Istoria descoperirii plumbului ca element chimic. Plumb în istorie. Efecte biologice și de mediu

Plumbul (engleză Lead, francez Plomb, german Blei) este cunoscut încă din mileniul III - II î.Hr. în Mesopotamia, Egipt și alte țări antice, unde din el s-au făcut cărămizi mari (lingouri), statui ale zeilor și regilor, peceți și diverse obiecte de uz casnic. Bronzul a fost făcut din plumb, precum și tăblițe pentru scris cu un obiect ascuțit și dur. Mai târziu, romanii au început să facă conducte de apă din plumb. În antichitate, plumbul era asociat cu planeta Saturn și era adesea numit Saturn. În Evul Mediu, datorită greutății sale mari, plumbul a jucat un rol deosebit în operațiunile alchimice; i s-a atribuit capacitatea de a se transforma cu ușurință în aur. Până în secolul al XVII-lea. Plumbul era adesea confundat cu staniul. În limbile slave antice se numea staniu; acest nume este păstrat în cehă modernă (Olovo).Numele grecesc antic pentru plumb este probabil asociat cu o anumită localitate. Unii filologi compară numele grecesc cu latinescul Plumbum și susțin că ultimul cuvânt a fost format din mlumbum. Alții subliniază că ambele aceste nume provin din sanscrita bahu-mala (foarte murdară); în secolul al XVII-lea distinge între Plumbum album (plumb alb, adică staniu) și Plumbum nigrum (plumb negru). În literatura alchimică, plumbul avea multe nume, dintre care unele erau secrete. Numele grecesc a fost uneori tradus de alchimiști ca plumbago - minereu de plumb. Germanul Blei nu este de obicei derivat din Lat. Plumbum, în ciuda consonanței evidente, și din vechiul german blio (bliw) și bleivas lituanian aferent (luminos, clar), dar acest lucru nu este foarte de încredere. Numele Blei este asociat cu englezii. Plumb și Danish Lood. Originea cuvântului rusesc plumb (swinas lituanian) este neclară. Autorul acestor rânduri a sugerat la un moment dat legarea acestui nume cu cuvântul vin, deoarece vechii romani (și în Caucaz) depozitau vinul în vase de plumb, ceea ce îi dădea un gust deosebit; acest gust era atât de apreciat încât nu au acordat atenție posibilității de otrăvire cu substanțe toxice.

Plumbul (engleză Lead, francez Plomb, german Blei) este cunoscut încă din mileniul III - II î.Hr. în Mesopotamia, Egipt și alte țări antice, unde din el s-au făcut cărămizi mari (lingouri), statui ale zeilor și regilor, peceți și diverse obiecte de uz casnic. Bronzul a fost făcut din plumb, precum și tăblițe pentru scris cu un obiect ascuțit și dur. Mai târziu, romanii au început să facă conducte de apă din plumb. În antichitate, plumbul era asociat cu planeta Saturn și era adesea numit Saturn. În Evul Mediu, datorită greutății sale mari, plumbul a jucat un rol deosebit în operațiunile alchimice; i s-a atribuit capacitatea de a se transforma cu ușurință în aur. Până în secolul al XVII-lea. Plumbul era adesea confundat cu staniul. În limbile slave antice se numea staniu; acest nume este păstrat în cehă modernă (Olovo).Numele grecesc antic pentru plumb este probabil asociat cu o anumită localitate. Unii filologi compară numele grecesc cu latinescul Plumbum și susțin că ultimul cuvânt a fost format din mlumbum. Alții subliniază că ambele aceste nume provin din sanscrita bahu-mala (foarte murdară); în secolul al XVII-lea distinge între Plumbum album (plumb alb, adică staniu) și Plumbum nigrum (plumb negru). În literatura alchimică, plumbul avea multe nume, dintre care unele erau secrete. Numele grecesc a fost uneori tradus de alchimiști ca plumbago - minereu de plumb. Germanul Blei nu este de obicei derivat din Lat. Plumbum, în ciuda consonanței evidente, și din vechiul german blio (bliw) și bleivas lituanian aferent (luminos, clar), dar acest lucru nu este foarte de încredere. Numele Blei este asociat cu englezii. Plumb și Danish Lood.

Plumb (Plumbum) Pb - element din grupa IV a perioadei a 6-a a sistemului periodic al lui D.I. Mendeleev, numărul 82, greutatea atomică 207,19.

Plumbul nativ este rar, cel mai important mineral fiind galena (lustrul de plumb) PbS. Plumbul este un metal gri moale, maleabil și ductil. În aer devine rapid acoperit cu un strat subțire de oxid, protejându-l de oxidarea ulterioară. În seria tensiunii electrochimice, plumbul se află imediat în fața hidrogenului. Afișează valența 2+, precum și 4+. Compușii de plumb patruvalenți sunt mult mai puțin stabili. Acizii clorhidric și sulfuric diluați nu au aproape niciun efect asupra plumbului datorită solubilității scăzute a PbCl2 și PbS04. Se dizolvă ușor în acid azotic. Plumbul, ca și hidroxidul său, se dizolvă în alcalii și se formează ioni de plumbit. Toți compușii solubili de plumb sunt otrăvitori. Plumbul reacționează cu acidul sulfuric puternic (la o concentrație de peste 80%) pentru a forma hidrosulfat solubil Pb(HSO4)2, iar în acidul clorhidric concentrat fierbinte, dizolvarea este însoțită de formarea de clorură complexă H4PbCl6.

