Олово

Той факт, що елемент № 50 утворює досить численні сплави такого роду, змушує критично поставитися до твердження, що лише 7 % виробленого у світі олова витрачається у вигляді хімічних сполук. Певно, мова тут йде тільки про сполуки з неметалами.

Сполуки з неметалами

З цих речовин найбільше значення мають хлориди.

У тетрахлориді олова SnCl4 розчиняються йод, фосфор, сірка, багато органічних речовин. Тому і використовують його головним чином як досить специфічний розчинник. Дихлорид олова SnCl2 застосовують як протравлення при фарбуванні і як відновник при синтезі органічних барвників. Ті ж функції в текстильному виробництві ще в однієї сполуки елемента № 50– станату натрію Na2SnО3. Крім того, з його допомогою збільшують масу шовку.

Промисловість обмежено використовує й окисли олова. SnО застосовують для одержання рубінового скла, a SnО2 – білої глазурі. Золотаво-жовті кристали дисульфіду олова SnО нерідко називають сухозлітним золотом, яким «золотять» дерево, гіпс. Це, якщо можна так виразитися, «найантисучасніше» застосування сполук олова. А найсучасніше?

Якщо мати на увазі тільки сполуки олова, то це застосування станату барію BaSnО3 у радіотехніку як чудовий діелектрик. А один з ізотопів олова зіграв помітну роль при вивченні ефекту Месбауера – явища, завдяки якому був створений новий метод дослідження – гамма-резонансна спектроскопія. І це не єдиний випадок, коли древній метал послужив службу сучасній науці.

На прикладі сірого олова – однієї з модифікацій елемента № 50 – був виявлений зв'язок між властивостями і хімічною природою напівпровідникового матеріалу. І це, певно, єдине, за що сіре олово можна пом'янути добрим словом: шкоди воно принесло більше, ніж користі. Ми ще повернемося до цього різновиду елемента № 50 після розповіді про ще одну велику і важливу групу сполук олова.

Про оловоорганіку

Органічних сполук, до складу яких входить олово, відомо безліч. Перша з них отримана ще в 1852 р.

Спочатку речовини цього класу одержували лише одним способом – в обмінній реакції між неорганічними сполуками олова і реактивами Гриньяра. Ось приклад такої реакції:

SnCl4 + 4RMg è SnR + 4MgCl2

(R тут – вуглеводневий радикал).

Вперше інтерес до оловоорганіки виник у роки першої світової війни. Майже всі органічні сполуки олова, отримані на той час, були токсичні. Як отруйні речовини ці сполуки не були використані, їх токсичністю для комах, цвілевих грибків, шкідливих мікробів скористалися пізніше. На основі ацетату трифенілолова (С6Н5)3SnООССН3 був створений ефективний препарат для боротьби з грибковими захворюваннями картоплі та цукрового буряка. У цього препарату виявилася ще одна корисна властивість: він стимулював ріст і розвиток рослин.

Для боротьби з грибками, що розвиваються в апаратах целюлозно-паперової промисловості, застосовують іншу речовину – гідроокис трибутилолова (C4H9)3SnOH. Це набагато підвищує продуктивність апаратури.

Чимало «професій» у дилауринату дибутилолова (С4H9)2Sn (ОСОС11Н23)2. Його використовують у ветеринарній практиці як засіб проти гельмінтів (глистів). Ця ж речовина широко застосовується у хімічній промисловості як стабілізатор полівінілхлориду й інших полімерних матеріалів і як каталізатор. Швидкість реакції утворення уретанів (мономери поліуретанових каучуків) у присутності такого каталізатора зростає в 37 тис. раз.

На основі оловоорганічних сполук створені ефективні інсектициди; оловоорганічне скло надійно захищає від рентгенівського опромінення, полімерними свинець- та оловоорганічними фарбами покривають підводні частини кораблів, щоб на них не наростали молюски.

Усе це сполуки чотирьохвалентного олова. Обмежені рамки статті не дозволяють розповісти про багато інших корисних речовин цього класу.

Органічні сполуки двовалентного олова, напроти, нечисленні і практичне застосування поки майже не знаходять.

Про сіре олово

Морозною зимою 1916 р. партія олова була відправлена по залізниці з Далекого Сходу в європейську частину Росії. Але на місце прибули не сріблясто-білі зливки, а переважно дрібний сірий порошок.

За чотири роки до цього відбулася катастрофа з експедицією полярного дослідника Роберта Скотта. Експедиція, що направлялася до Південного полюса, залишилася без палива: воно витекло з залізних судин крізь шви, пропаяні оловом.

Приблизно в ті ж роки до відомого російського хіміка В. В. Марковникова звернулися з інтендантства з проханням пояснити, що відбувається з лудженими чайниками, якими постачали російську армію. Чайник, що принесли в лабораторію як наочний приклад, був покритий сірими плямами і наростами, що обсипалися навіть при легкому постукуванні рукою. Аналіз показав, що і пил, і нарости складалися тільки з олова, без будь-яких домішок. Що ж відбувалося з металом у всіх цих випадках?

Як і багато інших елементів, олово має трохи алотропічних модифікацій, кілька станів. (Слово «алотропія» перекладається з грецької як «інша властивість», «інший поворот»). При нормальній плюсовій температурі олово виглядає так, що ніхто не може засумніватися в приналежності його до класу металів. Білий метал, пластичний, ковкий. Кристали білого олова (його називають ще бета-оловом) тетрагональні. Довжина ребер елементарних кристалічних ґрат – 5,82 і 3,18 А. Але при температурі нижче 13,2° С «нормальний» стан олова інший. Ледь досягають цей температурний поріг, у кристалічній структурі олов'яного зливка починається перебудова. Біле олово перетворюється в порошкоподібне сіре, або альфа-олово, і чим нижче температура, тим більше швидкість цього перетворення. Максимуму вона досягає при мінус 39° С.

Кристали сірого олова кубічної конфігурації; розміри їхніх елементарних осередків більше – довжина ребра 6,49 А. Тому густина сірого олова помітно менша, ніж білого: 5,76 і 7,3 г/см3 відповідно.

Результат перетворення білого олова в сіре іноді називають «олов'яною чумою». Плями і нарости на армійських чайниках, вагони з олов'яним пилом, шви, що стали проникними для рідини – наслідки цієї «хвороби».

Чому зараз не трапляються подібні історії? Тільки по одній причині: олов'яну чуму навчилися «лікувати». З'ясована її фізико-хімічна природа, встановлено, як впливають на сприйнятливість металу до «чуми» ті або інші добавки. Виявилося, що алюміній і цинк сприяють цьому процесові, а вісмут, свинець і сурма, навпаки, протидіють йому.

Ще раз про дефіцит

Часто статті про елементи закопчуються міркуваннями автора про майбутнє свого «героя». Як правило, малюється воно в рожевому світлі. Автор статті про олово позбавлений цієї можливості: майбутнє олова – металу, безсумнівно, дуже корисного – неясно. Неясно тільки по одній причині.

Кілька років тому американське Гірське бюро опублікувало розрахунки, з яких випливало, що розвіданих запасів елемента № 50 вистачить світові якнайбільше на 35 років. Правда, уже після цього було знайдено кілька нових родовищ, у тому числі найбільше в Європі, розташоване на території Польщі. І проте дефіцит олова продовжує тривожити фахівців.