Ο ΜΟΛΥΒΔΟΣ, Pb (λατ. plumbum * α. lead, plumbum; n. Blei; f. plomb; και. plomo), είναι χημικό στοιχείο της ομάδας IV του περιοδικού συστήματος του Mendeleev, ατομικός αριθμός 82, ατομική μάζα 207,2. Ο φυσικός μόλυβδος αντιπροσωπεύεται από τέσσερα σταθερά ισότοπα 204 Pb (1,48%), 206 Pb (23,6%), 207 Pb (22,6%) και 208 Pb (52,3%) και τέσσερα ραδιενεργά ισότοπα 210 Pb, 211 Pb, 212 Pb και 214 Pb. Επιπλέον, έχουν ληφθεί περισσότερα από δέκα τεχνητά ραδιενεργά ισότοπα μολύβδου. Γνωστό από τα αρχαία χρόνια.
Φυσικές ιδιότητες
Ο μόλυβδος είναι ένα μαλακό, όλκιμο μπλε-γκρι μέταλλο. το κρυσταλλικό πλέγμα είναι κυβικό με επίκεντρο την όψη (a = 0,49389 nm). Η ατομική ακτίνα του μολύβδου είναι 0,175 nm, η ιοντική ακτίνα είναι 0,126 nm (Pb 2+) και 0,076 nm (Pb 4+). Πυκνότητα 11.340 kg / m 3, τήξη t 327,65 ° C, βρασμός t 1745 ° C, θερμική αγωγιμότητα 33,5 W / (m.deg), θερμοχωρητικότητα Cp ° 26,65 J / (mol.K), ειδική ηλεκτρική αντίσταση 19.3.10 - 4 (Ohm.m), συντελεστής θερμοκρασίας γραμμικής διαστολής 29.1.10 -6 K -1 στους 20°C. Ο μόλυβδος είναι διαμαγνητικός, γίνεται υπεραγωγός στους 7,18 Κ.
Χημικές ιδιότητες του μολύβδου
Η κατάσταση οξείδωσης είναι +2 και +4. Ο μόλυβδος είναι σχετικά λίγο χημικά ενεργός. Στον αέρα, ο μόλυβδος καλύπτεται γρήγορα με ένα λεπτό φιλμ οξειδίου, το οποίο τον προστατεύει από περαιτέρω οξείδωση. Αντιδρά καλά με νιτρικά και οξικά οξέα, αλκαλικά διαλύματα, δεν αλληλεπιδρά με υδροχλωρικά και θειικά οξέα. Όταν θερμαίνεται, ο μόλυβδος αλληλεπιδρά με αλογόνα, θείο, σελήνιο, θάλλιο. Το αζίδιο του μολύβδου Pb (N 3) 2 αποσυντίθεται όταν θερμαίνεται ή χτυπιέται με έκρηξη. Οι ενώσεις μολύβδου είναι τοξικές, MAC 0,01 mg/m 3 .
Η μέση περιεκτικότητα (Clarke) σε μόλυβδο στον φλοιό της γης είναι 1,6,10 -3% κατά βάρος, ενώ τα υπερβασικά και βασικά πετρώματα περιέχουν λιγότερο μόλυβδο (1,10 -5 και 8,10 -3%, αντίστοιχα) από ό,τι όξινο (10 -3%) ; σε ιζηματογενή πετρώματα - 2,10 -3%. Ο μόλυβδος συσσωρεύεται κυρίως ως αποτέλεσμα υδροθερμικών και υπεργονιδιακών διεργασιών, σχηματίζοντας συχνά μεγάλα κοιτάσματα. Υπάρχουν περισσότερα από 100 ορυκτά μολύβδου, μεταξύ των οποίων τα σημαντικότερα είναι ο γαλήνιος (PbS), ο κηρουσίτης (PbCO 3), ο αγγλεσίτης (PbSO 4). Ένα από τα χαρακτηριστικά του μολύβδου είναι ότι από τα τέσσερα σταθερά ισότοπα, ένα (204 Pb) είναι μη ραδιογόνο και, επομένως, η ποσότητα του παραμένει σταθερή, ενώ τα άλλα τρία (206 Pb, 207 Pb και 208 Pb) είναι τα τελικά προϊόντα. της ραδιενεργής διάσπασης των 238 U, 235 U και 232 Th, αντίστοιχα, με αποτέλεσμα ο αριθμός τους να αυξάνεται συνεχώς. Η ισοτοπική σύνθεση του Pb της Γης για 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια έχει αλλάξει από το πρωτογενές 204 Pb (1,997%), 206 Pb (18,585%), 207 Pb (20,556%), 208 Pb (58,861%) στο σύγχρονο 204 Pb ( 1,349%), 206Pb (25,35%), 207Pb (20,95%), 208Pb (52,349%). Μελετώντας την ισοτοπική σύνθεση του μολύβδου σε πετρώματα και μεταλλεύματα, μπορεί κανείς να δημιουργήσει γενετικές σχέσεις, να λύσει διάφορα ζητήματα γεωχημείας, γεωλογίας, τεκτονικής επιμέρους περιοχών και της Γης συνολικά κ.λπ. Οι μελέτες ισοτόπων του μολύβδου χρησιμοποιούνται επίσης σε εργασίες εξερεύνησης. Οι μέθοδοι της γεωχρονολογίας U-Th-Pb, που βασίζονται στη μελέτη των ποσοτικών σχέσεων μεταξύ μητρικών και θυγατρικών ισοτόπων σε πετρώματα και ορυκτά, έχουν επίσης αναπτυχθεί ευρέως. Στη βιόσφαιρα, ο μόλυβδος είναι διασκορπισμένος, είναι πολύ μικρός στη ζωντανή ύλη (5,10 -5%) και στο θαλασσινό νερό (3,10 -9%). Στις βιομηχανικές χώρες, η συγκέντρωση μολύβδου στον αέρα, ιδιαίτερα κοντά σε αυτοκινητόδρομους με πυκνή κυκλοφορία, αυξάνεται κατακόρυφα, φτάνοντας σε ορισμένες περιπτώσεις επικίνδυνα επίπεδα για την ανθρώπινη υγεία.
Λήψη και χρήση
Ο μεταλλικός μόλυβδος λαμβάνεται με οξειδωτική φρύξη θειούχων μεταλλευμάτων, ακολουθούμενη από αναγωγή του PbO σε ακατέργαστο μέταλλο και διύλιση του τελευταίου. Ο ακατέργαστος μόλυβδος περιέχει έως και 98% Pb, ο εξευγενισμένος μόλυβδος περιέχει 99,8-99,9%. Περαιτέρω καθαρισμός του μολύβδου σε τιμές που υπερβαίνουν το 99,99% πραγματοποιείται με χρήση ηλεκτρόλυσης. Η συγχώνευση, η ανακρυστάλλωση ζώνης κ.λπ. χρησιμοποιούνται για τη λήψη μετάλλου υψηλής καθαρότητας.
Ο μόλυβδος χρησιμοποιείται ευρέως στην παραγωγή μπαταριών μολύβδου, για την κατασκευή εξοπλισμού που είναι ανθεκτικός σε επιθετικά περιβάλλοντα και αέρια. Οι θήκες ηλεκτρικών καλωδίων και διάφορα κράματα κατασκευάζονται από μόλυβδο. Ο μόλυβδος έχει βρει ευρεία εφαρμογή στην κατασκευή προστατευτικού εξοπλισμού κατά της ιονίζουσας ακτινοβολίας. Οξείδιο του μολύβδου προστίθεται στο φορτίο κατά την παραγωγή κρυστάλλου. Τα άλατα μολύβδου χρησιμοποιούνται για την παραγωγή βαφών, το αζίδιο του μολύβδου χρησιμοποιείται ως εκρηκτικό εκρηκτικό και ο τετρααιθυλικός μόλυβδος Pb (C 2 H 5) 4 χρησιμοποιείται ως αντικρουστικό καύσιμο για κινητήρες εσωτερικής καύσης.
Ilya Leenson
ΟΔΗΓΩ- χημικό στοιχείο της ομάδας IV του περιοδικού πίνακα. Η σχετική ατομική μάζα (Ar = 207,2) είναι ο μέσος όρος των μαζών πολλών ισοτόπων: 204Pb (1,4%), 206Pb (24,1%), 207Pb (22,1%) και 208Pb (52,4%). Τα τρία τελευταία νουκλεΐδια είναι τα τελικά προϊόντα των φυσικών ραδιενεργών μετασχηματισμών του ουρανίου, του ακτινίου και του θορίου. Είναι επίσης γνωστά περισσότερα από 20 ραδιενεργά ισότοπα μολύβδου, εκ των οποίων τα μακροβιότερα είναι τα 202Pb και 205Pb (με χρόνο ημιζωής 300 χιλιάδες και 15 εκατομμύρια χρόνια). Στη φύση, σχηματίζονται επίσης βραχύβια ισότοπα μολύβδου με αριθμούς μάζας 209, 210, 212 και 214 με χρόνο ημιζωής 3,25 ώρες, 27,1 χρόνια, 10,64 ώρες και 26,8 λεπτά, αντίστοιχα. Η αναλογία διαφορετικών ισοτόπων σε διαφορετικά δείγματα μεταλλευμάτων μολύβδου μπορεί να ποικίλλει κάπως, γεγονός που καθιστά αδύνατο τον προσδιορισμό της τιμής Ar για τον μόλυβδο με μεγαλύτερη ακρίβεια.
Δεν υπάρχει πολύς μόλυβδος στον φλοιό της γης - 0,0016% κατά μάζα, αλλά αυτό το ένα από τα βαρύτερα μέταλλα είναι πολύ πιο συνηθισμένο από τα πλησιέστερα γείτονά του - χρυσό, υδράργυρο και βισμούθιο. Αυτό συμβαίνει επειδή διαφορετικά ισότοπα μολύβδου είναι τελικά προϊόντα της αποσύνθεσης του ουρανίου και του θορίου, επομένως η περιεκτικότητα σε μόλυβδο στο φλοιό της γης έχει αυξηθεί σιγά-σιγά σε δισεκατομμύρια χρόνια.
Υπάρχουν πολλά κοιτάσματα μεταλλεύματος πλούσια σε μόλυβδο και το μέταλλο διαχωρίζεται εύκολα από τα ορυκτά. Συνολικά, είναι γνωστά περισσότερα από εκατό ορυκτά μολύβδου. Από αυτά, τα κυριότερα είναι το galena (γυαλάδα μολύβδου) το PbS και τα προϊόντα των χημικών μετασχηματισμών του - αγγεισίτης (βιτριόλιο μολύβδου) PbSO4 και κηρουσίτης ("λευκό μετάλλευμα μολύβδου") PbCO3. Λιγότερο συνηθισμένοι είναι ο πυρομορφίτης ("πράσινο μετάλλευμα μολύβδου") PbCl2 3Pb3(PO4)2, ο μιμητίτης PbCl2 3Pb3(AsO4)2, ο κροκοίτης ("κόκκινο μετάλλευμα μολύβδου") PbCrO4, ο βουλφενίτης ("κίτρινο μετάλλευμα μολύβδου") PbMoOWO4, stolte. Άλλα μέταλλα βρίσκονται επίσης συχνά στα μεταλλεύματα μολύβδου - χαλκός, ψευδάργυρος, κάδμιο, ασήμι, χρυσός, βισμούθιο κ.λπ. Στη θέση εμφάνισης μεταλλευμάτων μολύβδου, το έδαφος (έως 1% Pb), τα φυτά και το νερό εμπλουτίζονται με αυτό το στοιχείο .
Στο εξαιρετικά οξειδωτικό αλκαλικό περιβάλλον των στεπών και των ερήμων, είναι δυνατός ο σχηματισμός διοξειδίου του μολύβδου, του ορυκτού πλατνερίτη. Και εξαιρετικά σπάνιο φυσικό μεταλλικό μόλυβδο. Δείτε επίσης ΜΟΛΥΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ.
