Naturalne związki ołowiu. Ołów i jego właściwości

DEFINICJA

Prowadzić- osiemdziesiąt drugi element Układ okresowy pierwiastków. Oznaczenie - Pb z łacińskiego plumbum. Znajduje się w szóstym okresie, grupa IVA. Odnosi się do metali. Opłata podstawowa wynosi 82.

Ołów - niebieskawo-biały metal ciężki(rys. 1). W rozcięciu powierzchnia ołowiu błyszczy. W powietrzu pokrywa się warstwą tlenków i przez to zanika. Jest bardzo miękka i cięta nożem. Ma niską przewodność cieplną. Gęstość 11,34 g/cm3. Temperatura topnienia 327,46 o C, temperatura wrzenia 1749 o C.

Ryż. 1. Ołów. Wygląd zewnętrzny.

Masa atomowa i cząsteczkowa ołowiu

Względna masa cząsteczkowa substancji(M r) to liczba pokazująca, ile razy masa danej cząsteczki jest większa niż 1/12 masy atomu węgla, oraz względny masa atomowa element(A r) - ile razy średnia masa atomów pierwiastka chemicznego jest większa niż 1/12 masy atomu węgla.

Ponieważ ołów występuje w stanie wolnym w postaci jednoatomowych cząsteczek Pb, wartości jego mas atomowych i cząsteczkowych są takie same. Są równe 207,2.

Izotopy ołowiu

Wiadomo, że ołów może występować w przyrodzie w postaci czterech stabilnych izotopów 204Pb, 206Pb, 207Pb i 208Pb. Ich liczby masowe to odpowiednio 204, 206, 207 i 208. Jądro izotopu ołowiu 204 Pb zawiera osiemdziesiąt dwa protony i sto dwadzieścia dwa neutrony, podczas gdy reszta różni się od niego jedynie liczbą neutronów.

Istnieją sztuczne niestabilne izotopy ołowiu z liczby masowe od 178 do 215, a także kilkanaście stanów izomerycznych jąder, wśród których najdłużej żyjące izotopy to 202 Pb i 205 Pb, których okresy półtrwania wynoszą odpowiednio 52,5 tys. i 15,3 mln lat.

jony ołowiu

Na zewnętrznym poziomie energetycznym atomu ołowiu znajdują się cztery elektrony o wartościowości:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 14 5s 2 5p 6 5d 10 6s 2 6p 2 .

W wyniku oddziaływania chemicznego ołów oddaje swoje elektrony walencyjne, tj. jest ich dawcą i zamienia się w dodatnio naładowany jon:

Pb 0 -2e → Pb 2+;

Pb 0 -4e → Pb 4+.

Cząsteczka i atom ołowiu

W stanie wolnym ołów występuje w postaci jednoatomowych cząsteczek Pb. Oto kilka właściwości charakteryzujących atom i cząsteczkę ołowiu:

Przykłady rozwiązywania problemów

PRZYKŁAD 1

PRZYKŁAD 2

(nm, w nawiasie podano numery koordynacyjne) Рb 4+ 0,079 (4), 0,092 (6), Рb 2+ 0,112 (4), 0,133(6).

Zawartość ołowiu w skorupie ziemskiej wynosi 1,6-10 3% masowo, w Oceanie Światowym 0,03 µg/l (41,1 mln ton), w rzekach 0,2-8,7 µg/l. Znane ok. 80 zawierających ołów, z których najważniejszą jest galena, czyli ołowiany połysk, PbS. Mała studniówka. Anglesite PbSO 4 i cerus-site PbSO 3 są ważne. Ołowiu towarzyszy Cu, Zn; Cd, Bi, Te i inne cenne pierwiastki. Naturalny tło w 2,10 -9 -5,10 -4 µg/m 3 . Ciało osoby dorosłej zawiera 7-15 mg ołowiu.

Nieruchomości. Ołów to niebiesko-szary metal, który krystalizuje w fasetki. sześcienny Krata typu Cu, a - = 0,49389 nm, z = 4, odstępy. Grupa FM3M. Ołów jest jednym z topliwych, ciężkich; poseł. 327,50 °С, temperatura wrzenia 1751 °С; gęstość, g / cm 3: 11,3415 (20 ° C), 10,686 (327,6 ° C), 10,536 (450 ° C), 10,302 (650 ° C), 10,078 (850 ° C);26,65 J/(K); 4,81 kJ / ,177,7 kJ/; 64,80 JDmol K); , Pa: 4,3 10 -7 (600 K), 9,6 10 -5 (700 K), 5,4 10 -2 (800 K). 1,2 10 -1 (900 tys.), 59,5 (1200 tys.), 8,2 10 2 (1500 tys.), 12,8 10 3 (1800 tys.). Ołów jest słabym przewodnikiem ciepła i elektryczności; 33,5 W/(m·K) (mniej niż 10% Ag); współczynnik temperatury. rozszerzalność liniową ołowiu (czystość 99,997%) w zakresie t-r 0-320 ° C opisuje równanie: a \u003d 28,15 10 -6 t + 23,6 10 -9 t 2 ° C -1; w 20°C r 20,648 μOhm cm (mniej niż 10% r Ag), odpowiednio w 300°C i 460°C. 47,938 i 104,878 μΩ cm. W temperaturze -258,7°C r ołów spada do 13,11·10 -3 µOhm·cm; w 7,2 K przechodzi w stan nadprzewodnictwa. Ołów jest diamagnetyczny, magnetyczny. podatność -0,12·10 -6 . W stan ciekły ołów jest płynny, h w zakresie t-r 330-800 ° C waha się w granicach 3,2-1,2 mPa s; g w zakresie 330-1000 ° C mieści się w zakresie (4,44-4,01) 10 -3 N/m.

Z wino jest miękkie, plastyczne, łatwo zwijane w najcieńsze arkusze. według Brinella 25-40 MPa; s rast 12-13 MPa, s kompres ok. 50 MPa; dotyczy. wydłużenie przy zerwaniu 50-70%. Znacząco zwiększa i ołów Na, Ca i Mg, ale zmniejsza jego skład chemiczny. trwałość. zwiększa odporność antykorozyjną ołowiu (na działanie H 2 SO 4). Wraz z Sb wzrasta również kwasoodporność ołowiu na H 2 SO 4 . Zmniejszają kwasoodporność ołowiu Bi i Zn, a Cd, Te i Sn zwiększają wytrzymałość zmęczeniową ołowiu. W ołowiu praktycznie bez sol. N2, CO, CO2, O2, SO2, H2.

