● Để tinh chế Pb kim loại người ta dùng phương pháp điện phân dung dịch
PbSiF6 với anốt bằng chì kỹ thuật, thu được chì nguyên chất đến 99,99% ở catot.
Người ta cũng điện phân Pb(NO3)2 thu được chì tinh khiết loại thuốc thử.
5.4. Tính chất lý học và ứng dụng
(1) Về mặt tính chất lý học thì Ge - Sn - Pb là những kim loại, tính kim loại
tăng dần từ Ge đến Pb. Bảng 28 là một số hằng số lý học quan trọng của
gecmani - thiếc - chì.
Bảng 28. Một số hằng số lý học quan trọng của gecmani - thiếc - chì
Tính chất
Khối lượng riêng (g/cm3)
Nhiệt độ nóng chảy ( 0C )
Nhiệt độ sơi ( 0C )
Độ dẫn điện (Hg = 1)
Độ cứng (kim cương = 10)
Ge
5,4
959
2700
0,001
6
Snsư
7,31
232
2360
8,3
1,5
Pb
11,34
327,4
1740
4,6
1,5
● Ở nhiệt độ thường, gecmani có màu trắng bạc, cứng và rất giịn, cịn chì
thì mềm.
Thiếc và chì đều dễ dát thành lá mỏng.
Ở điều kiện thường thiếc là kim loại màu trắng ( thường gọi là thiếc trắng).
Thiếc tồn tại ở ba dạng thù hình phụ thuộc vào nhiệt độ và biến đổi lẫn nhau:
● Thiếc trắng (β - Sn) tồn tại ở nhiệt độ khoảng 13,2 – 1610C; thiếc xám(α Sn) là dạng bến dưới 13,20C ; ở nhiệt độ < 13,20C một ít, sự chuyển hóa từ 13 Sn sang dạng (α - Sn) với vận tốc rất bé, tốc độ chuyển hóa đó lại tăng rất mạnh
khi hạ thấp nhiệt độ và cực đại ở - 330C , vì vậy ở vùng lạnh những đồ vật bằng
thiếc chóng bị hỏng, do q trình biến đổi từ thiếc trắng sang thiếc xám xảy ra
nhanh nên đã làm tăng thể tích của thiếc (đến 25,6%) vì vậy thiếc đã vụn ra
thành bột màu xám. Chính vì ngun nhân đó, thiếc hàn của những bình đựng
nhiên liệu lỏng bị phá hủy mà một đoàn thám hiểm Nam Cực đã bị hy sinh vào
năm 1912.
● Khi cho β - Sn tiếp xúc với α - Sn đã biến hóa thành dạng bột thì sự biến
đổi 13 - Sn thành α - Sn lại xảy ra rất dễ dàng, vì vậy những đồ dùng bằng thiếc
chóng bị phá hủy khi để lẫn với bột thiếc - α nên thường được gọi là " bệnh dịch
thiếc ". Ngày nay để làm chậm quá trình đó người ta đã dùng dạng hợp kim .
● Ở nhiệt độ trên 1610C thiếc thường chuyển sang dạng thù hình γ - Sn.
Thiếc – γ giịn, nên thiếc đã nung trên 2000C dễ nghiền thành bột.
Trong cả ba dạng thù hình của thiếc thì B - Sn có khối lượng riêng lớn nhất
do cấu trúc tinh thể đặc khít hơn các dạng thù hình cịn lại .
● Chì là kim loại có màu xám và có khối lượng riêng lớn nhất do có cấu
trúc lập phương.
(2) Do sự thay đổi về cấu trúc của tinh thể dẫn đến sự thay đổi nhiều tính
chất lý học, chẳng hạn Ge và α - Sn là chất bán dẫn; B - Sn và Pb là kim loại
dẫn điện. Một lượng lớn thiếc phủ lên bề mặt của sắt để chống gỉ (sắt tây) dùng
trong công nghiệp thực phẩm. Lá thiếc mỏng (giấy thiếc) dùng trong máy tụ
điện . Chì được dùng chế tạo các bản ăcquy, vỏ dây cáp, đầu đạn, ống dẫn nước
và dùng để chế tạo thiết bị để bảo vệ khỏi các tia phóng xạ .
● Chì và các hợp chất của chì đều rất độc. Một lượng chì khi vào cơ thể sẽ
tích lũy lại, thay thế một phần canxi trong Ca3(PO4)2 của xương; tác dụng độc
gây ra vành xám ở lợi răng và sự rối loạn thần kinh.
5.5. Tính chất hóa học của Ge, Sn, Pb
(1) Các nguyên tố Ge, Sn, Pb hình thành hai loại hợp chất ứng với hai trạng thái
hóa trị đặc trưng là IV và II . Với gecmani thì hợp chất hóa trị bốn là dạng điển
hình; với thiếc thì hai dạng hợp chất đều có khác nhau , nhưng ở điều kiện
thường thì hợp chất hóa trị bốn bền hơn so với các hợp chất hóa trị hai, trong khi
đó hợp chất hóa trị hai lại điển hình hơn so với hóa trị bốn, vì vậy các hợp chất
hóa trị hai của gecmani và của thiếc có tính khử mạnh , đặc biệt trong mơi
trường kiềm; cịn với chì thì hợp chất hóa trị bốn lại có tính oxi hóa mạnh, nhất
là trong mơi trường axit , cịn trong mơi trường bazơ thì hầu như khơng thể hiện.
● Dưới đây là thế oxi hóa - khử chuẩn của ba nguyên tố trên :
Phản ứng điện cực
E0298