юго-Восточной Азии, в основном в Китае, Индонезии, Малайзии и Таиланде. Также есть крупные месторождения в Южной Америке (Боливии, Перу, Бразилии) и Австралии.
В России запасы оловянных руд расположены в Чукотском автономном округе (рудник/посёлок Валькумей, разработка месторождения закрыта в начале 90-х годов), в Приморском крае (Кавалеровский район), в Хабаровском крае (Солнечный район, Верхнебуреинский район (Правоурмийское месторождение)), в Якутии (месторождение Депутатское) и других районах.

Распространённость в природе

Распространённость в природе отражена в следующей таблице [4] :

Геол. объект	Камен. метеориты	Дуниты и др.	Базальты и др.	Диориты и др.	Гранитоиды	Глины и др.	Вода океанов	Живое вещество(% на живой вес)	Почва	Зола растений
Содержание, вес. %	00 1·10 −4	0 5·10 −5	0 1,5·10 −4	0000 −	000 3·10 −4	1·10 −3	0 7·10 −7	0000 5·10 −5	1·10 −3	00 5·10 −4

В незагрязнённых поверхностных водах олово содержится в субмикрограммовых концентрациях. В подземных водах его концентрация достигает единиц микрограмм на дм³, увеличиваясь в районе оловорудных месторождений, оно попадает в воды за счёт разрушения в первую очередь сульфидных минералов, неустойчивых в зоне окисления. ПДК_Sn = 2 мг/дм³.

Олово является амфотерным элементом, то есть элементом, способным проявлять кислотные и основные свойства. Это свойство олова определяет и особенности его распространения в природе. Благодаря этой двойственности олово проявляет литофильные, халькофильные и сидерофильные свойства. Олово по своим свойствам проявляет близость к кварцу, вследствие чего известна тесная связь олова в виде окиси (касситерита) с кислыми гранитоидами (литофильность), часто обогащёнными оловом, вплоть до образования самостоятельных кварц-касситеритовых жил. Щелочной характер поведения олова определяется в образовании довольно разнообразных сульфидных соединений (халькофильность), вплоть до образования самородного олова и различных интерметаллических соединений, известных в ультраосновных породах (сидерофильность).

Формы нахождения

Основная форма нахождения олова в горных породах и минералах — рассеянная (или эндокриптная). Однако олово образует и минеральные формы, и в этом виде часто встречается не только как акцессорий в кислых магматических породах, но и образует промышленные концентрации преимущественно в окисной (касситерит SnO₂) и сульфидной (станнин) формах [5] .

Твёрдая фаза. Минералы

В общем можно выделить следующие формы нахождения олова в природе:

1. Рассеянная форма; конкретная форма нахождения олова в этом виде неизвестна. Здесь можно говорить об изоморфно рассеянной форме нахождения олова вследствие наличия изоморфизма с рядом элементов (Ta, Nb, W — с образованием типично кислородных соединений; V, Cr, Ti, Mn, Sc — с образованием кислородных и сульфидных соединений). Если концентрации олова не превышают некоторых критических значений, то оно изоморфно может замещать названные элементы. Механизмы изоморфизма различны.
2. Минеральная форма: олово установлено в минералах-концентраторах. Как правило, это минералы, в которых присутствует железо Fe +2 : биотиты, гранаты, пироксены, магнетиты, турмалины и т. д. Эта связь обусловлена изоморфизмом, например по схеме Sn +4 + Fe +2 → 2Fe +3 . В оловоносных скарнах высокие концентрации олова установлены в гранатах (до 5,8 вес.%) (особенно в андрадитах), эпидотах (до 2,84 вес.%) и т. д.

На сульфидных месторождениях олово входит как изоморфный элемент в сфалериты (Силинское месторождение, Россия, Приморье), халькопириты (Дубровское месторождение, Россия, Приморье), пириты. Высокие концентрации олова выявлены в пирротине грейзенов Смирновского месторождения (Россия, Приморье). Считается, что из-за ограниченного изоморфизма происходит распад твёрдых растворов с микровыделениями Cu₂ +1 Fe +2 SnS₄ или тиллита PbSnS₂ и других минералов.

Собственно минеральные формы

Самородные элементы, сплавы и интерметаллические соединения

Хотя концентрации этих минералов в породах очень низки, однако распространены они в широком круге генетических образований. Среди самородных форм вместе с Sn выявлены Fe, Al, Cu, Ti, Cd и т. д., не считая уже известные самородные платиноиды, золото и серебро. Эти же элементы образуют между собой и различные сплавы: (Cu + Sn + Sb), (Pb + Sn + Sb) и др., а также твёрдые растворы. Среди интерметаллических соединений установлены стистаит SnSb, атакит (Pd,Pt)₃Sn, штумырлит Pt(Sn,Bi), звягинцевит (Pd,Pt)₃(Pb,Sn), таймырит (Pd,Cu,Pt)₃Sn и другие [6] [7] .

Приведённые формы нахождения олова и других элементов встречаются в различных геологических образованиях [7] :

1. Группа интрузивных и эффузивных магматических пород: траппы, пикриты Сибирской платформы, гипербазиты и габброиды Камчатки, кимберлиты Якутии, лампроиты Алдана и т. д.; гранитоиды Приморья, Дальнего Востока, Тянь-Шаня.
2. Группа метасоматически и гидротермально изменённых пород: медно-никелевые руды Сибирской платформы, золоторудные объекты Урала, Кавказа, Узбекистана и т. д. [8]
3. Группа современного рудообразования: пелагические осадки Тихого океана, продукты Большого Трещинного Толбачинского извержения, гидротермальная система Узон на Камчатке и пр.
4. Группа осадочных пород различного происхождения.

Окисные соединения олова

Наиболее известной формой является главный минерал олова — касситерит SnO₂, представляющий собой соединение олова с кислородом. В минерале по данным ядерной гамма-резонансной спектроскопии присутствует Sn +4 .

Касситерит (от греч. kassiteros — олово) — главный рудный минерал для получения олова. Теоретически содержит 78,62 % Sn. Образует отдельные выделения, зерна, сплошные массивные агрегаты, в которых зерна минерала достигают в размере 3 — 4 мм и даже больше.

• Плотность 6040-7120 кг/м³ (наиболее низкая у светлоокрашенных касситеритов).
• Твердость 6½.
• Блеск — матовый, на гранях — алмазный.
• Спайность несовершенная.
• Излом раковистый.

Основные формы выделения касситерита:

1. микровключения в других минералах;
2. акцессорные выделения минерала в породах и рудах;
3. сплошные или вкрапленные руды: игольчатые радиально-лучистые агрегаты (Приморье), коломорфные и криптокристаллические выделения и скопления (Приморье); кристаллическая форма — главная форма выделения касситерита. В России месторождения касситерита имеются на Северо-Востоке, в Приморье, Якутии, Забайкалье; за рубежом — в Малайзии, Таиланде, Индонезии, КНР, Боливии, Нигерии и др.

Второстепенное место занимают гидроокисные соединения олова, которые можно рассматривать как соли полиоловянных кислот. К ним можно отнести минерал сукулаит Ta₂Sn₂ +2 O [9] ; твёрдый раствор олова в магнетите вида Fe₂SnO₄ или Fe₃SnO₃ (Бретштейн Ю. С., 1974;Воронина Л. Б. 1979); «варламовит» — продукт окисления станнина; считается, что он представляет собой смесь аморфных и полуаморфных соединений Sn, метаоловянной кислоты, поликонденсированной фазы и гидрокасситеритовой фазы. Известны также гидратированные продукты окисления — гидромартит 3SnOxH₂O; мушистонит (Cu,Zn,Fe)Sn(OH)₆; гидростаннат меди CuSn(OH)₆ и др.

Известна многочисленная группа силикатов олова, представленная малаяитом CaSn[SiO₅] [10] ; пабститом Ba(Sn, Ti)Si₃O₉ [11] , стоказитом Ca₂Sn₂Si₆O₁₈x4H_2O и др. Малаяит образует даже промышленные скопления.

Из других окисных соединений известны также шпинелиды, например, минерал нигерит Sn₂Fe₄Al₁₆О₃₂ (Peterson E.U., 1986).

Сульфидные соединения олова

Включает различные соединения олова с серой. Это вторая по промышленному значению группа минеральных форм нахождения олова. Наиболее важным из них является станнин, второй по значению минерал. Кроме этого отмечаются франкеит Pb₅Sn₃Sb₂S₁₄, герценбергит SnS, берндтит SnS₂, тиллит PbSnS₂ и кестерит Cu₂ZnSnS₄. Выявлены и более сложные сульфидные соединения олова со свинцом, серебром, медью, имеющие в основном минералогическое значение. Тесная связь олова с медью обусловливает частое присутствие на оловорудных месторождения халькопирита CuFeS₂ с образованием парагенезиса касситерит — халькопирит.

Станнин (от лат. stannum — олово), оловянный колчедан, минерал из класса сульфидов с общей формулой вида Cu₂FeSnS₄. Она следует из формулы халькопирита путём замены одного атома Fe на Sn. Содержит 29,58 % Cu, 12,99 % Fe, 27,5 % Sn и 29,8 S, а также примеси Zn, Sb, Cd, Pb и Ag. Широко распространённый минерал в оловорудных месторождениях России. На ряде местрождений России (Приморье, Якутия) и Средней Азии (Таджикистан) он является существенным элементов сульфидных минералов и часто вместе с варламовитом составляет 10—40 % общего олова. Часто образует вкрапленность в сфалерите ZnS, халькопирите. Во многих случаях наблюдаются явления распада станнина с выделением касситерита.

Коллоидная форма

Коллоидные и олово-кремнистые соединения играют значительную роль в геохимии олова, хотя детально она не изучена. Значительное место в геологии элемента играют коломорфные соединения и продукты его кристаллических превращений в скрытокристаллические разности. Коломорфный касситерит рассматривается как форма выражения вязких гелеобразных растворов.

Независимые исследования выявили аномально высокую растворимость SnO₂ в хлор-кремниевых растворах. Максимальная растворимость достигается при отношении .

Анализ свойств соединения Sn(OH)₄ и близость их к соединению Si(OH)₄ выявляет способность его к полимеризации с образованием в конечном счёте соединений H₂Sn_kO_2k+1, Sn_kO_2k−1(OH)₂. В обоих случаях возможно замещение группы (ОН) на анионы F и Cl.

Таким образом, полимеризация молекул Sn(OH)₄ и соединение их с молекулами Si(OH)₄ ведёт к образованию геля (коллоида) и появлению цепочек H_mSn_2nSi_nO_p, причём m ≤ 8 [12] , или H_s[SiO_2n(SnO_m)_d] (Некрасов И. Я. и др., 1973).

Имеющиеся данные говорят о том, что коллоидная форма является естественным промежуточным звеном при осаждении олова из гидротермальных растворов.

Формы нахождения олова в жидкой фазе

Наименее изученная часть геохимии олова, хотя в газово-жидких включениях установлены касситериты в виде минералов-узников (Кокорин А. М. и др., 1975). Работ по анализу конкретных оловосодержащих природных растворов нет. В основном вся информация основана на результатах экспериментальных исследований, которые говорят только о вероятных формах нахождения олова в растворах. Существенную роль в разработке методики этих исследований принадлежит академику В. Л. Барсукову [5]

Вся совокупность экспериментально установленных форм нахождения олова в растворах разбивается на группы:

1. Ионные соединения. Эти соединения и их структура описываются с позиций классических валентных и стереохимических представлений. Выделяюся подгруппы:
   1. Простые ионы Sn +2 и Sn +4 в основном обнаружены в магматических расплавах, а также в гидротермальных растворах, обладающими низкими значениями рН. Однако в существующих гидротермальных системах, отражаемых составом газово-жидких включений, такие условия не установлены.
   2. Соли галлоидных кислот – SnF₂, SnF₄ 0 , SnCl₄ 0 . Считается, что роль хлора в переносе и отложении олова и сопутствующих металлов более значительна, чем роль фтора.
   3. Гидроксильные соединения олова. В щелочных условиях исходными являются соединения H₂SnO₂, H₂SnO₄, H₂SnO₃. Эти формы часто устанавливаются на основе известных минеральных форм. Часть этих форм имеет как искусственное (CaSnO₃, Ca₂SnO₄), так и природное (FeSnO₂, Fe₂SnO₄) происхождение. В кислых средах эти соединения ведут себя как слабые основания типа Sn(OH)₂, Sn(OH)₄. Считается, что одной из форм проявления подобных соединений является варламовит. Согласно экспериментальным данным Sn(OH)₄ отлагается только при Т + устойчивы при рН= 7 — 9, тогда как Sn(OH)₂ +2 и Sn(OH) +2 — при рН −1 замещаются на F и Cl, создавая галогенозамещённые модификации гидросоединений олова. В общем виде эти формы представлены соединениями Sn(OH)_4-kF k или Sn(OH)_4-kF_k-n n . В целом соединение Sn(OH)₃F устойчиво при Т = 25 — 50 °C, а Sn(OH)₂F² при Т = 200 °C.
   4. Сульфидные соединения. По экспериментальным данным в растворе присутствуют соединения SnS₄ −4 или SnS₃ −2 при рН > 9; SnS₂O −2 (pH = 8 — 9) и Sn(SH)₄ (pH = 6). Имеется упоминание о существовании соединения типа Na₂SnS₃, неустойчивого в кислой среде.
2. Комплексные соединения олова изучены при растворении касситерита во фторированных средах. Эти соединения отличаются высокой растворимостью. Этими же свойствами обладают соединения, полученные в хлоридных растворах. В качестве основных форм комплексных соединений, известных из экспериментов, можно назвать Na₂[Sn(OH)₆], Na₂[SnF₆], Na₂[Sn(OH)₂F₄] и пр. Эксперименты показали, что комплекс Sn(OH)₄F₂ −2 будет преобладать при Т = 200 °C.
3. Коллоидные и олово-кремнистые соединения. Об их существовании говорит присутствие на многих месторождениях коломорфных выделений касситерита. Смотреть выше.

Промышленные типы месторождений олова

Описанные выше геохимические особенности олова находят косвенное отражение в формационной классификации оловорудных месторождений, предложенной Е. А. Радкевич с последующими дополнениями.

А. Формация оловоносных гранитов. Касситерит установлено в акцессорной части гранитов. Б. Формация редкометальных гранитов. Это граниты литионит-амазонит-альбитового типа (апограниты по А. А. Беусу). Касситерит в акцессорной части вместе колумбит-татнатлитом, микролитом и пр. В. Формация оловоносных пегматитов. Оловянная минерализация характерна для Be-Li-, Be-Ta-, F-Li- типов. Г. Формация полевошпат-кварц-касситеритовая. Выделена Ив. Ф. Григорьевым. Это кварц-полевошпатовые жилы с касситеритом и др. минералами. Д.Формация кварц-касстеритовая. Распространена на СВ России. Это жильные зоны, грейзены с кварцем, мусковитом, вольфрамитом, касситеритом и др. Е.Формация касситерит-силикатно-сульфидная с турмалиновым и хлоритовым типами. Одна из основных продуктивных формаций Приморья России. Ж.Формация касситерит-сульфидная. Также основная оловопродуктивная формация. В ней выделяют основные типы:

1. штокверковое олово-вольфрамовое оруденение;
2. рудные тела квар-касситерит-арсенопиритового типа;
3. продуктивные кварцевые жилы сульфидно-касситерит-хлоритового типа;

З.Формация оловянно-скарновая. И.Формация деревянистого олова (риолитовая формация). К.Формация основных и ультраосновных пород (по И. Я. Некрасову) [11][12] Л.Формация щелочных пород Украины(по В. С. Металлиди, 1988).

Производство

В процессе производства рудоносная порода (касситерит) подвергается дроблению до размеров частиц в среднем

10 мм, в промышленных мельницах, после чего касситерит за счет своей относительно высокой плотности и массы отделяется от пустой породы вибрационно-гравитационном методом на обогатительных столах. В дополнение применяется флотационный метод обогащения/очистки руды. Таким образом удается повысить содержание олова в руде до 40-70 %. Далее проводят обжиг концентрата в кислороде для удаления примесей серы и мышьяка. Полученный концентрат оловянной руды выплавляется в печах. В процессе выплавки восстанавливается до свободного состояния посредством применения в восстановления древесного угля, слои которого укладываются поочередно со слоями руды, или алюминием (цинком) в электропечах: SnO₂ + C = Sn + CO₂. Особо чистое олово полупроводниковой чистоты готовят электрохимическим рафинированием или методом зонной плавки [13] .

Физические и химические свойства

Простое вещество олово полиморфно. В обычных условиях оно существует в виде β-модификации (белое олово), устойчивой выше 13,2 °C. Белое олово — это серебристо-белый, мягкий, пластичный металл, обладающий тетрагональной элементарной ячейкой, параметры a = 0.5831, c = 0.3181 нм. Координационное окружение каждого атома олова в нём — октаэдр. Плотность β-Sn 7,228 г/см3.

При охлаждении, например, при морозе на улице, белое олово переходит в α-модификацию (серое олово). Серое олово имеет структуру алмаза (кубическая кристаллическая решетка с параметром а = 0,6491 нм). В сером олове координационный полиэдр каждого атома — тетраэдр, координационное число 4. Фазовый переход β-Sn в α-Sn сопровождается увеличением удельного объёма на 25,6 % (плотность α-Sn составляет 5,75 г/см 3 ), что приводит к рассыпанию олова в порошок. В старые времена наблюдавшееся во время сильных холодов рассыпание оловянных изделий называли «оловянной чумой». В результате этой «чумы» пуговицы на обмундировании солдат, их пряжки, кружки, ложки рассыпались, и армия могла потерять боеспособность. (Подробнее об «оловянной чуме» см. интересные факты об олове, ссылка внизу этой страницы).

Из-за сильного различия структур двух модификаций олова разнятся и их электрофизические свойства. Так, β-Sn — металл, а α-Sn относится к числу полупроводников. Ниже 3,72 К -Sn переходит в сверхпроводящее состояние. Стандартный электродный потенциал E °Sn 2+ /Sn равен −0.136 В, а E пары °Sn 4+ /Sn 2+ 0.151 В.

При комнатной температуре олово, подобно соседу по группе германию, устойчиво к воздействию воздуха или воды. Такая инертность объясняется образованием поверхностной пленки оксидов. Заметное окисление олова на воздухе начинается при температурах выше 150 °C:

При нагревании олово реагирует с большинством неметаллов. При этом образуются соединения в степени окисления +4, которая более характерна для олова, чем +2. Например:

Олово медленно реагирует c концентрированной соляной кислотой:

В разбавленной серной кислоте олово не растворяется, а с концентрированной — реагирует очень медленно.

Состав продукта реакции олова с азотной кислотой зависит от концентрации кислоты. В концентрированной азотной кислоте образуется оловянная кислота -SnO₂·nH₂O (иногда её формулу записывают как H₂SnO₃). При этом олово ведет себя как неметалл:

При взаимодействии с разбавленной азотной кислотой олово проявляет свойства металла. В результате реакции образуется соль нитрат олова (II):

При нагревании олово, подобно свинцу, может реагировать с водными растворами щелочей. При этом выделяется водород и образуется гидроксокомплекс Sn (II), например:

Гидрид олова — станнан SnH₄ — можно получить по реакции:

Этот гидрид весьма нестоек и медленно разлагается уже при температуре 0 °C.

Олову отвечают два оксида SnO₂ (образующийся при обезвоживании оловянных кислот) и SnO. Последний можно получить при слабом нагревании гидроксида олова (II) Sn(OH)₂ в вакууме:

При сильном нагреве оксид олова (II) диспропорционирует:

При хранении на воздухе монооксид SnO постепенно окисляется:

При гидролизе растворов солей олова (IV) образуется белый осадок — так называемая -оловянная кислота:

Свежеполученная -оловянная кислота растворяется в кислотах и щелочах:

При хранении -оловянная кислота стареет, теряет воду и переходит в -оловянную кислоту, которая отличается большей химической инертностью. Данное изменение свойств связывают с уменьшением числа активных HO-Sn группировок при стоянии и замене их на более инертные мостиковые -Sn-O-Sn- связи.

При действии на раствор соли Sn(II) растворами сульфидов выпадает осадок сульфида олова(II):

Этот сульфид может быть легко окислен до SnS₂ раствором полисульфида аммония:

Образующийся дисульфид SnS2 растворяется в растворе сульфида аммония (NH₄)₂S:

Четырёхвалентное олово образует обширный класс оловоорганических соединений, используемых в органическом синтезе, в качестве пестицидов и других.

Оловянная чума

При температуре ниже 13,2 °C происходит увеличение удельного объёма чистого олова на 25,6 %, и оно спонтанно переходит в другое фазовое состояние — серое олово (α-Sn), в кристаллической решётке которого атомы располагаются менее плотно. Одна модификация переходит в другую тем быстрее, чем ниже температура окружающей среды. При −33 °C скорость превращений становится максимальной. Олово трескается и превращается в порошок. Причём соприкосновение серого олова и белого приводит к «заражению» последнего. Совокупность этих явлений называется «оловянной чумой». Начало научного изучения этого фазового перехода было положено в 1870 г. работами петербургского учёного Ю. Фрицше. Установлено, что это есть процесс аллотропического превращения белого олова в серое со структурой типа алмаза. Много ценных наблюдений и мыслей об этом процессе высказано Д. И. Менделеевым в его «Основах химии».

