Sn это что: Моторные масла API SN/CF, классификация масел API SN/CF
Моторные масла API SN/CF, классификация масел API SN/CF
Жесткие требования к моторному маслу связаны с высокой степенью форсирования автомобильных двигателей и строгостью экологических норм. Масло API SN/CF сейчас считается наиболее совершенным из универсальных. Это справедливо, если не брать в расчет специализированные масла для дизельных двигателей. Они могут иметь и следующие классы API вплоть до CI.
Для масел API SN/CF нужно использовать только высококачественную синтетическую базу. Автомасла этой спецификации могут применяться в самых современных моторах автомобилей, в том числе с непосредственным впрыском топлива и многокомпонентными катализаторами.
Технические характеристики API SN/CF и спецификации
Спецификация API SN опубликована в конце 2010 года и заменила ранее действовавшую SM. Ключевыми отличиями от предыдущего стандарта являются следующие.
- Все масла класса SN энергосберегающие, что накладывает ограничения на вязкость и требует высоких антифрикционных свойств. Ранее соблюдение этих условий было необязательно.
- Совместимость с биотопливом. Распространение альтернативных горючих материалов для бензиновых и дизельных автомобилей требует, чтобы моторные масла гарантированно сохраняли свои свойства при попадании топлива в картер.
- Повышены требования к защите двигателя от износа. Но для некоторых автопроизводителей моторное масло API SN/CF уже считается неудовлетворительным по этому параметру. В частности, Mercedes-Benz ввел допуск МВ 229.52 именно потому, что не было возможности указать более жесткий класс по API.
- Совместимость с современными системами нейтрализации отработанных газов. То есть в стандарт API SN включены требования к содержанию серы, фосфора, зольности и испаряемости, которые ранее указывались в классах ACEA C2–C4.
- Отсутствие сортов с высокотемпературной вязкостью выше SAE 40. Это связано с требованиями экологов, так как на более густых маслах обеспечить нужные характеристики слишком трудно. Именно поэтому сейчас автомобили классов Euro 4–5 с завода используют синтетику 5W-30, хотя конструкция моторов рассчитывалась изначально под более вязкие масла.
Перечень требований к классу масел CF для дизельных моторов принят гораздо раньше – в начале 1990-х годов, поэтому он значительно меньше. В результате масла API SN/CF в современных дизельных моторах могут применяться далеко не всегда. При выборе моторного масла для дизеля нужно обязательно это учитывать.
Отличия класса API SN/CF
Стандарт API имеет прямую совместимость: масло перекрывает требования предыдущего стандарта и может нормально работать в моторах, которые рассчитаны под смазочные материалы устаревающих классов.
Однако некоторые особенности масла класса API SN делают его не лучшим выбором для старых моторов. В частности, у современных масел снижено щелочное число, особенно у маловязких. В то же время двигатели с повышенным объемом картерных газов при эксплуатации на топливе среднего качества, напротив, нуждаются в высокощелочных маслах.
Несомненно, современные масла действительно дают лучшую защиту от износа. Например, в число тестов классификации API входит износ распредвала. Нормы на момент принятия стандарта API SN доведены уже до 90 микрон, в то время как предыдущий API SL допускал 120 микрон. Но для двигателей с достаточным ресурсом на старых маслах выбирать масла высшей группы качества не стоит. Значительно увеличить срок службы не получится, а стоимость эксплуатации при этом возрастет.
Каталог моторных масел API SN CF
Как принималась API SN. Классификация масел
С 1 октября 2010 года Американский нефтяной институт (API) начал лицензирование моторных масел по новой классификации API SN, в то же время вступил в действие стандарт ILSAC – GF-5. Интересно, что обе новинки утвердили фактически одновременно, но не без трений.API начал процедуру утверждения еще в декабре 2009-го. Однако голосование по категории SN много раз откладывалось, а требования к ней пересматривались. В том числе, стоял вопрос: а нужно ли выпускать новый класс моторного масла по API вместе с ILSAC GF-5? Между тем, 2010 год был не за горами, и все автопроизводители готовили выпуск моделей 2011-го года, для которых необходимы новинки от масленщиков, получившие самые свежие классы. И требования рынка таки заставили API быстрее заняться утверждением «сменщика» нынешней категории API SM для бензиновых двигателей легковых автомобилей. Но «палки в колеса» API начали вставлять автопроизводители, недовольные рядом требований к SN. Камнем преткновения, в частности, было частичное несоответствие SN новой категории ILSAC – GF-5.
В марте 2010 года проводилась конференция с участием представителей API, а также ряда производителей автомобилей и компаний-»масленщиков». «На конференции были получены встречные предложения от таких компаний как Ford, Chrysler и GM – сказал тогда Кевин Феррик, менеджер по стандартизации ГСМ API. – Они вправе вносить любые вопросы для обсуждения». Обсуждение было бурным, но как бы там ни было, теперь мы наконец-то можем отметить официальное появление новых классификаций – API SN и ILSAC GF-5. Нетрудно догадаться, что отдельные производители моторных масел уже вовсю начали рекламу линеек для самых современных двигателей. А на сайте одной компании продукты, отвечающие новой классификации, назвали не иначе, как «маслами для суперкаров».
N меняем на М
Конечно, утверждение про «масла для суперкаров» кажется нам довольно пафосным и спорным, но надо констатировать факт: отличия класса API SN от предыдущей спецификации SM гораздо более масштабны, нежели разница между классами SM и SL. Основное отличие API SN от предыдущих классификаций API в ограничении содержания фосфора для совместимости с современными системами нейтрализации выхлопных газов, а также комплексное энергосбережение. То есть, масла, классифицируемые по API SN, будут приблизительно соответствовать АСЕА С2, С3, С4, без поправки на высокотемпературную вязкость. Для новой категории API SN комитет по смазочным материалам предложил следовать той же схеме развития, что и с более ранними категориями API и ILSAC. Это означает, что все эксплуатационные характеристики моторных масел для API и ILSAC будут эквивалентны, кроме того, что предлагаемые требования API SN не включают в себя тесты на защиту от износа по методике Sequence IIIG на состаренных маслах. Эти тесты и испытания на экономию топлива по методике Sequence VID являются важными ориентирами для масел, претендующих на соответствие стандарту ILSAC GF-5.
Кроме того, для получения API SN не требуется проведения некоторых стендовых испытаний или ограничения являются менее жесткими. Например, для API SN не существует максимального значения для фосфора, хотя минимальное ограничение имеется. Не существует также каких-либо ограничений на содержание серы. Масла категории API SN могут относиться к любому классу вязкости по SAE, в том числе и тем, которые не подпадают под спецификацию ILSAC, например 10W-40.
В целом, ILSAC GF-5 требует, чтобы масла отвечали обоим новым стандартам API SN и API Resource Conserving. Однако некоторые масла с определенными классами вязкости, например SAE 10W-40 и 20W-50, имеющие API SN, не отвечают требованиям ILSAC GF-5.
Основные же отличия ILSAC GF-5 от предыдущей классификации GF-4 в возможности работы с биотопливом, улучшенной защите от износа и коррозии, большей топливной экономичности, улучшенной совместимости с уплотнительными материалами и защитой от шламообразования.
Бережет ресурс?
Несколько лет назад API преподнесли маркетологам подарок в виде термина «энергосберегающие масла». Тогда мало кто не воспользовался поводом рассказать автовладельцу, что моторное масло от фирмы «ХХХ» экономит топливо. Теперь же все еще «круче»: API ввело новое обозначение для моторного масла – «Ресурсосберегающее» (Resource Conserving), которое может использоваться в связке с API SN. Обозначение «Ресурсосберегающее» заменило предыдущее обозначение «Энергосеберегающее» (Energy Conserving). В то время как задача энергосберегающих масел была сфокусирована только на экономии топлива, то новый класс ресурсосберегающих масел охватывает экономию топлива, защиту системы очистки выхлопных газов, совместимость с турбонаддувом, а также с топливами, содержащими этанол (вплоть до Е85, т.е. с топливами, содержащими до 85 % биоэтанола). Требования к API SN Resource Conserving являются более сложными, чем просто к API SN, так как они содержат испытания на экономию топлива по методике Sequence VID. Масла, лицензированные API и отвечающие API SN отображаются на заднем лейбле сервисным символом «кольцо API». Сведения о том, что лицензированное масло также отвечает обозначению Resource Conserving, наносятся в нижней части кольца.
В общем, ничего сверхъестественного в классификациях масел пока не происходит. «Генеральное направление» на экологичность и оберегание всех возможных ресурсов все еще в моде.
Производители масел, вооружившись новым классом по API, уже начали рекламное наступление на умы и сердца автовладельцев.
Подготовил Марк Сергеев
Масла с новейшей спецификацией: API SN PLUS
Компания «Шелл» постоянно совершенствует свою продукцию, которая отвечает самым последним требованиям автопроизводителей. Тенденцией же последних лет является активное использование двигателей уменьшенного объема при одновременном использовании турбонагнетателей и системы прямого впрыска (GDI). В 2018 году Американский институт нефти (American Petrolium Institute, API) ввел новейшую спецификацию моторных масел API SN PLUS, которая разработана и внедрена с учетом специфики современных двигателей.
С 2019 года следующие марки моторных масел получили новейшую спецификацию API SN PLUS:
Внимание! Изменились артикулы этих марок масел:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отзывы на Масло моторное IDEMITSU Zepro Touring 5w30 синтетическое, SN/GF-5, для бензинового двигателя, 4л
Масло моторное IDEMITSU Zepro Touring 5w30 SN/GF-5 синтетическое, для бензинового двигателя
Моторное масло Idemitsu Zepro Touring SN/GF-5 5W-30 произведено на основе синтетического базового масла. Благодаря применению технологии гидрокрекинга*, масло в максимально возможной степени очищено от нежелательных примесей, таких как сера, азот, хлор. Таким образом, получаются наивысшие физико-механические характеристики, а именно устойчивость к окислению, низкая испаряемость, стабильность вязкости и высокое сопротивление масляной пленки на сдвиг.
*Технология гидрокрекинга: это технология, которая позволяет под действием водорода в условиях высокой температуры и высокого давления преобразовать нежелательные углеводородные цепочки и соли металлов в полезные компоненты смазочных материалов. Так же, получаемые по такой технологии базовые масла имеют очень высокий индекс вязкости, что позволяет обеспечить такие же вязкостно-температурные свойства, которыми традиционно характеризовались только 100% синтезированные базовые масла. Высокий индекс вязкости обуславливает малое изменение вязкости масла, в широком температурном диапазоне эксплуатации, что обеспечивает превосходную текучесть в условиях низких температур и сохранение прочной масляной пленки при температурах свыше 100 °C.
Данное масло характеризуется превосходной топливной экономичностью и благодаря применению оригинальной технологии смешивания присадок IDEMITSU масло Idemitsu Zepro Touring SN/GF-5 5W-30 является лидером в своем классе среди энергосберегающих моторных масел.
Применение:
Высококачественное моторное масло для четырехтактных бензиновых двигателей, в том числе с турбонаддувом.
Особенности:
- Благодаря высокой степени очистки базового масла, полученной в результате применения технологии гидрокрекинга, это масло демонстрирует низкое пусковое сопротивление проворачиванию в условиях низких температур, что обеспечивает превосходную защиту от износа.
