Что такое «оловянная чума»?

Окисление олова, типа ржавчины.

«Оловянная чума» — одна из причин гибели экспедиции Скотта к Южному полюсу в 1912 г. Она осталась без горючего из-за того, что оно просочилось через запаянные оловом баки, поражённые «оловянной чумой» , названной так в 1911 г. Г. Коэном.

Оловянная чума, полиморфное превращение т. н. белого олова в серое (b ® a), при котором металл рассыпается в серый порошок. Причина разрушения состоит в резком увеличении удельного объёма металла (плотность (b-Sn больше, чем a-Sn). Переход облегчается при контакте олова с частицами a-Sn и распространяется подобно «болезни» . Наибольшую скорость распространения Оловянная чума имеет при температуре —33 °С; свинец и многие др. примеси её задерживают. В результате разрушения «чумой» паянных оловом сосудов с жидким топливом в 1912 погибла экспедиция Р. Скотта к Южному полюсуДавным-давно было замечено, что при сильных холодах посуда, сделанная из олова, покрывается специфическими «язвами» , которые, разрастаясь, постепенно приводят к превращению такой посуды в порошок. Причем стоило «простудившейся» миске прикоснуться к здоровой, та тоже покрывалась пятнами и рассыпалась. Долго люди не могли понять сути происходящего. В конце прошлого века в России был такой случай. Из Голландии в Россию был отправлен железнодорожный состав, доверху груженный брусками олова. По прибытии в Москву в открытых вагонах грузчики вместо ожидаемого металла обнаружили… серый порошок. Объяснить это необычное явление удалось лишь много позже, когда на помощь ученым-металловедам пришел рентгеновский анализ, давший возможность проникнуть в суть кристаллического строения веществ. В частности, олово может принимать различные кристаллические формы. Известное нам белое олово — пластичный металл, при температуре ниже 13°С образует новую модификацию, обладающую свойствами полупроводников, — олово серое, в кристаллической решетке которого атомы располагаются менее плотно. Одна модификация переходит в другую тем быстрее, чем ниже температура окружающей среды. При –33°С скорость превращений становится максимальной. Олово трескается и превращается в порошок.
Именно это превращение и получило название «оловянная чума» .
«Вылечить» же металл, столь необходимый для пайки проводов и электронной аппаратуры, возможно, если добавить в него стабилизатор, например висмут.

Природное олово существует в двух модификациях: серебристый металл с плотностью 7,3 г/ом3 — это белое олово и серое олово — материал со свойствами полупроводника и плотностью 5,8 г/см3. При охлаждении белое олово переходит в серое, резко увеличивается удельный объем, металл рассыпается в серый порошок. Это и есть оловянная чума. Такое превращение быстрее всего происходит при температуре —33°С, а если есть контакт белого олова с серым, то «оловянная чума» быстро распространяется от одного предмета к другому. Считается, что оловянные предметы надо хранить в теплом помещении.

Есть у олова болезнь, которую называют «оловянной чумой» . Металл «простужается» на морозе уже при -13°С и начинает постепенно разрушаться. При температуре -33 °С болезнь прогрессирует с невероятной быстротой — оловянные изделия превращаются в серый порошок.
В конце прошлого века это явление подвело участников экспедиции, работавшей в Сибири. На сильном морозе «заболела» вдруг оловянная посуда. В короткий срок она разрушилась настолько, что использовать ее было уже нельзя. Возможно, экспедиции пришлось бы прервать начатую работу, если бы ни миски и ложки, которые удалось вырезать из дерева. Сталкиваясь неоднократно с «оловянной чумой» , люди наконец пришли к выводу, что олово можно использовать только там, где ему не грозит встреча с морозами.
Как уже говорилось, олово имеет непосредственное отношение к рождению мелодичных звуков в самых различных колоколах, поскольку оно входит в состав медных сплавов, применяемых для их отливки. Но оказывается, оно способно петь вполне самостоятельно: у чистого олова не менее выдающиеся музыкальные способности. Слушая торжественные звуки органной музыки, мало кто из слушателей догадывается, что чарующие звуки рождаются в большинстве случаев в оловянных трубах. Именно они придают звуку особую чистоту и силу.
Исстари человек использовал не только олово и его сплавы, но и его различные химические соединения. Золотисто-желтые кристаллы дисульфида олова применяются мастерами для имитации сусального золота при золочении гипсовых и деревянных рельефов.
Водным раствором дихлорида олова обрабатывают стекло и пластмассу перед нанесением на их поверхность тонкого слоя какого-либо металла. Дихлорид олова входит также в состав флюсов, применяемых при сварке металлов. Оксид олова применяется в производстве рубинового стекла и глазурей.
Диоксид олова — белый пигмент, применяемый для окраски эмалей и непрозрачных глазурей. В природе это оловянный камень касситерит, служащий сырьем для выплавки олова. Искусственно его получают прокаливанием олова на воздухе.
Среди множества других «полезных дел» соединений олова — защита древесины от гниения, уничтожение насекомых-вредителей и многое другое.

