Оксиды, гидроксиды и соли олова (II) и свинца (II); их получение и свойства. Солеобразные оксиды свинца.

Оксид олова(II) — неорганическое бинарное химическое соединение олова и кислорода, химическая формула SnO, черно-синие кристаллы (по другим данным коричневато-чёрные).

Оксид олова является полупроводником, тип проводимости которого зависит от примесей и способа получения.

Оксид олова получают осторожным разложением в инертной атмосфере гидроокиси олова:

Из диоксида олова:

В лабораторных условиях оксид олова часто получают осторожным нагревом оксалата олова(II) в инертной атмосфере:

С помощью твёрдотельной реакции из хлорида олова(II):

Оксид олова(II) устойчив на воздухе, амфотерен с преобладанием основных свойств. Мало растворим в воде и разбавленных растворах щелочей.

Гидроксид олова(II) — неорганическое соединение, гидроокись олова формулой Sn(OH)₂, гелевидный белый осадок, плохо растворимый в воде, проявляет амфотерные свойства.

Получают осаждением щелочами из раствора солей двухвалентного олова:

Гидроксид олова(II) образует гелевидный белый осадок, плохо растворимый в воде, устойчивый в интервале p H 2, 5÷ 10, 5.

Химические свойства

· При нагревании легко теряет воду:

· Проявляет амфотерные свойства, растворяется в кислотах:

· и щелочах:

Хлорид олова(II) (SnCl₂) — белый порошок. Плавится и кипит без разложения. При стоянии на воздухе постепенно гидролизуется влагой и окисляется O₂. Хорошо растворяется в малом количестве воды, при разбавлении раствора выпадает в осадок. Соль SnCl₂ ∙ 2H₂O имеет строение [Sn(H₂O)Cl₂] ∙ 2H₂O («оловянная соль»). Реагирует со щёлочами, гидратом аммиака. Сильный восстановитель, слабый окислитель.

Получение

· Кристаллизация водного раствора хлористого олова;

· Растворение олова в соляной кислоте;

· Нагревание олова в токе хлористого водорода.

Оксид свинца(II) — бинарное неорганическое соединение металла свинца и кислорода с формулой PbO, красные или жёлтые кристаллы, плохо растворимые в воде.

Получение:

· Пропуская воздух через расплавленный свинец:

· Нагревание гидроксида свинца:

· Нагревание карбоната свинца:

· Разложение нитрата свинца:

· Разложение диоксида свинца:

· Окисление сульфида свинца:

Оксид свинца(II) диамагнитен, обладает полупроводниковыми свойствами, тип проводимости зависит от состава.

Химические свойства:

· Проявляет амфотерные свойства, реагирует с кислотами:

· и щелочами:

· Во влажном состоянии поглощает углекислоту с образованием основной соли:

· Окисляется кислородом:

· Бромом в водной суспензии окисляется до диоксида свинца:

Гидроксид свинца(II) — неорганическое соединение, гидроокись металла свинца с формулой Pb(OH)₂, белое аморфное вещество или прозрачные кристаллы, плохо растворимые в воде.

Получение

· Осаждение щелочью растворимой соли двухвалентного свинца:

· Окисление свинца в присутствии воды при нагревании:

Химические свойства:

· При нагревании разлагается:

· Проявляет амфотерные свойства, реагирует с кислотами:

· и щелочами:

· Поглощает углекислоту с образованием основной соли:

· В щелочной среде окисляется перекисью водорода:

Соли свинца(II):

Сульфа́ т свинца́ (II) (свинцовый купорос) — PbSO₄. В природе распространён как минерал англезит. Применяется как компонент пигментов. Образуется в свинцово-кислотных аккумуляторных батареях при разряде.

Температура плавления: 1170 °C (с разложением). Практически не растворим в воде.

Нитрат свинца(II) (динитрат свинца) — неорганическое химическое соединение с химической формулой Pb (NO₃)₂. В обычном состоянии — бесцветные кристаллы или белый порошок. Хорошо растворим в воде.