Ιστορία.Η προέλευση της λέξης «μόλυβδος» είναι ασαφής. Τα παλιά χρόνια, ο μόλυβδος δεν ξεχώριζε πάντα με σαφήνεια από τον κασσίτερο. Στις περισσότερες σλαβικές γλώσσες (βουλγαρικά, σερβοκροατικά, τσέχικα, πολωνικά), ο μόλυβδος ονομάζεται κασσίτερος. Ο "πρωτοπόρος" μας βρίσκεται μόνο στις γλώσσες της ομάδας της Βαλτικής: svinas (Λιθουανικά), svin (Λετονικά). Για ορισμένους ατυχείς μεταφραστές, αυτό οδήγησε σε αστείες παρεξηγήσεις, για παράδειγμα, σε «μπαταρίες κασσίτερου» στα αυτοκίνητα. Η αγγλική ονομασία για το μόλυβδο και η ολλανδική λέξη για το μόλυβδο πιθανότατα σχετίζονται με τον δικό μας "tinker". Το λατινικό plumbum (επίσης ασαφής προέλευσης) έδωσε την αγγλική λέξη υδραυλικός - υδραυλικός (κάποτε οι σωλήνες κόπηκαν με μαλακό μόλυβδο. Και μια άλλη σύγχυση που σχετιζόταν με το μόλυβδο. Οι αρχαίοι Έλληνες αποκαλούσαν τον μόλυβδο "μόλυβδος" (το όνομα διατηρήθηκε στα νέα ελληνικά γλώσσα). Ως εκ τούτου - Λατινικά molibdaena: στο Μεσαίωνα αυτό ήταν το όνομα που δόθηκε στη λάμψη του μολύβδου PbS και τη σπανιότερη λάμψη του μολυβδαινίου (MoS2) και άλλα παρόμοια ορυκτά που άφηναν ένα μαύρο σημάδι σε μια ελαφριά επιφάνεια. Το ίδιο σημάδι ήταν άφησε ο γραφίτης και ο ίδιος ο μόλυβδος Λεπτές μολύβδινες ράβδοι θα μπορούσαν να γραφτούν σε περγαμηνή, όχι χωρίς λόγο με γερμανικό μολύβι - Bleistift, δηλ. μολύβδινη ράβδος.
Ο μόλυβδος, μαζί με τον χρυσό, το ασήμι, τον χαλκό, τον κασσίτερο, τον σίδηρο και τον υδράργυρο, είναι ένα από τα επτά μέταλλα γνωστά από την αρχαιότητα. Αυτά τα μέταλλα συγκρίθηκαν με τους τότε γνωστούς πλανήτες (ο Κρόνος αντιστοιχούσε σε μόλυβδο). Πιστεύεται ότι για πρώτη φορά οι άνθρωποι έλιωσαν μόλυβδο από μεταλλεύματα πριν από 8 χιλιάδες χρόνια. Οι ανασκαφές στην αρχαία Αίγυπτο έφεραν στο φως τεχνουργήματα από ασήμι και μόλυβδο σε ταφές πριν από τη δυναστική περίοδο. Παρόμοια ευρήματα που έγιναν στη Μεσοποταμία χρονολογούνται στην ίδια εποχή. Τα κοινά ευρήματα ασημιού και μολύβδου δεν προκαλούν έκπληξη. Ακόμη και στους προϊστορικούς χρόνους, την προσοχή των ανθρώπων προσέλκυαν οι όμορφοι βαρείς κρύσταλλοι λάμψης μολύβδου. Κοιτάσματα αυτού του ορυκτού βρέθηκαν στα βουνά της Αρμενίας, στις κεντρικές περιοχές της Μικράς Ασίας. Και το ορυκτό γαλένα περιέχει συχνά σημαντικές ακαθαρσίες αργύρου. Εάν βάλετε κομμάτια αυτού του ορυκτού σε φωτιά, το θείο θα καεί και ο λιωμένος μόλυβδος θα ρέει (το κάρβουνο εμποδίζει την οξείδωση του μολύβδου). Ήδη πολλές χιλιετίες πριν από τη νέα εποχή στη Μεσοποταμία της Αιγύπτου, δημιουργήθηκαν αγάλματα από αυτήν.
Τον VI αιώνα. ΠΡΟ ΧΡΙΣΤΟΥ. πλούσια κοιτάσματα γαληνών ανακαλύφθηκαν στο Λαύριο, μια ορεινή περιοχή κοντά στην Αθήνα. Κατά τη διάρκεια των Πουνικών Πολέμων (264-146 π.Χ.), πολλά ορυχεία μολύβδου λειτουργούσαν στο έδαφος της σύγχρονης Ισπανίας, τα οποία τοποθετήθηκαν από Έλληνες και Φοίνικες. Αργότερα αναπτύχθηκαν από τους Ρωμαίους. Οι Ρωμαίοι μηχανικοί χρησιμοποίησαν μόλυβδο για την κατασκευή αρχαίων υδραυλικών σωλήνων. Ο αρχαίος Έλληνας ιστορικός Ηρόδοτος (5ος αιώνας π.Χ.) έγραψε για μια μέθοδο ενίσχυσης των συνδετήρων από σίδηρο και μπρούτζο σε πέτρινες πλάκες γεμίζοντας τρύπες με εύτηκτο μόλυβδο. Αργότερα, κατά τις ανασκαφές των Μυκηνών, βρέθηκαν μολυβένιες αγκύλες στους πέτρινους τοίχους.
Κατά την απόκτηση του μολύβδου, οι αρχαίοι μεταλλουργοί πρώτα φρύωσαν το μετάλλευμα, ενώ έγιναν αντιδράσεις
2PbS + 3O2 ® 2PbO + 2SO2 και PbS + 2O2 ® PbSO4. Στη συνέχεια, η θερμοκρασία αυξήθηκε, γεγονός που οδήγησε στην τήξη του μολύβδου:
PbS + 2PbO ® 3Pb + SO2; PbS + PbSO4 ® 2Pb + 2SO2. Οι πρώτοι φούρνοι τήξης, κατασκευασμένοι από πηλό και πέτρες, ήταν πολύ πρωτόγονοι. Προσπάθησαν να τα εγκαταστήσουν στις πλαγιές των λόφων, όπου πνέουν οι άνεμοι, που βοηθούν τη βολή. Ο λιωμένος μόλυβδος, κατά κανόνα, περιείχε ασήμι - μερικές φορές έως και 0,5% ή περισσότερο. Με αργή ψύξη ενός τέτοιου τήγματος, ο καθαρός μόλυβδος κρυσταλλώνεται πρώτα και το υγρό εμπλουτίζεται σε ασήμι - έως και 2%. Για την απομόνωση του αργύρου, χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος της κυπελλοποίησης: ο λιωμένος μόλυβδος οξειδώθηκε σε ένα πορώδες πήλινο δοχείο - μια γραμματοσειρά, και το οξείδιό του στη συνέχεια ανήχθη ξανά σε μέταλλο. Ο μηχανισμός αυτής της διαδικασίας μελετήθηκε μόλις το 1833.
Ο μόλυβδος χρησιμοποιήθηκε επίσης για τον καθαρισμό του χρυσού και του αργύρου με κυπελλοποίηση. Για να γίνει αυτό, το πολύτιμο μέταλλο που έπρεπε να καθαριστεί έγινε κράμα με μόλυβδο. Ο μόλυβδος και άλλες ακαθαρσίες οξειδώθηκαν εύκολα σε υψηλές θερμοκρασίες. τα οξείδια που προέκυψαν απομακρύνθηκαν από ένα ρεύμα αέρα και απορροφήθηκαν εν μέρει στους πόρους της γραμματοσειράς και μια ράβδος από καθαρό ασήμι ή χρυσό παρέμεινε στο κάτω μέρος. Το οξείδιο του μολύβδου θα μπορούσε στη συνέχεια να μετατραπεί ξανά σε μέταλλο θερμαίνοντάς το με κάρβουνο. Τα αρχαιολογικά ευρήματα στην Ουρ και την Τροία μαρτυρούν ότι η κυκεώνα ήταν γνωστή στα βορειοδυτικά της Μικράς Ασίας ήδη από το πρώτο μισό της 3ης χιλιετίας π.Χ. Και οι Έλληνες τεχνίτες κατάφεραν να αποσπάσουν σχεδόν όλο το ασήμι από τον μόλυβδο που εξορύσσεται στο Λαύριο: σύμφωνα με σύγχρονες αναλύσεις, μόνο το 0,02% του παρέμεινε σε μόλυβδο! Η τέχνη των αρχαίων μεταλλουργών είναι άξια έκπληξης: τελικά, δεν είχαν ούτε την ικανότητα να ελέγχουν τη θερμοκρασία σε διαφορετικά στάδια της διαδικασίας, ούτε να διεξάγουν χημικές αναλύσεις. Κι όμως, υπήρχε πολύς μη εξαγόμενος μόλυβδος στις χωματερές των ορυχείων. Ακόμη καλύτερα αποτελέσματα πέτυχαν οι Ρωμαίοι μεταλλουργοί, μειώνοντας στο μισό την υπολειπόμενη ποσότητα αργύρου. Φυσικά, δεν ανησυχούσαν για την καθαρότητα του μολύβδου, αλλά για την πληρότητα της εξαγωγής του πολύτιμου μετάλλου από αυτό. Επιπλέον, όπως μαρτυρεί ο Έλληνας ιστορικός Στράβων, οι Ρωμαίοι, επεξεργάζοντας τις παλιές χωματερές στο Λαύριο, μπόρεσαν να εξάγουν αρκετό μόλυβδο και ασήμι, αφήνοντας περίπου δύο εκατομμύρια τόνους απόβλητα μεταλλεύματος στις χωματερές. Μετά από αυτό, τα ορυχεία εγκαταλείφθηκαν για σχεδόν δύο χιλιετίες, αλλά το 1864 άρχισαν να επεξεργάζονται ξανά τις χωματερές - τώρα μόνο για χάρη του ασημιού (περίπου το 0,01% του παρέμεινε σε αυτά). Στις σύγχρονες μεταλλουργικές επιχειρήσεις, εκατοντάδες φορές λιγότερο ασήμι παραμένει σε μόλυβδο.
Οι αρχαίοι αγγειοπλάστες, αλέθοντας τη λάμψη του μολύβδου με άργιλο και νερό, περιέπλεαν τα πήλινα αγγεία για να ψήνονται με αυτό το μείγμα. Σε υψηλές θερμοκρασίες, η επιφάνεια του δοχείου καλύφθηκε με εύτηκτο γυαλί μολύβδου. Το 1673, ο Άγγλος υαλουργός George Ravenscroft, προσθέτοντας οξείδιο του μολύβδου στη σύνθεση του γυαλιού, επινόησε το κρυστάλλινο γυαλί, το οποίο λιώνει εύκολα, είναι τέλεια εφαρμόσιμο και έχει μια ιδιαίτερη λάμψη που το φέρνει πιο κοντά στον πραγματικό κρύσταλλο. Αργότερα, με τη σύντηξη καθαρής λευκής άμμου, ποτάσας και οξειδίου του μολύβδου, απέκτησαν ένα στρας (για λογαριασμό του κοσμηματοπώλη Strass, που έζησε στα τέλη του 18ου αιώνα) - ένα είδος γυαλιού με τόσο δυνατή λάμψη που μιμούνταν ένα διαμάντι. καλά, και με ένα μείγμα από διάφορες χρωστικές - άλλες πολύτιμες πέτρες.
Οι ξύλινες γάστρες των αρχαίων πλοίων ήταν επενδυμένες με λεπτές μολύβδινες πλάκες. Ένα τέτοιο ελληνικό πλοίο, που ναυπηγήθηκε τον 3ο αι. π.Χ., βρέθηκε το 1954 στον βυθό της Μεσογείου κοντά στη Μασσαλία. Οι Ρωμαίοι κατασκεύαζαν επίσης σωλήνες από μόλυβδο, μήκους 3 μέτρων και διαφορετικών, αλλά αυστηρά καθορισμένων διαμέτρων (υπήρχαν 15 επιλογές συνολικά). Αυτό είναι το πρώτο παράδειγμα τυποποιημένης βιομηχανικής παραγωγής. Αρχικά, χυτεύτηκε μια πλάκα από μόλυβδο, τυλιγμένη γύρω από μια ξύλινη ράβδο και η ραφή σφραγίστηκε με συγκόλληση από κασσίτερο-μόλυβδο (η σύνθεσή της παρέμεινε σχεδόν αμετάβλητη από τότε). Συχνά βρέθηκαν διαρροές στους σωλήνες και έπρεπε να επισκευαστούν. Μέχρι τώρα, κατά τη διάρκεια ανασκαφών στην Ιταλία και την Αγγλία, τέτοιοι σωλήνες βρίσκονται σε πολύ καλή κατάσταση. Ο Ρωμαίος αρχιτέκτονας και μηχανικός Mark Vitruvius Pollio συνέστησε την αντικατάσταση των μολύβδινων σωλήνων με κεραμικούς - κατασκευασμένους από ψημένο πηλό. Επέστησε την προσοχή στην ασθένεια των εργαζομένων που ασχολούνταν με την τήξη του μολύβδου και πίστευε ότι ο μόλυβδος «κλέβει τη δύναμή του από το αίμα». Ωστόσο, δεν συμμερίστηκαν όλοι αυτή την άποψη. Έτσι, ο Ρωμαίος πολιτικός, επιστήμονας και συγγραφέας Πλίνιος, ο συγγραφέας της περίφημης «Φυσικής Ιστορίας», έγραψε για τα οφέλη των παρασκευασμάτων μολύβδου, ότι η αλοιφή μολύβδου βοηθά στην αφαίρεση ουλών, στην επούλωση ελκών και παθήσεων των ματιών.
Κατά τον Μεσαίωνα, οι στέγες των εκκλησιών και των ανακτόρων καλύπτονταν συχνά με ανθεκτικές στις καιρικές συνθήκες πλάκες μολύβδου. Ήδη από το 669, η οροφή της εκκλησίας του μοναστηριού στο Γιορκ καλύφθηκε με μόλυβδο και το 688 ο επίσκοπος στο Νορθάμπερλαντ διέταξε να καλύψουν τη στέγη και τους τοίχους της εκκλησίας με μολύβδινες πλάκες. Τα περίφημα βιτρό παράθυρα στους καθεδρικούς ναούς συναρμολογήθηκαν χρησιμοποιώντας μολυβένια πλαίσια με αυλάκια στα οποία ενισχύονταν πλάκες από έγχρωμο γυαλί. Κατασκευασμένο από μόλυβδο, κατά το παράδειγμα των Ρωμαίων, και υδραυλικά, καθώς και σωλήνες αποχέτευσης. Έτσι, το 1532, εγκαταστάθηκαν μολύβδινοι σωλήνες αποχέτευσης τετράγωνου τμήματος στο Παλάτι του Γουέστμινστερ. Όλα αυτά τα προϊόντα εκείνες τις μέρες δεν τυλίγονταν, αλλά χυτεύονταν σε καλούπια, στον πυθμένα των οποίων χύνονταν λεπτή κοσκινισμένη άμμος. Με την πάροδο του χρόνου, ένα ισχυρό προστατευτικό στρώμα εμφανίστηκε στα προϊόντα μολύβδου - πατίνα. Ορισμένοι μεσαιωνικοί κώνοι με μόλυβδο έχουν επιβιώσει για σχεδόν επτακόσια χρόνια. Δυστυχώς, η πυρκαγιά του 1561 στο Λονδίνο κατέστρεψε ένα τέτοιο κωδωνοστάσιο του μεγαλύτερου καθεδρικού ναού του Αγίου Πέτρου.
Όταν εμφανίστηκαν πυροβόλα όπλα, χρησιμοποιήθηκαν μεγάλες ποσότητες μολύβδου για την κατασκευή σφαιρών και βολής, ενώ ο μόλυβδος άρχισε επίσης να συνδέεται με θανάσιμο κίνδυνο: «Καταστροφικό μόλυβδο θα σφυρίξει γύρω μου» (Α. Πούσκιν), «Για την τάφρο σου, ένας άλλος μαχητής έβαλε στήθος κάτω από το κακό μόλυβδο» ( K. Simonov). Πρώτα, η βολή χυτεύτηκε σε αποσπώμενα καλούπια. Το 1650, ο Άγγλος πρίγκιπας Ρούπερτ εφηύρε έναν πιο γρήγορο και πιο βολικό τρόπο. Ανακάλυψε ότι αν προστεθεί λίγο αρσενικό στον μόλυβδο και το κράμα χυνόταν μέσα από ένα είδος μεγάλου τρυπητό σε μια δεξαμενή νερού, οι μπάλες θα σχηματίζονταν σε κανονικά σφαιρικά σχήματα. Και αφού το 1436 ο Johannes Gutenberg εφηύρε έναν τρόπο εκτύπωσης βιβλίων χρησιμοποιώντας κινητούς μεταλλικούς χαρακτήρες, οι εκτυπωτές για εκατοντάδες χρόνια έριχναν γράμματα από το λεγόμενο κράμα εκτύπωσης με βάση το μόλυβδο (με πρόσμιξη κασσίτερου και αντιμονίου).
Από τις ενώσεις του μολύβδου, ο κόκκινος μόλυβδος Pb3O4 και ο βασικός ανθρακικός μόλυβδος (λευκό μόλυβδος) χρησιμοποιούνται από την αρχαιότητα ως κόκκινο και λευκό χρώμα. Σχεδόν όλοι οι πίνακες των παλαιών δασκάλων είναι ζωγραφισμένοι με χρώματα που παρασκευάζονται με βάση τον λευκό μόλυβδο. Η αρχική ήταν η παλιά μέθοδος απόκτησής τους: γλάστρες με δυνατό ξύδι τοποθετούνταν στην κοπριά και από πάνω τους κρεμούσαν λεπτές μολύβδινες πλάκες στριμμένες σε σπείρα. Σε αποσύνθεση, η κοπριά έδωσε θερμότητα (είναι απαραίτητη για ενισχυμένη εξάτμιση οξικού οξέος) και διοξείδιο του άνθρακα. Η κοινή δράση αυτών των ουσιών στον μόλυβδο, καθώς και στο ατμοσφαιρικό οξυγόνο, έδωσε λευκό. Εκτός από την τοξικότητα, αυτά τα λευκά σκουραίνουν με την πάροδο του χρόνου, καθώς αντιδρούν με ίχνη υδρόθειου, το οποίο υπάρχει πάντα στον αέρα: 2PbCO3 Pb (OH) 2 + 3H2S ® 3PbS + 2CO2 + 4H2O. Κατά την αποκατάσταση τέτοιων πινάκων, οι σκοτεινές περιοχές επεξεργάζονται προσεκτικά με διάλυμα H2O2, το οποίο μετατρέπει το μαύρο σουλφίδιο σε λευκό θειικό: PbS + 4H2O2 ® PbSO4 + 4H2O. Επί του παρόντος, το δηλητηριώδες λευκό μόλυβδο έχει αντικατασταθεί από πιο ακριβό αλλά αβλαβές λευκό τιτανίου. Οι χρωστικές που περιέχουν μόλυβδο έχουν περιορισμένη χρήση (για παράδειγμα, ως χρωστικές για καλλιτεχνικές λαδομπογιές): μολύβδινη κορώνα λεμόνι 2PbCrO4 PbSO4, κορώνα μολύβδου κίτρινη 13PbCrO4 PbSO4, κόκκινη κορώνα μολύβδου-μολυβδαινικού 7PbCrO4 PbSO4 PbMoO4.
ιδιότητες μολύβδου.Ο μόλυβδος έχει συνήθως ένα βρώμικο γκρι χρώμα, αν και η φρέσκια κοπή του έχει μια μπλε απόχρωση και γυαλίζει. Ωστόσο, το γυαλιστερό μέταλλο καλύπτεται γρήγορα με ένα θαμπό γκρι προστατευτικό φιλμ οξειδίου. Η πυκνότητα του μολύβδου (11,34 g/cm3) είναι μιάμιση φορά εκείνη του σιδήρου, τέσσερις φορές αυτή του αλουμινίου. ακόμη και το ασήμι είναι ελαφρύτερο από το μόλυβδο. Όχι χωρίς λόγο, στα ρωσικά, το «μόλυβδος» είναι συνώνυμο του βαρύ: «Μια βροχερή νύχτα, το σκοτάδι απλώνεται στον ουρανό με μολυβένια ρούχα». «Και πώς το προβάδισμα πήγε στον πάτο» - αυτές οι γραμμές Πούσκιν μας θυμίζουν ότι η έννοια της καταπίεσης και του βαρύτητας είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με το μόλυβδο.
Ο μόλυβδος λιώνει πολύ εύκολα - στους 327,5 ° C, βράζει στους 1751 ° C και είναι αισθητά πτητικός ήδη στους 700 ° C. Αυτό το γεγονός είναι πολύ σημαντικό για όσους εργάζονται σε μονάδες εξόρυξης και επεξεργασίας μολύβδου. Ο μόλυβδος είναι ένα από τα πιο μαλακά μέταλλα. Ξύνεται εύκολα με ένα νύχι και κυλάει σε πολύ λεπτά φύλλα. Κράματα μολύβδου με πολλά μέταλλα. Με τον υδράργυρο δίνει ένα αμάλγαμα, το οποίο με μικρή ποσότητα μολύβδου είναι υγρό.
Σύμφωνα με τις χημικές του ιδιότητες, ο μόλυβδος είναι ένα ανενεργό μέταλλο: στην ηλεκτροχημική σειρά των τάσεων, βρίσκεται ακριβώς μπροστά από το υδρογόνο. Επομένως, ο μόλυβδος μετατοπίζεται εύκολα από άλλα μέταλλα από διαλύματα των αλάτων του. Εάν ένα ραβδί ψευδαργύρου βυθιστεί σε ένα οξινισμένο διάλυμα οξικού μολύβδου, απελευθερώνεται μόλυβδος σε αυτό με τη μορφή μιας χνουδωτής επικάλυψης μικρών κρυστάλλων, η οποία έχει το παλιό όνομα "δέντρο του Κρόνου". Εάν η αντίδραση σταματήσει τυλίγοντας τον ψευδάργυρο σε διηθητικό χαρτί, θα αναπτυχθούν μεγαλύτεροι κρύσταλλοι μολύβδου.
Η πιο τυπική κατάσταση οξείδωσης για τον μόλυβδο είναι +2. Οι ενώσεις μολύβδου(IV) είναι πολύ λιγότερο σταθερές. Σε αραιό υδροχλωρικό και θειικό οξύ, ο μόλυβδος πρακτικά δεν διαλύεται, μεταξύ άλλων λόγω του σχηματισμού αδιάλυτου φιλμ χλωριούχου ή θειικού στην επιφάνεια. Με ισχυρό θειικό οξύ (σε συγκέντρωση μεγαλύτερη από 80%), ο μόλυβδος αντιδρά με το σχηματισμό διαλυτού υδροθειικού Pb (HSO4) 2 και σε θερμό πυκνό υδροχλωρικό οξύ, η διάλυση συνοδεύεται από το σχηματισμό συμπλόκου χλωριδίου H4PbCl6. Ο μόλυβδος οξειδώνεται εύκολα με αραιό νιτρικό οξύ:
Pb + 4HNO3 ® Pb(NO3)2 + 2NO2 + H2O. Η αποσύνθεση του νιτρικού μολύβδου (II) κατά τη θέρμανση είναι μια βολική εργαστηριακή μέθοδος για τη λήψη διοξειδίου του αζώτου:
2Pb(NO3)2 ® 2PbO + 4NO2 + O2.
Παρουσία οξυγόνου, ο μόλυβδος διαλύεται επίσης σε διάφορα οργανικά οξέα. Κάτω από τη δράση του οξικού οξέος, σχηματίζεται ένα εύκολα διαλυτό οξικό Pb (CH2COO) 2 (η παλιά ονομασία είναι «μόλυβδος»). Ο μόλυβδος είναι επίσης αισθητά διαλυτός σε μυρμηκικό, κιτρικό και τρυγικό οξύ. Η διαλυτότητα του μολύβδου σε οργανικά οξέα μπορεί να είχε προηγουμένως οδηγήσει σε δηλητηρίαση εάν το φαγητό μαγειρεύονταν σε επικασσιτερωμένα ή κολλημένα με μόλυβδο σκεύη. Τα διαλυτά άλατα μολύβδου (νιτρικό και οξικό) στο νερό υδρολύονται:
Pb(NO3)2 + H2O Pb(OH)NO3 + HNO3. Ένα εναιώρημα βασικού οξικού μολύβδου ("λοσιόν μολύβδου") έχει περιορισμένη ιατρική χρήση ως εξωτερικό στυπτικό.
