Plii: oksüdatsiooniaste, keemilised omadused, valem, rakendus. Plii ja selle omadused

Plii (Pb) on perioodilisuse tabeli 14. (IVa) rühma pehme hõbevalge või hallikas metall aatomnumbriga 82. See on väga tempermalmist, plastiline ja tihe aine, mis ei juhi hästi elektrit. Plii elektrooniline valem on [Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 2. Antiikajal tuntud ja alkeemikute poolt metallidest vanimaks peetud see on väga vastupidav ja korrosioonikindel, mida tõendab iidsete roomlaste paigaldatud veetorude jätkuv kasutamine. Sümbol Pb plii keemilises valemis on ladinakeelse sõna plumbum lühend.

Levimus looduses

Pliid mainitakse sageli varajastes piiblitekstides. Babüloonlased kasutasid metalli kirjutamisplaatide valmistamiseks. Roomlased valmistasid sellest veetorusid, münte ja isegi kööginõusid. Viimase tagajärjeks oli elanikkonna mürgitamine pliiga keiser Augustus Caesari ajastul. Valge pliina tuntud ühendit kasutati dekoratiivpigmendina juba 200 eKr. e.

Kaalu järgi vastab pliisisaldus maapõues tinale. Kosmoses on iga 10 6 räni aatomi kohta 0,47 plii aatomit. See on võrreldav tseesiumi, praseodüümi, hafniumi ja volframi sisaldusega, millest igaüks on üsna napp element.

Kaevandamine

Kuigi pliid ei leidu ohtralt, on looduslikud kontsentratsiooniprotsessid toonud kaasa märkimisväärseid kaubandusliku väärtusega ladestusi, eriti Ameerika Ühendriikides, Kanadas, Austraalias, Hispaanias, Saksamaal, Aafrikas ja Lõuna-Ameerikas. Puhtal kujul harva esinevat pliid leidub mitmetes mineraalides, kuid kõik need on vähetähtsad, välja arvatud PbS-sulfiid (galeen), mis on selle keemilise elemendi peamine tööstusliku tootmise allikas kogu maailmas. Metalli leidub ka nurksiidis (PbSO 4) ja tserussiidis (PbCO 3). XXI sajandi alguseks. Maailma juhtivad pliikontsentraadi tootjad olid sellised riigid nagu Hiina, Austraalia, USA, Peruu, Mehhiko ja India.

Plii saab taaskasutada maagi röstimisel, millele järgneb sulatamine kõrgahjus või otsesulatamise teel. Lisapuhastused eemaldatakse täiendava puhastamise käigus. Peaaegu pool kogu rafineeritud pliist saadakse ringlussevõetud jäätmetest.

Keemilised omadused

Elementaarset pliid saab oksüdeerida vesinikioonidega Pb 2+ iooniks, kuid selle lahustumatus enamikus soolades muudab selle paljude hapete suhtes resistentseks. Oksüdeerumine leeliselises keskkonnas on lihtsam ja soodustab lahustuvate ühendite teket plii oksüdatsiooniastmega +2. Oksiid PbO 2 koos Pb 4+ iooniga on happelises lahuses üks, kuid leeliselises lahuses on see suhteliselt nõrk. Plii oksüdeerumist soodustab komplekside moodustumine. Elektrosadestamine on kõige parem teha vesilahustest, mis sisaldavad pliiheksafluorosilikaati ja heksafluorosilikaathapet.

Õhuga kokkupuutel metall oksüdeerub kiiresti, moodustades tuhmi halli katte, mida varem peeti suboksiidiks Pb 2 O. Praegu peetakse seda üldiselt Pb ja PbO oksiidi seguks, mis kaitseb metalli edasise korrosiooni eest. Kuigi plii lahustub lahjendatud lämmastikhappes, ründab vesinikkloriid- või väävelhape seda vaid pealiskaudselt, kuna tekkivad lahustumatud kloriidid (PbCl 2 ) või sulfaadid (PbSO 4 ) takistavad reaktsiooni jätkumist. Plii keemilised omadused, mis määravad selle üldise vastupidavuse, võimaldavad metalli kasutada katusematerjalide valmistamiseks, maasse või vee alla paigutatud elektrikaablite katteks ning veetorude ja -konstruktsioonide tihendamiseks. transportida ja töödelda söövitavaid aineid.

Juhttaotlus

Sellest keemilisest elemendist on teada ainult üks tihedalt pakitud metallvõrega kristalne modifikatsioon. Vabas olekus ilmub plii (nagu mis tahes muu aine) oksüdatsiooniaste null. Elemendi elementaarvormi laialdane kasutamine on tingitud selle plastilisusest, keevitamise lihtsusest, madalast sulamistemperatuurist, suurest tihedusest ning võimest neelata gamma- ja röntgenikiirgust. Sula plii on suurepärane lahusti ja võimaldab kontsentreerida vaba hõbedat ja kulda. Plii konstruktsioonilisi rakendusi piirab selle madal tõmbetugevus, väsimus ja voolavus isegi väikese koormuse korral.

Elementi kasutatakse patareide tootmisel, laskemoonas (haavlid ja kuulid), joodises, trükkides, laagrites, kergsulamites ja tinasulamites. Raskete ja tööstuslike seadmete puhul saab müra ja vibratsiooni vähendamiseks kasutada pliiühenditest valmistatud osi. Kuna metall neelab tõhusalt lühilainelist elektromagnetkiirgust, kasutatakse seda tuumareaktorite, osakeste kiirendite, röntgeniseadmete ning transpordi- ja ladustamiskonteinerite kaitsevarjes. Oksiid (PbO 2) ja antimoniga sulami koostises või kaltsium, kasutatakse seda elementi tavalistes akudes.

Toime kehale

Keemiline element plii ja selle ühendid on mürgised ja akumuleeruvad kehas pika aja jooksul (tuntud kui kumulatiivne mürgistus), kuni saavutatakse surmav annus. Toksilisus suureneb, kui ühendite lahustuvus suureneb. Lastel võib plii kogunemine põhjustada kognitiivseid häireid. Täiskasvanutel põhjustab see progresseeruvat neeruhaigust. Mürgistuse sümptomiteks on kõhuvalu ja kõhulahtisus, millele järgneb kõhukinnisus, iiveldus, oksendamine, pearinglus, peavalu ja üldine nõrkus. Raviks piisab tavaliselt kontakti kõrvaldamisest pliiallikaga. Kemikaalide eemaldamine insektitsiididest ja pigmentvärvidest ning respiraatorite ja muude kaitsevahendite kasutamine kokkupuutekohtades on oluliselt vähendanud pliimürgistuse esinemissagedust. Arusaam, et tetraetüülplii Pb (C 2 H 5) 4 detonatsioonivastase lisandina bensiinis saastas õhku ja vett, viis selle tootmise lõpetamiseni 1980. aastatel.

Bioloogiline roll

Plii ei mängi organismis bioloogilist rolli. Selle keemilise elemendi toksilisus tuleneb selle võimest matkida metalle nagu kaltsium, raud ja tsink. Plii koostoime samade valgumolekulidega nagu need metallid viib nende normaalse funktsioneerimise lõppemiseni.

tuumaomadused

Keemiline element plii tekib nii neutronite neeldumisprotsesside kui ka raskemate elementide radionukliidide lagunemise tulemusena. Seal on 4 stabiilset isotoopi. 204Pb suhteline arvukus on 1,48%, 206Pb - 23,6%, 207Pb - 22,6% ja 208Pb - 52,3%. Stabiilsed nukliidid on uraani (kuni 206 Pb), tooriumi (kuni 208 Pb) ja aktiiniumi (kuni 207 Pb) loodusliku radioaktiivse lagunemise lõpp-produktid. Teada on üle 30 plii radioaktiivse isotoobi. Neist 212 Pb (tooriumi seeria), 214 Pb ja 210 Pb (uraani seeria) ning 211 Pb (aktiiniumi seeria) osalevad loodusliku lagunemise protsessides. Loodusliku plii aatommass on allikati erinev, sõltuvalt selle päritolust.

monooksiidid

Ühendites on plii oksüdatsiooniastmed peamiselt +2 ja +4. Kõige olulisemad neist on oksiidid. Need on PbO, milles keemiline element on +2 olekus, PbO 2 dioksiid, milles esineb plii kõrgeim oksüdatsiooniaste (+4), ja tetroksiid, Pb 3 O 4 .

Monoksiid eksisteerib kahes modifikatsioonis - litharga ja litharge. Litarg (alfa-pliioksiid) on punane või punakaskollane tetragonaalse kristallstruktuuriga tahke aine, mis eksisteerib stabiilsel kujul temperatuuril alla 488 °C. Lithar (beeta-pliimonooksiid) on kollane tahke aine ja sellel on ortorombiline kristallstruktuur. Selle stabiilne vorm eksisteerib temperatuuril üle 488 °C.

Mõlemad vormid on vees lahustumatud, kuid lahustuvad hapetes, moodustades Pb 2+ iooni sisaldavaid sooli, või leelistes, moodustades plumbiite, milles on PbO 2 2- ioon. Plii reaktsioonil atmosfäärihapnikuga moodustuv litharg on selle keemilise elemendi kõige olulisem kaubanduslik ühend. Ainet kasutatakse suurtes kogustes otse ja lähteainena muude pliiühendite tootmiseks.

Pliiakude plaatide valmistamisel kulub märkimisväärne kogus PbO-d. Kvaliteetsed klaasnõud (kristall) sisaldavad kuni 30% lithargi. See suurendab klaasi murdumisnäitajat ning muudab selle läikivaks, vastupidavaks ja resonantsiks. Lithargi toimib ka kuivatusainena lakkides ja seda kasutatakse naatriumplii tootmisel, mida kasutatakse halvalõhnaliste tioolide (väävlit sisaldavad orgaanilised ühendid) eemaldamiseks bensiinist.

Dioksiid

Looduses esineb PbO 2 pruunikas-musta mineraali plattneriidina, mida toodetakse kaubanduslikult trialaadtetroksiidist klooriga oksüdeerimisel. See laguneb kuumutamisel ja annab madalama plii oksüdatsiooniastmega hapnikku ja oksiide. PbO 2 kasutatakse oksüdeeriva ainena värvainete, kemikaalide, pürotehnika ja alkoholide valmistamisel ning polüsulfiidkummi kõvendina.

Triliidtetroksiid Pb 3 O 4 (tuntud kui minium) saadakse PbO edasisel oksüdeerimisel. See on oranžikaspunane kuni telliskivipunane pigment, mida kasutatakse korrosioonikindlates värvides, mida kasutatakse katmata raua ja terase kaitsmiseks. Samuti reageerib see raudoksiidiga, moodustades ferriiti, mida kasutatakse püsimagnetite valmistamisel.

Atsetaat

Samuti on majanduslikult oluline pliiühend oksüdatsiooniastmega +2 atsetaat Pb(C 2 H 3 O 2) 2 . See on vees lahustuv sool, mis saadakse lithargi lahustamisel kontsentreeritud äädikhappes. Üldvormi, trihüdraati, Pb(C 2 H 3 O 2) 2 3H 2 O, mida nimetatakse pliisuhkruks, kasutatakse tekstiili värvimisel fiksaatorina ja mõnes värvis kuivatusainena. Lisaks kasutatakse seda muude pliiühendite tootmisel ja kulla tsüaniidimise tehastes, kus see PbS kujul on mõeldud lahustuvate sulfiidide sadestamiseks lahusest.

Muud soolad

Põhilist pliikarbonaati, sulfaati ja silikaati kasutati kunagi laialdaselt valgete välisvärvide pigmentidena. Kuid alates kahekümnenda sajandi keskpaigast kasutamine nn. Valged pliipigmendid on märkimisväärselt vähenenud, kuna muretsetakse nende mürgisuse ja sellega seotud ohtude pärast inimeste tervisele. Samal põhjusel on pliiarsenaadi kasutamine insektitsiidides praktiliselt lõppenud.

Lisaks peamistele oksüdatsiooniastmetele (+4 ja +2) võivad plii tsingifaasides olla negatiivsed kraadid -4, -2, -1 (näiteks BaPb, Na 8 Ba 8 Pb 6) ning +1 ja + 3 - pliiorgaanilistes ühendites nagu heksametüüldiplumbaan Pb 2 (CH 3) 6 .

PLII, Pb (lat. plumbum * a. plii, plumbum; n. Blei; f. plomb; ja. plomo), on Mendelejevi perioodilise süsteemi IV rühma keemiline element, aatomnumber 82, aatommass 207,2. Looduslikku pliid esindavad neli stabiilset 204 Pb (1,48%), 206 Pb (23,6%), 207 Pb (22,6%) ja 208 Pb (52,3%) ning neli radioaktiivset 210 Pb, 211 Pb, 212 Pb ja 214 Pb isotoopi; lisaks on saadud üle kümne kunstliku plii radioaktiivse isotoobi. Tuntud iidsetest aegadest.

Füüsikalised omadused

Plii on pehme, plastiline sinakashall metall; kristallvõre on kuuppinnakeskne (a = 0,49389 nm). Plii aatomraadius on 0,175 nm, ioonraadius on 0,126 nm (Pb 2+) ja 0,076 nm (Pb 4+). Tihedus 11 340 kg / m 3, sulamistemperatuur t 327,65 ° C, keemistemperatuur t 1745 ° C, soojusjuhtivus 33,5 W / (m.deg), soojusmahtuvus Cp ° 26,65 J / (mol.K), elektri eritakistus 19.3.10 - 4 (oomi.m), lineaarpaisumise temperatuuritegur 29.1.10 -6 K -1 temperatuuril 20°C. Plii on diamagnetiline, muutudes ülijuhiks temperatuuril 7,18 K.

Plii keemilised omadused

Oksüdatsiooniaste on +2 ja +4. Plii on suhteliselt vähe keemiliselt aktiivne. Õhus kattub plii kiiresti õhukese oksiidikilega, mis kaitseb seda edasise oksüdeerumise eest. See reageerib hästi lämmastik- ja äädikhapete, leeliselahustega, ei suhtle vesinikkloriid- ja väävelhappega. Kuumutamisel interakteerub plii halogeenide, väävli, seleeni, talliumiga. Pliasiid Pb (N 3) 2 laguneb kuumutamisel või plahvatuslöögil. Pliiühendid on mürgised, MAC 0,01 mg/m 3.

Keskmine pliisisaldus (clarke) maakoores on 1,6,10 -3 massiprotsenti, samas kui ülialuselised ja aluselised kivimid sisaldavad pliid vähem (vastavalt 1,10 -5 ja 8,10 -3%) kui happelised (10 -3%). ; settekivimites - 2,10 -3%. Plii koguneb peamiselt hüdrotermiliste ja supergeeniprotsesside tulemusena, moodustades sageli suuri ladestusi. Pliimineraale on üle 100, millest olulisemad on galeen (PbS), tserussiit (PbCO 3), nurksiit (PbSO 4). Üks plii omadusi on see, et neljast stabiilsest isotoobist üks (204 Pb) on mitteradiogeenne ja seetõttu jääb selle kogus konstantseks, ülejäänud kolm (206 Pb, 207 Pb ja 208 Pb) on aga lõpp-produktid. radioaktiivsest lagunemisest vastavalt 238 U, 235 U ja 232 Th, mille tulemusena nende arv pidevalt suureneb. Maa Pb isotoopkoostis on 4,5 miljardi aasta jooksul muutunud primaarselt 204 Pb (1,997%), 206 Pb (18,585%), 207 Pb (20,556%), 208 Pb (58,861%) tänapäevaseks 204 Pb ( 1,349%, 206Pb (25,35%), 207Pb (20,95%), 208Pb (52,349%). Uurides plii isotoopkoostist kivimites ja maakides, saab luua geneetilisi seoseid, lahendada erinevaid geokeemia, geoloogia, üksikute piirkondade ja Maa kui terviku tektoonika küsimusi jne. Plii isotoobiuuringuid kasutatakse ka uuringutöödel. Laialdaselt on arendatud ka U-Th-Pb geokronoloogia meetodeid, mis põhinevad kivimite ja mineraalide vanem- ja tütarisotoopide kvantitatiivsete seoste uurimisel. Biosfääris on plii hajutatud, seda on väga vähe elusaines (5,10 -5%) ja merevees (3,10 -9%). Tööstusriikides suureneb plii kontsentratsioon õhus järsult, eriti tiheda liiklusega maanteede läheduses, ulatudes mõnel juhul inimeste tervisele ohtliku tasemeni.

Hankimine ja kasutamine

Metalliline plii saadakse sulfiidmaakide oksüdatiivsel röstimisel, millele järgneb PbO redutseerimine toormetalliks ja viimase rafineerimine. Toores plii sisaldab kuni 98% Pb, rafineeritud plii sisaldab 99,8-99,9%. Plii edasine puhastamine väärtusteni, mis ületavad 99,99%, viiakse läbi elektrolüüsi abil. Väga puhta metalli saamiseks kasutatakse liitmist, tsooni ümberkristallimist jne.

Pliid kasutatakse laialdaselt pliiakude tootmisel, seadmete tootmiseks, mis on vastupidavad agressiivsele keskkonnale ja gaasidele. Elektrikaablite ja erinevate sulamite kestad on valmistatud pliist. Plii on leidnud laialdast rakendust ioniseeriva kiirguse vastaste kaitsevahendite valmistamisel. Kristallide valmistamisel lisatakse laengule pliioksiidi. Värvainete valmistamisel kasutatakse pliisoolasid, initsieeriva lõhkeainena pliisiidi ja sisepõlemismootorite detonatsioonivastase kütusena tetraetüülplii Pb (C 2 H 5) 4.

Plii on metallilise hõbeda mürkhall imitatsioon
ja vähetuntud mürgine metallisegu
Mürgised ja mürgised kivid ja mineraalid

Plii (Pb)- element aatomnumbriga 82 ja aatommassiga 207,2. See on IV rühma, Dmitri Ivanovitš Mendelejevi keemiliste elementide perioodilisuse tabeli kuuenda perioodi põhialarühma element. Plii valuplokk on määrdunudhalli värvi, kuid värskel lõikel metall läigib ja on iseloomuliku sinakashalli varjundiga. Selle põhjuseks on asjaolu, et plii oksüdeerub õhus kiiresti ja kaetakse õhukese oksiidkilega, mis takistab metalli (väävli ja vesiniksulfiidi) hävimist.

Plii on üsna plastiline ja pehme metall – valuplokki saab noaga lõigata ja küünega kriimustada. Väljakujunenud väljend "plii kaal" on osaliselt tõsi - plii (tihedus 11,34 g / cm 3) on poolteist korda raskem kui raud (tihedus 7,87 g / cm 3), neli korda raskem kui alumiinium (tihedus 2,70 g / cm 3). cm 3) ja isegi raskem kui hõbe (tihedus 10,5 g/cm3, tõlgitud ukraina keelest).

Paljud tööstuses kasutatavad metallid on aga pliist raskemad - kulda on peaaegu kaks korda (tihedus 19,3 g / cm 3), tantaal poolteist korda (tihedus 16,6 g / cm 3); elavhõbedasse sukeldatud plii hõljub pinnale, kuna see on elavhõbedast kergem (tihedus 13,546 g / cm 3).

Looduslik plii koosneb viiest stabiilsest isotoobist massinumbritega 202 (jäljed), 204 (1,5%), 206 (23,6%), 207 (22,6%), 208 (52,3%). Veelgi enam, viimased kolm isotoopi on 238 U, 235 U ja 232 Th radioaktiivsete muundumiste lõpp-produktid. Tuumareaktsioonide käigus tekib arvukalt plii radioaktiivseid isotoope.

Plii koos kulla, hõbeda, tina, vase, elavhõbeda ja rauaga kuulub inimkonnale iidsetest aegadest tuntud elementide hulka. On oletatud, et inimesed sulatasid maagist pliid rohkem kui kaheksa tuhat aastat tagasi. Juba 6-7 tuhat aastat eKr leiti Mesopotaamias ja Egiptuses pliist jumaluste kujusid, kultus- ja majapidamistarbeid ning tahvleid kirjutamiseks. Roomlased, leiutanud torustiku, tegid plii torude jaoks materjaliks, hoolimata asjaolust, et selle metalli mürgisust märkisid esimesel sajandil pKr Dioscorides ja Plinius vanem. Selliseid pliiühendeid nagu "plii tuhk" (PbO) ja pliivalge (2 PbCO 3 ∙ Pb (OH) 2) kasutati Vana-Kreekas ja Roomas ravimite ja värvide komponentidena. Keskajal austasid alkeemikud ja mustkunstnikud seitset metalli, iga elementi tuvastati ühe tollal tuntud planeediga, plii vastas selle planeedi märgile Saturnile ja tähistas metallist diplomeid ja akadeemilisi kraade. - 1550, Hispaania).

Just pliile (mis on oma kaalult väga sarnane kulla kaaluga) omistasid parasiitalkeemikud võime väidetavalt muutuda väärismetallideks – hõbedaks ja kullaks, seetõttu asendas see sageli valuplokkides kulda, anti edasi hõbedana ja kullatud (plii sulatati 20. sajandil " peaaegu panga "kujuline, suur ja sarnase suurusega, valati peale õhuke kiht kulda ja pandi võltsitud linoleumi tunnusmärgid - A. McLeani järgi, USA ja petuskeemid stiilis "Angelica Türgis" 18. sajandi alguses). Tulirelvade tulekuga hakati pliid kasutama kuulide materjalina.

Tehnoloogias kasutatakse pliid. Suurim kogus seda kulub kaablikestade ja akuplaatide valmistamisel. Keemiatööstuses, väävelhappetehastes, kasutatakse pliid tornikestade, külmikute rullide ja muude valmistamiseks. vastutav seadmete osad, kuna väävelhape (isegi 80% kontsentratsioon) ei söövita pliid. Pliid kasutatakse kaitsetööstuses - sellest valmistatakse laskemoona ja haavlid (neist tehakse ka loomanahku, ukraina keelest tõlgituna).

See metall on osa paljudest, näiteks laagrisulamitest, trükisulamist (gart), joodistest. Plii neelab osaliselt ohtlikku gammakiirgust, mistõttu kasutatakse seda radioaktiivsete ainetega töötamisel ja Tšernobõli tuumaelektrijaamas kaitseks selle eest. Ta on põhielement nn. "pliipüksid" (meestele) ja "pliibikiinid" (täiendava kolmnurgaga) - naistele kiirgusega töötamisel. Osa pliist kulub tetraetüülplii tootmiseks – bensiini oktaanarvu tõstmiseks (see on keelatud). Pliid kasutavad klaasi- ja keraamikatööstused klaasi "kristalli" ja taevasinine "emaili" tootmiseks.

Punane plii – helepunane aine (Pb 3 O 4) – on metallide korrosiooni eest kaitsmiseks kasutatava värvi põhikoostisosa (väga sarnane Hispaania Almadeni punase kinaveri ja teiste punaste kinaveri kaevandustega – punane plii 2010. aasta algusest. 21. sajandil varastavad ja mürgitavad neid Hispaanias ja teistes riikides sunnitöölt põgenenud vangid punase kaneeli ja uimastiküttide, sealhulgas mineraalse päritoluga narkootiliste ainete ja musta arseeni, mis levib edasi radioaktiivse uraani ja rohelise konikaltsiidi abil. pehmed rohelised imitaatorsmaragdid ja muud ehtekivid, mida inimene kasutas enda, riiete ja eluruumide kaunistamiseks).

Bioloogilised omadused

Plii, nagu enamik teisi raskmetalle, põhjustab allaneelamisel mürgistus(mürk vastavalt ADR ohtlike veoste rahvusvahelisele märgistusele N 6 (kolju ja luud rombis)), mis võib peituda, voolata kerges, keskmises ja raskes vormis.

Põhijooned mürgistus- igemete serva lilla-kiltkivivärvus, naha kahvatuhall värvus, vereloomehäired, närvisüsteemi kahjustused, valu kõhuõõnes, kõhukinnisus, iiveldus, oksendamine, vererõhu tõus, kehatemperatuur kuni 37 o C ja üle selle. Raskete mürgistusvormide ja kroonilise mürgistuse korral on tõenäoline maksa, südame-veresoonkonna süsteemi pöördumatu kahjustus, endokriinsüsteemi häired, organismi immuunsüsteemi pärssimine ja onkoloogilised haigused (healoomulised kasvajad).

Mis on pliimürgituse ja selle ühendite põhjused? Varem olid põhjused - pliiveetorude vee kasutamine; toidu säilitamine punase plii või litariga glasuuritud savinõudes; pliijoodiste kasutamine metallriistade parandamisel; valge plii kasutamine (isegi kosmeetilistel eesmärkidel) - kõik see viis raskmetallide kogunemiseni kehas.

Tänapäeval, kui plii ja selle ühendite mürgisusest teavad vähesed, on sellised metalli inimkehasse tungimise tegurid sageli välistatud - kurjategijad mürgitavad ja täiesti teadlikult (röövides teadlasi petturite poolt "seks- ja sekretäritöölt" VAK-is jm 21. sajandi vargus).

Lisaks on edusammude areng kaasa toonud tohutu hulga uute riskide ilmnemise - need on mürgitamine plii kaevandamise ja sulatamise ettevõtetes; pliipõhiste värvainete tootmisel (sh trükkimiseks); tetraetüülplii tootmisel ja kasutamisel; kaablitööstuses.

Sellele kõigele tuleb lisada plii ja selle ühendite plii ja selle ühenditega, mis satuvad atmosfääri, pinnasesse ja vette, üha kasvav keskkonna saastamine - töötute autotransiitide autode massilised heitgaasid Venemaalt Almadeni linna Hispaanias Lääne-Euroopas - mitte-ukraina päritolu. autotranspordi numbrid on punased. Neid pole Ukrainas, mis kestab Harkivis ja Ukrainas üle 30 aasta - materjali koostamise ajal (HAC 20. sajandi lõpust-21. sajandi algusest antakse üle USA-le).

Taimed, sealhulgas toiduna tarbitavad, neelavad pliid pinnasest, veest ja õhust. Plii satub organismi koos toiduga (üle 0,2 mg), vee (0,1 mg) ja sissehingatava õhu tolmuga (umbes 0,1 mg). Veelgi enam, sissehingatavas õhus sisalduv plii imendub kehas kõige paremini. Ohutu päevane plii tarbimise tase inimkehas on 0,2-2 mg. See eritub peamiselt soolte (0,22–0,32 mg) ja neerude (0,03–0,05 mg) kaudu. Täiskasvanu kehas on keskmiselt pidevalt umbes 2 mg pliid ja teede ristumiskohas asuvate tööstuslinnade elanikel (Harkov, Ukraina jt) on pliisisaldus suurem kui külaelanikel (autode transiitteedest kaugemal). Vene Föderatsioonist Almadenisse, Hispaaniasse). asulad, linnad ja külad).

Peamine plii kontsentreerija inimkehas on luukude (90% kogu organismi pliist), lisaks koguneb plii maksa, kõhunäärmesse, neerudesse, aju- ja seljaaju ning verre.

Mürgistuse ravina võib kaaluda spetsiifilisi preparaate, kompleksimoodustajaid ja tugevdavaid aineid – vitamiinikomplekse, glükoosi jms. Vajalikud on ka füsioteraapia kursused ja kuurortravi (mineraalveed, mudavannid).

Plii ja selle ühenditega seotud ettevõtetes on vaja ennetusmeetmeid: pliivalge asendamine tsingi või titaanvalgega; tetraetüülplii asendamine vähemtoksiliste dekoputusvastaste ainetega; paljude protsesside ja toimingute automatiseerimine plii tootmisel; võimsate väljalaskesüsteemide paigaldamine; isikukaitsevahendite kasutamine ja tööpersonali perioodiline kontroll.

Vaatamata plii mürgisusele ja mürgisele toimele inimorganismile võib see siiski tuua kasu, mida kasutatakse meditsiinis.

Pliipreparaate kasutatakse välispidiselt kokkutõmbavate ainete ja antiseptikuna. Näiteks on "pliivesi" Pb(CH3COO)2,3H2O, mida kasutatakse naha ja limaskestade põletikuliste haiguste, samuti verevalumite ja marrastuste korral. Lihtsad ja keerulised pliiplaastrid aitavad mädaste-põletikuliste nahahaiguste, paise puhul. Pliatsetaadi abil saadakse preparaate, mis stimuleerivad maksa tegevust sapi vabanemise ajal.

