Хімічний елемент олово: властивості та характеристики

Хімічний елемент олово: властивості та характеристики

Хімічний елемент олово є одним із семи древніх металів, які відомі людству. Цей метал входить до складу бронзи, що має величезне значення. В даний час хімічний елемент олово втратив затребуваність, але його властивості заслуговують детального розгляду і вивчення.

Що собою являє елемент

Розташовується він у п 'ятому періоді, в четвертій групі (головній підгрупі). Подібне розташування свідчить про те, що хімічний елемент олово - амфотерна сполука, здатна проявляти і основні, і кислотні властивості. Відносна атомна маса становить 50, тому його вважають легким елементом.

Особливості

Хімічний елемент олово є пластичною, ковкою, легкою речовиною сріблястого білого кольору. У міру експлуатації він втрачає свій блиск, що вважають мінусом його характеристик. Олово - метал розсіяний, тому існують складнощі з його видобутком. Елемент має високу температуру кипіння (2600 градусів), низьку температуру плавлення (231,9 С), велику електричну провідність, відмінну ковкість. У нього високий опір розриву.

Олово - елемент, який не володіє токсичними властивостями, не має негативного впливу на організм людини, тому затребуваний у харчовому виробництві.

Яка ще має властивість олово? При виборі даного елемента для виготовлення посуду і водного трубопроводу не доведеться побоюватися за свою безпеку.

Знаходження в організмі

Чим ще характеризується олово (хімічний елемент)? Як читається його формула? Ці питання розглядаються в курсі шкільної програми. У нашому організмі цей елемент розташовується в кістках, сприяючи процесу регенерації кісткової тканини. Його відносять до макроелементів, тому для повноцінної життєдіяльності, людині достатньо від двох до десяти мг олова на добу.

В організм цей елемент потрапляє в більшій кількості з їжею, але кишечник засвоює не більше п 'яти відсотків надходжень, тому ймовірність отруєння мінімальна.

При нестачі даного металу відбувається уповільнення зростання, відбувається втрата слуху, змінюється склад кісткової тканини, спостерігається облисіння. Отруєння викликається поглинанням пилу або парів цього металу, а також його сполук.

Основні властивості

Щільність олова має середню величину. Метал відрізняється високою корозійною стійкістю, тому його застосовують у народному господарстві. Наприклад, олово затребуване при виготовленні консервних банок.

Чим ще характеризується олово? Застосування цього металу ґрунтується також на його здатності об 'єднувати різні метали, створюючи стійке до агресивних середовищ, зовнішнє середовище. Наприклад, сам метал необхідний для луження предметів побуту і посуду, а його припої потрібні для радіотехніки та електрики.

Характеристики

За своїми зовнішніми характеристиками цей метал аналогічний алюмінію. В реальності схожість між ними незначна, обмежується тільки легкістю і металевим блиском, стійкістю до хімічної корозії. Алюміній проявляється амфотерні властивості, тому легко вступає в реакцію з лужами і кислотами.

Наприклад, якщо на алюміній діє оцтова кислота, спостерігається хімічна взаємодія. Олово ж здатне взаємодіяти тільки з сильними концентрованими кислотами.

Переваги і недоліки олова

Даний метал практично не використовується в будівництві, оскільки не відрізняється високою механічною міцністю. В основному в даний час використовують не чистий метал, а його сплави.

Виділимо основні переваги даного металу. Особливе значення має ковкість, її використовують у процесі виготовлення предметів побуту. Наприклад, естетично виглядають підставки, світильники, виконані з даного металу.

Олов 'яне покриття дозволяє істотно знижувати тертя, завдяки чому виріб захищено від передчасного зносу.

Серед основних недоліків даного металу можна згадати його незначну міцність. Олово непридатне для виготовлення частин і деталей, що передбачають суттєві навантаження.

Видобуток металу

Плавлення олова здійснюється за невисокої температури, але через труднощі його видобутку метал вважається дорогою речовиною. Через низьку температуру плавлення при нанесенні олова на поверхню металу можна отримати істотну економію електричної енергії.

Структура

Метал має однорідну структуру, але, залежно від температури, можливі різні його фази, що відрізняються за характеристиками. Серед найпоширеніших модифікацій цього металу відзначимо лід-варіант, що існує при температурі 20 градусів. Теплопровідність, його температура кипіння, є основними характеристиками, що приводяться для олова. При зниженні температури від 13,2 С утворюється лід-модифікація, іменована сірим оловом. Ця форма не володіє пластичністю і ковкістю, має меншу щільність, оскільки володіє іншою кристалічною решіткою.

