Олово свойства: Олово: свойства, интересные факты, применение

Химические свойства олова — НПП Фирма СодБи

ОЛОВО, Sn (от лат. Stannum), химический элемент IVB подгруппы (включающей C, Si, Ge, Sn и Pb) периодической таблицы Менеделеева. Олово – относительно мягкий металл, используется в основном как безопасное, нетоксичное, коррозионностойкое покрытие в чистом виде или в сплавах с другими металлами.

Главные промышленные применения олова – в белой жести (луженое железо) для изготовления тары, в припоях для электроники (для этих целей наиболее часто используют марки олова О1 и О1пч), в домовых трубопроводах, в подшипниковых сплавах и в покрытиях из олова и его сплавов. Олово образует различные соединения, многие из которых находят промышленное применение. Наиболее экономически важный оловосодержащий минерал – касситерит (оксид олова). Мировые месторождения касситерита разрабатывают в Юго-Восточной Азии, в основном в Индонезии, Малайзии и Таиланде. Другие важные месторождения касситерита находятся в Южной Америке (Бразилия и Боливия), Китае и Австралии.

СВОЙСТВА b-ОЛОВА

Атомный номер	50
Атомная масса	118,710
Изотопы
стабильные	112, 114–120, 122, 124
нестабильные	108–111, 113, 121, 123, 125–127
Температура плавления, ° С	231,9
Температура кипения, ° С	2625
Плотность, г/см 3	7,29
Твердость (по Бринеллю)	3,9
Содержание в земной коре, % (масс.)	0,0004
Степени окисления	6

Физические свойства олова:
Олово – мягкий серебристо-белый пластичный металл (может быть прокатан в очень тонкую фольгу – станиоль) с невысокой температурой плавления (легко выплавляется из руд), но высокой температурой кипения. Олово имеет две аллотропные модификации: a-Sn (серое олово) с гранецентрированной кубической кристаллической решеткой и b-Sn (обычное белое олово) с объемноцентрированной тетрагональной кристаллической решеткой. Фазовый переход b->a ускоряется при низких температурах (–30°С) и в присутствии зародышей кристаллов серого олова. Чистое олово обладает низкой механической прочностью при комнатной температуре (можно согнуть оловянную палочку, при этом слышится характерный треск, обусловленный трением отдельных кристаллов друг о друга) и поэтому редко используется. Однако оно легко образует сплавы с большинством других черных и цветных металлов. Оловосодержащие сплавы обладают прекрасными антифрикционными свойствами в присутствии смазки, поэтому широко используются как материал подшипников.

Химические свойства олова:
При комнатной температуре олово химически инертно к кислороду и воде. На воздухе олово постепенно покрывается защитной оксидной пленкой, которая повышает его коррозионную стойкость. С химической инертностью олова и его оксидной пленки в обычных условиях связано использование его в покрытии жестяной тары для продуктов питания, прежде всего – консервных банок. Олово легко наносится на сталь и продукты его коррозии безвредны. В соединениях олово проявляет две степени окисления: +2 и +4, причем соединения олова(II) в большинстве своем относительно нестабильны в разбавленных водных растворах и окисляются до соединений олова(IV) (их используют иногда как восстановители, например SnCl

2). Разбавленные соляная и серная кислоты действуют на олово очень медленно, а концентрированные, особенно при нагревании, растворяют его, причем в соляной кислоте получается хлорид олова(II), а в серной – сульфат олова(IV). С азотной кислотой олово реагирует тем интенсивнее, чем выше концентрация и температура: в разбавленной HNO ₃ образуется растворимый нитрат олова(II), а в концентрированной HNO₃ – нерастворимая b-оловянная кислота H₂SnO₃. Концентрированные щелочи растворяют олово с образованием станнитов – солей оловянистой кислоты H₂SnO₂; в растворах станниты существуют в гидроксоформе, например Na₂[Sn(OH)₄]. Наибольшее промышленное значение соединения олова(II) имеют в производстве гальванических покрытий. Соединения олова(IV) находят обширное промышленное применение. Оксиды олова амфотерны, проявляют и кислотные, и основные свойства. Оксид олова(IV) встречается в природе в виде минерала касситерита, а чистый SnO₂ получают из чистого металла; диоксид олова SnO ₂ применяется для приготовления белых глазурей и эмалей. Из SnO₂ при взаимодействии со щелочами получают станнаты – соли оловянной кислоты, наиболее важные из которых – станнаты калия и натрия; растворы станнатов находят широкое применение как электролиты для осаждения олова и его сплавов. SnCl₄ – тетрахлорид олова, исходное соединение для многих синтезов других соединений олова, включая и оловоорганические.

описание, история, характеристики, параметры, свойства и цена

Характеристика и физические свойства олова

Олово наделено множественными свойствами и вступает в реакцию со многими металлами, неметаллами и другими элементами периодической таблицы Менделеева. Поэтому рассмотрим общие характеристики вещества:

• Олово способно преобладать в твердом или жидком состоянии, поэтому значения плотности в различных вариантах отличаются — в первом случае показатель приравнивается к 7.3 г/куб. см, во втором — 6,98 7.3 г/куб. см.
• Что касается влиянию высоких температур, то стоит отметить, что олово начинает плавиться при 232 ⁰С, а при температуре 2620 градусов оно начинает закипать.
• Емкость теплоотдачи олова в затвердевшей форме составляет 226 Дж/(кг*К), а в жидком, эта цифра доходит до 268 Дж/(кг*К).
• Молярная емкость теплоотдачи при стабильном давлении составляет: для белого олова — 27,11 Дж/(моль*К), для серого — 25,79 Дж/(моль*К).
• Теплоотдача при плавлении олова — 7,19 кДж/моль, а при испарении — 296 кДж/моль.
• Теплопроводность при оптимальной температуре (около 20 ⁰С) приравнивается 65,26 Вт/(м*К).
• Сопротивление электротока колеблется в пределах 0,115 мк Ом*м.
• Удельная электрическая проводимость при 20 ⁰С равняется 8,69 МСм/м.
• Тугость металла твердой формы варьируется в рамках от 55 ГПа до 48 ГПа при условии температур от 0 до 100 ⁰С.
• Сопротивление при разрыве твердого олова равно 20 МПа.
• Удлинение — до 40%.
• Твердость серого олова достигает 62 МПа, белого — до 152 МПа.
• Оптимальная температура для литья колеблется от 260 до 300 градусов.
• При нагревании до + 170С олово приобретает хрупкую структуру.

Белое и серое олово: в чем различие?

Олово — это элемент, относящийся к классу полиморфических металлов. В быту многие сталкиваются с его бета-модификацией. Это белое олово со стойкостью к температурам от 14 и выше градусов по Цельсию. Внешне оно представляет собой пластичный и мягкий материал белого цвета. Его структура представлена в виде кристаллической решетки, построенной по типу тетрагональной сингонии. Его атомное строение обуславливается окружением октаэдров, что дает олову плотность до 7,2 г/куб. м. Если зажать кусок олова в тиски и прислушаться, можно наблюдать своеобразный хруст, исходящий от трущихся кристаллов.

При воздействии низкой температуры на белое олово, структура металла начинает меняться, постепенно переходя в альфа-версию, приобретая серый оттенок. Это обуславливается тем, что при падении температуры ниже 0 градусов, кристаллы формируют новую структуру, как у алмаза. При этом, увеличивается объем металла, и он постепенно начинает распадаться, пока окончательно не превратиться в оловянный порошок.

Переход с одной модификации в другую, обуславливается воздействием низкой температуры. В естественных условиях окружающей среды, этот переход проходит немного быстрее, а максимально быстрый распад достигается при температуре — 33 градуса. Однако образование порошкообразного вещества может происходить не только под влиянием низких температур. Ионное излучение также может вызвать распад металла и его переход в состояние порошка. Существует возможность изменить структуру олова до гелиевого состояния, если достичь необходимого охлаждения в определенных условиях.

Электрофизические характеристики олова обуславливаются его структурой, поэтому каждой модификации присущи свои показатели. Например, бета-олово считается металлом, а версия альфа является полупроводником, который используется при пайке. При воздействии внешних факторов, альфа-олово (ниже 3,72 К) преобразуется в модификацию сверхпроводника. При этом атомы кристаллической решетки бета-модификации образуют s2p2, а форма альфа обращается в состояние sp3. При воздействии магнитного поля олово может проявлять себя по-разному. В одном случае оно парамагнитно, но при определенных обстоятельствам может стать диамагнитным.

Если представить, что различные модификации будут взаимодействовать между собой, то бета-олово может быстро трансформироваться в альфа-олово. Это происходит потому, что структура олова не постоянна. Такой процесс перехода можно сравнить с заражением. Такое поведение металла было замечено еще в 1870 году, и названо уже в 1911 году «оловянной чумой».