Ο μόλυβδος διαλύεται αργά σε πυκνά αλκάλια με έκλυση υδρογόνου: Pb + 2NaOH + 2H2O ® Na2Pb(OH)4 + H2, γεγονός που υποδεικνύει τις επαμφοτερίζουσες ιδιότητες των ενώσεων μολύβδου. Το υδροξείδιο του λευκού μολύβδου (II), το οποίο καθιζάνει εύκολα από τα διαλύματα των αλάτων του, είναι επίσης διαλυτό τόσο σε οξέα όσο και σε ισχυρά αλκάλια:
Pb(OH)2 + 2HNO3 ® Pb(NO3)2 + 2H2O; Pb(OH)2 + 2NaOH® Na2Pb(OH)4. Κατά την παραμονή ή τη θέρμανση, το Pb(OH)2 αποσυντίθεται με την απελευθέρωση PbO. Όταν το PbO συντήκεται με το αλκάλιο, σχηματίζεται ο πολομίτης της σύνθεσης Na2PbO2.
Από ένα αλκαλικό διάλυμα τετραϋδροξοπλοϊκού νατρίου Na2Pb(OH)4, ο μόλυβδος μπορεί επίσης να εκτοπιστεί από ένα πιο ενεργό μέταλλο. Εάν τοποθετηθεί ένας μικρός κόκκος αλουμινίου σε ένα τέτοιο θερμαινόμενο διάλυμα, σχηματίζεται γρήγορα μια γκρίζα αφράτη μπάλα, η οποία είναι κορεσμένη με μικρές φυσαλίδες εξελισσόμενου υδρογόνου και επομένως επιπλέει προς τα πάνω. Εάν το αλουμίνιο λαμβάνεται με τη μορφή σύρματος, το μόλυβδο που απελευθερώνεται πάνω του το μετατρέπει σε γκρίζο «φίδι».
Όταν θερμαίνεται, ο μόλυβδος αντιδρά με οξυγόνο, θείο και αλογόνα. Έτσι, σε αντίδραση με το χλώριο, σχηματίζεται τετραχλωρίδιο PbCl4 - ένα κίτρινο υγρό που καπνίζει στον αέρα λόγω υδρόλυσης και όταν θερμαίνεται, αποσυντίθεται σε PbCl2 και Cl2. (Τα αλογονίδια PbBr4 και PbI4 δεν υπάρχουν, καθώς το Pb (IV) είναι ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας που θα οξειδώνει βρωμιούχα και ιωδιούχα ανιόντα.) Ο λεπτώς αλεσμένος μόλυβδος έχει πυροφορικές ιδιότητες - αναφλέγεται στον αέρα. Με την παρατεταμένη θέρμανση του τηγμένου μολύβδου, μετατρέπεται σταδιακά πρώτα σε κίτρινο οξείδιο PbO (λιθάργη μολύβδου) και στη συνέχεια (με καλή πρόσβαση στον αέρα) σε κόκκινο minium Pb3O4 ή 2PbO PbO2. Αυτή η ένωση μπορεί επίσης να θεωρηθεί ως το άλας μολύβδου του ορθολεαδικού οξέος Pb2. Με τη βοήθεια ισχυρών οξειδωτικών παραγόντων, για παράδειγμα, λευκαντικού, οι ενώσεις μολύβδου (II) μπορούν να οξειδωθούν σε διοξείδιο:
Pb(CH3COO)2 + Ca(ClO)Cl + H2O ® PbO2 + CaCl2 + 2CH3COOH. Διοξείδιο σχηματίζεται επίσης όταν ο κόκκινος μόλυβδος υποβάλλεται σε επεξεργασία με νιτρικό οξύ:
Pb3O4 + 4HNO3 ® PbO2 + 2Pb(NO3)2 + 2H2O. Εάν το καφέ διοξείδιο θερμανθεί έντονα, τότε σε θερμοκρασία περίπου 300 ° C θα μετατραπεί σε πορτοκαλί Pb2O3 (PbO PbO2), στους 400 ° C - σε κόκκινο Pb3O4 και πάνω από 530 ° C - σε κίτρινο PbO (η αποσύνθεση συνοδεύεται από την απελευθέρωση οξυγόνου). Σε ένα μείγμα με άνυδρη γλυκερίνη, ο λιθάργυρος μολύβδου αργά, μέσα σε 30-40 λεπτά, αντιδρά σχηματίζοντας έναν αδιάβροχο και ανθεκτικό στη θερμότητα στερεό στόκο, ο οποίος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη συγκόλληση μετάλλου, γυαλιού και πέτρας.
Το διοξείδιο του μολύβδου είναι ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας. Ένας πίδακας υδρόθειου που κατευθύνεται σε ξηρό διοξείδιο αναφλέγεται. Το πυκνό υδροχλωρικό οξύ οξειδώνεται από αυτό σε χλώριο:
PbO2 + 4HCl ® PbCl2 + Cl2 + H2O, διοξείδιο του θείου - προς θειικό: PbO2 + SO2 ® PbSO4, και Mn2 + άλατα - προς υπερμαγγανοποίηση ιόντων: 5PbO2 + 2MnSO4 + H2SO4 ®5PbSO2O4 + 2Hn Το διοξείδιο του μολύβδου σχηματίζεται και στη συνέχεια καταναλώνεται κατά τη φόρτιση και την επακόλουθη εκφόρτιση των πιο κοινών μπαταριών οξέος. Οι ενώσεις μολύβδου(IV) έχουν ακόμη πιο τυπικές επαμφοτερίζουσες ιδιότητες. Έτσι, το αδιάλυτο καφέ υδροξείδιο Pb (OH) 4 είναι εύκολα διαλυτό σε οξέα και αλκάλια: Pb (OH) 4 + 6HCl ® H2PbCl6; Pb(OH)4 + 2NaOH® Na2Pb(OH)6. Το διοξείδιο του μολύβδου, αντιδρώντας με αλκάλια, σχηματίζει επίσης ένα σύνθετο βάθρο (IV):
PbO2 + 2NaOH + 2H2O ® Na2. Εάν το PbO2 είναι κραματοποιημένο με στερεό αλκάλιο, σχηματίζεται ένα βαρέλι με σύνθεση Na2PbO3. Από τις ενώσεις στις οποίες ο μόλυβδος (IV) είναι κατιόν, το τετραοξικό είναι το πιο σημαντικό. Μπορεί να ληφθεί με βρασμό κόκκινου μολύβδου με άνυδρο οξικό οξύ:
Pb3O4 + 8CH3COOH ® Pb(CH3COO)4 + 2Pb(CH3COO)2 + 4H2O. Κατά την ψύξη, άχρωμοι κρύσταλλοι τετραοξικού μολύβδου διαχωρίζονται από το διάλυμα. Ένας άλλος τρόπος είναι η οξείδωση του οξικού μολύβδου(II) με χλώριο: 2Pb(CH3COO)2 + Cl2 ® Pb(CH3COO)4 + PbCl2. Το τετραοξικό υδρολύεται αμέσως με νερό σε PbO2 και CH3COOH. Ο τετραοξικός μόλυβδος βρίσκει χρήση στην οργανική χημεία ως εκλεκτικός οξειδωτικός παράγοντας. Για παράδειγμα, οξειδώνει πολύ επιλεκτικά μόνο ορισμένες ομάδες υδροξυλίου σε μόρια κυτταρίνης, ενώ η 5-φαινυλ-1-πεντανόλη οξειδώνεται από τη δράση του τετραοξικού μολύβδου με ταυτόχρονη κυκλοποίηση και σχηματισμό 2-βενζυλοφουρανίου.
Τα οργανικά παράγωγα μολύβδου είναι άχρωμα, εξαιρετικά τοξικά υγρά. Μία από τις μεθόδους για τη σύνθεσή τους είναι η δράση των αλκυλαλογονιδίων σε ένα κράμα μολύβδου με νάτριο:
4C2H5Cl + 4PbNa ® (C2H5)4Pb + 4NaCl + 3Pb. Με τη δράση του αερίου HCl, η μία ρίζα αλκυλίου μετά την άλλη μπορεί να αποκοπεί από τον τετραυποκατεστημένο μόλυβδο, αντικαθιστώντας τες με χλώριο. Οι ενώσεις R4Pb αποσυντίθενται κατά τη θέρμανση για να σχηματίσουν ένα λεπτό φιλμ από καθαρό μέταλλο. Αυτή η αποσύνθεση του τετραμεθυλομόλυβδου χρησιμοποιήθηκε για τον προσδιορισμό της διάρκειας ζωής των ελεύθερων ριζών. Ο μόλυβδος τετρααιθυλίου είναι ένα αντικρουστικό καύσιμο κινητήρα.
Λήψη μολύβδου.Η ποσότητα του παραγόμενου μολύβδου αυξάνεται συνεχώς. Αν το 1800 παραλήφθηκαν περίπου 30.000 τόνοι από αυτό σε όλο τον κόσμο, τότε το 1850 - 130.000 τόνοι, το 1875 - 320.000 τόνοι, το 1900 - 850.000 τόνοι, το 1950 - σχεδόν 2 εκατομμύρια τόνοι περίπου 5 εκατομμύρια τόνοι, και τώρα Όσον αφορά την παραγωγή, ο μόλυβδος κατατάσσεται στην τέταρτη θέση μεταξύ των μη σιδηρούχων μετάλλων - μετά το αλουμίνιο, τον χαλκό και τον ψευδάργυρο.
Η κύρια πηγή μολύβδου είναι τα πολυμεταλλικά θειούχα μεταλλεύματα που περιέχουν από 1 έως 5% μόλυβδο. Το μετάλλευμα συμπυκνώνεται σε περιεκτικότητα σε μόλυβδο 40 - 75%, στη συνέχεια υποβάλλεται σε ψήσιμο: 2PbS + 3O2 ® 2PbO + 2SO2 και ο μόλυβδος ανάγεται με οπτάνθρακα και μονοξείδιο του άνθρακα (II). Μια πιο οικονομική, λεγόμενη αυτογενής, μέθοδος συνίσταται στη διεξαγωγή της αντίδρασης PbS + 2PbO ® 3Pb + SO2 (το PbO σχηματίζεται κατά το μερικό ψήσιμο του PbS). Ο μόλυβδος που λαμβάνεται από μετάλλευμα περιέχει από 3 έως 7% ακαθαρσίες με τη μορφή χαλκού, αντιμονίου, αρσενικού, κασσίτερου, αλουμινίου, βισμούθιου, καθώς και χρυσού και αργύρου. Η αφαίρεση (ή η απομόνωσή τους, εάν είναι οικονομικά βιώσιμη) απαιτεί πολύπλοκες και χρονοβόρες εργασίες. Ο μόλυβδος μπορεί επίσης να καθαριστεί με ηλεκτροχημική διύλιση. Ο ηλεκτρολύτης είναι ένα υδατικό διάλυμα φθοροπυριτικού μολύβδου PbSiF6. Ο καθαρός μόλυβδος κατακάθεται στην κάθοδο και οι ακαθαρσίες συγκεντρώνονται στη λάσπη ανόδου, η οποία περιέχει πολλά πολύτιμα συστατικά, τα οποία στη συνέχεια απομονώνονται.
Μόλυβδος στο ανθρώπινο σώμα. Οι ενώσεις του μολύβδου είναι δηλητηριώδεις. Αλλά αυτό δεν ήταν αμέσως προφανές. Στο παρελθόν, η κάλυψη αγγείων με μόλυβδο, η κατασκευή μολύβδινων σωλήνων νερού, η χρήση λευκού μολύβδου (ειδικά για καλλυντικούς σκοπούς) και η χρήση σωλήνων μολύβδου σε συμπυκνωτές ατμών σε αποστακτήρια είχαν οδηγήσει σε συσσώρευση μολύβδου στο σώμα. Οι αρχαίοι Έλληνες γνώριζαν ότι το κρασί και οι ξινοί χυμοί δεν μπορούσαν να φυλάσσονται σε γυαλισμένα πήλινα αγγεία (το γλάσο περιείχε μόλυβδο), αλλά οι Ρωμαίοι αγνόησαν αυτόν τον κανόνα. Ο Τζέιμς Λιντ, ο οποίος το 1753 συνέστησε το χυμό λεμονιού στο Αγγλικό Ναυαρχείο ως φάρμακο για το σκορβούτο για τους ναυτικούς σε ένα μακρύ ταξίδι, προειδοποίησε να μην αποθηκεύεται ο χυμός σε γλασαρισμένη κεραμική. Παρόλα αυτά, περιπτώσεις δηλητηριάσεων, συμπεριλαμβανομένων και θανατηφόρων, παρατηρήθηκαν για τον ίδιο λόγο διακόσια χρόνια αργότερα.
Ο μόλυβδος εισέρχεται στο σώμα μέσω της γαστρεντερικής οδού ή του αναπνευστικού συστήματος και στη συνέχεια μεταφέρεται από το αίμα σε όλο το σώμα. Επιπλέον, η εισπνοή σκόνης μολύβδου είναι πολύ πιο επικίνδυνη από την παρουσία μολύβδου στα τρόφιμα. Στον αέρα των πόλεων, η περιεκτικότητα σε μόλυβδο είναι κατά μέσο όρο από 0,15 έως 0,5 μg/m3. Σε περιοχές όπου βρίσκονται εγκαταστάσεις επεξεργασίας πολυμεταλλικών μεταλλευμάτων, η συγκέντρωση αυτή είναι μεγαλύτερη.
Ο μόλυβδος συσσωρεύεται στα οστά, αντικαθιστώντας εν μέρει το ασβέστιο στο φωσφορικό Ca3(PO4)2. Η είσοδος σε μαλακούς ιστούς - μύες, συκώτι, νεφρά, εγκέφαλος, λεμφαδένες, μόλυβδος προκαλεί ασθένεια - υδραυλισμό. Όπως πολλά άλλα βαρέα μέταλλα, ο μόλυβδος (με τη μορφή ιόντων) εμποδίζει τη δραστηριότητα ορισμένων ενζύμων. Διαπιστώθηκε ότι η δραστηριότητά τους μειώνεται 100 φορές με αύξηση της συγκέντρωσης μολύβδου στο αίμα κατά 10 φορές - από 10 έως 100 μικρογραμμάρια ανά 100 ml αίματος. Ταυτόχρονα, αναπτύσσεται αναιμία, επηρεάζεται το αιμοποιητικό σύστημα, τα νεφρά και ο εγκέφαλος, η νοημοσύνη μειώνεται. Ένα σημάδι χρόνιας δηλητηρίασης είναι ένα γκρίζο περίγραμμα στα ούλα, μια διαταραχή του νευρικού συστήματος. Ο μόλυβδος είναι ιδιαίτερα επικίνδυνος για τα παιδιά, καθώς προκαλεί αναπτυξιακές καθυστερήσεις. Ταυτόχρονα, δεκάδες εκατομμύρια παιδιά σε όλο τον κόσμο κάτω των 6 ετών έχουν δηλητηρίαση από μόλυβδο. Ο κύριος λόγος είναι η κατάποση χρώματος που περιέχει μόλυβδο στο στόμα. Το άλας ασβεστίου του αιθυλενοδιαμινοτετραοξικού οξέος μπορεί να χρησιμεύσει ως αντίδοτο για τη δηλητηρίαση. Σε έναν δηλητηριασμένο οργανισμό, το ασβέστιο αντικαθίσταται από ιόντα μολύβδου, τα οποία συγκρατούνται πολύ σταθερά σε αυτό το αλάτι και απεκκρίνονται με αυτή τη μορφή.
Ο μόλυβδος μπορεί εύκολα να εισέλθει στο σώμα με το πόσιμο νερό εάν έρθει σε επαφή με μέταλλο: παρουσία διοξειδίου του άνθρακα, το διαλυτό διττανθρακικό Pb (HCO3) 2 διέρχεται αργά στο διάλυμα. Στην αρχαία Ρώμη, όπου χρησιμοποιούνταν σωλήνες μολύβδου για την παροχή νερού, τέτοιες δηλητηριάσεις ήταν πολύ συχνές, όπως δείχνει η ανάλυση των υπολειμμάτων των Ρωμαίων. Επιπλέον, ήταν κυρίως πλούσιοι Ρωμαίοι που δηλητηριάστηκαν, οι οποίοι χρησιμοποιούσαν υδραυλικές εγκαταστάσεις, διατηρούσαν κρασί, ελαιόλαδο και άλλα προϊόντα σε μολυβένια αγγεία και χρησιμοποιούσαν καλλυντικά που περιέχουν μόλυβδο. Αρκεί να υπάρχει μόνο ένα χιλιοστόγραμμα μολύβδου σε ένα λίτρο νερού - και η κατανάλωση τέτοιου νερού γίνεται πολύ επικίνδυνη. Αυτή η ποσότητα μολύβδου είναι τόσο μικρή που δεν αλλάζει τη μυρωδιά ή τη γεύση του νερού και μόνο ακριβή σύγχρονα όργανα μπορούν να την ανιχνεύσουν.
Ορισμένοι ιστορικοί εξηγούν επίσης τη νοσηρότητα ορισμένων Ρώσων τσάρων με δηλητηρίαση από μόλυβδο. Το 1633 ολοκληρώθηκε η κατασκευή ενός αγωγού νερού στο Κρεμλίνο της Μόσχας. Το νερό μπήκε σε αυτό από ένα πηγάδι στον κάτω όροφο του πύργου Sviblova, που βρισκόταν στη συμβολή των ποταμών Neglinnaya και Μόσχα. Το νερό αντλήθηκε από το πηγάδι με τη βοήθεια ενός ανυψωτικού μηχανήματος - μιας διμοιρίας (από τότε αυτός ο πύργος του Κρεμλίνου ονομάζεται Vodovzvodnaya). Το αυτοκίνητο οδηγούνταν από άλογα. Το νερό αντλήθηκε σε μια μεγάλη δεξαμενή και από εκεί το ίδιο το νερό έρεε μέσω σωλήνων στη βασιλική κουζίνα, στους κήπους και σε άλλα μέρη. Οι σωλήνες ήταν κατασκευασμένοι από μόλυβδο. το εσωτερικό της δεξαμενής νερού ήταν επίσης επενδεδυμένο με φύλλα μολύβδου, έτσι ώστε το νερό από αυτό να μην εισχωρεί στις ρωγμές. Ιδιαίτερα πολύς μόλυβδος συσσωρεύτηκε στο νερό κατά τη διάρκεια της νύχτας, μετά την ακίνητη στάση του στη δεξαμενή μολύβδου και τους σωλήνες.
Τα «μολύβδινα υδραυλικά» του Κρεμλίνου λειτούργησαν για λίγο περισσότερο από 100 χρόνια - καταστράφηκαν από μια πυρκαγιά το 1737. Και κατά την περίοδο αυτών των υδραυλικών εγκαταστάσεων, οι Ρώσοι τσάροι ζούσαν λιγότερο από το συνηθισμένο. Έτσι, ο Τσάρος και Μέγας Δούκας Ivan V Alekseevich, ο γιος του Τσάρου Alexei Mikhailovich και της πρώτης συζύγου του, Miloslavskaya, έζησε μόνο 29 χρόνια. Λίγο πριν πεθάνει, έμοιαζε με ξεφτιλισμένο γέρο. Από την παιδική του ηλικία ήταν, όπως έγραφαν τότε, «αδύναμος και άρρωστος, αδύναμος στο σώμα και στο μυαλό, τραυλισμένος, θρηνητικός στο κεφάλι, έπασχε από σκορβούτο και ασθένεια των ματιών». Από τα έξι αδέρφια του βασιλιά, τα πέντε δεν έζησαν μέχρι τα 20 χρόνια. Μερικοί επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτές είναι οι συνέπειες της δηλητηρίασης από μόλυβδο. Αλλά ο έκτος αδελφός, ο Peter Alekseevich, ο μελλοντικός Peter I, γλίτωσε τη δηλητηρίαση - πέρασε την παιδική του ηλικία και την εφηβεία του όχι στο Κρεμλίνο, αλλά σε χωριά κοντά στη Μόσχα. Και αργότερα, σπάνια επισκεπτόταν το Κρεμλίνο - πολέμησε πολύ, ταξίδεψε σε όλη την Ευρώπη και στη συνέχεια μετέφερε εντελώς την πρωτεύουσα στις όχθες του Νέβα. Παρεμπιπτόντως, ο πρώτος αγωγός νερού στην Αγία Πετρούπολη, που παρείχε νερό για τα παλάτια και τα σιντριβάνια του Θερινού Κήπου, ήταν ξύλινος. Οι σωλήνες του ήταν φτιαγμένοι από κορμούς με τρύπες που είχαν ανοίξει μέσα τους. Ο Πέτρος χρησιμοποίησε μόλυβδο για στρατιωτικούς σκοπούς - για να ρίχνει σφαίρες.
Και ιδού πώς γράφουν τα σύγχρονα ιατρικά βιβλία αναφοράς για τη δηλητηρίαση από μόλυβδο: λήθαργος, απάθεια, απώλεια μνήμης, άνοια παθήσεις, προβλήματα όρασης, οι ασθενείς φαίνονται μεγαλύτεροι από τα χρόνια τους. Παραδόξως θυμίζει την παλιά περιγραφή του Τσάρου Ιβάν Αλεξέεβιτς!
Κάποτε δηλητηριάστηκαν όχι μόνο με «μολυβένιο νερό». Ο μόλυβδος χρησιμοποιήθηκε ευρέως στην κατασκευή πιάτων (γάνωμα μολύβδου), λευκός μόλυβδος, ο οποίος χρησιμοποιήθηκε για το βάψιμο των τοίχων των σπιτιών. Αυτή η χρήση μολύβδου απαγορεύεται πλέον αυστηρά. Το λευκό, για παράδειγμα, κάνει ψευδάργυρο ή τιτάνιο. Ωστόσο, οι άνθρωποι στις βιομηχανικές χώρες έχουν περισσότερο μόλυβδο στο σώμα τους από τους ανθρώπους σε καθυστερημένες και αναπτυσσόμενες χώρες και οι άνθρωποι στις αστικές περιοχές έχουν περισσότερο μόλυβδο από τους ανθρώπους στις αγροτικές περιοχές. Η διαφορά μπορεί να είναι τεράστια - εκατοντάδες φορές.
Ρύπανση από μόλυβδο που αποκτήθηκε τον 20ο αιώνα. παγκόσμιο χαρακτήρα. Ακόμη και στα χιόνια της Γροιλανδίας, η περιεκτικότητά του έχει αυξηθεί πέντε φορές πάνω από εκατό χρόνια, και στα κέντρα των μεγάλων πόλεων στο έδαφος και τα φυτά υπάρχει 25 φορές περισσότερος μόλυβδος από ότι στα περίχωρα! Παρατηρείται ρύπανση από μόλυβδο σε περιοχές εξόρυξης μολύβδου, καθώς και σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας και σε αυτοκινητόδρομους, ειδικά εάν εξακολουθεί να χρησιμοποιείται βενζίνη με μόλυβδο. Πολύς μόλυβδος εγκαθίσταται στον πυθμένα των λιμνών με τη μορφή κυνηγετικής βολής. Κάθε χρόνο, περισσότεροι από μισό εκατομμύριο τόνοι αυτού του δηλητηριώδους μετάλλου εισέρχονται στους ωκεανούς με λύματα. Και ποιος δεν έχει δει χρησιμοποιημένες μπαταρίες να πετιούνται σε κάδους σκουπιδιών, ή ακόμα και απλά σε χαντάκια! Όσο ο μόλυβδος είναι φθηνός, η συλλογή και η επεξεργασία των απορριμμάτων του είναι ασύμφορη. Η χαμηλή διαλυτότητα των περισσότερων ενώσεων μολύβδου, ευτυχώς, δεν του επιτρέπει να συσσωρευτεί σε σημαντικές ποσότητες στο νερό. Στα νερά του Παγκόσμιου Ωκεανού, περιέχει κατά μέσο όρο 0,03 μg / l (3 10-9%). Υπάρχει λίγος κατά μέσο όρο μόλυβδος στη ζωντανή ύλη - 10-4%.
Η χρήση μολύβδου.Παρά την τοξικότητα του μολύβδου, είναι αδύνατο να το αρνηθεί κανείς. Ο μόλυβδος είναι φθηνός - η μισή τιμή του αλουμινίου, 11 φορές φθηνότερος από τον κασσίτερο. Αφού ο Γάλλος φυσικός Gaston Plante εφηύρε τον συσσωρευτή μολύβδου το 1859, εκατομμύρια τόνοι μολύβδου έχουν χρησιμοποιηθεί από τότε για την κατασκευή πλακών συσσωρευτών. Επί του παρόντος, έως και το 75% του συνόλου του μολύβδου που παράγεται σε ορισμένες χώρες χρησιμοποιείται για αυτούς τους σκοπούς! Η χρήση μολύβδου για την παρασκευή ενός πολύ δηλητηριώδους αντικρουστικού παράγοντα, του τετρααιθυλομόλυβδου, μειώνεται σταδιακά. Η ικανότητα του τετρααιθυλικού μολύβδου να βελτιώνει την ποιότητα της βενζίνης ανακαλύφθηκε από μια ομάδα νεαρών Αμερικανών μηχανικών το 1922. στην αναζήτησή τους, καθοδηγήθηκαν από τον περιοδικό πίνακα των στοιχείων, προσεγγίζοντας συστηματικά τα πιο αποτελεσματικά μέσα. Έκτοτε, η παραγωγή τετρααιθυλικού μολύβδου έχει αυξηθεί σταθερά. το μέγιστο πέφτει στα τέλη της δεκαετίας του 1960, όταν μόνο στις ΗΠΑ εκπέμπονταν εκατοντάδες χιλιάδες τόνοι μολύβδου με καυσαέρια ετησίως - ένα κιλό ανά κάτοικο! Τα τελευταία χρόνια, η χρήση βενζίνης με μόλυβδο έχει απαγορευτεί σε πολλές περιοχές και η παραγωγή της μειώνεται.
Ο μαλακός και όλκιμος μόλυβδος, ο οποίος δεν σκουριάζει παρουσία υγρασίας, είναι απαραίτητο υλικό για την κατασκευή περιβλημάτων ηλεκτρικών καλωδίων. έως και 20% του μολύβδου δαπανάται για αυτούς τους σκοπούς στον κόσμο. Ο μόλυβδος χαμηλής στάθμης χρησιμοποιείται για την κατασκευή εξοπλισμού ανθεκτικού στα οξέα για τη χημική βιομηχανία, για παράδειγμα, για την επένδυση αντιδραστήρων στους οποίους παράγονται υδροχλωρικό και θειικό οξύ. Ο βαρύς μόλυβδος συγκρατεί την ακτινοβολία που είναι επιβλαβής για τον άνθρωπο, και ως εκ τούτου χρησιμοποιούνται οθόνες μολύβδου για την προστασία των εργαζομένων σε χώρους ακτίνων Χ και τα ραδιενεργά παρασκευάσματα αποθηκεύονται και μεταφέρονται σε δοχεία μολύβδου. Ο μόλυβδος περιέχεται επίσης σε κράματα που φέρουν babbitt, «μαλακές» συγκολλήσεις (το πιο διάσημο είναι το «tretnik» - ένα κράμα μολύβδου και κασσίτερου).
Στις κατασκευές, ο μόλυβδος χρησιμοποιείται για τη σφράγιση αρμών και τη δημιουργία αντισεισμικών θεμελίων. Στη στρατιωτική τεχνολογία - για την κατασκευή πυρήνων θραυσμάτων και σφαιρών.
Ilya Leenson
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
Μια Ιστορία της Τεχνολογίας. Τομ. I - V. Oxford: Clarendon Press, 1956-1958
Chisolm J.J. Δηλητηρίαση από μόλυβδο. Scientific American, Φεβρουάριος 1971
Οδηγω. Γενεύη: Έκδοση ΟΗΕ και ΠΟΥ, 1980
Polyansky N.G. Οδηγω. Μ., «Επιστήμη», 1986
Davydova S.L., Pimenov Yu.T., Milaeva E.R. Υδράργυρος, κασσίτερος, μόλυβδος και τα οργανικά τους παράγωγα στο περιβάλλον. Αστραχάν, 2001
Ο μόλυβδος (Pb) είναι ένα μαλακό ασημί-λευκό ή γκριζωπό μέταλλο της 14ης (IVa) ομάδας του περιοδικού πίνακα με ατομικό αριθμό 82. Είναι μια πολύ εύπλαστη, πλαστική και πυκνή ουσία που δεν άγει καλά τον ηλεκτρισμό. Ο ηλεκτρονικός τύπος του μολύβδου είναι [Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 2. Γνωστό στην αρχαιότητα και θεωρούμενο από τους αλχημιστές ως το αρχαιότερο από τα μέταλλα, είναι πολύ ανθεκτικό και ανθεκτικό στη διάβρωση, όπως αποδεικνύεται από τη συνεχή χρήση σωλήνων νερού που εγκατέστησαν οι αρχαίοι Ρωμαίοι. Το σύμβολο Pb στον χημικό τύπο για τον μόλυβδο είναι συντομογραφία της λατινικής λέξης plumbum.
Επικράτηση στη φύση
Ο μόλυβδος αναφέρεται συχνά στα πρώιμα βιβλικά κείμενα. Οι Βαβυλώνιοι χρησιμοποιούσαν το μέταλλο για να φτιάξουν πιάτα για τη γραφή. Οι Ρωμαίοι έφτιαχναν σωλήνες νερού, νομίσματα, ακόμη και μαγειρικά σκεύη από αυτό. Αποτέλεσμα του τελευταίου ήταν η δηλητηρίαση του πληθυσμού με μόλυβδο την εποχή του αυτοκράτορα Αυγούστου Καίσαρα. Μια ένωση γνωστή ως λευκός μόλυβδος χρησιμοποιήθηκε ως διακοσμητική χρωστική ουσία ήδη από το 200 π.Χ. μι.
Σε όρους βάρους, η περιεκτικότητα σε μόλυβδο στον φλοιό της γης αντιστοιχεί σε κασσίτερο. Στο διάστημα, υπάρχουν 0,47 άτομα μολύβδου για κάθε 10 6 άτομα πυριτίου. Αυτό είναι συγκρίσιμο με την περιεκτικότητα σε καίσιο, πρασεοδύμιο, άφνιο και βολφράμιο, καθένα από τα οποία θεωρείται μάλλον σπάνιο στοιχείο.
Εξόρυξη
Αν και ο μόλυβδος δεν είναι άφθονος, οι φυσικές διαδικασίες συγκέντρωσης έχουν οδηγήσει σε σημαντικά κοιτάσματα εμπορικής αξίας, ειδικά στις Ηνωμένες Πολιτείες, τον Καναδά, την Αυστραλία, την Ισπανία, τη Γερμανία, την Αφρική και τη Νότια Αμερική. Σπάνια βρίσκεται σε καθαρή μορφή, ο μόλυβδος υπάρχει σε πολλά ορυκτά, αλλά όλα είναι δευτερεύουσας σημασίας, με εξαίρεση το σουλφίδιο PbS (γαλένα), που είναι η κύρια πηγή βιομηχανικής παραγωγής αυτού του χημικού στοιχείου παγκοσμίως. Το μέταλλο βρίσκεται επίσης στον γωνίτη (PbSO 4) και στον κερουσίτη (PbCO 3). Στις αρχές του XXI αιώνα. Οι κορυφαίοι παγκόσμιοι παραγωγοί συμπυκνώματος μολύβδου ήταν χώρες όπως η Κίνα, η Αυστραλία, οι ΗΠΑ, το Περού, το Μεξικό και η Ινδία.
Ο μόλυβδος μπορεί να ανακτηθεί με ψήσιμο του μεταλλεύματος, που ακολουθείται από τήξη σε υψικάμινο ή με άμεση τήξη. Οι ακαθαρσίες αφαιρούνται κατά τον πρόσθετο καθαρισμό. Σχεδόν το ήμισυ του εξευγενισμένου μολύβδου ανακτάται από ανακυκλωμένα σκραπ.
Χημικές ιδιότητες
Ο στοιχειακός μόλυβδος μπορεί να οξειδωθεί σε ιόν Pb 2+ με ιόντα υδρογόνου, αλλά η αδιαλυτότητά του στα περισσότερα άλατα τον καθιστά ανθεκτικό σε πολλά οξέα. Η οξείδωση σε αλκαλικό περιβάλλον είναι ευκολότερη και ευνοεί τον σχηματισμό διαλυτών ενώσεων με κατάσταση οξείδωσης μολύβδου +2. Το οξείδιο PbO 2 με ιόν Pb 4+ είναι ένα σε όξινο διάλυμα, αλλά είναι συγκριτικά ασθενές σε αλκαλικό διάλυμα. Η οξείδωση του μολύβδου διευκολύνεται από το σχηματισμό συμπλοκών. Η ηλεκτροαπόθεση γίνεται καλύτερα από υδατικά διαλύματα που περιέχουν εξαφθοροπυριτικό μόλυβδο και εξαφθοροπυριτικό οξύ.
Όταν εκτίθεται στον αέρα, το μέταλλο οξειδώνεται γρήγορα, σχηματίζοντας μια θαμπή γκρίζα επίστρωση που προηγουμένως θεωρούνταν υποξείδιο Pb 2 O. Τώρα είναι γενικά αποδεκτό ότι είναι ένα μείγμα οξειδίου Pb και PbO, το οποίο προστατεύει το μέταλλο από περαιτέρω διάβρωση. Αν και ο μόλυβδος διαλύεται σε αραιό νιτρικό οξύ, προσβάλλεται μόνο επιφανειακά από υδροχλωρικό ή θειικό οξύ επειδή τα προκύπτοντα αδιάλυτα χλωρίδια (PbCl 2 ) ή θειικά άλατα (PbSO 4 ) εμποδίζουν τη συνέχιση της αντίδρασης. Οι χημικές ιδιότητες του μολύβδου, που καθορίζουν τη συνολική του αντίσταση, καθιστούν δυνατή τη χρήση του μετάλλου για την κατασκευή υλικών στέγης, την επένδυση ηλεκτρικών καλωδίων που τοποθετούνται στο έδαφος ή κάτω από το νερό και ως παρέμβυσμα για σωλήνες νερού και κατασκευές που χρησιμοποιούνται για μεταφορά και επεξεργασία διαβρωτικών ουσιών.
Εφαρμογή μολύβδου
Είναι γνωστή μόνο μία κρυσταλλική τροποποίηση αυτού του χημικού στοιχείου με ένα πυκνά συσκευασμένο μεταλλικό πλέγμα. Στην ελεύθερη κατάσταση εμφανίζεται η κατάσταση μηδενικής οξείδωσης του μολύβδου (όπως κάθε άλλη ουσία). Η ευρεία χρήση της στοιχειώδους μορφής του στοιχείου οφείλεται στην πλαστικότητα, την ευκολία συγκόλλησης, το χαμηλό σημείο τήξης, την υψηλή πυκνότητα και την ικανότητα απορρόφησης ακτίνων γάμμα και ακτίνων Χ. Ο λιωμένος μόλυβδος είναι ένας εξαιρετικός διαλύτης και επιτρέπει τη συμπύκνωση του ελεύθερου αργύρου και του χρυσού. Οι δομικές εφαρμογές του μολύβδου περιορίζονται από τη χαμηλή αντοχή σε εφελκυσμό, την κόπωση και τη ρευστότητά του ακόμη και κάτω από ελαφρύ φορτίο.
Το στοιχείο χρησιμοποιείται στην παραγωγή μπαταριών, σε πυρομαχικά (βολές και σφαίρες), στη σύνθεση συγκόλλησης, εκτύπωσης, ρουλεμάν, ελαφρών κραμάτων και κραμάτων με κασσίτερο. Σε βαρύ και βιομηχανικό εξοπλισμό, εξαρτήματα κατασκευασμένα από ενώσεις μολύβδου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μείωση του θορύβου και των κραδασμών. Δεδομένου ότι το μέταλλο απορροφά αποτελεσματικά την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία βραχέων κυμάτων, χρησιμοποιείται για την προστατευτική θωράκιση πυρηνικών αντιδραστήρων, επιταχυντών σωματιδίων, εξοπλισμού ακτίνων Χ και εμπορευματοκιβωτίων για μεταφορά και αποθήκευση.Στη σύνθεση οξειδίου (PbO 2) και κράματος με αντιμόνιο ή ασβέστιο, το στοιχείο χρησιμοποιείται σε συμβατικές μπαταρίες.
