Олово – один из древнейших металлов, известных человечеству.
Благодаря простоте обработки его использовали уже около 3000 г. до н.э. Несмотря на то, что все о нем слышали, мало кто знает интересные факты об олове. Вот они: мы выбрали 10 лучших!
Откуда произошло название олово?
Имя «жесть» происходит от латинского слова оловокоторый использовался в древности римлянами. Химический символ Сн в периодической таблице элементов происходит от олова. Название, скорее всего, происходит от старого кельтского или этрусского слова, использовавшегося в регионах, где добывали олово (в основном в Великобритании и северной Испании).
Олово легко плавится
Этими свойствами люди пользовались на протяжении веков, используя олово для пайки, то есть точного соединения элементов. Поскольку он плавится при низкой температуре, он не повреждает соединяемые материалы из золота, серебра, меди или стали, которые имеют гораздо более высокие температуры плавления.
Олово и его сплавы издревле использовались для соединения сосудов и украшений.
При низких температурах олово разрушается.
При отрицательных температурах олово претерпевает трансформацию, называемую «оловянной болезнью»:
- Выше 13,2°С стабилен белое олово (β-Sn) – металлический, блестящий, податливый.
- Ниже 13,2°C становится термодинамически стабильным серое олово (α-Sn) – хрупкий, матовый, со структурой, похожей на кремний.
При превращении объем олова увеличивается примерно на 26-27%. Предмет начинает шелушиться и трескаться, и в конце концов банка полностью разваливается. Наиболее быстро изменения происходят при температуре от -30°С. Это не немедленная трансформация: она может занять месяцы или годы. Однако олово — один из немногих металлов, подвергающихся воздействию такой температуры, что оно разрушается. Примерами могут служить поврежденные оловянные элементы оборудования во время полярных экспедиций или старые трубы из чистого олова, которые имели свойство разваливаться в холодных храмах.
Свойства олова
Помимо низкой устойчивости к высоким и низким температурам, олово является химическим элементом, обладающим рядом других свойств, позволяющих широко использовать его в различных ситуациях повседневной жизни. Например, для производства товаров повседневного спроса в пищевой промышленности (в основном консервных банок для хранения продуктов) и электронной промышленности.
- Твердость: мягкий, податливый, легко деформируется и обрабатывается.
- Расщепление: его можно хорошо разрезать и экструдировать на тонкие листы.
- Электро- и теплопроводность: умеренная, уступает меди и серебру.
- Химическая активность: слабый; не реагирует бурно с водой или кислородом при комнатной температуре.
- Ноги: хорошо сочетается с медью, свинцом, серебром (например, для пайки и бронзы).
- Коррозионная стойкость: большой, создает на поверхности защитный оксидный слой.
- Реакции: реагирует с сильными кислотами и основаниями, напр. HCl, NaOH
- Токсичность: нетоксичен и биологически нейтрален.
Сплав олова и меди = бронзовый век
Бронзовый век, наверное, знает каждый из уроков истории, но мало кто помнит, что его название произошло от сплава олова и меди. Бронзу изготавливали путем соединения примерно 8–9 частей меди с 1–2 частями олова. Такой химический состав позволил получить материал, который оказался более прочным и долговечным, чем чистая медь, и в то же время простым в обработке. Благодаря этому олово стало стратегическим сырьем – без него производство бронзы было бы невозможно. Из этого сплава изготавливалось такое оружие, как мечи, наконечники стрел и топоры, такие инструменты, как серпы, ножи и долота, а также украшения, включая браслеты и фибулы.
Великобритания была важной страной в бронзовом веке: 3300 лет назад добытое там олово преодолело тысячи километров, чтобы достичь таких мест, как Франция или Израиль.
Интересным сплавом олова является также разновидность бронзы, бронза: это сплав меди с оловом, цинком и свинцом, который использовался в основном для отливки колоколов и пушек.
Олово имеет решающее значение для электроники
Каждый смартфон, компьютер, электромобиль или ветряная турбина содержит от десятков до сотен жестяных соединений. В типичном смартфоне содержится около 0,7-1,2 грамма олова. Низкая температура плавления меди, отличная смачиваемость, хорошая электропроводность и коррозионная стойкость делают олово основным металлом для электроники. Наиболее часто используемые ножки:
- Олово-медь (Sn-Cu);
- Олово-серебро (Sn-Ag);
- Sn–Ag–Cu (ПАВ).
Раньше отличным сплавом была комбинация олова и свинца, но из-за токсичности свинца его использование было запрещено в ЕС (хотя в военной промышленности, где надежность превыше всего, он применяется до сих пор).
Амальгама — смесь олова и ртути, которая может содержаться в пломбах.
Еще не так давно амальгама была самым популярным сплавом, используемым для пломбирования зубов. И что в нем содержалось? В основном ртуть (около 50 %), серебро (30 %), олово (15 %) и медь (5 %). Олово – один из немногих металлов, которые могут сплавляться с ртутью.
Не нужно никому объяснять, что ртуть токсична. Несмотря на это, в ЕС запрет на использование амальгамных пломб действует только с 1 января 2025 года.
Лужение, или как жесть покрывает банки
Пивные банки обычно изготавливаются из алюминия. А как насчет консервов? Сталь или железо. А сталь и железо ржавеют, особенно под воздействием влаги. Так как же этого избежать? Покрывая стальную или железную банку слоем олова. Благодаря этому продукты питания защищены от контакта с металлом. Олово предотвращает коррозию и снижает риск попадания в организм излишков железа или других металлов.
Где находятся крупнейшие месторождения олова?
Крупнейшие месторождения олова в мире расположены преимущественно в Азии (Китай, Индонезия, Малайзия, Таиланд) и Южной Америке (Перу, Боливия). Меньшие месторождения расположены в Австралии, Бразилии и России. Вторые по величине месторождения олова расположены в Демократической Республике Конго, но добыча находится на низком уровне по политическим и логистическим причинам.
Первоначально олово было очень ценным металлом, но со временем оно утратило свое значение. Оно было слишком податливым, слишком нестабильным и слишком распространенным. Его место в судах и церквях заняли более твердые металлы, такие как золото и серебро. Обычные люди обходились бронзовыми изделиями. Олово стало символом бедных крестьян, что находит свое отражение и сегодня, в основном на английском языке. Например, жестяная крыша – в смысле непостоянства или оловянный бог – тот, кто считает себя очень важным (богом), но на самом деле мало что значит.