În prezența oxigenului, plumbul se dizolvă și într-un număr de acizi organici. Acțiunea acidului acetic produce acetat de Pb(CH2COO)2 ușor solubil (denumirea antică este „zahăr de plumb”). De asemenea, plumbul este vizibil solubil în acizii formic, citric și tartric. Solubilitatea plumbului în acizi organici ar putea duce anterior la otrăvire dacă mâncarea era preparată în vase conservate sau lipite cu lipire cu plumb. Sărurile de plumb solubile (nitrat și acetat) în apă se hidrolizează:

Pb(NO3)2 + H2O Pb(OH)NO3 + HNO3

Când este încălzit, plumbul reacționează cu oxigenul, sulful și halogenii. Astfel, într-o reacție cu clorul, se formează tetraclorura de PbCl4 - un lichid galben care fumează în aer datorită hidrolizei și, atunci când este încălzit, se descompune în PbCl2 și Cl2. (Halogenurile PbBr4 și PbI4 nu există, deoarece Pb(IV) este un agent oxidant puternic care ar oxida anionii de bromură și iodură.) Plumbul măcinat fin are proprietăți piroforice - se declanșează în aer. Odată cu încălzirea prelungită a plumbului topit, acesta se transformă treptat în oxid galben PbO (litharg de plumb) și apoi (cu acces bun la aer) în plumb roșu Pb3O4 sau 2PbO·PbO2. Acest compus poate fi considerat și ca sare de plumb a acidului ortolead Pb2. Cu ajutorul agenților oxidanți puternici, cum ar fi înălbitorul, compușii de plumb (II) pot fi oxidați la dioxid:

Pb(CH3COO)2 + Ca(ClO)CI + H2O® PbO2 + CaCI2 + 2CH3COOH.

Dioxidul se formează și atunci când plumbul roșu este tratat cu acid azotic:

Pb3O4 + 4HNO3® PbO2 + 2Pb(NO3)2 + 2H2O.

Dacă dioxidul brun este încălzit puternic, la o temperatură de aproximativ 300° C se va transforma în portocaliu Pb2O3 (PbO PbO2), la 400° C în Pb3O4 roșu și peste 530° C în PbO galben (descompunerea este însoțită de eliberarea de oxigen).

Derivații organici de plumb sunt lichide incolore, foarte toxice. Una dintre metodele de sinteză a acestora este acțiunea halogenurilor de alchil asupra unui aliaj plumb-sodiu:

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

Acțiunea HCl gazos poate elimina un radical alchil după altul din plumbul tetrasubstituit, înlocuindu-i cu clor. Compușii R4Pb se descompun atunci când sunt încălziți pentru a forma o peliculă subțire de metal pur. Această descompunere a tetrametil plumbului a fost folosită pentru a determina durata de viață a radicalilor liberi.

2.2 Mineralogia plumbului

Minerale de plumb

Există mai mult de 150 de minerale care conțin plumb în cantități variate, doar galena și cerusita au o importanță industrială majoră.

Galena este cel mai comun mineral de plumb. Formula sa chimică este PbS. Conține adesea argint, bismut, antimoniu, arsenic și alte elemente ca impurități. Soiuri de galena - selenium galena (galena cu impurități de seleniu), svinchak - galena solidă cu granulație fină.

Galena este cel mai important mineral primar de plumb. În scoarța terestră, cel mai adesea se formează în timpul precipitațiilor din soluții apoase fierbinți (fluide). La suprafață, galena se descompune (erodează chimic) sub influența aerului și a apei. Ca urmare, din cauza galenei, se formează și alte minerale: carbonați - cerusită și anglezit, oxizi - litarg și plumb roșu, fosfați și arseniați și vanadați naturali din punct de vedere chimic similari fosfaților - piromorfit, vanadinit, mimetezit și alții.

Cerusita (PbCO3.) după galena este cel mai important minereu de plumb. Mineralul se găsește de obicei sub formă de mase solide, mai rar granulare, de culoare albă, gri murdară sau gri. Cerusita este un mineral exogen tipic care apare în zona de oxidare a zăcămintelor de plumb, iar aici formează pseudomorfi de galenă, anglesite și alte minerale de plumb. Pseudomorfozele de piromorfit și litarge (PbO) sunt cunoscute din cerusită.

Piromorfit Pb53Cl. Piromorfitul este un mineral exogen tipic care apare în zona de oxidare a depozitelor de plumb. Aici formează adesea pseudomorfi de-a lungul galenei, iar înlocuirea începe în părțile interne ale cristalelor. Se observă și pseudomorfoze ale piromorfitei după cerusită.

Anglesite Pb. Anglezitul este un mineral exogen tipic, rezultat din interacțiunea soluțiilor de suprafață cu minereurile primare de plumb, cel mai adesea cu galena, în această reacție.

