Сторінка
10

Р – елементи ІV групи

Станум утворює стійкі сполуки, у яких має ступінь окислення +2 і +4.

Сполуки стануму (II). Оксид стануму (II), або окис стануму, SnO — темнобурий порошок, що утворюється при розкладанні гідроксиду стануму (II)Sn(OH)2 в атмосфері діоксиду карбону.

Гідроксид стануму (II) Sn (OH)2 утворюється у вигляді білого осаду при дії лугів на солі стануму (II):

Sn2+ + 2ОН- = Sn (OH) 2|

Гідроксид стануму (II) — амфотерна сполука. Він легко розчиняється у кислотах і лугах, в останньому випадку з утворенням гідроксостанітів:

Sn (ОН)2 + 2NaOH = Na2 [Sn (ОН)4].

Хлорид стануму (II) SnCl2 • 2Н2О утворює безбарвні кристали. При нагріванні або значному розбавлянні розчину хлориду стануму (II) во­дою він частково гідролізується з утворенням осаду основної солі:

SnCl2 + Н2О = SnOHCl |+ НС1.

Хлорид стануму (II) — відновник. Так, хлорид феруму (III) FeCl3 відновлюється ним у хлорид феруму (II) FeCl2:

2FeCl3 + SnCl2 == 2FeCl2 + SnCl4.

Якщо хлоридом стануму (II) подіяти на розчин хлориду гідраргіруму (II) (сулеми) HgCl2, то утворюється білий осад хлориду гідраргіруму (І) (каломелі) Hg2Cl2:

2HgCl2 + SnCl2 = Hg2Cl2 |+ SnCI4.

В разі надлишку хлориду стануму відновлення відбувається ще далі і утворюється металічний гідраргірум:

Hg2Cl2 + SnCI2 = 2Hg + SnCl4.

Сполуки стануму (IV). Діоксид (або двоокис) остануму SnO2 зустрічається в природі і його можна добути штучно спалюванням ме­талу на повітрі або окисленням його нітратною кислотою з дальшим про­жарюванням добутого продукту. Діоксид стануму застосовують для ви­готовлення білих полив та емалей.

Гідроксиди стануму (IV) називаються станатними кислотами, вони ві­домі у двох модифікаціях: а-станатної і р-станатної кислот.

а-Станатну кислоту H2Sn03 можна добути дією водного розчину аміаку на розчин хлориду стануму (IV):

SnCl4 + 4NH4OH = H2Sn03|+4NH4C1 + H2O.

Білий осад, що при цьому випадає, в процесі висушування посту­пово втрачає воду, перетворюючись у діоксид стануму. Таким способом не вдається добути кислоти певного складу. Тому наведена вище фор­мула а-станатної кислоти є лише найпростішою з можливих. Пра­вильніше виразити склад цієї кислоти формулою mSnO2 • пН2О. a-станатну кислота легко розчиняється в лугах, утворюючи солі, що містять комплексний аніон [Sn(OH)e]2- і називаються гідроксостанатами:

`H2Sn03 + 2NaOH + H2O = Na2 [Sn (OH)6].

Гідроксостанат натрію виділяється з розчинів у вигляді криста­лів, склад яких можна виразити формулою Na2Sn03 • 3Н2О. Цю сіль застосовують як протраву у фарбувальній справі і для обважню­вання шовку. Шовкові тканини, оброблені перед фарбуванням розчи­нами сполук стануму, іноді містять станум в кількості до 50% (мас).

Кислоти також розчиняють а-станатну кислоту з утворенням солей стануму (IV). Наприклад:

H2Sn03 + 4НС1 = SnCl4 + ЗН2О.

В разі надлишку соляної кислоти хлорид стануму (IV) приєднує дві молекули її, утворюючи комплексну кислоту гексахлоростанатну (або станатнохлористоводневу) H2[SnCl6]. Амонійна сіль цієї кислоти (NH4)2[SnCl6] має таке саме застосування, як і гідроксостанат натрію.

b-Станатну кислоту добувають у вигляді білого порошку дією кон­центрованої азотної кислоти на станум. Склад її такий же невизначений, як і склад а-станатної кислоти. На відміну від a-станатної кислоти, вона не розчиняється ні в кислотах, ні в розчинах лугів. Проте, сплавляючи з лугами, її можна перевести в розчин у вигляді станату. а-Станатна кислота під час зберігання ЇЇ в контакті з розчи­ном, з якого вона виділилася, поступово також перетворюється в b-станатну кислоту.

