Това видео ще продължи историята за свойствата на оловото:

Електропроводимост

Топлинната и електрическата проводимост на металите корелират доста добре една с друга. Оловото не провежда топлина много добре и също не е един от най-добрите проводници на електричество: съпротивлениее 0,22 Ohm-sq. mm / m със съпротивление на същата мед 0,017.

Устойчивост на корозия

Оловото е неблагороден метал, но по химическа инертност се доближава до тях. Ниска активност и способността да се покрива с оксиден филм и причинява прилична устойчивост на корозия.

Във влажна, суха атмосфера металът практически не корозира. Освен това в последния случай сероводородът, въглеродният анхидрид и сярната киселина - обичайните "виновници" на корозията, не го засягат.

Индикаторите за корозия в различни атмосфери са както следва:

• градски (смог) – 0,00043–0,00068 mm/година,
• в морето (сол) - 0,00041–0,00056 mm/година;
• селски – 0,00023–,00048 mm/год.

Без излагане на прясна или дестилирана вода.

• Металът е устойчив на хромова, флуороводородна, концентрирана оцетна, сярна и фосфорна киселини.
• Но в разреден оцетен или азот с концентрация под 70% той бързо се срива.
• Същото важи и за концентрираната - над 90%, сярна киселина.

Газовете - хлор, серен диоксид, сероводород не влияят на метала. Под въздействието на флуороводорода обаче оловото корозира.

Неговите корозионни свойства се влияят от други метали. Така че контактът с желязо не влияе по никакъв начин на устойчивостта на корозия, а добавянето на бисмут или намалява устойчивостта на веществото към киселина.

Токсичност

Както оловото, така и всички негови органични съединения са химически опасни вещества от клас 1. Металът е много токсичен и отравяне с него е възможно в много технологични процеси: топене, производство на оловни бои, добив на руда и др. Не толкова отдавна, преди по-малко от 100 години, отравянето в домакинството беше не по-малко разпространено, тъй като оловото дори беше добавено към боята за лицето.

Най-голямата опасност са металните пари и прахът от тях, тъй като в това състояние те най-лесно проникват в тялото. Основният път е дихателният тракт. Някои също могат да се абсорбират през стомашно-чревния тракт и дори през кожата при директен контакт - същата оловна бяла и боя.

• Попаднало в белите дробове, оловото се абсорбира от кръвния поток, разпространява се в тялото и се натрупва главно в костите. Основният му отравящ ефект е свързан с нарушения в синтеза на хемоглобин. Типичните признаци на отравяне с олово са подобни на анемията - умора, главоболие, нарушения на съня и храносмилането, но са придружени от постоянни болезнени болкив мускулите и костите.
• Продължителното отравяне може да причини "оловна парализа". Остро отравянепровокира повишаване на налягането, склероза на кръвоносните съдове и т.н.

Лечението е специфично и дългосрочно, тъй като не е лесно да се отстранят тежките метали от тялото.

По-долу ще обсъдим екологичните свойства на оловото.

Екологично представяне

Замърсяването с олово се счита за едно от най-опасните. Всички продукти, които използват олово, изискват специално изхвърляне, което се извършва само от лицензирани сервизи.

За съжаление, замърсяването с олово се осигурява не само от дейността на предприятията, където е поне по някакъв начин регулирано. В градския въздух наличието на оловни пари осигурява изгарянето на горивото в автомобилите. На този фон наличието на оловни стабилизатори в такива, например, познати конструкции като металопластичен прозорец вече не изглежда заслужаващо внимание.

Оловото е метал, който има. Въпреки токсичността, той се използва твърде широко в националната икономика, за да може да замени метала с нещо.

Това видео ще разкаже за свойствата на оловните соли:

Оловото е метал, познат от древността. Човекът го използва от 2-3 хил. пр.н.е., като за първи път е открит в Месопотамия. Там от олово са се изработвали тухлички, фигурки, различни битови предмети. Още тогава хората са получили бронз с помощта на този елемент, а също така са го направили за писане с остри предмети.

Какъв цвят е металът?

Той е елемент от IV група на 6-ти период на периодичната таблица, където има пореден номер 82. Какво представлява оловото в природата? Това е най-често срещаният галенит, чиято формула е PbS. В противен случай галенитът се нарича оловен блясък. Чистият елемент е мек и ковък метал с мръсносив цвят. Във въздуха разрезът му бързо се покрива с малък слой оксид. Оксидите надеждно защитават метала от по-нататъшно окисляване както във влажна, така и в суха среда. Ако металната повърхност, покрита с оксиди, се почисти, тя ще придобие брилянтен нюанс със син оттенък. Такова почистване може да се извърши чрез изливане на олово във вакуум и запояване във вакуумна колба.

Взаимодействие с киселини

Сярната и солната киселина действат много слабо на оловото, но металът лесно се разтваря в азотна киселина. Всички химични съединения на метала, които могат да бъдат разтворими, са отровни. Получава се главно от руди: първо оловният блясък се изпича, докато се превърне в оловен оксид, а след това това вещество се редуцира с въглища до чист метал.

Общи свойства на елемента

Плътността на оловото е 11,34 g/cm 3 . Това е 1,5 пъти плътността на желязото и четири пъти по-голяма от тази на лекия алуминий. Не без причина на руски думата "олово" е синоним на думата "тежък". Топенето на оловото става при температура от 327,5 ° C. Металът става летлив вече при температура на околната среда от 700 ° C. Тази информация е много важна за тези, които работят в добива на този метал. Много лесно се драска дори с нокът, лесно се разточва на тънки листове. Това е много мек метал.

Взаимодействие с други метали, нагряване

Специфичният топлинен капацитет на оловото е 140 J/kg. Според химичните си свойства той е неактивен метал. В поредицата от напрежения той се намира пред водорода. Оловото лесно се измества от солите си от други метали. Например, можете да проведете експеримент: спуснете цинкова пръчка в ацетатен разтвор на този елемент. След това той ще се установи на цинкова пръчка под формата на пухкави кристали, които химиците наричат ​​"дървото на Сатурн". Какъв е специфичният топлинен капацитет на оловото? Какво означава това? Тази цифра е 140 J / kg. Това означава, че са необходими 140 джаула топлина, за да се нагрее килограм метал с 1 o C.

Разпространение в природата

Този метал не е толкова много в земната кора - само 0,0016% от теглото. Въпреки това, дори тази стойност показва, че е по-често срещан от живака, бисмута и златото. Учените обясняват това с факта, че различни изотопи на оловото са продукти на разпадане на торий и уран, така че съдържанието на олово в земната кора бавно се е увеличило в продължение на милиони години. В момента са известни много оловни руди - това е вече посоченият галенит, както и резултатите от неговите химически прераждания.

Последните включват оловен витриол, церусит (друго име е бял миметит, столцит. Рудите съдържат и други метали - кадмий, мед, цинк, сребро, бисмут. Там, където се срещат оловни руди, не само почвата е наситена с този метал, но и езера, растения.Какво е оловото в природата?То винаги е неговото специфично съединение.И този метал се среща и в рудите на радиоактивните метали - уран и торий.

тежък метал в индустрията

Най-използваното в индустрията е съединение от олово и калай. Обикновената спойка, наречена "третник", се използва широко за свързване на тръбопроводи и електрически проводници. Това съединение съдържа една част олово и две части калай. Обвивки за телефонни кабели, части от батерии също могат да съдържат олово. Точката на топене на някои от съединенията му е много ниска - например сплави с кадмий или калай се топят при 70 o C. От такива съединения се прави противопожарно оборудване. Металните сплави се използват широко в корабостроенето. Те обикновено са боядисани в светло сиво. Корабите често са покрити с калай и оловни сплави, за да устоят на корозия.

Значение за хората от миналото и приложение

Римляните са използвали този метал за направата на тръби в тръбопроводи. Оловото в древни времена е било свързано с планетата Сатурн и затова преди това се е наричало Сатурн. През Средновековието, поради голямото си тегло, металът често е бил използван за алхимични експерименти. Често му се приписваше способността да се превръща в злато. Оловото е метал, който много често се бърка с калай, което продължава до 17 век. И в древните славянски езици той е носел това име.

Стигнало е до съвременния чешки език, където този хеви метъл се нарича olovo. Някои специалисти в областта на лингвистиката смятат, че името Plumbum е свързано с определена гръцка местност. руски произходдумата "олово" за учените все още е неясна. Някои лингвисти го свързват с литовската дума "scwinas".

Традиционната употреба на олово в историята е производството на куршуми, оръжия и различни други снаряди. Използва се поради ниската си цена и ниска точка на топене. Преди това, в производството на оръжие, не се добавя към метала голям бройарсен.

Оловото е било използвано и в древен Египет. От него са направени строителни блокове, статуи на благородни хора, монети са сечени изцяло. Египтяните са били сигурни, че оловото има специална енергия. Те правели от него малки чинии и ги използвали, за да се предпазят от недоброжелатели. А древните римляни не само са правили водопроводни тръби. Те също произвеждаха козметика от този метал, без дори да подозират, че подписват собствената си смъртна присъда с това. В крайна сметка, влизайки в тялото всеки ден, оловото причинява сериозни заболявания.

Какво ще кажете за днешната среда?

Има вещества, които бавно, но сигурно убиват човечеството. И това се отнася не само за непросветените предци от древността. Източници на токсично олово днес са цигареният дим, градският прах от жилищните сгради. Парите от бои и лакове също са опасни. Но най-голямата вреда са изгорелите газове на автомобилите, които съдържат олово в големи количества.

Но не само жителите на мегаполисите са изложени на риск, но и тези, които живеят в селата. Тук металът може да се натрупва в почвата, след което да попадне в състава на плодовете и зеленчуците. В резултат на това човек получава повече от една трета от оловото чрез храната. В този случай само мощни антиоксиданти могат да служат като антидот: магнезий, калций, селен, витамини А, С. Ако ги използвате редовно, можете надеждно да се неутрализирате от вредното въздействие на метала.

вреда

Всеки ученик знае какво е олово. Но не всички възрастни са в състояние да отговорят на въпроса каква е неговата вреда. Неговите частици навлизат в тялото през дихателната система. Освен това започва да взаимодейства с кръвта, реагирайки с различни части на тялото. От това най-много страда мускулно-скелетната система. Тук се намират 95% от цялото олово, консумирано от човека.

