Pin
Send
Share
Send


Prowadzić (symbol chemiczny Pb, liczba atomowa 82) jest miękkim, ciężkim metalem. Niebieskawy biały po świeżo ściętym, matowieje do matowej szarości po wystawieniu na działanie powietrza. Jest szeroko dostępny i można go łatwo przekształcić w różne kształty. Z tych powodów ołów był używany przez większą część historii ludzkości. Ołów i jego związki są również trujące, dlatego nie są już używane w farbach, benzynie ani rurach wodnych. Niemniej jednak są one nadal wykorzystywane do wielu innych celów. Na przykład ołów jest składnikiem akumulatorów ołowiowo-kwasowych, lutu, cyny i stopów topliwych. Służy również do wytwarzania pocisków i osłon w celu ochrony przed promieniowaniem jonizującym. Octan ołowiu (II) stosuje się do utrwalania barwników na tekstyliach, tlenek ołowiu (II) stosuje się do produkcji niektórych rodzajów szkła, a siarczek ołowiu stosuje się w czujnikach światła podczerwonego.

Historia

Ołów jest szeroko rozpowszechniony na świecie i jest łatwy do wydobycia i pracy z nim. Z tych powodów ludzie używali go przez co najmniej 7 000 lat. We wczesnym wieku brązowym używano go z antymonem i arsenem. Ołów jest wspomniany w Księdze Wyjścia. Rury ołowiowe, które noszą insygnia rzymskich cesarzy, nadal działają.

Alchemicy uważali, że ołów jest najstarszym metalem i kojarzyli go z planetą Saturn. Jednym z ich celów było przekształcenie ołowiu w złoto. Chociaż nie udało im się osiągnąć tego celu, odkryli właściwości różnych substancji i przeprowadzili wiele reakcji chemicznych.

Ołów jest również toksyczny, a zatrucie ołowiem zostało rozpoznane nawet przez starożytnych. W XX wieku zaprzestano stosowania ołowiu w pigmentach malarskich ze względu na niebezpieczeństwo zatrucia ołowiem, szczególnie u dzieci 1 2 3. W połowie lat 80. XX wieku nastąpiła znacząca zmiana w wzorach końcowego przeznaczenia ołowiu. Znaczna część tej zmiany wynikała z przestrzegania przez amerykańskich konsumentów wiodących przepisów ochrony środowiska, które znacznie ograniczyły lub wyeliminowały użycie ołowiu w produktach bez baterii, w tym w benzynie, farbach, lutach i systemach wodnych. Ostatnio stosowanie ołowiu jest dalej ograniczane przez dyrektywę „Ograniczenie stosowania substancji niebezpiecznych”.

Występowanie i produkcja

Ruda ołowiu

Ołów rodzimy występuje w przyrodzie, ale jest rzadki. Obecnie ołów zwykle znajduje się w rudach z cynkiem, srebrem i (najliczniej) miedzią i jest wydobywany razem z tymi metalami. Głównym minerałem ołowiu jest galena (siarczek ołowiu, PbS), który zawiera 86,6 procent ołowiu. Inne popularne odmiany to cerusyt (węglan ołowiu, PbCO3) i anglesite (siarczan ołowiu, PbSO4). Ponad połowa ołowiu w bieżącym użyciu pochodzi z recyklingu.

Ruda ołowiu jest wydobywana przez wiercenie lub piaskowanie, a następnie kruszona i mielona. Ołów jest wydobywany z rudy za pomocą specjalistycznych procesów metalurgicznych. Proces o nazwie flotacja pianowa służy do oddzielania ołowiu (i innych minerałów) od skały płonnej w celu utworzenia koncentratu. Koncentrat, który może zawierać 50–60 procent ołowiu, suszy się, ogrzewa (w procesie pirometalurgia) i wytopiono, i otrzymano 97% koncentratu ołowiu. Ołów jest następnie schładzany etapami, powodując, że lżejsze zanieczyszczenia (żużel) podnoszą się na powierzchnię, z której są usuwane. Stopiony kruszec ołowiowy jest rafinowany przez dodatkowe wytapianie, gdy powietrze jest przepuszczane przez ołów. Proces ten tworzy warstwę żużla, która zawiera pozostałe zanieczyszczenia i wytwarza 99,9 procent czystego ołowiu.

Godne uwagi cechy

Ołów jest pierwiastkiem chemicznym, który otrzymuje swój symbol, Pb, od swojej łacińskiej nazwy, pion. Angielskie słowo „hydraulika” również wywodzi się z tego łacińskiego rdzenia.