- Обеспечивает сохранение и стабильность тонкой масляной пленки при температурах свыше 100 °C, что так же снижает износ двигателя.
Физико-химические свойства:
Класс вязкости: SAE 5W-30
Цвет ASTM D-1500: L 2,5
Плотность (при температуре 15 °C), г/см³: 0,8510
Температура вспышки (COC), °C: 230
Кинематическая вязкость при 100°C, мм²/с: 10,42
Кинематическая вязкость при 40°C, мм²/с: 59,85
Температура застывания, °C: -42,5
Индекс вязкости: 164
Щелочное число, TBN, мгКОН/г: 7,76
Вязкость при высокой температуре 150 °C и скорости сдвига (HTHS), mPa*s: 3,05
Вязкость проворачивания, (СCS) при -30 °C, mPa*s: 5050
Содержание сульфатной золы, % веса: 0,86
Содержание фосфора (P), % веса: 0,08
Спецификации и одобрения:
Производитель оставляет за собой право без уведомления менять характеристики, внешний вид, комплектацию товара и место его производства.
В случае, если в описании товара прямо не указано обратное, гарантийный срок на такой товар не установлен.
Масло моторное Mitasu Gold 0w20 синтетическое, SN/GF-5, для бензинового двигателя, 4л, арт. MJ-102/4
Масло моторное Mitasu Gold 0w20 SN ILSAC GF-5 синтетическое, для бензинового двигателя
MITASU GOLD SN 0W-20 ILSAC GF-5 100% Synthetic – полностью синтетическое низковязкое ресурсосберегающее моторное масло. Отвечает требованиям самого современного стандарта качества смазочных материалов GF-5, установленного Международным комитетом по стандартизации смазочных материалов (ILSAC –International Lubricant Standardization and Approval Committee). Используемая в производстве современная разработка «ZDDP anti-wear» удерживает фосфор, входящий в состав противоизносных присадок, что:
- повышает защиту двигателя от износа;
- увеличивает срок службы каталитических нейтрализаторов отработавших газов;
- обеспечивает соответствие уровня СО в выхлопных газах современным экологическим нормам.
Применение:
MITASU GOLD SN 0W-20 ILSAC GF-5 100% Synthetic предназначено для использования в бензиновых двигателях легковых автомобилей и внедорожников с турбонаддувом и без него. Отвечает новейшим экологическим требованиям к выбросу вредных веществ. Обладает стойкостью к окислению. Рекомендуется для всесезонного использования.
Внимание! Максимальный эффект от применения продукта достигается при его использовании в современных бензиновых двигателях, новых или с небольшим пробегом, рассчитанных на использование низковязких ресурсо- и энергосберегающих масел. Не рекомендуется использовать данный продукт в двигателях с большим износом!
Преимущества:
Всесезонное полностью синтетическое моторное масло MITASU GOLD SN 0W-20 ILSAC GF-5 100% Synthetic обеспечивает:
- существенную экономию топлива;
- максимальную чистоту двигателя;
- улучшенную совместимость с материалом уплотнений;
- увеличение интервала замены масла.
Новейшие технологии MITASU OIL CORPORATION, Japan и современный стандарт качества ILSAC GF-5 позволяют MITASU GOLD SN 0W-20 ILSAC GF-5 100% Synthetic превосходить требования таких производителей автомобилей, как: TOYOTA, LEXUS, HONDA, ACURA, NISSAN, MAZDA, SUZUKI, MITSUBISHI, SUBARU, DAIHATSU, GM и многих других.
Физико-химические свойства:
Класс вязкости: 0W-20
Плотность при 15°C: 0,8503
Tемпература вспышки, °C: 210
Общее щелочное число (mg KOH/g): 7,00
Температура застывания, °C: -40
Цвет (по ASTM D-1500): 2,0
Индекс вязкости: 170
Кинематическая вязкость при 40°C (cSt): 45,10
Кинематическая вязкость при 100°C (cSt): 8,04
Спецификации:
Производитель оставляет за собой право без уведомления менять характеристики, внешний вид, комплектацию товара и место его производства.
В случае, если в описании товара прямо не указано обратное, гарантийный срок на такой товар не установлен.
Как найти серийный номер (SN) на телефонах и планшетах Huawei
Что такое серийный номер
Серийный номер (SN) — это уникальный номер, который содержит такие данные, как дату производства и гарантийный статус продукта. У каждого товара только один серийный номер.
Как найти серийный номер
Чтобы найти серийный номер на телефонах и планшетах Huawei, выполните следующий действия.
- Если вы сохранили оригинальную упаковку, найдите серийный номер на наклейке, как показано на рисунке ниже.
- Если оригинальная упаковка не сохранилась и телефон или планшет включается корректно, выполните указанные ниже действия.
Способ 1. Введите *#06# в приложении Телефон и на экране появится серийный номер (SN) (применимо к телефонам и планшетам с поддержкой SIM-карт).
Способ 2. Найдите серийный номер в разделе Настройки. Ниже приведен пример для EMUI 10:
- Откройте Настройки.
- Перейдите в конец страницы и нажмите О телефоне.
- Найдите опцию Общая информация.
- Вы можете посмотреть серийный номер (SN) в пункте Общая информация.
Для телефонов и планшетов с интерфейсом EMUI 8.X, EMUI 9.X или Magic UI 2.X откройте Настройки, найдите раздел Система, затем нажмите пункт О телефоне (О планшете). Вы можете посмотреть серийный номер (SN) в пункте Общая информация.
Способ 3. Найдите серийный номер (SN) в приложении Поддержка (HiCare) в разделе Поддержка (HiCare) >
- Если оригинальная упаковка отсутствует и телефон или планшет не включаются, найдите серийный номер (SN) на наклейке сзади.
Спецификация масел по api: что нужно знать?
Смазочные материалы начали использоваться еще задолго до нашей эры. И если раньше в качестве них применялись растительные жиры и жиры животного происхождения, то начиная с 60-х годов прошлого века их заменили продукты нефтепереработки. После этого началось активное развитие и совершенствование моторных масел, а около 70 лет назад появились первые полимерные модификаторы вязкости, благодаря которым вскоре в моторных маслах появились разные классы и разновидности, отвечающие температурному режиму определенного времени года, а также появились всесезонные виды смазочных материалов.
С того момента состав и технические качества масел претерпели множество изменений, однако их основное предназначение осталось неизменным. Моторное масло призвано покрывать тонкой, но при этом прочной, пленкой движущиеся детали, защищая тем самым их от трения между собой.
На сегодняшний день существует несколько систем классификации масел, которые позволяют разделить смазочные материалы по их эксплуатационным качествам, техническим характеристикам, а также назначению. Среди основных общепринятых систем одной из самых известных является классификация моторных масел по API. Она была введена в конце 50-х годов нашего века Американским Институтом Нефти, и основополагающим принципом в ней является классификация по двум категориям — S и C, то есть для бензиновых и дизельных двигателей соответственно.
Спецификации масел S и C
Как уже отмечено выше, система API предполагает деление на две основные категории, однако существует и третье обозначение качества смазочных материалов. Из них каждый вид является самостоятельным:
- S – Service
Это ряд назначения и качества масел, рассчитанных для автомобилей с бензиновым мотором; - C – Commercial.
Данный ряд назначения и качества масел, созданных для дизельных двигателей. Сюда входят автомобильные транспортные средства, а также сельскохозяйственная, строительная, дорожная и прочая техника. ;
- EC – Energy Conserving.
Это категория современных высококачественных смазочных материалов, которые производители называют энергосберегающими. Они прошли многочисленные исследования, которые показали, что эти продукты способны существенно сокращать расход топлива в автомобилях с бензиновыми двигателями.
Бензиновые двигатели: классы качества, их обозначения и расшифровка
Бензиновый двигатель
| Группа | Описание |
|---|---|
| SN | Смазочные материалы SN отличаются от предшествовавших этой категории SM спецификаций тем, что в них содержится намного меньше фосфора, что наделяет их дополнительными энергосберегающими качествами и делает SN совместимыми с новейшими системами, направленными на нейтрализацию выхлопных газов. Класс SN утвержден осенью 2010 года и применяется в моторах самых современных автомобилей. Стоит отметить, что масла со спецификацией API SN по своим характеристикам близки ACEA C2, C3, C4, поэтому SN могут успешно заменять собой смазку класса SM. |
| SM | SM впервые ввели в конце 2004 года. Этот класс сегодня более распространен, чем CN, ведь он предназначается для современных бензиновых моторов, включая много клапанные и турбированные двигатели. Смазка этой категории разрабатывалась с учетом совершенствования двигателей, поэтому призвана повышать их экологическую безопасность и быть более износостойкой. SM отличается от предыдущей категории SL большей стойкостью к окислению превосходными защитными свойствами от образования осадкой и отложений, что безусловно сказывается на высоком качестве смазочных материалов. Спустя два года после выпуска SM была разработана категория масел для дизельных моторов с обозначением CJ4. Продукты спецификации SM предназначены для автомобилей с 2004 года выпуска, и разработаны именно для них. |
| SL | Класс SL был разработан незадолго до выхода SM и SN. Он разработан для двигателей автомобилей, выпущенных с 2001 года, и абсолютно отвечает всем современным стандартам и требованиям, включая высокую экологичность и энергосбережение. SL предназначаются для современных моторов, в том числе многоклапанных, турбированных и двигателей, приспособленных для работы на обедненных смесях топлива. На смазочных материалах группы SL вполне могут работать и двигатели, для которых предназначены продукты категории SJ. Благодаря таким свойствам, как пониженная летучесть, SL отличаются долгим сохранением своих качеств, благодаря чему интервал замены моторного масла заметно увеличивается. На сегодняшний день эта категория является действующей и широко применяется современными автовладельцами. |
| SJ | Этот класс также является действующим на сегодняшний день. Его утвердили в ноябре 1995 года, хотя сертификацию продукт прошел лишь спустя год. Поэтому масла категории SJ используют для автомобилей с бензиновым двигателем, начиная с 1996 года выпуска. Их успешно применяют в моторах легковых и спортивных авто, а также в двигателях микроавтобусов и небольших грузовых машин. SJ показывает хорошие технические характеристики, в том числе устойчивость к образованию осадков и нагара, а также способность сохранять свои свойства при пониженных температурах. По этим свойствам масла категории SJ очень близки к продуктам класса SH, поэтому вполне пригодны для использования в том случае, когда автопроизводителем рекомендовано использование для машины масла категории SH. |
| SH | Эта категория была создана в 1992 году и считается условно действующей. Масла, входящие в эту группу, применяются в моторах авто 1996 года выпуска и ранее. По своим качествам этот класс превосходит масла категории SG, ведь он разрабатывался с целью ее заменить. Поэтому масла класса SH успешно используются для автомобилей, в которых рекомендуется применять SG. |
| SG | Класс SG предназначены для моторов, выпущенных в 1193 и раньше. Масла этой категории отличаются превосходной защитой от нагара и устойчивы к процессам окисления и образованию коррозии. Масла SG отвечают всем требованиям для моторных масел, предназначенных для дизельных двигателей API CC, а значит SG могут применяться для машин, в которых производитель рекомендует использовать категории SF и SF/CC, а также SE и SE/CC. |
Спецификация масел для дизельных моторов
Среди современных спецификаций моторных масел наибольшей популярностью пользуются масла класса CI и CF. Именно они разработаны с учетом всех особенностей современных дизельных моторов и отвечают всем стандартам.