Високо нивосъдържанието му в тялото води до изоставане в умственото развитие, а при възрастните се проявява във формата депресивни симптоми. Излишъкът се доказва от разсеяност, умора. Червата също страдат - поради оловото често могат да се появят спазми. Този тежък метал влияе негативно и на репродуктивната система. За жените става трудно да носят плода, а мъжете могат да имат проблеми с качеството на спермата. Освен това е много опасно за бъбреците. Според някои изследвания може да причини злокачествени тумори. Въпреки това, в количества, които не надвишават 1 mg, оловото може да бъде полезно за тялото. Учените са установили, че този метал може да има бактерициден ефект върху органите на зрението - но трябва да помните какво е оловото и да го използвате само в дози, които не надвишават допустимите.

Като заключение

Както вече споменахме, в древни времена планетата Сатурн се смяташе за покровител на този метал. Но Сатурн в астрологията е образ на самота, тъга и тежка съдба. Затова ли оловото не е най-добрият спътник за човек? Може би не трябва да налага обществото си, както интуитивно предполагат древните, когато наричат ​​оловния Сатурн. В крайна сметка вредата за тялото от този метал може да бъде непоправима.

Оловото (Pb) е мек сребристо-бял или сивкав метал от 14-та (IVa) група на периодичната таблица с атомен номер 82. Това е много ковко, пластично и плътно вещество, което не провежда добре електричеството. Електронната формула на оловото е [Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 2. Познат от древността и смятан от алхимиците за най-стария от металите, той е много издръжлив и устойчив на корозия, както се вижда от продължаващата употреба на водопроводни тръби, инсталирани от древните римляни. Символът Pb в химичната формула на оловото е съкращение от латинската дума plumbum.

Разпространение в природата

Оловото често се споменава в ранните библейски текстове. Вавилонците използвали метала, за да направят плочи за писане. Римляните правели от него водопроводни тръби, монети и дори кухненски съдове. Резултатът от последното е отравянето на населението с олово в епохата на император Август Цезар. Съединение, известно като оловно бяло, е използвано като декоративен пигмент още през 200 г. пр.н.е. д.

В тегловно отношение съдържанието на олово в земната кора съответства на калай. В космоса има 0,47 атома олово за всеки 10 6 атома силиций. Това е сравнимо със съдържанието на цезий, празеодим, хафний и волфрам, всеки от които се счита за доста оскъден елемент.

Минен

Въпреки че оловото не е изобилно, естествените процеси на концентрация са довели до значителни находища с търговска стойност, особено в Съединените щати, Канада, Австралия, Испания, Германия, Африка и Южна Америка. Рядко се среща в чиста формаоловото присъства в няколко минерала, но всички те са с второстепенно значение, с изключение на PbS сулфида (галена), който е основният източник промишлено производствона този химичен елемент по целия свят. Металът се намира и в англезит (PbSO 4) и церусит (PbCO 3). До началото на XXI век. Водещи световни производители на оловен концентрат са страни като Китай, Австралия, САЩ, Перу, Мексико и Индия.

Оловото може да се възстанови чрез изпичане на рудата, последвано от топене в доменна пещ или чрез директно топене. Примесите се отстраняват при допълнително пречистване. Почти половината от цялото рафинирано олово се възстановява от рециклиран скрап.

Химични свойства

Елементарното олово може да се окисли до Pb 2+ йон с водородни йони, но неразтворимостта му в повечето соли го прави устойчиво на много киселини. Окисляването в алкална среда е по-лесно и благоприятства образуването на разтворими съединения със степен на окисление на оловото +2. Оксидът PbO 2 с йон Pb 4+ е един в кисел разтвор, но е сравнително слаб в алкален разтвор. Окисляването на оловото се улеснява от образуването на комплекси. Електроотлагането се извършва най-добре от водни разтвори, съдържащи оловен хексафлуоросиликат и хексафлуоросиликатна киселина.

Когато е изложен на въздух, металът бързо се окислява, образувайки матово сиво покритие, което преди се смяташе за субоксид Pb 2 O. Сега е общоприето, че е смес от Pb и PbO оксид, която предпазва метала от по-нататъшна корозия. Въпреки че оловото се разтваря в разредена азотна киселина, то се атакува само повърхностно от солна или сярна киселина, тъй като получените неразтворими хлориди (PbCl 2 ) или сулфати (PbSO 4 ) пречат на реакцията да продължи. Химични свойстваолово, които определят общата му устойчивост, правят възможно използването на метала за производството на покривни материали, обвивката на електрически кабели, поставени в земята или под вода, и като уплътнение за водопроводни тръби и конструкции, използвани за транспортиране и обработка на корозивни вещества.

Водещо приложение

Известна е само една кристална модификация на този химичен елемент с плътно опакована метална решетка. В свободно състояние се появява нулева степен на окисление на оловото (както всяко друго вещество). Широкото използване на елементарната форма на елемента се дължи на неговата пластичност, лекота на заваряване, ниска точка на топене, висока плътност и способност да абсорбира гама и рентгенови лъчи. Разтопеното олово е отличен разтворител и позволява свободното сребро и злато да бъдат концентрирани. Структурните приложения на оловото са ограничени от неговата ниска якост на опън, умора и течливост дори при леко натоварване.

Елементът се използва в производството на батерии, в боеприпаси (изстрели и куршуми), в състава на спойка, печат, лагер, леки сплави и сплави с калай. В тежко и промишлено оборудване части, направени от оловни съединения, могат да се използват за намаляване на шума и вибрациите. Тъй като металът ефективно абсорбира късовълнова електромагнитна радиация, той се използва за защитно екраниране на ядрени реактори, ускорители на частици, рентгеново оборудване и контейнери за транспортиране и съхранение.В състава на оксид (PbO 2) и сплав с антимон или калций, елементът се използва в конвенционалните батерии.

Действие върху тялото

Химическият елемент олово и неговите съединения са токсични и се натрупват в тялото за дълъг период от време ( това явлениеизвестно като кумулативно отравяне) до достигане на летална доза. Токсичността се увеличава с увеличаване на разтворимостта на съединенията. При децата натрупването на олово може да доведе до когнитивно увреждане. При възрастни причинява прогресивно бъбречно заболяване. Симптомите на отравяне включват коремна болка и диария, последвани от запек, гадене, повръщане, световъртеж, главоболиеи обща слабост. Премахването на контакта с източника на олово обикновено е достатъчно за лечение. Елиминирането на химикала от инсектицидите и пигментните бои, както и използването на респиратори и други защитни средства на местата на експозиция значително намалиха случаите на отравяне с олово. Признаването, че тетраетил олово Pb (C 2 H 5) 4 под формата на антидетонационна добавка в бензина замърсява въздуха и водата, доведе до прекратяването му през 80-те години.

Биологична роля

Оловото не играе биологична роля в тялото. Токсичността на този химичен елемент се дължи на способността му да имитира метали като калций, желязо и цинк. Взаимодействието на оловото със същите протеинови молекули като тези метали води до прекратяване на нормалното им функциониране.

ядрени свойства

Химичният елемент олово се образува както в резултат на процеси на поглъщане на неутрони, така и при разпадане на радионуклиди на по-тежки елементи. Има 4 стабилни изотопа. Относителното съдържание на 204Pb е 1,48%, 206Pb - 23,6%, 207Pb - 22,6% и 208Pb - 52,3%. Стабилните нуклиди са крайните продукти от естествения радиоактивен разпад на уран (до 206 Pb), торий (до 208 Pb) и актиний (до 207 Pb). Известни са над 30 радиоактивни изотопа на оловото. От тях 212 Pb (серия на торий), 214 Pb и 210 Pb (серия на уран) и 211 Pb (серия на актиний) участват в процесите на естествено разпадане. Атомното тегло на естественото олово варира от източник до източник в зависимост от неговия произход.

монооксиди

В съединенията степени на окисление на оловото са главно +2 и +4. Сред най-важните от тях са оксидите. Това са PbO, в който химичният елемент е в състояние +2, PbO 2 диоксид, в който се появява най-високата степен на окисление на оловото (+4), и тетроксид, Pb 3 O 4 .

Моноксидът съществува в две модификации - литарга и литарг. Литарг (алфа оловен оксид) е червено или червеникаво-жълто твърдо вещество с тетрагонална кристална структура, което съществува в стабилна форма при температури под 488°C. Литар (бета оловен моноксид) е жълто твърдо вещество и има орторомбична кристална структура. Неговата стабилна форма съществува при температури над 488 °C.

И двете форми са неразтворими във вода, но се разтварят в киселини, за да образуват соли, съдържащи Pb 2+ йон, или в основи, за да образуват плумбити, които имат PbO 2 2- йон. Литаргът, който се образува от реакцията на олово с атмосферния кислород, е най-важното търговско съединение на този химичен елемент. Веществото се използва в големи количества директно и като изходен материал за производството на други оловни съединения.

Значително количество PbO се изразходва при производството на оловно-киселинни акумулаторни плочи. Висококачествените стъклени изделия (кристал) съдържат до 30% литарг. Това увеличава индекса на пречупване на стъклото и го прави блестящо, издръжливо и резонансно. Litharg също така служи като изсушаващ агент в лаковете и се използва в производството на натриево олово, което се използва за отстраняване на миризливи тиоли (органични съединения, съдържащи сяра) от бензина.

диоксид

В природата PbO 2 съществува като кафяво-черен минерал платнерит, който се произвежда в търговската мрежа от триалад тетроксид чрез окисляване с хлор. При нагряване се разлага и дава кислород и оксиди с по-ниска степен на окисление от оловото. PbO 2 се използва като окислител в производството на багрила, химикали, пиротехника и алкохоли и като втвърдител за полисулфидни каучуци.

Триоловен тетроксид Pb 3 O 4 (известен като или миниум) се получава чрез допълнително окисление на PbO. Това е оранжево-червен до керемиденочервен пигмент, който се използва в устойчиви на корозия бои, използвани за защита на открито желязо и стомана. Той също така реагира с железен оксид, за да образува ферит, който се използва в производството на постоянни магнити.

Ацетат

Също така икономически значимо оловно съединение със степен на окисление +2 е ацетатът Pb(C 2 H 3 O 2) 2 . Това е водоразтворима сол, получена чрез разтваряне на кал в концентрирана оцетна киселина. Общата форма, трихидрат, Pb(C 2 H 3 O 2) 2 3H 2 O, наречена оловна захар, се използва като фиксатор при боядисване на текстил и като десикант в някои бои. В допълнение, той се използва в производството на други оловни съединения и в инсталации за цианиране на злато, където той, под формата на PbS, служи за утаяване на разтворими сулфиди от разтвор.

Други соли

Основните оловен карбонат, сулфат и силикат някога са били широко използвани като пигменти за бели екстериорни бои. Въпреки това, от средата на ХХ век използване на т.нар. Белите оловни пигменти са намалели значително поради опасения относно тяхната токсичност и свързаните с тях опасности за човешкото здраве. По същата причина използването на оловен арсенат в инсектицидите практически е прекратено.

