Lood: oxidatietoestand, chemische eigenschappen, formule, toepassing. Lood en zijn eigenschappen

Lood (Pb) is een zacht zilverwit of grijsachtig metaal uit de 14e (IVa) groep van het periodiek systeem met atoomnummer 82. Het is een zeer kneedbare, plastic en dichte substantie die elektriciteit niet goed geleidt. De elektronische formule van lood is [Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 2. Bekend in de oudheid en door alchemisten beschouwd als het oudste metaal, is het zeer duurzaam en bestand tegen corrosie, zoals blijkt uit het voortdurende gebruik van waterleidingen die door de oude Romeinen waren geïnstalleerd. Het symbool Pb in de chemische formule voor lood is een afkorting van het Latijnse woord plumbum.

Prevalentie in de natuur

Lood wordt vaak genoemd in vroege bijbelteksten. De Babyloniërs gebruikten het metaal om schrijfplaten van te maken. De Romeinen maakten er waterpijpen, munten en zelfs keukengerei van. Het resultaat van dit laatste was de vergiftiging van de bevolking met lood in het tijdperk van keizer Augustus Caesar. Een verbinding die bekend staat als loodwit werd al in 200 voor Christus als decoratief pigment gebruikt. e.

In gewichtstermen komt het loodgehalte in de aardkorst overeen met dat van tin. In de ruimte zijn er 0,47 loodatomen voor elke 106 siliciumatomen. Dit is vergelijkbaar met het gehalte aan cesium, praseodymium, hafnium en wolfraam, die elk als een tamelijk schaars element worden beschouwd.

Mijnbouw

Hoewel lood niet overvloedig aanwezig is, hebben natuurlijke concentratieprocessen geresulteerd in aanzienlijke afzettingen van commerciële waarde, vooral in de Verenigde Staten, Canada, Australië, Spanje, Duitsland, Afrika en Zuid-Amerika. Lood wordt zelden in zuivere vorm aangetroffen en is aanwezig in verschillende mineralen, maar ze zijn allemaal van ondergeschikt belang, met uitzondering van PbS-sulfide (galena), dat wereldwijd de belangrijkste bron van industriële productie van dit chemische element is. Het metaal wordt ook aangetroffen in Anglesiet (PbSO 4) en cerussiet (PbCO 3). Aan het begin van de eenentwintigste eeuw. Leidende producenten van loodconcentraat ter wereld waren landen als China, Australië, de VS, Peru, Mexico en India.

Lood kan worden teruggewonnen door het erts te roosteren, gevolgd door smelten in een hoogoven of door direct smelten. Tijdens de aanvullende zuivering worden onzuiverheden verwijderd. Bijna de helft van al het geraffineerde lood wordt teruggewonnen uit gerecycled schroot.

Chemische eigenschappen

Elementair lood kan met waterstofionen worden geoxideerd tot een Pb 2+-ion, maar door zijn onoplosbaarheid in de meeste zouten is het bestand tegen veel zuren. Oxidatie in een alkalische omgeving is gemakkelijker en bevordert de vorming van oplosbare verbindingen met loodoxidatietoestand +2. Oxide PbO 2 met Pb 4+-ion is één in zure oplossing, maar is relatief zwak in alkalische oplossing. De oxidatie van lood wordt vergemakkelijkt door de vorming van complexen. Elektrodepositie kan het beste worden gedaan vanuit waterige oplossingen die loodhexafluorsilicaat en hexafluorsilicaatzuur bevatten.

Bij blootstelling aan lucht oxideert het metaal snel, waardoor een dofgrijze laag ontstaat waarvan voorheen werd gedacht dat het Pb 2 O-suboxide was. Nu wordt algemeen aanvaard dat het een mengsel is van Pb en PbO-oxide, dat het metaal tegen verdere corrosie beschermt. Hoewel lood oplost in verdund salpeterzuur, wordt het slechts oppervlakkig aangetast door zoutzuur of zwavelzuur, omdat de resulterende onoplosbare chloriden (PbCl 2 ) of sulfaten (PbSO 4 ) voorkomen dat de reactie doorgaat. De chemische eigenschappen van lood, die de algehele weerstand ervan bepalen, maken het mogelijk het metaal te gebruiken voor de vervaardiging van dakbedekkingsmaterialen, de omhulling van elektrische kabels die in de grond of onder water worden geplaatst, en als pakking voor waterleidingen en constructies die worden gebruikt om transporteren en verwerken van bijtende stoffen.

Lead-applicatie

Er is slechts één kristallijne modificatie van dit chemische element met een dicht opeengepakt metaalrooster bekend. In de vrije toestand verschijnt de nuloxidatietoestand van lood (zoals elke andere stof). Het wijdverbreide gebruik van de elementaire vorm van het element is te danken aan de plasticiteit, het lasgemak, het lage smeltpunt, de hoge dichtheid en het vermogen om gamma- en röntgenstralen te absorberen. Gesmolten lood is een uitstekend oplosmiddel en zorgt ervoor dat vrij zilver en goud kunnen worden geconcentreerd. Structurele toepassingen van lood worden beperkt door de lage treksterkte, vermoeidheid en vloeibaarheid, zelfs onder lichte belasting.

Het element wordt gebruikt bij de productie van batterijen, in munitie (schoten en kogels), in de samenstelling van soldeer, drukwerk, lagers, lichte legeringen en legeringen met tin. In zware en industriële apparatuur kunnen onderdelen gemaakt van loodverbindingen worden gebruikt om geluid en trillingen te verminderen. Omdat het metaal kortgolvige elektromagnetische straling effectief absorbeert, wordt het gebruikt voor de beschermende afscherming van kernreactoren, deeltjesversnellers, röntgenapparatuur en containers voor transport en opslag.In de samenstelling van oxide (PbO 2) en een legering met antimoon of calcium, het element wordt gebruikt in conventionele batterijen.

Actie op het lichaam

Het chemische element lood en zijn verbindingen zijn giftig en hopen zich gedurende een lange periode in het lichaam op (ook wel cumulatieve vergiftiging genoemd) totdat een dodelijke dosis wordt bereikt. De toxiciteit neemt toe naarmate de oplosbaarheid van de verbindingen toeneemt. Bij kinderen kan loodaccumulatie leiden tot cognitieve stoornissen. Bij volwassenen veroorzaakt het progressieve nierziekte. Symptomen van vergiftiging zijn onder meer buikpijn en diarree, gevolgd door constipatie, misselijkheid, braken, duizeligheid, hoofdpijn en algemene zwakte. Het elimineren van contact met de leadbron is meestal voldoende voor de behandeling. De eliminatie van de chemische stof uit insecticiden en pigmentverven, en het gebruik van ademhalingstoestellen en andere beschermende apparaten op blootstellingsplaatsen, hebben de incidentie van loodvergiftiging aanzienlijk verminderd. De erkenning dat tetraethyllood Pb (C 2 H 5) 4 in de vorm van een antiklopmiddel in door benzine vervuilde lucht en water zat, leidde tot de stopzetting ervan in de jaren tachtig.

Biologische rol

Lood speelt geen biologische rol in het lichaam. De toxiciteit van dit chemische element is te danken aan zijn vermogen om metalen zoals calcium, ijzer en zink na te bootsen. De interactie van lood met dezelfde eiwitmoleculen als deze metalen leidt tot de beëindiging van hun normale werking.

nucleaire eigenschappen

Het chemische element lood wordt gevormd als gevolg van neutronenabsorptieprocessen en het verval van radionucliden van zwaardere elementen. Er zijn 4 stabiele isotopen. De relatieve overvloed van 204Pb is 1,48%, 206Pb - 23,6%, 207Pb - 22,6% en 208Pb - 52,3%. Stabiele nucliden zijn de eindproducten van het natuurlijke radioactieve verval van uranium (tot 206 Pb), thorium (tot 208 Pb) en actinium (tot 207 Pb). Er zijn meer dan 30 radioactieve isotopen van lood bekend. Hiervan nemen 212 Pb (thoriumreeks), 214 Pb en 210 Pb (uraniumreeks) en 211 Pb (actiniumreeks) deel aan de processen van natuurlijk verval. Het atoomgewicht van natuurlijk lood varieert van bron tot bron, afhankelijk van de herkomst.

monoxides

In verbindingen zijn de oxidatietoestanden van lood voornamelijk +2 en +4. Een van de belangrijkste daarvan zijn oxiden. Dit zijn PbO, waarin het chemische element zich in de +2 toestand bevindt, PbO 2 dioxide, waarin de hoogste oxidatietoestand van lood (+4) voorkomt, en tetroxide, Pb 3 O 4 .

Monoxide bestaat in twee varianten: litharga en litharge. Litharg (alfaloodoxide) is een rode of roodachtig gele vaste stof met een tetragonale kristalstructuur die in stabiele vorm voorkomt bij temperaturen onder 488°C. Lithar (bèta-loodmonoxide) is een gele vaste stof en heeft een orthorhombische kristalstructuur. Zijn stabiele vorm bestaat bij temperaturen boven 488 °C.

Beide vormen zijn onoplosbaar in water, maar lossen op in zuren om zouten te vormen die het Pb 2+-ion bevatten, of in alkaliën om plumbites te vormen, die een PbO 2 2-ion hebben. Litharg, dat wordt gevormd door de reactie van lood met zuurstof uit de lucht, is de belangrijkste commerciële verbinding van dit chemische element. De stof wordt in grote hoeveelheden direct en als uitgangsmateriaal gebruikt voor de productie van andere loodverbindingen.

Bij de vervaardiging van loodzuuraccuplaten wordt een aanzienlijke hoeveelheid PbO verbruikt. Hoogwaardig glaswerk (kristal) bevat tot 30% litharg. Dit verhoogt de brekingsindex van het glas en maakt het glanzend, duurzaam en resonerend. Litharg dient ook als droogmiddel in vernissen en wordt gebruikt bij de productie van natriumlood, dat wordt gebruikt om onwelriekende thiolen (organische verbindingen die zwavel bevatten) uit benzine te verwijderen.

Dioxide

In de natuur komt PbO 2 voor als het bruinzwarte mineraal plattneriet, dat commercieel wordt geproduceerd uit triadetetroxide door oxidatie met chloor. Het ontleedt bij verhitting en geeft zuurstof en oxiden met een lagere oxidatietoestand van lood. PbO 2 wordt gebruikt als oxidatiemiddel bij de productie van kleurstoffen, chemicaliën, pyrotechniek en alcoholen en als verharder voor polysulfiderubbers.

Triloodtetroxide Pb 3 O 4 (bekend als of minium) wordt verkregen door verdere oxidatie van PbO. Het is een oranjerood tot steenrood pigment dat wordt gebruikt in corrosiebestendige verven die worden gebruikt om zichtbaar ijzer en staal te beschermen. Het reageert ook met ijzeroxide en vormt ferriet, dat wordt gebruikt bij de vervaardiging van permanente magneten.

Acetaat

Ook een economisch significante loodverbinding met oxidatietoestand +2 is acetaat Pb(C 2 H 3 O 2) 2 . Het is een in water oplosbaar zout dat wordt verkregen door litharge op te lossen in geconcentreerd azijnzuur. De algemene vorm, trihydraat, Pb(C 2 H 3 O 2) 2 3H 2 O, loodsuiker genoemd, wordt gebruikt als fixeermiddel bij het verven van textiel en als droogmiddel in sommige verven. Bovendien wordt het gebruikt bij de productie van andere loodverbindingen en in goudcyanideringsinstallaties, waar het, in de vorm van PbS, dient om oplosbare sulfiden uit een oplossing neer te slaan.

Andere zouten

De basische loodcarbonaat, sulfaat en silicaat werden ooit op grote schaal gebruikt als pigmenten voor witte buitenverven. Echter sinds het midden van de twintigste eeuw gebruik van de zgn. Loodwitpigmenten zijn aanzienlijk afgenomen als gevolg van bezorgdheid over hun toxiciteit en de daarmee samenhangende gevaren voor de menselijke gezondheid. Om dezelfde reden is het gebruik van loodarsenaat in insecticiden vrijwel gestopt.

Naast de belangrijkste oxidatietoestanden (+4 en +2) kan lood de negatieve graden -4, -2, -1 hebben in Zintl-fasen (bijvoorbeeld BaPb, Na 8 Ba 8 Pb 6), en +1 en + 3 - in organoledverbindingen zoals hexamethyldiplumban Pb 2 (CH 3) 6 .

LOOD, Pb (lat. plumbum * a. lood, plumbum; n. Blei; f. plomb; en. plomo), is een chemisch element van groep IV van het periodiek systeem van Mendelejev, atoomnummer 82, atoommassa 207.2. Natuurlijk lood wordt vertegenwoordigd door vier stabiele 204 Pb (1,48%), 206 Pb (23,6%), 207 Pb (22,6%) en 208 Pb (52,3%) en vier radioactieve 210 Pb, 211 Pb, 212 Pb en 214 Pb isotopen; bovendien zijn er meer dan tien kunstmatige radioactieve isotopen van lood verkregen. Bekend sinds de oudheid.

Fysieke eigenschappen

Lood is een zacht, taai blauwgrijs metaal; het kristalrooster is kubisch vlak gecentreerd (a = 0,49389 nm). De atoomstraal van lood is 0,175 nm, de ionenstraal is 0,126 nm (Pb 2+) en 0,076 nm (Pb 4+). Dichtheid 11.340 kg / m 3, smeltpunt 327,65 ° C, kookpunt 1745 ° C, thermische geleidbaarheid 33,5 W / (m.deg), warmtecapaciteit Cp ° 26,65 J / (mol.K), specifieke elektrische weerstand 19.3.10 - 4 (Ohm.m), temperatuurcoëfficiënt van lineaire uitzetting 29.1.10 -6 K -1 bij 20°C. Lood is diamagnetisch en wordt bij 7,18 K een supergeleider.

Chemische eigenschappen van lood

De oxidatietoestand is +2 en +4. Lood is relatief weinig chemisch actief. In de lucht wordt lood snel bedekt met een dunne oxidefilm, die het beschermt tegen verdere oxidatie. Het reageert goed met salpeter- en azijnzuren, alkalische oplossingen, heeft geen interactie met zoutzuur en zwavelzuur. Bij verhitting interageert lood met halogenen, zwavel, selenium en thallium. Loodazide Pb (N 3) 2 ontleedt bij verhitting of bij een explosie. Loodverbindingen zijn giftig, MAC 0,01 mg/m 3 .