Huvitavaid fakte

Vana-Egiptuses sulatasid kulda eranditult preestrid, sest seda protsessi peeti pühaks kunstiks, omamoodi mõistatuseks, mis oli lihtsurelikule kättesaamatu. Seetõttu olid just vaimulikud need, keda vallutajad julmalt piinasid, kuid saladust ei avaldatud pikka aega.

Nagu selgus, töötlesid egiptlased väidetavalt kullamaaki sula pliiga, mis lahustab väärismetalle, ja asendasid sellega kulla maakidest (Egiptuse ja Iisraeli konflikti põhjus tänaseni) – nagu pehme rohelise konikaltsiidi pulbriks jahvatamine, asendamine. smaragd sellega, millele järgneb surnud mürgi kulla müümine.

Kaasaegses ehituses kasutatakse pliid vuukide tihendamiseks ja maavärinakindlate vundamentide loomiseks (pettus). Kuid traditsioon kasutada seda metalli ehituslikel eesmärkidel on pärit sajandite sügavusest. Vana-Kreeka ajaloolane Herodotos (V sajand eKr) kirjutas meetodist kiviplaatide rauast ja pronksist sulgude tugevdamiseks, täites auke sulava pliiga - korrosioonivastasest töötlemisest. Hiljem, Mükeene väljakaevamistel, avastasid arheoloogid kiviseintest pliiklambreid. Stary Krymi külas on tänapäevani säilinud 14. sajandil ehitatud niinimetatud "plii" mošee (nimetus žargoonis "Kullaaare") varemed. Hoone sai oma nime, kuna müüritise vahed on täidetud pliiga (plii massi järgi kulla võltsing).

On legend, kuidas esmakordselt saadi punane pliivärv. Inimesed õppisid valget pliid valmistama rohkem kui kolm tuhat aastat tagasi, tol ajal oli see toode haruldus ja selle hind oli kõrge (praegu ka). Seetõttu ootasid muinasaegsed kunstnikud suure kannatamatusega sadamas kaubalaevu, mis vedasid nii hinnalist kaupa (Hispaaniast pärit Almadeni linnas punase kinaveri asendamise võimaluse uurimine, mida kasutatakse ikoonide ja tähtede kirjutamiseks. Piiblid Venemaal, Trinity-Sergius Lavra Zagorsk punase pliimiiniumiga, mille esitas meie aja alguses Plinius Vanem - "Krahvi Monte Cristo" mürgitajate põhiintriig Prantsusmaal 20. sajandi alguses ei omanud monopoli Kõrgema Atesteerimiskomisjoni suhtes, Prantsusmaa jaoks kasutusele võetud võõrtekst translitereeriti kirillitsa ukraina keele ladina tähestikusse).

Erandiks polnud ka kreeklane Nikias, kes tsunami elevuses (toimus ebanormaalne mõõn) otsis välja laeva Rhodose saarelt (peamine valge plii tarnija kogu Vahemerel), mis kandis lasti värvida. Peagi sisenes laev sadamasse, kuid puhkes tulekahju ja väärtuslik lasti kulus tulesse. Lootusetus lootuses, et tulekahju säästis vähemalt ühe anuma värvist, jooksis Nicias söestunud laevale otsa. Värvinõusid tuli ei hävitanud, need ainult põlesid. Kui üllatunud olid kunstnik ja lasti omanik, kui nad pärast laevade avamist leidsid valge asemel erkpunase värvi!

Keskaegsed bandiidid kasutasid sageli sula pliid piinamise ja hukkamise vahendina (selle asemel, et töötada VAK-i trükikojas). Eriti rasketele (ja vahel ka vastupidi) isikutele valati metalli kurku (bandiitide lahtivõtmine VAK-is). Katoliiklusest kaugel asuvas Indias toimus sarnane piinamine, mille all kannatasid välismaalased, kes tabati bandiitide poolt "kõrgelt teelt" (nad meelitasid teadustöötajaid kuritegelikult väidetavalt VAK-i). Õnnetud "liigse intelligentsuse ohvrid" valati kõrvadesse sula plii (väga sarnane "afrodisiaakumiga" - elavhõbeda tootmise poolfabrikaattoode Kõrgõzstani Ferghana orus, Kesk-Aasias, Khaidarkani kaevanduses).

Üks Veneetsia "vaatamisväärsustest" on keskaegne vangla (hotelli jäljendaja välismaalastele, eesmärgiga neid röövida), mis on ühendatud "Ohkete silla" kaudu Dooge paleega (Hispaania linna Almadena imitatsioon, kus jõgi on teel linna). Vangla eripäraks on "VIP" kaamerate olemasolu pööningul pliikatuse all (mürk, nad imiteerisid hotelli, et välismaalasi röövida, peidavad tsunamilainete mõju). Palavuses vireles bandiitide vang palavusest kambris lämbudes ja talvel külmus külmast. "Ohkete silla" möödujad võisid kuulda oigamisi ja palveid, mõistdes samal ajal väljaspool Dooži palee seinu asuva petturi jõudu ja jõudu (Veneetsias pole monarhiat) ...

Lugu

Arheoloogid leidsid Vana-Egiptuses väljakaevamistel dünastiaeelsetest matmispaikadest hõbedast ja pliist (väärtusliku metalli asendus – esimesed kostüümiehted) valmistatud esemeid. Umbes samal ajal (8-7 aastatuhandel eKr) on sarnaseid leide leitud Mesopotaamia piirkonnast. Pliist ja hõbedast valmistatud toodete ühised leiud pole üllatavad.

Juba iidsetest aegadest on inimeste tähelepanu köitnud kaunid rasked kristallid. plii läige PbS (sulfiid) on kõige olulisem maak, millest pliid kaevandatakse. Selle mineraali rikkalikud leiukohad leiti Kaukaasia mägedes ja Väike-Aasia keskpiirkondades. Mineraal galeen sisaldab mõnikord märkimisväärseid hõbeda ja väävli lisandeid ning kui paned selle mineraali tükid söega tulle, põleb väävel läbi ja sula plii voolab välja - süsi ja antratsiitkivisüsi, nagu grafiit takistab plii oksüdeerumist. ja aitab seda taastada.

Kuuendal sajandil eKr avastati Ateena (Kreeka) lähedal asuvast Lavrionist, mägisest piirkonnast galeenimaardlad ning Puunia sõdade ajal tänapäeva Hispaania territooriumil kaevandati paljudes selle territooriumile rajatud kaevandustes pliid, mida insenerid kasutasid veetorustike ja kanalisatsiooni ehitus (sarnaselt elavhõbeda poolfabrikaadiga Almadenist, Hispaaniast, Lääne-Euroopast, mandrilt).

Sõna "plii" tähendust ei olnud võimalik kindlalt kindlaks teha, kuna selle sõna päritolu pole teada. Palju spekulatsioone ja spekulatsioone. Nii et mõned väidavad, et plii kreekakeelne nimi on seotud teatud piirkonnaga, kus seda kaevandati. Mõned filoloogid võrdlevad varasemat kreeka nime hilisladinakeelsega plumbum ja väidavad, et viimane sõna on tuletatud sõnast mlumbum ja mõlemad sõnad on tuletatud sanskriti keelest bahu-mala, mida võib tõlkida kui "väga räpane".

Muide, arvatakse, et sõna "täidis" pärineb ladinakeelsest sõnast plumbum ja euroopa keeles kõlab plii nimi nii - plomb. Selle põhjuseks on asjaolu, et iidsetest aegadest on seda pehmet metalli kasutatud posti- ja muude saadetiste, akende ja uste tihenditena (ja mitte inimhammaste täidistena - tõlkeviga, ukraina). Tänapäeval tihendatakse kaubavaguneid ja ladusid aktiivselt pliiplommidega (tihendajatega). Muide, Ukraina vapp ja lipp on sh. Hispaania päritolu - Ukraina teadus- ja muud tööd Hispaania kuningliku krooni kaevandustes.

Võib kindlalt väita, et pliid aeti 17. sajandil sageli segi tinaga. eristatakse plumbum album (valge plii, s.o tina) ja plumbum nigrum (must plii - plii). Võib arvata, et segaduses on süüdi keskaegsed alkeemikud (pole kirjaoskajad sadamates ja konsigatsiooniladudes tollideklaratsioone täites), asendades mürgise plii paljude erinevate nimetustega ja tõlgendades kreekakeelset nimetust plumbago - pliimaak. Selline segadus esineb aga ka varasemates slaavikeelsetes pliinimetustes. Seda tõendab plii säilinud vale euroopalik nimi – olovo.

Plii saksakeelne nimetus blei pärineb vanasaksa sõnast blio (bliw), mis omakorda on kaashäälik leedukeelse bleivas (kerge, selge) tähendusega. Võimalik, et nii ingliskeelne sõna lead (lead) kui ka taanikeelne sõna lood on pärit saksakeelsest sõnast blei.

Venekeelse sõna "plii" päritolu pole selge, nagu ka sarnased keskslaavi omad - ukraina ("plii" - mitte "siga", "siga") ja valgevene ("plii" - "sea kivi, peekon"). ). Lisaks on konsonants balti keelte rühmas: leedu švinas ja läti svins.

Tänu arheoloogilistele leidudele sai teatavaks, et rannamadrused (piki mere rannikut) katsid mõnikord puidust laevade kered õhukeste pliiplaatidega (Hispaania) ja nüüd on need kaetud ka rannasõidulaevadega (sh veealused). Üks neist laevadest tõsteti Vahemere põhjast 1954. aastal Marseille' linna lähedal (Prantsusmaa, salakaubavedajad). Teadlased dateerisid Vana-Kreeka laeva kolmandasse sajandisse eKr! Ja keskajal kaeti paleede katused ja kirikute tornikiivrid vahel (kuldamise asemel) pliiplaatidega, mis on atmosfäärinähtustele vastupidavamad.

Looduses olemine

Plii on üsna haruldane metall, selle sisaldus maakoores (clarke) on 1,6 10 -3 massiprotsenti. See element on aga levinum kui tema lähimad perioodinaabrid, mida ta jäljendab – kuld (ainult 5∙10 -7%), elavhõbe (1∙10 -6%) ja vismut (2∙10 -5%).

Ilmselgelt seostatakse seda asjaolu plii kogunemisega maakooresse planeedi soolestikus toimuvate tuuma- ja muude reaktsioonide tõttu – uraani ja tooriumi lagunemise lõppsaaduseks olevad plii isotoobid täiendavad järk-järgult Maa oma. varusid koos pliiga miljardite aastate jooksul ja protsess jätkub.

Plii mineraalide (üle 80 - neist peamine on PbS galeen) kuhjumine on seotud hüdrotermiliste hoiuste tekkega. Lisaks hüdrotermilistele maardlatele omavad teatud tähtsust ka oksüdeeritud (sekundaarsed) maagid - need on polümetallilised maagid, mis tekivad maagikehade pinnalähedaste osade (kuni 100-200 meetri sügavuseni) ilmastikumõjude tulemusena. Neid esindavad tavaliselt raudhüdroksiidid, mis sisaldavad sulfaate (anglesiit PbSO 4), karbonaate (tserussiit PbCO 3), fosfaate - püromorfiit Pb 5 (PO 4) 3 Cl, smitsoniit ZnCO 3, kalamiin Zn 4 ∙H 2 O, asuriit ja malahhiit teised .

Ja kui plii ja tsink on nende metallide komplekssete polümetallimaakide põhikomponendid, siis nende kaaslasteks on sageli haruldasemad metallid - kuld, hõbe, kaadmium, tina, indium, gallium ja mõnikord ka vismut. Peamiste väärtuslike komponentide sisaldus polümetallimaakide tööstuslikes maardlates on mõnest protsendist üle 10%.

Sõltuvalt maagi mineraalide kontsentratsioonist eristatakse tahkeid (liitunud, kõrge temperatuuriga, OH-ga) või dissemineeritud polümetallilisi (kristallilised, külmemad) maagid. Polümetallimaakide maagikehad erinevad erineva suurusega, pikkusega mitmest meetrist kilomeetrini. Need on morfoloogia poolest erinevad – pesad, leht- ja läätsekujulised ladestused, veenid, varud, keerulised torukujulised kehad. Esinemistingimused on samuti erinevad - õrn, järsk, sekantne, kaashäälik ja teised.

Polümetalliliste ja kristalsete maakide töötlemisel saadakse kahte peamist tüüpi kontsentraate, mis sisaldavad vastavalt 40-70% pliid ja 40-60% tsinki ja vaske.

Peamised polümetallimaakide leiukohad Venemaal ja SRÜ riikides on Altai, Siber, Põhja-Kaukaasia, Primorski krai, Kasahstan. Ameerika Ühendriigid (USA), Kanada, Austraalia, Hispaania ja Saksamaa on rikkad polümetalliliste kompleksmaakide leiukohtadest.

Biosfääris on plii hajutatud - elusaines (5 10 -5%) ja merevees (3 10 -9%) on seda vähe. Looduslikest vetest sorbeerub see metall savidesse ja sadestub vesiniksulfiidiga, mistõttu koguneb see vesiniksulfiidiga saastunud meremudadesse ning neist tekkinud mustadesse savidesse ja kildadesse (väävli sublimatsioon kaldeerades).

Rakendus

Juba iidsetest aegadest on inimkond pliid laialdaselt kasutanud ja selle kasutusalad olid väga mitmekesised. Paljud rahvad kasutasid metalli tsemendimördina hoonete ehitamisel (raudne korrosioonivastane kate). Roomlased kasutasid pliid veetorustike (tegelikult kanalisatsiooni) materjalina ning eurooplased valmistasid sellest metallist vihmaveerennid ja drenaažitorud, vooderdasid hoonete katuseid. Tulirelvade tulekuga sai pliist peamine materjal kuulide ja haavlite valmistamisel.

Meie ajal on plii ja selle ühendid oma ulatust laiendanud. Akutööstus on üks suurimaid plii tarbijaid. Pliiakude tootmiseks kulutatakse tohutul hulgal metalli (mõnes riigis kuni 75% kogu toodetud mahust). Turgu vallutavad vastupidavamad ja vähem rasked leelisakud, kuid mahukamad - ja võimsad plii-happeakud ei loovuta oma positsioone isegi kaasaegsel arvutiturul - võimsad moodsad 32-bitised PC-arvutid (kuni serverijaamadeni).

Palju pliid kulutatakse keemiatööstuse vajadustele agressiivsetele gaasidele ja vedelikele vastupidavate tehaseseadmete valmistamisel. Nii et väävelhappetööstuses on seadmed - torud, kambrid, rennid, pesutornid, külmikud, pumbaosad - valmistatud pliist või vooderdatud pliiga. Pöörlevad osad ja mehhanismid (segistid, ventilaatori tiivikud, pöörlevad trumlid) on valmistatud plii-antimoni riistasulamist.

Kaablitööstus on veel üks plii tarbija, maailmas tarbitakse selleks otstarbeks kuni 20% sellest metallist. Need kaitsevad telegraafi- ja elektrijuhtmeid korrosiooni eest maa-aluse või veealuse paigaldamise ajal (ka korrosioonivastane ja Interneti-sideühenduste, modemiserverite, paraboolantennide ülekandeühenduste ja välistingimustes kasutatavate digitaalsete mobiilsidejaamade kaitse).

Kuni XX sajandi kuuekümnendate aastate lõpuni kasvas tetraetüülplii Pb (C2 H5) 4, mürgise vedeliku, mis on suurepärane detonaator (varastatud NSV Liidu sõjaajast), tootmine.

Plii suure tiheduse ja raskuse tõttu teati selle kasutamist relvades juba ammu enne tulirelvade tulekut – Hannibali armee slingid loopisid roomlasi pliikuulikestega (pole tõsi – need olid galeeniga konkreetid, pallikujulised kivistised, mis varastati maaotsijad mererannal) . Hiljem hakati laskma kuule ja tulistama pliist. Kõvaduse andmiseks lisatakse pliile kuni 12% antimoni ja laskeplii (mitte vintpüssirelvad) sisaldab umbes 1% arseeni. Plii nitraati kasutatakse võimsate segalõhkeainete (ADR ohtlike kaupade N 1) tootmiseks. Lisaks on plii osa initsieerivatest lõhkeainetest (detonaatoritest): asiid (PbN6) ja plii trinitroresortsinaat (TNRS).

Plii neelab gamma- ja röntgenikiirgust, mistõttu seda kasutatakse nende toime eest kaitsva materjalina (radioaktiivsete ainete hoidmiseks mõeldud konteinerid, röntgeniruumide seadmed, Tšernobõli tuumaelektrijaam ja teised).

Trükisulamite põhikomponendid on plii, tina ja antimon. Veelgi enam, pliid ja tina kasutati trükkimisel selle esimestest sammudest peale, kuid see ei olnud ainus sulam, mida tänapäevases trükkimises kasutatakse.

Pliiühendid on sama, kui mitte suurema tähtsusega, kuna mõned pliiühendid kaitsevad metalli korrosiooni eest mitte agressiivses keskkonnas, vaid lihtsalt õhus. Neid ühendeid lisatakse värvikatete koostisesse, näiteks valge plii (peamine plii karbonaatsool 2PbCO3 * Pb (OH) 2, mis on hõõrutud kuivatusõlile), millel on mitmeid märkimisväärseid omadusi: kõrge kattevõime (katmisvõime). , moodustunud kile tugevus ja vastupidavus, vastupidavus õhu ja valguse toimele.

Siiski on mitmeid negatiivseid aspekte, mis vähendavad valge plii kasutamist miinimumini (laevade ja metallkonstruktsioonide välisvärvimine) – kõrge toksilisus ja vastuvõtlikkus vesiniksulfiidile. Õlivärvid sisaldavad ka teisi pliiühendeid. Varem kasutati kollase pigmendina PbO lithari, mis asendas pliikroon (hõbedane võltsraha) PbCrO4, kuid pliilitargi kasutamine jätkub - õlide kuivamist kiirendava ainena (desikant).

Tänaseni on populaarseim ja massiivseim pliipõhine pigment minium Pb3O4 (punase kinaveri simulaator – elavhõbesulfiid). Seda erkpunast värvi kasutatakse eelkõige laevade veealuste osade jaoks (saastamisvastane, kaldal kuivdokides).

Tootmine

Kõige olulisem maak, millest pliid kaevandatakse, on sulfiid, plii sära PbS(galena), samuti kompleksne sulfiid polümetallilised maagid. Õpetab – Khaidarkani elavhõbedatehas maakide kompleksseks arendamiseks, Kõrgõzstani Ferghana org, Kesk-Aasia (SRÜ). Esimene metallurgiline operatsioon plii tootmisel on kontsentraadi oksüdeeriv röstimine pidevpaagutamislintmasinates (sama on ka meditsiinilise väävli ja väävelhappe lisatootmine). Röstimisel muutub pliisulfiid oksiidiks:

2PbS + 3O2 → 2PbO + 2SO2

Lisaks saadakse ka veidi PbSO4 sulfaati, mis muundatakse PbSiO3 silikaadiks, mille jaoks lisatakse laengule kvartsliiva ja muid räbusti (CaCO3, Fe2O3), mille tõttu moodustub laengut tsementeeriv vedel faas.

Reaktsiooni käigus oksüdeeritakse ka lisandina esinevad teiste metallide (vask, tsink, raud) sulfiidid. Sulfiidide pulbrilise segu asemel põletamise lõpptulemuseks on aglomeraat - poorne paagutatud pidev mass, mis koosneb peamiselt oksiididest PbO, CuO, ZnO, Fe2O3. Saadud aglomeraat sisaldab 35-45% pliid. Aglomeraadi tükid segatakse koksi ja lubjakiviga ning see segu laaditakse vesisärgi ahju, millesse juhitakse õhku surve all altpoolt läbi torude (“torude”). Koks ja süsinikoksiid (II) redutseerivad pliioksiidi pliiks juba madalatel temperatuuridel (kuni 500 o C):

PbO + C → Pb + CO

ja PbO + CO → Pb + CO2

Kõrgematel temperatuuridel toimuvad teised reaktsioonid:

CaCO3 → CaO + CO2

2РbSiO3 + 2СаО + С → 2Рb + 2CaSiO3+ CO2

Tsink ja raudoksiidid, mis on segus lisandite kujul, lähevad osaliselt üle ZnSiO3-ks ja FeSiO3-ks, mis koos CaSiO3-ga moodustavad pinnale hõljuva räbu. Pliioksiidid redutseeritakse metalliks. Protsess toimub kahes etapis:

2PbS + 3O2 → 2PbO + 2SO2,

PbS + 2PbO → 3Pb + SO2

"Toores" - must plii - sisaldab 92-98% Pb (plii), ülejäänu - vase, hõbeda (mõnikord kulla), tsingi, tina, arseeni, antimoni, Bi, Fe lisandeid, mis eemaldatakse erinevatel meetoditel, nii et vask ja raud eemaldatakse seigerization. Tina, antimoni ja arseeni eemaldamiseks puhutakse õhku läbi sulametalli (lämmastikkatalüsaator).

Kulla ja hõbeda eraldamine toimub tsingi lisamisega, mis moodustab pliist kergema tsingi ja hõbeda (ja kulla) ühenditest koosneva "tsingi vahu", mis sulab temperatuuril 600-700 o C. Seejärel eraldatakse tsingi liig. eemaldatakse sulapliist õhu, veeauru või kloori kaudu.

Vismuti eemaldamiseks lisatakse vedelale pliile magneesiumi või kaltsiumi, mis moodustavad madala sulamistemperatuuriga ühendeid Ca3Bi2 ja Mg3Bi2. Nendel meetoditel rafineeritud plii sisaldab 99,8–99,9% Pb-d. Edasine puhastamine viiakse läbi elektrolüüsiga, mille tulemuseks on puhtus vähemalt 99,99%. Elektrolüüt on pliifluorosilikaadi PbSiF6 vesilahus. Plii settib katoodile ja lisandid kontsentreeritakse anoodimudasse, mis sisaldab palju väärtuslikke komponente, mis seejärel eraldatakse (eraldatakse räbu eraldi settepaaki - nn "sabaprügi", kemikaalide komponentide "sabad"). muu tootmine).

Maailmas kaevandatava plii maht kasvab iga aastaga. Vastavalt kasvab ka plii tarbimine. Tootmise poolest on plii värviliste metallide hulgas neljandal kohal – alumiiniumi, vase ja tsingi järel. Plii (sh sekundaarse plii) tootmise ja tarbimise vallas on mitu juhtivat riiki – need on Hiina, Ameerika Ühendriigid (USA), Korea ning Kesk- ja Lääne-Euroopa riigid.

Samal ajal keelduvad mitmed riigid, pidades silmas pliiühendite suhtelist toksilisust (Maa tingimustes vähem toksiline kui vedel elavhõbe – tahke plii), mis on ränk viga – patareid jne. plii kasutamise tehnoloogiad aitavad oluliselt vähendada kalli ja haruldase nikli ja vase tarbimist dioodtrioodide ja muude mikroskeemide ja kaasaegse arvutitehnoloogia (XXI sajand) protsessori komponentide jaoks, eriti võimsa ja energiakuluka 32-bitise protsessori (PC) jaoks. arvutid), nagu lühtrid ja lambipirnid.

Galena on pliisulfiid. Täitematerjal, mis on tektooniliste liikumiste käigus plastiliselt ekstrudeeritud õõnsusse
läbi kvartskristallide vahelise augu. Berezovsk, kolmap. Uural, Venemaa. Fotod: A.A. Evsejev.

Füüsikalised omadused

Plii on tumehall metall, mis sätendab värske lõike peal ja millel on helehall toon, mis sädeleb siniselt. Õhus see aga kiiresti oksüdeerub ja kattub kaitsva oksiidkilega. Plii on raskmetall, selle tihedus on 11,34 g/cm3 (temperatuuril 20 o C), kristalliseerub näokeskses kuupvõres (a = 4,9389A), allotroopseid modifikatsioone pole. Aatomiraadius 1,75A, ioonraadiused: Pb2+ 1,26A, Pb4+ 0,76A.

Pliil on palju väärtuslikke füüsikalisi omadusi, mis on tööstuse jaoks olulised, näiteks madal sulamistemperatuur - ainult 327,4 o C (621,32 o F ehk 600,55 K), mis võimaldab suhteliselt saada metalli sulfiidist ja muudest maakidest.

Peamise plii mineraali - galeeni (PbS) - töötlemisel eraldatakse metall väävlist, selleks piisab kivisöega segatud maagi põletamisest (süsi, antratsiitkivisüsi - nagu väga mürgine punane kinaver - sulfiid ja maak elavhõbedaks) õhus. Plii keemistemperatuur on 1740 o C (3164 o F ehk 2013,15 K), metallil on lenduvus juba 700 o C juures. Plii erisoojusmahtuvus toatemperatuuril on 0,128 kJ / (kg ∙ K) ehk 0,0306 cal / g o C.

Plii soojusjuhtivus on madal 33,5 W/(m∙K) ehk 0,08 cal/cm∙sec∙ o C temperatuuril 0 o C, plii lineaarse paisumise temperatuuritegur on toatemperatuuril 29,1∙10-6.

Tööstuse jaoks oluline plii teine ​​kvaliteet on selle kõrge elastsus - metall on kergesti sepistatud, rullitav lehtedeks ja traadiks, mis võimaldab seda kasutada masinatööstuses erinevate sulamite valmistamiseks koos teiste metallidega.

Teatavasti pressitakse pliilaastud rõhul 2 t/cm2 tahkeks massiks (pulbermetallurgia). Rõhu tõusmisel 5 t/cm2-ni läheb metall tahkest olekust vedelasse olekusse ("Almadeni elavhõbe" – sarnane vedela elavhõbedaga Almadeni linnas Hispaanias, EL-i lääneosas).

Pliitraat saadakse, surudes läbi matriitsi mitte sula, vaid tahke plii, sest plii vähese tugevuse tõttu on seda peaaegu võimatu valmistada tõmbamise teel. Tõmbetugevus pliile 12-13 MN/m2, survetugevus ca 50 MN/m2; suhteline katkevus 50-70%.

Plii kõvadus Brinelli järgi on 25-40 MN/m2 (2,5-4 kgf/mm2). Teadaolevalt ei suurenda katmine plii mehaanilisi omadusi, kuna selle ümberkristallimise temperatuur on alla toatemperatuuri (-35 o C, kui deformatsioon on 40% või rohkem).

Plii on üks esimesi metalle, mis viidi ülijuhtivusseisundisse. Muide, temperatuur, millest madalamal omandab plii võime elektrivoolu vähimagi takistuseta läbi lasta, on üsna kõrge - 7,17 o K. Võrdluseks on see temperatuur tina puhul 3,72 o K, tsingi puhul 0,82 o K ja 0,82 o K. titaanile ainult 0,4 o K. Just pliist valmistati esimene 1961. aastal ehitatud ülijuhtivat trafo mähis.

Metallplii on väga hea kaitse igat liiki radioaktiivse kiirguse ja röntgenikiirguse eest. Aine, footon või mis tahes kiirguse kvantiga kohtumisel kulutab energiat selle neeldumine. Mida tihedam on keskkond, mida kiired läbivad, seda rohkem see neid edasi lükkab.

Plii on selles osas väga sobiv materjal - see on üsna tihe. Metalli pinda tabades löövad gamma kvantid sellest välja elektronid, mille jaoks nad oma energiat kulutavad. Mida suurem on elemendi aatomarv, seda keerulisem on elektroni välisorbiidilt välja lüüa tuuma suurema tõmbejõu tõttu.

Viieteistkümne kuni kahekümne sentimeetrisest pliikihist piisab, et kaitsta inimesi igasuguse teadusele teadaoleva kiirguse mõju eest. Sel põhjusel viiakse pliid radioloogi põlle ja kaitsekinnaste kummi, mis lükkab röntgenikiirgust edasi ja kaitseb keha nende hävitava mõju eest. Kaitseb radioaktiivse kiirguse ja pliioksiidi sisaldava klaasi eest.

Galena. Jeleninskaja asetaja, Kamenka r., Yu Uural, Venemaa. Fotod: A.A. Evsejev.

Keemilised omadused

Keemiliselt on plii suhteliselt passiivne – elektrokeemilises pingereas seisab see metall otse vesiniku ees.