В ходе экспериментов и химических опытов было установлено, что заражение можно предотвратить и даже остановить. Для этого необходимо использовать химический элемент — висмут. Ученые даже нашли способ, чтобы ускорить процесс перехода с бета до альфа-версии. Этому способствует химическая реакция олова с хлор станнатом аммония.

Залежи олова

Олово способно локализоваться, как в открытых источниках, так и глубоко под землей. По наблюдениям ученых, процент содержания зарегистрированных источников ничтожно мал. А вот в олово-рудных ресурсах объем минерала значительно увеличивается. В последнее время большую часть находят в воде. Это обуславливается разложением нестабильных минералов, в окисленных зонах.

Олово как природный минерал

В природе олово встречается очень редко. Если сравнить его распространенность с другими металлами, то в этой категории оно занимает 47 место по всей земле. Запасы элемента в земном массиве варьируются в пределах от 2*10-4 до 8*10-3 %, без учета ресурсов в океанских и морских глубинах. Преобладающим минералом, из которого получают олово, считается касситерит. Он содержит в себе порядка 79% металла.

Первые месторождения олова

Самые большие запасы олова находятся в южных континентах — Китае и Японии. Помимо этого, немалые залежи оловянной руды найдены в Южной Америке. Россия также является месторождением данного минерала.

Кислотно-щелочные свойства

Учитывая, что олово является амфотерным веществом, то помимо основных свойств, оно может проявлять кислотные и щелочные характеристики. Благодаря им, появляется вероятность выявления олова во внешней среде. Элемент по некоторым свойствам похож на кварц, что дает возможность определять связь минерала как оксид с соединениями кислот. Большое содержание олова в ископаемых источниках может формировать кварцево-касситеритовые руды. Его щелочные свойства можно заметить в различных сульфитах.

Преобладающие формы

Олово часто встречается в составе горных образований, наполняющих земную кору. Реже его можно встретить в результате образования вулканических пород и других минеральных соединений. Самые большие запасы элемента преобладают в окисной форме.

Олово при низких температурах

Оловянная чума стала причиной трагических событий 1912, во время экспедиции Скотта на Южный полюс. Его путешествие закончилось преждевременно, а виной тому стали оловянные крышки на бачках с горючим. Находясь в холодных климатических условиях, температура достигла той отметки, когда олово преобразовалось в порошок, и все топливные запасы были потеряны.

Изотопы

Олово имеет постоянное количество нуклидов. Количество протонов у него приравнивается к 50-ти. Они равномерно насыщают зону вокруг ядра, что прибавляет больше энергетики. Поэтому, их число считают магическим, а сам элемент располагает максимальным объемом неизменных изотопов, по сравнению с другими элементами. В металле содержаться два изотопа, которые при выпадении из бета-олова становятся радиоактивными.

Твердые минеральные источники

В условиях внешней среды олово может преобладать в трех основных видах:

Рассеянный класс. Неопределенность названия говорит о том, что неизвестно в какой конкретной форме находится элемент. Обычно олово наблюдается в изоморфной рассеянной форме вместе с другими сопутствующими веществами. К ним относятся вольфрам, ниобий и тантал, которые образуют кислотные соединения. Цезий, Таллий и Ванадий способствуют формированию кислых и сульфидных связей. Если олово преобладает в обычном состоянии, то реагенты замещаются в различном изоморфном порядке.

Минеральный тип. Данный тип обуславливает наличием олова в различных минералах. Чаще всего ими являются гранаты, магнетиты, турмалины и другие образования. Обычно их взаимодействие влияет только на преобразование химического состава элемента, не нарушая его структуру. Максимальной накаляемостью в оловоносных минералах наблюдается соединение с гранатами, эпитодами и другими минералами.

Источники сульфидов содержат высокий процент олова как изоморфного компонента. В приморском регионе России найдены новые месторождения сфалеритов, халькопиритов, пиритов и других минералов. Учитывая ограничение изоморфных структур, то при этом случается разложение образца с выпадением филлита.

Формирование и виды осадочных пород

Как природный материал, олово может встречаться не только в различных минералах, породных образованиях, но и других источниках в виде различных соединений.

Природные соединения и сплавы олова

Олово способно формироваться в совокупности с иными химическими веществами в геологических условиях, которые можно классифицировать следующим образом:

Образование руд происходят по сей день. Причиной вполне могут служить океанические осадки с Тихого океана, гидротермальной камчатской зоны или продукты выбросов Тол Бачинского вулкана.

Эффузивные или интрузивные магматические залежи траппов и пикритов на сибирской площадке, а также габброиды, гипербазит и магматические породы, локализующиеся на Камчатке.

Преобразование пород при гидротермическом и метасоматическом влиянии. К таковым стоит отнести золотоносные или медно-никелиевые залегания на территории России и Узбекистана.

Касситерит

Наиболее встречающимся оловянным ресурсом считается касситерит (SnO2). Он представлен в виде окисного соединения олова с кислородом. Учитывая, что этот образец является наиболее встречающимся минералом, содержащим большой процент олова, то первым делом нужно обращать внимание на его структуру. Если детально осмотреть образец породы, то можно наблюдать отдельные кристаллы олова. Они могут достигать до 3-4 мм в диаметре, а в некоторых случаях и больше.

Гидроокисные оловянные источники

На основе достоверной информации, подобные источники белого или серого металла занимают не лидирующие позиции. Они представлены в форме солей поли оловянных кислот. К таким можно отнести варламовит, сукулаит или отвердевшую примесь олова в магнетите. Чаще всего это полу аморфные соединения элемента. Помимо этого, олово содержится в оксидных соединениях — CuSn(OH)6, 3SnO·h3O и других оксидах.

Силикаты

Еще одним распространенным минералом, содержащим олово, является малахит. Он принадлежит к классу силикатов, которые способны формировать огромные залежи металла.

Шпинелиды

Шпинелиды являются еще одним источником окисных соединений, которые содержат оловянные примеси. Основным веществом считается нигерит.

Сульфидные соединения олова

Данный класс обуславливается соединением олова с серными породами. В производственной сфере они занимают вторую позицию. Основным материалом добычи олова является станнин. Помимо этого, к этой группе можно отнести и другие соединение на основе цветных металлов: Cu, Pb или Ag. Такие руды могут содержать различный процент олова, в зависимости от климатических условий.

Минерал Станнин

Оловянный колчедан — это второе название данного минерала, относящегося к сульфидному классу. Он является самым распределенным источником олова, залегающим на территории России. Процентное содержания искомого металла составляет от 10 до 40%. При увеличении этой доли можно наблюдать признаки разложения станина, сопровождающиеся выделением касситерита.

Коллоидная форма олова

С геохимической точки зрения, олово является сложным элементом, поэтому изучено оно не до конца. В природе можно наблюдать олово-кремнистые соединения, относящиеся к группе коллоидов. В основном, олово образуется в результате изменения структуры кристаллической решетки многих соединений и элементов. Благодаря этому и коломорфным связям, металл может изменять свое физическое состояние, образуя гелеобразные смеси.

В ходе множественных экспериментов, ученые выяснили, что при взаимодействии металла с хром-кремневым соединением, олово видоизменяется. При этом его коллоидная форма используется как вспомогательное звено.

Чтобы понять, как изменяется форма и химические свойства олова, необходимо рассмотреть несколько примеров перехода металла в жидкое состояние.

Учитывая, что его геохимические свойства являются наиболее неизученным разделом, то предоставленная информация, это не результаты проведенных опытов или исследований, а всего лишь теоретические выводы ученых. Основываясь на этих фактах, можно разделить локализацию олова в смесях на следующие классы:

• Ионные связи.
• Гидроксильные соединения.
• Сульфидные связи.
• Комплексные соединения.

Все наблюдения по поводу реакций или структуры ионных соединений, строятся на геохимических и валентных предположениях. Они делятся на две основные группы:

Простые ионы, которые наблюдались в примесях с малой долей рН и продуктах магматического разложения. Однако конкретных форм при условии газового или жидкого состояния металла выявлены небыли.

Галогениды — вещества, содержащие фтор и воздействующие на металл в процессе разложения и перехода в иное состояние.

Минеральные формы гидроксильных соединений в щелочной среде часто образуют двух, трех и четырехвалентные оловянные кислоты (h3SnO). Они могут формироваться естественным образом или иметь искусственное происхождение. Результаты проведенных исследований показали, что олово в составе кислот проявляется очень слабо и способна формировать химические комбинации по подобию варламовита.

Сульфидные связи в кислотной сфере крайне неустойчивы.

