Олово и свинец (стр. 3 )

Если разложение проводить при более высоких температурах на открытом воздухе, продуктом реакции будет SnO2:

Как видно по реакции, приведенной выше, гидроксид олова (II) обладает восстановительными свойствами и при добавлении окислителей превращается в соединения олова (IV):

Оловянная кислота. Четырехвалентное олово не образует основания, его гидроксид обладает преимущественно кислотным характером и поэтому называется оловянной кислотой. Простейший способ получения этого вещества – окисление металлического олова горячей концентрированной азотной кислотой:

Другой метод заключается в сплавлении диоксида олова с щелочами, растворением образовавшегося вещества в воде и добавлением к полученному раствору какой-либо сильной кислоты:

В данных реакциях оловянная кислота выпадает в виде белого аморфного осадка, содержащего переменное количество воды. Истинная формула оловянной кислоты должна записываться как SnO2∙nH2O, но для простоты ей приписывают состав H2SnO3.

Ввиду того, что оловянная кислота принадлежит к числу очень слабых кислот и к тому же не обладает растворимостью в воде, она способна взаимодействовать только с сильными основаниями:

Свежеосажденная оловянная кислота может растворяться в концентрированных растворах сильных кислот:

На основании перечисленного выше можно сделать вывод, что оловянная кислота является амфотерным соединением с преобладанием кислотных свойств.

После длительного стояния оловянная кислота теряет способность взаимодействовать с сильными основаниями или кислотами, происходит так называемое «старение» осадка. Чтобы различить реакционноспособную и инертную формы, их стали обозначать α-оловянная кислота (взаимодействующая с щелочами и кислотами) и β-оловянная кислота. Химическая формула обеих форм одинакова – H2SnO3.

Еще одно химическое свойство оловянной кислоты заключается в ее термическом разложении, сопровождающемся превращением в диоксид олова:

В этом смысле олово ведет себя аналогично неметаллическим элементам главной подгруппы IV группы – углероду и кремнию, кислородсодержащие кислоты которых также распадаются при нагревании на диоксид и воду.

Соли олова. В этом разделе речь пойдет о солях, содержащих олово в качестве катиона. Так как олово проявляет два валентных состояния, оно образует два типа солей: от двухвалентного и четырехвалентного олова соответственно.

Соли олова (II) обычно получают растворением металлического олова, оксида или гидроксида в разбавленных кислотах:

Большинство солей олова (II) не имеет окраски, за исключением коричневого сульфида SnS, и хорошо растворимо в воде. Так как двухвалентному олову соответствует слабое основание, его соли, образованные от сильных кислот, подвержены в водном растворе гидролизу по катиону. Если не подавить гидролиз введением небольшого количества кислоты, соль может полностью разложиться с выпадением осадка гидроксида олова (II).

С химической точки зрения необходимо отметить, прежде всего, сильные восстановительные свойства солей двухвалентного олова. Например, хлорид олова (II) восстанавливает золото и серебро из растворов их солей, трехвалентное железо превращает в двухвалентное, дихроматы – в соли хрома (III), перманганат калия – в соли марганца (II) и т. д.:

Даже при простом контакте с воздухом растворенные соли двухвалентного олова постепенно окисляются кислородом до оловянной кислоты:

Поэтому практически все соединения олова (II) хранят в кристаллическом состоянии. Если для проведения какого-либо эксперимента необходим раствор соли двухвалентного олова, его готовят непосредственно перед опытом.

Заслуживает внимания возможность солей двухвалентного олова образовывать комплексные соединения:

Но склонность к комплексообразованию у двухвалентного олова выражена слабее по сравнению с аналогичными соединениями четырехвалентного олова.

Соли олова (IV). Солей с катионом Sn4+ существует гораздо меньше, чем солей двухвалентного олова: это, прежде всего, галогениды, сульфат и сульфид. Немногочисленность солей олова (IV) объясняется тем, что олово в валентности IV более склонно к образованию различных анионов.

Если галогениды и сульфат олова (IV) можно получить напрямую из соответствующих веществ, то сульфид приходится синтезировать косвенными методами: пропусканием сероводорода через слегка подкисленные растворы галогенидов четырехвалентного олова:

Аналогично солям двухвалентного олова соли олова (IV) в большинстве бесцветны. Лишь сульфид SnS2 окрашен в золотисто-желтый цвет, что позволяет использовать его при изготовлении сусального золота. Кроме того, он является единственной солью четырехвалентного олова, нерастворимой в воде. Остальные соли хорошо растворимы, но могут существовать только в подкисленных растворах, так как в нейтральных растворах они практически полностью гидролизуются до оловянной кислоты, а в щелочных – превращаются в станнаты:

Каких-либо заметных окислительных свойств соли четырехвалентного олова не проявляют, зато они легко присоединяют различные кислотные остатки с образованием комплексных соединений анионного типа:

Станниты. Станнитами называют соли, содержащие двухвалентное олово в составе кислотного остатка. Существует два типа таких солей: безводные станниты (оксосоли) с общей формулой Me2SnO2 (где Me – одновалентный металл) и комплексные* (гидроксосоли) Me2[Sn(OH)4].

Безводные станниты образуются при нагревании оксида двухвалентного олова с оксидами активных металлов или с расплавленными щелочами:

Реакцию необходимо проводить в инертной атмосфере во избежание окисления олова до четырехвалентного состояния.

Лучший способ получения комплексных станнитов – растворение гидроксида олова (II) в растворах щелочей:

Кроме того, гидроксостанниты образуются в результате реакции олова или оксида олова (II) с растворами щелочей:

Последними двумя реакциями обычно не пользуются, так как взаимодействие металлического олова или его оксида SnO с щелочами идет медленно.

С химической точки зрения станниты характеризуются, во-первых, небольшой устойчивостью, во-вторых, легкой окисляемостью. Например, комплексные станниты при длительном стоянии в растворе постепенно разлагаются с выделением осадка оксида олова (II) SnO:

Процесс разложения происходит при нагревании гидроксостаннитов в инертной атмосфере, только в данном случае в качестве продуктов реакции образуются безводные станниты:

Если же разложение проводить в присутствии кислорода, то одновременно с разложением комплексного соединения будет происходить окисление олова до четырехвалентного состояния:

И комплексные, и безводные станниты очень чувствительны к воздействию кислот (даже таких слабых, как угольная или сероводородная), которые разлагают их до соответствующих солей двухвалентного олова: