Каким свойством обладает олово
Олово — металл, служивший человеку с незапамятных времен. Физические свойства олова обеспечили его основополагающую роль в истории человечества. Без него невозможно существование бронзы, остававшейся на протяжении многих веков единственным сплавом, из которого человек изготовлял практически все — от орудий труда до ювелирных украшений.
Олово – металл использующийся человеком с давних времен
Физические свойства олова
При нормальном давлении и температуре 20°C олово идентифицируется как металл с блеском бело-серебристого цвета. Медленно тускнеет на воздухе вследствие образования оксидной пленки.
Для олова, как и для всех металлов, характерна непрозрачность. Свободные электроны металлической кристаллической решетки заполняют межатомное пространство и отражают световые лучи, не пропуская их. Поэтому находясь в кристаллическом состоянии, металл имеет характерный блеск, а в порошкообразном виде этот блеск утрачивает.
Обладает отличной ковкостью, т. е. легко подвергается обработке с помощью давления. Ковкость олову придает его высокая пластичность в сочетании с низким сопротивлением деформации. Пластичность металла позволяет раскатать его в тонкую фольгу, называемую станиолем или оловянной бумагой. Ее толщина колеблется от 0,008 до 0,12 мм. Ранее станиоль находил применение в качестве подложки при изготовлении зеркал и в электротехнике при производстве конденсаторов, пока не был полностью вытеснен алюминиевой фольгой.
У олова свойства достаточно мягкого металла. Его твердость по шкале Бринелля составляет 3,9–4,2 кгс/мм².
Относится к легкоплавким металлам. Температура плавления олова – 231,9°C – способствует быстрому извлечению его из руды. Олово просто сплавляется с другими металлами, что обеспечивает его обширное применение в промышленности.
Плотность при температуре 20°C составляет 7,29 г/см³. По этому показателю олово в 2,7 раза тяжелее алюминия, но легче серебра, золота, платины и приближено к плотности железа (7,87 г/см³).
Металл закипает при высокой температуре, равной 2620°C, долго оставаясь жидким в расплаве.
Химически чистое олово при обычной температуре обладает незначительной прочностью. При растяжении предел механической прочности составляет всего 1,7 кгс/мм², а относительное удлинение – 80–90%. Эти характеристики говорят о том, что деформировать оловянный прут можно без особых усилий в разных направлениях. При этом смещение слоев кристаллической решетки металла относительно друг друга сопровождается специфичным треском.
Полиморфизм олова
Полиморфизм (аллотропия) — физическое явление, основанное на перестроении атомов или молекул веществ в твердом состоянии, что влечет за собой изменение их свойств. Каждая полиморфная модификация устойчиво существует только в строго определенном интервале значений температур и давлений.
Любой металл обладает специфической кристаллической решеткой. При изменении внешних физических условий кристаллическая решетка может меняться. Полиморфизм металлов используют при их термической обработке в промышленности.
Олово – металл по разному реагирующий на химические воздействия
Химические свойства олова определяются его положением в периодической системе элементов Д. И. Менделеева и предусматривают амфотерность, т. е. способность проявлять как основные, так и кислотные свойства. Напрямую зависят от полиморфизма олова физические свойства.
Для металла известны три аллотропные модификации: альфа, бета и гамма. Полиморфная перестройка кристаллических решеток возможна вследствие изменения симметрии электронных оболочек атомов под воздействием разных температур.
- Для серого олова (α-Sn) характерна гранецентрированная кубическая кристаллическая решетка. Размер элементарной ячейки решетки здесь большой. Это напрямую отражается на плотности. Она меньше, чем у белого олова: 5,85 и 7,29 г/см³ соответственно. По электропроводности альфа-модификация относится к полупроводникам. По магнетизму — к диамагнетикам, т. к. под внешним магнитным воздействием намагничивается против направления внутреннего магнитного поля. Альфа-олово существует до температуры 13,2°C в виде мелкодисперсного порошка и практического значения не несет.
- Белое олово (β-Sn) является самой устойчивой аллотропной модификацией с объемноцентрированной тетрагональной кристаллической решеткой. Существует в диапазоне температурных значений от 13,2 до 161°С. Очень пластично, мягче золота, но тверже свинца. Среди остальных металлов обладает средним значением теплопроводности. Металл относят к проводникам, хотя электропроводность у бета-модификации относительно низкая. Этим свойством пользуются, чтобы уменьшить электропроводность какого-либо сплава путем добавления олова. Является парамагнетиком, т. е. во внешнем магнитном поле намагничивается в направлении внутреннего магнитного поля.
- Гамма-модификация (γ-Sn) обладает ромбической кристаллической решеткой, устойчива в диапазоне температур от 161 до 232°С. С увеличением температуры пластичность возрастает, но, достигнув температуры фазового перехода в 161°С, металл полностью утрачивает это свойство. Гамма-модификация имеет большую плотность при высокой степени хрупкости, т. е. сразу рассыпается в порошок, поэтому практического применения не имеет.
Особенности полиморфного перехода β→α
Процесс перехода из одной полиморфной модификации в другую происходит при изменении температуры. При этом наблюдают скачкообразные изменения физико-химических свойств металла.
Выше температуры 161°С бета-олово обратимо превращается в хрупкую гамма-модификацию. Ниже температуры 13°С бета-модификация необратимо переходит в порошкообразное серое олово. Данный полиморфный переход совершается с очень малой скоростью, но стоит только на бета-олово попасть крупинкам альфа-модификации, как плотный металл рассыпается в пыль. Поэтому полиморфный переход β→α иногда называют «оловянной чумой». Обратно альфа-модификация переводится в бета-модификацию только путем переплавки.
Фазовый переход β→α значительно ускоряется при минусовых температурах окружающей среды и сопровождается увеличением удельного объема металла примерно на 25%, что приводит к его рассыпанию в порошок.
У олова есть уникальная реакция на мороз “оловянная чума”
В истории есть случаи, когда оловянные изделия на морозе становились серым порошком, обескураживая своих хозяев. «Оловянная чума» встречается редко и характерна лишь для химически чистого вещества. При наличии даже мельчайших примесей переход металла в порошок сильно замедляется.
Интересно предположение некоторых историков, что победу российскому императору Александру I над французской армией под командованием Наполеона Бонапарта помогла одержать «оловянная чума». При сильных морозах пуговицы на шинелях французов просто рассыпались в прах, и солдаты, замерзая, потеряли боеспособность.
Заключение
Олово обладает всеми типичными физическими свойствами металлов, а его полиморфизм по-своему удивителен. Без уникальной тягучести и пластичности этого металла невозможно представить себе современную промышленность. Почти половина от мировой добычи олова используется для производства пищевой жести. Оставшаяся половина расходуется для изготовления сплавов и различных соединений, применяемых во всех хозяйственных отраслях.
Олово — легкий цветной металл, простое неорганическое вещество. В таблице 
Менделеева обозначается Sn, stannum (станнум). В переводе с латинского это значит «прочный, стойкий». Первоначально этим словом называли сплав свинца и серебра, и только значительно позже так стали именовать чистое олово. Слово «олово» имеет славянские корни и обозначает «белый».
Металл относится к рассеянным элементам, и не самым распространенным на земле. В природе он встречается в виде различных минералов. Самые важные для промышленной добычи: касситерит — оловянный камень, и станнин — оловянный колчедан. Добывают олово из руд, как правило, содержащих не более 0,1 процента этого вещества.
Свойства олова
Легкий мягкий пластичный металл серебристо-белого цвета. Имеет три структурные модификации, переходит из состояния α-олово (серое олово) в β-олово (белое олово) при температуре +13,2 °С, а в состояние γ-олово при t +161 °С. Модификации весьма сильно отличаются своими свойствами. α-олово — серый порошок, который относят к полупроводникам, β-олово («обычное олово» при комнатной температуре) — серебристый ковкий металл, γ-олово — белый хрупкий металл.
В химических реакциях олово проявляет полиморфизм, то есть кислотные и оснóвные свойства. Реактив достаточно инертный на воздухе и в воде, так как быстро покрывается прочной оксидной пленкой, защищающей его от коррозии.
Олово легко вступает в реакции с неметаллами, с трудом — с концентрированной серной и соляной кислотой; с этими кислотами в разбавленном состоянии не взаимодействует. С концентрированной и разбавленной азотной кислотой реагирует, но по-разному. В одном случае получается оловянная кислота, в другом — нитрат олова. Со щелочами вступает в реакции только при нагревании. С кислородом образует два оксида, со степенью окисления 2 и 4. Является основой целого класса оловоорганических соединений.
Воздействие на человеческий организм
Олово считается безопасным для человека, оно есть в нашем организме и каждый день мы получаем его в минимальных количествах с пищей. Его роль в функционировании организма пока не изучена.
Пары олова и его аэрозольные частицы опасны, так как при длительном и регулярном вдыхании оно может вызвать заболевания легких; ядовиты также органические соединения олова, поэтому работать с ним и его соединениями надо в средствах защиты.
