Характеристики на оловото, неговите основни характеристики и приложение. Използването на оловен метал в националната икономика и строителството
Съдържанието на статията
ВОДЯ– химичен елемент IV група на периодичната таблица. Относителна атомна маса ( А r = 207,2) е средната стойност на масите на няколко изотопа: 204Pb (1,4%), 206Pb (24,1%), 207Pb (22,1%) и 208Pb (52,4%). Последните три нуклида са крайните продукти на естествените радиоактивни трансформации на уран, актиний и торий. Известни са и повече от 20 радиоактивни изотопа на оловото, от които най-дългоживеещите са 202 Pb и 205 Pb (с периоди на полуразпад 300 хиляди и 15 милиона години). В природата се образуват и краткотрайни изотопи на оловото с масови числа 209, 210, 212 и 214 с период на полуразпад съответно 3,25 часа, 27,1 години, 10,64 часа и 26,8 минути. Съотношението на различните изотопи в различните проби от оловни руди може леко да варира, което прави невъзможно определянето на стойността на оловото А r с по-голяма точност.
AT земната кораима малко олово - 0,0016% от теглото, но този един от най-тежките метали е много по-разпространен от най-близките си съседи - злато, живак и бисмут. Това е така, защото различните изотопи на оловото са крайни продукти от разпадането на уран и торий, така че съдържанието на олово в земната кора бавно се увеличава в продължение на милиарди години.
Има много рудни находища, богати на олово, а металът лесно се отделя от минералите. Общо са известни повече от сто оловни минерала. От тях основните са галенит (оловен блясък) PbS и продуктите от неговите химични трансформации - англезит (оловен витриол) PbSO 4 и церусит ("бяла оловна руда") PbCO 3. По-рядко се срещат пироморфит („зелена оловна руда“) PbCl 2 3Pb 3 (PO 4) 2, миметит PbCl 2 3Pb 3 (AsO 4) 2, крокоит („червена оловна руда“) PbCrO 4, вулфенит („жълта оловна руда“ ) PbMoO 4 , Столцит PbWO 4 . Други метали също често се срещат в оловните руди - мед, цинк, кадмий, сребро, злато, бисмут и др. На мястото на поява на оловни руди, почвата (до 1% Pb), растенията и водата са обогатени с този елемент .
В силно окислителната алкална среда на степите и пустините е възможно образуването на оловен диоксид, минералът платнерит. И изключително рядко местно метално олово.
История.
Произходът на думата "олово" е неясен. В старите времена оловото не винаги е било ясно разграничено от калая. В повечето славянски езици (български, сърбохърватски, чешки, полски) оловото се нарича калай. Нашето "олово" се среща само в езиците на балтийската група: svinas (литовски), svin (латвийски). За някои нещастни преводачи това доведе до смешни недоразумения, например до „калаени батерии“ в колите. Английското наименование за олово и холандската дума за олово вероятно са свързани с нашия "тинкер". Латинското plumbum (също с неясен произход) дава английската дума plumber - водопроводчик (някога тръбите са били сечени с меко олово. И друго объркване, свързано с оловото. Древните гърци са наричали оловото "molybdos" (името е запазено в съвременния гръцки Оттук и латински molibdaena: през Средновековието това е името, дадено на оловния блясък PbS и по-редкия молибденов блясък (MoS 2) и други подобни минерали, които оставят черна следа върху светла повърхност. белег оставят графитът и самото олово.Тънките оловни пръчици можеха да пишат върху пергамент, не без причина с немски молив - Bleistift, т.е.
Оловото, заедно със златото, среброто, медта, калая, желязото и живака, е един от седемте метала, познати от древността. Тези метали бяха сравнени с известните тогава планети (Сатурн съответстваше на оловото). Смята се, че за първи път хората са топили олово от руди преди 8 хиляди години. разкопки в Древен Египетсребърни и оловни предмети са намерени в погребения преди династичния период. Подобни находки, направени в Месопотамия, датират от същото време. Съвместните находки на сребърни и оловни предмети не са изненадващи. Дори в праисторически времена вниманието на хората е било привлечено от красиви тежки кристали с оловен блясък. Депозитите на този минерал са открити в планините на Армения, в централните райони на Мала Азия. И минералът галенит често съдържа значителни примеси на сребро. Ако поставите парчета от този минерал в огън, сярата ще изгори и ще потече разтопено олово (въгленът предотвратява окисляването на оловото). Вече преди много хилядолетия нова ерав Месопотамия, Египет, са отливани статуи от него.
През VI век. пр.н.е. богати находища на галенит са открити в Лаврион, планински район близо до Атина. По време на Пуническите войни (264-146 г. пр. н. е.) на територията на съвременна Испания работят множество оловни мини, които са положени от гърците и финикийците. По-късно те са разработени от римляните; Римските инженери са използвали олово, за да направят древни водопроводни тръби. Древногръцкият историк Херодот (5 век пр. н. е.) пише за метод за укрепване на железни и бронзови скоби в каменни плочи чрез запълване на дупки с топимо олово. По-късно, по време на разкопките на Микена, в каменните стени са открити оловни скоби.
При получаването на олово древните металурзи първо калцинират рудата, докато протичат реакции
2PbS + 3O 2 ® 2PbO + 2SO 2 и PbS + 2O 2 ® PbSO 4 . След това температурата беше повишена, което доведе до топене на олово:
PbS + 2PbO ® 3Pb + SO 2 ; PbS + PbSO 4 ® 2Pb + 2SO 2 . Първите пещи за топене, направени от глина и камъни, са били много примитивни. Те се опитаха да ги монтират по склоновете на хълмовете, където духат ветровете, които помагат на стрелбата. Топеното олово, като правило, съдържаше сребро - понякога до 0,5% или повече. При бавно охлаждане на такава стопилка първо кристализира чистото олово, а течността се обогатява със сребро - до около 2%. За изолиране на сребро е използван методът на купелация: разтопеното олово се окислява в порест глинен съд - шрифтове и след това неговият оксид отново се редуцира до метал. Механизмът на този процес е проучен едва през 1833 г.
Оловото също се използва за пречистване на злато и сребро чрез купелация. За целта благородният метал, който трябва да се пречисти, се легира с олово. Оловото и други примеси лесно се окисляват при висока температура; получените оксиди бяха издухани от въздушна струя и частично абсорбирани в порите на шрифта, а на дъното остана слитък от чисто сребро или злато. След това оловният оксид може да се превърне обратно в метал чрез нагряване с въглен. Археологическите находки в Ур и Троя свидетелстват, че купелирането е било известно в северозападната част на Мала Азия още през първата половина на 3-то хилядолетие пр.н.е. И гръцките занаятчии успяха да извлекат почти цялото сребро от оловото, добито в Лаврион: съвременни анализисамо 0,02% от него останаха в олово! Изкуството на древните металурзи е достойно за изненада: в крайна сметка те не са имали начин да контролират температурата различни етапипроцес, нито поведение химични анализи. И въпреки това в депата на мините имаше много неизвлечено олово. Още по-добри резултати са постигнали римските металурзи, намалявайки наполовина остатъчното количество сребро. Разбира се, те не се притесняваха за чистотата на оловото, а за пълнотата на извличането от него. благороден метал. Освен това, както свидетелства гръцкият историк Страбон, обработвайки старите сметища в Лаврион, римляните са успели да извлекат доста много както олово, така и сребро, оставяйки около два милиона тона отпадъчна руда в сметищата. След това мините са изоставени за почти две хилядолетия, но през 1864 г. те започват да обработват сметищата отново - сега само в името на среброто (около 0,01% от него остава в тях). В съвременните металургични предприятия остава стотици пъти по-малко сребро в оловото.