Conduce(Englez Lead, French Plomb, German Blei) este cunoscut încă din mileniul III - II î.Hr. în Mesopotamia, Egipt și alte țări antice, unde din el s-au făcut cărămizi mari (lingouri), statui ale zeilor și regilor, peceți și diverse obiecte de uz casnic. Bronzul a fost făcut din plumb, precum și tăblițe pentru scris cu un obiect ascuțit și dur. Mai târziu, romanii au început să facă conducte de apă din plumb. În antichitate, plumbul era asociat cu planeta Saturn și era adesea numit Saturn. În Evul Mediu, datorită greutății sale mari, plumbul a jucat un rol deosebit în operațiunile alchimice; i s-a atribuit capacitatea de a se transforma cu ușurință în aur. Până în secolul al XVII-lea. Plumbul era adesea confundat cu staniul. În limbile slave antice se numea staniu; acest nume se păstrează în cehă modernă (Olovo).

Originea cuvântului „plumb” este neclară. Pe vremuri, plumbul nu se distingea întotdeauna clar de staniu. În majoritatea limbilor slave (bulgară, sârbo-croată, cehă, poloneză) plumbul se numește staniu. „Plumbul” nostru se găsește numai în limbile grupului baltic: svinas (lituaniană), svin (letonă). Pentru unii traducători nefericiți, acest lucru a dus la neînțelegeri amuzante, de exemplu, despre „bateriile de cositor” din mașini. Numele englezesc pentru plumb, plumb și cuvântul olandez, lood, sunt probabil legate de cuvântul nostru „to tin”. Latinul plumbum (de asemenea, de origine neclară) a dat naștere cuvântului englezesc plumber - instalator (odată că țevile erau călfătuite cu plumb moale. Și o altă confuzie asociată cu plumbul. Grecii antici au numit plumb „molybdos” (denumirea a fost păstrată în epoca modernă). Limba greacă). Prin urmare - latină molibdaena: acesta a fost numele în Evul Mediu pentru strălucirea de plumb PbS și luciul de molibden mai rar (MoS 2) și alte minerale similare care au lăsat o urmă neagră pe o suprafață ușoară. a fost lăsat de grafit și plumb în sine. Tije subțiri de plumb ar putea fi folosite pentru a scrie pe pergament; nu degeaba în creion german este Bleistift, adică tijă de plumb.

Plumbul, împreună cu aurul, argintul, cuprul, staniul, fierul și mercurul, este unul dintre cele șapte metale cunoscute din cele mai vechi timpuri. Se crede că oamenii au topit pentru prima dată plumbul din minereuri în urmă cu 8 mii de ani. Săpăturile din Egiptul antic au descoperit artefacte din argint și plumb în înmormântări dinainte de perioada dinastică. Descoperiri similare făcute în Mesopotamia datează din aceeași perioadă.

Plăci subțiri de plumb au fost folosite pentru a acoperi corpurile de lemn ale corăbiilor antice. Un astfel de vas grecesc, construit în secolul al III-lea. î.Hr., a fost găsit în 1954 pe fundul Mării Mediterane, lângă Marsilia. Romanii făceau și țevi din plumb, lungi de 3 metri și cu diametre diferite, dar strict definite (au fost 15 variante în total). Acesta este primul exemplu de producție industrială standardizată din istorie.

În Evul Mediu, acoperișurile bisericilor și palatelor erau adesea acoperite cu plăci de plumb care erau rezistente la intemperii. În 669, acoperișul bisericii mănăstirii din York era acoperit cu plumb, iar în 688, episcopul din Northumberland a ordonat ca acoperișul și pereții bisericii să fie acoperite cu plăci de plumb. Celebrele vitralii din catedrale au fost asamblate folosind rame de plumb cu caneluri în care erau fixate plăci de sticlă colorată. Urmând exemplul romanilor, atât conductele de apă, cât și cele de scurgere au fost realizate din plumb. Așadar, în 1532, în Palatul Westminster au fost instalate țevi pătrate de scurgere cu plumb.

Când au fost introduse armele de foc, s-au folosit cantități mari de plumb pentru a produce gloanțe și împușcături, iar plumbul a devenit, de asemenea, asociat cu pericolul letal. La început, împușcătura a fost turnată în matrițe despicate. În 1650, prințul englez Rupert a inventat o metodă mai rapidă și mai convenabilă. El a descoperit că, dacă s-a adăugat puțin arsenic în plumb și aliajul a fost turnat printr-un fel de strecurătoare mare într-un rezervor de apă, bilele de împușcat erau formate în forme sferice obișnuite. Și după ce Johannes Gutenberg a inventat o modalitate de a tipări cărți folosind caractere metalice mobile în 1436, tipografii de sute de ani au turnat litere din așa-numitul aliaj tipografic pe bază de plumb (cu un amestec de staniu și antimoniu).

Dintre compușii de plumb, plumbul roșu Pb 3 O 4 și carbonatul bazic de plumb (alb de plumb) au fost folosiți din cele mai vechi timpuri ca vopsea roșie și albă. Aproape toate tablourile vechilor maeștri au fost pictate cu vopsele pe bază de plumb alb.

