Šis video turpinās stāstu par svina īpašībām:

Elektrovadītspēja

Metālu siltumvadītspēja un elektrovadītspēja diezgan labi korelē savā starpā. Svins slikti vada siltumu un arī nav viens no labākajiem elektrības vadītājiem: pretestība ir 0,22 omi-kv. mm/m ar tāda paša vara pretestību 0,017.

Izturība pret koroziju

Svins ir parastais metāls, taču tā ķīmiskās inerces līmenis ir tuvu tam. Zema aktivitāte un spēja pārklāties ar oksīda plēvi nosaka pienācīgu izturību pret koroziju.

Mitrā, sausā atmosfērā metāls praktiski nerūsē. Turklāt pēdējā gadījumā sērūdeņradis, oglekļa anhidrīds un sērskābe - parastie korozijas "vaininieki" - to neietekmē.

Korozijas indikatori dažādās atmosfērās ir šādi:

• pilsētā (smogs) – 0,00043–0,00068 mm/gadā,
• jūrā (sāls) – 0,00041–0,00056 mm/gadā;
• lauku – 0,00023–,00048 mm/gadā.

Svaigs vai destilēts ūdens netiek pakļauts nullei.

• Metāls ir izturīgs pret hromskābi, fluorūdeņražskābi, koncentrētu etiķskābi, sērskābi un fosforskābi.
• Bet atšķaidītā etiķskābā vai slāpeklī, kura koncentrācija ir mazāka par 70%, tas ātri sabrūk.
• Līdzīgi darbojas arī koncentrēta – vairāk nekā 90% – sērskābe.

Gāzes - hlors, sēra dioksīds, sērūdeņradis neietekmē metālu. Taču fluorūdeņraža ietekmē svins korodē.

Tās kodīgās īpašības ietekmē citi metāli. Tādējādi saskare ar dzelzi nekādā veidā neietekmē izturību pret koroziju, bet bismuta pievienošana samazina vielas izturību pret skābi.

Toksiskums

Gan svins, gan visi tā organiskie savienojumi ir klasificēti kā 1. klases ķīmiski bīstamas vielas. Metāls ir ļoti toksisks, un saindēšanās iespējama daudzu tehnoloģisko procesu laikā: kausējot, ražojot svina krāsas, iegūstot rūdas u.c. Ne tik sen, mazāk nekā pirms 100 gadiem, saindēšanās mājsaimniecībā bija ne mazāk izplatīta, jo svinu pat pievienoja baltajai sejas mazgāšanai.

Vislielākās briesmas rada metāla tvaiki un putekļi, jo šādā stāvoklī tie visvieglāk iekļūst ķermenī. Galvenais ceļš ir elpceļi. Daži var uzsūkties caur kuņģa-zarnu traktu un pat ādā tiešā saskarē – tas pats svina baltums un krāsas.

• Nokļūstot plaušās, svins uzsūcas asinīs, izplatās pa visu ķermeni un uzkrājas galvenokārt kaulos. Tās galvenā toksiskā iedarbība ir saistīta ar hemoglobīna sintēzes traucējumiem. Tipiskās saindēšanās ar svinu pazīmes ir līdzīgas anēmijai – nogurums, galvassāpes, miega un gremošanas traucējumi, bet to pavada pastāvīga sāpošas sāpes muskuļos un kaulos.
• Ilgstoša saindēšanās var izraisīt "svina paralīzi". Akūta saindēšanās provocē spiediena paaugstināšanos, asinsvadu sacietēšanu utt.

Ārstēšana ir specifiska un ilgstoša, jo smagos metālus nav viegli izvadīt no organisma.

Tālāk mēs apspriedīsim, kādas vides īpašības piemīt svinam.

Vides īpašības

Vides piesārņojums ar svinu tiek uzskatīts par vienu no visbīstamākajiem. Visiem produktiem, kuros tiek izmantots svins, ir nepieciešama īpaša utilizācija, ko veic tikai licencēti servisi.

Diemžēl svina piesārņojumu rada ne tikai uzņēmumu darbība, kur tas ir vismaz regulēts. Pilsētas gaisā svina tvaiku klātbūtne nodrošina degvielas sadegšanu automašīnās. Uz šī fona svina stabilizatoru klātbūtne tādās pazīstamās konstrukcijās kā metāla plastmasas logs vairs nešķiet uzmanības vērta.

Svins ir metāls ar . Neskatoties uz toksicitāti, to pārāk plaši izmanto tautsaimniecībā, lai metālu varētu aizstāt ar kaut ko.

Šis video pastāstīs par svina sāļu īpašībām:

Svins ir metāls, kas pazīstams kopš seniem laikiem. Cilvēks to ir izmantojis kopš 2-3 tūkstošiem pirms mūsu ēras, un tas pirmo reizi tika atklāts Mezopotāmijā. Tur no svina tika izgatavoti mazi ķieģeļi, figūriņas, dažādi sadzīves priekšmeti. Jau toreiz cilvēki bronzu ieguva, izmantojot šo elementu, kā arī izgatavoja to rakstīšanai ar asiem priekšmetiem.

Kādā krāsā ir metāls?

Tas ir periodiskās tabulas 6. perioda IV grupas elements, kur tam ir kārtas numurs 82. Kas ir svins dabā? Tā ir visbiežāk sastopamā galēna, un formula ir PbS. Citādi galenu sauc par svina spīdumu. Tīrs elements ir mīksts un kaļams metāls netīri pelēkā krāsā. Gaisā tā griezums ātri pārklājas ar nelielu oksīda slāni. Oksīdi droši aizsargā metālu no turpmākas oksidācijas gan mitrā, gan sausā vidē. Notīrot metāla virsmu, kas pārklāta ar oksīdiem, tā iegūs spīdīgu nokrāsu ar zilu nokrāsu. Šo tīrīšanu var veikt, ielejot svinu vakuumā un noslēdzot to vakuuma kolbā.

Mijiedarbība ar skābēm

Sērskābe un sālsskābe ļoti vāji iedarbojas uz svinu, bet metāls viegli šķīst slāpekļskābē. Visi metālu ķīmiskie savienojumi, kas var šķīst, ir indīgi. To iegūst galvenokārt no rūdām: vispirms svina spīdumu sadedzina, līdz tas pārvēršas svina oksīdā, un pēc tam šo vielu reducē ar akmeņoglēm līdz tīram metālam.

Elementu vispārīgās īpašības

Svina blīvums ir 11,34 g/cm3. Tas ir 1,5 reizes lielāks par dzelzs blīvumu un četras reizes lielāks par vieglā alumīnija blīvumu. Ne velti krievu valodā vārds “svins” ir sinonīms vārdam “smags”. Svins kūst 327,5 o C temperatūrā. Metāls kļūst gaistošs jau pie apkārtējās vides temperatūras 700 C°. Šī informācija ir ļoti svarīga tiem, kas strādā šī metāla ieguvē. To ir ļoti viegli saskrāpēt pat ar nagu, un to ir viegli sarullēt plānās loksnēs. Šis ir ļoti mīksts metāls.

Mijiedarbība ar citiem metāliem, apkure

Svina īpatnējā siltumietilpība ir 140 J/kg. Pēc ķīmiskajām īpašībām tas ir zemas aktivitātes metāls. Sprieguma sērijā tas atrodas ūdeņraža priekšā. Svinu no tā sāļiem viegli aizvieto ar citiem metāliem. Piemēram, varat veikt eksperimentu: iemērciet cinka nūju šī elementa acetāta šķīdumā. Tad tas nosēdīsies uz cinka nūjas pūkainu kristālu veidā, ko ķīmiķi sauc par “Saturna koksni”. Kāds ir svina īpatnējais siltums? Ko tas nozīmē? Šis rādītājs ir 140 J/kg. Tas nozīmē sekojošo: lai uzsildītu kilogramu metāla par 1 o C, nepieciešami 140 džouli siltuma.

Izplatība dabā

Zemes garozā šī metāla nav tik daudz – tikai 0,0016 masas%. Tomēr pat šī vērtība liecina, ka tā ir bagātāka nekā dzīvsudrabs, bismuts un zelts. Zinātnieki to skaidro ar faktu, ka dažādi svina izotopi ir torija un urāna sabrukšanas produkti, tāpēc svina līmenis Zemes garozā miljoniem gadu ir lēnām pieaudzis. Šobrīd ir zināmas daudzas svina rūdas - tā ir jau minētā galēna, kā arī tās ķīmisko pārvērtību rezultāti.

Pie pēdējiem pieder svina sulfāts, cerusīts (cits nosaukums ir baltais mimetīts, stoltsīts. Rūdās ir arī citi metāli – kadmijs, varš, cinks, sudrabs, bismuts. Kur sastopamas svina rūdas, ar šo metālu ir piesātināta ne tikai augsne, bet arī ūdenstilpes, augi.Kas ir svins dabā Tas vienmēr ir specifisks savienojums.Šis metāls atrodams arī radioaktīvo metālu rūdās – urānā un torija.

Smagais metāls rūpniecībā

Rūpniecībā visbiežāk izmanto svina un alvas savienojumu. Cauruļvadu un elektrisko vadu savienošanai plaši izmanto parasto lodmetālu, ko sauc par "terciāro". Šis savienojums satur vienu daļu svina un divas daļas alvas. Telefona kabeļu apvalki un akumulatoru daļas var saturēt arī svinu. Dažiem tā savienojumiem kušanas temperatūra ir ļoti zema - piemēram, sakausējumi ar kadmiju vai alvu kūst 70 o C. No šādiem savienojumiem izgatavo ugunsdzēsības iekārtas. Metālu sakausējumi tiek plaši izmantoti kuģu būvē. Tie parasti ir gaiši pelēkā krāsā. Lai aizsargātu pret koroziju, kuģi bieži tiek pārklāti ar alvas un svina sakausējumiem.

Nozīme pagātnes cilvēkiem un pielietojums

Romieši izmantoja šo metālu, lai izgatavotu caurules cauruļvados. Senatnē cilvēki svinu saistīja ar planētu Saturns, un tāpēc to agrāk sauca par Saturnu. Viduslaikos tā lielā svara dēļ metālu bieži izmantoja alķīmiskiem eksperimentiem. Viņam bieži tika piedēvēta spēja pārvērsties zeltā. Svins ir metāls, ko ļoti bieži jauca ar alvu, kas turpinājās līdz 17. gadsimtam. Un senajās slāvu valodās tas nesa šo nosaukumu.

Tas ir nonācis mūsdienu čehu valodā, kur šo smago metālu sauc par olovo. Daži valodnieki uzskata, ka vārds Plumbum ir saistīts ar konkrētu Grieķijas apgabalu. krievu izcelsme Vārds "svins" zinātniekiem joprojām ir neskaidrs. Daži valodnieki to saista ar lietuviešu vārdu "scwinas".

Tradicionālā svina izmantošana vēsturē ir ložu, bises ložu un dažādu citu šāviņu ražošanā. To izmantoja, jo tas bija lēts un ar zemu kušanas temperatūru. Iepriekš, izdarot pistoles šāvienu, viņi nepievienoja metālu liels skaits arsēns.

Svins tika izmantots arī Senajā Ēģiptē. No tā tika izgatavoti celtniecības bloki, dižciltīgo cilvēku statujas un kaltas monētas. Ēģiptieši bija pārliecināti, ka svinam piemīt īpaša enerģija. Viņi no tā izgatavoja mazas šķīvjus un izmantoja tās, lai pasargātu sevi no ļaundariem. Un senie romieši izgatavoja ne tikai ūdens caurules. Viņi arī ražoja kosmētiku no šī metāla, pat nenojaušot, ka paraksta savu nāves orderi. Galu galā, kad svins katru dienu iekļuva organismā, tas izraisīja nopietnas slimības.

Kā ar mūsdienu vidi?

Ir vielas, kas lēnām, bet pārliecinoši nogalina cilvēci. Un tas attiecas ne tikai uz neapgaismotajiem senatnes senčiem. Mūsdienās toksiskā svina avoti ir cigarešu dūmi un pilsētas putekļi no dzīvojamām ēkām. Bīstami ir arī krāsu un laku tvaiki. Taču vislielāko kaitējumu rada automašīnu izplūdes gāzes, kas satur lielu daudzumu svina.

Bet apdraudēti ir ne tikai lielpilsētu iedzīvotāji, bet arī tie, kas dzīvo ciematos. Šeit metāls var uzkrāties augsnēs un pēc tam nonākt augļos un dārzeņos. Tā rezultātā cilvēki vairāk nekā trešdaļu svina saņem ar pārtiku. Šajā gadījumā par pretlīdzekli var kalpot tikai spēcīgi antioksidanti: magnijs, kalcijs, selēns, vitamīni A, C. Regulāri lietojot, jūs varat droši neitralizēt sevi no metāla kaitīgās ietekmes.

Kaitējums

Katrs skolēns zina, kas ir svins. Bet ne visi pieaugušie spēj atbildēt uz jautājumu, kāds ir tā kaitējums. Tās daļiņas iekļūst organismā caur elpošanas sistēmu. Tālāk tas sāk mijiedarboties ar asinīm, reaģējot ar dažādas daļasķermeni. No tā visvairāk cieš muskuļu un skeleta sistēma. Šeit nonāk 95% no visa svina, ko patērē cilvēki.