При переході з однієї форми в іншу спостерігається зміна обсягу, оскільки існує різниця в щільності, в результаті чого відбувається руйнування олов 'яного виробу. Таке явище називають "олов 'яною чумою". Така особливість призводить до того, що істотно зменшується область використання металу.

У природних умовах олово можна знайти у складі гірських порід у вигляді розсіяного елемента, крім того відомі його мінеральні форми. Наприклад, у каситериті міститься його оксид, а в олов 'яному колчедані - його сульфід.

Виробництво

Перспективними для промислової переробки вважають олов 'яні руди, в яких вміст металу не менше 0,1 відсотка. Але в даний час експлуатують і ті родовища, в яких вміст металу складає всього 0,01 відсотка. Для видобутку мінералу застосовують різні способи, враховуючи специфіку родовища, а також його різновид.

В основному олов 'яні руди представлені у вигляді пісків. Видобуток зводиться до його постійної промивки, а також до концентрування рудного мінералу. Корінне родовище розробляти набагато складніше, оскільки необхідні додаткові споруди, будівництво та експлуатація шахт.

Концентрат мінералу перевозять на завод, що спеціалізується на плавці кольорового металу. Далі здійснюється багаторазове збагачення руди, подрібнення, потім промивання. Рудний шлих відновлюють, скориставшись спеціальними печами. Для повного відновлення олова цей процес проводять кілька разів. На завершальному етапі здійснюють процес очищення від домішок чорнового олова, використовуючи термічний або електролітичний спосіб.

Використання

В якості основної характеристики, що дозволяє застосовувати олово, виділяють його високу корозійну стійкість. Даний метал, а також його сплави є одними з найбільш стійких сполук по відношенню до агресивних хімічних речовин. Більше половини всього олова, виробленого в світі, застосовується для виготовлення білої жерсті. Цю технологію, пов 'язану з нанесенням на сталь тонкого шару олова, почали застосовувати для захисту від хімічної корозії консервних банок.

Здатність олова до розкочування використовується для виробництва з нього тонкостінних труб. Через нестійкість цього металу до низьких значень температур його побутове використання досить обмежене.

У сплавів олова значення теплопровідності істотно нижче, ніж у сталі, тому їх можна застосовувати для виробництва умивальників і ванн, а також для виготовлення різної сантехнічної фурнітури.

Олово підходить для виробництва незначних декоративних і побутових предметів, виготовлення посуду, створення оригінальних ювелірних прикрас. Цей неяскравий і ковкий метал при об 'єднанні з міддю давно став одним з найбільш улюблених матеріалів скульпторів. Бронза об 'єднує в собі високу міцність, стійкість до хімічної та природної корозії. Цей сплав затребуваний як декоративний і будівельний матеріал.

Олово є тонально-резонансним металом. Наприклад, при його з 'єднанні зі свинцем отримують сплав, що застосовується для виготовлення сучасних музичних інструментів. З давніх часів відомі бронзові дзвони. Для створення органних труб застосовують сплав олова зі свинцем.

Ув 'язнення

Збільшення уваги сучасного виробництва до питань, пов 'язаних з охороною навколишнього середовища, а також до проблем, пов' язаних зі збереженням здоров 'я населення, вплинуло на склад матеріалів, що застосовуються у виготовленні електроніки. Наприклад, зріс інтерес до технології безсвінцевого процесу пайки. Свинець є матеріалом, що приносить істотну шкоду здоров 'ю людини, тому його перестали застосовувати в електротехніці. Посилилися вимоги до пайки, замість небезпечного свинцю стали використовувати сплави олова.

Чисте олово практично не використовується в промисловості, оскільки виникають проблеми з розвитком "олов 'яної чуми". Серед основних сфер застосування даного рідкісного розсіяного елемента виділимо виготовлення надпровідних проводів.

Покриття чистим оловом контактних поверхонь дозволяє збільшувати процес пайки, захищати метал від процесу корозії.

В результаті переходу на безсвінцеву технологію багатьох виробників стали ними почало використовуватися натуральне олово для покриття контактних поверхонь і висновків. Подібний варіант дозволяє за прийнятною вартістю отримувати якісне захисне покриття. Завдяки відсутності домішок, нова технологія не тільки вважається екологічно безпечною, а й дає можливість отримувати відмінний результат за прийнятною вартістю. Саме олово виробники вважають перспективним і сучасним металом в електротехніці, радіоелектроніці.