Plumbul (Pb din latinescul Plumbum) este un element chimic care se află în grupa IV a Tabelului Periodic. Plumbul are mulți izotopi, dintre care mai mult de 20 au proprietăți radioactive. Izotopii de plumb sunt produse de descompunere ai uraniului și toriului, astfel încât conținutul de plumb din litosferă a crescut treptat de-a lungul a milioane de ani și acum este de aproximativ 0,0016% din masă, dar este mai abundent decât rudele sale cele mai apropiate, cum ar fi aurul și . Plumbul este ușor eliberat din zăcămintele de minereu. Principalele surse de plumb sunt galena, anglesite și cerusita. Plumbul conține adesea alte metale în minereu, cum ar fi zinc, cadmiu și bismut. Plumbul în forma sa nativă este extrem de rar.

Plumb - fapte istorice interesante

Etimologia cuvântului „plumb” nu a fost încă clarificată cu precizie și face obiectul unor cercetări foarte interesante. Plumbul este foarte asemănător cu staniul, foarte des au fost confundați, așa că în majoritatea limbilor slave de vest plumbul este staniu. Dar cuvântul „plumb” se găsește în limbile lituaniană (svinas) și letonă (svin). Lead tradus în engleză ca plumb, în ​​olandeză ca lood. Se pare că de aici provine cuvântul „făinare”, adică. acoperiți produsul cu un strat de cositor (sau plumb). Originea cuvântului latin Plumbum, din care derivă cuvântul englezesc plumber - instalator, nu este, de asemenea, complet clară. Faptul este că odată, țevile de apă erau „sigilate” cu plumb, „sigilate” (în franceză plomber „a sigila cu plumb”). Apropo, de aici provine binecunoscutul cuvânt „umplere”. Dar confuzia nu se termină aici, grecii au numit întotdeauna plumb „molibden”, de unde latinescul „molibdaena”; o persoană ignorantă poate confunda cu ușurință acest nume cu numele elementului chimic molibden. Acesta este ceea ce în antichitate numeau minerale strălucitoare care lăsau o urmă întunecată pe o suprafață ușoară. Acest fapt și-a pus amprenta în limba germană: „creion” în germană se numește Bleistift, adică. tijă de plumb.
Omenirea a fost familiarizată cu plumbul din timpuri imemoriale. Arheologii au descoperit produse din plumb topite acum 8.000 de ani. În Egiptul Antic, statuile erau chiar turnate din plumb. În Roma Antică, conductele de apă erau făcute din plumb și plumbul a fost cel care a predeterminat primul dezastru ecologic din istorie. Romanii nu aveau idee despre pericolele plumbului; le plăcea metalul maleabil, durabil și ușor de lucrat. Se credea chiar că plumbul adăugat vinului îi îmbunătățește gustul. Prin urmare, aproape fiecare roman a fost otrăvit cu plumb. Despre simptomele intoxicației cu plumb vom vorbi mai jos, dar deocamdată vom sublinia doar că una dintre ele este tulburarea mintală. Se pare că de aici își au originea toate aceste nebunii nebunești ale romanilor nobili și nenumărate orgii nebune. Unii cercetători cred chiar că plumbul a fost aproape motivul principal al căderii Romei Antice.
În antichitate, olarii măcinau minereul de plumb, îl diluau cu apă și turnau amestecul peste obiecte de lut. După ardere, astfel de vase au fost acoperite cu un strat subțire de sticlă de plumb lucioasă.
Englezul George Ravenscroft în 1673 a îmbunătățit compoziția sticlei prin adăugarea de oxid de plumb la componentele originale și a obținut astfel o sticlă strălucitoare cu punct de topire scăzut, care era foarte asemănătoare cu cristalul natural de rocă. Iar la sfârșitul secolului al XVIII-lea, Georg Strass, când făcea sticlă, a topit împreună nisip alb, potasiu și oxid de plumb, producând sticlă atât de pură și strălucitoare încât era greu să o deosebești de diamant. De aici provine numele „strasuri”, în esență un fals de pietre prețioase. Din păcate, printre contemporanii săi, Strass era cunoscut ca un fraudator și invenția sa a fost uitată până când, la începutul secolului al XX-lea, Daniel Swarovski a reușit să transforme producția de strasuri într-o întreagă industrie a modei și direcție artistică.
După apariția și utilizarea pe scară largă a armelor de foc, plumbul a început să fie folosit pentru a produce gloanțe și împușcături. Literele tipografice au fost făcute din plumb. Plumbul era inclus anterior în vopselele albe și roșii; aproape toți artiștii antici au pictat cu ele.

Lovitură de plumb

Proprietățile chimice ale plumbului pe scurt

Plumbul este un metal gri mat. Cu toate acestea, tăierea sa proaspătă strălucește bine, dar, din păcate, este aproape instantaneu acoperită cu o peliculă de oxid murdară. Plumbul este un metal foarte greu, este de o ori și jumătate mai greu decât fierul și de patru ori mai greu decât aluminiul. Nu este fără motiv că în rusă cuvântul „plumb” este într-o oarecare măsură sinonim cu greutatea. Plumbul este un metal foarte fuzibil, se topește deja la 327 ° C. Ei bine, acest fapt este cunoscut de toți pescarii care pot topi cu ușurință plăcuțele cu greutatea necesară. De asemenea, plumbul este foarte moale și poate fi tăiat cu un cuțit obișnuit de oțel. Plumbul este un metal foarte slab activ; nu este dificil să reacționezi cu el sau să-l dizolve chiar și la temperatura camerei.
Derivații organici de plumb sunt substanțe foarte toxice. Din păcate, unul dintre ele, plumbul tetraetil, a fost utilizat pe scară largă ca aditiv la benzină pentru a crește cifra octanică. Dar, din fericire, plumbul tetraetil nu mai este folosit sub această formă; chimiștii și lucrătorii din producție au învățat să crească numărul octanic în moduri mai sigure.