Het gemiddelde loodgehalte (clarke) in de aardkorst bedraagt ​​1,6,10 -3% per gewicht, terwijl ultrabasische en basische gesteenten minder lood bevatten (respectievelijk 1,10 -5 en 8,10 -3%) dan zuur (10 -3%). ; in sedimentair gesteente - 2,10 -3%. Lood hoopt zich voornamelijk op als gevolg van hydrothermische en supergene processen, waarbij vaak grote afzettingen worden gevormd. Er zijn meer dan 100 loodmineralen, waarvan de belangrijkste galena (PbS), cerussiet (PbCO 3) en hoeksiet (PbSO 4) zijn. Een van de kenmerken van lood is dat van de vier stabiele isotopen er één (204 Pb) niet-radiogeen is en daarom de hoeveelheid constant blijft, terwijl de andere drie (206 Pb, 207 Pb en 208 Pb) de eindproducten zijn. van het radioactieve verval van respectievelijk 238 U, 235 U en 232 Th, waardoor hun aantal voortdurend toeneemt. De isotopensamenstelling van Pb van de aarde is in de loop van 4,5 miljard jaar veranderd van de primaire 204 Pb (1,997%), 206 Pb (18,585%), 207 Pb (20,556%), 208 Pb (58,861%) naar de moderne 204 Pb ( 1,349%), 206Pb (25,35%), 207Pb (20,95%), 208Pb (52,349%). Door de isotopensamenstelling van lood in gesteenten en ertsen te bestuderen, kan men genetische relaties vaststellen, verschillende problemen op het gebied van geochemie, geologie, tektoniek van individuele regio's en de aarde als geheel oplossen, enz. Isotopenstudies van lood worden ook gebruikt bij exploratiewerkzaamheden. De methoden van de U-Th-Pb-geochronologie, gebaseerd op de studie van de kwantitatieve relaties tussen ouder- en dochterisotopen in gesteenten en mineralen, zijn ook op grote schaal ontwikkeld. In de biosfeer wordt lood verspreid; het is zeer klein in levende materie (5,10 -5%) en in zeewater (3,10 -9%). In geïndustrialiseerde landen neemt de concentratie van lood in de lucht, vooral in de buurt van snelwegen met druk verkeer, dramatisch toe en bereikt in sommige gevallen gevaarlijke niveaus voor de menselijke gezondheid.

Verkrijgen en gebruiken

Metallisch lood wordt verkregen door oxidatief roosten van sulfide-ertsen, gevolgd door reductie van PbO tot ruw metaal en raffinage van dit laatste. Ruw lood bevat tot 98% Pb, geraffineerd lood bevat 99,8-99,9%. Verdere zuivering van lood tot waarden boven de 99,99% wordt uitgevoerd met behulp van elektrolyse. Amalgamatie, zoneherkristallisatie, enz. worden gebruikt om zeer zuiver metaal te verkrijgen.

Lood wordt veel gebruikt bij de productie van loodbatterijen, voor de vervaardiging van apparatuur die bestand is tegen agressieve omgevingen en gassen. Omhulsels van elektrische kabels en verschillende legeringen zijn gemaakt van lood. Lood heeft een brede toepassing gevonden bij de vervaardiging van beschermende uitrusting tegen ioniserende straling. Loodoxide wordt aan de lading toegevoegd bij de productie van kristal. Loodzouten worden gebruikt bij de vervaardiging van kleurstoffen, loodazide wordt gebruikt als initiërend explosief en tetraethyllood Pb (C 2 H 5) 4 wordt gebruikt als antiklopbrandstof voor verbrandingsmotoren.

Lood is een giftige grijze imitatie van metallisch zilver
en een weinig bekende giftige metaalblend
Giftige en giftige stenen en mineralen

Lood (Pb)- element met atoomnummer 82 en atoomgewicht 207,2. Het is een element van de belangrijkste subgroep van groep IV, de zesde periode van het periodiek systeem van chemische elementen van Dmitry Ivanovich Mendelejev. De loden staaf heeft een vuilgrijze kleur, maar bij een verse snede glinstert het metaal en heeft het een karakteristieke blauwgrijze tint. Dit komt door het feit dat lood snel wordt geoxideerd in de lucht en bedekt met een dunne oxidefilm, die de vernietiging van het metaal (zwavel en waterstofsulfide) voorkomt.

Lood is een tamelijk taai en zacht metaal - een staaf kan met een mes worden gesneden en met een spijker worden bekrast. De gevestigde uitdrukking "loodgewicht" is gedeeltelijk waar: lood (dichtheid 11,34 g / cm 3) is anderhalf keer zwaarder dan ijzer (dichtheid 7,87 g / cm 3), vier keer zwaarder dan aluminium (dichtheid 2,70 g / cm 3). cm3) en zelfs zwaarder dan zilver (dichtheid 10,5 g/cm3, vertaald uit het Oekraïens).

Veel metalen die door de industrie worden gebruikt, zijn echter zwaarder dan lood - goud is bijna twee keer zo groot (dichtheid 19,3 g / cm 3), tantaal is anderhalf keer (dichtheid 16,6 g / cm 3); ondergedompeld in kwik drijft lood naar de oppervlakte, omdat het lichter is dan kwik (dichtheid 13,546 g/cm3).

Natuurlijk lood bestaat uit vijf stabiele isotopen met massagetallen 202 (sporen), 204 (1,5%), 206 (23,6%), 207 (22,6%), 208 (52,3%). Bovendien zijn de laatste drie isotopen de eindproducten van radioactieve transformaties van 238 U, 235 U en 232 Th. Tijdens kernreacties worden talloze radioactieve isotopen van lood geproduceerd.

Lood behoort, samen met goud, zilver, tin, koper, kwik en ijzer, tot de elementen die de mensheid al sinds de oudheid kent. Er wordt aangenomen dat mensen meer dan achtduizend jaar geleden lood uit erts smolten. Al in 6-7 duizend jaar voor Christus werden in Mesopotamië en Egypte beelden van goden, cultus- en huishoudelijke artikelen en schrijftabletten gevonden van lood. De Romeinen, die loodgieterswerk hadden uitgevonden, maakten van lood een materiaal voor pijpen, ondanks het feit dat de giftigheid van dit metaal in de eerste eeuw na Christus werd opgemerkt door Dioscorides en Plinius de Oudere. Loodverbindingen zoals "loodas" (PbO) en loodwit (2 PbCO 3 ∙ Pb (OH) 2) werden in het oude Griekenland en Rome gebruikt als componenten van medicijnen en verven. In de Middeleeuwen werden de zeven metalen hoog gewaardeerd door alchemisten en magiërs, elk van de elementen werd geïdentificeerd met een van de toen bekende planeten, lood kwam overeen met Saturnus, het teken van deze planeet en duidde de metaaldiploma’s en academische graden aan. - 1550, Spanje).

Het was lood (dat qua gewicht extreem vergelijkbaar is met het gewicht van goud) dat parasitaire alchemisten het vermogen toeschreven om zogenaamd in edele metalen te veranderen - zilver en goud. Om deze reden verving het vaak goud in blokken, het werd doorgegeven als zilver en verguld (lood werd in de 20e eeuw gesmolten "bijna bankvormig", groot en vergelijkbaar van formaat, een dun laagje goud erop gegoten en valse kenmerken van linoleum aangebracht - volgens A. McLean, VS en oplichting in de stijl van "Angelica in Turkije" aan het begin van de 18e eeuw). Met de komst van vuurwapens begon lood te worden gebruikt als materiaal voor kogels.

Lood wordt gebruikt in de technologie. Het grootste deel ervan wordt verbruikt bij de vervaardiging van kabelmantels en batterijplaten. In de chemische industrie wordt lood in zwavelzuurfabrieken gebruikt voor het maken van torenbehuizingen, koelspiralen en andere. verantwoordelijk onderdelen van de apparatuur, aangezien zwavelzuur (zelfs in een concentratie van 80%) lood niet aantast. Lood wordt gebruikt in de defensie-industrie - het wordt gebruikt om munitie te maken en om schoten te maken (er worden ook dierenhuiden van gemaakt, vertaald uit het Oekraïens).

Dit metaal maakt deel uit van veel legeringen voor lagers, druklegeringen (gart), soldeer. Lood absorbeert gedeeltelijk gevaarlijke gammastraling en wordt daarom gebruikt als bescherming daartegen bij het werken met radioactieve stoffen en bij de kerncentrale van Tsjernobyl. Hij is het belangrijkste element van de zogenaamde. "loodshorts" (voor mannen) en "loodbikini" (met een extra driehoek) - voor vrouwen, bij het werken met straling. Een deel van het lood wordt besteed aan de productie van tetraethyllood - om het octaangetal van benzine te verhogen (dit is verboden). Lood wordt door de glas- en keramiekindustrie gebruikt voor de productie van glaskristal en azuurblauw voor email.

Rood lood – een felrode stof (Pb 3 O 4) – is het hoofdingrediënt in de verf die wordt gebruikt om metalen te beschermen tegen corrosie (zeer vergelijkbaar met rode cinnaber uit Almaden in Spanje en andere rode cinnabermijnen – rood lood uit het begin van de 19e eeuw). In de 21e eeuw worden ze actief gestolen en vergiftigd door voortvluchtige gevangenen uit dwangarbeid in Spanje en andere landen op rode cinnaber- en drugsjagers, inclusief die van minerale oorsprong – samen met zwart arsenicum, dat wordt doorgegeven als radioactief uranium, en groen conichalciet – een zachtgroene imitatie-smaragden en andere sieradenstenen die door de mens worden gebruikt om zichzelf, kleding en woningen te versieren).

Biologische eigenschappen

Lood veroorzaakt, net als de meeste andere zware metalen, bij inslikken vergiftiging(gif volgens de internationale markering van ADR-gevaarlijke goederen N 6 (schedel en botten in een ruit)), die verborgen kunnen zijn, stromen in milde, matige en ernstige vormen.

Belangrijkste kenmerken vergiftiging- lila-leisteenkleur van de rand van het tandvlees, lichtgrijze kleur van de huid, stoornissen in de hematopoëse, laesies van het zenuwstelsel, pijn in de buikholte, constipatie, misselijkheid, braken, stijging van de bloeddruk, lichaamstemperatuur tot 37 o C en hoger. Bij ernstige vormen van vergiftiging en chronische intoxicatie zijn onomkeerbare schade aan de lever, het cardiovasculaire systeem, verstoring van het endocriene systeem, onderdrukking van het immuunsysteem van het lichaam en oncologische ziekten (goedaardige tumoren) waarschijnlijk.

Wat zijn de oorzaken van loodvergiftiging en zijn verbindingen? Voorheen waren de redenen: - het gebruik van water uit loden waterleidingen; het bewaren van voedsel in aardewerk geglazuurd met rood lood of litharge; het gebruik van loodsoldeer bij het repareren van metalen keukengerei; het gebruik van loodwit (zelfs voor cosmetische doeleinden) - dit alles leidde tot de ophoping van zware metalen in het lichaam.

Tegenwoordig, nu weinig mensen op de hoogte zijn van de toxiciteit van lood en zijn verbindingen, worden dergelijke factoren voor de penetratie van het metaal in het menselijk lichaam vaak uitgesloten - criminelen vergiftigen en absoluut bewust (wetenschappers beroven door oplichters "van seks en secretarieel werk" bij VAK's , enz. diefstal van de 21e eeuw).

Bovendien heeft de ontwikkeling van de vooruitgang geleid tot de opkomst van een groot aantal nieuwe risico's: dit zijn vergiftigingen bij bedrijven voor de winning en het smelten van lood; bij de productie van loodgebaseerde kleurstoffen (inclusief voor afdrukken); bij de productie en het gebruik van tetraethyllood; in de kabelindustrie.

Aan dit alles moeten we de steeds toenemende vervuiling van het milieu toevoegen, waarbij lood en zijn verbindingen in de atmosfeer, de bodem en het water terechtkomen - enorme uitstoot van auto's van werkloze autotransiters van Rusland naar de stad Almaden in Spanje in West-Europa - niet-Oekraïens autotransitnummers rood van kleur. Die zijn er niet in Oekraïne, wat in Charkov en Oekraïne al meer dan 30 jaar duurt - op het moment van voorbereiding van het materiaal (HAC vanaf het einde van de 20e tot het begin van de 21e eeuw worden ze overgedragen aan de VS).

Planten, inclusief planten die als voedsel worden geconsumeerd, absorberen lood uit bodem, water en lucht. Lood komt het lichaam binnen via voedsel (meer dan 0,2 mg), water (0,1 mg) en stof uit de ingeademde lucht (ongeveer 0,1 mg). Bovendien wordt lood dat via de ingeademde lucht binnenkomt, het meest volledig door het lichaam opgenomen. Een veilig dagelijks niveau van loodinname in het menselijk lichaam is 0,2-2 mg. Het wordt voornamelijk via de darmen (0,22-0,32 mg) en de nieren (0,03-0,05 mg) uitgescheiden. Het lichaam van een volwassene bevat gemiddeld constant ongeveer 2 mg lood, en de inwoners van industriële steden op kruispunten van wegen (Charkov, Oekraïne, enz.) hebben een hoger loodgehalte dan de dorpelingen (ver verwijderd van autodoorgangswegen van de Russische Federatie tot Almaden, Spanje, nederzettingen, steden en dorpen).

De belangrijkste concentrator van lood in het menselijk lichaam is botweefsel (90% van het totale lood in het lichaam). Bovendien hoopt lood zich op in de lever, pancreas, nieren, hersenen en ruggenmerg, en in het bloed.

Als behandeling voor vergiftiging kunnen specifieke preparaten, complexvormers en algemene versterkende middelen - vitaminecomplexen, glucose en dergelijke worden overwogen. Fysiotherapiecursussen en spabehandelingen (mineraalwater, modderbaden) zijn ook verplicht.

Bij bedrijven die met lood en zijn verbindingen te maken hebben, zijn preventieve maatregelen nodig: vervanging van loodwit door zink- of titaanwit; vervanging van tetraethyllood door minder giftige antiklopmiddelen; automatisering van een aantal processen en handelingen bij de productie van lood; installatie van krachtige uitlaatsystemen; gebruik van PBM's en periodieke inspecties van het werkend personeel.

Niettemin kan het, ondanks de toxiciteit van lood en het toxische effect ervan op het menselijk lichaam, ook voordelen opleveren, die in de geneeskunde worden gebruikt.

