Олово

Олово - это химический элемент с символом Sn(от латинского: stannum) и атомным номером 50. Олово - это серебристый металл, который обычно имеет слабый желтый оттенок.
Олово является мягким, ковким, пластичным и высоко-кристаллическим серебристо-белым металлом. При сгибании прутка олова слышен треск, известный как " оловянный крик", из-за двойникования кристаллов. Олово плавится при температуре около 232 °C(450 °F), самой низкой в группе 14. Его получают главным образом из минерала касситерита, который содержит оксид олова, SnO₂.
Олово имеет химическое сходство с обоими своими соседями по 14-й группе, германием и свинцом, и имеет два основных состояния окисления, +2 и чуть более стабильное +4.

Положение олова в ПСЭ

Олово - 49-й по распространенности элемент на Земле и имеет 10 стабильных изотопов, самое большое число стабильных изотопов в периодической таблице.

Он имеет два основных аллотропа: при комнатной температуре стабильным аллотропом является β-олово, серебристо-белый, ковкий металл; при низких температурах - менее плотное серое α-олово, которое имеет алмазную кубическую структуру. Металлическое олово нелегко окисляется на воздухе.

В холодных условиях β-олово склонно самопроизвольно превращаться в α-олово(температура α-β превращения составляет 13,2 °C), это явление известно как " оловянный паразит" или "оловянная болезнь". Некоторые непроверенные источники также утверждают, что во время русской кампании Наполеона 1812 года температура стала настолько низкой, что оловянные пуговицы на мундирах солдат со временем распались, что способствовало поражению Великой армии.

Первым сплавом олова, использовавшимся в больших масштабах, была бронза, изготовленная из 1⁄8 олова и 7⁄8 меди еще в 3000 году до нашей эры. После 600 года до н.э. было получено чистое металлическое олово. Олово, которое представляло собой сплав, состоящий на 85-90% из олова, а остальная часть обычно состояла из меди, сурьмы и свинца, использовалось для изготовления плоской посуды с бронзового века вплоть до 20 века.
В наше время олово используется во многих сплавах, прежде всего в оловянно-свинцовых мягких припоях, которые обычно содержат 60% или более процентов олова, и в производстве прозрачных, электропроводящих пленок оксида индия-олова в оптоэлектронных приложениях.
Еще одно крупное применение – коррозионно-стойкое оловянное покрытие стали. Из-за низкой токсичности неорганического олова сталь, покрытая оловом, широко используется для упаковки пищевых продуктов в виде оловянных банок. Некоторые олово-органические соединения могут быть чрезвычайно токсичными.

Олово легко соединяется с железом и используется для покрытия свинца, цинка и стали для предотвращения коррозии. Стальные контейнеры, покрытые оловом, широко используются для консервирования продуктов питания, и это составляет большую часть рынка металлического олова. Жестяная канистра для консервирования продуктов была впервые изготовлена в Лондоне в 1812 году.

Олово в сочетании с другими элементами образует широкий спектр полезных сплавов. Чаще всего олово сплавляют с медью. Бронза состоит в основном из меди с 12% олова, а добавление фосфора позволяет получить фосфористую бронзу. Колокольный металл также является сплавом меди с оловом и содержит 22% олова.
Оксиды индия и олова электропроводны и прозрачны и используются для изготовления прозрачных электропроводящих пленок, применяемых в оптоэлектронных устройствах, таких как жидкокристаллические дисплеи.
Фторид олова(II) добавляется в некоторые продукты по уходу за зубами в виде фторида олова(SnF₂). Фторид олова(II) можно смешивать с кальциевыми абразивами, в то время как более распространенный фторид натрия постепенно становится биологически неактивным в присутствии соединений кальция. Также было показано, что он более эффективен, чем фторид натрия, в борьбе с гингивитом.

Олово, как правило, встречается в природе в виде минерала касситерита. Считается, что с оловом люди познакомились примерно 6-6,5 тысяч лет назад, то есть в тот же период, что и с медью. Производство олова было широко известно на побережье Средиземного моря, в Персии, в Индии. Египтяне вывозили олово, необходимое для производства бронзы, из Персии. Олово было известно не только в странах средиземного бассейна. Так, Юлий Цезарь упоминает о производстве олова в центральных районах Британии. Кортес, прибыв в Южную Америку в 1519 году, обнаружил, что оловянные монеты имели широкое хождение в Мексике. Однако установить, когда олово стало известно в Америке, не представляется возможным.

Олово в древности шло не только на изготовление бронзы. Из него изготовляли посуду, украшения. Плиний Старший и Диоскорид упоминают о лужении медных листов с целью предохранения от коррозии.
Вплоть до 13 века единственной страной в Европе, где производилось олово, была Англия. Олово ценилось довольно высоко. В середине 16 века оно было в одной цене с серебром и шло на изготовление предметов роскоши. Затем в связи с расширением производства олово стало находить большое практическое применение. Так, например, оно шло на изготовление белой жести. Латинское название олова станум корнями восходит к санскритскому стан, что означает твердый.

Некоторые оловоорганические соединения относительно токсичны, что имеет как преимущества, так и проблемы. Они используются для биоцидных свойств в качестве фунгицидов, пестицидов, альгицидов, консервантов древесины и противообрастающих веществ.
Оксид трибутилолова используется в качестве консерванта древесины, для борьбы со слизью на бумажных фабриках и дезинфекции циркулирующих промышленных охлаждающих вод.
Трибутилолово использовался в качестве добавки к корабельной краске для предотвращения роста обрастающих организмов на судах, но его использование сократилось после того, как олово-органические соединения были признаны стойкими загрязнителями с высокой токсичностью для некоторых морских организмов(Nucella lapillus, Voluta ebraea, Olivancillaria vesica, Stramonita haemastoma).

Высокие уровни ТБО в прибрежных районах, вызванные судоходной деятельностью, оказали неблагоприятное воздействие на моллюсков, вызывая импосекс.

Повышенные показатели трибутилолова могут повреждать эндокринные железы млекопитающих, репродуктивную и центральную нервную системы, структуру костей и желудочно-кишечный тракт. Трибутилолово негативно влияет и на морских млекопитающих, в частности, морских выдр, китов, дельфинов, и в конце концов на людей.
В 2003 году ЕС запретил использование олово-органических соединений, в виду опасения по поводу токсичности этих соединений для морской жизни и ущерба для воспроизводства и роста некоторых морских видов.