Белое олово — серебристо-белый, блестящий металл со специфической тетрагональной структурой и электронным s 2 p 2 -состоянием — β-фазой. Серое олово — ковалентный кристалл со структурой алмаза и электронным sp 3 -состоянием — α-фазой. Фазовые переходы олова из белого в серое и обратно сопровождаются перестройкой электронной структуры и сильным (26,6 %) объёмным эффектом. Белое олово можно переохладить до гелиевых температур (температура фазового α-β-равновесия около +13,2 °C).

Одним из средств предотвращения «оловянной чумы» является добавление в олово стабилизатора, например висмута.

• «Оловянная чума» — одна из причин гибели экспедицииСкотта к Южному полюсу в 1912 г. Она осталась без горючего из-за того, что топливо просочилось через запаянные оловом баки, поражённые «оловянной чумой». Нынешнее название этому процессу в 1911 году дал Г. Коэн.
• Некоторые историки [кто?] указывают на «оловянную чуму» как на одно из обстоятельств поражения армии Наполеона в России в 1812 г. — сильные морозы привели к превращению оловянных пуговиц на мундирах солдат в порошок.
• «Оловянная чума» погубила многие ценнейшие коллекции оловянных солдатиков. Например, в запасниках петербургского музея Александра Суворова превратились в труху десятки фигурок — в подвале, где они хранились, лопнули зимой батареи отопления.

Применение

• Олово используется в основном как безопасное, нетоксичное, коррозионностойкое покрытие в чистом виде или в сплавах с другими металлами. Главные промышленные применения олова — в белой жести (лужёное железо) для изготовления тары пищевых продуктов, в припоях для электроники, в домовых трубопроводах, в подшипниковых сплавах и в покрытиях из олова и его сплавов. Важнейший сплав олова — бронза (с медью). Другой известный сплав — пьютер — используется для изготовления посуды. Для этих целей расходуется около 33 % всего добываемого олова. До 60 % производимого олова используется в виде сплавов с медью, медью и цинком, медью и сурьмой (подшипниковый сплав, или баббит), с цинком (упаковочная фольга) и в виде оловянно-свинцовых и оловянно-цинковых припоев. В последнее время возрождается интерес к использованию металла, поскольку он наиболее «экологичен» среди тяжёлых цветных металлов. Используется для создания сверхпроводящих проводов на основе интерметаллического соединения Интерметаллические соединения олова и циркония обладают высокими температурами плавления (до 2000 °C) и стойкостью к окислению при нагревании на воздухе и имеют ряд областей применения.

• Олово является важнейшим легирующим компонентом при получении конструкционных сплавов титана.

• Двуокись олова — очень эффективный абразивный материал, применяемый при «доводке» поверхности оптического стекла.

• Смесь солей олова — «жёлтая композиция» — ранее использовалась как краситель для шерсти.

• Олово применяется также в химических источниках тока в качестве анодного материала, например: марганцево-оловянный элемент, окисно-ртутно-оловянный элемент. Перспективно использование олова в свинцово-оловянном аккумуляторе; так, например, при равном напряжении, по сравнению со свинцовым аккумулятором свинцово-оловянный аккумулятор обладает в 2,5 раза большей емкостью и в 5 раз большей энергоплотностью на единицу объёма, внутреннее сопротивление его значительно ниже.

• Цены на металлическое олово в 2006 году составили в среднем 12—18 долл/кг, двуокись олова высокой чистоты около 25 долл/кг, монокристаллическое олово особой чистоты около 210 долл/кг.

Изотопы

Природное олово состоит из десяти стабильных нуклидов с массовыми числами 112 (в смеси 0,96 % по массе), 114 (0,66 %), 115 (0,35 %), 116 (14,30 %), 117 (7,61 %), 118 (24,03 %), 119 (8,58 %), 120 (32,85 %), 122 (4,72 %) и 124 (5,94 %). Этот элемент обладает наибольшим числом стабильных изотопов, что связано с фактом, что 50 (число протонов в ядрах олова) является магическим числом — оно составлет заполненную протонную оболочку в ядре и повышает тем самым энергию связи и стабильность ядра.

Изотопы олова 117 Sn и 119 Sn являются мёссбауэровскими изотопами и применяются в гамма-резонансной спектроскопии.

Физиологическое действие

О роли олова в живых организмах практически ничего не известно. В теле человека содержится примерно (1-2)• 10 −4 % олова, а его ежедневное поступление с пищей составляет 0,2-3,5 мг. Металлическое олово не токсично, что позволяет применять его в пищевой промышленности. Олово представляет опасность для человека в виде паров и различных аэрозольных частиц, пыли. При воздействии паров или пыли олова может развиться станноз — поражение легких. Очень токсичны некоторые оловоорганические соединения. Временно допустимая концентрация соединений олова в атмосферном воздухе 0,05 мг/м 3 , ПДК олова в пищевых продуктах 200 мг/кг, в молочных продуктах и соках — 100 мг/кг. Токсическая доза олова для человека — 2 г.

Вредные примеси, содержащиеся в олове в обычных условиях хранения и применения, в том числе в расплаве при температуре до 600 °C, не выделяются в воздух рабочей зоны в объёмах, превышающих предельно допустимую концентрацию в соответствии с ГОСТ. Длительное (в течение 15—20 лет) воздействие пыли олова оказывает фиброгенное воздействие на лёгкие и может вызвать заболевание работающих пневмокониозом.

Источник статьи: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/5968

Металл олово

Олово (Sn) является коррозионностойким нетоксичным легкоплавким металлом, что определяет его применение в пищевой и электронной промышленности. Помимо этого Sn является составным компонентов многих сплавов. На странице представлено описание данного материала: физические и химические свойства, области применения, марки, виды продукции.

Основные сведения

Олово (Sn, Stannum) – химический элемент с атомным номером 50 в периодической системе. Относится к группе легких металлов; ковкий и пластичный материал. Имеет серебристо-белый цвет с блестящей поверхностью. Плотность составляет 7,31 г/см 3 , температура плавления t_пл. = 231,9 °С, температура кипения t_кип. = 2620 °С.

Металл может существовать в трех модификациях в зависимости от температуры:

• α-Sn (серое олово) – температура ниже 13,2 °С; кубическая кристаллическая решетка типа алмаза;
• β-Sn (белое олово) – температура выше 13,2 °С; тетрагональная кристаллическая решетка;
• γ-Sn – температура 161-232 °С.

Стоит отметить, что при температуре окружающей среды ниже 13,2 °С олово изменяет свое фазовое состояние и переходит в α-модификацию. При этом оно трескается и превращается в порошок. Наиболее высокая скорость перехода наблюдается при температуре -33 °С. Данное явление получило название “оловянная чума”.

В земной коре содержание Sn по разным данным составляет от 2·10 -4 до 8·10 -3 % по массе. Данный металл занимает 47-е место по распространенности в земной коре. Основным минералом, содержащим олово, является касситерит (оловянный камень), в состав которого входит до 78,8% Sn. Лидерами по запасам рассматриваемого химического элемента являются Китай, Индонезия, Малайзия и Таиланд.

История открытия

Свойства олова

Физические и механические свойства

Свойство	Значение
Атомный номер	50
Атомная масса, а.е.м	118,7
Радиус атома, пм	162
Плотность, г/см³	7,31
Теплопроводность, Вт/(м·K)	66,8
Температура плавления, °С	231,9
Температура кипения, °С	2620
Теплота плавления, кДж/моль	7,07
Теплота испарения, кДж/моль	296
Молярный объем, см³/моль	16,3
Группа металлов	Легкий металл

Химические свойства

Свойство	Значение
Ковалентный радиус, пм	141
Радиус иона, пм	(+4e) 71 (+2) 93
Электроотрицательность (по Полингу)	1,96
Электродный потенциал	-0,136
Степени окисления	+4, +2
Энергия ионизации, кДж/моль (эВ)	708,2 (7,34)

Марки олова

Достоинства / недостатки

Достоинства:
• имеет хорошую коррозионную стойкость в среде органических кислот и солей;
• не подвержен негативному влиянию серы, содержащейся в пластике;
• нетоксичен, что позволяет использование в пищевой промышленности.

Недостатки:
• имеет низкую температуру плавления;
• склонность к “оловянной чуме”.

Области применения олова

Sn имеет несколько основных направлений применения. Благодаря своей нетоксичности и стойкости к коррозии в среде органических солей и кислот данный металл получил распространение в пищевой промышленности. Его наносят в виде покрытий на различные изделия, имеющие контакт с продуктами питания. Оловом также покрывают медные жилы проводов. Оно защищает Cu от негативного воздействия S, содержащейся в резиновой изоляции.

В производстве электронных приборов, где очень часто для соединения элементов применяется пайка, олово используется в качестве припоя.

Sn является составляющей большого количества сплавов с медью, цинком, медью и цинком, медью и сурьмой. Среди наиболее известных можно выделить баббиты, бронзы.

Продукция из олова

Современная промышленность выпускает разнообразную продукцию из олова. Наиболее распространены чушки, проволока, прутки и аноды.

Достаточное широкое применение в промышленности получили оловянные аноды, которые используются при лужении поверхностей различных изделий. Оловянная проволока и прутки часто используются в качестве припоев в электронике при пайке. Оловянные чушки выступают исходным материалом для производства остальных полуфабрикатов, а также используются при выплавке сплавов, содержащих олово.

телефоны:
8 (800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95

Источник статьи: http://www.metotech.ru/olovo-opisanie.htm

олово

Энциклопедический словарь . 2009 .

Полезное

Смотреть что такое “олово” в других словарях:

олово — олово, а … Русский орфографический словарь

ОЛОВО — (символ Sn), переходный элемент IV группы периодической таблицы, известный с древнейших времен. Основная руда КАССИТЕРИТ. Мягкое, пластичное, устойчивое к коррозии, олово используется в качестве защитного покрытия для железа, стали, меди и других … Научно-технический энциклопедический словарь

ОЛОВО — (лат. Stannum) Sn, химический элемент IV группы периодической системы, атомный номер 50, атомная масса 118,710. Серебристо белый металл, мягкий и пластичный; tпл 231,91 .С. Полиморфно; т. н. белое олово (или ? Sn) с плотностью 7,228 г/см&sup3… … Большой Энциклопедический словарь

ОЛОВО — ср. крушец (металл) пепельно серебристый, белее свинца, весьма мягкий, легкоплавкий, легкий весом, более прочих удобный для паянья и для отливки простых мелких вешиц; | ·стар. свинец, откуда пословица: Слово олово, веско. Лить олово, святочное… … Толковый словарь Даля

ОЛОВО — хим. элемент, символ Sn (лат. Stannum), ат. и. 50, ат. м. 118,71; серебристо белый металл, мягкий и пластичный; существует в двух аллотропных модификациях белое олово ß Sn (плотность 7228 кг/м3), которое при температуре ниже +13,2°С переходит в… … Большая политехническая энциклопедия

ОЛОВО — (Stannum), Sn, химический элемент IV группы периодической системы, атомный номер 50, атомная масса 118,710; металл, tпл 231,9 шC. Олово компонент бронзы, латуни, баббита и других сплавов, материал защитных покрытий на металлах, из него… … Современная энциклопедия

олово — касситерит, пинкзальц Словарь русских синонимов. олово сущ., кол во синонимов: 6 • касситерит (3) • … Словарь синонимов

Олово — Олово, металл, добавляемый в медь для получения бронзы (Чис 31:22; Иез 22:18,20). Финикийцы ввозили О. через см. Фарсис, предположит. при этом подразумевается О., к рое доставлялось на Ближний Восток с Британских островов через финик. форпосты в… … Библейская энциклопедия Брокгауза

Олово — Sn (лат. Stannum * a. tin; н. Zinn; ф. etain; и. estaсo), хим. элемент IV группы периодич. системы Менделеева, ат.н. 50, ат. м. 118, 69. B природе встречаются 10 стабильных изотопов 112Sn (0,96%), 114Sn (0,66%), 115Sn (0,35%), 116Sn… … Геологическая энциклопедия

ОЛОВО — ОЛОВО, олова, мн. нет, ср. Мягкий, ковкий серебристо белый металл. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

ОЛОВО — ОЛОВО, а, ср. Химический элемент, мягкий ковкий серебристо белый металл. | прил. оловянный, ая, ое. О. солдатик (игрушечная фигурка солдата). Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

Источник статьи: http://dic.academic.ru/dic.nsf/es/788/%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%BE

ОЛОВО

Естествознание. Энциклопедический словарь .

Смотреть что такое “ОЛОВО” в других словарях:

олово — олово, а … Русский орфографический словарь

ОЛОВО — (символ Sn), переходный элемент IV группы периодической таблицы, известный с древнейших времен. Основная руда КАССИТЕРИТ. Мягкое, пластичное, устойчивое к коррозии, олово используется в качестве защитного покрытия для железа, стали, меди и других … Научно-технический энциклопедический словарь

ОЛОВО — (лат. Stannum) Sn, химический элемент IV группы периодической системы, атомный номер 50, атомная масса 118,710. Серебристо белый металл, мягкий и пластичный; tпл 231,91 .С. Полиморфно; т. н. белое олово (или ? Sn) с плотностью 7,228 г/см&sup3… … Большой Энциклопедический словарь

ОЛОВО — ср. крушец (металл) пепельно серебристый, белее свинца, весьма мягкий, легкоплавкий, легкий весом, более прочих удобный для паянья и для отливки простых мелких вешиц; | ·стар. свинец, откуда пословица: Слово олово, веско. Лить олово, святочное… … Толковый словарь Даля

ОЛОВО — хим. элемент, символ Sn (лат. Stannum), ат. и. 50, ат. м. 118,71; серебристо белый металл, мягкий и пластичный; существует в двух аллотропных модификациях белое олово ß Sn (плотность 7228 кг/м3), которое при температуре ниже +13,2°С переходит в… … Большая политехническая энциклопедия

ОЛОВО — (Stannum), Sn, химический элемент IV группы периодической системы, атомный номер 50, атомная масса 118,710; металл, tпл 231,9 шC. Олово компонент бронзы, латуни, баббита и других сплавов, материал защитных покрытий на металлах, из него… … Современная энциклопедия

олово — касситерит, пинкзальц Словарь русских синонимов. олово сущ., кол во синонимов: 6 • касситерит (3) • … Словарь синонимов

Олово — Олово, металл, добавляемый в медь для получения бронзы (Чис 31:22; Иез 22:18,20). Финикийцы ввозили О. через см. Фарсис, предположит. при этом подразумевается О., к рое доставлялось на Ближний Восток с Британских островов через финик. форпосты в… … Библейская энциклопедия Брокгауза

Олово — Sn (лат. Stannum * a. tin; н. Zinn; ф. etain; и. estaсo), хим. элемент IV группы периодич. системы Менделеева, ат.н. 50, ат. м. 118, 69. B природе встречаются 10 стабильных изотопов 112Sn (0,96%), 114Sn (0,66%), 115Sn (0,35%), 116Sn… … Геологическая энциклопедия

ОЛОВО — ОЛОВО, олова, мн. нет, ср. Мягкий, ковкий серебристо белый металл. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

ОЛОВО — ОЛОВО, а, ср. Химический элемент, мягкий ковкий серебристо белый металл. | прил. оловянный, ая, ое. О. солдатик (игрушечная фигурка солдата). Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

Источник статьи: http://dic.academic.ru/dic.nsf/natural_science/8814/%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%BE

Олово

Металл олово, добыча и месторождения олова, производство и применение металла

информация о металле олово, свойства олова, месторождения и добыча олова, производство и применение металла

Содержание

Определение термина олово

– Распространённость в природе

– Промышленные типы месторождений олова

– Физические и химические свойства

Олово – химический элемент

– Как получают олово из руд

– И автомобилисту, и печатнику

– Из камня, песка и жести. К новому подъему

Предмета торговли из олова

Прямые ссылки на материал

О́лово — элемент главной подгруппы четвёртой группы, пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 50. Обозначается символом tin metal (лат. Pewter). При нормальных условиях простое вещество олово — пластичный, ковкий и легкоплавкий блестящий металл серебристо-белого цвета. Олово образует несколько аллотропных модификаций: ниже 13,2 °С устойчиво α-олово (серое олово) с кубической решёткой типа алмаза, выше 13,2 °С устойчиво β-олово (белое олово) с тетрагональной кристаллической решеткой.

Олово – один из семи металлов древности, который способен сохранять вкус и запах напитков.

История. Латинское название pewter, связанное с санскритским словом, означающим «стойкий, прочный», первоначально относилось к сплаву свинца и серебра, а позднее к другому, имитирующему его сплаву, содержащему около 67 % олова; к IV веку этим словом стали называть собственно олово.

Слово олово — общеславянское, имеющее соответствия в балтийских языках (ср. лит. alavas, alvas — «олово», прусск. alwis — «свинец»). Оно является суффиксальным образованием от корня ol- (ср. древневерхненемецкое elo — «жёлтый», лат. albus — «белый» и пр.), так что металл назван по цвету

Олово было известно человеку уже в IV тысячелетии до н. э. Этот металл был малодоступен и дорог, так как предмета торговли из него редко встречаются среди римских и греческих древностей. Об олове есть упоминания в Библии, Четвёртой Книге Моисеевой. Олово является (наряду с купрумом) одним из компонентов бронзы (см. История купрума и бронзы), изобретённой в конце или середине III тысячелетия до н. э.. Поскольку бронза являлась наиболее прочным из известных в то время металлов и сплавов, олово было «стратегическим металлом» в течение всего «бронзового века», более 2000 лет (очень приблизительно: 35—11 века до н. э.).

Распространённость в природе. Олово — редкий рассеянный элемент, по распространенности в земной коре олово занимает 47-е место. Кларковое содержание олова в земной коре составляет, по разным данным, от 2·10−4 до 8·10−3 % по массе. Основной минерал олова — касситерит (оловянный камень) SnO2, содержащий до 78,8 % олова. Гораздо реже в природе встречается станнин (оловянный колчедан) — Cu2FeSnS4 (27,5 % stannum).

Распространённость в природе отражена в следующей таблице

В незагрязнённых поверхностных водах олово содержится в субмикрограммовых концентрациях. В подземных водах его концентрация достигает единиц микрограмм на дмі, увеличиваясь в районе оловорудных месторождений, оно попадает в воды за счёт разрушения в первую очередь сульфидных минералов, неустойчивых в зоне окисления. ПДКSn = 2 мг/дмі.

Олово является амфотерным элементом, то есть элементом, способным проявлять кислотные и основные свойства. Это свойство олова определяет и особености его распространения в природе. Благодаря этой двойственности олово проявляет литофильные, халькофильные и сидерофильные свойства. Олово по своим свойствам проявляет близость к кварцу, вследствие чего известна тесная связь олова виде окиси (касситерита) с кислыми гранитоидами (литофильность), часто обогащёнными оловом, вплоть до образования самостоятельных кварц-касситеритовых жил. Щелочной характер поведения олова определяется в образовании довольно разнообразных сульфидных соединений (халькофильность), вплоть до образования самородного олова и различных интерметаллических соединений, известных в ультраосновных породах (сидерофильность).

Формы нахождения. Основная форма нахождения олова в горных породах и минералах — рассеянная (или эндокриптная). Однако олово образует и минеральные формы, и в этом виде часто встречается не только как акцессорий в кислых магматических породах, но и образует промышленные концентрации преимущественно в окисной (касситерит SnO2) и сульфидной (станнин) формах.

В общем можно выделить следующие формы нахождения олова в природе:

Рассеянная форма; конкретная форма нахождения олова в этом виде неизвестна. Здесь можно говорить об изоморфно рассеянной форме нахождения олова вследствие наличия изоморфизма с рядом элементов (Ta, Nb, W — с образованием типично кислородных соединений; V, Cr, Ti, Mn, Sc — с образованием кислородных и сульфидных соединений). Если концентрации олова не превышают некоторых критических значений, то оно изоморфно может замещать названные элементы. Механизмы изоморфизма различны.

Минеральная форма: олово установлено в минералах-концентраторах. Как правило, это минералы, в которых присутствует железо Fe+2: биотиты, гранаты, пироксены, магнетиты, турмалины и т. д. Эта связь обусловлена изоморфизмом, например по схеме Sn+4 + Fe+2 → 2Fe+3. В оловоносных скарнах высокие концентрации олова установлены в гранатах (до 5,8 вес.%) (особенно в андрадитах), эпидотах (до 2,84 вес.%) и т. д.

На сульфидных месторождениях олово входит как изоморфный элемент в сфалериты (Силинское месторождение, Россия, Приморье), халькопириты (Дубровское месторождение, Россия, Приморье), пириты. Высокие концентрации олова выявлены в пирротине грейзенов Смирновского месторождения (Россия, Приморье). Считается, что из-за ограниченного изоморфизма происходит распад твёрдых растворов с микровыделениями Cu2+1Fe+2SnS4 или тиллита PbSnS2 и других минералов.

Собственно минеральные формы

Самородные элементы, сплавы и интерметаллические соединения

Хотя концентрации этих минералов в породах очень низки, однако распространены они в широком круге генетических образований. Среди самородных форм в месте с stano выявлены Fe, Al, Cu, Ti, Cd и т. д., не считая уже известные самородные платиноиды, золото и серебро. Эти же элементы образуют между собой и различные сплавы: (Cu + tin + Sb), (Pb + tin metal + Sb) и др., а также твёрдые растворы. Среди интерметаллических соединений установлены стистаит SnSb, атакит (Pd,Pt)3Sn, штумырлит Pt(pewter,Bi), звягинцевит (Pd,Pt)3(Pb,Sn), таймырит (Pd,Cu,Pt)3Sn и другие.