Хлорид стануму (IV) SnCl4 — рідина, що кипить при 112°С і дуже димить на повітрі. Хлорид стануму (IV) утворюється при дії хлору на металічне стануму або на хлорид стануму (II). У техніці його добувають, головним чином, обробкою відходів білої жерсті (старих консервних банок) хлором.

Хлорид стануму (IV) розчиняється у воді І його можна виділити з розчину у вигляді різних кристалогідратів, наприклад SnCl4 -5Н2О.

У водних розчинах, особливо в розбавлених, хлорид стануму (IV) гідролізується; кінцевим продуктом гідролізу є а-станатна кислота:

SnCI4+3H2O = H2Sn03+4HCI.

Гідрид стануму SnH4 — безбарвний, дуже отруйний газ. Він зріджу­ється при —52° С, а при кімнатній температурі поступово розклада­ється на стануму і гідрогену.

Сульфіди стануму. Якщо сірководнем подіяти на розчин хлориду стануму (II), то утвориться бурий осад сульфіду стануму (II) SnS. З розчину хлориду стануму (IV) за тих же умов випадає жовтий осад дисульфіду стануму SnS2. Останню сполуку можна добути також на­гріванням станатних ошурків з сульфуром і хлоридом амонію. Добутий цим способом дисульфід має вигляд золотисто-жовтих лусочок і під назвою «сусального золота» використовується для позолоти дерева.

Дисульфід стануму розчиняється у сульфідах лужних металів та амонію, причому утворюються легкорозчинні солі тіостанатної кислоти H2SnS8:

SnS2 + (NH4)2 S = (NH4)2 SnS3.

Вільна тіостанатна кислота не відома. При дії кислот на її солі (тіостанати) виділяється сірководень і знову утворюється дисульфід стануму:

(NH4)2 SnS3 + 2HC1 = SnS2 | + H2S + 2NH4C1.

Сульфід стануму (II) не розчиняється у сульфідах лужних металів і амонію, але полісульфіди амонію і лужних металів розчиняють його з утворенням тіостанатів

SnS+ (NH4)2 S2 = (NH4)2 SnS3

Плюмбум (Plumbum). Вміст плюмбуму в земній корі становить 0,0016% (мас). Найважливіша руда, з якої добувають плюмбум, — плюмбумний блиск PbS.

Перша металургійна операція при добуванні плюмбуму — це випа­лювання, під час якого сульфід плюмбуму перетворюється в оксид:

PbS + ЗО2 = 2РЬ0 + 2SO2.

Добутий оксид плюмбуму (І І) плавлять у суміші з коксом, в результаті чого утворюється чорновий плюмбум, який містить домішки багатьох металів. Його піддають дальшій очистці.

Плюмбум — голубувато-білий важкий метал, дуже м'який — його можна різати ножем.

Плюмбум широко використовують у техніці. Найбільше його ви­трачають на виготовлення оболонок кабелів та пластин акумуляторів. На сірчанокислотних заводах з плюмбуму виготовляють кожухи башт, змійовики холодильників та інші важливі частини апаратури. Плюмбум використовують у виготовленні боєприпасів, з нього виробляють дріб.

Він входить до складу багатьох сплавів, наприклад, сплавів для під­шипників, друкарського сплаву (гарту), припоїв. Плюмбум добре по­глинає

g-проміння і його використовують для захисту від цього про­міння, коли доводиться працювати з радіоактивними речовинами.

Деяка кількість плюмбуму витрачається на виробництво тетраетилплюмбуму. На повітрі Плюмбум швидко вкривається тонким шаром оксиду, що захищає його від дальшого окислення. Вода не взаємодіє з плюмбумом, але при наявності повітря плюмбум поступово руйнується водою з ут­воренням гідроксиду плюмбуму (II):

2РЬ + О2 + 2Н2О = 2РЬ (ОН)2.

При контакті з твердою водою Плюмбум вкривається захисною плів­кою нерозчинних солей (головним чином, сульфату і гідроксокарбонату плюмбуму), що перешкоджає дальшій дії води і утворенню гідро­ксиду.