Õhus plii oksüdeerub, kaetakse õhukese PbO oksiidi kilega, mis takistab metalli kiiret hävimist (atmosfääris oleva agressiivse väävli tõttu). Vesi ise pliiga ei interakteeru, kuid hapniku juuresolekul hävib metall järk-järgult vee toimel, moodustades amfoteerse plii(II)hüdroksiidi:

2Pb + O2 + 2H2O → 2Pb(OH)2

Kokkupuutel kõva veega katab plii lahustumatute soolade (peamiselt sulfaadi ja aluselise pliikarbonaadi) kaitsekilega, mis takistab vee edasist toimet ja hüdroksiidi teket.

Lahjendatud vesinikkloriid- ja väävelhape ei mõjuta pliid peaaegu üldse. Selle põhjuseks on vesiniku eraldumise ülepinge plii pinnal, samuti halvasti lahustuva pliikloriidi PbCl2 ja sulfaadi PbSO4 kaitsekilede moodustumine, mis katavad lahustunud metalli pinda. Kontsentreeritud väävel-H2SO4 ja perkloor-HCl-happed, eriti kuumutamisel, mõjutavad pliid ja saadakse lahustuvad kompleksühendid koostisega Pb(HSO4)2 ja H2[PbCl4]. Plii lahustub madala kontsentratsiooniga happes HNO3-s kiiremini kui kontsentreeritud lämmastikhappes.

Pb + 4HNO3 → Pb(NO3)2 + 2NO2 + H2O

Plii lahustub suhteliselt kergesti mitmete orgaaniliste hapetega: äädikhape (CH3COOH), sidrunhape, sipelghape (HCOOH), see on tingitud sellest, et orgaanilised happed moodustavad kergesti lahustuvaid pliisoolasid, mis ei suuda kuidagi kaitsta metalli pinda.

Plii lahustub leelistes, kuigi aeglaselt. Kuumutamisel reageerivad söövitavate leeliste kontsentreeritud lahused pliiga, vabastades vesiniku ja X2[Pb(OH)4] tüüpi hüdroksoplumbiite, näiteks:

Pb + 4KOH + 2H2O → K4 + H2

Vees lahustuvuse järgi jagunevad pliisoolad lahustuvateks (pliatsetaat, nitraat ja kloraat), vähelahustuvateks (kloriid ja fluoriid) ja lahustumatud (sulfaat, karbonaat, kromaat, fosfaat, molübdaat ja sulfiid). Kõik lahustuvad pliiühendid on mürgised. Vees lahustuvad pliisoolad (nitraat ja atsetaat) hüdrolüüsitakse:

Pb(NO3)2 + H2O → Pb(OH)NO3 + HNO3

Plii oksüdatsiooniaste on +2 ja +4. Plii oksüdatsiooniastmega +2 ühendid on palju stabiilsemad ja arvukamad.

Plii-vesinikuühend PbH4 saadakse väikestes kogustes lahjendatud vesinikkloriidhappe toimel Mg2Pb-le. PbH4 on värvitu gaas, mis laguneb väga kergesti pliiks ja vesinikuks. Plii ei reageeri lämmastikuga. Pliasiid Pb (N3) 2 - saadakse naatriumasiidi NaN3 ja plii (II) soolade lahuste interaktsioonil - värvitud nõelakujulised kristallid, vees halvasti lahustuvad, laguneb kokkupõrkel või kuumutamisel plahvatusega pliiks ja lämmastikuks.

Väävel mõjub kuumutamisel pliile, moodustades PbS-sulfiidi, musta amfoteerse pulbri. Sulfiidi võib saada ka vesiniksulfiidi suunamisel Pb (II) soolade lahustesse. Looduses esineb sulfiid plii läige - galeenina.

Kuumutamisel ühineb plii halogeenidega, moodustades PbX2 halogeniidid, kus X on halogeen. Kõik need lahustuvad vees vähe. Saadi PbX4 halogeniidid: PbF4 tetrafluoriid - värvitud kristallid ja PbCl4 tetrakloriid - kollane õline vedelik. Mõlemad ühendid lagunevad vee toimel, vabastades fluori või kloori; hüdrolüüsitud veega (toatemperatuuril).

Galena fosforiitkonkretsioonis (keskel). Kamenetz-Podolski linna piirkond, Zap. Ukraina. Fotod: A.A. Evsejev.

ADR 1
pomm, mis plahvatab
Neid saab iseloomustada mitmete omaduste ja mõjudega, näiteks: kriitiline mass; kildude hajumine; intensiivne tule/soojuse vool; ere välklamp; vali müra või suits.
Tundlikkus šoki ja/või šoki ja/või kuumuse suhtes
Kasutage katet, hoides samal ajal akendest ohutut kaugust
Oranž märk, plahvatuses oleva pommi kujutis

ADR 6.1
Mürgised ained (mürk)
Mürgistuse oht sissehingamisel, kokkupuutel nahaga või allaneelamisel. Ohtlik veekeskkonnale või kanalisatsioonisüsteemile
Kasutage avariiväljapääsu maski
Valge teemant, ADR number, must pealuu ja ristluud

ADR 5.1
Ained, mis on oksüdeerunud
Ägeda reaktsiooni, tulekahju või plahvatuse oht kokkupuutel süttivate või tuleohtlike ainetega
Ärge segage lasti kergestisüttivate või põlevate ainetega (nt saepuru)
Kollane romb, ADR number, must leek üle ringi

ADR 4.1
Tuleohtlikud tahked ained, isereageerivad ained ja tahked desensibiliseeritud lõhkeained
Tulekahju oht. Tuleohtlikud või põlevad ained võivad süttida sädemetest või leegidest. Võib sisaldada isereageerivaid aineid, mis võivad kuumuse, kokkupuutel teiste ainetega (nagu happed, raskmetallide ühendid või amiinid), hõõrdumise või löögi korral eksotermiliselt laguneda.
See võib põhjustada kahjulike või tuleohtlike gaaside või aurude eraldumist või isesüttimist. Mahud võivad kuumutamisel plahvatada (üliohtlik – praktiliselt ei põle).
Desensibiliseeritud lõhkeainete plahvatusoht pärast desensibilisaatori kadumist
Seitse vertikaalset punast triipu valgel taustal, võrdne ala, ADR number, must leek

ADR 8
Söövitavad (söövitavad) ained
Põletusoht naha söövitamise tõttu. Nad võivad reageerida ägedalt üksteisega (komponentidega), vee ja muude ainetega. Mahavalgunud/laialivalgunud materjal võib eraldada söövitavaid aure.
Ohtlik veekeskkonnale või kanalisatsioonisüsteemile
Valge rombi ülemine pool, must - alumine, võrdse suurusega, ADR number, katseklaasid, käed

Plii (Pb) on element aatomnumbriga 82 ja aatommassiga 207,2. See on IV rühma, Dmitri Ivanovitš Mendelejevi keemiliste elementide perioodilisuse tabeli kuuenda perioodi põhialarühma element. Plii valuplokk on määrdunudhalli värvi, kuid värskel lõikel metall läigib ja on sinakashalli varjundiga. Selle põhjuseks on asjaolu, et plii oksüdeerub õhus kiiresti ja kaetakse õhukese oksiidkilega, mis takistab metalli edasist hävimist. Plii on väga plastiline ja pehme metall – valuplokki saab noaga lõigata ja isegi küünega kriimustada. Väljakujunenud väljend "plii raskusaste" peab paika ainult osaliselt - tõepoolest - plii (tihedus 11,34 g / cm 3) on poolteist korda raskem kui raud (tihedus 7,87 g / cm 3), neli korda raskem kui alumiinium (tihedus 2,70 g). / cm 3 ) ja isegi raskem kui hõbe (tihedus 10,5 g/cm3). Paljud kaasaegses tööstuses kasutatavad metallid on aga palju raskemad kui plii - peaaegu kaks korda rohkem kulda (tihedus 19,3 g / cm 3), tantaali poolteist korda (tihedus 16,6 g / cm 3); elavhõbedasse sukeldatud plii hõljub pinnale, kuna see on elavhõbedast kergem (tihedus 13,546 g / cm 3).

Looduslik plii koosneb viiest stabiilsest isotoobist massinumbritega 202 (jäljed), 204 (1,5%), 206 (23,6%), 207 (22,6%), 208 (52,3%). Veelgi enam, viimased kolm isotoopi on 238 U, 235 U ja 232 Th radioaktiivsete muundumiste lõpp-produktid. Tuumareaktsioonide käigus tekib arvukalt plii radioaktiivseid isotoope.

Plii koos kulla, hõbeda, tina, vase, elavhõbeda ja rauaga kuulub inimkonnale iidsetest aegadest tuntud elementide hulka. On oletatud, et esimest korda sulatasid inimesed maagist pliid enam kui kaheksa tuhat aastat tagasi. Veel 6-7 tuhat aastat eKr kasutati seda metalli Mesopotaamias ja Egiptuses jumaluste kujude, kultus- ja majapidamisesemete ning kirjutamiseks mõeldud tahvlite valmistamisel. Roomlased, leiutanud torustiku, valmistasid plii torude materjaliks, hoolimata asjaolust, et Kreeka arstid Dioscorides ja Plinius vanem märkisid selle metalli toksilisust esimesel sajandil pKr. Pliiühendeid nagu "plii tuhk" (PbO) ja pliivalge (2 PbCO 3 ∙ Pb (OH) 2) kasutati Vana-Kreekas ja Roomas ravimite ja värvide komponentidena. Keskajal austasid alkeemikud ja mustkunstnikud seitset iidset metalli, iga elementi tuvastati ühe tollal tuntud planeediga, plii vastas selle planeedi märgile Saturnile ja tähistas metalli. Just pliile omistasid alkeemikud võime muutuda väärismetallideks - hõbedaks ja kullaks, mistõttu osales ta sageli nende keemilistes katsetes. Tulirelvade tulekuga hakati pliid kasutama kuulide materjalina.

Pliid kasutatakse laialdaselt inseneritöös. Suurim kogus seda kulub kaablikestade ja akuplaatide valmistamisel. Keemiatööstuses väävelhappetehastes valmistatakse pliist torni korpused, külmiku poolid ja paljud muud kriitilised osad, kuna väävelhape (isegi 80% kontsentratsioon) pliid ei söövita. Pliid kasutatakse kaitsetööstuses - seda kasutatakse laskemoona ja haavli tootmiseks. See metall on osa paljudest sulamitest, näiteks laagrite sulamid, trükisulam (hart), joodised. Plii neelab suurepäraselt ohtlikku gammakiirgust, seetõttu kasutatakse seda radioaktiivsete ainetega töötamisel selle eest kaitsmiseks. Teatud kogus pliid kulutatakse tetraetüülplii tootmiseks – mootorikütuse oktaanarvu tõstmiseks. Klaasi- ja keraamikatööstus kasutab pliid aktiivselt kristalli ja spetsiaalsete taevasiniste tootmiseks. Punane plii – helepunane aine (Pb 3 O 4) – on metallide korrosiooni eest kaitsmiseks kasutatava värvi peamine koostisosa.

Bioloogilised omadused

Plii, nagu enamik teisi raskmetalle, põhjustab kehasse sattudes mürgistust, mis võib olla varjatud (vedu), esineda kerges, mõõdukas ja raskes vormis. Peamised pliimürgituse tunnused on igemeääre lilla-kiltkivi värvus, naha kahvatuhall värvus, vereloomehäired, närvisüsteemi kahjustused, kõhuvalu, kõhukinnisus, iiveldus, oksendamine, vererõhu tõus, kehatemperatuuri tõus. kuni 37 ° C ja üle selle. Raskete mürgistusvormide ja kroonilise mürgistuse korral on väga tõenäolised maksa-, kardiovaskulaarsüsteemi pöördumatud kahjustused, endokriinsüsteemi häired, organismi immuunsüsteemi pärssimine ja onkoloogilised haigused.

Mis on pliimürgituse ja selle ühendite põhjused? Varem olid sellised põhjused - pliiveetorude vee kasutamine; toidu säilitamine punase plii või litariga glasuuritud savinõudes; pliijoodiste kasutamine metallriistade parandamisel; pliivalge laialdane kasutamine (isegi kosmeetilistel eesmärkidel) – see kõik tõi vältimatult kaasa raskmetallide kogunemise organismi. Tänapäeval, kui plii ja selle ühendite mürgisus on kõigile teada, on sellised metalli tungimise tegurid inimkehasse peaaegu välistatud. Edusammude areng on aga toonud kaasa tohutu hulga uute riskide ilmnemise - need on mürgitamine ettevõtetes plii kaevandamise ja sulatamise eesmärgil; kaheksakümne teisel elemendil põhinevate värvainete tootmisel (kaasa arvatud trükkimiseks); tetraetüülplii tootmisel ja kasutamisel; kaablitööstuses. Sellele kõigele tuleb lisada keskkonna suurenev saastatus plii ja selle ühenditega, mis satuvad atmosfääri, pinnasesse ja vette.

Taimed, sealhulgas toiduna tarbitavad, neelavad pliid pinnasest, veest ja õhust. Plii satub inimkehasse koos toiduga (üle 0,2 mg), vee (0,1 mg) ja sissehingatava õhu tolmuga (umbes 0,1 mg). Veelgi enam, sissehingatavas õhus sisalduv plii imendub kehas kõige paremini. Ohutu päevane plii tarbimise tase inimkehas on 0,2-2 mg. See eritub peamiselt soolte (0,22–0,32 mg) ja neerude (0,03–0,05 mg) kaudu. Täiskasvanud inimese kehas on keskmiselt pidevalt umbes 2 mg pliid ja suurtes tööstuslinnades on pliisisaldus suurem kui külaelanikel.

Peamine plii kontsentreerija inimkehas on luukude (90% kogu organismi pliist), lisaks koguneb plii maksa, kõhunäärmesse, neerudesse, aju- ja seljaaju ning verre.

Mürgistuse ravina võib kaaluda mõningaid spetsiifilisi preparaate, kompleksimoodustajaid ja üldtugevdajaid – vitamiinikomplekse, glükoosi jms. Vajalikud on ka füsioteraapia kursused ja kuurortravi (mineraalveed, mudavannid). Plii ja selle ühenditega seotud ettevõtetes on vaja ennetusmeetmeid: pliivalge asendamine tsingi või titaanvalgega; tetraetüülplii asendamine vähemtoksiliste dekoputusvastaste ainetega; paljude protsesside ja toimingute automatiseerimine plii tootmisel; võimsate väljalaskesüsteemide paigaldamine; isikukaitsevahendite kasutamine ja tööpersonali perioodiline kontroll.