Efectul plumbului asupra corpului uman și simptomele otrăvirii

Orice compuși de plumb sunt foarte otrăvitori. Metalul intră în organism împreună cu alimentele sau aerul inhalat și este transportat de sânge. În plus, inhalarea vaporilor și a prafului de plumb este mult mai periculoasă decât prezența acestuia în alimente. Plumbul tinde să se acumuleze în oase, înlocuind parțial calciul în acest caz. Când concentrația de plumb în organism crește, se dezvoltă anemie, creierul este afectat, ceea ce duce la scăderea inteligenței, iar la copii poate provoca întârzieri ireversibile în dezvoltare. Este suficient să dizolvați un miligram de plumb într-un litru de apă și va deveni nu numai nepotrivit, ci și periculos pentru băut. O cantitate atât de mică de plumb prezintă, de asemenea, un anumit pericol; nici culoarea, nici gustul apei nu se schimbă. Principalele simptome ale intoxicației cu plumb:

• margine gri pe gingii,
• letargie,
• apatie,
• pierderea memoriei,
• demenţă,
• probleme de vedere,
• îmbătrânire timpurie.

Aplicații de plumb

Totuși, în ciuda toxicității sale, nu există încă nicio modalitate de a renunța la utilizarea plumbului datorită proprietăților sale excepționale și costului scăzut. Plumbul este folosit în principal pentru a produce plăci pentru baterii, care consumă în prezent aproximativ 75% din plumbul planetei. Plumbul este folosit ca manta pentru cablurile electrice datorita ductilitatii si rezistentei la coroziune. Acest metal este utilizat pe scară largă în industria chimică și de rafinare a petrolului, de exemplu, pentru căptușirea reactoarelor în care se produce acid sulfuric. Plumbul are proprietatea de a bloca radiațiile radioactive; acesta este, de asemenea, utilizat pe scară largă în energie, medicină și chimie. De exemplu, elementele radioactive sunt transportate în containere de plumb. Plumbul este folosit pentru a face miezuri de gloanțe și schije. Acest metal își găsește aplicația și în producția de rulmenți.

Statuia de plumb a Sf. Martin din Bratislava

Informații generale și istoricul descoperirii plumbului

Plumbul (engleză Lead, francez Plomb, german Blei) este cunoscut încă din mileniul III - II î.Hr. în Mesopotamia, Egipt și alte țări antice, unde din el s-au făcut cărămizi mari (lingouri), statui ale zeilor și regilor, peceți și diverse obiecte de uz casnic. Bronzul a fost făcut din plumb, precum și tăblițe pentru scris cu un obiect ascuțit și dur. Mai târziu, romanii au început să facă conducte de apă din plumb. În antichitate, plumbul era asociat cu planeta Saturn și era adesea numit Saturn. În Evul Mediu, datorită greutății sale mari, plumbul a jucat un rol deosebit în operațiunile alchimice; i s-a atribuit capacitatea de a se transforma cu ușurință în aur. Până în secolul al XVII-lea. Plumbul era adesea confundat cu staniul. În limbile slave antice se numea staniu; acest nume se păstrează în cehă modernă (Olovo).

Numele grecesc antic pentru plumb a fost probabil localizat. Unii filologi compară numele grecesc cu latinescul Plumbum și susțin că ultimul cuvânt a fost format din mlumbum. Alții subliniază că ambele aceste nume provin din sanscrita bahu-mala (foarte murdară); în secolul al XVII-lea distinge între Plumbum album (plumb alb, adică staniu) și Plumbum nigrum (plumb negru). În literatura alchimică, plumbul avea multe nume, dintre care unele erau secrete. Numele grecesc a fost uneori tradus de alchimiști ca plumbago - minereu de plumb. Germanul Blei nu este de obicei derivat din Lat. Plumbum, în ciuda consonanței evidente, și din vechiul german blio (bliw) și bleivas lituanian aferent (luminos, clar), dar acest lucru nu este foarte de încredere. Numele Blei este asociat cu englezii. Plumb și Danish Lood.

Plumb (Plumbum) Pb - element din grupa IV a perioadei a 6-a a sistemului periodic al lui D.I. Mendeleev, numărul 82, greutatea atomică 207,19.

Plumbul nativ este rar, cel mai important mineral fiind galena (lustrul de plumb) PbS. Plumbul este un metal gri moale, maleabil și ductil. În aer devine rapid acoperit cu un strat subțire de oxid, protejându-l de oxidarea ulterioară. În seria tensiunii electrochimice, plumbul se află imediat în fața hidrogenului. Afișează valența 2+, precum și 4+. Compușii de plumb patruvalenți sunt mult mai puțin stabili. Acizii clorhidric și sulfuric diluați nu au aproape niciun efect asupra plumbului din cauza solubilității scăzute a PbCl 2 şi PbSO 4 . Se dizolvă ușor în acid azotic. Plumbul, ca și hidroxidul său, se dizolvă în alcalii și se formează ioni de plumbit. Toți compușii solubili de plumb sunt otrăvitori. Plumbul reacționează cu acidul sulfuric puternic (la o concentrație de peste 80%) pentru a forma hidrosulfat solubil Pb(HSO 4) 2, iar în acidul clorhidric concentrat fierbinte, dizolvarea este însoțită de formarea de clorură complexă H 4 PbCl 6.

