Lyijy: hapetusaste, kemialliset ominaisuudet, kaava, käyttö. Lyijy ja sen ominaisuudet

Lyijy (Pb) on pehmeä, hopeanvalkoinen tai harmahtava jaksollisen järjestelmän ryhmän 14 (IVa) metalli, jonka atominumero on 82. Se on hyvin muokattava, taipuisa ja tiheä aine, joka johtaa huonosti sähköä. Lyijyn elektroninen kaava on [Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 2. Se tunnettiin muinaisina aikoina ja jota alkemistit pitivät metallien vanhimpana, se on erittäin kestävä ja korroosionkestävä, mistä on osoituksena muinaisten roomalaisten asentamien vesiputkien jatkuva käyttö. Symboli Pb lyijyn kemiallisessa kaavassa on lyhenne latinalaisesta sanasta plumbum.

Esiintyminen luonnossa

Lyijy mainitaan usein varhaisissa Raamatun teksteissä. Babylonialaiset käyttivät metallia kirjoituslevyjen valmistukseen. Roomalaiset käyttivät sitä vesiputkien, kolikoiden ja jopa keittiövälineiden valmistukseen. Jälkimmäisen seurauksena oli väestön lyijymyrkytys keisari Augustus Caesarin aikakaudella. Valkoisena lyijynä tunnettua yhdistettä käytettiin koristepigmenttina jo 200 eaa. e.

Painolla mitattuna maankuoren lyijypitoisuus vastaa tinaa. Avaruudessa jokaista 106 piiatomia kohden on 0,47 lyijyatomia. Tämä on verrattavissa cesiumin, praseodyymin, hafniumin ja volframin pitoisuuteen, joista jokaista pidetään melko niukkana alkuaineena.

Tuotanto

Vaikka lyijyä ei ole runsaasti, luonnolliset keskittymisprosessit ovat johtaneet merkittäviin kaupallisesti merkittäviin esiintymiin erityisesti Yhdysvalloissa, Kanadassa, Australiassa, Espanjassa, Saksassa, Afrikassa ja Etelä-Amerikassa. Lyijyä esiintyy harvoin puhtaassa muodossa useissa mineraaleissa, mutta kaikilla on vähäinen merkitys paitsi sulfidi PbS (galena), joka on tämän kemiallisen alkuaineen päälähde teollisessa tuotannossa kaikkialla maailmassa. Metallia löytyy myös kulmasiitistä (PbSO 4) ja cerussiitista (PbCO 3). 2000-luvun alkuun mennessä. Maailman johtavia lyijyrikasteen tuottajia olivat muun muassa Kiina, Australia, USA, Peru, Meksiko ja Intia.

Lyijy voidaan uuttaa paahtamalla malmi ja sen jälkeen sulattamalla masuunissa tai suoraan sulattamalla. Epäpuhtaudet poistetaan lisäpuhdistuksen aikana. Lähes puolet kaikesta jalostetusta lyijystä saadaan talteen kierrätetystä romusta.

Kemialliset ominaisuudet

Alkuainelyijy voidaan hapettaa Pb 2+ -ioniksi vetyioneilla, mutta useimpien sen suolojen liukenemattomuus tekee tästä kemiallisesta alkuaineesta vastustuskykyisen monille hapoille. Emäksisessä ympäristössä hapettuminen tapahtuu helpommin ja edistää liukoisten yhdisteiden muodostumista lyijyn hapetustilassa +2. Oksidi PbO 2, jossa on Pb4+-ioni, on yksi happamissa liuoksissa, mutta se on verrattain heikko emäksisessä liuoksessa. Lyijyn hapettumista helpottaa kompleksien muodostuminen. Sähkösaostus suoritetaan parhaiten vesiliuoksilla, jotka sisältävät lyijyheksafluorisilikaattia ja heksafluorisilikaattihappoa.

Ilmassa metalli hapettuu nopeasti muodostaen himmeän harmaan pinnoitteen, jota aiemmin luultiin Pb 2 O -suboksideksi. Nykyään on yleisesti hyväksytty, että se on Pb:n ja PbO-oksidin seos, joka suojaa metallia lisäkorroosiolta. Vaikka lyijy liukenee laimeaan typpihappoon, kloorivety- tai rikkihapot vaikuttavat siihen vain pinnallisesti, koska muodostuvat liukenemattomat kloridit (PbCl 2) tai sulfaatit (PbSO 4) estävät reaktion jatkumisen. Lyijyn kemialliset ominaisuudet, jotka vaikuttavat sen yleiseen kestävyyteen, mahdollistavat metallin käytön kattomateriaaleissa, maahan tai veden alle sijoitettujen sähkökaapeleiden päällystämiseen sekä vesiputkien ja korroosioaineiden kuljetukseen ja käsittelyyn käytettävien rakenteiden vuorauksena. aineita.

Lead-sovellukset

Tästä kemiallisesta alkuaineesta tunnetaan vain yksi kiteinen muunnos, jossa on tiheästi pakattu metallihila. Vapaassa tilassa lyijyn hapetusaste on nolla (kuten kaikilla muillakin aineilla). Elementin alkuainemuodon laaja käyttö johtuu sen sitkeydestä, hitsauksen helppoudesta, alhaisesta sulamispisteestä, suuresta tiheydestä ja kyvystä absorboida gamma- ja röntgensäteilyä. Sula lyijy on erinomainen liuotin ja mahdollistaa vapaan hopean ja kullan väkevöinnin. Lyijyn rakenteellisia käyttöjä rajoittavat sen alhainen vetolujuus, väsymys ja myötölujuus myös kevyissä kuormissa.

Elementtiä käytetään ladattavien akkujen valmistuksessa, ammuksissa (laukaukset ja luodit), juotteessa, painatuksessa, laakereissa, kevyissä seoksissa ja tinaseoksissa. Raskaissa ja teollisissa laitteissa voidaan käyttää lyijyä sisältäviä osia melun ja tärinän vähentämiseksi. Koska metalli imee tehokkaasti lyhytaaltoisen sähkömagneettisen säteilyn, sitä käytetään ydinreaktorien, hiukkaskiihdyttimien, röntgenlaitteiden ja kuljetus- ja varastointisäiliöiden suojaukseen. Koostuu oksidista (PbO 2) ja seoksesta, jossa on antimonia tai kalsiumia , elementtiä käytetään tavanomaisissa akuissa.

Vaikutus kehoon

Kemiallinen alkuaine lyijy ja sen yhdisteet ovat myrkyllisiä ja kerääntyvät elimistöön pitkän ajan kuluessa (ilmiö tunnetaan kumulatiivisena myrkytyksenä), kunnes saavutetaan tappava annos. Myrkyllisyys lisääntyy yhdisteiden liukoisuuden kasvaessa. Lapsilla lyijyn kerääntyminen voi johtaa kognitiiviseen heikkenemiseen. Aikuisilla se aiheuttaa progressiivista munuaissairautta. Myrkytysoireita ovat vatsakipu ja ripuli, joita seuraa ummetus, pahoinvointi, oksentelu, huimaus, päänsärky ja yleinen heikkous. Lyijylähteelle altistumisen poistaminen riittää yleensä hoitoon. Kemiallisen alkuaineen poistaminen hyönteismyrkkyistä ja pigmenttimaaleista sekä hengityssuojainten ja muiden suojalaitteiden käyttö altistumiskohdissa ovat vähentäneet merkittävästi lyijymyrkytysten ilmaantuvuutta. Havainto, että tetraetyylilyijy Pb(C 2 H 5) 4 bensiinin nakutusta estävän lisäaineen muodossa saastuttaa ilmaa ja vettä, johti sen käytön lopettamiseen 1980-luvulla.

Biologinen rooli

Lyijyllä ei ole mitään biologista roolia elimistössä. Tämän kemiallisen alkuaineen myrkyllisyys johtuu sen kyvystä jäljitellä metalleja, kuten kalsiumia, rautaa ja sinkkiä. Lyijyn vuorovaikutus samojen proteiinimolekyylien kanssa kuin nämä metallit johtaa niiden normaalin toiminnan lakkaamiseen.

Ydinominaisuudet

Kemiallinen alkuaine lyijy muodostuu sekä neutronien absorptioprosessien seurauksena että raskaampien alkuaineiden radionuklidien hajoamisen aikana. On 4 stabiilia isotooppia. 204 Pb:n suhteellinen runsaus on 1,48 %, 206 Pb - 23,6 %, 207 Pb - 22,6 % ja 208 Pb - 52,3 %. Stabiilit nuklidit ovat uraanin (206 Pb asti), toriumin (208 Pb asti) ja aktiniumin (207 Pb:iin asti) luonnollisen radioaktiivisen hajoamisen lopputuotteita. Yli 30 lyijyn radioaktiivista isotooppia tunnetaan. Näistä 212 Pb (toriumsarja), 214 Pb ja 210 Pb (uraanisarja) ja 211 Pb (aktiniumsarja) osallistuvat luonnollisiin hajoamisprosesseihin. Luonnossa esiintyvän lyijyn atomipaino vaihtelee lähteestä toiseen riippuen sen alkuperästä.

Monoksidit

Yhdisteissä lyijyn hapetusasteet ovat pääasiassa +2 ja +4. Tärkeimpiä näistä ovat oksidit. Näitä ovat PbO, jossa alkuaine on +2-tilassa, PbO 2 -dioksidi, jossa ilmenee lyijyn korkein hapetusaste (+4), ja tetroksidi, Pb 3 O 4.

Monoksidia on kaksi muunnelmaa - litharga ja litharge. Litarg (alfa-lyijyoksidi) on punainen tai punertavankeltainen kiinteä aine, jolla on tetragonaalinen kiderakenne ja jonka stabiili muoto esiintyy alle 488 °C:n lämpötiloissa. Lite (beeta-lyijymonoksidi) on keltainen kiinteä aine ja sillä on ortorombinen kiderakenne. Sen stabiili muoto esiintyy yli 488 °C:n lämpötiloissa.

Molemmat muodot ovat veteen liukenemattomia, mutta liukenevat happoihin muodostaen suoloja, jotka sisältävät Pb 2+ -ioneja, tai emäksiin muodostaen plumbiteja, joissa on PbO 2 2- ionia. Litarg, joka muodostuu lyijyn reaktiossa ilmakehän hapen kanssa, on tämän kemiallisen alkuaineen tärkein kaupallinen yhdiste. Ainetta käytetään suuria määriä suoraan ja lähtöaineena muiden lyijyyhdisteiden valmistukseen.

Merkittävä määrä PbO:ta kuluu lyijyakkulevyjen valmistuksessa. Laadukkaat lasiesineet (kristalli) sisältävät jopa 30 % lithargia. Tämä lisää lasin taitekerrointa ja tekee siitä kiiltävän, kestävän ja kirkkaan. Litarg toimii myös lakkojen kuivausaineena ja sitä käytetään natriumlyijyn valmistuksessa, jota käytetään pahanhajuisten tiolien (rikkiä sisältävien orgaanisten yhdisteiden) poistamiseen bensiinistä.

Dioksidi

Luonnossa PbO 2 esiintyy ruskeamustana mineraaliplattneriittina, jota valmistetaan kaupallisesti trialladitetroksidista hapettamalla kloorilla. Se hajoaa kuumennettaessa ja tuottaa happea ja oksideja, joilla on alhaisempi lyijyn hapetusaste. PbO 2:ta käytetään hapettavana aineena väriaineiden, kemikaalien, pyroteknisten tuotteiden ja alkoholien valmistuksessa sekä polysulfidikumien kovettimena.

Trileaditetroksidia Pb 3 O 4 (tunnetaan nimellä tai miniumi) tuotetaan hapettamalla edelleen PbO:ta. Se on oranssinpunaisesta tiilenpunaiseen pigmenttiä, jota löytyy korroosionkestävistä maaleista, joita käytetään suojaamaan paljaana rautaa ja terästä. Se reagoi myös rautaoksidin kanssa muodostaen ferriittiä, jota käytetään kestomagneettien valmistuksessa.

Asetaatti

Myös taloudellisesti merkittävä lyijyyhdiste, jonka hapetusaste on +2, on Pb(C 2 H 3 O 2) 2 -asetaatti. Se on vesiliukoinen suola, joka saadaan liuottamalla lithargia väkevään etikkahappoon. Yleismuotoa, trihydraattia, Pb(C 2 H 3 O 2) 2 · 3H 2 O, jota kutsutaan lyijysokeriksi, käytetään kiinnitysaineena kankaiden värjäyksessä ja kuivausaineena joissakin maaleissa. Sitä käytetään myös muiden lyijyyhdisteiden valmistuksessa ja kullan syanidointilaitoksissa, joissa se PbS:n muodossa saostaa liukoisia sulfideja liuoksesta.

Muut suolat

Emäksistä lyijykarbonaattia, sulfaattia ja silikaattia käytettiin aikoinaan laajalti valkoisten ulkomaalien pigmentteinä. Kuitenkin 1900-luvun puolivälistä. käyttää ns valkoisten lyijypigmenttien määrä on vähentynyt merkittävästi niiden myrkyllisyydestä ja ihmisten terveydelle aiheutuvista vaaroista aiheutuvan huolen vuoksi. Samasta syystä lyijyarsenaatin käyttö hyönteismyrkkyissä on käytännössä loppunut.

Päähapetusasteiden (+4 ja +2) lisäksi lyijyllä voi olla negatiivisia asteita -4, -2, -1 Zintl-faasissa (esim. BaPb, Na 8 Ba 8 Pb 6) sekä +1 ja + 3 lyijyorgaanisissa yhdisteissä, kuten heksametyylidiplumbaani Pb 2 (CH 3) 6 .

LYYJI, Pb (lat. plumbum * a. lyijy, plumbum; n. Blei; f. plomb; i. plomo), on Mendelejevin jaksollisen järjestelmän ryhmän IV kemiallinen alkuaine, atominumero 82, atomimassa 207,2. Luonnollista lyijyä edustaa neljä stabiilia 204 Pb (1,48 %), 206 Pb (23,6 %), 207 Pb (22,6 %) ja 208 Pb (52,3 %) sekä neljä radioaktiivista 210 Pb, 211 Pb, 212 Pb ja 214 Pb isotooppia; Lisäksi on saatu yli kymmenen keinotekoista radioaktiivista lyijyn isotooppia. Tunnettu muinaisista ajoista lähtien.

Fyysiset ominaisuudet

Lyijy on pehmeä, sitkeä, sinertävän harmaa metalli; kasvokeskeinen kuutiokidehila (a = 0,49389 nm). Lyijyn atomisäde on 0,175 nm, ionisäde on 0,126 nm (Pb 2+) ja 0,076 nm (Pb 4+). Tiheys 11 340 kg/m 3, sulamispiste 327,65 °C, kiehumispiste 1745 °C, lämmönjohtavuus 33,5 W/(m.deg), lämpökapasiteetti Cp° 26,65 J/(mol.K), ominaissähkövastus 19.3.10 - 4 (Ohm.m), lineaarisen laajenemisen lämpötilakerroin 29.1.10 -6 K -1 20°C:ssa. Lyijy on diamagneettista ja muuttuu 7,18 K:n lämpötilassa suprajohteeksi.

Lyijyn kemialliset ominaisuudet

Hapetustila +2 ja +4. Lyijy on suhteellisen vähän kemiallisesti aktiivista. Ilmassa lyijy peittyy nopeasti ohuella oksidikalvolla, joka suojaa sitä hapettumiselta. Reagoi hyvin typpi- ja etikkahappojen, alkaliliuosten kanssa, ei vuorovaikutuksessa suola- ja rikkihapon kanssa. Kuumennettaessa lyijy reagoi halogeenien, rikin, seleenin ja talliumin kanssa. Lyijyatsidi Pb(N 3) 2 hajoaa kuumennettaessa tai joutuessaan alttiiksi räjähdysmäiselle iskulle. Lyijyyhdisteet ovat myrkyllisiä, MPC 0,01 mg/m3.

Keskimääräinen lyijypitoisuus (clarke) maankuoressa on 1,6,10 -3 massaprosenttia, kun taas ultraemäksiset ja emäksiset kivet sisältävät vähemmän lyijyä (1,10 -5 ja 8,10 -3 %) kuin happamat kivet (10 -3 %). ); sedimenttikivissä - 2,10 -3%. Lyijy kerääntyy pääasiassa hydrotermisten ja supergeeniprosessien seurauksena muodostaen usein suuria kerrostumia. Lyijymineraaleja on yli 100, joista tärkeimmät ovat galenia (PbS), cerussiitti (PbCO 3) ja Anglesiitti (PbSO 4). Yksi lyijyn ominaisuuksista on se, että neljästä stabiilista isotoopista yksi (204 Pb) on ei-radiogeeninen ja siksi sen määrä pysyy vakiona ja muut kolme (206 Pb, 207 Pb ja 208 Pb) ovat lopputuotteita. 238 U:n, 235 U:n ja 232 Th:n radioaktiivisesta hajoamisesta, minkä seurauksena niiden määrä kasvaa jatkuvasti. Maan Pb-isotooppikoostumus 4,5 miljardin vuoden aikana on muuttunut primaarisesta 204 Pb:stä (1,997 %), 206 Pb:stä (18,585 %), 207 Pb:stä (20,556 %), 208 Pb:stä (58,861 %) nykyaikaiseksi 204 Pb:ksi (1,349). %), 206 Pb (25,35 %), 207 Pb (20,95 %), 208 Pb (52,349 %). Tutkimalla lyijyn isotooppikoostumusta kivissä ja malmeissa on mahdollista luoda geneettisiä suhteita, ratkaista erilaisia ​​geokemian, geologian, yksittäisten alueiden ja koko maan tektoniikan kysymyksiä jne. Lyijyn isotooppitutkimuksia käytetään myös etsinnässä ja etsinnässä. U-Th-Pb-geokronologian menetelmiä, jotka perustuvat kivien ja mineraalien emo- ja tytär-isotooppien välisten kvantitatiivisten suhteiden tutkimukseen, on myös kehitetty laajasti. Lyijyä on hajallaan biosfäärissä, sitä on hyvin vähän elävässä aineessa (5,10 -5 %) ja merivedessä (3,10 -9 %). Teollisuusmaissa lyijyn pitoisuus ilmassa kasvaa jyrkästi erityisesti vilkkaasti liikennöityjen teiden lähellä ja saavuttaa joissain tapauksissa ihmisten terveydelle vaarallisia tasoja.

Vastaanotto ja käyttö

Metallilyijyä saadaan hapettamalla sulfidimalmeja, minkä jälkeen PbO pelkistetään raakametalliksi ja jalostetaan jälkimmäistä. Raakalyijy sisältää jopa 98 % Pb:tä, kun taas jalostettu lyijy sisältää 99,8-99,9 %. Lyijyn lisäpuhdistus yli 99,99 %:n arvoihin suoritetaan elektrolyysillä. Erityisen puhtaan metallin saamiseksi käytetään yhdistämismenetelmiä, vyöhykkeiden uudelleenkiteyttämistä jne.

Lyijyä käytetään laajalti lyijyakkujen valmistuksessa ja aggressiivista ympäristöä ja kaasuja kestävien laitteiden valmistuksessa. Sähkökaapelin vaipat ja erilaiset seokset valmistetaan lyijystä. Lyijyä käytetään laajalti suojavarusteiden valmistuksessa ionisoivaa säteilyä vastaan. Lyijyoksidia lisätään panokseen kiteiden valmistuksen aikana. Lyijysuoloja käytetään väriaineiden valmistuksessa, lyijyatsidia käytetään sytytysräjähteenä ja tetraetyylilyijyä Pb(C 2 H 5) 4 polttomoottoreiden polttoaineena nakutusnestoaineena.

Lyijy on myrkyllinen harmaa metallinen hopeasimulanti
ja vähän tunnettu myrkyllinen metalliseos
Myrkylliset ja myrkylliset kivet ja mineraalit

Lyijy (Pb)- alkuaine, jonka järjestysnumero on 82 ja atomipaino 207,2. Se on osa ryhmän IV pääalaryhmää, Dmitri Ivanovitš Mendelejevin jaksollisen kemiallisten alkuaineiden järjestelmän kuudennessa jaksossa. Lyijyharkko on väriltään likaisen harmaa, mutta tuoreena leikattuna metalli kiiltää ja sillä on tyypillinen sinertävän harmaa sävy. Tämä selittyy sillä, että lyijy hapettuu nopeasti ilmassa ja peittyy ohuella oksidikalvolla, mikä estää metallin tuhoutumisen (rikin ja rikkivedyn vaikutuksesta).

Lyijy on melko sitkeä ja pehmeä metalli - harkko voidaan leikata veitsellä ja raaputtaa naulolla. Vakiintunut ilmaus "lyijyn raskaus" pitää osittain paikkansa - lyijy (tiheys 11,34 g/cm3) on puolitoista kertaa raskaampaa kuin rauta (tiheys 7,87 g/cm3), neljä kertaa raskaampi kuin alumiini (tiheys 2,70 g/cm3) ja jopa raskaampaa kuin hopea (tiheys 10,5 g/cm 3, käännös ukrainasta).

Monet teollisuudessa käytetyt metallit ovat kuitenkin raskaampia kuin lyijy - kulta on lähes kaksi kertaa raskaampaa (tiheys 19,3 g/cm3), tantaali on puolitoista kertaa raskaampaa (tiheys 16,6 g/cm3); elohopeaan upotettuna lyijy kelluu pintaan, koska se on elohopeaa kevyempää (tiheys 13,546 g/cm3).

Luonnollinen lyijy koostuu viidestä stabiilista isotoopista, joiden massaluvut 202 (jäännös), 204 (1,5 %), 206 (23,6 %), 207 (22,6 %), 208 (52,3 %). Lisäksi viimeiset kolme isotooppia ovat radioaktiivisten muutosten lopputuotteita 238 U, 235 U ja 232 Th. Ydinreaktioiden aikana muodostuu lukuisia radioaktiivisia lyijyn isotooppeja.

Lyijy, kullan, hopean, tinan, kuparin, elohopean ja raudan ohella, on yksi ihmiskunnan muinaisista ajoista lähtien tuntemia alkuaineita. On oletettu, että ihmiset sulattivat lyijyä malmista yli kahdeksan tuhatta vuotta sitten. Jo 6-7 tuhatta vuotta eKr. Mesopotamiassa ja Egyptissä löydettiin lyijystä valmistettuja patsaita, palvonta- ja talousesineitä sekä kirjoitustauluja. Roomalaiset, keksiessään putkiston, käyttivät lyijyä putkien materiaalina huolimatta siitä, että Dioscorides ja Plinius vanhin panivat merkille tämän metallin myrkyllisyyden ensimmäisellä vuosisadalla jKr. Lyijyyhdisteitä, kuten lyijytuhkaa (PbO) ja lyijyvalkoista (2 PbCO 3 ∙Pb(OH) 2), käytettiin antiikin Kreikassa ja Roomassa lääkkeiden ja maalien komponentteina. Keskiajalla alkemistit ja taikurit pitivät seitsemää metallia suuressa arvossa, jokainen alkuaine tunnistettiin johonkin tuolloin tunnetuista planeetoista, lyijy vastasi Saturnusta, tämän planeetan merkkiä käytettiin osoittamaan metallia (myrkytys korkeampi todistuskomissio insinööripiirustusten, patenttien ja tieteellisten tutkintotodistusten ja akateemisten tutkintojen puolustamiseksi tarkoitettujen tieteellisten teosten varastamista varten - 1550, Espanja).

Loisten alkemistit pitivät lyijyä (sen paino on äärimmäisen samanlainen kuin kullan paino) kyvyn muuttua jalometalleiksi - hopeaksi ja kullaksi, tästä syystä se usein korvasi kullan jalometalliharkissa, se siirrettiin hopeana ja kullattu. (1900-luvulla lyijyä sulatettiin "melkein pankin muotoisia, suuria ja samankokoisia, päälle kaadettiin ohut kerros kultaa ja laitettiin väärennettyjä linoleumista tehtyjä postimerkkejä - A. McLeanin mukaan, USA ja tämän tyylisiä huijauksia "Angelica in Turkissa" 1700-luvun alussa). Tuliaseiden myötä lyijyä alettiin käyttää luotien materiaalina.

Lyijyä käytetään tekniikassa. Eniten sitä kuluu kaapelivaippojen ja akkulevyjen valmistuksessa. Kemianteollisuudessa rikkihappotehtailla tornikotelot, jääkaapin kelat ja muut valmistetaan lyijystä. vastuussa laitteiden osia, koska rikkihappo (jopa 80 %:n pitoisuus) ei syövyttä lyijyä. Lyijyä käytetään puolustusteollisuudessa - sitä käytetään ampumatarvikkeiden valmistukseen ja haulien valmistukseen (sitä käytetään myös eläinten nahkoihin, käännös ukrainasta).

Tämä metalli on osa monia, esimerkiksi laakeriseoksia, painoseoksia (hart), juotteita. Lyijy absorboi osittain vaarallista gammasäteilyä, joten sitä käytetään suojana sitä vastaan ​​työskennellessä radioaktiivisten aineiden kanssa ja Tšernobylin ydinvoimalaitoksessa. Hän on pääelementti ns. "lyijyhousut" (miehille) ja "lyijybikinit" (lisäkolmiolla) - naisille, kun työskentelet säteilyn kanssa. Osa lyijystä käytetään tetraetyylilyijyn tuotantoon - bensiinin oktaaniluvun lisäämiseksi (tämä on kielletty). Lasi- ja keramiikkateollisuus käyttää lyijyä lasin "kiteiden" ja lasitteiden valmistamiseen "emalille".

Miniumlyijy - kirkkaan punainen aine (Pb 3 O 4) - on pääainesosa maalissa, jota käytetään suojaamaan metalleja korroosiolta (erittäin samanlainen kuin punainen sinopeli Espanjasta Almadenista ja muista punaisista sinopelikaivoksista - punaista lyijyä 21. päivän alusta lähtien . vuosisadalla varastavat ja myrkyttävät aktiivisesti ympärillään olevia vankeja pakkotyöstä Espanjassa ja muissa maissa punaisen kinaarin ja huumeiden metsästäjille, mukaan lukien mineraaliperäiset, sekä mustaa arseenia, joka kulkeutuu radioaktiivisena uraanina, ja vihreää konikalsiittia - pehmeä vihreä simulaattori smaragdeja ja muita korukiviä, joita ihmiset käyttävät itsensä, vaatteiden ja kodin sisustamiseen).

Biologiset ominaisuudet

Lyijy, kuten useimmat muut raskasmetallit, joutuessaan kehoon aiheuttaa myrkytys(myrkky kansainvälisen ADR-merkinnän mukainen vaarallinen tavara nro 6 (kallo ja luut timantissa)), joita voidaan piilottaa, esiintyy lievässä, keskivaikeassa ja vaikeassa muodossa.

Pääpiirteet myrkytys- ikenen reunojen lila-liuskekivet, ihon vaaleanharmaa väri, hematopoieesihäiriöt, hermoston vauriot, vatsaontelon kipu, ummetus, pahoinvointi, oksentelu, verenpaineen nousu, ruumiinlämpö enintään 37 o C ja yli. Vaikeissa myrkytyksen ja kroonisen myrkytyksen muodoissa maksan, sydän- ja verisuonijärjestelmän peruuttamattomat vauriot, endokriinisen järjestelmän häiriöt, elimistön immuunijärjestelmän heikkeneminen ja syöpä (hyvänlaatuiset kasvaimet) ovat todennäköisiä.

Mitkä ovat lyijy- ja sen yhdisteiden myrkytyksen syyt? Aiemmin syyt olivat: juomavesi lyijyvesiputkista; elintarvikkeiden säilyttäminen punaisella lyijyllä tai litarilla lasitetuissa saviastioissa; lyijyjuotteiden käyttö metallivälineitä korjattaessa; lyijyvalkoisen käyttö (jopa kosmeettisiin tarkoituksiin) - kaikki tämä johti raskasmetallien kertymiseen kehoon.

Nykyään, kun harvat tietävät lyijyn ja sen yhdisteiden myrkyllisyydestä, tällaiset metallin ihmiskehoon tunkeutumistekijät suljetaan usein pois - ne ovat rikollisten myrkyttämiä ja täysin tarkoituksella (huijareiden tieteellisten työntekijöiden ryöstöt "seksistä ja sihteeristöstä" työ” korkeammissa todistuskomissioissa jne. XXI vuosisadan varkaus).

Lisäksi edistyksen kehitys on johtanut valtavan määrän uusia riskejä - myrkytykset lyijykaivos- ja sulattoyrityksissä; lyijypohjaisten väriaineiden tuotannossa (myös painatukseen); kun hankitaan ja käytetään tetraetyylilyijyä; kaapeliteollisuuden yrityksissä.

Kaikkeen tähän on lisättävä jatkuvasti lisääntyvä ympäristön saastuminen lyijyllä ja sen yhdisteillä, jotka joutuvat ilmakehään, maaperään ja veteen - työttömien transitokuljettajien autojen massiiviset päästöt Venäjältä Almadeniin, Espanjaan, Länsi-Eurooppaan - punainen ei-ukrainalainen kauttakulku rekisterikilvet. Tällaisia ​​testejä ei ole Ukrainassa, joka on kestänyt Harkovassa ja Ukrainassa yli 30 vuotta - aineiston valmisteluhetkellä (High Attestation Certificate on otettu USA:ssa 20. päivän lopusta ja vuoden alusta lähtien). 21. vuosisadalla).

Kasvit, mukaan lukien ravinnoksi kulutetut, imevät lyijyä maaperästä, vedestä ja ilmasta. Lyijy pääsee elimistöön ruoan (yli 0,2 mg), veden (0,1 mg) ja sisäänhengitetyn ilman pölyn (noin 0,1 mg) kautta. Lisäksi sisäänhengitetyn ilman mukana toimitettu lyijy imeytyy täydellisesti elimistöön. Turvallisena vuorokautisena lyijymääränä ihmiskehoon katsotaan olevan 0,2-2 mg. Se erittyy pääasiassa suoliston (0,22–0,32 mg) ja munuaisten (0,03–0,05 mg) kautta. Aikuisen kehossa on keskimäärin jatkuvasti noin 2 mg lyijyä, ja valtateiden risteyksessä olevien teollisuuskaupunkien asukkailla (Harkov, Ukraina jne.) on korkeampi lyijypitoisuus kuin kyläläisillä (kaukana Venäjän federaation valtateiltä). Almadenin kaupunkiin Espanjaan siirtokuntia, kaupunkeja ja kyliä).

Pääasiallinen lyijyn rikastaja ihmiskehossa on luukudos (90 % kaikesta elimistön lyijystä), lisäksi lyijy kerääntyy maksaan, haimaan, munuaisiin, aivoihin ja selkäytimeen sekä vereen.

Myrkytyksen hoitona voidaan harkita erityisiä valmisteita, kompleksinmuodostajia ja yleisiä korjaavia aineita - vitamiinikompleksit, glukoosi ja vastaavat. Vaaditaan myös fysioterapiakursseja ja kylpylähoitoja (mineraalivedet, mutakylvyt).

Ennaltaehkäiseviä toimenpiteitä tarvitaan lyijyä ja sen yhdisteitä koskevissa yrityksissä: lyijyvalkoisen korvaaminen sinkillä tai titaanilla; tetraetyylilyijyn korvaaminen vähemmän myrkyllisillä iskunestoaineilla; useiden prosessien ja toimintojen automatisointi lyijyn tuotannossa; tehokkaiden pakokaasujärjestelmien asennus; henkilönsuojainten käyttö ja työhenkilöstön määräaikaiset tarkastukset.

Huolimatta lyijyn myrkyllisyydestä ja sen myrkyllisestä vaikutuksesta ihmiskehoon, se voi kuitenkin tarjota myös lääketieteessä käytettyjä etuja.