При температуре ниже 13,2 °C происходит увеличение удельного объёма чистого олова на 25,6 %, и оно спонтанно переходит в другое фазовое состояние — серое олово (α-Sn), в кристаллической решётке которого атомы располагаются менее плотно. Одна модификация переходит в другую тем быстрее, чем ниже температура окружающей среды. При −33 °C скорость превращений становится максимальной. Олово трескается и превращается в порошок. Причём соприкосновение серого олова и белого приводит к «заражению» последнего. Совокупность этих явлений называется «оловянной чумой» . Начало научного изучения этого фазового перехода было положено в 1870 г. работами петербургского учёного Ю. Фрицше. Установлено, что это есть процесс аллотропического превращения белого олова в серое со структурой типа алмаза. Много ценных наблюдений и мыслей об этом процессе высказано Д. И. Менделеевым в его «Основах химии» .
Белое олово — серебристо-белый, блестящий металл со специфической тетрагональной структурой и электронным s2p2-состоянием — β-фазой. Серое олово — ковалентный кристалл со структурой алмаза и электронным sp3-состоянием — α-фазой. Фазовые переходы олова из белого в серое и обратно сопровождаются перестройкой электронной структуры и сильным (26,6 %) объёмным эффектом. Белое олово можно переохладить до гелиевых температур (температура фазового α-β-равновесия около +13,2 °C).
В литературе встречаются указания на то, что олово, попавшее в пробирку, где когда-то находилось способное инфицировать вещество, «заражается» ! Показано экспериментально, что если на несколько суток (даже при комнатной температуре) положить на стекло кристалл InSb, то после его удаления «память» о его пребывании там сохраняется. Это стекло «заражает» образец белого олова. Но не сразу, а по прошествии нескольких дней. И не со 100 % вероятностью. С повышением температуры стекла резко возрастает «инкубационный период» и падает вероятность «заражения» . Выдержка затравки на стекле при 100 °C полностью устраняет возможность «заражения» . Промывание пластины водой, спиртом и другими поглощающими воду веществами также «стирает» эту «память» . Потеря «памяти» происходит и в том случае, если затравка находилась в контакте со стеклом в вакууме или в сухом эксикаторе. Существует ещё одно замечательное явление, характерное для «оловянной чумы» , — это «память» белого олова о том, что оно когда-то прежде переходило в серое. Ю. Фрицше ещё в 1870 г. заметил, что белое олово, полученное путём нагрева из серого, при повторном охлаждении переходит в серое значительно легче, чем при первом. Образец как бы «вспоминает» свою предысторию, в связи с чем это явление, теперь широко известное, обычно называют «памятью» . Коэн к одному из признаков «оловянной чумы» отнёс «порчу» олова после «выздоровления» [12].
Одним из средств предотвращения «оловянной чумы» является добавление в олово стабилизатора, например висмута.
Любопытные факты:
«Оловянная чума» — одна из причин гибели экспедиции Скотта к Южному полюсу в 1912 г. Она осталась без горючего из-за того, что оно просочилось через запаянные оловом баки, поражённые «оловянной чумой» , названной так в 1911 г. Г. Коэном.
Некоторые историки [кто? ] указывают на «оловянную чуму» как на одно из обстоятельств поражения армии Наполеона в России в 1812 г. — сильные морозы привели к превращению оловянных пуговиц на мундирах солдат в порошок.
«Оловянная чума» погубила многие ценнейшие коллекции оловянных солдатиков. Например, в запасниках петербургского музея Александра Суворова превратились в труху десятки фигурок — в подвале, где они хранились, лопнули зимой батареи отопления.

Оловянная чума -- это явление, связанное с полиморфным превращением олова из металлической бета-модификации в полупроводниковую альфа-фазу, изоструктурную кремнию и германию. Альфа-олово (иначе называемое серым) устойчиво ниже 13,2 градусов Цельсия, поэтому при низких температурах белое олово начинает постепенно переходить в серое, и чем сильнее мороз, тем этот процесс идет с большей скоростью (до определенного предела -- при дальнейшем уменьшении температуры скорость роста альфа-фазы падает). Серое олово хрупкое и больше по объему, чем белое, поэтому превращение происходит с распадом оловянной вещи в серый порошок. Причем этот процесс носит характер именно своеобразной заразной "болезни", визуально это похоже на какой-то грибок или плесень -- возникают очаги серого олова на поверхности белого, которые затем разрастаются, и стоит затем попасть крупинке серого олова на еще "здоровое" оловянное изделие, как на нем появляется и начинает расти очаг распада.

Оловянная чума легко подавляется растворением в олове небольшого количества меди или серебра. Но во времена экспедиции Скотта этого не знали. Олово, которым были запаяны жестянки с горючим, "очумело" и горючее вытекло. Экспедиция погибла.

Добрый вечер всем! Всем форумчанам ответившим на вопрос о том что такое оловянная чума огромное спасибо! А вот я нигде не могу найти информацию о том подвержен ли сплав Розе который содержит 25% олова или например похожий сплав Вуда этой самой оловянной чуме! Может кто знает ответ на этот вопрос?