Такое соединение олова как оловянистый водород, SnH4, может служить причиной тяжелых отравлений при употреблении в пищу очень старых консервов, в которых органические кислоты вступили в реакцию со слоем олова на стенках банки (жесть, из которой делают консервные банки — это тонкий лист железа, покрытый с двух сторон оловом). Отравление оловянистым водородом может быть даже смертельным. К его симптомам относятся судороги и чувство потери равновесия.
Это интересно
При понижении температуры воздуха ниже 0 °С белое олово переходит в модификацию серого олова. При этом объем вещества увеличивается почти на четверть, оловянное изделие трескается и превращается в серый порошок. Это явление стали называть «оловянной чумой».
Некоторые историки считают, что «оловянная чума» послужила одной из причин поражения армии Наполеона в России, так как превратила пуговицы на одежде французских солдат и пряжки для ремней в порошок, и тем самым оказала на армию деморализующее влияние.
А вот настоящий исторический факт: экспедиция английского полярного исследователя Роберта Скотта к Южному полюсу закончилась трагически в том числе потому, что все их топливо вылилось из запаянных оловом баков, они лишились своих мотосаней, а дойти пешком сил не хватило.
Применение
— Большая часть выплавляемого олова используется в металлургии для 
производства различных сплавов. Эти сплавы идут на изготовление подшипников, фольги для упаковки, белой пищевой жести, бронзы, припоев, проводов, литер типографских шрифтов.
— Олово в виде фольги (станиоль) востребовано в производстве конденсаторов, посуды, изделий искусства, органных труб.
— Используется для легирования конструкционных титановых сплавов; для нанесения антикоррозионных покрытий на изделия из железа и иных металлов (лужение).
— Сплав с цирконием обладает высокой тугоплавкостью и стойкостью к коррозии.
— Оксид олова (II) — используется в качестве абразива при обработке оптических стекол.
— Входит в состав материалов, применяющихся для изготовления аккумуляторов.
— При производстве красок «под золото», красителей для шерсти.
— Искусственные радиоизотопы олова применяются как источник γ-излучения в спектроскопических методах исследования в биологии, химии, материаловедении.
— Двухлористое олово (оловянную соль) используют в аналитической химии, в текстильной индустрии для крашения, в химпроме для органического синтеза и производства полимеров, в нефтепереработке — для обесцвечивания масел, в стекольной отрасли — для обработки стекол.
— Олово борфтористое применяется для изготовления жести, бронзы, других нужных промышленности сплавов; для лужения; ламинирования.
Олово — это лёгкий цветной металл, простое неорганическое вещество. В таблице Менделеева обозначается Sn, stannum (станнум) и числится за номером 50. Между прочим, олово — это один из металлов, которые оказали решающее влияние на развитие цивилизации: Бронзовый век (от 4 до 1 тыс. лет до н.э.) назван так по имени сплава олова с медью.
1. Олово наряду с золотом, серебром, свинцом, медью, ртутью и железом относится к элементам, известным человечеству с глубокой древности. Определить точную дату ознакомления человечества с этим металлом сложно, можно сказать, что сплавы олова с медью — бронзы были известны уже в IV тыс. до н. э., а чистый металл во II тыс. до н. э. Из чистого олова в древности изготовляли посуду и украшения, очень широко применяли изделия из бронзы. Предполагается, что металл был малодоступен и весьма дорог, так как изделия из него редко встречаются среди римских и греческих древностей.
2. Олово в переводе с латинского это значит «прочный, стойкий». Первоначально этим словом называли сплав свинца и серебра, и только значительно позже так стали именовать чистое олово. Слово «олово» имеет славянские корни и обозначает «белый».
3. Существует, как минимум, две теории о происхождении русского слова «олово». Согласно первой — индогерманской теории происхождения языков — «олово» и созвучные с ними литовское «alavas», «alvas» и прусское «alwis» (свинец) произошли от латинского «album», фигурирующего в средневековом названии олова Plumbum album. По такому же принципу слово Cuprum производится от Aes cyprium. По другой версии (более правдоподобной) русское «олово» и польское «olow» (свинец) имеют функциональное происхождение. Дело в том, что славянские народы употребляли хмельной напиток (наподобие пива или браги) из ячменя и жита, этот напиток назывался «оловина» или «ол». Вполне возможно, что оловина хранилась в сосудах из олова. Либо подобно римлянам, которые выдерживали и хранили вино в сосудах из свинца, славяне держали свой хмельной напиток в свинцовых кувшинах, а ведь в славянских странах свинец называли оловом. Также слово олово можно связать с названием другого жидкого тела — масла (oleum). С лингвистической точки зрения слово «олово» является суффиксальным образованием от корня ol- (ср. древневерхненемецкое elo — «жёлтый», лат. albus — «белый»), получается, что металл назван по цвету. В словаре Срезневского приводятся родственные олову слова — оловце (свинцовая лампада) и оловяник (сосуд из олова).