Дизельный двигатель BMW
| CI | Категория CI -4 утверждена в 2002 году. Они рассчитаны на различные дизельные моторы, продукты спецификации CI обладают высокой устойчивостью к окислению и содержат диспергирующие присадки. CI довольно экологичны, по сравнению с предыдущими классами масел. Стоит отметить, что из общей категории CI выделяют еще один класс — CI -4 PLUS. Усовершенствованный класс CI -4Plus выведен с учетом жестких требований к испаряемости масла, его окислению при повышенных температурах и образованию нагара. |
| CF | Спецификация CF создана для дизельных моторов с непрямым впрыском. Они отличаются высоким содержанием различных присадок, которые предотвращают отложения на поршнях, а также защищают от износа и образования коррозии внутренних деталей с содержанием меди, к примеру, подшипников. Класс CF может иметь обозначения CF-4 и CF-2, что значит автомасла, предусматривающие применение в четырехтактных и двухтактных (соответственно) дизельных двигателях. При этом CF-4 рассчитаны на двигатели, работающие в ускоренном режиме, а CF-2 идеально подходят для моторов, которые постоянно подвергаются повышенным нагрузкам. |
Видео «Классификации API»
Похожие публикации
Tin – Информация об элементе, свойства и использование
Расшифровка:
Химия в ее стихии: олово
(Promo)
Вы слушаете Химию в ее стихии, представленную вам журналом Chemistry World , журналом Королевского химического общества.
(Конец промо)
Крис Смит
Здравствуйте, на этой неделе элемент, который изменил курс индустрии, а также породил бронзовый век.Мы узнаем, почему римляне пришли в Британию и почему ваш орган зимой может необратимо выйти из строя. Но любителям олова следует быть начеку, потому что многое из того, что мы называем оловом, – нет.
Кэтрин Холт
Жестяные банки, оловянная фольга, оловянные свистки, оловянные солдатики … это то, что приходит на ум, когда мы думаем о олове. И это прискорбно, поскольку жестяные банки на самом деле сделаны из стали; фольга сделана из алюминия и оловянных свистков …. ну вы поняли. Быть связанным со списком устаревших расходных материалов особенно прискорбно для олова, если учесть, что оно буквально изменило цивилизацию! Вы слышали о бронзовом веке? Что ж, некоторые предприимчивые рабочие-металлисты в конце каменного века обнаружили, что добавление небольшого количества олова в расплавленную медь привело к получению нового сплава.Она была тверже меди, но ее гораздо легче было придавать форму, формовать и точить. Это открытие было настолько революционным, что родился бронзовый век – название, данное любой цивилизации, которая делала инструменты и оружие из этого сплава меди и олова.
Олово было настолько важным, что секреты его производства тщательно охранялись. Древние греки говорили о «Касситеридах» или «Оловянных островах», которые, как полагали, лежали у северо-западного побережья Европы. Эти загадочные острова никогда не были идентифицированы и, вероятно, никогда не существовали.Все, что знали греки, это то, что олово пришло к ним по морю и с северо-запада, и поэтому история возникла о оловянных островах. Вероятно, олово пришло из Северной Испании и из Корнуолла. Фактически, стратегическое значение оловянных рудников Корнуолла считается одной из причин вторжения Римской империи в Британию.
Олово могло сыграть и другую историческую роль – на этот раз в разгроме армии Наполеона в русской кампании 1812 года. Утверждалось, что в суровые холода оловянные пуговицы на солдатской форме рассыпались в порошок, что привело к серьезной потере жизнь от переохлаждения.Точность этой истории спорна, но превращение олова из блестящего металла в серый порошок при низких температурах – химический факт.
Холодными зимами Северной Европы утрата оловянных органных трубок, когда они начали рассыпаться в пыль, на протяжении веков была известна как «оловянный вредитель», «оловянная болезнь» или «оловянная проказа». На самом деле этот процесс представляет собой очень простое химическое преобразование одной структурной формы олова – серебристого, металлического «белого олова» или «бета-олова» – в другую – хрупкое неметаллическое «серое олово» или «альфа-олово».Для чистого олова переход происходит при 13,2 ° C, но температура перехода ниже или не происходит вообще, если присутствует достаточно примесей, например, если олово легировано другим металлом.
Таким образом, возникла современная проблема с «оловянным вредителем», поскольку сплавы олово-свинец, используемые для покрытия выводов в электрическом оборудовании, иногда заменяются чистым оловом в связи с новым законодательством по охране окружающей среды. При низких температурах покрытие из металлического бета-олова превращается в непроводящее, хрупкое альфа-олово и падает с выводов.Затем рассыпчатый порошок альфа-олова перемещается внутри оборудования, но, поскольку он не проводит ток, это не вызывает проблем. Однако при более высоких температурах этот порошок альфа-олова снова превращается в проводящее бета-олово, что приводит к коротким замыканиям и всевозможным проблемам.
Чтобы победить «оловянных вредителей», нужно смешать олово с другими металлами, и в наши дни олово в основном используется для образования сплавов, например, бронзы, олова и припоев. Поскольку олово является наиболее тонально резонансным из всех металлов, оно используется в металлах колоколов и для изготовления органных труб, которые обычно представляют собой смесь олова и свинца в соотношении 50:50.От количества олова обычно зависит тон трубы.
Итак, мы возвращаемся к скромной консервной банке. Хотя банки не сделаны из жести, они часто покрываются оловом изнутри для предотвращения коррозии. Итак, хотя сейчас может показаться, что олово играет небольшую роль в нашей повседневной жизни, помните, что когда-то оно участвовало в взлете и падении цивилизаций.
Крис Смит
Итак, это олово привлекло римлян в Британию – забавно, что я подумал, что это была чудесная погода.Историю Тина рассказала Кэтрин Холт из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. На следующей неделе вещество, которое заставляет вас видеть красный цвет.
Брайан Клегг
Если вы слушаете этот подкаст на компьютере с традиционным цветным монитором, Европиум улучшит ваше представление о веб-сайте Chemistry World. Когда впервые были разработаны цветные телевизоры, красные пиксели были относительно слабыми, что означало, что весь цветовой спектр должен был оставаться приглушенным. Но люминофор, легированный европием, оказался гораздо лучшим и ярким источником красного цвета и до сих пор присутствует в большинстве сохранившихся мониторов и телевизоров, предшествовавших революции плоских экранов.
Крис Смит
И вы можете услышать от Брайана Клегга, как впервые была использована сила европия и как он был открыт на следующей неделе в “Химии в ее элементе”. Надеюсь, вы присоединитесь к нам. А пока я Крис Смит, спасибо за внимание и до свидания.
(промо)
(конец промо)
Олово Олово – мягкий, податливый серебристо-белый металл.Олово нелегко окисляется и устойчиво к коррозии, поскольку защищено оксидной пленкой. Олово устойчиво к коррозии от дистиллированной морской и мягкой водопроводной воды и может подвергаться воздействию сильных кислот, щелочей и кислотных солей. Области применения Олово используется для покрытия банок: луженые стальные контейнеры широко используются для консервирования пищевых продуктов. Сплавы олова используются по-разному: в качестве припоя для соединения труб или электрических цепей, олова, раструба, баббита и зубных амальгам.Сплав ниобия с оловом используется для изготовления сверхпроводящих магнитов, оксид олова используется для керамики и в датчиках газа (поскольку он поглощает газ, его электропроводность увеличивается, и это можно контролировать). Оловянная фольга когда-то была обычным упаковочным материалом для пищевых продуктов и лекарств, теперь ее заменила алюминиевая фольга. Олово в окружающей среде Оксид олова нерастворим, а руда сильно сопротивляется выветриванию, поэтому количество олова в почвах и природных водах невелико. Концентрация в почвах обычно находится в диапазоне 1-4 частей на миллион, но в некоторых почвах она меньше 0.1 ppm, в то время как торф может содержать до 300 ppm.
Источники периодической таблицы Новая страница: олово в воде Вернуться к периодической таблице элементов . | |
Определение олова, факты, символ, открытие, собственность, использование
Что такое олово
Олово (произношение: TIN) – мягкий, податливый, серебристо-белый элемент, классифицируемый как металл постпереходного периода в периодической таблице, и представлен химическим символом Sn [1, 2, 3] .Его часто смешивают с другими металлами с образованием сплавов, в том числе олова, припоя, британии и многих других [4] .
Символ олова
Изотопы
Олово содержит десять природных стабильных изотопов, наибольшее из всех элементов, из которых 120 Sn является наиболее распространенным с естественным содержанием 32,58% [5] . Среди 29 нестабильных радиоизотопов только 126 Sn имеет период полураспада 2,3 X 10 5 лет, в то время как остальные являются короткоживущими с периодами полураспада менее одного года [5] .
Где найдено олово
В основном встречается в красноватой, коричневатой или желтоватой минеральной руде касситерите [1] . Олово промышленно получают путем восстановительной плавки касситеритовой руды с углем в отражательной печи [1, 4] . В тройку крупнейших мировых производителей олова входят Китай, Индонезия и Перу, а в тройку крупнейших держателей запасов входят Китай, Индонезия и Бразилия [1] .
Жестяная банка
История
Происхождение названия : Название происходит от англосаксонского слова «олово», тогда как его атомный символ Sn происходит от латинского слова «stannum», означающего «олово» [1, 2] .
Кто его открыл : Хотя открытие олова неясно, считается, что его нашли древние египтяне, шумеры, китайцы, инки и жители долины Инда [1] .
Когда и как было обнаружено
Исторические данные свидетельствуют о том, что олово играло важную роль в жизни людей, главным образом из-за бронзы, сплава, содержащего примерно 90-95 процентов меди и 5-10 процентов олова, и идеально подходило для изготовления оружия и инструментов [1, 3] .Олово также ценилось за его свойства, так как бутылка паломника и оловянное кольцо были обнаружены в египетской гробнице, относящейся к восемнадцатой династии (примерно 1580–1350 гг. До н.э.) [1] .
Он был добыт древними китайцами в провинции Юньнань примерно в 700 г. до н.э. [1] . Чистое олово было раскопано в Мачу-Пикчу, крепости инков [1] . Древние греки импортировали олово морем и называли источник «Касситеридес», что означает «Оловянные острова» [3] .Вероятно, это были Корнуолл в Великобритании и северо-западная Иберия в Испании, где существуют большие месторождения олова [3] .