Комплексная связь была обнаружена в результате опытов, методом воздействия фторовых соединений на касситерит. Анализы показали, фторовые и хлоридные растворы при воздействии на минералы проявляют идентичные свойства. В ходе исследований было проделано несколько опытов с различными реактивами. В результате получились совокупные соединения модели Na2[Sn(OH)2F4]. И это только один из множественных образцов, которые были получены.

Олова-кремневые и коллоидные образования формируются при наличии касситерита, который наблюдается практически во всех оловянных месторождениях.

Особенности производства

Производственный процесс по изготовлению олова состоит из нескольких этапов. Сначала приготовленную руду помещают в специальные дробилки и мельницы, где минерал приобретает мелкую фракцию (кусочки не более 10 мм в диаметре). Затем гравитационно-вибрационным методом извлекаются частицы касситерита. Наряду с этим применяется флотационный метод обогащения минерала, после которого касситерит приобретает концентрат олова до 70%.

В ходе последующей переработки сырья, осуществляется удаление мышьяка и серы. После этого, полученный продукт отправляют в печь для выплавки. Там минерал послойно смешивается с древесными углями, для освобождения его от ненужных веществ. Здесь же добавляется Zn, Pb или Cu. Для очищенного олова используется метод плавки.

Сфера использования

Благодаря свои антикоррозийным свойствам, олово широко применяется при литье различных сплавов. Оно является одним из основных компонентов бронзы, изготовления белой жести и других материалов. Его успешно используют в электротехнической сфере для пайки контактов и микросхем. Олово также необходимо при производстве посуды, которая выполняется и специального оловянного сплава — пьютера.

Во всех вышеперечисленных случаях, элемент используется в малых долях. Большая часть олова приходится на плавление с медью, цинком, свинцом и сурьмой. Также возможно сочетание некоторых элементов: медь с цинком, медь с сурьмой и другие. Благодаря своей экологичности и проводимости, олово используют для изготовления кабелей с большой электропроводностью.

Также олово применяется для изготовления лакокрасочных материалов, которые имитирую золотистое покрытие. Цинко-оловянные соединения используют для легирования стали и нержавеющих сплавов из черного металла.

Помимо этого, оловянные изомеры, полученные искусственным путем являются источниками гамма-излучения, поэтому их успешно применяют в спектроскопии.

Благодаря своим свойствам, олово участвует в производстве анода и различного рода химических испытаниях. На основе свинцово-оловянных сплавов делают аккумуляторные батареи. Они превосходят обычные АКБ по качеству, емкости и сроку службы. Их энергетическая плотность в 5 раз превышает энергию обычных свинцовых аккумуляторов, имея при этом наименьшее сопротивление.

ICSC 1535 — ОЛОВО

ICSC 1535 — ОЛОВО

ОЛОВО	ICSC: 1535
	Октябрь 2004

CAS #: 7440-31-5
EINECS #: 231-141-8

	ОСОБЫЕ ОПАСНОСТИ	ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ МЕРЫ	ТУШЕНИЕ ПОЖАРА
ПОЖАР И ВЗРЫВ	Горючее.	НЕ использовать открытый огонь.	Использовать специальй порошок, сухой песк. НЕ использовать другие агенты.

НЕ ДОПУСКАТЬ ОБРАЗОВАНИЕ ПЫЛИ!
	СИМПТОМЫ	ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ МЕРЫ	ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ
Вдыхание	Кашель.	Применять местную вытяжку или средства защиты органов дыхания.	Свежий воздух, покой.
Кожа		Защитные перчатки.	Ополоснуть и затем промыть кожу водой с мылом.
Глаза	Покраснение. Боль.	Использовать защитные очки.	Прежде всего промыть большим количеством воды в течение нескольких минут (снять контактные линзы, если это возможно сделать без затруднений), затем обратится за медицинской помощью.
Проглатывание		Не принимать пищу, напитки и не курить во время работы.	Прополоскать рот.

ЛИКВИДАЦИЯ УТЕЧЕК	КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА
Индивидуальная защита: Респиратор с сажевым фильтром, подходящий для концентрации вещества в воздухе. Смести просыпанное вещество в закрытые контейнеры. При необходимости, сначала намочить, чтобы избежать появления пыли.	Согласно критериям СГС ООН   Транспортировка Классификация ООН
ХРАНЕНИЕ
Отдельно от сильных окислителей.
УПАКОВКА

Исходная информация на английском языке подготовлена группой международных экспертов, работающих от имени МОТ и ВОЗ при финансовой поддержке Европейского Союза. © МОТ и ВОЗ 2018

ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Агрегатное Состояние; Внешний Вид БЕЛЫЙ КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ПОРОШОК.  Физические опасности   Химические опасности Реагирует с сильными окислителями.	Формула: Sn Атомная масса: 118.7 Температура кипения: 2260°C Температура плавления: 231.9°C Плотность: 7.2 g/cm³ Растворимость в воде: не растворяется

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОРГАНИЗМ И ЭФФЕКТЫ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ
Пути воздействия   Эффекты от кратковременного воздействия Может вызывать механическое раздражение дыхательных путей.	Риск вдыхания Вредная концентрация частиц в воздухе может достигаться быстро , особенно в порошкообразном состоянии.  Эффекты от длительного или повторяющегося воздействия Вещество может оказать воздействие на легкие. Может привести к доброкачественному пневмокониозу (стенозу).

Предельно-допустимые концентрации
TLV: (как Sn): 2 mg/m3, как TWA. EU-OEL: 2 mg/m3 как TWA

ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Классификация ЕС

(ru)	Ни МОТ, ни ВОЗ, ни Европейский Союз не несут ответственности за качество и точность перевода или за возможное использование данной информации. © Версия на русском языке, 2018

Особенности и основные физические свойства.

 
Олово — металл, служивший человеку с незапамятных времен. Физические свойства олова обеспечили его основополагающую роль в истории человечества. Без него невозможно существование бронзы, остававшейся на протяжении многих веков единственным сплавом, из которого человек изготовлял практически все — от орудий труда до ювелирных украшений.

Олово – металл использующийся человеком с давних времен

Физические свойства олова

При нормальном давлении и температуре 20°C олово идентифицируется как металл с блеском бело-серебристого цвета. Медленно тускнеет на воздухе вследствие образования оксидной пленки.

Для олова, как и для всех металлов, характерна непрозрачность. Свободные электроны металлической кристаллической решетки заполняют межатомное пространство и отражают световые лучи, не пропуская их. Поэтому находясь в кристаллическом состоянии, металл имеет характерный блеск, а в порошкообразном виде этот блеск утрачивает.

Обладает отличной ковкостью, т. е. легко подвергается обработке с помощью давления. Ковкость олову придает его высокая пластичность в сочетании с низким сопротивлением деформации. Пластичность металла позволяет раскатать его в тонкую фольгу, называемую станиолем или оловянной бумагой. Ее толщина колеблется от 0,008 до 0,12 мм. Ранее станиоль находил применение в качестве подложки при изготовлении зеркал и в электротехнике при производстве конденсаторов, пока не был полностью вытеснен алюминиевой фольгой.

У олова свойства достаточно мягкого металла. Его твердость по шкале Бринелля составляет 3,9–4,2 кгс/мм².

Относится к легкоплавким металлам. Температура плавления олова – 231,9°C – способствует быстрому извлечению его из руды. Олово просто сплавляется с другими металлами, что обеспечивает его обширное применение в промышленности.

Плотность при температуре 20°C составляет 7,29 г/см³. По этому показателю олово в 2,7 раза тяжелее алюминия, но легче серебра, золота, платины и приближено к плотности железа (7,87 г/см³).

Металл закипает при высокой температуре, равной 2620°C, долго оставаясь жидким в расплаве.

Химически чистое олово при обычной температуре обладает незначительной прочностью. При растяжении предел механической прочности составляет всего 1,7 кгс/мм², а относительное удлинение – 80–90%. Эти характеристики говорят о том, что деформировать оловянный прут можно без особых усилий в разных направлениях. При этом смещение слоев кристаллической решетки металла относительно друг друга сопровождается специфичным треском.

Полиморфизм олова

Полиморфизм (аллотропия) — физическое явление, основанное на перестроении атомов или молекул веществ в твердом состоянии, что влечет за собой изменение их свойств. Каждая полиморфная модификация устойчиво существует только в строго определенном интервале значений температур и давлений.

Любой металл обладает специфической кристаллической решеткой. При изменении внешних физических условий кристаллическая решетка может меняться. Полиморфизм металлов используют при их термической обработке в промышленности.

Олово – металл по разному реагирующий на химические воздействия

Химические свойства олова определяются его положением в периодической системе элементов Д. И. Менделеева и предусматривают амфотерность, т. е. способность проявлять как основные, так и кислотные свойства. Напрямую зависят от полиморфизма олова физические свойства.