Древните грънчари, смилайки оловния блясък с глина и вода, поливали глинените съдове за изпичане с тази смес. При високи температури повърхността на съда се покрива с топимо оловно стъкло. През 1673 г. английският стъклар Джордж Рейвънскрофт, добавяйки оловен оксид към състава на стъклото, изобретил кристално стъкло, което се топи лесно, идеално обработваемо и има специален блясък, който го доближава до настоящето. планински кристал. По-късно, чрез сливане на чист бял пясък, поташ и оловен оксид, те получават страз (от името на бижутера Щрас, живял в края на 18 век) - вид стъкло с толкова силен блясък, че имитира диамант добре, и с примес на различни пигменти - други скъпоценни камъни.
Дървените корпуси на древните кораби са били облицовани с тънки оловни плочи. Един такъв гръцки кораб, построен през 3-ти век. пр. н. е., е открит през 1954 г. на дъното на Средиземно море близо до Марсилия. Римляните също са правили тръби от олово с дължина 3 метра и различни, но строго определени диаметри (има общо 15 варианта). Това е първият пример за стандартизирано индустриално производство. Първо, плоча е излята от олово, увита около дървена пръчка, и шевът е запечатан с калаено-оловен припой (съставът му е останал почти непроменен оттогава). Често се откриваха течове по тръбите, които трябваше да бъдат ремонтирани. Досега при разкопки в Италия и Англия се откриват такива лули в много добро състояние. Римският архитект и инженер Маркус Витрувий Полио препоръчва замяната на оловни тръби с керамични тръби, направени от изпечена глина. Той обърна внимание на болестта на работниците, участващи в топенето на олово, и вярваше, че оловото "лишава кръвта от нейната сила". Не всички обаче бяха на това мнение. И така, римският държавник, учен и писател Плиний, авторът на известната "Естествена история", пише за ползите от оловните препарати, че оловният мехлем помага за премахване на белези, лекува язви и очни заболявания.
През Средновековието покривите на църкви и дворци често са били покривани с устойчиви на атмосферни влияния оловни плочи. Още през 669 г. покривът на манастирската църква в Йорк е покрит с олово, а през 688 г. епископът в Нортъмбърланд нарежда покривът и стените на църквата да бъдат обшити с оловни плочи. Известните витражи в катедралите бяха сглобени с помощта на оловни рамки с жлебове, в които бяха укрепени плочи от цветно стъкло. Изработени от олово по примера на римляните и водопроводни, както и дренажни тръби. И така, през 1532 г. в Уестминстърския дворец са монтирани оловни дренажни тръби с квадратно сечение. Всички тези продукти в онези дни не се търкаляха, а се отливаха във форми, на дъното на които се изсипваше фино пресят пясък. С течение на времето върху оловните продукти се появи силен защитен слой - патина. Някои облицовани с олово средновековни шпилове са оцелели почти седемстотин години. За съжаление, пожарът от 1561 г. в Лондон унищожи такъв шпил на най-голямата катедрала Свети Петър.
Когато се появиха огнестрелни оръжия големи количестваолово се използва за направата на куршуми и изстрел, а оловото също започва да се свързва със смъртна опасност: „Разрушителното олово ще свисти около мен“ (А. Пушкин), „За вашия окоп друг боец постави гърдите си под зло олово“ (К. Симонов). Първо, изстрелът беше отлят в разглобяеми форми. През 1650 г. английският принц Рупърт изобретява по-бърз и удобен начин. Той откри, че ако се добави малко арсен към оловото и сплавта се излее през нещо като голям гевгир в резервоар с вода, топките от сачми се оформят в правилни сферични форми. И след като през 1436 г. Йоханес Гутенберг изобретява начин за отпечатване на книги с помощта на подвижни метални знаци, стотици години печатарите отливат букви от така наречената печатарска сплав на основата на олово (с примес на калай и антимон).
От оловните съединения червеният олово Pb 3 O 4 и основният оловен карбонат (оловно бяло) са използвани от древни времена като червена и бяла боя. Почти всички картини на старите майстори са рисувани с бои, приготвени на базата на оловна бяла. Оригиналът беше старият метод за получаването им: саксии със силен оцет се поставяха в тор, а върху тях се окачваха тънки оловни пластини, усукани на спирала. Разлагайки се, оборският тор дава топлина (необходима е за засилено изпаряване на оцетната киселина) и въглероден диоксид. Съвместното действие на тези вещества върху оловото, както и върху атмосферния кислород, даде бяло. В допълнение към токсичността, тези бели потъмняват с времето, тъй като реагират със следи от сероводород, който винаги присъства във въздуха: 2PbCO 3 Pb (OH) 2 + 3H 2 S ® 3PbS + 2CO 2 + 4H 2 O. Когато възстановяване на такива картини, потъмнели зони, внимателно обработени с разтвор на H 2 O 2, който превръща черния сулфид в бял сулфат: PbS + 4H 2 O 2 ® PbSO 4 + 4H 2 O. В момента отровното оловно бяло е заменено с по-скъпо , но безвредно титаниево бяло. Ограничена употреба (например като пигменти за художествени маслени бои) имат пигменти, съдържащи олово: оловен коронен лимон 2PbCrO 4 PbSO 4, оловен коронен жълт 13PbCrO 4 PbSO 4, червен оловно-молибдатов коронен 7PbCrO 4 PbSO 4 PbMoO четири.
оловни свойства.
Оловото обикновено има мръсносив цвят, въпреки че прясното му изрязване има синкав оттенък и блести. Въпреки това, лъскавият метал бързо се покрива с мътносив защитен филм от оксид. Плътността на оловото (11,34 g / cm 3) е един и половина пъти по-голяма от желязото, четири пъти по-голяма от алуминия; дори среброто е по-леко от оловото. Не без причина на руски „олово“ е синоним на тежък: „Дъждовна нощ, тъмнина се разстила по небето с оловни дрехи“; „И как оловото отиде до дъното“ - тези редове на Пушкин ни напомнят, че концепцията за потисничество, тежест е неразривно свързана с оловото.
Оловото се топи много лесно - при 327,5 ° C, кипи при 1751 ° C и е забележимо летливо още при 700 ° C. Този факт е много важен за работещите в предприятия за добив и преработка на олово. Оловото е един от най-меките метали. Драска се лесно с нокът и се разточва на много тънки листове. Оловни сплави с много метали. С живака той дава амалгама, която с малко съдържание на олово е течна.
Според своите химични свойства оловото е неактивен метал: в електрохимичната серия от напрежения то стои точно пред водорода. Следователно оловото лесно се измества от други метали от разтвори на неговите соли. Ако цинкова пръчица се потопи в подкислен разтвор на оловен ацетат, върху нея се отделя олово под формата на пухкаво покритие от малки кристали, което носи старото име "Сатурново дърво". Ако реакцията бъде спряна чрез опаковане на цинка във филтърна хартия, ще растат по-големи оловни кристали.