W chem. ołów jest raczej obojętny. Standardowy przewód wynosi -0,1265 V dla Pb 0 /Pb 2+ . Na sucho nie utlenia się, na mokro blednie, pokrywając się filmem, który zamienia się w obecność. CO 2 w głównym 2РbСО 3 ·Рb(OH) 2 . Ołów tworzy serię: Pb 2 O, PbO (), PbO 2, Pb 3 O 4 () i Pb 2 O 3 (patrz). W temperaturze pokojowej ołów nie reaguje z razb. kwas siarkowy i chlorowodorowy, ponieważ trudno rozpuszczalne warstewki PbSO 4 i PbC1 2 utworzone na jego powierzchni uniemożliwiają dalsze. Stęż. H 2 SO 4 (> 80%) i HC1 przy obciążeniu. interakcja z ołowiem do formy p-rimy Comm. Pb(HSO4)2 i H4 [PbCl6]. Ołów jest odporny na kwas fluorowodorowy, wodne roztwory NH 3 i wiele innych. org. tam. Najlepsze rozwiązania dla lead-razb. HNO 3 i CH 3 COOH. W tym przypadku powstają Pb (NO 3) 2 i Pb (CH 3 COO) 2 . Ołów wyraźnie sol. również w cytrynie, mrówce i winie to-tah.

Pb + PbO2 + 2H2SO4: 2PbSO4 + 2H2O

Podczas interakcji Powstają odpowiednio Pb(IV) i Pb(II) z solami. plumbates(IV) i plumbites(II),np. Na2PbO3, Na2PbO2. Prowadź powoli sol. w st. roztwory z uwalnianiem H 2 i tworzeniem M 4 [Pb (OH) 6].

Po podgrzaniu ołów reaguje z formą. Z kwasem azotowodorowym ołów daje Pb (N 3) 2, z obciążeniem - PbS (patrz Chalkogenki ołowiu). ołów nie jest typowy. W niektórych okręgach występuje tetrawodorek RbH 4 - bestsv. łatwo rozkłada się na Pb i H 2 ; utworzone przez działanie solny dla Ciebie na Mg 2 Pb. Zobacz także Organiczne związki ołowiu.

Paragon fiskalny. Główny źródło polimetalicznego siarczku ołowiu. . Otrzymuje się koncentraty selektywne zawierające 1-5% Pb, ołów i inne. Koncentrat ołowiu zawiera zwykle 40-75% Pb, 5-10% Zn, do 5% Cu, a także Bi. OK. 90% ołowiu pozyskiwane jest w technologii obejmującej następujące etapy: spiekanie koncentratów siarczkowych, odzyskiwanie kopalni. wytop spieku i ołowiu surowego. Procesy autogenicznego wytapiania są opracowywane w celu wykorzystania ciepła spalania.

Aglomeracja z tradycyjnym produkcja ołowiu odbywa się na maszynach liniowych z rozdmuchem lub przez odsysanie. W tym przypadku PbS jest głównie utleniany. w stanie ciekłym: 2PbS + 3O 2: 2PbO + 2SO 2. Topniki (SiO 2 , CaCO 3 , Fe 2 O 3 ) są dodawane do mieszanki żyta, reagując ze sobą iz PbO, tworząc fazę ciekłą, która cementuje mieszaninę. W gotowym aglomeracie ołów w DOS. skoncentrowane w szkle krzemianowo-ołowiowym, które zajmuje do 60% objętości aglomeratu. Zn, Fe, Si, Ca krystalizują w postaci złożonych związków, tworząc odporną na ciepło strukturę. Efektywny (roboczy) obszar aglomeracji maszyny 6-95 m2.

Gotowy aglomerat zawiera 35-45% Pb i 1,2-3% S, z czego część jest w formie. Produktywność aglomeracji maszyny do aglomeratów zależą od zawartości S we wsadzie i wahają się od 10 (koncentraty ubogie) do 20 t/(m 2 doba) (koncentraty bogate); według spalonego S mieści się w przedziale 0,7-1,3 t/(m 2 ·doba). Część zawierająca 4-6% SO 2 jest wykorzystywana do produkcji H 2 SO 4. Stopień wykorzystania S wynosi 40-50%.

Powstały aglomerat jest wysyłany do odzyskania. wytapianie w kopalniach. do wytapiania ołowiu jest prostokątny szyb utworzony ze skrzyń chłodzonych wodą (kesonów). (lub mieszanina powietrze-tlen) jest podawana przez specjalny. dysze (dysze) umieszczone na całym obwodzie w dolnej części. rząd kesonów. W skład wsadu topiącego wchodzą główne. ładowane są aglomeraty, a czasem grudkowate surowce wtórne i surowce wtórne. Oud. topienie spieku 50-80 t/(m 2 doba). Bezpośrednie wydobycie ołowiu w zanurzeniu 90-94%.

Celem topienia jest wydobycie jak największej ilości ołowiu na surowiec, a Zn i opróżnienie na żużel. Główny p-tion kopalnianego wytopu aglomeratu ołowiu: PbO + CO: Pb + + CO 2. W miarę wprowadzania opłaty. Część ołowiu jest przez niego bezpośrednio odzyskiwana. Ołów wymaga słabej redukcji. (O 2 10 -6 -10 -8 Pa). Zużycie do masy aglomeratu w topieniu kopalni 8-14%. W tych warunkach Zn i Fe nie ulegają redukcji i przechodzą w żużel. obecne w aglomeracie w postaci CuO i CuS. w warunkach hutnictwa kopalnianego łatwo ulega redukcji i przechodzi w ołów. Przy wysokiej zawartości Cu i S w aglomeracie podczas topienia szybu powstaje niezależne spiekanie. mat fazowy.

Główny Składniki żużlotwórcze żużla (80-85% wag. żużla) - FeO, SiO 2 , CaO i ZnO - są kierowane do dalszego przerobu w celu wydobycia Zn. Do żużla przechodzi do 2-4% Pb i ~20% Cu, zawartość tych ewent. 0,5-3,5 i 0,2-1,5%. Powstały podczas wytapiania kopalni (i aglomeracji) służy jako surowiec do wydobycia rzadkich i rzadkich.

Sednem procesów autogenicznego wytopu ołowiu jest egzotermia. p-tion PbS + O 2: Pb + SO 2, składający się z dwóch etapów:

2PbS + 3O2 : 2PbO + 2SO2PbS + 2PbO: 3Pb + SO2

Przewaga metod autogenicznych nad tradycyjnymi. technologia: aglomeracja jest wykluczona. , eliminuje konieczność rozcieńczania koncentratu topnikami, co zmniejsza uzysk żużla, wykorzystuje ciepło i eliminuje (częściowo) zużycie, zwiększa odzysk SO 2 , co ułatwia ich stosowanie i poprawia bezpieczeństwo instalacji. W przemyśle stosowane są dwa procesy autogeniczne: KIVCET-TSS, opracowany w ZSRR i wdrożony w zakładzie Ust-Kamenogorsk oraz we Włoszech w zakładzie Porto-Vesme oraz amerykański proces QSL.

Technologia wytapiania według metody KIVCET-TSS: drobno rozdrobniony, dobrze wysuszony wsad zawierający koncentrat, cyrkulujący i za pomocą palnika wtryskiwany O2 techniczny do komory topienia, gdzie pozyskiwany jest ołów i powstaje żużel. (zawierają 20-40% SO 2) po oczyszczeniu z wytopu wracają do wsadu trafiają do produkcji H 2 SO 4. Przeciąganie ołowiu i żużla rozdzieli się. przepływ partycji w elektrotermii. piec odstojnikowy, skąd są uwalniane przez otwory kranowe. podawane w mieszance dla nadmiaru w strefie topnienia.

Proces QSL realizowany jest w jednostce typu konwerter. podzielone przegrodą na strefy. W strefie topienia granulat jest ładowany. koncentrat, hutniczy i techniczny O 2 . Żużel przedostaje się do drugiej strefy, gdzie za pomocą lanc jest przedmuchiwany mieszanką pyłu węglowego z ołowiem. We wszystkich metodach topienia głównego ilość Zn (~80%) przechodzi do żużla. W celu wydobycia Zn, a także pozostałego ołowiu i niektórych rzadkich ołowiu, żużel jest przetwarzany przez dymienie lub walcowanie.

Ołów blister, otrzymany w ten czy inny sposób, zawiera 93-98% Pb. Zanieczyszczenia w czarnym ołowiu: Cu (1-5%), Sb, As, Sn (0,5-3%), Al (1-5 kg/t), Au (1-30%), Bi (0,05-0,4%) . Oczyszczanie ołowiu surowego odbywa się metodą pirometalurgiczną lub (czasami) elektrolitycznie.

pirometalurgiczny metoda z czarnego ołowiu jest sukcesywnie usuwana: 1) miedź - dwie operacje: segregacja i użycie elementarnego S, tworząc Cu 2 S. Wstępne. (zgrubne) czyszczenie z Cu do zawartości 0,5-0,7% odbywa się w refleksyjnym lub elektrotermicznym z głębokim ołowiem, który ma różnicę temperatur w wysokości. interakcja na powierzchni koncentratem siarczku ołowiu, tworząc mat Cu-Pb. Kamień trafia do produkcji miedzi lub do samodzielnej produkcji. hydrometalurgia. przetwarzanie.

2) Metaliczny tellur. Na w obecności NaOH. selektywnie oddziaływać. z Te, tworząc Na 2 Te, unoszący się na powierzchni i rozpuszczający się w NaOH. Stop przechodzi do przetwarzania w celu ekstrakcji Te.

3) i ich utlenianie antymonem lub O 2 w odbiciu. w 700-800 °C lub NaNO 3 w obecności. NaOH w 420°C. Stopy alkaliczne kierowane są do hydrometalurgii. przetwarzanie z nich NaOH i ekstrakcja Sb i Sn; As jest usuwany w postaci Ca 3 (AsO 4) 2 , który jest wysyłany do pochówku.

4) i złoto - za pomocą Zn reagującego selektywnie z rozpuszczonymi w ołowiu; Powstają AuZn 3 , AgZn 3 unoszące się na powierzchni. Powstałe usunięcia usuwa się z powierzchni na koniec. przetwarzanie ich na

Właściwości ołowiu

Jest nie tylko burak czy trzcina, ale także ołów. To jest nazwa jednego ze związków metalu.

Octan wygląda jak słodki dodatek do żywności - drobny biały lub proszek, dobrze rozpuszczalny w wodzie.

Jednakże, cukier ołowiowy nie słodki, a jego spożywanie nie jest zalecane. Substancja zawiera truciznę, czyli właśnie jony metali.

Octan jest stosowany wyłącznie w weterynarii wyłącznie zewnętrznie, ponieważ ma właściwości ściągające.

Co dziwne, toksyczność niektórych związków ołowiu jest wykorzystywana z korzyścią dla ludzi, ale nie dla owadów.

Substancja zawierająca metal zwana arsenianem jest trucizną dla szkodników polnych, takich jak ryjkowiec bawełniany i ćma cygańska.

Istnieje cała gama nieszkodliwych połączeń ołowiu z innymi pierwiastkami.

W połączeniu z metalem ma właściwości schnące, obrazy są poddawane obróbce masą, dzięki czemu farba schnie szybciej.

Chromian ołowiu w kolorze słonecznym. Służy do barwienia tkanin.

- Baterie nie mogą obejść się bez siarczanu metalu.

- Tetraetyloołów służy jako dodatek do paliwa silnikowego, poprawia parametry jakościowe.

- Bez siarczku metalu nie jest możliwe pieczenie potraw i produktów.

— chlorek ołowiu spowalnia wzrost guzów, dlatego jest stosowany przez lekarzy jako maść.

To jest aplikacja związki chemiczne ołowiu. Pierwiastek w czystej postaci jest przydatny w przemyśle.

Główna aplikacja

Metal nie jest szlachetny, ale pomaga uzyskać szlachetność i czystą formę. Proces ten nazywa się kupelacją.

W procesie topienia mieszaniny i ołowiu pod wpływem utleniania oddziela się metal szlachetny bez żadnych zanieczyszczeń.

Dodaj potencjalnego klienta oraz w mieszaninach stosowanych jako luty.

Służą do lutowania części. Sam ołów nie wyróżnia się estetycznym pięknem.

Nie styka się z powietrzem, jest genialny, biało-niebieski. Ale gdy tylko metal reaguje z tlenem w atmosferze, traci połysk, pokrywa się nieprzezroczystym, mętnym filmem. Tak więc z estetycznego punktu widzenia ołów nie ma żadnej wartości.

Natomiast element o numerze seryjnym 82 jest bohaterem wielu dzieł literackich. Pisarze uwielbiają epitet „ołowiu”.

Zwykle oznacza to niesamowitą surowość czegoś. Na przykład wyrażenie „ ołowiane stopy" jest interpretowane jako kończyny, których nie można poruszać z powodu uczucia ciężkości w nich.

Metal #82 rzeczywiście nie jest lekki, ale daleko mu do najcięższej znanej substancji. Na przykład kawałek ołowiu unosi się na powierzchni.

A więc, dokładniej, kolejne literackie zastosowanie obrazu elementu. Termin „ołów” jest używany w odniesieniu do koloru.

Często określany mianem „ołowiowej karnacji”. Oznacza to, że osłony mają niezdrowy szaro-niebieski kolor, taki jak metal, który wchodzi w kontakt z powietrzem.

W tłumaczeniu niektórych tekstów można znaleźć frazę „blaszane baterie”.

Są to koszty tłumaczenia tekstów na język litewski, łotewski, bułgarski przez osoby nie do końca kompetentne.

Faktem jest, że słowo ołów w wielu krajach po prostu nie istnieje. Ten pierwiastek nazywa się cyną.

Nawet starożytni pomylili dwa podobne do siebie metale. To prawda, że ​​cyna tysiące lat temu nie miała zaszczytu reprezentowania żadnej planety.

Inne metale, znane od niepamiętnych czasów, starożytni ludzie dzielili na ciała niebieskie. Nie jest tajemnicą, co symbolizował Mars. Ołów przyszedł do reprezentowania Saturna.

Ziemia jest dosłownie wypchana 82. elementem i dotyczy to nie tylko naturalnych zasobów metalu, ale także systemów komunikacyjnych.

Właściwości ołowiu chronić przed korozją linie energetyczne, przewody telegraficzne. Często trzeba je układać nie w powietrzu, ale pod zbiornikami wodnymi lub po prostu pod ziemią.

Nie rezygnuj z biało-niebieskiego metalu i systemów hydraulicznych. W nich główny element- materiał na urządzenia blokujące. Uniemożliwiają nieplanowany dostęp np. do kanałów ściekowych.

Ilość ołowiu w środowisku wpływa na poziom przestępczości. Do takiego wniosku doszli naukowcy amerykańscy.

Zbadali wszystkie stany kraju, skorelowali liczby i zidentyfikowali wzór.

Tam, gdzie stężenie metalu jest maksymalne, popełnianych jest 4 razy więcej wykroczeń niż na obszarach o niższych wskaźnikach elementu nr 82.

Eksperci znaleźli nawet wyjaśnienie statystyk. Założyli, że metalowy ołów przyczynia się do zakłócenia połączeń nerwowych w mózgu, niszczy niektóre związki chemiczne, potrzebny do normalna operacja organ.

Być może przyczynia się to do przeprogramowania osoby na bardziej niestandardowe i agresywne zachowanie.

Tak poza tym, Ołów w historii ludzkości często kojarzono właśnie z agresją. Metalu używano do tortur.

Lilia w postaci stopionej na skórze, ustach. W Indiach stop wlewano do uszu członków niższej kasty, jeśli podsłuchiwali rozmowy ich wyższych braci.

A w Wenecji dla niebezpiecznych przestępców zrobili sufity ołowiane kamery włączone ostatnie piętro więzienia.

W upale były grzane - więźniowie marnieli z temperatury i bliskości. W chłodne dni w pokojach było bardzo zimno.

Ale na szczęście teraz metal nr 82 jest używany głównie do dobrych celów. Podstawowy główny górnik- ChRL.

W Imperium Niebieskim wydobywa się około 2 milionów ton tego pierwiastka rocznie. Dla porównania, wszystkie rosyjskie rezerwy wynoszą zaledwie 17 mln ton. Większość z nich jest ukryta w trzewiach Terytorium Nadmorskiego, Ałtaju, Krasnojarska.

Ołów to metal znany od czasów starożytnych. Człowiek używa go od 2-3 tys. p.n.e., a po raz pierwszy odkryto go w Mezopotamii. Tam robili małe klocki, figurki, różne artykuły gospodarstwa domowego. Już wtedy za pomocą tego elementu otrzymywano brąz, a także robiono go do pisania ostrymi przedmiotami.

Jakiego koloru jest metal?

Jest elementem grupy IV VI okresu układu okresowego, gdzie ma numer seryjny 82. Co ma w przyrodzie ołów? To najpopularniejsza galena, której formuła to PbS. W przeciwnym razie galena nazywana jest ołowianym połyskiem. element netto to miękki i plastyczny metal o brudnoszarym kolorze. W powietrzu jego cięcie szybko pokrywa się niewielką warstwą tlenku. Tlenki niezawodnie chronią metal przed dalszym utlenianiem zarówno w środowisku mokrym, jak i suchym. Jeśli metalowa powierzchnia pokryta tlenkami zostanie oczyszczona, nabierze lśniącego odcienia z niebieskim odcieniem. Takie czyszczenie można wykonać poprzez wsypanie ołowiu do próżni i przylutowanie go do termosu.

Interakcja z kwasami

Kwasy siarkowy i chlorowodorowy działają bardzo słabo na ołów, ale metal łatwo rozpuszcza się w kwasie azotowym. Wszystkie związki chemiczne metalu, które mogą być rozpuszczalne, są trujące. Pozyskiwany jest głównie z rud: najpierw ołowiany połysk jest spalany, aż zamienia się w tlenek ołowiu, a następnie ta substancja jest redukowana węglem do czystego metalu.

Ogólne właściwości elementu

Gęstość ołowiu wynosi 11,34 g/cm 3 . Jest to 1,5 razy większa gęstość żelaza i cztery razy większa gęstość niż lekkie aluminium. Nie bez powodu w języku rosyjskim słowo „ołów” jest synonimem słowa „ciężki”. Topienie ołowiu następuje w temperaturze 327,5 ° C. Metal staje się lotny już w temperaturze otoczenia 700 ° C. Ta informacja jest bardzo ważna dla tych, którzy pracują przy wydobyciu tego metalu. Bardzo łatwo go zarysować nawet paznokciem, łatwo go zwinąć cienkie arkusze. To bardzo miękki metal.

Interakcja z innymi metalami, ogrzewanie

Ciepło właściwe ołowiu wynosi 140 J/kg. Przez nich samych właściwości chemiczne jest to metal nieaktywny. W szeregu napięć znajduje się przed wodorem. Ołów jest łatwo wypierany z jego soli przez inne metale. Na przykład możesz przeprowadzić eksperyment: opuść pręt cynkowy do roztworu octanowego tego pierwiastka. Wtedy osiądzie na cynkowym patyku w postaci puszystych kryształów, które chemicy nazywają „drzewem Saturna”. Jak dużo ciepło właściwe prowadzić równy? Co to znaczy? Ta liczba wynosi 140 J / kg. Oznacza to, że do ogrzania kilograma metalu o 1 o C potrzeba 140 dżuli ciepła.

Dystrybucja w przyrodzie

Ten metal nie jest tak bardzo w skorupa Ziemska- tylko 0,0016% wagowo. Jednak nawet ta wartość pokazuje, że występuje częściej niż rtęć, bizmut i złoto. Naukowcy przypisują to faktowi, że różne izotopy ołowiu są produktami rozpadu toru i uranu, więc zawartość ołowiu w skorupie ziemskiej powoli wzrastała przez miliony lat. W tej chwili znanych jest wiele rud ołowiu - jest to wskazana już galena, a także wyniki jej chemicznych reinkarnacji.

Do tych ostatnich należy witriol ołowiu, cerusyt (inna nazwa to biały mimetyt, stolcyt. Rudy zawierają również inne metale - kadm, miedź, cynk, srebro, bizmut. Tam, gdzie występują rudy ołowiu, nie tylko gleba jest nasycona tym metalem, ale także stawy, rośliny. Czym jest ołów w przyrodzie? Jest to zawsze jego specyficzny związek. I ten metal znajduje się również w rudach metali promieniotwórczych - uranu i toru.

metal ciężki w przemyśle

Najczęściej stosowanym w przemyśle jest związek ołowiu i cyny. Zwykły lut zwany „tretnikiem” jest szeroko stosowany do łączenia rurociągów i przewodów elektrycznych. Ta mieszanka zawiera jedną część ołowiu i dwie części cyny. Pociski dla kable telefoniczne, części baterii mogą również zawierać ołów. Temperatura topnienia niektórych jej związków jest bardzo niska – np. stopy z kadmem lub cyną topią się w 70 o C. Z takich związków wytwarzany jest sprzęt przeciwpożarowy. Stopy metali są szeroko stosowane w przemyśle stoczniowym. Zazwyczaj są pomalowane na kolor jasnoszary. Statki są często powlekane stopami cyny i ołowiu, aby były odporne na korozję.

Znaczenie dla ludzi z przeszłości i aplikacji

Rzymianie używali tego metalu do wyrobu rur w rurociągach. Ołów w czasach starożytnych był związany z planetą Saturn, dlatego wcześniej nazywano go Saturn. W średniowieczu, ze względu na dużą wagę, metal był często używany do eksperymentów alchemicznych. Często przypisywano mu zdolność przemieniania się w złoto. Ołów to metal bardzo często mylony z cyną, co trwało aż do XVII wieku. A w starożytnych językach słowiańskich nosił to imię.

Dotarł do współczesnego języka czeskiego, gdzie ten heavy metal nazywa się olovo. Niektórzy specjaliści w dziedzinie językoznawstwa uważają, że nazwa Plumbum kojarzy się z pewną grecką miejscowością. Rosyjskie pochodzenie słowa „ołów” dla naukowców jest nadal niejasne. Niektórym językoznawcom kojarzy się to z litewskim słowem „scwinas”.

Tradycyjnym zastosowaniem ołowiu w historii jest produkcja kul, wystrzałów i różnych innych pocisków. Stosowano go ze względu na niski koszt i niską temperaturę topnienia. Wcześniej podczas produkcji wystrzału do metalu dodano niewielką ilość arszeniku.

Ołów został użyty w Starożytny Egipt. Został wykonany z cegiełki, posągi szlachetnych ludzi, wybite monety w całości. Egipcjanie byli pewni, że ołów ma szczególną energię. Zrobili z niego małe talerze i używali ich, aby chronić się przed złymi życzeniami. A starożytni Rzymianie nie tylko robili rury wodne. Wytwarzali też kosmetyki z tego metalu, nawet nie podejrzewając, że tym samym podpisują własny wyrok śmierci. W końcu dostanie się do organizmu każdego dnia ołowiu powodowało poważne choroby.

A co z dzisiejszym środowiskiem?

Są substancje, które powoli, ale pewnie zabijają ludzkość. Dotyczy to nie tylko nieoświeconych przodków starożytności. Źródłami toksycznego ołowiu są dziś dym papierosowy, kurz miejski z budynków mieszkalnych. Niebezpieczne są również opary farb i lakierów. Ale największe szkody wyrządzają spaliny samochodowe, w w dużych ilościach zawierające ołów.

Zagrożeni są jednak nie tylko mieszkańcy megamiast, ale także mieszkańcy wsi. Tutaj metal może gromadzić się w glebie, a następnie dostać się do składu owoców i warzyw. W rezultacie osoba otrzymuje ponad jedną trzecią ołowiu z pożywieniem. W tym przypadku jako antidotum mogą służyć tylko silne przeciwutleniacze: magnez, wapń, selen, witaminy A, C. Jeśli używasz ich regularnie, możesz niezawodnie zneutralizować się przed szkodliwym działaniem metalu.

Zaszkodzić

Każdy uczeń wie, czym jest lead. Ale nie wszyscy dorośli są w stanie odpowiedzieć na pytanie, jaka jest jego szkoda. Jego cząsteczki dostają się do organizmu przez Układ oddechowy. Co więcej, zaczyna wchodzić w interakcje z krwią, reagując z różnymi częściami ciała. Najbardziej cierpi na tym układ mięśniowo-szkieletowy. Oto 95% całego ołowiu zużywanego przez człowieka.

Wysoki poziom jego zawartości w organizmie prowadzi do opóźnienia w rozwój mentalny, a u dorosłych objawia się w postaci objawów depresyjnych. Nadmiar świadczy roztargnienie, zmęczenie. Cierpią również jelita - z powodu ołowiu często mogą wystąpić skurcze. Ten metal ciężki wpływa również negatywnie na układ rozrodczy. Kobietom trudno jest urodzić płód, a mężczyźni mogą mieć problemy z jakością nasienia. Jest również bardzo niebezpieczny dla nerek. Według niektórych badań może powodować nowotwory złośliwe. Jednak w ilościach nieprzekraczających 1 mg ołów może być korzystny dla organizmu. Naukowcy odkryli, że metal ten może działać bakteriobójczo na narządy wzroku – należy jednak pamiętać, czym jest ołów i stosować go tylko w dawkach nieprzekraczających dopuszczalnych.

Jako podsumowanie

Jak już wspomniano, w czasach starożytnych za patrona tego metalu uważano planetę Saturn. Ale Saturn w astrologii to obraz samotności, smutku i ciężkiego losu. Czy to dlatego ołów nie jest najlepszym towarzyszem dla człowieka? Być może nie powinien narzucać swojego społeczeństwa, jak intuicyjnie sugerowali starożytni, nazywając ołowianego Saturna. W końcu szkoda wyrządzona ciału przez ten metal może być nieodwracalna.

Prowadzić(łac. Plumbum), Pb, pierwiastek chemiczny IV grupa układu okresowego Mendelejewa; liczba atomowa 82, masa atomowa 207.2. Ołów to ciężki, niebiesko-szary metal, bardzo plastyczny, miękki (pocięty nożem, zarysowany paznokciem). Naturalny ołów składa się z 5 stabilnych izotopów o liczbach masowych 202 (ślad), 204 (1,5%), 206 (23,6%), 207 (22,6%), 208 (52,3%). Ostatnie trzy izotopy są końcowymi produktami przemian radioaktywnych 238 U, 235 U i 232 Th. Na reakcje jądrowe powstają liczne radioaktywne izotopy ołowiu.

Odniesienie do historii. Ołów znany był od 6-7 tysięcy lat p.n.e. mi. ludy Mezopotamii, Egiptu i innych krajów świat starożytny. Służył do wyrobu posągów, artykułów gospodarstwa domowego, tablic do pisania. Rzymianie używali rur ołowianych do kanalizacji. Alchemicy nazwali Lead Saturn i oznaczyli go znakiem tej planety. Związki Ołów - "popiół ołowiany" РbО, biały ołów 2РbСО 3 ·Рb(OH) 2 były używane w starożytnej Grecji i Rzymie jako składniki leków i farb. Kiedy został wynaleziony? broń palna Zaczęto używać ołowiu jako materiału na kule. Toksyczność ołowiu została zauważona już w I wieku naszej ery. mi. Grecki lekarz Dioscorides i Pliniusz Starszy.

Dystrybucja ołowiu w przyrodzie. Zawartość ołowiu w skorupie ziemskiej (clarke) 1,6·10 -3% wagowo. Powstawanie w skorupie ziemskiej około 80 minerałów ołowionośnych (główny z nich to galena PbS) związane jest głównie z powstawaniem złóż hydrotermalnych. W strefach utleniania rud polimetalicznych powstają liczne (około 90) minerały wtórne: siarczany (anglesyt PbSO 4), węglany (cerusyt PbCO 3), fosforany [piromorfit Pb 5 (PO 4) 3 Cl].

W biosferze ołów jest głównie rozpraszany, jest ubogi w materię żywą (5 10 -5%), woda morska(3 10 -9%). Od wody naturalne Ołów jest częściowo sorbowany przez gliny i wytrącany przez siarkowodór, dlatego gromadzi się w morskich mułach z zanieczyszczeniem siarkowodorem oraz w powstałych z nich czarnych glinach i łupkach.

Właściwości fizyczne ołowiu. Ołów krystalizuje w siatce sześciennej skoncentrowanej na powierzchni (a = 4,9389 Å) i nie ma modyfikacji alotropowych. Promień atomowy 1,75 Å, promienie jonowe: Pb 2+ 1,26 Å, Pb 4+ 0,76 Å; gęstość 11,34 g / cm3 (20 ° C); t pl 327,4 °С; t bela 1725 °C; ciepło właściwe przy 20 °C 0,128 kJ/(kg K) | przewodność cieplna 33,5 W/(m·K); współczynnik temperaturowy rozszerzalności liniowej 29,1·10 -6 w temperaturze pokojowej; Twardość Brinella 25-40 MN / m 2 (2,5-4 kgf / mm 2); wytrzymałość na rozciąganie 12-13 MN/m 2 , przy ściskaniu około 50 MN/m 2 ; wydłużenie względne przy zerwaniu 50-70%. Twardnienie nie wzrasta właściwości mechaniczne Ołów, ponieważ temperatura jego rekrystalizacji leży poniżej temperatury pokojowej (około -35 ° C przy stopniu odkształcenia 40% lub więcej). Ołów jest diamagnetyczny, jego podatność magnetyczna wynosi -0,12·10 -6 . W 7.18 K staje się nadprzewodnikiem.

Właściwości chemiczne ołowiu. Konfiguracja zewnętrznych powłok elektronowych atomu Pb 6s 2 6р 2, zgodnie z którą wykazuje stany utlenienia +2 i +4. Ołów jest stosunkowo nieaktywny chemicznie. Metaliczny połysk świeżego ołowiu stopniowo zanika w powietrzu z powodu tworzenia się najcieńszy film PbO, który zapobiega dalszemu utlenianiu.

Z tlenem tworzy szereg tlenków Pb 2 O, PbO, PbO 2, Pb 3 O 4 i Pb 2 O 3.

W przypadku braku O 2 woda w temperaturze pokojowej nie działa na ołów, ale rozkłada gorącą parę wodną na tlenek ołowiu i wodór. Odpowiadając tlenkom PbO i PbO2, wodorotlenki Pb (OH) 2 i Pb (OH) 4 mają charakter amfoteryczny.

Połączenie ołowiu z wodorem PbH 4 uzyskuje się w małych ilościach przez działanie rozcieńczonego kwasu solnego na Mg 2 Pb. PbH 4 to bezbarwny gaz, który bardzo łatwo rozkłada się na Pb i H 2 . Po podgrzaniu ołów łączy się z halogenami, tworząc halogenki PbX 2 (X jest halogenem). Wszystkie są słabo rozpuszczalne w wodzie. Otrzymano również halogenki PbX 4 : tetrafluorek PbF 4 - bezbarwne kryształy oraz tetrachlorek PbCl 4 - żółty oleista ciecz. Oba związki łatwo rozkładają się, uwalniając F2 lub Cl2; hydrolizowany przez wodę. Ołów nie reaguje z azotem. Azydek ołowiu Pb(N 3) 2 otrzymuje się przez oddziaływanie roztworów soli azydku sodu NaN 3 i Pb (II); bezbarwne kryształy w kształcie igieł, słabo rozpuszczalne w wodzie; po uderzeniu lub podgrzaniu rozkłada się na Pb i N2 z wybuchem. Siarka działa na ołów po podgrzaniu, tworząc siarczek PbS, czarny amorficzny proszek. Siarczek można również otrzymać przez przepuszczenie siarkowodoru do roztworów soli Pb (II); w naturze występuje w postaci połysku ołowianego - galeny.

W szeregu napięć Pb jest wyższy niż wodór (normalne potencjały elektrod wynoszą odpowiednio -0,126 V dla Pb = Pb 2+ + 2e i +0,65 V dla Pb = Pb 4+ + 4e). Ołów jednak nie wypiera wodoru z rozcieńczonych kwasów solnego i siarkowego, ze względu na przepięcie H 2 na Pb oraz tworzenie się na powierzchni metalu warstw ochronnych słabo rozpuszczalnego chlorku PbCl 2 i siarczanu PbSO 4 . Stężone H 2 SO 4 i HCl po podgrzaniu działają na Pb i otrzymuje się rozpuszczalne związki kompleksowe o składzie Pb (HSO 4) 2 i H 2 [PbCl 4 ]. Kwasy azotowy, octowy, a także niektóre kwasy organiczne (np. cytrynowy) rozpuszczają ołów, tworząc sole Pb(II). W zależności od rozpuszczalności w wodzie sole dzielą się na rozpuszczalne (octan ołowiu, azotany i chlorany), słabo rozpuszczalne (chlorki i fluorki) i nierozpuszczalne (siarczany, węglany, chromiany, fosforany, molibdeniany i siarczki). Sole Pb(IV) można otrzymać przez elektrolizę silnie zakwaszonych roztworów soli Pb(II) H2SO4; najważniejsze z soli Pb (IV) to siarczan Pb (SO 4) 2 i octan Pb (C 2 H 3 O 2) 4. Sole Pb (IV) mają tendencję do dodawania nadmiaru jonów ujemnych, tworząc złożone aniony, na przykład ołowiany (PbO 3) 2- i (PbO 4) 4-, chloroplumbaty (PbCl 6) 2-, hydroksoplumbaty [Pb (OH) 6 ] 2- i inne. Stężone roztwory zasad żrących po podgrzaniu reagują z Pb z uwolnieniem wodoru i hydroksoplumbitów typu X 2 [Pb(OH) 4].

Zdobywanie ołowiu. Metaliczny ołów jest otrzymywany przez oksydacyjne prażenie PbS, a następnie redukcję PbO do surowego Pb („werkble”) i rafinację (oczyszczanie) tego ostatniego. Prażenie oksydacyjne koncentratu odbywa się w procesie spiekania narysuj ramki ciągłe działanie. Podczas wypalania PbS reakcja dominuje:

2PbS + ZO 2 \u003d 2PbO + 2SO 2.

Ponadto otrzymuje się również niewielką ilość siarczanu PbSO 4, który przekształca się w krzemian PbSiO 3, dla którego piasek kwarcowy. Jednocześnie utleniają się siarczki innych metali (Cu, Zn, Fe) obecne jako zanieczyszczenia. W wyniku wypalania zamiast sproszkowanej mieszaniny siarczków powstaje aglomerat - porowata spiekana ciągła masa, składająca się głównie z tlenków PbO, CuO, ZnO, Fe 2 O 3. Kawałki aglomeratu są mieszane z koksem i wapieniem, a następnie mieszanina ta jest ładowana do pieca z płaszczem wodnym, do którego rurami („tuyeres”) doprowadzane jest powietrze pod ciśnieniem od dołu. Koks i tlenek węgla (II) redukują PbO do Pb już w wysokie temperatury(do 500 °C). W wyższych temperaturach zachodzą następujące reakcje:

CaCO 3 \u003d CaO + CO 2

2PbSiO 3 + 2CaO + C \u003d 2Pb + 2CaSiO 3 + CO 2.

Tlenki Zn i Fe są częściowo przekształcane w ZnSiO 3 i FeSiO 3 , które razem z CaSiO 3 tworzą żużel wypływający na powierzchnię. Tlenki ołowiu są redukowane do metalu. Surowy ołów zawiera 92-98% Pb, reszta - zanieczyszczenia Cu, Ag (czasami Au), Zn, Sn, As, Sb, Bi, Fe. Zanieczyszczenia Cu i Fe są usuwane przez seigeryzację. Aby usunąć Sn, As, Sb, roztopiony metal przedmuchuje powietrzem. Izolacja Ag (i Au) jest przeprowadzana przez dodanie Zn, który tworzy „piankę cynkową” składającą się ze związków Zn z Ag (i Au), lżejszą niż Pb i topniejącą w 600-700 °C. Nadmiar Zn jest usuwany ze stopionego ołowiu przez przepuszczanie powietrza, pary lub chloru. W celu usunięcia Bi, Ca lub Mg dodaje się do ciekłego Pb, otrzymując niskotopliwe związki Ca 3 Bi 2 i Mg 3 Bi 2 . Ołów rafinowany tymi metodami zawiera 99,8-99,9% Pb. Dalsze oczyszczanie prowadzi się przez elektrolizę, co daje czystość co najmniej 99,99%.

Zastosowanie ołowiu. Ołów jest szeroko stosowany w produkcji akumulatory ołowiowe, służą do produkcji wyposażenia fabrycznego, odpornego na agresywne gazy i ciecze. Ołów silnie pochłania promienie γ i rentgenowskie, dzięki czemu wykorzystywany jest jako materiał zabezpieczający przed ich działaniem (pojemniki do przechowywania substancji promieniotwórczych, wyposażenie pracowni rentgenowskich itp.). Duże ilości Do wyrobu muszli używa się ołowiu kable elektryczne chroniąc je przed korozją i uszkodzeniami mechanicznymi. Wiele stopów ołowiu jest wykonanych z ołowiu. Tlenek ołowiu PbO wprowadza się do szkła kryształowego i optycznego w celu uzyskania materiałów o wysokim współczynniku załamania. Minium, chromian (żółta korona) i zasadowy węglan ołowiu (biały ołowiany) to pigmenty o ograniczonym zastosowaniu. Chromian ołowiu jest utleniaczem stosowanym w chemii analitycznej. Azydek i styfiat (trinitrorezorcynian) są materiałami wybuchowymi. Tetraetyloołów jest środkiem przeciwstukowym. Octan ołowiu służy jako wskaźnik do wykrywania H 2 S. 204 Pb (stabilny) i 212 Pb (radioaktywny) są używane jako znaczniki izotopowe.

Ołów w ciele. Rośliny pobierają ołów z gleby, wody i opadów atmosferycznych. Ołów dostaje się do organizmu człowieka wraz z pożywieniem (około 0,22 mg), wodą (0,1 mg), kurzem (0,08 mg). Bezpieczny dzienny poziom spożycia ołowiu dla ludzi wynosi 0,2-2 mg. Jest wydalany głównie z kałem (0,22-0,32 mg), mniej z moczem (0,03-0,05 mg). Organizm ludzki zawiera średnio około 2 mg ołowiu (w niektórych przypadkach nawet do 200 mg). U mieszkańców krajów uprzemysłowionych zawartość ołowiu w organizmie jest wyższa niż u mieszkańców krajów agrarnych, u mieszczan jest wyższa niż na wsi. Głównym magazynem ołowiu jest szkielet (90% całkowitego ołowiu w organizmie): 0,2-1,9 µg/g gromadzi się w wątrobie; we krwi - 0,15-0,40 mcg / ml; we włosach – 24 mcg/g, w mleku – 0,005-0,15 mcg/ml; znajduje się również w trzustce, nerkach, mózgu i innych narządach. Stężenie i rozmieszczenie ołowiu w ciele zwierząt jest zbliżone do tych ustalonych dla ludzi. Wraz ze wzrostem poziomu ołowiu w środowisko zwiększa się jego odkładanie w kościach, włosach, wątrobie.

Zatrucie ołowiem i jego związkami możliwe jest przy wydobyciu rud, wytopie ołowiu, przy produkcji farb ołowianych, w poligrafii, garncarstwie, produkcji kabli, przy produkcji i stosowaniu tetraetylu ołowiu itp. Zatrucia domowe występują rzadko i są obserwowane podczas spożywania produktów, które były przechowywane w naczyniach ceramicznych, szkliwionych czerwonym ołowiem lub liturgią. Ołów i jego związki nieorganiczne w postaci aerozoli wnikają do organizmu głównie poprzez Drogi lotnicze, w mniejszym stopniu poprzez przewód pokarmowy i skóry. Ołów krąży we krwi w postaci silnie rozproszonych koloidów – fosforanów i albuminów. Ołów jest wydalany głównie przez jelita i nerki. W rozwoju zatrucia naruszenie metabolizmu porfiryny, białka, węglowodanów i fosforanów, niedobór witamin C i B 1, zmiany funkcjonalne i organiczne w ośrodkowym i autonomicznym system nerwowy, toksyczne działanie ołowiu na szpik kostny. Zatrucie może być utajone (tzw. nosicielstwo), przebiegać w postaciach łagodnych, umiarkowanych i ciężkich.

Najczęstsze objawy zatrucia ołowiem: obwódka (pasek koloru liliowo-łupkowego) wzdłuż krawędzi dziąseł, ziemisty kolor skóry; retikulocytoza i inne zmiany we krwi, podwyższony poziom porfiryn w moczu, obecność ołowiu w moczu w ilości 0,04-0,08 mg/l lub więcej itp. Uszkodzenie układu nerwowego objawia się osłabieniem, w ciężkich postaciach - encefalopatia, paraliż (głównie prostowników dłoni i palców), zapalenie wielonerwowe. Przy tak zwanej kolce ołowianej występują ostre bóle skurczowe brzucha, zaparcia trwające od kilku godzin do 2-3 tygodni; kolce często towarzyszą nudności, wymioty, ciśnienie krwi, temperatura ciała do 37,5-38 °C. W przewlekłym zatruciu możliwe jest uszkodzenie wątroby, układu sercowo-naczyniowego, zaburzenia endokrynologiczne (na przykład u kobiet - poronienia, bolesne miesiączkowanie, krwotok miesiączkowy i inne). Hamowanie reaktywności immunobiologicznej przyczynia się do zwiększenia ogólnej zachorowalności.