Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Свинець



План:


Введення

Свинець - елемент головної підгрупи четвертої групи, шостого періоду періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва, з атомним номером 82. Позначається символом Pb ( лат. Plumbum ). Проста речовина свинець ( CAS-номер : 7439-92-1) - ковкий, порівняно легкоплавкий метал сірого кольору.


1. Історичні відомості

2. Походження назви

Походження слова "свинець" неясно. У більшості слов'янських мов ( болгарською, сербсько-хорватською, чеському, польському, дореформеному білоруському ( тарашкевіца) [2] [3]) свинець називається словом, близьким за звучанням до "олово" (волава, olovo, ołw і т.п.). Слово з тим самим значенням, але схоже за вимовою на "свинець", зустрічається в мовах балтійської групи : vinas ( литовський), svins ( латиська), а також в декількох слов'янських - російською, українською (свинець), сучасному білоруському (" наркомовка ") (свінец) і словенському (svinec).

Латинське plumbum, що вживається, крім інших, Петронієм Арбітром дало англійське слово plumber - водопровідник (у Стародавньому Римі труби водопроводу були саме з цього металу, як найбільш підходящого для виливка), і назва венеціанської в'язниці зі свинцевим дахом - Пьомбо, з якої за деякими даними ухитрився втекти Казанова. Відомий з глибокої давнини. Виробу з цього металу (монети, медальйони) використовувалися в Древньому Єгипті, свинцеві водопровідні труби - в Стародавньому Римі. Вказівка ​​на свинець як на певний метал є в Старому Завіті. Виплавка свинцю була першим з відомих людині металургійних процесів. До 1990 велика кількість свинцю використовувалося (разом з сурмою і оловом) для відливання друкарських шрифтів, а також у вигляді тетраетилсвинцю - для підвищення октанового числа моторного палива [4].


3. Знаходження в природі

Предмет з чистого свинцю

У земній корі свинцю трохи - 0,0016% за масою. Вміст у морській воді 0,03 мкг / л. Але цей один із самих важких металів поширений значно більше, ніж його найближчі сусіди - золото, ртуть і вісмут. Це пов'язано з тим, що різні ізотопи свинцю є кінцевими продуктами розпаду урану і торію, так що вміст свинцю у земній корі повільно збільшувалося протягом мільярдів років. Свинець (урановий) частково концентрується в пегматитах. Звичайний свинець концентрується лише в контактово-метасоматичні і гідротермальних утвореннях.

Відомо багато рудних родовищ, багатих свинцем, причому метал легко виділяється з мінералів. У природі відомо 180 мінералів свинцю. Багато з них мають гіпергенних походження. Основні - галеніт (свинцевий блиск) PbS та продукти його хімічних перетворень - англезіт (свинцевий купорос) PbSO 4 і церусит ("біла свинцева руда") PbCO 3. Рідше зустрічаються Піроморфіт ("зелена свинцева руда") PbCl 2 3Pb 3 (PO 4) 2, міметіт PbCl 2 3Pb 3 (AsO 4) 2, крокоит ("червона свинцева руда") PbCrO 4, вульфеніт ("жовта свинцева руда") PbMoO 4, Штольц PbWO 4. У свинцевих рудах часто знаходяться також інші метали - мідь, цинк, кадмій, срібло, золото, вісмут і ін У місцях залягання свинцевих руд цим елементом збагачена грунт (до 1% Pb), рослини і води.

У сільноокіслітельной лужному середовищі степів і пустель можливе утворення діоксиду свинцю - мінералу платтнеріта. І виключно рідко зустрічається самородний металевий свинець. У уранових і торієвих рудах завжди міститься свинець, який є кінцевим продуктом розпаду урану-238, урану-235 і торію-232.


3.1. Родовища

Родовища свинцю відомі в Росії, Вірменії, Німеччині, Мексиці [5].

4. Виробництво

Країни - найбільші виробники свинцю (включаючи вторинний свинець) на 2004 рік (за даними ILZSG), в тис. тонн:

ЄС 2200
США 1498
Китай 1256
Корея 219

5. Ізотопи

Ядро нукліда свинцю 208 Pb з Z = 82 і N = 126 (N - число нейтронів) є " двічі магічним, таким чином цей нуклід належить до числа найбільш стійких ізотопів згідно теорії оболонкового будови ядра.

6. Фізичні властивості

Свинець має досить низьку теплопровідність, вона становить 35,1 Вт / (м К) при температурі 0 C. Метал м'який, легко ріжеться ножем. На поверхні він зазвичай покритий більш-менш товстою плівкою оксидів, при розрізуванні відкривається блискуча поверхня, яка на повітрі з часом тьмяніє.

