Олово и свинец (стр. 4 )

Как и все соединения двухвалентного олова, станниты проявляют сильные восстановительные свойства и легко окисляются под действием различных окислителей:

Станнаты – это кислородсодержащие соли, в которых четырехвалентное олово входит в состав кислотного остатка. Как и в случае подобных соединений двухвалентного олова, станнаты бывают двух типов: безводные с общей формулой Me2SnO3 (где Me – одновалентный металл) и комплексные Me2[Sn(OH)6].

Проще получаются безводные станнаты – необходимо диоксид олова обработать расплавом щелочи или растворить оловянную кислоту в водном растворе сильного основания:

Комплексные станнаты образуются при растворении металлического олова в кипящих концентрированных растворах щелочей или при окислении гидроксостаннитов:

При комнатной температуре оба вида станнатов устойчивы, но при нагревании комплексные соли отщепляют воду и превращаются в безводные:

Поскольку станнаты являются производными от слабой кислоты, они легко разлагаются более сильными кислотами, причем добавление разбавленных кислот приводит к выпадению осадка оловянной кислоты, а концентрированных кислот – к образованию солей четырехвалентного олова:

Восстановительных свойств станнаты не могут проявлять в принципе, так как для олова валентность IV является максимальной. А окислительные свойства для них не характерны, поэтому даже длительное нагревание в присутствии восстановителей не приводит в большинстве случаев к восстановлению олова, входящего в состав станнатов, до двухвалентного или металлического состояния.

Соединения свинца

Свинец способен проявлять валентности II и IV, но в отличие от олова он в подавляющем большинстве случаев двухвалентен. Соединения четырехвалентного свинца получаются с большим трудом и проявляют сильные окислительные свойства.

Оксид свинца (II) (свинцовый глет) PbO образуется в результате непосредственного соединения простых веществ либо термического разложения гидроксида или некоторых кислородсодержащих солей двухвалентного свинца:

Он представляет собой кристаллическое или аморфное вещество (в зависимости от способа получения), чаще всего окрашенное в желтый цвет, хотя в ряде случаев образуется серая модификация. Оксид свинца (II) легко реагирует с кислотами, с щелочами реакция идет в незначительной мере:

Следовательно, PbO является амфотерным оксидом с преобладанием основных свойств. Необходимо отметить, что оксид свинца (II) взаимодействует только с теми кислотами, с которыми он образует хорошо или умеренно растворимые соли. В противоположном случае на поверхности оксида образуется пленка из плохо растворимой соли, препятствующей дальнейшему протеканию реакции.

Из-за своей амфотерности оксид двухвалентного свинца может соединяться как с кислотными оксидами, так и с оксидами щелочных или щелочноземельных металлов:

С водой оксид свинца (II), как и все оксиды малоактивных металлов, не взаимодействует ни при обычных условиях, ни при повышенных температурах.

Осторожно нагревая PbO на воздухе до 400-500оС, его можно частично окислить и перевести в промежуточный оксид Pb3O4, в молекуле которого два атома свинца находятся в двухвалентном состоянии, а один – в четырехвалентном:

Зато при нагревании вместе с такими восстановителями, как водород, углерод, угарный газ, он легко восстанавливается до металла:

Оксид свинца (IV) PbO2 получают окислением солей двухвалентного свинца хлором, бромом в щелочной среде или разложением промежуточного оксида Pb3O4 под действием азотной кислоты:

Диоксид свинца представляет собой черный порошок, нерастворимый в воде, но незначительно растворимый в некоторых кислотах. Гораздо лучше он соединяется с расплавленными щелочами или с оксидами активных металлов:

С водными растворами щелочей реакция идет медленнее:

Следовательно, оксида свинца (IV) обладает амфотерными свойствами с преобладанием кислотного характера.

Термически PbO2 неустойчив и при нагревании начинает отщеплять кислород, превращаясь либо в промежуточный оксид Pb3O4, либо в оксид двухвалентного свинца PbO:

Но, пожалуй, самыми важными для диоксида свинца являются его сильные окислительные свойства. Большинство веществ окисляются оксидом четырехвалентного свинца при комнатной температуре или при незначительном нагревании: концентрированная соляная кислота – до газообразного хлора; соли двухвалентного марганца – до марганцевой кислоты; соли трехвалентного хрома – до хромовой кислоты и т. д.:

Если диоксид свинца растирать с легко воспламеняющимися веществами, то реакция сопровождается появлением пламени.

Промежуточный оксид свинца (свинцовый сурик) имеет состав Pb3O4 и представляет собой соединение, в котором два атома свинца проявляют валентность II, а один – IV. Поэтому его формулу иногда записывают как 2PbO∙PbO2. С другой точки зрения, поскольку для двухвалентного свинца более характерны основные свойства, а для четырехвалентного – кислотные, промежуточный оксид можно рассматривать как свинцовую соль ортосвинцовой кислоты – ортоплюмбат свинца (II) Pb2PbO4.

Получают Pb3O4 окислением оксида двухвалентного свинца кислородом воздуха при температурах 400-500оС или частичным разложением оксида четырехвалентного свинца при 300-400оС:

Сурик представляет собой ярко-красный порошок, нерастворимый в воде. При прокаливании выше 500оС он начинает разлагаться с выделением кислорода, превращаясь в оксид двухвалентного свинца (реакция, обратная получению сурика из PbO).

С неокисляемыми кислотами и щелочами промежуточный оксид, как правило, не взаимодействует, зато он разлагается азотной кислотой до нитрата свинца (II) и диоксида свинца:

Поскольку в состав сурика входит четырехвалентный свинец, Pb3O4 проявляет сильные окислительные свойства, например сульфиты под действием сурика переходят в сульфаты; нитриты – в нитраты и т. д.:

Гидроксид свинца(II) Pb(OH)2 является слабым основанием, которое выпадает в виде белого осадка при добавлении разбавленных щелочей к растворам солей двухвалентного свинца:

Концентрированных растворов щелочей стараются избегать, иначе образующийся гидроксид свинца будет связываться избытком сильного основания в хорошо растворимое комплексное соединение – тетрагидроксоплюмбат(II).

Являясь амфотерным соединением, гидроксид свинца (II) реагирует как с сильными кислотами, так и с концентрированными щелочами: