Станум Sn у вигляді сплавів (бронза) відомий з глибокої давнини ( “бронзовий вік”).

Поширення станума в природі. Станум – досить рідкісний хімічний елемент; зустрічається тільки в хімічно зв’язаному вигляді. Єдиним промислово важливим мінералом стануму є каситерит (олов’яний камінь) SnO₂.

Виявлення стануму. Досліджувану на станум пробу обробляють цинком і хлоридною кислотою; виділяється гідроген, який відновлює станум до летючого станану SnH₄, який забарвлює полум’я в яскраво-синій колір.

Отримання олова.

1. Прожарювання каситериту з вугіллям в камерних печах при 1000*С (промисловий спосіб):

SnO₂ + 2C = Sn + 2CO

Сире олово очищають електролітично або методом зейгерування. Зейгерування – це метод розділення металів і сплавів, який полягає в тому, що розплав металу виливають на нахилену сталеву плиту, чистий метал стікає з плити, а більш тугоплавкі домішки (чисті або сплави) залишаються у вигляді застиглих зерен на плиті.

2. Електроліз солей стануму або їх взаємодія з металами, що стоять лівіше в електрохімічному ряді напруг (лабораторний спосіб), наприклад:

[SnCl₃]^– + Zn = Zn²⁺ + Sn + 3Cl^–

Утворюються красиві кристали олова – “олов’яне дерево”.

Алотропні модифікації стануму.

α-Станум (сіре олово), стійке нижче 13*С – сірий порошок; явище перетворення звичайного β-стануму в α-станум при низьких температурах відомо під назвою “олов’яна чума“. Предмети з олова повільно перетворюються на сірий порошок. Щоб унеможливити процес переходу β-стануму в α-станум, в олов’яні сплави додають бісмут.

Трагічний історичний факт загибелі антарктичної експедиції Р. Скотта, яка підкорила 18 січня 1912 році Южний полюс. Однією з причин загибелі експедиції стала “олов’яна чума”. Мандрівники загинули на зворотному шляху через відсутність палива. При низькій арктичній температурі β-станум, яким вони були пропаяні перетворився в α-станум, місця спайки судин розсипалися, судини були зіпсовані і паливо вилилося.

β-Станум (біле олово), існує в інтервалі 13 – 161*С, це сріблясто-білий, дуже м’який метал (але твердіше свинцю). При згинанні олов’яного зливка виникає характерний хрускіт, який називають “олов’яний крик“, пояснюється цей хрускіт тертям між окремими кристалами олова.

γ-Станум – модифікація, існування якої, передбачалося раніше, не підтвердилося новітніми дослідженнями. Утворення γ-стануму вище 161*С і аж до температури плавлення припускали на основі того факту, що вище 161*С олово стає дуже крихким і легко перетворюється в порошок (тепер вважається, що крихкість олова вище 161*С обумовлена ​​наявністю домішок в звичайному олові).

Властивості олова. Олово добре піддається литтю і пайці. На повітрі є стійким. Олово реагує з хлоридною кислотою і сульфатною кислотою, з утворенням сполук станума(II); при дії нітратної кислоти осідає гідратований станум(IV) оксид, а при обробці гарячим розчином натрій гідроксиду утворюються гідроксостанати(II) і гідроксостанати(IV), наприклад:

Sn + 2OH^– + 2H₂O = [Sn(OH)₄]^2- + H₂

Sn + 2OH^– + 4H₂O = [Sn(OH)₆]^2- + 2H₂

Застосування олова. Станум використовується для виготовлення білої жерсті (лудженого заліза) – матеріалу консервних банок (олово в меншій мірі руйнується при зберіганні, ніж залізо, крім того, що сполуки стануму, які утворюються під час взаємодії з навколишнім середовищем, не отруйні). Олово застосовується також для лудіння інших матеріалів, для приготування м’яких, низкоплавких припоїв і різних сплавів.

Сплави олова.

Олов’яні припої – 2-90% Sn і 98-10% Pb, плавляться в інтервалі температур 185 – 310*С;

Олов’яні бабіти – 70-90% Sn інше Cu, Sb – застосовують як антифрикційні сплави;

Олов’яні бронзи – 80-90% Cu, 10-20% Sn.

