Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекция IV группа главная подгруппа.doc
Скачиваний:
5
Добавлен:
01.03.2025
Размер:
503.81 Кб
Скачать

Германий, олово, свинец Нахождение в природе

Содержание в земной коре: германий – 10–4%, олово – 8  10–3%, свинец – 1,6  10–3%. Это малораспространен­ные элементы. Олово и свинец были известны еще до новой эры. Германий открыли в конце XIX в.

Сульфид германия GeS2 встречается как примесь к сульфидам цинка, меди, се­ребра. Источником соединений германия служит зола неко­торых сортов каменного угля. Важнейшие минералы олова и свинца: SnО2 – касситерит (оловянный камень) и PbS – га­ленит (свинцовый блеск). Свинец – продукт радиоактивного распада урана и тория.

Получение

Начальная стадия производства германия – извлечение его соединений из природных образований (от­ходы цинкового производства). Германий восстанавливают водородом из оксидов:

Для получения германия высокой чистоты используют зонной плавки. Производство олова и свинца включает ста­дию обогащения руды, проводимую обычно методом флота­ции. Олово также получают восстановлением его оксида олова (IV):

Для получения свинца сначала подвергают обжигу его сульфид:

Затем восстанавливают PbO оксидом углерода:

Физические свойства

Германий – хрупкое с металличе­ским блеском вещество. По свойствам занимает промежуточ­ное положение между металлами и неметаллами.

Олово – серебристо-белый легкоплавкий металл при обычных условиях. При температурах ниже 13 °С устойчиво -Sn, хрупкое и твердое. В области температур 14 – 173 °С существует β-Sn – металлическое олово. Третья форма γ-Sn устойчива выше 173 °С.

Свинец – мягкий легкоплавкий металл с голубоватым оттенком.

Рассматриваемые эле­менты отличаются от углерода (и отчасти от кремния) тем, что образование их многих химических соединений описывает sp3d2-гибридизация. Для этих элементов характерны октаэдрические комплексы. Примерами таких комплексов явля­ются , , , .

Химические свойства

Отличие свинца от германия и олова проявляется во взаимодействии с концентрированной азотной кислотой:

германиевая кислота

β-оловянная кислота

(получающиеся кислоты фактически имеют состав ( )

Взаимодействие олова с очень разбавленной азотной кис­лотой протекает по уравнению реакции:

С кислотами, не являющимися окислителями, германий не взаимодействует, а олово реагирует с выделением водорода:

Соляная и разбавленная серная кислоты пассивируют сви­нец за счет образования нерастворимых в воде пленок РbС12 и PbSО4. Оксидная пленка на свинце рыхлая и не защищает металл от воздействия окислителей. Поэтому свинец хорошо растворяется в кислотах, анионы которых не образуют с ним труднорастворимых солей, например, в HNО3 и СН3СООН:

С растворами щелочей олово и свинец реагируют лишь при нагревании, образуя соответствующие гидроксокомплексы:

тетрагидроксостаннит калия

Эта реакция подтверждает амфотерную природу олова и свинца. Германий взаимодействует со щелочами только в при­сутствии окислителей: