Соединения германия, олова, свинца

С водородом Ge, Sn, Pb не взаимодействуют. Германоводород, или моногерман, получают по реакции, аналогичной по­лучению силана:

При этом образуются Ge₂H₆ и Ge₃H₈. Моногерман GeH4 – газ; гидриды – Ge₂H₆ и Ge₃H₈ – жидкости. Гидрид олова (станнан) SnH₄ (газ) малоустойчив. Еще менее устойчив ги­дрид свинца РbН₄, который нельзя выделить в виде индиви­дуального вещества. Германиты и станниты как производные низших степеней окисления являются сильными восстанови­телями:

При нагревании Ge и Sn в присутствии кислорода полу­чают диоксиды: GeО2 и SnО2. При нагревании свинца на воз­духе образуется желтый монооксид РbО и ярко-красный Рb₃О₄ (сурик).

При действии азотной кислоты на су­рик образуется PbO₂:

В лаборатории PbO₂ получают:

Оксид свинца (IV) PbO₂ – темно-коричневый порошок. Это сильный окислитель.

В ряду Ge – Sn – Pb происходит увеличение стабильности низшей степени окисления в полном соответствии с нараста­нием металлических свойств. Оксиды GeO и SnO менее ста­бильны, чем РbО.

Оксид олова SnO при 400 °С начинает диспропорционировать:

Все оксиды элементов подгруппы германия малораст­воримы в воде, поэтому соответствующие им гидроксиды Э(ОН)₂ и Э(ОН)₄ амфотерны. Схемы равновесия в насыщен­ных растворах гидроксидов олова (II), (IV) и свинца (II) (IV) отражены ниже:

Аналогична схема равновесия для гидроксидов свинца. Добавление кислоты приводит к смещению равновесия влево (диссоциация по основному типу) вследствие течения про­цессов:

Добавление щелочи приводит к смещению равнове­сия вправо (диссоциация по кислотному типу) вследствие те­чения процессов:

При этом образуются соли катионного и анионного ти­пов. Гидролиз солей олова и свинца протекает с образованием основных солей:

Большинство солей олова хорошо растворяются в воде. Сульфиды олова SnS (бурого цвета) и SnS₂ (желтого цвета) нерастворимы в воде. Растворимы Pb(NО₃)₂ и Рb(СН3СОО)₂ в горячей воде растворимы РbС1₂ и РbI₂. Нерастворимы PbSО₄ (белого цвета), РbСrО⁴ (желтого цвета), PbS (черного цвета).

В зависимости от степени окисления соединения под­группы германия могут быть:

1. – только восстановителями;

2. и – окислителями и восстановителями;

3. – только окислителями.

Соединения германия (II) и олова (II) являются сильными восстановителями, а для солей свинца (II), в отличие от солей олова (II), восстановительные свойства нехарактерны, в то время как соединения свинца (IV) – сильные окислители:

а) гидриды (Э^–4), являясь сильными восстановителями, окисляются кислородом воздуха (самовоспламеняются):

б) – восстановитель:

в) – окислитель:

Г) – только окислители:

Применение

Германий широко используется как полупро­водник. Почти половина производимого олова идет на из­готовление жести, главным потребителем которой является производство консервов. Значительное количество олова рас­ходуется на получение сплавов – бронзы (медь + 10 – 20% Sn). Оксид олова (IV) применяется для изготовления полупроводни­ковых сенсоров. Химические полупроводниковые сенсоры – чувствительные элементы на основе SnО₂, In₂O₃, ZnO, TiO, преобразующие энергию химического процесса в электри­ческую. Взаимодействие определяемого газа (О₂, СО, NО₂) с чувствительным материалом сенсора вызывает обратимое изменение его электропроводности, которое регистрируется электронным устройством.

30