Δράση στο σώμα
Το χημικό στοιχείο μόλυβδος και οι ενώσεις του είναι τοξικά και συσσωρεύονται στο σώμα για μεγάλο χρονικό διάστημα (γνωστό ως αθροιστική δηλητηρίαση) έως ότου επιτευχθεί μια θανατηφόρα δόση. Η τοξικότητα αυξάνεται καθώς αυξάνεται η διαλυτότητα των ενώσεων. Στα παιδιά, η συσσώρευση μολύβδου μπορεί να οδηγήσει σε γνωστική εξασθένηση. Στους ενήλικες προκαλεί προοδευτική νεφρική νόσο. Τα συμπτώματα της δηλητηρίασης περιλαμβάνουν κοιλιακό άλγος και διάρροια, ακολουθούμενα από δυσκοιλιότητα, ναυτία, έμετο, ζάλη, πονοκέφαλο και γενική αδυναμία. Η εξάλειψη της επαφής με την πηγή μολύβδου είναι συνήθως επαρκής για τη θεραπεία. Η εξάλειψη της χημικής ουσίας από τα εντομοκτόνα και τις χρωστικές βαφές και η χρήση αναπνευστικών συσκευών και άλλων προστατευτικών συσκευών στα σημεία έκθεσης, έχουν μειώσει σημαντικά τη συχνότητα της δηλητηρίασης από μόλυβδο. Η αναγνώριση ότι ο τετρααιθυλικός μόλυβδος Pb (C 2 H 5) 4 με τη μορφή ενός αντικρουστικού πρόσθετου σε μολυσμένο με βενζίνη αέρα και νερό οδήγησε στη διακοπή του στη δεκαετία του 1980.
Βιολογικός ρόλος
Ο μόλυβδος δεν παίζει κανένα βιολογικό ρόλο στον οργανισμό. Η τοξικότητα αυτού του χημικού στοιχείου οφείλεται στην ικανότητά του να μιμείται μέταλλα όπως το ασβέστιο, ο σίδηρος και ο ψευδάργυρος. Η αλληλεπίδραση του μολύβδου με τα ίδια πρωτεϊνικά μόρια με αυτά τα μέταλλα οδηγεί στον τερματισμό της κανονικής τους λειτουργίας.
πυρηνικές ιδιότητες
Το χημικό στοιχείο μόλυβδος σχηματίζεται τόσο ως αποτέλεσμα των διαδικασιών απορρόφησης νετρονίων όσο και ως αποτέλεσμα της διάσπασης των ραδιονουκλεϊδίων των βαρύτερων στοιχείων. Υπάρχουν 4 σταθερά ισότοπα. Η σχετική αφθονία του 204Pb είναι 1,48%, 206Pb - 23,6%, 207Pb - 22,6% και 208Pb - 52,3%. Τα σταθερά νουκλεΐδια είναι τα τελικά προϊόντα της φυσικής ραδιενεργής διάσπασης του ουρανίου (έως 206 Pb), του θορίου (έως 208 Pb) και του ακτινίου (έως 207 Pb). Είναι γνωστά περισσότερα από 30 ραδιενεργά ισότοπα μολύβδου. Από αυτά, 212 Pb (σειρά θορίου), 214 Pb και 210 Pb (σειρά ουρανίου) και 211 Pb (σειρά ακτινίου) συμμετέχουν στις διαδικασίες της φυσικής αποσύνθεσης. Το ατομικό βάρος του φυσικού μολύβδου ποικίλλει από πηγή σε πηγή ανάλογα με την προέλευσή του.
μονοξείδια
Στις ενώσεις, οι καταστάσεις οξείδωσης του μολύβδου είναι κυρίως +2 και +4. Ανάμεσα στα σημαντικότερα από αυτά είναι τα οξείδια. Πρόκειται για το PbO, στο οποίο το χημικό στοιχείο βρίσκεται στην κατάσταση +2, το διοξείδιο PbO 2, στο οποίο εμφανίζεται η υψηλότερη κατάσταση οξείδωσης του μολύβδου (+4) και το τετροξείδιο, το Pb 3 O 4 .
Το μονοξείδιο υπάρχει σε δύο τροποποιήσεις - λιθάργα και λιθάργη. Το Litharg (άλφα οξείδιο μολύβδου) είναι ένα κόκκινο ή κοκκινοκίτρινο στερεό με τετραγωνική κρυσταλλική δομή που υπάρχει σε σταθερή μορφή σε θερμοκρασίες κάτω των 488°C. Ο Λίθαρ (βήτα μονοξείδιο του μολύβδου) είναι ένα κίτρινο στερεό και έχει ορθορομβική κρυσταλλική δομή. Η σταθερή του μορφή υπάρχει σε θερμοκρασίες που ξεπερνούν τους 488 °C.
Και οι δύο μορφές είναι αδιάλυτες στο νερό, αλλά διαλύονται σε οξέα για να σχηματίσουν άλατα που περιέχουν το ιόν Pb 2+ ή σε αλκάλια για να σχηματίσουν πλομβίτες, που έχουν ένα ιόν PbO 2 2-. Ο Litharg, ο οποίος σχηματίζεται από την αντίδραση του μολύβδου με το ατμοσφαιρικό οξυγόνο, είναι η σημαντικότερη εμπορική ένωση αυτού του χημικού στοιχείου. Η ουσία χρησιμοποιείται σε μεγάλες ποσότητες άμεσα και ως πρώτη ύλη για την παραγωγή άλλων ενώσεων μολύβδου.
Σημαντική ποσότητα PbO καταναλώνεται στην κατασκευή πλακών μπαταρίας μολύβδου-οξέος. Υψηλής ποιότητας γυάλινα σκεύη (κρύσταλλο) περιέχουν έως και 30% λιθάργο. Αυτό αυξάνει τον δείκτη διάθλασης του γυαλιού και το καθιστά λαμπερό, ανθεκτικό και ηχηρό. Το Litharg χρησιμεύει επίσης ως ξηραντικό σε βερνίκια και χρησιμοποιείται στην κατασκευή μολύβδου νατρίου, το οποίο χρησιμοποιείται για την απομάκρυνση δύσοσμων θειόλων (οργανικές ενώσεις που περιέχουν θείο) από τη βενζίνη.
Διοξίδιο
Στη φύση, το PbO 2 υπάρχει ως ο καφέ-μαύρος ορυκτός πλατνερίτης, ο οποίος παράγεται στο εμπόριο από τετροξείδιο τριαλάδας με οξείδωση με χλώριο. Αποσυντίθεται κατά τη θέρμανση και δίνει οξυγόνο και οξείδια με χαμηλότερη κατάσταση οξείδωσης του μολύβδου. Το PbO 2 χρησιμοποιείται ως οξειδωτικός παράγοντας στην παρασκευή βαφών, χημικών, πυροτεχνικών ουσιών και αλκοολών και ως σκληρυντικό για πολυσουλφιδικά καουτσούκ.
Το τριπλό τετροξείδιο Pb 3 O 4 (γνωστό ως ή minium) λαμβάνεται με περαιτέρω οξείδωση του PbO. Είναι μια πορτοκαλοκόκκινη έως τούβλο κόκκινη χρωστική ουσία που χρησιμοποιείται σε ανθεκτικά στη διάβρωση χρώματα που χρησιμοποιούνται για την προστασία εκτεθειμένου σιδήρου και χάλυβα. Αντιδρά επίσης με το οξείδιο του σιδήρου για να σχηματίσει φερρίτη, ο οποίος χρησιμοποιείται στην κατασκευή μόνιμων μαγνητών.
Οξικό άλας
Επίσης μια οικονομικά σημαντική ένωση μολύβδου με κατάσταση οξείδωσης +2 είναι το οξικό Pb(C 2 H 3 O 2 ) 2 . Είναι ένα υδατοδιαλυτό άλας που λαμβάνεται με τη διάλυση λιθάργυρου σε πυκνό οξικό οξύ. Η γενική μορφή, το τριένυδρο, Pb(C 2 H 3 O 2) 2 3H 2 O, που ονομάζεται ζάχαρη μολύβδου, χρησιμοποιείται ως σταθεροποιητικό στη βαφή υφασμάτων και ως ξηραντικό σε ορισμένες βαφές. Επιπλέον, χρησιμοποιείται στην παραγωγή άλλων ενώσεων μολύβδου και σε εγκαταστάσεις κυανίωσης χρυσού, όπου, με τη μορφή PbS, χρησιμεύει για την καθίζηση διαλυτών θειούχων από το διάλυμα.
Άλλα άλατα
Ο βασικός ανθρακικός, θειικός και πυριτικός μόλυβδος χρησιμοποιήθηκαν ευρέως κάποτε ως χρωστικές για λευκές εξωτερικές βαφές. Ωστόσο, από τα μέσα του εικοστού αιώνα χρήση του λεγόμενου. Οι λευκές χρωστικές του μολύβδου έχουν μειωθεί σημαντικά λόγω ανησυχιών για την τοξικότητά τους και τους σχετικούς κινδύνους για την ανθρώπινη υγεία. Για τον ίδιο λόγο, η χρήση του αρσενικού μολύβδου στα εντομοκτόνα έχει πρακτικά σταματήσει.
Εκτός από τις κύριες καταστάσεις οξείδωσης (+4 και +2), ο μόλυβδος μπορεί να έχει αρνητικούς βαθμούς -4, -2, -1 στις φάσεις Zintl (για παράδειγμα, BaPb, Na 8 Ba 8 Pb 6) και +1 και + 3 - σε οργανικές ενώσεις ελαίου όπως εξαμεθυλοδιπλομπανικό Pb 2 (CH 3) 6 .
Ο μόλυβδος αποκαλείται συχνά ένα από τα αρχαιότερα μέταλλα από την άποψη της ιστορίας, αφού η ανθρωπότητα έμαθε πώς να εξορύσσεται και να τον επεξεργάζεται ήδη από το 6400 π.Χ. Η «βιομηχανική» κλίμακα επεξεργασίας μολύβδου σημειώθηκε στην Αρχαία Ρώμη (περίπου 80 χιλιάδες τόνοι ετησίως), η οποία εξηγήθηκε από τη διαθεσιμότητα αυτού του μετάλλου και την ευκολία της τήξης του. Οι Ρωμαίοι έφτιαχναν σωλήνες από αυτό για τους σωλήνες νερού τους, αλλά ακόμα και τότε γνώριζαν για την τοξικότητα της ουσίας.
Φυσικές ιδιότητες του μολύβδου
Ο μόλυβδος είναι ένα βαρύ μέταλλο με ατομική μάζα 207,2 g/mol. Ταυτόχρονα, καθαρίστε το είναι τόσο απαλό που μπορεί να κοπεί με ένα μαχαίρι. Τα κύρια φυσικά χαρακτηριστικά του μολύβδου:
- πυκνότητα (n.a.) - 11,3415 g / cm³
- θερμοκρασία τήξης - 327,46°C (600,61 K)
- σημείο βρασμού - 1749°C (2022 K)
- θερμική αγωγιμότητα (στους 300 K) – 35,3 W/(m K)
- αντοχή σε εφελκυσμό - 12-13 MPa
Μόλυβδος: χημικές ιδιότητες
Στις χημικές ενώσεις, το στοιχείο Pb φθάνει σε δύο καταστάσεις οξείδωσης: +2 και +4, στις οποίες μπορεί να εμφανίζει μεταλλικές και μη μεταλλικές ιδιότητες. Τα διαλυτά άλατα μολύβδου αντιπροσωπεύονται από:
- οξικό Pb (CH 3 COO) 2
- νιτρικό Pb (NO 3) 2
- θειικό PbSO 4
- χρωμικό PbCrO 4
Σε συνηθισμένες θερμοκρασίες, ο μόλυβδος δεν διαλύεται σε καθαρό νερό, κάτι που δεν μπορεί να ειπωθεί για το νερό κορεσμένο με οξυγόνο. Επίσης, το στοιχείο Pb διαλύεται γρήγορα σε αραιό νιτρικό οξύ και πυκνό θειικό οξύ. Το αραιωμένο θειικό οξύ δεν έχει καμία επίδραση στον μόλυβδο, ενώ το υδροχλωρικό οξύ έχει μικρή επίδραση. Όσον αφορά τα αλκαλικά μέσα, σε αυτά, καθώς και σε όξινα διαλύματα, ο μόλυβδος μετατρέπεται σε αναγωγικό παράγοντα. Ταυτόχρονα, ο υδατοδιαλυτός μόλυβδος, ιδιαίτερα ο οξικός του, είναι πολύ τοξικός.
