Германий, олово, свинец. Свойства, получение и применение.

Герма́ний — химический элемен. Простое вещество германий — твёрдый металл серо-белого цвета, с металлическим блеском.

Германий был открыт в 1886 году немецким химиком Клеменсом Винклером при изучении им минералааргиродита.

В природе германий встречается в сульфидных рудах, железной руде, обнаруживается почти во всех силикатах.

Германий используется в электротехнической промышленности в качестве полупроводника в транзисторах и других электронных устройствах. Также германий широко применяется в волоконной и инфракрасной оптиках. Германий — хрупкий, серебристо-белый полуметалл. Кристаллическая решётка устойчивой при нормальных условиях аллотропной модификации — кубическая типа алмаза

Германий не является важным элементом для живых организмов. Но некоторые органические соединения германия изучаются как потенциальные лекарственные средства, эффективность таких средств пока не доказана.

Некоторые соединения германия обладают токсичностью.получение. Германий встречается в виде примеси к полиметаллическим, никелевым, вольфрамовым рудам, а также в силикатах. В результате сложных и трудоёмких операций по обогащению руды и её концентрированию германий выделяют в виде оксида GeO₂, который восстанавливают водородом при 600 °C до простого вещества: ${\mathsf {GeO_{2}+2H_{2}\rightarrow Ge+2H_{2}O}}$ Получение чистого германия происходит методом зонной плавки, что делает его одним из самых химически чистых материалов.

В химических соединениях германий обычно проявляет валентности 4 или 2. Соединения с валентностью 4 стабильнее. При нормальных условиях устойчив к действию воздуха и воды, щелочей и кислот, растворим в царской водке и в щелочном растворе перекиси водорода.

Применятся в оптике в радиоэлектронике. Германий широко применяется в ядерной физике в качестве материала для детекторов гамма-излучения.

ОЛОВО-Относится к группе лёгких металлов. При нормальных условиях простое вещество олово — пластичный, ковкий и легкоплавкий блестящий металл серебристо-белого цвета. Олово образует две аллотропические модификации: ниже 13,2 °C устойчивое α-олово (серое олово) с кубической решёткой типаалмаза, выше 13,2 °C устойчиво β-олово (белое олово) с тетрагональной кристаллической решеткойПри комнатной температуре олово, подобно соседу по группе германию, устойчиво к воздействию воздуха или воды. Такая инертность объясняется образованием поверхностной пленки оксидов. Заметное окисление олова на воздухе начинается при температурах выше 150 °C:

$ecaccf0bcddf720160b29e9795a069ee5fab5c8c$ При нагревании олово реагирует с большинством неметаллов. При этом образуются соединения в степени окисления +4, которая более характерна для олова, чем +2. Например: $6772956f17014f25aca8168225e36a7d6fe989c5$

Олово медленно реагирует c концентрированной соляной кислотой: $0df2030ded7027f940796c2d415fba2125e1cfd5$

В разбавленной серной кислоте олово не растворяется, а с концентрированной — реагирует очень медленно.

Состав продукта реакции олова с азотной кислотой зависит от концентрации кислоты. В концентрированной азотной кислоте образуется Оловянная кислота $7ed48a5e36207156fb792fa79d29925d2f7901e8$ -SnO₂·nH₂O (иногда её формулу записывают как H₂SnO₃). При этом олово ведет себя как неметалл:

$0eca0bcf47f08b4d6913e655efcfcedfc599fea7$

При взаимодействии с разбавленной азотной кислотой олово проявляет свойства металла. В результате реакции образуется соль Нитрат олова(II):

$7e10b320b97b51249d2ad78cb86b9267dac86bde$

При нагревании олово, подобно свинцу, может реагировать с водными растворами щелочей. При этом выделяется водород и образуется гидроксокомплекс Sn (II), например: $b75b0341f1269610030aea5d176f4a337698170b$

Получение SnO₂ + C = Sn + CO₂.

Особо чистое олово полупроводниковой чистоты готовят электрохимическим рафинированием или методом зонной плавки.

применение олова — лужение железа и получение белой жести, которая используется в консервной промышленности. Олово способно прокатываться в тонкую фольгу, такая фольга находит применение при производстве конденсаторов, органных труб, посуды, художественных изделий. Олово применяют для нанесения защитных покрытий на железо и другие металлы, а также на металлические изделия (лужение). Дисульфид олова SnS2применяют в составе красок, имитирующих позолоту («сусальное золото»)

СВИНЕЦ. Простое вещество свинец —ковкий, сравнительно легкоплавкий металл серебристо-белого цвета с синеватым отливом

При избытке щелочи гидроксид растворяется:

Реагирует со щелочами и кислотами:

Получение. РbО + CO = Pb + СО₂

Основная реакция этого способа свинцовой плавки — вытеснение свинца из его сульфида металлическим железом:

PbS + Fe = Pb + FeS

Свинец используют для изготовления пластин для аккумуляторов, оболочек электрических кабелей, защиты от гамма-излучения, как компонент типографских и антифрикционных сплавов, полупроводниковых материалов.