Олово
Идентификация олова | |||
| Атомный номер | 50 [1] | ||
| Номер CAS | 7440-31-5 [1] | ||
| Позиция в таблице Менделеева | Группа | Период | Блок |
| 14 [1] | 5 [1] | п. [1] | |
Расположение олова в Периодической таблице
Свойства и характеристики олова
Общие свойства | ||||||||||||||||
| Относительная атомная масса | 118.710 [1] | |||||||||||||||
| Атомная масса | 118,710 а.е.м. [1] | |||||||||||||||
| Молярная масса | 118,7100 г / моль [6] | |||||||||||||||
| Аллотропы | Серый (альфа) Sn, Белый (бета) Sn [1] | |||||||||||||||
Физические свойства | ||||||||||||||||
| Цвет | Серебристо-белый [3] | |||||||||||||||
| Точка плавления / замерзания | 231.928 ° С, 449,47 ° F [1] | |||||||||||||||
| Точка кипения | 2586 ° C, 4687 ° F [1] | |||||||||||||||
| Плотность | 7,287 г см -3 [1] | |||||||||||||||
| Состояние вещества при комнатной температуре (твердое тело / жидкость / газ) | Цельный [1, 3] | |||||||||||||||
| Твердость | ||||||||||||||||
| – Бринелл | 51 МПа [7] | |||||||||||||||
| – Моос | 1.5 [7] | |||||||||||||||
| – Виккерс | Неизвестно [7] | |||||||||||||||
| Электропроводность | 9,1 X 10 6 См / м [7] | |||||||||||||||
| Заряд | +2, +4 [8] | |||||||||||||||
| Теплопроводность | 67 Вт / (м · К) [7] | |||||||||||||||
| Удельная теплоемкость | 227 Дж кг -1 K -1 [1] | |||||||||||||||
| Модуль объемной упругости | 58.2 ГПа [1] | |||||||||||||||
| Модуль сдвига | 18,4 ГПа [1] | |||||||||||||||
| Модуль Юнга | 49,9 ГПа [1] | |||||||||||||||
| Давление пара | ||||||||||||||||
| – Температура (К) | 400 | 600 | 800 | 1000 | 1200 | 1400 | 1600 | 1800 | 2000 | 2200 | 2400 | |||||
| – Давление (Па) | – | – | 1.26 Х 10 -9 | 1,26 Х 10 -6 | 3,1 Х 10 -3 | 0,207 | 4,85 | 56,3 | – | – | – | |||||
Химические свойства | ||||||||||||||||
| Степени окисления | 4, 2 [1] | |||||||||||||||
| Изотопы | Изотоп | Масса | Обилие (%) | Период полураспада | Форма распада | |||||||||||
| 112 Sn | 111.905 | 0,97 | – | – | ||||||||||||
| 114 Sn | 113.903 | 0,66 | – | – | ||||||||||||
| 115 Sn | 114.903 | 0,34 | – | – | ||||||||||||
| 116 Sn | 115,902 | 14,54 | – | – | ||||||||||||
| 117 Sn | 116.903 | 2,8 | – | – | ||||||||||||
| 118 Sn | 117,902 | 24,22 | – | – | ||||||||||||
| 119 Sn | 118,903 | 8,59 | – | – | ||||||||||||
| 120 Sn | 119.902 | 32,58 | – | – | ||||||||||||
| 122 Sn | 121.903 | 4,63 | – | – | ||||||||||||
| 124 Sn | 123.905 | 5,79 | > 2,2 X 10 18 y | β-β- | ||||||||||||
Олово Льюис Точечная структура
Атомные данные олова (элемент 50)
| Валентные электроны | 4 [9] | |||||||
| Квантовые числа | ||||||||
| – н | 5 [9] | |||||||
| – | 1 [9] | |||||||
| – м ℓ | 0 [9] | |||||||
| – м с | +1/2 [9] | |||||||
| Электронная конфигурация (конфигурация благородного газа) | [Kr] 4d 10 5s 2 5p 2 [1] | |||||||
| Атомная структура | ||||||||
| – Количество электронов | 50 [3] | |||||||
| – Количество нейтронов | 68 [3] | |||||||
| – Число протонов | 50 [3] | |||||||
| Радиус атома | ||||||||
| – Атомный радиус | 2.17 Å [1] | |||||||
| – Ковалентный радиус | 1,40 Å [1] | |||||||
| Электроотрицательность (шкала Полинга) | 1,96 [1] | |||||||
| Сродство к электрону | 107,298 [1] | |||||||
| Энергия ионизации (кДж моль -1 ) | 1-й | 2-я | 3-я | 4-я | 5-я | 6 -е | 7-я | 8-й |
| 708.581 | 1411.793 | 2943.054 | 3930.332 | 6973,96 | – | – | – | |
Олово-электронная конфигурация (модель Бора)
Что используется для
- Олово используется в качестве высокополирующего состава для покрытия других металлических поверхностей для предотвращения коррозии, например, в жестяных банках (жестяных барабанах), жестяных крышах и жестяных потолочных плитках, которые изготовлены из стали с оловянным покрытием [1, 3] . Распыление солей олова на стекло дает электропроводящие покрытия [1] .
- Коммерчески важные сплавы олова, такие как ниобий-олово, используются для производства сверхпроводящих магнитов [1] .
- Расплав стекла заливают в расплавленное олово для изготовления плоских поверхностей оконного стекла [1] .
- Его можно свернуть в тонкие листы, называемые «фольгой», которая используется для покрытия или упаковки пищевых продуктов [3] . Сегодня его обычно производят из алюминия [3] .
- Хлорид олова (II) – это восстановитель, который используется для окрашивания шелка и бязи, в то время как оксид олова (IV) используется в датчиках газа и керамике [1] .Другое соединение цинка, станнат цинка (Zn 2 SnO 4 ), используется в пластмассах из-за его огнезащитных свойств [1] .
- Составы олова коммерчески используются в противообрастающей краске, которая наносится на корпуса судов и лодок для предотвращения образования ракушек [1] . Однако было обнаружено, что это соединение токсично для морской флоры и фауны, и теперь его заменили инновационные краски, не содержащие олова и меди [1] .
- Фторид олова (SnF 2 ) является важным ингредиентом некоторых зубных паст [3] .
Оловянный барабан
Токсичность олова
Поскольку они попадают в организм и покидают его быстро после их вдыхания или употребления в пищу, металлические или неорганические соединения олова не причиняют вреда человеческому организму и считаются нетоксичными [1, 10] . Однако вдыхание, еда, питье или контакт с оловоорганическими соединениями на коже могут вызвать раздражение кожи, глаз и дыхательных путей, неврологические проблемы и желудочно-кишечные отравления [10] . Он не играет никакой биологической роли в организме человека [1] .
Интересные факты
- Элемент графически представлен изображением стальной банки с луженым покрытием, отмеченной алхимическим знаком олова [1] .
- Изгиб олова при комнатной температуре вызывает пронзительный скрипящий шум, обычно называемый «криком олова», из-за изменения формы кристаллической структуры олова [4] .
- При температуре ниже 13 ° C превращается в порошкообразную аллотропную форму альфа-олова [4] .
- Металл Британия, сплав олова, фактически используется для изготовления золотых статуэток, которые вручаются победителям различных категорий на церемонии вручения наград Академии [4] .
- Бета-аллотропная форма олова является парамагнитной, что означает, что она не имеет собственного магнитного поля, но может намагничиваться внешними магнитными полями [11] .
Оловянная фольга
Стоимость олова
Цена чистого олова составляет около 0,24 доллара за грамм, а в оптовом виде оно стоит около 0,018 доллара за грамм [3] .
Список литературы
- http://www.rsc.org/periodic-table/element/50/tin
- https: // образование.jlab.org/itselemental/ele050.html
- https://www.chemicool.com/elements/tin.html
- https://www.livescience.com/37355-tin.html
- https://education.jlab.org/itselemental/iso050.html
- https://www.webqc.org/molecular-weight-of-Sn.html
- http://periodictable.com/Elements/050/data.html
- http://www.metallacycle.com/chemistry/nomenclature-ionic/
- http://chemistry-reference.com/q_elements.asp?Symbol=Sn
- https: // www.atsdr.cdc.gov/phs/phs.asp?id=541&tid=98
- https://sciencing.com/tin-cans-attracted-magnet-7422918.html
Олово (Sn) | АМЕРИКАНСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ®
РАЗДЕЛ 1. ИДЕНТИФИКАЦИЯ
Наименование продукта: Металлическое олово
Номер продукта: Все применимые коды продуктов American Elements, например СН-М-02, СН-М-03, СН-М-04, СН-М-05, СН-М-06
CAS #: 7440-31-5
Соответствующие установленные области применения вещества: Научные исследования и разработки
Информация о поставщике:
American Elements
1093 Broxton Ave.Suite 2000
Лос-Анджелес, CA
Тел .: +1 310-208-0551
Факс: +1 310-208-0351
Телефон экстренной помощи:
Внутренний, Северная Америка +1 800-424-9300
Международный +1 703-527-3887
РАЗДЕЛ 2. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОПАСНОСТЕЙ
Классификация вещества или смеси
Классификация согласно Регламенту (ЕС) № 1272/2008
Вещество не классифицируется как опасное для здоровья или окружающей среды в соответствии с Регламентом CLP.
Классификация в соответствии с Директивой 67/548 / EEC или Директивой 1999/45 / EC
Не применимо
Информация, касающаяся особых опасностей для человека и окружающей среды:
Информация отсутствует.
Опасности, не классифицированные иным образом.
Информация отсутствует.
Элементы маркировки
Маркировка в соответствии с Регламентом (ЕС) № 1272/2008
Неприменимо
Пиктограммы опасности
Неприменимо
Сигнальное слово
Неприменимо
Формулировки опасности
Неприменимо
Классификация WHMIS
Не контролируется
Система классификации
Рейтинги HMIS (шкала 0-4)
(Система идентификации опасных материалов)
ЗДОРОВЬЕ
ПОЖАР
РЕАКТИВНОСТЬ
0
0
0
Здоровье (острые эффекты) = 0
Воспламеняемость = 0
Физическая опасность = 0
Другие опасности
Результаты оценки PBT и vPvB
PBT: Не применимо.
vPvB: Не применимо.
РАЗДЕЛ 3. СОСТАВ / ИНФОРМАЦИЯ ОБ ИНГРЕДИЕНТАХ
Химические характеристики: Вещества
Номер CAS Описание:
7440-31-5 Олово
Идентификационный номер (а):
Номер ЕС: 231-141-8
РАЗДЕЛ 4. ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ
Описание мер первой помощи
Общие сведения
Никаких специальных мер не требуется.
При вдыхании
В случае жалоб обратитесь за медицинской помощью.
При контакте с кожей
Обычно продукт не раздражает кожу.
После контакта с глазами
Промыть открытый глаз под проточной водой в течение нескольких минут. Если симптомы не исчезнут, обратитесь к врачу.
После проглатывания
Если симптомы не исчезнут, обратиться к врачу.
Информация для врача
Наиболее важные симптомы и воздействия, как острые, так и замедленные
Отсутствует какая-либо соответствующая информация.
Указание на необходимость немедленной медицинской помощи и специального лечения
Отсутствует какая-либо соответствующая информация.
РАЗДЕЛ 5. МЕРЫ ПОЖАРОТУШЕНИЯ
Средства пожаротушения
Надлежащие средства тушения
Специальный порошок для металлических пожаров.Не используйте воду.
Средства пожаротушения непригодны из соображений безопасности
Вода
Особые опасности, исходящие от вещества или смеси
При попадании этого продукта в огонь могут образоваться следующие вещества:
Дым оксида металла
Рекомендации для пожарных
Защитное оснащение:
Нет специальных мер обязательный.
РАЗДЕЛ 6. МЕРЫ ПРИ СЛУЧАЙНОМ ВЫБРОСЕ
Меры личной безопасности, защитное снаряжение и порядок действий в чрезвычайной ситуации
Не требуется.
Меры по защите окружающей среды:
Не допускайте попадания материала в окружающую среду без соответствующих правительственных разрешений.
Не допускать попадания продукта в канализацию или водоемы.
Не допускать проникновения в землю / почву.
Методы и материалы для локализации и очистки:
Подобрать механически.
Предотвращение вторичных опасностей:
Никаких специальных мер не требуется.
Ссылка на другие разделы.
См. Раздел 7 для получения информации о безопасном обращении.
См. Раздел 8 для получения информации о средствах индивидуальной защиты.
См. Информацию об утилизации в Разделе 13.
РАЗДЕЛ 7. ОБРАЩЕНИЕ И ХРАНЕНИЕ
Обращение
Меры предосторожности при обращении
Хранить контейнер плотно закрытым.
Хранить в сухом прохладном месте в плотно закрытой таре.
Информация о защите от взрывов и пожаров:
Никаких специальных мер не требуется.
Условия безопасного хранения с учетом несовместимости
Хранение
Требования, предъявляемые к складским помещениям и таре:
Особых требований нет.
Информация о хранении в одном общем хранилище:
Не хранить вместе с кислотами.
Хранить вдали от окислителей.
Дополнительная информация об условиях хранения:
Держать емкость плотно закрытой.
Хранить в прохладном, сухом месте в хорошо закрытой таре.
Особое конечное использование
Отсутствует какая-либо соответствующая информация.
РАЗДЕЛ 8. КОНТРОЛЬ ВОЗДЕЙСТВИЯ / ЛИЧНАЯ ЗАЩИТА
Дополнительная информация о конструкции технических систем:
Дополнительных сведений нет; см. раздел 7.
Контрольные параметры
Компоненты с предельными значениями, требующие контроля на рабочем месте: 7440-31-5 Олово (100,0%)
PEL (США) Долгосрочное значение: 2 мг / м³ металла
REL (США) Долгосрочное значение: 2 мг / м³
TLV (США) Долгосрочное значение: 2 мг / м³ металла
EL (Канада) Долгосрочное значение: 2 мг / м³ металла
EV (Канада) Долгосрочное значение: 2 * 0,1 ** мг / м³ * металл, оксид, неорг. compds.; ** org. compds .: Кожа
Дополнительная информация: Нет данных
Контроль воздействия
Средства индивидуальной защиты
Общие защитные и гигиенические меры
Следует соблюдать обычные меры предосторожности при обращении с химическими веществами.
Поддерживайте эргономичную рабочую среду.
Дыхательное оборудование: Не требуется.
Защита рук: Не требуется.
Время проницаемости материала перчаток (в минутах): Не определено.
Защита глаз: Защитные очки.
Защита тела: Защитная рабочая одежда.
РАЗДЕЛ 9. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Информация об основных физических и химических свойствах
Общая информация
Внешний вид:
Форма: Твердое вещество в различных формах
Цвет: Серебристо-серый
Запах: Без запаха
Порог запаха: Не определено.
Значение pH: Не применимо.
Изменение состояния
Точка плавления / интервал плавления: 231,9 ° C (449 ° F)
Точка кипения / интервал кипения: 2270 ° C (4118 ° F)
Температура сублимации / начало: Не определено
Воспламеняемость (твердое, газообразное): Не определено.
Температура возгорания: Не определено.
Температура разложения: Не определено.
Самовоспламенение: Не определено.
Взрывоопасность: Не определено.
Пределы взрываемости:
Нижний: Не определено
Верхнее: Не определено
Давление пара: Не применимо.
Плотность при 20 ° C (68 ° F): 7,31 г / см³ (61,002 фунта / галлон)
Относительная плотность: Не определено.
Плотность пара: Не применимо.
Скорость испарения: Не применимо.
Растворимость в / Смешиваемость с водой: Нерастворим.
Коэффициент распределения (н-октанол / вода): Не определено.
Вязкость:
динамическая: Не применимо.
кинематическая: не применимо.
Другая информация
Дополнительная соответствующая информация отсутствует
РАЗДЕЛ 10. СТАБИЛЬНОСТЬ И РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ
Реакционная способность
Информация отсутствует.
Химическая стабильность
Стабилен при соблюдении рекомендуемых условий хранения.
Термическое разложение / условия, которых следует избегать:
Разложение не происходит при использовании и хранении в соответствии со спецификациями.
Возможность опасных реакций
Реагирует с сильными окислителями
Условия, которых следует избегать
Отсутствует какая-либо соответствующая информация.
Несовместимые материалы:
Кислоты
Окисляющие вещества
Опасные продукты разложения:
Пары оксидов металлов
РАЗДЕЛ 11.ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Информация о токсикологическом воздействии
Острая токсичность:
Реестр токсических эффектов химических веществ (RTECS) содержит данные об острой токсичности для компонентов этого продукта.
Значения LD / LC50, относящиеся к классификации: Нет данных
Раздражение или разъедание кожи: Может вызывать раздражение
Раздражение или разъедание глаз: Может вызывать раздражение
Сенсибилизация: Сенсибилизирующие эффекты неизвестны.
Мутагенность зародышевых клеток: Эффекты неизвестны.
Канцерогенность: Нет данных о классификации канцерогенных свойств этого материала от EPA, IARC, NTP, OSHA или ACGIH.
Реестр токсических эффектов химических веществ (RTECS) содержит данные о онкогенных, канцерогенных и / или опухолевых заболеваниях этого вещества.
Репродуктивная токсичность: Эффекты неизвестны.
Специфическая системная токсичность, поражающая отдельные органы-мишени – многократное воздействие: Эффекты неизвестны.
Специфическая системная токсичность, поражающая отдельные органы-мишени – однократное воздействие: Эффекты неизвестны.
Опасность при вдыхании: Эффекты неизвестны.
От подострой до хронической токсичности: Реестр токсических эффектов химических веществ (RTECS) содержит данные о токсичности при множественных дозах для этого вещества.
Дополнительная токсикологическая информация: Насколько нам известно, острая и хроническая токсичность этого вещества полностью не изучена.
РАЗДЕЛ 12. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Токсичность
Токсичность для водной среды:
Отсутствует какая-либо соответствующая информация.
Стойкость и разлагаемость
Отсутствует какая-либо соответствующая информация.
Способность к биоаккумуляции
Отсутствует какая-либо соответствующая информация.
Подвижность в почве
Отсутствует какая-либо соответствующая информация.
Дополнительная экологическая информация:
Общие примечания:
Не допускайте попадания материала в окружающую среду без соответствующих правительственных разрешений.
Избегать попадания в окружающую среду.
Результаты оценки PBT и vPvB
PBT: Не применимо.
vPvB: Не применимо.
Другие побочные эффекты
Отсутствует какая-либо соответствующая информация.
РАЗДЕЛ 13. УТИЛИЗАЦИЯ
Методы обработки отходов
Рекомендация
Проконсультируйтесь с государственными, местными или национальными нормативными актами, чтобы обеспечить надлежащую утилизацию.
Неочищенная тара:
Рекомендация:
Утилизация должна производиться в соответствии с официальными предписаниями
РАЗДЕЛ 14. ТРАНСПОРТНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Номер ООН
DOT, ADN, IMDG, IATA
Неприменимо
Собственное транспортное наименование ООН
DOT, ADN, IMDG, IATA
Неприменимо
Класс (ы) опасности при транспортировке
DOT, ADR, ADN, IMDG, Класс IATA
Неприменимо
Группа упаковки
DOT, IMDG, IATA
Неприменимо
Опасности для окружающей среды:
Неприменимо.
Особые меры предосторожности для пользователя
Не применимо.
Транспортировка наливом в соответствии с Приложением II MARPOL73 / 78 и Кодексом IBC
Не применимо.
Транспортировка / Дополнительная информация:
DOT
Морской загрязнитель (DOT):
№
Типовой регламент ООН:
–
РАЗДЕЛ 15. НОРМАТИВНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Нормы / законы по безопасности, охране здоровья и окружающей среды, относящиеся к веществу или смеси
Национальные предписания
Все компоненты этого продукта перечислены в U.S. Закон о контроле за токсичными веществами Агентства по охране окружающей среды Реестр химических веществ.
Все компоненты этого продукта занесены в Канадский список отечественных веществ (DSL).
SARA Раздел 313 (списки конкретных токсичных химикатов)
Вещество не указано.
Предложение штата Калифорния 65
Предложение 65 – Химические вещества, вызывающие рак
Вещество не указано в списке.
Правило 65 – Токсичность для развития
Вещество не указано.
Правило 65 – Токсичность для развития, женщины.
Вещество не указано.
Правило 65 – Токсичность для развития, мужчины.
Вещество не указано.
Информация об ограничении использования:
Для использования только технически квалифицированными специалистами.
Другие постановления, ограничения и запретительные постановления
Вещество, вызывающее особую озабоченность (SVHC) в соответствии с Регламентом REACH (EC) № 1907/2006.
Вещества нет в списке.
Должны соблюдаться условия ограничений согласно Статье 67 и Приложению XVII Регламента (ЕС) № 1907/2006 (REACH) для производства, размещения на рынке и использования.
Вещества нет в списке.
Приложение XIV Правил REACH (требуется разрешение на использование)
Вещество не указано.
REACH – Предварительно зарегистрированные вещества
Вещество внесено в список.
Оценка химической безопасности:
Оценка химической безопасности не проводилась.
16. ПРОЧАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Паспорт безопасности в соответствии с Регламентом (ЕС) № 1907/2006 (REACH). Вышеприведенная информация считается правильной, но не претендует на исчерпывающий характер и должна использоваться только в качестве руководства.Информация в этом документе основана на текущем уровне наших знаний и применима к продукту с учетом соответствующих мер безопасности. Это не является гарантией свойств продукта. American Elements не несет ответственности за любой ущерб, возникший в результате обращения или контакта с вышеуказанным продуктом. Дополнительные условия продажи см. На обратной стороне счета или упаковочного листа. АВТОРСКИЕ ПРАВА 1997-2016 AMERICAN ELEMENTS. ЛИЦЕНЗИОННЫМ ДАННЫМ РАЗРЕШЕНО ИЗГОТОВЛЕНИЕ НЕОГРАНИЧЕННЫХ КОПИЙ БУМАГИ ТОЛЬКО ДЛЯ ВНУТРЕННЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ.
Атомный вес олова | Комиссия по изотопному содержанию и атомному весу
| Изотоп | Атомная масса (Да) | Изотопная распространенность (количественная доля) | |||
|---|---|---|---|---|---|
| 112 Sn | 111,904 825 (2) | 0,0097101 Sn | 113,902 7801 (2) | 0,0066 (1) | |
| 115 Sn | 114.903 3447 (1) | 0,0034 (1) | |||
| 116 Sn | 115,901 7428 (6) | 0,1454 (9) | |||
| 117 Sn | 116,9012 902 953 (7) | ||||
| 118 Sn | 117,901 607 (3) | 0,2422 (9) | |||
| 119 Sn | 118,903 311 (5) | 0,085 9010 (4) | 0,085 9010 (4) 120 Sn | 119,902 202 (6) | 0.3258 (9) |
| 122 Sn | 121,903 44 (2) | 0,0463 (3) | |||
| 124 Sn | 123,905 277 (7) | ||||
| Свойство | Значение |
|---|---|
| Спин | 1/2 |
| Природное изобилие | 0.34% |
| Диапазон химического сдвига | 2600 ppm, от -1900 до 700 |
| Отношение частот ( Ξ ) | 32,718749% |
| Эталонное соединение | Me 4 908% C 6 D 6 |
| Контрольная ширина линии | 2,7 Гц |
| T 1 контрольная | 0,65 с |
| Отн. к 1 H при естественном изобилии | 1.24 × 10 -4 |
| Восприимчивость отн. до 1 H в обогащенном виде | 0,0365 |
| Восприимчивость отн. к 13 C при естественном обилии | 0,711 |
| Восприимчивость отн. к 13 C при обогащении | 209 |
117 Sn немного менее чувствителен, чем 119 Sn, поэтому обычно предпочтительное ядро олова.Это ядро со спином 1/2 и дает резкие сигналы (рис. 4).
