PLOMO, Pb (lat. plumbum * a. lead, plumbum; n. Blei; f. plomb; y. plomo), es un elemento químico del grupo IV del sistema periódico de Mendeleev, número atómico 82, masa atómica 207,2. El plomo natural está representado por cuatro isótopos estables de 204 Pb (1,48 %), 206 Pb (23,6 %), 207 Pb (22,6 %) y 208 Pb (52,3 %) y cuatro isótopos radiactivos de 210 Pb, 211 Pb, 212 Pb y 214 Pb; además, se han obtenido más de diez isótopos radiactivos artificiales de plomo. Conocido desde la antigüedad.
Propiedades físicas
El plomo es un metal gris azulado suave y dúctil; la red cristalina es cúbica centrada en las caras (a = 0,49389 nm). El radio atómico del plomo es 0,175 nm, el radio iónico es 0,126 nm (Pb 2+) y 0,076 nm (Pb 4+). Densidad 11.340 kg/m 3, t de fusión 327,65 °C, t de ebullición 1745 °C, conductividad térmica 33,5 W/(m.deg), capacidad calorífica Cp° 26,65 J/(mol.K), resistencia eléctrica específica 19.3.10 - 4 (Ohm.m), coeficiente de temperatura de dilatación lineal 29.1.10 -6 K -1 a 20°C. El plomo es diamagnético y se convierte en superconductor a 7,18 K.
Propiedades químicas del plomo.
El estado de oxidación es +2 y +4. El plomo es relativamente poco activo químicamente. En el aire, el plomo se cubre rápidamente con una fina película de óxido, que lo protege de una mayor oxidación. Reacciona bien con los ácidos nítrico y acético, soluciones alcalinas, no interactúa con los ácidos clorhídrico y sulfúrico. Cuando se calienta, el plomo interactúa con halógenos, azufre, selenio, talio. La azida de plomo Pb (N 3) 2 se descompone cuando se calienta o se golpea con una explosión. Los compuestos de plomo son tóxicos, MAC 0,01 mg/m 3 .
El contenido medio (clarke) de plomo en la corteza terrestre es de 1,6,10 -3 % en peso, mientras que las rocas ultrabásicas y básicas contienen menos plomo (1,10 -5 y 8,10 -3 %, respectivamente) que las ácidas (10 -3 %). ; en rocas sedimentarias - 2,10 -3%. El plomo se acumula principalmente como resultado de procesos hidrotermales y supergénicos, a menudo formando grandes depósitos. Existen más de 100 minerales de plomo, entre los cuales los más importantes son la galena (PbS), la cerusita (PbCO 3), la anglesita (PbSO 4). Una de las características del plomo es que de los cuatro isótopos estables, uno (204 Pb) no es radiogénico y, por tanto, su cantidad se mantiene constante, mientras que los otros tres (206 Pb, 207 Pb y 208 Pb) son los productos finales de la desintegración radiactiva de 238 U, 235 U y 232 Th, respectivamente, por lo que su número aumenta constantemente. La composición isotópica del Pb de la Tierra durante 4500 millones de años ha cambiado desde el 204 Pb primario (1,997 %), el 206 Pb (18,585 %), el 207 Pb (20,556 %), el 208 Pb (58,861 %) hasta el moderno 204 Pb ( 1,349%), 206Pb (25,35%), 207Pb (20,95%), 208Pb (52,349%). Al estudiar la composición isotópica del plomo en rocas y minerales, se pueden establecer relaciones genéticas, resolver varios problemas de geoquímica, geología, tectónica de regiones individuales y de la Tierra en su conjunto, etc. Los estudios de isótopos de plomo también se utilizan en trabajos de exploración. Los métodos de geocronología U-Th-Pb, basados en el estudio de las relaciones cuantitativas entre isótopos padre e hijo en rocas y minerales, también se han desarrollado ampliamente. En la biosfera, el plomo está disperso, es muy pequeño en la materia viva (5,10 -5%) y en el agua de mar (3,10 -9%). En los países industrializados, la concentración de plomo en el aire, especialmente cerca de carreteras con mucho tráfico, aumenta considerablemente, alcanzando en algunos casos niveles peligrosos para la salud humana.
obtener y usar
El plomo metálico se obtiene por tostado oxidativo de minerales sulfurados, seguido de reducción de PbO a metal crudo y refinación de este último. El plomo crudo contiene hasta un 98 % de Pb, el plomo refinado contiene un 99,8-99,9 %. La purificación adicional del plomo a valores superiores al 99,99% se lleva a cabo mediante electrólisis. La amalgamación, la recristalización por zonas, etc. se utilizan para obtener metales de alta pureza.
El plomo es ampliamente utilizado en la producción de baterías de plomo, para la fabricación de equipos resistentes a ambientes y gases agresivos. Las fundas de los cables eléctricos y varias aleaciones están hechas de plomo. El plomo ha encontrado una amplia aplicación en la fabricación de equipos de protección contra la radiación ionizante. El óxido de plomo se agrega a la carga en la producción de cristal. Las sales de plomo se usan en la producción de tintes, la azida de plomo se usa como explosivo iniciador y el tetraetilo de plomo Pb (C 2 H 5) 4 se usa como combustible antidetonante para motores de combustión interna.
Ilya Leenson
PLOMO- un elemento químico del grupo IV de la tabla periódica. La masa atómica relativa (Ar = 207,2) es un promedio de las masas de varios isótopos: 204Pb (1,4%), 206Pb (24,1%), 207Pb (22,1%) y 208Pb (52,4%). Los tres últimos nucleidos son los productos finales de las transformaciones radiactivas naturales del uranio, el actinio y el torio. También se conocen más de 20 isótopos radiactivos de plomo, de los cuales los más longevos son el 202Pb y el 205Pb (con vidas medias de 300 mil y 15 millones de años). En la naturaleza, también se forman isótopos de plomo de vida corta con números de masa 209, 210, 212 y 214 con vidas medias de 3,25 horas, 27,1 años, 10,64 horas y 26,8 minutos, respectivamente. La proporción de diferentes isótopos en diferentes muestras de minerales de plomo puede variar un poco, lo que hace imposible determinar el valor de Ar para el plomo con mayor precisión.
No hay mucho plomo en la corteza terrestre: 0,0016 % en masa, pero este, uno de los metales más pesados, es mucho más común que sus vecinos más cercanos: el oro, el mercurio y el bismuto. Esto se debe a que diferentes isótopos de plomo son productos finales de la descomposición del uranio y el torio, por lo que el contenido de plomo en la corteza terrestre ha aumentado lentamente durante miles de millones de años.
Hay muchos yacimientos de minerales ricos en plomo, y el metal se separa fácilmente de los minerales. En total, se conocen más de cien minerales de plomo. De estos, los principales son la galena (brillo de plomo) PbS y los productos de sus transformaciones químicas: anglesita (vitriolo de plomo) PbSO4 y cerusita ("mineral de plomo blanco") PbCO3. Menos comunes son la piromorfita ("mineral de plomo verde") PbCl2 3Pb3(PO4)2, la mimetita PbCl2 3Pb3(AsO4)2, la crocoita ("mineral de plomo rojo") PbCrO4, la wulfenita ("mineral de plomo amarillo") PbMoO4, la estolcita PbWO4. Otros metales también se encuentran a menudo en los minerales de plomo: cobre, zinc, cadmio, plata, oro, bismuto, etc. En el lugar donde se encuentran los minerales de plomo, el suelo (hasta 1% de Pb), las plantas y el agua se enriquecen con este elemento. .
En el ambiente alcalino altamente oxidante de las estepas y desiertos, es posible la formación de dióxido de plomo, el mineral plattnerita. Y plomo metálico nativo extremadamente raro. Véase también INDUSTRIA DEL PLOMO.
Historia. El origen de la palabra "plomo" no está claro. En los viejos tiempos, el plomo no siempre se distinguía claramente del estaño. En la mayoría de los idiomas eslavos (búlgaro, serbocroata, checo, polaco), el plomo se llama estaño. Nuestro "plomo" se encuentra solo en los idiomas del grupo báltico: svinas (lituano), svin (letón). Para algunos traductores desafortunados, esto llevó a divertidos malentendidos, por ejemplo, a las "baterías de estaño" en los automóviles. El nombre en inglés para plomo y la palabra en holandés para plomo probablemente estén relacionados con nuestro "tañedor". El plumbum latino (también de origen poco claro) dio la palabra inglesa fontanero: un fontanero (una vez que las tuberías se acuñaron con plomo blando. Y otra confusión asociada con el plomo. Los antiguos griegos llamaron al plomo "molybdos" (el nombre se conservó en el griego moderno Por lo tanto, el latín molibdaena: en la Edad Media, este era el nombre que se le daba al lustre de plomo PbS, y al lustre de molibdeno (MoS2), más raro, y a otros minerales similares que dejaban una marca negra en una superficie clara. dejadas por el grafito y el plomo mismo Las varillas delgadas de plomo podrían escribirse en pergamino, no sin razón en lápiz alemán - Bleistift, es decir, varilla de plomo.
El plomo, junto con el oro, la plata, el cobre, el estaño, el hierro y el mercurio, es uno de los siete metales conocidos desde la antigüedad. Estos metales fueron comparados con los planetas entonces conocidos (Saturno correspondía al plomo). Se cree que por primera vez la gente fundió plomo de minerales hace 8 mil años. Las excavaciones en el antiguo Egipto han desenterrado artefactos de plata y plomo en entierros anteriores al período dinástico. Hallazgos similares realizados en Mesopotamia datan de la misma época. Los hallazgos conjuntos de artículos de plata y plomo no son sorprendentes. Incluso en tiempos prehistóricos, la atención de las personas fue atraída por hermosos cristales pesados de brillo de plomo. Yacimientos de este mineral fueron encontrados en las montañas de Armenia, en las regiones centrales de Asia Menor. Y el mineral galena a menudo contiene importantes impurezas de plata. Si pones pedazos de este mineral en el fuego, el azufre se quemará y el plomo fundido fluirá (el carbón evita que el plomo se oxide). Ya muchos milenios antes de la nueva era en Mesopotamia, Egipto, se moldearon estatuas.
En el siglo VI. ANTES DE CRISTO. ricos depósitos de galena fueron descubiertos en Lavrion, una zona montañosa cerca de Atenas. Durante las Guerras Púnicas (264-146 a. C.), numerosas minas de plomo operaron en el territorio de la España moderna, que fueron colocadas por griegos y fenicios. Posteriormente fueron desarrollados por los romanos; Los ingenieros romanos usaban plomo para fabricar antiguas tuberías de plomería. El antiguo historiador griego Heródoto (siglo V a. C.) escribió sobre un método para fortalecer las grapas de hierro y bronce en losas de piedra rellenando agujeros con plomo fusible. Posteriormente, durante las excavaciones de Micenas, se encontraron ménsulas de plomo en los muros de piedra.
Al obtener plomo, los metalúrgicos antiguos primero calcinaban el mineral, mientras que las reacciones se llevaban a cabo
2PbS + 3O2 ® 2PbO + 2SO2 y PbS + 2O2 ® PbSO4. Luego se elevó la temperatura, lo que condujo a la fundición del plomo:
PbS + 2PbO® 3Pb + SO2; PbS + PbSO4® 2Pb + 2SO2. Los primeros hornos de fundición, hechos de arcilla y piedras, eran muy primitivos. Intentaron instalarlos en las laderas de los cerros, donde soplan los vientos, que ayudan al tiroteo. El plomo fundido, por regla general, contenía plata, a veces hasta un 0,5% o más. Con un enfriamiento lento de tal fusión, el plomo puro cristaliza primero y el líquido se enriquece en plata, hasta aproximadamente un 2%. Para aislar la plata, se utilizó el método de cupelación: el plomo fundido se oxidó en un recipiente de arcilla porosa, una fuente, y su óxido se redujo nuevamente a metal. El mecanismo de este proceso se estudió solo en 1833.
El plomo también se usaba para purificar el oro y la plata por copelación. Para ello, se aleaba con plomo el metal precioso a purificar. El plomo y otras impurezas se oxidaban fácilmente a altas temperaturas; los óxidos resultantes fueron arrastrados por un chorro de aire y parcialmente absorbidos por los poros de la fuente, y quedó un lingote de plata u oro puro en el fondo. Luego, el óxido de plomo podría volver a convertirse en metal calentándolo con carbón. Hallazgos arqueológicos en Ur y Troya atestiguan que la copelación ya era conocida en el noroeste de Asia Menor en la primera mitad del tercer milenio antes de Cristo. Y los artesanos griegos lograron extraer casi toda la plata del plomo extraído en Lavrion: según los análisis modernos, ¡solo el 0,02% permaneció en plomo! El arte de los antiguos metalúrgicos es digno de sorpresa: después de todo, no tenían la capacidad de controlar la temperatura en las diferentes etapas del proceso ni de realizar análisis químicos. Y, sin embargo, había mucho plomo sin extraer en los vertederos de la mina. Los metalúrgicos romanos lograron resultados aún mejores, reduciendo a la mitad la cantidad residual de plata. Por supuesto, no estaban preocupados por la pureza del plomo, sino por la integridad de la extracción del metal precioso. Además, como testifica el historiador griego Estrabón, al procesar los viejos vertederos en Lavrion, los romanos pudieron extraer una gran cantidad de plomo y plata, dejando alrededor de dos millones de toneladas de mineral estéril en los vertederos. Después de eso, las minas fueron abandonadas durante casi dos milenios, pero en 1864 comenzaron a procesar los vertederos nuevamente, ahora solo por el bien de la plata (alrededor del 0,01% permaneció en ellos). En las empresas metalúrgicas modernas, queda cientos de veces menos plata en el plomo.
Los alfareros antiguos, moliendo el lustre de plomo con arcilla y agua, rociaban las vasijas de arcilla para cocerlas con esta mezcla. A altas temperaturas, la superficie del recipiente se cubrió con vidrio de plomo fusible. En 1673, el vidriero inglés George Ravenscroft, añadiendo óxido de plomo a la composición del vidrio, inventó el cristal, que se derrite fácilmente, es perfectamente trabajable y tiene un brillo especial que lo acerca al cristal de roca real. Más tarde, al fusionar arena blanca pura, potasa y óxido de plomo, obtuvieron un diamante de imitación (por encargo del joyero Strass, que vivió a fines del siglo XVIII), un tipo de vidrio con un brillo tan fuerte que imitaba un diamante. bueno, y con una mezcla de varios pigmentos, otras piedras preciosas.
Los cascos de madera de los barcos antiguos estaban revestidos con delgadas placas de plomo. Uno de esos barcos griegos, construido en el siglo III. BC, fue encontrado en 1954 en el fondo del Mar Mediterráneo cerca de Marsella. Los romanos también fabricaban tuberías de plomo, de 3 metros de largo y de diámetros diferentes pero estrictamente definidos (había 15 opciones en total). Este es el primer ejemplo de producción industrial estandarizada. Primero, se fundió una placa de plomo, se envolvió alrededor de una varilla de madera y la costura se selló con soldadura de estaño y plomo (su composición se ha mantenido prácticamente sin cambios desde entonces). A menudo se encontraban fugas en las tuberías y había que repararlas. Hasta ahora, durante las excavaciones en Italia e Inglaterra, dichas tuberías se encuentran en muy buenas condiciones. El arquitecto e ingeniero romano Mark Vitruvius Pollio recomendó reemplazar las tuberías de plomo por otras de cerámica, hechas de arcilla cocida. Llamó la atención sobre la enfermedad de los trabajadores involucrados en la fundición de plomo y creía que el plomo "priva a la sangre de su fuerza". Sin embargo, no todos compartían esta opinión. Entonces, el estadista, científico y escritor romano Plinio, autor de la famosa "Historia natural", escribió sobre los beneficios de las preparaciones de plomo, que la pomada de plomo ayuda a eliminar cicatrices, curar úlceras y enfermedades oculares.
En la Edad Media, los techos de iglesias y palacios a menudo se cubrían con placas de plomo resistentes a la intemperie. Ya en 669, el techo de la iglesia del monasterio de York se cubrió con plomo, y en 688 el obispo de Northumberland ordenó que el techo y las paredes de la iglesia se cubrieran con placas de plomo. Las famosas vidrieras de las catedrales se ensamblaron utilizando marcos de plomo con ranuras en las que se reforzaron placas de vidrio de colores. Realizadas en plomo, siguiendo el ejemplo de los romanos, y de fontanería, así como de desagües. Así, en 1532, se instalaron cañerías de plomo de sección cuadrada en el Palacio de Westminster. Todos estos productos en aquellos días no se enrollaban, sino que se vertían en moldes, en cuyo fondo se vertía arena finamente tamizada. Con el tiempo, apareció una fuerte capa protectora en los productos de plomo: pátina. Algunas agujas medievales revestidas de plomo han sobrevivido durante casi setecientos años. Desafortunadamente, el incendio de 1561 en Londres destruyó una torre de este tipo de la Catedral de San Pedro más grande.
Cuando aparecieron las armas de fuego, se utilizaron grandes cantidades de plomo para fabricar balas y perdigones, y el plomo también comenzó a asociarse con el peligro mortal: “El plomo destructivo silbará a mi alrededor” (A. Pushkin), “Para tu trinchera, otro luchador puso su cofre bajo plomo maligno” ( K. Simonov). En primer lugar, la granalla se colaba en moldes desmontables. En 1650, el príncipe inglés Rupert inventó una forma más rápida y conveniente. Descubrió que si se añadía un poco de arsénico al plomo y se vertía la aleación a través de una especie de colador grande en un tanque de agua, las bolas de perdigones se formaban en formas esféricas regulares. Y después de que en 1436 Johannes Gutenberg inventara una forma de imprimir libros utilizando caracteres metálicos móviles, los impresores durante cientos de años emitieron letras de la llamada aleación de impresión a base de plomo (con una mezcla de estaño y antimonio).
De los compuestos de plomo, el plomo rojo Pb3O4 y el carbonato de plomo básico (blanco de plomo) se han utilizado desde la antigüedad como pintura roja y blanca. Casi todas las pinturas de los viejos maestros están pintadas con pinturas preparadas a base de albayalde. El original era el antiguo método de obtenerlos: se colocaban ollas con vinagre fuerte en estiércol, y sobre ellas se colgaban delgadas placas de plomo retorcidas en espiral. Al descomponerse, el estiércol dio calor (es necesario para una mayor evaporación del ácido acético) y dióxido de carbono. La acción conjunta de estas sustancias sobre el plomo, así como el oxígeno atmosférico, dio color blanco. Además de la toxicidad, estos blancos se oscurecen con el tiempo, ya que reaccionan con trazas de sulfuro de hidrógeno, que siempre está presente en el aire: 2PbCO3 Pb (OH) 2 + 3H2S ® 3PbS + 2CO2 + 4H2O. Durante la restauración de dichas pinturas, las áreas oscurecidas se tratan cuidadosamente con una solución de H2O2, que convierte el sulfuro negro en sulfato blanco: PbS + 4H2O2 ® PbSO4 + 4H2O. Actualmente, el blanco de plomo venenoso ha sido reemplazado por blanco de titanio más caro pero inofensivo. Los pigmentos que contienen plomo tienen un uso limitado (por ejemplo, como pigmentos para pinturas al óleo artísticas): corona de plomo limón 2PbCrO4 PbSO4, corona de plomo amarillo 13PbCrO4 PbSO4, corona de molibdato de plomo rojo 7PbCrO4 PbSO4 PbMoO4.
propiedades del plomo. El plomo suele tener un color gris sucio, aunque su corte fresco tiene un tinte azulado y brilla. Sin embargo, el metal brillante se cubre rápidamente con una película protectora de óxido gris opaco. La densidad del plomo (11,34 g/cm3) es una vez y media la del hierro, cuatro veces la del aluminio; incluso la plata es más ligera que el plomo. No sin razón, en ruso, “plomo” es sinónimo de pesado: “Una noche lluviosa, la oscuridad se extiende por el cielo con ropas de plomo”; "Y cómo el plomo llegó al fondo": estas líneas de Pushkin nos recuerdan que el concepto de opresión y pesadez está inextricablemente relacionado con el plomo.
El plomo se derrite muy fácilmente: a 327,5 °C, hierve a 1751 °C y ya es notablemente volátil a 700 °C. Este hecho es muy importante para quienes trabajan en las plantas de extracción y procesamiento de plomo. El plomo es uno de los metales más blandos. Se raya fácilmente con una uña y se enrolla en láminas muy delgadas. Aleaciones de plomo con muchos metales. Con el mercurio da una amalgama que, con un pequeño contenido de plomo, es líquida.
De acuerdo con sus propiedades químicas, el plomo es un metal inactivo: en la serie electroquímica de voltajes, se encuentra directamente frente al hidrógeno. Por lo tanto, el plomo es fácilmente desplazado por otros metales a partir de soluciones de sus sales. Si se sumerge una barra de zinc en una solución acidificada de acetato de plomo, se libera plomo en forma de una capa esponjosa de pequeños cristales, que tiene el antiguo nombre de "árbol de Saturno". Si se detiene la reacción envolviendo el zinc en papel de filtro, crecerán cristales de plomo más grandes.
El estado de oxidación más típico del plomo es +2; Los compuestos de plomo (IV) son mucho menos estables. En los ácidos clorhídrico y sulfúrico diluidos, el plomo prácticamente no se disuelve, incluso debido a la formación de una película insoluble de cloruro o sulfato en la superficie. Con ácido sulfúrico fuerte (a una concentración de más del 80%), el plomo reacciona con la formación de hidrosulfato soluble Pb (HSO4) 2, y en ácido clorhídrico concentrado caliente, la disolución va acompañada de la formación de cloruro complejo H4PbCl6. El plomo se oxida fácilmente con ácido nítrico diluido:
Pb + 4HNO3 ® Pb(NO3)2 + 2NO2 + H2O. La descomposición del nitrato de plomo (II) por calentamiento es un método de laboratorio conveniente para obtener dióxido de nitrógeno:
2Pb(NO3)2 ® 2PbO + 4NO2 + O2.
En presencia de oxígeno, el plomo también se disuelve en varios ácidos orgánicos. Bajo la acción del ácido acético, se forma un acetato Pb (CH2COO) 2 fácilmente soluble (el antiguo nombre es "azúcar de plomo"). El plomo también es notablemente soluble en ácidos fórmico, cítrico y tartárico. La solubilidad del plomo en ácidos orgánicos puede haber provocado previamente envenenamiento si los alimentos se cocinaban en utensilios estañados o soldados con plomo. Las sales de plomo solubles (nitrato y acetato) en agua se hidrolizan:
Pb(NO3)2 + H2O Pb(OH)NO3 + HNO3. Una suspensión de acetato de plomo básico ("loción de plomo") tiene un uso médico limitado como astringente externo.
El plomo se disuelve lentamente en álcalis concentrados con desprendimiento de hidrógeno: Pb + 2NaOH + 2H2O ® Na2Pb(OH)4 + H2, lo que indica las propiedades anfóteras de los compuestos de plomo. El hidróxido de plomo blanco (II), que se precipita fácilmente a partir de soluciones de sus sales, también es soluble tanto en ácidos como en álcalis fuertes:
Pb(OH)2 + 2HNO3® Pb(NO3)2 + 2H2O; Pb(OH)2 + 2NaOH® Na2Pb(OH)4. Al reposar o calentar, el Pb(OH)2 se descompone con la liberación de PbO. Cuando el PbO se fusiona con un álcali, se forma plumbita de composición Na2PbO2.
A partir de una solución alcalina de tetrahidroxoplumbato de sodio Na2Pb(OH)4, el plomo también puede ser desplazado por un metal más activo. Si se coloca un pequeño gránulo de aluminio en una solución tan caliente, se forma rápidamente una bola gris y esponjosa, que se satura con pequeñas burbujas de hidrógeno en evolución y, por lo tanto, flota. Si el aluminio se toma en forma de alambre, el plomo que se libera sobre él lo convierte en una "serpiente" gris.
Cuando se calienta, el plomo reacciona con el oxígeno, el azufre y los halógenos. Entonces, en reacción con el cloro, se forma tetracloruro de PbCl4, un líquido amarillo que humea en el aire debido a la hidrólisis y, cuando se calienta, se descompone en PbCl2 y Cl2. (Los haluros PbBr4 y PbI4 no existen, ya que el Pb (IV) es un agente oxidante fuerte que oxidaría los aniones bromuro y yoduro). El plomo finamente molido tiene propiedades pirofóricas: se inflama en el aire. Con el calentamiento prolongado del plomo fundido, gradualmente se convierte primero en óxido amarillo PbO (litargirio de plomo) y luego (con buen acceso de aire) en minio rojo Pb3O4 o 2PbO PbO2. Este compuesto también se puede considerar como la sal de plomo del ácido ortoleadico Pb2. Con la ayuda de agentes oxidantes fuertes, por ejemplo, lejía, los compuestos de plomo (II) se pueden oxidar a dióxido:
Pb(CH3COO)2 + Ca(ClO)Cl + H2O ® PbO2 + CaCl2 + 2CH3COOH. El dióxido también se forma cuando el plomo rojo se trata con ácido nítrico:
Pb3O4 + 4HNO3 ® PbO2 + 2Pb(NO3)2 + 2H2O. Si el dióxido marrón se calienta fuertemente, a una temperatura de aproximadamente 300 ° C se convertirá en Pb2O3 naranja (PbO PbO2), a 400 ° C en Pb3O4 rojo y por encima de 530 ° C en PbO amarillo (la descomposición se acompaña de la liberación de oxígeno). En una mezcla con glicerina anhidra, el litargirio de plomo reacciona lentamente, en 30-40 minutos, para formar una masilla sólida resistente al agua y al calor, que se puede usar para pegar metal, vidrio y piedra.
El dióxido de plomo es un agente oxidante fuerte. Se enciende un chorro de sulfuro de hidrógeno dirigido al dióxido seco; el ácido clorhídrico concentrado se oxida a cloro:
PbO2 + 4HCl ® PbCl2 + Cl2 + H2O, dióxido de azufre - a sulfato: PbO2 + SO2 ® PbSO4, y Mn2 + sales - a iones permanganato: 5PbO2 + 2MnSO4 + H2SO4 ®5PbSO4 + 2HMnO4 + 2H2O. El dióxido de plomo se forma y luego se consume durante la carga y posterior descarga de las baterías de ácido más comunes. Los compuestos de plomo (IV) tienen propiedades anfóteras aún más típicas. Así, el hidróxido marrón insoluble Pb (OH) 4 es fácilmente soluble en ácidos y álcalis: Pb (OH) 4 + 6HCl ® H2PbCl6; Pb(OH)4 + 2NaOH® Na2Pb(OH)6. El dióxido de plomo, al reaccionar con el álcali, también forma un plumbato complejo (IV):
PbO2 + 2NaOH + 2H2O ® Na2. Si el PbO2 se alea con un álcali sólido, se forma un plumbato de composición Na2PbO3. De los compuestos en los que el plomo(IV) es un catión, el tetraacetato es el más importante. Se puede obtener hirviendo plomo rojo con ácido acético anhidro:
Pb3O4 + 8CH3COOH ® Pb(CH3COO)4 + 2Pb(CH3COO)2 + 4H2O. Al enfriar, se separan de la solución cristales incoloros de tetraacetato de plomo. Otra vía es la oxidación del acetato de plomo(II) con cloro: 2Pb(CH3COO)2 + Cl2 ® Pb(CH3COO)4 + PbCl2. El tetraacetato se hidroliza instantáneamente con agua a PbO2 y CH3COOH. El tetraacetato de plomo encuentra uso en química orgánica como agente oxidante selectivo. Por ejemplo, oxida muy selectivamente solo algunos grupos hidroxilo en las moléculas de celulosa, mientras que el 5-fenil-1-pentanol se oxida por acción del tetraacetato de plomo con ciclación simultánea y formación de 2-bencilfurano.
Los derivados orgánicos del plomo son líquidos incoloros y altamente tóxicos. Uno de los métodos para su síntesis es la acción de haluros de alquilo sobre una aleación de plomo con sodio:
4C2H5Cl + 4PbNa® (C2H5)4Pb + 4NaCl + 3Pb. Por la acción del HCl gaseoso, un radical alquilo tras otro puede ser escindido del plomo tetrasustituido, reemplazándolos con cloro. Los compuestos R4Pb se descomponen al calentarse para formar una película delgada de metal puro. Esta descomposición de tetrametilplomo se utilizó para determinar la vida útil de los radicales libres. El tetraetilo de plomo es un combustible de motor antidetonante.
Conseguir plomo. La cantidad de plomo producido aumenta continuamente. Si en 1800 se recibieron alrededor de 30,000 toneladas en todo el mundo, entonces en 1850 - 130,000 toneladas, en 1875 - 320,000 toneladas, en 1900 - 850,000 toneladas, en 1950 - casi 2 millones de toneladas, y ahora un año alrededor de 5 millones de toneladas son extraídos En términos de producción, el plomo ocupa el cuarto lugar entre los metales no ferrosos, después del aluminio, el cobre y el zinc.
La principal fuente de plomo son los minerales de sulfuro polimetálico que contienen de 1 a 5% de plomo. El mineral se concentra hasta un contenido de plomo de 40 - 75%, luego se somete a tostado: 2PbS + 3O2 ® 2PbO + 2SO2 y el plomo se reduce con coque y monóxido de carbono (II). Un método más económico, llamado autógeno, consiste en realizar la reacción PbS + 2PbO ® 3Pb + SO2 (el PbO se forma durante la tostación parcial de PbS). El plomo obtenido del mineral contiene de 3 a 7% de impurezas en forma de cobre, antimonio, arsénico, estaño, aluminio, bismuto, así como oro y plata. Su eliminación (o aislamiento, si es económicamente viable) requiere operaciones complejas y prolongadas. El plomo también se puede purificar mediante refinación electroquímica. El electrolito es una solución acuosa de fluorosilicato de plomo PbSiF6. El plomo puro se deposita en el cátodo y las impurezas se concentran en el lodo del ánodo, que contiene muchos componentes valiosos, que luego se aíslan.
Plomo en el cuerpo humano. Los compuestos de plomo son venenosos. Pero esto no fue inmediatamente obvio. En el pasado, cubrir la cerámica con vidriado de plomo, fabricar tuberías de agua de plomo, usar plomo blanco (especialmente con fines cosméticos) y usar tuberías de plomo en condensadores de vapor en destilerías han contribuido a la acumulación de plomo en el cuerpo. Los antiguos griegos sabían que el vino y los jugos ácidos no podían guardarse en vasijas de barro vidriado (el vidriado contenía plomo), pero los romanos ignoraron esta regla. James Lind, quien en 1753 recomendó el jugo de limón al Almirantazgo inglés como remedio para el escorbuto de los marineros en un viaje largo, advirtió contra el almacenamiento del jugo en cerámica vidriada. Sin embargo, doscientos años después se observaron casos de envenenamiento, incluso fatales, por la misma razón.
El plomo ingresa al cuerpo a través del tracto gastrointestinal o del sistema respiratorio y luego es transportado por la sangre por todo el cuerpo. Además, la inhalación de polvo de plomo es mucho más peligrosa que la presencia de plomo en los alimentos. En el aire de las ciudades, el contenido de plomo es en promedio de 0,15 a 0,5 µg/m3. En las áreas donde se encuentran las instalaciones de procesamiento de minerales polimetálicos, esta concentración es mayor.
El plomo se acumula en los huesos, reemplazando parcialmente el calcio en el fosfato Ca3(PO4)2. Entrar en los tejidos blandos: músculos, hígado, riñones, cerebro, ganglios linfáticos, el plomo causa una enfermedad: el plomada. Como muchos otros metales pesados, el plomo (en forma de iones) bloquea la actividad de ciertas enzimas. Se descubrió que su actividad disminuye 100 veces con un aumento de 10 veces en la concentración de plomo en la sangre, de 10 a 100 microgramos por 100 ml de sangre. Al mismo tiempo, se desarrolla anemia, el sistema hematopoyético, los riñones y el cerebro se ven afectados, la inteligencia disminuye. Un signo de intoxicación crónica es un borde gris en las encías, un trastorno del sistema nervioso. El plomo es especialmente peligroso para los niños, ya que provoca retrasos en el desarrollo. Al mismo tiempo, decenas de millones de niños menores de 6 años en todo el mundo tienen envenenamiento por plomo; la razón principal es la ingestión de pintura que contiene plomo en la boca. La sal de calcio del ácido etilendiaminotetraacético puede servir como antídoto para el envenenamiento. En un organismo envenenado, el calcio se reemplaza por iones de plomo, que se mantienen muy firmemente en esta sal y se excretan en esta forma.
El plomo puede ingresar fácilmente al cuerpo con el agua potable si entra en contacto con el metal: en presencia de dióxido de carbono, el bicarbonato soluble Pb (HCO3) 2 pasa lentamente a la solución. En la antigua Roma, donde se utilizaban tuberías de plomo para el suministro de agua, este tipo de envenenamiento era muy común, como indica el análisis de los restos de los romanos. Además, la mayoría de los romanos adinerados fueron envenenados, usaron agua corriente, almacenaron vino, aceite de oliva y otros productos en recipientes de plomo y usaron cosméticos que contenían plomo. Es suficiente que solo haya un miligramo de plomo en un litro de agua, y beber esa agua se vuelve muy peligroso. Esta cantidad de plomo es tan pequeña que no cambia el olor ni el sabor del agua, y solo los instrumentos modernos y precisos pueden detectarla.
Algunos historiadores también explican la morbilidad de varios zares rusos con el envenenamiento por plomo. En 1633, se completó la construcción de una tubería de agua en el Kremlin de Moscú. El agua entraba desde un pozo en el piso inferior de la torre Sviblova, que se encontraba en la confluencia de los ríos Neglinnaya y Moscú. Se bombeó agua del pozo con la ayuda de una máquina elevadora: un pelotón (desde entonces, esta torre del Kremlin se llama Vodovzvodnaya). El coche era conducido por caballos. El agua se bombeaba a un tanque grande y desde allí el agua misma fluía a través de tuberías a la cocina real, los jardines y otros lugares. Las tuberías estaban hechas de plomo; el interior del tanque de agua también estaba revestido con láminas de plomo para que el agua no se filtrara por las grietas. Especialmente una gran cantidad de plomo acumulado en el agua durante la noche, después de permanecer inmóvil en el tanque y las tuberías de plomo.
La "plomería de plomo" del Kremlin funcionó durante poco más de 100 años; fue destruida por un incendio en 1737. Y durante el funcionamiento de esta tubería, los zares rusos vivieron menos de lo habitual. Entonces, el zar y el gran duque Ivan V Alekseevich, el hijo del zar Alexei Mikhailovich y su primera esposa, Miloslavskaya, vivieron solo 29 años. Poco antes de su muerte, parecía un anciano decrépito. Desde la niñez, fue, como se escribió entonces, "débil y enfermizo, débil de cuerpo y mente, tartamudo, triste de cabeza, padecía escorbuto y enfermedades de los ojos". De los seis hermanos del rey, cinco no llegaron a los 20 años. Algunos científicos creen que estas son las consecuencias del envenenamiento por plomo. Pero el sexto hermano, Peter Alekseevich, el futuro Peter I, escapó del envenenamiento: pasó su infancia y adolescencia no en el Kremlin, sino en pueblos cerca de Moscú. Y más tarde, rara vez visitó el Kremlin: luchó mucho, viajó por Europa y luego transfirió completamente la capital a las orillas del Neva. Por cierto, la primera tubería de agua en San Petersburgo, que abastecía de agua a los palacios y fuentes del Jardín de Verano, era de madera. Sus pipas estaban hechas de troncos con agujeros perforados en ellos. Peter usó plomo con fines militares, para lanzar balas.
Y así es como los libros de referencia médicos modernos escriben sobre el envenenamiento por plomo: letargo, apatía, pérdida de memoria, demencia precoz, discapacidad visual, los pacientes parecen mayores de lo que son. ¡Sorprendentemente recuerda la vieja descripción del Zar Ivan Alekseevich!
Érase una vez, fueron envenenados no solo con "agua de plomo". El plomo era muy utilizado en la fabricación de platos (esmalte de plomo), blanco de plomo, que se utilizaba para pintar las paredes de las casas. Este uso de plomo ahora está estrictamente prohibido. Blanco, por ejemplo, hacer zinc o titanio. No obstante, la gente de los países industrializados tiene más plomo en el cuerpo que la gente de los países atrasados y en desarrollo, y la gente de las zonas urbanas tiene más plomo que la gente de las zonas rurales. La diferencia puede ser enorme, cientos de veces.
Contaminación por plomo adquirida en el siglo XX. carácter mundial. Incluso en las nieves de Groenlandia, su contenido ha aumentado cinco veces durante cien años, y en los centros de las grandes ciudades en el suelo y las plantas hay 25 veces más plomo que en las afueras. La contaminación por plomo se observa en áreas de extracción de plomo, así como en sitios de procesamiento y en autopistas, especialmente si todavía se usa gasolina con plomo. Una gran cantidad de plomo se deposita en el fondo de los lagos en forma de perdigones de caza. Cada año, más de medio millón de toneladas de este metal venenoso ingresan a los océanos con las aguas residuales. ¡Y quién no ha visto pilas usadas arrojadas a los cubos de basura, o simplemente a las cunetas! Mientras el plomo sea barato, la recolección y el procesamiento de sus desechos no serán rentables. La baja solubilidad de la mayoría de los compuestos de plomo, afortunadamente, no permite que se acumule en cantidades significativas en el agua. En las aguas del Océano Mundial, contiene una media de 0,03 μg/l (3 10-9 %). En promedio, hay poco plomo en la materia viva: 10-4%.
El uso de plomo. A pesar de la toxicidad del plomo, es imposible rechazarlo. El plomo es barato: la mitad del precio del aluminio, 11 veces más barato que el estaño. Después de que el físico francés Gaston Plante inventara el acumulador de plomo en 1859, desde entonces se han utilizado millones de toneladas de plomo para fabricar placas de acumuladores; ¡Actualmente, hasta el 75% de todo el plomo producido en varios países se utiliza para estos fines! El uso de plomo para la fabricación de un agente antidetonante muy venenoso, el tetraetilo de plomo, está disminuyendo gradualmente. La capacidad del tetraetilo de plomo para mejorar la calidad de la gasolina fue descubierta por un grupo de jóvenes ingenieros estadounidenses en 1922; en su búsqueda, se guiaron por la tabla periódica de elementos, acercándose sistemáticamente a los medios más efectivos. Desde entonces, la producción de tetraetilo de plomo ha crecido constantemente; el máximo cae a fines de la década de 1960, cuando se emitían anualmente cientos de miles de toneladas de plomo con los gases de escape solo en los EE. UU., ¡un kilogramo por habitante! En los últimos años, el uso de gasolina con plomo ha sido prohibido en muchas regiones y su producción ha ido disminuyendo.
El plomo blando y dúctil, que no se oxida en presencia de la humedad, es un material indispensable para la fabricación de cubiertas de cables eléctricos; hasta un 20% del plomo se gasta para estos fines en el mundo. El plomo de bajo nivel se utiliza para la fabricación de equipos resistentes a los ácidos para la industria química, por ejemplo, para el revestimiento de reactores en los que se producen ácidos clorhídrico y sulfúrico. El plomo pesado retiene la radiación que es dañina para los humanos y, por lo tanto, se utilizan pantallas de plomo para proteger a los trabajadores en las salas de rayos X, y las preparaciones radiactivas se almacenan y transportan en contenedores de plomo. El plomo también se encuentra en las aleaciones que contienen babbitt, soldaduras "blandas" (la más famosa es "tretnik", una aleación de plomo y estaño).
En la construcción, el plomo se usa para sellar juntas y crear cimientos resistentes a terremotos. En tecnología militar: para la fabricación de metralla y núcleos de bala.
Ilya Leenson
LITERATURA
Una historia de la tecnología. vol. I - V. Oxford: Clarendon Press, 1956-1958
Chisolm J. J. Envenenamiento por plomo. Scientific American, febrero de 1971
Guiar. Ginebra: Publicaciones de la ONU y la OMS, 1980
Polyansky N.G. Guiar. M., "Ciencia", 1986
Davydova S.L., Pimenov Yu.T., Milaeva E.R. Mercurio, estaño, plomo y sus derivados orgánicos en el medio ambiente. Astracán, 2001
El plomo (Pb) es un metal blando de color blanco plateado o grisáceo del grupo 14 (IVa) de la tabla periódica con número atómico 82. Es una sustancia muy maleable, plástica y densa que no conduce bien la electricidad. La fórmula electrónica del plomo es [Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 2. Conocido en la antigüedad y considerado por los alquimistas como el más antiguo de los metales, es muy duradero y resistente a la corrosión, como lo demuestra el uso continuo de tuberías de agua instaladas por los antiguos romanos. El símbolo Pb en la fórmula química del plomo es una abreviatura de la palabra latina plumbum.
Prevalencia en la naturaleza
El plomo se menciona a menudo en los primeros textos bíblicos. Los babilonios usaron el metal para hacer planchas para escribir. Los romanos hicieron pipas de agua, monedas e incluso utensilios de cocina con él. El resultado de esto último fue el envenenamiento de la población con plomo en la época del emperador Augusto César. Un compuesto conocido como plomo blanco se utilizó como pigmento decorativo ya en el año 200 a. mi.
En términos de peso, el contenido de plomo en la corteza terrestre corresponde al estaño. En el espacio hay 0,47 átomos de plomo por cada 10 6 átomos de silicio. Esto es comparable al contenido de cesio, praseodimio, hafnio y tungsteno, cada uno de los cuales se considera un elemento bastante escaso.
Minería
Aunque el plomo no es abundante, los procesos naturales de concentración han resultado en importantes depósitos de valor comercial, especialmente en Estados Unidos, Canadá, Australia, España, Alemania, África y América del Sur. Rara vez se encuentra en forma pura, el plomo está presente en varios minerales, pero todos ellos son de menor importancia, a excepción del sulfuro de PbS (galena), que es la principal fuente de producción industrial de este elemento químico a nivel mundial. El metal también se encuentra en la anglesita (PbSO 4) y la cerusita (PbCO 3). A principios del siglo XXI. Los principales productores mundiales de concentrado de plomo fueron países como China, Australia, EE. UU., Perú, México e India.
El plomo se puede recuperar tostando el mineral, seguido de su fundición en un alto horno o por fundición directa. Las impurezas se eliminan durante la purificación adicional. Casi la mitad de todo el plomo refinado se recupera de chatarra reciclada.
Propiedades químicas
El plomo elemental se puede oxidar a un ion Pb 2+ con iones de hidrógeno, pero su insolubilidad en la mayoría de las sales lo hace resistente a muchos ácidos. La oxidación en medio alcalino es más fácil y favorece la formación de compuestos solubles con estado de oxidación de plomo +2. El óxido PbO 2 con ion Pb 4+ es uno en solución ácida, pero es comparativamente débil en solución alcalina. La oxidación del plomo se ve facilitada por la formación de complejos. La electrodeposición se realiza mejor a partir de soluciones acuosas que contienen hexafluorosilicato de plomo y ácido de hexafluorosilicato.
Cuando se expone al aire, el metal se oxida rápidamente, formando una capa gris opaca que antes se pensaba que era subóxido de Pb 2 O. Ahora se acepta generalmente que es una mezcla de Pb y óxido de PbO, que protege el metal de una mayor corrosión. Aunque el plomo se disuelve en ácido nítrico diluido, sólo es atacado superficialmente por el ácido clorhídrico o sulfúrico porque los cloruros (PbCl 2 ) o sulfatos (PbSO 4 ) insolubles resultantes impiden que la reacción continúe. Las propiedades químicas del plomo, que determinan su resistencia general, permiten utilizar el metal para la fabricación de materiales para techos, el revestimiento de cables eléctricos enterrados o bajo el agua, y como junta para tuberías de agua y estructuras utilizadas para transportar y procesar sustancias corrosivas.
Solicitud de plomo
Solo se conoce una modificación cristalina de este elemento químico con una red metálica densamente empaquetada. En estado libre, aparece el estado de oxidación cero del plomo (como cualquier otra sustancia). El uso generalizado de la forma elemental del elemento se debe a su plasticidad, facilidad de soldadura, bajo punto de fusión, alta densidad y capacidad para absorber rayos gamma y rayos X. El plomo fundido es un excelente disolvente y permite concentrar la plata y el oro libres. Las aplicaciones estructurales del plomo están limitadas por su baja resistencia a la tracción, fatiga y fluidez, incluso bajo cargas ligeras.
El elemento se utiliza en la producción de baterías, en municiones (perdigones y balas), en la composición de soldaduras, estampas, cojinetes, aleaciones ligeras y aleaciones con estaño. En equipos pesados e industriales, se pueden utilizar piezas fabricadas con compuestos de plomo para reducir el ruido y las vibraciones. Dado que el metal absorbe eficazmente la radiación electromagnética de onda corta, se utiliza para el blindaje protector de reactores nucleares, aceleradores de partículas, equipos de rayos X y contenedores para transporte y almacenamiento En la composición de óxido (PbO 2) y una aleación con antimonio o calcio, el elemento se utiliza en baterías convencionales.
Acción sobre el cuerpo
El elemento químico plomo y sus compuestos son tóxicos y se acumulan en el cuerpo durante un largo período de tiempo (conocido como envenenamiento acumulativo) hasta que se alcanza una dosis letal. La toxicidad aumenta a medida que aumenta la solubilidad de los compuestos. En los niños, la acumulación de plomo puede provocar deterioro cognitivo. En adultos, causa enfermedad renal progresiva. Los síntomas de intoxicación incluyen dolor abdominal y diarrea, seguidos de estreñimiento, náuseas, vómitos, mareos, dolor de cabeza y debilidad general. La eliminación del contacto con la fuente de plomo suele ser suficiente para el tratamiento. La eliminación de la sustancia química de los insecticidas y las pinturas pigmentadas, y el uso de respiradores y otros dispositivos de protección en los lugares de exposición han reducido en gran medida la incidencia del envenenamiento por plomo. El reconocimiento de que el tetraetilo de plomo Pb (C 2 H 5) 4 en forma de aditivo antidetonante en la gasolina contaminaba el aire y el agua condujo a su discontinuación en la década de 1980.
Rol biológico
El plomo no juega ningún papel biológico en el cuerpo. La toxicidad de este elemento químico se debe a su capacidad para imitar metales como el calcio, el hierro y el zinc. La interacción del plomo con las mismas moléculas de proteína que estos metales conduce a la terminación de su funcionamiento normal.
propiedades nucleares
El elemento químico plomo se forma tanto como resultado de procesos de absorción de neutrones como de la desintegración de radionucleidos de elementos más pesados. Hay 4 isótopos estables. La abundancia relativa de 204Pb es 1,48%, 206Pb - 23,6%, 207Pb - 22,6% y 208Pb - 52,3%. Los nucleidos estables son los productos finales de la desintegración radiactiva natural del uranio (hasta 206 Pb), el torio (hasta 208 Pb) y el actinio (hasta 207 Pb). Se conocen más de 30 isótopos radiactivos de plomo. De estos, 212 Pb (serie del torio), 214 Pb y 210 Pb (serie del uranio) y 211 Pb (serie del actinio) participan en los procesos de descomposición natural. El peso atómico del plomo natural varía de una fuente a otra dependiendo de su origen.
monóxidos
En los compuestos, los estados de oxidación del plomo son principalmente +2 y +4. Entre los más importantes se encuentran los óxidos. Estos son el PbO, en el que el elemento químico se encuentra en estado +2, el dióxido de PbO 2, en el que aparece el estado de oxidación más alto del plomo (+4), y el tetróxido, Pb 3 O 4 .
El monóxido existe en dos modificaciones: litharga y litharge. Litharg (óxido de plomo alfa) es un sólido rojo o amarillo rojizo con una estructura cristalina tetragonal que existe en forma estable a temperaturas inferiores a 488 °C. Lithar (monóxido de plomo beta) es un sólido amarillo y tiene una estructura cristalina ortorrómbica. Su forma estable existe a temperaturas superiores a 488 °C.
Ambas formas son insolubles en agua, pero se disuelven en ácidos para formar sales que contienen el ion Pb 2+, o en álcalis para formar plumbites, que tienen un ion PbO 2 2-. El litargirio, que se forma por la reacción del plomo con el oxígeno atmosférico, es el compuesto comercial más importante de este elemento químico. La sustancia se utiliza en grandes cantidades directamente y como material de partida para la producción de otros compuestos de plomo.
Una cantidad significativa de PbO se consume en la fabricación de placas de batería de plomo-ácido. La cristalería de alta calidad (cristal) contiene hasta un 30 % de litargirio. Esto aumenta el índice de refracción del vidrio y lo hace brillante, duradero y resonante. Litharg también sirve como desecante en barnices y se utiliza en la fabricación de plomo sódico, que se utiliza para eliminar los tioles malolientes (compuestos orgánicos que contienen azufre) de la gasolina.
Dióxido
En la naturaleza, el PbO 2 existe como el mineral marrón-negro plattnerita, que se produce comercialmente a partir de tetróxido de trialada por oxidación con cloro. Se descompone al calentarlo y da oxígeno y óxidos con un estado de oxidación más bajo que el plomo. El PbO 2 se utiliza como agente oxidante en la fabricación de tintes, productos químicos, pirotecnia y alcoholes y como endurecedor para cauchos de polisulfuro.
El tetróxido de triplomo Pb 3 O 4 (conocido como o minio) se obtiene por oxidación adicional de PbO. Es un pigmento de color rojo anaranjado a rojo ladrillo que se usa en pinturas resistentes a la corrosión para proteger el hierro y el acero expuestos. También reacciona con el óxido de hierro para formar ferrita, que se utiliza en la fabricación de imanes permanentes.
Acetato
También un compuesto de plomo económicamente significativo del estado de oxidación +2 es el acetato Pb(C 2 H 3 O 2 ) 2 . Es una sal hidrosoluble que se obtiene disolviendo litargirio en ácido acético concentrado. La forma general, el trihidrato, Pb(C 2 H 3 O 2) 2 3H 2 O, llamado azúcar de plomo, se usa como fijador en el teñido de textiles y como desecante en algunas pinturas. Además, se utiliza en la producción de otros compuestos de plomo y en plantas de cianuración de oro, donde, en forma de PbS, sirve para precipitar los sulfuros solubles de la solución.
Otras sales
El carbonato, el sulfato y el silicato básicos de plomo alguna vez se usaron ampliamente como pigmentos para pinturas exteriores blancas. Sin embargo, desde mediados del siglo XX uso de los llamados. Los pigmentos de plomo blanco han disminuido significativamente debido a preocupaciones sobre su toxicidad y los peligros asociados para la salud humana. Por la misma razón, prácticamente ha cesado el uso de arseniato de plomo en insecticidas.
Además de los estados de oxidación principales (+4 y +2), el plomo puede tener grados negativos -4, -2, -1 en las fases Zintl (por ejemplo, BaPb, Na 8 Ba 8 Pb 6), y +1 y + 3 - en compuestos orgánicos de plomo como el hexametildiplumban Pb 2 (CH 3) 6 .
El plomo a menudo se considera uno de los metales más antiguos en términos de historia, ya que la humanidad aprendió a extraerlo y procesarlo ya en el año 6400 a. La escala "industrial" del procesamiento del plomo se notó en la Antigua Roma (alrededor de 80 mil toneladas anuales), lo que se explicaba por la disponibilidad de este metal y la facilidad de su fundición. Los romanos hicieron cañerías con él para sus pipas de agua, pero ya entonces sabían de la toxicidad de la sustancia.
Propiedades físicas del plomo
El plomo es un metal pesado con una masa atómica de 207,2 g/mol. Al mismo tiempo, la limpieza es tan suave que se puede cortar con un cuchillo. Las principales características físicas del plomo:
- densidad (n.a.) - 11.3415 g / cm³
- temperatura de fusión - 327,46°C (600,61 K)
- punto de ebullición - 1749°C (2022 K)
- conductividad térmica (a 300 K) – 35,3 W/(m K)
- resistencia a la tracción - 12-13 MPa
Plomo: propiedades químicas
En los compuestos químicos, el elemento Pb alcanza dos estados de oxidación: +2 y +4, en los que es capaz de exhibir propiedades tanto metálicas como no metálicas. Las sales solubles de plomo están representadas por:
- acetato Pb (CH 3 COO) 2
- nitrato Pb (NO 3) 2
- sulfato PbSO 4
- cromato PbCrO 4
A temperaturas ordinarias, el plomo no se disuelve en agua pura, lo que no se puede decir del agua saturada de oxígeno. Además, el elemento Pb se disuelve rápidamente en ácido nítrico diluido y ácido sulfúrico concentrado. El ácido sulfúrico diluido no tiene efecto sobre el plomo, mientras que el ácido clorhídrico tiene poco efecto. En cuanto a los medios alcalinos, tanto en ellos como en soluciones ácidas, el plomo se convierte en un agente reductor. Al mismo tiempo, el plomo soluble en agua, en particular su acetato, es muy tóxico.
Solicitud de plomo
El plomo puro se usa en medicina (máquinas de rayos X), geología (sus isótopos ayudan a determinar la edad de las rocas), pero se usa más ampliamente en compuestos:
- Los sulfuros y yoduros de plomo se utilizan en la fabricación de baterías.
- nitratos y azidas - para la fabricación de explosivos
- dióxidos y cloruros - para fuentes de corriente química
- arsenitos y arsenatos - en agricultura para la destrucción de insectos dañinos
- telururos - para la producción de generadores termoeléctricos y unidades de refrigeración
También se sabe que el plomo retrasa la radiación, lo que se explica por su capacidad para absorber perfectamente la radiación g. Como resultado, el Pb es el elemento principal para la fabricación de materiales de protección contra la radiación utilizados en la creación de reactores nucleares e instalaciones de rayos X.