Виробляються ливарні олов’яно-цинкові бронзи, друкарські сплави, сплави для виготовлення фольги (станіоль) і ін.

Лудіння. Розрізняють гаряче лудіння і гальванічне лудіння. При гарячому лудінні виріб занурюють в розплавлене олово, при гальванічному лудінні виріб покривають оловом електролітичним методом; електроліз проводять в кислих електролітах, наприклад в сумішах станум(II) сульфату, фенолсульфонової кислоти та желатини або станум(II) тетрафлуороборатом(III) і водню, а також в гарячих лужних електролітах, що містять гексагідроксостанат(IV)-іон і надлишок натрій гідроксиду.

Сполуки стануму

Сполуки стануму(II) легко переходять в сполуки стануму(IV), тому в окисно-відновних реакціях сполуки стануму(II) виконують функцію сильного відновника. Більшість сполук стануму або білого кольору (тверді речовини), або безбарвні (рідини).

Станум(II) хлорид SnCl₂*2H₂O – білі кристали. При 40,5*С станум(II) хлорид дигідрат плавиться у власній кристалізаційній воді. У воді розчиняється тільки в присутності хлоридної кислоти з утворенням прозорого розчину, що містить іони [SnCl₃]^–; при значеннях pH, близьких до 7, утворюється білий осад гідроксосолей імовірного спрощеного складу SnCl(OH). Кислий розчин станум(II) хлориду  застосовується для виділення з розчину золота і срібла, наприклад:

2[Au^+IIICl₄]^– + 3[Sn^+IICl₃]^– + Cl^– = 2Au + 3[Sn^+IVCl₆]^2-

Станум(IV) хлорид SnCl₄ – безбарвна рідина з температурою кипіння 113,9*С. На повітрі димить внаслідок протікання гідролізу, подібного до гідролізу SiCl₄. Отримують станум(IV) хлорид по реакції згоряння олова в хлорі, а також при регенерації олова з відходів білої жерсті.

При внесенні SnCl₄ в хлоридну кислоту утворюється гідроген гексахлоростанат(IV) H₂[SnCl₆]. Амонієва сіль цієї комплексної кислоти – амоній гексахлоростаннат(IV) (NH₄)₂[SnCl₆] – стійка, вона використовується в фарбувальному виробництві як протрава (рожева сіль).

Станум(II) оксид SnO – темно-синій порошок.

Станум(IV) оксид SnO₂ – білий порошок, який сублімує при температурі вище 1800*С.

Гідроксостанати(II) утворюються в лужному середовищі внаслідок амфотерності станум(II) гідроксиду. Наприклад, натрій тетрагідроксостанат(II) Na₂[Sn(OH)₄].

Гідроксостанати(IV) утворюються в сильно-лужному середовищі суспензії станум(IV) оксиду полігідрату. Наприклад, натрій гексагідроксостанат(IV) Na₂[Sn(OH)₆].

Станум(IV) оксид полігідрат SnO₂*xH₂O – білий малорозчинний пластівчастий осад. Утворюється, наприклад, по реакції стануму з концентрованою нітратною кислотою:

Sn + 4HNO₃ = SnO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

У водному розчині виявляє властивості амфотерного станум(IV) гідроксиду. При нагріванні в лужному середовищі SnO₂*xH₂O стає більш інертним і перестає реагувати з сильними кислотами і основами.

Відомі солеподібні похідні стануму(IV) – станум(IV) сульфат  Sn(SO₄)₂, станум(IV) нітрат Sn(NO₃)₄, станум(IV) ацетат Sn(CH₃COO)₄.

Cтанум(II) сульфід SnS – коричневий порошок.

Станум(IV) сульфід SnS₂ – жовтий порошок. Обидва сульфіди осідають із слабокислих розчинів сполук стануму(II) та стануму(IV) під дією гідроген сульфіду. Розчинність їх у воді надзвичайно мала. При введенні надлишку сульфіду лужного металу або амонію утворюються відповідні тіосолі, наприклад амоній тіостанат(IV) (NH₄)₂SnS₃.

---