Рис. 4. 117 Sn-ЯМР-спектр SnCl 4 (чистый)
Свойства
117 Sn(Нажмите здесь для объяснения)
| Свойство | Значение | ||
|---|---|---|---|
| Отжим | 1/2 | ||
| Природное изобилие | 7,68% | ||
| Диапазон химического сдвига | –9012 до 700 ч. / Мин | Соотношение частот ( Ξ ) | 35.632259% |
| Эталонное соединение | Me 4 Sn 90% в C 6 D 6 | ||
| Ширина линии эталонного образца | 2,5 Гц | ||
| эталонного образца 1 | |||
| Восприимчивость отн. до 1 H при естественной численности | 3,54 × 10 -3 | ||
| Восприимчивость отн. к 1 H в обогащенном виде | 0,04615 | ||
| Восприимчивость отн.к 13 C при естественном обилии | 20,8 | ||
| Восприимчивость отн. до 13 C при обогащении | 271 |
119 Sn немного более чувствителен, чем 117 Sn, и намного более чувствителен чем 115 Sn, поэтому обычно это ядро олова. Это ядро со спином ½ и дает четкие сигналы (рис.5).
Рис. 5. 119 Sn-ЯМР спектр SnCl 4 (чистый)
Свойства
119 Sn(Нажмите здесь для объяснения)
| Свойство | Значение |
|---|---|
| Отжим | 1/2 |
| Естественное изобилие | 8,59% |
| Диапазон химического сдвига | Соотношение частот ( Ξ ) | 37.2% |
| Эталонный компаунд | Me 4 Sn 90% в C 6 D 6 |
| Ширина линии эталона | 2,5 Гц |
| эталонный | |
| Восприимчивость отн. к 1 H при естественной численности | 4,53 × 10 -3 |
| Восприимчивость отн. к 1 H в обогащенном виде | 0,0527 |
| Восприимчивость отн.к 13 C при естественном обилии | 26,6 |
| Восприимчивость отн. к 13 C в обогащенном виде | 310 |
Указание по безопасности
Некоторые из упомянутых здесь материалов очень опасны. Спросите у квалифицированного посоветуйтесь с химиком, прежде чем обращаться с ними Квалифицированные химики должны ознакомиться с соответствующей литературой по безопасности. перед тем, как обращаться с незнакомыми веществами или давать советы по поводу них.Растворители ЯМР токсичны, и большинство из них легковоспламеняющийся. В частности, олово может быть токсичным в больших дозах. Хлорид олова (IV) бурно реагирует с водой с образованием едкий и ядовитый HCl.
Список литературы
- Д. Э. Уильямс, Л. Х. Топорсер и Г. М. Ронк, “Константы взаимодействия ядерного магнитного резонанса в олове в 3,3,3-Трифторпропилтиновые соединения », J. Phys. Chem. , 74 , 2139-42 (1970).
- Э. В. Ван ден Берг и Г. П. Ван дер Келен, “Исследование химической связи в (CH 3 ) n Sn (SCH 3 ) 4- n ( n = 0,1,2,3) протоном ЯМР, спектроскопия олова-119 и углерода-13 », J. Organometal. Chem. , 26 , 207-13 (1971).
- Дж. Д. Кеннеди, В. Макфарлейн и Г. С. Пайн, «Влияние углов между связями в олове на химические сдвиги олова-119 в оловоорганические алкан-α, ω-дитиолаты и некоторые родственные соединения », Бюлл.Soc. Чим. Бельг. , 84 , 289-298 (1975).
- Дж. Д. Кеннеди, У. Макфарлейн, Дж. С. Пайн, П. Л. Кларк и Дж. Л. Уорделл, “Исследования магнитного двойного резонанса Химические сдвиги олова-119 в соединениях со связями олово-сера и родственные соединения », J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2, , 1234-1239 (1975).
- Т. Н. Митчелл, “Химические сдвиги заместителей оловоорганического фрагмента в соединениях типа RSnMe n Cl 3- n ( n = от 0 до 3; R = n -алкил) “, Org.Magn. Резон. , г. 8, , 34-39 (1976).
- А. Тупчаускас, «Константы ЯМР олова-119 для оловоорганических соединений с удаленными заместителями», Lietuvos Fizikos Ринкиныс , 17, , 233-238 (1977).
- B. Wrackmeyer, “Исследования ЯМР углерода-13 и олова-119 на алкинилстаннанах”, J. Organometal. Chem. , г. , 145, , 183–188 (1978).
- Т. Н. Митчелл и Г. Уолтер, «Исследования оловоорганического соединения с преобразованием Фурье с помощью ядерного магнитного резонанса. соединения. Часть 6. Ядерный магнитный резонанс олова-119 и углерода-13. Спектры гексаорганодитинов и октаорганотритины “, J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 , 1842-1827 (1977).
- R. Hani и R. A. Geanangel, “ЯМР олова-119 в координационной химии”, Coordination Chem.Ред. , 44 , 229-246 (1982).
- Д. Дактерниекс, Р. В. Гейбл и Г. Винтер, “Исследования ЯМР олова-119 и углерода-13 на ксантогенатах олова (IV)”, Inorg. Чим. Acta , 75 , 185-188 (1983).
- К. Кобаяси, М. Каваниси, Т. Хитоми и С. Козима, “Связующие изомеры триорганостаннил енолятов, проанализированные Спектроскопия ЯМР олова-119 », Chem.Lett. , 497-500 (1984).
- Х. Киллинг, Х. и Т. Н. Митчелл, “Новые гетероциклы олова: аддукты между ацетиленами или алленами и «дистаннациклопропаны» Металлоорганические соединения , 3 , 1917-1919 (1984).
- A. Lycka, M. Nadvornik, K. Handlir, J. Holecek, “Спектры ЯМР углерода-13 и олова-119 некоторых трифенилолова”. 4-замещенные бензоаты, растворенные в координирующих и некоординирующих растворителях », Coll.Чешский. Chem. Comm. , г. 49 , 2903-2911 (1984).
- Т. Яно, К. Накашима, Дж. Отера и Р. Окавара, “Спектроскопическое исследование тетраорганодистанноксанов с помощью ЯМР олова-119”, Металлоорганические соединения , 4 , 1501-1503 (1985).
- Дж. Блумел и Ф. Х. Келер, “Прямое и непрямое металлирование эндо-дициклопентадиена. Олово-119 и углерод-13 ЯМР исследования станнилированных производных », J.Металлоорганический. Chem. , , 340, , 303-315 (1988).
- Т. Н. Митчелл, Дж. К. Подеста, А. Айяла и А. Б. Чопа, “Экспериментальная проверка соотношений типа Карплюса для 3 J (олово, углерод) и 3 J (олово, водород) “, Magn. Reson. Chem. , 26 , 497-500 (1988).
- I. Wharf, Исследования по химии арилтина. Часть 5.Спектры ЯМР олова-119 и углерода-13 некоторых тетра- и триарилтинов соединения », Inorg. Chim. Acta , 159 , 41-48 (1989).
- Ф. Тунеке, Р. Борсдорф, «Спектроскопические исследования ЯМР олова-119 производных трибутилолова ароматических соединений. сульфоновые кислоты », J. Prakt. Chem. , 333 , 489-494 (1991).
- Дж. Макманус, Д. Каннингем и М. Дж. Хайнс, “Ядерный магнитный резонанс и структурные исследования химия оловоорганических соединений.II. 119 Sn ЯМР-исследования пиразиновых аддуктов диалкилолова (IV) дигалогениды », J. Organometal. Chem. , 468 , 87-92 (1994).
- B. Wrackmeyer, M. Vosteen и W. Storch, “Точные измерения частот ЯМР 115/117/119 Sn и первое наблюдение химических сдвигов, вызванных изотопами 1 Δ 117/119 Sn ( 15 N), 1 Δ 115/119 Sn ( 15 N) и 2 Δ 117/119 Sn ( 29 Si) в N-триметилстанниламины », J.Мол. Struct. , , 602-603, , 177-184 (2002).
22.10: Другая группа 14 элементов: Si, Ge, Sn и Pb
Цели обучения
- Чтобы понять тенденции в свойствах и реакционной способности элементов группы 14.
Оксиды и сульфиды олова и свинца легко восстанавливаются до металла при нагревании древесным углем – открытие, которое должно было произойти случайно, когда доисторические люди использовали камни, содержащие их руды, для разжигания огня.Однако, поскольку олово и медная руда часто встречаются в природе вместе, их сплав – бронза – вероятно, был обнаружен раньше любого из этих элементов, что привело к эпохе бронзы. Самый тяжелый элемент в группе 14, свинец, является настолько мягким и податливым металлом, что древние римляне использовали тонкую свинцовую фольгу в качестве письменных табличек, а также свинцовую посуду и свинцовые трубы для водопровода. (Напомним, что атомные символы олова и свинца происходят от их латинских названий: Sn для олова и Pb для свинца.)
Хотя первые стекла были изготовлены из кремнезема (оксид кремния, SiO 2 ) около 1500 г. до н.э., элементарный кремний не получали до 1824 г. из-за его высокого сродства к кислороду.Йенс Якоб Берцелиус, наконец, смог получить аморфный кремний путем восстановления Na 2 SiF 6 расплавленным калием. Кристаллический элемент, имеющий блестящий серо-голубой блеск, был выделен только 30 лет спустя. Последним членом группы 14 элементов, которые были обнаружены, был германий, который был обнаружен в 1886 году в недавно обнаруженной серебряной руде немецким химиком Клеменсом Винклером, который назвал элемент в честь своей родины.
Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Крупные монокристаллы высокоочищенного кремния являются основой современной электронной промышленности.Их нарезают на очень тонкие вафли, которые хорошо отполировывают, а затем нарезают на более мелкие кусочки для использования в качестве стружки.Приготовление и общие свойства элементов группы 14
Природное содержание элементов группы 14 сильно различается. Хотя кислород является самым распространенным элементом на Земле, следующим по распространенности является кремний, следующий член группы 14. Чистый кремний получают реакцией нечистого кремния с Cl 2 с образованием SiCl 4 с последующей фракционной перегонкой нечистый SiCl 4 и восстановление с помощью H 2 :
\ [\ mathrm {SiCl_4 (l)} + \ mathrm {2H_2 (g)} \ xrightarrow {\ Delta} \ mathrm {Si (s)} + \ mathrm {4HCl (g)} \ label {3} \]
Этим методом ежегодно производится несколько миллионов тонн кремния.Аморфный кремний, содержащий остаточное количество водорода, используется в фотоэлектрических устройствах, которые преобразуют свет в электричество, а солнечные элементы на основе кремния используются для питания карманных калькуляторов, лодок и дорожных знаков, где доступ к электричеству обычными методами затруднен или дорог. Сверхчистый кремний и германий составляют основу современной электронной промышленности (рис. \ (\ PageIndex {1} \)).