Свинець широко використовують для захисту від гамма-випромінювання, як елемент з великим атомним номером (і отже великою кількістю електронів на один атом), досить поширений в природі, не радіоактивний.

  • Щільність - 11,3415 г / см (при 20 C) [1]
  • Температура плавлення - 327,4 C (621,32 F; 600,55 K)
  • Температура кипіння - 1740 C (3164 F; 2013,15 K)

7. Хімічні властивості

Електронна формула : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 4p 3d 10 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 2, згідно з чим він має ступені окислення +2 й +4. Свинець не дуже активний хімічно. На металевому розрізі свинцю видно металевий блиск, поступово зникає через утворення тонкої плівки PbO.

З киснем утворює ряд сполук Pb 2 О, PbO, Pb 2 О 3, Pb 3 Про 4, PbO 2. Без кисню вода при кімнатній температурі не реагує зі свинцем, але при великій температурі при взаємодії свинцю та гарячого водяного пара виходять оксиди свинцю і водень.

Оксидам PbO і PbO 2 відповідають амфотерні гідроксіди Pb (ОН) 2 та Pb (ОН) 4.

При реакції Mg 2 Pb і розведеною HCl виходить невелика кількість PbH 4. PbH 4 - газоподібна речовина без запаху, яке дуже легко розкладається на свинець і водень. При великій температурі галогени утворюють зі свинцем з'єднання виду PbX 2 (X - відповідний галоген). Всі ці сполуки мало розчиняються у воді. Можуть бути отримані галогеніди і типу PbX 4. Свинець з азотом прямо не реагує. Азид свинцю Pb (N 3) 2 отримують непрямим шляхом: взаємодією розчинів солей Pb (II) і солі NaN 3. Сульфіди свинцю можна отримати при нагріванні сірки зі свинцем, утворюється сульфід PbS. Сульфід отримують також пропусканням сірководню в розчини солей Pb (II). В ряді напруг свинець стоїть лівіше водню, але не витісняє водень свинець з розбавлених HCl і H 2 SO 4, через перенапруження Н 2 на Pb, а також на поверхні металу утворюються плівки важкорозчинних хлориду PbCl 2 і сульфату PbSO 4, захищають метал від подальшої дії кислот. Концентровані кислоти типу H 2 SO 4 і HCl при нагріванні діють на Pb і утворюють з ним розчинні комплексні з'єднання складу Pb (HSO 4) 2 і Н 2 [PbCl 4]. Азотна, а також деякі органічних кислоти (наприклад, лимонна) розчиняють свинець з отриманням солей Pb (II). За розчинності у воді солі свинцю діляться на нерозчинні (наприклад, сульфат, карбонат, хромат, фосфат, молібдат і сульфід), малорозчинні ( хлорид і фторид) і розчинні (наприклад, ацетат, нітрат і хлорат свинцю). Солі Pb (IV) можуть бути отримані електролізом сильно підкислених сірчаної кислотою розчинів солей Pb (II). Солі Pb (IV) приєднують негативні іони з утворенням комплексних аніонів, наприклад, плюмбатов (PbO 3) 2 - і (PbO 4) 4 -, хлороплюмбатов [PbCl 6] 2 -, гідроксоплюмбатов [Pb (ОН) 6] 2 - та інших . Концентровані розчини їдких лугів при нагріванні реагують зі свинцем з виділенням водню і гідроксоплюмбітов типу [Pb (ОН) 4 X 2].

Потенціал іонізації Е іон = 7,42 еВ.


8. Основні сполуки свинцю

8.1. Оксиди свинцю

Оксиди свинцю мають переважно основний або амфотерний характер. Багато з них пофарбовані в червоні, жовті, чорні, коричневі кольори. На фотографії на початку статті, на поверхні свинцевої виливки, в її центрі видно кольори мінливості - це тонка плівка оксидів свинцю, що утворилася через окислення гарячого металу на повітрі.


8.2. Галогеніди свинцю

8.3. Халькогенідів свинцю

Халькогенідів свинцю - сульфід свинцю, селенід свинцю та теллурид свинцю - представляють собою кристали чорного кольору, які є вузькозонних напівпровідниками.