Для металла известны три аллотропные модификации: альфа, бета и гамма. Полиморфная перестройка кристаллических решеток возможна вследствие изменения симметрии электронных оболочек атомов под воздействием разных температур.

1. Для серого олова (α-Sn) характерна гранецентрированная кубическая кристаллическая решетка. Размер элементарной ячейки решетки здесь большой. Это напрямую отражается на плотности. Она меньше, чем у белого олова: 5,85 и 7,29 г/см³ соответственно. По электропроводности альфа-модификация относится к полупроводникам. По магнетизму — к диамагнетикам, т. к. под внешним магнитным воздействием намагничивается против направления внутреннего магнитного поля. Альфа-олово существует до температуры 13,2°C в виде мелкодисперсного порошка и практического значения не несет.
2. Белое олово (β-Sn) является самой устойчивой аллотропной модификацией с объемноцентрированной тетрагональной кристаллической решеткой. Существует в диапазоне температурных значений от 13,2 до 161°С. Очень пластично, мягче золота, но тверже свинца. Среди остальных металлов обладает средним значением теплопроводности. Металл относят к проводникам, хотя электропроводность у бета-модификации относительно низкая. Этим свойством пользуются, чтобы уменьшить электропроводность какого-либо сплава путем добавления олова. Является парамагнетиком, т. е. во внешнем магнитном поле намагничивается в направлении внутреннего магнитного поля.
3. Гамма-модификация (γ-Sn) обладает ромбической кристаллической решеткой, устойчива в диапазоне температур от 161 до 232°С. С увеличением температуры пластичность возрастает, но, достигнув температуры фазового перехода в 161°С, металл полностью утрачивает это свойство. Гамма-модификация имеет большую плотность при высокой степени хрупкости, т. е. сразу рассыпается в порошок, поэтому практического применения не имеет.

Особенности полиморфного перехода β→α

Процесс перехода из одной полиморфной модификации в другую происходит при изменении температуры. При этом наблюдают скачкообразные изменения физико-химических свойств металла.

Выше температуры 161°С бета-олово обратимо превращается в хрупкую гамма-модификацию. Ниже температуры 13°С бета-модификация необратимо переходит в порошкообразное серое олово. Данный полиморфный переход совершается с очень малой скоростью, но стоит только на бета-олово попасть крупинкам альфа-модификации, как плотный металл рассыпается в пыль. Поэтому полиморфный переход β→α иногда называют «оловянной чумой». Обратно альфа-модификация переводится в бета-модификацию только путем переплавки.

Фазовый переход β→α значительно ускоряется при минусовых температурах окружающей среды и сопровождается увеличением удельного объема металла примерно на 25%, что приводит к его рассыпанию в порошок.

У олова есть уникальная реакция на мороз “оловянная чума”

В истории есть случаи, когда оловянные изделия на морозе становились серым порошком, обескураживая своих хозяев. «Оловянная чума» встречается редко и характерна лишь для химически чистого вещества. При наличии даже мельчайших примесей переход металла в порошок сильно замедляется.

Интересно предположение некоторых историков, что победу российскому императору Александру I над французской армией под командованием Наполеона Бонапарта помогла одержать «оловянная чума». При сильных морозах пуговицы на шинелях французов просто рассыпались в прах, и солдаты, замерзая, потеряли боеспособность.

Заключение

Олово обладает всеми типичными физическими свойствами металлов, а его полиморфизм по-своему удивителен. Без уникальной тягучести и пластичности этого металла невозможно представить себе современную промышленность. Почти половина от мировой добычи олова используется для производства пищевой жести. Оставшаяся половина расходуется для изготовления сплавов и различных соединений, применяемых во всех хозяйственных отраслях.

Применение и свойства олова

Олово (Sn) — серебристо-белый металл слегка голубоватого оттенка. Латинское название элемента «станум» характеризует его состояние в свободном виде и происходит от санскритского «статс» — твердый, стойкий. Природное олово состоит из смеси десяти изотопов, кроме того, известны искусственные изотопы. Олово полиморфно. Достаточно ярко выражены две его модификации серое олово и белое олово. Серое олово кристаллизуется в кубической системе и устойчиво при температурах ниже 13,2 °C. Белое олово кристаллизуется в тетрагональной системе. Принято считать, что оно устойчиво при температурах 13,2 — 161 °C. При температурах выше 161 °C олово становится хрупким, резко изменяются его теплоемкость и другие свойства, что дает основание предполагать наличие еще одной модификации олова. Белое олово обладает значительно большей плотностью, чем серое. Переход обычного белого олова в модификацию сопровождается резким уменьшением плотности и увеличением объема, в результате чего металл рассыпается в порошок. Чтобы предупредить переход белого олова в серое, слитки и полуфабрикаты из олова надо хранить при температуре не ниже 10°C. Примеси, особенно висмут, снижают скорость образования серого олова. Серое олово обладает свойствами полупроводника. Рекристаллизация деформированного олова начинается при комнатной температуре. В химических соединениях олово бывает двух- и четырехвалентным. На воздухе при нормальной температуре олово устойчиво против окисления, что связано с образованием на поверхности металла плотной тонкой пленки окислов, предохраняющей его от дальнейшего окисления. С повышением температуры окисляемость олова увеличивается. В мягкой и пресной дистиллированной воде олово не подвергается коррозии.Галогены, особенно фтор и хлор, взаимодействуют с оловом медленно на холоду и энергично при нагревании, образуя при этом галогениды. Сера, сероводород и сернистый газ образуют с оловом сульфиды. С углеродом, азотом, кремнием и водородом олово не реагирует. Олово практически не реагирует с большинством органических кислот. Фруктовые соки при комнатной температуре незначительно влияют на скорость коррозии олова. Смазочные масла, бензин, керосин на скорость коррозии олова практически не влияют. Незначительно корродирует олово и в спирте. Олово является амфотерным металлом и быстро корродирует в растворах сильных кислот и щелочей, в хлоре, броме и йоде при комнатной температуре, а во фторе — при 100°C и выше. Олово образует со многими металлами сплавы с весьма различными и важными свойствами. Применяют олово главным образом при производстве белой жести, различных припоев, баббитов, бронзы и латуней, для лужения изделий, для производства фольги и типографских сплавов, химикатов и окиси, при производстве соединений олова для текстильной, эмалировочной и фармацевтической промышленности, зубных эмальгам, предохранительных легкоплавких сплавов, порошка для красок и.т.д. Все большее значение получает применение олова для  производства сплавов с цирконием и титаном, применяемых при строительстве реактивных самолетов, ракет и других целей. Стандартом рекомендуется следующее примерное назначение олова различных марок: ОВЧ -000 — для полупроводниковой техники; О1 п.ч.- для лужения консервной жести; ПОС-61 — для изготовления припоя; О2- для изготовления баббита Б-83; припоя ПОС -61, оловянных труб, фольги, накладного олова, лужения котлов для варки пищи; О3 — для изготовления припоя ПС-40 и солей; О4- для изготовления остальных баббитов, припоев, малооловянистых сплавов.

 

1. Мы предлагаем следующие виды цветных металлов: бронза, медь, титан, олово, баббит, магний, кадмий, латунь, сурьма, висмут.

Олово

Олово

Олово — химический элемент таблицы Менделеева под номером 14. Он относится к разряду легких цветных металлов. В твердом (естественном) состоянии он представляет собой вещество бело-серого цвета. Олово имеет небольшую массу, хорошо поддается пайке, плавлению, ковке и другим методам механической обработки. Оно может преобладать в различных аллотропических состояниях. Всего их четыре вида — α-Sn чаще всего встречается при температуре не более +13,2 градуса. β-олово получается если температурный показатель превышает +13,2 градуса. При высоких давлениях во внешней среде можно наблюдать образование y и γ-олова.

История

Впервые олово обнаружили еще около четырех тысяч лет назад. В давние времена серебристый металл был довольно редким материалом и стоил очень дорого. В основном его использовали как составляющую бронзовых сплавов. Как известно в те времена бронза была основным техническим материалом, из которого изготавливали различные вещи — посуду, инструменты, оружие, доспехи, украшения и другие предметы быта. Олово, присутствующее в составе бронзовых изделий ценилось на протяжении многих веков, сравнительно с другими металлами, которые тогда добывались.