Lyijyvalmisteita käytetään ulkoisesti supistavina ja antiseptisinä aineina. Esimerkkinä on "lyijyvesi" Pb(CH3COO)2.3H2O, jota käytetään ihon ja limakalvojen tulehduksellisiin sairauksiin sekä mustelmiin ja hankauksiin. Yksinkertaiset ja monimutkaiset lyijylaastarit auttavat märkivä-tulehduksellisissa ihosairauksissa ja paiseissa. Lyijyasetaatin avulla saadaan lääkkeitä, jotka stimuloivat maksan toimintaa sapen erittymisen aikana.

Mielenkiintoisia seikkoja

Muinaisessa Egyptissä kullan sulatusta harjoittivat väitetysti yksinomaan papit, koska prosessia pidettiin pyhänä taiteena, eräänlaisena sakramenttina, johon pelkkä kuolevainen ei pääse. Siksi valloittajat joutuivat julman kidutuksen kohteeksi papit, mutta salaisuutta ei paljastettu pitkään aikaan.

Kuten kävi ilmi, egyptiläiset käsittelivät kultamalmia sulalla lyijyllä, joka liuotti jalometalleja ja korvasi siten kullan malmeista (syy Egyptin ja Israelin väliseen konfliktiin tähän päivään asti) - kuten jauhamalla pehmeää vihreää konikalsiittia jauheeksi, korvaamalla smaragdi sen kanssa ja sitten myydä varastettuja tavaroita kuolleesta myrkystä.

Nykyaikaisessa rakentamisessa lyijyä käytetään saumojen tiivistämiseen ja maanjäristyksen kestävien perustusten luomiseen (huijaus). Mutta perinne käyttää tätä metallia rakennustarkoituksiin juontaa juurensa vuosisatoja. Muinainen kreikkalainen historioitsija Herodotos (5. vuosisata eKr.) kirjoitti menetelmästä vahvistaa rauta- ja pronssikiinnikkeitä kivilaatoissa täyttämällä reiät sulavalla lyijyllä - korroosionestokäsittelyllä. Myöhemmin Mycenaen kaivausten aikana arkeologit löysivät kiviseinistä lyijyniittejä. Stary Krymin kylässä on säilynyt 1300-luvulla rakennetun ns. "lyijy"-moskeijan (nimi ammattikielessä "Kultaaarre") rauniot. Rakennus sai tämän nimen, koska kivessä olevat aukot oli täytetty lyijyllä (väärennöksellä, joka painaa yhtä paljon kuin lyijyä).

On legenda siitä, kuinka punainen lyijymaali valmistettiin ensimmäisen kerran. Ihmiset oppivat tekemään lyijyvalkoista yli kolme tuhatta vuotta sitten; tuohon aikaan tämä tuote oli harvinainen ja sen hinta oli korkea (nytkin). Tästä syystä antiikin taiteilijat odottivat suurella kärsimättömällä satamassa kauppalaivoja, jotka kuljettivat niin arvokasta tavaraa (espanjalaisen Almadenin mukaan punaisen kinapelin korvaamisen mahdollisuutta, jota käytetään ikonien ja alkukirjainten kirjoittamiseen Raamattuihin Venäjällä Zagorskin Trinity-Sergius Lavra punaisella lyijylyijyllä, jonka esitti aikakautemme alussa Plinius Vanhin - "Monte Criston kreivin" myrkyttäjien perusjuttu, Ranska 1900-luvun alussa ei ylläpitänyt monopolia Higher Attestation Commissioniin, käyttöön otettu teksti, Ranskalle vieras, translitteroitiin latinan kyrillisestä ukrainan kielestä).

Kreikkalaiset Nikiat eivät olleet poikkeus, jotka tsunamin jännityksessä (oli epänormaali laskuvesi) etsivät Rodoksen saarelta (valkoisen lyijyn tärkein toimittaja koko Välimerellä) laivaa, joka kuljetti lastia maali. Pian alus saapui satamaan, mutta tulipalo syttyi ja arvokas lasti kulutti tulipalon. Toivottomassa toivossa, että tuli oli säästänyt ainakin yhden maalikontin, Nikias juoksi palaneen laivan päälle. Tuli ei tuhonnut maalisäiliöitä, vaan ne vain palavat. Kuinka yllättyneitä taiteilija ja lastin omistaja olivatkaan, kun he avasivat aluksia, kun he löysivät kirkkaan punaisen maalin valkoisen sijasta!

Keskiaikaiset rosvot käyttivät usein sulaa lyijyä kidutus- ja teloitusvälineenä (sen sijaan, että he työskentelivät kirjapainossa Higher Attestation Commissionissa). Erityisen vaikeiden (ja joskus päinvastoin) henkilöiden kurkusta valui metallia (gangsterien välienselvittely Higher Attestation Commissionissa). Intiassa, kaukana katolilaisuudesta, oli samanlainen kidutus, jolle ulkomaalaiset joutuivat kiinni "valtatien" rosvoilta (he houkuttelivat tutkijoita rikollisesti väitettyyn VAC:iin). Onnettomien "ylimääräisen älykkyyden uhrien" korviin oli kaadettu sulaa lyijyä (erittäin samanlainen kuin "aphrodisiac" - puolivalmiste, jota tuotti elohopean Ferganan laaksossa Kirgisiassa, Keski-Aasiassa, Khaidarkanin kaivoksessa).

Yksi venetsialaisista "nähtävyyksistä" on keskiaikainen vankila (hotellin jäljitelmä ulkomaalaisille heidän ryöstämistä varten), jota yhdistää "huokausten silta" Dogen palatsiin (espanjalaisen Almadenan kaupungin jäljitelmä, jossa joki on matkalla kaupunkiin). Vankilan erikoisuus on "VIP"-solujen läsnäolo ullakolla lyijikaton alla (myrkkyä, ne jäljittelivät hotellia ryöstääkseen ulkomaalaisia, piilottavat tsunamiaaltojen vaikutukset). Kuumuudessa rosvojen vanki kuivui kuumuudesta tukehtuen sellissä, talvella hän jäätyi kylmästä. Ohikulkijat "huokausten sillalla" saattoivat kuulla valituksia ja anomuksia samalla kun he ymmärsivät Dogen palatsin muurien takana sijaitsevan huijarin voiman (Venetsiassa ei ole monarkiaa)…

Tarina

Muinaisen Egyptin kaivauksissa arkeologit löysivät hopeasta ja lyijystä valmistettuja esineitä (arvometallin korvaaminen - ensimmäiset pukukorut) hautauksista ennen dynastiaa. Mesopotamian alueella tehdyt vastaavat löydöt ovat peräisin suunnilleen samalta ajalta (8-7 vuosituhat eKr.). Lyijystä ja hopeasta valmistettujen esineiden yhteiset löydöt eivät ole yllättäviä.

Muinaisista ajoista lähtien ihmisten huomio on kiinnittänyt kauniit raskaat kiteet. lyijy kiilto PbS (sulfidi) on tärkein malmi, josta lyijyä uutetaan. Tämän mineraalin runsaat esiintymät löytyivät Kaukasuksen vuoristosta ja Vähä-Aasian keskialueilta. Galenan mineraali sisältää joskus merkittäviä hopea- ja rikkiepäpuhtauksia, ja jos tämän mineraalin palat laitetaan tuleen hiilen kanssa, rikki palaa ja sulaa lyijyä valuu - puuhiili ja antrasiittihiili, kuten grafiitti estää lyijyn hapettumista ja edistää sen vähentämistä.

Kuudennella vuosisadalla eKr. Lavrionista, vuoristoiselta alueelta lähellä Ateenaa (Kreikka) löydettiin galeeniesiintymiä, ja nyky-Espanjassa puunilaisten sotien aikana louhittiin lyijyä useissa sen alueella sijaitsevissa kaivoksissa, joita insinöörit käyttivät veden rakentamisessa. putket ja jätevedet (samanlainen kuin puolivalmis elohopea Almadenista, Espanjasta, Länsi-Euroopasta, mantereesta).

Sanan "lyijy" merkitystä ei voitu määrittää lopullisesti, koska tämän sanan alkuperää ei tunneta. Oletuksia ja oletuksia on monia. Niinpä jotkut väittävät, että lyijyn kreikkalainen nimi liittyy tiettyyn alueeseen, jossa se louhittiin. Jotkut filologit vertaavat aikaisempaa kreikkalaista nimeä myöhäiseen latinalaiseen nimeen luumu ja he väittävät, että jälkimmäinen sana on muodostettu sanasta mlumbum, ja molemmat sanat juontavat juurensa sanskritin kielestä bahu-mala, joka voidaan kääntää "erittäin likaiseksi".

Muuten, uskotaan, että sana "hylje" tulee latinan sanasta plumbum, ja eurooppalaisessa lyijyn nimi on juuri se: plomb. Tämä johtuu siitä, että tätä pehmeää metallia on muinaisista ajoista lähtien käytetty posti- ja muiden lähetysten, ikkunoiden ja ovien tiivisteinä (ei ihmisen hampaiden täytteitä - käännösvirhe, ukraina). Nykyään tavaravaunuja ja varastoja sinetöidään aktiivisesti lyijytiivisteillä (tiivisteillä). Muuten, muun muassa Ukrainan vaakuna ja lippu ovat käytössä. Espanjan alkuperä - Ukrainan tieteellinen ja muu työ Espanjan kuninkaallisen kruunun kaivoksissa.

Voidaan luotettavasti todeta, että lyijyä sekoitettiin usein tinaan 1600-luvulla. erotetaan plumbum album (valkoinen lyijy, eli tina) ja plumbum nigrum (musta lyijy - lyijy). Voidaan olettaa, että hämmennyksen aiheuttivat keskiaikaiset alkemistit (ei lukutaidot täyttäessään tulli-ilmoituksia satamissa ja lähetysvarastoissa), jotka korvasivat myrkyllisen lyijyn useilla eri nimillä ja tulkitsivat kreikkalaisen nimen plumbagoksi - lyijymalmiksi. Tällaista sekaannusta esiintyy kuitenkin myös aikaisemmissa slaavilaisissa lyijyn nimissä. Kuten lyijyn säilynyt väärä eurooppalainen nimi - olovo - osoittaa.

Lyijyn saksankielinen nimi - blei - juontaa juurensa muinaisesta saksalaisesta blio (bliw), joka puolestaan ​​​​on sopusoinnussa liettualaisen bleivas (kevyt, kirkas) kanssa. On täysin mahdollista, että sekä englanninkielinen sana lead että tanskalainen sana lood ovat peräisin saksan sanasta blei.

Venäjän sanan "svinets" alkuperä ei ole selvä, samoin kuin samankaltaisten keskislaavilaisten - ukrainalainen ("svinets" - ei "sika", "sika") ja valkovenäläinen ("svinets" - "sikojen kivi, pekoni" "). Lisäksi balttialaisessa kieliryhmässä on konsonanssi: Liettuan švinas ja Latvian svins.

Arkeologisten löytöjen ansiosta tuli tunnetuksi, että rannikkopurjehtijat (meren rannikolla) vuorasivat joskus puisten alusten runkoja ohuilla lyijylevyillä (Espanja) ja nyt ne peittävät myös rannikkoalukset (mukaan lukien vedenalaiset). Yksi näistä aluksista nostettiin Välimeren pohjasta vuonna 1954 lähellä Marseillea (Ranska, salakuljettajat). Tutkijat ajoittivat muinaisen kreikkalaisen laivan kolmannelle vuosisadalle eKr.! Ja keskiajalla palatsien ja kirkon tornien katot peitettiin joskus lyijylevyillä (kultauksen sijaan), jotka kestävät paremmin ilmakehän olosuhteita.

Luonnossa oleminen

Lyijy on melko harvinainen metalli, sen pitoisuus maankuoressa (clarke) on 1,6·10 -3 massaprosenttia. Tämä alkuaine on kuitenkin yleisempi kuin sen lähimmät naapurit ajanjaksolla, joita se jäljittelee - kulta (vain 5∙10 -7%), elohopea (1∙10 -6%) ja vismutti (2∙10 -5%).

Ilmeisesti tämä tosiasia liittyy lyijyn kertymiseen maankuoreen planeetan suolistossa tapahtuvien ydin- ja muiden reaktioiden vuoksi - lyijy-isotoopit, jotka ovat uraanin ja toriumin hajoamisen lopputuotteita, täydentävät vähitellen maapalloa lyijyvarat miljardien vuosien aikana, ja prosessi jatkuu.

Lyijymineraalien (yli 80 - pääasiallinen on galena PbS) kertyminen liittyy hydrotermisten kerrostumien muodostumiseen. Hydrotermisten esiintymien lisäksi hapettuneilla (sekundaarisilla) malmeilla on myös jonkin verran merkitystä - nämä ovat polymetallimalmeja, jotka muodostuvat malmikappaleiden pinnan lähellä olevien osien sääprosessien seurauksena (100-200 metrin syvyyteen). Niitä edustavat yleensä rautahydroksidit, jotka sisältävät sulfaatteja (anglesiitti PbSO 4), karbonaatteja (cerusiitti PbCO 3), fosfaatteja - pyromorfiitti Pb 5 (PO 4) 3 Cl, smithsoniitti ZnCO 3, kalamiini Zn 4 ∙H 2 O, atsuriitti ja malakiitti muut .

Ja jos lyijy ja sinkki ovat näiden metallien monimutkaisten polymetallisten malmien pääkomponentteja, niin niiden kumppanit ovat usein harvinaisempia metalleja - kultaa, hopeaa, kadmiumia, tinaa, indiumia, galliumia ja joskus vismuttia. Polymetallimalmien teollisten esiintymien tärkeimpien arvokomponenttien pitoisuudet vaihtelevat muutamasta prosentista yli 10 prosenttiin.

Malmimineraalien pitoisuudesta riippuen erotetaan kiinteät (sulatetut, korkean lämpötilan, OH:n kanssa) tai disseminoidut polymetalliset (kiteiset, kylmemmät) malmit. Polymetallimalmien malmikappaleet vaihtelevat kooltaan, ja niiden pituus vaihtelee useista metreistä kilometriin. Ne eroavat morfologialtaan - pesät, levymäiset ja linssin muotoiset kerrostumat, suonet, kannat, monimutkaiset putkimaiset kappaleet. Myös esiintymisolosuhteet ovat erilaiset - lempeä, jyrkkä, sekantti, konsonantti ja muut.

Käsiteltäessä polymetallisia ja kiteisiä malmeja saadaan kahta päätyyppiä rikasteita, jotka sisältävät 40-70% lyijyä ja 40-60% sinkkiä ja kuparia.

Tärkeimmät polymetallimalmien esiintymät Venäjällä ja IVY-maissa ovat Altai, Siperia, Pohjois-Kaukasus, Primorsky Territory, Kazakstan. Amerikassa (USA), Kanadassa, Australiassa, Espanjassa ja Saksassa on runsaasti polymetallisten kompleksisten malmien esiintymiä.

Lyijyä on hajallaan biosfäärissä - sitä on vähän elävässä aineessa (5·10 -5 %) ja merivedessä (3,10 -9 %). Luonnollisista vesistä tämä metalli sorboituu saveen ja saostuu rikkivedyn vaikutuksesta, joten se kerääntyy rikkivetykontaminoituneisiin merilietteisiin ja niistä muodostuviin mustiin saveihin ja liuskeisiin (rikin sublimoituminen kalderoissa).

Sovellus

Ihmiskunta on käyttänyt lyijyä laajasti muinaisista ajoista lähtien, ja sen käyttöalueet ovat olleet hyvin erilaisia. Monet kansat käyttivät metallia sementtilaastina rakennusten rakentamisessa (raudan korroosionestopinnoite). Roomalaiset käyttivät lyijyä materiaalina vesijohtoputkissa (itse asiassa viemärissä), ja eurooppalaiset tekivät tästä metallista kourut ja viemäriputket sekä vuorasivat rakennusten katot. Tuliaseiden myötä lyijystä tuli tärkein materiaali luotien ja haulien valmistuksessa.

Nykyään lyijy ja sen yhdisteet ovat laajentaneet käyttöalueitaan. Akkuteollisuus on yksi suurimmista lyijyn käyttäjistä. Valtava määrä metallia (joissakin maissa jopa 75 % kokonaistuotannosta) käytetään lyijyakkujen valmistukseen. Kestävämmät ja vähemmän raskaat alkaliparistot valloittavat markkinoita, mutta tehokkaammat - ja tehokkaammat lyijyakut eivät menetä asemiaan edes nykyaikaisilla tietokonemarkkinoilla - tehokkaat modernit 32-bittiset PC-tietokoneet (palvelinasemiin asti).

Kemianteollisuuden tarpeisiin kulutetaan paljon lyijyä aggressiivisia kaasuja ja nesteitä kestävien tehdaslaitteiden valmistuksessa. Joten rikkihappoteollisuudessa laitteet - putket, kammiot, kourut, pesutornit, jääkaapit, pumppuosat - on valmistettu lyijystä tai vuorattu lyijyllä. Pyörivät osat ja mekanismit (sekoittimet, puhallinpyörät, pyörivät rummut) on valmistettu lyijy-antimoniseoksesta.

Kaapeliteollisuus on toinen lyijyn kuluttaja; jopa 20 % tästä metallista kulutetaan maailmanlaajuisesti näihin tarkoituksiin. Ne suojaavat lennätin- ja sähköjohtoja korroosiolta maanalaisen tai vedenalaisen asennuksen aikana (myös korroosionesto ja suojaus Internet-tietoliikenneyhteyksille, modeemipalvelimille, parabolisten antennien siirtoliitäntöille ja ulkona olevien digitaalisten matkaviestinasemien).

1900-luvun 60-luvun loppuun asti tetraetyylilyijyn Pb(C2H5)4, myrkyllisen nesteen, joka on erinomainen sytytin (varastettiin Neuvostoliitosta sodan aikana), tuotanto lisääntyi.

Lyijyn suuresta tiheydestä ja raskaudesta johtuen sen käyttö aseissa tunnettiin jo kauan ennen tuliaseiden syntyä – Hannibalin armeijan lyijypallot heittivät roomalaisia ​​lyijypalloilla (ei totta – nämä olivat galeenilla varustettuja kyhmyjä, pallomaisia ​​fossiileja, jotka varastettiin kaivinkoneet meren rannalla). Myöhemmin ihmiset alkoivat heittää luoteja ja ampua lyijystä. Kovuuden lisäämiseksi lyijyyn lisätään jopa 12 % antimonia, ja lyijy, joka on peräisin aseesta (ei kiväärin metsästysaseet) sisältää noin 1 % arseenia. Lyijynitraattia käytetään voimakkaiden sekaräjähteiden valmistukseen (ADR-vaarallinen tavara nro 1). Lisäksi lyijyä sisältyy sytytysräjähteiden (sytyttimien) koostumukseen: atsidi (PbN6) ja lyijytrinitroresorsinaatti (TNRS).

Lyijy absorboi gamma- ja röntgensäteitä, minkä vuoksi sitä käytetään suojamateriaalina niiden vaikutuksilta (säiliöt radioaktiivisten aineiden varastointiin, röntgenhuoneiden laitteet, Tshernobylin ydinvoimala ja muut).

Painometalliseosten pääkomponentit ovat lyijy, tina ja antimoni. Lisäksi lyijyä ja tinaa käytettiin kirjapainossa sen ensimmäisistä vaiheista lähtien, mutta ne eivät olleet ainoa nykyaikaisessa painatuksessa käytetty seos.

Lyijyyhdisteet ovat yhtä tärkeitä, elleivät tärkeämpiä, koska jotkut lyijyyhdisteet suojaavat metallia korroosiolta ei aggressiivisissa ympäristöissä, vaan yksinkertaisesti ilmassa. Näitä yhdisteitä lisätään maali- ja lakkapinnoitteiden koostumukseen, esimerkiksi lyijyvalkoiseen (lyijyn 2PbCO3 * Pb(OH)2:n päähiilidioksidisuola hierotaan kuivausöljyyn), joilla on useita merkittäviä ominaisuuksia: korkea peitto ( peittävyys) muodostuneen kalvon kyky, lujuus ja kestävyys, ilman ja valon kestävyys.

On kuitenkin olemassa useita negatiivisia puolia, jotka vähentävät lyijyvalkoisen käytön minimiin (laivojen ja metallirakenteiden ulkoinen maalaus) - korkea myrkyllisyys ja herkkyys vetysulfidille. Öljymaalit sisältävät myös muita lyijyyhdisteitä. Aikaisemmin PbO lithargia käytettiin keltaisena pigmenttinä, joka korvasi lyijykruunun (väärennetty hopea väärennetyssä rahassa) PbCrO4, mutta lyijylithargin käyttö jatkuu - öljyjen kuivumista nopeuttavana aineena (kuivausaineena).

Tähän päivään asti suosituin ja yleisin lyijypohjainen pigmentti on miniumi Pb3O4 (punaisen kinaarin jäljitelmä - elohopeasulfidi). Tätä kirkkaan punaista maalia käytetään erityisesti laivojen vedenalaisten osien maalaamiseen (kuoren likaantumista vastaan, kuivatelakoilla rannalla).

Tuotanto

Tärkein malmi, josta lyijyä uutetaan, on sulfidi, lyijyn kiiltoa PbS(galena) sekä monimutkainen sulfidi polymetallimalmit. Opettaa – Khaidarkanin elohopeatehdas monimutkaiseen malmin louhintaan, Ferganan laakso Kirgisiassa, Keski-Aasia (IVY). Ensimmäinen metallurginen toimenpide lyijyn valmistuksessa on rikasteen hapettava pasutus jatkuvatoimisissa sintraushihnakoneissa (sama on lääketieteellisen rikin ja rikkihapon lisätuotanto). Poltettaessa lyijysulfidi muuttuu oksidiksi:

2PbS + 3О2 → 2РbО + 2SO2

Lisäksi saadaan vähän PbSO4-sulfaattia, joka muunnetaan PbSiO3-silikaatiksi, jota varten panokseen lisätään kvartsihiekkaa ja muita sulatteita (CaCO3, Fe2O3), minkä ansiosta muodostuu nestefaasi, joka sementoi panoksen.

Reaktion aikana hapettuu myös muiden metallien (kupari, sinkki, rauta) sulfidit, jotka ovat epäpuhtauksina. Polton lopputulos sulfidien jauheseoksen sijaan on agglomeraatti - huokoinen sintrattu kiinteä massa, joka koostuu pääasiassa oksideista PbO, CuO, ZnO, Fe2O3. Tuloksena oleva agglomeraatti sisältää 35-45 % lyijyä. Agglomeraatin palaset sekoitetaan koksin ja kalkkikiven kanssa, ja tämä seos ladataan vesivaippauuniin, johon paineilma johdetaan alhaalta putkien ("hormien") kautta. Koksi ja hiilimonoksidi (II) pelkistävät lyijyoksidin lyijyksi jo matalissa lämpötiloissa (500 o C asti):

PbO + C → Pb + CO

ja PbO + CO → Pb + CO2

Korkeammissa lämpötiloissa tapahtuu muita reaktioita:

CaCO3 → CaO + CO2

2PbSiO3 + 2CaO + C → 2Pb + 2CaSiO3+ CO2

Panoksessa epäpuhtauksina olevat sinkki- ja rautaoksidit muuttuvat osittain ZnSiO3:ksi ja FeSiO3:ksi, jotka yhdessä CaSiO3:n kanssa muodostavat kuonaa, joka kelluu pintaan. Lyijyoksidit pelkistyvät metalliksi. Prosessi tapahtuu kahdessa vaiheessa:

2PbS + 3O2 → 2PbO + 2SO2,

PbS + 2PbO → 3Pb + SO2

"Raaka" - karkea lyijy - sisältää 92-98% Pb (lyijy), loput ovat kuparin, hopean (joskus kulta), sinkin, tinan, arseenin, antimonin, Bi:n, Fe:n epäpuhtauksia, jotka poistetaan eri menetelmin, tämä on kuinka kupari ja rauta poistetaan zeigerization. Tinan, antimonin ja arseenin poistamiseksi ilmaa (typpikatalyyttiä) puhalletaan sulan metallin läpi.

Kullan ja hopean erotus suoritetaan lisäämällä sinkkiä, joka muodostaa "sinkkivaahdon", joka koostuu sinkin ja hopean (ja kullan) yhdisteistä, jotka ovat lyijyä kevyempiä ja sulavat 600-700 o C:ssa. Sitten ylimäärä sinkki poistetaan sulasta lyijystä ohjaamalla ilmaa, vesihöyryä tai klooria.

Vismutin poistamiseksi nestemäiseen lyijyyn lisätään magnesiumia tai kalsiumia, jotka muodostavat matalassa lämpötilassa sulavia yhdisteitä Ca3Bi2 ja Mg3Bi2. Näillä menetelmillä jalostettu lyijy sisältää 99,8-99,9 % Pb:tä. Lisäpuhdistus suoritetaan elektrolyysillä, jolloin puhtaus on vähintään 99,99 %. Elektrolyytti on lyijyfluorisilikaatin PbSiF6 vesiliuos. Lyijy laskeutuu katodille ja epäpuhtaudet keskittyvät anodilietteeseen, joka sisältää monia arvokkaita komponentteja, jotka sitten erotetaan (kuona erilliseen selkeytysaltaaseen - ns. jätealtaaseen, kemiallisten ja kemiallisten komponenttien "pyrstöt"). muu tuotanto).

Maailmanlaajuisesti louhitun lyijyn määrä kasvaa joka vuosi. Lyijyn kulutus kasvaa vastaavasti. Tuotantovolyymin perusteella lyijy on neljäntenä ei-rautametallien joukossa - alumiinin, kuparin ja sinkin jälkeen. Lyijyn (mukaan lukien sekundäärilyijyn) tuotannossa ja kulutuksessa on useita johtavia maita - Kiina, Yhdysvallat (USA), Korea sekä Keski- ja Länsi-Euroopan maat.

Samanaikaisesti useat maat kieltäytyvät lyijyyhdisteiden suhteellisen myrkyllisyyden vuoksi (vähemmän myrkyllistä kuin nestemäinen elohopea maallisissa olosuhteissa - kiinteä lyijy) käyttämästä sitä, mikä on törkeä virhe - akut jne. lyijynkulutusteknologiat auttavat vähentämään merkittävästi kalliin ja harvinaisen nikkelin ja kuparin kulutusta nykyaikaisten tietokonelaitteiden (XXI vuosisata), erityisesti tehokkaiden ja energiaa kuluttavien 32-bittisten prosessorien (PC-tietokoneiden) dioditriodi- ja muiden mikropiirien ja prosessorikomponenttien valmistuksessa. kuten kattokruunut ja hehkulamput.

Galena on lyijysulfidia. Aggregaatti, joka puristuu plastisesti ulos tektonisten liikkeiden aikana onteloon
kvartsikiteiden välisen reiän läpi. Berezovsk, vanhempi Ural, Venäjä. Valokuva: A.A. Evseev.

Fyysiset ominaisuudet

Lyijy on tummanharmaa metalli, joka kiiltää juuri leikattuna ja on vaaleanharmaa, sävytetty sininen. Ilmassa se kuitenkin hapettuu nopeasti ja peittyy suojakalvolla. Lyijy on raskasmetalli, jonka tiheys on 11,34 g/cm3 (20 o C:n lämpötilassa), kiteytyy pintakeskittyneessä kuutiohilassa (a = 4,9389A), eikä siinä ole allotrooppisia modifikaatioita. Atomisäde 1,75A, ionisäde: Pb2+ 1,26A, Pb4+ 0,76A.

Lyijyllä on monia arvokkaita, teollisuudelle tärkeitä fysikaalisia ominaisuuksia, esimerkiksi alhainen sulamispiste - vain 327,4 o C (621,32 o F tai 600,55 K), mikä mahdollistaa metallin saamisen suhteellisesti sulfidista ja muista malmeista.

Pääasiallista lyijymineraalia - galenia (PbS) - prosessoitaessa metalli erotetaan rikistä; tätä varten riittää, että poltetaan malmi sekoitettuna kivihiileen (hiili, kivihiili-antrasiitti - kuten erittäin myrkyllinen punainen kaneli - sulfidi ja malmi elohopeaksi) ilmassa. Lyijyn kiehumispiste on 1 740 o C (3 164 o F tai 2 013,15 K), metalli haihtuu jo 700 o C:ssa. Lyijyn ominaislämpö huoneenlämpötilassa on 0,128 kJ/(kg∙K) tai 0,0306 cal/g ∙ o S.

Lyijyn lämmönjohtavuus on alhainen 33,5 W/(m∙K) tai 0,08 cal/cm∙s∙o C 0 o C:n lämpötilassa, lyijyn lineaarisen laajenemisen lämpötilakerroin on 29,1∙10-6 huoneenlämmössä .

Toinen teollisuudelle tärkeä lyijyn laatu on sen korkea sitkeys - metalli on helposti taottu, valssattu levyiksi ja langoiksi, minkä ansiosta sitä voidaan käyttää konepajateollisuudessa erilaisten metalliseosten valmistukseen muiden metallien kanssa.

Tiedetään, että 2 t/cm2 paineessa lyijylastut puristetaan kiinteäksi massaksi (jauhemetallurgia). Kun paine nousee arvoon 5 t/cm2, metalli muuttuu kiinteästä tilasta nestemäiseen tilaan ("Almaden Mercury" - samanlainen kuin Almadenin nestemäinen elohopea Espanjassa, Länsi-EU).

Lyijylanka valmistetaan puristamalla kiinteää lyijyä mieluummin kuin sulattamalla muotin läpi, koska sen valmistaminen vetämällä on lähes mahdotonta lyijyn alhaisen lujuuden vuoksi. Lyijyn vetolujuus on 12-13 Mn/m2, puristuslujuus noin 50 Mn/m2; suhteellinen murtovenymä 50-70 %.

Lyijyn kovuus Brinellin mukaan on 25-40 Mn/m2 (2,5-4 kgf/mm2). Tiedetään, että kylmäkarkaisu ei lisää lyijyn mekaanisia ominaisuuksia, koska sen uudelleenkiteytyslämpötila on alle huoneenlämpötilan (-35 o C sisällä muodonmuutosasteella 40 % tai enemmän).

Lyijy on yksi ensimmäisistä suprajohtavaan tilaan siirtyneistä metalleista. Muuten, lämpötila, jonka alapuolella lyijy saa kyvyn läpäistä sähkövirtaa ilman pienintäkään vastusta, on melko korkea - 7,17 o K. Vertailun vuoksi tinalle tämä lämpötila on 3,72 o K, sinkille - 0,82 o K, titaanille - vain 0,4 o K. Ensimmäisen vuonna 1961 valmistetun suprajohtavan muuntajan käämitys tehtiin lyijystä.

Metallilyijy on erittäin hyvä suoja kaiken tyyppistä radioaktiivista säteilyä ja röntgensäteitä vastaan. Kohdatessaan aineen minkä tahansa säteilyn fotoni tai kvantti kuluttaa energiaa, ja tämä ilmaisee sen absorptiota. Mitä tiheämpi väliaine, jonka läpi säteet kulkevat, sitä enemmän se viivyttää niitä.

Lyijy on erittäin sopiva materiaali tässä suhteessa - se on melko tiheää. Metallin pintaan osuessaan gamma-kvantit syrjäyttävät siitä elektroneja, jotka kuluttavat energiaansa. Mitä suurempi elementin atomiluku on, sitä vaikeampaa on lyödä elektroni ulos sen ulkoradasta johtuen ytimen suuremmasta vetovoimasta.

Viidestätoista-kaksikymmentä senttimetriä lyijykerros riittää suojaamaan ihmisiä minkä tahansa tieteen tunteman säteilyn vaikutuksilta. Tästä syystä lyijyä viedään radiologin esiliinan ja suojakäsineiden kumeihin, mikä viivästyttää röntgensäteitä ja suojaa kehoa niiden haitallisilta vaikutuksilta. Lyijyoksideja sisältävä lasi suojaa myös radioaktiiviselta säteilyltä.

Galena. Eleninskaya placer, Kamenka-joki, Etelä-Ural, Venäjä. Valokuva: A.A. Evseev.

Kemialliset ominaisuudet

Kemiallisesti lyijy on suhteellisen inaktiivinen - sähkökemiallisessa jännitesarjassa tämä metalli seisoo välittömästi ennen vetyä.

Ilmassa lyijy hapettuu ja peittyy ohuella PbO-oksidikalvolla, mikä estää metallin nopean tuhoutumisen (ilmakehän aggressiivisesta rikistä). Vesi ei itsessään reagoi lyijyn kanssa, mutta hapen läsnä ollessa vesi tuhoaa metallin vähitellen muodostaen amfoteerista lyijy(II)hydroksidia:

2Pb + O2 + 2H20 → 2Pb(OH)2

Kun lyijy joutuu kosketuksiin kovan veden kanssa, se peittyy liukenemattomien suolojen (pääasiassa lyijysulfaatin ja emäksisen lyijykarbonaatin) suojakalvolla, joka estää veden jatkovaikutuksen ja hydroksidin muodostumisen.

Laimealla kloorivetyhapolla ja rikkihapolla ei ole juuri mitään vaikutusta lyijyyn. Tämä johtuu vedyn kehittymisen ylijännitteestä lyijyn pinnalla sekä heikosti liukenevan lyijykloridin PbCl2:n ja lyijysulfaatin PbSO4:n suojaavien kalvojen muodostumisesta, jotka peittävät liuenneen metallin pinnan. Väkevät rikki-H2SO4- ja perkloori-HCl-hapot, erityisesti kuumennettaessa, vaikuttavat lyijyyn, ja saadaan liukoisia kompleksisia yhdisteitä, joiden koostumus on Pb(HSO4)2 ja H2[PbCl4]. Lyijy liukenee HNO3:een, ja matalapitoisuudessa hapossa se liukenee nopeammin kuin väkevässä typpihapossa.

Pb + 4HNO3 → Pb(NO3)2 + 2NO2 + H2O

Lyijyä liukenevat suhteellisen helposti useat orgaaniset hapot: etikka (CH3COOH), sitruuna, muurahaishappo (HCOOH), tämä johtuu siitä, että orgaaniset hapot muodostavat helposti liukenevia lyijysuoloja, jotka eivät millään voi suojata metallipintaa.

Lyijy liukenee emäksiin, vaikkakin hitaasti. Kuumennettaessa emästen väkevät liuokset reagoivat lyijyn kanssa vapauttaen vetyä ja X2[Pb(OH)4]-tyyppisiä hydroksoplumbiitteja, esimerkiksi:

Pb + 4KOH + 2H2O → K4 + H2

Veteen liukenevuuden mukaan lyijysuolat jaetaan liukoisiin (lyijyasetaatti, nitraatti ja kloraatti), heikosti liukeneviin (kloridi ja fluoridi) ja liukenemattomiin (sulfaatti, karbonaatti, kromaatti, fosfaatti, molybdaatti ja sulfidi). Kaikki liukenevat lyijyyhdisteet ovat myrkyllisiä. Liukoiset lyijysuolat (nitraatti ja asetaatti) veteen hydrolysoituvat:

Pb(NO3)2 + H2O → Pb(OH)NO3 + HNO3

Lyijylle on ominaista hapetusaste +2 ja +4. Yhdisteet, joiden hapetusaste on lyijy +2, ovat paljon vakaampia ja lukuisia.

Lyijy-vetyyhdistettä PbH4 saadaan pieniä määriä laimean suolahapon vaikutuksesta Mg2Pb:hen. PbH4 on väritön kaasu, joka hajoaa erittäin helposti lyijyksi ja vedyksi. Lyijy ei reagoi typen kanssa. Lyijyatsidi Pb(N3)2 - saatu natriumatsidin NaN3 ja lyijy(II)-suolojen liuosten vuorovaikutuksesta - värittömiä neulamaisia ​​kiteitä, niukkaliukoisia veteen, hajoaa räjähdyksessä lyijyksi ja typeksi iskussa tai kuumentuessaan.

Rikki reagoi lyijyn kanssa kuumennettaessa muodostaen PbS-sulfidia, mustaa amfoteerista jauhetta. Sulfidia voidaan saada myös johtamalla rikkivetyä Pb(II)-suolojen liuoksiin. Luonnossa sulfidia esiintyy lyijykiillon - galeenin muodossa.

Kuumennettaessa lyijy yhdistyy halogeenien kanssa muodostaen halogenideja PbX2, jossa X on halogeeni. Kaikki ne liukenevat heikosti veteen. Saatiin PbX4-halogenideja: PbF4-tetrafluoridi - värittömiä kiteitä ja PbCl4-tetrakloridi - keltainen öljymäinen neste. Molemmat yhdisteet hajoavat veden kanssa vapauttaen fluoria tai klooria; hydrolysoituu vedellä (huoneenlämpötilassa).

Galena fosforiittikonkretiossa (keskellä). Kamenets-Podolskyn piiri, länsi. Ukraina. Valokuva: A.A. Evseev.

ADR 1
Pommi, joka räjähtää
Niitä voidaan luonnehtia useilla ominaisuuksilla ja vaikutuksilla, kuten: kriittinen massa; sirpaleiden hajoaminen; voimakas tuli/lämmön virtaus; kirkas salama; kovaa ääntä tai savua.
Herkkyys iskuille ja/tai iskuille ja/tai kuumuudelle
Käytä suojaa ja pidä turvaetäisyys ikkunoista
Oranssi kyltti, kuva pommin räjähtämisestä

ADR 6.1
Myrkylliset aineet (myrkky)
Myrkytyksen vaara hengitettynä, ihokosketuksessa tai nieltynä. Vaarallinen vesiympäristölle tai viemärijärjestelmälle
Käytä maskia poistuessasi ajoneuvosta hätätilanteessa
Valkoinen timantti, ADR-numero, musta kallo ja luut

ADR 5.1
Hapettavat aineet
Voimakkaan reaktion, tulipalon tai räjähdyksen vaara joutuessaan kosketuksiin syttyvien tai syttyvien aineiden kanssa
Älä salli lastiseoksen muodostumista syttyvien tai palavien aineiden kanssa (esimerkiksi sahanpuru)
Keltainen timantti, ADR-numero, musta liekki ympyrän yläpuolella

ADR 4.1
Syttyvät kiinteät aineet, itsereaktiiviset aineet ja kiinteät, herkistämättömät räjähteet
Tulipalon vaara. Syttyvät tai palavat aineet voivat syttyä kipinöistä tai liekeistä. Saattaa sisältää itsereaktiivisia aineita, jotka voivat hajota eksotermisesti kuumennettaessa, kosketuksessa muiden aineiden (kuten happojen, raskasmetalliyhdisteiden tai amiinien) kanssa, kitkan tai iskujen seurauksena.
Tämä voi johtaa haitallisten tai syttyvien kaasujen tai höyryjen vapautumiseen tai itsestään syttymiseen. Säiliöt voivat räjähtää kuumennettaessa (ne ovat erittäin vaarallisia - ne eivät käytännössä pala).
Herkistymättömien räjähdysaineiden räjähdysvaara herkkyyttä vähentävän aineen häviämisen jälkeen
Seitsemän pystysuoraa punaista raitaa valkoisella taustalla, samankokoinen, ADR-numero, musta liekki

ADR 8
Syövyttävät (syövyttävät) aineet
Ihon syöpymisen aiheuttama palovammavaara. Saattaa reagoida kiivaasti toistensa (komponenttien), veden ja muiden aineiden kanssa. Vuotanut/hajautunut materiaali voi vapauttaa syövyttäviä höyryjä.
Vaarallinen vesiympäristölle tai viemärijärjestelmälle
Valkoinen rombin yläpuoli, musta - alempi, samankokoinen, ADR-numero, koeputket, kädet

Lyijy (Pb) on alkuaine, jonka järjestysnumero on 82 ja atomipaino 207,2. Se on osa ryhmän IV pääalaryhmää, Dmitri Ivanovitš Mendelejevin jaksollisen kemiallisten alkuaineiden järjestelmän kuudennessa jaksossa. Lyijyharkko on väriltään likaisen harmaa, mutta juuri leikattuina metalli kiiltää ja on siniharmaa. Tämä selittyy sillä, että lyijy hapettuu nopeasti ilmassa ja peittyy ohuella oksidikalvolla, mikä estää metallin tuhoutumisen. Lyijy on erittäin sitkeä ja pehmeä metalli - harkko voidaan leikata veitsellä ja jopa raapia kynsillä. Vakiintunut ilmaus "lyijyn raskaus" on vain osittain totta - lyijy (tiheys 11,34 g/cm 3) onkin puolitoista kertaa raskaampaa kuin rauta (tiheys 7,87 g/cm 3) ja neljä kertaa raskaampaa kuin alumiini (tiheys 2,70 g) /cm 3 ) ja jopa raskaampaa kuin hopea (tiheys 10,5 g/cm3). Monet nykyaikaisen teollisuuden käyttämät metallit ovat kuitenkin paljon raskaampia kuin lyijy - kulta on lähes kaksi kertaa raskaampaa (tiheys 19,3 g/cm 3), tantaali on puolitoista kertaa raskaampaa (tiheys 16,6 g/cm 3); elohopeaan upotettuna lyijy kelluu pintaan, koska se on elohopeaa kevyempää (tiheys 13,546 g/cm3).

Luonnollinen lyijy koostuu viidestä stabiilista isotoopista, joiden massaluvut 202 (jäännös), 204 (1,5 %), 206 (23,6 %), 207 (22,6 %), 208 (52,3 %). Lisäksi viimeiset kolme isotooppia ovat radioaktiivisten muutosten lopputuotteita 238 U, 235 U ja 232 Th. Ydinreaktioiden aikana muodostuu lukuisia radioaktiivisia lyijyn isotooppeja.

Lyijy, kullan, hopean, tinan, kuparin, elohopean ja raudan ohella, on yksi ihmiskunnan muinaisista ajoista lähtien tuntemia alkuaineita. Oletuksena on, että ihmiset sulattivat ensimmäisen kerran lyijyä malmista yli kahdeksan tuhatta vuotta sitten. Tästä metallista valmistettiin Mesopotamiassa ja Egyptissä jopa 6-7 tuhatta vuotta eaa. jumalien patsaita, palvonta- ja talousesineitä sekä kirjoitustauluja. LVI-tekniikan keksimisen jälkeen roomalaiset valmistivat lyijyä putkien materiaaliksi huolimatta siitä, että kreikkalaiset lääkärit Dioscorides ja Plinius vanhin panivat merkille tämän metallin myrkyllisyyden ensimmäisellä vuosisadalla jKr. Lyijyyhdisteitä, kuten lyijytuhkaa (PbO) ja lyijyvalkoista (2 PbCO 3 ∙Pb(OH) 2), käytettiin antiikin Kreikassa ja Roomassa lääkkeiden ja maalien komponentteina. Keskiajalla alkemistit ja taikurit pitivät seitsemää muinaista metallia suuressa arvossa, jokainen alkuaine tunnistettiin johonkin tuolloin tunnetuista planeetoista, Saturnus vastasi lyijyä ja tämän planeetan merkki oli metalli. Alkemistit pitivät lyijyä kyvyn muuttua jalometalleiksi - hopeaksi ja kullaksi, ja tästä syystä se osallistui usein heidän kemiallisiin kokeisiinsa. Tuliaseiden myötä lyijyä alettiin käyttää luotien materiaalina.

Lyijyä käytetään laajasti tekniikassa. Eniten sitä kuluu kaapelivaippojen ja akkulevyjen valmistuksessa. Kemianteollisuudessa rikkihappotehtailla tornikotelot, jääkaappikelat ja monet muut kriittiset laitteiden osat valmistetaan lyijystä, koska rikkihappo (jopa 80 %:n pitoisuus) ei syövytä lyijyä. Lyijyä käytetään puolustusteollisuudessa - sitä käytetään ammusten valmistukseen ja haulien valmistukseen. Tämä metalli on osa monia seoksia, esimerkiksi laakeriseoksia, painoseoksia (hart), juotteita. Lyijy imee täydellisesti vaarallista gammasäteilyä, joten sitä käytetään suojana sitä vastaan ​​työskenneltäessä radioaktiivisten aineiden kanssa. Tietty määrä lyijyä käytetään tetraetyylilyijyn valmistukseen - moottoripolttoaineen oktaaniluvun lisäämiseksi. Lasi- ja keramiikkateollisuus käyttää aktiivisesti lyijyä kristallien ja erikoissinien valmistukseen. Punainen lyijy, kirkkaan punainen aine (Pb 3 O 4), on tärkein ainesosa maalissa, jota käytetään suojaamaan metalleja korroosiolta.

Biologiset ominaisuudet

Lyijy, kuten useimmat muut raskasmetallit, aiheuttaa kehoon joutuessaan myrkytyksen, joka voi olla piilevää (kuljetusta) ja esiintyä lievässä, keskivaikeassa ja vaikeassa muodossa. Tärkeimmät lyijymyrkytyksen merkit ovat ikenien reunojen lila-liuskekivet, ihon vaaleanharmaa väri, hematopoieesin häiriöt, hermoston vauriot, vatsakipu, ummetus, pahoinvointi, oksentelu, verenpaineen nousu paine, ruumiinlämpö jopa 37 °C ja yli. Vaikeissa myrkytyksen ja kroonisen myrkytyksen muodoissa maksan, sydän- ja verisuonijärjestelmän peruuttamattomat vauriot, endokriinisen järjestelmän häiriöt, elimistön immuunijärjestelmän heikkeneminen ja syöpä ovat erittäin todennäköisiä.

Mitkä ovat lyijy- ja sen yhdisteiden myrkytyksen syyt? Aiemmin tällaisia ​​syitä olivat: juomavesi lyijyvesiputkista; elintarvikkeiden säilyttäminen punaisella lyijyllä tai litarilla lasitetuissa saviastioissa; lyijyjuotteiden käyttö metallivälineitä korjattaessa; lyijyvalkoisen laajalle levinnyt käyttö (jopa kosmeettisiin tarkoituksiin) - kaikki tämä johti väistämättä raskasmetallien kertymiseen kehoon. Nykyään, kun kaikki tietävät lyijyn ja sen yhdisteiden myrkyllisyydestä, tällaiset tekijät metallin tunkeutumiseen ihmiskehoon ovat lähes poissuljettuja. Edistyksen kehitys on kuitenkin johtanut valtavaan määrään uusia riskejä - myrkytykset lyijykaivos- ja sulattoyrityksissä; 80-toiseen elementtiin perustuvien väriaineiden tuotannossa (mukaan lukien painatukseen); kun hankitaan ja käytetään tetraetyylilyijyä; kaapeliteollisuuden yrityksissä. Kaikkeen tähän on lisättävä ympäristön lisääntyvä saastuminen lyijyllä ja sen yhdisteillä ilmakehään, maaperään ja veteen.

Kasvit, mukaan lukien ravinnoksi kulutetut, imevät lyijyä maaperästä, vedestä ja ilmasta. Lyijy pääsee ihmiskehoon ruoan (yli 0,2 mg), veden (0,1 mg) ja sisäänhengitetyn ilman pölyn (noin 0,1 mg) kautta. Lisäksi sisäänhengitetyn ilman mukana toimitettu lyijy imeytyy täydellisesti elimistöön. Turvallisena vuorokautisena lyijymääränä ihmiskehoon katsotaan olevan 0,2-2 mg. Se erittyy pääasiassa suoliston (0,22–0,32 mg) ja munuaisten (0,03–0,05 mg) kautta. Keskimääräinen aikuisten keho sisältää jatkuvasti noin 2 mg lyijyä, ja suurten teollisuuskaupunkien asukkailla on korkeammat lyijypitoisuudet kuin kyläläisillä.

Pääasiallinen lyijyn rikastaja ihmiskehossa on luukudos (90 % kaikesta elimistön lyijystä), lisäksi lyijy kerääntyy maksaan, haimaan, munuaisiin, aivoihin ja selkäytimeen sekä vereen.

Myrkytyksen hoitona voidaan harkita tiettyjä valmisteita, kompleksinmuodostajia ja yleisiä korjaavia aineita - vitamiinikompleksit, glukoosi ja vastaavat. Vaaditaan myös fysioterapiakursseja ja kylpylähoitoja (mineraalivedet, mutakylvyt). Ennaltaehkäiseviä toimenpiteitä tarvitaan lyijyä ja sen yhdisteitä koskevissa yrityksissä: lyijyvalkoisen korvaaminen sinkillä tai titaanilla; tetraetyylilyijyn korvaaminen vähemmän myrkyllisillä iskunestoaineilla; useiden prosessien ja toimintojen automatisointi lyijyn tuotannossa; tehokkaiden pakokaasujärjestelmien asennus; henkilönsuojainten käyttö ja työhenkilöstön määräaikaiset tarkastukset.

Huolimatta lyijyn myrkyllisyydestä ja sen myrkyllisestä vaikutuksesta ihmiskehoon, se voi kuitenkin tarjota myös lääketieteessä käytettyjä etuja. Lyijyvalmisteita käytetään ulkoisesti supistavina ja antiseptisinä aineina. Esimerkkinä on "lyijyvesi" Pb(CH3COO)2.3H2O, jota käytetään ihon ja limakalvojen tulehduksellisiin sairauksiin sekä mustelmiin ja hankauksiin. Yksinkertaiset ja monimutkaiset lyijylaastarit auttavat märkivä-tulehduksellisissa ihosairauksissa ja paiseissa. Lyijyasetaatin avulla saadaan lääkkeitä, jotka stimuloivat maksan toimintaa sapen erittymisen aikana.

Muinaisessa Egyptissä kullan sulatusta suorittivat yksinomaan papit, koska prosessia pidettiin pyhänä taiteena, eräänlaisena sakramenttina, johon pelkät kuolevaiset eivät pääse. Siksi valloittajat kiduttivat kaikkein ankarimmin papistoa, mutta salaisuutta ei paljastettu pitkään aikaan. Kuten kävi ilmi, egyptiläiset käsittelivät kultamalmia sulalla lyijyllä, joka liuotti jalometalleja ja näin uutta kultaa malmeista. Saatu liuos altistettiin hapettavalle polttolle ja lyijy muutettiin oksidiksi. Seuraava vaihe sisälsi pappien pääsalaisuuden - luutuhkasta valmistettujen kattiloiden polttamisen. Sulamisen aikana kattilan seinämiin imeytyi lyijyoksidia, joka veti mukanaan satunnaisia ​​epäpuhtauksia, kun taas pohjalle jäi puhdas seos.

Nykyaikaisessa rakentamisessa lyijyä käytetään saumojen tiivistämiseen ja maanjäristyksen kestävien perustusten luomiseen. Mutta perinne käyttää tätä metallia rakennustarkoituksiin juontaa juurensa vuosisatoja. Muinainen kreikkalainen historioitsija Herodotos (5. vuosisata eKr.) kirjoitti menetelmästä vahvistaa rauta- ja pronssikiittisiä kivilaattoja täyttämällä reiät sulavalla lyijyllä. Myöhemmin Mycenaen kaivausten aikana arkeologit löysivät kiviseinistä lyijyniittejä. Stary Krymin kylässä on säilynyt 1300-luvulla rakennetun ns. lyijimoskeijan rauniot. Rakennus sai tämän nimen, koska muurauksen aukot täytettiin lyijyllä.

On olemassa koko legenda siitä, kuinka punainen lyijymaali valmistettiin ensimmäisen kerran. Ihmiset oppivat tekemään lyijyvalkoista yli kolme tuhatta vuotta sitten, mutta tuohon aikaan tämä tuote oli harvinainen ja sen hinta oli erittäin korkea. Tästä syystä antiikin taiteilijat odottivat aina suurella kärsimättömällä kauppalaivoja, jotka kuljettivat niin arvokasta tavaraa satamassa. Suuri kreikkalainen mestari Nicias ei ollut poikkeus, joka kerran innostuneena katsoi Rodoksen saarelta (valkoisen lyijyn päätoimittaja koko Välimerellä) laivaa, joka kuljetti maalilastia. Pian alus saapui satamaan, mutta tulipalo syttyi ja arvokas lasti kulutti tulipalon. Toivottomassa toivossa, että tuli oli säästänyt ainakin yhden maalikontin, Nikias juoksi palaneen laivan päälle. Tuli ei tuhonnut maalisäiliöitä, vaan ne vain palavat. Kuinka yllättyneitä taiteilija ja lastin omistaja olivatkaan, kun he avasivat aluksia, kun he löysivät kirkkaan punaisen maalin valkoisen sijasta!

Lyijyn saannin yksinkertaisuus ei piile pelkästään siinä, että se on helppo sulattaa malmeista, vaan myös siinä, että toisin kuin monet muut teollisesti tärkeät metallit, lyijy ei vaadi erityisolosuhteita (tyhjiön tai inertin ympäristön luomista) jotka parantavat lopputuotteen laatua. Tämä johtuu siitä, että kaasuilla ei ole minkäänlaista vaikutusta lyijyyn. Loppujen lopuksi happi, vety, typpi, hiilidioksidi ja muut metalleille "haitalliset" kaasut eivät liukene nestemäiseen tai kiinteään lyijyyn!

Keskiaikaiset inkvisiittorit käyttivät sulaa lyijyä kidutus- ja teloitusvälineenä. Erityisen vaikeiden (ja joskus päinvastoin) henkilöiden kurkkuun valui metallia. Intiassa, kaukana katolilaisuudesta, oli samanlainen rangaistus; se määrättiin alempien kastien henkilöille, joilla oli epäonnea kuulla (kuulla) brahminien pyhiä kirjoja. Sula lyijy kaadettiin jumalattomien korviin.

Yksi venetsialaisista "nähtävyyksistä" on valtion rikollisten keskiaikainen vankila, joka on yhdistetty "huokausten sillalla" Dogen palatsiin. Tämän vankilan erikoisuus on epätavallisten "VIP"-solujen läsnäolo ullakolla lyijikaton alla. Kesän helteellä vanki kuivui kuumuudesta, tukehtuen joskus kuolemaan sellaisessa sellissä, talvella vanki jäätyi kylmästä. Ohikulkijat "Huokausten sillalla" saattoivat kuulla vankien valituksia ja anomuksia, samalla kun he olivat jatkuvasti tietoisia lähellä - Dogen palatsin muurien takana - olevan hallitsijan voimasta ja vallasta...

Tarina

Muinaisen Egyptin kaivauksissa arkeologit löysivät hopeasta ja lyijystä valmistettuja esineitä hautauksista ennen dynastiaa. Mesopotamian alueelta tehdyt vastaavat löydöt ovat peräisin suunnilleen samalta ajalta (8.-7. vuosituhat eKr.). Lyijystä ja hopeasta valmistettujen esineiden yhteiset löydöt eivät ole yllättäviä. Muinaisista ajoista lähtien ihmisten huomion ovat kiinnittäneet kauniit raskaat lyijykiillotuskiteet PbS - tärkein malmi, josta lyijyä louhitaan. Tämän mineraalin runsaat esiintymät löytyivät Armenian vuoristosta ja Vähä-Aasian keskialueilta. Galeenimineraali sisältää lyijyn lisäksi merkittäviä hopea- ja rikkiepäpuhtauksia, ja jos laitat tämän mineraalin palasia tuleen, rikki palaa ja sulaa lyijyä valuu - puuhiili estää lyijyn hapettumista. 600-luvulla eKr. Lavrionista, vuoristoisesta alueesta lähellä Ateenaa, löydettiin runsaita galenia-esiintymiä, ja roomalaisten puunilaisten sotien aikana nykyisen Espanjan alueella lyijyä louhittiin aktiivisesti useissa foinikialaisten perustamissa kaivoksissa, joita roomalaiset insinöörit käyttivät. vesiputkien rakentamisessa.

Sanan "lyijy" ensisijaista merkitystä ei ole vielä pystytty selvittämään, koska itse sanan alkuperää ei tunneta. Oletuksia ja oletuksia on monia. Niinpä jotkut kielitieteilijät väittävät, että lyijyn kreikkalainen nimi liittyy tiettyyn alueeseen, jossa se louhittiin. Jotkut filologit vertaavat virheellisesti aikaisempaa kreikkalaista nimeä myöhempään latinalaiseen plumbumiin ja väittävät, että jälkimmäinen sana muodostettiin sanasta mlumbum, ja molemmat sanat juontavat juurensa sanskritin kielestä bahu-mala, joka voidaan kääntää "erittäin likaiseksi". Muuten, uskotaan, että sana "hylje" tulee latinalaisesta plumbumista, ja ranskaksi kahdeksankymmenen toisen elementin nimi kuulostaa tältä - plomb. Tämä johtuu siitä, että pehmeää metallia on käytetty tiivisteinä muinaisista ajoista lähtien. Vielä nykyäänkin tavaravaunut ja varastot sinetöidään lyijytiivisteillä.

Voidaan luotettavasti todeta, että lyijyä sekoitettiin usein tinaan 1600-luvulla. erotetaan plumbum album (valkoinen lyijy, eli tina) ja plumbum nigrum (musta lyijy - lyijy itse). Voidaan olettaa, että keskiaikaiset alkemistit olivat syyllisiä hämmennykseen, kun he kutsuivat lyijyä monilla salanimillä ja tulkitsivat kreikkalaisen nimen plumbagoksi - lyijymalmiksi. Tällaista sekaannusta esiintyy kuitenkin myös aikaisemmissa slaavilaisissa lyijyn nimissä. Joten muinaisilla bulgarialaisilla, serbokroatialaisilla, tšekin ja puolan kielillä lyijyä kutsuttiin tinaksi! Kuten todistaa lyijyn tšekkiläinen nimi, joka on säilynyt tähän päivään - olovo.

Lyijyn saksankielinen nimi - blei juontaa juurensa luultavasti muinaisesta saksalaisesta blio (bliw) -sanasta ja on vuorostaan ​​sopusoinnussa liettualaisen bleivas (kevyt, kirkas) kanssa. On täysin mahdollista, että sekä englanninkielinen sana lead että tanskalainen sana lood ovat peräisin saksan sanasta blei.

Venäjän sanan "svinets" alkuperää ei tunneta, samoin kuin samankaltaisten itäslaavilaisten - ukrainalaisten (svinets) ja valkovenäläisten (svinets) - alkuperää. Lisäksi balttialaisessa kieliryhmässä on konsonanssi: Liettuan švinas ja Latvian svins. On olemassa teoria, jonka mukaan nämä sanat pitäisi yhdistää sanaan "viini", joka puolestaan ​​tulee muinaisten roomalaisten ja joidenkin valkoihoisten kansojen perinteestä säilyttää viiniä lyijyastioissa antaakseen sille tietyn ainutlaatuisen maun. Tätä teoriaa ei kuitenkaan ole vahvistettu, ja sillä on vain vähän näyttöä sen pätevyydestä.

Arkeologisten löytöjen ansiosta tuli tunnetuksi, että muinaiset merimiehet peittivät puisten alusten rungot ohuilla lyijylevyillä. Yksi näistä aluksista nostettiin Välimeren pohjasta vuonna 1954 lähellä Marseillea. Tutkijat ajoittivat muinaisen kreikkalaisen laivan kolmannelle vuosisadalle eKr.! Ja jo keskiajalla palatsien katot ja joidenkin kirkkojen tornit peitettiin lyijylevyillä, jotka kestivät monia ilmakehän ilmiöitä.

Luonnossa oleminen

Lyijy on melko harvinainen metalli, sen pitoisuus maankuoressa (clarke) on 1,6·10 -3 massaprosenttia. Tämä alkuaine on kuitenkin paljon yleisempi kuin sen lähimmät naapurit tällä ajanjaksolla - kulta (vain 5∙10 -7%), elohopea (1∙10 -6%) ja vismutti (2∙10 -5%). Ilmeisesti tämä tosiasia liittyy lyijyn asteittaiseen kertymiseen maankuoreen planeettamme suolistossa tapahtuvien ydinreaktioiden vuoksi - lyijy-isotoopit, jotka ovat uraanin ja toriumin hajoamisen lopputuotteita, ovat vähitellen täydentäneet lyijyä. Maan kahdeksankymmenen toisen alkuaineen varannot miljardeja vuosia ja tämä prosessi jatkuu.

Lyijymineraalien pääasiallinen kertymä (yli 80 - pääasiallinen on galena PbS) liittyy hydrotermisten kerrostumien muodostumiseen. Hydrotermisten esiintymien lisäksi hapettuneilla (sekundaarisilla) malmeilla on myös jonkin verran merkitystä - nämä ovat polymetallimalmeja, jotka muodostuvat malmikappaleiden pinnan lähellä olevien osien sääprosessien seurauksena (100-200 metrin syvyyteen). Niitä edustavat yleensä rautahydroksidit, jotka sisältävät sulfaatteja (anglesiitti PbSO 4), karbonaatteja (cerusiitti PbCO 3), fosfaatteja - pyromorfiitti Pb 5 (PO 4) 3 Cl, smithsoniitti ZnCO 3, kalamiini Zn 4 ∙H 2 O, atsuriitti ja malakiitti muut .

Ja jos lyijy ja sinkki ovat monimutkaisten polymetallimalmien tärkeimmät arvokkaat komponentit, niin niiden kumppaneita ovat usein arvokkaammat metallit - kulta, hopea, kadmium, tina, indium, gallium ja joskus vismutti. Polymetallimalmien teollisten esiintymien tärkeimpien arvokomponenttien pitoisuudet vaihtelevat muutamasta prosentista yli 10 prosenttiin. Malmimineraalien pitoisuudesta riippuen erotetaan kiinteät tai disseminoidut polymetallimalmit. Polymetallimalmien malmikappaleet vaihtelevat kooltaan, ja niiden pituus vaihtelee useista metreistä kilometriin. Ne ovat morfologialtaan erilaisia ​​- pesiä, levymäisiä ja linssimaisia ​​kerrostumia, suonet, kannat, monimutkaiset putkimaiset kappaleet. Myös esiintymisolosuhteet ovat erilaiset - lempeä, jyrkkä, sekantti, konsonantti ja muut.

Polymetallimalmeja käsiteltäessä saadaan kahta päätyyppiä rikasteita, jotka sisältävät 40-70% lyijyä ja 40-60% sinkkiä ja kuparia.

Tärkeimmät polymetallimalmien esiintymät Venäjällä ja IVY-maissa ovat Altai, Siperia, Pohjois-Kaukasus, Primorsky Territory, Kazakstan. Amerikassa, Kanadassa, Australiassa, Espanjassa ja Saksassa on runsaasti monimetallimalmiesiintymiä.

Lyijyä on hajallaan biosfäärissä - sitä on vähän elävässä aineessa (5·10 -5 %) ja merivedessä (3,10 -9 %). Luonnonvesistä tämä metalli imeytyy osittain saveen ja saostuu rikkivedyn vaikutuksesta, joten se kerääntyy rikkivetykontaminoituneisiin merilietteisiin ja niistä muodostuviin mustiin saviin ja liuskeisiin.

Yksi historiallinen tosiasia voi toimia todisteena lyijymalmien tärkeydestä. Ateenan lähellä sijaitsevissa kaivoksissa kreikkalaiset loivat hopeaa kaivoksissa louhitusta lyijystä kupellointimenetelmällä (VI vuosisata eKr.). Lisäksi muinaiset "metallurgit" onnistuivat erottamaan melkein kaiken jalometallin! Nykyajan tutkimukset väittävät, että vain 0,02% hopeasta jäi kallioon. Kreikkalaisten jälkeen roomalaiset käsittelivät kaatopaikat ja loivat sekä lyijyä että jäännöshopeaa, jonka pitoisuuden he onnistuivat saamaan 0,01 prosenttiin tai alle. Näyttää siltä, ​​​​että malmi on tyhjä, ja siksi kaivos oli hylätty lähes kaksituhatta vuotta. Kuitenkin 1800-luvun lopulla kaatopaikkoja alettiin käsitellä uudelleen, tällä kertaa yksinomaan hopean vuoksi, jonka pitoisuus oli alle 0,01%. Nykyaikaisissa metallurgisissa yrityksissä lyijyyn jää satoja kertoja vähemmän jalometallia.

