alva

Alva (Sn)

Atrašanās dabā. Alvas sakausējumus (bronzu) pazina Šumerā 4000. gadu p.m.ē. Ķīnā un Japānā. Alvas nosaukums latīņu valodā stannum ir atvasināts no sanskrita valodas vārda sta – ciets. Šī elementa un metālā latviskais nosaukums, šķiet cēlies no vārda, ko lietp krievu valodā- oлoBo. Svarīgākie alvu saturošie minerāli ir kasiterīts jeb alvas akmens SnO2 un stannīti jeb alvas kolčedāns Cu2FeSnS4 . Alvas rūdas koncentrētas Klusā okeāna rietumu daļai pieguļošā teritorijā, kā arī Kazahijā, Bolīvijā, Zairā, Nigērijā.

Iegūšana. Alvu iegūst no rūdām, kas pēc bagātināšanas un ķī

īīmiskās apstrādes satur ~ 30%..70% SnO2 (masas daļās). Alvas dioksīdu reducē ar CO.

Īpašības. Vienkāršas vielas veidā alvai ir trīs modifikācijas -Sn- pelēkā alva, -Sn- baltā alva, -Sn- trauslā alva. Alva parastajos apstākļos ir sudrabbalts, mīksts metāls. To liecot, dzirdams raksturīgs troksnis- krakšķis jeb t.s. “alvas kliedziens”, kas rodas, alvas kristāliem beržoties citam gar citu. Alva ir viegli velmējama un stiepjama, tāpēc no tās var izveidot foliju- staniolu. Temperatūrā, kas zemāka par 13,2 oC, baltā alva sāk pārvērsties par pelēkajā alvā. Ar to ir iz
zzskaidrojama pelēku, irdenu plankumu rašanās uz alvas izstrādājumiem. Šo parādību sauc par alvas mēri, kas pēc -Sn kristalizācijas centru izveidošanās var progresēt arī parastajos apstākļos. To veicina Zn un Al piemaisījumi, bet kavē Bi, Sb un Pb piemaisījumi. Alvas mēris vi
iisstraujāk noris –33oC temperatūrā, kad baltā alva momentāni sairst par pelēku pulveri. Tāpēc alva ir jāsargā no zemām temperatūrām. Process -Sn -Sn parastajos apstākļos praktiski nenoris, to panāk, pelēko alvu karsējot līdz 200oC.

Alvu pārklāj blīva alvas dioksīda aizsargkārtiņa, tāpēc ar skābekli, halogēniem un sēru tā reaģē tikai paaugstinātā temperatūrā:

Sn + O2 to SnO2

Sn + 2Cl2 to SnCl4

Sn +2S to SnS2

Alva nereaģē ar H2 , N2, Si2 , C.

Alva oksidējas sālsskābes šķīdumā, šo procesu veicina O¬2 klātbūtne:

Sn +2HCl to SnCl2 +H2

Sn + 4HCl + O2 to SnCl4 + 2H2O

Ar koncentrētu HNO3 un H2SO4 alva reaģē šādi:

Sn + 4HNO3 H2SnO3 + 4NO2 + 4H2O

Sn + 4H2SO4 Sn(SO4¬)2 + 2SO2 +4H2¬O

Alva reaģē ar sārmu ūdens šķīdumiem un kausējumiem:

Sn +2KOH to K2SnO2 +H2 ¬

Skābekļa O2 klātbūtnē šī reakcija noris šādi:

Sn +2KOH + O2 t

tto K2SnO3 +H2O

Izmantoðana. Alvu lieto alvīta jeb baltā skārda ražošanai un viegli kūstošu metālu sakausējumu iegūšanai. Alvas foliju (staniolu) lieto kondensatoru izgatavošanā. No alvas senāk izgatavoja servīzes un rotaļlietas, piemēram, alvas zaldātiņus.

Alvas savienojumi.

 Alvas (II) oksīds SnO ir tumšbrūna pulverveida viela. To iegūst, sadalot alvas (II) hidroksīdu Sn(OH)2 oglekļa dioksīda atmosfērā.

 Alvas (II) hidroksīdu Sn(OH)2¬ baltu nogulšņu veidā iegūst alvas (II) sāļu un sārmu apmaiņas reakcijās. Tas ir amfotērs savienojums, jo reaģē arī ar sārmiem, veidojot tetrahidroksostannītu:

Sn(OH)2¬ + 2KOH K2[Sn(OH)4]

No al
llvas (II) sāļiem vislielākā praktiskā nozīme ir SnCl2  2H2O. Tā ir bezkrāsaina viela, kristāliska viela, kas paaugstinātā temperatūrā vai ūdens šķīdumā hidrolizējas:

SnCl2 + H2O Sn(OH)Cl +HCl

Alvas (II) hlorīds ir spēcīgs reducētājs:

2FeCl3 + SnCl2 2FeCl2 + SnCl4

2HgCl2 + SnCl2 SnCl4 + Hg2Cl2

Hg2Cl2 + SnCl2 SnCl4 + 2Hg

Alvas (II) hlorīdu izmanto par reducētāju organiskajā sintēzē un par kodinātāju tekstilrūpniecībā.

Alvas (IV) savienojumi ir stabilāki par alvas(II) savienojumiem. Alvas (IV) oksīds kūst 2000oC temperatūrā, tas ir inerts pret skābju un bāzu ūdens šķīdumu iedarbību, taču kausējumā ar sārmiem tam izpaužas skābes īpašības.

SnO2 lieto termiski stabilu glazūru un emalju izgatavošanai.

 Alvas (IV) oksīda hidrāts ir amfotērs savienojums, bet skābās īpašības tam izteiktas vairāk, tāpēc to sauc par alvskābi. Alvskābei ir divas modifikācijas: - alvskābe un - alvskābe. - alvskābi iegūst no alvas (IV) hlorīda:

SnCl4¬ + 4NH4¬OH H2SnO3 +4NH4Cl + H2O

Veidojas baltas - alvskābes nogūlsnes.

H¬2Sn¬O3 var uzskatīt par alvas ¬(IV) hidroksīdu Sn(OH)4, kas zaudējis vienu molekulu ūdens. Izžūstot alvskābe zaudē visu ūdeni un veido alvas (IV) oksīdu.

Alvskābes sastāvs ir mainīgs, tāpēc pareizāk to attēlot ar formulu mSn

 nH2O.

 – alvskābe ir amfotērs savienojums:

H2SnO3 + 4HCl  SnCl4 + 3H2¬O3

H¬2SnO3 + 2NaOH + H2O  Na2[Sn(OH)6]

H2SnO¬3 + 2NaOH to Na2SnO3 + 2H2O

Alvskābes sāļus sauc par stannātiem.

 – alvskābi iegūst, iedarbojoties uz alvu ar koncentrētu slāpekļskābi :

Sn + 4HNO3¬  H2SnO3 + 4NO2  + H2O

 – alvskābe nereaģē ne ar skābēm, ne ar sārmu šķīdumiem, taču kausējumā ar sārmiem tā veido stannātus.

 Alvas (IV) hlorīds SnCl4 ir šķidrums, kura viršanas temperatūra ir

113,7oC. Rūpniecībā to iegūst, alvotās skārda atkritumus apstrādājot ar hloru. SnCl4 gaisā kūp, jo mitruma iedarbībā tas hidrolizējas:

SnCl4 + 3H2O  H2SnO3 + 4HCl

SnCl4 lieto par dūmus veidojošu vielu.

 Alvas (IV) sulfīds SnS2 ir zeltaini dzeltena, kristāliska viela. To lieto par zelta krāsas pigmentu koka un ģipša izstrādājumu pārklāšanai, tāpēc alvas (IV) sulfīdu sauc arī par vizuļzeltu.

Alvas (IV) hidrīts SnH4 jeb stannometāns ir bezkrāsaina, ļoti indīga un nestabila gāze, kas pakāpeniski sadalās:

SnH4  Sn + 2H2

SnH4 iegūst no stannīdiem.

Mg2Sn + 4HCl  SnH4  + 2MgCl2

Darba autori: Ģirts Milgrāvis (2.c)

Nauris Ruska (2.c)