Augsts līmenis tā saturs organismā izraisa garīgu atpalicību, un pieaugušajiem tas izpaužas formā depresijas simptomi. Par pārmērību liecina izklaidība un nogurums. Cieš arī zarnas – svina dēļ bieži var rasties spazmas. Šis smagais metāls negatīvi ietekmē arī reproduktīvo sistēmu. Sievietēm ir grūti dzemdēt bērnu, un vīriešiem var rasties problēmas ar spermas kvalitāti. Tas ir arī ļoti bīstams nierēm. Saskaņā ar dažiem pētījumiem tas var izraisīt ļaundabīgi audzēji. Tomēr daudzumos, kas nepārsniedz 1 mg, svins var būt labvēlīgs ķermenim. Zinātnieki atklājuši, ka šim metālam var būt baktericīda iedarbība uz redzes orgāniem – tomēr jāatceras, kas ir svins, un jālieto tikai devās, kas nepārsniedz pieļaujamās.

Kā secinājums

Kā jau minēts, senatnē planēta Saturns tika uzskatīta par šī metāla patronu. Bet Saturns astroloģijā ir vientulības, skumju un smaga likteņa tēls. Vai tāpēc svins nav labākais pavadonis cilvēkiem? Varbūt viņam nevajadzētu uzspiest savu sabiedrību, kā senie cilvēki intuitīvi domāja, kad viņi sauca svina Saturnu. Galu galā šī metāla radītais kaitējums ķermenim var būt neatgriezenisks.

Svins (Pb) ir mīksts, sudrabaini balts vai pelēcīgs periodiskās sistēmas 14. grupas (IVa) metāls ar atomskaitli 82. Tā ir ļoti kaļama, kaļama un blīva viela, kas ir vājš elektrības vadītājs. Svina elektroniskā formula ir [Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 2. Pazīstams senos laikos un alķīmiķi uzskatījis par vecāko no metāliem, tas ir ļoti izturīgs un izturīgs pret koroziju, par ko liecina seno romiešu uzstādīto ūdensvadu nepārtrauktā izmantošana. Simbols Pb svina ķīmiskajā formulā ir latīņu vārda plumbum saīsinājums.

Izplatība dabā

Svins ir bieži minēts agrīnajos Bībeles tekstos. Babilonieši izmantoja metālu, lai izgatavotu rakstāmplāksnes. Romieši to izmantoja, lai izgatavotu ūdens caurules, monētas un pat virtuves piederumus. Pēdējās sekas bija iedzīvotāju saindēšanās ar svinu imperatora Augusta Cēzara laikmetā. Savienojums, kas pazīstams kā baltais svins, tika izmantots kā dekoratīvs pigments jau 200. gadā pirms mūsu ēras. e.

Svara izteiksmē svina saturs zemes garozā atbilst alvai. Kosmosā uz katriem 106 silīcija atomiem ir 0,47 svina atomi. Tas ir salīdzināms ar cēzija, prazeodīma, hafnija un volframa saturu, no kuriem katrs tiek uzskatīts par diezgan ierobežotu elementu.

Ražošana

Lai gan svina nav daudz, dabiskie koncentrācijas procesi ir radījuši ievērojamas komerciālas nozīmes atradnes, īpaši Amerikas Savienotajās Valstīs, Kanādā, Austrālijā, Spānijā, Vācijā, Āfrikā un Dienvidamerikā. Reti sastopams tīrā formā svins ir atrodams vairākos minerālos, taču tiem visiem ir neliela nozīme, izņemot PbS sulfīdu (galēnu), kas ir galvenais avots rūpnieciskā ražošanašo ķīmisko elementu visā pasaulē. Metāls ir atrodams arī Anglesītā (PbSO 4) un kerusītā (PbCO 3). Līdz 21. gadsimta sākumam. Pasaules vadošie svina koncentrāta ražotāji bija tādas valstis kā Ķīna, Austrālija, ASV, Peru, Meksika un Indija.

Svinu var iegūt, apgrauzdējot rūdu, kam seko kausēšana domnā vai ar tiešu kausēšanu. Piemaisījumi tiek noņemti papildu attīrīšanas laikā. Gandrīz puse no visa rafinētā svina tiek reģenerēta no pārstrādātiem lūžņiem.

Ķīmiskās īpašības

Elementāro svinu ūdeņraža joni var oksidēt līdz Pb 2+ jonam, taču lielākās daļas tā sāļu nešķīstība padara šo ķīmisko elementu izturīgu pret daudzām skābēm. Oksidēšanās sārmainā vidē notiek vieglāk un veicina šķīstošu savienojumu veidošanos svina oksidācijas stāvoklī +2. Oksīds PbO 2 ar Pb 4+ jonu ir viens no skābā šķīduma, bet sārmainā šķīdumā tas ir salīdzinoši vājš. Svina oksidēšanos veicina kompleksu veidošanās. Elektrodepoziciju vislabāk veikt no ūdens šķīdumi, kas satur svina heksafluorsilikātu un heksafluorsilikātu.

Gaisā metāls ātri oksidējas, veidojot blāvi pelēku pārklājumu, kas iepriekš tika uzskatīts par suboksīdu Pb 2 O. Šobrīd ir vispāratzīts, ka tas ir Pb un PbO oksīda maisījums, kas aizsargā metālu no turpmākas korozijas. Lai gan svins šķīst atšķaidītā slāpekļskābē, to tikai virspusēji ietekmē sālsskābe vai sērskābe, jo iegūtie nešķīstošie hlorīdi (PbCl 2) vai sulfāti (PbSO 4) neļauj reakcijai turpināties. Ķīmiskās īpašības svins, kas nosaka tā kopējo pretestību, ļauj izmantot metālu jumta seguma materiālu ražošanā, zemē vai zem ūdens novietoto elektrisko kabeļu apšuvumos un kā oderējumu ūdensvadiem un konstrukcijām, ko izmanto korozīvu vielu transportēšanai un apstrādei .

Vadošās lietojumprogrammas

Ir zināma tikai viena šī ķīmiskā elementa kristāliskā modifikācija ar blīvi iesaiņotu metāla režģi. Brīvā stāvoklī svinam ir nulles oksidācijas pakāpe (tāpat kā jebkurai citai vielai). Elementa elementārās formas plašā izplatība ir saistīta ar tā elastību, vieglu metināšanu, zemu kušanas temperatūru, augstu blīvumu un spēju absorbēt gamma un rentgena starojumu. Izkausēts svins ir lielisks šķīdinātājs un ļauj koncentrēt brīvo sudrabu un zeltu. Svina strukturālo izmantošanu ierobežo tā zemā stiepes izturība, nogurums un ražības īpašības pat pie nelielas slodzes.

Elements tiek izmantots uzlādējamo bateriju ražošanā, munīcijā (šāvienos un lodes), lodēšanā, apdrukā, gultņos, vieglajos sakausējumos un sakausējumos ar alvu. Lieljaudas un rūpnieciskās iekārtās var izmantot svina savienojumu daļas, lai samazinātu troksni un vibrāciju. Tā kā metāls efektīvi absorbē īsviļņu elektromagnētisko starojumu, to izmanto kodolreaktoru, daļiņu paātrinātāju, rentgena iekārtu un transportēšanas un uzglabāšanas konteineru aizsargekrāniem. Sastāv no oksīda (PbO 2) un sakausējuma ar antimonu vai kalciju. , elements tiek izmantots parastajās baterijās.

Ietekme uz ķermeni

Ķīmiskais elements svins un tā savienojumi ir toksiski un uzkrājas organismā ilgu laiku ( šī parādība ko sauc par kumulatīvo saindēšanos), līdz tiek sasniegta letāla deva. Toksicitāte palielinās, palielinoties savienojumu šķīdībai. Bērniem svina uzkrāšanās var izraisīt kognitīvus traucējumus. Pieaugušajiem tas izraisa progresējošu nieru slimību. Saindēšanās simptomi ir sāpes vēderā un caureja, kam seko aizcietējums, slikta dūša, vemšana, reibonis, galvassāpes un vispārējs vājums. Parasti ārstēšanai pietiek ar svina avota iedarbības novēršanu. Ķīmiskā elementa likvidēšana no insekticīdiem un pigmentu krāsām, kā arī respiratoru un citu aizsargierīču lietošana iedarbības vietās ir būtiski samazinājusi saindēšanās ar svinu gadījumu skaitu. Atzinība, ka tetraetilsvins Pb(C 2 H 5) 4 antidetonācijas piedevas veidā benzīnā piesārņo gaisu un ūdeni, noveda pie tā izmantošanas pārtraukšanas 20. gadsimta 80. gados.

Bioloģiskā loma

Svins organismā nespēlē nekādu bioloģisku lomu. Šī ķīmiskā elementa toksicitāti izraisa tā spēja atdarināt metālus, piemēram, kalciju, dzelzi un cinku. Svina mijiedarbība ar tām pašām olbaltumvielu molekulām kā šie metāli noved pie to normālas darbības pārtraukšanas.

Kodolenerģijas īpašības

Ķīmiskais elements svins veidojas gan neitronu absorbcijas procesu rezultātā, gan smagāku elementu radionuklīdu sabrukšanas laikā. Ir 4 stabili izotopi. 204 Pb relatīvais daudzums ir 1,48%, 206 Pb - 23,6%, 207 Pb - 22,6% un 208 Pb - 52,3%. Stabili nuklīdi ir urāna (līdz 206 Pb), torija (līdz 208 Pb) un aktīnija (līdz 207 Pb) dabiskās radioaktīvās sabrukšanas galaprodukti. Ir zināmi vairāk nekā 30 svina radioaktīvie izotopi. No tiem 212 Pb (torija sērija), 214 Pb un 210 Pb (urāna sērija) un 211 Pb (aktīnija sērija) piedalās dabiskajos sabrukšanas procesos. Dabā sastopamā svina atomu svars dažādos avotos atšķiras atkarībā no tā izcelsmes.

Monoksīdi

Savienojumos svina oksidācijas pakāpe galvenokārt ir +2 un +4. Vissvarīgākie no tiem ir oksīdi. Tas ir PbO, kurā ķīmiskais elements atrodas +2 stāvoklī, PbO 2 dioksīds, kurā tas parādās augstākā pakāpe svina (+4) un tetroksīda, Pb3O4 oksidēšana.

Monoksīds pastāv divās modifikācijās - litharga un litharge. Litargs (alfa svina oksīds) ir sarkana vai sarkanīgi dzeltena cieta viela ar tetragonālu kristāla struktūru, kuras stabila forma pastāv temperatūrā, kas zemāka par 488 °C. Lite (beta svina monoksīds) ir dzeltena cieta viela, un tai ir ortorombiska kristāla struktūra. Tā stabilā forma pastāv temperatūrā, kas pārsniedz 488 °C.

Abas formas nešķīst ūdenī, bet šķīst skābēs, veidojot sāļus, kas satur Pb 2+ jonu, vai sārmos, veidojot plumbītus, kuros ir PbO 2 2- jons. Litargs, kas veidojas svinam reaģējot ar atmosfēras skābekli, ir vissvarīgākais šī ķīmiskā elementa komerciālais savienojums. Vielu lielos daudzumos izmanto tieši un kā izejmateriālu citu svina savienojumu ražošanai.

Svina-skābes akumulatoru plākšņu ražošanā tiek patērēts ievērojams daudzums PbO. Augstas kvalitātes stikla trauki (kristāls) satur līdz 30% litāra. Tas palielina stikla refrakcijas indeksu un padara to spīdīgu, izturīgu un dzidru. Litarg kalpo arī kā desikants lakās un tiek izmantots nātrija svina ražošanā, ko izmanto, lai no benzīna noņemtu nepatīkamus tiolus (organiskos savienojumus, kas satur sēru).

Dioksīds

Dabā PbO 2 pastāv kā brūni melns minerāls platnerīts, ko komerciāli iegūst no trialāda tetroksīda, oksidējot ar hloru. Karsējot tas sadalās un rada skābekli un oksīdus ar zemāku svina oksidācijas pakāpi. PbO 2 izmanto kā oksidētāju krāsvielu, ķīmisko vielu, pirotehnikas un spirtu ražošanā un kā cietinātāju polisulfīda gumijām.

Trilīda tetroksīdu Pb 3 O 4 (pazīstams kā vai minium) iegūst, tālāk oksidējot PbO. Tas ir oranžsarkans līdz ķieģeļsarkans pigments, kas atrodams korozijizturīgās krāsās, ko izmanto, lai aizsargātu atklātu dzelzi un tēraudu. Tas arī reaģē ar dzelzs oksīdu, veidojot ferītu, ko izmanto pastāvīgo magnētu ražošanā.

Acetāts

Arī ekonomiski nozīmīgs svina savienojums ar oksidācijas pakāpi +2 ir Pb(C 2 H 3 O 2) 2 acetāts. Tas ir ūdenī šķīstošs sāls, ko iegūst, izšķīdinot litāru koncentrētā etiķskābē. Vispārējā forma, trihidrāts, Pb(C 2 H 3 O 2) 2 · 3H 2 O, ko sauc par svina cukuru, izmanto kā fiksatoru audumu krāsošanā un kā žāvēšanas līdzekli dažās krāsās. To izmanto arī citu svina savienojumu ražošanā un zelta cianidēšanas iekārtās, kur tas PbS veidā kalpo šķīstošo sulfīdu izgulsnēšanai no šķīduma.