Vaatamata plii mürgisusele ja mürgisele toimele inimorganismile võib see siiski tuua kasu, mida kasutatakse meditsiinis. Pliipreparaate kasutatakse välispidiselt kokkutõmbavate ainete ja antiseptikuna. Näiteks on "pliivesi" Pb(CH3COO)2,3H2O, mida kasutatakse naha ja limaskestade põletikuliste haiguste, samuti verevalumite ja marrastuste korral. Lihtsad ja keerulised pliiplaastrid aitavad mädaste-põletikuliste nahahaiguste, paise puhul. Pliatsetaadi abil saadakse preparaate, mis stimuleerivad maksa tegevust sapi vabanemise ajal.

Vana-Egiptuses sulatasid kulda eranditult preestrid, sest seda protsessi peeti pühaks kunstiks, omamoodi mõistatuseks, mis oli lihtsurelikule kättesaamatu. Seetõttu olid just vaimulikud need, keda vallutajad piinasid kõige julmemalt, kuid saladust ei avaldatud kaua. Nagu selgus, töötlesid egiptlased kullamaaki sula pliiga, mis lahustas väärismetalle ja ekstraheerisid nii maakidest kulda. Saadud lahusega viidi läbi oksüdatiivne röstimine ja plii muutus oksiidiks. Järgmine etapp sisaldas preestrite peamist saladust - luutuhast valmistatud ahjupotte. Sulamise ajal imendus pliioksiid poti seintesse, kaasates sinna juhuslikke lisandeid, samas kui põhja jäi puhas sulam.

Kaasaegses ehituses kasutatakse pliid vuukide tihendamiseks ja maavärinakindlate vundamentide loomiseks. Kuid traditsioon kasutada seda metalli ehituslikel eesmärkidel on pärit sajandite sügavusest. Vana-Kreeka ajaloolane Herodotos (5. sajand eKr) kirjutas meetodist, kuidas tugevdada kiviplaatides olevaid raud- ja pronksklambreid, täites auke sulava pliiga. Hiljem, Mükeene väljakaevamistel, avastasid arheoloogid kiviseintest pliiklambreid. Stary Krymi külas on tänaseni säilinud 14. sajandil ehitatud nn pliimošee varemed. Hoone sai oma nime, kuna müüritise vahed on täidetud pliiga.

Selle kohta, kuidas esmakordselt saadi punane pliivärv, on terve legend. Inimesed õppisid valget pliid valmistama rohkem kui kolm tuhat aastat tagasi, ainult neil päevil oli see toode haruldane ja selle hind oli väga kõrge. Seetõttu ootasid muinasaegsed kunstnikud sadamas alati suure kannatamatusega kaubalaevu, mis nii hinnalist kaupa vedasid. Erandiks polnud ka suur kreeka meister Nikias, kes kunagi agiteerides otsis Rhodose saarelt (kogu Vahemere peamiseks valge plii tarnijaks) pärit laeva, mis vedas värvilasti. Peagi sisenes laev sadamasse, kuid puhkes tulekahju ja väärtuslik lasti kulus tulesse. Lootusetus lootuses, et tulekahju säästis vähemalt ühe anuma värvist, jooksis Nicias söestunud laevale otsa. Värvinõusid tuli ei hävitanud, need ainult põlesid. Kui üllatunud olid kunstnik ja lasti omanik, kui nad pärast laevade avamist leidsid valge asemel erkpunase värvi!

Plii saamise lihtsus ei seisne mitte ainult selles, et seda on lihtne maakidest sulatada, vaid ka selles, et erinevalt paljudest teistest tööstuslikult olulistest metallidest ei vaja plii mingeid eritingimusi (vaakumi või inertse keskkonna tekitamine). ), mis parandavad lõpptoote kvaliteeti. Selle põhjuseks on asjaolu, et gaasid ei mõjuta pliid. Ei lahustu ju hapnik, vesinik, lämmastik, süsinikdioksiid ja muud metallidele “kahjulikud” gaasid ei vedelas ega tahkes pliis!

Keskaegsed inkvisiitorid kasutasid sula pliid piinamise ja hukkamise vahendina. Eriti rasketele (ja mõnikord ka vastupidi) inimestele valati metalli kurku. Indias, mis oli katoliiklusest kaugel, oli sarnane karistus, madalamate kastide inimesed, kellel oli ebaõnne kuulda (peale kuulata) braahmanide pühade raamatute lugemist. Kurjadele valati kõrvadesse sula pliid.

Üks Veneetsia "atraktsioonidest" on keskaegne riigikurjategijate vangla, mida ühendab "Ohkete sild" Dooge'i paleega. Selle vangla eripäraks on ebatavaliste "VIP" kambrite olemasolu pööningul pliikatuse all. Suvekuumuses vireles vang kuumusest, lämbus vahel sellises kambris surnuks, talvel külmus vang külmast ära. "Ohkete silla" möödujad võisid kuulda vangide oigamist ja palveid, mõistdes samal ajal pidevalt lähedal - Dooge palee seinte taga - asuva valitseja jõudu ja jõudu ...

Lugu

Arheoloogid on Vana-Egiptuses väljakaevamistel leidnud hõbedast ja pliist valmistatud esemeid enne dünastia perioodi matustest. Umbes samal ajal (8-7 aastatuhandel eKr) on sarnaseid leide leitud Mesopotaamia piirkonnast. Pliist ja hõbedast valmistatud toodete ühised leiud pole üllatavad. Juba iidsetest aegadest on inimeste tähelepanu köitnud PbS-i pliiläike kaunid rasked kristallid, mis on kõige olulisem maak, millest pliid ammutatakse. Selle mineraali rikkalikud leiud leiti Armeenia mägedes ja Väike-Aasia keskpiirkondades. Mineraal galeen sisaldab lisaks pliile märkimisväärseid lisandeid hõbedast ja väävlist ning kui paned selle mineraali tükid tulle, põleb väävel läbi ja sula plii voolab välja - süsi takistab plii oksüdeerumist. Kuuendal sajandil eKr avastati Ateena lähedal asuvas Lavrionis, mägises piirkonnas, rikkalikud galeeni leiukohad ning Rooma Puunia sõdade ajal tänapäeva Hispaania territooriumil kaevandati aktiivselt pliid paljudes foiniiklaste rajatud kaevandustes, mida Rooma insenerid tegid. kasutatakse veetorude ehitamisel .

Sõna "plii" esmast tähendust pole veel võimalik kindlaks teha, kuna sõna enda päritolu pole teada. Palju spekulatsioone ja spekulatsioone. Nii väidavad mõned keeleteadlased, et plii kreekakeelne nimetus on seotud teatud piirkonnaga, kus seda kaevandati. Mõned filoloogid võrdlevad ekslikult varasemat kreeka nimetust hilise ladinakeelse plumbumiga ja väidavad, et viimane sõna on moodustatud sõnast mlumbum ning mõlemad sõnad pärinevad sanskriti keelest bahu-mala, mida võib tõlkida kui "väga räpane". Muide, arvatakse, et sõna "pitser" pärineb ladinakeelsest sõnast plumbum ja prantsuse keeles kõlab kaheksakümne teise elemendi nimi nii - plomb. See on tingitud asjaolust, et pehmet metalli on iidsetest aegadest kasutatud tihendite ja tihenditena. Ka tänapäeval on kaubavagunid ja laod pliiplommidega plommitud.

Võib kindlalt väita, et pliid aeti 17. sajandil sageli segi tinaga. eristada plumbum album (valge plii, s.o tina) ja plumbum nigrum (must plii - tegelikult plii). Võib oletada, et segaduses on süüdi keskaegsed alkeemikud, kes nimetasid pliid paljude salanimedega ja tõlgendasid kreekakeelset nime plumbago – pliimaak. Selline segadus esineb aga ka varasemates slaavikeelsetes pliinimetustes. Nii et vanas bulgaaria, serbohorvaadi, tšehhi ja poola keeles nimetati pliid tinaks! Sellest annab tunnistust meie ajani säilinud tšehhikeelne plii nimi – olovo.

Plii saksakeelne nimetus blei pärineb arvatavasti vanasaksa sõnast blio (bliw), mis omakorda on kaashääliku leedukeelse bleivas (kerge, selge). Võimalik, et nii ingliskeelne sõna lead (lead) kui ka taanikeelne sõna lood on pärit saksakeelsest sõnast blei.

Venekeelse sõna "plii" päritolu pole teada, nagu ka lähedased idaslaavi - ukraina (plii) ja valgevene (plii). Lisaks on konsonants balti keelte rühmas: leedu švinas ja läti svins. On olemas teooria, et neid sõnu tuleks seostada sõnaga "vein", mis omakorda pärineb iidsete roomlaste ja mõnede kaukaasia rahvaste traditsioonist hoida veini pliinõudes, et anda sellele teatud omapärane maitse. See teooria pole aga kinnitust leidnud ja sellel on väike tõendusbaas selle õigsuse kohta.

Tänu arheoloogilistele leidudele sai teatavaks, et iidsed meremehed katsid puitlaevade kered õhukeste pliiplaatidega. Üks neist laevadest tõsteti Vahemere põhjast 1954. aastal Marseille lähedal. Teadlased dateerisid Vana-Kreeka laeva kolmandasse sajandisse eKr! Ja juba keskajal kaeti paleede katused ja mõne kiriku tornikiivrid pliiplaatidega, mis pidasid vastu paljudele atmosfäärinähtustele.

Looduses olemine

Plii on üsna haruldane metall, selle sisaldus maakoores (clarke) on 1,6 10 -3 massiprotsenti. Kuid see element on palju levinum kui tema lähimad naabrid sellel perioodil - kuld (ainult 5∙10 -7%), elavhõbe (1∙10 -6%) ja vismut (2∙10 -5%). Ilmselgelt seostatakse seda asjaolu meie planeedi soolestikus toimuvate tuumareaktsioonide tõttu plii järkjärgulise kuhjumisega maakoores – uraani ja tooriumi lagunemise lõpp-produktiks olevad plii isotoobid on järk-järgult täitunud. Maa varud kaheksakümne teise elemendiga miljardeid aastaid ja see protsess jätkub.

Peamine plii mineraalide kogunemine (üle 80 - neist peamine on PbS galeen) on seotud hüdrotermiliste ladestiste tekkega. Lisaks hüdrotermilistele maardlatele omavad teatud tähtsust ka oksüdeeritud (sekundaarsed) maagid - need on polümetallilised maagid, mis tekivad maagikehade pinnalähedaste osade (kuni 100-200 meetri sügavuseni) ilmastikumõjude tulemusena. Neid esindavad tavaliselt raudhüdroksiidid, mis sisaldavad sulfaate (anglesiit PbSO 4), karbonaate (tserussiit PbCO 3), fosfaate - püromorfiit Pb 5 (PO 4) 3 Cl, smitsoniit ZnCO 3, kalamiin Zn 4 ∙H 2 O, asuriit ja malahhiit teised .

Ja kui plii ja tsink on keeruliste polümetallimaakide peamised väärtuslikud komponendid, siis nende kaaslasteks on sageli väärtuslikumad metallid - kuld, hõbe, kaadmium, tina, indium, gallium ja mõnikord ka vismut. Peamiste väärtuslike komponentide sisaldus polümetallimaakide tööstuslikes maardlates on mõnest protsendist üle 10%. Sõltuvalt maagi mineraalide kontsentratsioonist eristatakse tahkeid või dissemineeritud polümetallimaake. Polümetallimaakide maagikehad erinevad erineva suurusega, pikkusega mitmest meetrist kilomeetrini. Need erinevad morfoloogia poolest - pesad, leht- ja läätsekujulised ladestused, veenid, varud, keerulised torukujulised kehad. Esinemistingimused on samuti erinevad - õrn, järsk, sekantne, kaashäälik ja teised.

Polümetallimaakide töötlemisel saadakse kahte peamist tüüpi kontsentraate, mis sisaldavad vastavalt 40-70% pliid ja 40-60% tsinki ja vaske.

Peamised polümetallimaakide leiukohad Venemaal ja SRÜ riikides on Altai, Siber, Põhja-Kaukaasia, Primorski krai, Kasahstan. Ameerika Ühendriigid, Kanada, Austraalia, Hispaania ja Saksamaa on rikkad polümetalliliste kompleksmaakide leiukohtadest.

Biosfääris on plii hajutatud - elusaines (5 10 -5%) ja merevees (3 10 -9%) on seda vähe. Looduslikest vetest sorbeerub see metall osaliselt savidesse ja sadestub vesiniksulfiidiga, mistõttu koguneb see vesiniksulfiidiga saastunud meremudadesse ning neist tekkinud mustadesse savidesse ja kildadesse.

Üks ajalooline fakt võib olla tõestuseks pliimaakide tähtsusest. Ateena lähedal asuvates kaevandustes eraldasid kreeklased hõbedat kaevandustes kaevandatud pliist kupelleerimise teel (6. sajand eKr). Veelgi enam, muistsed "metallurgid" suutsid peaaegu kogu väärismetalli kaevandada! Kaasaegsed uuringud väidavad, et hõbedat jäi kivisse alles 0,02%. Kreeklaste järel töötlesid puistangud roomlased, eraldades nii plii kui ka jääkhõbeda, mille sisaldus õnnestus viia 0,01%ni või alla selle. Näib, et maak on tühi ja seetõttu on kaevandus peaaegu kaks tuhat aastat maha jäetud. Kuid 19. sajandi lõpus hakati prügimägesid uuesti töötlema, seekord eranditult hõbeda jaoks, mille sisaldus oli alla 0,01%. Kaasaegsetes metallurgiaettevõtetes jäetakse pliisse sadu kordi vähem väärismetalli.

Rakendus

Juba iidsetest aegadest on inimkond pliid laialdaselt kasutanud ja selle kasutusalad olid väga mitmekesised. Vanad kreeklased ja egiptlased kasutasid seda metalli kulla ja hõbeda puhastamiseks kupelleerimise teel. Paljud rahvad kasutasid hoonete ehitamisel tsemendimördina sulametalli. Roomlased kasutasid pliid torustike materjalina ning keskaegsed eurooplased valmistasid sellest metallist vihmaveerennid ja drenaažitorud, vooderdasid osade hoonete katuseid. Tulirelvade tulekuga sai pliist peamine materjal kuulide ja haavlite valmistamisel.