În prezența oxigenului, plumbul se dizolvă și într-un număr de acizi organici. Acțiunea acidului acetic produce acetat de Pb(CH 2 COO) 2 ușor solubil (denumirea antică este „zahăr de plumb”). De asemenea, plumbul este vizibil solubil în acizii formic, citric și tartric. Solubilitatea plumbului în acizi organici ar putea duce anterior la otrăvire dacă mâncarea era preparată în vase conservate sau lipite cu lipire cu plumb.

Sărurile de plumb solubile (nitrat și acetat) în apă se hidrolizează:

Pb(NO3)2 + H2O = Pb(OH)NO3 + HNO3

Când este încălzit, plumbul reacționează cu oxigenul, sulful și halogenii. Astfel, într-o reacție cu clorul, se formează tetraclorura de PbCl 4 - un lichid galben care fumează în aer datorită hidrolizei și, atunci când este încălzit, se descompune în PbCl 2 și Cl 2. (Halogenurile PbBr 4 și PbI 4 nu există, deoarece Pb(IV) este un agent oxidant puternic care ar oxida anionii de bromură și iodură.) Plumbul fin măcinat are proprietăți piroforice - se declanșează în aer. Odată cu încălzirea prelungită a plumbului topit, acesta se transformă treptat în oxid galben PbO (litharg de plumb) și apoi (cu acces bun la aer) în plumb roșu Pb 3 O 4 sau 2PbO·PbO 2. Acest compus poate fi considerat și ca sare de plumb a acidului ortolead Pb 2. Cu ajutorul agenților oxidanți puternici, cum ar fi înălbitorul, compușii de plumb (II) pot fi oxidați la dioxid:

Pb(CH3COO)2 + Ca(ClO)CI + H20 = PbO2 + CaCI2 + 2CH3COOH.

Dioxidul se formează și atunci când plumbul roșu este tratat cu acid azotic:

Pb3O4 + 4HNO3 = PbO2 + 2Pb(NO3)2 + 2H2O.

Dacă încălziți puternic dioxidul maro, atunci la o temperatură de aproximativ 300 ° C se va transforma în portocaliu Pb 2 O 3 (PbO PbO 2), la 400 ° C - în roșu Pb 3 O 4 și peste 530 ° C - în galben PbO (descompunerea este însoțită de eliberarea de oxigen).

Derivații organici de plumb sunt lichide incolore, foarte toxice. Una dintre metodele de sinteză a acestora este acțiunea halogenurilor de alchil asupra unui aliaj plumb-sodiu:

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

Acțiunea HCl gazos poate elimina un radical alchil după altul din plumbul tetrasubstituit, înlocuindu-i cu clor. Compușii R4Pb se descompun atunci când sunt încălziți pentru a forma o peliculă subțire de metal pur. Această descompunere a tetrametil plumbului a fost folosită pentru a determina durata de viață a radicalilor liberi.

Mineralogia plumbului

Există mai mult de 150 de minerale care conțin plumb în cantități variate, doar galena și cerusita au o importanță industrială majoră.

Galena este cel mai comun mineral de plumb. Formula sa chimică este PbS. Conține adesea argint, bismut, antimoniu, arsenic și alte elemente ca impurități. Soiuri de galena - selenium galena (galena cu impurități de seleniu), svinchak - galena solidă cu granulație fină.

Fig.1. Galena

Galena este cel mai important mineral primar de plumb. În scoarța terestră, cel mai adesea se formează în timpul precipitațiilor din soluții apoase fierbinți (fluide). La suprafață, galena se descompune (erodează chimic) sub influența aerului și a apei. Ca urmare, din cauza galenei, se formează și alte minerale: carbonați - cerusită și anglezit, oxizi - litarg și plumb roșu, fosfați și arseniați și vanadați naturali din punct de vedere chimic similari fosfaților - piromorfit, vanadinit, mimetezit și alții.

Cerusita (PbCO 3.) după galena este cel mai important minereu de plumb. Mineralul se găsește de obicei sub formă de mase solide, mai rar granulare, de culoare albă, gri murdară sau gri. Cerusita este un mineral exogen tipic care apare în zona de oxidare a zăcămintelor de plumb, iar aici formează pseudomorfi de galenă, anglesite și alte minerale de plumb. Pseudomorfozele de piromorfit și litarge (PbO) sunt cunoscute din cerusită.

Piromorfit Pb 5 3 Cl. Piromorfitul este un mineral exogen tipic care apare în zona de oxidare a depozitelor de plumb. Aici formează adesea pseudomorfi de-a lungul galenei, iar înlocuirea începe în părțile interne ale cristalelor. Se observă și pseudomorfoze ale piromorfitei după cerusită.

Anglesite Pb. Anglezitul este un mineral exogen tipic, rezultat din interacțiunea soluțiilor de suprafață cu minereurile primare de plumb, cel mai adesea cu galena, conform următoarei reacții:

PbS + 2O2 = PbS04.

