Химия - Фролов В.В.
Скачать (прямая ссылка):
РЬО + 2НЫ03-^ РЬ (Ы03) 2 + Н20
Гидроксиды получают косвенным путем, осаждая ионы Бп2"1" и РЬ2+ в растворе ионами ОН-:
5гг+ + 20гГ^Зп(0Н)2; 8п2+ + 201-Г Бп (ОН) 2*=* 2Н+ + БпО2,-
Гидроксиды легко теряют воду:
РЬ(ОН)2->РЬО + Н20
Сульфиды р-металлов IV группы. Олово образует дисульфид БпБз желтого цвета:
Н2[8пС16] + 2Н2Б-*БпБ24-6НС1
БпБа — «сусальное золото», применяется для декоративных работ (позолота дерева, мозаика и т. д.). Моносульфид БпБ —¦ соль, нерастворимая в воде и в разбавленных кислотах.
422
Свинец образует РЬЭ — соль, практически нерастворимую в воде; она разлагается только концентрированными кислотами при нагревании. Сульфид свинца черного цвета. Основные соли свинца белого цвета (свинцовые белила) постепенно переходят в РЬБ под действием сероводорода, всегда присутствующего в очень малых количествах в воздухе. Этим процессом объясняется потемнение старинной живописи, так как тогда художники пользовались свинцовыми белилами.
Отношение р-металлов 1УА-группы к кислотам, воде и щелочам. Бп и РЬ имеют хотя и небольшие, но отрицательные потенциалы растворения и поэтому могут вытеснять водород из ионного состояния:
Бп + 2НС1-^БпС12Ч- Н2 р. РЬ + 2СН3СООН-*-РЬ(СНаСОО)а + Н2|
Свинец сильно пассивируется Н2304, образуя труднорастворимую соль РЬБ04, в меньшей степени пассивируется соляной кислотой. В серной кислоте высокой концентрации он растворяется, образуя кислую соль РЬ(Н304)2.
Олово в азотной кислоте окисляется до Зп4+, образуя мета-оловянную кислоту:
+ 4
Н80 + ЗБп0 + 4НШ3-+ЗН2Бп03 + 4ЫО| Свинец растворяется, образуя соль нитрата свинца:
О И>
ЗРЬ + 8НЫб3-^ЗРЬ(Ш3)2 + 2гЮ| + 4НаО
С водой эти металлы не реагируют, но водой, содержащей растворенный диоксид углерода, свинец медленно разрушается, образуя бикарбонат свинца РЬ(НСОзЬ. Со щелочами эти металлы реагируют медленно с образованием станнитов Ыа23п02 или плюмбитов Ыа2РЬ02. Все реакции развиваются достаточно медленно, за исключением растворения в азотной кислоте.
13.4. р-ЭЛЕМЕНТЫ УА-ГРУППЫ, ИМЕЮЩИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ХАРАКТЕР
В УА-группу периодической системы элементов Д. И. Менделеева входят следующие р-элементы: азот Г\[, фосфор Р, мышьяк Аз, сурьма ЗЬ и висмут Вь
Всем этим элементам соответствует общая электронная формула я2р3, по мере увеличения 1 и главного квантового числа я утрачиваются неметаллические свойства элементов и р-элементы приобретают металлические свойства, хотя в полном смысле слова металлами их назвать нельзя. Металлические свойства сильнее всего выражены у висмута, в меньшей степени у сурьмы, а мышьяк только имеет вид металла в свободном состоянии и участвует в некоторых сплавах наряду с металлами.
Гибридизация орбиталей после перехода части я- и р-электронов на подуровень с/^ р3-+-5лр3й(1д5) для р-металлов, какими являются ЗЬ и В1, уже мало характерна и их преобладающее окислительное число равно +3.
423
Распространение в природе и получение в свободном состоянии.
р-Металлы УА-группы в природе встречаются редко, и содержание в земной коре сурьмы составляет 4« Ю-5, а висмута 2«10~5% (мае). В природе они встречаются в виде сульфидных руд и чаще всего сопутствуют другим металлам в полиметаллических рудах. Главными минералами, содержащими БЬ и Б\, являются сурьмяный блеск (антимонит) БЬ2Б3 и висмутовый блеск (висмутин) В12Б3.
Получению сурьмы и висмута предшествует концентрация их сульфидов, затем окисление серы и восстановление или вытеснение этих металлов, железом:
В^Бд + ЗРе^ЗРеБ + 2В1
В свободном виде БЬ и В1 имеют металлический блеск, но кристаллы их очень хрупки.
Применение р-металлов УА-группы. По физическим свойствам (табл. 13.10) БЬ и Вгне могут применяться как конструкционные материалы, но они входят как компоненты в сплавы цветных металлов.
Таблица 13.10. Некоторые физические и механические свойства р-металлов V группы
Металл Плот- Кристи ллическаи Температура, К Твер- Предел Модуль
ность, структура дость, текучести, упругости,
г/см3 НМ/ма МН/м2 Г'Н/ма
плавлении кипения
7,29 Ромбоэдрическая 903 1893 294 4,9 — 9,8 54,9
9,84 » 544,5 1700 94,2 4,9—19,6 34,1
Особенно ценны эти металлы для создания легкоплавких сплавов, так как они образуют эвтектики с другими металлами, сильно понижая их температуру плавления. Сплав Вуда содержит, %: В1 50; РЬ 25; Бп 13; С(1 12 и плавится при температуре 386К-Сплав Л-47 содержит, %: В1 45, РЬ 23, Бп 8, Со1 5 и 1п 19; его температура плавления 320К. Легкоплавкие сплавы необходимы для создания предохранительных систем (легкоплавкие пробки) и могут быть использованы как припои.
Сурьма с оловом образует антифрикционные сплавы — баббиты, которыми заливают подшипники скольжения. Система сплавов сурьма — олово эвтектическая, и кристаллы твердой сурьмы, вкрапленные в электрический сплав, создают точки опоры для шеек валов, опирающихся на подшипники. Мягкая эвтектика вытесняется и в образующихся микрозазорах хорошо удерживается смазка. В подшипниковые сплавы добавляется свинец, а иногда и активные металлы.
Свинец, содержащий сурьму, обладает повышенной твердостью—твердый свинец («хартблей»). Из такого свинца, в частности, отливают решетчатые пластины для свинцовых аккумуляторов.