В допълнение към основните степени на окисление (+4 и +2), оловото може да има отрицателни степени -4, -2, -1 във фазите Zintl (например BaPb, Na 8 Ba 8 Pb 6) и +1 и + 3 - в органоловни съединения като хексаметилдиплумбан Pb 2 (CH 3) 6 .

(nm, координационните числа са дадени в скоби) Рb 4+ 0,079 (4), 0,092 (6), Рb 2+ 0,112 (4), 0,133(6).

Съдържанието на олово в земната кора е 1,6-10 3% от масата, в Световния океан 0,03 µg/l (41,1 милиона тона), в реките 0,2-8,7 µg/l. Известен ок. 80, съдържащи олово, най-важният от които е галенит или оловен блясък, PbS. Малък бал. англезитът PbSO 4 и церуситът PbSO 3 са важни. Оловото се придружава от Cu, Zn; Cd, Bi, Te и други ценни елементи. Естествено фон в 2·10 -9 -5·10 -4 µg/m 3 . Тялото на възрастен човек съдържа 7-15 mg олово.

Имоти. Оловото е синкаво-сив метал, който кристализира във фасети. кубичен Решетка тип Cu, a - = 0,49389 nm, z = 4, интервали. Fm3m група. Оловото е едно от топимите, тежки; т.т. 327,50 °С, т.к. 1751 °С; плътност, g / cm3: 11.3415 (20 ° C), 10.686 (327.6 ° C), 10.536 (450 ° C), 10.302 (650 ° C), 10.078 (850 ° C);26,65 J/(K); 4,81 kJ / ,177,7 kJ/; 64,80 JDmol K); , Pa: 4.3 10 -7 (600 K), 9.6 10 -5 (700 K), 5.4 10 -2 (800 K). 1.2 10 -1 (900 K), 59.5 (1200 K), 8.2 10 2 (1500 K), 12.8 10 3 (1800 K). Оловото е лош проводник на топлина и електричество; 33,5 W/(mK) (по-малко от 10% Ag); температурен коефициент. линейното разширение на оловото (чистота 99,997%) в диапазона t-r 0-320 ° C се описва с уравнението: a = 28,15 10 -6 t + 23,6 10 -9 t 2 ° C -1; при 20°C r 20,648 μOhm cm (по-малко от 10% от r Ag), съответно при 300°C и 460°C. 47,938 и 104,878 μΩ cm. При -258,7°C r оловото пада до 13,11·10 -3 µOhm·cm; при 7,2 К преминава в свръхпроводящо състояние. Оловото е диамагнитно, магнитно. чувствителност -0,12·10 -6 . IN течно състояниеоловото е течно, h в диапазона от t-r 330-800 ° C варира в рамките на 3,2-1,2 mPa s; g в диапазона 330-1000 ° C е в диапазона (4,44-4,01) 10 -3 N / m.

СЪС виното е меко, пластично, лесно се навива на най-тънките листове. по Бринел 25-40 MPa; s rast 12-13 MPa, s компресия прибл. 50 MPa; се отнася. удължение при скъсване 50-70%. Значително увеличават и оловото Na, Ca и Mg, но намаляват хим. издръжливост. повишава антикорозионната устойчивост на оловото (към действието на H 2 SO 4). При Sb киселинната устойчивост на оловото към H 2 SO 4 също се повишава. Намаляват киселинната устойчивост на олово Bi и Zn, а Cd, Te и Sn повишават устойчивостта на умора на оловото. В олово, практически няма разтвор. N2, CO, CO2, O2, SO2, H2.

В хим. оловото е доста инертно. Стандартният проводник е -0,1265 V за Pb 0 /Pb 2+. На сухо не се окислява, на мокро избледнява, покривайки се с филм, който се превръща в присъствие. CO 2 основно 2РbСО 3 ·Рb(OH) 2 . Оловото образува серия: Pb 2 O, PbO (), PbO 2, Pb 3 O 4 () и Pb 2 O 3 (виж). При стайна температура оловото не реагира с разб. сярни и солни до-тами, тъй като слабо разтворимите филми от PbSO 4 и PbC1 2, образувани на повърхността му, предотвратяват по-нататъшното. Конц. H 2 SO 4 (> 80%) и HC1 при натоварване. взаимодействие с олово, за да образуват p-rimy Comm. Pb(HSO4)2 и H4 [PbCl6]. Оловото е устойчиво на флуороводородна киселина, водни разтвори на NH3 и много други. орг. до там. Най-добрите решения за олово-разб. HNO 3 и CH 3 COOH. В този случай се образуват Pb (NO 3) 2 и Pb (CH 3 COO) 2. Олово подчертано сол. също в лимон, мравчено и вино to-tah.

Pb + PbO 2 + 2H 2 SO 4: 2PbSO 4 + 2H 2 O

При взаимодействие Образуват се съответно Pb(IV) и Pb(II) със соли. plumbates(IV) и plumbites(II),напр. Na 2 PbO 3, Na 2 PbO 2. Водете бавно сол. в конц. разтвори с освобождаване на Н 2 и образуване на М 4 [Pb (OH) 6].

При нагряване оловото реагира с образувайки. С хидрозоена киселина оловото дава Pb (N 3) 2, с натоварване - PbS (виж Оловни халкогениди). олово не е типично. В някои райони се среща тетрахидрид RbH 4 - bestsv. , лесно се разлага на Pb и H 2 ; образувани от действието на солна до-ти на Mg 2 Pb. Вижте също, Органични оловни съединения.

Касова бележка.Основен източник на оловно-сулфидни полиметални. . Получават се селективни от съдържащи 1-5% Pb, оловни и други концентрати. Оловният концентрат обикновено съдържа 40-75% Pb, 5-10% Zn, до 5% Cu, а също и Bi. ДОБРЕ. 90% от оловото се получава по технология, включваща етапи: синтероване на сулфидни концентрати, възстановяване на мините. топене на агломерат и сурово олово. Разработват се процеси на автогенно топене, за да се използва топлината на изгаряне.

Агломериране с традиционно производството на олово се извършва на праволинейни машини с продухване или чрез изсмукване. В този случай PbS се окислява предимно. в течно състояние: 2PbS + 3O 2: 2PbO + 2SO 2. Потоците (SiO 2 , CaCO 3 , Fe 2 O 3 ) се добавят към заряда, като ръж, реагирайки един с друг и с PbO, образуват течна фаза, която циментира заряда. В готовия агломерат водят в DOS. концентриран в оловно силикатно стъкло, което заема до 60% от обема на агломерата. Zn, Fe, Si, Ca кристализират под формата на комплексни съединения, образувайки топлоустойчива рамка. Ефективна (работна) площ на агломерацията машини 6-95 м2.

Готовият агломерат съдържа 35-45% Pb и 1,2-3% S, част от които е във формата. Производителността на агломерацията машини за агломерат зависи от съдържанието на S в шихтата и варира от 10 (бедни концентрати) до 20 t/(m 2 ден) (богати концентрати); според изгорялата S тя е в границите 0,7-1,3 t / (m 2 · ден). Част, съдържаща 4-6% SO 2, се използва за получаване на H 2 SO 4. Степента на използване S е 40-50%.

Полученият агломерат се изпраща за възстановяване. топене в мини. за топене на олово е правоъгълен вал, образуван от кутии с водно охлаждане (кесони). (или въздушно-кислородна смес) се подава през специален. дюзи (фурми), разположени по целия периметър в долната част. ред кесони. В заряда за топене са включени в осн. товарят се агломерат и понякога на буци рециклирани и вторични суровини. Уд. топене на агломерат 50-80 t/(m 2 ден). Директно извличане на олово в проекта 90-94%.

Целта на топенето е да се извлече колкото е възможно повече олово в суровини и Zn и изпразване в шлака. Основен р-ция на топене на оловен агломерат в мина: PbO + CO: Pb + + CO 2. Тъй като се въвежда таксата. Част от оловото се възстановява директно от него. Оловото изисква слабо намаление. (O 2 10 -6 -10 -8 Pa). Разход към теглото на агломерата при топене на мина 8-14%. При тези условия Zn и Fe не се редуцират и преминават в шлака. присъства в агломерата под формата на CuO и CuS. при условията на топене в мините лесно се редуцира и преминава в олово. При високо съдържание на Cu и S в агломерата по време на топенето на вала се образува независим агломерат. фаза-мат.

Основен шлакообразуващите компоненти на шлаката (80-85% от теглото на шлаката) - FeO, SiO 2 , CaO и ZnO - се изпращат за по-нататъшна обработка за извличане на Zn. В шлаката преминават до 2-4% Pb и ~20% Cu, съдържанието на тези респ. 0,5-3,5 и 0,2-1,5%. Образуван по време на топене в мина (и агломерация) служи като суровина за извличане на редки и.

В основата на процесите на автогенно топене на олово е екзотермичният процес. p-tion PbS + O 2: Pb + SO 2, състоящ се от два етапа:

2PbS + 3O2 : 2PbO + 2SO 2 PbS + 2PbO: 3Pb + SO 2

Предимствата на автогенните методи пред традиционните. технология: агломерацията е изключена. , елиминира необходимостта от разреждане на концентрата с флюси, което намалява добива на шлака, използва топлина от и елиминира (частично) потреблението, увеличава възстановяването на SO 2, което опростява тяхното използване и подобрява безопасността на инсталацията. В индустрията се използват два автогенни процеса: KIVCET-TSS, разработен в СССР и внедрен в завода в Уст-Каменогорск и в Италия в завода в Порто-Весме, и американския процес QSL.

Технология на топене по метода KIVCET-TSS: фино смлян, добре изсушен заряд, съдържащ концентрат, циркулиращ и с помощта на горелка технически O 2 се инжектира в камерата за топене, където се получава олово и се образува шлака. (съдържат 20-40% SO 2) след почистване от топенето, върнато в заряда, те отиват за производството на H 2 SO 4. Оловото и шлаката ще се отделят. разделителен поток в електротерм. утаителна пещ, откъдето се изпускат през кранове. сервира в сместа за излишък в зоната на топене.

QSL процесът се извършва в модул от конверторен тип. разделени с преграда на зони. В зоната на топене се зарежда гранулатът. концентрат, топене и технически O 2 . Шлаката постъпва във втора зона, където се продухва с пулверизирана въглищна смес за олово с помощта на фурми. Във всички методи на топене на основния количеството Zn (~80%) преминава в шлаката. За да се извлече Zn, както и останалото олово и малко рядко олово, шлаката се обработва чрез изпаряване или валцуване.