Loodpreparaten worden extern gebruikt als samentrekkende middelen en antiseptica. Een voorbeeld is "loodwater" Pb(CH3COO)2.3H2O, dat wordt gebruikt voor ontstekingsziekten van de huid en slijmvliezen, maar ook voor kneuzingen en schaafwonden. Eenvoudige en complexe loodpleisters helpen bij etterende-inflammatoire huidziekten, steenpuisten. Met behulp van loodacetaat worden preparaten verkregen die de activiteit van de lever stimuleren tijdens het vrijkomen van gal.

Interessante feiten

In het oude Egypte werd goud uitsluitend door priesters gesmolten, omdat het proces als een heilige kunst werd beschouwd, een soort mysterie dat niet toegankelijk was voor gewone stervelingen. Daarom waren het de geestelijken die door de veroveraars aan wrede martelingen werden onderworpen, maar het geheim werd lange tijd niet onthuld.

Het bleek dat de Egyptenaren naar verluidt gouderts verwerkten met gesmolten lood, dat edelmetalen oplost, en zo goud uit ertsen vervingen (de oorzaak van het conflict tussen Egypte en Israël tot op de dag van vandaag) – zoals het vermalen van zachtgroen conichalciet tot poeder, ter vervanging van smaragd ermee, gevolgd door de verkoop van het goud van het dode gif.

In de moderne bouw wordt lood gebruikt om voegen af ​​te dichten en aardbevingsbestendige funderingen te creëren (misleiding). Maar de traditie om dit metaal voor constructiedoeleinden te gebruiken, stamt uit de diepten van eeuwen. De oude Griekse historicus Herodotus (V eeuw voor Christus) schreef over een methode om ijzeren en bronzen beugels in stenen platen te versterken door gaten te vullen met smeltbaar lood - een anti-corrosiebehandeling. Later, tijdens de opgravingen van Mycene, ontdekten archeologen loden nietjes in de stenen muren. In het dorp Stary Krym zijn de ruïnes van de zogenaamde "leidende" moskee (de naam in jargon is "Treasure of Gold"), gebouwd in de 14e eeuw, tot op de dag van vandaag bewaard gebleven. Het gebouw dankt zijn naam aan het feit dat de gaten in het metselwerk zijn opgevuld met lood (door het gewicht van lood een vervalsing van goud).

Er is een legende over hoe rode loodverf voor het eerst werd verkregen. Meer dan drieduizend jaar geleden leerde men loodwit maken, destijds was dit product een zeldzaamheid en had het (nu ook) een hoge prijs. Om deze reden wachtten de kunstenaars uit de oudheid met groot ongeduld in de haven op koopvaardijschepen die zo'n kostbaar goed vervoerden (onderzoek naar de mogelijkheid om rode cinnaber in de stad Almaden uit Spanje te vervangen, die wordt gebruikt voor het schrijven van iconen en letters in de Bijbels in Rusland, de Drie-eenheid-Sergius Lavra Zagorsk, met rood lood minium uitgevoerd aan het begin van AD door Plinius de Oudere - de basisintriges van de gifmengers van de "graaf van Monte Cristo", Frankrijk aan het begin van de 20e eeuw had geen monopolie op de Hogere Attestatiecommissie, de geïntroduceerde buitenlandse tekst voor Frankrijk werd getranscribeerd in het Latijnse alfabet van de Cyrillische Oekraïense taal).

De Griek Nikias was geen uitzondering, die in de opwinding van de tsunami (er was een abnormale eb) uitkeek op een schip van het eiland Rhodos (de belangrijkste leverancier van wit lood in de hele Middellandse Zee), met een lading aan boord van verf. Al snel kwam het schip de haven binnen, maar er brak brand uit en de waardevolle lading werd door brand verteerd. In de hopeloze hoop dat de brand tenminste één vaartuig met verf zou sparen, kwam Nicias het verkoolde schip tegen. De brand vernietigde de verfvaten niet, ze werden alleen verbrand. Wat waren de kunstenaar en de eigenaar van de lading verrast toen ze, nadat ze de schepen hadden geopend, felrode verf vonden in plaats van witte!

Middeleeuwse bandieten gebruikten vaak gesmolten lood als martel- en executie-instrument (in plaats van in de drukkerij van de VAK te werken). Vooral hardnekkige (en soms andersom) personen kregen metaal door hun strot gegoten (demontage bandieten bij de VAK). In India, ver van het katholicisme, vond een soortgelijke marteling plaats, waarbij buitenlanders werden onderworpen aan bandieten die "van de hoofdweg" werden betrapt (ze lokten op criminele wijze wetenschapsarbeiders naar zogenaamd VAK). De ongelukkige "slachtoffers van overmatige intelligentie" werden in de oren van gesmolten lood gegoten (zeer vergelijkbaar met het "afrodisiacum" - een halffabrikaat van de kwikproductie in de Fergana-vallei van Kirgizië, Centraal-Azië, de Khaidarkan-mijn).

Eén van de Venetiaanse ‘bezienswaardigheden’ is een middeleeuwse gevangenis (een imitatie van een hotel voor buitenlanders met als doel hen te beroven), door de ‘Brug der Zuchten’ verbonden met het Dogenpaleis (een imitatie van de Spaanse stad Almadena, waar de rivier is onderweg naar de stad). Het bijzondere van de gevangenis is de aanwezigheid van "VIP" -camera's op de zolder onder een loden dak (gif, ze imiteerden een hotel om buitenlanders te beroven, ze verbergen de slagen van tsunami-golven). In de hitte kwijnde de gevangene van de bandieten weg van de hitte, stikkend in de cel, in de winter bevroor hij van de kou. Voorbijgangers op de "Brug der Zuchten" konden gekreun en smeekbeden horen, terwijl ze zich de kracht en macht realiseerden van een oplichter die zich buiten de muren van het Dogenpaleis bevindt (er is geen monarchie in Venetië) ...

Verhaal

Tijdens opgravingen in het oude Egypte vonden archeologen voorwerpen gemaakt van zilver en lood (vervanging van waardevol metaal - de eerste kostuumjuwelen) op begraafplaatsen vóór de dynastieke periode. Rond dezelfde tijd (8-7 millennium voor Christus) worden soortgelijke vondsten gedaan in de regio Mesopotamië. Gezamenlijke vondsten van producten gemaakt van lood en zilver zijn niet verrassend.

Sinds de oudheid wordt de aandacht van mensen getrokken door prachtige zware kristallen. loodglans PbS (sulfide) is het belangrijkste erts waaruit lood wordt gewonnen. Rijke afzettingen van dit mineraal werden gevonden in de bergen van de Kaukasus en in de centrale regio's van Klein-Azië. Het mineraal galena bevat soms aanzienlijke onzuiverheden van zilver en zwavel, en als je stukjes van dit mineraal in een vuur met kolen steekt, zal de zwavel uitbranden en zal gesmolten lood stromen - houtskool en antracietkool, net zoals grafiet de oxidatie van lood voorkomt en helpt het te herstellen.

In de zesde eeuw voor Christus werden galena-afzettingen ontdekt in Lavrion, een bergachtig gebied nabij Athene (Griekenland), en tijdens de Punische oorlogen op het grondgebied van het moderne Spanje werd lood gedolven in talrijke mijnen die op zijn grondgebied waren aangelegd, die ingenieurs gebruikten in de aanleg van waterleidingen en riolering (vergelijkbaar met halffabricaat kwik uit Almaden, Spanje, West-Europa, continent).

Het was niet mogelijk om de betekenis van het woord "leiden" definitief vast te stellen, aangezien de oorsprong van dit woord onbekend is. Veel speculatie en speculatie. Sommigen beweren dus dat de Griekse naam voor lood verband houdt met een bepaald gebied waar het werd gewonnen. Sommige filologen vergelijken de vroegere Griekse naam met de late Latijnse naam lood en beweren dat het laatste woord is afgeleid van mlumbum, en beide woorden zijn afgeleid van het Sanskriet bahu-mala, dat vertaald kan worden als "erg vies".

Er wordt trouwens aangenomen dat het woord "vulling" afkomstig is van het Latijnse plumbum, en in het Europees klinkt de naam lood als volgt: plomb. Dit komt door het feit dat dit zachte metaal sinds de oudheid wordt gebruikt als zegels en zegels voor post- en andere artikelen, ramen en deuren (en niet als vullingen in menselijke tanden - vertaalfout, Oekraïens). Tegenwoordig worden goederenwagens en magazijnen actief afgesloten met loodzegels (sealers). Overigens is het wapen en de vlag van Oekraïne incl. Spaanse oorsprong - wetenschappelijk en ander werk van Oekraïne in de mijnen van de Koninklijke Kroon van Spanje.

Er kan met zekerheid worden gesteld dat lood in de 17e eeuw vaak werd verward met tin. onderscheid gemaakt tussen plumbum album (wit lood, d.w.z. tin) en plumbum nigrum (zwart lood - lood). Aangenomen kan worden dat middeleeuwse alchemisten (niet geletterd bij het invullen van douaneaangiften in havens en consigratie-entrepots) verantwoordelijk zijn voor de verwarring, waarbij ze giftig lood vervangen door veel verschillende namen en de Griekse naam interpreteren als plumbago - looderts. Een dergelijke verwarring bestaat echter ook in de vroegere Slavische namen voor lood. Zoals blijkt uit de overgebleven onjuiste Europese naam voor lood - olovo.

De Duitse naam voor lood, blei, ontleent zijn wortels aan het Oud-Duitse blio (bliw), dat op zijn beurt in overeenstemming is met het Litouwse bleivas (licht, helder). Het is mogelijk dat zowel het Engelse woord lead (lood) als het Deense woord lood afkomstig zijn van het Duitse blei.

De oorsprong van het Russische woord "lood" is niet duidelijk, evenals Centraal-Slavisch - Oekraïens ("lood" - niet "varken", "varken") en Wit-Russisch ("lood" - "varkenssteen, spek") . Bovendien is er overeenstemming in de Baltische talengroep: het Litouws švinas en het Lets svins.

Dankzij archeologische vondsten werd bekend dat kustzeilers (langs de kusten van de zee) soms de rompen van houten schepen omhulden met dunne platen lood (Spanje) en nu zijn ze ook bedekt met onderzetters (ook onder water). Eén van deze schepen werd in 1954 uit de bodem van de Middellandse Zee gehaald nabij de stad Marseille (Frankrijk, smokkelaars). Wetenschappers dateerden het oude Griekse schip in de derde eeuw voor Christus! En in de Middeleeuwen werden de daken van paleizen en de torenspitsen van kerken soms bedekt met loden platen (in plaats van vergulding), die beter bestand zijn tegen atmosferische verschijnselen.

In de natuur zijn

Lood is een vrij zeldzaam metaal; het gehalte ervan in de aardkorst (clarke) bedraagt ​​1,6 10 -3 gewichtsprocent. Dit element komt echter vaker voor dan zijn naaste buren uit de periode, die het imiteert: goud (slechts 5∙10 -7%), kwik (1∙10 -6%) en bismut (2∙10 -5%).

Het is duidelijk dat dit feit verband houdt met de ophoping van lood in de aardkorst als gevolg van nucleaire en andere reacties die plaatsvinden in de ingewanden van de planeet. Loodisotopen, die de eindproducten zijn van het verval van uranium en thorium, vullen geleidelijk de voorraad van de aarde aan. reserves met lood over miljarden jaren, en het proces gaat door.

De accumulatie van loodmineralen (meer dan 80 - de belangrijkste daarvan is PbS galena) gaat gepaard met de vorming van hydrothermale afzettingen. Naast hydrothermische afzettingen zijn ook geoxideerde (secundaire) ertsen van enig belang - dit zijn polymetaalertsen die worden gevormd als gevolg van verweringsprocessen van de delen aan het oppervlak van ertslichamen (tot een diepte van 100-200 meter). Ze worden meestal weergegeven door ijzerhydroxiden die sulfaten bevatten (anglesiet PbSO 4), carbonaten (cerussiet PbCO 3), fosfaten - pyromorfiet Pb 5 (PO 4) 3 Cl, smithsoniet ZnCO 3, calamine Zn 4 ∙H 2 O, malachiet, azuriet en anderen.

En als lood en zink de belangrijkste componenten zijn van de complexe polymetaalertsen van deze metalen, dan zijn hun metgezellen vaak zeldzamere metalen: goud, zilver, cadmium, tin, indium, gallium en soms bismut. De inhoud van de belangrijkste waardevolle componenten in industriële afzettingen van polymetaalertsen varieert van enkele procenten tot meer dan 10%.

Afhankelijk van de concentratie ertsmineralen worden vaste (samengevoegde, hoge temperatuur, met OH) of verspreide polymetallische (kristallijne, koudere) ertsen onderscheiden. Ertslichamen van polymetaalertsen verschillen in verschillende groottes, met een lengte van enkele meters tot een kilometer. Ze verschillen qua morfologie: nesten, bladachtige en lenticulaire afzettingen, aderen, voorraden, complexe buisvormige lichamen. De omstandigheden van optreden zijn ook anders: zachtaardig, steil, secans, medeklinker en andere.

Bij de verwerking van polymetaal- en kristallijne ertsen worden twee hoofdtypen concentraten verkregen, die respectievelijk 40-70% lood en 40-60% zink en koper bevatten.

De belangrijkste afzettingen van polymetaalertsen in Rusland en de GOS-landen zijn Altai, Siberië, de Noord-Kaukasus, Primorsky Krai, Kazachstan. De Verenigde Staten van Amerika (VS), Canada, Australië, Spanje en Duitsland zijn rijk aan afzettingen van polymetaalcomplexertsen.

In de biosfeer is lood verspreid - het is klein in levende materie (5-10-5%) en zeewater (3-10-9%). Uit natuurlijke wateren wordt dit metaal geabsorbeerd door klei en neergeslagen door waterstofsulfide; daarom hoopt het zich op in zeeslib met waterstofsulfideverontreiniging en in zwarte klei en daaruit gevormde schalie (zwavelsublimatie in caldera's).

Sollicitatie

Sinds de oudheid wordt lood op grote schaal door de mensheid gebruikt en de toepassingsgebieden waren zeer divers. Veel mensen gebruikten metaal als cementmortel bij de constructie van gebouwen (ijzeren anticorrosiecoating). De Romeinen gebruikten lood als materiaal voor waterleidingen (in feite riolen), en de Europeanen maakten goten en afvoerbuizen van dit metaal, langs de daken van gebouwen. Met de komst van vuurwapens werd lood het belangrijkste materiaal bij de vervaardiging van kogels en schoten.

In onze tijd hebben lood en zijn verbindingen hun reikwijdte uitgebreid. De batterij-industrie is een van de grootste verbruikers van lood. Er wordt een enorme hoeveelheid metaal (in sommige landen tot 75% van het totale geproduceerde volume) besteed aan de productie van loodbatterijen. Duurzamere en minder zware alkalibatterijen veroveren de markt, maar ruimere - en krachtige loodzuurbatterijen geven hun positie zelfs op de moderne computermarkt niet op - krachtige moderne 32-bits pc-computers (tot serverstations).

Er wordt veel lood uitgegeven aan de behoeften van de chemische industrie bij de vervaardiging van fabrieksapparatuur die bestand is tegen agressieve gassen en vloeistoffen. Dus in de zwavelzuurindustrie is apparatuur - pijpen, kamers, goten, wastorens, koelkasten, pomponderdelen - gemaakt van lood of bekleed met lood. Roterende onderdelen en mechanismen (mixers, ventilatorwaaiers, roterende trommels) zijn gemaakt van een lood-antimoon-gartble-legering.

De kabelindustrie is een andere consument van lood; tot 20% van dit metaal wordt in de wereld voor deze doeleinden verbruikt. Ze beschermen telegraaf- en elektrische draden tegen corrosie tijdens ondergrondse of onderwaterlegging (ook anti-corrosie en bescherming van, modemservers, overdrachtsverbindingen van paraboolantennes en digitale mobiele communicatiestations voor buitenshuis).

Tot het einde van de jaren zestig van de twintigste eeuw groeide de productie van tetraethyllood Pb (C2 H5) 4, een giftige vloeistof die een uitstekende ontsteker is (gestolen uit de oorlogstijd van de USSR).

Vanwege de hoge dichtheid en zwaarte van lood was het gebruik ervan in wapens al lang vóór de komst van vuurwapens bekend - de slingeraars van Hannibals leger gooiden loden ballen naar de Romeinen (niet waar - dit waren concreties met galena, bolvormige fossielen gestolen uit goudzoekers aan de kust). Later begonnen mensen kogels te werpen en uit lood te schieten. Om de hardheid te vergroten, wordt aan lood tot 12% antimoon toegevoegd, en geweerschotlood (geen getrokken jachtwapens) bevat ongeveer 1% arseen. Loodnitraat wordt gebruikt voor de productie van krachtige gemengde explosieven (ADR-gevaarlijke goederen N 1). Daarnaast maakt lood deel uit van de initiërende explosieven (ontstekers): azide (PbN6) en loodtrinitroresorcinaat (TNRS).

Lood absorbeert gamma- en röntgenstraling, waardoor het wordt gebruikt als materiaal ter bescherming tegen hun werking (containers voor de opslag van radioactieve stoffen, apparatuur voor röntgenkamers, de kerncentrale van Tsjernobyl en andere).

De belangrijkste componenten van druklegeringen zijn lood, tin en antimoon. Bovendien werden lood en tin vanaf het begin gebruikt bij het drukken, maar waren ze niet de enige legering die bij het moderne drukken werd gebruikt.

Loodverbindingen zijn van hetzelfde, zo niet groter belang, omdat sommige loodverbindingen het metaal beschermen tegen corrosie, niet in agressieve omgevingen, maar gewoon in de lucht. Deze verbindingen worden geïntroduceerd in de samenstelling van verfcoatings, bijvoorbeeld wit lood (het belangrijkste carbonaatzout van lood 2PbCO3 * Pb (OH) 2 gewreven op drogende olie), die een aantal opmerkelijke eigenschappen hebben: hoog dekkend (dekkend) vermogen , sterkte en duurzaamheid van de gevormde film, weerstand tegen inwerking van lucht en licht.

Er zijn echter verschillende negatieve aspecten die het gebruik van loodwit tot een minimum beperken (buitenschilderwerk van schepen en metalen constructies) - hoge toxiciteit en gevoeligheid voor waterstofsulfide. Olieverf bevat ook andere loodverbindingen. Vroeger werd PbO litharge gebruikt als een geel pigment, dat loodkroon (vals zilvergeld) PbCrO4 verving, maar het gebruik van loodlitharge gaat door - als een stof die het drogen van oliën versnelt (droogmiddel).

Tot op de dag van vandaag is het meest populaire en massieve pigment op loodbasis minium Pb3O4 (simulator van rode cinnaber - kwiksulfide). Deze felrode verf wordt met name gebruikt voor de onderwaterdelen van schepen (tegen schelpenaangroei, in droogdokken aan de wal).

Productie

Het belangrijkste erts waaruit lood wordt gewonnen is sulfide, loodglans PbS(galena), maar ook complex sulfide polymetaalertsen. Leert - Khaidarkan-kwikfabriek voor de complexe ontwikkeling van ertsen, de Ferghana-vallei van Kirgizië, Centraal-Azië (GOS). De eerste metallurgische bewerking bij de productie van lood is het oxiderende roosten van het concentraat in machines met continue sinterbanden (hetzelfde geldt voor de extra productie van medisch zwavel en zwavelzuur). Bij het roosteren verandert loodsulfide in een oxide:

2PbS + 3O2 → 2PbO + 2SO2

Daarnaast wordt ook een beetje PbSO4-sulfaat verkregen, dat wordt omgezet in PbSiO3-silicaat, waarvoor kwartszand en andere fluxen (CaCO3, Fe2O3) aan de lading worden toegevoegd, waardoor een vloeibare fase ontstaat die de lading cementeert.

Tijdens de reactie worden ook sulfiden van andere metalen (koper, zink, ijzer) die als onzuiverheden aanwezig zijn, geoxideerd. Het eindresultaat van bakken in plaats van een poedervormig mengsel van sulfiden is een agglomeraat - een poreuze gesinterde continue massa, voornamelijk bestaande uit oxiden PbO, CuO, ZnO, Fe2O3. Het resulterende agglomeraat bevat 35-45% lood. Stukken agglomeraat worden gemengd met cokes en kalksteen en dit mengsel wordt in een watermanteloven geladen, waarin lucht onder druk van onderaf via pijpen ("blaaspijpen") wordt aangevoerd. Cokes en koolmonoxide (II) reduceren loodoxide al bij lage temperaturen (tot 500 o C):

PbO + C → Pb + CO

en PbO + CO → Pb + CO2

Bij hogere temperaturen vinden andere reacties plaats:

CaCO3 → CaO + CO2

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

Zink- en ijzeroxiden, die zich in de vorm van onzuiverheden in het mengsel bevinden, gaan gedeeltelijk over in ZnSiO3 en FeSiO3, die samen met CaSiO3 slak vormen die naar de oppervlakte drijft. Loodoxiden worden gereduceerd tot metaal. Het proces verloopt in twee fasen:

2PbS + 3O2 → 2PbO + 2SO2,

PbS + 2PbO → 3Pb + SO2

"Rauw" - zwart lood - bevat 92-98% Pb (lood), de rest - onzuiverheden van koper, zilver (soms goud), zink, tin, arseen, antimoon, Bi, Fe, die op verschillende manieren worden verwijderd, dus koper en ijzer worden door seigerisatie verwijderd. Om tin, antimoon en arseen te verwijderen wordt lucht door het gesmolten metaal geblazen (stikstofkatalysator).

De isolatie van goud en zilver wordt uitgevoerd door zink toe te voegen, waardoor een "zinkschuim" ontstaat, bestaande uit verbindingen van zink met zilver (en goud), lichter dan lood, en smeltend bij 600-700 o C. Vervolgens wordt het overtollige zink verwijderd. verwijderd uit het gesmolten lood door lucht, waterdamp of chloor door te laten.

Om bismut te verwijderen wordt magnesium of calcium toegevoegd aan vloeibaar lood, waardoor de laagsmeltende verbindingen Ca3Bi2 en Mg3Bi2 ontstaan. Lood dat met deze methoden is geraffineerd, bevat 99,8-99,9% Pb. Verdere zuivering vindt plaats door middel van elektrolyse, resulterend in een zuiverheid van minimaal 99,99%. De elektrolyt is een waterige oplossing van loodfluorsilicaat PbSiF6. Lood bezinkt op de kathode en onzuiverheden worden geconcentreerd in het anodeslib, dat veel waardevolle componenten bevat, die vervolgens worden gescheiden (slakken in een aparte sedimentatietank - de zogenaamde "tailing dump", "staarten" van componenten van chemische en andere productie).

Het volume lood dat wereldwijd wordt gewonnen, groeit elk jaar. Dienovereenkomstig groeit ook het loodverbruik. Wat de productie betreft, staat lood op de vierde plaats onder de non-ferrometalen, na aluminium, koper en zink. Er zijn verschillende leidende landen op het gebied van de productie en consumptie van lood (inclusief secundair lood) - dit zijn China, de Verenigde Staten van Amerika (VS), Korea en de landen van Midden- en West-Europa.

Tegelijkertijd weigeren een aantal landen, gezien de relatieve toxiciteit van loodverbindingen (minder giftig dan vloeibaar kwik onder aardse omstandigheden – vast lood), het gebruik ervan, wat een grove fout is – batterijen, enz. technologieën voor het gebruik van lood helpen het verbruik van duur en zeldzaam nikkel en koper voor diode-triode en andere microschakelingen en processorcomponenten van de moderne computertechnologie (21e eeuw) aanzienlijk te verminderen, vooral krachtige en energieverbruikende 32-bits processor (PC computers), zoals kroonluchters en gloeilampen.

Galena is loodsulfide. Aggregaat dat tijdens tektonische bewegingen plastisch wordt geëxtrudeerd in een holte
door een gat tussen kwartskristallen. Berezovsk, woensdag. Oeral, Rusland. Foto: A.A. Evseev.

Fysieke eigenschappen

Lood is een donkergrijs metaal dat glinstert bij een frisse snit en een lichtgrijze tint heeft die blauw glinstert. In de lucht oxideert het echter snel en wordt het bedekt met een beschermende oxidefilm. Lood is een zwaar metaal, de dichtheid bedraagt ​​11,34 g/cm3 (bij een temperatuur van 20 o C), het kristalliseert in een vlak-gecentreerd kubisch rooster (a = 4,9389A) en heeft geen allotrope modificaties. Atoomstraal 1,75A, ionenstraal: Pb2+ 1,26A, Pb4+ 0,76A.

Lood heeft veel waardevolle fysieke eigenschappen die belangrijk zijn voor de industrie, bijvoorbeeld een laag smeltpunt - slechts 327,4 o C (621,32 o F of 600,55 K), wat het mogelijk maakt om relatief metaal te verkrijgen uit sulfide en andere ertsen.

Bij de verwerking van het belangrijkste loodmineraal - galena (PbS) - wordt het metaal gescheiden van zwavel, hiervoor is het voldoende om het erts gemengd met steenkool te verbranden (koolstof, antracietkool - zoals een zeer giftige rode cinnaber - sulfide en erts tot kwik) in de lucht. Het kookpunt van lood is 1.740 o C (3.164 o F of 2.013,15 K), het metaal vertoont al vluchtigheid bij 700 o C. De soortelijke warmtecapaciteit van lood bij kamertemperatuur is 0,128 kJ / (kg ∙ K) of 0,0306 cal / go C.

Lood heeft een lage thermische geleidbaarheid van 33,5 W/(m∙K) of 0,08 cal/cm∙sec∙ o C bij 0 o C, de temperatuurcoëfficiënt van lineaire uitzetting van lood is 29,1∙10-6 bij kamertemperatuur.

Een andere kwaliteit van lood die belangrijk is voor de industrie is de hoge taaiheid ervan: het metaal kan gemakkelijk worden gesmeed, tot platen en draad worden gerold, waardoor het in de technische industrie kan worden gebruikt voor de vervaardiging van verschillende legeringen met andere metalen.

Het is bekend dat bij een druk van 2 t/cm2 loodspaanders tot een vaste massa worden samengedrukt (poedermetallurgie). Met een drukverhoging tot 5 t/cm2 gaat het metaal over van een vaste toestand naar een vloeibare toestand ("Almadenkwik" - vergelijkbaar met vloeibaar kwik in de stad Almaden in Spanje, West-EU).

Looddraad wordt verkregen door door een matrijs te dringen die niet smelt, maar massief lood, omdat het bijna onmogelijk is om het door trekken te maken vanwege de lage sterkte van lood. Treksterkte voor lood 12-13 MN/m2, druksterkte ongeveer 50 MN/m2; relatieve rek bij breuk 50-70%.

De hardheid van lood bedraagt ​​volgens Brinell 25-40 MN/m2 (2,5-4 kgf/mm2). Het is bekend dat oppervlaktebehandeling de mechanische eigenschappen van lood niet verbetert, aangezien de herkristallisatietemperatuur ervan lager is dan kamertemperatuur (binnen -35 o C bij een vervormingsgraad van 40% of meer).

Lood is een van de eerste metalen die in een toestand van supergeleiding terechtkomt. Overigens is de temperatuur waaronder lood het vermogen verkrijgt om elektrische stroom door te laten zonder de minste weerstand vrij hoog: 7,17 o K. Ter vergelijking: deze temperatuur is 3,72 o K voor tin, 0,82 o K voor zink en 0,82 o K. voor titanium slechts 0,4 o K. Uit lood werd de wikkeling van de eerste supergeleidende transformator, gebouwd in 1961, gemaakt.

Metallisch lood biedt een zeer goede bescherming tegen alle vormen van radioactieve straling en röntgenstraling. Bij een ontmoeting met een substantie, een foton of een kwantum van welke straling dan ook, wordt energie verbruikt, dit is precies wat de absorptie ervan tot uitdrukking brengt. Hoe dichter het medium waar de stralen doorheen gaan, hoe meer vertraging het heeft.

Lood is in dit opzicht een zeer geschikt materiaal - het is behoorlijk compact. Door het oppervlak van het metaal te raken, slaan gammakwanta elektronen eruit, waarvoor ze hun energie besteden. Hoe groter het atoomnummer van een element, hoe moeilijker het is om een ​​elektron uit zijn buitenste baan te slaan vanwege de grotere aantrekkingskracht van de kern.

Een laagje lood van vijftien tot twintig centimeter is voldoende om mensen te beschermen tegen de gevolgen van straling van welke aard dan ook die de wetenschap kent. Om deze reden wordt lood in het rubber van het schort en de beschermende handschoenen van de radioloog gebracht, waardoor röntgenfoto's worden uitgesteld en het lichaam wordt beschermd tegen de destructieve effecten ervan. Beschermt tegen radioactieve straling en glas dat loodoxiden bevat.