Динитрат свинца не встречается в природе. Промышленные и лабораторные методы его получения сводятся к растворению в разбавленной азотной кислоте свинца, его оксида или гидроксида:

кислоту берут с избытком для подавления гидролиза и снижения растворимости нитрата свинца.

При очистке азотной кислотой отходов, содержащих свинец, например, при обработке свинцово-висмутных отходов на заводах, образуется динитрат свинца как побочный продукт. Эти соединения используются в процессе цианирования золота.

Ацетат свинца(II) (свинец уксуснокислый) — химическое соединение, свинцовая соль уксусной кислоты. Химическая формула: Pb(CH₃COO)₂. Образует кристаллогидраты: Pb(CH₃COO)₂·3H₂O (свинцовый сахар) и Pb(CH₃COO)₂·10H₂O.

В нормальных условиях представляет собой прозрачные кристаллы. Тригидрат имеет сладкий вкус, однако, как и другие соединения свинца, он сильно токсичен.

Ацетат свинца(II) получают взаимодействием уксусной кислоты с оксидом или карбонатом свинца(II):

Также можно растворить в уксусной кислоте свинец при нагревании и в присутствии кислорода (воздуха):

При выпаривании раствора ацетат свинца(II) выпадают кристаллы тригидрата Pb(CH₃COO)₂·3H₂O. Для получения кристаллов безводного ацетата свинца необходимо проводить упаривание при большом избытке уксусной кислоты.

Цена на ацетат свинца категории «чистый» около 5500 $/т.

Образует бесцветные прозрачные кристаллы. Безводный ацетат свинца плавится при 280 °С с частичной возгонкой и разложением на Pb, CO₂, H₂O и ацетон.

Хромат свинца(II) — неорганическое соединение, соль металла свинца и хромовой кислоты с формулой PbCrO₄, жёлтые кристаллы, не растворимые в воде.

Получение

· В природе встречается минерал крокоит — хромат свинца с примесями серебра и цинка.

· Действие хромата калия на нитрат свинца:

Химические свойства:

· Растворяется в концентрированных кислотах:

· и щелочах:

Солеобразные оксиды – это двойные оксиды, в состав которых входят атомы одного металла в разных степенях окисления.

Металлы, проявляющие в соединениях несколько степеней окисления, образуют двойные, или солеобразные оксиды. Например, Pb₃O₄,

От гидрата оксида свинца (IV), как от кислоты, и Pb(OH₂), как основания, могут быть получены два двойных оксида Pb₂O₃, Pb₃O₄ (сурик), которые можно рассматривать как соли. Первый является свинцовой солью метасвинцовой кислоты (H₂PbO₃), а второй – ортосвинцовой кислоты (H₄PbO₄).

Солеобразные оксиды не проявляют ни кислотных, ни основных свойств. Ведь данные свойства сводятся к образованию солей, а солеобразные оксиды – это уже соли.

23. Диоксиды олова и свинца; химические свойства и методы получения. Гидроксиды и галогениды олова (IV) и свинца (IV) – получение и свойства.

Диоксид (или двуокись) олова Sn0₂ встречается в природе и может быть получен искусственно сжиганием металла на воздухе или окислением его азотной кис­лотой с последующим прокаливанием полученного продукта. При­меняется диоксид олова для приготовления белых глазурей и эмалей.

Гидроксиды олова (IV) называются оловянными кислотами и известны в двух модификациях: в виде а-оловянной кислоты и в виде р-оловянной кислоты.

а-Оловянная кислота H₂Sn0₃ может быть получена действием водного раствора аммиака на раствор хлорида олова (IV)г.

SnCI₄ + 4NH₄OH = H₂Sn0₃{. + 4NH₄CI + H₂0

Выпадающий белый осадок при высушивании постепенно те­ряет воду, превращаясь в диоксид олова. Таким образом, кислоты определенного состава получить не удается. Поэтому приведенная выше формула ос-оловянной кислоты является лишь простейшей из возможных. Правильнее было бы изобразить состав этой кис­лоты формулой mSn0₂-ttH₂0.