Блистерното олово, получено по един или друг начин, съдържа 93-98% Pb. Примеси в черно олово: Cu (1-5%), Sb, As, Sn (0,5-3%), Al (1-5 kg/t), Au (1-30%), Bi (0,05 -0,4%) . Пречистването на суровото олово се извършва пирометалургично или (понякога) електролитно.

Пирометалургичен методът се отстранява последователно от черно олово: 1) мед - две операции: сегрегация и използване на елементарен S, образувайки Cu 2 S. Предварително. (грубо) пречистване от Cu до съдържание от 0,5-0,7% се извършва в рефлекторно или електротермично с дълбоко олово, имащо температурна разлика във височина. взаимодействие върху повърхността с оловен сулфиден концентрат, за да се образува Cu-Pb мат. Матът се изпраща в производството на мед или в самостоятелно производство. хидрометалургичен. обработка.

2) Телурен металик. На в присъствието NaOH. селективно си взаимодействат. с Te, образувайки Na 2 Te, плаващ на повърхността и разтварящ се в NaOH. Стопилката отива за обработка за извличане на Te.

3), и антимон-окисление на тях или O 2 в отразява. при 700-800 °C, или NaNO3 в присъствието. NaOH при 420°С. Алкалните стопилки се изпращат в хидрометалургията. обработка на NaOH от тях и извличане на Sb и Sn; As се отстранява под формата на Ca 3 (AsO 4) 2, който се изпраща за погребение.

4) и злато - с помощта на Zn, селективно реагиращ с разтворените в оловото; Образуват се AuZn 3 , AgZn 3, плаващи на повърхността. Получените отстранявания се отстраняват от повърхността за последно. обработката им в

Оловото е химичен елемент с атомен номер 82 и символ Pb (от лат. plumbum - слитък). Това е тежък метал с плътност, по-голяма от тази на повечето конвенционални материали; оловото е меко, ковко и се топи при относително ниски температури. Прясно отрязаното олово има синкаво-бял оттенък; избледнява до тъмно сиво, когато е изложено на въздух. Оловото има вторият по големина атомен номер от класически стабилните елементи и е в края на трите основни вериги на разпадане на по-тежките елементи. Оловото е относително нереактивен елемент след прехода. Неговият слаб метален характер се илюстрира от неговата амфотерна природа (олово и оловни оксиди реагират както с киселини, така и с основи) и склонност към образуване на ковалентни връзки. Оловните съединения обикновено са в степен на окисление +2, а не в +4, обикновено с по-леките членове на въглеродната група. Изключенията се ограничават главно до органични съединения. Подобно на по-леките членове на тази група, оловото има тенденция да се свързва със себе си; може да образува вериги, пръстени и полиедрични структури. Оловото се извлича лесно от оловни руди и е било известно още на праисторическите хора в Западна Азия. Основната оловна руда, галенитът, често съдържа сребро и интересът към среброто доведе до широкомащабно извличане на олово и използването му в Древен Рим. Производството на олово намалява след падането на Римската империя и не достига същите нива до Индустриалната революция. В момента световното производство на олово е около десет милиона тона годишно; вторичната продукция от преработката представлява повече от половината от това количество. Оловото има няколко свойства, които го правят полезно: висока плътност, ниска точка на топене, пластичност и относителна инертност към окисление. В съчетание с относителното изобилие и ниската цена, тези фактори доведоха до широкото използване на олово в строителството, водопроводните инсталации, батериите, куршумите, везните, спойките, калаените сплави, стопимите сплави и радиационното екраниране. В края на 19 век оловото е признато за силно токсично и оттогава употребата му е преустановена. Оловото е невротоксин, който се натрупва в меки тъкании кости, увреждайки нервната система и причинявайки мозъчни нарушения, а при бозайниците - кръвни заболявания.

Физически свойства

Атомни свойства

Оловният атом има 82 електрона, подредени в електронна конфигурация 4f145d106s26p2. Комбинираната първа и втора йонизационна енергия - общата енергия, необходима за отстраняване на два 6p електрона - е близка до тази на калая, най-горния съсед на оловото във въглеродната група. Това е необичайно; йонизационните енергии обикновено намаляват в групата, тъй като външните електрони на елемента стават по-отдалечени от ядрото и по-екранирани от по-малки орбитали. Сходството на йонизационните енергии се дължи на намаляването на лантанидите - намаляване на радиусите на елементите от лантан (атомен номер 57) до лутеций (71) и относително малки радиуси на елементи след хафний (72). Това се дължи на лошото екраниране на ядрото от лантанидни електрони. Комбинираните първи четири йонизационни енергии на оловото надвишават тези на калая, противно на предвидените периодични тенденции. Релативистичните ефекти, които стават значителни в по-тежките атоми, допринасят за това поведение. Един такъв ефект е ефектът на инертната двойка: 6s електроните на оловото не са склонни да участват в свързването, което прави разстоянието между най-близките атоми в кристалното олово необичайно дълго. По-леките оловни въглеродни групи образуват стабилни или метастабилни алотропи с тетраедрално координирана и ковалентно свързана диамантена кубична структура. Енергийните нива на техните външни s и p орбитали са достатъчно близки, за да позволят смесване с четирите sp3 хибридни орбитали. В оловото ефектът на инертната двойка увеличава разстоянието между неговите s- и p-орбитали и празнината не може да бъде преодоляна от енергията, която ще бъде освободена от допълнителни връзки след хибридизация. За разлика от диамантената кубична структура, оловото образува метални връзки, в които само p-електроните са делокализирани и споделени между Pb2+ йони. Следователно оловото има лицево-центрирана кубична структура, подобно на двувалентните метали със същия размер, калций и стронций.

Големи обеми

Чистото олово има ярък сребрист цвят с оттенък на синьо. Потъмнява при контакт с влажен въздух, а цветът му зависи от преобладаващите условия. Характерните свойства на оловото включват висока плътност, пластичност и висока устойчивост на корозия (поради пасивиране). Плътната кубична структура и високото атомно тегло на оловото води до плътност от 11,34 g/cm3, което е по-високо от обикновените метали като желязо (7,87 g/cm3), мед (8,93 g/cm3) и цинк (7,14 g/cm3 ). Някои от по-редките метали са с по-голяма плътност: волфрамът и златото са 19,3 g/cm3, докато осмият, най-плътният метал, има плътност от 22,59 g/cm3, почти два пъти повече от оловото. Оловото е много мек метал с твърдост по Моос 1,5; може да се издраска с нокът. Той е доста ковък и донякъде пластичен. Обемният модул на оловото, мярка за неговата лекота на свиваемост, е 45,8 GPa. За сравнение, обемният модул на алуминия е 75,2 GPa; мед - 137,8 GPa; и мека стомана - 160-169 GPa. Якостта на опън при 12-17 MPa е ниска (6 пъти по-висока за алуминия, 10 пъти по-висока за медта и 15 пъти по-висока за меката стомана); може да се подобри чрез добавяне на малко количество мед или антимон. Точката на топене на оловото, 327,5°C (621,5°F), е ниска в сравнение с повечето метали. Неговата точка на кипене е 1749 °C (3180 °F) и е най-ниската от въглеродните групи. Електрическото съпротивление на оловото при 20 °C е 192 нанометра, което е почти с порядък по-високо от това на други индустриални метали (мед при 15,43 nΩ m, злато 20,51 nΩ m и алуминий при 24,15 nΩ m). Оловото е свръхпроводник при температури под 7,19 K, най-високата критична температура от всички свръхпроводници тип I. Оловото е третият по големина елементарен свръхпроводник.

Оловни изотопи

Естественото олово се състои от четири стабилни изотопа с масови числа 204, 206, 207 и 208 и следи от пет краткотрайни радиоизотопи. Големият брой изотопи е в съответствие с факта, че броят на оловните атоми е четен. Оловото има магически брой протони (82), за които моделът на ядрената обвивка точно предсказва особено стабилно ядро. Олово-208 има 126 неутрона, друго магическо число, което може да обясни защо олово-208 е необичайно стабилно. Като се има предвид високият му атомен номер, оловото е най-тежкият елемент, чиито естествени изотопи се считат за стабилни. Тази титла преди това беше държана от бисмута, който има атомен номер 83, докато единственият му първичен изотоп, бисмут-209, беше открит през 2003 г., че се разпада много бавно. Четирите стабилни изотопа на оловото теоретично биха могли да претърпят алфа разпад до живачни изотопи, освобождаващи енергия, но това не е наблюдавано никъде, като прогнозираният полуживот варира от 1035 до 10189 години. Три стабилни изотопа се срещат в три от четирите основни вериги на разпадане: олово-206, олово-207 и олово-208 са крайните продукти на разпадане съответно на уран-238, уран-235 и торий-232; тези вериги на разпад се наричат ​​уранови серии, актиниеви серии и ториеви серии. Тяхната изотопна концентрация в проба от естествена скала е силно зависима от присъствието на тези три основни изотопа на уран и торий. Например, относителното изобилие на олово-208 може да варира от 52% в нормални проби до 90% в ториеви руди, така че стандартната атомна маса на оловото е дадена само с един знак след десетичната запетая. С течение на времето съотношението на олово-206 и олово-207 към олово-204 се увеличава, тъй като първите две се допълват от радиоактивния разпад на по-тежки елементи, докато вторият не е; това позволява олово-олово връзки. Тъй като уранът се разпада на олово, техните относителни количества се променят; това е основата за създаване на уран-олово. В допълнение към стабилните изотопи, които съставляват почти цялото естествено срещащо се олово, има следи от няколко радиоактивни изотопа. Един от тях е олово-210; въпреки че неговият полуживот е само 22,3 години, само малки количества от този изотоп се срещат в природата, тъй като олово-210 се произвежда от дълъг цикъл на разпадане, който започва с уран-238 (който е на Земята от милиарди години). Веригите на разпадане на уран-235, торий-232 и уран-238 съдържат олово-211, -212 и -214, така че естествено се откриват следи от трите оловни изотопа. Малки следи от олово-209 възникват от много рядкото клъстерно разпадане на радий-223, един от дъщерните продукти на естествения уран-235. Олово-210 е особено полезно за идентифициране на възрастта на пробите чрез измерване на съотношението му към олово-206 (и двата изотопа присъстват в една и съща верига на разпад). Синтезирани са общо 43 изотопа на оловото с масови числа 178-220. Олово-205 е най-стабилното, с период на полуразпад около 1,5×107 години. [I] Вторият най-стабилен е олово-202, който има период на полуразпад от около 53 000 години, по-дълъг от всеки естествено срещащ се в следи радиоизотоп. И двете са изчезнали радионуклиди, които са произведени в звездите заедно със стабилни изотопи на оловото, но отдавна са се разпаднали.