El plomo se conoce desde el 3er - 2do milenio antes de Cristo. en Mesopotamia, Egipto y otros países antiguos, donde se hicieron grandes ladrillos (cerdos), estatuas de dioses y reyes, sellos y diversos artículos para el hogar. El plomo se usaba para hacer bronce, así como tablillas para escribir con un objeto afilado y duro. Más tarde, los romanos comenzaron a fabricar tuberías de plomo para tuberías de agua. En la antigüedad, el plomo se asociaba con el planeta Saturno y, a menudo, se lo denominaba Saturno. En la Edad Media, debido a su gran peso, el plomo desempeñaba un papel especial en las operaciones alquímicas, se le atribuía la capacidad de convertirse fácilmente en oro.
Estar en la naturaleza, obteniendo:
El contenido en la corteza terrestre es de 1,6 10 -3% en peso. El plomo nativo es raro, la gama de rocas en las que se encuentra es bastante amplia: desde rocas sedimentarias hasta rocas intrusivas ultrabásicas. Se encuentra principalmente en forma de sulfuros (PbS - lustre de plomo).
La producción de plomo a partir de lustre de plomo se lleva a cabo mediante la fusión de la reacción de tostado: primero, la carga se somete a una cocción incompleta (a 500-600 ° C), en la que parte del sulfuro se convierte en óxido y sulfato:
2PbS + 3O 2 \u003d 2PbO + 2SO 2 PbS + 2O 2 \u003d PbSO 4
Luego, continuando con el calentamiento, detenga el acceso de aire; mientras que el sulfuro restante reacciona con óxido y sulfato, formando plomo metálico:
PbS + 2РbО = 3Рb + SO 2 PbS + РbSO 4 = 2Рb + 2SO 2
Propiedades físicas:
Uno de los metales más blandos, fácil de cortar con un cuchillo. Suele estar cubierto de una película más o menos gruesa de óxidos de color gris sucio; al cortarlo se abre una superficie brillante que se desvanece con el tiempo en el aire. Densidad - 11,3415 g / cm 3 (a 20 ° C). Punto de fusión - 327,4°C, punto de ebullición - 1740°C
Propiedades químicas:
A altas temperaturas, el plomo forma compuestos de la forma PbX 2 con halógenos, no reacciona directamente con el nitrógeno, forma sulfuro de PbS cuando se calienta con azufre y se oxida a PbO con oxígeno.
En ausencia de oxígeno, el plomo no reacciona con el agua a temperatura ambiente, pero cuando se expone al vapor de agua caliente, forma óxidos de plomo e hidrógeno. En una serie de voltajes, el plomo está a la izquierda del hidrógeno, pero no desplaza al hidrógeno del HCl diluido y H 2 SO 4, debido a la sobretensión de liberación de H 2 sobre el plomo, y también debido a la formación de una película de sales escasamente solubles en la superficie del metal que protege el metal de la acción de los ácidos posteriores.
En los ácidos sulfúrico y clorhídrico concentrados, cuando se calienta, el plomo se disuelve y forma, respectivamente, Pb (HSO 4) 2 y H 2 [PbCl 4]. El nítrico, así como algunos ácidos orgánicos (por ejemplo, el cítrico) disuelven el plomo para formar sales de Pb(II). El plomo también reacciona con soluciones alcalinas concentradas:
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 (conc.) + 2H 2 O \u003d Na 2 + H 2
Para el plomo, los compuestos con estados de oxidación son los más característicos: +2 y +4.
Las conexiones más importantes:
óxidos de plomo- con el oxígeno, el plomo forma una serie de compuestos Pb 2 O, PbO, Pb 2 O 3, Pb 3 O 4, PbO 2, principalmente de naturaleza anfótera. Muchos de ellos están pintados en colores rojo, amarillo, negro, marrón.
Óxido de plomo (II)- PbO. Rojo (baja temperatura a- modificación, litargirio) o amarillo (alta temperatura b-modificación, masicot). Térmicamente estable. Reaccionan muy mal con agua, solución de amoníaco. Muestra propiedades anfóteras, reacciona con ácidos y álcalis. Oxidado por oxígeno, reducido por hidrógeno y monóxido de carbono.
Óxido de plomo (IV)- PbO2. Plattnerita. Marrón oscuro, polvo pesado, se descompone sin derretirse al calentarlo suavemente. No reacciona con agua, ácidos diluidos y álcalis, solución de amoníaco. Se descompone por ácidos concentrados, álcalis concentrados, cuando se hierve, se transfiere lentamente a la solución con la formación de....
Fuerte agente oxidante en ambientes ácidos y alcalinos.
Los óxidos de PbO y PbO 2 corresponden a anfóteros hidróxidos Pb(OH)2 y Pb(OH)4. Obtener..., Propiedades...
Pb 3 O 4 - plomo rojo. Se considera como un óxido mixto u orto-plombato de plomo (II) - Рb 2 PbО 4 . Polvo rojo anaranjado. Con un fuerte calentamiento, se descompone, se derrite solo bajo un exceso de presión de O 2. No reacciona con agua, hidrato de amoníaco. descompone conc. ácidos y álcalis. Oxidante fuerte.
Sales de plomo (II). Por regla general, son incoloros, según su solubilidad en agua se dividen en insolubles (por ejemplo, sulfato, carbonato, cromato, fosfato, molibdato y sulfuro), ligeramente solubles (yoduro, cloruro y fluoruro) y solubles (por ejemplo , acetato de plomo, nitrato y clorato). acetato de plomo, o azúcar de plomo, Pb (CH 3 COO) 2 3H 2 O, cristales incoloros o polvo blanco de sabor dulce, se meteoriza lentamente con pérdida de agua hidratada, es una sustancia muy tóxica.
Calcogenuros de plomo- PbS, PbSe y PbTe - cristales negros, semiconductores de brecha estrecha.
Sales de plomo (IV) puede obtenerse por electrólisis de soluciones de sales de plomo(II) fuertemente acidificadas con ácido sulfúrico. Propiedades...
Hidruro de plomo (IV)- El PbH 4 es una sustancia gaseosa inodoro que se descompone muy fácilmente en plomo e hidrógeno. Se obtiene en pequeñas cantidades por reacción de Mg 2 Pb y HCl diluido.
Solicitud:
El plomo protege bien la radiación y los rayos X, se utiliza como material de protección, en particular, en salas de rayos X, en laboratorios donde existe el peligro de exposición a la radiación. También se utiliza para la fabricación de placas de batería (alrededor del 30% de plomo fundido), cubiertas de cables eléctricos, protección contra la radiación gamma (paredes de ladrillos de plomo), como componente de aleaciones de impresión y antifricción, materiales semiconductores.
El plomo y sus compuestos, especialmente los orgánicos, son tóxicos. Al ingresar a las células, el plomo desactiva las enzimas, lo que interrumpe el metabolismo y causa retraso mental en los niños, enfermedades cerebrales. El plomo puede reemplazar el calcio en los huesos, convirtiéndose en una fuente constante de envenenamiento. El MPC en el aire atmosférico de los compuestos de plomo es de 0,003 mg/m 3, en el agua de 0,03 mg/l, en el suelo de 20,0 mg/kg.
Barsukova M. Petrova M.
Universidad Estatal KhF Tyumen, 571 grupos.
Fuentes: Wikipedia: http://ru.wikipedia.org/wiki/Lead y otros,
N.A. Figurovsky "Descubrimiento de los elementos y el origen de sus nombres". Moscú, Nauka, 1970
Remy G. "Curso de química inorgánica", v.1. Editorial de Literatura Extranjera, Moscú.
Lidin R.A. "Propiedades químicas de los compuestos inorgánicos". M.: Química, 2000. 480 p.: il.