Н.С. Ахметов - Общая и неорганическая химия (1109650), страница 77
Текст из файла (страница 77)
Германий и кремний неограниченно растворяются друг в друге в жидком и твердом состоянии: Се, Зп и РЬ образуют друг с другом твердые растворы в очень ограниченных пределах с германием и между собой олово и свинец образуют эвтектику. Так, температура плавления сплава состава 73,9% Зп и 26,1% РЬ равна 181 *С.
Образование металлических твердых растворов пля германия н его аналогов не характерно, но весьма типичны эвтектические смеси (Зп — В1, Зп — С<1, 456 Р Ь-Зп, РЬ вЂ” ЗЬ, РЬ вЂ” В! и др.). Эвтектические сплавы олова и свинца находят широкое применение. Из сплавов олова и свинца важнейшими являются т и и о г р а ф с к и е (84-62% РЬ, 4 — 8% Зп, 10 — 25% ЗЬ, 2 — 4% Аз), подшипниковые (80 — 60% РЬ или Зп с добавками ЗЬ и Сц), легкоплавкие п р и п о и (80 — 60% РЬ, 17 — 40% Зп, до 2,5% ЗЬ или 90-50% Зп, остальное РЬ).
Усиление мегаллических признаков у простых веществ в ряду Се — Зп — РЬ отчетливо наблюдается и в характере изменения их химических свойств. В обычных условиях Се и Зп устойчивы по отношению к воздуху и воде, Свинец на воздухе окисляется — покрывается синевато-серой оксиднои пленкой, поэтому не имеет металлического блеска. При нагревании Се, Зп и РЬ взаимодействуют с большинством неметзллов. При этом образуются соединения С>е (1Н), Зп (1Н) и РЬ (П), например СеОЬ Зп02 и РЬО; СеС!о ЗпС!з и РЬС!г. В электрохимическом ряду напряжений Се расположен по<ле водорода, а Зп и РЬ нахо ятся и непосредственно перед водородом. Поэтому германн й с разбавленными кислотами типа НС! и Н ЗО не вза мо й .
В. г. з е заимоде ствует. следствие образования на поверхности нерастворимых солей РЬС!2 и РЬЗО< свинец устойчив по отношению к разбавленным НС! и Н ЗО 2 О Различия в х имической природе простых веществ особо отчетливо проявляются в их отношении к азотной кислоте. При окислении азотной кислотой Се переходит в германиевую кислоту НгСе02 (Се02 ° пН20), а Зп в оловянную кислоту НгнпОз (ЭО2' "НгО): Э + 4НХОз (конц.) = НгЭОз + 4ХОг + Н20 В разбавленной Н ХО> олово ведет себя как металл, , т.е. переходит в нитрат олова (П): ЗЗп + ЗНХОз (разб,) = ЗЗп(ХОз)г + 2ХО + 4Н20 Свинец по отношению к НХОз любых концентраций выступает как металл и образует с ней РЬ(ХОз)2.
При нагревании олово и свинец взаимодействуют с водными раство— рами щелочей. Германий же а тв р' с оряется в щелочах лишь в н!>исутствии окислителей, например Н202: о <2 Се + 2КОН + 2Н20 = Кг[С<е(ОН)з[ + Нг ГВ1«маний получают из по6очных продуктов переработки руд цветных металлов, а также выделяют из золы, полученной от сжигания некоторых видов угля, из отходов коксохимического производства. Соединение С«г переводят в СООц который затем восстанавливают д1«ад .Д ц:р ий й й 0 ная масса германия расходуется в полупроводниковой технике.
Олово получают восстановлением касситерита углем. Большое значение имеет регенерация (о6ратное получение) олова за счет растворения его покрытий на железе (старые консервные 6анки). в щелочах и последующего выделения из раствора электролитическим путем. Для получения свинца галенит переводят в РЬО, который также восстанавливают углем. Олово используется главным образом для лужения железа — получения бслои жест«и, которая расходуется в основном в консервной промышленности. Оловянная фольга (стан««ола) применялась для изготовления конденгатаров (сейчас алово вытесняется алюминиевой фольгой).
Нз свинца делают аккумуляторные пластины, обкладки электрических кабелей, свинец применяется для защиты ат радиоактивных и рентгеновских излучений, в качестве каррозионно-стойкога маториала используется в химической промышленности. Оба металла применяются для изготовления легкоплавких сплавов. Соединения германия, олова и свинца ( — 1т').
Усиление в ряду прогтых веществ Се — Бп — РЬ металлических свойств праявляетгя также в их отношении к металлам. Подобно кремнию, германий и его аналоги образуют с магнием соединения состава МБВЭ (рис. 180). Называются они соответственно «С7«жан««д, стана««д и плю«абпд. В ряду Ы8Ж вЂ” М8«С«е — М8з«БΠ— МуэРЬ в соответствии с повышением доли ме— !бдд д бд т бд гда ггол. доли, % Р и с 180. Диаграмма плавкости систем М8 — 8» М8 — Се, Мй — Бп, 61ь' — 1» таллической связи мен о6 азовани у ьшаются температура плавления, энтальпия р, ния и ширина запрещенной зоны: Мйг81 Т.
пл., С.... 1102 ««Е эВ 077 08 м8,СС М828п М8СРЬ 1070 0,69 — 0,74 778 0,32-0,36 550 Металл Таким образом, в этом я ° с Р ду усиливается склонность к айразовани еталлических соединений Наиболе и алев типичны металлические соедине- ния алова и свинца с э-элементами, например Назон, НаБп, НаБпп РЬ 1Ъ ( ) устойчивость бинарных соединений ряду е У) — Бп(1У)— рис. ' . том же 132 .
и«епий в целом уменьшается (см. свидетельствует уменьшение энергии связей ЭХ однотипных соединений. Для всех т ех р, элементов известны оксиды ЭО, хло и ы Э ториды 4 и р д «С14 (РЬС14 крайне неустойчив). Б оми ы ЭВ Бп (1Ъ'). 4, У ьфиды з и нитриды ЭзН4 известны л ш . (, 1У И Ь ДЛЯ «Е ') И В степени окисления 4 чаще всего координационные числа ге ма- ния и его аналогов 6 и 4, что атве а ела герма, что отвечает октаэдрической и тетраэдрнчес- кой структурной единице. По ме са мере увеличения размеров атомов и переходе от С и 81 к я и и ряду "е — Бп — РЬ координационное число 4 вится все менее ха а характерным.
Напротив, более типичным являетс координационное число 6. типичным является ак, в отличие ат Б)ОС кристаллы СеОм БООс и РЬОС имеют ст кднако известна также высокотемпе- рату вая мо и р д фикация С«СО«со структурой типа ква а. д ы С«СОС и БпОВ (аба белого цвета, по о6но — 'С). Черно-коричневый РЪО п и наг разлагается. Подобно 810, иокси . стек- но 1 и диоксид германия легка переходит в стек- лообразное состояние При обавке стекло по до анке диоксида германия в кварцева лучак«гся очень и аз ачные, е «, р ., сильно преламляющие свет стекла, что определяет важное значение ССО в произво «г з в производстве оптичесстекла. 1иоксид алова применяется в керамическо для изготовления эмалей и глазурей. Диоксиды химически малоактивны, ы, в воде не растворяются В ряд ( д ЧГ« "е г — и э РЬО, несколько с У подобна УсилиВаютсЯ ОспОВные свОйства ССО д ч)г'з' — кислотное сое инение, с ' е чах; БООС вЂ” амфотерен, и и и о.
д Б«0 ) — . д и, растворяется в горячих щело- рированной НСБ04 дает Б««БО . иокс ; Б 0 — н, при продолжительном нагревании с кон е «цент- 4 ает и( 4)з. Диоксиды олова и свинца при сплав- лении взаимодей'ств ют с у т са щелг«чами. При сплавлении ЭО; со щелоча- ми или соответствующими окгидами образуются соединения состава ! МгЭОз и МЭОз, М4Э04 и МгЭО~.' 2СаО + РЬОг — — СагРЪОз 2РЬО + РЬОг — РЬгРЬОз (РЬз04) В отличие от оксосиликатов структурной единицеи оксостаннатов и оксоплюмбатов являются октаэдры ЭОз.
Так, кристаллы ортостанната Вагйп04 и ортоплюмбата СагРЬОз образованы октаэдрами ВвОз и РЪОг, объединенными обшими четырьмя 4 вершинами в слоистые сетки (типа, показан— ,3- ных на рис. 181). Кристаллы метастаннатов МйпОз (М = Са, Бг, Ва, Сб) имеют решетку типа перовскита (см, рис, 70). В кристалле РЬгРЬОз (рис 181) имеется цепь октаэдров с общими ребрами. Цепи друг с другом связаны посредством атомов РЬ(П). Структурнои елиницеи оксогерманатов могут быть как Р н с. 181. Структура су- тетраэдры СеОш так и октаэдры СеОь. ПоРЬ,О (РЬ РЬО ) этому оксогерманаты разнообразнее, .згм рика з з ! г з) оксосиликаты. Из оксогерманатов, оксостаннатов и оксоплюмбатов н воде растворимы лишь производные щелочных металлов.
При этом они сильно гидролизуются. В качестве ортоплкзмбата (!Ч) свинца (П) РЬгРЬОз можно раггматривать РЬзО» так называемый сопя!!оомй сурик (см рис, 181), В разном валентном состоянии атомов РЬ в РЬзО! можно легко убедиться: прн действии разбавленной ННОз протекает обменная реакция и образуются производные РЬ(П) и РЬ(1Ъ'): РЬгРЬ04 -ь 4НХОз — 2РЬ(НОз)г + РЬОг + 2Н40 Сурик (оранжево-красного цвета) применяется в производстве красок, предохраняющих металлы от коррозии, для приготовления высокотемпературных замазок, в качестве окислителя и др. Германиевые, оловянные и свинцовые кислоты (как и кремниевые) в индивидуальном состоянии выделить весьма трудно.
При их получении обычно образуются коллоидные растворы кислот различного состава, превращающиеся в белые студенистые осадки с переменным и неопределенным гоставом: ЭОг яНгО. 460 При действии водных растворов аммиака на растворы ВпС1з вначале получается гексагидроксооловянная кислота: ЬпС!з + 4Нз1х + 6Н О = Нг[бв(ОН)з] + 4НН С! При стоянии она более или менее быстро полимеризуется вплоть до выпад! ния ВпО ' иНгО.
! . Свежеполученные оловянные и свинцовые киазоты растворяются в кислотах и щелочах. В последнем случае образуются гидроксосоедине! ния типа Мг[Э(ОН)з]: ЭОг + 2КОН + 2НгО = Кг[Э(ОН)е] Изменение структуры и состава оловянных кислот сопровождается изменз нием их химическои активности. Так, свежеполученный осадок (и-оловянная кислота) легко растворяется в щелочах и даже кислотах. После стояния осадок (1г-оловянная кислота) по химическои активности напоминает ВпОг.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