Sovellus

Ihmiskunta on käyttänyt lyijyä laajasti muinaisista ajoista lähtien, ja sen käyttöalueet ovat olleet hyvin erilaisia. Muinaiset kreikkalaiset ja egyptiläiset käyttivät tätä metallia kullan ja hopean jalostukseen kupellaation avulla. Monet kansat käyttivät sulaa metallia sementtilaastina rakennusten rakentamisessa. Roomalaiset käyttivät lyijyä vesijohtojen materiaalina, ja keskiaikaiset eurooppalaiset tekivät tästä metallista kourut ja viemäriputket sekä vuorasivat joidenkin rakennusten katot. Tuliaseiden myötä lyijystä tuli tärkein materiaali luotien ja haulien valmistuksessa.

Meidän aikanamme kahdeksankymmentätoinen alkuaine ja sen yhdisteet ovat vain laajentaneet kulutustaan. Akkuteollisuus on yksi suurimmista lyijyn käyttäjistä. Valtava määrä metallia (joissakin maissa jopa 75 % kokonaistuotannosta) käytetään lyijyakkujen valmistukseen. Kestävämmät ja vähemmän raskaat alkaliparistot valloittavat aktiivisesti markkinoita, mutta tilavammat ja tehokkaammat lyijyakut eivät menetä jalansijaa.

Kemianteollisuuden tarpeisiin kulutetaan paljon lyijyä aggressiivisia kaasuja ja nesteitä kestävien tehdaslaitteiden valmistuksessa. Joten rikkihappoteollisuudessa päälaitteet - putket, kammiot, kourut, pesutornit, jääkaapit, pumpun osat - kaikki tämä on valmistettu lyijystä tai vuorattu lyijyllä. Pyörivät osat ja mekanismit (sekoittimet, puhallinpyörät, pyörivät rummut) on valmistettu lyijy-antimoniseoksesta.

Kaapeliteollisuus on toinen vakava lyijyn kuluttaja; jopa 20 % tästä metallista kulutetaan maailmanlaajuisesti näihin tarkoituksiin. Ne suojaavat lennätin- ja sähköjohtoja korroosiolta, kun ne asetetaan maan alle tai veden alle.

1900-luvun 1960-luvun loppuun asti tetraetyylilyijyn Pb(C2H5)4, värittömän myrkyllisen nesteen, joka on erinomainen polttoaineen laatua parantava nakutusneste, tuotanto lisääntyi. Kuitenkin sen jälkeen, kun tutkijat ovat laskeneet, että satoja tuhansia tonneja lyijyä vapautuu vuosittain autojen pakokaasuista, mikä myrkyttää ympäristöä, monet maat ovat vähentäneet myrkyllisen metallin kulutustaan, ja jotkut ovat kokonaan luopuneet sen käytöstä.

Lyijyn suuresta tiheydestä ja raskaudesta johtuen sen käyttö aseissa tunnettiin jo kauan ennen tuliaseiden tuloa - Hannibalin armeijan slingers heittivät roomalaisia ​​lyijypalloilla. Vasta myöhemmin ihmiset alkoivat heittää luoteja ja ampua lyijystä. Kovuuden lisäämiseksi lyijyyn lisätään muita alkuaineita; esimerkiksi sirpaleita valmistettaessa lyijyyn lisätään jopa 12 % antimonia, ja aseen haulilyijy sisältää enintään 1 % arseenia. Lyijynitraattia käytetään voimakkaiden sekaräjähteiden valmistukseen. Lisäksi lyijy on eräiden sytytysräjähteiden (sytyttimien) komponentti: lyijyatsidi (PbN6) ja lyijytrinitroresorsinaatti (TNRS).

Lyijy absorboi aktiivisesti gamma- ja röntgensäteitä, minkä vuoksi sitä käytetään suojamateriaalina niiden vaikutuksilta (radioaktiivisten aineiden säilytysastiat, röntgenhuoneen laitteet jne.).

Painometalliseosten pääkomponentit ovat lyijy, tina ja antimoni. Lisäksi lyijyä ja tinaa käytettiin kirjapainossa sen ensimmäisistä vaiheista lähtien, mutta ne eivät olleet yhtä metalliseosta, kuten nykyaikaisessa painatuksessa.

Lyijyyhdisteet ovat yhtä tärkeitä, elleivät tärkeämpiä, koska jotkut lyijyyhdisteet suojaavat metallia korroosiolta ei aggressiivisissa ympäristöissä, vaan yksinkertaisesti ilmassa. Näitä yhdisteitä lisätään maali- ja lakkapinnoitteiden koostumukseen, esimerkiksi lyijyvalkoiseen (lyijyn 2PbCO3 Pb(OH)2:n päähiilidioksidisuola, jota hierotaan kuivausöljyyn), joilla on useita merkittäviä ominaisuuksia: korkea peittokyky, Muodostetun kalvon lujuus ja kestävyys, ilman ja valon kestävyys. On kuitenkin olemassa useita negatiivisia puolia, jotka vähentävät lyijyvalkoisen käytön minimiin (laivojen ja metallirakenteiden ulkoinen maalaus) - korkea myrkyllisyys ja herkkyys vetysulfidille. Öljymaalit sisältävät myös muita lyijyyhdisteitä. Aikaisemmin PbO-lithargia käytettiin keltaisena pigmenttinä, joka korvasi PbCrO4-lyijykruunun, mutta lyijylitharen käyttö jatkuu - öljyjen kuivumista kiihdyttävänä aineena (sikkatiivi). Tähän päivään asti suosituin ja yleisin lyijypohjainen pigmentti on punainen lyijy Pb3O4. Tätä ihanaa kirkkaan punaista maalia käytetään erityisesti laivojen vedenalaisten osien maalaamiseen.

Arsenaattia Pb3(AsO4)2 ja lyijyarseniittia Pb3(AsO3)2 käytetään hyönteismyrkkytekniikassa maatalouden tuholaisten (mustakoi ja puuvillakärkä) tuhoamiseen.

Tuotanto

Tärkein malmi, josta lyijyä louhitaan, on lyijykiilto-PbS sekä monimutkaiset sulfidipolymetallimalmit. Ensimmäinen metallurginen toimenpide lyijyn valmistuksessa on rikasteen hapettava pasutus jatkuvatoimisissa sintraushihnakoneissa. Poltettaessa lyijysulfidi muuttuu oksidiksi:

2PbS + 3О2 → 2РbО + 2SO2

Lisäksi saadaan vähän PbSO4-sulfaattia, joka muunnetaan PbSiO3-silikaatiksi, jota varten panokseen lisätään kvartsihiekkaa ja muita sulatteita (CaCO3, Fe2O3), minkä ansiosta muodostuu nestefaasi, joka sementoi panoksen.

Reaktion aikana hapettuu myös muiden metallien (kupari, sinkki, rauta) sulfidit, jotka ovat epäpuhtauksina. Polton lopputulos sulfidien jauheseoksen sijaan on agglomeraatti - huokoinen sintrattu kiinteä massa, joka koostuu pääasiassa oksideista PbO, CuO, ZnO, Fe2O3. Tuloksena oleva agglomeraatti sisältää 35-45 % lyijyä. Agglomeraatin palaset sekoitetaan koksin ja kalkkikiven kanssa, ja tämä seos ladataan vesivaippauuniin, johon paineilma johdetaan alhaalta putkien ("hormien") kautta. Koksi ja hiilimonoksidi (II) pelkistävät lyijyoksidin lyijyksi jo matalissa lämpötiloissa (jopa 500 °C):

PbO + C → Pb + CO

PbO + CO → Pb + CO2

Korkeammissa lämpötiloissa tapahtuu muita reaktioita:

CaCO3 → CaO + CO2

2PbSiO3 + 2CaO + C → 2Pb + 2CaSiO3+ CO2

Panoksessa epäpuhtauksina olevat sinkki- ja rautaoksidit muuttuvat osittain ZnSiO3:ksi ja FeSiO3:ksi, jotka yhdessä CaSiO3:n kanssa muodostavat kuonaa, joka kelluu pintaan. Lyijyoksidit pelkistyvät metalliksi. Prosessi tapahtuu kahdessa vaiheessa:

2PbS + 3O2 → 2PbO + 2SO2,

PbS + 2PbO → 3Pb + SO2

Raakalyijy sisältää 92-98 % Pb, loput kuparin, hopean (joskus kulta), sinkin, tinan, arseenin, antimonin, Bi:n, Fe:n epäpuhtauksia, jotka poistetaan eri menetelmin, kuten kupari ja rauta poistetaan zeigerisoinnilla. . Tinan, antimonin ja arseenin poistamiseksi puhalletaan ilmaa sulan metallin läpi. Kullan ja hopean erotus suoritetaan lisäämällä sinkkiä, joka muodostaa "sinkkivaahdon", joka koostuu sinkin ja hopean (ja kullan) yhdisteistä, jotka ovat lyijyä kevyempiä ja sulavat 600-700 °C:ssa. Sitten ylimäärä sinkki poistetaan sulasta lyijystä ohjaamalla ilmaa, vesihöyryä tai klooria. Vismutin poistamiseksi nestemäiseen lyijyyn lisätään magnesiumia tai kalsiumia, jotka muodostavat matalassa lämpötilassa sulavia yhdisteitä Ca3Bi2 ja Mg3Bi2. Näillä menetelmillä jalostettu lyijy sisältää 99,8-99,9 % Pb:tä. Lisäpuhdistus suoritetaan elektrolyysillä, jolloin puhtaus on vähintään 99,99 %. Elektrolyytti on lyijyfluorisilikaatin PbSiF6 vesiliuos. Katodille kerrostuu puhdasta lyijyä ja epäpuhtaudet keskittyvät anodilietteeseen, joka sisältää monia arvokkaita komponentteja, jotka sitten vapautuvat.

Maailmanlaajuisesti louhitun lyijyn määrä kasvaa joka vuosi. Joten 1800-luvun alussa louhittiin maailmanlaajuisesti noin 30 000 tonnia. Viisikymmentä vuotta myöhemmin niitä on jo 130 000 tonnia, vuonna 1875 - 320 000 tonnia, vuonna 1900 - 850 000 tonnia, 1950 - lähes 2 miljoonaa tonnia, ja tällä hetkellä louhitaan noin viisi miljoonaa tonnia vuodessa. Lyijyn kulutus kasvaa vastaavasti. Tuotantovolyymin perusteella lyijy on neljäntenä ei-rautametallien joukossa - alumiinin, kuparin ja sinkin jälkeen. Lyijyn (mukaan lukien sekundäärilyijyn) tuotannossa ja kulutuksessa on useita johtavia maita - Kiina, Yhdysvallat, Korea ja Euroopan unionin maat. Samaan aikaan monet maat kieltäytyvät lyijyyhdisteiden myrkyllisyyden vuoksi käyttämästä sitä, joten Saksa ja Hollanti ovat rajoittaneet tämän metallin käyttöä ja Tanska, Itävalta ja Sveitsi ovat kieltäneet lyijyn käytön kokonaan. Kaikki EU-maat pyrkivät tähän. Venäjä ja Yhdysvallat kehittävät teknologioita, jotka auttavat löytämään vaihtoehtoja lyijyn käytölle.

Fyysiset ominaisuudet

Lyijy on tummanharmaa metalli, joka kiiltää juuri leikattuna ja on vaaleanharmaa, sävytetty sininen. Ilmassa se kuitenkin hapettuu nopeasti ja peittyy suojakalvolla. Lyijy on raskasmetalli, sen tiheys on 11,34 g/cm3 (20 °C:n lämpötilassa), kiteytyy pintakeskittyneessä kuutiohilassa (a = 4,9389A), eikä siinä ole allotrooppisia modifikaatioita. Atomisäde 1,75A, ionisäde: Pb2+ 1,26A, Pb4+ 0,76A.

Kahdeksankymmenensekuntia sisältävällä elementillä on monia arvokkaita fysikaalisia ominaisuuksia, jotka ovat tärkeitä teollisuudelle, esimerkiksi alhainen sulamispiste - vain 327,4 °C (621,32 °F tai 600,55 K), mikä tekee metallin saamisesta malmeista suhteellisen helppoa. Käsiteltäessä pääasiallista lyijymineraalia - galenia (PbS) - metalli erotetaan helposti rikistä; tätä varten riittää, että malmi poltetaan seoksessa hiilen kanssa ilmassa. Kahdeksankymmenen toisen alkuaineen kiehumispiste on 1 740 °C (3 164 °F tai 2 013,15 K), metallilla on haihtuvuutta jo 700 °C:ssa. Lyijyn ominaislämpö huoneenlämpötilassa on 0,128 kJ/(kg∙K) tai 0,0306 cal/g∙°C. Lyijyn lämmönjohtavuus on melko alhainen 33,5 W/(m∙K) tai 0,08 cal/cm∙s∙°C 0 °C:n lämpötilassa, lyijyn lineaarisen laajenemisen lämpötilakerroin on 29,1∙10-6 huoneessa lämpötila.

Toinen teollisuudelle tärkeä lyijyn laatu on sen korkea sitkeys - metalli on helposti taottu, valssattu levyiksi ja langoiksi, minkä ansiosta sitä voidaan käyttää konepajateollisuudessa erilaisten metalliseosten valmistukseen muiden metallien kanssa. Tiedetään, että 2 t/cm2 paineessa lyijylastut puristetaan kiinteäksi monoliittiseksi massaksi. Kun paine nousee arvoon 5 t/cm2, metalli muuttuu kiinteästä tilasta nestemäiseksi. Lyijylanka valmistetaan puristamalla kiinteää lyijyä mieluummin kuin sulattamalla muotin läpi, koska sitä on mahdotonta valmistaa tavanomaisella vedolla lyijyn alhaisen vetolujuuden vuoksi. Lyijyn vetolujuus on 12-13 Mn/m2, puristuslujuus noin 50 Mn/m2; suhteellinen murtovenymä 50-70 %. Lyijyn kovuus Brinellin mukaan on 25-40 Mn/m2 (2,5-4 kgf/mm2). Tiedetään, että kylmäkarkaisu ei lisää lyijyn mekaanisia ominaisuuksia, koska sen uudelleenkiteytyslämpötila on alle huoneenlämpötilan (-35 °C:n sisällä 40 %:n ja yli muodonmuutosasteella).

Kahdeksankymmenen toinen elementti on yksi ensimmäisistä metalleista, jotka on siirretty suprajohtavuustilaan. Muuten, lämpötila, jonka alapuolella lyijy saa kyvyn siirtää sähkövirtaa ilman pienintäkään vastusta, on melko korkea - 7,17 °K. Vertailun vuoksi tinalle tämä lämpötila on 3,72 °K, sinkille - 0,82 °K, titaanille - vain 0,4 °K. Ensimmäisen vuonna 1961 rakennetun suprajohtavan muuntajan käämit valmistettiin lyijystä.

Metallilyijy on erittäin hyvä suoja kaiken tyyppistä radioaktiivista säteilyä ja röntgensäteitä vastaan. Kohdatessaan aineen minkä tahansa säteilyn fotoni tai kvantti kuluttaa energiaansa, ja tämä ilmaisee sen absorptiota. Mitä tiheämpi väliaine, jonka läpi säteet kulkevat, sitä enemmän se viivyttää niitä. Lyijy on erittäin sopiva materiaali tässä suhteessa - se on melko tiheää. Metallin pintaan osuessaan gamma-kvantit syrjäyttävät siitä elektroneja, jotka kuluttavat energiaansa. Mitä suurempi elementin atomiluku on, sitä vaikeampaa on lyödä elektroni ulos sen ulkoradasta johtuen ytimen suuremmasta vetovoimasta. Viidestätoista-kaksikymmentä senttimetriä lyijykerros riittää suojaamaan ihmisiä minkä tahansa tieteen tunteman säteilyn vaikutuksilta. Tästä syystä lyijyä viedään radiologin esiliinan ja suojakäsineiden kumeihin, mikä viivästyttää röntgensäteitä ja suojaa kehoa niiden haitallisilta vaikutuksilta. Lyijyoksideja sisältävä lasi suojaa myös radioaktiiviselta säteilyltä.

Kemialliset ominaisuudet

Kemiallisesti lyijy on suhteellisen inaktiivinen - sähkökemiallisessa jännitesarjassa tämä metalli seisoo välittömästi ennen vetyä.

Ilmassa kahdeksankymmentäsekunnin alkuaine hapettuu nopeasti ja peittyy ohuella PbO-oksidikalvolla, mikä estää metallin tuhoutumisen. Vesi ei itsessään reagoi lyijyn kanssa, mutta hapen läsnä ollessa vesi tuhoaa metallin vähitellen muodostaen amfoteerista lyijy(II)hydroksidia:

2Pb + O2 + 2H20 → 2Pb(OH)2

Kun lyijy joutuu kosketuksiin kovan veden kanssa, se peittyy liukenemattomien suolojen (pääasiassa lyijysulfaatin ja emäksisen lyijykarbonaatin) suojakalvolla, joka estää veden jatkovaikutuksen ja hydroksidin muodostumisen.

Laimealla kloorivetyhapolla ja rikkihapolla ei ole juuri mitään vaikutusta lyijyyn. Tämä johtuu vedyn kehittymisen merkittävästä ylijännitteestä lyijyn pinnalla sekä heikosti liukenevan lyijykloridin PbCl2:n ja lyijysulfaatin PbSO4:n suojaavien kalvojen muodostumisesta, jotka peittävät liukenevan metallin pinnan. Väkevä rikki-H2S04 ja perkloorihappo HCl vaikuttavat erityisesti kuumennettaessa kahdeksankymmentäsekuntiin alkuaineeseen, jolloin saadaan liukoisia kompleksisia yhdisteitä, joiden koostumus on Pb(HSO4)2 ja H2[PbCl4]. Lyijy liukenee helposti HNO3:een ja matalapitoisuudessa hapossa nopeammin kuin väkevässä typpihapossa. Tämä ilmiö on helppo selittää - korroosiotuotteen (lyijynitraatin) liukoisuus heikkenee happopitoisuuden kasvaessa.

Pb + 4HNO3 → Pb(NO3)2 + 2NO2 + H2O

Lyijyä liukenevat suhteellisen helposti useat orgaaniset hapot: etikka (CH3COOH), sitruuna, muurahaishappo (HCOOH), tämä johtuu siitä, että orgaaniset hapot muodostavat helposti liukenevia lyijysuoloja, jotka eivät millään voi suojata metallipintaa.

Lyijy liukenee myös emäksiin, vaikkakin hitaasti. Kuumennettaessa emästen väkevät liuokset reagoivat lyijyn kanssa vapauttaen vetyä ja X2[Pb(OH)4]-tyyppisiä hydroksoplumbiitteja, esimerkiksi:

Pb + 4KOH + 2H2O → K4 + H2

Veteen liukenevuuden mukaan lyijysuolat jaetaan liukoisiin (lyijyasetaatti, nitraatti ja kloraatti), heikosti liukeneviin (kloridi ja fluoridi) ja liukenemattomiin (sulfaatti, karbonaatti, kromaatti, fosfaatti, molybdaatti ja sulfidi). Kaikki liukenevat lyijyyhdisteet ovat myrkyllisiä. Liukoiset lyijysuolat (nitraatti ja asetaatti) veteen hydrolysoituvat:

Pb(NO3)2 + H2O → Pb(OH)NO3 + HNO3

Kahdeksankymmenen toisen elementin hapetustilat ovat +2 ja +4. Yhdisteet, joiden hapetusaste on lyijy +2, ovat paljon vakaampia ja lukuisia.

Lyijy-vetyyhdistettä PbH4 saadaan pieniä määriä laimean suolahapon vaikutuksesta Mg2Pb:hen. PbH4 on väritön kaasu, joka hajoaa erittäin helposti lyijyksi ja vedyksi. Lyijy ei reagoi typen kanssa. Lyijyatsidi Pb(N3)2 - saatu natriumatsidin NaN3 ja lyijy(II)-suolojen liuosten vuorovaikutuksesta - värittömiä neulamaisia ​​kiteitä, niukkaliukoisia veteen, hajoaa räjähdyksessä lyijyksi ja typeksi iskussa tai kuumentuessaan. Rikki reagoi lyijyn kanssa kuumennettaessa muodostaen PbS-sulfidia, mustaa amfoteerista jauhetta. Sulfidia voidaan saada myös johtamalla rikkivetyä Pb(II)-suolojen liuoksiin. Luonnossa sulfidia esiintyy lyijykiillon - galeenin muodossa.

Kuumennettaessa lyijy yhdistyy halogeenien kanssa muodostaen halogenideja PbX2, jossa X on halogeeni. Kaikki ne liukenevat heikosti veteen. Saatiin myös PbX4-halogenideja: PbF4-tetrafluoridi - värittömiä kiteitä ja PbCl4-tetrakloridi - keltainen öljymäinen neste. Molemmat yhdisteet hajoavat helposti veden vaikutuksesta vapauttaen fluoria tai klooria; hydrolysoituu vedellä.

Venäjän federaation opetus- ja tiedeministeriö

"Lyijy ja sen ominaisuudet"

Valmistunut:

Tarkistettu:

LYYJI (lat. Plumbum), Pb, Mendelejevin jaksollisen järjestelmän ryhmän IV kemiallinen alkuaine, atominumero 82, atomimassa 207.2.

1.Ominaisuudet

Lyijy on yleensä likaisen harmaata, vaikka tuoreena leikattuna se on sinertävä ja kiiltävä. Kiiltävä metalli päällystetään kuitenkin nopeasti himmeällä harmaalla oksidin suojakalvolla. Lyijyn tiheys (11,34 g/cm3) on puolitoista kertaa suurempi kuin raudan, neljä kertaa suurempi kuin alumiinin; jopa hopea on kevyempää kuin lyijy. Ei turhaan sanota, että venäjäksi "lyijy" on synonyymi sanalle raskas: "Myrskyisenä yönä pimeys leviää taivaalla kuin lyijyvaatteet"; "Ja kuinka lyijy upposi" - nämä Pushkinin linjat muistuttavat meitä siitä, että sorron ja raskauden käsite liittyy erottamattomasti lyijyyn.

Lyijy sulaa erittäin helposti - 327,5 °C:ssa, kiehuu 1751 °C:ssa ja on huomattavasti haihtuvaa jopa 700 °C:ssa. Tämä seikka on erittäin tärkeä lyijykaivos- ja käsittelylaitoksissa työskenteleville. Lyijy on yksi pehmeimmistä metalleista. Se naarmuuntuu helposti kynsillä ja rullataan erittäin ohuiksi levyiksi. Lyijy on seostettu monien metallien kanssa. Elohopean kanssa se tuottaa amalgaamia, joka on pienellä lyijypitoisuudella nestemäistä.

2. Kemialliset ominaisuudet

Lyijy on kemiallisilta ominaisuuksiltaan matala-aktiivinen metalli: sähkökemiallisessa jännitesarjassa se on välittömästi ennen vetyä. Siksi lyijy korvataan helposti muilla metalleilla sen suolojen liuoksista. Jos kastat sinkkitikku happamaan lyijyasetaattiliuokseen, lyijyä vapautuu siihen pienten kiteiden pörröisenä pinnoitteena, jolla on muinainen nimi "Saturnus-puu". Jos hidastat reaktiota käärimällä sinkin suodatinpaperiin, kasvaa suurempia lyijykiteitä. Lyijyn tyypillisin hapetusaste on +2; lyijy(IV)-yhdisteet ovat paljon vähemmän stabiileja. Lyijy on käytännöllisesti katsoen liukenematon laimeaan kloorivety- ja rikkihappoon, myös johtuen liukenemattoman kloridi- tai sulfaattikalvon muodostumisesta pinnalle. Lyijy reagoi vahvan rikkihapon kanssa (pitoisuutena yli 80 %) muodostaen liukoista hydrosulfaattia Pb(HSO4)2, ja kuumassa väkevässä suolahapossa liukenemiseen liittyy kompleksisen kloridin H 4 PbCl 6 muodostuminen. Laimea typpihappo hapettaa helposti lyijyä:

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

Lyijy(II)nitraatin hajottaminen kuumentamalla on kätevä laboratoriomenetelmä typpidioksidin tuottamiseksi:

2Pb(NO3)2 = 2PbO + 4NO2 + O2.

Hapen läsnä ollessa lyijy liukenee myös useisiin orgaanisiin happoihin. Etikkahapon vaikutuksesta syntyy helposti liukenevaa asetaattia Pb(CH 3 COO) 2 (vanha nimi on "lyijysokeri"). Lyijy liukenee myös selvästi muurahais-, sitruuna- ja viinihappoon. Lyijyn liukoisuus orgaanisiin happoihin saattoi aiemmin johtaa myrkytykseen, jos ruoka kypsennettiin astioissa, jotka oli tinattu tai juotettu lyijyjuotteella. Liukoiset lyijysuolat (nitraatti ja asetaatti) veteen hydrolysoituvat:

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

Emäksisen lyijyasetaatin suspensiolla ("lyijynesteellä") on rajoitettu lääketieteellinen käyttö ulkoisena supistavana aineena. Lyijy liukenee myös hitaasti väkeviin emäksiin vapauttaen vetyä:

Pb + 2NaOH + 2H 2O = Na 2 Pb(OH) 4 + H 2

joka osoittaa lyijyyhdisteiden amfoteeriset ominaisuudet. Valkoinen lyijy(II)hydroksidi, joka saostuu helposti suoloistaan, liukenee myös sekä happoihin että vahvoihin emäksiin:

Pb(OH)2 + 2HNO3 = Pb(NO3)2 + 2H20;

Pb(OH)2 + 2NaOH = Na2Pb(OH)4

Seisoessaan tai kuumennettaessa Pb(OH) 2 hajoaa vapauttaen PbO:ta. Kun PbO fuusioidaan alkalin kanssa, muodostuu plumbiittia, jonka koostumus on Na 2 PbO 2. Natriumtetrahydroksoplumbaatti Na2Pb(OH)4 alkalisesta liuoksesta on myös mahdollista korvata lyijy aktiivisemmalla metallilla. Jos laitat pienen alumiinirakeen tällaiseen lämmitettyyn liuokseen, muodostuu nopeasti harmaa pörröinen pallo, joka on kyllästynyt pienillä vapautuneen vedyn kuplilla ja siksi kelluu ylös. Jos otat alumiinin langan muodossa, siihen vapautuva lyijy muuttaa sen harmaaksi "käärmeeksi". Kuumennettaessa lyijy reagoi hapen, rikin ja halogeenien kanssa. Siten reaktiossa kloorin kanssa muodostuu PbCl4-tetrakloridia - keltaista nestettä, joka savuaa ilmassa hydrolyysin vuoksi ja kuumennettaessa hajoaa PbCl 2:ksi ja Cl 2:ksi. (Halogenideja PbBr 4 ja PbI 4 ei ole olemassa, koska Pb(IV) on voimakas hapetin, joka hapettaisi bromidi- ja jodidianioneja.) Hienoksi jauhetulla lyijyllä on pyroforisia ominaisuuksia - se leimahtaa ilmassa. Kun sulaa lyijyä kuumennetaan pitkään, se muuttuu vähitellen ensin keltaiseksi oksidiksi PbO (lyijylitharge) ja sitten (hyvin ilman pääsyä) punaiseksi lyijyksi Pb 3 O 4 tai 2PbO·PbO 2. Tätä yhdistettä voidaan pitää myös ortoleadihapon Pb2 lyijysuolana. Voimakkaiden hapettimien, kuten valkaisuaineen, avulla lyijy(II)-yhdisteet voidaan hapettaa dioksidiksi:

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

Dioksidia muodostuu myös, kun punaista lyijyä käsitellään typpihapolla:

Pb304 + 4HNO3 = PbO2 + 2Pb(NO3)2 + 2H2O.

Jos kuumennat ruskeaa dioksidia voimakkaasti, se muuttuu noin 300 °C:n lämpötilassa oranssiksi Pb 2 O 3:ksi (PbO PbO 2), 400 °C:ssa punaiseksi Pb 3 O 4:ksi ja yli 530 °C:ksi - punaiseksi Pb 3 O 4:ksi. keltainen PbO (hajoamiseen liittyy hapen vapautuminen). Vedettömään glyseriiniin sekoitettuna lyijylithargi reagoi hitaasti 30–40 minuutin aikana muodostaen vedenpitävän ja lämmönkestävän kiinteän kitin, jota voidaan käyttää metallin, lasin ja kiven liimaamiseen. Lyijydioksidi on voimakas hapetin. Kuivaan dioksidiin suunnattu vetysulfidisuihku syttyy; väkevä suolahappo hapetetaan klooriksi:

PbO 2 + 4HCl = PbCl 2 + Cl 2 + H 2 O,

rikkidioksidi - sulfaatiksi:

PbO 2 + SO 2 = PbSO 4,

ja Mn 2+ -suolat – permanganaatti-ioneiksi:

5PbO2 + 2MnS04 + H2S04 = 5PbS04 + 2HMnO4 + 2H20.

Lyijydioksidia syntyy ja kulutetaan yleisimpien lyijyakkujen latauksen ja sitä seuraavan purkamisen aikana. Lyijy(IV)-yhdisteillä on vieläkin tyypillisempiä amfoteerisia ominaisuuksia. Siten liukenematon ruskea hydroksidi Pb(OH) 4 liukenee helposti happoihin ja emäksiin:

Pb(OH)4 + 6HCl = H2PbCl6;

Pb(OH)4 + 2NaOH = Na2Pb(OH)6.

Lyijydioksidi muodostaa alkalin kanssa reagoiessaan myös monimutkaista plumbaattia (IV):

PbO 2 + 2NaOH + 2H 2O = Na 2.

Jos PbO2 fuusioidaan kiinteän alkalin kanssa, muodostuu plumbaatti, jonka koostumus on Na2PbO3. Yhdisteistä, joissa lyijy(IV) on kationi, tärkein on tetraasetaatti. Sitä voidaan saada keittämällä punaista lyijyä vedettömällä etikkahapolla:

Pb3O4 + 8CH3COOH = Pb(CH3COO)4 + 2Pb(CH3COO)2+4H2O.

Jäähtyessään liuoksesta vapautuu värittömiä lyijytetra-asetaatin kiteitä. Toinen menetelmä on lyijy(II)asetaatin hapetus kloorilla:

2Pb(CH3COO)2 + Cl2 = Pb(CH3COO)4 + PbCl2.

Veden kanssa tetraasetaatti hydrolysoituu välittömästi PbO 2:ksi ja CH3COOH:ksi. Lyijytetraasetaattia käytetään orgaanisessa kemiassa selektiivisenä hapettimena. Se esimerkiksi hapettaa hyvin selektiivisesti vain osan hydroksyyliryhmistä selluloosamolekyyleissä, ja 5-fenyyli-1-pentanoli hapettuu lyijytetra-asetaatin vaikutuksesta samanaikaisesti syklisoitumisen ja 2-bentsyylifuraanin muodostumisen myötä. Orgaaniset lyijyjohdannaiset ovat värittömiä, erittäin myrkyllisiä nesteitä. Yksi niiden synteesimenetelmistä on alkyylihalogenidien vaikutus lyijy-natriumlejeeringiin:

4C2H5Cl + 4PbNa = (C2H5)4Pb + 4NaCl + 3Pb

Kaasumaisen HCl:n vaikutus voi poistaa alkyyliradikaaleja toisensa jälkeen tetrasubstituoidusta lyijystä ja korvata ne kloorilla. R4Pb-yhdisteet hajoavat kuumennettaessa muodostaen ohuen kalvon puhdasta metallia. Tätä tetrametyylilyijyn hajoamista käytettiin vapaiden radikaalien eliniän määrittämiseen. Tetraetyylilyijy on moottoripolttoaineen nakutusaine.

3. Sovellus

Käytetään akkulevyjen valmistukseen (noin 30 % sulatettua lyijyä), sähkökaapeleiden vaippaan, suojaukseen gammasäteilyltä (seinät lyijytiilistä), paino- ja kitkanestoseosten, puolijohdemateriaalien komponenttina.