а-Оловянная кислота легко растворяется в щелочах, образуя соли, содержащие комплексный анкон [Sn(OH)6]²~ и называемые гидроксостаннатами:

H₂Sn0₃ + 2NaOH + Н₂0 = Na₂[Sn(OH)₆]

Гидроксостаннат натрия выделяется из растворов в виде кри­сталлов, состав которых можно выразить формулой Na₂Sn0₃-3H₂0. Эта соль применяется в качестве протравы в красильном деле и для утяжеления шелка. Шелковые ткани, обработанные перед Крашением растворами соединений олова, иногда содержат, до 50 (масс.) олова,

Кислоты также растворяют а-оловянную кислоту с образова­нием солей олова (IV).

H₂Sn0₃ + 4НС1 SnCl₄ + 3H₂0

При избытке соляной кислоты хлорид олова(IV) присоединяет две молекулы хлороводорода, образуя комплексную гексахлорооловянную (или оловянохлористоводородную) кислоту Н₂ [SnCl₆]«Аммонийная соль этой кислоты (NH₄)₂ [SnCU] имеет то же приме­нение, что и гидроксостаннат натрия.

Р-Оловянная кислота получается в виде белого порошка при действии концентрированной азотной кислоты на олово. Состав ее столь же неопределенен, как и состав а-оловянной кис­лоты. В отличие от а-оловянной кислоты, она не растворяется ни в кислотах, ни в растворах щелочей. Но путем сплавления со ще­лочами можно перевести ее в раствор в виде станната. а-Оловянная кислота при хранении ее в соприкосновении с раствором, из которого она выделилась, постепенно тоже превращается в р-оловянную кислоту.

Галогениды олова(IV) ближе к галогенангидридам, чем к солям. Их гидролиз протекает вплоть до образования гидроксида, который за счет полимеризации переходит в SnO₂nH× ₂O.

SnCl₄+ 4H₂O = Sn(OH)₄+ 4HCl

Тетрагалогениды также взаимодействуют с основными галогенидами:

SnF₄+ 2KF = K₂[SnF₆]

Диоксид (или двуокись) свин­ца РЬ0₂ — темно-бурый порошок, образующийся при действии сильных окислителей на оксид или соли свинца (II). Диоксид свинца представляет собой амфотерный оксид с преобладанием кислотных свойств.

Основные свойства диоксида свинца проявляются в образова­нии очень нестойких солей свинца (IV). Так, при действии на диоксид свинца соляной кислоты в первый момент образуется хло- рид свинца(IV) РЬС1₄, который, однако, легко отщепляет хлор, переходя в хлорид свинца (II) РЬС1₂:

Pb0₂ + 4НС1 = РЬС1₄ + 2Н₂0 РЬС1₄ = РЬС1₂ + Cl₂f

Все соединения свинца (IV) сильные окислители.

Из галогенидов свинца(IV) известны только фторид и хлорид.

Фторид свинца (IV) PbF₄ имеет кристаллическую слоистую решетку и, в отличие от хлорида, устойчив. PbCl₄ представляет собой маслянистую жидкость желтого цвета, крайне неустойчив, получается при глубоком охлаждении продуктов реакции оксида свинца(IV) с концентрированной хлороводородной кислотой.

Хлорид свинца (IV) PbCl₄. Желтая маслянистая жидкость, дымящая на воздухе. Взрывается при 105°С. Мало растворим в концентрированной серной кислоте, растворяется в бензоле. Гидролизуется водой. Присоединяет аммиак. Получают действием хлороводородной кислоты на диоксид свинца.

24. Азот. Причины инертности молекулярного азота. Аммиак – строение молекулы, способы получения, свойства. Соли аммония, их свойства. Нитриды.

Азот — двухатомный газ без цвета, вкуса и запаха. Один из самых распространённых элементов на Земле. Химически весьма инертен, однако реагирует с комплексными соединениями переходных металлов. Основной компонент воздуха (78, 09 % объёма), разделением которого получают промышленный азот, (более ¾ идёт на синтез аммиака). Применяется как инертная среда для множества технологических процессов; жидкий азот — хладагент.