Acest mineral este prezent în principal în orizonturile superioare ale zăcămintelor de plumb. Există descoperiri foarte rare de anglesite de origine hidrotermală. Bournonite PbCuSbS 3. Bournonitul apare hidrotermal și se observă în filoanele polimetalice în strânsă asociere cu fahlores, galena, precum și sulfoantimonide de plumb - jamesonit și boulangerit. Se găsește adesea la contactul dintre tetraedrit și galena, unde este probabil o formațiune de reacție. Jamsonitul este un mineral rar. Apare în depozite polimetalice hidrotermale în asociere cu galena, cuarț și diverse sulfoantimonide.

Zacaminte industriale de plumb

1) Skarns.

2) Zăcăminte metosomatice de minereuri polimetalice în roci efuzive-sedimentare.

3) Depuneri de rezervor în straturile carbonatice.

4) Depuneri de minereuri de pirit în formă de foiță și lentilă în roci vulcanice.

5) Vene de cuarț-sulfură în principal în granitoizi.

Extragerea și aplicarea plumbului

Pentru extragerea plumbului din materiale solide se pot folosi diverse metode, inclusiv hidrometalurgice. Alegerea metodei de prelucrare este întotdeauna determinată de compoziția materialului sursă. Astfel, pentru extragerea plumbului din material cupru-plumb, se folosește o soluție alcalină de hipoclorit care conține 80–100 g/l alcalii caustici și 10–40 g/l clor. Dezavantajele acestei metode sunt contaminarea soluției cu ioni de clor și dificultatea regenerării reactivului. Există și o metodă cunoscută pentru separarea selectivă a plumbului de cupru cu conținut egal în concentrat (≈ 11 – 12%). Materialul cupru-plumb ars este levigat cu o soluție de sodă caustică la 70 - 100 o C. Cu toate acestea, în aceste condiții, o parte din cupru trece în soluție, iar pentru a o îndepărta, pulpa este răcită la 20 - 40 o C și pulbere metalică de plumb este introdusă în el.

Materialele care conțin arsen, sulf și metale grele neferoase, care sunt sublimate, praf, zgură și alți intermediari industriali, sunt tratate cu o soluție de sodă la 35 - 45 o C și pH 7,5 - 8,0. Pulpa rezultată este filtrată și sulfatul de sodiu este izolat din filtrat, iar turta este levigată în intervalul de temperatură 95 - 100 o C cu o soluție circulantă care conține 90 - 100 g/l NaOH și nu mai mult de 10 g/l Na 2 CO 3. După filtrarea pastei, metalele sunt eliberate prin carbonatare cu dioxid de carbon. Procesul este în mai multe etape, de durată, consumatoare de energie și nu produce metal recuperat.

Fig.2. Jamesonit

De asemenea, sunt cunoscute metode de extragere a plumbului din minereuri prin topirea acestora cu alcaline la o temperatură de 365 - 450 o C. În acest caz, plumbul se transformă în plumbite solide. Apoi, materialul topit este redus în cuptoarele electrice; este de asemenea posibilă suflarea suplimentară cu gaz reducător

În Evul Mediu, acoperișurile bisericilor și palatelor erau adesea acoperite cu plăci de plumb care erau rezistente la intemperii. Când au apărut armele de foc, s-au folosit cantități mari de plumb pentru a face gloanțe și împușcături. Dintre compușii de plumb, plumbul roșu Pb 3 O 4 și carbonatul bazic de plumb (alb de plumb) au fost folosiți din cele mai vechi timpuri ca vopsea roșie și albă. Aproape toate tablourile vechilor maeștri au fost pictate cu vopsele pe bază de plumb alb.

În prezent, albul de plumb otrăvitor a fost înlocuit cu titan mai scump, dar inofensiv. Pigmentii care conțin plumb au o utilizare limitată (de exemplu, ca pigmenți pentru vopsele artistice în ulei): coroană de plumb de lămâie 2PbCrO 4 *PbSO 4 , coroană galbenă de plumb 13PbCrO 4 *PbSO 4 , coroană de plumb roșu molibdat 7PbCrO 4 *PbSO 4 *Pb.

Până la 45% din plumbul din consumul total este utilizat pentru producerea de electrozi și baterii; până la 20% pentru producția de fire și cabluri și acoperiri pentru acestea; 5-20% C - pentru producerea de tetraetil plumb. Plumbul este folosit pentru a face căptușeli, țevi și echipamente în industria chimică. Se folosesc aliaje de plumb cu Sn, Ca, care conțin Sb, Cu, As, Cd. În construcții, plumbul este folosit ca izolație, un etanșant pentru cusături și îmbinări, inclusiv atunci când se creează fundații rezistente la cutremur. În tehnologia militară, plumbul este folosit pentru a face șrapnel și miezuri de gloanțe. Ecranele cu plumb servesc la protejarea împotriva radiațiilor radioactive și cu raze X.

Geochimia plumbului

Plumbul natural este format din cinci izotopi stabili: 202 Pb (urme), 204 Pb (1,5%), 206 Pb (23,6%), 207 Pb (22,6%) și 208 Pb (52,3%). Ultimii trei izotopi sunt produsele finale ale dezintegrarii radioactive, respectiv. U, Ac și Th. În natură se formează și izotopi radioactivi: 209 Pb, 210 Pb, 211 Pb, 212 Pb, 214 Pb.