W układzie okresowym ołów znajduje się poniżej cyny (Sn) w grupie 13, a między talem (Tl) a bizmutem (Bi) w okresie 6. Jest klasyfikowany jako „słaby metal” lub „metal po przejściu”. Jego liczba atomowa 82 wskazuje, że w jądrze każdego atomu ołowiu znajduje się 82 protonów. Daje to ołówowi najwyższą liczbę atomową ze wszystkich stabilnych (nieradioaktywnych) pierwiastków (należy jednak zauważyć, że bizmut o liczbie atomowej 83 ma okres półtrwania, więc można go uznać za stabilny).

Ołów jest bardzo miękkim, ale gęstym metalem i słabym przewodnikiem elektryczności. Jest również bardzo plastyczny (może być kształtowany młotkiem lub rolkami), plastyczny (może być wciągany w druty) i łatwy do wytapiania. Ponieważ jest wysoce odporny na korozję, jest stosowany do przechowywania żrących cieczy, takich jak kwas siarkowy. Ołów można hartować, dodając do niego niewielką ilość antymonu lub innych metali. Ołów jest również trujący.

Izotopy

Ołów ma cztery stabilne, naturalnie występujące izotopy: ołów-204 (204Pb, 1,4 procent), ołów-206 (206Pb, 24,1 procent), ołów-207 (207Pb, 22,1 procent) i ołów-208 (208Pb, 52,4 procent). Ostatnie trzy z tych izotopów to aktywny- to są produkty końcowe radioaktywnych łańcuchów rozpadu, które zaczynają się od uranu-238 (238U), uran-235 (235U) i tor-232 (232Th) odpowiednio. Odpowiednie okresy półtrwania tych procesów rozpadu różnią się znacznie: 4,47 × 109, 7.04 × 108oraz 1,4 × 1010 odpowiednio lata. Ołów-204 jest jedynym nieradiogennym, stabilnym izotopem. Stosunki izotopowe dla większości naturalnych materiałów ołowiowych mieszczą się w następujących przedziałach: 14,0 - 30,0 dla 206Pb /204Pb, 15,0 - 17,0 dla 207Pb /204Pb i 35,0 - 50,0 dla 208Pb /204Pb, ale liczne przykłady poza tymi zakresami są również opisane w literaturze.

Biorąc pod uwagę, że trzy z czterech stabilnych izotopów są promieniotwórcze i powstają w wyniku rozkładu cięższych pierwiastków, które powstały miliardy lat temu, ołów jest znacznie bardziej powszechny i ​​tańszy niż większość ciężkich pierwiastków. W ostatnich latach koszty zostały jeszcze bardziej obniżone dzięki stopniowemu wycofywaniu się z ołowiu w wielu procesach, w tym w benzynie i farbie.

Aplikacje

  • Ołów jest głównym składnikiem akumulatora kwasowo-ołowiowego szeroko stosowanego w samochodach.
  • Ołów jest stosowany jako element barwiący w szkliwach ceramicznych, zwłaszcza w kolorach czerwonym i żółtym.
  • Ołów jest stosowany jako pociski do broni palnej i ciężarek wędkarskich ze względu na jego gęstość, niski koszt (w porównaniu do materiałów alternatywnych) i łatwość użycia (ze względu na jego stosunkowo niską temperaturę topnienia). W przypadku problemów zdrowotnych patrz 4.
  • Ołów jest stosowany w niektórych świecach do leczenia knota, aby zapewnić dłuższe, bardziej równomierne spalanie. Ze względu na niebezpieczeństwa europejscy i północnoamerykańscy producenci stosują droższe alternatywy, takie jak cynk 5.
  • Ołów służy do tworzenia ekranów przed szkodliwym (jonizującym) promieniowaniem, takim jak promieniowanie rentgenowskie.
  • Stopiony ołów stosuje się jako czynnik chłodzący, na przykład w szybkich reaktorach chłodzonych ołowiem.
  • Szkło ołowiowe zawiera 12–28 procent ołowiu. Zmienia właściwości optyczne szkła i zmniejsza transmisję promieniowania.
  • Ołów jest tradycyjnym metalem nieszlachetnym piszczałek organowych, zmieszanym z różnymi ilościami cyny w celu kontroli tonu piszczałki.
  • Ołów jest stosowany do elektrod w procesie elektrolizy.
  • Ołów jest stosowany w lutu do elektroniki.
  • Ołów jest stosowany jako materiał osłonowy dla kabli elektroenergetycznych wysokiego napięcia, aby zapobiec dyfuzji wody do izolacji.
  • Ołów jest wykorzystywany do stępki balastowej łodzi.
  • Ołów dodaje się do mosiądzu, aby zmniejszyć zużycie obrabiarek.