Химия

Голям обем олово, изложен на влажен въздух, образува защитен слой с различен състав. Сулфит или хлорид също могат да присъстват в градска или морска среда. Този слой прави голям обем олово ефективно химически инертен във въздуха. Оловото на фин прах, подобно на много метали, е пирофорно и гори със синкаво-бял пламък. Флуорът реагира с оловото при стайна температура, за да образува оловен (II) флуорид. Реакцията с хлор е подобна, но изисква нагряване, тъй като полученият хлориден слой намалява реактивността на елементите. Разтопеното олово реагира с халкогени, за да образува оловни (II) халкогениди. Оловото не се атакува от разредена сярна киселина, а се разтваря в концентрирана форма. Той реагира бавно със солна киселина и енергично с азотна киселина, за да образува азотни оксиди и оловен (II) нитрат. Органичните киселини като оцетната киселина разтварят оловото в присъствието на кислород. Концентрираните алкали разтварят оловото и образуват отвеси.

неорганични съединения

Оловото има две основни степени на окисление: +4 и +2. Четиривалентното състояние е общо за въглеродната група. Двувалентното състояние е рядко за въглерода и силиция, незначително за германия, важно (но не преобладаващо) за калая и по-важно за оловото. Това се дължи на релативистични ефекти, по-специално на ефекта на инертната двойка, който възниква, когато има голяма разлика в електроотрицателността между оловни и оксидни, халогенидни или нитридни аниони, което води до значителни частични положителни заряди на оловото. В резултат на това се наблюдава по-силно свиване на 6s орбитала на оловото, отколкото на 6p орбитала, което прави оловото много инертно в йонни съединения. Това е по-малко приложимо за съединения, в които оловото образува ковалентни връзки с елементи с подобна електроотрицателност, като въглерод в органолептични съединения. В такива съединения 6s и 6p орбиталите са с еднакъв размер и sp3 хибридизацията все още е енергийно благоприятна. Оловото, подобно на въглерода, е предимно четиривалентен в такива съединения. Относително голямата разлика в електроотрицателността между олово (II) при 1,87 и олово (IV) е 2,33. Тази разлика подчертава обръщането на увеличаването на стабилността на степента на окисление +4 с намаляване на концентрацията на въглерод; калайът, за сравнение, има стойности от 1,80 в състояние на окисление +2 и 1,96 в състояние +4.

Оловните (II) съединения са характерни за неорганичната химия на оловото. Дори силни окислители като флуор и хлор реагират с оловото при стайна температура, за да образуват само PbF2 и PbCl2. Повечето от тях са по-малко йонни от другите метални съединения и следователно са до голяма степен неразтворими. Оловните (II) йони обикновено са безцветни в разтвор и частично се хидролизират, за да образуват Pb(OH)+ и накрая Pb4(OH)4 (в който хидроксилните йони действат като мостови лиганди). За разлика от калаените (II) йони, те не са редуциращи агенти. Методите за идентифициране на присъствието на Pb2+ йон във водата обикновено разчитат на утаяването на оловен (II) хлорид с помощта на разредена солна киселина. Тъй като хлоридната сол е слабо разтворима във вода, след това се прави опит да се утаи оловен (II) сулфид чрез барботиране на сероводород през разтвора. Оловният монооксид съществува в две полиморфни форми: червен α-PbO и жълт β-PbO, като последният е стабилен само над 488 °C. Това е най-често използваното оловно съединение. Оловен хидроксид (II) може да съществува само в разтвор; известно е, че образува плумбитови аниони. Оловото обикновено реагира с по-тежки халкогени. Оловният сулфид е полупроводник, фотопроводник и изключително чувствителен инфрачервен детектор. Другите два халкогенида, оловен селенид и оловен телурид, също са фотопроводници. Те са необичайни с това, че цветът им става по-светъл, колкото по-ниска е групата. Оловните дихалогениди са добре описани; те включват диастатид и смесени халиди като PbFCl. Относителната неразтворимост на последния е полезна основа за гравиметрично определяне на флуор. Дифлуоридът е първото твърдо йон-проводящо съединение, което е открито (през 1834 г. от Майкъл Фарадей). Други дихалогениди се разлагат при излагане на ултравиолетова или видима светлина, особено дийодид. Известни са много оловни псевдохалогениди. Оловото (II) образува голям брой халидни координационни комплекси, като 2-, 4- и анионни n5n-вериги. Оловният (II) сулфат е неразтворим във вода, подобно на сулфатите на други тежки двувалентни катиони. Оловен (II) нитрат и оловен (II) ацетат са много разтворими и това се използва при синтеза на други оловни съединения.

Известни са няколко неорганични оловни (IV) съединения и те обикновено са силни окислители или съществуват само в силно киселинни разтвори. Оловен (II) оксид дава смесен оксид при по-нататъшно окисляване, Pb3O4. Описва се като оловен (II, IV) оксид или структурно 2PbO PbO2 и е най-известното оловно съединение със смесена валентност. Оловният диоксид е силен окислител, способен да окислява солната киселина до хлорен газ. Това е така, защото очакваният PbCl4, който ще бъде произведен, е нестабилен и спонтанно се разлага до PbCl2 и Cl2. Подобно на оловния моноксид, оловният диоксид е способен да образува разпенени аниони. Оловният дисулфид и оловният диселенид са стабилни при високо налягане. Оловен тетрафлуорид, жълт кристален прах, е стабилен, но в по-малка степен от дифлуорида. Оловен тетрахлорид (жълто масло) се разлага при стайна температура, оловен тетрабромид е още по-малко стабилен, а съществуването на оловен тетрайодид се оспорва.

Други степени на окисление

Някои оловни съединения съществуват във формални степени на окисление, различни от +4 или +2. Олово (III) може да се получи като междинен продукт между олово (II) и олово (IV) в по-големи органолептични комплекси; това състояние на окисление е нестабилно, тъй като както оловният (III) йон, така и по-големите комплекси, които го съдържат, са радикали. Същото се отнася и за оловото (I), което може да се намери в такива видове. Известни са множество смесени оксиди на оловото (II, IV). Когато PbO2 се нагрява на въздух, той става Pb12O19 при 293°C, Pb12O17 при 351°C, Pb3O4 при 374°C и накрая PbO при 605°C. Друг сесквиоксид, Pb2O3, може да бъде получен чрез високо наляганезаедно с няколко нестехиометрични фази. Много от тях показват дефектни флуоритни структури, в които някои кислородни атоми са заменени с кухини: PbO може да се разглежда като имащ тази структура, като всеки алтернативен слой от кислородни атоми липсва. Отрицателните окислителни състояния могат да възникнат като Zintl фази, както в случая на Ba2Pb, където оловото формално е олово (-IV), или както в случая на чувствителни към кислород пръстени или полиедрични клъстерни йони като тригоналния бипирамидален йон Pb52-i , където два оловни атома - олово (- I), и три - олово (0). В такива аниони всеки атом е в полиедричния връх и допринася с два електрона за всяка ковалентна връзка на ръба на техните sp3 хибридни орбитали, като другите два са външната единична двойка. Те могат да се образуват в течен амоняк чрез редукция на олово с натрий.

Органично олово

Оловото може да образува множество вериги, свойство, което споделя с по-лекия си хомолог, въглерода. Способността му да прави това е много по-малка, тъй като енергията на връзката Pb-Pb е три и половина пъти по-ниска от тази на връзката C-C. Със себе си оловото може да изгради връзки метал-метал до трети ред. С въглерода оловото образува органоловни съединения, подобни на, но обикновено по-малко стабилни от типичните органични съединения (поради слабостта на Pb-C връзката). Това прави органометалната химия на оловото много по-малко широка от тази на калая. Оловото образува предимно органични съединения (IV), дори ако това образуване започва с неорганични оловни (II) реагенти; са известни много малко органолатни (II) съединения. Най-добре охарактеризираните изключения са Pb 2 и Pb (η5-C5H5)2. Оловният аналог на най-простото органично съединение, метан, е плумбан. Plumban може да се получи при реакцията между метално олово и атомен водород. Две прости производни, тетраметиладин и тетраетилиделид, са най-известните органични оловни съединения. Тези съединения са относително стабилни: тетраетилидът започва да се разлага само при 100°C или когато е изложен на слънчева светлина или ултравиолетова радиация. (Тетрафениловото олово е още по-термично стабилно, разлага се при 270°C.) С металния натрий оловото лесно образува еквимоларна сплав, която реагира с алкил халиди, за да образува органометални съединения като тетраетилид. Окислителната природа на много органо-органични съединения също се използва: оловен тетраацетат е важен лабораторен реагент за окисляване в органичната химия, а тетраетил елид е произведен в по-големи количества от всяко друго органометално съединение. Други органични съединения са по-малко химически стабилни. За много органични съединения няма оловен аналог.

Произход и разпространение

В космоса

Изобилието от олово на частица в Слънчевата система е 0,121 ppm (части на милиард). Тази цифра е два и половина пъти по-висока от тази на платината, осем пъти по-висока от тази на живака и 17 пъти по-висока от тази на златото. Количеството олово във Вселената бавно нараства, тъй като най-тежките атоми (всички от които са нестабилни) постепенно се разпадат на олово. Изобилието от олово в Слънчевата система се е увеличило с около 0,75% от нейното формиране преди 4,5 милиарда години. Таблицата на изотопното изобилие в Слънчевата система показва, че оловото, въпреки относително високия си атомен номер, е по-разпространено от повечето други елементи с атомни номера над 40. Първичното олово, което съдържа изотопите олово-204, олово-206, олово-207, и олово -208- са създадени главно в резултат на повтарящите се процеси на улавяне на неутрони, които се случват в звездите. Двата основни режима на улавяне са s- и r-процеси. В процеса s (s означава "бавно"), улавянията са разделени от години или десетилетия, което позволява на по-малко стабилните ядра да претърпят бета разпад. Стабилно ядро ​​на талий-203 може да улови неутрон и да се превърне в талий-204; това вещество претърпява бета разпад, което води до стабилно олово-204; когато друг неутрон бъде уловен, той се превръща в олово-205, който има период на полуразпад от около 15 милиона години. По-нататъшното улавяне води до образуването на олово-206, олово-207 и олово-208. Когато бъде уловен от друг неутрон, олово-208 става олово-209, което бързо се разпада на бисмут-209. Когато бъде уловен друг неутрон, бисмут-209 става бисмут-210, чиято бета се разпада на полоний-210, а алфа се разпада на олово-206. Следователно цикълът завършва при олово-206, олово-207, олово-208 и бисмут-209. В процеса r (r означава "бързо"), улавянията са по-бързи, отколкото ядрата могат да се разпаднат. Това се случва в среда с висока плътност на неутрони, като свръхнова или сливане на две неутронни звезди. Неутронният поток може да бъде от порядъка на 1022 неутрона на квадратен сантиметър в секунда. Процесът R не генерира толкова олово, колкото процесът s. Той има тенденция да спре веднага щом богатите на неутрони ядра достигнат 126 неутрона. В този момент неутроните са разположени в пълни черупки в атомното ядро ​​и става по-трудно енергийно да се приспособят повече от тях. Когато неутронният поток намалее, техните бета ядра се разпадат на стабилни изотопи на осмий, иридий и платина.