4. Металл относится к рассеянным элементам, и не самым распространенным на земле (по распространенности в земной коре он занимает 47-ое место). В природе он встречается в виде различных минералов. Самые важные для промышленной добычи: касситерит — оловянный камень, и станнин — оловянный колчедан. Добывают олово из руд, как правило, содержащих не более 0,1 процента этого вещества.
5. При комнатной температуре олово устойчиво к воздействию воздуха или воды (но при температурах выше 150 °C начинается заметное окисление этого металла). При температуре −33 °C, олово трескается и превращается в порошок (в старые времена рассыпание оловянных изделий называли «оловянной чумой»).
6. Олово плавится при температуре — 231,9 °C. Большая часть выплавляемого олова используется в металлургии для производства различных сплавов. Эти сплавы идут на изготовление подшипников, фольги для упаковки, белой пищевой жести, бронзы, припоев, проводов, литер типографских шрифтов.
7. Олово легко вступает в реакции с неметаллами. Серная и соляная кислота в разбавленном состоянии воздействуют на олово крайне медленно, а в концентрированном виде при нагревании растворяют его. При соединении с соляной кислотой получают хлорид олова, при реакции с серной — сульфат олова. Со щелочами вступает в реакции только при нагревании. С кислородом образует два оксида, со степенью окисления 2 и 4. Является основой целого класса оловоорганических соединений.
8. Треть всех мировых запасов олова приходится на Китай. Китай обладает запасами в 1 500 000 тонн олова, тогда как на все остальные страны приходится 3 330 000 тонн олова. Богатые оловянные месторождения России расположены в Чукотском автономном округе, Якутии, Приморском крае, Хабаровском крае и т.д.
9. Мировое производство олова достигает в настоящий момент около 3,3 млн. тонн в год. Из них более четверти миллиона тонн попадает в атмосферу в виде выхлопных газов!
10. В 1912 году погибла отправившаяся на штурм Южного полюса экспедиция Скотта. Среди снежной пустыни люди остались без горючего, поскольку керосин вытек из разрушившихся по неизвестной причине жестяных баков. Оказалось, что олово паяных швов превратилось в серый порошок — его поразила «оловянная чума». Полиморфное превращение «белого олова» в «серое» было известно давно — на складах многих армий, бывало, не досчитывались то пуговиц на шинелях, то котелков. Однако далеко не сразу разобрались, что развивается это явление только в условиях низких температур — быстрее всего процесс идет при –33 °C. Причем, если пораженные вещи соседствуют с целыми, происходит заражение «здорового» металла, прямо как при настоящей «человеческой» чуме. «Оловянная чума» погубила многие ценнейшие коллекции оловянных солдатиков. Например, в запасниках питерского музея Александра Суворова превратились в труху десятки фигурок — в подвале, где они хранились, лопнули зимой батареи отопления.
11. Некоторые историки считают, что «оловянная чума» послужила одной из причин поражения армии Наполеона в России, так как превратила пуговицы на одежде французских солдат и пряжки для ремней в порошок, и тем самым оказала на армию деморализующее влияние.
12. Олово считается безопасным для человека, оно есть в нашем организме и каждый день мы получаем его в минимальных количествах (0,2-3,5 мг) с пищей. В теле человека содержится примерно (1-2)•10–4 % олова. Олово представляет опасность для человека, если находится в виде пара или пыли. Токсичная доза олова для человека — 2 г.
13. Многие растения способны аккумулировать олово, содержащееся в почве, воде, в выхлопных газах автомобилей. Так, брусника и черника, собранные в лесу, расположенном даже в 25 км от автострад с большим движением, содержат около 40 мг олова на 1 кг ягод при норме 2 мг/кг.
14. В 1976 году начало работать необычное предприятие, которое сокращенно называют РЭП. Расшифровывается оно так: разведочно-эксплатуционное предприятие. Оно размещается в основном на кораблях. За Полярным кругом, в море Лаптевых, в районе Ванькиной губы РЭП добывает с морского дна оловоносный песок. Здесь же, на борту одного из судов, работает обогатительная фабрика.
15. В жилых помещениях, расположенных ближе, чем за километр от автострады, в воздухе фиксируют избыток олова. Олово создает условия для появления злокачественных опухолей в организме.