Meie ajal on kaheksakümne teine ​​element ja selle ühendid nende tarbimise ulatust ainult laiendanud. Akutööstus on üks suurimaid plii tarbijaid. Pliiakude tootmiseks kulutatakse tohutul hulgal metalli (mõnes riigis kuni 75% kogutoodangust). Tugevamad ja kergemad leelisakud vallutavad aktiivselt turgu, kuid mahukamad ja võimsamad pliiakud ei anna oma positsioone käest.

Palju pliid kulutatakse keemiatööstuse vajadustele agressiivsetele gaasidele ja vedelikele vastupidavate tehaseseadmete valmistamisel. Nii et väävelhappetööstuses on peamised seadmed - torud, kambrid, rennid, pesutornid, külmikud, pumbaosad - kõik see pliist valmistatud või pliiga vooderdatud. Pöörlevad osad ja mehhanismid (segistid, ventilaatori tiivikud, pöörlevad trumlid) on valmistatud plii-antimoni riistasulamist.

Kaablitööstus on veel üks tõsine plii tarbija, maailmas tarbitakse selleks otstarbeks kuni 20% sellest metallist. Need kaitsevad telegraafi- ja elektrijuhtmeid korrosiooni eest maa-aluse või veealuse paigaldamise ajal.

Kuni kahekümnenda sajandi kuuekümnendate aastate lõpuni kasvas värvitu mürgise vedeliku tetraetüülplii Pb (C2 H5) 4 tootmine, mis on suurepärane kütuse kvaliteeti parandav detonatsioonivastane aine. Kuid pärast seda, kui teadlased arvutasid välja, et autode heitgaasidest eraldub igal aastal sadu tuhandeid tonne pliid, mis mürgitab keskkonda, on paljud riigid selle mürgise metalli tarbimist vähendanud ja mõned on selle kasutamisest täielikult loobunud.

Plii suure tiheduse ja raskuse tõttu teati selle kasutamist relvades juba ammu enne tulirelvade tulekut – Hannibali armee lingud loopisid roomlasi pliikuulikestega. Alles hiljem hakati kuule laskma ja pliist tulistama. Pliile suurema kõvaduse andmiseks lisatakse muid elemente, näiteks šrapnelli valmistamisel lisatakse pliile kuni 12% antimoni ja püssiplii sisaldab mitte üle 1% arseeni. Plii nitraati kasutatakse võimsate segalõhkeainete tootmiseks. Lisaks sisaldub plii mõnedes initsieerivates lõhkeainetes (detonaatorites): asiid (PbN6) ja plii trinitroresortsinaat (THRS).

Plii neelab aktiivselt gamma- ja röntgenikiirgust, mistõttu seda kasutatakse nende toime eest kaitsva materjalina (radioaktiivsete ainete hoidmiseks mõeldud konteinerid, röntgeniruumide seadmed jne).

Trükisulamite põhikomponendid on plii, tina ja antimon. Veelgi enam, pliid ja tina kasutati trükkimisel selle esimestest sammudest peale, kuid need ei olnud üks sulam, mida tänapäevases trükis on.

Pliiühendid on sama, kui mitte suurema tähtsusega, kuna mõned pliiühendid kaitsevad metalli korrosiooni eest mitte agressiivses keskkonnas, vaid lihtsalt õhus. Neid ühendeid lisatakse värvikatete koostisesse, näiteks pliivalge (peamine plii karbonaatsool 2PbCO3 Pb (OH) 2 hõõrutakse kuivatusõlile), millel on mitmeid märkimisväärseid omadusi: kõrge peitevõime, tugevus ja vastupidavus. moodustunud kile, vastupidavus õhule ja valgusele . Siiski on mitmeid negatiivseid aspekte, mis vähendavad valge plii kasutamist miinimumini (laevade ja metallkonstruktsioonide välisvärvimine) – kõrge toksilisus ja vastuvõtlikkus vesiniksulfiidile. Õlivärvid sisaldavad ka teisi pliiühendeid. Varem kasutati PbO litharge kollase pigmendina, mis asendas PbCrO4 pliikrooni, kuid pliiõli kasutamine jätkub - õlide kuivamist kiirendava ainena (desikant). Tänaseni on kõige populaarsem ja massilisem pliipõhine pigment minium Pb3O4. Seda imelist erkpunast värvi kasutatakse eelkõige laevade veealuste osade värvimiseks.

Pb3(AsO4)2-arsenaati ja Pb3(AsO3)2-plii-arseniiti kasutatakse insektitsiidide tehnoloogias põllumajanduslike kahjurite (mustlaskoi ja vatikärsaka) hävitamiseks.

Tootmine

Kõige olulisem maak, millest pliid ekstraheeritakse, on plii läige PbS, samuti komplekssed sulfiidsed polümetallimaagid. Esimene metallurgiline operatsioon plii tootmisel on kontsentraadi oksüdatiivne röstimine pidevpaagutamislintmasinates. Röstimisel muutub pliisulfiid oksiidiks:

2PbS + 3O2 → 2PbO + 2SO2

Lisaks saadakse ka veidi PbSO4 sulfaati, mis muundatakse PbSiO3 silikaadiks, mille jaoks lisatakse laengule kvartsliiva ja muid räbusti (CaCO3, Fe2O3), mille tõttu moodustub laengut tsementeeriv vedel faas.

Reaktsiooni käigus oksüdeeritakse ka lisandina esinevad teiste metallide (vask, tsink, raud) sulfiidid. Sulfiidide pulbrilise segu asemel põletamise lõpptulemuseks on aglomeraat - poorne paagutatud pidev mass, mis koosneb peamiselt oksiididest PbO, CuO, ZnO, Fe2O3. Saadud aglomeraat sisaldab 35-45% pliid. Aglomeraadi tükid segatakse koksi ja lubjakiviga ning see segu laaditakse vesisärgiga ahju, kuhu juhitakse surve all torude (torude) kaudu õhku altpoolt. Koks ja süsinikmonooksiid (II) redutseerivad pliioksiidi pliiks juba madalatel temperatuuridel (kuni 500 °C):

PbO + C → Pb + CO

PbO + CO → Pb + CO2

Kõrgematel temperatuuridel toimuvad teised reaktsioonid:

CaCO3 → CaO + CO2

2РbSiO3 + 2СаО + С → 2Рb + 2CaSiO3+ CO2

Tsink ja raudoksiidid, mis on segus lisandite kujul, lähevad osaliselt üle ZnSiO3-ks ja FeSiO3-ks, mis koos CaSiO3-ga moodustavad pinnale hõljuva räbu. Pliioksiidid redutseeritakse metalliks. Protsess toimub kahes etapis:

2PbS + 3O2 → 2PbO + 2SO2,

PbS + 2PbO → 3Pb + SO2

Toores - must plii sisaldab 92-98% Pb, ülejäänu - vase, hõbeda (mõnikord kulla), tsingi, tina, arseeni, antimoni, Bi, Fe lisandeid, mis eemaldatakse erinevatel meetoditel, nii et vask ja raud eemaldatakse seigeriseerimine. Tina, antimoni ja arseeni eemaldamiseks puhutakse õhku läbi sulametalli. Kulla ja hõbeda eraldamiseks lisatakse tsink, mis moodustab pliist kergema tsingi ja hõbeda (ja kulla) ühenditest koosneva tsingi vahu, mis sulab temperatuuril 600–700 °C. Seejärel eraldatakse tsingi liig. eemaldatakse sulapliist õhu, veeauru või kloori kaudu. Vismuti eemaldamiseks lisatakse vedelale pliile magneesiumi või kaltsiumi, mis moodustavad madala sulamistemperatuuriga ühendeid Ca3Bi2 ja Mg3Bi2. Nendel meetoditel rafineeritud plii sisaldab 99,8–99,9% Pb-d. Edasine puhastamine viiakse läbi elektrolüüsiga, mille tulemuseks on puhtus vähemalt 99,99%. Elektrolüüt on pliifluorosilikaadi PbSiF6 vesilahus. Puhas plii settib katoodile ja lisandid kontsentreeritakse anoodimudasse, mis sisaldab palju väärtuslikke komponente, mis seejärel eraldatakse.

Maailmas kaevandatava plii maht kasvab iga aastaga. Nii kaevandati üheksateistkümnenda sajandi alguses kogu maailmas umbes 30 000 tonni. Viiskümmend aastat hiljem juba 130 000 tonni, 1875 - 320 000 tonni, 1900 - 850 000 tonni, 1950 - ligi 2 miljonit tonni ja praegu kaevandatakse umbes viis miljonit tonni aastas. Vastavalt kasvab ka plii tarbimine. Tootmise poolest on plii värviliste metallide hulgas neljandal kohal – alumiiniumi, vase ja tsingi järel. Plii (sh sekundaarse plii) tootmisel ja tarbimisel on mitu juhtivat riiki - need on Hiina, Ameerika Ühendriigid, Korea ja Euroopa Liidu riigid. Samal ajal keelduvad paljud riigid pliiühendite toksilisust silmas pidades selle kasutamisest, mistõttu Saksamaa ja Holland piirasid selle metalli kasutamist ning Taani, Austria ja Šveits keelustasid plii kasutamise üldse. Kõik ELi riigid püüdlevad selle poole. Venemaa ja USA arendavad tehnoloogiaid, mis aitavad leida alternatiivi plii kasutamisele.

Füüsikalised omadused

Plii on tumehall metall, mis sätendab värske lõike peal ja millel on helehall toon, mis sädeleb siniselt. Õhus see aga kiiresti oksüdeerub ja kattub kaitsva oksiidkilega. Plii on raskmetall, selle tihedus on 11,34 g/cm3 (temperatuuril 20 °C), kristalliseerub näokeskses kuupvõres (a = 4,9389A) ja sellel ei ole allotroopseid modifikatsioone. Aatomiraadius 1,75A, ioonraadiused: Pb2+ 1,26A, Pb4+ 0,76A.

Kaheksakümne teisel elemendil on palju väärtuslikke füüsikalisi omadusi, mis on tööstuse jaoks olulised, näiteks madal sulamistemperatuur - ainult 327,4 ° C (621,32 ° F või 600,55 K), mistõttu on metalli maakidest suhteliselt lihtne saada. Peamise plii mineraali - galeeni (PbS) - töötlemisel eraldatakse metall väävlist kergesti, selleks piisab kivisöega segatud maagi õhus põletamisest. Kaheksakümne teise elemendi keemistemperatuur on 1740 °C (3164 °F ehk 2013,15 K), metall on lenduv juba 700 °C juures. Plii erisoojusmaht toatemperatuuril on 0,128 kJ/(kg∙K) või 0,0306 cal/g∙°C. Plii soojusjuhtivus on üsna madal 33,5 W/(m∙K) või 0,08 cal/cm∙sek∙°C temperatuuril 0 °C, plii lineaarse paisumise temperatuuritegur on toatemperatuuril 29,1∙10-6.

Tööstuse jaoks oluline plii teine ​​kvaliteet on selle kõrge elastsus - metall on kergesti sepistatud, rullitav lehtedeks ja traadiks, mis võimaldab seda kasutada masinatööstuses erinevate sulamite valmistamiseks koos teiste metallidega. Teatavasti pressitakse pliilaastud rõhul 2 t/cm2 pidevaks monoliitseks massiks. Rõhu tõstmisel 5 t/cm2-ni läheb metall tahkest olekust vedelasse. Pliitraat saadakse tahke plii, mitte sulamise, surumisega läbi stantsi, kuna plii madala tõmbetugevuse tõttu on seda võimatu toota tavapärase tõmbamise teel. Tõmbetugevus pliile 12-13 MN/m2, survetugevus ca 50 MN/m2; suhteline katkevus 50-70%. Plii kõvadus Brinelli järgi on 25-40 MN/m2 (2,5-4 kgf/mm2). Teadaolevalt ei suurenda töökarastamine plii mehaanilisi omadusi, kuna selle ümberkristallimistemperatuur on toatemperatuurist madalam (-35°C, kui deformatsioon on 40% või rohkem).

Kaheksakümne teine ​​element on üks esimesi metalle, mis viidi ülijuhtivusseisundisse. Muide, temperatuur, millest allpool omandab plii võime elektrivoolu vähimagi takistuseta läbi lasta, on üsna kõrge - 7,17 °K. Võrdluseks on see temperatuur tina puhul 3,72 °K, tsingi puhul 0,82 °K ja titaani puhul ainult 0,4 °K. Esimese 1961. aastal ehitatud ülijuhtiva trafo mähise valmistamisel kasutati pliid.

Metallplii on väga hea kaitse igat liiki radioaktiivse kiirguse ja röntgenikiirguse eest. Ainega kohtudes kulutab footon või mistahes kiirguse kvant oma energiat, nii väljendub selle neeldumine. Mida tihedam on keskkond, mida kiired läbivad, seda rohkem see neid edasi lükkab. Plii on selles osas väga sobiv materjal - see on üsna tihe. Metalli pinda tabades löövad gamma kvantid sellest välja elektronid, mille jaoks nad oma energiat kulutavad. Mida suurem on elemendi aatomarv, seda keerulisem on elektroni välisorbiidilt välja lüüa tuuma suurema tõmbejõu tõttu. Viieteistkümne kuni kahekümne sentimeetrisest pliikihist piisab, et kaitsta inimesi igasuguse teadusele teadaoleva kiirguse mõju eest. Sel põhjusel viiakse pliid radioloogi põlle ja kaitsekinnaste kummi, mis lükkab röntgenikiirgust edasi ja kaitseb keha nende hävitava mõju eest. Kaitseb radioaktiivse kiirguse ja pliioksiidi sisaldava klaasi eest.

Keemilised omadused

Keemiliselt on plii suhteliselt passiivne – elektrokeemilises pingereas seisab see metall otse vesiniku ees.

Õhus oksüdeerub kaheksakümne teine ​​element kiiresti, kaetakse õhukese PbO-oksiidi kilega, mis takistab metalli edasist hävimist. Vesi ise pliiga ei interakteeru, kuid hapniku juuresolekul hävib metall järk-järgult vee toimel, moodustades amfoteerse plii(II)hüdroksiidi:

2Pb + O2 + 2H2O → 2Pb(OH)2

Kokkupuutel kõva veega katab plii lahustumatute soolade (peamiselt sulfaadi ja aluselise pliikarbonaadi) kaitsekilega, mis takistab vee edasist toimet ja hüdroksiidi teket.