8.4. Солі свинцю

  • Сульфат свинцю
  • Нітрат свинцю
  • Ацетат свинцю - свинцевий цукор, відноситься до дуже отруйних речовин. Ацетат свинцю, або свинцевий цукор, Pb (CH 3 COO) 2 3H 2 O є у вигляді безбарвних кристалів або білого порошку, повільно вивітрюються з втратою гідратної води. З'єднання добре розчинно у воді. Воно володіє терпкою дією, але оскільки містить іони отруйного свинцю, то застосовується як зовнішній у ветеринарії. Ацетат застосовують також в аналітичній хімії, фарбування, ситценабивна справі, як наповнювач шовку і для отримання інших сполук свинцю. Основний ацетат свинцю Pb (CH 3 COO) 2 Pb (OH) 2 - менш розчинний у воді білий порошок - використовується для знебарвлення органічних розчинів і очищення розчинів цукру перед аналізом [6].

9. Застосування

9.1. У народному господарстві

Нітрат свинцю застосовується для виробництва потужних сумішевих вибухових речовин. Азид свинцю застосовується як найбільш широковживаних детонатор (ініціювання вибухова речовина). Перхлорат свинцю використовується для приготування важкої рідини (щільність 2,6 г / див ), яка використовуватиметься для флотаційному збагаченні руд він іноді застосовується в потужних сумішевих вибухових речовинах як окислювач. Фторид свинцю PbF 2 самостійних, а також спільно з фторидом вісмуту, міді, срібла застосовується в якості катодного матеріалу в хімічні джерела струму. Вісмутат свинцю PbBiO 3, сульфід свинцю PbS, йодид свинцю PbI 2 застосовуються в якості катодного матеріалу в літієвих акумуляторних батареях. Хлорид свинцю PbCl 2 як катодного матеріалу у резервних джерелах струму. Теллурід свинцю PbTe широко застосовується в якості термоелектричного матеріалу (термоЕРС 350 мкВ / К), самий Широко матеріал у виробництві термоелектрогенераторов і термоелектричних холодильників. Двоокис свинцю PbO 2 широко застосовується не тільки в свинцевому акумуляторі, але так само на її основі виробляються багато резервні хімічні джерела струму, наприклад - свинцево-хлорний елемент, свинцево-плавиковий елемент і ін

Свинцеві білила, основний карбонат Pb (OH) 2 PbCO 3, щільний білий порошок, - виходить з свинцю на повітрі під дією вуглекислого газу і оцтової кислоти. Використання свинцевих білил в якості барвника пігменту тепер не так поширене, як раніше, через їх розкладання під дією сірководню H 2 S. Свинцеві білила застосовують також для виробництва шпаклівки, в технології цементу та свінцовокарбонатной паперу.

Арсенат Pb 3 (AsO 4) 2 і арсеніт свинцю Pb 3 (AsO 3) 2 застосовують в технології інсектицидів для знищення комах - шкідників сільського господарства (непарного шовкопряда і бавовняного довгоносика). Борат свинцю Pb (BO 2) 2 H 2 O, нерозчинний білий порошок, використовують для сушки картин і лаків, а разом з іншими металами - в якості покриттів скла та порцеляни. Хлорид свинцю PbCl 2, білий кристалічний порошок, розчинний у гарячій воді, розчинах інших хлоридів і особливо хлориду амонію NH 4 Cl. Його застосовують для приготування мазей при обробці пухлин.

Хромат свинцю PbCrO 4 відомий як хромовий жовтий барвник, є важливим пігментом для приготування фарб, для фарбування фарфору і тканин. У промисловості хромат застосовують в основному у виробництві жовтих пігментів. Нітрат свинцю Pb (NO 3) 2 - біла кристалічна речовина, добре розчинна у воді. Це в'яжучий обмеженого застосування. У промисловості його використовують в сірниковій виробництві, фарбуванні і набиванні текстилю, забарвленням рогів й гравірування. Сульфат свинцю Pb (SO 4) 2, нерозчинний у воді білий порошок, застосовують як пігмент, в акумуляторах, літографії, в технології набивних тканин.

Сульфід свинцю PbS, чорний нерозчинний у воді порошок, використовують при випалюванні глиняного посуду і для виявлення іонів свинцю.

Внаслідок великого заряду ядра і високої щільності свинець є одним з кращих поглиначів гамма-випромінювання, [7] [8] завдяки чому активно використовується в якості біологічного захисту в ядерній технології (в ядерних реакторах, при переробці радіоактивних відходів і т. п.), а також в рентгенівських установок (наприклад, в кабінетах флюорографії у вигляді свинцевих накидок, накладок і фартухів). Крім того, свинець розглядається в якості теплоносія в проектах перспективних ядерних реакторів на швидких нейтронах.