Приведённые формы нахождения олова и других элементов встречаются в различных геологических образованиях:

Группа интрузивных и эффузивных магматических пород: траппы, пикриты Сибирской платформы, гипербазиты и габброиды Камчатки, кимберлиты Якутии, лампроиты Алдана и т. д.; гранитоиды Приморья, Дальнего Востока, Тянь-Шаня.

Группа метасоматически и гидротермально изменённых пород: медно-никелевые руды Сибирской платформы, золоторудные объекты Урала, Кавказа, Узбекистана и т. д.

Группа современного рудообразования: пелагические осадки Тихого океана, продукты Большого Трещинного Толбачинского извержения, гидротермальная система Узон на Камчатке и пр.

Группа осадочных пород различного происхождения.

Наиболее известной формой является главный минерал олова — касситерит SnO2, представляющий собой соединение олова с кислородом. В минерале по данным ядерной гамма-резонансной спектроскопии присутствует Sn+4

Касситерит (от греч. kassiteros — олово) — главный рудный минерал для получения олова. Теоретически содержит 78,62 % stannum. Образует отдельные выделения, зерна, сплошные массивные агрегаты, в которых зерна минерала достигают в размере 3 — 4 мм и даже больше.

1. плотность 6040-7120 кг/мі (наиболее низкая у светлоокрашенных касситеритов);

3. блеск — матовый, на гранях — алмазный;

4. спайность несовершенная;

Основные формы выделения касситерита:

1. микровключения в других минералах;

2. акцессорные выделения минерала в породах и рудах;

3.сплошные или вкрапленные руды: игольчатые радиально-лучистые агрегаты (Приморье), коломорфные и криптокристаллические выделения и скопления (Приморье); кристаллическая форма — главная форма выделения касситерита. В Российской Федерации месторождения касситерита имеются на Северо-Востоке, в Приморье, Якутии, Забайкалье; за рубежом — в Малайзии, Таиланде, Индонезии, КНР, Боливии, Нигерии и др.

Второстепенное место занимают гидроокисные соединения олова, которые можно рассматривать как соли полиоловянных кислот. К ним можно отнести минерал сукулаит Ta2Sn2+2O; твёрдый раствор олова в магнетите вида Fe2SnO4 или Fe3SnO3 (Бретштейн Ю. С., 1974;Воронина Л. Б. 1979); «варламовит» — товар окисления станнина; считается, что он представляет собой смесь аморфных и полуаморфных соединений stano, метаоловянной кислоты, поликонденсированной фазы и гидрокасситеритовой фазы. Известны также гидратированные продукты окисления — гидромартит 3SnOxH2O; мушистонит (Cu,Zn,Fe)Sn(OH)6; гидростаннат купрума CuSn(OH)6 и др.

Известна многочисленная группа силикатов олова, представленная малаяитом CaSn(SiO5); пабститом Ba(tin, Ti)Si3O9, стоказитом Ca2Sn2Si6O18x4H2O и др. Малаяит образует даже промышленные скопления.

Из других окисных соединений известны также шпинелиды, например, минерал нигерит Sn2Fe4Al16О32 (Peterson E.U., 1986).

Сульфидные соединения олова

Включает различные соединения олова с серой. Это вторая по промышленному значению группа минеральных форм нахождения олова. Наиболее важным из них является станнин, второй по значению минерал. Кроме этого отмечаются франкеит Pb5Sn3Sb2S14, герценбергит SnS, берндтит SnS2, тиллит PbSnS2 и кестерит Cu2ZnSnS4. Выявлены и более сложные сульфидные соединения олова со свинцом, серебром, купрумом, имеющие в основном минералогическое значение. Тесная связь олова с купрумом обусловливает частое присутствие на оловорудных месторождения халькопирита CuFeS2 с образованием парагенезиса касситерит — халькопирит.

Станнин (от лат. Sn — олово), оловянный колчедан, минерал из класса сульфидов с общей формулой вида Cu2FeSnS4. Она следует из формулы халькопирита путём замены одного атома Fe на tin metal. Содержит 29,58 % Cu, 12,99 % Fe, 27,5 % pewter и 29,8 S, а также примеси Zn, Sb, Cd, Pb и Ag. Широко распространённый минерал в оловорудных месторождениях Российской Федерации. На ряде местрождений Российской Федерации (Приморье, Якутия) и Средней Азии (Таджикистан) он является существенным элементов сульфидных минералов и часто вместе с варламовитом составляет 10—40 % общего олова. Часто образует вкрапленность в сфалерите ZnS, халькопирите. Во многих случаях наблюдаются явления распада станнина с выделением касситерита.

Коллоидные и олово-кремнистые соединения играют значительную роль в геохимии олова, хотя детально она не изучена. Значительное место в геологии элемента играют коломорфные соединения и продукты его кристаллических превращений в скрытокристаллические разности. Коломорфный касситерит рассматривается как форма выражения вязких гелеобразных растворов.

Независимые исследования выявили аномально высокую растворимость SnO2 в хлор-кремниевых растворах. Максимальная растворимость достигается при отношении.

Анализ свойств соединения Sn(OH)4 и близость их к соединению Si(OH)4 выявляет способность его к полимеризации с образованием в конечном счёте соединений H2SnkO2k+1, SnkO2k−1(OH)2. В обоих случаях возможно замещение группы (ОН) на анионы F и Cl.

Таким образом, полимеризация молекул Sn(OH)4 и соединение их с молекулами Si(OH)4 ведёт к образованию геля (коллоида) и появлению цепочек HmSn2nSinOp, причём m ≤ 8 [10], или Hs[SiO2n(SnOm)d] (Некрасов И. Я. и др., 1973).

Имеющиеся данные говорят о том, что коллоидная форма является естественным промежуточным звеном при осаждении олова из гидротермальных растворов.

Формы нахождения олова в жидкой фазе

Наименее изученная часть геохимии олова, хотя в газово-жидких включениях установлены касситериты в виде минералов-узников (Кокорин А. М. и др., 1975). Работ по анализу конкретных оловосодержащих природных растворов нет. В основном вся информация основана на результатах экспериментальных исследований, которые говорят только о вероятных формах нахождения олова в растворах. Существенную роль в разработке методики этих исследований принадлежит академику В. Л. Барсукову

Вся совокупность экспериментально установленных форм нахождения олова в растворах разбивается на группы:

Ионные соединения. Эти соединения и их структура описываются с позиций классических валентных и стереохимических представлений. Выделяюся подгруппы:

Простые ионы Sn+2 и Sn+4 в основном обнаружены в магматических раславах, а также в гидротермальных растворах, обладающими низкими значениями рН. Однако в существующих гидротермальных системах, отражаемых составом газово-жидких включений, такие условия не установлены.

Соли галлоидных кислот – SnF2, SnF40, SnCl40. Считается, что роль хлора в переносе и отложении олова и сопутствующих металлов более значительна, чем роль фтора.кислот

Гидроксильные соединения олова. В щелочных условиях исходными являются соединения H2SnO2, H2SnO4, H2SnO3. Эти формы часто устанавливаются на основе известных минеральных форм. Часть этих форм имеет как искусственное (CaSnO3, Ca2SnO4), так и природное (FeSnO2, Fe2SnO4) происхождение. В кислых средах эти соединения ведут себя как слабые основания типа Sn(OH)2, Sn(OH)4. Считается, что одной из форм проявления подобных соединений является варламовит. Согласно экспериментальным данным Sn(OH)4 отлагается только при Т 9; SnS2O-2 (pH = 8 — 9) и Sn(SH)4 (pH = 6). Имеется упоминание о существовании соединения типа Na2SnS3, неустойчивого в кислой среде.

Комплексные соединения олова изучены при растворении касситерита во фторированных средах. Эти соединения отличаются высокой растворимостью. Этими же свойствами обладают соединения, полученные в хлоридных растворах. В качестве основных форм комплексных соединений, известных из экспериментов, можно назвать Na2(Sn(OH)6), Na2(SnF6), Na2(Sn(OH)2F4) и пр. Эксперименты показали, что комплекс Sn(OH)4F2-2 будет преобладать при Т = 200 °C.

Коллоидные и олово-кремнистые соединения. Об их существании говорит присутствие на многих месторождениях коломорфных выделений касситерита.

Промышленные типы месторождений олова. Описанные выше геохимические особенности олова находят косвенное отражение в формационной классификации оловорудных месторождений, предложенной Е. А. Радкевич с последующими дополнениями.

А. Формация оловоносных гранитов. Касситерит установлено в акцессорной части гранитов.

Б. Форрмация редкомеиальных гранитов. Это граниты литионит-амазонит-альбитового типа (апограниты по А. А. Беусу). Касситерит в акцессорной части вместе колумбит-татнатлитом, микролитом и пр.

В. Формация оловоносных пегматитов. Оловянная минерализация характерна для Be-Li-, Be-Ta-, F-Li- типов.

Г. Формация полевошпат-кварц-касситеритовая. Выделена Ив. Ф. Григорьевым. Это кварц-полевошпатовые жилы с касситеритом и др. минералами.

Д.Формация кварц-касстеритовая. Распространена на СВ СССР. Это жильные зоны, грейзены с кварцем, мусковитом, вольфрамитом, касситеритом и др.

Е.Формация касситерит-силикатно-сульфидная с турмалиновым и хлоритовым типами. Одна из основных продуктивных формаций Приморья Российской Федерации.

Ж.Формация касситерит-сульфидная. Также основная оловопродуктивная формация. В ней выделяют основные типы:

штокверковое олово-вольфрамовое оруденение;

рудные тела квар-касситерит-арсенопиритового типа;

продуктивные кварцевые жилы сульфидно-касситерит-хлоритового типа;

И.Формация деревянистого олова (риолитовая формация).

К.Формация основных и ультраосновных пород (по И. Я. Некрасову)

Л.Формация щелочных пород Украины(по В. С. Металлиди, 1988).

Мировые месторождения касситерита разрабатывают в Юго-Восточной Азии, в основном в Китае, Индонезии, Малайзии и Таиланде. Другие важные месторождения касситерита находятся в пылающему континенту (Боливии, Перу, Бразилии) и Австралии. В Российской Федерации запасы оловянных руд расположены в Чукотском автономном округе (рудник/посёлок Валькумей, разработка месторождения закрыта в начале 90-х годов), в Приморском крае (Кавалеровский район), в Хабаровском крае (Солнечный район, Верхнебуреинский район (Правоурмийское месторождение)), в Якутии (месторождение Депутатское) и других районах.

В процессе производства рудоносная порода (касситерит) подвергается дроблению до размеров частиц в среднем

10 мм, в промышленных мельницах, после чего касситерит за счет своей относительно высокой плотности и массы отделяется от пустой породы вибрационно-гравитационном методом на обогатительных столах. В дополнение применяется флотационный метод обогащения/очистки руды. Полученный концентрат оловянной руды выплавляется в печах. В процессе выплавки восстанавливается до свободного состояния посредством применения в восстановления древесного угля, слои которого укладываются поочередно со слоями руды.

Физические и химические свойства. При температуре ниже 13,2 °C происходит увеличение удельного объёма чистого олова на 25,6 %, и металл образует новую модификацию, обладающую полупроводниковыми свойствами, — серое олово (α-Sn), в кристаллической решётке которого атомы располагаются менее плотно. Одна модификация переходит в другую тем быстрее, чем ниже температура окружающей среды. При −33 °C скорость превращений становится максимальной. Олово трескается и превращается в порошок. Причём соприкосновение серого олова и белого приводит к «заражению» последнего. Совокупность этих явлений называется «оловянной чумой». Начало научного изучения этого фазового перехода было положено в 1870 г. Работами петербургского учёного Ю. Фрицше. Установлено, что это есть процесс аллотропического превращения белого олова в серое со структурой типа алмаза. Много ценных наблюдений и мыслей об этом процессе высказано Д. И. Менделеевым в его «Основах химии».

Белое олово — серебристо-белый, блестящий металл со специфической тетрагональной структурой и электронным s2p2-состоянием — β-фазой. Серое олово — ковалентный кристалл со структурой алмаза и электронным sp3-состоянием — α-фазой. Фазовые переходы олова из белого в серое и обратно сопровождаются перестройкой электронной структуры и сильным (26,6 %) объёмным эффектом. Белое олово можно переохладить до гелиевых температур (температура фазового α-β-равновесия около +13,2 °C).

В литературе встречаются указания на то, что олово, попавшее в пробирку, где когда-то находилось способное инфицировать вещество, «заражается»! Показано экспериментально, что если на несколько суток (даже при комнатной температуре) положить на стекло кристалл InSb, то после его удаления «память» о его пребывании там сохраняется. Это стекло «заражает» образец белого олова. Но не сразу, а по прошествии нескольких дней. И не со 100 % вероятностью. С повышением температуры стекла резко возрастает «инкубационный период» и падает вероятность «заражения». Выдержка затравки на стекле при 100 °C полностью устраняет возможность «заражения». Промывание пластины водой, спиртом и другими поглощающими воду веществами также «стирает» эту «память». Потеря «памяти» происходит и в том случае, если затравка находилась в контакте со стеклом в вакууме или в сухом эксикаторе. Существует ещё одно замечательное явление, характерное для «оловянной чумы», — это «память» белого олова о том, что оно когда-то прежде переходило в серое. Ю. Фрицше ещё в 1870 г. заметил, что белое олово, полученное путём нагрева из серого, при повторном охлаждении переходит в серое значительно легче, чем при первом. Образец как бы «вспоминает» свою предысторию, в связи с чем это явление, теперь широко известное, обычно называют «памятью». Коэн к одному из признаков «оловянной чумы» отнёс «порчу» олова после «выздоровления».

Одним из средств предотвращения «оловянной чумы» является добавление в олово стабилизатора, например висмута.

Металлическое олово не токсично, что позволяет применять его в пищевой промышленности. Вредные примеси, содержащиеся в олове в обычных условиях хранения и применения, в том числе в расплаве при температуре до 600 єС, не выделяются в воздух рабочей зоны в объёмах, превышающих предельно допустимую концентрацию в соответствии с ГОСТ. Длительное (в течение 15—20 лет) воздействие пыли олова оказывает фиброгенное воздействие на лёгкие и может вызвать заболевание работающих пневмокониозом.

– «Оловянная чума» — одна из причин гибели экспедиции Скотта к Южному полюсу в 1912 г. Она осталась без горючего из-за того, что оно просочилось через запаянные оловом баки, поражённые «оловянной чумой», названной так в 1911 г. Г. Коэном.

– Некоторые историки указывают на «оловянную чуму» как на одно из обстоятельств поражения армии Наполеона в Российской Федерации в 1812 г. — сильные морозы привели к превращению оловянных пуговиц на мундирах солдат в порошок.

– «Оловянная чума» погубила многие ценнейшие коллекции оловянных солдатиков. Например, в запасниках питерского музея Александра Суворова превратились в труху десятки фигурок — в подвале, где они хранились, лопнули зимой батареи отопления.

Применение. Олово используется в основном как безопасное, нетоксичное, коррозионностойкое покрытие в чистом виде или в сплавах с другими металлами. Главные промышленные применения олова — в белой жести (лужёное железо) для изготовления тары пищевых продуктов, в припоях для электроники, в домовых трубопроводах, в подшипниковых сплавах и в покрытиях из олова и его сплавов. Важнейший сплав олова — бронза (с купрумом). Другой известный сплав — пьютер — используется для изготовления посуды. В последнее время возрождается интерес к использованию металла, поскольку он наиболее «экологичен» среди тяжёлых цветных металлов. Используется для создания сверхпроводящих проводов на основе интерметаллического соединения Nb3Sn.

Цены на металлическое олово в 2006 году составили в среднем 12—18 долл/кг, двуокись олова высокой чистоты около 25 долл/кг, монокристаллическое олово особой чистоты около 210 долл/кг.

Интерметаллические соединения олова и циркония обладают высокими температурами плавления (до 2000 °C) и стойкостью к окислению при нагревании на воздухе и имеют ряд областей применения.

Олово является важнейшим легирующим компонентом при получении конструкционных сплавов титана.

Двуокись олова — очень эффективный абразивный материал, применяемый при «доводке» поверхности оптического стекла.

Смесь солей олова — «жёлтая композиция» — ранее использовалась как краситель для шерсти.

Олово применяется также в химических источниках тока в качестве анодного материала, например: марганцево-оловянный элемент, окисно-ртутно-оловянный элемент. Перспективно использование олова в свинцово-оловянном аккумуляторе; так, например, при равном напряжении со свинцовым аккумулятором свинцово-оловянный аккумулятор обладает в 2,5 раза большей емкостью и в 5 раз большей энергоплотностью на единицу объёма, внутреннее сопротивление его значительно ниже.

Олово – химический элемент

Олово – один из немногих металлов, известных человеку еще с доисторических времен. Олово и медь были открыты раньше железа, а сплав их, бронза, – это, по-видимому, самый первый «искусственный» материал, первый материал, приготовленный человеком.

Результаты археологических раскопок позволяют считать, что еще за пять тысячелетий до нашей эры люди умели выплавлять и само олово. Известно, что древние египтяне олово для производства бронзы возили из Персии.

Под названием «трапу» этот металл описан в древнеиндийской литературе. Латинское название олова Sn происходит от санскритского «ста», что означает «твердый».

Упоминание об олове встречается и у Гомера. Почти за десять веков до новой эры финикияне доставляли оловянную руду с Британских островов, называвшихся тогда Касситеридами. Отсюда название касситерита – важнейшего из минералов олова; состав его SnO2. Другой важный минерал – станнин, или оловянный колчедан, Cu2FeSnS4. Остальные 14 минералов элемента №50 встречаются намного реже и промышленного значения не имеют. Между прочим, наши предки располагали более богатыми оловянными рудами, чем мы. Можно было выплавлять металл непосредственно из руд, находящихся на поверхности Земли и обогащенных в ходе естественных процессов выветривания и вымывания. В наше время таких руд уже нет. В современных условиях процесс получения олова многоступенчатый и трудоемкий. Руды, из которых выплавляют олово теперь, сложны по составу: кроме элемента №50 (в виде окисла или сульфида) в них обычно присутствуют кремний, железо, свинец, медь, цинк, мышьяк, алюминий, кальций, вольфрам и другие элементы. Нынешние оловянные руды редко содержат больше 1% stannum, а россыпи – и того меньше: 0,01. 0,02% stano. Это значит, что для получения килограмма олова необходимо добыть и переработать по меньшей мере центнер руды.

Как получают олово из руд? Производство элемента №50 из руд и россыпей всегда начинается с обогащения. Методы обогащения оловянных руд довольно разнообразны. Применяют, в частности, гравитационный метод, основанный на различии плотности основного и сопутствующих минералов. При этом нельзя забывать, что сопутствующие далеко не всегда бывают пустой породой. Часто они содержат ценные металлы, например вольфрам, титан, лантаноиды. В таких случаях из оловянной руды пытаются извлечь все ценные компоненты.

Состав полученного оловянного концентрата зависит от сырья, и еще от того, каким способом этот концентрат получали. Содержание олова в нем колеблется от 40 до 70%. Концентрат направляют в печи для обжига (при 600. 700°C), где из него удаляются относительно летучие примеси мышьяка и серы. А большую часть железа, сурьмы, висмута и некоторых других металлов уже после обжига выщелачивают соляной кислотой. После того как это сделано, остается отделить олово от кислорода и кремния. Поэтому последняя стадия производства чернового олова – плавка с углем и флюсами в отражательных или электрических печах. С физико-химической точки зрения этот процесс аналогичен доменному: углерод «отнимает» у олова кислород, а флюсы превращают двуокись кремния в легкий по сравнению с металлом шлак.

В черновом олове примесей еще довольно много: 5. 8%. Чтобы получить металл сортовых марок (96,5. 99,9% tin), используют огневое или реже электролитическое рафинирование. А нужное полупроводниковой промышленности олово чистотой почти шесть девяток – 99,99985% tin metal – получают преимущественно методом зонной плавки.

Для того чтобы получить килограмм олова, не обязательно перерабатывать центнер руды. Можно поступить иначе: «ободрать» 2000 старых консервных банок.

Всего лишь полграмма олова приходится на каждую банку. Но помноженные на масштабы производства эти полуграммы превращаются в десятки тонн. Доля «вторичного» олова в промышленности капиталистических стран составляет примерно треть общего производства. В нашей стране работают около ста промышленных установок по регенерации олова.

Как же снимают олово с белой жести? Механическими способами сделать это почти невозможно, поэтому используют различие в химических свойствах железа и олова. Чаще всего жесть обрабатывают газообразным хлором. Железо в отсутствие влаги с ним не реагирует. Олово же соединяется с хлором очень легко. Образуется дымящаяся жидкость – хлорное олово SnCl4, которое применяют в химической и текстильной промышленности или отправляют в электролизер, чтобы получить там из него металлическое олово. И опять начнется «круговерть»: этим оловом покроют стальные листы, получат белую жесть. Из нее сделают банки, банки заполнят едой и запечатают. Потом их вскроют, консервы съедят, банки выбросят. А потом они (не все, к сожалению) вновь попадут на заводы «вторичного» олова.

Другие элементы совершают круговорот в природе с участием растений, микроорганизмов и т.д. Круговорот олова – дело рук человеческих.

Олово в сплавах. На консервные банки идет примерно половина мирового производства олова. Другая половина – в металлургию, для получения различных сплавов. Мы не будем подробно рассказывать о самом известном из сплавов олова – бронзе, адресуя читателей к статье о купрума – другом важнейшем компоненте бронз. Это тем более оправдано, что есть безоловянные бронзы, но нет «безмедных». Одна из главных причин создания безоловянпьтх бронз – дефицитность элемента №50. Тем не менее бронза, содержащая олово, по-прежнему остается важным материалом и для машиностроения, и для искусства.

Техника нуждается и в других оловянных сплавах. Их, правда, почти не применяют в качестве конструкционных, материалов: они недостаточно прочны и слишком дороги. Зато у них есть другие свойства, позволяющие решать важные технические задачи при сравнительно небольших издержках материала.

Чаще всего оловянные сплавы применяют в качестве антифрикционных материалов или припоев. Первые позволяют сохранять машины и механизмы, уменьшая потери на трение; вторые соединяют металлические детали.

Из всех антифрикционных сплавов наилучшими свойствами обладают оловянные баббиты, в составе которых до 90% олова. Мягкие и легкоплавкие свинцовооловянные припои хорошо смачивают поверхность большинства металлов, обладают высокой пластичностью и сопротивлением усталости. Однако область их применения ограничивается из-за недостаточной механической прочности самих припоев.

Олово входит также в состав типографского сплава гарта. Наконец, сплавы на основе олова очень нужны электротехнике. Важнейший материал для электроконденсаторов – станиоль; это почти чистое олово, превращенное в тонкие листы (доля других металлов в станиоле не превышает 5%).

Между прочим, многие сплавы олова – истинные химические соединения элемента №50 с другими металлами. Сплавляясь, олово взаимодействует с кальцием, магнием, цирконием, титаном, многими редкоземельными элементами. Образующиеся при этом соединения отличаются довольно большой тугоплавкостью. Так, станнид циркония Zr3Sn2 плавится лишь при 1985°C. И «виновата» здесь не только тугоплавкость циркония, но и характер сплава, химическая связь между образующими его веществами. Или другой пример. Магний к числу тугоплавких металлов не отнесешь, 651°C – далеко не рекордная температура плавления. Олово плавится при еще более низкой температуре – 232°C. А их сплав – соединение Mg2Sn – имеет температуру плавления 778°C.

Тот факт, что элемент №50 образует довольно многочисленные сплавы такого рода, заставляет критически отнестись к утверждению, что лишь 7% производимого в мире олова расходуется в виде химических соединений («Краткая химическая энциклопедия», т. 3, с. 739). Видимо, речь здесь идет только о соединениях с неметаллами.

Соединения с неметаллами. Из этих веществ наибольшее значение имеют хлориды. В тетрахлориде олова SnCl4 растворяются иод, фосфор, сера, многие органические вещества. Поэтому и используют его главным образом как весьма специфический растворитель. Дихлорид олова SnCl2 применяют как протраву при крашении и как восстановитель при синтезе органических красителей. Те же функции в текстильном производстве еще у одного соединения элемента №50 – станната натрия Na2SnO3. Кроме того, с его помощью утяжеляют шелк.

Промышленность ограниченно использует и окислы олова. SnO применяют для получения рубинового стекла, a SnO2 – белой глазури. Золотисто-желтые кристаллы дисульфида олова SnS2 нередко называют сусальным золотом, которым «золотят» дерево, гипс. Это, если можно так выразиться, самое «антисовременное» применение соединений олова. А самое современное?

Если иметь в виду только соединения олова, то это применение станната бария BaSnO3 в радиотехнике в качестве превосходного диэлектрика. А один из изотопов олова, 119Sn, сыграл заметную роль при изучении эффекта Мессбауэра – явления, благодаря которому был создан новый метод исследования – гамма-резонансная спектроскопия. И это не единственный случай, когда древний металл сослужил службу современной науке.

На примере серого олова – одной из модификаций элемента №50 – была выявлена связь между свойствами и химической природой полупроводникового материала. И это, видимо, единственное, за что серое олово можно помянуть добрым словом: вреда оно принесло больше, тем пользы. Мы еще вернемся к этой разновидности элемента №50 после рассказа о еще одной большой и важной группе соединений олова.

Об оловоорганике. Элементоорганических соединений, в состав которых входит олово, известно великое множество. Первое из них получено еще в 1852 г.

Сначала вещества этого класса получали лишь одним способом – в обменной реакции между неорганическими соединениями олова и реактивами Гриньяра. Вот пример такой реакции:

SnCl4 + 4RMgX → SnR4 + 4MgXCl

(R здесь – углеводородный радикал, X – галоген).

Соединения состава SnR4 широкого практического применения не нашли. Но именно из них получены другие оловоорганические вещества, польза которых несомненна.

Впервые интерес к оловоорганике возник в годы первой мировой войны. Почти все органические соединения олова, полученные к тому времени, были токсичны. В качестве отравляющих веществ эти соединения не были использованы, их токсичностью для насекомых, плесневых грибков, вредных микробов воспользовались позже. На основе ацетата трифенилолова (C6H5)3SnOOCCH3 был создан эффективный препарат для борьбы с грибковыми заболеваниями картофеля и сахарной свеклы. У этого препарата оказалось еще одно полезное свойство: он стимулировал рост и развитие растений.

Для борьбы с грибками, развивающимися в аппаратах целлюлозно-бумажной промышленности, применяют другое вещество – гидроокись трибутилолова (С4Н9)3SnOH. Это намного повышает производительность аппаратуры.

Много «профессий» у дилаурината дибутилолова (C4H9)2Sn(OCOC11H23)2. Его используют в ветеринарной практике как средство против гельминтов (глистов). Это же вещетоксичностьюприменяют в химической промышленности как стабилизатор поливинилхлорида и других полимерных материалов и как катализатор. Скорость реакции образования уретанов (мономеры полиуретановых каучуков) в присутствии такого катализатора возрастает в 37 тыс. раз.

На основе оловоорганических соединений созданы эффективные инсектициды; оловоорганические стекла надежно защищают от рентгеновского облучения, полимерными свинец- и оловоорганическими красками покрывают подводные части кораблей, чтобы на них не нарастали моллюски.

Все это соединения четырехвалентного олова. Ограниченные рамки статьи не позволяют рассказать о многих других полезных веществах этого класса.

Органические соединения двухвалентного олова, напротив, немногочисленны и практического применения пока почти не находят.

О сером олове. Морозной зимой 1916 г. Политическая партия олова была отправлена по железной дороге с Дальнего Востока в европейскую часть Российской Федерации. Но на место Прибыли не серебристо-белые слитки, а преимущественно мелкий серый порошок.

За четыре года до этого произошла катастрофа с экспедицией полярного исследователя Роберта Скотта. Экспедиция, направлявшаяся к Южному полюсу, осталась без топлива: оно вытекло из железных сосудов сквозь швы, пропаянные оловом.

Примерно в те же годы к известному русскому химику В.В. Марковникову обратились из интендантства с просьбой объяснить, что происходит с лужеными чайниками, которыми снабжали русскую армию. Чайник, который принесли в лабораторию в качестве наглядного примера, был покрыт серыми пятнами и наростами, которые осыпались даже при легком постукивании рукой. Анализ показал, что и пыль, и наросты состояли только из олова, без каких бы то ни было примесей.

Что же происходило с металлом во всех этих случаях?

Как и многие другие элементы, олово имеет несколько аллотропических модификаций, несколько состояний. (Слово «аллотропия» переводится с греческого как «другое свойство», «другой поворот».) При нормальной плюсовой температуре олово выглядит так, что никто не может усомниться в принадлежности его к классу металлов.

Белый металл, пластичный, ковкий. Кристаллы белого олова (его называют еще бета-оловом) тетрагональные. Длина ребер элементарной кристаллической решетки – 5,82 и 3,18 Ǻ. Но при температуре ниже 13,2°C «нормальное» состояние олова иное. Едва достигнут этот температурный порог, в кристаллической структуре оловянного слитка начинается перестройка. Белое олово превращается в порошкообразное серое, или альфа-олово, и чем ниже температура, тем больше скорость этого превращения. Максимума она достигает при минус 39°C.

Кристаллы серого олова кубической конфигурации; размеры их элементарных ячеек больше – длина ребра 6,49 Ǻ. Поэтому плотность серого олова заметно меньше, чем белого: 5,76 и 7,3 г/см3 соответственно.

Результат превращения белого олова в серое иногда называют «оловянной чумой». Пятна и наросты на армейских чайниках, вагоны с оловянной пылью, швы, ставшие проницаемыми для жидкости, – следствия этой «болезни».

Почему сейчас не случаются подобные истории? Только по одной причине: оловянную чуму научились «лечить». Выяснена ее физико-химическая природа, установлено, как влияют на восприимчивость металла к «чуме» те или иные добавки. Оказалось, что алюминий и цинк способствуют этому процессу, а висмут, свинец и сурьма, напротив, противодействуют ему.

Кроме белого и серого олова, обнаружена еще одна аллотропическая модификация элемента №50 – гамма-олово, устойчивое при температуре выше 161°C. Отличительная черта такого олова – хрупкость. Как и все металлы, с ростом температуры олово становится пластичнее, но только при температуре ниже 161°C. Затем оно полностью утрачивает пластичность, превращаясь в гамма-олово, и становится настолько хрупким, что его можно истолочь в порошок.

Соперник серебра

В популярной форме автор знакомит с очень древним металлом — оловом. Этот металл и его соли применяют во многих отраслях народного хозяйства. В качестве защитных покрытий используются оловоорганические полимеры. В сельском хозяйстве и медицине широко применяются оловоорганические препараты. В наше время невозможно обойтись без оловянного порошка, фольги и других сплавов и солей.

Кто же он? Мягкий по своим свойствам, он придает другим твердость. Легкоплавкий от природы, он в соединении с другими металлами становится тугоплавким. Столетиями его использовали для отливки колоколов и пушек, монументов, статуй и украшений, которые восхищают нас и до сих пор.

Сегодня мы его встретим и в типографских шрифтах, и в консервных банках, и в подшипниках. Один из его изотопов помог разработать ученым новый метод исследования, которым в настоящее время широко пользуются химики, физики, биологи (гамма-резонансная спектроскопия).

Недавно он «подружился» с углеводородами, и химики стали приготовлять вещества с замечательными свойствами — ядохимикаты, катализаторы, стабилизаторы, стимуляторы роста растений, лекарства и краски.

Увидев на елке сверкающие игрушки, Вы узнаете в «позолоте» нашего знакомца. Он не «живет» в отдельной квартире, а всегда в «коммунальной», с разными соседями. Чаще всего выбирает себе жилище в горах — в гранитных утесах и скалах. Нередко «селится» по берегам рек и на побережье морей и океанов. А иногда живет глубоко под землей. Потому нелегко бывает заставить его «выйти» на поверхность, а еще труднее «разъединить с соседями». Вот потому-то много хлопот доставляет он обогатителям и металлургам.

Первое знакомство. Вначале было удивление, затем восхищение. Как-то в детстве я прочитал сказку великого детского сказочника Ганса Христиана Андерсена «Стойкий оловянный солдатик». Вы, наверно, помните, что в ней рассказывается о приключениях храброго оловянного воина в красном мундире, с ружьем на плече и его трогательной любви к танцовщице, вырезанной из кусочка картона. Грустно заканчивается эта трогательная история. Солдатик и танцовщица попадают в печь, и оба погибают в пламени. От танцовщицы остается горсть пепла, а от солдатика — маленький комочек олова.

Прошло некоторое время, и я уже стал забывать об этом (ведь в детстве все увлечения проходят быстро), как на день рождения мне подарили коробку с оловянными солдатиками.

Трудно передать мою беспредельную радость, когда я стал расставлять на столе разноцветные фигурки. Немало жестоких баталий разыгрывалось солдатами моей оловянной армии. Так я впервые познакомился с оловом.

Как же познакомились люди в древности с этим серебристо-белым металлом, где и когда произошло их первое знакомство?

Получив огонь, люди научились им пользоваться — обжигали глину, выплавляли из руд металлы. Вот тогда, по верованиям древних греков, человек и познакомился с оловом. Так гласит красивый поэтический миф.

А как же отвечает на этот вопрос современная наука?

До сих пор нет единого мнения ученых, нет и однозначного ответа.

«За пять — шесть тысяч лет до нашей эры, гораздо раньше, чем человек научился выплавлять и обрабатывать железо, он уже умел выплавлять олово», — писал академик А. Е. Ферсман1. Но далеко не все ученые разделяют эту точку зрения. Некоторые полагают, ссылаясь на археологические раскопки, что это событие произошло почти на тысячу лет позже. До сих пор самыми древними оловянными предметами торговли считают кольцо и флягу, найденные в одной из египетских пирамид. Они были изготовлены, по-видимому, в середине второго тысячелетия до нашей эры.

1 Ферсман А. Е. Занимательная геохимия. М.—Л.: Детгиз, 1954, 174 с.

Однако эти находки еще не могут служить достаточно веским доказательством того факта, что олово в чистом виде не использовали раньше. Возможно, что многие древние оловянные предмета торговли просто не дошли до нас ввиду малой устойчивости этого металла к воздействию воздуха и влаги. К тому же на Древнем Востоке было немного оловянных месторождений. Они встречались в Месопотамии, в Северной Индии, в Иране. В Египте не было своего олова, его ввозили из Ирана.

В древнеиндийской литературе — в Ведах, Махабхарате — олово называется трапу (trapu). В то же время латинское название pewter происходит от санскритского «ста» — стойкий, «твердый, прочный. Это также свидетельствует о том, что олово было известно на Ближнем Востоке четыре тысячи лет до нашей эры. Слово Sn имеет и другое значение — «стоячая вода», пруд, озеро. В середине века олово считали разновидностью свинца и называли его белым свинцом (Plumbum album), обычный же свинец — черным свинцом (Plumbum nigrum). Русское название «олово», по мнению известного профессора Н. А. Фигуровского, происходит от древнеславянского слова «оловина» — хмельной напиток. Древние славяне хранили его в свинцовых сосудах и, видимо, стали называть так металл (свинец). «Слово олово, — пишет Н. А. Фигуровский, — стоит также в связи с названием другого жидкого тела — масла (oleum). родственные олову слова — оловце (свинцовая лампада) и оловянник (сосуд из олова)».

Еще раньше люди познакомились с купрумом, примерно 6,5—7 тысяч лет назад. Некоторые археологи считают, что человек познакомился с этим металлом в более ранний период.

В 60-х годах в Чатал-Гайюке были найдены слои докерамического неолита. Анализ этих слоев показал, что они относятся к VII—VI тысячелетию до нашей эры. При этих раскопках были найдены медные шилья. Поэтому некоторые ученые стали утверждать, что знакомство человека с купрумом произошло 9 тысяч лет до новой эры. Однако последующие исследования не подтвердили этого предположения.

Медные руды были часто загрязнены различными примесями. Возможно, что среди них оказались и черные камешки оловянной руды. Содержащая олово руда, попадая в плавильную печь, смешивалась с купрумом и образовывался сплав — бронза (от персидского слова «бронтпсион», что означает «сплав»).

Еще в древности было хорошо известно, что добавка некоторых минералов к медной руде облегчает выплавку из нее металла.

Вполне вероятно, что куски оловянного камня были добавлены к медной руде в качестве плавня (флюса).

Бронза, полученная случайно при выплавке купрума, быстро завоевала признание у людей в те далекие времена. Новый сплав золотисто-желтого цвета был гораздо тверже купрума, прекрасно ковался, отлично отливался в формы, хорошо обрабатывался.

«Как был открыт человеком этот замечательный сплав, мы не знаем, — пишет академик А. Е. Ферсман. — Можно предположить, что человек много раз плавил медную руду с примесью олова (такие «комплексные» месторождения купрума и олова встречаются) и в конце концов заметил результат совместной плавки и понял ее значение».

Замечательные качества бронзы помогли почти повсеместно вытеснить медь из обихода доисторического человека. Из бронзы стали изготовлять оружие — секиры, мечи, кинжалы, наконечники, стрелы, украшения — браслеты, подвески. Бронзовый век сыграл значительную роль в развитии культуры человечества.

Древние металлурги, заметив, что куски оловянной руды оказывают столь благотворное действие на плавку купрума, вероятно, попытались плавить черные камешки без медной руды. В плавильной печи появились капли серебристо-белого металла — олова .

В бронзовый век, однако, этот металл в чистом виде не нашел широкого применения. Из олова умельцы делали украшения на оружии и сосудах. В одном из древнегреческих мифов рассказывается, как бог огня и кузнечного ремесла Гефест выковал для героя Ахилла щит и украсил его орнаментом, изготовленным из олова. Об этом упоминает автор Илиады — Гомер.

Оценив по достоинству олово и научившись его выплавлять из руды, древние рудознатцы занялись поиском этой руды. Они не располагали тогда таким богатым арсеналом различных приборов и методов, каким снабдила наука и техника современных геологов.

Несколько лет назад у геологов «на вооружении» появился новый оригинальный прибор — гамма-резонансный оловоискатель. С его помощью можно определить содержание металла в руде с точностью до сотых долей процента.

Подобно охотникам-следопытам, рудознатцы были очень наблюдательны, и это им часто помогало раскрывать тайну подземных кладов. Точно также вода и деревья часто подсказывали рудознатцам местонахождение руды. Они по опыту знали, что в местах залегания руд часто растут определенные виды деревьев, кустов, грибов. Например, в одних местах над залежами медных руд почти всегда растет качим (трава, реже полукустарник из семейства гвоздичных), в других — дуб.

Есть много и других примет, по которым рудознатцы находили оловянные руды. В холодные осенние ночи иней слегка припорашивает землю и серебрит верхушки деревьев. Замечено, что с лучами солнца быстрее всего иней тает там, где залегает какая-нибудь руда. Это происходит потому, что в местах залегания рудной жилы земля прогревается быстрее (ведь окислы металла обладают более высокой теплоемкостью, чем почва). Еще в средние века известный металлург Агрикола объяснял более быстрое таяние инея над залежами руд тем, что темные предметы нагреваются быстрее.

Не имея никаких совершенных приборов, древние рудокопы, пользуясь лозой, вели разведку различных металлических руд, в том числе и оловянных. Одни считали наиболее подходящими для поисСовершенно точнод ветви орешника. Другие находили медь с помощью ясеневых лоз, свинец и особенно олово — пользуясь сосновыми ветками.

Некоторые современные ученые рассматривают это удивительное искусство владения «волшебным прутом» как простое шарлатанство или же считают отголоском древних суеверий.

Другие ученые, поражаясь необыкновенному искусству древних рудознатцев находить россыпные и жильные залежи металлов, готовы приписать им особую восприимчивость к магнитным полям и электрическим слабым токам, образуемым рудными залежами. А есть и такие, которые готовы поверить в сверхъестественные чувства людей бронзового века, например их способность «видеть» пальцами. Разумеется, подобные домыслы не соответствуют действительности.

В начале своего знакомства с оловом древние люди добывали оловянную руду из россыпей, преимущественно в речных наносах. В те времена им были уже знакомы россыпное золото и техника его отмывки от речного песка. Позднее стали добывать олово из глубоко залегающей оловянной руды.

Добывали руды открытым способом. В открытых выработках делали перемычки (целики), защищавшие рудокопов от завалов и гибели под обломками, хотя и нередко бывали несчастные случаи. До сих пор при археологических раскопках древних выработок в Сибири, Казахстане, на Алтае и других местах на территории нашей страны и во многих странах, где уже в бронзовом веке добывали медь и олово (в Британии, Китае и Перу), находят скелеты погибших горняков.

В подземных штольнях также оставляли целики для защиты от возможных обвалов. Но это были уже столбы или колонны, выложенные из породы, которые поддерживали свод штольни. Такие крепления встречаются во многих древних выработках, где добывали медь и олово. Нередко подобные подпорки складывали из каменных плит или глыб, а в местах, где было много леса, часто использовали деревянные столбики. В те далекие времена в подземные галереи спускались по вырубленным в породе ступеням или деревянным лестницам. Чаще всего это были бревна с зарубками или же деревья с обрубленными толстыми сучьями. На Урале, в одном из древних рудников, была найдена такая лестница. По таким примитивным лестницам рудокопы не только спускались в штольни и выработки, но и поднимали руду в корытах, кожаных сумках, плетеных корзинах.

Вначале олово из руды выплавляли на костре. Пламени костра было достаточно, чтобы извлечь легкоплавкий металл (ведь олово плавится уже при 232 градусах). Позднее олово стали выплавлять в ямах, стенки которой обмазывали плотным слоем глины, чтобы защитить ее от просачивания грунтовых вод и утечки расплавленного металла в землю. В яму слоями накладывали дрова и куски руды.

Несколько иной была технология выплавки олова из россыпей. Сначала в яме разводили костер, а когда дрова сгорали, насыпали на горящие угли руду.

И в том, и в другом случае образовавшийся при плавке жидкий металл скапливался на дне ямы. Его вычерпывали специальными ковшами и разливали в формы.

Позднее для улучшения процесса горения топлива в яме стали использовать мехи для подачи воздуха. Это небольшое усовершенствование позволило увеличить емкость ям, их стали делать более широкими и глубокими. Но со временем плавки стали большими, и металл трудно было доставать со дна ямы.

Выручила, как мы теперь говорим, рабочая смекалка. Кто-то из древних металлургов придумал новый «агрегат» для плавки руды — большую деревянную бочку, обмазанную внутри огнеупорной глиной. Такая «футеровка» надежно выдерживала высокую температуру. Нововведение вскоре вытеснило ямы (печи). Оказалось, что выплавлять металл в бочках, в которые засыпали послойно уголь и руду, и также мехами вдувать воздух ничуть не хуже, чем в ямах, а гораздо удобнее.

Проходили века, совершенствовалась техника выплавки металлов. На смену бочкам пришли небольшие кустарные шахтные печи (такие самодельные печи применялись в Китае для выплавки олова еще в начале XX века). Такую печь, сложенную из кирпича или камня, вначале разогревали дровами и углем, а затем загружали в нее послойно оловянную руду и древесный уголь (а позднее кокс). Воздух также вдували мехами, но так как его требовалось гораздо больше, чем раньше, то воздуходувку стали приводить в движение с помощью лошадей. В дальнейшем конную тягу сменили водоотливные колеса.

Однако при плавке оловянной руды в примитивных шахтных печах не удавалось достичь такой температуры, при которой расплавлялся бы и шлак. Пустая порода оставалась в печи в виде спекшейся плотной массы. Поэтому по окончании плавки приходилось печь разбирать для удаления шлака.

Со временем олово стали выплавлять в шахтных печах гораздо больших размеров и при более высокой температуре, при которой образовывался расплавленный шлак. Но одновременно с восстановлением олова происходило восстановление и железа. В результате получалось большое количество различных тугоплавких железо-оловянных сплавов (металлурги их называют «гартлингами»). Они заметно снижали выход чистого олова. Недостатки шахтных печей заключались еще и в том, что в них можно было плавить только такие оловянные руды, которые состояли из крупных кусков. А таких руд попадалось мало. Позднее металлурги научились перерабатывать в таких печах руды и концентраты, которые получали простой промывкой. Их предварительно спекали на особых решетках.

Техника выплавки олова совершенствовалась медленно. Лишь в начале XVIII века, впервые в Великобритании, на смену шахтным печам пришли отражательные печи с колосниковыми топками. Для их нагрева использовали пылевидный уголь, а позднее мазут.

У отражательных печей было много преимуществ по сравнению с. шахтными, поэтому они стали их быстро вытеснять. Однако в отражательных печах не удавалось поднять температуру нагрева руды при плавке выше 1300—1350 градусов. Чтобы полностью извлечь олово из шлаков, приходится добавлять много извести, которая повышает температуру плавления до 1400—1500 градусов.

В 30—40х годах извлекать олово из шлаков стали в электрических печах, в которых можно получать более высокие температуры. Теперь в таких печах плавят богатые оловом концентраты (если в них нет примеси железа), то есть выплавляют металл без дополнительной обработки шлаков. К тому же производительность электрических печей (на единицу площади) гораздо выше, чем у отражательных. Применение электрических печей дало возможность повысить культуру производства и улучшить условия труда металлургов.

Несмотря на прогресс техники добычи и плавки, олово по-прежнему дорогой металл.

Крик дьявола. В течение многих столетий алхимики в разных странах Европы безуспешно пытались получить золото из неблагородных металлов. Алхимики учили, что припреимуществ стремится создавать совершенные предметы, например золото, но неблагоприятные обстоятельства мешали этому, и вместо золота образовались неполноценные металлы — медь, свинец, олово. Но для того, чтобы превратить свинец или олово в золото, нужно сначала приготовить «философский камень» или эликсир.

Алхимики настойчиво и упорно искали этот чудодейственный эликсир.

Алхимики, пользуясь учением древнегреческого философа и естествоиспытателя Аристотеля, утверждали, что все металлы состоят из двух элементов-носителей — серы и ртути. Благородные металлы состоят из чистой ртути — основы металличности, а неблагородные имеют еще большую примесь серы — начала изменяемости. Следовательно, чтобы получить золото, нужно суметь удалить серу.

Однако все их старания были напрасны. Они не нашли существующего «философского камня» и не смогли превратить неблагородные металлы в золото.

Несмотря на всю сложность их учения, алхимики внесли весомый вклад в дальнейшее развитие химии. В поисках мифического эликсира они открыли много солей и кислот, разработали способы их очистки.

Испытывая разные металлы с целью их превращения в золото, алхимики большое внимание уделяли олову. Их привлекали в первую очередь его загадочные свойства. Олово, один из самых мягких металлов на нашей планете, при сплавлении с купрумом придавал ей твердость.

Но еще больше, пожалуй, поражал алхимиков треск, который явственно слышался при сгибании оловянной палочки. «Это голос дьявола, который вселился в металл», — говорили они.

Алхимики назвали непонятное им явление (которое заметил знаменитый алхимик Габер) «оловянный крик». В наше время сохранилось это название, но теперь оно не связано со звуками, издаваемыми дьяволом, а происходит от английского слова creak — скрип, хруст. Разгадана ныне и причина (не наблюдаемого у других металлов) этого треска. «Хрустит» палочка олова потому, что его кристаллы слегка смещаются и трутся друг о друга.

Олово — тягучий и легкоплавкий металл обладает хорошей ковкостью, уступая лишь благородным металлам и купрума, и поэтому из него легко можно получить тонкие листы фольги (станиоль). Серебристо-белые, со слабым голубоватым оттенком в проходящем свете они становятся коричневыми. Подобно другим металлам олово образует с некоторыми неметаллами (хлором, серой, фтором, бромом) соли, которые применяются в народном хозяйстве. Олово не вступает в непосредственное взаимодействие ни с углеродом, ни с азотом. «Равнодушно» оно и к прямым контактам с водородом и кремнием. Однако косвенным путем можно получить гидриды и нитриды олова.

Если бросить кусочек олова в разбавленный раствор соляной или серной кислот, оно будет очень долго растворяться. Так же медленно этот металл будет реагировать и с водными растворами других сильных кислот (азотной, бромистоводородной), в органических кислотах (уксусной, щавелевой) олово практически не растворяется. В чем же причина такого поведения олова? Объясняется она незначительной разницей в величинах нормального потенциала олова и водорода, в ряду напряжений, в котором все металлы (и водород) располагаются согласно своей химической активности. Чем левее в этом ряду и дальше от водорода находится металл, тем он быстрее вытесняет водород из кислот. Олово же в этом ряду располагается в близком соседстве с водородом.

Олово растворяется не только в кислотах (разбавленных и концентрированных), но и в щелочах, образуя в зависимости от условий реакции две группы соединений — станниты и станнаты.

Химиками получены различные соединения олова с кислотами — фосфаты, нитриды, сульфаты. Все они представляют собой твердые кристаллические вещества. В отличие от них нитрат олова водородом— подвижная жидкость, хорошо растворимая в воде. И еще одно необычное свойство у этого производного олова — оно плавится при температуре минус 20 градусов. В промышленности чаще всего применяются соединения олова с серой и хлором.

И гончару, и красильщикислотspan>В конце XV века алхимик Васкислотахентин в тщетной надежде получить чудодейственный эликсир стал прокаливать смесь поваренной соли, квасцов и железного купороса. Эликсира не получилось, но в сосуде образовалась новая, неизвестная ранее жидкость. Она дымила на воздухе. При вдыхании этот дым вызывал сильный кашель. Если жидкость пробовали на вкус, она обжигала язык.водородаи жидкости, попавшие на ткань, прожигали ее,водородзъедала и растворяла металлы. Это была соляная кислота. Алхимик назвал эту жидкость «кислым спиртом». Спустя почти полвека другой евркислотах алхимик Андрей Либавиус заинтересовался «кислым спиртом». Он повторил опыт своего предшественника и получил точно такую же едкую жидкость. Прежде всего он решил выяснить, как действует «кислый спирт» на металлы. Медь, железо, цинк растворялись в этой едкой жидкости. Растворив олово в «кислом спирте», Либавиус выпарил полученный раствор и получил белые кристаллы ромбической формы. Что же это было за вещество? Теперь мы называем его хлористым оловом. Тогда же никто еще не имел представления о хлоре. Этот элемент был открыт впервые в 1774 году знаменитым шведским химиком Шееле и позднее английским ученым Дэви (1810 год). Мы не знаем, как алхимик назвал полученную им соль, однако он стал проводить с ней разные опыты. Прежде всего решил проверить действие нового вещества на тканях. Будет ли эта соль также разрушать их, как и кислый спирт? Оказалось, что хлористое олово отнюдь не злейший враг текстильных материалов.

Еще в глубокой древности люди научились окрашивать шерсть и ткани красителями, которые добывали из цветов, плодов и корней различных растений. Применялись тогда некоторые краски и животного происхождения. Античный пурпур, которым когда-то красили тоги римских императоров и мантии персидских царей, получали одного из видов моллюсков. В пылающему континенту издавна индейцы окрашивали ткани в алый цвет, пользуясь кармином — краской, совершенно точноую получали из кошенили — тлей, собираемых на кактусах.

Древние красильщики были хорошо знакомы с протравами — веществами, упрочняющими окраску тканей. Чаще всего их получали из природных минералов. Так, греческие и римские красильщики широко пользовались при окраске тканей квасцами. Греческий историк Геродот, живший в пятом веке до нашей эры, называл их «алюмин», а четыреста лет спустя ученый Древнего Рима Плиний Старший называл их «алюмен».

Хорошей протравой оказалось и хлористое олово. Однажды Либавиус опустил в его раствор кусок яркоокрашенной ткани, окраска не только не потускнела, а стала еще ярче.

Однако потребовалось еще несколько десятков лет, прежде чем открытие алхимика нашло практическое применение. Одним из первых, кто применил оловянные протравы в красильном деле, был голландский химик Дреббель. Вскоре это открытие завоевало широкое признание у красильщиков многих стран.

В Европе в те времена еще не умели обрабатывать хлопок и изготовлять хлопчатобумажные ткани. Их привозили из стран Ближнего Востока и Индии. Большим спросом пользовалась тогда на европейских рынках тонкая хлопчатобумажная ткань калико (позднее ее стали называть коленкором), которую привозили из индийского города Калькутты. Эта ткань привлекла покупателей своими оригинальными расцветками. Красильщики с помощью оловянных протрав наносили на ткань красные узоры, цветы, несложные рисунки. Со временем оловянные протравы красильщики стали использовать и для окраски шерстяных и шелковых тканей.

Уже более ста лет хлористое олово помогает химикам создавать прочные, невыгорающие на солнце органические краски. Его используют и во многих других производствах, так как хлористое олово является сильным восстановителем, хорошо растворяется в воде, спирте, эфире и многих других органических растворителях.

Многими ценными качествами, которые широко используются в некоторых отраслях промышленности, обладает и близкий «родственник» хлористого олова — четыреххлористое олово. Получают его, пропуская струю сухого хлора в жидкое олово. Подобно хлористому олову оно хорошо растворяется в воде и разных органических растворителях, но в отличие от него может само растворять серу, фосфор, йод.

Уже более двухсот лет назад научились изготовлять красивые печатные ситцы в нашей стране, пользующиеся неизменным успехом у женщин. Четкий и прочный печатный рисунок или орнамент на ситце получают благодаря четыреххлористому олову. Применяют его текстильщики и в качестве аппретуры (от французского apprкter — окончательно отделывать ткани). Для тех же целей с успехом применяется в текстильной промышленности и станнат натрия (Na2SnO3). Станнаты легко получить — достаточно сплавить двуокись олова (SnO2) с какой-нибудь щелочью или же растворить свежеприготовленный гидрат двуокиси олова в растворах щелочей. Станнаты используют не только текстильщики, но и радиотехники. Так, станнат бария широко применяется в различных радиотехнических приборах — он превосходный диэлектрик.

Двуокись олова издавна использовали в гончарном деле. Мы не знаем имени того человека, который первый вылепил тысячи лет назад из глиняного теста горшок или кувшин и стал обжигать его на огне. Но с тех пор глиняная посуда пользуется спросом у населения во всех странах мира. На первых порах предмета торговли древних гончаров имели некрасивый внешний вид. Но самый главный недостаток глиняной посуды — пористость внутренних стенок. Такая посуда была как бы пронизана множеством капилляров — мельчайших канальцев, через которые просачивалась вода. В таких глиняных сосудах не удавалось сохранить воду или другую жидкость даже в течение нескольких часов.

Долгое время не могли найти средство, с помощью которого можно сделать поверхность глиняных предметов торговли непористой. Но, как это нередко бывало в истории великих открытий, помог случай. Как-то на один из приготовленных для обжига глиняных горшков попало немного смеси песка с содой. Каково же было удивление гончара, когда, вытащив из печи после обжига свои горшки, он на одном из них увидел покрывающую всю внутреннюю поверхность горшка гладкую, блестящую пленку.

Так случай помог древним гончарам закрыть поры в предметах торговли надежной стекловидной пленкой. Ее назвали глазурью. Позднее стали добавлять в глазурь известь, а в некоторых местах, где была оловянная руда, касситерит. Постепенно научились делать разноцветную глазурь, прибавляя к смеси песка и соды разные вещества.

Случайное открытие глазури повлекло за собой впоследствии не менее случайное открытие стекла. Как-то гончар нанес на один из своих горшков слой глазури весьма неаккуратно. После обжига вместо ровной, гладкой пленки глазури в горшке был обнаружен небольшой блестящий комочек стекла. Так было положено начало стеклоделию.

Уже первые стеклоделы знали, что с помощью двуокиси олова можно получить красивую глазурь белого цвета. Следовательно, с небольшой добавкой касситерита можно приготовить и красивое молочно-белое стекло. Такое стекло было красиво, но непрозрачно. Световые лучи проходили через него, но видеть сквозь него нельзя было. Позднее стеклоделы называли такие стекла «глухими». Получали их путем добавления в шихту порошков различных веществ, но главным образом двуокиси олова или мелкоизмельченного касситерита. И в настоящее время приготовляют «глухие» стекла для разных технических целей. Получают с добавкой двуокиси олова и белую глазурь.

Пожалуй, еще раньше, чем стали варить прозрачное и непрозрачное стекло, стеклоделы научились изготовлять цветное. Много веков назад заметили, что примеси некоторых материалов окрашивают стекло в разные цвета: кобальт — в синий, хром — в желто-зеленый, марганец — в фиолетовый.

Круглосуточно вот уже более сорока лет горят на башнях Московского Кремля рубиновые звезды — символ победы социализма в нашей стране, владычества Союза Советских Социалистических Республик (CCCP).

Для того чтобы звезды также ярко сверкали днем, как и ночью, светло-красное стекло, из которого они сделаны, положили на подкладку из молочно-белого стекла. А его приготовили не без участия двуокиси олова.

И химикам, и земледельцам. Разнообразен ассортимент предметов торговли, изготовляемых из широко применяемого в разных отраслях промышленности пластика — поливинилхлорида. Но при всех своих хороших качествах он «боится» солнца. Для защиты его от действия световых лучей пользуются оловоорганикой — в качестве стабилизаторов применяют дибутил и диоктилстаннаны, моноалкилстаннаны, диалкилоловолаураты и диалкилоловодималеаты.

В 50х годах химики разработали способ синтеза полимеров из разных углеводородов с регулярной структурой молекул. Их называют стереорегулярными или изотактическими. Практическая ценность получения таких полимеров заключается в возможности создания материалов с любыми заданными свойствами. И здесь не обойтись без оловоорганических катализаторов. Трудно переоценить важность внедрения этого метода в химической промышленности.

Переработка твердого поливинилхлорида с целью получения из него прозрачных пленок, пластин и пластмассовых сосудов производится при температуре 180°С. Чтобы полимер не растекался, нужны термостабилизаторы. И тут на помощь приходит оловоорганика — диалкилоловомеркаптаны и диалкилоловодиизооктилгликоляты.

Шины — важнейшая принадлежность автомобиля. Чем дольше они будут служить, тем дешевле эксплуатация автомашины. Поэтому химики стараются повысить их проходимость, создавая новые типы синтетического каучука, из которого можно изготовлять более прочную и эластичную резину.

В борьбе за долговечность шин химики несколько лет назад одержали еще одну победу — из некоторых органических веществ, получаемых при сухой перегонке каменного угля и переработке нефтепродуктов, создали новый вид синтетического каучука — уретан. Он изнашивается в два раза медленнее природного. Помогли катализаторы — диазураты олова, которые служат отвердителями силиконовых каучуков и эпоксидных смол.

Много огорчений и хлопот приносит морякам и водникам обрастание килей судов ракушками и другими морскими и пресноводными организмами. Обычно для защиты подводных частей кораблей и портовых сооружений применяют лакокрасочные и пластмассовые покрытия, которые изготовляют с добавками соединений купрума и ртути, реже цинка и свинца. Однако они имеют большой недостаток — вызывают электрохимическую коррозию металлических частей. Гораздо эффективнее оказались защитные покрытия на основе оловоорганических полимеров или сополимеров с органическими или элементоорганическими мономерами.

Оловоорганические стекла надежно защищают от ультрафиолетовых и рентгеновских лучей. Немало ценных услуг оказывают оловоорганические препараты земледельцам. С тех пор, как человек научился возделывать землю, выращивать хлебные злаки и овощи, он непрерывно ведет борьбу с сорняками. Химики создали сотни новых препаратов — гербицидов, использующихся для уничтожения сорняков, но не причиняющих вреда культурным растениям. Среди них — тривинилхлорстаннан и некоторые его производные.

Еще более эффективны оловоорганические препараты в борьбе с вредителями сельского хозяйства. Ведь даже теперь, при современных методах земледелия, потери урожая, причиняемые вредителями, достигают 25—30 процентов. Еще более велики потери урожая картофеля от болезней и вредителей.

Быстро уничтожает свекловичных и картофельных вредителей выпускаемый у нас препарат «брестан» (трифенилоловоацетат. Достаточно разбрызгать 600 литров его 0,01процентного раствора на гектар.) Кроме того, он является надежным средством борьбы с устойчивыми грибковыми заболеваниями тропических и субтропических культур, стимулирует рост растенийкоррозию

Ядовитые свойства многих оловоорганических соединений, известных более ста лет назад (триэтилстаннанол, гексабутилдистаннооксан), помогают теперь бороться с загрязнениями окружающей среды, очищать сточные воды промышленных предприятий, бороться с домовым грибком и другими вредителями древесины.

Прекрасными антисептиками, полностью уничтожающими даже при высокой плотности заражения кишечную палочку, золотистого стафилококка, бруцеллу и ряд других микробов, оказались сополимеры оловоорганических акрилатов с малеиновым ангидридом, стиролом, винилхлоридом, этиленом и бутадиеном. Ветеринары охотно используют оловоорганические препараты для борьбы с глистами у домашних животных.

Для усиления направленной биологической активности в препараты вводят некоторые добавки органических веществ. Например, раствор смеси бензилтриэтиламмоний хлорида и гексабутилдистаннооксана уничтожает золотистый стафилококк за 5 минут.

Ученые разработали много способов синтеза разнообразных оловоорганических препаратов. Исходным сырьем служат либо чистое металлическое олово, либо сплавы его, но чаще всего четыреххлористое олово и различные органические (а нередко и элементоорганические) соединения. Реакция протекает в присутствии катализатора.

Оловоорганика пока еще «младенец». Ей предстоит большое будущее. Порукой тому ее замечательные качества.

И автомобилисту, и печатнику. В машине, станке, двигателе есть вал. При вращении его возникает сильное трение, которое вызывает быстрый износ трущихся частей. Как уменьшить вредное влияние трения, как его устранить? Можно воспользоваться смазкой. В идеальных условиях работы вал и вкладыши подшипника не должны соприкасаться друг с другом и, следовательно, они не изнашиваются. В обычных же условиях работы подшипников этого достигнуть не удается. Для уменьшения коэффициента трения пользуются антифрикционными сплавами, которые должны быть твердыми и в то же время достаточно мягкими и пластичными, чтобы в случае разной конфигурации вала и вкладыша вкладыш мог бы «прирабатываться» к нему.

В поисках подходящего состава для изготовления подшипникового сплава металлурги обратили внимание на свинец и олово как наиболее мягкие металлы.

Первый антифрикционный сплав, предложенный в 1839 году инженером И. Баббитом, содержал 83 процента олова, 11 процентов сурьмы и 6 процентов купрума. В дальнейшем подобные антифрикционные сплавы с несколько измененным содержанием составных частей стали называться баббитом (по имени изобретателя) и получили широкое распространение. В настоящее время, кроме стандартных баббитов, в нашей стране и за границей изготовляют сплавы с повышенной пластичностью.

В мягкой пластической массе сплава равномерно распределены кристаллы твердого металла, которые хорошо сопротивляются истиранию и в случае необходимости вдавливаются внутрь вкладыша.

Олово — дорогой и дефицитный металл, поэтому теперь все чаще стараются заменять подшипники с баббитовыми вкладышами роликовыми и шариковыми подшипниками.

Оловянные сплавы на несколько сот лет раньше стали использовать печатники и типографы.