Най-типичната степен на окисление за оловото е +2; оловните (IV) съединения са много по-малко стабилни. В разредена солна и сярна киселина оловото практически не се разтваря, включително поради образуването на неразтворим хлориден или сулфатен филм на повърхността. Със силна сярна киселина (при концентрация над 80%) оловото реагира с образуването на разтворим хидросулфат Pb (HSO 4) 2, а в гореща концентрирана солна киселина разтварянето се придружава от образуването на сложен хлорид H 4 PbCl 6 . Оловото лесно се окислява с разредена азотна киселина:
Pb + 4HNO 3 ® Pb (NO 3) 2 + 2NO 2 + H 2 O. Разлагането на оловен (II) нитрат при нагряване е удобно лабораторен методполучаване на азотен диоксид:
2Pb(NO 3) 2 ® 2PbO + 4NO 2 + O 2 .
В присъствието на кислород оловото се разтваря и в редица органични киселини. Под действието на оцетна киселина се образува лесно разтворим ацетат Pb (CH 2 COO) 2 (старото наименование е „оловна захар“). Оловото също е забележимо разтворимо в мравчена, лимонена и винена киселина. Разтворимостта на оловото в органични киселини може преди това да е довела до отравяне, ако храната е била приготвена в съдове, покрити с калай или запоени с олово. Разтворимите оловни соли (нитрат и ацетат) във вода се хидролизират:
Pb (NO 3) 2 + H 2 O Pb (OH) NO 3 + HNO 3. Суспензия от основен оловен ацетат ("оловен лосион") има ограничена медицинска употреба като външно стягащо средство.
Оловото се разтваря бавно в концентрирани алкали с отделяне на водород: Pb + 2NaOH + 2H 2 O ® Na 2 Pb (OH) 4 + H 2, което показва амфотерните свойства на оловните съединения. Белият оловен (II) хидроксид, който лесно се утаява от разтвори на неговите соли, също е разтворим както в киселини, така и в силни основи:
Pb (OH) 2 + 2HNO 3 ® Pb (NO 3) 2 + 2H 2 O; Pb (OH) 2 + 2NaOH ® Na 2 Pb (OH) 4. При престояване или нагряване Pb (OH) 2 се разлага с отделяне на PbO. Когато PbO се слее с алкали, се образува плумбит със състав Na 2 PbO 2.
От алкален разтвор на натриев тетрахидроксоплюмбат Na 2 Pb (OH) 4 оловото също може да бъде изместено повече активен метал. Ако в такъв загрят разтвор се постави малка алуминиева гранула, бързо се образува сива пухкава топка, която е наситена с малки мехурчета отделящ се водород и поради това изплува. Ако алуминият се вземе под формата на тел, оловото, пуснато върху него, го превръща в сива "змия".
При нагряване оловото реагира с кислород, сяра и халогени. И така, при реакция с хлор се образува PbCl 4 тетрахлорид - жълта течност, която пуши във въздуха поради хидролиза и при нагряване се разлага на PbCl 2 и Cl 2. (Халогенидите PbBr 4 и PbI 4 не съществуват, тъй като Pb (IV) е силен окислител, който би окислил бромидни и йодидни аниони.) Фино смляното олово има пирофорни свойства - пламва във въздуха. При продължително нагряване на разтопеното олово той постепенно се превръща първо в жълт оксид PbO (оловен кал), а след това (при добър достъп на въздух) в червен миниум Pb 3 O 4 или 2PbO PbO 2. Това съединение може също така да се счита за оловна сол на ортолеодинова киселина Pb 2 . С помощта на силни окислители, например белина, оловните (II) съединения могат да бъдат окислени до диоксид:
Pb (CH 3 COO) 2 + Ca (ClO) Cl + H 2 O ® PbO 2 + CaCl 2 + 2CH 3 COOH. Диоксид също се образува, когато червено олово се третира с азотна киселина:
Pb 3 O 4 + 4HNO 3 ® PbO 2 + 2Pb (NO 3) 2 + 2H 2 O. Ако кафявият диоксид се нагрее силно, тогава при температура от около 300 ° C той ще се превърне в оранжев Pb 2 O 3 (PbO PbO 2), при 400 ° C - в червен Pb 3 O 4 и над 530 ° C - в жълт PbO (разлагането е придружено от освобождаване на кислород). В смес с безводен глицерин, оловният кал реагира бавно в рамките на 30-40 минути и образува водоустойчива и топлоустойчива твърда замазка, която може да се използва за лепене на метал, стъкло и камък.
Оловният диоксид е силен окислител. Струя от сероводород, насочена към сух диоксид, се запалва; концентрираната солна киселина се окислява от нея до хлор:
PbO 2 + 4HCl ® PbCl 2 + Cl 2 + H 2 O, серен диоксид - до сулфат: PbO 2 + SO 2 ® PbSO 4 и Mn 2+ соли - до перманганатни йони: 5PbO 2 + 2MnSO 4 + H 2 SO 4 ® 5PbSO 4 + 2HMnO 4 + 2H 2 O. Оловен диоксид се образува и след това се изразходва по време на зареждане и последващо разреждане на най-често срещаните киселинни батерии. Съединенията на оловото (IV) имат още по-типични амфотерни свойства. И така, неразтворимият кафяв хидроксид Pb (OH) 4 е лесно разтворим в киселини и основи: Pb (OH) 4 + 6HCl ® H 2 PbCl 6; Pb (OH) 4 + 2NaOH ® Na 2 Pb (OH) 6. Оловен диоксид, реагирайки с алкали, също образува сложен отвес (IV):
PbO 2 + 2NaOH + 2H 2 O ® Na 2. Ако PbO 2 се легира с твърда основа, се образува отвес със състав Na 2 PbO 3. От съединенията, в които оловото (IV) е катион, тетраацетатът е най-важен. Може да се получи чрез кипене на червено олово с безводна оцетна киселина:
Pb 3 O 4 + 8CH 3 COOH ® Pb (CH 3 COO) 4 + 2Pb (CH 3 COO) 2 + 4H 2 O. При охлаждане от разтвора се отделят безцветни кристали на оловен тетраацетат. Друг начин е окисляването на оловен (II) ацетат с хлор: 2Pb (CH 3 COO) 2 + Cl 2 ® Pb (CH 3 COO) 4 + PbCl 2. Водният тетраацетат незабавно хидролизира до PbO 2 и CH 3 COOH. Оловният тетраацетат намира приложение в органичната химия като селективен окислител. Например, той много селективно окислява само някои хидроксилни групи в целулозните молекули, докато 5-фенил-1-пентанолът се окислява чрез действието на оловен тетраацетат с едновременна циклизация и образуването на 2-бензилфуран.
Органичните оловни производни са безцветни, силно токсични течности. Един от методите за техния синтез е действието на алкилхалогениди върху сплав от олово с натрий:
4C 2 H 5 Cl + 4PbNa® (C 2 H 5) 4 Pb + 4NaCl + 3Pb. Чрез действието на газообразен HCl един след друг алкилови радикали могат да бъдат отцепени от тетразаместено олово, като ги заменят с хлор. R 4 Pb съединенията се разлагат при нагряване, за да образуват тънък филм от чист метал. Това разлагане на тетраметилолово е използвано за определяне на живота на свободните радикали. Тетраетилолово е антидетонационно моторно гориво.
Получаване на олово.