Raze ionice: Pb 4+ 0,079, 0,092; Рb 2+ 0,112, 0,133.

Conținutul de plumb din scoarța terestră este de 1,6-10 3% din greutate, în apele Oceanului Mondial de 0,03 μg/l (41,1 milioane tone), în apele râurilor 0,2-8,7 μg/l. Conform clasificării lui Goldschmidt, plumbul aparține elementelor calcofile. Are o carcasă de 18 electroni. Pentru plumb, principalul factor de migrare mecanică este probabil sorbția de către argile. Plumbul este un element amfoter – cationic și aniogen (inclusiv formarea de anioni complecși). Participă ca agent oxidant și reducător și nu joacă un rol semnificativ în reacțiile redox (în principal datorită clarke scăzut și capacității de concentrare scăzute). Pentru Pb în ape foarte alcaline, anioni complecși НРbО 2 - sunt posibili, iar în apele termale - complexe de tiosulfat de tip 4 -, °, 2.

Transferul de Pb are loc în principal în soluții apoase în condiții endogene, cu participarea S2 și Cl. Numai în zona de oxidare a depozitelor de plumb, în ​​care concentrația de Pb 2+ în apă crește, se poate forma anglezit (PbSO 4), iar PbS poate apărea aproape peste tot unde este prezent ionul S 2 -. Acest lucru este confirmat de descoperirile de galenă și sfalerite în zăcămintele de cărbune, în care este dificil să se presupună concentrații mari de Pb 2+ și Zn 2+ în apele de alimentare.

Plumbul este un produs stabil de descompunere a elementelor radioactive majore și naturale din scoarța terestră. Compușii gazoși de plumb se găsesc numai în părțile adânci ale scoarței terestre (sisteme hidrotermale, metamorfice și magmatice). Are o intensitate de concentrare medie.

Analiza incluziunilor gaz-lichid, studiul compoziției mineralelor hidrotermale și calculele termodinamice indică o mare varietate de ioni hidrotermali. Pentru plumb - PbCl+, PbF+, Pb (OH)+, 3 - , PbHS+, 4

Sistemele hidrotermale sunt o sursă majoră de plumb. Intensitatea migrației plumbului este slabă sau medie. Plumbul este un element de captare biologică medie. Tipuri de bariere geochimice ale plumbului: sulfură, alcaline, de evaporare, de sorbție și termodinamică. Plumbul migrează în apele acide și alcaline în condiții de oxidare. Biofilie (migrare biogenă) - 6*10 -1

Migrația tehnologică. Dintre alte industrii, cele mai defavorabile din punct de vedere al Pb sunt întreprinderile din metalurgia neferoasă (în special în producția de Pb, Zn, Cu, Al etc.), industria mecanică, prelucrarea metalelor, construcții, tipografie, industria chimică, electrică, utilitati, etc. Dintre acestea, în praful întreprinderilor din primele șase industrii, coeficienții de concentrare ai Pb sunt cei mai mari și se ridică la n*100, în restul n - n*10. plumbul este unul dintre elementele poluante ale „trinității teribile”, care include și Hg și Cd.

Cel mai semnificativ impact al 210 Pb este asupra populației din nordul îndepărtat.

În sol, concentrația maximă admisă de plumb este de 20 mg/kg, ținând cont de fond – 6 mg/kg (solubil) și 32 mg/kg (brut).

În zonele influențate de producția mare de plumb (instalație de metale neferoase), conform lui I. L. Borisenko (1993), Pb se acumulează în principal în sol, deoarece are o mobilitate scăzută în ele. Aerul are un standard de frecvență pentru Pb de 0,19-1,2 ng/m 3.

În biosferă, concentrațiile de Pb sunt asociate în principal cu tehnogeneza și au o tendință clară de a crește rapid în timp – în solurile moderne, atmosfera și sursele de apă din zonele de aglomerări industriale și urbane sunt cu un ordin de mărime mai mari. Pericolul plumbului pentru oameni este determinat de toxicitatea sa semnificativă și capacitatea de a se acumula în organism. Diferiți compuși ai plumbului au toxicități diferite: stearatul de plumb este toxic; sărurile acizilor anorganici (clorura de plumb, sulfatul de plumb și altele) sunt toxice. Majoritatea plumbului intră în corpul uman prin alimente (de la 40 la 70% în diferite țări și în diferite grupe de vârstă), precum și prin apă potabilă, aer atmosferic, fumat și ingestia accidentală de bucăți de vopsea sau plumb care conțin plumb. -sol contaminat în esofag.

Plumbul poate intra în materii prime alimentare și produse alimentare din sol, apă, aer și hrana animalelor de fermă de-a lungul lanțului alimentar. În plus, posibilitatea contaminării directe în timpul producției de produse finite este, de asemenea, de o anumită importanță. Cele mai ridicate niveluri de plumb se găsesc în alimentele conservate în recipiente de tablă, peștele proaspăt și congelat, tărâțele de grâu, gelatina, crustacee și crustacee. Niveluri ridicate de plumb se găsesc în legumele rădăcinoase și în alte produse vegetale cultivate pe terenurile din apropierea zonelor industriale și de-a lungul drumurilor.