Окислительно-восстановительные свойства соединений в рядах Gе(II) — Рb(II) и Gе(IV) — Рb(IV)

Задача 1070. 
Как изменяются окислительно-восстановительные свойства соединений в рядах Gе(II) — Рb(II) и Gе(IV) — Рb(IV)?
Решение:
В окислительно-восстановительных реакциях электроны от одних атомов, молекул или ионов переходят к другим.
Процесс отдачи электронов — окисление. При окислении степень окисления повышается.

Процесс присоединения электронов – восстановление. При восстановлении степень окисления понижается.

Атомы или ионы, которые в данной реакции присоединяют электроны являются окислителями, а которые отдают электроны — восстановителями.

У элементов главных подгрупп с повышением порядкового номера увеличиваются восстановительные свойства и ослабевают окислительные. Радиусы ионов Ge²⁺(0,073нм), Sn²⁺(0.118нм)+ и Pb²⁺(0,119нм) закономерно увеличиваются в ряду Gе(II) — Рb(II). Ионы металлов в промежуточных степенях окисления могут проявлять как окислительные свойства, так и восстанавливаться до металла. Процесс присоединения электронов — восстановление в ряду Gе(II) — Рb(II) будет уменьшаться. Так как способность положительно заряженных ионов при одинаковой величине заряда присоединять электроны уменьшается с увеличением радиуса атома. Процесс отдачи электронов – окисление в ряду Gе(II) — Рb(II) будет усиливаться. Так как способность положительно заряженных ионов при одинаковой величине заряда отдавать электроны увеличивается с увеличением радиуса атома.

Радиусы ионов Ge⁴⁺(0,053нм), Sn⁴⁺(0.069нм) и Pb⁴⁺(0.077нм) закономерно увеличиваются в ряду Gе(IV) — Рb(IV).  Процесс присоединения электронов — восстановление в ряду Gе(IV) — Рb(IV) будет уменьшаться. Так как способность положительно заряженных ионов при одинаковой величине заряда присоединять электроны уменьшается с увеличением радиуса атома. В ионах Ge⁴⁺, Sn⁴⁺(0.069 и Pb4+ элементы находятся в своей высшей степени окисления (+4), поэтому для них характерна только способность присоединять электроны до понижения своей степени окисления до +2 или 0, т. е. в реакциях окисления-восстановления они только окислители.
 

Растворение олова и свинца в концентрированной азотной кислоте

Задача 1071. 
Сплав свинца с оловом нагревали с концентрированной НNO₃ до прекращения реакции. Не растворившийcя осадок был отфильтрован, высушен и прокален. Каков состав остатка? Что находится в растворе?
Решение:
В концентрированной азотной кислоте при нагревании олово растворяется с образованием нерастворимой β -оловянной кислоты:

Sn + 4HNO₃ = H₂SnO₃↓ + 4NO₂↑ + H₂O

В концентрированной азотной кислоте свинец растворяется с образованием растворимого нитрата свинца:

Pb + 4HNO₃ = Pb(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O

Таким образом, при растворении сплава свинца с оловом в азотной кислоте в осадке образуется β -оловянная кислота, а в растворе – нитрат свинца.