Количеството произведено олово непрекъснато нараства. Ако през 1800 г. в целия свят са получени около 30 000 тона, то през 1850 г. - 130 000 тона, през 1875 г. - 320 000 тона, през 1900 г. - 850 000 тона, през 1950 г. - почти 2 милиона тона, а сега годишно се добиват около 5 милиона тона. По производство оловото е на четвърто място сред цветните метали - след алуминия, медта и цинка.
Основният източник на олово са полиметалните сулфидни руди, съдържащи от 1 до 5% олово. Рудата се концентрира до съдържание на олово от 40 - 75%, след което се изпича: 2PbS + 3O 2 ® 2PbO + 2SO 2 и оловото се редуцира с кокс и въглероден оксид (II). По-икономичен, така нареченият автогенен, метод се състои в провеждане на реакцията PbS + 2PbO ® 3Pb + SO 2 (PbO се образува при частично изпичане на PbS). Оловото, получено от руда, съдържа от 3 до 7% примеси под формата на мед, антимон, арсен, калай, алуминий, бисмут, както и злато и сребро. Отстраняването им (или изолирането, ако е икономически изгодно) изисква сложни и отнемащи време операции. Оловото може да бъде пречистено и чрез електрохимично рафиниране. Електролитът е воден разтвор на оловен флуоросиликат PbSiF 6 . Чистото олово се утаява върху катода, а примесите се концентрират в анодната утайка, която съдържа много ценни компоненти, които след това се изолират.
Олово в човешкото тяло.
Оловните съединения са отровни. Но това не беше очевидно веднага. Предишно покритие грънчарствооловна глазура, производството на оловни водопроводни тръби, използването на оловно бяло олово (особено за козметични цели), използването на оловни тръби в парни кондензатори в дестилерии - всичко това доведе до натрупване на олово в тялото. Древните гърци са знаели, че виното и киселите сокове не могат да се държат в стъклени фаянсови съдове (глазурата съдържала олово), но римляните пренебрегнали това правило. Джеймс Линд, който препоръчва през 1753 г. на английското адмиралтейство лимонов соккато лек за скорбут за моряци на дълго плаване, той предупреждава да не се съхранява сок в глазирана керамика. Въпреки това двеста години по-късно по същата причина са наблюдавани случаи на отравяне, включително фатални.
Оловото навлиза в тялото през стомашно-чревния трактили дихателната система и след това се пренася от кръвта в цялото тяло. Освен това вдишването на оловен прах е много по-опасно от наличието на олово в храната. Във въздуха на градовете съдържанието на олово е средно от 0,15 до 0,5 µg/m 3 . В районите, където са разположени съоръжения за преработка на полиметални руди, тази концентрация е по-висока.
Оловото се натрупва в костите, като частично замества калция в Ca 3 (PO 4) 2 фосфат. Попадайки в меките тъкани - мускули, черен дроб, бъбреци, мозък, лимфни възли, оловото причинява заболяване - plumbism. Подобно на много други тежки метали, оловото (под формата на йони) блокира активността на определени ензими. Установено е, че тяхната активност намалява 100 пъти при повишаване на концентрацията на олово в кръвта 10 пъти - от 10 до 100 микрограма на 100 ml кръв. В същото време се развива анемия, хемопоетичната система, бъбреците и мозъкът са засегнати, интелигентността намалява. знак хронично отравяне- сива граница на венците, разстройство на нервната система. Оловото е особено опасно за децата, тъй като причинява изоставане в развитието. В същото време десетки милиони деца по света под 6-годишна възраст имат отравяне с олово; основната причина е поглъщането на боя, съдържаща олово в устата. Калциевата сол на етилендиаминтетраоцетната киселина може да служи като антидот при отравяне. В отровения организъм калцият се заменя с оловни йони, които се задържат много здраво в тази сол и се изхвърлят в тази форма.
Оловото може лесно да навлезе в тялото с питейната вода, ако влезе в контакт с метал: в присъствието на въглероден диоксид разтворимият бикарбонат Pb (HCO 3) 2 бавно преминава в разтвора. В древен Рим, където оловни тръби са били използвани за водоснабдяване, подобно отравяне е било много често, както показва анализът на останките на римляните. Освен това най-вече богатите римляни са били отровени, които са използвали водопроводни инсталации, държали вино, зехтин и други продукти в оловни съдове и са използвали козметика, съдържаща олово. Достатъчно е да има само един милиграм олово в литър вода - и пиенето на такава вода става много опасно. Това количество олово е толкова малко, че не променя миризмата или вкуса на водата и само точни съвременни инструменти могат да го открият.
Някои историци също обясняват заболеваемостта на редица руски царе с отравяне с олово. През 1633 г. е завършено строителството на водопровод в Московския Кремъл. Водата влизаше в него от кладенец в долния етаж на кулата Свиблова, която стоеше при сливането на реките Неглинная и Москва. Водата се изпомпваше от кладенеца с помощта на подемна машина - взвод (оттогава тази кула на Кремъл се нарича Водовзводная). Автомобилът е управляван от коне. Водата се изпомпваше в голям резервоар, а оттам самата вода течеше по тръби към царската кухня, градините и други места. Тръбите бяха направени от олово; вътрешността на резервоара за вода също беше облицована с оловни листове, така че водата от него да не прониква в пукнатините. Особено много олово се натрупа във водата през нощта, след нейното неподвижно стоене в оловния резервоар и тръбите.
"Оловният водопровод" на Кремъл е работил малко повече от 100 години - той е унищожен от пожар през 1737 г. И по време на работата на този водопровод руските царе са живели по-малко от обикновено. Да, кралят Велик князИван V Алексеевич, синът на цар Алексей Михайлович и първата му съпруга Милославская, живее само 29 години. Малко преди смъртта си той изглеждаше като грохнал старец. От детството той беше, както тогава писаха, "слаб и болнав, слаб телесно и умствено, заекващ, печален в главата, страдаше от скорбут и очна болест". От шестимата братя на краля петима не доживяха до 20 години. Някои учени смятат, че това са последствията от отравяне с олово. Но шестият брат, Петър Алексеевич, бъдещият Петър I, избяга от отравяне - той прекара детството и юношеството си не в Кремъл, а в села близо до Москва. И по-късно той рядко посещава Кремъл - той се бие много, пътува из Европа и след това напълно прехвърля столицата на бреговете на Нева. Между другото, първият водопровод в Санкт Петербург, който осигуряваше вода за дворците и фонтаните на Лятната градина, беше дървен. Неговите тръби бяха направени от трупи с дупки, пробити в тях. Петър използва олово за военни цели - за отливане на куршуми.
И ето как съвременните медицински справочници пишат за отравянето с олово: летаргия, апатия, загуба на паметта, dementia praecox, зрителни увреждания, пациентите изглеждат по-стари от годините си. Учудващо напомня на старото описание на цар Иван Алексеевич!
Някога са били отровени не само с „оловна вода“. Оловото се използва широко в производството на съдове (оловна глазура), оловно бяло, което се използва за боядисване на стените на къщите. Тази употреба на олово сега е строго забранена. Бяло, например, правят цинк или титан. Въпреки това хората в индустриализираните страни имат повече олово в телата си, отколкото хората в изостаналите и развиващите се страни, а хората в градските райони имат повече олово от хората в селските райони. Разликата може да бъде огромна - стотици пъти.
Замърсяването с олово, придобито през 20 век. глобален характер. Дори в снеговете на Гренландия съдържанието му се е увеличило пет пъти за сто години и то в центровете главни градовеима 25 пъти повече олово в почвата и растенията отколкото в покрайнините! Замърсяване с олово се наблюдава в зоните за добив на олово, както и в местата за обработка и по магистралите, особено ако все още се използва оловен бензин. Много олово се утаява на дъното на езерата под формата на ловна сачма. Всяка година повече от половин милион тона от този отровен метал навлизат в океаните с отпадъчни води. И кой не е виждал използвани батерии, хвърлени в кофи за боклук или дори просто в канавки! Докато оловото е евтино, събирането и преработката на отпадъците от него е нерентабилно. Ниската разтворимост на повечето оловни съединения, за щастие, не му позволява да се натрупва в значителни количества във вода. Във водите на Световния океан той съдържа средно 0,03 μg / l (3 10 -9%). В живата материя има средно малко олово - 10-4%.
Използването на олово.
Въпреки токсичността на оловото е невъзможно да го откажете. Оловото е евтино - половината от цената на алуминия, 11 пъти по-евтино от калая. След като френският физик Гастон Планте изобретява оловния акумулатор през 1859 г., милиони тонове олово оттогава са използвани за направата на акумулаторни плочи; В момента до 75% от цялото олово, произведено в редица страни, се използва за тези цели! Използването на олово за производството на много отровен антидетонатор, тетраетил олово, постепенно намалява. Способността на тетраетилолово да подобрява качеството на бензина е открита от група млади американски инженери през 1922 г.; в търсенето им са били ръководени периодичната таблицаелементи, като системно се приближават най ефективно средство за защита. Оттогава производството на тетраетил олово нараства непрекъснато; максимумът се пада на края на 60-те години на миналия век, когато само в САЩ с отработените газове се отделят стотици хиляди тонове олово годишно - един килограм на жител! През последните години използването на оловен бензин е забранено в много региони и производството му намалява.
Мекото и пластично олово, което не ръждясва при наличие на влага, е незаменим материал за производството на обвивки на електрически кабели; до 20% от оловото се изразходва за тези цели в света. Нискоактивното олово се използва за производство на киселинноустойчиво оборудване за химическа индустрия, например за облицовка на реактори, в които се произвеждат солна и сярна киселина. Тежкото олово задържа радиация, която е вредна за хората, поради което оловните екрани се използват за защита на работниците в рентгеновите кабинети, а радиоактивните препарати се съхраняват и транспортират в оловни контейнери. Олово се съдържа и в сплавите на бабитовите лагери, "меките" припои (най-известният е "третник" - сплав от олово и калай).
В строителството оловото се използва за уплътняване на фуги и създаване на устойчиви на земетресения основи. Във военната технология - за производство на шрапнели и куршуми.
Иля Леенсън
Литература:
История на технологиите. Vol. I–V. Оксфорд: Clarendon Press, 1956–1958
Chisolm J.J. Оловно натравяне. Scientific American, 1971, февруари
Водя. Женева: Издателство на ООН и СЗО, 1980 г
Полянски Н.Г. Водя. М., "Наука", 1986 г
Давидова С.Л., Пименов Ю.Т., Милаева Е.Р. Живак, калай, олово и техните органични производни в околната среда. Астрахан, 2001
Оловото е метал, който е познат от древни времена. Човекът го използва от 2-3 хил. пр.н.е., като за първи път е открит в Месопотамия. Там от олово са се изработвали тухлички, фигурки, различни битови предмети. Още тогава хората са получили бронз с помощта на този елемент, а също така са го направили за писане с остри предмети.
Какъв цвят е металът?
Той е елемент от IV група на 6-ти период на периодичната таблица, където има пореден номер 82. Какво представлява оловото в природата? Това е най-често срещаният галенит, чиято формула е PbS. В противен случай галенитът се нарича оловен блясък. Чистият елемент е мек и ковък метал с мръсносив цвят. Във въздуха разрезът му бързо се покрива с малък слой оксид. Оксидите надеждно защитават метала от по-нататъшно окисляване както във влажна, така и в суха среда. Ако металната повърхност, покрита с оксиди, се почисти, тя ще придобие брилянтен нюанс със син оттенък. Такова почистване може да се извърши чрез изливане на олово във вакуум и запояване във вакуумна колба.
Взаимодействие с киселини
Сярната и солната киселина действат много слабо на оловото, но металът лесно се разтваря в азотна киселина. Всички химични съединения на метала, които могат да бъдат разтворими, са отровни. Получава се главно от руди: първо оловният блясък се изпича, докато се превърне в оловен оксид, а след това това вещество се редуцира с въглища до чист метал.
Общи свойства на елемента
Плътността на оловото е 11,34 g/cm 3 . Това е 1,5 пъти плътността на желязото и четири пъти по-голяма от тази на лекия алуминий. Не без причина на руски думата "олово" е синоним на думата "тежък". Топенето на оловото става при температура от 327,5 ° C. Металът става летлив вече при температура на околната среда от 700 ° C. Тази информация е много важна за тези, които работят в добива на този метал. Много лесно се драска дори с нокът, лесно се разточва на тънки листове. Това е много мек метал.
Взаимодействие с други метали, нагряване
Специфичният топлинен капацитет на оловото е 140 J/kg. Според химичните си свойства той е неактивен метал. В поредицата от напрежения той се намира пред водорода. Оловото лесно се измества от солите си от други метали. Например, можете да проведете експеримент: спуснете цинкова пръчка в ацетатен разтвор на този елемент. След това той ще се установи на цинкова пръчка под формата на пухкави кристали, които химиците наричат "дървото на Сатурн". Какъв е специфичният топлинен капацитет на оловото? Какво означава това? Тази цифра е 140 J / kg. Това означава, че са необходими 140 джаула топлина, за да се нагрее килограм метал с 1 o C.
Разпространение в природата
Този метал не е толкова много в земната кора - само 0,0016% от теглото. Въпреки това, дори тази стойност показва, че е по-често срещан от живака, бисмута и златото. Учените обясняват това с факта, че различни изотопи на оловото са продукти на разпадане на торий и уран, така че съдържанието на олово в земната кора бавно се е увеличило в продължение на милиони години. В момента са известни много оловни руди - това е вече посоченият галенит, както и резултатите от неговите химически прераждания.
Последните включват оловен витриол, церусит (друго име е бял миметит, столцит. Рудите съдържат и други метали - кадмий, мед, цинк, сребро, бисмут. Там, където се срещат оловни руди, не само почвата е наситена с този метал, но и езера, растения.Какво е оловото в природата?То винаги е неговото специфично съединение.И този метал се намира и в рудите на радиоактивните метали - уран и торий.
тежък метал в индустрията
Най-използваното в индустрията е съединение от олово и калай. Обикновената спойка, наречена "третник", се използва широко за свързване на тръбопроводи и електрически проводници. Това съединение съдържа една част олово и две части калай. Обвивки за телефонни кабели, части от батерии също могат да съдържат олово. Точката на топене на някои от съединенията му е много ниска - например сплави с кадмий или калай се топят при 70 o C. От такива съединения се прави противопожарно оборудване. Металните сплави се използват широко в корабостроенето. Те обикновено са боядисани в светло сиво. Корабите често са покрити с калай и оловни сплави, за да устоят на корозия.
Значение за хората от миналото и приложение
Римляните са използвали този метал за направата на тръби в тръбопроводи. Оловото в древни времена е било свързано с планетата Сатурн и затова преди това се е наричало Сатурн. През Средновековието, поради голямото си тегло, металът често е бил използван за алхимични експерименти. Често му се приписваше способността да се превръща в злато. Оловото е метал, който много често се бърка с калай, което продължава до 17 век. И в древните славянски езици той е носел това име.
Стигнало е до съвременния чешки език, където този хеви метъл се нарича olovo. Някои специалисти в областта на лингвистиката смятат, че името Plumbum е свързано с определена гръцка местност. руски произходдумата "олово" за учените все още е неясна. Някои лингвисти го свързват с литовската дума "scwinas".
Традиционната употреба на олово в историята е производството на куршуми, оръжия и различни други снаряди. Използва се поради ниската си цена и ниска точка на топене. Преди това, в производството на оръжие, не се добавя към метала голям бройарсен.
Оловото е било използвано и в древен Египет. От него са направени строителни блокове, статуи на благородни хора, монети са сечени изцяло. Египтяните са били сигурни, че оловото има специална енергия. Те правели от него малки чинии и ги използвали, за да се предпазят от недоброжелатели. А древните римляни не само са правили водопроводни тръби. Те също произвеждаха козметика от този метал, без дори да подозират, че подписват собствената си смъртна присъда с това. В крайна сметка, влизайки в тялото всеки ден, оловото причинява сериозни заболявания.
Какво ще кажете за днешната среда?
Има вещества, които бавно, но сигурно убиват човечеството. И това се отнася не само за непросветените предци от древността. Източници на токсично олово днес са цигареният дим, градският прах от жилищните сгради. Парите от бои и лакове също са опасни. Но най-голямата вреда са изгорелите газове на автомобилите, които съдържат олово в големи количества.
Но не само жителите на мегаполисите са изложени на риск, но и тези, които живеят в селата. Тук металът може да се натрупва в почвата, след което да попадне в състава на плодовете и зеленчуците. В резултат на това човек получава повече от една трета от оловото чрез храната. В този случай само мощни антиоксиданти могат да служат като антидот: магнезий, калций, селен, витамини А, С. Ако ги използвате редовно, можете надеждно да се неутрализирате от вредното въздействие на метала.
вреда
Всеки ученик знае какво е олово. Но не всички възрастни са в състояние да отговорят на въпроса каква е неговата вреда. Неговите частици навлизат в тялото през дихателната система. Тогава той започва да взаимодейства с кръвта, реагирайки с различни частиорганизъм. От това най-много страда мускулно-скелетната система. Тук се намират 95% от цялото олово, консумирано от човека.
Високото му съдържание в организма води до умствена изостаналост, а при възрастни се проявява под формата на депресивни симптоми. Излишъкът се доказва от разсеяност, умора. Червата също страдат - поради оловото често могат да се появят спазми. Този тежък метал влияе негативно и на репродуктивната система. За жените става трудно да носят плода, а мъжете могат да имат проблеми с качеството на спермата. Освен това е много опасно за бъбреците. Според някои изследвания може да причини злокачествени тумори. Въпреки това, в количества, които не надвишават 1 mg, оловото може да бъде полезно за тялото. Учените са установили, че този метал може да има бактерициден ефект върху органите на зрението - но трябва да помните какво е оловото и да го използвате само в дози, които не надвишават допустимите.
Като заключение
Както вече споменахме, в древни времена планетата Сатурн се смяташе за покровител на този метал. Но Сатурн в астрологията е образ на самота, тъга и тежка съдба. Затова ли оловото не е най-добрият спътник за човек? Може би не трябва да налага обществото си, както интуитивно предполагат древните, когато наричат оловния Сатурн. В крайна сметка вредата за тялото от този метал може да бъде непоправима.
(първи електрон)
(според Полинг)
Pb ←Pb 4+ 0,80 V
| Pb | 82 |
| 207,2 | |
| 4f 14 5d 10 6s 2 6p 2 | |
| Водя | |
Водя- елемент от основната подгрупа на четвърта група, шести период периодична системахимически елементи на Д. И. Менделеев, с атомен номер 82. Означава се със символа Pb (лат. Plumbum). Простото вещество олово (CAS номер: 7439-92-1) е ковък, относително нискотопим сив метал.
Произходът на думата "олово" е неясен. В повечето славянски езици (български, сърбохърватски, чешки, полски) оловото се нарича калай. Дума със същото значение, но подобна на произношението на "олово", се среща само в езиците на балтийската група: švinas (литовски), svins (латвийски).
Латинското plumbum (също с неясен произход) дава английската дума plumber - водопроводчик (някога тръбите са сечени с меко олово) и името на венецианския затвор с оловен покрив - Piombe, от който според някои сведения произлиза Казанова успя да избяга. Известен от древни времена. Изделия от този метал (монети, медальони) са били използвани в Древен Египет, оловни водопроводни тръби - в Древен Рим. Индикация за оловото като определен метал се намира в Стария завет. Топенето на олово е първият металургичен процес, познат на човека. До 1990 г. се използва голямо количество олово (заедно с антимон и калай) за отливане на типографски шрифтове, както и под формата на тетраетил олово - за повишаване на октановото число на моторното гориво.
Намиране на олово в природата
Получаване на олово
Държави - най-големи производители на олово (включително вторично олово) за 2004 г. (според ILZSG), в хиляди тона:
| ЕС | 2200 |
| САЩ | 1498 |
| Китай | 1256 |
| Корея | 219 |
Физични свойства на оловото
Оловото има доста ниска топлопроводимост, тя е 35,1 W/(m·K) при 0°C. Металът е мек и се реже лесно с нож. На повърхността обикновено е покрит с повече или по-малко дебел филм от оксиди; когато се нарязва, се отваря лъскава повърхност, която избледнява с времето във въздуха.
Плътност - 11,3415 g / cm³ (при 20 ° C)
Точка на топене - 327,4 ° C
Точка на кипене - 1740 ° C
Химични свойства на оловото
Електронна формула: KLMN5s 2 5p 6 5d 10 6s 2 6p 2, според която има степени на окисление +2 и +4. Оловото не е много реактивно химически. На метален участък от олово се вижда метален блясък, който постепенно изчезва поради образуването на тънък PbO филм.
С кислорода образува редица съединения Pb2O, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4. Без кислород водата при стайна температура не реагира с олово, но при високи температури се получават оловен оксид и водород при взаимодействието на олово и гореща водна пара.
Оксидите на PbO и PbO2 съответстват на амфотерните хидроксиди Pb(OH)2 и Pb(OH)4.
Реакцията на Mg2Pb и разредена HCl дава малко количество PbH4. PbH4 е газообразно вещество без мирис, което се разлага много лесно на олово и водород. При високи температури халогените образуват съединения под формата на PbX2 с олово (X е съответният халоген). Всички тези съединения са слабо разтворими във вода. Могат да се получат и халогениди от типа PbX4. Оловото не реагира директно с азота. Оловен азид Pb (N3) 2 се получава индиректно: чрез взаимодействие на разтвори на соли на Pb (II) и соли на NaN3. Оловни сулфиди могат да се получат чрез нагряване на сяра с олово, образува се PbS сулфид. Сулфидът се получава и чрез преминаване на сероводород в разтвори на Pb (II) соли. В поредицата от напрежения Pb е вляво от водорода, но оловото не измества водорода от разредената HCl и H2SO4; по-нататъшни действиякиселини. Концентрираните киселини като H2SO4 и HCl при нагряване действат върху Pb и образуват с него разтворими комплексни съединения от състава Pb(HSO4)2 и H2[PbCl4]. Азотната, както и някои органични киселини (например лимонена) разтварят оловото, за да образуват Pb(II) соли. Според тяхната разтворимост във вода оловните соли се делят на неразтворими (например сулфат, карбонат, хромат, фосфат, молибдат и сулфид), слабо разтворими (като хлорид и флуорид) и разтворими (например оловен ацетат, нитрат и хлорат). ). Pb (IV) солите могат да бъдат получени чрез електролиза на разтвори на Pb (II) соли, силно подкиселени със сярна киселина. Солите на Pb (IV) добавят отрицателни йони, за да образуват комплексни аниони, например плумбати (PbO3) 2- и (PbO4) 4-, хлороплумбати (PbCl6) 2-, хидроксоплумбати [Pb (OH) 6] 2- и други. Концентрираните разтвори на каустични алкали при нагряване реагират с Pb с отделяне на водород и хидроксоплумбити от типа X2 [Pb (OH) 4]. Eion (Me => Me ++ e) \u003d 7,42 eV.
Основни оловни съединения
оловни оксиди
Оловните оксиди са предимно основни или амфотерни по природа. Много от тях са боядисани в червени, жълти, черни, кафяви цветове. На снимката в началото на статията, на повърхността на оловната отливка, в центъра й се виждат оттенъчни цветове - това е тънък филм от оловни оксиди, образуван поради окисляването на горещ метал във въздуха.
Оловни халогениди
Оловни халкогениди
Оловните халкогениди - оловен сулфид, оловен селенид и оловен телурид - са черни кристали, които са полупроводници с тясна междина.
оловни соли
Оловен сулфат
оловен нитрат
оловен ацетат- оловна захар, се отнася до много токсични вещества. Оловен ацетат или оловна захар Pb (CH 3 COO) 2 3H 2 O съществува под формата на безцветни кристали или бял прах, бавно изветрящ със загубата на вода от хидратация. Съединението е силно разтворимо във вода. Има адстрингентно действие, но тъй като съдържа отровни оловни йони, се използва външно във ветеринарната медицина. Ацетатът се използва и в аналитична химия, боядисване, каликопечат, като пълнител за коприна и за получаване на други оловни съединения. Основен оловен ацетат Pb (CH 3 COO) 2 Pb (OH) 2 - по-малко водоразтворим бял прах - се използва за обезцветяване на органични разтвори и пречистване на захарни разтвори преди анализ.
Водещо приложение
Олово в националната икономика
оловен нитрат използвани за производството на мощни смесени експлозиви. Оловният азид се използва като най-широко използваният детонатор (иницииращ експлозив). Оловният перхлорат се използва за приготвяне на тежка течност (плътност 2,6 g/cm³), използвана при флотационно обогатяване на руди, понякога се използва в мощни смесени експлозиви като окислител. Оловен флуорид самостоятелно, както и заедно с бисмут, мед, сребърен флуорид, се използва като катоден материал в химически източници на ток. Оловен бисмут, оловен сулфид PbS, оловен йодид се използват като катоден материал в литиевите батерии. Оловен хлорид PbCl2 като катоден материал в резервни източници на ток. Оловен телурид PbTe се използва широко като термоелектричен материал (термо-емф с 350 μV/K), най-широко използваният материал в производството на термоелектрически генератори и термоелектрически хладилници. Оловният диоксид PbO2 се използва широко не само в оловни батерии, но и много резервни химически източници на ток се произвеждат на негова основа, например оловно-хлорен елемент, оловно-флуорен елемент и др.
Бяло олово, основен карбонат Pb (OH) 2.PbCO3, плътен бял прах, - получава се от олово във въздуха под действието на въглероден диоксид и оцетна киселина. Използването на оловно бяло като оцветяващ пигмент сега не е толкова разпространено, колкото беше, поради тяхното разлагане под действието на сероводород H2S. Оловната бяла се използва и за производство на шпакловка, в технологията на циментовата и оловно-карбонатната хартия.
Оловен арсенат и арсенит се използват в технологията на инсектицидите за унищожаване на насекоми вредители селско стопанство(цигарски молец и памукова гъба). Оловен борат Pb(BO2)2H2O, неразтворим бял прах, се използва за сушене на картини и лакове и, заедно с други метали, като покрития върху стъкло и порцелан. Оловен хлорид PbCl2, бял кристален прах, разтворим в гореща вода, разтвори на други хлориди и особено амониев хлорид NH4Cl. Използва се за приготвяне на мехлеми при лечение на тумори.
Оловен хромат PbCrO4, известен като хромово жълто, е важен пигмент за приготвяне на бои, за боядисване на порцелан и текстил. В промишлеността хроматът се използва главно за производството на жълти пигменти. Оловен нитрат Pb(NO3)2 е бяло кристално вещество, силно разтворимо във вода. Това е свързващо вещество с ограничена употреба. В промишлеността се използва при сватовство, боядисване и пълнене на текстил, боядисване на еленови рога и гравиране. Оловен сулфат Pb(SO4)2, неразтворим във вода бял прах, се използва като пигмент в батерии, литография и технология за печатни тъкани.
Оловен сулфид PbS, черен, неразтворим във вода прах, се използва при изпичане на керамика и за откриване на оловни йони.
Тъй като оловото е добър абсорбатор на γ-лъчение, то се използва за радиационно екраниране в рентгенови машини и в ядрени реактори. Освен това оловото се разглежда като охлаждаща течност в проектите за модерни ядрени реактори с бързи неутрони.
Оловните сплави са широко използвани. Калайът (калаено-олово сплав), съдържащ 85-90% Sn и 15-10% Pb, е формовъчен, евтин и се използва в производството на домакински съдове. В електротехниката се използва припой, съдържащ 67% Pb и 33% Sn. Сплави от олово с антимон се използват при производството на куршуми и типографски тип, а сплави от олово, антимон и калай се използват за отливане на фигури и лагери. Оловно-антимонови сплави обикновено се използват за обвивки на кабели и пластини на електрически батерии. Съединенията на олово се използват в производството на багрила, бои, инсектициди, изделия от стъкло и като добавки към бензина под формата на тетраетил олово (C2H5) 4Pb (умерено летлива течност, парите в малки концентрации имат сладникава плодова миризма, в големи концентрации , неприятна миризма; Тm = 130 °C, Тbp = 80°С/13 mmHg; плътност 1,650 g/cm³; nD2v = 1,5198; неразтворим във вода, смесим с органични разтворители; силно токсичен, лесно прониква през кожата; ПДК = 0,005 mg/m³ LD50 = 12,7 mg/kg (плъхове, орално)) за повишаване на октановото число.
Олово в медицината
Икономически показатели
Цените на оловните кюлчета (клас C1) през 2006 г. бяха средно $1,3-1,5/kg.
Държави, най-големите потребители на олово през 2004 г., в хиляди тона (според ILZSG):
| Китай | 1770 |
| ЕС | 1553 |
| САЩ | 1273 |
| Корея | 286 |
Физиологично действие
Оловото и неговите съединения са токсични. Попаднало в тялото, оловото се натрупва в костите, причинявайки тяхното разрушаване. ПДК в атмосферния въздух на оловни съединения е 0,003 mg/m³, във вода 0,03 mg/l, в почва 20,0 mg/kg. Изпускането на олово в Световния океан е 430-650 хиляди тона/годишно.
