Застосування металу свинець у народному господарстві та будівництві. Особливості свинцю, його основні характеристики та застосування

Свинець – отруйний сірий імітатор металевого срібла
та маловідома токсична металева обманка
Токсичне та отруйне каміння та мінерали

Свинець (Pb)- елемент з атомним номером 82 та атомною вагою 207,2. Є елементом головної підгрупи IV групи, шостого періоду періодичної системи хімічних елементівДмитра Івановича Менделєєва. Свинцевий злиток має брудно-сірий колір, проте на свіжому зрізі метал блищить і має характерний синювато-сірий відтінок. Це пояснюється тим, що на повітрі свинець швидко окислюється і покривається тонкою окисною плівкою, яка перешкоджає руйнуванню металу (сіркою та сірководнем).

Свинець – досить пластичний та м'який метал – злиток можна розрізати ножем і подряпати цвяхом. Усталеное вираз " свинцева тяжкість " вірно частково - свинець (щільність 11,34 г/см 3) важче заліза (щільність 7,87 г/см 3) в півтора рази, вчетверо важче алюмінію (щільність 2,70 г/см 3) навіть важче, ніж срібло (щільність 10,5 г/см 3 переклад з укр. яз.).

Однак багато металів, що використовуються промисловістю, важчі за свинець - золото майже вдвічі (щільність 19,3 г/см 3 ), тантал у півтора рази (щільність 16,6 г/см 3 ); будучи занурений у ртуть, свинець спливає на поверхню, адже він легший за ртуту (щільність 13,546 г/см 3 ).

Природний свинець складається із п'яти стабільних ізотопівз масовими числами 202 (сліди), 204 (1,5%), 206 (23,6%), 207 (22,6%), 208 (52,3%). Причому останні три ізотопи - кінцеві продукти радіоактивних перетворень 238 U, 235 U та 232 Th. У ході ядерних реакцій відбувається утворення численних радіоактивних ізотопів свинцю.

Свинець поряд із золотом, сріблом, оловом, міддю, ртуттю та залізом відноситься до елементів, відомих людству з давнини. Існує припущення, що люди виплавили свинець із руди понад вісім тисяч років тому. Ще за 6-7 тисяч років до нашої ери зі свинцю в Месопотамії та Єгипті знайшли статуї божеств, предмети культу та домашнього вжитку, таблички для письма. Римляни, винайшовши водогін, зробили свинець матеріалом для труб, незважаючи на те, що отруйність цього металу відзначали в першому столітті нашої ери Діоскорид та Пліній Старший. Такі сполуки свинцю, як "свинцева зола" (PbO) і свинцеві білила (2 PbCO 3 ∙Pb(OH) 2) застосовувалися в Стародавню Греціюта Римі як складові частини ліків та фарб. У середньовіччі сімка металів була в пошані у алхіміків і магів, кожен з елементів отримав ототожнення з однією з відомих тоді планет, свинцю відповідав Сатурн, знаком цієї планети і позначали метал (отруєння на ВАКу з метою крадіжок інженерних креслень, патентів та наукових праць, що захищають наукові дипломи та вчені ступеня – 1550 р., Іспанія).

Саме свинцю (за вагою вкрай схожий на вагу золота) дармоїди-алхіміки приписували здатність нібито перетворюватися на шляхетні метали - срібло та золото, тому він часто підміняв золото в злитках, його видавали за срібло та золотили (у XX ст. виплавили свинець). майже банківської форми, великої, і схожого розміру, Облили зверху тонким шаром золота і поставили підроблені тавра з лінолеуму - за А. Маклін, США і афери в стилі "Анжеліки в Туреччині" на початку XVIII ст.). З появою вогнепальної зброї свинець став застосовуватися як матеріал для куль.

Свинець використовується у техніці. Найбільша його кількість витрачається при виготовленні оболонок кабелів та пластин акумуляторів. У хімічній промисловості на сірчанокислотних заводах із свинцю виготовляють кожухи веж, змійовики холодильників та інші відповідальнічастини апаратури, оскільки сірчана кислота (навіть 80% концентрації) не роз'їдає свинець. Свинець використовується в оборонній промисловості - йде на виготовлення боєприпасів та на виготовлення дробу (їм також виробляють шкури тварин, переклад з укр. яз.).

Цей метал входить до складу багатьох, наприклад, сплавів для підшипників, друкарського сплаву (гарти), припоїв. Свинець частково поглинає небезпечне гамма-випромінювання, тому його використовують як захист від нього під час роботи з радіоактивними речовинами та на ЧАЕС. Він – головний елемент т.зв. "свинцевих трусів" (для чоловіків) та "свинцевого бікіні" (з додатковим трикутником) - для жінок, при роботі з радіацією. Частина свинцю витрачається виробництва тетраэтилсвинца - підвищення октанового числа бензину (це заборонено). Свинець використовують скляна та керамічна промисловості для виробництва скляного "кришталю" та лазурів для "емалі".

Свинцевий сурик - речовина яскраво-червоного кольору (Pb 3 O 4) - є основним інгредієнтом фарби, що застосовується для захисту металів від корозії (дуже схожий на червоний кіновар з м. Альмаден в Іспанії та інших копалень червоної кіноварі - свинцевий сурик з початку XXIв. активно крадуть і труять їм оточуючих ув'язнених з примусових робіт в Іспанії та інших країнах на червоній кіноварі та мисливці за наркотиками в т.ч. мінерального походження – поряд з чорним миш'яком, який видають за радіоактивний уран, та зеленим коніхальцитом – м'яким зеленим імітатором смарагдів та інших. ювелірних каменів, що використовуються людиною для прикраси себе, одягу та житла).

Біологічні властивості

Свинець, як і більшість інших важких металів, потрапляючи до організму, викликає отруєння(отрута з міжнародного маркування ДОПІГ небезпечні вантажі N 6 (череп та кістки в ромбі)), які можуть бути прихованими, протікати у легкій, середній тяжкості та важкій формах.

Основні ознаки отруєння- ліловато-аспідне забарвлення краю ясен, блідо-сіре забарвлення шкірних покривів, порушення у кровотворенні, ураження нервової системи, біль у черевній порожнині, запори, нудота, блювання, підйом АТ, температури тіла до 37 o З і вище. При важких формах отруєння та хронічної інтоксикації можливі незворотні ураження печінки, серцево-судинної системи, порушення в роботі ендокринної системи, пригнічення імунної системи організму та онкологічні захворювання (доброякісні пухлини).

Які ж причини отруєння свинцем та його сполуками? Раніше причинами були – вживання води із свинцевих водопроводів; зберігання їжі в глиняному посуді, покритому глазур'ю зі свинцевого сурика або ковта; використання свинцевих припоїв під час лагодження металевого посуду; використання свинцевих білил (навіть у косметичних цілях) – усе це призводило до накопичення важкого металу в організмі.

У наші дні, коли про токсичність свинцю та його сполук відомо мало кому, такі фактори проникнення металу в людський організм часто виключені – цькують злочинці і абсолютно свідомо (пограбування науковців аферистами "від сексу та секретарства з діловодством" на ВАКах тощо). крадіжки ХХІ ст.).

Крім цього, розвиток прогресу призвело до виникнення величезного ряду нових ризиків - це отруєння на підприємствах з видобутку та виплавки свинцю; при виробництві барвників на основі свинцю (у тому числі для поліграфії); при отриманні та використанні тетраетилсвинцю; на підприємствах кабельної промисловості

До всього цього потрібно додати все зростаюче забруднення довкіллясвинцем та його сполуками, що надходять в атмосферу, ґрунт та воду – масивні викиди автомобілів безробітних автотранзитників з Росії у м. Альмаден Іспанії заходу Європи – червоні за кольором неукраїнські автотранзитні номери. В Україні таких немає, що триває у м. Харкові та Україні понад 30 років – на момент підготовки матеріалу (ВАК з кінця XX-початку XXI ст. здають у США).

Рослини, у тому числі споживані в їжу, поглинають свинець із ґрунту, води та повітря. В організм свинець надходить з їжею (понад 0,2 мг), водою (0,1 мг) і пилом повітря, що вдихається (близько 0,1 мг). Причому свинець, що надходить з вдихається повітрям, найбільш повно засвоюється організмом. Безпечним добовим рівнем надходження свинцю до людського організму вважається 0,2-2 мг. Виділяється головним чином через кишечник (0,22-0,32 мг) та нирки (0,03-0,05 мг). У тілі дорослої людини в середньому постійно міститься близько 2 мг свинцю, причому у жителів промислових міст на перехрестях автошляхів (м. Харків України та ін.) вміст свинцю вищий, ніж у селян (віддалених від автомобільних транзитних з РФ на м. Альмаден Іспанії автошляхів) селищ, смт та сіл).

Основний концентратор свинцю в людському тілі - кісткова тканина (90% всього свинцю організму), крім того, свинець накопичується в печінці, підшлунковій залозі, нирках, головному та спинному мозку, крові.

Як лікування отруєнь можуть розглядатися специфічні препарати комплексоутворювачі та загальнозміцнюючі засоби - вітамінні комплекси, глюкоза та подібні до них. Також необхідні курси фізіотерапії та санаторно-курортне лікування (мінеральні води, грязьові ванни).

Необхідні профілактичні заходи на підприємствах, пов'язаних зі свинцем та його сполуками: заміна свинцевих білил цинковими або титановими; заміна тетраетилсвинцю менш токсичними антидетонаторами; автоматизація низки процесів та операцій у виробництві свинцю; встановлення потужних витяжних систем; використання ЗІЗ та періодичні огляди робочого персоналу.

Тим не менш, незважаючи на токсичність свинцю та його отруйну дію на людський організм, він може приносити і користь, що використовується в медицині.

Свинцеві препарати застосовують зовнішньо, як в'яжучі та антисептичні засоби. Прикладом може служити "свинцева вода" Pb(CH3COO)2.3H2O, яку застосовують при запальних захворюваннях шкіри та слизових оболонок, а також при забитих місцях і саднах. Прості та складні свинцеві пластирі допомагають при гнійно-запальних захворюваннях шкіри, фурункулах. За допомогою оцтовокислого свинцю одержують препарати, що стимулюють діяльність печінки при виділенні жовчі.

Цікаві факти

У Стародавньому Єгипті виплавкою золота нібито займалися виключно жерці, адже процес вважався священним мистецтвом, якимось таїнством недоступним простим смертним. Тому саме служителі культу піддавалися завойовниками жорстоким тортурам, проте таємниця була розкрита протягом багато часу.

Як виявилося, єгиптяни нібито обробляли золоту руду розплавленим свинцем, що розчиняє шляхетні метали, і таким чином підміняли золото з руд (причина конфлікту Єгипту та Ізралія до наших днів) – на кшталт розтирання в порошок м'якого зеленого коніхальциту, підміни їм смарагдів з продажу отрутою.

У сучасному будівництві свинець використовують для ущільнення швів та створення сейсмостійких фундаментів (обман). Адже традиція використання цього металу в будівельних цілях йде з глибини століть. Давньогрецький історик Геродот (V ст. до н. е.) писав про метод зміцнення залізних та бронзових скоб у кам'яних плитах шляхом заливання отворів легкоплавким свинцем – антикорозійна обробка. Пізніше під час розкопок Мікен археологи виявили свинцеві скоби в кам'яних стінах. У селищі Старий Крим і зараз збереглися руїни так званої "свинцевої" мечеті (назва на жаргоні - "Клад Золота"), спорудженої в XIV столітті. Таку назву будинок отримав через те, що зазори в кам'яній кладці залиті свинцем (підробка золота вагою свинцю).

Існує легенда про те, як вперше було отримано фарбу сурик. Свинцеві білила люди навчилися виготовляти понад три тисячі років тому, на той час цей товар був рідкістю і мав високу ціну (зараз теж). З цієї причини художники давнини з великим нетерпінням чекали в порту торгові кораблі, що везли такий дорогоцінний товар (експертизу можливості підміни червоної кіноварі по м. Альмаден з Іспанії, якою пишуть ікони та буквиці в Бібліях в Росії, Троїце-Сергієва сурвом сурвом виконав на початку н.е., Пліній Старший – базова інтрига отруйників "Графа Монте-Крісто", Франція на початку XX ст.

Не був винятком і грек Нікій, який у хвилюванні цунамі (був аномальний відлив) виглядав корабель з острова Родос (основного постачальника свинцевих білил у всьому Середземномор'ї), що везе вантаж із фарбою. Незабаром корабель увійшов у порт, але спалахнула пожежа і цінний тягар був поглинений вогнем. У безвихідній надії, що вогонь пожалів хоча б один посуд з фарбою, Нікій вбіг на обгорілий корабель. Вогонь не знищив судини з фарбою, ті лише обгоріли. Як же були здивовані художник і господар вантажу, коли, розкривши судини, вони виявили замість білої фарби яскраво-червону!

Середньовічні бандити часто використовували розплавлений свинець як знаряддя тортури і страти (замість роботи в друкарні на ВАК). Особливо незговірливим (а часом навпаки) особам метал вливали в горло (розбирання бандитів на ВАК). У далекій від католицтва Індії було схоже катування, яке зазнавали іноземці, яких спіймали бандити "з великої дороги" (злочинно заманювали працівників науки на нібито ВАК). Нещасним "жертвам надлишку інтелекту" заливали у вуха розплавлений свинець (дуже схожий на "афродизіак" – напівфабрикат виробництва ртуті у Ферганській долині Киргизії, Середня Азія, Копальня Хайдаркан).

Однією з венеціанських "пам'яток" є середньовічна в'язниця (імітатор готелю для іноземців з метою їхнього пограбування), поєднана "Мостом зітхань" з Палацом дожів (імітація Іспанського м. Альмадена, де річка – дорогою до міста). Особливість в'язниці полягає у наявності "VIP" камер на горищі під дахом зі свинцю (отрута, що імітували готель з метою пограбування іноземців, приховують удари хвиль цунамі). У спеку в'язень бандитів знемагав від спеки, задихаючись у камері, взимку замерзав від холоду. Перехожі на "Мосту зітхань" могли чути стогнання та благання, при цьому усвідомлюючи силу і владу афериста, що знаходиться за стінами Палацу дожів (у Венеції немає монархії).

Історія

У ході розкопок у Стародавньому Єгипті археологи виявили вироби зі срібла та свинцю (підміна цінного металу – перша біжутерія) у похованнях до династичного періоду. Приблизно до цього часу (8-7 тисячоліття до нашої ери) ставляться аналогічні знахідки, зроблені у Месопотамії. Спільні знахідки виробів зі свинцю та срібла не дивні.

З давніх-давен увагу людей привернули красиві важкі кристали. свинцевого блиску PbS (сульфід) - найважливішої руди, з якої видобувається свинець. Багаті поклади цього мінералу знаходили у горах Кавказу та у центральних районах Малої Азії. Мінерал галеніт іноді містить значні домішки срібла і сірки і якщо покласти шматки цього мінералу в багаття з вугіллям, то сірка вигорить і потече свинець розплавлений - деревне вугілляі вугілля-антрацит, як і графіт перешкоджає окисленню свинцю та сприяє його відновленню.

У шостому столітті до нашої ери поклади галеніту були виявлені в Лавріоні - гористій місцевості недалеко від Афін (Греція), а за часів пунічних воєн на території сучасної Іспанії у численних шахтах, закладених на її території, видобувався свинець, який інженери використовували у будівництві труб водопроводу. і каналізації (схожий на напівфабрикат ртуті з Альмаден, Іспанія, заходу Європи, континент).

Виразно встановити значення слова "свинець" не вдалося, оскільки невідоме походження цього слова. Припущень і припущень безліч. Так одні стверджують, що грецька назва свинцю пов'язана з певною місцевістю, де її добували. Деякі філологи зіставляють раніше грецьку назву з пізньою латинською plumbumі стверджують, що останнє слово утворилося з mlumbum, а обидва слова беруть коріння від санскритського bahu-mala, що можна перекласти як "дуже брудний".

До речі, вважається, що слово "пломба" походить саме від латинського plumbum, а по-європейському назва свинцю так і звучить – plomb. Це пов'язано з тим, що цей м'який метал з давніх часів було прийнято використовувати як печатки та опломбування поштових та інших відправлень, вікон та дверей (а не пломби в зубах людини – помилка перекладу, укр. яз.). У наш час товарні вагони та складські приміщення активно опечатують свинцевими пломбами (пломбіраторами). До речі, герб та прапор України носить у т.ч. іспанське походження – наукова та інша робота України на копальнях Королівської Корони Іспанії.

Достовірно можна стверджувати, що свинець часто плутали з оловом, XVII в. розрізняли plumbum album (білий свинець, тобто олово) та plumbum nigrum (чорний свинець - свинець). Можна припустити, що в плутанини винні середньовічні алхіміки (не грамотні при заповненні митних декларацій у портах і на консиграційних складах), які заміняли отруйний свинець безліччю різних назв, і що трактували грецьку назву, як plumbago - свинцева руда. Однак така плутанина існує і в ранніх слов'янських назвах свинцю. Про що свідчить неправильна європейська назва свинцю, що збереглася, - olovo.

Німецька назва свинцю - blei бере своє коріння з давньонімецького blio (bliw), а то у свою чергу співзвучно з литовським bleivas (світло, ясне). Цілком можливо, що від німецького blei походить і англійське слово lead (свинець) та датське lood.

Походження російського слова "свинець" не зрозуміло, як і близьких центральнослов'янських - українського ("свинець" - не "порося", "свиня") і білоруського ("свинець" - "камінь свиней, бекон"). Крім того, співзвуччя є у балтійській групі мов: литовська švinas та латиська svins.

Завдяки археологічним знахідкам стало відомо, що мореплавці каботажного плавання (вздовж берегів моря) іноді обшивали корпуси дерев'яних кораблів тонкими пластинами зі свинцю (Іспанія) і зараз їм також покривають каботажні судна (в т.ч. підводні). Одне з таких суден було піднято з дна Середземного моря 1954 року неподалік м. Марселя (Франція, контрабандисти). Давньогрецький корабель вчені датували третім століттям до нашої ери! А в середні віки дахи палаців і шпилі церков іноді покривали свинцевими пластинами (замість золочення), які стійкіші до атмосферних явищ.

Знаходження у природі

Свинець досить рідкісний метал, його вміст у земній корі (кларк) становить 1,6 10 -3 % за масою. Однак цей елемент більш поширений, ніж його найближчі сусіди за періодом, яких він імітує - золото (всього 5 10 -7 %), ртуть (1 10 -6 %) і вісмут (2 10 -5 %).

Очевидно, що цей факт пов'язаний із накопиченням свинцю в земній корі за рахунок ядерних та інших реакцій, що проходять у надрах планети - ізотопи свинцю, що є кінцевими продуктами розпаду урану і торію, поступово поповнюють запаси Землі свинцем протягом мільярдів років, і процес триває.

Накопичення свинцевих мінералів (більше 80 - головний з них галеніт PbS) пов'язане з формуванням гідротермальних родовищ. Крім гідротермальних родовищ, деяке значення мають також окислені (вторинні) руди - це поліметалеві руди, що утворюються в результаті вивітрювання приповерхневих частин рудних тіл (до глибини 100-200 метрів). Вони зазвичай представлені гідроокислами заліза, що містять сульфати (англезит PbSO 4), карбонати (церусит РbCO 3), фосфати - піроморфіт Рb 5 (РО 4) 3 Сl, смітсоніт ZnCO 3 , каламін Zn 4 ∙H 2 O, малахіт, а .

І якщо свинець і цинк - головні компоненти комплексних поліметалевих руд цих металів, їх супутниками часто є більш рідкісні метали - золото, срібло, кадмій, олово, індій, галій і іноді висмут. Зміст основних цінних компонентів у промислових родовищах поліметалевих руд коливаються від кількох відсотків до більш ніж 10%.

Залежно від концентрації рудних мінералів розрізняють суцільні (злиті, високотемпературні, з OH) або вкраплені поліметалічні (кристалічні, холодніші) руди. Рудні тіла поліметалевих руд відрізняються різноманітністю розмірів, маючи довжину від кількох метрів до кілометра. Різні вони за морфологією - гнізда, пластоподібні та лінзоподібні поклади, жили, штоки, складні трубоподібні тіла. Також різні умови залягання - пологі, круті, посічені, приголосні та інші.

При переробці поліметалевих і кристалічних руд одержують два основні види концентратів, що містять відповідно 40-70% свинцю та 40-60% цинку та міді.

Основні родовища поліметалевих руд у Росії та країнах СНД – Алтай, Сибір, Північний Кавказ, Приморський край, Казахстан. Багаті покладами поліметалевих комплексних руд Сполучені Штати Америки (США), Канада, Австралія, Іспанія, Німеччина.

У біосфері свинець розсіяний - його мало в живій речовині (5 · 10 -5 %) та морській воді (3 · 10 -9 %). З природних вод цей метал сорбується глинами і осаджується сірководнем, тому він накопичується в морських мулах із сірководневим зараженням і в чорних глинах і сланцях, що утворилися з них (ліхтар сірки на кальдерах).

Застосування

З найдавніших часів свинець широко використовувався людством, і його застосування були дуже різноманітні. Багато народів використовували метал як цементуючий розчин при будівництві будівель (антикорозійне покриття заліза). Римляни використовували свинець як матеріал для трубопроводів водопроводу (насправді - каналізації), а європейці виготовляли з цього металу водостоки і дренажні труби, облицьовували дахи будівель. З появою вогнепальної зброї свинець став головним матеріалом для виготовлення куль і дробу.

У наш час свинець та його сполуки розширили сфери застосування. Акумуляторна промисловість – один із ємних споживачів свинцю. Величезна кількість металу (у деяких країнах до 75% від обсягу виробленого) витрачається виробництво свинцевих акумуляторів. Міцніші і менш важкі лужні акумулятори завойовують ринок, проте більш ємні – а потужні свинцеві акумулятори не здають своїх позицій навіть на ринку сучасних комп'ютерів – потужні сучасні 32-розрядні ПК ЕОМ (аж до серверних станцій).

Чимало свинцю витрачається на потреби хімічної промисловості при виготовленні заводської апаратури, стійкої до агресивних газів та рідин. Так, у сірчанокислотній промисловості обладнання - труби, камери, жолоби, промивні вежі, холодильники, деталі насосів - виготовляється зі свинцю або свинцем облицьовується. Деталі, що обертаються, і механізми (мішалки, крильчатки вентилятора, обертові барабани) виготовляють із свинцево-сурм'янистого сплаву гартблею.

Кабельна промисловість – ще один споживач свинцю, на ці цілі у світі витрачається до 20% цього металу. Їм оберігають від корозії телеграфні та електричні дротипри підземній або підводній прокладці (також антикорозія та захист коннектингів інтернет-комунікацій, модемних серверів, трансферних коннектингів параболічних антен та зовнішніх станцій цифрового мобільного зв'язку).

До кінця шістдесятих років XX століття зростало виробництво тетраетилсвинцю Pb(С2 Н5)4 - отруйної рідини, яка є чудовим детонатором (украли у воєнних часів СРСР).

У зв'язку з високою щільністю і тяжкістю свинцю його застосування в справі зброї було відомо задовго до появи вогнепальної зброї - пращники армії Ганнібала метали в римлян свинцеві кулі (неправда - це були конкреції з галенітом, викопні у формі кулі, вкрадені у старателів на березі моря) . Пізніше люди почали відливати зі свинцю кулі та дріб. Для надання твердості до свинцю додають до 12% сурми, а свинець рушничного дробу (не нарізна мисливська зброя) містить близько 1% миш'яку. Нітрат свинцю застосовується для потужних сумішевих вибухових речовин (ДОПОГ небезпечні вантажі N 1). Крім того, свинець входить до складу ініціюючих вибухових речовин (детонатори): азид (PbN6) та тринітрорезорцинат свинцю (ТНРС).