Citi sāļi

Pamata svina karbonāts, sulfāts un silikāts savulaik tika plaši izmantoti kā pigmenti baltajām ārējām krāsām. Tomēr no divdesmitā gadsimta vidus. izmantot tā saukto baltā svina pigmenti ir ievērojami samazinājušies, jo pastāv bažas par to toksicitāti un ar to saistīto apdraudējumu cilvēku veselībai. Tā paša iemesla dēļ svina arsenāta izmantošana insekticīdos praktiski ir pārtraukta.

Papildus galvenajiem oksidācijas stāvokļiem (+4 un +2) svinam var būt negatīvās pilnvaras-4, -2, -1 Zintl fāzēs (piemēram, BaPb, Na 8 Ba 8 Pb 6) un +1 un +3 svina organiskajos savienojumos, piemēram, heksametildiplumbānā Pb 2 (CH 3) 6.

(nm, koordinācijas skaitļi norādīti iekavās) Pb 4+ 0,079 (4), 0,092 (6), Pb 2+ 0,112 (4), 0,133 (6).

Svina saturs zemes garozā ir 1,6-10 µg/l, Pasaules okeānā 0,03 µg/l (41,1 milj.t), upēs 0,2-8,7 µg/l. Zināms apm. 80 satur svinu, svarīgākais no tiem ir galēna jeb svina spīdums, PbS. Maza industriālā Anglesīts PbSO 4 un cerus vietas PbCO 3 ir svarīgi. Svinu pavada Cu, Zn; Cd, Bi, Te un citi vērtīgi elementi. Daba fons 2·10 -9 -5·10 -4 μg/m 3 . Pieauguša cilvēka organismā ir 7-15 mg svina.

Īpašības. Svina metāls ir zilganpelēkā krāsā un kristalizējas šķautnēs. kub Cu tipa režģis, a - = 0,49389 nm, z = 4, telpa. Fm3m grupa. Svins ir viens no kausējamiem, smagiem; m.p. 327,50 °C, bp. 1751 °C; blīvums, 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). Svins slikti vada siltumu un elektrību; 33,5 W/(m K) (mazāk nekā 10% no Ag); temperatūras koeficients svina lineāro izplešanos (tīrība 99,997%) temperatūras diapazonā 0-320 °C apraksta ar vienādojumu: a = 28,15·10 -6 t + 23,6·10 -9 t 2 °C -1 ; pie 20 °C r 20,648 μOhm cm (mazāk nekā 10% no r Ag), attiecīgi 300 °C un 460 °C. 47,938 un 104,878 μΩ cm. Pie -258,7°C svina r samazinās līdz 13,11·10 -3 μΩ·cm; pie 7,2 K tas nonāk supravadītājā stāvoklī. Svins ir diamagnētisks, mag. uzņēmība -0,12·10 -6. IN šķidrs stāvoklis svins ir šķidrs, h temperatūras diapazonā 330-800 °C mainās 3,2-1,2 mPa s robežās; g diapazonā no 330-1000 °C ir diapazonā no (4,44-4,01)·10 -3 N/m.

AR vīns ir mīksts, elastīgs un viegli sarullējams plānās loksnēs. pēc Brinela 25-40 MPa; s pieaugums 12-13 MPa, s saspiest apm. 50 MPa; attiecas pārrāvuma pagarinājums 50-70%. Ievērojami palielināt svina Na, Ca un Mg, bet samazināt tā ķīmisko. izturību. palielina svina pretkorozijas izturību (uz H 2 SO 4 iedarbību). Izmantojot Sb, palielinās arī svina skābes izturība pret H 2 SO 4. Bi un Zn samazina svina izturību pret skābēm, un Cd, Te un Sn arī palielina svina noguruma izturību. Svinā risinājuma praktiski nav. N 2, CO, CO 2, O 2, SO 2, H 2.

In chem. Svins ir diezgan inerts. Standarta vads -0,1265 V Pb 0 /Pb 2+. Žāvējot, tas neoksidējas, slapjš izgaist, pārklājoties ar plēvi, kas pārvēršas par klātbūtni. CO 2 galvenajā 2PbCO 3 ·Pb(OH) 2. C svins veido sēriju: Pb 2 O, PbO (), PbO 2, Pb 3 O 4 () un Pb 2 O 3 (sk.). Istabas temperatūrā svins nereaģē ar atšķaidītu. sērskābe un sālsskābe, jo uz tās virsmas izveidojušās slikti šķīstošās PbSO 4 un PbC1 2 plēves kavē tālāku. Konc. H 2 SO 4 (>80%) un HC1 karsējot. mijiedarbība ar svinu veido r-apmales savienojumus. Pb(HSO 4) 2 un H 4 [PbCl 6]. Svins ir izturīgs pret fluorūdeņražskābi, ūdens šķīdumiem NH 3 un daudziem citiem. org. uz-tur. Labākie svina šķīdinātāji. HNO 3 un CH 3 COOH. Šajā gadījumā veidojas Pb(NO 3) 2 un Pb(CH 3 COO) 2. Svins ir manāmi izšķīdis. arī citronu, skudrīšu un vīna sulās.

Pb + PbO2 + 2H2SO4: 2PbSO4 + 2H2O

Mijiedarbojoties Attiecīgi veidojas Pb(IV) un Pb(II) sāļi. plumbīti (IV) un plumbīti (II),piem Na 2 PbO 3, Na 2 PbO 2. Svins izšķīst lēni. konc. šķīdums ar H 2 izdalīšanos un M 4 veidošanos [Pb(OH) 6 ].

Sildot, svins reaģē ar, veidojot. Ar slāpekļskābi svins dod Pb(N 3) 2, karsējot - PbS (skat. Svina halkogenīdus). nav tipisks svinam. Dažos apgabalos ir atrodams PbH 4 bezkrāsains tetrahidrīds. , viegli sadalās Pb un H 2; veidojas iedarbojoties dil. sālsskābe Mg 2 Pb. Skatiet arī, Organolead savienojumi.

Kvīts. Pamata Svina avots ir polimetāla sulfīds. . Svinu un citus koncentrātus selektīvi ražo no tiem, kas satur 1-5% Pb. Svina koncentrāts parasti satur 40-75% Pb, 5-10% Zn, līdz 5% Cu, kā arī Bi. LABI. 90% svina tiek iegūti, izmantojot tehnoloģiju, kas ietver šādus posmus: sulfīdu koncentrātu aglomerācija, raktuvju redukcijas. aglomerāta un rupjā svina kušana. Autogēnās kausēšanas procesi tiek izstrādāti, lai izmantotu sadegšanas siltumu.

Aglomerācija ar tradicionālo Svina ražošana tiek veikta uz taisnas līnijas iekārtām ar pūšanu vai izsūknēšanu. Šajā gadījumā PbS galvenokārt tiek oksidēts. šķidrā stāvoklī: 2PbS + 3O 2: 2PbO + 2SO 2. Lādiņam tiek pievienotas plūsmas (SiO 2, CaCO 3, Fe 2 O 3), kuras, savstarpēji reaģējot un ar PbO, veido šķidru fāzi, kas cementē lādiņu. Gatavā aglomerātā galvenokārt ir svins koncentrēts svina silikāta stiklā, aizņemot līdz 60% no aglomerāta tilpuma. Zn, Fe, Si, Ca kristalizējas sarežģītu savienojumu veidā, veidojot karstumizturīgu rāmi. Efektīva (darba) aglomerācijas zona. automašīnas 6-95 m 2.

Gatavais aglomerāts satur 35-45% Pb un 1,2-3% S, daļa no griezuma ir formā. Saķepināšanas produktivitāte saķepināšanas iekārtas ir atkarīgas no S satura lādiņā un svārstās no 10 (slikti koncentrāti) līdz 20 t/(m 2 · dienā) (bagāti koncentrāti); sadedzinātā S izteiksmē tas ir robežās no 0,7-1,3 t/(m 2 · diennaktī). Daļa, kas satur 4-6% SO 2, tiek izmantota H 2 SO 4 ražošanai. S izmantošanas līmenis ir 40-50%.

Iegūtais aglomerāts tiek nosūtīts reducēšanai. kausēšana raktuvēs. svina kausēšanai tā ir taisnstūra šahta, ko veido ar ūdeni dzesējamas kastes (kesoni). (vai gaisa-skābekļa maisījums) tiek piegādāts caur īpašu sprauslas (tuyeres), kas atrodas pa visu perimetru apakšā. kesonu sērija. Kušanas maisījums ietver galvenokārt tiek iekrauti aglomerāti un dažkārt vienreizēji pārstrādātas un otrreizējās izejvielas. Ud. aglomerāta kausēšana 50-80 t/(m 2 diennaktī). Tieša svina ekstrakcija jēlnaftā 90-94%.

Kausēšanas mērķis ir no neapstrādātā materiāla iegūt pēc iespējas vairāk svina un izdedžos izvadīt Zn un atkritumu materiālus. Pamata Svina aglomerāta vārpstas kausēšanas attiecība: PbO + CO: Pb + + CO 2. Kā īpašība maisījumā tiek ievadīta . Daļa svina tiek tieši samazināta ar to. Svinam ir nepieciešams nedaudz reducētājs. (O 2 10 -6 -10 -8 Pa). Patēriņš uz vienu aglomerāta masu šahtas kausēšanas laikā ir 8-14%. Šādos apstākļos Zn un Fe netiek reducēti un pārvēršas par izdedžiem. atrodas aglomerātā CuO un CuS formā. vārpstas kausēšanas apstākļos tas viegli reducējas un pārvēršas par svinu. Ar augstu Cu un S saturu aglomerātā vārpstas kausēšanas laikā notiek pašizveidošanās. matēta fāze.

Pamata Izdedžu izdedžus veidojošie komponenti (80-85% no izdedžu svara) - FeO, SiO 2, CaO un ZnO - tiek nosūtīti tālākai apstrādei, lai iegūtu Zn. Sārņos nonāk līdz 2-4% Pb un ~20% Cu, to saturs attiecīgi. 0,5-3,5 un 0,2-1,5%. Veidojas šahtas kausēšanas (un aglomerācijas) laikā, kalpo kā izejviela retu un retu ieguvei.

Autogēno svina kausēšanas procesu pamats ir eksotermisks. PbS + O 2 : Pb + SO 2 šķīdums, kas sastāv no diviem posmiem:

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

Autogēno metožu priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālajām metodēm. tehnoloģija: aglomerācija ir izslēgta. , novērš nepieciešamību atšķaidīt koncentrātu ar kušņiem, kas samazina izdedžu iznākumu, izmanto siltumu no un novērš (daļēju) patēriņu, palielina SO 2 ekstrakciju, kas vienkāršo to izmantošanu un palielina drošību ražotnē. Nozarē tiek izmantoti divi autogēni procesi: KIVTSET-TSS, kas izstrādāts PSRS un ieviests Ust-Kamenogorskas rūpnīcā un Itālijā Porto Vesmes rūpnīcā, un amerikāņu QSL process.

Kausēšanas tehnoloģija, izmantojot KIVTSET-TSS metodi: smalki samalts, labi izžāvēts lādiņš, kas satur koncentrātu, pārstrādāts un, izmantojot degli, tiek ievadīts ar tehnisko O 2 kausēšanas kamerā, kur tiek iegūts svins un veidojas izdedži. (satur 20-40% SO 2) pēc attīrīšanas, atgriezti kausēšanas lādiņā, nonāk H 2 SO 4 ražošanā. Neapstrādātais svins un izdedži tiks atdalīti. starpsiena noplūst elektrotermiskajā. nostādināšanas krāsni, no kurienes tie tiek izvadīti caur caurumiem. tiek ievadīts lādiņā par pārpalikumu kausēšanas zonā.

QSL process tiek veikts pārveidotāja tipa vienībā. sadalīts ar nodalījumu zonās. Granulas tiek iekrautas kušanas zonā. koncentrāts, kausēšana un tehniskais O2. Sārņi nonāk otrajā zonā, kur, izmantojot tuyeres, tiek izpūsti ar pulverizētu ogļu maisījumu svinam. Visās galvenās kausēšanas metodēs Zn daudzums (~80%) nonāk izdedžos. Lai iegūtu Zn, kā arī atlikušo svinu un dažus retos metālus, izdedžus apstrādā kūpinot vai velmējot.

Neapstrādāts svins, kas iegūts vienā vai otrā veidā, satur 93-98% Pb. Neapstrādātā svina piemaisījumi: Cu (1-5%), Sb, As, Sn (0,5-3%), Al (1-5 kg/t), Au (1-30%), Bi (0,05-0,4%) . Neapstrādāts svins tiek attīrīts pirometalurģiski vai (dažreiz) elektrolītiski.

Pirometalurģiskais metodi, rupjais svins tiek secīgi noņemts: 1) varš ar divām operācijām: segregāciju un ar elementāra S palīdzību, veidojot Cu 2 S. Iepriekšēja. (rupja) attīrīšana no Cu līdz 0,5–0,7% saturam tiek veikta atstarojošā vai elektrotermiskā veidā ar dziļu svinu, kam ir temperatūras starpība augstumā. mijiedarbība uz virsmas ar svina sulfīda koncentrātu, veidojot Cu-Pb matētu. Matēts tiek nosūtīts uz vara ražošanu vai neatkarīgi. hidrometalurģiskais apstrāde.