Значне застосування знаходять сплави свинцю. Пьютер (сплав олова зі свинцем), що містить 85-90% Sn і Pb 15-10%, формуется, недорогий і використовується у виробництві домашнього начиння. Припій, що містить 67% Pb і 33% Sn, застосовують в електротехніці. Сплави свинцю з сурмою використовують у виробництві куль і типографського шрифта, а сплави свинцю, сурми і олова - для фігурного лиття та підшипників. Сплави свинцю з сурмою зазвичай застосовують для оболонок кабелів та пластин електричних акумуляторів. Сполуки свинцю використовуються у виробництві барвників, фарб, інсектицидів, скляних виробів і як добавки до бензину у вигляді тетраетилсвинцю (C 2 H 5) 4 Pb (помірно летюча рідина, пари якої в малих концентраціях мають солодкуватий фруктовий запах, у великих - неприємний запах; t пл = -130 C, t кип = 80 C при 13 мм рт. ст . і 216 C при 760 мм.рт.ст. з розкладанням; щільність 1,650 г / см ; n D 20 = 1,5198, не розч. у воді, змішується з орг. розчинниками; високотоксичний, легко проникає через шкіру; ГДК = 0,005 мг / м ; ЛД 50 = 12,7 мг / кг [щури, перорально]) для підвищення октанового числа. З-за високої щільності застосовується в кулях, і як компонент сплавів і в чистому вигляді. Через м'якість і низькою теператури плавлення, застосовується як матеріал для пломб. За тим же причин раніше широко застосовувався у видавничій справі, як матеріал для шрифтів.


9.2. У медицині

Широкого застосування в медицині свинець не отримав через свою високу токсичність. Використовується тільки Pb (CH 3 COO) 2 3H 2 O, або свинцева вода, для примочок від саден. Важкий свинець добре затримує згубні для людини випромінювання і тому свинцеві екрани використовуються для захисту працівників рентгенівських кабінетів, у свинцевих контейнерах зберігають і перевозять радіоактивні препарати.

9.3. Економічні показники

За даними International Lead and Zinc Study Group, виробництво рафінованої свинцю в світі в 2009 році зросло на 2%, склавши 8827000 тонн. При цьому споживання виросло до 8756000 тонн проти 8649000 тонн в 2008 році, тобто на 1,2%.

Ціни на свинець у зливках (марка С1) в 2006 році склали в середньому 1,3-1,5 дол. / кг.

Країни, найбільші споживачі свинцю в 2004 році, в тис. тонн (за даними ILZSG):

Китай 1770
ЄС 1553
США 1273
Корея 286

10. Фізіологічна дія

Свинець та його сполуки токсичні. Потрапляючи в організм, свинець накопичується в кістках, викликаючи їх руйнування. ГДК в атмосферному повітрі сполук свинцю 0,003 мг / м , у воді 0,03 мг / л, грунті 20,0 мг / кг. Викид свинцю в Світовий океан 430-650 тисяч т / рік.

Примітки

  1. 1 2 3 Редкол.: Зефиров Н. С. (гол. ред.) Хімічна енциклопедія: у 5 т. - Київ: Радянська енциклопедія, 1995. - Т. 4. - С. 300. - 639 с. - 20 000 екз . - ISBN 5-85270-039-8.
  2. Свид-Свіс - belta.cz/files/book/sl_last_00_636.jpg / / Падручни расійска-криўскі (Беларускі) слоўнік / Укладальнік: Вацлаў Ластоўскі. - Коўна: Міністерства білоруських Спраў у Літве, 1924.
  3. Волава - slounik.org / search? dict = bn & search = волава & x = 0 & y = 0 / / Беларуская-расійскі слоўнік - slounik.org / bn / / Укладальнікі: М. Байкоў, С. Некрашевіч. - Менський: Дзяржаўнае видавецтва Беларусі, 1925. Факсімільнае виданьне: Менський: Народна асвета, 1993. ISBN 5-341-00918-5.
  4. Хімія. Довідник дидинии, Алікберова
  5. Свинець і цинк - www.fegi.ru / primorye / geology / zn.htm
  6. Свинец [1] - www.bigpi.biysk.ru/encicl/articles/41/1004155/1004155A.htm
  7. 5ka.ru - Безопасность жизнедеятельности -> Защита организмов от радиации - 5ka.ru/9/26843/1.html
  8. ЯДЕРНОЕ ОРУЖИЕ: ДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА / К статье ЯДЕРНОЕ ОРУЖИЕ Ядерное оружие предназначено для уничтож - www.diclib.com/ЯДЕРНОЕ ОРУЖИЕ: ДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА/show/ru/colier/12265

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Операція Литий свинець
Міжнародне право і операція Литий свинець
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru