Вопрос 54. Олово и свинец. Их химическая активность. Гидроксиды, галогениды, сульфиды этих элементов. Свинцовый сурик

Олово

Получают олово восстановлением диоксида SnO₂ + 2C = 2CO + Sn

Олово – амфотерный металл. Взаимодействует с кислотами-неокислителями Sn + 2HCl = SnCl₂ + H₂ Sn + H₂SO₄ = SnSO₄ + H₂ и растворами щелочей Sn + 2NaOH + 2H₂O = H₂ + Na₂[Sn(OH)₄]

С разбавленной азотной кислотой образуется соль Sn²⁺ 4Sn + 10HNO₃ = 4Sn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O с концентрированной серной кислотой – соль Sn⁴⁺ Sn + 4H₂SO₄ = Sn(SO₄)₂ + 2SO₂ + 4H₂O с концентрированной азотной кислотой – оловянная кислота H₂SnO₃ Sn + 4HNO₃ = H₂SnO₃ + 4NO₂ + H₂O с царской водкой - гексахлоридостаннат(IV) водорода 3Sn + 18HCl + 4HNO₃ = 3H₂[SnCl₆] + 4NO + 8H₂O

С кислородом образуется оксид олова (IV) Sn + 2O₂ = SnO₂ Оксид олова (II) SnO возможно получить разложением соответствующего гидроксида.

С галогенами – как SnГ₂, так и SnГ₄. Соединения SnГ₂ относят к солям, а SnГ₄ – к галогенангидридам SnCl₄ + 4H₂O = Sn (OH)₄ + 4HCl Sn⁺⁴ склонен к образованию комплексов с галогеноводородами SnCl₄ + 2HCl = H₂[SnCl₆]

Сульфид олова SnS – нерастворимое в воде и разбавленных кислотах соединение. Получают его обменной реакций Окисляется сильными окислителями Na₂S₂ + SnS = Na₂SnS₃

Cульфид олова SnS₂ получают точно так же. Вступает в реакции образования тиосолей – тритиостанатов, которые разлагаются кислотами, вновь выделяя SnS₂ SnS₂ + (NH₄)₂S = (NH₄)₂SnS₃

Гидроксид Sn (II) получают обменной реакцией соли Sn²⁺ c щелочью. Это амфотерный гидроксид с преобладанием основных свойств Взаимодействует с кислотами и с щелочами как и любой другой обычный амфотерный гидроксид

Гидроксид Sn (IV) можно получить, например, при гидролизе галогенангидридов Sn⁺⁴ или взаимодействии соли Sn⁴⁺ с щелочью. Его также называют оловянной кислотой. Sn(OH)₄ – α-форма оловянной кислоты, H₂SnO₃ – β-форма.

β-форма образуется из α-формы при нагревании

α-форма проявляет свойства типичного амфотерного гидроксида (но не забываем про образование комплексных соединений галогеноводородов) Sn(OH)₄ + 6HCl = H₂[SnCl₆] + 4H₂O Sn(OH)₄ + 2H₂SO₄ = Sn(SO₄)₂ + 2H₂O Sn(OH)₄ + 4NaOH = Na₂[Sn(OH)₆]

Степень окисления +4 наиболее устойчива для олова, так что соединения олова +2 скорее восстановители, чем окислители

Свинец

Свинец получают при восстановлении его оксидов PbO + C = Pb + CO

Взаимодействует с разбавленными кислотами с выделением водорода. Pb + 2HCl = PbCl₂ + H­₂ Pb + H­₂SO₄ = PbSO₄ + H₂ С концентрированной HCl образуется комплекс Pb + 4HCl = H₂[PbCl₄] + H₂

Данные реакции лучше всего проводить при нагревании, так как вследствие образования труднорастворимых пленок солей Pb2+ реакции затрудняются

Как амфотерный металл прекрасно растворяется в щелочах с образованием комплекса Pb⁺² Pb + 2NaOH + 2H₂O = H₂ + Na₂[Pb(OH)₄]

С концентрированной H₂SO₄ реакция идет лишь при нагревании (Pb пассивируется). Образуется гидросульфат свинца (II), который, как и сульфат, нерастворим. Pb + 3H₂SO₄ = Pb(HSO₄)₂ + SO₂ + H₂O С концентрированной HNO₃ реакция даже при нагревании не идет по причине сильной пассивации Однако с разбавленной HNO₃ взаимодействует прекрасно 3Pb + 8HNO₃ = 3Pb(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

С кислородом образуется оксид свинца (II) 2Pb + O₂ = 2PbO

При действии на соли Pb²⁺ образуется амфотерный оксид Pb(OH)₂ с преобладанием основных свойств. Проявляет все свойства амфотерных гидроксидов (и при реакции с концентрированной HCl не забываем про комплекс!)

Сульфид PbS – сульфид черного цвета, нерастворимый в кислотах. Можно получить пропуская H₂S через растворимые соли свинца.

Из соединений Pb⁺⁴ устойчив лишь оксид и плюмбаты – грубо говоря, смеси оксидов свинца. Соли несуществующих свинцовых кислот Pb₂O₃ (PbPbO₃) – метаплюмбат свинца (II) Pb₃O₄ (Pb₂PbO₄) – ортоплюмбат свинца (II), свинцовый сурик

Такие соединения реагируют со всеми веществами как смеси оксидов PbO и PbO₂, например Pb₃O₄ + 2HNO₃ = Pb(NO₃)₂ + PbO₂ + H₂O

Оксид PbO₂ получается при окислении солей Pb²⁺ сильными окислителями Pb(CH₃COO)₂ + CaOCl₂ + H₂O = PbO₂ + CaCl₂ + 2CH₃COOH

Диоксид свинца и плюмбаты являются очень сильными окислителями PbO₂ + 4HCl = PbCl₂ + Cl₂ + 2H₂O Pb₂O₃ + 6HCl = 2PbCl₂ + Cl₂ + 3H₂O