Свойства Pb, Sn, Bi
Вопрос №19. Свойства Pb, Sn, Bi
Все 3 элемента легкоплавки и отличаются большой плотностью. Точка плавления Pb – 327 0С, Sn – 231,85 0С, Bi – 271,3 0С. Плотность Pb – 11340 кг/м3, Sn – 7300 кг/м3, Bi – 9800 кг/м3.
Pb и Sn – элементы 4-й группы. Атом Pb крупнее и стремление отдать е сильнее, чем у Sn, поэтому устойчивее соединение Pb2. В осн. они солеобразные, а соединение Pb4 – сильные окислители. 4-х валентное Sn более стойкое, а 2-х валентное наоборот – восстановитель. В металлургии их объединяет легкоплавкость, малое сродство к кислороду, также сходство способов получения, рафинирования, несмотря на различия в сырье. Окисляясь на воздухе Pb образует окисел PbO (t(пл)=884 0С) – глет. Жид. глет при t>885 0С не смешивается со Pb, образует взаимнонасыщенные расплавы. Известны 2 модификации PbO: высокотемпературное желтое ромбическое; низкотемпературное красное тетрагональное. Другие окислы Pb получают косвенно. Сурик Pb3O4 нагреванием глета на воздухе до 500 0С, двуокись – электролизом или действием сильных окислителей. Из первого смешиванием с олифой или льняным маслом делают водостойкие замазки, с глицерином – самотвердеющие смеси. Двуокись как окислитель играет сущ. роль в устройстве свинцовых аккумуляторов: PbO2+4H+ -2e=Pb2+ +2H2O
Sn окисляется на воздухе с образованием тонкой плотной пленки SnO2, кот. предохраняет Ме от дальнейшего окисления. SnO – наз. закисью получается из водных р-ров. Гидроокись Sn (II) выпадает в осадок от избытка соды или щелочи разлагается, отщепляя воду. В зависимости от условий охлаждения получают полиморфные ее модификации синего или даже черного цвета. Нагретая >400 0С SnO диспропорционируется:
4SnO=Sn3O4+Sn, 8SnO=Sn7O8+Sn, 2SnO=SnO2+Sn
Pb восст. из окиси чистой окисью углерода при 350 0С. Sn из SnO2 начинает восст. углеродом при t>600 0С и сначала до SnO. Pb с водными растворами щелочей не реагирует, но Pb(OH)2 будучи амфотерной в них растворяется, образуя плюмбит: Pb(OH)2+(OH)-=HPbO2+H2O, Pb(OH)2+2(OH)-=Pb(OH)4
У гидроокиси Pb (II) преобладают осн. св-ва, а у H4PbO4 – кислотные. Соли последней наз. плюмбаты. Sn подобно Pb дает амфотерные гидроокиси растворимые в щелочах и к-тах, однако только сразу после осаждения. PbS (t(пл)=1103 0С) в жид. состоянии смешивается с Ме в любых соотношениях, а в тв. Pb при обычных условиях его растворимость меньше 0,0001%. Лучшим растворителем Pb, глета может служить азотная к-та, она растворяет Ме по р-ции: 3Pb+8HNO3=3Pb(NO3)2+4H2O+2NO
Нитрат Pb в несколько разбавленной HNO3 растворяется лучше, чем в крепкой. Разбавленная H2SO4 на Pb не действует. Поверхностная пленка PbSO4 надежно его защищает. Концентрированная H2SO4 энергично реагирует со Pb при нагревании, образуя Pb(HSO4)2. HCl слабо реагирует с Ме из-за защиты его пов-ти пленкой трудно растворимой PbCl2. Однако переходит в растворимые комплексные ионы PbCl3- и PbCl+. HNO3 не растворяет Sn, окисляет до тв. метаоловянной к-ты. Концентрированная H2SO4 при нагревании окисляет Ме и дает с ним труднорастворимый сульфат Sn(SO4)2. HCl энергично восстанавливается оловом, выделяя водород с образованием хлоридов. SnCl2 и HSnCl3 – наиболее стойкие. Bi отличается от Pb доп. р-электроном, окисляется на воздухе и кислородом до Bi2O3. Он растворяется во всех сильных к-тах, образуя соли, соответствующие С.О. – 3, кот. легко подвергаются гидролизу.
