Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Общая характеристика р-металлов 4 группы побочной подгруппы. Олово, свинец.






Из элементов главной подгруппы 4 группы периодической системы элементов металлическими свойствами обладают олово и свинец. Они входят в состав нечетных рядов больших периодов и относятся к р- элементам.

Sn- 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2 (5 период)

Pb 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p6 (6 период)

Атомы этих металлов имеют на внешнем энергетическом уровне по 4 электрону (два спаренных s электрона и два p- электрона)

Следовательно в невозбужденном состоянии атома все элементы данной подгруппы проявляяют степень окисления +2. При переходе в возбужэденное состояние электронная конфигурация внешнего энергетического уровня приобретает состояние s1p3 с четырьмя не спаренными электронами. В возбужденном состоянии их степень окисления возрастает до +4. Соединения +2 являются восстановителями, а соединения со степенью окисления +4 – окислителями. Устойчивыми для олова являются соединения Sn(1V), а для свинца- Pb(11). Соли Sn(11) –сильные восстановители, а соединения Pb(1V) оказывают сильное окислительное действие.

Олово в обычных условиях устойчиво по отношению к воздуху и воде, а свинец окисляется, покрываясь синевато-серой пленкой:

2Pb+O2+CO2=PbO*PbCO3

Олово на воздухе покрывается тонкой оксидной пленкой SnO2, обладающей защитным действием. Они образуют два типа оксидов МеО и МеО2. В воде оксиды почти не растворимы, поэтому их гидроксиды получают действием щелочей на растворы соответствующих солей:

SnCl4+4NaOH= 4NaCl+Sn(OH)4

Pb(NO3)2+2NaOH=Pb(OH)2¯ +2NaNO3

При нагревании олово и свинец взаимодействуют с большинством не металлов: кислородом, серой, галогенами, углеродом. Для олова в соединениях более устойчива степень окисления +4, а для свинца +2. Поэтому при окислении этих металлов не металлами олово образует соединения типа SnO2, SnS2, SnCl4

Sn+O2=SnO2

Sn+2S=SnS2

Sn+2Cl2=SnCl4

3Sn+2N2=Sn3N4

3Sn+4P=Sn3P4

a Pb-свинец:

2Pb +O2=2PbO

Pb+S=PbS

Pb+Cl2=PbCl2

Нитрид состава Ме3N4 известен лишь для олова. Разбавленные соляная и серная кислоты действуют на олово очень медленно (из-за поверхностной пленки оксида) с образованием ионов Sn+2 и выделением Н2. Свинец в таких кислотах не растворяется, т.к. покрывается нерастворимыми продуктами окисления: хлоридом свинца и сульфатом свинца. Олово легко растворяется в концентрированной соляной и серной кислотах.

Sn+2HCl(k)=SnCl2+H2­

Sn+4H2SO4(k)=Sn (SO4)2+2SO2+4H2O

1 Sn-4e=Sn+4

2 SO-24+4H++2e=SO2+2H2O

Свинец растворяется в конц. серной кислоте при нагревании с образованием растворимой соли Pb(HSO4)2

Pb+3H2SO4=Pb(HSO4)2+SO2+2H2O

Разбавленной HNO3 олово окисляется в нитрат олова Sn(NO3)2, а свинец – в нитрат Pb(NO3)2, восстанавливая HNO3 в NO

3Sn+8HNO3(p) =3Sn(NO3)2=2NO­+4H2O

3Pb+8HNO3(p)=3Pb(NO3)2+2NO+4H2O

Олово и свинец образуют оксиды и гидроксиды в степенях окисления +2 и +4. Оксиды в степенях окисления +2 SnO и PbO и соответствующие им гидроксиды Sn(OH)2 и Pb(OH)2 - амфотерны, т.е. взаимодействуют как с кислотами, так и со щелочами.

SnO+2HCl=SnCl2+H2O

SnO+2KOH+H2O=K2[Sn(OH)4]

Sn(OH)2+2NaOH= Na2[Sn(OH)4]- тетрагидроксостанит натрия

Sn(OH)2+2HCl= SnCl2+2H2O

Pb(OH)4+2NaOH= Na2[Sn(OH)6] - гексагидроксостанит натрия

Sn(OH)4+4HCl=SnCl4+4H2O

В гидроксидах олова (11) и свинца (11) преобладают основные свойства, а в гидроксидах олова (4) и свинца (4) – кислотные. Гидроксиды олова (11) и свинца (11) называют оловянной и свинцовистой кислотами (H2SnO2, H2PbO2), а их соли –станнитами и плюмбитами. Гидроксиды олова (4) называется оловянистыми кислотами H2PbO3 (H4PbO4)- свинцовыми кислотами, а их соли станнатами и плюмбитами.

Для более устойчивыми являются соединения со степенью окисления +4. Поэтому соединения олово (11) легко окисляются и являются восстановителями SnSO4+2KMnO4+8H2SO4=5Sn(SO4)2+ 2MnSO4+K2SO4+8H2O

5 Sn+2-2e=Sn+4

2 MnO-4+8H++5e=Mn+2+4H2O

Для свинца, наоборот, наиболее типичны соединения со степенью окисления +2. Вследствие этого соединения свинца (4) проявляют себя как окислители (особенно диоксид свинца)

5PbO2+2Mn(NO3)2+6HNO3=5Pb(NO3)2+ 2HNMnO4+2H2O

5 PbO2=4H++2e=Pb+2+2H2O

5 Mn+2 +4H2O-5e=MnO4-+8H+

5PbO2+2OH++2Mn2++8H2O=5Pb2++2MnO4+10H2O

5PbO2+4H++2Mn+2=5Pb+2+2MnO-4+2H2O

Нахождение в природе и получение олово встречается в виде кислородного соединения оловянного камня, из которого и получается посредством восстановителя SnO2+2C=Sn+2CO

Наиболее важная руда, из которого добывается свинец- свинцовый блеск PbS:

Получение свинца:

1) обжиг 2PbS+3O2=2PbO+2SO2 в ходе которого сульфид свинца превращается в оксид.

2) Получающийся оксид свинца(11) подвергают плавке в смеси с коксом, в результате чего получают черновой свинец, который содержит примеси многих металлов и подвергается последующией очистке.

PbO+C=Pb+CO

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1) У какого р-элемента 4 группы периодической системы сильнее выражены металлические свойства. Какой из оксидов данных элементов более сильный воостановитель. Почему?

2) Сплав свинца с оловом нагревали с концентрированной азотной кислотой до прекращения реакции. Не растворившийся осадок был отфильтрован, высушен и прокален. Каков состав остатка? Что находится в растворе?

3) Почему приприготовлении раствора хлорида олова воду подкисляют соляной кислотой?

4) Написать формулы тетрагидроксостанната (11), гексагидроксостанната (4), гексагидроксоплюмбата (4), гексагидросоплюмбата (11).

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.