Dawne aplikacje

  • Ołów zastosowano jako pigment w farbie ołowiowej do kolorów białych, a także żółtych i czerwonych. Został przerwany z powodu niebezpieczeństwa zatrucia ołowiem.
  • Ołów był używany do hydrauliki w starożytnym Rzymie i był używany do wodociągów i rur serwisowych aż do wczesnych lat siedemdziesiątych.
  • Ołów tetraetylowy zastosowano w paliwach benzynowych w celu zmniejszenia stukania silnika. Jednak ze względu na problemy zdrowotne benzyna ołowiowa nie jest już stosowana w świecie zachodnim 6.

Związki ołowiu

Octan ołowiu (II)

Octan ołowiu (II) (Pb (CH3GRUCHAĆ)2) jest białą, krystaliczną substancją o słodkawym smaku. Jest rozpuszczalny w wodzie i glicerynie. Znany jest również jako dioctan ołowiu, octan hydrauliczny, cukier ołowiu i sól Saturna. Jest stosowany jako odczynnik do wytwarzania innych związków ołowiu. W niskich stężeniach jest głównym składnikiem aktywnym progresywnych rodzajów farb do farbowania włosów. Octan ołowiu (II) stosuje się również jako zaprawę (utrwalacz barwników) w drukowaniu i farbowaniu tekstyliów oraz jako suszarkę do farb i lakierów.

Tlenek ołowiu (II)

Tlenek ołowiu (II) (PbO) lub glejta, jest żółtym tlenkiem prowadzić, powstałe w wyniku ogrzewania ołowiu w powietrzu. Służy do produkcji farb i szkła, a także do wulkanizacji gumy. Mieszanina z gliceryną tworzy twardy, wodoodporny cement, który został użyty do połączenia płaskich szklanych boków i dna akwarium 7.

Siarczek ołowiu

Siarczek ołowiu (PbS) i kilka innych soli ołowiu stosuje się w elementach wykrywających w różnych czujnikach podczerwieni (IR). Spośród nich siarczek ołowiu jest jednym z najstarszych i najczęściej używanych. Ponadto siarczek ołowiu, selenek ołowiu i tellurek ołowiu są półprzewodnikami.

Efekty zdrowotne

Ołów i jego związki są substancjami toksycznymi. Zatrucie ołowiem - znane również jako ołowica, plumbizmlub kolka malarza-jest związany ze zwiększonym poziomem ołowiu w surowicy krwi.

Historyczne zastosowanie octanu ołowiu (znanego również jako cukier ołowiu) przez Imperium Rzymskie jako środek słodzący do wina przez niektórych uważany jest za przyczynę demencji, która dotknęła wielu rzymskich cesarzy. Niektóre związki ołowiu, ze względu na ich słodkość, były kiedyś używane przez producentów cukierków. Praktyka ta została zakazana w krajach uprzemysłowionych, ale ostatnio doszło do skandalu z udziałem meksykańskich cukierków w postaci ołowiu spożywanych przez dzieci w Kalifornii 8.

Rola biologiczna

Ołów nie ma znanej roli biologicznej w ciele. Toksyczność wynika ze zdolności do naśladowania innych biologicznie ważnych metali, zwłaszcza wapnia, żelaza i cynku. Ołów jest zdolny do wiązania się i interakcji z tymi samymi cząsteczkami białka co te metale, po czym cząsteczki te nie działają normalnie.

Objawy i skutki

Objawy zatrucia ołowiem obejmują problemy neurologiczne (takie jak obniżone IQ), nudności, ból brzucha, drażliwość, bezsenność, nadmierny letarg lub nadpobudliwość, ból głowy, aw skrajnych przypadkach drgawki i śpiączka. Związane są również problemy żołądkowo-jelitowe, takie jak zaparcia, biegunka, ból brzucha, wymioty, słaby apetyt i utrata masy ciała. Inne powiązane skutki to niedokrwistość, problemy z nerkami i problemy z rozrodem.

U ludzi toksyczność ołowiu często powoduje powstawanie niebieskawej linii wzdłuż dziąseł, która jest znana jako „linia Burtona”. Bezpośredni związek między wczesnym narażeniem na kontakt z ołowiem a ekstremalnym upośledzeniem uczenia się został potwierdzony przez wielu badaczy i grupy wspierające dzieci.