На земята

Оловото се класифицира като халкофил по класификацията на Goldschmidt, което означава, че обикновено се среща в комбинация със сяра. Рядко се среща в естествената си метална форма. Много оловни минерали са сравнително леки и в хода на историята на Земята са останали в кората, вместо да потъват по-дълбоко във вътрешността на Земята. Това обяснява сравнително високото ниво на олово в кората, 14 ppm; това е 38-ият най-често срещан елемент в кората. Основният оловен минерал е галенитът (PbS), който се намира главно в цинковите руди. Повечето други оловни минерали са свързани по някакъв начин с галенита; буланжерит, Pb5Sb4S11, е смесен сулфид, получен от галенит; англезит, PbSO4, е продукт на окисление на галенит; и серусит или бяла оловна руда, PbCO3, е продукт на разлагане на галенит. Арсен, калай, антимон, сребро, злато, мед и бисмут са често срещани примеси в оловните минерали. Световните ресурси на олово надхвърлят 2 милиарда тона. Значителни находища на олово са открити в Австралия, Китай, Ирландия, Мексико, Перу, Португалия, Русия и Съединените щати. Глобалните резерви - ресурси, които са икономически жизнеспособни за извличане - през 2015 г. възлизат на 89 милиона тона, 35 милиона от които са в Австралия, 15,8 милиона в Китай и 9,2 милиона в Русия. Типичните фонови концентрации на олово не надвишават 0,1 µg/m3 в атмосферата; 100 mg/kg в почвата; и 5 µg/l в прясна и морска вода.

Етимология

Съвременната английска дума "lead" (олово) е от германски произход; идва от средноанглийски и староанглийски (с дължина над гласната "e", за да покаже, че гласната на тази буква е дълга). Староанглийската дума идва от хипотетично реконструирано протогерманско *lauda- ("олово"). Според общоприетата лингвистична теория тази дума е "родила" потомци в няколко германски езика с абсолютно същото значение. Произходът на протогерманското *lauda не е ясен в езиковата общност. Според една хипотеза тази дума произлиза от протоиндоевропейското *lAudh- („олово“). Според друга хипотеза думата е заемка от прото-келтски *ɸloud-io- („олово“). Тази дума е свързана с латинската plumbum, която дава на този елемент химическия символ Pb. Думата *ɸloud-io- може също да е източникът на протогерманското *bliwa- (което също означава „олово“), от което произлиза немското Blei. Името на химичен елемент не е свързано с глагола със същия правопис, произлизащ от протогерманския *layijan- („водя“).

История

Предистория и ранна история

Метални оловни мъниста, датиращи от 7000-6500 г. пр. н. е., намерени в Мала Азия, може да представляват първия пример за топене на метал. По онова време оловото имаше малко приложения (ако изобщо имаше) поради своята мекота и матов вид. Основната причина за разпространението на производството на олово е връзката му със среброто, което може да се получи чрез изгаряне на галенит (разпространен оловен минерал). Древните египтяни са първите, които използват олово в козметиката, което се разпространява в древна Гърция и извън нея. Египтяните може да са използвали олово като потъващо средство в риболовни мрежи, както и в глазури, чаши, емайли и бижута. Различни цивилизации от Плодородния полумесец са използвали оловото като материал за писане, като валута и в строителството. Оловото е било използвано в древния китайски кралски двор като стимулант, като валута и като контрацептив. В цивилизацията на долината на Инд и мезоамериканците оловото е използвано за направата на амулети; Източните и южноафриканските народи са използвали олово за теглене на тел.

класическа епоха

Тъй като среброто е било широко използвано като декоративен материал и разменно средство, оловни находища започват да се обработват в Мала Азия от 3000 г. пр.н.е.; по-късно оловни находища са разработени в района на Егейско море и Лорион. Тези три региона са доминирали в производството на добито олово до около 1200 г. пр.н.е. От 2000 г. пр. н. е. финикийците работят върху находищата на Иберийския полуостров; до 1600 г. пр.н.е добив на олово е имало в Кипър, Гърция и Сицилия. Териториалната експанзия на Рим в Европа и Средиземноморието, както и развитието на минната индустрия, доведоха района до превръщането му в най-големия производител на олово в класическата епоха, с годишно производство, достигащо 80 000 тона. Подобно на своите предшественици, римляните са получавали олово главно като страничен продукт от топенето на сребро. Водещите миньори са Централна Европа, Великобритания, Балканите, Гърция, Анадола и Испания, които представляват 40% от световното производство на олово. Оловото е било използвано за направата на водопроводни тръби в Римската империя; латинската дума за този метал, plumbum, е произходът на английската дума plumbing (водопровод). Лесното боравене с метала и устойчивостта му на корозия доведоха до широкото му използване в други области, включително фармацевтични продукти, покриви, валута и военни доставки. Писатели от онова време като Катон Стари, Колумела и Плиний Стари препоръчват оловни съдове за приготвяне на подсладители и консерванти, добавяни към вино и храна. Оловото придава приятен вкус поради образуването на "оловна захар" (оловен (II) ацетат), докато медните или бронзовите съдове могат да придадат на храната горчив вкус поради образуването на verdigres. Този метал е най-разпространеният материал в класическата античност и е подходящо да се отнесем към (римската) оловна ера. Оловото е било обичайна употреба за римляните, както пластмасата за нас. Римският автор Витрувий съобщава за опасностите, които оловото може да представлява за здравето, и съвременните писатели предполагат, че отравянето с олово е изиграло важна роля в упадъка на Римската империя.[l]Други изследователи критикуват подобни твърдения, посочвайки например, че не всички коремни болки са били причинени от отравяне с олово. Според археологически изследвания, рим. оловните тръби повишават нивата на олово в чешмяната вода, но подобен ефект "едва ли би бил наистина вреден". Жертвите на отравяне с олово стават известни като сатурнини, на името на страховития баща на боговете Сатурн. Поради връзката с това, оловото се смяташе за "бащата" на всички метали. Статутът му в римското общество бил нисък, тъй като бил лесно достъпен и евтин.

Объркване на калай и антимон

В класическата епоха (и дори до 17 век) калайът често е бил неразличим от оловото: римляните са наричали оловото plumbum nigrum („черно олово“), а калайът plumbum candidum („светло олово“). Връзката между олово и калай може да се проследи и на други езици: думата "olovo" на чешки означава "олово", но на руски сродният калай означава "калай". Освен това оловото е тясно свързано с антимона: и двата елемента обикновено се срещат като сулфиди (галенит и стибнит), често заедно. Плиний пише неправилно, че при нагряване стибнитът произвежда олово вместо антимон. В страни като Турция и Индия оригиналното персийско име за антимон се отнася до антимонов сулфид или оловен сулфид, а на някои езици, като руския, се нарича антимон.

Средновековие и Ренесанс

Добивът на олово в Западна Европа намаля след падането на Западната Римска империя, като Арабска Иберия беше единственият регион със значителен добив на олово. Най-голямото производство на олово се наблюдава на юг и източна Азия, особено в Китай и Индия, където добивът на олово се е увеличил значително. В Европа производството на олово започва да се възражда едва през 11-ти и 12-ти век, където оловото отново се използва за покриви и тръби. От 13-ти век оловото се използва за създаване на витражи. В европейската и арабската алхимична традиция оловото (символът на Сатурн в европейската традиция) се смяташе за нечист неблагороден метал, който чрез разделяне, рафиниране и балансиране на съставните си части може да се трансформира в чисто злато. През този период оловото все повече се използва за замърсяване на виното. Използването на такова вино е забранено през 1498 г. със заповед на папата, тъй като се счита за неподходящо за използване в свещени ритуали, но то продължава да се пие, което води до масови отравяния до края на 18 век. Оловото е ключов материал в части от печатарската преса, изобретена около 1440 г.; печатниците редовно вдишват оловен прах, което причинява отравяне с олово. Горе-долу по същото време са изобретени огнестрелни оръжия и оловото, въпреки че е по-скъпо от желязото, се превръща в основен материал за производство на куршуми. Той е по-малко увреждащ железните дула, има по-висока плътност (която допринася за по-добро задържане на скоростта), а по-ниската му точка на топене улеснява производството на куршуми, тъй като те могат да бъдат направени с помощта на дървен огън. Оловото, под формата на венецианска керамика, се използва широко в козметиката сред западноевропейската аристокрация, тъй като избелените лица се смятат за знак на скромност. Тази практика по-късно се разширява до бели перуки и очни линии и изчезва едва по време на Френската революция в края на 18 век. Подобна мода се появява в Япония през 18 век с появата на гейшите, практика, която продължава през 20 век. „Белите лица въплъщават добродетелта на японските жени“, докато оловото обикновено се използва като белина.

Извън Европа и Азия

В Новия свят оловото започва да се произвежда малко след пристигането на европейските заселници. Най-ранното регистрирано производство на олово датира от 1621 г. в английската колония Вирджиния, четиринадесет години след нейното основаване. В Австралия първата мина, открита от колонистите на континента, беше водещата мина през 1841 г. В Африка добивът и топенето на олово са били известни в Бенуе Таура и басейна на долното река Конго, където оловото е било използвано за търговия с европейците и като валута от 17 век, много преди борбата за Африка.