Lahjendatud vesinikkloriid- ja väävelhape ei mõjuta pliid peaaegu üldse. Selle põhjuseks on vesiniku eraldumise märkimisväärne ülepinge plii pinnal, samuti halvasti lahustuva pliikloriidi PbCl2 ja sulfaadi PbSO4 kaitsekilede moodustumine, mis katavad lahustuva metalli pinda. Kontsentreeritud väävel-H2SO4 ja perkloor-HCl-happed, eriti kuumutamisel, mõjuvad kaheksakümne teisele elemendile ja saadakse lahustuvad kompleksühendid koostisega Pb (HSO4) 2 ja H2 [PbCl4]. Plii lahustub kergesti HNO3-s ja madala kontsentratsiooniga happes kiiremini kui kontsentreeritud lämmastikhappes. Seda nähtust on lihtne seletada – korrosiooniprodukti (pliinitraadi) lahustuvus happe kontsentratsiooni suurenedes väheneb.

Pb + 4HNO3 → Pb(NO3)2 + 2NO2 + H2O

Plii lahustub suhteliselt kergesti mitmete orgaaniliste hapetega: äädikhape (CH3COOH), sidrunhape, sipelghape (HCOOH), see on tingitud sellest, et orgaanilised happed moodustavad kergesti lahustuvaid pliisoolasid, mis ei suuda kuidagi kaitsta metalli pinda.

Plii lahustub ka leelistes, kuigi aeglasemalt. Kuumutamisel reageerivad söövitavate leeliste kontsentreeritud lahused pliiga, vabastades vesiniku ja X2[Pb(OH)4] tüüpi hüdroksoplumbiite, näiteks:

Pb + 4KOH + 2H2O → K4 + H2

Vees lahustuvuse järgi jagunevad pliisoolad lahustuvateks (pliatsetaat, nitraat ja kloraat), vähelahustuvateks (kloriid ja fluoriid) ja lahustumatud (sulfaat, karbonaat, kromaat, fosfaat, molübdaat ja sulfiid). Kõik lahustuvad pliiühendid on mürgised. Vees lahustuvad pliisoolad (nitraat ja atsetaat) hüdrolüüsitakse:

Pb(NO3)2 + H2O → Pb(OH)NO3 + HNO3

Kaheksakümne teisel elemendil on oksüdatsiooniaste +2 ja +4. Plii oksüdatsiooniastmega +2 ühendid on palju stabiilsemad ja arvukamad.

Plii-vesinikuühend PbH4 saadakse väikestes kogustes lahjendatud vesinikkloriidhappe toimel Mg2Pb-le. PbH4 on värvitu gaas, mis laguneb väga kergesti pliiks ja vesinikuks. Plii ei reageeri lämmastikuga. Pliasiid Pb (N3) 2 - saadakse naatriumasiidi NaN3 ja plii (II) soolade lahuste interaktsioonil - värvitud nõelakujulised kristallid, vees halvasti lahustuvad, laguneb kokkupõrkel või kuumutamisel plahvatusega pliiks ja lämmastikuks. Väävel mõjub kuumutamisel pliile, moodustades PbS-sulfiidi, musta amfoteerse pulbri. Sulfiidi võib saada ka vesiniksulfiidi suunamisel Pb (II) soolade lahustesse. Looduses esineb sulfiid plii läige - galeenina.

Kuumutamisel ühineb plii halogeenidega, moodustades PbX2 halogeniidid, kus X on halogeen. Kõik need lahustuvad vees vähe. Samuti saadi PbX4 halogeniidid: PbF4 tetrafluoriid - värvitud kristallid ja PbCl4 tetrakloriid - kollane õline vedelik. Mõlemad ühendid lagunevad kergesti vee toimel, vabastades fluori või kloori; hüdrolüüsitud vee toimel.

Vene Föderatsiooni haridus- ja teadusministeerium

"Plii ja selle omadused"

Lõpetatud:

Kontrollitud:

PLII (lat. Plumbum), Pb, Mendelejevi perioodilisuse süsteemi IV rühma keemiline element, aatomnumber 82, aatommass 207,2.

1.Omadused

Plii on tavaliselt määrdunudhalli värvi, kuigi selle värske lõige on sinaka varjundiga ja läikiv. Läikiv metall kattub aga kiiresti tuhmhalli oksiidkaitsekilega. Plii tihedus (11,34 g/cm3) on poolteist korda suurem kui raual, neli korda suurem alumiiniumil; isegi hõbe on pliist kergem. Mitte ilmaasjata on “plii” vene keeles raske sünonüüm: “Vihmane öö, pimedus levib üle taeva pliiriietega”; "Ja kuidas plii põhja läks" - need Puškini read tuletavad meile meelde, et rõhumise, raskuse mõiste on pliiga lahutamatult seotud.

Plii sulab väga kergesti - temperatuuril 327,5 ° C, keeb temperatuuril 1751 ° C ja on märgatavalt lenduv juba temperatuuril 700 ° C. See asjaolu on plii kaevandamise ja töötlemise tehastes töötavate jaoks väga oluline. Plii on üks pehmemaid metalle. See kriimustub kergesti küünega ja rullub väga õhukesteks lehtedeks. Pliisulamid paljude metallidega. Elavhõbedaga annab see amalgaami, mis väikese pliisisaldusega on vedel.

2.Keemilised omadused

Oma keemiliste omaduste järgi on plii mitteaktiivne metall: elektrokeemilises pingereas seisab see otse vesiniku ees. Seetõttu tõrjuvad teised metallid plii selle soolade lahustest kergesti välja. Kui tsinkpulk kasta hapendatud pliatsetaadi lahusesse, eraldub sellele plii väikestest kristallidest koosneva koheva kattena, mis kannab vana nime "Saturnipuu". Kui reaktsioon peatatakse tsingi pakkimisega filterpaberisse, kasvavad suuremad pliikristallid. Plii kõige tüüpilisem oksüdatsiooniaste on +2; plii(IV) ühendid on palju vähem stabiilsed. Lahjendatud vesinikkloriid- ja väävelhapetes plii praktiliselt ei lahustu, sealhulgas pinnale lahustumatu kloriid- või sulfaatkile moodustumise tõttu. Tugeva väävelhappega (kontsentratsioonil üle 80%) plii reageerib lahustuva hüdrosulfaadi Pb (HSO4) 2 moodustumisega ja kuumas kontsentreeritud vesinikkloriidhappes kaasneb lahustumisega komplekskloriidi H 4 PbCl 6 moodustumine. Plii oksüdeerub kergesti lahjendatud lämmastikhappega:

Pb + 4HNO 3 \u003d Pb (NO 3) 2 + 2NO 2 + H 2 O.

Plii(II)nitraadi lagunemine kuumutamisel on mugav laborimeetod lämmastikdioksiidi saamiseks:

2Pb (NO 3) 2 \u003d 2PbO + 4NO 2 + O 2.

Hapniku juuresolekul lahustub plii ka paljudes orgaanilistes hapetes. Äädikhappe toimel moodustub kergesti lahustuv atsetaat Pb (CH 3 COO) 2 (vana nimetus on “pliisuhkur”). Plii lahustub märgatavalt ka sipelg-, sidrun- ja viinhappes. Plii lahustuvus orgaanilistes hapetes võis varem põhjustada mürgistuse, kui toitu valmistati tinaga kaetud või pliiga joodetud riistades. Vees lahustuvad pliisoolad (nitraat ja atsetaat) hüdrolüüsitakse:

Pb (NO 3) 2 + H 2 O \u003d Pb (OH) NO 3 + HNO 3.

Aluselise pliiatsetaadi suspensioon ("pliivedelik") on välise kokkutõmbava vahendina meditsiinis piiratud. Plii lahustub aeglaselt kontsentreeritud leelistes vesiniku vabanemisega:

Pb + 2NaOH + 2H 2 O \u003d Na 2 Pb (OH) 4 + H 2

mis näitab pliiühendite amfoteerseid omadusi. Valge plii(II)hüdroksiid, mis sadestub kergesti soolalahustest, lahustub samuti nii hapetes kui ka tugevates leelistes:

Pb (OH) 2 + 2HNO 3 \u003d Pb (NO 3) 2 + 2H 2 O;

Pb (OH) 2 + 2NaOH \u003d Na 2 Pb (OH) 4

Seistes või kuumutades Pb (OH) 2 laguneb koos PbO vabanemisega. Kui PbO sulatatakse leelisega, moodustub plumbiit koostisega Na 2 PbO 2. Naatriumtetrahüdroksoplumbaadi Na2Pb(OH)4 aluselisest lahusest saab plii välja tõrjuda ka aktiivsema metalliga. Kui sellisesse kuumutatud lahusesse asetada väike alumiiniumgraanul, moodustub kiiresti hall kohev pall, mis küllastub eralduva vesiniku väikeste mullidega ja ujub seetõttu üles. Kui alumiiniumi võtta traadi kujul, muudab sellele eralduv plii selle halliks "maoks". Kuumutamisel reageerib plii hapniku, väävli ja halogeenidega. Niisiis moodustub reaktsioonis klooriga PbCl4-tetrakloriid - kollane vedelik, mis hüdrolüüsi tõttu õhus suitseb ja kuumutamisel laguneb PbCl2-ks ja Cl2-ks. (Halogeniidid PbBr 4 ja PbI 4 ei eksisteeri, kuna Pb (IV) on tugev oksüdeeriv aine, mis oksüdeeriks bromiidi ja jodiidi anioone.) Peeneks jahvatatud pliil on pürofoorsed omadused – see süttib õhus. Sula plii pikaajalisel kuumutamisel muutub see järk-järgult esmalt kollaseks oksiidiks PbO (plii litharge) ja seejärel (hea õhu juurdepääsu korral) punaseks miniumiks Pb 3 O 4 või 2PbO PbO 2. Seda ühendit võib pidada ka ortoleadhappe Pb2 pliisoolaks. Tugevate oksüdeerivate ainete, näiteks valgendi abil saab plii (II) ühendeid oksüdeerida dioksiidiks:

Pb (CH 3 COO) 2 + Ca (ClO) Cl + H 2 O \u003d PbO 2 + CaCl 2 + 2CH 3 COOH

Dioksiid tekib ka punase plii töötlemisel lämmastikhappega:

Pb 3 O 4 + 4HNO 3 \u003d PbO 2 + 2Pb (NO 3) 2 + 2H 2 O.

Kui pruuni dioksiidi kuumutatakse tugevalt, muutub see temperatuuril umbes 300 ° С oranžiks Pb 2 O 3 (PbO PbO 2), 400 ° С - punaseks Pb 3 O 4 ja üle 530 ° С - . kollane PbO (lagunemisega kaasneb hapniku vabanemine). Segus veevaba glütseriiniga reageerib pliilitar aeglaselt 30-40 minuti jooksul, moodustades vee- ja kuumakindla tahke pahtli, mida saab kasutada metalli, klaasi ja kivi liimimiseks. Pliidioksiid on tugev oksüdeerija. Kuivale dioksiidile suunatud vesiniksulfiidi juga süttib; kontsentreeritud vesinikkloriidhape oksüdeeritakse sellega klooriks:

PbO 2 + 4HCl \u003d PbCl 2 + Cl 2 + H 2 O,

vääveldioksiid - sulfaadiks:

PbO 2 + SO 2 \u003d PbSO 4,

ja Mn 2+ soolad - permanganaadi ioonideks:

5PbO2 + 2MnSO4 + H2SO4 = 5PbSO4 + 2HMnO4 + 2H2O.

Pliidioksiid moodustub ja seejärel kulub kõige tavalisemate happeakude laadimisel ja sellele järgneval tühjenemisel. Plii(IV) ühenditel on veelgi tüüpilisemad amfoteersed omadused. Niisiis lahustub lahustumatu pruun hüdroksiid Pb (OH) 4 hapetes ja leelistes kergesti:

Pb (OH) 4 + 6HCl \u003d H 2 PbCl 6;

Pb (OH) 4 + 2NaOH \u003d Na 2 Pb (OH) 6.

Pliidioksiid moodustab leelisega reageerides samuti kompleksse plumbaadi (IV):

PbO 2 + 2NaOH + 2H 2 O \u003d Na 2.

Kui PbO2 legeeritakse tahke leelisega, moodustub Na2PbO3 koostisega plumbaat. Ühenditest, milles plii(IV) on katioon, on tetraatsetaat kõige olulisem. Seda saab saada punase plii keetmisel veevaba äädikhappega:

Pb 3 O 4 + 8CH 3 COOH \u003d Pb (CH 3 COO) 4 + 2 Pb (CH 3 COO) 2 + 4H 2 O.

Jahutamisel eralduvad lahusest värvitud pliitetraatsetaadi kristallid. Teine võimalus on plii(II)atsetaadi oksüdeerimine klooriga:

2Pb (CH 3 COO) 2 + Cl 2 \u003d Pb (CH 3 COO) 4 + PbCl 2.

Vesitetraatsetaat hüdrolüüsib koheselt PbO2-ks ja CH3COOH-ks. Pliitetraatsetaati kasutatakse orgaanilises keemias selektiivse oksüdeeriva ainena. Näiteks oksüdeerib see väga selektiivselt ainult mõningaid hüdroksüülrühmi tselluloosi molekulides, samas kui 5-fenüül-1-pentanool oksüdeerub pliitetraatsetaadi toimel samaaegse tsükliseerimise ja 2-bensüülfuraani moodustumisega. Orgaanilised plii derivaadid on värvitud, väga mürgised vedelikud. Üks nende sünteesimeetodeid on alküülhalogeniidide toime plii ja naatriumi sulamile:

4C 2 H 5 Cl + 4PbNa \u003d (C 2 H 5) 4 Pb + 4NaCl + 3Pb

Gaasilise HCl toimel saab tetraasendatud pliist eraldada ühe alküülradikaali teise järel, asendades need klooriga. R4Pb ühendid lagunevad kuumutamisel, moodustades õhukese puhtast metallist kile. Seda tetrametüülplii lagunemist kasutati vabade radikaalide eluea määramiseks. Tetraetüülplii on detonatsioonivastane mootorikütus.

3. Rakendus

Kasutatakse akude plaatide (umbes 30% sulatatud plii), elektrikaablite ümbriste, gammakiirguse kaitse (pliitellistest seinad), trükkimise ja hõõrdevastaste sulamite, pooljuhtmaterjalide komponendina.