2) Telūra darbības metālisks. Na klāt NaOH. selektīva mijiedarbība ar Te, veidojot Na 2 Te, peldot uz virsmas un izšķīst NaOH. Kausējums tiek nodots apstrādei, lai iegūtu Te.

3), un tiek atspoguļota to vai O 2 antimona oksidēšanās. 700-800 °C temperatūrā vai NaNO 3 klātbūtnē. NaOH 420 °C temperatūrā. Sārmainus kausējumus nosūta uz hidrometalurģijas rūpnīcām. apstrādājot no tiem NaOH un ekstrahējot Sb un Sn; Kā tiek noņemts Ca 3 (AsO 4) 2 veidā, kas tiek nosūtīts apbedīšanai.

4) un zelts - ar Zn palīdzību, kas selektīvi reaģē ar izšķīdušu svinu; Veidojas AuZn 3, AgZn 3, peldot uz virsmu. Iegūtie atlikumi tiek noņemti no virsmas uz pēdējo. tos pārstrādāt

Svins ir ķīmisks elements ar atomskaitli 82 un simbolu Pb (no latīņu plumbum — lietnis). Tas ir smagais metāls, kura blīvums ir lielāks nekā vairumam parasto materiālu; Svins ir mīksts, kaļams un kūst salīdzinoši zemā temperatūrā. Svaigi grieztam svinam ir zilgani balta nokrāsa; tas kļūst blāvs līdz blāvi pelēks, saskaroties ar gaisu. Svins ir otrais augstākais atomskaitlis klasiski stabili elementi un stāv trīs galveno smagāku elementu sabrukšanas ķēžu galā. Svins ir salīdzinoši nereaģējošs pēcpārejas elements. Tā vājo metālisko raksturu ilustrē tā amfoteriskais raksturs (svina oksīdi un svins reaģē gan ar skābēm, gan bāzēm) un tendence veidot kovalentās saites. Svina savienojumi parasti ir +2, nevis +4 oksidācijas stāvoklī, parasti ar vieglākiem oglekļa grupas locekļiem. Izņēmumi parasti ir ierobežoti organiskie savienojumi. Tāpat kā šīs grupas vieglākie pārstāvji, svins mēdz saistīties ar sevi; tas var veidot ķēdes, gredzenus un daudzskaldņu struktūras. Svins ir viegli iegūstams no svina rūdām, un to jau zināja aizvēsturiskie cilvēki Rietumāzijā. Galvenā svina rūda, galēna, bieži satur sudrabu, un interese par sudrabu ir veicinājusi svina lielu ieguvi un izmantošanu Senā Roma. Svina ražošana samazinājās pēc Romas impērijas sabrukuma un nesasniedza tādu pašu līmeni līdz rūpnieciskajai revolūcijai. Pašlaik pasaulē svina ražošana ir aptuveni desmit miljoni tonnu gadā; otrreizējā ražošana no pārstrādes veido vairāk nekā pusi no šī apjoma. Svinam ir vairākas īpašības, kas to padara noderīgu: augsts blīvums, zema temperatūra kušana, plastiskums un relatīvā inerce pret oksidēšanu. Apvienojumā ar tā relatīvo pārpilnību un zemajām izmaksām šie faktori izraisīja svina plašu izmantošanu celtniecībā, santehnikā, akumulatoros, lodes, svaros, lodmetālos, alvas-svina sakausējumos, kausējamos sakausējumos un starojuma aizsardzībā. 19. gadsimta beigās svins tika atzīts par ļoti toksisku, un kopš tā laika tā lietošana ir pakāpeniski samazināta. Svins ir neirotoksīns, kas uzkrājas mīkstie audi un kauliem, bojājot nervu sistēmu un izraisot smadzeņu darbības traucējumus, bet zīdītājiem – asins slimības.

Fizikālās īpašības

Atomu īpašības

Svina atomam ir 82 elektroni, kas sakārtoti elektronu konfigurācijā 4f145d106s26p2. Apvienotā pirmā un otrā jonizācijas enerģija — kopējā enerģija, kas nepieciešama divu 6p elektronu noņemšanai — ir tuva alvas, svina augšējā kaimiņa oglekļa grupā, enerģijai. Tas ir neparasti; Jonizācijas enerģijas parasti virzās uz leju grupā, jo elementa ārējie elektroni attālinās no kodola un vairāk tiek aizsargāti ar mazākām orbitālēm. Jonizācijas enerģiju līdzība ir saistīta ar lantanīdu samazināšanos - elementu rādiusu samazināšanos no lantāna (atomskaitlis 57) līdz lutēcijam (71) un salīdzinoši mazajiem elementu rādiusiem pēc hafnija (72). Tas ir saistīts ar slikto kodola ekranēšanu ar lantanīda elektroniem. Apvienotās pirmās četras svina jonizācijas enerģijas pārsniedz alvas jonizācijas enerģijas, pretēji periodisko tendenču prognozēm. Relativistiskie efekti, kas kļūst nozīmīgi smagākos atomos, veicina šo uzvedību. Viens no šādiem efektiem ir inerta pāra efekts: svina 6s elektroni nelabprāt piedalās saitē, padarot attālumu starp kristāliskā svina tuvumā esošajiem atomiem neparasti garu. Vieglākās svina oglekļa grupas veido stabilus vai metastabilus allotropus ar tetraedriski koordinētu un kovalenti saistītu dimanta kubisko struktūru. To ārējo s un p orbitāļu enerģijas līmeņi ir pietiekami tuvi, lai varētu sajaukties ar četrām sp3 hibrīda orbitālēm. Svinā inertā pāra efekts palielina attālumu starp tā s un p orbitālēm, un plaisu nevar pārvarēt ar enerģiju, ko pēc hibridizācijas atbrīvos papildu saites. Atšķirībā no dimanta kubiskās struktūras, svins veido metāliskas saites, kurās tikai p-elektroni tiek delokalizēti un sadalīti starp Pb2+ joniem. Tāpēc svinam ir uz seju vērsta kubiskā struktūra, piemēram, vienāda izmēra divvērtīgajiem metāliem, kalcijam un stroncijam.

Lieli apjomi

Tīram svinam ir spilgti sudraba krāsa ar zilu nokrāsu. Saskaroties ar mitru gaisu, tas izbalē, un tā nokrāsa ir atkarīga no dominējošajiem apstākļiem. Svina raksturīgās īpašības ir augsts blīvums, elastība un augsta izturība pret koroziju (pasivācijas dēļ). Svina blīvā kubiskā struktūra un lielais atomu svars rada 11,34 g/cm3 blīvumu, kas ir lielāks nekā parastiem metāliem, piemēram, dzelzs (7,87 g/cm3), vara (8,93 g/cm3) un cinka (7,14 g) blīvums. /cm3). Dažiem retākiem metāliem ir lielāks blīvums: volframa un zelta blīvums ir 19,3 g/cm3, bet osmija, blīvākā metāla, blīvums ir 22,59 g/cm3, kas ir gandrīz divas reizes lielāks nekā svina blīvums. Svins ir ļoti mīksts metāls ar Mosa cietību 1,5; to var saskrāpēt ar nagu. Tas ir diezgan kaļams un nedaudz plastmasas. Svina tilpuma modulis, kas raksturo tā saspiežamības vieglumu, ir 45,8 GPa. Salīdzinājumam, alumīnija tilpuma modulis ir 75,2 GPa; varš – 137,8 GPa; un vieglais tērauds – 160-169 GPa. Stiepes izturība pie 12-17 MPa ir zema (alumīnijam tā ir 6 reizes lielāka, vara ir 10 reizes lielāka, bet vieglajam tēraudam - 15 reizes lielāka); to var stiprināt, pievienojot nelielu daudzumu vara vai antimona. Svina kušanas temperatūra 327,5 °C (621,5 °F) ir zema salīdzinājumā ar lielāko daļu metālu. Tā viršanas temperatūra ir 1749 °C (3180 °F), kas ir zemākā no oglekļa grupas elementiem. Svina elektriskā pretestība 20 °C temperatūrā ir 192 nanometri, kas ir gandrīz par vienu pakāpi augstāka nekā citiem rūpnieciskiem metāliem (varam pie 15,43 nΩ·m, zeltam 20,51 nΩ·m un alumīnijam pie 24,15 nΩ·m). Svins ir supravadītājs temperatūrā, kas zemāka par 7,19 K, kas ir augstākā kritiskā temperatūra no visiem I tipa supravadītājiem. Svins ir trešais lielākais elementu supravadītājs.

Svina izotopi

Dabīgais svins sastāv no četriem stabiliem izotopiem ar masas skaitļiem 204, 206, 207 un 208 un piecu īslaicīgu radioizotopu pēdām. Lielais izotopu skaits atbilst faktam, ka svina atomu skaits ir vienmērīgs. Svinam ir maģisks protonu skaits (82), kam kodola apvalka modelis precīzi paredz īpaši stabilu kodolu. Svinam-208 ir 126 neitroni, vēl viens burvju skaitlis, kas var izskaidrot, kāpēc svins-208 ir neparasti stabils. Ņemot vērā tā lielo atomu skaitu, svins ir smagākais elements, kura dabiskie izotopi tiek uzskatīti par stabiliem. Iepriekš šis tituls piederēja bismutam, kura atomu skaits ir 83, līdz 2003. gadā tika atklāts, ka tā vienīgais sākotnējais izotops, bismuts-209, sadalās ļoti lēni. Četri stabilie svina izotopi teorētiski varētu tikt pakļauti alfa sabrukšanai dzīvsudraba izotopos, atbrīvojot enerģiju, taču tas nekad nav novērots; to paredzamais pussabrukšanas periods ir no 1035 līdz 10189 gadiem. Trīs stabili izotopi sastopami trijās no četrām galvenajām sabrukšanas ķēdēm: svins-206, svins-207 un svins-208 ir attiecīgi urāna-238, urāna-235 un torija-232 sabrukšanas galaprodukti; šīs sabrukšanas ķēdes sauc par urāna sērijām, aktīnija sērijām un torija sērijām. To izotopu koncentrācija dabīgā iežu paraugā ir ļoti atkarīga no šo trīs urāna un torija izotopu klātbūtnes. Piemēram, svina-208 relatīvais daudzums var atšķirties no 52% normālos paraugos līdz 90% torija rūdās, tāpēc svina standarta atommasa ir norādīta tikai ar vienu zīmi aiz komata. Laika gaitā svina-206 un svina-207 attiecība pret svinu-204 palielinās, jo pirmie divi tiek papildināti ar smagāku elementu radioaktīvo sabrukšanu, bet pēdējie nav; tas ļauj izveidot svina-svina saites. Urānam sadaloties svinā, mainās to relatīvais daudzums; tas ir pamats urāna-svina radīšanai. Papildus stabilajiem izotopiem, kas veido gandrīz visu dabā esošo svinu, ir arī vairāki radioaktīvie izotopi. Viens no tiem ir svins-210; lai gan tā pussabrukšanas periods ir tikai 22,3 gadi, dabā ir tikai neliels daudzums šī izotopa, jo svins-210 tiek ražots garā sabrukšanas ciklā, kas sākas ar urānu-238 (kas atrodas uz Zemes miljardiem gadu). Urāna-235, torija-232 un urāna-238 sabrukšanas ķēdes satur svinu-211, -212 un -214, tāpēc visu trīs šo svina izotopu pēdas tiek atrastas dabiski. Nelielas svina-209 pēdas rodas no ļoti reti sastopamā rādija-223, kas ir viens no dabiskā urāna-235 meitas produktiem, sabrukšanas. Svins-210 ir īpaši noderīgs, lai palīdzētu noteikt paraugu vecumu, mērot tā attiecību pret svinu-206 (abi izotopi atrodas vienā sabrukšanas ķēdē). Kopumā tika sintezēti 43 svina izotopi ar masas skaitļiem 178-220. Svins-205 ir visstabilākais ar pussabrukšanas periodu aptuveni 1,5 × 107 gadi. [I] Otrs stabilākais ir svins-202, kura pussabrukšanas periods ir aptuveni 53 000 gadu, kas ir garāks nekā jebkuram dabā sastopamam radioizotopa pēdām. Abi ir izmiruši radionuklīdi, kas radušies zvaigznēs kopā ar stabiliem svina izotopiem, bet jau sen ir sadalījušies.

Ķīmija

Liels svina daudzums, kas pakļauts mitram gaisam, veido dažāda sastāva aizsargslāni. Sulfīts vai hlorīds var būt arī pilsētas vai jūras vidē. Šis slānis padara lielu daudzumu svina efektīvi ķīmiski inertu gaisā. Smalki pulverveida svins, tāpat kā daudzi metāli, ir pirofors un deg ar zilgani baltu liesmu. Fluors istabas temperatūrā reaģē ar svinu, veidojot svina (II) fluorīdu. Reakcija ar hloru ir līdzīga, taču nepieciešama karsēšana, jo iegūtais hlorīda slānis samazina elementu reaktivitāti. Izkausētais svins reaģē ar halkogēniem, veidojot svina (II) halkogenīdus. Svina metālu neuzbrūk atšķaidīta sērskābe, bet tas tiek izšķīdināts koncentrētā veidā. Tas lēni reaģē ar sālsskābi un enerģiski ar slāpekļskābi, veidojot slāpekļa oksīdus un svina (II) nitrātu. Organiskās skābes, piemēram, etiķskābe, izšķīdina svinu skābekļa klātbūtnē. Koncentrēti sārmi izšķīdina svinu un veido plumbītus.

Neorganiskie savienojumi

Svinam ir divi galvenie oksidācijas stāvokļi: +4 un +2. Četrvalentais stāvoklis ir kopīgs oglekļa grupai. Divvērtīgais stāvoklis ir reti sastopams ogleklim un silīcijam, mazsvarīgs germānijam, svarīgs (bet ne dominējošs) alvai un svarīgāks svinam. Tas izskaidrojams ar relativistiskajiem efektiem, jo ​​īpaši inerto pāru efektu, kas izpaužas, kad liela atšķirība elektronegativitātē starp svinu un oksīdu, halogenīdu vai nitrīdu anjoniem, kā rezultātā svinam ir ievērojami daļēji pozitīvi lādiņi. Rezultātā svina 6s orbitāle ir spēcīgāka nekā 6p orbitāle, kas padara svinu ļoti inertu jonu savienojumos. Tas ir mazāk piemērojams savienojumiem, kuros svins veido kovalentās saites ar līdzīgas elektronegativitātes elementiem, piemēram, oglekli organoleptiskajos savienojumos. Šādos savienojumos 6s un 6p orbitāles ir vienāda izmēra, un sp3 hibridizācija joprojām ir enerģētiski labvēlīga. Svins, tāpat kā ogleklis, šādos savienojumos galvenokārt ir četrvērtīgs. Salīdzinoši lielā svina(II) elektronegativitātes atšķirība pie 1,87 un svina(IV) ir 2,33. Šī atšķirība izceļ pretējo tendenci palielināt +4 oksidācijas stāvokļa stabilitāti, samazinoties oglekļa koncentrācijai; Salīdzinājumam, alvai ir vērtības 1,80 oksidācijas stāvoklī +2 un 1,96 +4 stāvoklī.

Svina (II) savienojumi ir raksturīgi organiskā ķīmija svins Pat tādi spēcīgi oksidētāji kā fluors un hlors reaģē ar svinu istabas temperatūrā, veidojot tikai PbF2 un PbCl2. Lielākā daļa no tiem ir mazāk jonu nekā citi metālu savienojumi, un tāpēc tie lielā mērā nešķīst. Svina (II) joni šķīdumā parasti ir bezkrāsaini un tiek daļēji hidrolizēti, veidojot Pb(OH)+ un visbeidzot Pb4(OH)4 (kurā hidroksiljoni darbojas kā savienojošie ligandi). Atšķirībā no alvas (II) joniem tie nav reducētāji. Metodes Pb2+ jonu klātbūtnes noteikšanai ūdenī parasti balstās uz svina (II) hlorīda izgulsnēšanu, izmantojot atšķaidītu sālsskābi. Tā kā hlorīda sāls nedaudz šķīst ūdenī, tad tiek mēģināts nogulsnēt svina (II) sulfīdu, izpūšot sērūdeņradi caur šķīdumu. Svina monoksīds pastāv divos polimorfos: sarkanā α-PbO un dzeltenā β-PbO, pēdējais ir stabils tikai virs 488 °C. Šis ir visbiežāk izmantotais svina savienojums. Svina (II) hidroksīds var pastāvēt tikai šķīdumā; ir zināms, ka tas veido plumbītu anjonus. Svins parasti reaģē ar smagākiem halkogēniem. Svina sulfīds ir pusvadītāju, fotovadītāju un īpaši jutīgs infrasarkanais detektors. Pārējie divi halkogenīdi, svina selenīds un svina telurīds, arī ir fotovadītāji. Tie ir neparasti ar to, ka to krāsa kļūst gaišāka, jo zemāka ir grupa. Svina dihalogenīdi ir labi aprakstīti; tie ietver diastatīdu un jauktos halogenīdus, piemēram, PbFCl. Pēdējā relatīvā nešķīstība ir noderīgs pamats fluora gravimetriskai noteikšanai. Difluorīds bija pirmais cietais jonus vadošais savienojums, kas tika atklāts (1834. gadā Maikls Faradejs). Citi dihalogenīdi sadalās, pakļaujoties ultravioletajai vai redzamajai gaismai, īpaši dijodīds. Ir zināmi daudzi svina pseidohalīdi. Svins (II) veido lielu skaitu halogenīdu koordinācijas kompleksu, piemēram, 2-, 4- un n5n-ķēdes anjonu. Svina (II) sulfāts nešķīst ūdenī, tāpat kā citu smago divvērtīgo katjonu sulfāti. Svina (II) nitrāts un svina (II) acetāts ir labi šķīstoši, un to izmanto citu svina savienojumu sintēzē.

Ir zināmi vairāki neorganiskie savienojumi svins (IV), un tie parasti ir spēcīgi oksidētāji vai pastāv tikai stipri skābos šķīdumos. Svina (II) oksīds pēc turpmākas oksidēšanas rada jauktu oksīdu Pb3O4. To raksturo kā svina (II, IV) oksīdu vai strukturāli 2PbO·PbO2, un tas ir vislabāk zināmais jauktais valences svina savienojums. Svina dioksīds ir spēcīgs oksidētājs, kas spēj oksidēt sālsskābi par hlora gāzi. Tas ir tāpēc, ka sagaidāmais PbCl4 ir nestabils un spontāni sadalās līdz PbCl2 un Cl2. Līdzīgi kā svina monoksīds, svina dioksīds spēj veidot putotus anjonus. Svina disulfīds un svina diselenīds ir stabili augstā spiedienā. Svina tetrafluorīds, dzeltens kristālisks pulveris, ir stabils, bet mazāk nekā difluorīds. Svina tetrahlorīds (dzeltenā eļļa) sadalās istabas temperatūrā, svina tetrabromīds ir vēl mazāk stabils, un svina tetrajodīda esamība tiek apstrīdēta.

Citi oksidācijas stāvokļi

Daži svina savienojumi pastāv formāli oksidācijas stāvokļos, kas nav +4 vai +2. Svinu(III) var ražot kā starpproduktu starp svinu(II) un svinu(IV) lielākos organoleptiskajos kompleksos; šis oksidācijas stāvoklis ir nestabils, jo gan svina (III) jons, gan lielākie kompleksi, kas to satur, ir radikāļi. Tas pats attiecas uz svinu(I), ko var atrast šādās sugās. Ir zināmi daudzi jaukti svina oksīdi (II, IV). Kad PbO2 karsē gaisā, tas kļūst par Pb12O19 pie 293°C, par Pb12O17 pie 351°C, par Pb3O4 pie 374°C un visbeidzot par PbO pie 605°C. Vēl vienu seskvioksīdu Pb2O3 var iegūt ar augsts asinsspiediens kopā ar vairākām nestehiometriskām fāzēm. Daudzās no tām ir bojātas fluorīta struktūras, kurās daži skābekļa atomi ir aizstāti ar tukšumiem: var uzskatīt, ka PbO ir šāda struktūra, un trūkst katra alternatīvā skābekļa atomu slāņa. Negatīvi oksidācijas stāvokļi var rasties kā Zintl fāzes, piemēram, Ba2Pb gadījumā, kad svins formāli ir svins (-IV), vai arī skābekli jutīgu gredzenveida vai daudzskaldņu kopu jonu gadījumā, piemēram, trigonālo bipiramidālo jonu gadījumā. Pb52-i, kur divi svina atomi ir svins (- I), bet trīs ir svins (0). Šādos anjonos katrs atoms atrodas daudzskaldņu virsotnē un pievieno divus elektronus katrā kovalentajā saitē sp3 hibrīda orbitāļu malās, bet pārējie divi ir ārējais vientuļš pāris. Tos var veidot šķidrā amonjakā, reducējot svinu ar nātriju.

Organiskais svina savienojums

Svins var veidot daudzkārt saistītas ķēdes, kas tam ir kopīgas ar vieglāku homologu oglekli. Tās spēja to izdarīt ir daudz mazāka, jo Pb-Pb saites enerģija ir trīsarpus reizes mazāka nekā C-C saitei. Svins pats ar sevi var izveidot metāla un metāla saites līdz pat trešajai pakāpei. Ar oglekli svins veido svina organiskos savienojumus, kas ir līdzīgi, bet parasti mazāk stabili nekā tipiski organiskie savienojumi (Pb-C saites vājuma dēļ). Tas padara svina metālorganisko ķīmiju daudz mazāk plašu nekā alvas. Svins galvenokārt veido organiskos savienojumus (IV), pat ja šī veidošanās sākas ar neorganiskiem svina(II) reaģentiem; ir zināms ļoti maz organolātu (II) savienojumu. Vislabāk raksturotie izņēmumi ir Pb 2 un Pb (η5-C5H5)2. Vienkāršākā organiskā savienojuma metāna svina analogs ir plumbāns. Plumbānu var iegūt reakcijā starp metālisku svinu un atomu ūdeņradi. Divi vienkārši atvasinājumi, tetrametiladīns un tetraetilalīds, ir vislabāk zināmie organolead savienojumi. Šie savienojumi ir samērā stabili: tetraetilīds sāk sadalīties tikai 100 °C temperatūrā vai pakļauts saules vai ultravioletā starojuma iedarbībai. (Tetrafenilsvins ir vēl termiski stabilāks, sadaloties 270 °C temperatūrā). Ar nātrija metālu svins viegli veido ekvimolāru sakausējumu, kas reaģē ar alkilhalogenīdiem, veidojot metālorganiskus savienojumus, piemēram, tetraetilalīdu. Tiek izmantota arī daudzu metālorganisko savienojumu oksidējošā daba: svina tetraacetāts ir svarīgs laboratorijas oksidācijas reaģents organiskajā ķīmijā, un tetraetilalīds ir ražots lielākā daudzumā nekā jebkurš cits metālorganiskais savienojums. Citi organiskie savienojumi ir mazāk ķīmiski stabili. Daudziem organiskiem savienojumiem nav svina analoga.

Izcelsme un izplatība

Kosmosā

Svina daudzums uz vienu daļiņu Saules sistēmā ir 0,121 ppm (daļas uz miljardu). Šis skaitlis ir divarpus reizes lielāks nekā platīna, astoņas reizes lielāks par dzīvsudrabu un 17 reizes lielāks par zeltu. Svina daudzums Visumā lēnām palielinās, jo smagākie atomi (visi ir nestabili) pakāpeniski sadalās svinā. Svina daudzums Saules sistēmā kopš tā veidošanās pirms 4,5 miljardiem gadu ir palielinājies par aptuveni 0,75%. Saules sistēmas izotopu daudzuma tabula parāda, ka svins, neskatoties uz tā relatīvi augsto atomu skaitu, ir sastopams vairāk nekā vairums citu elementu, kuru atomu skaits ir lielāks par 40. Sākotnējais svins, kas satur izotopus svina-204, svina-206, svina-207, un svins -208- galvenokārt tika izveidoti, atkārtotiem neitronu uztveršanas procesiem, kas notiek zvaigznēs. Divi galvenie uztveršanas režīmi ir s- un r-procesi. S procesā (s apzīmē lēnu) uztveršanu atdala gadi vai gadu desmiti, ļaujot mazāk stabiliem kodoliem iziet beta sabrukšanu. Stabils tallija-203 kodols var uztvert neitronu un kļūt par talliju-204; šī viela tiek pakļauta beta sabrukšanai, iegūstot stabilu svinu-204; kad tas uztver citu neitronu, tas kļūst par svinu-205, kura pussabrukšanas periods ir aptuveni 15 miljoni gadu. Turpmākas iesprūšanas noved pie svina-206, svina-207 un svina-208 veidošanās. Kad tiek uztverts vēl viens neitrons, svins-208 kļūst par svinu-209, kas ātri sadalās par bismutu-209. Kad tiek uztverts cits neitrons, bismuts-209 kļūst par bismutu-210, kura beta sadalās par poloniju-210 un alfa sadalās par svinu-206. Tāpēc cikls beidzas pie svina-206, svina-207, svina-208 un bismuta-209. R-procesā (r apzīmē "ātri") uztveršana notiek ātrāk, nekā kodoli var sadalīties. Tas notiek vidēs ar augstu neitronu blīvumu, piemēram, supernovā vai divu saplūšanā neitronu zvaigznes. Neitronu plūsma var būt aptuveni 1022 neitroni uz kvadrātcentimetru sekundē. R process neveido tik daudz svina kā s process. Tam ir tendence apstāties, tiklīdz ar neitroniem bagāti kodoli sasniedz 126 neitronus. Šajā brīdī neitroni atrodas pilnos apvalkos atoma kodolā, un kļūst grūtāk enerģētiski saturēt tos vairāk. Kad neitronu plūsma samazinās, to beta kodoli sadalās stabilos osmija, irīdija un platīna izotopos.

Uz zemes

Svins ir klasificēts kā halkofīls saskaņā ar Goldšmita klasifikāciju, kas nozīmē, ka tas parasti rodas kombinācijā ar sēru. Tas ir reti sastopams dabiskajā metāla formā. Daudzi svina minerāli ir salīdzinoši viegli un Zemes vēstures gaitā palikuši garozā, nevis iegrimuši dziļāk Zemes iekšienē. Tas izskaidro salīdzinoši augsto svina līmeni mizā, 14 ppm; tas ir 38. visbiežāk sastopamais elements garozā. Galvenais svina minerāls ir galēna (PbS), kas galvenokārt atrodams cinka rūdās. Lielākā daļa citu svina minerālu ir kaut kādā veidā saistīti ar galēnu; boulangerīts, Pb5Sb4S11, ir jaukts sulfīds, kas iegūts no galēnas; Anglesīts, PbSO4, ir galēnas oksidācijas produkts; un serusīts jeb baltā svina rūda, PbCO3, ir galēnas sadalīšanās produkts. Arsēns, alva, antimons, sudrabs, zelts, varš un bismuts ir bieži sastopami svina minerālu piemaisījumi. Pasaules vadošie resursi pārsniedz 2 miljardus tonnu. Nozīmīgas svina rezerves ir atklātas Austrālijā, Ķīnā, Īrijā, Meksikā, Peru, Portugālē, Krievijā un ASV. Globālās rezerves - ekonomiski izdevīgi iegūtie resursi - 2015. gadā sasniedza 89 miljonus tonnu, no kuriem 35 miljoni atrodas Austrālijā, 15,8 miljoni Ķīnā un 9,2 miljoni Krievijā. Tipiskā svina fona koncentrācija atmosfērā nepārsniedz 0,1 μg/m3; 100 mg/kg augsnē; un 5 µg/l saldūdenī un jūras ūdenī.

Etimoloģija

Mūsdienu angļu valodas vārdam "lead" ir ģermāņu izcelsme; tas nāk no vidusangļu valodas un vecās angļu valodas (ar garu zīmi virs patskaņa "e", kas norāda, ka šī burta patskaņa skaņa ir gara). Vecangļu vārds cēlies no hipotētiski rekonstruēta protoģermāņu valodas *lauda- (“svins”). Saskaņā ar pieņemto lingvistisko teoriju šis vārds "dzemdināja" pēcnācējus vairākās ģermāņu valodās ar tieši tādu pašu nozīmi. Protoģermāņu valodas *lauda izcelsme lingvistiskajā sabiedrībā nav skaidra. Saskaņā ar vienu hipotēzi šis vārds ir atvasināts no protoindoeiropiešu valodas *lAudh- (“svins”). Vēl viena hipotēze ir tāda, ka šis vārds ir aizņēmums no protoķeltu valodas *ɸloud-io- ("svins"). Vārds ir saistīts ar latīņu valodu plumbum, kas elementam piešķīra ķīmisko simbolu Pb. Vārds *ɸloud-io- var būt arī protoģermāņu valodas *bliwa- (kas arī nozīmē "svins") avots, no kura cēlies vācu Blei. Ķīmiskā elementa nosaukums nav saistīts ar tādas pašas rakstības darbības vārdu, kas atvasināts no protoģermāņu valodas *layijan- (“vadīt”).

Stāsts

Priekšvēsture un agrīnā vēsture

Metāla svina krelles, kas datētas ar 7000.–6500. gadu pirms mūsu ēras, atrastas Mazāzijā, var būt pirmais metāla kausēšanas piemērs. Tolaik svinam bija maz lietojumu (ja tāds bija) tā maiguma un blāvā izskata dēļ. Galvenais svina ražošanas izplatības iemesls bija tā saistība ar sudrabu, ko varēja iegūt, sadedzinot galēnu (parastu svina minerālu). Senie ēģiptieši bija pirmie, kas izmantoja svinu kosmētikā, kas izplatījās Senajā Grieķijā un ārpus tās. Ēģiptieši, iespējams, izmantoja svinu kā gremdētāju zvejas tīklos un glazūru, glāžu, emalju un rotaslietu ražošanā. Dažādas auglīgā pusmēness civilizācijas izmantoja svinu kā rakstāmmateriālu, kā valūtu un būvniecībā. Svins tika izmantots senajā Ķīnas karaļa galmā kā stimulants, kā valūta un kā kontracepcijas līdzeklis. Indas ielejas civilizācijā un mezoamerikāņos svinu izmantoja amuletu izgatavošanai; Austrumāfrikas un Dienvidāfrikas tautas izmantoja svinu stiepļu vilkšanā.

Klasiskais laikmets

Tā kā sudrabs tika plaši izmantots kā dekoratīvs materiāls un apmaiņas līdzeklis, svina nogulsnes sāka apstrādāt Mazāzijā no 3000. gada pirms mūsu ēras; vēlāk svina atradnes tika izveidotas Egejas jūras un Lorionas reģionos. Šie trīs reģioni kopīgi dominēja iegūtā svina ražošanā līdz aptuveni 1200. gadam pirms mūsu ēras. Kopš 2000. gada pirms mūsu ēras feniķieši ir strādājuši Ibērijas pussalas raktuvēs; līdz 1600.g.pmē Svina ieguve pastāvēja Kiprā, Grieķijā un Sicīlijā. Romas teritoriālā paplašināšanās Eiropā un Vidusjūrā, kā arī kalnrūpniecības attīstība noveda pie tā, ka apgabals kļuva par lielāko svina ražotāju klasiskajā laikmetā, gada produkcija sasniedzot 80 000 tonnu. Tāpat kā viņu priekšgājēji, romieši ieguva svinu galvenokārt kā sudraba kausēšanas blakusproduktu. Vadošie ražotāji bija Centrāleiropa, Lielbritānija, Balkāni, Grieķija, Anatolija un Spānija, kas veido 40% no pasaules svina ražošanas apjoma. Svins tika izmantots ūdensvadu izgatavošanai Romas impērijā; Šī metāla latīņu vārds plumbum ir angļu valodas vārda plumbing avots. Šī metāla lietošanas vienkāršība un izturība pret koroziju ir nodrošinājusi tā plašu izmantošanu citās jomās, t.sk. farmaceitiskie preparāti, jumta seguma materiāli, valūta un militārās preces. Tā laika rakstnieki, piemēram, Katons Vecākais, Kolumella un Plīnijs Vecākais, ieteica svina traukus vīnam un pārtikai pievienoto saldinātāju un konservantu pagatavošanai. Svins piešķīra patīkamu garšu, jo veidojās "svina cukurs" (svina(II) acetāts), savukārt vara vai bronzas trauki varēja piešķirt ēdienam rūgtu garšu, veidojoties verdigris. Šis metāls bija visizplatītākais materiāls klasiskajā senatnē, un ir lietderīgi atsaukties uz (romiešu) svina ēru. Svins romiešiem bija tikpat plaši izmantots kā plastmasa pie mums. Romiešu autors Vitruvijs ziņoja par briesmām, ko svins var radīt veselībai, un mūsdienu rakstnieki ierosināja, ka saindēšanās ar svinu spēlēja nozīmīgu lomu Romas impērijas pagrimumā.[l] Citi pētnieki ir kritizējuši šādus apgalvojumus, norādot, piemēram, ka ne visas sāpes vēderā izraisījusi saindēšanās ar svinu.Saskaņā ar arheoloģiskiem pētījumiem, romiešu svina pīpes. paaugstināts svina līmenis krāna ūdenī, taču šāds efekts "diez vai būtu bijis īsti kaitīgs." Svina saindēšanās upurus sāka saukt par "saturnīniem", par godu briesmīgajam dievu tēvam Saturnam. Asociējoties ar to, svins tika uzskatīts par visu metālu "tēvu". Tā statuss romiešu sabiedrībā bija zems, jo tas bija viegli pieejams un lēts.

Apjukums ar alvu un antimonu

Klasiskajā laikmetā (un pat pirms 17. gadsimta) alva bieži netika atšķirta no svina: romieši svinu sauca par plumbum nigrum (“melnais svins”) un alvu plumbum candidum (“viegls svins”). Svina un alvas saistību var izsekot citās valodās: vārds "olovo" čehu valodā nozīmē "svins", bet krievu valodā radniecīgais olovo nozīmē "alva". Turklāt svins ir cieši saistīts ar antimonu: abi elementi parasti sastopami sulfīdu veidā (galēna un stibnīts), bieži vien kopā. Plīnijs nepareizi rakstīja, ka stibnīts karsējot ražo svinu, nevis antimonu. Tādās valstīs kā Turcija un Indija oriģinālais persiešu nosaukums antimonam apzīmēja antimona sulfīdu vai svina sulfīdu, un dažās valodās, piemēram, krievu valodā, to sauca par antimonu.

Viduslaiki un renesanse

Svina ieguve Rietumeiropā samazinājās pēc Rietumromas impērijas sabrukuma, un Arābijas Ibērija bija vienīgais reģions ar ievērojamu svina ieguvi. Vislielākā svina ražošana tika novērota Dienvidos un Austrumāzija, īpaši Ķīnā un Indijā, kur svina ieguve ievērojami palielinājās. Eiropā svina ražošana sāka atdzīvoties tikai 11. un 12. gadsimtā, kur svinu atkal izmantoja jumtu segumam un cauruļvadiem. Kopš 13. gadsimta svins ir izmantots vitrāžu radīšanai. Eiropas un arābu alķīmijas tradīcijās svins (Eiropas tradīcijās Saturna simbols) tika uzskatīts par netīru parasto metālu, kuru, atdalot, attīrot un līdzsvarojot tā sastāvdaļas, varēja pārvērst tīrā zeltā. Šajā periodā svinu arvien vairāk izmantoja vīna piesārņošanai. Šāda vīna lietošana tika aizliegta 1498. gadā pēc pāvesta pavēles, jo tika uzskatīts par nederīgu lietošanai svētos rituālos, taču to turpināja dzert, izraisot masveida saindēšanos līdz pat 18. gadsimta beigām. Svins bija galvenais materiāls iespiedmašīnas daļās, kas tika izgudrota ap 1440. gadu; poligrāfijas darbinieki regulāri ieelpoja svina putekļus, izraisot saindēšanos ar svinu. Aptuveni tajā pašā laikā tika izgudroti šaujamieroči, un svins, lai arī dārgāks par dzelzi, kļuva par galveno materiālu ložu izgatavošanai. Tas bija mazāk bīstams ieroču stobriem, tam bija lielāks blīvums (kas ļāva labāk saglabāt ātrumu), un tā zemākā kušanas temperatūra atviegloja ložu izgatavošanu, jo tās varēja izgatavot, izmantojot malkas uguni. Svins Venēcijas keramikas veidā tika plaši izmantots kosmētikā Rietumeiropas aristokrātiju vidū, jo balinātās sejas tika uzskatītas par pieticības pazīmi. Vēlāk šī prakse paplašinājās līdz baltām parūkām un acu zīmuļiem, un tā pazuda tikai Francijas revolūcijas laikā 18. gadsimta beigās. Līdzīga mode parādījās Japānā 18. gadsimtā, kad parādījās geiša, kas turpinājās visu 20. gadsimtu. “Baltās sejas iemiesoja japāņu sieviešu tikumību”, un svinu parasti izmantoja kā balināšanas līdzekli.

Ārpus Eiropas un Āzijas

Jaunajā pasaulē svinu sāka ražot drīz pēc Eiropas kolonistu ierašanās. Agrākā reģistrētā svina ražošana datēta ar 1621. gadu Anglijas kolonijā Virdžīnijā, četrpadsmit gadus pēc tās dibināšanas. Austrālijā 1841. gadā pirmās raktuves, ko kontinentā atvēra kolonisti, bija vadošās raktuves. Āfrikā svina ieguve un kausēšana bija zināma Benue-Taure un zemākajā Kongo baseinā, kur svinu izmantoja tirdzniecībai ar eiropiešiem un kā valūtu 17. gadsimtā, ilgi pirms cīņas par Āfriku.

Industriālā revolūcija

18. gadsimta otrajā pusē Lielbritānijā, vēlāk arī kontinentālajā Eiropā un ASV notika industriālā revolūcija. Šī bija pirmā reize, kad svina ražošanas līmenis visā pasaulē pārsniedza Romā. Lielbritānija bija vadošā svina ražotāja, taču līdz 19. gadsimta vidum tā zaudēja šo statusu, izsīkstot raktuvēm un attīstoties svina ieguvei Vācijā, Spānijā un ASV. Līdz 1900. gadam Amerikas Savienotās Valstis izvirzījās vadībā pasaulē svina ražošanā, un citas valstis ārpus Eiropas — Kanāda, Meksika un Austrālija — sāka ievērojamu svina ražošanu; ražošana ārpus Eiropas palielinājās. Ievērojama daļa no pieprasījuma pēc svina bija santehnikai un krāsām — tolaik regulāri tika izmantota svina krāsa. Tajā laikā vairāk cilvēku(strādnieku šķira) tika pakļauti metālu iedarbībai, un palielinājās saindēšanās ar svinu gadījumi. Tas noveda pie pētījumiem par svina patēriņa ietekmi uz ķermeni. Ir izrādījies, ka svins dūmu veidā ir bīstamāks nekā cietais metāls. Ir atklāta saikne starp saindēšanos ar svinu un podagru; Britu ārsts Alfrēds Barings Garrods atzīmēja, ka trešā daļa viņa pacientu ar podagru bija santehniķi un mākslinieki. Hroniskas svina iedarbības sekas, tostarp garīgi traucējumi, tika pētītas arī 19. gadsimtā. Pirmie likumi, kuru mērķis bija samazināt saindēšanos ar svinu rūpnīcās, tika ieviesti 1870. un 1880. gados Apvienotajā Karalistē.

Jauns laiks

Papildu pierādījumi par svina radītajiem draudiem tika atklāti 19. gadsimta beigās un 20. gadsimta sākumā. Kaitējuma mehānismi tika labāk izprasti, un svina aklums tika dokumentēts. Valstis Eiropā un ASV ir sākušas centienus samazināt svina daudzumu, ar kuru cilvēki nonāk saskarē. Apvienotā Karaliste 1878. gadā ieviesa obligātās pārbaudes rūpnīcās un 1898. gadā iecēla pirmo rūpnīcas veselības inspektoru; rezultātā no 1900. līdz 1944. gadam tika ziņots par saindēšanās ar svinu gadījumu samazināšanos 25 reizes. Pēdējā lielākā cilvēku saskarsme ar svinu bija tetraetilētera pievienošana benzīnam kā pretdetonācijas līdzeklis, un šī prakse sākās ASV 1921. gadā. Tas tika pakāpeniski pārtraukts ASV un Eiropas Savienībā līdz 2000. gadam. Lielākā daļa Eiropas valstu aizliedza svina krāsas, ko parasti izmanto tās necaurredzamības un ūdensizturības dēļ iekšējai apdarei, līdz 1930. gadam. Ietekme bija ievērojama: 20. gadsimta pēdējā ceturksnī to cilvēku procentuālais daudzums, kuriem asinīs bija pārmērīgs svina līmenis, samazinājās no vairāk nekā trim ceturtdaļām ASV iedzīvotāju līdz nedaudz vairāk par diviem procentiem. Galvenais svina produkts 20. gadsimta beigās bija svina-skābes akumulators, kas neradīja tiešus draudus cilvēkiem. No 1960. līdz 1990. gadam svina ražošana Rietumu blokā palielinājās par trešdaļu. Austrumu bloka daļa pasaules svina ražošanā no 1950. līdz 1990. gadam trīskāršojās no 10% līdz 30%, 70. gadu vidū un 1980. gadu vidū Padomju Savienībai bija pasaulē lielākā svina ražotāja, bet 20. gadu beigās Ķīna sāka plašu svina ražošanu. gadsimtā. Atšķirībā no Eiropas komunistiskajām valstīm Ķīna 20. gadsimta vidū lielākoties bija neindustrializēta valsts; 2004. gadā Ķīna apsteidza Austrāliju kā lielākā vadošā ražotāja. Tāpat kā Eiropas industrializācijai, svinam bija negatīva ietekme uz Ķīnas veselību.

Ražošana

Svina ražošana visā pasaulē pieaug, jo to izmanto svina-skābes akumulatoros. Ir divas galvenās produktu kategorijas: primārā, no rūdām; un sekundāri, no lūžņiem. 2014.gadā primārajā ražošanā tika saražoti 4,58 miljoni tonnu svina, bet otrreizējā ražošanā - 5,64 miljoni tonnu. Šogad vadošo ieguves svina koncentrāta ražotāju trijniekā bija Ķīna, Austrālija un ASV. Pirmo trīs rafinētā svina ražotāju vadībā ir Ķīna, ASV un Dienvidkoreja. Saskaņā ar Starptautiskās metāla ekspertu asociācijas 2010. gada ziņojumu kopējais izmantotā svina daudzums, kas uzkrāts, izdalīts vai izkliedēts vidē globālā līmenī uz vienu iedzīvotāju, ir 8 kg. Ievērojama šī apjoma daļa ir vairāk attīstītajās valstīs (20–150 kg uz vienu iedzīvotāju), nevis mazāk attīstītajās valstīs (1–4 kg uz vienu iedzīvotāju). Ražošanas procesi primārajam un sekundārajam svinam ir līdzīgi. Dažas primārās ražošanas rūpnīcas tagad papildina savu darbību ar svina loksnēm, un šī tendence, iespējams, nākotnē palielināsies. Izmantojot atbilstošās ražošanas metodes, sekundāro svinu nevar atšķirt no primārā svina. Būvniecībā radušies metāllūžņu atkritumi parasti ir diezgan tīri un tos var pārkausēt bez kausēšanas, lai gan dažkārt ir nepieciešama destilācija. Tādējādi sekundārā svina ražošana enerģijas prasību ziņā ir lētāka nekā primārā svina ražošana, bieži vien par 50% vai vairāk.

Pamati

Lielākā daļa svina rūdu satur nelielu svina procentuālo daudzumu (augstas kvalitātes rūdām tipiskais svina saturs ir 3–8%), kas ir jākoncentrē ieguvei. Sākotnējās apstrādes laikā rūdas parasti tiek sasmalcinātas, atdalītas cietās vielas, samaltas, flotētas putas un žāvētas. Iegūtais koncentrāts, kas satur 30-80% svina pēc svara (parasti 50-60%), pēc tam tiek pārveidots par (netīro) svina metālu. Ir divi galvenie veidi, kā to izdarīt: divpakāpju process, kas ietver apdedzināšanu, kam seko izņemšana no domnas, ko veic atsevišķos traukos; vai tiešs process, kurā koncentrāta ekstrakcija notiek vienā traukā. Pēdējā metode ir kļuvusi izplatītāka, lai gan pirmā joprojām ir nozīmīga.

Divu posmu process

Pirmkārt, sulfīda koncentrātu apgrauzdē gaisā, lai oksidētu svina sulfīdu: 2 PbS + 3 O2 → 2 PbO + 2 SO2 Sākotnējais koncentrāts nebija tīrs svina sulfīds, un apgrauzdējot veidojas svina oksīds un svina sulfātu un silikātu maisījums. citi metāli, ko satur rūda. Šis neapstrādāts svina oksīds tiek reducēts koksa krāsnī līdz (atkal netīram) metālam: 2 PbO + C → Pb + CO2. Piemaisījumi galvenokārt ir arsēns, antimons, bismuts, cinks, varš, sudrabs un zelts. Kausējumu apstrādā reverberācijas krāsnī ar gaisu, tvaiku un sēru, kas oksidē piemaisījumus, izņemot sudrabu, zeltu un bismutu. Oksidētie piesārņotāji peld kausējuma augšpusē un tiek nosmelti. Metāliskais sudrabs un zelts tiek noņemti un ekonomiski atgūti Parkes procesā, kurā svinam pievieno cinku. Cinks izšķīdina sudrabu un zeltu, kurus abus, nesajaucoties svinā, var atdalīt un atgūt. Atbrīvots svins tiek atbrīvots ar bismutu ar Betterton-Kroll metodi, apstrādājot to ar metālisku kalciju un magniju. Iegūtos bismutu saturošos izdedžus var noņemt. Ļoti tīru svinu var iegūt, elektrolītiski apstrādājot kausētu svinu, izmantojot Betts procesu. Netīri svina anodi un tīri svina katodi tiek ievietoti svina fluorsilikāta (PbSiF6) elektrolītā. Pēc elektriskā potenciāla pielietošanas netīrais svins pie anoda tiek izšķīdināts un nogulsnēts uz katoda, atstājot lielāko daļu piemaisījumu šķīdumā.

Tiešais process

Šajā procesā svina stieņus un izdedžus iegūst tieši no svina koncentrātiem. Svina sulfīda koncentrātu izkausē krāsnī un oksidē, veidojot svina monoksīdu. Ogleklis (kokss vai akmeņogļu gāze) tiek pievienots izkausētajam lādiņam kopā ar plūsmu. Tādējādi svina monoksīds tiek reducēts par svina metālu svina monoksīdu bagāto izdedžu vidū. Augsti koncentrētos barības koncentrātos līdz 80% svina var iegūt lietņu veidā; atlikušie 20% veido ar svina monoksīdu bagātus izdedžus. Zemas kvalitātes izejvielām visu svinu var oksidēt līdz augstas kvalitātes izdedžiem. Svina metālu tālāk ražo no augstas kvalitātes (25–40%) izdedžiem, sadedzinot vai iesmidzinot zemūdens degvielu, izmantojot elektrisko palīgkrāsni vai abu metožu kombināciju.

Alternatīvas

Turpinās pētījumi par tīrāku, mazāk energoietilpīgu svina ieguves procesu; tā galvenais trūkums ir tas, ka vai nu pārāk daudz svina tiek zaudēts kā atkritumi, vai alternatīvas metodes noved pie augsta sēra satura iegūtajā svina metālā. Hidrometalurģiskā ekstrakcija, kurā netīri svina anodi tiek iegremdēti elektrolītā un uz katoda tiek nogulsnēts tīrs svins, ir metode, kurai var būt potenciāls.

Sekundārā metode

Kausēšana, kas ir primārās ražošanas neatņemama sastāvdaļa, sekundārās ražošanas laikā bieži tiek izlaista. Tas notiek tikai tad, ja svina metāls ir būtiski oksidējies. Šis process ir līdzīgs primārajam ekstrakcijas procesam domnā vai rotācijas krāsnī, un būtiskā atšķirība ir lielāka iznākuma atšķirība. Svina kausēšanas process ir vairāk moderna metode, kas var darboties kā primārās ražošanas turpinājums; Akumulatoru pasta no izlietotām svina-skābes akumulatoriem atdala sēru, apstrādājot to ar sārmu, un pēc tam tiek apstrādāta ar oglēm kurināmā krāsnī skābekļa klātbūtnē, kā rezultātā veidojas netīrs svins, un antimons ir visizplatītākais piemaisījums. Sekundārā svina pārstrāde ir līdzīga primārā svina apstrādei; Dažus rafinēšanas procesus var izlaist atkarībā no apstrādātā materiāla un tā iespējamā piesārņojuma, jo visizplatītākie piemaisījumi ir bismuts un sudrabs. No likvidējamā svina avotiem svarīgākie avoti ir svina-skābes akumulatori; Svarīgi ir arī svina caurules, loksnes un kabeļa apvalks.

Lietojumprogrammas

Pretēji izplatītajam uzskatam, grafīts koka zīmuļos nekad nav izgatavots no svina. Kad zīmulis tika izveidots kā instruments grafīta uztīšanai, īpašais izmantotā grafīta veids tika saukts par plumbago (burtiski apzīmējot svinu vai svina manekenu).

Elementāra forma

Svina metālam ir vairākas noderīgas mehāniskās īpašības, tostarp augsts blīvums, zems kušanas punkts, elastība un relatīvā inerce. Daudzi metāli dažos no šiem aspektiem ir pārāki par svinu, taču parasti tie ir mazāk bagāti un grūtāk iegūstami no to rūdām. Svina toksicitāte ir novedusi pie dažu tā lietošanas veidu pakāpeniskas pārtraukšanas. Svins tika izmantots ložu izgatavošanai kopš to izgudrošanas viduslaikos. Svins ir lēts; tā zemā kušanas temperatūra nozīmē, ka kājnieku ieroču munīciju var atliet, minimāli izmantojot tehnisko aprīkojumu; Turklāt svins ir blīvāks nekā citi parastie metāli, kas ļauj tam labāk uzturēt ātrumu. Izskanējušas bažas, ka medībās izmantotās svina lodes var nodarīt kaitējumu vidi. Tā augstais blīvums un izturība pret koroziju ir izmantota vairākos saistītos lietojumos. Svins tiek izmantots kā ķīlis uz kuģiem. Tā svars ļauj tai līdzsvarot vēja velkojošo ietekmi uz burām; Tā kā tas ir tik blīvs, tas aizņem maz tilpuma un samazina ūdens izturību. Svins tiek izmantots niršanā ar akvalangu, lai neitralizētu nirēja spēju uzpeldēt uz virsmas. 1993. gadā Pizas torņa pamatne tika stabilizēta ar 600 tonnām svina. Pateicoties tā izturībai pret koroziju, svinu izmanto kā zemūdens kabeļu aizsargapvalku. Svins tiek izmantots arhitektūrā. Svina loksnes tiek izmantotas kā jumta seguma materiāli, apšuvums, apšuvums, notekcaurules un notekcaurules savienojumi, kā arī jumta parapets. Svina līstes tiek izmantotas kā dekoratīvs materiāls svina lokšņu nostiprināšanai. Svins joprojām tiek izmantots statuju un skulptūru veidošanā. Agrāk svinu bieži izmantoja automašīnu riteņu balansēšanai; Vides apsvērumu dēļ šī izmantošana tiek pakāpeniski pārtraukta. Svins tiek pievienots vara sakausējumiem, piemēram, misiņam un bronzai, lai uzlabotu to apstrādājamību un eļļošanas īpašības. Tā kā svins praktiski nešķīst varā, tas veido cietas lodītes visā sakausējuma nepilnībās, piemēram, graudu robežās. Zemās koncentrācijās, kā arī kā smērviela, lodītes novērš šķembu veidošanos sakausējuma darbības laikā, tādējādi uzlabojot apstrādājamību. Gultņiem tiek izmantoti vara sakausējumi ar lielāku svina koncentrāciju. Svins nodrošina eļļošanu, bet varš nodrošina nesošo atbalstu. Pateicoties tai liels blīvums, atomskaitlis un formējamība, svins tiek izmantots kā barjera skaņas, vibrācijas un starojuma absorbēšanai. Svinam nav dabiskas rezonanses frekvenču, kā rezultātā svina loksne tiek izmantota kā skaņas izolācijas slānis skaņu studiju sienās, grīdās un griestos. Organiskās caurules bieži tiek izgatavotas no svina sakausējuma, kas sajaukts ar dažādu daudzumu alvas, lai kontrolētu katras caurules toni. Svins ir starojumu aizsargājošs materiāls, ko izmanto kodolzinātnēs un rentgena kamerās: gamma starus absorbē elektroni. Svina atomi ir blīvi iesaiņoti, un to elektronu blīvums ir augsts; Augsts atomu skaits nozīmē, ka uz vienu atomu ir daudz elektronu. Izkausēts svins tika izmantots kā dzesēšanas šķidrums ar svinu dzesējamiem ātrajiem reaktoriem. Vislielākā svina izmantošana svina-skābes akumulatoros tika novērota 21. gadsimta sākumā. Reakcijas akumulatorā starp svinu, svina dioksīdu un sērskābi nodrošina uzticamu sprieguma avotu. Baterijās esošais svins nav pakļauts tiešai saskarsmei ar cilvēkiem, un tāpēc tas ir saistīts ar mazāku toksisku apdraudējumu. Austrālijā, Japānā un ASV frekvences regulēšanas, izlīdzināšanas jomā uzstādīti svina-skābes akumulatorus saturoši superkondensatori kilovatos un megavatos. saules enerģija un citiem lietojumiem. Šīm baterijām ir zemāks enerģijas blīvums un uzlādes izlādes efektivitāte nekā litija jonu akumulatoriem, taču tās ir ievērojami lētākas. Svins tiek izmantots augstsprieguma strāvas kabeļos kā apvalka materiāls, lai novērstu ūdens difūziju siltumizolācijas laikā; šāda izmantošana samazinās, jo svins tiek pakāpeniski pārtraukts. Dažas valstis arī samazina svina izmantošanu elektronikas lodmetālos, lai samazinātu videi bīstamo atkritumu daudzumu. Svins ir viens no trim metāliem, ko izmanto muzeju materiālu Oddy testā, palīdzot atklāt organiskās skābes, aldehīdi un skābes gāzes.