Индустриална революция

През втората половина на 18 век Индустриалната революция се провежда във Великобритания, а след това в континентална Европа и Съединените щати. Това беше първият път, когато темпът на производство на олово навсякъде по света надвиши този в Рим. Великобритания беше водещият производител на олово, но загуби този статут до средата на 19 век с изчерпването на своите мини и развитието на добива на олово в Германия, Испания и Съединените щати. До 1900 г. Съединените щати са световен лидер в производството на олово, а други неевропейски страни - Канада, Мексико и Австралия - започват значително производство на олово; производството извън Европа нараства. Голяма част от търсенето на олово беше за водопроводни инсталации и боя - тогава редовно се използваше оловна боя. По това време повече хора(работническа класа) влязоха в контакт с метали и се увеличиха случаите на отравяне с олово. Това доведе до изследване на ефектите от приема на олово върху тялото. Оловото се оказва по-опасно в димната си форма от твърдия метал. Установена е връзка между отравяне с олово и подагра; Британският лекар Алфред Баринг Гаррод отбелязва, че една трета от неговите пациенти с подагра са водопроводчици и художници. Последствията от хронично излагане на олово, включително психични разстройства, също са били изследвани през 19 век. Първите закони за намаляване на случаите на отравяне с олово във фабриките са приети през 1870-те и 1880-те години в Обединеното кралство.

ново време

Допълнителни доказателства за заплахата, представлявана от оловото, бяха открити в края на 19-ти и началото на 20-ти век. Механизмите на увреждане са по-добре разбрани и оловната слепота също е документирана. Държавите в Европа и САЩ предприеха усилия за намаляване на количеството олово, с което хората влизат в контакт. През 1878 г. Обединеното кралство въвежда задължителни прегледи във фабриките и назначава първия фабричен медицински инспектор през 1898 г.; в резултат на това е отчетено 25-кратно намаляване на случаите на отравяне с олово от 1900 до 1944 г. Последното голямо излагане на хора на олово беше добавянето на тетраетилов етер към бензина като антидетонатор, практика, възникнала в Съединените щати през 1921 г. Той беше преустановен в Съединените щати и Европейския съюз до 2000 г. Повечето европейски страни забраниха оловната боя, често използвана поради своята непрозрачност и водоустойчивост, за декориране на интериори до 1930 г. Въздействието е значително: през последната четвърт на 20-ти век процентът на хората с повишени нива на олово в кръвта е спаднал от над три четвърти от населението на Съединените щати до малко над два процента. Основният оловен продукт до края на 20-ти век беше оловно-киселинната батерия, която не представляваше непосредствена заплаха за хората. Между 1960 и 1990 г. производството на олово в Западния блок се е увеличило с една трета. Делът на световното производство на олово в Източния блок се утрои от 10% на 30% от 1950 до 1990 г., когато Съветският съюз беше най-големият производител на олово в света в средата на 70-те и 80-те години на миналия век, а Китай започна широко производство на олово в края на 20-те години , ти век. За разлика от европейските комунистически страни, в средата на 20 век Китай беше предимно неиндустриализирана страна; през 2004 г. Китай изпревари Австралия като най-големият производител на олово. Както при европейската индустриализация, оловото се отрази на здравето в Китай.

производство

Производството на олово се увеличава в световен мащаб поради използването му в оловно-киселинни батерии. Има две основни категории продукти: първични, от руди; и вторични, от скрап. През 2014 г. от първични продукти са произведени 4,58 млн. тона олово, а от вторични – 5,64 млн. тона. Тази година Китай, Австралия и Съединените щати оглавиха първите три производители на добит оловен концентрат. Първите три производители на рафинирано олово са Китай, САЩ и Южна Корея. Според доклад от 2010 г. на Международната асоциация на експертите по метали общото използване на олово, натрупано, изпуснато или разпръснато в околната среда на глобално ниво на глава от населението, е 8 кг. Голяма част от това е в по-развитите страни (20-150 kg/глава от населението), отколкото в по-слабо развитите страни (1-4 kg/глава от населението). Производствени процесиза първично и вторично олово са подобни. Някои първични производствени предприятия понастоящем допълват дейността си с оловни листове и тази тенденция вероятно ще се увеличи в бъдеще. При подходящи производствени методи рециклираното олово е неразличимо от чистото олово. Скрапът от строителната търговия обикновено е сравнително чист и претопен без необходимост от топене, въпреки че понякога се изисква дестилация. По този начин производството на рециклирано олово е по-евтино от гледна точка на енергийните изисквания от производството на първично олово, често с 50% или повече.

Основен

Повечето оловни руди съдържат нисък процент олово (богатите руди имат типично съдържание на олово от 3-8%), което трябва да бъде концентрирано за възстановяване. По време на първоначалната обработка рудите обикновено се подлагат на раздробяване, отделяне на плътни среди, смилане, пенна флотация и сушене. Полученият концентрат със съдържание на олово от 30-80% от теглото (обикновено 50-60%) след това се превръща в (нечист) оловен метал. Има два основни начина за това: двуетапен процес, включващ печене, последвано от екстракция от доменната пещ, извършвана в отделни съдове; или директен процес, при който извличането на концентрата се извършва в един съд. Последният метод е станал по-разпространен, въпреки че първият все още е важен.

Процес в две стъпки

Първо, сулфидният концентрат се пече на въздух, за да се окисли оловен сулфид: 2 PbS + 3 O2 → 2 PbO + 2 SO2 руда. Този суров оловен оксид се редуцира в коксова пещ до (отново нечист) метал: 2 PbO + C → Pb + CO2. Примесите са главно арсен, антимон, бисмут, цинк, мед, сребро и злато. Стопилката се обработва в реверберационна пещ с въздух, пара и сяра, която окислява примесите, с изключение на сребро, злато и бисмут. Окислените замърсители плуват върху стопилката и се отстраняват. Металното сребро и злато се отстраняват и възстановяват икономично чрез процеса Parkes, при който към оловото се добавя цинк. Цинкът разтваря среброто и златото, като и двете, без да се смесват с олово, могат да бъдат отделени и възстановени. Обезсребреното олово се освобождава от бисмут по метода на Betterton-Kroll, като се обработва с метален калций и магнезий. Получените бисмут-съдържащи шлаки могат да бъдат отстранени. Много чисто олово може да се получи чрез електролитно третиране на разтопено олово по метода на Betts. Нечистите оловни аноди и чистите оловни катоди се поставят в електролит от оловен флуоросиликат (PbSiF6). След прилагане на електрически потенциал, нечистото олово на анода се разтваря и се отлага върху катода, оставяйки по-голямата част от примесите в разтвор.

директен процес

При този процес оловният блок и шлаката се получават директно от оловни концентрати. Концентратът на оловен сулфид се топи в пещ и се окислява до образуване на оловен монооксид. Въглерод (коксов или въглищен газ) се добавя към разтопения заряд заедно с потоците. По този начин оловният монооксид се редуцира до оловен метал в средата на богатата на оловен монооксид шлака. До 80% от оловото във високо концентрирани първоначални концентрати може да се получи под формата на слитъци; останалите 20% образуват шлака, богата на оловен монооксид. За нискокачествени суровини цялото олово може да се окисли до висококачествена шлака. Металното олово се произвежда допълнително от висококачествени (25-40%) шлаки чрез изгаряне или подводно впръскване на гориво, чрез спомагателна електрическа пещ или комбинация от двата метода.

Алтернативи

Продължават изследванията върху по-чист и по-малко енергоемък процес за добив на олово; основният му недостатък е, че или твърде много олово се губи като отпадък, или алтернативните методи водят до високо съдържание на сяра в получения оловен метал. Хидрометалургичната екстракция, при която нечистите оловни аноди се потапят в електролит и чистото олово се отлага върху катода, е техника, която може да има потенциал.

вторичен метод

Топенето, което е неразделна част от първичното производство, често се пропуска по време на вторичното производство. Това се случва само когато металното олово е претърпяло значително окисляване. Този процес е подобен на първичния добив в доменна или въртяща се пещ, като съществената разлика е по-голямата променливост в добивите. Процесът на топене на олово е повече модерен метод, които могат да действат като продължение на първичното производство; пастата за батерии от използвани оловни батерии премахва сярата чрез третиране с алкали и след това се обработва в пещ, работеща с въглища, в присъствието на кислород, за да се образува нечисто олово, като антимонът е най-често срещаният примес. Рециклирането на вторичното олово е подобно на това на първичното олово; Някои процеси на рафиниране могат да бъдат пропуснати в зависимост от рециклирания материал и неговия потенциал за замърсяване, като бисмутът и среброто най-често се приемат като примеси. От източниците на олово за изхвърляне, оловно-киселинните батерии са най-важните източници; оловни тръби, листове и кабелни обвивки също са значителни.

Приложения

Противно на общоприетото схващане, графитът в дървените моливи никога не е бил направен от олово. Когато моливът е създаден като инструмент за навиване на графит, специфичният тип използван графит се нарича plumbago (буквално за олово или оформление на олово).

елементарна форма

Оловният метал има няколко полезни механични свойства, включително висока плътност, ниска точка на топене, пластичност и относителна инертност. Много метали превъзхождат оловото в някои от тези аспекти, но като цяло са по-рядко срещани и по-трудни за извличане от руди. Токсичността на оловото е довела до постепенното премахване на някои от неговите употреби. Оловото се използва за направата на куршуми от изобретяването им през Средновековието. Оловото е евтино; неговата ниска точка на топене означава, че боеприпаси за малки оръжия могат да бъдат отлети с минимално използване на техническо оборудване; освен това оловото е по-плътно от другите обикновени метали, което позволява по-добро задържане на скоростта. Бяха изразени опасения, че оловните куршуми, използвани за лов, могат да навредят заобикаляща среда . Неговата висока плътност и устойчивост на корозия са били използвани в редица свързани приложения. Оловото се използва като кил на кораби. Теглото му позволява да уравновеси ефекта на вдигане на вятъра върху платната; тъй като е толкова плътен, той заема малко обем и минимизира водоустойчивостта. Оловото се използва при гмуркане, за да се противодейства на способността на водолаза да плава. През 1993 г. основата на Наклонената кула в Пиза е стабилизирана с 600 тона олово. Поради своята устойчивост на корозия, оловото се използва като защитна обвивка за подводни кабели. Оловото се използва в архитектурата. Оловните листове се използват като покривни материали, при облицовки, топене, при производството на улуци и фуги на водосточни тръби и в покривни парапети. Оловните корнизи се използват като декоративен материал за фиксиране на оловни листове. Оловото все още се използва в производството на статуи и скулптури. В миналото оловото често се е използвало за балансиране на колелата на колите; поради съображения за опазване на околната среда тази употреба се преустановява. Оловото се добавя към медни сплави като месинг и бронз, за ​​да се подобри тяхната обработваемост и смазваща способност. Тъй като е практически неразтворимо в медта, оловото образува твърди топчета в несъвършенствата в цялата сплав, като например границите на зърната. При ниски концентрации, а също и като смазка, глобулите предотвратяват раздробяването по време на работа на сплавта, като по този начин подобряват обработваемостта. Лагерите използват медни сплави с по-висока концентрация на олово. Оловото осигурява смазване, а медта осигурява опора. Поради високата си плътност, атомен номер и възможност за формоване, оловото се използва като бариера за абсорбиране на звук, вибрации и радиация. Оловото няма естествени резонансни честоти, в резултат на това оловният лист се използва като звукоизолиращ слой в стени, подове и тавани на звукови студия. Органичните лули често се правят от оловна сплав, смесена с различни количества калай, за да се контролира тонът на всяка лула. Оловото е екраниращ материал, използван в ядрената наука и рентгеновите камери: гама лъчите се абсорбират от електрони. Оловните атоми са плътно опаковани и тяхната електронна плътност е висока; голям атомен номер означава, че има много електрони на атом. Разтопеното олово се използва като охлаждаща течност за бързи реактори с оловно охлаждане. Най-голямото използване на олово се наблюдава в началото на 21 век в оловно-киселинните батерии. Реакциите в батерията между олово, оловен диоксид и сярна киселина осигуряват надежден източник на напрежение. Оловото в батериите не влиза в пряк контакт с хората и следователно е свързано с по-малка заплаха от токсичност. Суперкондензатори, съдържащи оловно-киселинни батерии, са инсталирани в киловати и мегавати в Австралия, Япония и Съединените щати в областта на контрола на честотата, изглаждането слънчева енергияи за други приложения. Тези батерии имат по-ниска енергийна плътност и ефективност при разреждане на заряда от литиево-йонните батерии, но са значително по-евтини. Оловото се използва в силови кабели за високо напрежение като материал за обвивка за предотвратяване на дифузия на вода по време на топлоизолация; тази употреба намалява, тъй като оловото се премахва. Някои страни също така намаляват употребата на олово в спойки за електроника, за да намалят опасните за околната среда отпадъци. Оловото е един от трите метала, използвани в теста на Oddi за музейни материали, който помага за откриването органични киселини, алдехиди и киселинни газове.