Loodglans. Yeleninskaya placer, Kamenka r., Yu.Ural, Rusland. Foto: A.A. Evseev.

Chemische eigenschappen

Chemisch gezien is lood relatief inactief: in de elektrochemische reeks spanningen staat dit metaal direct voor waterstof.

In de lucht oxideert lood en wordt bedekt met een dunne film van PbO-oxide, die de snelle vernietiging van het metaal (door agressieve zwavel in de atmosfeer) voorkomt. Water zelf heeft geen interactie met lood, maar in aanwezigheid van zuurstof wordt het metaal geleidelijk vernietigd door water om amfoteer lood(II)hydroxide te vormen:

2Pb + O2 + 2H2O → 2Pb(OH)2

In contact met hard water wordt lood bedekt met een beschermende film van onoplosbare zouten (voornamelijk sulfaat en basisch loodcarbonaat), waardoor verdere inwerking van water en de vorming van hydroxide wordt voorkomen.

Verdunde zout- en zwavelzuren hebben vrijwel geen effect op lood. Dit komt door de overspanning van waterstofontwikkeling op het loodoppervlak, evenals de vorming van beschermende films van slecht oplosbaar loodchloride PbCl2 en sulfaat PbSO4 die het oppervlak van het opgeloste metaal bedekken. Geconcentreerde zwavelzuur-H2SO4- en perchloor-HCl-zuren werken, vooral bij verhitting, in op lood en er worden oplosbare complexe verbindingen met de samenstelling Pb(HSO4)2 en H2[PbCl4] verkregen. Lood lost sneller op in HNO3 in zuur met een lage concentratie dan in geconcentreerd salpeterzuur.

Pb + 4HNO3 → Pb(NO3)2 + 2NO2 + H2O

Lood lost relatief gemakkelijk op met een aantal organische zuren: azijnzuur (CH3COOH), citroenzuur, mierenzuur (HCOOH), dit komt door het feit dat organische zuren gemakkelijk oplosbare loodzouten vormen, die op geen enkele manier het metaaloppervlak kunnen beschermen.

Lood lost op in alkaliën, zij het in een langzaam tempo. Bij verhitting reageren geconcentreerde oplossingen van bijtende alkaliën met lood, waarbij waterstof en hydroxoplumbieten van het X2[Pb(OH)4]-type vrijkomen, bijvoorbeeld:

Pb + 4KOH + 2H2O → K4 + H2

Afhankelijk van hun oplosbaarheid in water worden loodzouten onderverdeeld in oplosbaar (loodacetaat, nitraat en chloraat), enigszins oplosbaar (chloride en fluoride) en onoplosbaar (sulfaat, carbonaat, chromaat, fosfaat, molybdaat en sulfide). Alle oplosbare loodverbindingen zijn giftig. Oplosbare loodzouten (nitraat en acetaat) in water worden gehydrolyseerd:

Pb(NO3)2 + H2O → Pb(OH)NO3 + HNO3

Lood heeft oxidatietoestanden +2 en +4. Verbindingen met loodoxidatietoestand +2 zijn veel stabieler en talrijker.

De lood-waterstofverbinding PbH4 wordt in kleine hoeveelheden verkregen door de inwerking van verdund zoutzuur op Mg2Pb. PbH4 is een kleurloos gas dat zeer gemakkelijk ontleedt in lood en waterstof. Lood reageert niet met stikstof. Loodazide Pb (N3) 2 - verkregen door de interactie van oplossingen van natriumazide NaN3 en lood (II) zouten - kleurloze naaldachtige kristallen, matig oplosbaar in water, ontleedt in lood en stikstof met een explosie bij impact of verwarming.

Zwavel werkt bij verhitting op lood in en vormt PbS-sulfide, een zwart amfoteer poeder. Sulfide kan ook worden verkregen door waterstofsulfide in oplossingen van Pb (II) -zouten te leiden. In de natuur komt sulfide voor in de vorm van loodglans - galena.

Bij verhitting combineert lood zich met halogenen en vormt PbX2-halogeniden, waarbij X een halogeen is. Ze zijn allemaal enigszins oplosbaar in water. Er werden PbX4-halogeniden verkregen: PbF4-tetrafluoride - kleurloze kristallen en PbCl4-tetrachloride - gele olieachtige vloeistof. Beide verbindingen worden door water afgebroken, waarbij fluor of chloor vrijkomt; gehydrolyseerd met water (bij kamertemperatuur).

Galena in een fosforietconcretie (midden). District van de stad Kamenetz-Podolsky, Zap. Oekraïne. Foto: A.A. Evseev.

ADR 1
bom die ontploft
Ze kunnen worden gekarakteriseerd door een aantal eigenschappen en effecten, zoals: kritische massa; verstrooiing van fragmenten; intense vuur-/warmtestroom; heldere flits; hard geluid of rook.
Gevoeligheid voor schokken en/of schokken en/of hitte
Gebruik dekking terwijl u op veilige afstand van ramen blijft
Oranje bord, de afbeelding van een bom in de explosie

BIJLAGE 6.1
Giftige stoffen (gif)
Gevaar voor vergiftiging bij inademing, contact met de huid of bij inslikken. Gevaarlijk voor het aquatisch milieu of de riolering
Gebruik een nooduitgangmasker
Witte diamant, ADR-nummer, zwarte doodskop met gekruiste knekels

BIJLAGE 5.1
Stoffen die geoxideerd zijn
Risico op hevige reactie, brand of explosie bij contact met ontvlambare of ontvlambare stoffen
Meng de lading niet met brandbare of brandbare stoffen (bijvoorbeeld zaagsel)
Gele ruit, ADR-nummer, zwarte vlam boven cirkel

BIJLAGE 4.1
Brandbare vaste stoffen, zelfontledende stoffen en vaste, ongevoelig gemaakte explosieven
Brandrisico. Ontvlambare of brandbare stoffen kunnen ontbranden door vonken of vlammen. Kan zelfontledende stoffen bevatten die exotherm kunnen ontleden bij hitte, contact met andere stoffen (zoals zuren, verbindingen van zware metalen of aminen), wrijving of stoten.
Dit kan resulteren in de ontwikkeling van schadelijke of brandbare gassen of dampen, of in zelfontbranding. Capaciteiten kunnen exploderen bij verhitting (supergevaarlijk - praktisch niet verbranden).
Explosiegevaar van ongevoelig gemaakte explosieven na verlies van desensibilisator
Zeven verticale rode strepen op een witte achtergrond, gelijke oppervlakte, ADR-nummer, zwarte vlam

ADR 8
Bijtende (bijtende) stoffen
Gevaar voor brandwonden door huidcorrosie. Ze kunnen heftig reageren met elkaar (componenten), met water en andere stoffen. Bij gemorst/verstrooid materiaal kunnen bijtende dampen vrijkomen.
Gevaarlijk voor het aquatisch milieu of de riolering
Witte bovenste helft van de ruit, zwart - onderste, gelijke grootte, ADR-nummer, reageerbuisjes, wijzers

Lood (Pb) is een element met atoomnummer 82 en atoomgewicht 207,2. Het is een element van de belangrijkste subgroep van groep IV, de zesde periode van het periodiek systeem van chemische elementen van Dmitry Ivanovich Mendelejev. De loden staaf heeft een vuilgrijze kleur, maar bij een nieuwe snede glanst het metaal en heeft het een blauwgrijze tint. Dit komt door het feit dat lood in de lucht snel wordt geoxideerd en bedekt met een dunne oxidefilm, die verdere vernietiging van het metaal voorkomt. Lood is een zeer taai en zacht metaal. Een staaf kan met een mes worden gesneden en zelfs met een vingernagel worden bekrast. De gevestigde uitdrukking "loodzwaarte" is slechts gedeeltelijk waar - inderdaad - lood (dichtheid 11,34 g / cm 3) is anderhalf keer zwaarder dan ijzer (dichtheid 7,87 g / cm 3), vier keer zwaarder dan aluminium (dichtheid 2,70 g / cm 3 ) en zelfs zwaarder dan zilver (dichtheid 10,5 g/cm 3). Veel metalen die door de moderne industrie worden gebruikt, zijn echter veel zwaarder dan lood - bijna twee keer zoveel goud (dichtheid 19,3 g / cm 3), tantaal anderhalf keer (dichtheid 16,6 g / cm 3); ondergedompeld in kwik drijft lood naar de oppervlakte, omdat het lichter is dan kwik (dichtheid 13,546 g/cm3).

Natuurlijk lood bestaat uit vijf stabiele isotopen met massagetallen 202 (sporen), 204 (1,5%), 206 (23,6%), 207 (22,6%), 208 (52,3%). Bovendien zijn de laatste drie isotopen de eindproducten van radioactieve transformaties van 238 U, 235 U en 232 Th. Tijdens kernreacties worden talloze radioactieve isotopen van lood geproduceerd.

Lood behoort, samen met goud, zilver, tin, koper, kwik en ijzer, tot de elementen die de mensheid al sinds de oudheid kent. Er wordt aangenomen dat mensen meer dan achtduizend jaar geleden voor het eerst lood uit erts smolten. Al 6-7 duizend jaar voor Christus werden in Mesopotamië en Egypte beelden van goden, cultus- en huishoudelijke artikelen en schrijftafels van dit metaal gemaakt. De Romeinen, die loodgieterswerk hadden uitgevonden, maakten van lood een materiaal voor pijpen, ondanks het feit dat de giftigheid van dit metaal in de eerste eeuw na Christus werd opgemerkt door de Griekse artsen Dioscorides en Plinius de Oudere. Loodverbindingen zoals "loodas" (PbO) en loodwit (2 PbCO 3 ∙ Pb (OH) 2) werden in het oude Griekenland en Rome gebruikt als componenten van medicijnen en verven. In de Middeleeuwen werden de zeven oude metalen hoog gewaardeerd door alchemisten en magiërs; elk van de elementen werd geïdentificeerd met een van de toen bekende planeten, lood kwam overeen met Saturnus, het teken van deze planeet en duidde het metaal aan. Er werd aangenomen dat alchemisten het vermogen toeschreven om in edele metalen te veranderen - zilver en goud, om deze reden was hij een frequente deelnemer aan hun chemische experimenten. Met de komst van vuurwapens begon lood te worden gebruikt als materiaal voor kogels.

Lood wordt veel gebruikt in de techniek. Het grootste deel ervan wordt verbruikt bij de vervaardiging van kabelmantels en batterijplaten. In de chemische industrie worden bij zwavelzuurfabrieken torenbehuizingen, koelspiralen en vele andere kritische onderdelen van de apparatuur gemaakt van lood, aangezien zwavelzuur (zelfs in een concentratie van 80%) lood niet aantast. Lood wordt gebruikt in de defensie-industrie - het gaat naar de vervaardiging van munitie en voor de vervaardiging van kogels. Dit metaal maakt deel uit van veel legeringen, bijvoorbeeld legeringen voor lagers, druklegeringen (hart), soldeer. Lood absorbeert perfect de gevaarlijke gammastraling en wordt daarom gebruikt als bescherming ertegen bij het werken met radioactieve stoffen. Een bepaalde hoeveelheid lood wordt besteed aan de productie van tetraethyllood - om het octaangetal van motorbrandstof te verhogen. Lood wordt actief gebruikt door de glas- en keramische industrie voor de productie van kristal en speciale azuren. Loodrood – een felrode stof (Pb 3 O 4) – is het hoofdingrediënt in de verf die wordt gebruikt om metalen tegen corrosie te beschermen.

Biologische eigenschappen

Lood veroorzaakt, net als de meeste andere zware metalen, wanneer het het lichaam binnendringt, vergiftigingen, die verborgen kunnen zijn (vervoer), in milde, matige en ernstige vormen voorkomen. De belangrijkste tekenen van loodvergiftiging zijn een lila-leisteenkleur van de tandvleesrand, lichtgrijze kleur van de huid, hematopoietische stoornissen, laesies van het zenuwstelsel, buikpijn, constipatie, misselijkheid, braken, stijging van de bloeddruk, verhoogde lichaamstemperatuur tot 37°C en hoger. Bij ernstige vormen van vergiftiging en chronische intoxicatie zijn onomkeerbare schade aan de lever, het cardiovasculaire systeem, verstoring van het endocriene systeem, onderdrukking van het immuunsysteem van het lichaam en oncologische ziekten zeer waarschijnlijk.

Wat zijn de oorzaken van loodvergiftiging en zijn verbindingen? Voorheen waren dergelijke redenen: het gebruik van water uit loden waterleidingen; het bewaren van voedsel in aardewerk geglazuurd met rood lood of litharge; het gebruik van loodsoldeer bij het repareren van metalen keukengerei; het wijdverbreide gebruik van loodwit (zelfs voor cosmetische doeleinden) - dit alles leidde onvermijdelijk tot de ophoping van zware metalen in het lichaam. Tegenwoordig, nu de toxiciteit van lood en zijn verbindingen bij iedereen bekend is, zijn dergelijke factoren voor de penetratie van het metaal in het menselijk lichaam vrijwel uitgesloten. De ontwikkeling van de vooruitgang heeft echter geleid tot de opkomst van een groot aantal nieuwe risico's: dit zijn vergiftigingen bij bedrijven voor de winning en het smelten van lood; bij de productie van kleurstoffen op basis van het tweeëntachtigste element (inclusief voor afdrukken); bij de productie en het gebruik van tetraethyllood; in de kabelindustrie. Aan dit alles moeten we de toenemende vervuiling van het milieu toevoegen, waarbij lood en zijn verbindingen in de atmosfeer, de bodem en het water terechtkomen.

Planten, inclusief planten die als voedsel worden geconsumeerd, absorberen lood uit bodem, water en lucht. Lood komt het menselijk lichaam binnen via voedsel (meer dan 0,2 mg), water (0,1 mg) en stof uit de ingeademde lucht (ongeveer 0,1 mg). Bovendien wordt lood dat via de ingeademde lucht binnenkomt, het meest volledig door het lichaam opgenomen. Een veilig dagelijks niveau van loodinname in het menselijk lichaam is 0,2-2 mg. Het wordt voornamelijk via de darmen (0,22-0,32 mg) en de nieren (0,03-0,05 mg) uitgescheiden. Het lichaam van een volwassene bevat gemiddeld constant ongeveer 2 mg lood, en het loodgehalte in grote industriële steden is hoger dan in de dorpelingen.

De belangrijkste concentrator van lood in het menselijk lichaam is botweefsel (90% van het totale lood in het lichaam). Bovendien hoopt lood zich op in de lever, pancreas, nieren, hersenen en ruggenmerg, en in het bloed.

Als behandeling voor vergiftiging kunnen enkele specifieke preparaten, complexvormers en algemene tonische middelen - vitaminecomplexen, glucose en dergelijke - worden overwogen. Fysiotherapiecursussen en spabehandelingen (mineraalwater, modderbaden) zijn ook verplicht. Bij bedrijven die met lood en zijn verbindingen te maken hebben, zijn preventieve maatregelen nodig: vervanging van loodwit door zink- of titaanwit; vervanging van tetraethyllood door minder giftige antiklopmiddelen; automatisering van een aantal processen en handelingen bij de productie van lood; installatie van krachtige uitlaatsystemen; gebruik van PBM's en periodieke inspecties van het werkend personeel.

Niettemin kan het, ondanks de toxiciteit van lood en het toxische effect ervan op het menselijk lichaam, ook voordelen opleveren, die in de geneeskunde worden gebruikt. Loodpreparaten worden extern gebruikt als samentrekkende middelen en antiseptica. Een voorbeeld is "loodwater" Pb(CH3COO)2.3H2O, dat wordt gebruikt voor ontstekingsziekten van de huid en slijmvliezen, maar ook voor kneuzingen en schaafwonden. Eenvoudige en complexe loodpleisters helpen bij etterende-inflammatoire huidziekten, steenpuisten. Met behulp van loodacetaat worden preparaten verkregen die de activiteit van de lever stimuleren tijdens het vrijkomen van gal.

In het oude Egypte werd goud uitsluitend door priesters gesmolten, omdat het proces als een heilige kunst werd beschouwd, een soort mysterie dat niet toegankelijk was voor gewone stervelingen. Daarom waren het de geestelijken die door de veroveraars aan de meest wrede martelingen werden onderworpen, maar het geheim werd lange tijd niet onthuld. Het bleek dat de Egyptenaren gouderts behandelden met gesmolten lood, dat kostbare metalen oploste, en zo goud uit de ertsen haalden. De resulterende oplossing werd onderworpen aan oxidatief roosten en het lood veranderde in een oxide. De volgende fase bevatte het belangrijkste geheim van de priesters: ovenpotten gemaakt van botas. Tijdens het smelten werd loodoxide door de wanden van de pot geabsorbeerd, waardoor willekeurige onzuiverheden werden meegevoerd, terwijl de zuivere legering op de bodem achterbleef.

In de moderne bouw wordt lood gebruikt om voegen af ​​te dichten en aardbevingsbestendige funderingen te creëren. Maar de traditie om dit metaal voor constructiedoeleinden te gebruiken, stamt uit de diepten van eeuwen. De oude Griekse historicus Herodotus (5e eeuw voor Christus) schreef over een methode om ijzeren en bronzen nietjes in stenen platen te versterken door gaten te vullen met smeltbaar lood. Later, tijdens de opgravingen van Mycene, ontdekten archeologen loden nietjes in de stenen muren. In het dorp Stary Krym zijn de ruïnes van de zogenaamde hoofdmoskee, gebouwd in de 14e eeuw, tot op de dag van vandaag bewaard gebleven. Het gebouw dankt zijn naam aan het feit dat de gaten in het metselwerk zijn opgevuld met lood.

Er is een hele legende over hoe rode loodverf voor het eerst werd verkregen. Meer dan drieduizend jaar geleden leerden mensen loodwit maken, alleen was dit product in die tijd zeldzaam en had het een zeer hoge prijs. Om deze reden wachtten de kunstenaars uit de oudheid altijd met groot ongeduld in de haven op koopvaardijschepen met zo'n kostbaar goed. De grote Griekse meester Nikias was geen uitzondering, die ooit in opwinding uitkeek naar een schip van het eiland Rhodos (de belangrijkste leverancier van loodwit in de hele Middellandse Zee), met een lading verf aan boord. Al snel kwam het schip de haven binnen, maar er brak brand uit en de waardevolle lading werd door brand verteerd. In de hopeloze hoop dat de brand tenminste één vaartuig met verf zou sparen, kwam Nicias het verkoolde schip tegen. De brand vernietigde de verfvaten niet, ze werden alleen verbrand. Wat waren de kunstenaar en de eigenaar van de lading verrast toen ze, nadat ze de schepen hadden geopend, felrode verf vonden in plaats van witte!

Het gemak van het verkrijgen van lood ligt niet alleen in het feit dat het gemakkelijk uit ertsen te smelten is, maar ook in het feit dat lood, in tegenstelling tot veel andere industrieel belangrijke metalen, geen speciale omstandigheden vereist (het creëren van een vacuüm of een inerte omgeving). ) die de kwaliteit van het eindproduct verbeteren. Dit komt omdat gassen absoluut geen effect hebben op lood. Zuurstof, waterstof, stikstof, kooldioxide en andere voor metalen “schadelijke” gassen lossen immers niet op in vloeibaar of vast lood!

Middeleeuwse inquisiteurs gebruikten gesmolten lood als instrument voor marteling en executie. Vooral hardnekkige (en soms omgekeerd) mensen kregen metaal door hun strot gegoten. In India, dat verre van het katholicisme stond, bestond een soortgelijke straf; mensen uit de lagere kasten die de pech hadden het lezen van de heilige boeken van de brahmanen te horen (afluisteren), werden daaraan onderworpen. De goddelozen kregen gesmolten lood in hun oren gegoten.

Een van de Venetiaanse "attracties" is een middeleeuwse gevangenis voor staatscriminelen, door de "Brug der Zuchten" verbonden met het Dogenpaleis. Het bijzondere van deze gevangenis is de aanwezigheid van ongebruikelijke "VIP" -cellen op de zolder onder een loden dak. In de zomerhitte kwijnde de gevangene weg van de hitte en stikte soms in zo'n cel; in de winter bevroor de gevangene van de kou. Voorbijgangers op de "Brug der Zuchten" konden het gekreun en de smeekbeden van de gevangenen horen, terwijl ze zich voortdurend de kracht en macht realiseerden van de heerser, die vlakbij was - achter de muren van het Dogenpaleis ...

Verhaal

Tijdens opgravingen in het oude Egypte hebben archeologen voorwerpen gevonden die vóór de dynastieke periode bij begrafenissen van zilver en lood waren gemaakt. Rond dezelfde tijd (8-7 millennium voor Christus) worden soortgelijke vondsten gedaan in de regio Mesopotamië. Gezamenlijke vondsten van producten gemaakt van lood en zilver zijn niet verrassend. Sinds de oudheid wordt de aandacht van mensen getrokken door de prachtige zware kristallen van de loodglans van PbS, het belangrijkste erts waaruit lood wordt gewonnen. Rijke afzettingen van dit mineraal werden gevonden in de bergen van Armenië en in de centrale regio's van Klein-Azië. Het mineraal galena bevat naast lood aanzienlijke onzuiverheden van zilver en zwavel, en als je stukjes van dit mineraal in het vuur legt, zal de zwavel uitbranden en zal gesmolten lood stromen - houtskool voorkomt de oxidatie van lood. In de zesde eeuw v. gebruikt bij de aanleg van waterleidingen.

Het is nog niet mogelijk geweest om de primaire betekenis van het woord "lood" te bepalen, aangezien de oorsprong van het woord zelf onbekend is. Veel speculatie en speculatie. Sommige taalkundigen beweren dus dat de Griekse naam voor lood verband houdt met een bepaald gebied waar het werd gewonnen. Sommige filologen vergelijken de vroegere Griekse naam ten onrechte met het laat-Latijnse plumbum en beweren dat dit laatste woord is gevormd uit mlumbum, en dat beide woorden hun oorsprong vinden in het Sanskriet bahu-mala, dat als 'erg vies' kan worden vertaald. Er wordt trouwens aangenomen dat het woord "zegel" afkomstig is van het Latijnse plumbum, en in het Frans klinkt de naam van het tweeëntachtigste element als volgt: plomb. Dit komt door het feit dat zacht metaal al sinds de oudheid wordt gebruikt als afdichtingen en afdichtingen. Zelfs vandaag de dag worden goederenwagons en magazijnen verzegeld met loden zegels.

Er kan met zekerheid worden gesteld dat lood in de 17e eeuw vaak werd verward met tin. er wordt onderscheid gemaakt tussen plumbumalbum (wit lood, d.w.z. tin) en plumbum nigrum (zwart lood - eigenlijk lood). Er zou kunnen worden aangenomen dat de middeleeuwse alchemisten, die lood met veel geheime namen noemden en de Griekse naam interpreteerden als plumbago - looderts, zich schuldig maakten aan verwarring. Een dergelijke verwarring bestaat echter ook in de vroegere Slavische namen voor lood. Dus in de oude Bulgaarse, Servo-Kroatische, Tsjechische en Poolse talen werd lood tin genoemd! Dit blijkt uit de Tsjechische naam van lood die tot op de dag van vandaag bewaard is gebleven: olovo.

De Duitse naam voor lood, blei, ontleent waarschijnlijk zijn oorsprong aan het Oud-Duitse blio (bliw), dat op zijn beurt in overeenstemming is met het Litouwse bleivas (licht, helder). Het is mogelijk dat zowel het Engelse woord lead (lood) als het Deense woord lood afkomstig zijn van het Duitse blei.

De oorsprong van het Russische woord "lead" is onbekend, evenals de nabije Oost-Slavische woorden - Oekraïens (lead) en Wit-Russisch (lead). Bovendien is er overeenstemming in de Baltische talengroep: het Litouws švinas en het Lets svins. Er is een theorie dat deze woorden geassocieerd moeten worden met het woord "wijn", dat op zijn beurt voortkomt uit de traditie van de oude Romeinen en sommige Kaukasische volkeren om wijn in loden vaten op te slaan om er een bepaalde eigenaardige smaak aan te geven. Deze theorie is echter niet bevestigd en heeft een kleine bewijsbasis voor de juistheid ervan.

Dankzij archeologische vondsten werd bekend dat oude zeelieden de rompen van houten schepen omhulden met dunne platen van lood. Een van deze schepen werd in 1954 bij Marseille uit de bodem van de Middellandse Zee gehaald. Wetenschappers dateerden het oude Griekse schip in de derde eeuw voor Christus! En al in de Middeleeuwen waren de daken van paleizen en de torenspitsen van sommige kerken bedekt met loden platen, die bestand waren tegen veel atmosferische verschijnselen.

In de natuur zijn

Lood is een vrij zeldzaam metaal; het gehalte ervan in de aardkorst (clarke) bedraagt ​​1,6 10 -3 gewichtsprocent. Dit element komt echter veel vaker voor dan zijn naaste buren in de periode: goud (slechts 5∙10 -7%), kwik (1∙10 -6%) en bismut (2∙10 -5%). Het is duidelijk dat dit feit verband houdt met de geleidelijke ophoping van lood in de aardkorst als gevolg van kernreacties die plaatsvinden in de ingewanden van onze planeet; loodisotopen, die de eindproducten zijn van het verval van uranium en thorium, hebben de hoeveelheid lood geleidelijk aan aangevuld. De reserves van de aarde met het tweeëntachtigste element gedurende miljarden jaren, en dit proces gaat door.

De belangrijkste accumulatie van loodmineralen (meer dan 80 - de belangrijkste daarvan is PbS galena) houdt verband met de vorming van hydrothermale afzettingen. Naast hydrothermische afzettingen zijn ook geoxideerde (secundaire) ertsen van enig belang - dit zijn polymetaalertsen die worden gevormd als gevolg van verweringsprocessen van de delen aan het oppervlak van ertslichamen (tot een diepte van 100-200 meter). Ze worden meestal weergegeven door ijzerhydroxiden die sulfaten bevatten (anglesiet PbSO 4), carbonaten (cerussiet PbCO 3), fosfaten - pyromorfiet Pb 5 (PO 4) 3 Cl, smithsoniet ZnCO 3, calamine Zn 4 ∙H 2 O, malachiet, azuriet en anderen.

En als lood en zink de belangrijkste waardevolle componenten zijn van complexe polymetaalertsen, dan zijn hun metgezellen vaak waardevollere metalen: goud, zilver, cadmium, tin, indium, gallium en soms bismut. De inhoud van de belangrijkste waardevolle componenten in industriële afzettingen van polymetaalertsen varieert van enkele procenten tot meer dan 10%. Afhankelijk van de concentratie ertsmineralen worden vaste of verspreide polymetaalertsen onderscheiden. Ertslichamen van polymetaalertsen verschillen in verschillende groottes, met een lengte van enkele meters tot een kilometer. Ze verschillen in morfologie - nesten, bladachtige en lenticulaire afzettingen, aderen, voorraden, complexe buisvormige lichamen. De omstandigheden van optreden zijn ook anders: zachtaardig, steil, secans, medeklinker en andere.

Bij de verwerking van polymetaalertsen worden twee hoofdtypen concentraten verkregen, die respectievelijk 40-70% lood en 40-60% zink en koper bevatten.

De belangrijkste afzettingen van polymetaalertsen in Rusland en de GOS-landen zijn Altai, Siberië, de Noord-Kaukasus, Primorsky Krai, Kazachstan. De Verenigde Staten van Amerika, Canada, Australië, Spanje en Duitsland zijn rijk aan afzettingen van polymetaalcomplexertsen.

In de biosfeer is lood verspreid - het is klein in levende materie (5-10-5%) en zeewater (3-10-9%). Uit natuurlijk water wordt dit metaal gedeeltelijk geabsorbeerd door klei en neergeslagen door waterstofsulfide; daarom hoopt het zich op in zeeslib met waterstofsulfideverontreiniging en in zwarte klei en daaruit gevormde schalie.

Eén historisch feit kan dienen als bewijs van het belang van loodertsen. In de mijnen in de buurt van Athene haalden de Grieken zilver uit het lood dat in de mijnen werd gewonnen door middel van cupellatie (6e eeuw voor Christus). Bovendien slaagden de oude "metallurgen" erin bijna al het kostbare metaal te winnen! Moderne studies beweren dat slechts 0,02% van het zilver in het gesteente achterbleef. In navolging van de Grieken werden de stortplaatsen door de Romeinen verwerkt, waarbij ze zowel lood als restzilver wonnen, waarvan ze het gehalte op 0,01% of minder wisten te brengen. Het lijkt erop dat het erts leeg is en daarom is de mijn al bijna tweeduizend jaar verlaten. Aan het einde van de negentiende eeuw begon men echter opnieuw stortplaatsen te verwerken, dit keer uitsluitend voor zilver, waarvan het gehalte minder dan 0,01% bedroeg. Bij moderne metallurgische bedrijven blijft honderden keren minder edelmetaal in lood achter.

Sollicitatie

Sinds de oudheid wordt lood op grote schaal door de mensheid gebruikt en de toepassingsgebieden waren zeer divers. De oude Grieken en Egyptenaren gebruikten dit metaal om goud en zilver te zuiveren door middel van cupellatie. Veel volkeren gebruikten gesmolten metaal als cementmortel bij de constructie van gebouwen. De Romeinen gebruikten lood als materiaal voor afvoerbuizen, en middeleeuwse Europeanen maakten goten en afvoerbuizen van dit metaal, die de daken van sommige gebouwen bekleedden. Met de komst van vuurwapens werd lood het belangrijkste materiaal bij de vervaardiging van kogels en schoten.

In onze tijd hebben het tweeëntachtigste element en zijn verbindingen de reikwijdte van hun consumptie alleen maar vergroot. De batterij-industrie is een van de grootste verbruikers van lood. Er wordt een enorme hoeveelheid metaal (in sommige landen tot 75% van de totale productie) besteed aan de productie van loodbatterijen. Sterkere en lichtere alkalibatterijen veroveren actief de markt, maar ruimere en krachtigere loodbatterijen geven hun posities niet op.

Er wordt veel lood uitgegeven aan de behoeften van de chemische industrie bij de vervaardiging van fabrieksapparatuur die bestand is tegen agressieve gassen en vloeistoffen. Dus in de zwavelzuurindustrie is de belangrijkste uitrusting - pijpen, kamers, goten, wastorens, koelkasten, pomponderdelen - allemaal gemaakt van lood of bekleed met lood. Roterende onderdelen en mechanismen (mixers, ventilatorwaaiers, roterende trommels) zijn gemaakt van een lood-antimoon-gartble-legering.

De kabelindustrie is een andere serieuze consument van lood; tot 20% van dit metaal wordt in de wereld voor deze doeleinden verbruikt. Ze beschermen telegraaf- en elektrische draden tegen corrosie tijdens ondergrondse of onderwaterlegging.

Tot het einde van de jaren zestig van de twintigste eeuw groeide de productie van tetraethyllood Pb (C2 H5) 4, een kleurloze giftige vloeistof, een uitstekend antiklopmiddel dat de brandstofkwaliteit verbetert. Nadat wetenschappers echter hadden berekend dat er jaarlijks honderdduizenden tonnen lood uit de uitlaatgassen van auto's worden uitgestoten, waardoor het milieu wordt vergiftigd, hebben veel landen de consumptie van het giftige metaal verminderd en hebben sommige landen het gebruik ervan volledig stopgezet.

Vanwege de hoge dichtheid en zwaarte van lood was het gebruik ervan in wapens al lang vóór de komst van vuurwapens bekend - de slingeraars van Hannibals leger gooiden loden ballen naar de Romeinen. Pas later begonnen mensen kogels te werpen en uit lood te schieten. Om lood een grotere hardheid te geven, worden andere elementen toegevoegd, bijvoorbeeld bij de vervaardiging van granaatscherven wordt tot 12% antimoon aan lood toegevoegd en bevat geweerschotlood niet meer dan 1% arseen. Loodnitraat wordt gebruikt om krachtige gemengde explosieven te produceren. Bovendien zit lood in sommige initiërende explosieven (ontstekers): azide (PbN6) en loodtrinitroresorcinaat (THRS).

Lood absorbeert actief gamma- en röntgenstraling, waardoor het wordt gebruikt als materiaal ter bescherming tegen hun werking (containers voor de opslag van radioactieve stoffen, apparatuur voor röntgenkamers, enz.).

De belangrijkste componenten van druklegeringen zijn lood, tin en antimoon. Bovendien werden lood en tin vanaf het begin gebruikt bij het drukken, maar ze vormden geen enkele legering, zoals bij de moderne drukkunst.

Loodverbindingen zijn van hetzelfde, zo niet groter belang, omdat sommige loodverbindingen het metaal beschermen tegen corrosie, niet in agressieve omgevingen, maar gewoon in de lucht. Deze verbindingen worden geïntroduceerd in de samenstelling van verfcoatings, bijvoorbeeld loodwit (het belangrijkste carbonaatzout van lood 2PbCO3 Pb (OH) 2 gewreven op drogende olie), die een aantal opmerkelijke eigenschappen hebben: hoge dekkracht, sterkte en duurzaamheid van de gevormde film, weerstand tegen lucht en licht. Er zijn echter verschillende negatieve aspecten die het gebruik van loodwit tot een minimum beperken (buitenschilderwerk van schepen en metalen constructies) - hoge toxiciteit en gevoeligheid voor waterstofsulfide. Olieverf bevat ook andere loodverbindingen. Vroeger werd PbO-litharge gebruikt als geel pigment, dat de PbCrO4-loodkroon verving, maar het gebruik van loodlitharge gaat door - als een stof die het drogen van oliën versnelt (droogmiddel). Tot op de dag van vandaag is minium Pb3O4 het meest populaire en massieve pigment op loodbasis. Deze prachtige felrode verf wordt gebruikt om met name de onderwaterdelen van schepen te beschilderen.

Pb3(AsO4)2-arsenaat en Pb3(AsO3)2-loodarseniet worden gebruikt in de technologie van insecticiden voor de vernietiging van landbouwongedierte (zigeunermot en katoenkever).

Productie

Het belangrijkste erts waaruit lood wordt gewonnen is de loodglans PbS, evenals complexe sulfide-polymetaalertsen. De eerste metallurgische bewerking bij de productie van lood is het oxidatief roosten van het concentraat in machines met continue sinterbanden. Bij het roosteren verandert loodsulfide in een oxide:

2PbS + 3O2 → 2PbO + 2SO2

Daarnaast wordt ook een beetje PbSO4-sulfaat verkregen, dat wordt omgezet in PbSiO3-silicaat, waarvoor kwartszand en andere fluxen (CaCO3, Fe2O3) aan de lading worden toegevoegd, waardoor een vloeibare fase ontstaat die de lading cementeert.

Tijdens de reactie worden ook sulfiden van andere metalen (koper, zink, ijzer) die als onzuiverheden aanwezig zijn, geoxideerd. Het eindresultaat van bakken in plaats van een poedervormig mengsel van sulfiden is een agglomeraat - een poreuze gesinterde continue massa, voornamelijk bestaande uit oxiden PbO, CuO, ZnO, Fe2O3. Het resulterende agglomeraat bevat 35-45% lood. Stukken agglomeraat worden gemengd met cokes en kalksteen en dit mengsel wordt in een watermanteloven geladen, waarin lucht van onderaf via pijpen ("blaaspijpen") onder druk wordt aangevoerd. Cokes en koolmonoxide (II) reduceren loodoxide al bij lage temperaturen (tot 500 ° C) tot lood:

PbO + C → Pb + CO

PbO + CO → Pb + CO2

Bij hogere temperaturen vinden andere reacties plaats:

CaCO3 → CaO + CO2

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

Zink- en ijzeroxiden, die zich in de vorm van onzuiverheden in het mengsel bevinden, gaan gedeeltelijk over in ZnSiO3 en FeSiO3, die samen met CaSiO3 slak vormen die naar de oppervlakte drijft. Loodoxiden worden gereduceerd tot metaal. Het proces verloopt in twee fasen:

2PbS + 3O2 → 2PbO + 2SO2,

PbS + 2PbO → 3Pb + SO2

Ruw - treklood bevat 92-98% Pb, de rest - onzuiverheden van koper, zilver (soms goud), zink, tin, arseen, antimoon, Bi, Fe, die op verschillende manieren worden verwijderd, dus koper en ijzer worden verwijderd door beslaglegging. Om tin, antimoon en arseen te verwijderen wordt lucht door het gesmolten metaal geblazen. De isolatie van goud en zilver wordt uitgevoerd door zink toe te voegen, wat een "zinkschuim" vormt, bestaande uit verbindingen van zink met zilver (en goud), lichter dan lood, en smeltend bij 600-700 ° C. Vervolgens wordt het overtollige zink verwijderd uit het gesmolten lood door lucht, waterdamp of chloor door te laten. Om bismut te verwijderen wordt magnesium of calcium toegevoegd aan vloeibaar lood, waardoor de laagsmeltende verbindingen Ca3Bi2 en Mg3Bi2 ontstaan. Lood dat met deze methoden is geraffineerd, bevat 99,8-99,9% Pb. Verdere zuivering vindt plaats door middel van elektrolyse, resulterend in een zuiverheid van minimaal 99,99%. De elektrolyt is een waterige oplossing van loodfluorsilicaat PbSiF6. Zuiver lood zet zich af op de kathode en onzuiverheden worden geconcentreerd in het anodeslib, dat veel waardevolle componenten bevat, die vervolgens worden geïsoleerd.

Het volume lood dat wereldwijd wordt gewonnen, groeit elk jaar. Dus aan het begin van de negentiende eeuw werd er over de hele wereld ongeveer 30.000 ton gewonnen. Vijftig jaar later wordt al 130.000 ton, in 1875 - 320.000 ton, in 1900 - 850.000 ton, in 1950 - bijna 2 miljoen ton, en momenteel wordt er jaarlijks ongeveer vijf miljoen ton gewonnen. Dienovereenkomstig groeit ook het loodverbruik. Wat de productie betreft, staat lood op de vierde plaats onder de non-ferrometalen, na aluminium, koper en zink. Er zijn verschillende leidende landen in de productie en consumptie van lood (inclusief secundair lood) - dit zijn China, de Verenigde Staten van Amerika, Korea en de landen van de Europese Unie. Tegelijkertijd weigeren veel landen, gezien de toxiciteit van loodverbindingen, het gebruik ervan, dus beperkten Duitsland en Nederland het gebruik van dit metaal, en verboden Denemarken, Oostenrijk en Zwitserland het gebruik van lood helemaal. Alle EU-landen streven hiernaar. Rusland en de Verenigde Staten ontwikkelen technologieën die zullen helpen een alternatief te vinden voor het gebruik van lood.

Fysieke eigenschappen

Lood is een donkergrijs metaal dat glinstert bij een frisse snit en een lichtgrijze tint heeft die blauw glinstert. In de lucht oxideert het echter snel en wordt het bedekt met een beschermende oxidefilm. Lood is een zwaar metaal, de dichtheid bedraagt ​​11,34 g/cm3 (bij een temperatuur van 20 °C), het kristalliseert in een vlak-gecentreerd kubisch rooster (a = 4,9389A) en heeft geen allotrope modificaties. Atoomstraal 1,75A, ionenstraal: Pb2+ 1,26A, Pb4+ 0,76A.

Het tweeëntachtigste element heeft veel waardevolle fysieke eigenschappen die belangrijk zijn voor de industrie, bijvoorbeeld een laag smeltpunt - slechts 327,4 ° C (621,32 ° F of 600,55 K), waardoor het relatief eenvoudig is om metaal uit ertsen te verkrijgen. Bij de verwerking van het belangrijkste loodmineraal - galena (PbS) - wordt het metaal gemakkelijk gescheiden van zwavel, hiervoor is het voldoende om het erts vermengd met steenkool in de lucht te verbranden. Het kookpunt van het tweeëntachtigste element is 1.740 ° C (3.164 ° F of 2.013,15 K), het metaal is al vluchtig bij 700 ° C. De specifieke warmtecapaciteit van lood bij kamertemperatuur is 0,128 kJ/(kg∙K) of 0,0306 cal/g∙°C. Lood heeft een vrij lage thermische geleidbaarheid van 33,5 W/(m∙K) of 0,08 cal/cm∙sec∙°C bij 0 °C. De temperatuurcoëfficiënt van lineaire uitzetting van lood is 29,1∙10-6 bij kamertemperatuur.

Een andere kwaliteit van lood die belangrijk is voor de industrie is de hoge taaiheid ervan: het metaal kan gemakkelijk worden gesmeed, tot platen en draad worden gerold, waardoor het in de technische industrie kan worden gebruikt voor de vervaardiging van verschillende legeringen met andere metalen. Het is bekend dat loodspaanders bij een druk van 2 t/cm2 worden samengedrukt tot een continue monolithische massa. Wanneer de druk wordt verhoogd tot 5 t/cm2, gaat het metaal over van de vaste toestand naar de vloeibare toestand. Looddraad wordt verkregen door massief lood, in plaats van te smelten, door een matrijs te dwingen, omdat het onmogelijk is om het door conventioneel trekken te vervaardigen vanwege de lage treksterkte van lood. Treksterkte voor lood 12-13 MN/m2, druksterkte ongeveer 50 MN/m2; relatieve rek bij breuk 50-70%. De hardheid van lood bedraagt ​​volgens Brinell 25-40 MN/m2 (2,5-4 kgf/mm2). Het is bekend dat verharding de mechanische eigenschappen van lood niet verhoogt, aangezien de herkristallisatietemperatuur ervan lager is dan kamertemperatuur (binnen -35°C bij een vervormingsgraad van 40% of meer).

Het tweeëntachtigste element is een van de eerste metalen die naar de staat van supergeleiding worden overgebracht. Overigens is de temperatuur waaronder lood het vermogen krijgt om zonder de minste weerstand een elektrische stroom door te laten, vrij hoog: 7,17 °K. Ter vergelijking: deze temperatuur bedraagt ​​3,72 °K voor tin, 0,82 °K voor zink en slechts 0,4 °K voor titanium. Lood werd gebruikt voor de wikkeling van de eerste supergeleidende transformator uit 1961.