Характеристика и физические свойства олова

Олово наделено множественными свойствами и вступает в реакцию со многими металлами, неметаллами и другими элементами периодической таблицы Менделеева. Поэтому рассмотрим общие характеристики вещества:

• Олово способно преобладать в твердом или жидком состоянии, поэтому значения плотности в различных вариантах отличаются — в первом случае показатель приравнивается к 7.3 г/куб. см, во втором — 6,98 7.3 г/куб. см.
• Что касается влиянию высоких температур, то стоит отметить, что олово начинает плавиться при 232 0С, а при температуре 2620 градусов оно начинает закипать.
• Емкость теплоотдачи олова в затвердевшей форме составляет 226 Дж/(кг*К), а в жидком, эта цифра доходит до 268 Дж/(кг*К).
• Молярная емкость теплоотдачи при стабильном давлении составляет: для белого олова — 27,11 Дж/(моль*К), для серого — 25,79 Дж/(моль*К).
• Теплоотдача при плавлении олова — 7,19 кДж/моль, а при испарении — 296 кДж/моль.
• Теплопроводность при оптимальной температуре (около 20 0С) приравнивается 65,26 Вт/(м*К).
• Сопротивление электротока колеблется в пределах 0,115 мк Ом*м.
• Удельная электрическая проводимость при 20 0С равняется 8,69 МСм/м.
• Тугость металла твердой формы варьируется в рамках от 55 ГПа до 48 ГПа при условии температур от 0 до 100 0С.
• Сопротивление при разрыве твердого олова равно 20 МПа.
• Удлинение — до 40%.
• Твердость серого олова достигает 62 МПа, белого — до 152 МПа.
• Оптимальная температура для литья колеблется от 260 до 300 градусов.
• При нагревании до + 170С олово приобретает хрупкую структуру.

Белое и серое олово: в чем различие?

Олово — это элемент, относящийся к классу полиморфических металлов. В быту многие сталкиваются с его бета-модификацией. Это белое олово со стойкостью к температурам от 14 и выше градусов по Цельсию. Внешне оно представляет собой пластичный и мягкий материал белого цвета. Его структура представлена в виде кристаллической решетки, построенной по типу тетрагональной сингонии. Его атомное строение обуславливается окружением октаэдров, что дает олову плотность до 7,2 г/куб. м. Если зажать кусок олова в тиски и прислушаться, можно наблюдать своеобразный хруст, исходящий от трущихся кристаллов.

При воздействии низкой температуры на белое олово, структура металла начинает меняться, постепенно переходя в альфа-версию, приобретая серый оттенок. Это обуславливается тем, что при падении температуры ниже 0 градусов, кристаллы формируют новую структуру, как у алмаза. При этом, увеличивается объем металла, и он постепенно начинает распадаться, пока окончательно не превратиться в оловянный порошок.

Переход с одной модификации в другую, обуславливается воздействием низкой температуры. В естественных условиях окружающей среды, этот переход проходит немного быстрее, а максимально быстрый распад достигается при температуре — 33 градуса. Однако образование порошкообразного вещества может происходить не только под влиянием низких температур. Ионное излучение также может вызвать распад металла и его переход в состояние порошка. Существует возможность изменить структуру олова до гелиевого состояния, если достичь необходимого охлаждения в определенных условиях.

Электрофизические характеристики олова обуславливаются его структурой, поэтому каждой модификации присущи свои показатели. Например, бета-олово считается металлом, а версия альфа является полупроводником, который используется при пайке. При воздействии внешних факторов, альфа-олово (ниже 3,72 К) преобразуется в модификацию сверхпроводника. При этом атомы кристаллической решетки бета-модификации образуют s2p2, а форма альфа обращается в состояние sp3. При воздействии магнитного поля олово может проявлять себя по-разному. В одном случае оно парамагнитно, но при определенных обстоятельствам может стать диамагнитным.

Если представить, что различные модификации будут взаимодействовать между собой, то бета-олово может быстро трансформироваться в альфа-олово. Это происходит потому, что структура олова не постоянна. Такой процесс перехода можно сравнить с заражением. Такое поведение металла было замечено еще в 1870 году, и названо уже в 1911 году «оловянной чумой».

В ходе экспериментов и химических опытов было установлено, что заражение можно предотвратить и даже остановить. Для этого необходимо использовать химический элемент — висмут. Ученые даже нашли способ, чтобы ускорить процесс перехода с бета до альфа-версии. Этому способствует химическая реакция олова с хлор станнатом аммония.

Залежи олова

Олово способно локализоваться, как в открытых источниках, так и глубоко под землей. По наблюдениям ученых, процент содержания зарегистрированных источников ничтожно мал. А вот в олово-рудных ресурсах объем минерала значительно увеличивается. В последнее время большую часть находят в воде. Это обуславливается разложением нестабильных минералов, в окисленных зонах.

Олово как природный минерал

В природе олово встречается очень редко. Если сравнить его распространенность с другими металлами, то в этой категории оно занимает 47 место по всей земле. Запасы элемента в земном массиве варьируются в пределах от 2*10-4 до 8*10-3 %, без учета ресурсов в океанских и морских глубинах. Преобладающим минералом, из которого получают олово, считается касситерит. Он содержит в себе порядка 79% металла.

Первые месторождения олова

Самые большие запасы олова находятся в южных континентах — Китае и Японии. Помимо этого, немалые залежи оловянной руды найдены в Южной Америке. Россия также является месторождением данного минерала.

Кислотно-щелочные свойства

Учитывая, что олово является амфотерным веществом, то помимо основных свойств, оно может проявлять кислотные и щелочные характеристики. Благодаря им, появляется вероятность выявления олова во внешней среде. Элемент по некоторым свойствам похож на кварц, что дает возможность определять связь минерала как оксид с соединениями кислот. Большое содержание олова в ископаемых источниках может формировать кварцево-касситеритовые руды. Его щелочные свойства можно заметить в различных сульфитах.

Преобладающие формы

Олово часто встречается в составе горных образований, наполняющих земную кору. Реже его можно встретить в результате образования вулканических пород и других минеральных соединений. Самые большие запасы элемента преобладают в окисной форме.

Олово при низких температурах

Оловянная чума стала причиной трагических событий 1912, во время экспедиции Скотта на Южный полюс. Его путешествие закончилось преждевременно, а виной тому стали оловянные крышки на бачках с горючим. Находясь в холодных климатических условиях, температура достигла той отметки, когда олово преобразовалось в порошок, и все топливные запасы были потеряны.

Изотопы

Олово имеет постоянное количество нуклидов. Количество протонов у него приравнивается к 50-ти. Они равномерно насыщают зону вокруг ядра, что прибавляет больше энергетики. Поэтому, их число считают магическим, а сам элемент располагает максимальным объемом неизменных изотопов, по сравнению с другими элементами. В металле содержаться два изотопа, которые при выпадении из бета-олова становятся радиоактивными.

Твердые минеральные источники

В условиях внешней среды олово может преобладать в трех основных видах:

Рассеянный класс. Неопределенность названия говорит о том, что неизвестно в какой конкретной форме находится элемент. Обычно олово наблюдается в изоморфной рассеянной форме вместе с другими сопутствующими веществами. К ним относятся вольфрам, ниобий и тантал, которые образуют кислотные соединения. Цезий, Таллий и Ванадий способствуют формированию кислых и сульфидных связей. Если олово преобладает в обычном состоянии, то реагенты замещаются в различном изоморфном порядке.

Минеральный тип. Данный тип обуславливает наличием олова в различных минералах. Чаще всего ими являются гранаты, магнетиты, турмалины и другие образования. Обычно их взаимодействие влияет только на преобразование химического состава элемента, не нарушая его структуру. Максимальной накаляемостью в оловоносных минералах наблюдается соединение с гранатами, эпитодами и другими минералами.

Источники сульфидов содержат высокий процент олова как изоморфного компонента. В приморском регионе России найдены новые месторождения сфалеритов, халькопиритов, пиритов и других минералов. Учитывая ограничение изоморфных структур, то при этом случается разложение образца с выпадением филлита.

Формирование и виды осадочных пород

Как природный материал, олово может встречаться не только в различных минералах, породных образованиях, но и других источниках в виде различных соединений.

Природные соединения и сплавы олова

Олово способно формироваться в совокупности с иными химическими веществами в геологических условиях, которые можно классифицировать следующим образом:

Образование руд происходят по сей день. Причиной вполне могут служить океанические осадки с Тихого океана, гидротермальной камчатской зоны или продукты выбросов Тол Бачинского вулкана.

Эффузивные или интрузивные магматические залежи траппов и пикритов на сибирской площадке, а также габброиды, гипербазит и магматические породы, локализующиеся на Камчатке.

Преобразование пород при гидротермическом и метасоматическом влиянии. К таковым стоит отнести золотоносные или медно-никелиевые залегания на территории России и Узбекистана.