Връзки

Съединенията на олово се използват като или в оцветители, окислители, пластмаси, свещи, стъкло и полупроводници. Багрилата на основата на олово се използват в керамични глазури и стъкло, особено за червени и жълти цветове. Оловен тетраацетат и оловен диоксид се използват като окислители в органичната химия. Оловото често се използва в PVC покрития на електрически кабели. Може да се използва върху фитили за свещи, за да осигури по-дълго и по-равномерно изгаряне. Поради токсичността на оловото европейските и северноамериканските производители използват алтернативи като цинка. Оловното стъкло се състои от 12-28% оловен оксид. Променя оптичните характеристики на стъклото и намалява пропускането на йонизиращо лъчение. Оловни полупроводници като оловен телурид, оловен селенид и оловен антимонид се използват във фотоволтаични клетки и инфрачервени детектори.

Биологични и екологични ефекти

Биологични ефекти

Оловото няма доказана биологична роля. Неговото разпространение в човешкото тяло е средно 120 mg при възрастен - разпространението му е надминато само от цинк (2500 mg) и желязо (4000 mg) сред тежки метали. Оловните соли се усвояват много ефективно от организма. Малко количество олово (1%) ще се съхранява в костите; останалото ще се екскретира в урината и изпражненията в рамките на няколко седмици след експозицията. Детето ще може да отдели само около една трета от оловото от тялото. Хроничното излагане на олово може да доведе до бионатрупване на олово.

Токсичност

Оловото е изключително отровен метал (независимо дали се вдишва или поглъща), засягащ почти всеки орган и система в човешкото тяло. При ниво на въздуха 100 mg/m3 представлява непосредствена опасност за живота и здравето. Оловото се абсорбира бързо в кръвта. Основната причина за неговата токсичност е склонността му да пречи на правилното функциониране на ензимите. Той прави това чрез свързване към сулфхидрилните групи, открити в много ензими, или чрез имитиране и изместване на други метали, които действат като кофактори в много ензимни реакции. Сред основните метали, с които оловото взаимодейства, са калций, желязо и цинк. Високите нива на калций и желязо осигуряват известна защита срещу отравяне с олово; ниските нива причиняват повишена чувствителност.

ефекти

Оловото може да причини сериозно увреждане на мозъка и бъбреците и в крайна сметка да доведе до смърт. Подобно на калция, оловото може да премине кръвно-мозъчната бариера. Той разрушава миелиновите обвивки на невроните, намалява техния брой, пречи на пътя на невротрансмисията и намалява растежа на невроните. Симптомите на отравяне с олово включват нефропатия, коремни колики и вероятно слабост в пръстите, китките или глезените. Ниското кръвно налягане се повишава, особено при хора на средна и по-напреднала възраст, което може да причини анемия. При бременни жени високите нива на експозиция на олово могат да причинят спонтанен аборт. Доказано е, че хроничното излагане на високи нива на олово намалява мъжката плодовитост. IN развиващ се мозъкдете, оловото пречи на образуването на синапси в мозъчната кора, неврохимичното развитие (включително невротрансмитери) и организацията на йонните канали. Ранното излагане на олово при деца е свързано с повишен риск от нарушения на съня и прекомерна сънливост през деня по-късно в живота. детство. Високите нива на олово в кръвта са свързани със забавен пубертет при момичетата. Увеличаването и намаляването на експозицията на олово във въздуха от изгарянето на тетраетил олово в бензина през 20-ти век е свързано с исторически увеличения и намаления на нивата на престъпност, но тази хипотеза не е общоприета.

Лечение

Лечението на отравяне с олово обикновено включва прилагане на димеркапрол и сукцимер. Острите случаи може да изискват използването на калциев динатриев едетат, етилендиаминтетраоцетна киселина (EDTA) динатриев калциев хелат. Оловото има по-голям афинитет към оловото, отколкото калция, което води до хелатиране на оловото чрез метаболизма и екскретиране в урината, оставяйки безвреден калций.

Източници на влияние

Излагането на олово е глобална загриженост, тъй като добивът и топенето на олово са често срещани в много части на света. Отравянето с олово обикновено е резултат от поглъщане на замърсена с олово храна или вода и по-рядко от случайно поглъщане на замърсена почва, прах или оловна боя. Продуктите с морска вода може да съдържат олово, ако водата е изложена на промишлени води. Плодовете и зеленчуците могат да бъдат замърсени с високи нива на олово в почвите, в които са отгледани. Почвата може да бъде замърсена от натрупване на частици от олово в тръби, оловна боя и остатъчни емисии от оловен бензин. Използването на олово във водопроводните тръби е проблематично в райони с мека или кисела вода. Твърдата вода образува неразтворими слоеве в тръбите, докато меката и кисела вода разтваря оловните тръби. Разтвореният въглероден диоксид в транспортираната вода може да доведе до образуването на разтворим оловен бикарбонат; кислородната вода може по подобен начин да разтвори оловото като оловен (II) хидроксид. Пия водаможе да причини здравословни проблеми с течение на времето поради токсичността на разтвореното олово. Колкото по-твърда е водата, толкова повече ще съдържа бикарбонат и калциев сулфат и толкова повече вътрешна часттръбите ще бъдат покрити защитен слойоловен карбонат или оловен сулфат. Поглъщането на оловна боя е основният източник на излагане на олово при децата. Докато боята се разпада, тя се отлепва, пулверизира се на прах и след това навлиза в тялото чрез контакт с ръка или замърсена храна, вода или алкохол. поглъщане на малко народни средстваможе да доведе до излагане на олово или неговите съединения. Вдишването е вторият основен път на излагане на олово, включително за пушачите и особено за работещите с олово. Цигареният дим съдържа, наред с други токсични вещества, радиоактивно олово-210. Почти цялото вдишано олово се абсорбира в тялото; при перорален прием процентът е 20-70%, като децата абсорбират повече олово от възрастните. Експозицията на кожата може да бъде значителна за тясна категория хора, работещи с органични оловни съединения. Скоростта на абсорбция на олово в кожата е по-ниска за неорганичното олово.

Екология

Добивът, производството, използването и изхвърлянето на олово и неговите продукти са причинили значително замърсяване на почвите и водите на Земята. Атмосферните емисии на олово бяха в своя пик по време на индустриалната революция, а периодът на оловен бензин беше през втората половина на двадесети век. Повишените концентрации на олово продължават да съществуват в почвите и седиментите в постиндустриалните и градските райони; промишлените емисии, включително тези, свързани с изгарянето на въглища, продължават в много части на света. Оловото може да се натрупа в почвите, особено тези с високо органично съдържание, където се задържа стотици до хиляди години. Той може да заеме мястото на други метали в растенията и може да се натрупа на техните повърхности, като по този начин забавя процеса на фотосинтеза и им пречи да растат или ги убива. Замърсяването на почвите и растенията засяга микроорганизмите и животните. Засегнатите животни имат намалена способност да синтезират червени кръвни клетки, което причинява анемия. Аналитичните методи за определяне на олово в околната среда включват спектрофотометрия, рентгенова флуоресценция, атомна спектроскопия и електрохимични методи. Разработен е специфичен йон-селективен електрод на базата на йонофор S,S"-метиленбис (N,N-диизобутилдитиокарбамат).

Ограничение и възстановяване

До средата на 80-те години на миналия век има значителна промяна в употребата на олово. В Съединените щати екологичните разпоредби намаляват или премахват употребата на олово в продукти без батерии, включително бензин, боя, спойка и водни системи. Устройствата за контрол на частиците могат да се използват в електроцентрали, работещи с въглища, за събиране на емисии на олово. Употребата на олово е допълнително ограничена от Директивата RoHS на Европейския съюз. Използването на оловни куршуми за лов и спортна стрелба беше забранено в Холандия през 1993 г., което доведе до значително намаляване на емисиите на олово от 230 тона през 1990 г. до 47,5 тона през 1995 г. В Съединените американски щати Администрацията по безопасност и здраве при работа е определила допустимата граница на експозиция на олово на работното място на 0,05 mg/m3 за 8-часов работен ден; това се отнася за метално олово, неорганични оловни съединения и оловни сапуни. Националният институт за безопасност и здраве на САЩ препоръчва концентрациите на олово в кръвта да бъдат под 0,06 mg на 100 g кръв. Оловото все още може да се намери във вредни количества в керамика, винил (използван за полагане на тръби и изолиране на електрически кабели) и китайски месинг. По-старите къщи може все още да съдържат оловна боя. Бялата оловна боя е премахната в индустриализираните страни, но жълтият оловен хромат все още се използва. Отстраняването на стара боя чрез шлайфане произвежда прах, който човек може да вдиша.