Troska o rolę ołowiu w upośledzeniu umysłowym u dzieci spowodowała znaczne ograniczenie jego stosowania. Farba zawierająca ołów została wycofana ze sprzedaży w krajach uprzemysłowionych, chociaż wiele starszych domów wciąż może zawierać znaczne ilości ołowiu w starej farbie. Ogólnie zaleca się, aby starą farbę nie usuwać przez szlifowanie, ponieważ powoduje to wdychanie pyłu.

Sole ołowiu stosowane w polewach ceramicznych czasami powodowały zatrucie, gdy napoje kwaśne, takie jak soki owocowe, wypłukiwały jony ołowiu z polewy. Sugeruje się, że to, co było znane jako „kolonka Devona”, powstało w wyniku zastosowania wycinanych ołowiem pras do ekstrakcji soku jabłkowego w produkcji cydru. Ołów jest uważany za szczególnie szkodliwy dla zdolności reprodukcyjnych kobiety. Z tego powodu wiele uniwersytetów nie rozdaje kobietom próbek zawierających ołów w celu przeprowadzenia instruktażowych analiz laboratoryjnych.

Najwcześniejsze ołówki rzeczywiście używały ołowiu, ale przez ostatnie kilka stuleci „ołówki” były wykonane z grafitu, naturalnie występującej formy (alotropu) węgla.

Ołów jako zanieczyszczenie gleby jest powszechnym problemem, ponieważ ołów może dostać się do gleby przez wyciek benzyny ołowiowej z podziemnych zbiorników magazynowych lub przez strumienie odpadów farby ołowiowej lub mielenie ołowiu z niektórych operacji przemysłowych.

Leczenie

Chociaż najważniejszą częścią leczenia zatrucia ołowiem jest zmniejszone narażenie na ołów, istnieją pewne „czynniki chelatujące” (takie jak DMSA i EDTA), które mogą być stosowane do wiązania ołowiu i obniżania poziomu ołowiu w surowicy krwi.

Istnieje również środki homeopatyczne do zatrucia ołowiem. W swojej książce Środki homeopatyczne, Twierdzi M. Asa Herschoff Glinka pomaga antidotum i wyeliminować ołów z organizmu, gdzie specyficzne objawy obejmują splątanie umysłowe, utratę pamięci, otępienie, letarg i utratę tożsamości, a także wysokie ciśnienie krwi i choroby nerek. Causticum jest także ogólnym antidotum, szczególnie na porażenie nerwów i osłabienie moczu. Chociaż homeopatia nie jest powszechnie uznawana za skuteczny sposób leczenia w Stanach Zjednoczonych, osoby poszukujące informacji na temat wypłukiwania ołowiu z organizmu powinny być świadome tej opcji.

Referencje

  • Cotton, F. Albert i Geoffrey Wilkinson. 1980. Zaawansowana chemia nieorganiczna, 4th ed. Nowy Jork: Wiley. ISBN 0471027758.
  • Chang, Raymond. 2006. Chemia, 9 edycja. Nowy Jork: McGraw-Hill Science / Engineering / Math. ISBN 0073221031.
  • Greenwood, N. N. i A. Earnshaw. 1998. Chemia pierwiastków, 2nd ed. Burlington, MA: Butterworth-Heinemann, Elsevier Science. ISBN 0750633654. Wersja online dostępna tutaj. Źródło: 16 lipca 2007 r.
  • Wells, A. F. 1984. Strukturalna chemia nieorganiczna. Wydanie 5 Oxford: Oxford University Press.
  • Prowadzić. Laboratorium narodowe Los Alamos. Pobrano 11 sierpnia 2007.

Artykuły prasowe

  • Keisch, B., Feller, R. L., Levine, A. S. i Edwards, R. R. „Datowanie i uwierzytelnianie dzieł sztuki poprzez pomiar naturalnych emiterów alfa”. Nauka 155 (1967): 1238-1242.
  • Keisch, B. „Datowanie dzieł sztuki poprzez ich naturalną promieniotwórczość: ulepszenia i zastosowania”. Nauka 160 (1968): 413-415.
  • Keisch, B. „Dyskryminujące pomiary radioaktywności ołowiu: nowe narzędzie do uwierzytelniania”. Kurator 11:1 (1968): 41-52.

Pin
Send
Share
Send