Savienojumi

Svina savienojumus izmanto kā krāsvielas, oksidētājus, plastmasu, sveces, stiklu un pusvadītājus vai to sastāvā. Svinu saturošas krāsvielas tiek izmantotas keramikas glazūrās un stiklā, īpaši sarkanām un dzeltenām krāsām. Svina tetraacetātu un svina dioksīdu izmanto kā oksidētājus organiskajā ķīmijā. Svins bieži tiek izmantots elektrisko vadu PVC pārklājumos. To var izmantot sveču dakšu apstrādei, lai nodrošinātu ilgāku un vienmērīgāku degšanu. Svina toksicitātes dēļ Eiropas un Ziemeļamerikas ražotāji izmanto alternatīvas, piemēram, cinku. Svina stikls sastāv no 12-28% svina oksīda. Tas maina stikla optiskās īpašības un samazina jonizējošā starojuma caurlaidību. Svina pusvadītāji, piemēram, svina telurīds, svina selenīds un svina antimonīds, tiek izmantoti fotoelementu šūnās un infrasarkanajos detektoros.

Bioloģiskā un vides ietekme

Bioloģiskā ietekme

Svinam nav pierādīta bioloģiskā loma. Vidēji tā izplatība cilvēka organismā pieaugušam cilvēkam ir 120 mg – to izplatību pārsniedz tikai cinks (2500 mg) un dzelzs (4000 mg). smagie metāli. Svina sāļi organismā tiek absorbēti ļoti efektīvi. Neliels daudzums svina (1%) tiks uzkrāts kaulos; pārējais izdalīsies ar urīnu un izkārnījumiem vairākas nedēļas pēc iedarbības. Bērns no ķermeņa varēs izvadīt tikai aptuveni trešdaļu svina. Hroniska svina iedarbība var izraisīt svina bioakumulāciju.

Toksiskums

Svins ir ārkārtīgi toksisks metāls (ja tiek ieelpots vai norīts), kas ietekmē gandrīz visus cilvēka ķermeņa orgānus un sistēmas. Ja līmenis gaisā ir 100 mg/m3, tas rada tūlītējus draudus dzīvībai un veselībai. Svins ātri uzsūcas asinsritē. Galvenais tā toksicitātes iemesls ir tā tendence traucēt pareizu enzīmu darbību. Tas tiek darīts, saistoties ar sulfhidrilgrupām, kas atrodamas daudzos fermentos, vai atdarinot un izspiežot citus metālus, kas darbojas kā kofaktori daudzās fermentatīvās reakcijās. Starp galvenajiem metāliem, ar kuriem svins reaģē, ir kalcijs, dzelzs un cinks. Augsts kalcija un dzelzs līmenis kopumā nodrošina zināmu aizsardzību pret saindēšanos ar svinu; zems līmenis izraisa paaugstinātu uzņēmību.

Efekti

Svins var izraisīt nopietnus smadzeņu un nieru bojājumus un galu galā izraisīt nāvi. Tāpat kā kalcijs, svins var šķērsot asins-smadzeņu barjeru. Tas iznīcina neironu mielīna apvalkus, samazina to skaitu, traucē neirotransmisijas ceļiem un samazina neironu augšanu. Svina saindēšanās simptomi ir nefropātija, krampjveida sāpes vēderā un, iespējams, pirkstu, plaukstu locītavu vai potīšu vājums. Paaugstinās zems asinsspiediens, īpaši pusmūža un gados vecākiem cilvēkiem, kas var izraisīt anēmiju. Grūtniecēm augsts svina iedarbības līmenis var izraisīt spontānu abortu. Ir pierādīts, ka ilgstoša augsta svina līmeņa iedarbība samazina vīriešu auglību. IN attīstošās smadzenes bērns, svins traucē sinapšu veidošanos smadzeņu garozā, neiroķīmisko attīstību (ieskaitot neirotransmiterus) un jonu kanālu organizēšanu. Agrīna svina iedarbība bērniem ir saistīta ar paaugstinātu miega traucējumu un pārmērīgas dienas miegainības risku vēlākā dzīvē. bērnība. Augsts svina līmenis asinīs ir saistīts ar aizkavētu pubertāti meitenēm. Gaisā esošā svina iedarbības palielināšanās un samazināšanās no tetraetilsvina sadegšanas benzīnā 20. gadsimtā ir saistīta ar vēsturisku noziedzības līmeņa pieaugumu un samazināšanos, tomēr šī hipotēze nav vispārpieņemta.

Ārstēšana

Svina saindēšanās ārstēšana parasti ietver dimerkaprola un sukcimēra ievadīšanu. Akūti gadījumi var būt nepieciešams lietot kalcija dinātrija edetātu, etilēndiamīntetraetiķskābes dinātrija sāls (EDTA) kalcija helātu. Svinam ir lielāka afinitāte pret svinu nekā kalcijam, izraisot svina helātu veidošanos vielmaiņas procesā un izvadīšanu ar urīnu, atstājot nekaitīgu kalciju.

Ietekmes avoti

Svina iedarbība ir globāla problēma, jo svina ieguve un kausēšana ir izplatīta daudzās pasaules valstīs. Saindēšanās ar svinu parasti rodas, uzņemot pārtiku vai ūdeni, kas piesārņots ar svinu, un retāk nejauši norīšanas piesārņotu augsni, putekļus vai svinu saturošu krāsu. Jūras ūdens produkti var saturēt svinu, ja ūdens tiek pakļauts rūpnieciskajiem ūdeņiem. Augļi un dārzeņi var būt piesārņoti ar augstu svina līmeni augsnēs, kurās tie tiek audzēti. Augsni var piesārņot cieto daļiņu uzkrāšanās no svina caurulēs, svina krāsas un atlieku emisijas no svinu saturoša benzīna. Svina izmantošana ūdensvados ir problemātiska vietās ar mīkstu vai skābu ūdeni. Cietais ūdens caurulēs veido nešķīstošus slāņus, bet mīksts un skābs ūdens izšķīdina svina caurules. Transportētajā ūdenī izšķīdis oglekļa dioksīds var izraisīt šķīstoša svina bikarbonāta veidošanos; Ūdens ar skābekli var izšķīdināt svinu līdzīgi kā svina (II) hidroksīds. Dzeramais ūdens var izraisīt veselības problēmas laika gaitā izšķīdušā svina toksicitātes dēļ. Jo cietāks ūdens, jo vairāk tajā būs kalcija bikarbonāta un sulfāta, un jo vairāk iekšējā daļa caurules tiks pārklātas aizsargslānis svina karbonāts vai svina sulfāts. Svina krāsas norīšana ir galvenais svina iedarbības avots bērniem. Krāsai sadaloties, tā atslāņojas, sasmalcina putekļus un pēc tam nonāk organismā ar roku vai piesārņotu pārtiku, ūdeni vai alkoholu. Dažas norijot tautas aizsardzības līdzekļi var izraisīt svina vai svina savienojumu iedarbību. Ieelpošana ir otrs svarīgais svina iedarbības veids, tostarp smēķētājiem un īpaši vadošajiem darbiniekiem. Cigarešu dūmi starp citām toksiskām vielām satur radioaktīvo svinu-210. Gandrīz viss ieelpotais svins uzsūcas organismā; perorālai lietošanai biežums ir 20–70%, un bērni absorbē vairāk svina nekā pieaugušie. Iedarbība caur ādu var būt nozīmīga ierobežotai cilvēku grupai, kas strādā ar organiskiem svina savienojumiem. Svina absorbcijas ātrums ādā ir mazāks neorganiskajam svinam.

Ekoloģija

Svina un tā produktu ieguve, ražošana, izmantošana un iznīcināšana ir izraisījusi ievērojamu Zemes augsnes un ūdeņu piesārņojumu. Svina emisijas atmosfērā bija visaugstākās industriālās revolūcijas laikā, un benzīna svina periods bija divdesmitā gadsimta otrajā pusē. Paaugstināta svina koncentrācija saglabājas augsnēs un nogulumos postindustriālajās un pilsētu teritorijās; Rūpnieciskās emisijas, tostarp tās, kas saistītas ar ogļu sadedzināšanu, turpinās daudzās pasaules daļās. Svins var uzkrāties augsnēs, īpaši tajās ar augstu organisko vielu saturu, kur tas saglabājas simtiem līdz tūkstošiem gadu. Tas var ieņemt citu metālu vietu augos un uzkrāties uz to virsmām, tādējādi palēninot fotosintēzi un novēršot to augšanu vai nogalinot tos. Augsnes un augu piesārņojums ietekmē mikroorganismus un dzīvniekus. Slimajiem dzīvniekiem ir samazināta spēja sintezēt sarkanās asins šūnas, izraisot anēmiju. Analītiskās metodes Svina noteikšana vidē ietver spektrofotometriju, rentgena fluorescenci, atomu spektroskopiju un elektroķīmiskās metodes. Tika izstrādāts īpašs jonu selektīvs elektrods, pamatojoties uz jonoforu S, S"-metilēnbis (N, N-diizobutilditiokarbamāts).

Ierobežojums un atgūšana

Līdz 80. gadu vidum svina izmantošanā notika ievērojamas izmaiņas. Amerikas Savienotajās Valstīs vides noteikumi samazina vai izslēdz svina izmantošanu izstrādājumos, kas nav akumulatori, tostarp benzīnā, krāsās, lodmetālos un ūdens sistēmās. Cieto daļiņu kontroles ierīces var izmantot ogļu spēkstacijās, lai savāktu svina emisijas. Svina izmantošanu vēl vairāk ierobežo Eiropas Savienības direktīva par bīstamo vielu ierobežošanu. Svina ložu izmantošana medībās un sporta šaušanā Nīderlandē tika aizliegta 1993. gadā, kā rezultātā svina emisijas ievērojami samazinājās no 230 tonnām 1990. gadā līdz 47,5 tonnām 1995. gadā. Amerikas Savienotajās Valstīs Darba drošības un veselības administrācija ir noteikusi svina arodekspozīcijas robežvērtību 0,05 mg/m3 8 stundu darba dienā; tas attiecas uz metālisku svinu, neorganiskiem svina savienojumiem un svina ziepēm. ASV Nacionālais darba drošības un veselības institūts iesaka svina koncentrācijai asinīs būt zem 0,06 mg uz 100 g asiņu. Svins joprojām var būt kaitīgā daudzumā keramikā, vinilā (izmanto cauruļu oderēšanai un elektrisko vadu izolācijai) un Ķīnas misiņā. Vecākās mājās joprojām var būt svina krāsa. Baltā svina krāsa ir pakāpeniski pārtraukta rūpnieciski attīstītajās valstīs, bet dzeltenais svina hromāts joprojām tiek izmantots. Vecās krāsas noņemšana ar slīpēšanu rada putekļus, kurus var ieelpot.