Касситерит

Наиболее встречающимся оловянным ресурсом считается касситерит (SnO2). Он представлен в виде окисного соединения олова с кислородом. Учитывая, что этот образец является наиболее встречающимся минералом, содержащим большой процент олова, то первым делом нужно обращать внимание на его структуру. Если детально осмотреть образец породы, то можно наблюдать отдельные кристаллы олова. Они могут достигать до 3-4 мм в диаметре, а в некоторых случаях и больше.

Гидроокисные оловянные источники

На основе достоверной информации, подобные источники белого или серого металла занимают не лидирующие позиции. Они представлены в форме солей поли оловянных кислот. К таким можно отнести варламовит, сукулаит или отвердевшую примесь олова в магнетите. Чаще всего это полу аморфные соединения элемента. Помимо этого, олово содержится в оксидных соединениях — CuSn(OH)6, 3SnO·h3O и других оксидах.

Силикаты

Еще одним распространенным минералом, содержащим олово, является малахит. Он принадлежит к классу силикатов, которые способны формировать огромные залежи металла.

Шпинелиды

Шпинелиды являются еще одним источником окисных соединений, которые содержат оловянные примеси. Основным веществом считается нигерит.

Сульфидные соединения олова

Данный класс обуславливается соединением олова с серными породами. В производственной сфере они занимают вторую позицию. Основным материалом добычи олова является станнин. Помимо этого, к этой группе можно отнести и другие соединение на основе цветных металлов: Cu, Pb или Ag. Такие руды могут содержать различный процент олова, в зависимости от климатических условий.

Минерал Станнин

Оловянный колчедан — это второе название данного минерала, относящегося к сульфидному классу. Он является самым распределенным источником олова, залегающим на территории России. Процентное содержания искомого металла составляет от 10 до 40%. При увеличении этой доли можно наблюдать признаки разложения станина, сопровождающиеся выделением касситерита.

Коллоидная форма олова

С геохимической точки зрения, олово является сложным элементом, поэтому изучено оно не до конца. В природе можно наблюдать олово-кремнистые соединения, относящиеся к группе коллоидов. В основном, олово образуется в результате изменения структуры кристаллической решетки многих соединений и элементов. Благодаря этому и коломорфным связям, металл может изменять свое физическое состояние, образуя гелеобразные смеси.

В ходе множественных экспериментов, ученые выяснили, что при взаимодействии металла с хром-кремневым соединением, олово видоизменяется. При этом его коллоидная форма используется как вспомогательное звено.

Чтобы понять, как изменяется форма и химические свойства олова, необходимо рассмотреть несколько примеров перехода металла в жидкое состояние.

Учитывая, что его геохимические свойства являются наиболее неизученным разделом, то предоставленная информация, это не результаты проведенных опытов или исследований, а всего лишь теоретические выводы ученых. Основываясь на этих фактах, можно разделить локализацию олова в смесях на следующие классы:

• Ионные связи.
• Гидроксильные соединения.
• Сульфидные связи.
• Комплексные соединения.

Все наблюдения по поводу реакций или структуры ионных соединений, строятся на геохимических и валентных предположениях. Они делятся на две основные группы:

Простые ионы, которые наблюдались в примесях с малой долей рН и продуктах магматического разложения. Однако конкретных форм при условии газового или жидкого состояния металла выявлены небыли.

Галогениды — вещества, содержащие фтор и воздействующие на металл в процессе разложения и перехода в иное состояние.

Минеральные формы гидроксильных соединений в щелочной среде часто образуют двух, трех и четырехвалентные оловянные кислоты (h3SnO). Они могут формироваться естественным образом или иметь искусственное происхождение. Результаты проведенных исследований показали, что олово в составе кислот проявляется очень слабо и способна формировать химические комбинации по подобию варламовита.

Сульфидные связи в кислотной сфере крайне неустойчивы.

Комплексная связь была обнаружена в результате опытов, методом воздействия фторовых соединений на касситерит. Анализы показали, фторовые и хлоридные растворы при воздействии на минералы проявляют идентичные свойства. В ходе исследований было проделано несколько опытов с различными реактивами. В результате получились совокупные соединения модели Na2[Sn(OH)2F4]. И это только один из множественных образцов, которые были получены.

Олова-кремневые и коллоидные образования формируются при наличии касситерита, который наблюдается практически во всех оловянных месторождениях.

Особенности производства

Производственный процесс по изготовлению олова состоит из нескольких этапов. Сначала приготовленную руду помещают в специальные дробилки и мельницы, где минерал приобретает мелкую фракцию (кусочки не более 10 мм в диаметре). Затем гравитационно-вибрационным методом извлекаются частицы касситерита. Наряду с этим применяется флотационный метод обогащения минерала, после которого касситерит приобретает концентрат олова до 70%.

В ходе последующей переработки сырья, осуществляется удаление мышьяка и серы. После этого, полученный продукт отправляют в печь для выплавки. Там минерал послойно смешивается с древесными углями, для освобождения его от ненужных веществ. Здесь же добавляется Zn, Pb или Cu. Для очищенного олова используется метод плавки.

Сфера использования

Благодаря свои антикоррозийным свойствам, олово широко применяется при литье различных сплавов. Оно является одним из основных компонентов бронзы, изготовления белой жести и других материалов. Его успешно используют в электротехнической сфере для пайки контактов и микросхем. Олово также необходимо при производстве посуды, которая выполняется и специального оловянного сплава — пьютера.

Во всех вышеперечисленных случаях, элемент используется в малых долях. Большая часть олова приходится на плавление с медью, цинком, свинцом и сурьмой. Также возможно сочетание некоторых элементов: медь с цинком, медь с сурьмой и другие. Благодаря своей экологичности и проводимости, олово используют для изготовления кабелей с большой электропроводностью.

Также олово применяется для изготовления лакокрасочных материалов, которые имитирую золотистое покрытие. Цинко-оловянные соединения используют для легирования стали и нержавеющих сплавов из черного металла.

Помимо этого, оловянные изомеры, полученные искусственным путем являются источниками гамма-излучения, поэтому их успешно применяют в спектроскопии.

Благодаря своим свойствам, олово участвует в производстве анода и различного рода химических испытаниях. На основе свинцово-оловянных сплавов делают аккумуляторные батареи. Они превосходят обычные АКБ по качеству, емкости и сроку службы. Их энергетическая плотность в 5 раз превышает энергию обычных свинцовых аккумуляторов, имея при этом наименьшее сопротивление.

 

Оловянирование

Шифры наносимых покрытий: О, Об.
Материал основы: углеродистые и нержавеющие стали, медные и латунные сплавы, алюминиевые и титановые сплавы.
Габариты изделий: до 2000х1000х1000 мм. Масса до 2 000 кг.
Толщина покрытия: от 0,1 мкм до 50 мкм.
Нанесение покрытий на изделия любой сложности
ОТК, паспорт качества, работа в рамках ГОЗ

Общая информация

Основные свойства олова – это пластичный, не токсичный металл, что важно при нанесении оловянного покрытия на изделия, которые могут контактировать с живыми организмами.

Покрытия на основе чистого олова подвержены достаточно быстрому окислению, по этой причине временной диапазон использования олова под пайку – ограничен. Иногда он исчисляется несколькими неделями.

Со временем, на поверхности оловянных покрытий появляются кристаллические образования, визуально похожие на нити. Причина данного эффекта до конца не изучена, но разрастание и увеличение размеров этих нитей может приводить к короткому замыканию электрических контактов в электронных устройствах. Для предотвращения таких эффектов, вместо чистого олова наносят его сплавы, в частности, олово-висмут или олово-свинец.

Ещё одной особенностью чистого олова является склонность при низких температурах (ниже 10⁰ С) переходить из кристаллического в аморфное состояние — т.н. серое олово, которое сильно отличается от белого свойствами и внешним видом. Данный эффект также ивестен как «оловянная чума», так как контакт кристаллического олова с аморфным приводит к переходу первого также в аморфное состояние.

Оловянное покрытие обладает хорошим сцеплением с основным металлом, эластичностью, выдерживает изгиб, вытяжку, развальцовку, штамповку, прессовую посадку, хорошо сохраняется при свинчивании, герметизирует резьбовые соединения.

Блестящее оловяное покрытие беспористо при толщине слоя больше 5 мкм (матовое покрытие оловом является пористым). Пористость покрытий с толщиной до 5 мкм может быть снижена оплавлением.