Metallisch lood biedt een zeer goede bescherming tegen alle vormen van radioactieve straling en röntgenstraling. Wanneer een foton of een kwantum van welke straling dan ook een stof ontmoet, besteedt het zijn energie, zo wordt de absorptie ervan uitgedrukt. Hoe dichter het medium waar de stralen doorheen gaan, hoe meer vertraging het heeft. Lood is in dit opzicht een zeer geschikt materiaal - het is behoorlijk compact. Door het oppervlak van het metaal te raken, slaan gammakwanta elektronen eruit, waarvoor ze hun energie besteden. Hoe groter het atoomnummer van een element, hoe moeilijker het is om een ​​elektron uit zijn buitenste baan te slaan vanwege de grotere aantrekkingskracht van de kern. Een laagje lood van vijftien tot twintig centimeter is voldoende om mensen te beschermen tegen de gevolgen van straling van welke aard dan ook die de wetenschap kent. Om deze reden wordt lood in het rubber van het schort en de beschermende handschoenen van de radioloog gebracht, waardoor röntgenfoto's worden uitgesteld en het lichaam wordt beschermd tegen de destructieve effecten ervan. Beschermt tegen radioactieve straling en glas dat loodoxiden bevat.

Chemische eigenschappen

Chemisch gezien is lood relatief inactief: in de elektrochemische reeks spanningen staat dit metaal direct voor waterstof.

In de lucht oxideert het tweeëntachtigste element snel en wordt bedekt met een dunne film PbO-oxide, die verdere vernietiging van het metaal voorkomt. Water zelf heeft geen interactie met lood, maar in aanwezigheid van zuurstof wordt het metaal geleidelijk vernietigd door water om amfoteer lood(II)hydroxide te vormen:

2Pb + O2 + 2H2O → 2Pb(OH)2

In contact met hard water wordt lood bedekt met een beschermende film van onoplosbare zouten (voornamelijk sulfaat en basisch loodcarbonaat), waardoor verdere inwerking van water en de vorming van hydroxide wordt voorkomen.

Verdunde zout- en zwavelzuren hebben vrijwel geen effect op lood. Dit komt door een aanzienlijke overspanning van waterstofontwikkeling op het loodoppervlak, evenals de vorming van beschermende films van slecht oplosbaar loodchloride PbCl2 en sulfaat PbSO4 die het oppervlak van het oplossende metaal bedekken. Geconcentreerde zwavelzuur H2SO4 en perchloor-HCl-zuren werken, vooral bij verhitting, op het tweeëntachtigste element en er worden oplosbare complexe verbindingen met de samenstelling Pb (HSO4) 2 en H2 [PbCl4] verkregen. Lood lost gemakkelijk op in HNO3, en sneller in zuur met een lage concentratie dan in geconcentreerd salpeterzuur. Dit fenomeen is eenvoudig te verklaren: de oplosbaarheid van het corrosieproduct (loodnitraat) neemt af naarmate de zuurconcentratie toeneemt.

Pb + 4HNO3 → Pb(NO3)2 + 2NO2 + H2O

Lood lost relatief gemakkelijk op met een aantal organische zuren: azijnzuur (CH3COOH), citroenzuur, mierenzuur (HCOOH), dit komt door het feit dat organische zuren gemakkelijk oplosbare loodzouten vormen, die op geen enkele manier het metaaloppervlak kunnen beschermen.

Lood lost ook op in alkaliën, zij het in een langzamer tempo. Bij verhitting reageren geconcentreerde oplossingen van bijtende alkaliën met lood, waarbij waterstof en hydroxoplumbieten van het X2[Pb(OH)4]-type vrijkomen, bijvoorbeeld:

Pb + 4KOH + 2H2O → K4 + H2

Afhankelijk van hun oplosbaarheid in water worden loodzouten onderverdeeld in oplosbaar (loodacetaat, nitraat en chloraat), enigszins oplosbaar (chloride en fluoride) en onoplosbaar (sulfaat, carbonaat, chromaat, fosfaat, molybdaat en sulfide). Alle oplosbare loodverbindingen zijn giftig. Oplosbare loodzouten (nitraat en acetaat) in water worden gehydrolyseerd:

Pb(NO3)2 + H2O → Pb(OH)NO3 + HNO3

Het tweeëntachtigste element heeft oxidatietoestanden +2 en +4. Verbindingen met loodoxidatietoestand +2 zijn veel stabieler en talrijker.

De lood-waterstofverbinding PbH4 wordt in kleine hoeveelheden verkregen door de inwerking van verdund zoutzuur op Mg2Pb. PbH4 is een kleurloos gas dat zeer gemakkelijk ontleedt in lood en waterstof. Lood reageert niet met stikstof. Loodazide Pb (N3) 2 - verkregen door de interactie van oplossingen van natriumazide NaN3 en lood (II) zouten - kleurloze naaldachtige kristallen, matig oplosbaar in water, ontleedt in lood en stikstof met een explosie bij impact of verwarming. Zwavel werkt bij verhitting op lood in en vormt PbS-sulfide, een zwart amfoteer poeder. Sulfide kan ook worden verkregen door waterstofsulfide in oplossingen van Pb (II) -zouten te leiden. In de natuur komt sulfide voor in de vorm van loodglans - galena.

Bij verhitting combineert lood zich met halogenen en vormt PbX2-halogeniden, waarbij X een halogeen is. Ze zijn allemaal enigszins oplosbaar in water. Er werden ook PbX4-halogeniden verkregen: PbF4-tetrafluoride - kleurloze kristallen en PbCl4-tetrachloride - gele olieachtige vloeistof. Beide verbindingen worden gemakkelijk afgebroken door water, waarbij fluor of chloor vrijkomt; gehydrolyseerd door water.

Ministerie van Onderwijs en Wetenschappen van de Russische Federatie

"Lood en zijn eigenschappen"

Voltooid:

Gecontroleerd:

LOOD (lat. Plumbum), Pb, een chemisch element van groep IV van het periodieke systeem van Mendelejev, atoomnummer 82, atoommassa 207.2.

1.Eigenschappen

Lood heeft meestal een vuilgrijze kleur, hoewel de frisse snit een blauwachtige tint heeft en glanst. Het glanzende metaal wordt echter snel bedekt met een dofgrijze oxidebeschermfilm. De dichtheid van lood (11,34 g/cm3) is anderhalf keer die van ijzer, vier keer die van aluminium; zelfs zilver is lichter dan lood. Niet voor niets is 'lood' in het Russisch synoniem voor zwaar: 'Een regenachtige nacht, de duisternis verspreidt zich door de lucht met loden kleding'; "En hoe de leiding naar de bodem ging" - deze Poesjkin-regels herinneren ons eraan dat het concept van onderdrukking en zwaarte onlosmakelijk verbonden is met lood.

Lood smelt heel gemakkelijk - bij 327,5 ° C, kookt bij 1751 ° C en is al merkbaar vluchtig bij 700 ° C. Dit feit is erg belangrijk voor degenen die in loodmijnbouw en -verwerkingsfabrieken werken. Lood is een van de zachtste metalen. Het krast gemakkelijk met een vingernagel en rolt in zeer dunne vellen. Loodlegeringen met veel metalen. Met kwik ontstaat er een amalgaam, dat bij een klein loodgehalte vloeibaar is.

2. Chemische eigenschappen

Volgens zijn chemische eigenschappen is lood een inactief metaal: in de elektrochemische reeks spanningen staat het direct voor waterstof. Daarom wordt lood gemakkelijk verdrongen door andere metalen uit oplossingen van zijn zouten. Als een zinkstaafje in een aangezuurde oplossing van loodacetaat wordt gedompeld, komt er lood op vrij in de vorm van een donzige laag van kleine kristallen, die de oude naam "Saturnusboom" heeft. Als de reactie wordt gestopt door het zink in filtreerpapier te wikkelen, zullen grotere loodkristallen groeien. De meest typische oxidatietoestand voor lood is +2; lood(IV)verbindingen zijn veel minder stabiel. In verdunde zout- en zwavelzuren lost lood praktisch niet op, ook niet als gevolg van de vorming van een onoplosbare chloride- of sulfaatfilm op het oppervlak. Met sterk zwavelzuur (bij een concentratie van meer dan 80%) reageert lood met de vorming van oplosbaar hydrosulfaat Pb (HSO4) 2, en in heet geconcentreerd zoutzuur gaat het oplossen gepaard met de vorming van complex chloride H 4 PbCl 6 . Lood wordt gemakkelijk geoxideerd met verdund salpeterzuur:

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

De ontleding van lood(II)nitraat bij verhitting is een handige laboratoriummethode voor het verkrijgen van stikstofdioxide:

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

In aanwezigheid van zuurstof lost lood ook op in een aantal organische zuren. Onder invloed van azijnzuur wordt een gemakkelijk oplosbaar acetaat Pb (CH 3 COO) 2 gevormd (de oude naam is “loodsuiker”). Lood is ook merkbaar oplosbaar in mierenzuur, citroenzuur en wijnsteenzuur. De oplosbaarheid van lood in organische zuren kan eerder tot vergiftiging hebben geleid als voedsel werd gekookt in vertind of met lood gesoldeerd keukengerei. Oplosbare loodzouten (nitraat en acetaat) in water worden gehydrolyseerd:

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

Een suspensie van basisch loodacetaat ("loodlotion") heeft beperkt medisch gebruik als uitwendig samentrekkend middel. Lood lost langzaam op in geconcentreerde alkaliën waarbij waterstof vrijkomt:

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

wat de amfotere eigenschappen van loodverbindingen aangeeft. Wit lood(II)hydroxide, dat gemakkelijk neerslaat uit oplossingen van zijn zouten, is ook oplosbaar in zowel zuren als sterke basen:

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

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

Bij staan ​​of verwarmen ontleedt Pb (OH) 2 waarbij PbO vrijkomt. Wanneer PbO wordt gefuseerd met alkali, wordt loodgieter met de samenstelling Na 2 PbO 2 gevormd. Uit een alkalische oplossing van natriumtetrahydroxoplumbate Na2Pb(OH)4 kan lood ook worden vervangen door een actiever metaal. Als je een klein aluminiumkorreltje in zo’n verwarmde oplossing plaatst, ontstaat er snel een grijze pluizige bal, die verzadigd is met kleine belletjes ontwikkelende waterstof en daardoor omhoog drijft. Als aluminium in de vorm van een draad wordt genomen, verandert de draad die erop wordt losgelaten het in een grijze "slang". Bij verhitting reageert lood met zuurstof, zwavel en halogenen. Dus in reactie met chloor wordt PbCl 4-tetrachloride gevormd - een gele vloeistof die door hydrolyse in de lucht rookt en bij verhitting ontleedt in PbCl 2 en Cl 2. (De halogeniden PbBr 4 en PbI 4 bestaan ​​niet, aangezien Pb (IV) een sterk oxidatiemiddel is dat bromide- en jodide-anionen zou oxideren.) Fijngemalen lood heeft pyrofore eigenschappen: het vlamt op in de lucht. Bij langdurige verhitting van gesmolten lood verandert het geleidelijk eerst in geeloxide PbO (loodlitharge) en vervolgens (met goede luchttoegang) in rood minium Pb 3 O 4 of 2PbO PbO 2. Deze verbinding kan ook worden beschouwd als het loodzout van ortholoodzuur Pb2. Met behulp van sterke oxidatiemiddelen, bijvoorbeeld bleekmiddel, kunnen lood(II)-verbindingen worden geoxideerd tot dioxide:

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

Dioxide wordt ook gevormd wanneer rood lood wordt behandeld met salpeterzuur:

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

Als bruindioxide sterk wordt verwarmd, verandert het bij een temperatuur van ongeveer 300 ° С in oranje Pb 2 O 3 (PbO PbO 2), bij 400 ° С - in rode Pb 3 O 4 en boven 530 ° С - in geel PbO (ontleding gaat gepaard met het vrijkomen van zuurstof). In een mengsel met watervrije glycerine reageert loodlitharge binnen 30-40 minuten langzaam tot een water- en hittebestendige vaste kit, waarmee metaal, glas en steen kunnen worden verlijmd. Looddioxide is een sterk oxidatiemiddel. Een straal waterstofsulfide gericht op droge dioxide ontbrandt; geconcentreerd zoutzuur wordt hierdoor geoxideerd tot chloor:

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

zwaveldioxide - om te sulfateren:

PbO 2 + SO 2 \u003d PbSO 4,

en Mn 2+ zouten - om ionen te permanganeren:

5PbO 2 + 2MnSO 4 + H 2 SO 4 = 5PbSO 4 + 2HMnO 4 + 2H 2 O.

Looddioxide wordt gevormd en vervolgens verbruikt tijdens het opladen en vervolgens ontladen van de meest voorkomende zuuraccu's. Lood(IV)verbindingen hebben nog meer typische amfotere eigenschappen. Het onoplosbare bruine hydroxide Pb (OH) 4 is dus gemakkelijk oplosbaar in zuren en alkaliën:

Pb (OH) 4 + 6HCl = H2 PbCl 6;

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

Looddioxide, dat reageert met alkali, vormt ook een complex plumbaat (IV):

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

Als PbO2 wordt gelegeerd met vaste alkali, wordt een loodvormig mengsel gevormd met de samenstelling Na2PbO3. Van de verbindingen waarin lood(IV) een kation is, is tetraacetaat de belangrijkste. Het kan worden verkregen door rood lood te koken met watervrij azijnzuur:

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

Bij afkoelen scheiden kleurloze loodtetraacetaatkristallen zich af van de oplossing. Een andere manier is de oxidatie van lood(II)acetaat met chloor:

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

Watertetraacetaat hydrolyseert onmiddellijk tot PbO 2 en CH 3 COOH. Loodtetraacetaat wordt in de organische chemie gebruikt als selectief oxidatiemiddel. Het oxideert bijvoorbeeld zeer selectief slechts enkele hydroxylgroepen in cellulosemoleculen, terwijl 5-fenyl-1-pentanol wordt geoxideerd door de werking van loodtetraacetaat met gelijktijdige cyclisatie en de vorming van 2-benzylfuran. Organische loodderivaten zijn kleurloze, zeer giftige vloeistoffen. Een van de methoden voor hun synthese is de werking van alkylhalogeniden op een legering van lood met natrium:

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

Door de werking van gasvormig HCl kan het ene na het andere alkylradicaal worden afgesplitst van tetragesubstitueerd lood en deze vervangen door chloor. R4Pb-verbindingen ontleden bij verhitting en vormen een dunne film van puur metaal. Deze ontleding van tetramethyllood werd gebruikt om de levensduur van vrije radicalen te bepalen. Tetraethyllood is een antiklopmotorbrandstof.

3. Toepassing

Gebruikt voor de vervaardiging van platen voor batterijen (ongeveer 30% van gesmolten lood), omhulsels van elektrische kabels, bescherming tegen gammastraling (wanden van loodstenen), als onderdeel van druk- en antiwrijvingslegeringen, halfgeleidermaterialen