ОЛОВО, Pb (лат. plumbum * a. олово, plumbum; n. Blei; f. plomb; и. plomo), е химичен елемент от IV група на периодичната система на Менделеев, атомен номер 82, атомна маса 207,2. Естественото олово е представено от четири стабилни 204 Pb (1,48%), 206 Pb (23,6%), 207 Pb (22,6%) и 208 Pb (52,3%) и четири радиоактивни изотопа 210 Pb, 211 Pb, 212 Pb и 214 Pb; освен това са получени повече от десет изкуствени радиоактивни изотопа на оловото. Известен от древни времена.
Физични свойства
Оловото е мек, пластичен синкавосив метал; кристалната решетка е кубична лицево-центрирана (a = 0.49389 nm). Атомният радиус на оловото е 0,175 nm, йонният радиус е 0,126 nm (Pb 2+) и 0,076 nm (Pb 4+). Плътност 11 340 kg / m 3, t на топене 327,65 ° C, t на кипене 1745 ° C, топлопроводимост 33,5 W / (m. deg), топлинен капацитет Cp ° 26,65 J / (mol. K), специфичен електрическо съпротивление 19.3.10 -4 (Ohm.m), температурен коефициент на линейно разширение 29.1.10 -6 K -1 при 20°C. Оловото е диамагнитно, превръщайки се в свръхпроводник при 7,18 К.
Химични свойства на оловото
Степента на окисление е +2 и +4. Оловото е относително малко химически активно. Във въздуха оловото бързо се покрива с тънък слой от оксид, който го предпазва от по-нататъшно окисляване. Реагира добре с азот и оцетни киселини, алкални разтвори, не взаимодейства със солна и сярна киселини. При нагряване оловото взаимодейства с халогени, сяра, селен, талий. Оловен азид Pb (N 3) 2 се разлага при нагряване или удар с експлозия. Оловните съединения са токсични, МДК 0,01 mg/m 3 .
Средното съдържание (кларк) на олово в земната кора е 1.6.10 -3% от теглото, докато ултраосновните и основните скали съдържат по-малко олово (1.10 -5 и 8.10 -3%, съответно), отколкото киселинните (10 -3%) ; в седиментни скали - 2,10 -3%. Оловото се натрупва главно в резултат на хидротермални и супергенни процеси, като често образува големи находища. Има повече от 100 оловни минерала, сред които най-важните са галенит (PbS), церусит (PbCO 3), англезит (PbSO 4). Една от характеристиките на оловото е, че от четирите стабилни изотопа един (204 Pb) е нерадиогенен и следователно количеството му остава постоянно, докато другите три (206 Pb, 207 Pb и 208 Pb) са крайните продукти на радиоактивния разпад съответно на 238 U, 235 U и 232 Th, в резултат на което броят им непрекъснато нараства. Изотопният състав на Pb на Земята за 4,5 милиарда години се е променил от първичния 204 Pb (1,997%), 206 Pb (18,585%), 207 Pb (20,556%), 208 Pb (58,861%) до съвременния 204 Pb ( 1,349%), 206Pb (25,35%), 207Pb (20,95%), 208Pb (52,349%). Изучавайки изотопния състав на оловото в скалите и рудите, можете да установите генетични връзки, да решите различни въпроси на геохимията, геологията, тектониката на отделните региони и Земята като цяло и др. Изотопните изследвания на оловото също се използват в проучвателните работи. Методи на U-Th-Pb геохронологията, базирани на изследването на количествените връзки между родителските и дъщерните изотопи в скалии минерали. В биосферата оловото е разпръснато, много малко е в живата материя (5,10 -5%) и в морската вода (3,10 -9%). В индустриализираните страни концентрацията на олово във въздуха, особено в близост до магистрали с интензивен трафик, се увеличава драстично, достигайки в някои случаи опасни нива за човешкото здраве.
Получаване и използване
Металното олово се получава чрез окислително изпичане на сулфидни руди, последвано от редукция на PbO до суров метал и рафиниране на последния. Суровото олово съдържа до 98% Pb, рафинираното олово съдържа 99,8-99,9%. По-нататъшното пречистване на оловото до стойности над 99,99% се извършва с помощта на електролиза. За получаване на високочист метал се използват амалгамиране, зонна рекристализация и др.
Оловото се използва широко в производството на оловни батерии, за производство на оборудване, което е устойчиво на агресивни среди и газове. От олово се правят обвивки на електрически кабели и различни сплави. Оловото намира широко приложение в производството на защитно оборудване срещу йонизиращо лъчение. Оловен оксид се добавя към заряда при производството на кристал. Оловни соли се използват в производството на багрила, оловен азид се използва като иницииращ експлозив, а тетраетил олово Pb (C 2 H 5) 4 се използва като антидетонационно гориво за двигатели с вътрешно горене.
Водяобикновено има мръсносив цвят, въпреки че прясното му изрязване има синкав оттенък и блести. Въпреки това, лъскавият метал бързо се покрива с мътносив защитен филм от оксид. Плътността на оловото (11,34 g/cm3) е един и половина пъти по-голяма от желязото, четири пъти по-голяма от алуминия; дори среброто е по-леко от оловото. Оловото се топи много лесно - при 327,5 ° C, кипи при 1751 ° C и е забележимо летливо още при 700 ° C. Този факт е много важен за работещите в предприятия за добив и преработка на олово. Оловото е един от най-меките метали. Драска се лесно с нокът и се разточва на много тънки листове. Оловни сплави с много метали. С живака той дава амалгама, която с малко съдържание на олово е течна.
Оловото кристализира в гранецентрирана кубична решетка (a = 4,9389) и няма алотропни модификации. Атомен радиус 1,75, йонни радиуси: Pb 2+ 1,26, Pb 4+ 0,76: плътност 11,34 g/cm 3 (20°C); специфичен топлинен капацитет при 20°C 0,128 kJ/(kg K); топлопроводимост 33,5 W/(m K); температурен коефициент на линейно разширение 29,1·10 -6 при стайна температура; Твърдост по Бринел 25-40 MN / m 2 (2,5-4 kgf / mm 2); якост на опън 12-13 MN/m 2 , при натиск около 50 MN/m 2 ; относително удължение при скъсване 50-70%. Студеното втвърдяване не повишава механичните свойства на оловото, тъй като неговата температура на рекристализация е под стайната температура (около -35 °C при степен на деформация 40% или повече). Оловото е диамагнитно, неговата магнитна чувствителност е 0,12·10 -6. При 7,18 К става свръхпроводник.
Относителната атомна маса (Ar = 207,2) е средната стойност на масите на няколко изотопа: 204Pb (1,4%), 206Pb (24,1%), 207Pb (22,1%) и 208Pb (52,4%). Последните три нуклида са крайните продукти на естествените радиоактивни трансформации на уран, актиний и торий. Известни са и повече от 20 радиоактивни изотопа на оловото, от които най-дългоживеещите са 202 Pb и 205 Pb (с периоди на полуразпад 300 хиляди и 15 милиона години). В природата се образуват и краткотрайни изотопи на оловото с масови числа 209, 210, 212 и 214 с период на полуразпад съответно 3,25 часа, 27,1 години, 10,64 часа и 26,8 минути. Съотношението на различните изотопи в различни проби от оловни руди може да варира донякъде, което прави невъзможно определянето на стойността на Ar за олово с по-голяма точност.