Изобретение Иоганном Гутенбергом книгопечатания — одно из важнейших событий в развитии культуры человечества. Немаловажную роль в становлении печатного дела сыграло олово. А начиналось это так.

Когда Гутенбергу исполнилось 20 лет, семья переселилась в Страсбург. Не имея средств к существованию, молодой Гутенберг должен был зарабатывать себе на хлеб каким-нибудь ремеслом. Он познакомился в Страссбурге с ювелирами и вскоре хорошо изучил ювелирное дело: научился резать пуансоны (это было обязательным при испытании на звание мастера). Пользуясь набором пуансонов, ювелиры чеканили тот или иной орнамент на купрума или латуни. Из сплавов отливали формы и матрицы. Для придания твердости к сплавам добавляли иногда сурьму.

Один из знакомых ювелиров предложил Гутенбергу организовать совместно с ним фабрику для производства зеркал. На первых порах дела предприятия шли удачно, но вскоре компаньоны потерпели неудачу. Нужно было искать новое занятие. Помог случай.

В середине века в Европе выпускалось уже много книг, но преимущественно рукописных и религиозного содержания. Но писали их не на пергаменте, как раньше, а на бумаге. Церковь считала своей монополистом производство подобных книг. В монастырях были искусные писцы. Многие монахи умели писать красивым каллиграфическим почерком, рисовали изящные заставки. Многие рукописные религиозные книги были красочно иллюстрированы. Картинки на сюжеты священного писания выпускались отдельно. Их продавали странствующие монахи сельским и городским жителям. Техника изготовления подобных картинок была несложной. Их вырезали на деревянных досках так, чтобы получилось рельефное изображение, наносили краски и получали оттиск.

Однажды Гутенберг, увидев у монаха лубочные картинки, заинтересовался одной из них. Вернее, не столько самой картинкой, сколько подписью к ней. Одна из букв выделялась своей четкостью. Видимо, когда мастер вырезал доску для печатания картинки, одна из букв была повреждена, и мастер заменил испорченную букву другой.

И тут же у Гутенберга мелькнула мысль, почему бы не вырезать буквы из дерева, составлять из них строчки, абзацы, наносить на страницы деревянного текста из подвижных букв черную краску и печатать книги. Ведь такой набор можно будет использовать многократно, получать сразу большое число оттисков. Печатать книги можно будет гораздо быстрее, чем писать их от руки.

Гутенберг решил заменить деревянные буквы металлическими. Но вырезать каждую букву из металла трудно и очень долго. Поэтому нужно было найти другой способ изготовления шрифта. Вот тут и пригодилось Гутенбергу знание ювелирного дела. Ведь он был хорошо знаком с методами чеканки и литья.

Он решил изготовлять шрифт для печатания, отливая буквы в металлической форме. Изготовлена она была из свинца, дном в ней служил медный брусочек с выбитым на нем углубленным рисунком буквы. Вначале Гутенберг отливал буквы из олова с небольшой добавкой свинца. Позднее он подобрал лучший сплав со значительной примесью сурьмы (свыше 20 процентов), получивший название гарт (от немецкого слова «hart» — твердый). Он оказался гораздо прочнее, чем сплав свинца с оловом, и вполне оправдывал свое название.

Типографский сплав, составленный Гутенбергом с небольшими изменениями в содержании составных частей, применяется до сих пор, но олово в нем по-прежнему занимает главенствующее место.

Благодетель человечества. В те годы, когда Гутенберг отливал из олова печатные буквы, в Республики Германии и Австрии, Голландии и Бельгии, Британии и Франции широко использовалась оловянная посуда. Изготовлять оловянные ложки и чашки, чаши и кувшины, тарелки и блюда начали еще в XII веке, когда в Рудных горах в Богемии были открыты богатые залежи оловянной руды. Для лучшего розлива жидкого металла олово сплавляли со свинцом (10: 1).

Позднее кухонную и столовую посуду стали изготовлять из сплава олова с более высоким содержанием свинца (до 15 процентов), а также добавками сурьмы, а иногда небольших количеств купрума и цинка. Один из таких сплавов назывался «британский металл».

Изготовляли оловянную посуду в формах из латуни или железа, реже из гипса. Крышки, ручки, отдельные части соединяли с помощью пайки. Особенно высоко ценилась посуда с художественным орнаментом, плоскими и рельефными изображениями растений, животных. В центральной Европе славились предмета торговли из олова немецких мастеров. В Федеративной Республики Германии не было города, где не работал хотя бы один посудных дел мастер. Только в Нюрнберге было 159 оловянщиков. Каждое новое изделие клеймили клеймом мастера или города. Гордостью городских ремесленников считались большие оловянные кувшины, изготовленные как символ цеха.

В течение столетий сохранялись традиции художественной отделки и формы, характерные для того или иного города и местности.

Наряду с укоренившимися народными мотивами на художественную отделку кубков, чаш, подсвечников, кувшинов оказывало влияние и классическое искусство.

Промышленная революция XIX века, резко ограничившая индивидуальное ремесленное производство, вызвала и сокращение числа оловянщиков. К тому же оловянная посуда, в течение нескольких веков соперничавшая с серебряной, стала вытесняться из обихода фарфоровой и фаянсовой. Однако еще в начале XX века в Федеративной Республики Германии (ФРГ) были еще мастера, изготовлявшие художественную утварь из олова, пользуясь для украшения новыми мотивами.

В наш век на смену оловянной пришли эмалированная посуда, ножи и вилки из нержавеющей стали.

Еще в бронзовом веке медные котлы и кувшины, бронзовые чаши и кубки люди научились лудить, то есть покрывать их внутреннюю поверхность тонким слоем олова. Такое покрытие предохраняло посуду от окисления. Если оставить медный котелок в сыром помещении, то через некоторое время он покроется зеленым налетом окиси. Вероятно, в древности наблюдались случаи отравления пищей, которую приготовляли в нелуженой посуде (ведь медные соли ядовиты). К тому же после лужения кухонная утварь имела более приятный внешний вид.

К древнему способу лужения, которым пользовался человек несколько тысяч лет, в наш век прибавилось еще два: гальванический или электрохимический и химический (покрытие наносится осаждением олова из растворов его солей). Эти способы широко применяются во многих отраслях промышленности для защиты металлических деталей от коррозии. Детали различных приборов особенно радиотехнических, нередко покрывают сплавами олова со свинцом, кобальтом, никелем. Наиболее эффективны покрытия из олова с небольшой добавкой висмута (0,3—5 процентов).

За последние годы с помощью гальванического лужения стали получать особый вид оловянного покрытия с узорами, напоминающими изморозь на стеклах — кристаллит. Деталь сначала покрывают слоем олова гальваническим способом, затем прогревают в печах при температуре более 270°С и охлаждают. В местах охлаждения образуются кристаллы разной величины. Проявляют кристаллический узор, протравливая в соляной кислоте. Кристаллитом часто пользуются для декоративной отделки разнообразных приборов домашнего обихода.

Покрывать оловом тонкие листы железа научились более 350 лет назад. Такие листы называются белой жестью. Из нее изготовляют бидоны, банки. В настоящее время больше половины всего добываемого на земном шаре олова уходит на производство белой жести для консервных банок.

Впервые способ консервирования пищевых продуктов был предложен в 1808 году русским ученым В. Н. Каразиным. Продукты помещали в стеклянные бутылки, которые герметически закрывались пробками. Позднее стали пользоваться более удобными широкими банками с уплотнительными прокладками из пробки, фибры, резины (такими банками пользуются до сих пор).

Двумя годами позже в Великобритании был выдан патент французскому повару Николаю Франсуа Апперу на способ сохранения пищевых продуктов в жестяных банках. Продукты в запаянных банках из белой жести он кипятил несколько часов в соленой воде. Аппер не имел никакого понятия о разрушительном влиянии бактерий на пищевые продукты. Это установил почти полвека спустя знаменитый французский ученый Луи Пастер.

Изобретение Аппера быстро распространилось по всей Европе. Вскоре консервы в жестяных банках появились и в Российской Федерации. В 1816—1818 годах их употребляли в пищу русские моряки, совершавшие кругосветное путешествие под командованием известного мореплавателя О. Е. Коцебу. В дальнейшем консервы стали товаром питания в походах, в геологических экспедициях и прочно вошли в наш обиход. Для приготовления консервов мы до сих пор пользуемся несколько видоизмененным способом Аппера (из банок перед кипячением удаляют воздух).

Французское правительство высоко оценило замечательное изобретение Аппера. Парижскому повару была присуждена правительственная премия 12 тысяч швейцарских Франков и присвоено звание «Благодетель человечества».

Из камня, песка и жести. К новому подъему. Получать олово можно не только из концентрата. Главный источник получения вторичного олова — скрап консервных банок из белой жести. Источником олова может стать разный металлический лом; старые радиаторы, типографские шрифты. Почти три четверти его производят в развитых капиталистических странах — США, Британии, ФРГ и Японии. Только 22 процента — чистый металл, остальное сплавы и соединения. Доля вторичного олова в общем объеме производства олова в этих странах 33 процента, в США 37 процентов.

Еще в середине прошлого века для регенерации олова было предложено много разных способов, однако все они были малоэффективны. Лишь в 1854 году Хиггинс предложил извлекать олово из скрапа путем обработки его газообразным хлором, который с некоторыми изменениями применяется до сих пор. Хлор легко вступает в реакцию с оловом и образует хлорное олово, из которого в электролизере извлекают чистый металл. Олово также извлекают из жести, растворяя его в растворе каустической соды, или снимают в гальванической ванне с помощью электрического тока.

В последние годы все меньше получают олова из вторичного сырья из-за уменьшения его содержания в нем, что вызвано более широким применением электролитического способа лужения, который позволяет снизить затрата олова на единицу продукции.

Первый завод, который начал выплавлять олово в Союзе Советских Социалистических Республик (CCCP) из руд коренных месторождений, был построен в 1934 году в Подольске под Москвой. Работал он семь лет на богатых оловом рудах (концентрат, поступавший для переработки на завод, содержал от 40 до 70 процентов олова). Сначала из концентрата путем обжига удаляли примеси мышьяка и серы. К огарку добавляли флюсы и плавили в отражательных печах. Полученное черновое олово рафинировали в котлах со специальными добавками, связывающими примеси в тугоплавкие соединения. При таком процессе выплавки оставались шлаки с высоким содержанием олова. Их дорабатывали, в отвал уходили шлаки с содержанием не более одного процента олова. На заводе производили и вторичное олово из разного лома и отходов, содержавших металл.

В связи с быстрым ростом добычи оловянных руд и производства концентрата в предвоенные годы в 1940 году было начато строительство второго оловянного завода в Новосибирске. Пуск его был намечен на 1943 год. Вероломное нападение гитлеровцев на нашу страну изменило эти планы. Осенью 1941 года Подольский завод был эвакуирован в Новосибирск. Рабочие и инженеры доставили сюда оборудование демонтированного Подольского завода, а также концентрат и черновое олово. Спустя два месяца завод стал уже выпускать оловянно-свинцовые сплавы.

Предприятие на первых порах столкнулось со многими трудностями, в частности все работы по загрузке и разгрузке сырья и материалов, их транспортировке, приготовлению шихты осуществлялись вручную. Тем не менее завод выполнил свои производственные планы и без перебоев снабжал оловянно-свинцовым сплавом своих заказчиков.

Вначале на Новосибирском заводе пользовались технологией выплавки олова и производства сплавов, принятой на Подольском оловянном заводе. Первая плавка была выдана из первой отражательной печи 23 февраля 1942 года. Спустя полгода вступили в строй еще несколько отражательных печей. Позднее на заводе начали разработку более современной технологии выплавки олова. По новой схеме предусматривалось обогащение наиболее бедных оловянных концентратов сложного состава. Доведенные концентраты плавились в электропечи.

Освоение нового технологического производства было закончено лишь в послевоенные годы. В 1947 году внедрили схему доводки концентратов, которая применяется и до сих пор с некоторыми изменениями, а в конце 1948 года внедрен процесс электроплавки.

С 1953 года завод стал выпускать олово и баббиты с высоким содержанием олова. Это стало возможным благодаря усовершенствованию процесса рафинирования, позволившего удалить все примеси из чернового олова.

Много и других технических усовершенствований внедрено на заводе: метод зонной плавки, электроплавка шламовых концентратов, вакуумное рафинирование олова.

Все эти усовершенствования позволяют перерабатывать более бедные концентраты и дают возможность получать олово высокой чистоты. Однако коллектив завода не останавливается на достигнутых успехах. В ближайшие годы будет внедрена еще более совершенная схема производства олова, которая обеспечит еще более полное извлечение из концентрата олова и других металлов. Она предусматривает химические процессы обогащения, прямоточное выщелачивание, восстановление при низких температурах.

Наряду с Новосибирским оловянным заводом оловянно-свинцовистые сплавы выпускает Рязанский завод по производству и обработке цветных металлов, который перерабатывает также и вторичное сырье. В ассортименте продукции завода еще цинковый купорос и различные полупродукты. Одно из достижений завода — успешная переработка шлаков с низким содержанием олова.

Металлургические заводы добились постоянно растущих высоких технических и экономических показателей производства, в частности более высокого процента извлечения металла. Благодаря тесному творческому содружеству с научно-исследовательскими и проектными институтами за десятую пятилетку удалось увеличить извлечение олова на 1,1 процента. Зарубежные компании охотно покупают некоторые разработки наших ученых и инженеров, успешно применяемые на заводах.

Однако до сих пор часть ценных компонентов концентрата уходит в хвосты при доводке и накапливается в отвалах. Выполняя решения XXVI съезда КПСС, разрабатываются и внедряются такие схемы производства олова, которые позволят широко использовать внутренние резервы завода с учетом ухудшения качества перерабатываемой руды (наличие сульфидов, турмалина, мышьяка и других вредных примесей).

В Центральном научно-исследовательском институте оловянной промышленности (ЦНИИолово) разработана эффективная и экономически выгодная технология производства черновых концентратов с централизованной доводкой, которая даст возможность полностью использовать все отходы. Для переработки получаемых при централизованной доводке сульфидных полиметаллов можно воспользоваться циклонно-электротермическим способом либо обработкой в вакуумкипящем слое с применением различных вариантов хлоридовозгонок. Централизованная доводка между обогатительным и металлургическим процессом позволит, во-первых, извлечь не менее половины олова из черновых концентратов, во-вторых, сократить почти в два раза количество бедных оловом продуктов, которые поступают на металлургическую переработку.

Внедрение обогатительно-металлургического комплекса даст возможность практически использовать для переработки любые руды независимо от их качества. А это в свою очередь будет способствовать расширению сырьевой базы оловодобывающей и перерабатывающей промышленности.

Предмета торговли из олова

Планету, названную именем бога-громовержца Юпитера, средневековые алхимики соотносили с оловом. Трудно представить этот мягкий и податливый металл символом грозного и мстительного бога. Чем же руководствовались алхимики, устанавливая эту связь?

Принятое в науке латинское название олова «станнум» образовано от санскритского корня «ста», означающего в переводе «стойкий», «твердый».

Пока что не удалось установить точно – то время, когда олово в чистом виде стали использовать для изготовления предметов торговли. Известны лишь отрывочные сведения, которые изредка дополняются благодаря археологическим раскопкам. То в одном, то в другом центре древних цивилизаций встречаются единичные находки из почти чистого олова. Так, в одном из древнеегипетских могильников, относящихся к I тысячелетию до н. э., были найдены оловянный пузырек и кольцо.

С древнейших времен олово выплавляли из так называемого оловянного камня — касситерита, получившего название от группы островов в Северной Атлантике.

аккурат8%D0%B7%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D0%B8%D1%8F_%D0%B8%D0%B7_%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B0″>

Древние финикийцы, бывшие не только искусными металлургами, но и замечательными мореплавателями, отправляясь за оловянным камнем к Кассиридам, брали на борт корабля якорь из полой колоды кедра, заполненный для тяжести камнями. По прибытии на место трюмы корабля загружались оловянной рудой. Чтобы не везти обратно обычный булыжник, вместо него якорные колоды заполняли оловянной рудой. Таким образом, на корабле оставался только полезный груз.

Хоть олово и было известно человеку уже в 4 тысячелетии до н. э. Этот металл был малодоступен и дорог, так как предмета торговли из него редко встречаются среди римских и греческих древностей. Об олове есть упоминания в Библии, Четвертой Книге Моисеевой.

В наше время олово используется в основном как безопасное, нетоксичное, коррозионностойкое покрытие в чистом виде или в сплавах с другими металлами. Главные промышленные применения олова — в белой жести (лужёное железо) для изготовления тары пищевых продуктов.

Наравне с золотом и серебром олово применялось античными мастерами для инкрустации бронзовых предметов торговли. Стоит еще раз вспомнить о щите Ахилла, инкрустированном Гефестом:

За виноградником темный подставил он ров,

Обнесенный вокруг оловянной оградой.

Железные предметы, инкрустированные оловом в XII веке, обнаружены археологами при раскопках древнего Новгорода. Оловянной инкрустацией были украшены кованые личины (накладки) нутряных замков. На фигурные железные пластины наносили с помощью керна пунктирный узор. Затем, после травления, точечные углубления заполняли расплавленным оловом. Когда олово затвердевало, его остатки, выступающие над поверхностью железного предмета торговли, снимали напильниками. Олово оставалось только в углублениях. На фоне потемневшего железа оловянный точечный рисунок контрастно выделялся подобно серебряной наводке.

Современные мастера выполняют инкрустацию оловом на латуни, бронзе и красной купрума. Подготавливая углубления под олово, они наряду с пунктирной линией применяют линии сплошные, которые получают с помощью зубилец или чеканов. Используя пуансоны с фигурными бойками, получают узор, составленный из кружков, звездочек и других простейших элементов. Для такой инкрустации олова требуется совсем немного. К тому же отходы практически исключены, так как излишки олова, снятые при обработке поверхности предмета торговли шабером или напильником, собирают и затем, переплавив, используют вновь.

Прекрасные литейные свойства олова использовались мастерами прошлого для выполнения различных средних и мелких отливок по готовым моделям. Столовая утварь из олова бытовала у зажиточных людей, а порой она украшала и царский стол. В Историческом музее в Москве хранится посуда царевен — сестер Петра I, а также посуда, принадлежавшая знати, отлитая из олова. Дорогая оловянная посуда украшалась сложной гравировкой, благо мягкость и податливость металла позволяли выполнять ее без особых усилий.

У писателя прошлого века Н. В. Федорова-Омулевского есть рассказ «Осторожный художник», в котором он поведал о талантливом художнике и гравере, с помощью примитивного инструмента превратившем простую оловянную кружку в оригинальное произведение декоративно-прикладного искусства:

«Представьте себе обыкновенную больничную оловянную кружку, но покрытую кругом, не исключая крышки и ручки, самой тончайшей сеткой из того же материала, наподобие вуаля, обычные мушки которого были заменены здесь настоящими оловянными мухами, как бы ползавшими в разных направлениях по сетке. К самой середине ручки, сверху и снизу, сетка постепенно сходила на нет,— очевидно, для удобства захвата. В особенности мухи, несмотря на их почти натуральную величину, были сделаны изумительно.

В Болгарии в XVII — XVIII веках сплав олова с цинком использовался для изготовления небольших сосудов — «ветлеников», в которых долгое время не остывали горячие напитки. По сути дела, они были предшественниками современных термосов. Способность сосудов сохранять тепло зависела не только от отражательной способности металла, но и от соотношения в сплаве олова и цинка. Мастер, нашедший более удачное соотношение этих двух металлов, держал его в секрете, передавая рецепт выплавки олова только своему преемнику, чаще всего сыну. «Ветленикам» мастера придавали самую разнообразную форму, украшая стенки литыми и резными рельефами, изображавшими всевозможные бытовые и мифологические сценки, орнаментальные композиции. Болгарские термосы-«ветленики» экспортировались во многие европейские страны, в том числе в Россию, Германию, Австрию.

С оловянной посудой обращались очень осторожно, стараясь держать ее подальше от огня. А если случалось ненароком оставить, например, оловянную кружку на горячей печи, олово растекалось по кирпичам. Вынув остывший слиток из печи, не лишенный воображения человек различал в его очертаниях фигуру коня или крылатого дракона, букет неведомых цветов или силуэт причудливого здания. Так, в сказке Г. X. Андерсена расплавившийся от печного жара стойкий оловянный солдатик превратился в слиток, имеющий форму сердечка. Его нашла в топке служанка, выгребавшая золу утром. Нетрудно угадать, что скрывалось за этим символом.

Способность легкоплавкого металла, растекаясь, принимать причудливые формы в старину использовалась при святочных гаданиях. Плавку металла, естественно, уже не доверяли случаю. Обломки старой оловянной посуды расплавляли в керамической или металлической посуде и выливали расплав в таз с холодной водой. Расплавленный металл с шипением входил в воду и, застывая, образовывал отливки самой разнообразной конфигурации. Гадальщица извлекала из воды остывшую отливку и, поворачивая ее перед собой, старалась найти такое положение, при котором она напоминала бы какой-то конкретный предмет — растение или животное, то есть, по словам известного писателя прошлого века М. П. Погодина, пыталась «в застывших образах читать свою участь». Если же воображение бессильно было угадать в оловянной отливке конкретный образ, то ее помещали между стеной и горящей свечой. Погодин описывает это так: «Гаданья в этот вечер возвестили печаль наравне с радостью и взаимно себе противоречили: на стене, например, в тени от оловянных вылитков она увидела две церкви, а между ними глубокую впадину с колючим ежом, знаком потаенного врага».

Во время Великой Отечественной войны и после нее гадали на оловянных отливках женщины и девушки о судьбе ушедших на фронт: живых и пропавших без вести. Порой небольшой кусочек олова переплавлялся много раз, то приводя гадальщиц в смятение, то вселяя в них надежду.

Минули тяжелые годы — и о свободном литье олова вспомнили современные художники-ювелиры: их привлекла оригинальная пластика, получаемая свободной отливкой в воду.

Быть может, вам приходилось встречать на выставках кулоны, броши, даже серьги и перстни, украшенные сложным асимметричным узором. Они наверняка производили впечатление многодельности и необыкновенной тонкой работы. Секрет же их изготовления прост, а технология позаимствована у гадальщиц. Олово растапливают, например в стальной ложке и выливают в банку с холодной водой. Вода мгновенно охлаждает металл, а отливка уже состоит из множества тончайших перемычек. Если олово вылить в швейное или подсолнечное масло, отливка будет более компактной, с плавными, несколько «смазанными» формами. Но если в воду добавить немного масла и тщательно размешать до получения взвеси, отливка станет более выразительной, так как сочетание мелких и крупных деталей внесет в нее необходимое разнообразие. Готовую отливку слегка проковывают, чтобы получить более компактную форму. При необходимости отдельные участки или весь кулон полируют и гравируют.

Издревле олово выступало в роли защитника других металлов. Еще греческий историк Геродот, живший в V веке до н. э., упоминает о железе, которое защищают от ржавчины тонким слоем олова. Эта репутация сохранилась за оловом и в наше время. Чуть ли не половина всего добываемого в мире олова используется для лужения. Железная и медная посуда обязательно покрывается внутри тонким оловянным слоем — полудой. Ни влага, ни органические кислоты не в состоянии растворить ее. К тому же соли олова безвредны для человеческого организма. По этой причине из белой жести — железных листов с оловянным покрытием — изготовляются консервные банки, предназначенные для длительного хранения пищевых продуктов.

В старые времена белую жесть получали горячим способом, окуная очищенный и протравленный тонкий лист железа в жидкое олово. Если же олово нужно было нанести только с одной стороны, например внутри посудины, то заливали в нее расплавленное олово и тут же выливали — на стенках оставалась тонкая оловянная пленка. Тонкий оловянный слой, который было необходимо нанести только в одном определенном участке, получали натиранием разогретого и протравленного металла оловом. На современном производстве жесть лудят более производительным гальваническим способом с помощью электричества.

Соляная кислота, нанесенная на оловянную поверхность, выявляет кристаллическую структуру металла. Кристаллы мерцающим переливом напоминают морозные узоры на оконных стеклах. Этот декоративный эффект был замечен мастерами. В старинном русском городе Великий Устюг возник целый промысел, мастера которого научились искусно наводить на жести «морозные узоры». Жестью обивали хитроумные деревянные шкатулки. Небольшие коробочки размером от 8 см до 120 см порой имели замки с ржавчины и при открывании раздавали мелодичный звон. В них хранили драгоценности и ценные бумаги. Продукция великоустюжских мастеров не только продавалась на местных базарах, но и расходилась по всей стране. Мало того, ее вывозили в другие страны: Китай, Персию, Турцию.

Источник статьи: http://investments.academic.ru/1227/%D0%9E%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%BE

Олово химический элемент

Закись О. SnO получается из гидрата закиси олова, который, в свою очередь, получается в виде белого аморфного осадка при разложении щелочами или их углекислыми солями хлористого О. SnCl 2 . Гидрат закиси О. при нагревании или при кипячении с водой выделяет очень легко воду и переходит в черный аморфный порошок SnO. Закись О. легко получается в кристаллическом виде, когда такое разложение гидрата закиси происходит в присутствии щелочей (но не аммиака), слабых кислот, например соляной, уксусной, некоторых солей, например нашатыря. Гидрат закиси олова легко растворяется в щелочах Na(HO) и K(HO); из таких растворов благодаря меньшей растворимости SnO в щелочах, при стоянии выделяются темные блестящие кристаллы SnO с удельным весом до 6,7. Быстрота обезвоживания гидрата зависит от концентрации щелочи и температуры. В очень концентрированных растворах или при кипячении происходит дальнейшая реакция: выделение металлического О. и образование окиси О. SnO 2 , которая дает со щелочью соль, например SnO + KHO = Sn + K 2 SnO 3 + Н 2 O. Получение кристаллической закиси О. при действии слабой соляной кислоты на гидрат объясняется (Ditte) таким образом, что сначала образуется некоторое количество хлористого О. SnCl 2 (определяемое степенью диссоциации его); оно дает хлорокись О. и последняя, разлагаясь водой, дает SnO. Так же действует и нашатырь. Закись О. — в особенности в аморфном виде легко окисляется в окись; нагретая на воздухе горит; при накаливании без доступа воздуха выделяет металлическое О. и тоже переходит в окись: 2SnO = Sn + SnO 2 . Гидрат закиси О. имеет различный состав, в зависимости от высушивания. Указывают на существование Sn(HO) 2 + H 2 O, 3SnО + 2Н 2 O и проч. О получении его сказано выше. Закись О. растворяется в щелочах, образуя малопрочные соединения; в то же время она образует с кислотами соли и имеет характер слабого основания. Соли закиси О. малопрочны, легко разлагаются водой, переходя в основные. Азотная кислота легко растворяет гидрат закиси О.; растворяя его при 0° и охлаждая затем до —20°, получают кристаллы, напоминающие по виду бертолетову соль состава Sn(NO 3 ) 2 + 20H 2 О. При выпаривании растворов получается густая масса, которая начинает разлагаться с выделением окислов азота и образованием основных солей. Они разлагаются водой, при нагревании до 100° взрываются. С серной кислотой закись О. дает SnSO 4 ; она получается также при растворении гидрата в Н 2 SO 4 , кристаллизуется без воды в виде иголочек, при нагревании выделяет сернистый газ. Известны и основные соли. Соли закиси О. легко дают двойные соли с солями щелочных металлов, например двойные сернокислые SnSO 4 K 2 SO 4 или 2SnSO 4 K 2 SO 4 и пр.

Окись О. SnO 2 получается в аморфном виде при горении О. или окислении расплавленного О. на воздухе, при прокаливании гидратов окиси О. и пр. Она представляет желтоватый порошок, трудноплавкий, удельного веса 6,89-7,18; растворяется в щелочах при сплавлении и в крепкой серной кислоте; в технике употребляется для получения молочного стекла и легкоплавкой эмали. В природе встречается в виде кристаллов оловянного камня (см.), обыкновенно окрашенных следами железа, марганца и пр. Искусственно кристаллы получаются при накаливании аморфной SnO 2 в струе хлористого водорода, при пропускании водяного пара через хлорное О. SnCl 4 при накаливании и пр. Окись О. имеет характер мало энергичных окислов, но кислотный характер в ней яснее развит, чем основной. Ей отвечают две кислоты, оловянная и метаоловянная, довольно резко отличающиеся между собой, но способные переходить одна в другую, и два ряда солей. Для SnO 2 нужно было ожидать нормального гидрата вида Sn(HO) 4 ; он и известен; известен, кроме того, гидрат вида SnO(HO) 2 и много других промежуточных между SnO 3 и нормальным гидратом. В этом отношении у О. большое сходство с кремнием; однако, нужно заранее указать, что различие в свойствах оловянных кислот не зависит, вероятно, от того, имеется ли гидрат с одним содержанием воды или с другим; состав их может быть один и тот же, и здесь имеется, вероятно, случай настоящей изомерии.

Оловянная кислота получается при разложении свежеприготовленного раствора хлорного О. SnCl 4 аммиаком, щелочами, содой, мелом, угле-бариевой солью и пр., также прямо при кипячении растворов SnCl 4 достаточной крепости; и при разложении кислотами отвечающих ей солей, например оловянно-натриевой Na 2 SnO 3 . Метаоловянная кислота получается, главным образом, при действии крепкой азотной кислоты на О., а также из ее солей. Как та, так и другая кислота имеет вид белой, рыхлой массы, в обыкновенном состоянии нерастворимой в воде. Различие их: 1) оловянная кислота (во влажном состоянии) легко растворяется в азотной кислоте. Такой раствор мало-помалу выделяет оловянную кислоту в виде студенистых комочков; при нагревании до 50° он свертывается; если этот сгусток обработать аммиаком, то он снова растворяется в HNO 3 . Метаоловянная кислота не растворяется в этих условиях. 2) Оловянная кислота растворяется в серной кислоте, даже разбавленной, и при кипячении не выделяется. Метаоловянная в слабой Н 2 SО 4 не растворяется, а в крепкой разбухает; однако, вода вымывает кислоту. 3) Оловянная кислота растворяется в соляной кислоте. Метаоловянная нерастворима; однако, она частью соединяется с соляной кислотой. Это соединение не растворимо в растворах HCl, но растворимо в чистой воде. 4) Оловянная кислота растворима в Na(HO) и при избытке его; метаоловянная как из щелочных, так и из кислотных растворов осаждается избытком Na(HO) в виде натровой соли, которая нерастворима в едком натре, но растворима в воде. Метаоловянная кислота переходит в оловянную, например если ее обрабатывать крепкой соляной кислотой и выпаривать. Количество измененной кислоты зависит от продолжительности обработки, количества соляной кислоты и проч.; если метаоловянную кислоту нагревать с большим количеством KHO или NaHO, то образуется соль оловянной кислоты. Переход оловянной кислоты в метаоловянную происходит, например, если ее высушить при обыкновенной или повышенной температуре, даже при хранении под водой. Раствор хлорного О. SnCl 4 , если он свеж, дает, как сказано, оловянную кислоту; при долгом хранении из него получается метаоловянная кислота; при кипячении с большим количеством HCl он тоже дает ее. Чем объясняется различие оловянных кислот, — в точности неизвестно; одни видят в них различные полимеры, например для оловянной кислоты гидрат SnO 2 , a для метаоловянной гидрат Sn 5 O 10 ; другие, что они образованы различными гидратами, и пр. Обыкновенная оловянная и метаоловянная кислоты в воде нерастворимы, но для них известны и растворимые видоизменения, подобно растворимой кремнекислоте. Если раствор SnCl 4 разложить едким натром или к оловянно-натриевой соли прибавить HCl и подвергнуть диализу, то образовавшаяся вначале студенистая масса, по мере удаления солей, мало-помалу растворяется; последние следы щелочи удаляют, прибавив несколько капель йодного раствора. Полученная растворимая оловянная кислота при нагревании дает метаоловянную кислоту. Они имеют все свойства растворимых коллоидов, свертываются от ничтожной прибавки HCl и многих солей и пр. Соли оловянной кислоты (обыкновенно вида М 2 SnО 3 ) по большей части хорошо кристаллизуются; щелочные соли растворимы в воде и легко приготовляются растворением оловянной кислоты в щелочах. Соли других металлов по большей части нерастворимы и получаются двойным разложением со щелочными. Соли метаоловянной кислоты очень плохо кристаллизуются. Как те, так и другие малопрочны и легко разлагаются самыми слабыми кислотами. Для техники представляют большую важность оловянно-натриевая и калиевая соли. Натриевая соль Na 2 SnO 3 из концентрированных растворов выделяется с 3H 2 О в виде ромбоэдров, из слабых — с 10Н 2 O. На 100 частей воды при 0° растворяется 67,4 частей ее, при 20° — 61,3 части; в спирту нерастворима. Она имеет применение в технике, как протрава (см. Оловянные протравы). Калийная соль K 2 SnО 3 + 3Н 2 O сходна с натриевой, которую иногда заменяет. Она более растворима (в 100 частях воды при 10° 106,6 частей), окись О. как промежуточный окисел образует также соли с кислотами. Известны соединения ее с азотной кислотой, серной, фосфорной, мышьяковой и пр. При растворении оловянной кислоты в серной и выпаривании получается Sn(SO 4 ) 2 + 2 Н 2 O и основные, например Sn(HO) 2 SO 4 и пр. Подобным же образом получается и азотнокислая соль окиси олова. Действуя на крепкий раствор хлористого О. SnCl 2 (с соляной кислотой) перекисью бария ВаО 2 , Спринг получил мутную жидкость, которая при диализе дала надоловянную кислоту H 2 O(SnO 3 ) 2 . При нагревании выше 100° она выделяет кислород.

Галоидные соединения О. С хлором О. дает главным образом SnCl 2 и SnCl 4 . Хлористое О. SnCl 2 образуется при нагревании О. в струе HCl, при нагревании с сулемой или каломелью и проч. SnCl 2 — бесцветное вещество, плавится при 250°, кипит при 617-628°. Определение плотности пара В. Мейером до 1113° указывает на существование в парах смеси SnCl 2 и Sn 2 Cl 4 , причем с повышением температуры количество последнего уменьшается. При высокой температуре происходит небольшое разложение с выделением хлора. SnCl 2 хорошо растворяется в воде, которая слегка разлагает его, при кристаллизации таких растворов получается гидрат SnСl 2 + 2Н 2 O — в практике называется “оловянной солью” и употребляется в крашении для протрав. Она получается и прямым растворением О. в соляной кислоте; плавится при 37,7°. Раствор SnCl 2 обладает большой способностью к реакциям восстановления и легко поглощает кислород; азотная кислота к хромовая действуют на него окислительно; ртутные, серебряные, золотые соли восстановляются им до металла и пр. SnCl 2 способно соединяться со многими веществами. Прежде всего, оно дает множество хлорокисей типа nSnCl 2 mSnO + qH 2 O. Они получаются при разложении водой SnCl 2 . Кроме того, SnCl 2 дает многочисленные двойные соли с хлористыми металлами, например SnCl 2 + 2NH 4 Cl + H 2 O, SnCl 2 = 2KCl + H 2 O, SnCl 2 BaCl + 4H 2 O и пр. Хлорное О. SnCl 4 образуется при действии хлора на “станиоль” (реакция сопровождается большим выделением тепла), при соединении хлора с SnCl 2 и пр. Это тяжелая бесцветная жидкость удельного веса ( 0 / 4 ) 2,28, кипит около 114°, затвердевает около — 33°. На воздухе она дымит (алхимики ее называли Spiritus fumans Libavii). SnCl 4 для многих тел служит прекрасным растворителем. SnCl 4 может рассматриваться как полный хлорангидрид Sn(HO) 4 ; с водой он жадно соединяется и образует целый ряд гидратов SnСl 4 + 3Н 2 O, SnCl 4 + 4H 2 O, SnCl 4 + 5H 2 O и пр. Растворы его получаются при действии царской водки на О. C этиловым и амиловым спиртом SnCl 4 образует кристаллические соединения. Подобно SnCl 2 , хлорное О. образует ряд хлорокисей, которые дают то оловянную, то метаоловянную кислоту. Они могут рассматриваться, как продукты замещения в различных оловянных кислотах водных остатков хлором. SnCl 4 дает и многочисленные двойные соли подобные тем, что указаны для SnCl 2 . Оно соединяется с PCl 5 , азотистым ангидридом, цианистым водородом, аммиаком и пр. С бромом О. дает SnBr 2 и SnBr 4 ; получаются они подобно тому, как указано при SnCl 2 и SnCl 4 . По свойствам, они напоминают SnCl 2 и SnCl 4 . То же можно сказать про йодистые соединения О. SnI 2 и SnI 4 , и про фтористые SnF 2 и SnF 4 . Фтористое О. SnF 2 получается растворением во фтористо-водородной кислоте SnO, a фторное SnF 4 растворением SnO 2 . При выпаривании растворов SnF 4 оно разлагается, но оно дает прекрасно-образованные двойные соединения K 2 SnF 6 + Н 2 O, SnВаF 6 3Н 2 O и пр. Эти соли изоморфны с соответственными солями кремне-фтористоводородной кислоты, а это дало возможность установить формулу кремнекислоты SiO 2 подобно оловянной кислоте SnO 2 . Существуют также соединения О., где одновременно встречаются хлор и бром, или хлор и йод и т. п.

Сернистые соединения О. Параллельно SnO и SnO 2 О. дает с серой SnS и SnS 2 . Односернистое олово SNS получается при действии паров серы на “станиоль”, причем происходит очень энергичная реакция с воспламенением; при нагревании оловянных стружек с серой; так как реакция идет с поверхности, то полученную массу измельчают и вновь нагревают с серой; для очистки от следов серы или О. продукт возгоняется в токе водорода, SnS получают также, осаждая растворы закисных соединений О. сероводородом и высушивая полученный осадок. При сплавлении осадка с SnCl 2 и при дальнейшей обработке водой SnS получается в хороших кристаллах. В воде SnS нерастворимо; водяной пар при накаливании разлагает его; аморфное, оно легко окисляется азотной кислотой; кристаллическое, даже при кипячении, очень трудно. HCl-газ разлагает его при нагревании; соляная же кислота при обыкновенной температуре, в зависимости от концентрации. Сернистый калий мало растворяет SnS при слабой концентрации, при большей (больше 20 частей соли на 100) происходит переход SnS в SnS 2 , который соединяется с K 2 S, при этом выделяется О. Действие его сходно с действием KHO на SnO. В чистом сернистом аммонии SnS не растворяется, но с многосернистым переходит в раствор в виде соединений, отвечающих SnS 2 . Щелочи разлагают его, например SnS + 2KHO = SnO + K 2 S + H 2 O. При действии Н 2 S на нейтральные или слабо кислые растворы закисных соединений О. получаются гидросернистые соединения, при высушивании легко дающие SnS. Двусернистое О. SnS 2 получается при действии серы на О., если не дать реакции идти бурно. Берут обыкновенно 12 частей О., 6 частей ртути, 7 частей серы и 6 частей нашатыря, кладут в баллон и нагревают на песчаной бане, пока не перестанут выделяться белые пары. Нагревание должно быть в меру — не высоко и не слабо, иначе цвет SnS 2 получается плохой. При осаждении солей окиси О. сероводородом, в присутствии соляной кислоты, получается осадок гидросерного О., который при высушивании тоже дает SnS 2 . Двусернистое О. в безводном состоянии имеет красивый золотисто-желтый цвет; оно носит название сусального золота и идет для дешевой позолоты дерева. SnS 2 при накаливании выделяет серу. Хлор при нагревании разлагает его, образуя хлоросернистые соединения. При накаливании на воздухе переходит в SnO 2 . Двусернистое О., полученное при осаждении сероводородом растворяется в крепкой соляной кислоте при нагревании; на безводное ни соляная, ни азотная кислота не действуют. Оно растворяется в царской водке. Щелочи едкие, углекислые и сернистые растворяют SnS 2 . Подобно тому, как SnO 2 дает соли вида М 2 SnО 3 , так и SnS 2 образует сульфосоли вида M 2 SnS 3 . Селен и теллур образуют подобные же соединения с О.

С металлами О. дает многочисленные сплавы, в особенности известны сплавы с медью (см. Бронза). Многие из них замечательны тем, что плавятся при очень низкой температуре, например сплав д’Арсе (2 части висмута, 1 часть О. и 1 часть свинца), плавится при 90°; сплав Розе (8 частей висмута. 3 части Sn и 8 частей свинца) — при 95°; наконец, Вуда (15 частей висмута, 4 части Sn, 8 частей свинца, 3 части кадмия) — при 68° и пр. При анализе О. определяется в виде SnO 2 .