Εφαρμογή μολύβδου
Ο καθαρός μόλυβδος χρησιμοποιείται στην ιατρική (μηχανές ακτίνων Χ), στη γεωλογία (τα ισότοπά του βοηθούν στον προσδιορισμό της ηλικίας των πετρωμάτων), αλλά χρησιμοποιείται ευρύτερα σε ενώσεις:
- Τα σουλφίδια και τα ιωδίδια μολύβδου χρησιμοποιούνται στην κατασκευή μπαταριών
- νιτρικά και αζίδια - για την κατασκευή εκρηκτικών
- διοξείδια και χλωρίδια - για χημικές πηγές ρεύματος
- αρσενίτες και αρσενικά - στη γεωργία για την καταστροφή επιβλαβών εντόμων
- τελλουρίδες - για την παραγωγή θερμοηλεκτρικών γεννητριών και ψυκτικών μονάδων
Είναι επίσης γνωστό ότι ο μόλυβδος καθυστερεί την ακτινοβολία, γεγονός που εξηγείται από την ικανότητά του να απορροφά τέλεια την ακτινοβολία g. Ως αποτέλεσμα, το Pb είναι το κύριο στοιχείο για την κατασκευή υλικών θωράκισης από την ακτινοβολία που χρησιμοποιούνται στη δημιουργία πυρηνικών αντιδραστήρων και εγκαταστάσεων ακτίνων Χ.
Ο μόλυβδος είναι γνωστός από την 3η - 2η χιλιετία π.Χ. στη Μεσοποταμία, την Αίγυπτο και άλλες αρχαίες χώρες, όπου από αυτό κατασκευάζονταν μεγάλα τούβλα (γουρούνια), αγάλματα θεών και βασιλιάδων, φώκιες και διάφορα είδη οικιακής χρήσης. Ο μόλυβδος χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή χαλκού, καθώς και πινακίδες για γραφή με αιχμηρό, σκληρό αντικείμενο. Σε μεταγενέστερο χρόνο, οι Ρωμαίοι άρχισαν να κατασκευάζουν σωλήνες για σωλήνες νερού από μόλυβδο. Στην αρχαιότητα, ο μόλυβδος συνδέθηκε με τον πλανήτη Κρόνο και συχνά αναφερόταν ως Κρόνος. Στο Μεσαίωνα, λόγω του μεγάλου βάρους του, ο μόλυβδος έπαιζε ιδιαίτερο ρόλο στις αλχημικές επιχειρήσεις, του αποδόθηκε η ικανότητα να μετατρέπεται εύκολα σε χρυσό.
Όντας στη φύση, αποκτώντας:
Η περιεκτικότητα στον φλοιό της γης είναι 1,6 10 -3% κατά βάρος. Ο εγγενής μόλυβδος είναι σπάνιος, το φάσμα των πετρωμάτων στα οποία βρίσκεται είναι αρκετά ευρύ: από ιζηματογενή πετρώματα έως υπερβασικά διεισδυτικά πετρώματα. Βρίσκεται κυρίως με τη μορφή σουλφιδίων (PbS - λάμψη μολύβδου).
Η παραγωγή μολύβδου από λάμψη μολύβδου πραγματοποιείται με τήξη αντίδρασης καβουρδίσματος: πρώτον, η γόμωση υποβάλλεται σε ατελή πυροδότηση (στους 500-600 ° C), κατά την οποία μέρος του σουλφιδίου περνά σε οξείδιο και θειικό:
2PbS + 3O 2 \u003d 2PbO + 2SO 2 PbS + 2O 2 \u003d PbSO 4
Στη συνέχεια, συνεχίζοντας τη θέρμανση, σταματήστε την πρόσβαση του αέρα. ενώ το υπόλοιπο σουλφίδιο αντιδρά με οξείδιο και θειικό άλας, σχηματίζοντας μεταλλικό μόλυβδο:
PbS + 2РbО = 3Рb + SO 2 PbS + РbSO 4 = 2Рb + 2SO 2
Φυσικές ιδιότητες:
Ένα από τα πιο μαλακά μέταλλα, που κόβεται εύκολα με μαχαίρι. Συνήθως καλύπτεται με μια περισσότερο ή λιγότερο παχιά μεμβράνη από βρώμικα γκρι οξείδια· όταν κόβεται, ανοίγει μια γυαλιστερή επιφάνεια, η οποία εξασθενίζει με τον καιρό στον αέρα. Πυκνότητα - 11,3415 g / cm 3 (στους 20 ° C). Σημείο τήξεως - 327,4°C, σημείο βρασμού - 1740°C
Χημικές ιδιότητες:
Σε υψηλές θερμοκρασίες, ο μόλυβδος σχηματίζει ενώσεις της μορφής PbX 2 με αλογόνα, δεν αντιδρά άμεσα με το άζωτο, σχηματίζει θειούχο PbS όταν θερμαίνεται με θείο και οξειδώνεται σε PbO με οξυγόνο.
Ελλείψει οξυγόνου, ο μόλυβδος δεν αντιδρά με το νερό σε θερμοκρασία δωματίου, αλλά όταν εκτίθεται σε θερμούς υδρατμούς, σχηματίζει οξείδια μολύβδου και υδρογόνο. Σε μια σειρά τάσεων, ο μόλυβδος βρίσκεται στα αριστερά του υδρογόνου, αλλά δεν εκτοπίζει το υδρογόνο από το αραιό HCl και το H 2 SO 4, λόγω της υπέρτασης της απελευθέρωσης H 2 στο μόλυβδο και επίσης λόγω του σχηματισμού φιλμ ελάχιστα διαλυτά άλατα στην μεταλλική επιφάνεια που προστατεύουν το μέταλλο από οξέα περαιτέρω δράσης.
Σε πυκνό θειικό και υδροχλωρικό οξύ, όταν θερμαίνεται, ο μόλυβδος διαλύεται, σχηματίζοντας, αντίστοιχα, Pb (HSO 4) 2 και H 2 [PbCl 4]. Το νιτρικό, καθώς και ορισμένα οργανικά οξέα (για παράδειγμα, το κιτρικό) διαλύουν τον μόλυβδο για να σχηματίσουν άλατα Pb(II). Ο μόλυβδος αντιδρά επίσης με συμπυκνωμένα αλκαλικά διαλύματα:
Pb + 8HNO 3 (razb., Gor.) \u003d 3Pb (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O.
Pb + 3H 2 SO 4 (> 80%) = Pb (HSO 4) 2 + SO 2 + 2H 2 O
Pb + 2NaOH (συγκ.) + 2H 2 O \u003d Na 2 + H 2
Για τον μόλυβδο, οι ενώσεις με καταστάσεις οξείδωσης είναι πιο χαρακτηριστικές: +2 και +4.
Οι πιο σημαντικές συνδέσεις:
οξείδια μολύβδου- με το οξυγόνο, ο μόλυβδος σχηματίζει μια σειρά από ενώσεις Pb 2 O, PbO, Pb 2 O 3, Pb 3 O 4, PbO 2, κυρίως αμφοτερικού χαρακτήρα. Πολλά από αυτά είναι βαμμένα σε χρώματα κόκκινο, κίτρινο, μαύρο, καφέ.
Οξείδιο μολύβδου(II).- PbO. Κόκκινο (χαμηλή θερμοκρασία ένα- τροποποίηση, λιθάργη) ή κίτρινο (υψηλή θερμοκρασία σι-τροποποίηση, μασικό). Θερμικά σταθερό. Αντιδρούν πολύ άσχημα με νερό, διάλυμα αμμωνίας. Παρουσιάζει επαμφοτερίζουσες ιδιότητες, αντιδρά με οξέα και αλκάλια. Οξειδώνεται με οξυγόνο, ανάγεται με υδρογόνο και μονοξείδιο του άνθρακα.
Οξείδιο μολύβδου(IV).- PbO 2 . Πλατνερίτης. Σκούρο καφέ, βαριά σκόνη, αποσυντίθεται χωρίς να λιώνει σε ήπια θέρμανση. Δεν αντιδρά με νερό, αραιά οξέα και αλκάλια, διάλυμα αμμωνίας. Αποσυντίθεται από συμπυκνωμένα οξέα, συμπυκνωμένα αλκάλια, όταν βράσει, μεταφέρεται αργά σε διάλυμα με το σχηματισμό ...
Ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας σε όξινο και αλκαλικό περιβάλλον.
Τα οξείδια PbO και PbO 2 αντιστοιχούν σε αμφοτερικά υδροξείδια Pb(OH) 2 και Pb(OH) 4. Αποκτήστε..., Ιδιότητες...
Pb 3 O 4 - κόκκινο μόλυβδο. Θεωρείται ως μικτό οξείδιο ή ορθο-βαρέλι του μολύβδου (II) - Рb 2 PbО 4 . Πορτοκαλοκόκκινη σκόνη. Με ισχυρή θέρμανση, αποσυντίθεται, λιώνει μόνο υπό υπερβολική πίεση O 2. Δεν αντιδρά με νερό, ένυδρη αμμωνία. αποσυντίθεται συγκ. οξέα και αλκάλια. Ισχυρό οξειδωτικό.
Άλατα μολύβδου(II).. Κατά κανόνα, είναι άχρωμα, ανάλογα με τη διαλυτότητά τους στο νερό χωρίζονται σε αδιάλυτα (για παράδειγμα, θειικά, ανθρακικά, χρωμικά, φωσφορικά, μολυβδαινικά και θειούχα), ελαφρώς διαλυτά (ιωδιούχο, χλωριούχο και φθόριο) και διαλυτά (για παράδειγμα οξικό μόλυβδο, νιτρικό και χλωρικό). οξικός μόλυβδος, ή ζάχαρη μολύβδου, Pb (CH 3 COO) 2 3H 2 O, άχρωμοι κρύσταλλοι ή λευκή σκόνη γλυκιάς γεύσης, σιγά σιγά ξεπερνά με απώλεια ενυδατωμένου νερού, είναι πολύ τοξική ουσία.
Χαλκογονίδια μολύβδου- PbS, PbSe και PbTe - μαύροι κρύσταλλοι, ημιαγωγοί στενού διακένου.
Άλατα μολύβδου(IV).μπορεί να ληφθεί με ηλεκτρόλυση διαλυμάτων αλάτων μολύβδου(II) ισχυρά οξινισμένων με θειικό οξύ. Ιδιότητες...
Υδρίδιο μολύβδου(IV).- Το PbH 4 είναι μια άοσμη αέρια ουσία που αποσυντίθεται πολύ εύκολα σε μόλυβδο και υδρογόνο. Λαμβάνεται σε μικρές ποσότητες με την αντίδραση Mg 2 Pb και αραιού HCl.
Εφαρμογή:
Ο μόλυβδος προστατεύει καλά την ακτινοβολία και τις ακτίνες Χ, χρησιμοποιείται ως προστατευτικό υλικό, ιδιαίτερα σε χώρους ακτίνων Χ, σε εργαστήρια όπου υπάρχει κίνδυνος έκθεσης σε ακτινοβολία. Χρησιμοποιείται επίσης για την κατασκευή πλακών μπαταρίας (περίπου 30% λιωμένου μολύβδου), κελύφη ηλεκτρικών καλωδίων, προστασία από την ακτινοβολία γάμμα (τοίχοι από τούβλα μολύβδου), ως συστατικό κραμάτων εκτύπωσης και κατά της τριβής, ημιαγωγών υλικών.
Ο μόλυβδος και οι ενώσεις του, ιδιαίτερα οι οργανικές, είναι τοξικές. Μπαίνοντας στα κύτταρα, ο μόλυβδος απενεργοποιεί τα ένζυμα, διαταράσσοντας έτσι τον μεταβολισμό, προκαλώντας νοητική υστέρηση στα παιδιά, εγκεφαλικές παθήσεις. Ο μόλυβδος μπορεί να αντικαταστήσει το ασβέστιο στα οστά, καθιστώντας σταθερή πηγή δηλητηρίασης. Το MPC στον ατμοσφαιρικό αέρα των ενώσεων μολύβδου είναι 0,003 mg / m 3, στο νερό 0,03 mg / l, στο έδαφος 20,0 mg / kg.
Μπαρσούκοβα Μ. Πέτροβα Μ.
KhF Tyumen State University, 571 ομάδες.
Πηγές: Wikipedia: http://ru.wikipedia.org/wiki/Lead και άλλα,
N.A. Figurovsky "Ανακάλυψη των στοιχείων και η προέλευση των ονομάτων τους". Μόσχα, Nauka, 1970
Remy G. «Course of inorganic chemistry», τ.1. Εκδοτικός Οίκος Ξένης Λογοτεχνίας, Μόσχα.
Lidin R.A. «Χημικές ιδιότητες ανόργανων ενώσεων». Μ.: Χημεία, 2000. 480 σελ.: εικ.