Основные области применения

Нанесение олова или его сплава чаще всего применяется для:

— обеспечения паяемости. Особенно актуально для сплавов олово-свинец и олово-висмут, которые позволяют сохранять активность к пайке длительное время.
— повышения электропроводности. В том числе и для обеспечения качественного электрического контакта между разнородными металлами.
— защиты от коррозии. 
— антифрикционных целей. Нанесение олова широко используется в двигателях внутренного сгорания, узлах и деталях, подверженных сильным динамическим нагрузкам и склонным к задирам, покрытие в этих случаях обеспечивает твёрдую смазку поверхностей, обеспечивает прирабатывание сопряженных деталей узла и отсутствие задиров (микросхватывания)

Олово (Sn) — химические свойства, воздействие на здоровье и окружающую среду

Олово Олово — мягкий, податливый серебристо-белый металл. Олово нелегко окисляется и устойчиво к коррозии, поскольку защищено оксидной пленкой. Олово устойчиво к коррозии от дистиллированной морской и мягкой водопроводной воды и может подвергаться воздействию сильных кислот, щелочей и кислотных солей. Области применения Олово используется для покрытия банок: луженые стальные контейнеры широко используются для консервирования пищевых продуктов.Сплавы олова используются по-разному: в качестве припоя для соединения труб или электрических цепей, олова, раструба, баббита и зубных амальгам. Сплав ниобия с оловом используется для изготовления сверхпроводящих магнитов, оксид олова используется для керамики и в датчиках газа (поскольку он поглощает газ, его электропроводность увеличивается, и это можно контролировать). Оловянная фольга когда-то была обычным упаковочным материалом для пищевых продуктов и лекарств, теперь ее заменила алюминиевая фольга. Олово в окружающей среде Оксид олова нерастворим, а руда сильно сопротивляется выветриванию, поэтому количество олова в почвах и природных водах невелико.Концентрация в почвах обычно находится в диапазоне 1-4 ppm, но некоторые почвы содержат менее 0,1 ppm, в то время как торф может содержать до 300 ppm. Есть несколько оловосодержащих минералов, но только один имеет промышленное значение — касситерит. Основной район добычи находится в оловянном поясе , который идет из Китая через Таиланд, Бриму и Малайзию к островам Индонезии. Малайзия производит 40% мирового олова. Другими важными районами добычи олова являются Боливия и Бразилия.Мировая добыча превышает 140 000 тонн в год, а полезные запасы составляют более 4 миллионов тонн. Производство оловянных концентратов составляет около 130 000 тонн в год. Олово применяется в основном в различных органических веществах. Органические оловянные связи являются наиболее опасными формами олова для человека. Несмотря на опасность, они применяются во многих отраслях промышленности, таких как лакокрасочная промышленность и производство пластмасс, а также в сельском хозяйстве с помощью пестицидов. Количество применений органических веществ олова продолжает расти, несмотря на то, что нам известны последствия отравления оловом. Действие органических оловянных веществ может быть разным. Они зависят от типа присутствующего вещества и организма, который ему подвергается. Триэтилолово — самое опасное для человека органическое олово. Он имеет относительно короткие водородные связи. Когда водородные связи становятся длиннее, оловянное вещество становится менее опасным для здоровья человека. Люди могут поглощать оловянные связи через пищу, дыхание и через кожу. Поглощение оловянных связей может вызвать как острые, так и долгосрочные эффекты. Острые эффекты: — Раздражение глаз и кожи — Головные боли — Боли в животе — Болезнь и головокружение — Сильное потоотделение — Одышка — Проблемы с мочеиспусканием Долговременные эффекты: — Депрессии — Повреждение печени — Нарушение работы иммунной системы — Хромосомное повреждение — Нехватка красных кровяных телец — Повреждение мозга (вызывающее гнев, нарушения сна, забывчивость и головные боли) Олово в виде отдельных атомов или молекул не очень токсично для В любом виде организма токсичная форма — это органическая форма.Компоненты органического олова могут сохраняться в окружающей среде в течение длительного времени. Они очень стойкие и плохо разлагаются микроорганизмами. Микроорганизмы испытывают большие трудности с расщеплением органических соединений олова, которые накапливались на водных почвах в течение многих лет. Концентрация органических консервов из-за этого продолжает расти. Органические банки могут распространяться по водным системам при адсорбции на частицах ила. Известно, что они наносят большой вред водным экосистемам, поскольку очень токсичны для грибов, водорослей и фитопланктона.Фитопланктон — очень важное звено в водной экосистеме, поскольку он обеспечивает другие водные организмы кислородом. Это также важная часть водной пищевой цепи. Существует много различных типов органического олова, которые могут сильно различаться по токсичности. Трибутилоловы являются наиболее токсичными компонентами олова для рыб и грибов, тогда как трифенилолово гораздо более токсично для фитопланктона. Органические банки, как известно, нарушают рост, размножение, ферментативные системы и режим питания водных организмов.Воздействие в основном происходит в верхнем слое воды, где накапливаются органические соединения олова. Источники таблицы Менделеева Новая страница: олово в воде Вернуться к периодической таблице элементов .

Олово — Информация об элементе, свойства и использование

Расшифровка:

Химия в ее элементе: олово

(Promo)

Вы слушаете Химию в ее стихии, представленную вам журналом Chemistry World , журналом Королевского химического общества.

(Конец промо)

Крис Смит

Здравствуйте, на этой неделе элемент, который изменил курс промышленности, а также породил бронзовый век. Мы узнаем, почему римляне пришли в Британию и почему ваш орган зимой может необратимо выйти из строя. Но любителям олова следует быть начеку, потому что многое из того, что мы называем оловом, — нет.

Кэтрин Холт

Жестяные банки, фольга, свистульки, оловянные солдатики …..это то, что приходит на ум, когда мы думаем о олове. И это прискорбно, поскольку жестяные банки на самом деле сделаны из стали; оловянная фольга сделана из алюминия и оловянных свистков …. ну вы поняли. Быть связанным со списком устаревших расходных материалов особенно прискорбно для олова, если учесть, что оно буквально изменило цивилизацию! Вы слышали о бронзовом веке? Что ж, некоторые предприимчивые рабочие-металлисты в конце каменного века обнаружили, что добавление небольшого количества олова в расплавленную медь привело к получению нового сплава.Она была тверже, чем медь, но ее было гораздо легче формировать, отливать и точить. Это открытие было настолько революционным, что родился бронзовый век — название, данное любой цивилизации, которая делала инструменты и оружие из этого сплава меди и олова.

Олово было настолько важным, что секреты его производства тщательно охранялись. Древние греки говорили о «Касситеридах» или «Оловянных островах», которые, как полагали, лежали у северо-западного побережья Европы. Эти загадочные острова никогда не были идентифицированы и, вероятно, никогда не существовали.Все, что знали греки, — это то, что олово попало к ним по морю и с северо-запада, и так возникла история о оловянных островах. Вероятно, олово пришло из Северной Испании и из Корнуолла. Фактически, стратегическое значение оловянных рудников Корнуолла считается одной из причин вторжения Римской империи в Британию.

Олово могло сыграть и другую историческую роль — на этот раз в разгроме армии Наполеона в русской кампании 1812 года. Утверждалось, что в сильный мороз оловянные пуговицы на солдатской форме рассыпались в порошок, что привело к серьезной потере жизнь от переохлаждения.Правильность этой истории спорна, но превращение олова из блестящего металла в серый порошок при низких температурах — химический факт.

В холодные зимы Северной Европы утрата оловянных органных трубок, когда они начали рассыпаться в пыль, на протяжении веков была известна как «оловянный вредитель», «оловянная болезнь» или «оловянная проказа». Этот процесс на самом деле представляет собой очень простое химическое преобразование одной структурной формы олова — серебристого, металлического «белого олова» или «бета-олова» — в другую — хрупкое неметаллическое «серое олово» или «альфа-олово».Для чистого олова переход происходит при 13,2 ° C, но температура перехода ниже или не происходит вообще, если присутствует достаточно примесей, например, если олово легировано другим металлом.

Таким образом, возникла современная проблема с «оловянными вредителями», поскольку оловянно-свинцовые сплавы, используемые для покрытия выводов в электрическом оборудовании, иногда заменялись чистым оловом из-за нового законодательства по охране окружающей среды. При низких температурах покрытие из металлического бета-олова превращается в непроводящее, хрупкое альфа-олово и падает с выводов.Затем рассыпчатый порошок альфа-олова перемещается внутри оборудования, но, поскольку он не проводит ток, это не вызывает проблем. Однако при более высоких температурах этот порошок альфа-олова снова превращается в проводящее бета-олово, что приводит к коротким замыканиям и всевозможным проблемам.

Чтобы победить «оловянных вредителей», нужно смешать олово с другими металлами, и в наши дни олово в основном используется для образования сплавов — например, бронзы, олова и припоев. Поскольку олово является наиболее тонально резонансным из всех металлов, оно используется в металлах колоколов и для изготовления органных труб, которые обычно представляют собой смесь олова и свинца в соотношении 50:50.От количества олова обычно зависит тон трубы.

Итак, мы возвращаемся к скромной консервной банке. Банки, хотя и не сделаны из жести, часто покрываются оловом изнутри для предотвращения коррозии. Итак, хотя сейчас может показаться, что олово играет небольшую роль в нашей повседневной жизни, помните, что когда-то оно участвовало в взлете и падении цивилизаций.

Крис Смит

Итак, это жесть заманила римлян в Британию — забавно, что я подумал, что это была чудесная погода.Историю Тина рассказала Кэтрин Холт из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. На следующей неделе вещество, которое заставляет вас видеть красный цвет.

Брайан Клегг

Если вы слушаете этот подкаст на компьютере с традиционным цветным монитором, Европиум улучшит ваше представление о веб-сайте Chemistry World. Когда впервые были разработаны цветные телевизоры, красные пиксели были относительно слабыми, что означало, что весь цветовой спектр должен был оставаться приглушенным. Но люминофор, легированный европием, оказался гораздо лучшим и ярким источником красного цвета и до сих пор присутствует в большинстве сохранившихся мониторов и телевизоров, предшествовавших революции плоских экранов.

Крис Смит

И вы можете услышать от Брайана Клегга, как впервые была использована сила европия и как он был обнаружен на следующей неделе в «Химии в ее элементе». Надеюсь, вы присоединитесь к нам. А пока я Крис Смит, спасибо за внимание и до свидания.

(Промо)

(Окончание промо)

Свойства, производство и применение олова

Олово — это мягкий серебристо-белый металл, очень легкий и легко плавящийся.Будучи таким мягким, олово редко используется как чистый металл; вместо этого его комбинируют с другими металлами, чтобы получить сплавы, обладающие многочисленными полезными свойствами. К ним относятся низкий уровень токсичности и высокая устойчивость к коррозии. Олово также податливо (легко прессуется и формирует без разрушения) и пластично (может растягиваться без разрывов).

Свойства олова

• Атомный символ: Sn
• атомный номер: 50
• Категория элемента: Металл после перехода
• Плотность: 7.365 г / см3
• Температура плавления: 231,9 ° C (449,5 ° F)
• Температура кипения: 2602 ° C (4716 ° F)
• Твердость по Мору: 1,5

Производство олова

Олово чаще всего получают из минерала касситерита, который на 80% состоит из олова. Большая часть олова находится в аллювиальных отложениях, руслах рек и бывших руслах рек в результате эрозии рудных тел, содержащих металл. Китай и Индонезия в настоящее время являются крупнейшими производителями в мире. Олово плавится при температуре до 2500 ° F (1370 ° C) с использованием углерода для получения олова низкой чистоты и газа CO ₂ .Затем его очищают до металлического олова высокой чистоты (> 99%) путем кипячения, ликвации или электролитических методов.

Историческое использование олова

Использование оловянных сплавов насчитывает много веков. Бронзовые артефакты (бронза представляет собой сплав меди и олова), в том числе топоры, зеркала и серпы, были обнаружены в местах от современного Египта до Китая. Олово также сплавили со свинцом в течение сотен лет для изготовления оловянных чайников, горшков, чашек и тарелок. Осознавая негативное воздействие свинца на здоровье, олово сегодня изготавливается из сплава олова, сурьмы и кобальта.

Луженые игрушки устанавливали стандарт и пользовались большим спросом за свое качество с середины 19-го до середины 20-го века. Тогда пластиковые игрушки стали нормой.

Современные способы использования олова

Более современное применение олова — припой для электронной промышленности. Используемые в сплавах различной чистоты (часто со свинцом или индием), оловянные припои имеют низкую температуру плавления, что делает их пригодными для склеивания материалов.

Сплавы олова также можно найти в широком спектре других применений, включая подшипники из баббита (часто легированные медью, свинцом или сурьмой), автомобильные детали (легированные железом), стоматологические амальгамы (легированные серебром) и аэрокосмические металлы (легированные с алюминием и титаном).Сплавы циркония (часто называемые Zircaloys), используемые в ядерных реакторах, также часто содержат небольшое количество олова.

Олово в банках и фольге

Многие повседневные предметы, которые мы ассоциируем с оловом, такие как «жестяные банки» и «фольга», на самом деле неправильно употребляются. Жестяные банки на самом деле сделаны из соединения, называемого белой жестью, которое представляет собой стальной лист, покрытый тонким слоем олова.

Белая жесть эффективно сочетает в себе прочность стали с блеском олова, коррозионной стойкостью и низкой токсичностью.Вот почему 90% белой жести используется для изготовления банок для еды и напитков, косметики, топлива, масла, красок и других химикатов. Хотя олово составляет лишь небольшой слой белой жести, промышленность является крупнейшим потребителем олова в мире. Фольга, с другой стороны, могла быть сделана из олова в течение короткого периода в 90–2001 годах века, но сегодня она производится исключительно из алюминия.

Свойства олова

Свойства олова — Каковы физические свойства олова? Каковы физические свойства олова? Физические свойства олова — это характеристики, которые можно наблюдать без преобразования вещества в другое вещество.Физические свойства — это обычно те, которые можно наблюдать с помощью наших органов чувств, такие как цвет, блеск, точка замерзания, точка кипения, точка плавления, плотность, твердость и запах. Физические свойства олова следующие: Каковы физические свойства олова? Цвет Серебристо-белый Ковкость Может быть сформирован или согнут в очень тонкие листы (оловянная фольга).Издает странный скрипящий звук при сгибании Блеск Имеет блеск или сияние Пластичность Легко вытягивается или растягивается в тонкую проволоку Электропроводность Хорошая передача тепла или электричества Мягкость Очень мягкий (только немного тверже свинца) Кристаллическая структура Тетрагональная Свойства олова — Каковы химические свойства олова? Каковы химические свойства олова? Это характеристики, которые определяют, как будет реагировать, с другими веществами, или как будет менять с одного вещества на другое.Чем лучше мы знаем природу вещества, тем лучше мы его понимаем. Химические свойства наблюдаются только во время химической реакции. Реакции на вещества могут быть вызваны изменениями, вызванными горением, ржавчиной, нагреванием, взрывом, потускнением и т. Д. Химические свойства олова следующие: Каковы химические свойства олова? Химическая формула Sn Окисление Не легко окисляется, но окисляется при нагревании с концентрированной HNO3 Реакционная способность с водой Стабильно как в холодной, так и в кипящей воде Реакционная способность с кислоты Не реагирует быстро Токсичность Относительно низкая токсичность, но большинство соединений олова токсичны (ядовиты) Коррозия Устойчив к коррозии, поскольку защищен оксидной пленкой Сплавы Широко используется в сплавах, например, в бронзе и олове. Аллотроп Известны две аллотропные формы олова.Серое олово и более распространенное белое олово Соединения Реагирует с галогенами с образованием соединений Факты и информация о свойствах олова Эта статья о свойствах олова содержит факты и информацию о физических и химических свойствах олова, которые могут быть полезны в качестве домашнего задания для студентов-химиков. Дополнительные факты и информацию о Периодической таблице и ее элементах можно получить через карту сайта Периодической таблицы.

Интернет-ресурс с информацией о материалах — MatWeb

MatWeb, ваш источник информации о материалах Что такое MatWeb? MatWeb’s база данных свойств материалов с возможностью поиска включает паспорта термопластов и термореактивных полимеров, таких как АБС, нейлон, поликарбонат, полиэстер, полиэтилен и полипропилен; металлы, такие как алюминий, кобальт, медь, свинец, магний, никель, сталь, суперсплавы, сплавы титана и цинка; керамика; плюс полупроводники, волокна и другие инженерные материалы. Преимущества регистрации в MatWeb Премиум-членство Характеристика: — Данные о материалах экспорт в программы CAD / FEA, включая: Как найти данные о собственности в MatWeb Нажмите здесь, чтобы узнать, как войти материалы вашей компании в MatWeb. У нас есть более 150 000 материалы в нашей базе данных, и мы постоянно добавляем к этому количеству, чтобы обеспечить Вам доступен самый полный бесплатный источник данных о собственности материалов в Интернете. Для вашего удобства в MatWeb также есть несколько конвертеров. и калькуляторы, которые делают общие инженерные задачи доступными одним щелчком мыши кнопки. MatWeb находится в стадии разработки.Мы постоянно стремимся найти лучшее способы служить инженерному сообществу. Пожалуйста, не стесняйтесь свяжитесь с нами с любыми комментариями или предложениями. База данных MatWeb состоит в основном из предоставленных таблиц данных и спецификаций. производителями и дистрибьюторами — сообщите им, что вы видели их данные о материалах на MatWeb.

Рекомендуемый материал: Меламино-арамидный ламинат

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

.