16. Одна из основных областей применения олова обусловлена тем, что этот металл является безопасным, нетоксичным, коррозионностойким покрытием, как в чистом виде, так и в сплавах с другими металлами. По этим причинам главное промышленное применение пятидесятого элемента — изготовление белой жести (луженого железа) для производства тары пищевых продуктов, которая используется в консервной промышленности. На эти нужды расходуется порядка 33 % всего добываемого олова. Еще большее количество этого металла (60 %) расходуется в металлургии на создание различных сплавов, важнейший из которых — бронза (сплав олова с медью). Этот сплав один из незаменимых материалов в области машиностроения.
17. Как я уже сказал выше, олово широко используется в металлургии для получения различных сплавов. Оловянные сплавы чаще всего применяют в качестве антифрикционных материалов или припоев. Первые уменьшают трение в машинах и механизмах, вторые соединяют металлические детали. Из всех антифрикционных сплавов наилучшими свойствами характеризуются оловянные баббиты, содержащие до 90% олова. Главное их применение — изготовление подшипниковых вкладышей. В последнее время стали известны сплавы олова с цирконием, титаном, редкоземельными элементами, отличающиеся повышенной тугоплавкостью и другими ценными свойствами, обеспечивающими их использование в атомной и космической технике.
18. В ходе исследований американские ученые, подвергшие исследованию кости (возраст которых составил 1600 лет) североамериканских индейцев установили, что содержание олова в них в 700—1200 раз меньше, чем у современных жителей США и Великобритании. Основываясь на этих данных, американский историк медицины Сибэри Дж. Джилфиллан выдвинул гипотезу, что Рим пал не только из-за свинца, но и из-за олова! Известен тот факт, что древние римляне употребляли много вина, которое подслащивали соком винограда (своего рода сиропом). Для приготовления этого сиропа использовали оловянные котлы, металл проникал в вино, отравляя жителей «вечного города». Способ приготовления подслащенного вина перекочевал и в некоторые европейские страны, где монахи готовили вино в такой же посуде. Известно, что в Средневековье одной из самых распространенных болезней монахов, которые любили попивать вино, была так называемая кишечная колика. Только в VII веке выяснилось, что причиной колики являлось олово.
19. Химические источники тока, в роли анодного материала в которых используют оловянные сплавы (марганцево-оловянный элемент, окисно-ртутно-оловянный элемент), при равном напряжении (со свинцовыми аккумуляторами) обладает в 2,5 раза большей емкостью и в 5 раз большей энергоплотностью на единицу объёма, внутреннее сопротивление его значительно ниже.
20. Олово — это металл Юпитера, который нередко использовался для предсказания будущего. Этот металл сильно связан с достатком и изобилием, с получением каких-то необходимых человеку благ, которые даются человеку за исполнение долга; например, человек может служить обществу или религии. Это металл иерархов, священников и социальных лидеров.
21. Упоминание об олове есть в ранних книгах Ветхого Завета (Четвёртой Книге Моисеевой), об олове в своих трудах говорит и Гомер.
Ещё по теме:
Алюминий
Барий
Берилий
Ванадий
Висмут
Вольфрам
Галий
Гафний
Германий
Железо
Золото
Индий
Иридий
Кадмий
Калий
Кальций
Кобальт
Литий
Магний
Марганец
Медь
Молибден
Натрий
Никель
Ниобий
Олово
Осмий
Палладий
Платина
Рений
Родий
Ртуть
Рубидий
Рутений
Свинец
Серебро
Стронций
Сурьма
Таллий
Тантал
Титан
Уран
Хром
Цинк
Цирконий
Ваш Промблогер №1 Игорь (ZAVODFOTO)! Подписывайтесь на мой канал, я Вам ещё много чего интересного покажу: https://zen.yandex.ru/zavodfoto
Р. S. Уважаемые собственники и акционеры, представители пресс-служб компаний, отделы маркетинга и другие заинтересованные лица, если на Вашем предприятие есть, что показать — «Как это делается и почему именно так!», смело приглашайте в гости. Для этого пишите мне сюда: akciirosta@yandex.ru Берите пример с лидеров!
На данный момент я уже лично посетил более 400 предприятий, а вот и ссылки на все мои промрепортажи:
Почему наша промышленность самая лучшая в мире: https://zavodfoto.livejournal.com/4701859.html
Я всегда рад новым друзьям, добавляйтесь и читайте меня в:
LiveJournal / Instagram / Facebook / ВК / Одноклассники / twitter / Golos.io / Telegram / Яндекс.Дзен /