Металлоорганические соединения О. (оловянно-органические или станнорганические соединения, станналкилы) отвечают типам SnX 2 и SnX 4 , соответственно закиси и окиси О. и, сверх того, еще промежуточному типу Sn 2 X 6 . Являясь по форме в типах SnX 4 и Sn 2 X 6 аналогами соответственных соединений углерода и кремния, соединения О. обнаруживают явственные отличия, обусловленные металлической натурой этого элемента, и по своему характеру приближаются к настоящим металлоорганическим соединениям (см.). В самом деле, в них уже нет той прочной связи атома Sn с углеродными атомами, какая наблюдается для кремния в его органических соединениях, так что при действии свободных галоидов вместо замещения водорода углеводородных остатков, как это имеет место в соединениях кремния, в оловянных соединениях происходит отщепление самых остатков, например: Sn(CH 3 ) 4 + I 2 = Sn(CH 3 ) 3 I + CH 3 I. То же самое, хотя и труднее, происходит даже при нагревании с крепкой соляной кислотой, например: Sn(C 2 H 5 ) 4 + HCl = Sn(C 2 H 5 ) 3 Cl + C 2 H 6 . Образуются станналкилы при действии йодистых алкилов на О., взятое в виде тонкого порошка, или на сплавы О. с натрием или цинком. При действии на чистое О. или на О. с малой примесью натрия преимущественно получаются соединения с двумя углеводородными остатками, вида Sn(R) 2 I 2 , например Sn(C 2 H 5 ) 2 I 2 . В присутствии большего количества натрия образуются соединения Sn(R) 3 I и Sn(R) 4 . Последние весьма удобно получаются также при действии цинкорганических соединений на хлористое О., например: 2SnCl 2 + 4Zn(C 2 H 5 ) 2 = Sn(C 2 H 5 ) 4 + Sn + 4ZnCl(C 2 H 5 ). Действуя цинкорганическими соединениями на вышеупомянутые йодистые соединения, можно, между прочим, получать станналкилы с различными углеводородными радикалами в составе, например Sn(C 2 H 5 ) 2 I 2 + Zn(CH 3 ) 2 = Sn(C 2 H 5 ) 2 (CH 3 ) 2 + ZnI 2 . Станнтриэтил Sn 2 (C 2 H 5 ) 6 или (C 2 H 5 ) 3 Sn — Sn(C 2 H 5 ) 3 получается (аналогично какодилу; см.) при действии натрия на Sn(C 2 H 5 ) 3 I по уравнению: 2Sn(C 2 H 5 ) 3 I + 2Na = (С 2 H 5 ) 3 Sn.Sn(C 2 Н 5 ) 3 + 2NaI; станндиэтил (Sn(C 2 Н 5 ) 2 ) x — при действии цинка на соединения Sn(C 2 H 5 ) 2 Х 2 в водном растворе или, вместе с Sn 2 (С 2 H 5 ) 6 , при действии йодистого этила на сплав О. с большим избытком Na. Станнтетраэтил, кроме вышеуказанных способов, получается еще при нагревании до 150° станндиэтила: 2Sn(C 2 H 5 ) 2 = Sn(C 2 H 5 ) 4 + Sn. Высшие соединения О. SnR 4 представляют тяжелые, бесцветные, со слабым эфирным запахом жидкости, перегоняющиеся без разложения и нерастворимые в воде. Станнтетраметил Sn(CH 3 ) 4 кипит при 78°, удельный вес 1,314 (0°). Станнтетраэтил Sn(C 2 H 5 ) 4 кипит при 181°, удельный вес 1,187 (23°). Однойодистые соединения Sn(R) 3 I также жидки, бесцветны и летучи, обладают острым запахом и еще большим удельным весом. Sn(СН 3 ) 3 кипит при 170°, удельный вес 2,143 (0°). Sn(C 2 H 5 ) 3 I кипит при 231°, удельный вес 1,833 (22°), немного растворимо в воде. При действии щелочей они дают гидраты окисей Sn(R) 3 (OH), кристаллические вещества, летучие с парами воды, растворимые в воде с сильно щелочной реакцией и с кислотами способные образовывать соли. Sn(C 2 H 5 ) 3 (OH) кипит при 272° и плавится при 44. Из отвечающих им солей (Sn(CH 3 ) 3 )SO 4 легко растворима в воде, Sn(C 2 H 5 ) 3 Cl представляет застывающее на холоде масло пронзительного запаха. Sn(C 2 Н 5 ) 3 Br кипит при 222-224°, (Sn(C 2 H 5 ) 3 ) 2 SO 4 — трудно растворимые в воде бесцветные призмы. При перегоне однойодистых соединений с этилатом натрия получены производные, отвечающие простым эфирам, например Sn(C 2 H 5 ) 3 (OC 2 H 5 ), кипящее при 190-192°. Двуйодистые соединения Sn(R) 2 I 2 кристалличны, растворимы в воде, особенно в горячей. Sn(СН 3 ) 2 I 2 — призмы желтого цвета, плавятся при 30°, кипят при 228°. Sn(C 2 Н 5 ) 2 I 2 — бесцветные призмы, плавятся при 44,5°, кипят при 245°. При действии аммиака они дают белые, аморфные, нерастворимые в воде осадки окисей Sn (СН 3 ) 2 O и Sn (С 2 Н 5 ) 2 O, которые с кислотами (соляной, серной, уксусной и др.) дают растворимые в воде и хорошо кристаллизующиеся соли, например Sn(CH 3 ) 2 .Cl 2 (плавится 90°, кипит 188-190°), Sn(C 2 H 5 )Cl 2 (кипит при 220°), Sn(C 2 H 5 ) 2 .SO 4 , Sn(CН 3 ) 2 (С 2 H 3 O 2 ) 2 . Станнтриэтил Sn 2 (C 2 H 5 ) 6 представляет пронзительного запаха жидкость, удельного веса 1,412 (0°), кипящую при 270°, нерастворимую в воде. Плотность пара ее отвечает написанной формуле. Как вещество промежуточного типа, станнтриэтил легко переходит в соединения высшего типа, соединяясь с галоидами, кислородом, а также при действии соляной кислоты, причем происходит разрушение связи между оловянными атомами, например: (C 2 H 5 ) 3 Sn. Sn(C 2 H 5 ) 3 + I 2 = Sn(C 2 H 5 ) 3 I + Sn(C 2 H 5 ) 3 I. Станндиэтил (Sn(C 2 H 5 ) 2 ) x представляет густое, тяжелое, желтоватое масло, нерастворимое в воде, на воздухе быстро окисляется, образуя Sn(C 2 H 5 ) 2 O, а с галоидами тотчас соединяется, переходя в соответствующие соединения высшего типа. Соединения О. с другими радикалами (C 3 H 7 , C 4 H 9 , C 5 H 11 ) также получены и изучены Кагуром, Демарсэ и Гриммом. Изучение вышеописанных соединений принадлежит Кагуру, Франкланду, Ладенбургу, Лёвигу, Буктону, Штреккеру и др.

Олово (техн.). Древнееврейское Bedil, встречающееся в Ветхом Завете, переводилось греками в III столетии до Р. Х. словами κασσίτερος, иногда μόλιβδος, переводимые Плинием соответственно plumbum album или candidum и plumbum nigrum, отвечающими нашим “О.” и “свинец”. Можно сказать почти утвердительно, что Bedil евреев, κασσίτερος и μόλιβδος — не чистые металлы, а сплавы. Так, в IV в. до Р. Х. Аристотель упоминает о кельтийском κασσίτερος, как о весьма легкоплавком металле, плавящемся даже в воде — очевидно сплаве. Под латинским stannum до IV в. нашей эры всегда понимали сплав; это выражение употребляется Плинием в том же смысле; но с IV в. под stannum всегда понимается О. В VIII в. Гебер уже хорошо знаком с характерным звуком, издаваемым О. при его сгибании. Алхимики называют О. diabolus metallorum, но чаще Juppiter. Первым местом добычи О. следует считать Корнваллис и Девоншир. Впоследствии стали О. добывать в Испании и на Канарских островах; в XIII в. добыча О. развилась и в Германии; в XVI в. появляется на рынке ост-индское О. По Аристотелю, в древнейшие времена из О. чеканили монету; во времена римского владычества в Англии изготовляли из О. сосуды. При Генрихе VIII цена О. равнялась цене серебра. О лужении упоминается уже Плинием; в XIII в. во Франции лудили медную церковную утварь. Лужение железа, изобретенное в Богемии, в 1620 г. применено в Саксонии, в 1670 г. в Англии.

Оловянные руды сравнительно мало распространены в природе. Эксплуатируется почти исключительно оловянный камень (см.), иначе оловянная руда или касситерит SnO 2 . Оловянные руды встречаются или в своем первоначальном месторождении в виде жил, пластов, гнезд или же во вторичных образованиях в виде россыпей, как результат выветривания и размытия первичных месторождений. Оловянный камень встречается в Рудных горах, в Циннвальде, в Корнваллисе и пограничном Девоншире, в Бразилии, Италии, Испанской Галиции, Мексике, на Эльбе, в Сибири, Китае, Японии, Финляндии (Фирскарс и Питкаранда), на полуострове Малакка, на острове Банка, в североамериканских штатах: Мэн, Массачусетс, Миссури, Колорадо, Калифорния, Юта. С 1870 г. начата значительная добыча в Австралии. О., добываемое из россыпей, более чисто, нежели из жильных руд, так как большая часть примесей удаляется при процессе выветривания и размытия, оловянный же камень остается в виде крупных кусков. Ниже приведены анализы оловянных руд: a) Финбо, близ Фалуна (Берцелиус); b) графство Вилькау в Ирландии (Маллет); c) Мексика (Бергманн) и d) Сиерра-Эстрела в Испании.

Сернистое О. или станнит заключает 27,7% О., 20% Cu; удельный вес = 4,35. Белая оловянная руда — оловянный силикат с небольшим содержанием глинозема.

Добыча О. из оловянного камня основана на восстановляющем действии угля и окиси углерода при белокалильном жаре. Чистота и выход производимого металла, а также правильный ход восстановительного процесса (отсутствие настылей) находятся в прямой зависимости от степени обогащения руды, поэтому необходимо возможно полное удаление пустой породы от руды, что достигается отчасти механическим путем, отчасти химическим (обжиг, выветривание). В Корнваллисе руда измельчается до величины кулака (spalling), сортируется на: богатую (best-work), бедную (common или poor-work) и горы (wost или halvon). При этом отделяют бедную породу. Богатая руда подвергается дальнейшей обработке отдельно. Руда измельчается в толчеях и сплавляется в систему канав и зумфы; с первых получается мука (crop), из вторых шлам (slimes). Мука обрабатывается в неподвижных вашгердах, в круглых вашгердах и в чанах, причем получается богатый и бедный шлих. Первый направляется в канавы, второй в колодцы; промывая их вновь, получают куски для толчей и шлам. Для подготовки последних служат дополнительные приборы (box), канавы с мешальными приспособлениями, планвашгедры и отсадочные машины. Богатый шлих от обработки муки и шлама содержит весьма мало породы, но почти весь вольфрам, большую часть сернистого мышьяка и значительное количество медного колчедана; для их удаления прибегают к обжигу руды. Отделение оловянного камня от сопровождающей его пустой породы основано на большем удельном весе первого относительно второго; сопровождающая камень порода тверже самого камня, а потому при измельчении руды в толчеях получаются более мелкие куски камня и более крупные куски породы, почему при дальнейшей промывке происходит весьма неполное отделение камня от пустой породы. Во избежание этого, ход подготовки руды в Klleder в Плермелле изменен, а именно: руда подымается на чердачное помещение здания, выбрасывается на грохот, которым удерживаются куски в 1,9-2,5 см., поступающие в дробилку (Steinbre c her); куски, прошедшие дробилку и грохот, поступают на второй грохот; удержанные куски проходят через валки, затем вместе с кусками, прошедшими через второй грохот, попадают в яму, откуда подымаются черпаками в сортировочный барабан, с тремя величинами отверстий; барабан этот расположен под самой крышей. Струя воды, обмывая барабан, удаляет шлам вместе с мельчайшими частицами; крупные части выходят в открытый конец барабана и вновь поступают в валки. Таким образом, получаются три сорта частиц: крупные, средние, мелкие и еще шлам. Средние и мелкие сортируются отдельно на отсадочных грохотах. Крупные идут в выплавку. Мелкие должны быть отделены от шлама до поступления на отсадочные грохоты, что достигается воронкообразными ящиками Ритинга (Spitzlutte). Мелкие же частицы поступают на мельницу (Scheibenm ü lle Геберле). Эта мельница имеет то преимущество перед прочими, что дает наименьшее количество шламов. Расстояние между дисками мельницы регулируется винтами и резиновыми буферами по наименьшему размеру кусков руды так, чтобы расстояние между дисками по периферии несколько превышало размер наименьшего зерна руды. Ось вращения диска полая, через нее вводится руда с водой. Расстояние между дисками в середине больше, чем по периферии; вследствие центробежной силы куски руды отбрасываются к периферии, претерпевая последовательное измельчение, причем, так как сцепление между породой и рудой меньше их частичного сцепления, сперва происходит отделение руды от породы, а затем уже измельчение обеих. Пользуясь этой мельницей, достигают большей или меньшей одинаковости величины частиц как руды, так и породы; образование шлама обусловлено лишь трением частиц друг об друга; вследствие центробежной силы вода отбрасывается к периферии и засасывает новые количества руды через полую ось. Мелкие массы и шлам поступают в воронкообразные ящики и круглые вашгерды, причем дается предпочтение стоячему вашгерду с подвижным очистителем; производительность одного такого вашгерда в 6 раз больше вашгерда с подвижным столом. Руды, добываемые из россыпей, после такого рода механического обогащения, как более чистые, подвергаются прямо процессу восстановления. Жильные же руды должны быть предварительно обожжены. При обжигании железный колчедан превращается в окись железа с выделением сернистой кислоты. Медный колчедан обращается в смесь окиси и сернокислой меди; оловянный камень остается почти без перемены, за исключением небольшой части, переходящей в сернокислую закись О.; висмут переходит в окись висмута; сернистый мышьяк сгорает с выделением сернистой и мышьяковистой кислот. Получающееся также при этом мышьяковокислое железо довольно постоянно при высоких температурах; для его разложения добавляют уголь, причем оно разлагается на мышьяковистую кислоту и окись железа, с выделением углекислоты. Благодаря этим реакциям, мышьяк и большая часть серы улетучиваются в виде мышьяковистой и сернистой кислот, примесь посторонних металлов переходит частью в растворимые сернокислые соли, которые удаляются при промывке, а частью обращается в окислы, соединения более легкие по удельному весу. В саксонских оловянных рудниках обжиг руды ведется в печах, в которых вредные газы, выделяющиеся из рабочего отверстия во время шурования, вытягиваются через трубу; летучие вещества, образующиеся во время обжига, идут через канал в камеру, в которой происходит сгущение мышьяковистой кислоты. Шлихи сушатся на своде печи. Если шлих беден мышьяком, то температуру повышают медленно, во избежание спекания массы; если же мышьяка много, то выгоднее быстро подымать температуру, дабы получить меньше мышьяковистой муки; при этом следует производить энергичное перемешивание массы. Когда температура печи доведена до надлежащей высоты, то ее вновь сбавляют до темно-красного каления и выдерживают при этой температуре до тех пор, пока выделяются белые пары, затем добавляют угля и вновь подымают температуру для выделения мышьяковистой и сернистой кислот. Продолжительность обжига зависит от количества и качества примесей. В Корнваллисе употребляются или обыкновенные отражательные печи, или печи с вращающимся подом; отражательная печь имеет эллиптический под; газы перед тем, как попасть в вытяжную трубу, проходят через канал в 2 метра высотой, с поперечными перегородками, в котором осаждается мышьяковистая кислота; очистка канала производится каждые 1-2 месяца через отверстия, замурованные во время хода печи. Предварительно печь нагревается до темно-красного каления, затем, открывая заслонку в своде печи, в нее сталкивают высушенную на своде руду; перемешивание производят через каждые 20-30 мин. Обжиг кончают, когда перестанут показываться светящиеся места и прекратится выделение белых паров. При большем содержании мышьяка приходится повторять обжиг после промывки массы. Промывкой водою удаляется сернокислая медь, которая затем восстановляется из раствора железом; промывкой соляной кислотою удаляются окислы железа и висмута. Вольфрам иногда удаляют по способу Океланда, сплавляя обожженную руду с определенным количеством соды, причем образуется вольфрамово-кислый натр, растворимый в воде. Выделение вольфрама производится в отражательной печи с чугунной плитой вместо пода; пламя охватывает плиту сверху и снизу. Процесс сплавления ведется так, что сначала доводят температуру руды до красного каления, а затем прибавляют соды в таком количестве, чтобы оно несколько превышало количество, потребное для образования вольфрамово-кислого натра. Масса не должна при этом сплавиться в один комок. Способ Океланда применяется редко, так как при этом образуется значительное количество станната (соединение оловянной кислоты с натром), что влечет за собой значительные потери О., и, кроме того, получающийся при этом вольфрамово-кислый натр не имеет большого сбыта. В настоящее время отделение вольфрама достигается механическим путем. Восстановление О. из предварительно обогащенной руды производится посредством сплавления последней с углем. Восстановление производится или в отражательных, или же в шахтенных печах. Шахтенные печи всегда идут на древесном угле — кокс не может быть употреблен, так как дает значительное количество золы, которая должна быть ошлакована, а избыток шлаков влечет значительные потери О. Шахтенные печи дают менее чистое О.; вследствие более энергичного хода восстановительного процесса, в них уносится сравнительно большее количество руды в тягу; шахтенный процесс требует значительного разрыхления руды, что достигается добавкой шлаков от прежних плавок, а чем больше шлака, тем больше потери О. Поэтому восстановительный процесс выгоднее вести в пламенной печи, причем не требуется разрыхления руды и улетучивание ее значительно меньше. Неудобство пламенных печей заключается в том, что под поглощает значительные количества О., которое может быть добыто только по окончании процесса восстановления. Восстановление в отражательных печах производится в Англии, Австралии, Франции, Калифорнии и в последнее время в Германии. Процесс восстановления ведется следующим образом: руда, до завалки, смешивается с 1 / 5 по весу тощего каменного угля или антрацита, дающих весьма малый % золы и только иногда прибавляют небольшое количество извести и полевого шпата для шлакования этой золы; смесь смачивается, для избежания распыления во время завалки. Продолжительность процесса от 6 до 12 часов, смотря по величине завалки. Первые 5-8 часов температура постепенно повышается при закрытых окнах; по прошествии этого времени масса тщательно перемешивается через отверстие, лежащее ближе к тяге, дабы по возможности избежать окисляющего действия атмосферы; после перемешивания дают наибольший нагрев и выдерживают от 3 / 4 до 1 часа, затем вновь перемешивают. На этом оканчивается процесс восстановления: внизу получается жидкий металл, наверху шлак. Шлак или стягивают, предварительно застудив его прибавкой угольного порошка, или же выпускают металл вместе со шлаком. В печи остается губчатая масса шлака, заключающая в себе большее или меньшее количество механически захваченного О., которое впоследствии выделяется. Восстановление О. в шахтенных печах производится в Саксонии, Богемии, Боливии, на острове Банке и на Малаккском полуострове. Высота шахтенных печей, дабы избежать восстановления посторонних металлов, не должна превышать 3 м. Так как восстановление О. требует значительной температуры, то печь суживается в плавильном пространстве. Чтобы восстановленное О. подвергать возможно меньшее время окислительному влиянию дутья фурм, обыкновенно употребляют шпурофены с открытым очком, чем еще избегают образования железных настылей на поде печи: для избежания улетучивания О., печи соединяются с охладительными камерами. Процесс ведется так: руда для разрыхления смешивается со шлаками от предыдущих плавок, иногда с отбросами, богатыми О., затем перемешивается с древесным углем и заваливается в предварительно разогретую печь. Рядом с восстановлением О. происходит и восстановление посторонних металлов, частью же и шлакование их. Как металл, так и шлак вытекают через открытое очко в тигли, расположенные около печи; шлак или снимают, или заставляют стекать в сосуд с проточной водой, где он растрескивается и таким образом подготовляется для последующей обработки с целью выделения из него механически захваченного О., О. же перепускают в ниже стоящий тигель. В результат выплавки получается О.-сырец, шлак и H ä rtlling (сплав О. с железом). По Шлагенвальду, олово-сырец содержит 97,34% Sn. Рафинирование производится в Англии в пламенных печах, подобных тем, которые употребляются для восстановления олова из оловянного камня. О.-сырец складывается в кучу около порога и медленно сплавляется, при этом сначала плавится более чистое О., которое и выпускают из печи в железный ковш, подогреваемый каменным углем, поддерживая, таким образом, О. в жидком состоянии; в расплавленный металл опускают палки из свежего дерева, вызывая бурление металла (Polen, Sch ä umen, the poling), при этом происходит окисление примесей, всплывающих на поверхность в виде пены, часть же примесей (железо) садится на дно, если дать металлу отстояться. Менее действительно перечерпывание металла при обратном выливании его в ковш с некоторой высоты (Aufstossen, fossing). Такого рода переливание производят в продолжение 3 часов и затем дают металлу отстояться, причем получаются 3 слоя; верхний, самый чистый, осторожно сливают. Немецкий рафинировочный процесс (Pauschen или Fl ö ssen) состоит в перепускании жидкого металла через слой раскаленного угля; задерживающееся углем более загрязненное О. (Saigerd örner, Zinnpausche, Zinnkö rner) выбивается молотками для удаления из него жидкого более чистого О., которое и присоединяется к прошедшему через уголь. Фильтрование жидкого металла через песок, шлак и т. п. не дало благоприятных результатов.

Самое чистое О. ост-индское, с полуострова Малакки, с островов Банка и Биллитон. Английский commoatiu содержит около 1 / 5 % железа и 1% меди; саксонское и богемское уступает предыдущим по доброкачественности; перуанское О. соответствует худшим сортам английского; австралийское обыкновенно содержит вольфрам. О степени чистоты О. судят обыкновенно по звуку, издаваемому О. при сгибании, и по характеру поверхности вылитого и застывшего олова. Продолжительный треск, издаваемый О. при изгибе, не может служить признаком его чистоты; напротив, чистый металл должен издавать единичный, резкий, короткий звук, именно в тот момент, когда происходит разрыв соседних кристаллов; только О., загрязненное свинцом, издает более или менее продолжительный звук. О. со значительным содержанием железа еще издает при сгибании звук, так что по способности издавания звука собственно нельзя судить о чистоте О. Сплав 22 частей О. с 1 частью железа также легко обрабатывается, как и чистое О. Более верным признаком может служить поверхность литого О., которая при чистом О. зеркально закруглена, без кристаллических образований.

Из нижеприведенных таблиц производства и потребления О. видно, что за последние годы возрастание производства идет быстрее возрастания потребления О., так что перепроизводство за 1894 год выразилось 11900 тоннами.

Производство О., в метрических тоннах, в 1884-1894 гг.

Источник статьи: http://dic.academic.ru/dic.nsf/brokgauz_efron/74724/%D0%9E%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%BE