В отличие от кремния, концентрации германия и олова в земной коре составляют всего 1-2 ppm.Концентрация свинца, который является конечным продуктом ядерного распада многих радионуклидов, составляет 13 частей на миллион, что делает свинец самым распространенным из элементов тяжелой группы 14. Концентрированные руды германия неизвестны; Подобно индию, германий обычно извлекают из дымовой пыли, полученной при переработке руд металлов, таких как цинк. Поскольку германий практически прозрачен для инфракрасного излучения, он используется в оптических устройствах.
Олово и свинец – мягкие металлы, которые слишком слабы для структурных применений, но поскольку олово гибкое, устойчивое к коррозии и нетоксично, оно используется в качестве покрытия для упаковки пищевых продуктов.Например, «жестяная банка» на самом деле представляет собой стальную банку, внутренняя часть которой покрыта тонким слоем (1-2 мкм) металлического олова. Олово также используется в сверхпроводящих магнитах и сплавах с низкой температурой плавления, таких как припой и олово. Чистый свинец получают путем нагревания галенита (PbS) на воздухе и восстановления оксида (PbO) до металла углеродом с последующим электролитическим осаждением для повышения чистоты:
\ [\ mathrm {PbS (s)} + \ frac {3} {2} \ mathrm {O_2 (g)} \ xrightarrow {\ Delta} \ mathrm {PbO (s)} + \ mathrm {SO_2 (g) } \ label {\ (\ PageIndex {4} \)} \]
\ [\ mathrm {PbO (s)} + \ mathrm {C (s)} \ xrightarrow {\ Delta} \ mathrm {Pb (l)} + \ mathrm {CO (g)} \ label {\ (\ PageIndex {5} \)} \]
или
\ [\ mathrm {PbO (s)} + \ mathrm {CO (g)} \ xrightarrow {\ Delta} \ mathrm {Pb (l)} + \ mathrm {CO_2 (g)} \ label {\ (\ PageIndex {6} \)} \]
В наибольшей степени свинец используется в свинцовых аккумуляторных батареях.Все элементы группы 14 имеют ns 2 np 2 конфигурацию валентных электронов. Все образуют соединения, в которых они формально теряют либо два np- и два np-валентных электрона, либо только два np-валентных электрона, что дает степень окисления +4 или +2 соответственно. Поскольку ковалентные связи уменьшаются в силе с увеличением размера атома, а энергии ионизации для более тяжелых элементов группы выше, чем ожидалось, из-за более высокого Z eff , относительная стабильность степени окисления +2 плавно увеличивается от углерода к свинцу.
Относительная стабильность степени окисления +2 увеличивается, а склонность к образованию катенированных соединений уменьшается, от углерода к свинцу в группе 14.
Напомним, что многие углеродные соединения содержат кратные связи, образованные π-перекрытием однократно занятых 2p-орбиталей на соседних атомах. Однако соединения кремния, германия, олова и свинца с той же стехиометрией, что и соединения углерода, имеют разные структуры и свойства. Например, CO 2 – это газ, содержащий дискретные молекулы O = C = O, тогда как наиболее распространенной формой SiO 2 является тугоплавкое твердое вещество, известное как кварц, основной компонент песка.Вместо дискретных молекул SiO 2 кварц содержит трехмерную сеть атомов кремния, которая похожа на структуру алмаза, но с атомом кислорода, вставленным между каждой парой атомов кремния. Таким образом, каждый атом кремния связан с четырьмя другими атомами кремния мостиковыми атомами кислорода.
Тенденция к катенату – формированию цепочек из одинаковых атомов – быстро уменьшается по мере того, как мы спускаемся вниз по группе 14, потому что энергии связи для обеих связей E – E и E – H уменьшаются с увеличением атомного номера (где E – любой элемент группы 14).Следовательно, введение группы CH 2 в линейный углеводород, такой как н-гексан, является эксергоническим (ΔG ° = -45 кДж / моль), тогда как введение группы SiH 2 в кремниевый аналог н-гексана (Si 6 H 14 ) фактически требует затрат энергии (ΔG ° ≈ +25 кДж / моль). В результате этой тенденции термическая стабильность катенированных соединений быстро снижается от углерода к свинцу.
В таблице \ (\ PageIndex {1} \) мы снова видим, что существует большая разница между самым легким элементом (C) и другими по размеру, энергии ионизации и электроотрицательности.Как и в группе 13, второй и третий элементы (Si и Ge) похожи, и есть обратная тенденция для некоторых свойств, таких как энергия ионизации, между четвертым и пятым элементами (Sn и Pb). Что касается группы 13, эти эффекты можно объяснить наличием заполненных (n – 1) d и (n – 2) f подоболочек, электроны которых относительно плохо экранируют внешние электроны от более высокого заряда ядра.
| Имущество | Углерод | Кремний | Германий | Олово | Свинец |
|---|---|---|---|---|---|
| * Показанная конфигурация не включает заполненные подоболочки d и f. | |||||
| † Приведены значения для шестикоординатных +4 ионов в наиболее распространенной степени окисления, за исключением C 4 + и Si 4 + , для которых значения для четырехкоординатной ion. | |||||
| ‡ X представляет собой Cl, Br или I. Реакция с F 2 дает тетрафториды (EF 4 ) для всех элементов группы 14, где E представляет собой любой элемент группы 14. | |||||
| атомный символ | С | Si | Ge | Sn | Пб |
| атомный номер | 6 | 14 | 32 | 50 | 82 |
| атомная масса (а.е.м.) | 12.01 | 28,09 | 72,64 | 118,71 | 207,2 |
| валентная электронная конфигурация * | 2s 2 2p 2 | 3-пол. 2 3-пол. 2 | 4s 2 4p 2 | 5s 2 5p 2 | 6s 2 6p 2 |
| точка плавления / температура кипения (° C) | 4489 (на 10.3 МПа) / 3825 | 1414/3265 | 939/2833 | 232/2602 | 327/1749 |
| плотность (г / см 3 ) при 25 ° C | 2,2 (графит), 3,51 (алмаз) | 2,33 | 5,32 | 7,27 (белый) | 11,30 |
| атомный радиус (пм) | 77 (ромб) | 111 | 125 | 145 | 154 |
| первая энергия ионизации (кДж / моль) | 1087 | 787 | 762 | 709 | 716 |
| наиболее частая степень окисления | +4 | +4 | +4 | +4 | +4 |
| ионный радиус (пм) † | ≈29 | ≈40 | 53 | 69 | 77.5 |
| сродство к электрону (кДж / моль) | −122 | −134 | −119 | −107 | −35 |
| электроотрицательность | 2,6 | 1,9 | 2,0 | 2,0 | 1,8 |
| стандартный восстановительный потенциал (E °, V) (для EO 2 → E в кислотном растворе) | 0,21 | -0,86 | -0,18 | −0.12 | 0,79 |
| продукт реакции с O 2 | CO 2 , CO | SiO 2 | GeO 2 | SnO 2 | ПБО |
| тип оксида | кислая (CO 2 ) | кислый нейтральный (CO) | амфотерный | амфотерный | амфотерный |
| продукт реакции с N 2 | нет | Si 3 N 4 | нет | Sn 3 N 4 | нет |
| продукт реакции с X 2 ‡ | CX 4 | SiX 4 | GeX 4 | SnX 4 | PbX 2 |
| продукт реакции с H 2 | СН 4 | нет | нет | нет | нет |
Элементы группы 14 следуют той же схеме, что и элементы группы 13 в своих периодических свойствах.
Реакции и соединения более тяжелой группы 14 элементов
Хотя кремний, германий, олово и свинец в их степенях окисления +4 часто образуют бинарные соединения с той же стехиометрией, что и углерод, структуры и свойства этих соединений обычно значительно отличаются от таковых углеродных аналогов. Кремний и германий являются полупроводниками со структурой, аналогичной алмазу. Олово имеет два общих аллотропа: белое (β) олово имеет металлическую решетку и металлические свойства, тогда как серое (α) олово имеет алмазоподобную структуру и является полупроводником.Металлическая β-форма стабильна при температуре выше 13,2 ° C, а неметаллическая α-форма стабильна при температуре ниже 13,2 ° C. Свинец – единственный элемент группы 14, который является металлическим как по структуре, так и по свойствам при любых условиях.
Видео \ (\ PageIndex {1} \) : Замедленная реакция на оловянных вредителей.
Основываясь на его положении в периодической таблице, мы ожидаем, что кремний является амфотерным. Фактически, он растворяется в сильной водной основе с образованием газообразного водорода и растворов силикатов, но единственной водной кислотой, с которой он реагирует, является фтористоводородная кислота, предположительно из-за образования стабильного иона SiF 6 2-.Германий по своим свойствам более металлический, чем кремний. Например, он растворяется в горячих окисляющих кислотах, таких как HNO 3 и H 2 SO 4 , но в отсутствие окислителя не растворяется в водной основе. Хотя олово имеет даже более металлический характер, чем германий, свинец является единственным элементом в группе, который ведет себя исключительно как металл. Кислоты не легко атакуют его, потому что твердое вещество имеет тонкий защитный внешний слой соли Pb 2 + , такой как PbSO 4 .
Все дихлориды группы 14 известны, и их стабильность резко возрастает с увеличением атомного номера центрального атома. Таким образом, CCl 2 представляет собой дихлоркарбен, высокореакционный, короткоживущий промежуточный продукт, который можно получить в растворе, но нельзя выделить в чистом виде стандартными методами; SiCl 2 можно выделить при очень низких температурах, но он быстро разлагается выше -150 ° C, а GeCl 2 относительно стабилен при температурах ниже 20 ° C.Напротив, SnCl 2 представляет собой твердое полимерное вещество, которое неограниченно стабильно при комнатной температуре, тогда как PbCl 2 представляет собой нерастворимое кристаллическое твердое вещество со структурой, аналогичной структуре SnCl 2 .
Стабильность дихлоридов группы 14 резко возрастает при переходе от углерода к свинцу.
Хотя первые четыре элемента группы 14 образуют тетрагалогениды (MX 4 ) со всеми галогенами, только фтор способен окислять свинец до степени окисления +4, давая PbF 4 .Тетрагалогениды кремния и германия быстро реагируют с водой с образованием амфотерных оксидов (где M – Si или Ge):
\ [MX_ {4 (s, l)} + 2H_2O _ {(l)} \ rightarrow MO_ {2 (s)} + 4HX _ {(aq)} \ label {1} \]
Напротив, тетрагалогениды олова и свинца реагируют с водой с образованием гидратированных ионов металлов. Из-за стабильности степени окисления +2 свинец реагирует с кислородом или серой с образованием PbO или PbS соответственно, тогда как нагревание других элементов группы 14 с избытком O 2 или S 8 дает соответствующие диоксиды или дисульфиды, соответственно.Диоксиды элементов группы 14 становятся все более основными по мере того, как мы спускаемся по группе.
Диоксиды элементов группы 14 становятся все более основными в группе.
Поскольку связь Si – O даже прочнее, чем связь C – O (~ 452 кДж / моль против ~ 358 кДж / моль), кремний имеет сильное сродство к кислороду. Относительная прочность связей C – O и Si – O противоречит общему мнению о том, что прочность связи уменьшается по мере того, как связанные атомы становятся больше. Это потому, что мы до сих пор предполагали, что формальная одинарная связь между двумя атомами всегда может быть описана в терминах одной пары общих электронов.В случае связей Si – O, однако, наличие относительно низкоэнергетических пустых d-орбиталей на Si и несвязывающих электронных пар в гибридных орбиталях p или sp n O приводит к частичной π-связи (Рисунок \ ( \ PageIndex {3} \)). Из-за своего частичного характера двойной связи π связь Si – O значительно прочнее и короче, чем можно было бы ожидать в противном случае. Подобное взаимодействие с кислородом также является важной особенностью химии элементов, следующих за кремнием в третьем периоде (P, S и Cl).Поскольку связь Si – O необычайно прочна, соединения кремния с кислородом доминируют в химии кремния.
Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): \ (\ pi \) Связь между кремнием и кислородом. Кремний имеет относительно низкоэнергетические пустые 3d-орбитали, которые могут взаимодействовать с заполненными 2p-гибридными орбиталями на кислороде. Это взаимодействие приводит к частичной π-связи, в которой оба электрона снабжаются кислородом, что придает связи Si – O частичный характер двойной связи и делает ее значительно более прочной (и более короткой), чем ожидалось для одинарной связи.Поскольку связи кремний – кислород необычайно прочны, соединения кремний – кислород доминируют в химии кремния.
Соединения с анионами, которые содержат только кремний и кислород, называются силикатами, основным строительным блоком которых является SiO 4 4- единица:
Количество атомов кислорода, общих между атомами кремния, и способ, которым эти звенья связаны, значительно различаются в разных силикатах. Преобразование одного из атомов кислорода из концевых в мостиковые образует цепочки силикатов, в то время как преобразование двух атомов кислорода из концевых в мостиковые образует двойные цепи.Напротив, преобразование трех или четырех атомов кислорода в мостик создает множество сложных слоистых и трехмерных структур соответственно.
Рисунок \ (\ PageIndex {4} \)). Поскольку катионы в цеолитах легко обмениваются, цеолиты используются в моющих средствах для стирки в качестве смягчающих воду агентов: более слабосвязанные ионы Na + внутри полостей цеолита замещаются более заряженными Mg 2 + и Ca 2 + ионы, присутствующие в жесткой воде, которые связываются более плотно.Цеолиты также используются в качестве катализаторов и для очистки воды. Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Цеолиты представляют собой алюмосиликаты с большими полостями, соединенными каналами. Полости обычно содержат гидратированные катионы, которые слабо связаны с атомами кислорода отрицательно заряженного каркаса за счет электростатических взаимодействий. Размеры и расположение каналов и полостей различаются в разных типах цеолитов. Например, в цеолите А алюмосиликатные клетки расположены кубическим образом, а каналы, соединяющие полости, пересекаются под прямым углом.Напротив, полости в фожазите намного больше, а каналы пересекаются под углом 120 °. В этих идеализированных моделях опущены атомы кислорода, соединяющие каждую пару атомов кремния.Кремний и германий реагируют с азотом при высокой температуре с образованием нитридов (M 3 N 4 ):
\ [3Si _ {(l)} + 2N_ {2 (g)} \ rightarrow Si_3N_ {4 (s)} \ label {2} \]
Нитрид кремния обладает свойствами, которые делают его пригодным для высокотемпературных технических применений: он прочный, очень твердый, химически инертный и сохраняет эти свойства до температур около 1000 ° C.
Из-за диагонального соотношения между бором и кремнием силициды металлов и бориды металлов имеют много общего. Хотя силициды металлов имеют такую же сложную структуру, как бориды и карбиды металлов, немногие силициды структурно похожи на соответствующие бориды из-за значительно большего размера Si (атомный радиус 111 мкм по сравнению с 87 мкм для B). Силициды активных металлов, такие как Mg 2 Si, представляют собой ионные соединения, содержащие ион Si 4-.{2 +} _ {(водный)} + SiH_ {4 (g)} \ label {3A} \]
В отличие от углерода катенированные гидриды кремния становятся термодинамически менее стабильными по мере удлинения цепи. Таким образом, силаны с прямой и разветвленной цепью (аналогичные алканам) известны только до n = 10; аналоги германия (германы) известны до n = 9. Напротив, единственный известный гидрид олова – SnH 4 , и он медленно разлагается до элементарного Sn и H 2 при комнатной температуре. Простейший гидрид свинца (PbH 4 ) настолько нестабилен, что химики даже не уверены в его существовании.Поскольку связи E = E и E≡E становятся слабее с увеличением атомного номера (где E – любой элемент группы 14), простые кремниевые, германиевые и оловянные аналоги алкенов, алкинов и ароматических углеводородов либо нестабильны (Si = Si и Ge = Ge) или неизвестно. Таким образом, формы жизни на основе кремния можно найти только в научной фантастике.
Стабильность гидридов 14-й группы снижается вниз по группе, и связи E = E и E≡E ослабевают.
Единственными важными органическими производными свинца являются такие соединения, как тетраэтилсвинец [(CH 3 CH 2 ) 4 Pb].Поскольку связь Pb – C слабая, эти соединения разлагаются при относительно низких температурах с образованием алкильных радикалов (R ·), которые можно использовать для регулирования скорости реакций горения. В течение 60 лет сотни тысяч тонн свинца ежегодно сжигались в автомобильных двигателях, создавая туман из частиц оксида свинца вдоль шоссе, что представляло потенциально серьезную проблему для здоровья населения. Использование каталитических нейтрализаторов уменьшило количество оксида углерода, оксидов азота и углеводородов, выбрасываемых в атмосферу через автомобильные выхлопные газы, но ничего не сделало для уменьшения выбросов свинца.Однако, поскольку свинец отравляет каталитические нейтрализаторы, его использование в качестве присадки к бензину запрещено в большинстве стран мира.
Рисунок \ (\ PageIndex {5} \) Силиконы – это полимеры с длинными цепочками из чередующихся атомов кремния и кислорода. Структура линейного силиконового полимера аналогична структуре кварца, но два атома кислорода, присоединенных к каждому атому кремния, заменены атомами углерода органических групп, таких как метильные группы (–CH 3 ), показанные здесь. Концевые атомы кремния связаны с тремя метильными группами.Силиконы могут быть маслянистыми, воскообразными, гибкими или эластичными, в зависимости от длины цепи, степени сшивания между цепями и типа органической группы.Соединения, содержащие связи Si – C и Si – O, являются стабильными и важными. Полимеры с высокой молекулярной массой, называемые силиконами, содержат основную цепь (Si – O–) n с органическими группами, присоединенными к Si (рисунок \ (\ PageIndex {5} \)). Свойства силиконов определяются длиной цепи, типом органической группы и степенью сшивки между цепями.Без сшивки силиконы представляют собой воски или масла, но сшивание может привести к образованию гибких материалов, используемых в герметиках, прокладках, автомобильных полиролях, смазках и даже эластичных материалах, таких как пластичное вещество, известное как Silly Putty.
Ребенок играет с Silly Putty, силиконовым полимером с необычными механическими свойствами. Мягкое давление заставляет Silly Putty течь или растягиваться, но ее нельзя сплющить при ударе молотком. Это называется «Неньютоновская жидкость». Пример\ (\ PageIndex {2} \)
Для каждой реакции объясните, почему образуются данные продукты.
- Pb (тв.) + Cl 2 (г) → PbCl 2 (т)
- Mg 2 Si (тв) + 4H 2 O (л) → SiH 4 (г) + 2Mg (OH) 2 (т)
- GeO 2 (т) + 4OH – (вод.) → GeO 4 4- (водн.) + 2H 2 O (л)
Дано: сбалансированные химические уравнения
Спрашивали: почему данные продукты образуют
Стратегия:
Классифицируйте тип реакции.Используя периодические тенденции изменения атомных свойств, термодинамики и кинетики, объясните, почему образуются наблюдаемые продукты реакции.
Решение
- Свинец – это металл, а хлор – неметалл, который является сильным окислителем. Таким образом, можно ожидать возникновения окислительно-восстановительной реакции, в которой металл действует как восстановитель. Хотя свинец может образовывать соединения в степенях окисления +2 и +4, Pb 4 + является сильным окислителем (эффект инертной пары). Поскольку свинец предпочитает степень окисления +2, а хлор является более слабым окислителем, чем фтор, мы ожидаем, что продуктом будет PbCl 2 .
- Это реакция воды с силицидом металла, который формально содержит ион Si 4-. Вода может действовать как кислота или основание. Поскольку другое соединение является основанием, мы ожидаем, что произойдет кислотно-основная реакция, в которой вода действует как кислота. Поскольку Mg 2 Si содержит Si в его самой низкой возможной степени окисления, реакция окисления-восстановления также возможна. Но вода – относительно слабый окислитель, поэтому более вероятна кислотно-основная реакция. Кислота (H 2 O) переносит протон на основание (Si 4-), которое может принимать четыре протона с образованием SiH 4 .Перенос протона из воды дает ион OH – , который соединяется с Mg 2 + с образованием гидроксида магния.
- Мы ожидаем, что диоксид германия (GeO 2 ) будет амфотерным из-за положения германия в периодической таблице. Он должен растворяться в сильной водной основе с образованием анионных частиц, аналогичных силикату.
Упражнение \ (\ PageIndex {2} \)
Определите продукты реакций и напишите сбалансированное химическое уравнение для каждой реакции.
- PbO 2 (s) \ (\ xrightarrow {\ Delta} \)
- GeCl 4 (т) + H 2 O (л) →
- Sn (т.) + HCl (водн.) →
Ответ
- \ (\ mathrm {PbO_2 (s)} \ xrightarrow {\ Delta} \ mathrm {PbO (s)} + \ frac {1} {2} \ mathrm {O_2 (g)} \)
- GeCl 4 (т) + 2H 2 O (л) → GeO 2 (т) + 4HCl (водн.)
- Sn (т.) + 2HCl (водн.) → Sn 2 + (водн.) + H 2 (г) + 2Cl – (водн.)
Сводка
Элементы группы 14 демонстрируют наибольшее разнообразие химического поведения из всех групп; прочность ковалентных связей уменьшается с увеличением размера атома, а энергии ионизации больше, чем ожидалось, увеличиваясь от C до Pb.Поскольку сила ковалентной связи уменьшается с увеличением размера атома и большей, чем ожидалось, энергии ионизации из-за увеличения Z eff , стабильность степени окисления +2 увеличивается от углерода к свинцу. Тенденция к образованию множественных связей и катенат уменьшается с увеличением атомного номера. В соответствии с периодическими тенденциями металлическое поведение увеличивается вниз по группе. Кремний обладает огромным сродством к кислороду из-за частичной π-связи Si – O. Диоксиды элементов группы 14 становятся все более основными в группе, и их металлический характер увеличивается.Силикаты содержат анионы, состоящие только из кремния и кислорода. Алюмосиликаты образуются путем замены некоторых атомов Si в силикатах атомами Al; алюмосиликаты с трехмерной структурой каркаса называются цеолитами. Нитриды, образующиеся при взаимодействии кремния или германия с азотом, прочны, тверды и химически инертны. Гидриды становятся термодинамически менее стабильными в группе. Более того, по мере увеличения размера атома множественные связи между элементами группы 14 или с ними становятся слабее.Силиконы, содержащие основную цепь Si – O и связи Si – C, представляют собой высокомолекулярные полимеры, свойства которых зависят от их состава.