Свинець поглинає гамма- та рентгенівські промені, завдяки чому його застосовують як матеріал для захисту від їхньої дії (контейнери для зберігання радіоактивних речовин, апаратура рентгенівських кабінетів, ЧАЕС та інших).

Головні компоненти друкарських сплавів – свинець, олово та сурма. Причому свинець та олово використовувалися в друкарстві з перших його кроків, але не були єдиним сплавом, яким користуються у сучасній друкарні.

Таке ж, якщо не більше значення мають з'єднання свинцю, то деякі з'єднання свинцю захищають метал від корозії не в умовах агресивних середовищ, а просто на повітрі. Ці сполуки вводять до складу лакофарбових покриттів, наприклад, свинцеві білила (затерта на оліфі основна вуглекисла сіль свинцю 2PbCO3 * Pb(OH)2), які мають ряд чудових якостей: висока криюча (покривна) здатність, міцність і довговічність плівки, що утворюється, стійкість до дії повітря і світла.

Однак є кілька негативних моментів, які зводять застосування свинцевих білил до мінімуму (зовнішнє фарбування суден та металоконструкцій) – висока токсичність та сприйнятливість до сірководню. В склад олійних фарбвходять та інші сполуки свинцю. Раніше як жовтий пігмент використовували глет PbO, який змінив свинцевий крон (підробка срібла в фальшивих грошах) PbCrO4, проте використання свинцевого глета продовжується - як речовина, що прискорює висихання масел (сикатів).

До цього дня найпопулярніший і наймасовіший пігмент на свинцевій основі - сурик Pb3O4 (імітатор червоної кіноварі - сульфіду ртуті). Цією фарбою яскраво-червоного кольору фарбують, зокрема, підводні частини кораблів (проти обростання мушлями, у сухих доках на березі).

Виробництво

Найважливіша руда, з якої видобувається свинець сульфід, свинцевий блиск PbS(галеніт), а також комплексні сульфідніполіметалеві руди. Вчить – Хайдарканський ртутний комбінат з комплексного відпрацювання руд, Ферганська долина Киргизії, Середня Азія (СНД). Перша металургійна операція при отриманні свинцю - це окислювальний випал концентрату в агломераційних стрічкових машинах безперервної дії (те саме - додаткове виробництво медичної сірки та сірчаної кислоти). При випаленні сульфід свинцю перетворюється на оксид:

2PbS + ЗО2 → 2РbО + 2SO2

Крім цього, виходить і трохи сульфату PbSO4, який переводять у силікат PbSiO3, для чого додають шихту кварцовий пісок та інші флюси (CaCO3, Fe2O3), завдяки яким утворюється рідка фаза, що цементує шихту.

У результаті реакції окислюються і сульфіди інших металів (мідь, цинк, залізо), присутні як домішки. Кінцевим результатом випалу замість порошкоподібної суміші сульфідів отримують агломерат - пористу суцільну масу, що спеклася, що складається переважно з оксидів РbО, CuO, ZnO, Fe2O3. Отриманий агломерат містить 35-45% свинцю. Шматки агломерату змішують з коксом і вапняком і цю суміш завантажують у ватержакетну піч, в яку знизу через труби ("фурми") подають повітря під тиском. Кокс і оксид вуглецю (II) відновлюють оксид свинцю до свинцю вже за невисоких температур (до 500 o С):

PbO + C → Pb + CO

та PbO + CO → Pb + CO2

За більш високих температур йдуть інші реакції:

СаСО3 → СаО + СО2

2РbSiO3 + 2СаО + С → 2Рb + 2CaSiO3+ CO2

Оксиди цинку та заліза, що знаходяться у вигляді домішок у шихті, частково переходять у ZnSiO3 та FeSiO3, які разом з CaSiO3 утворюють шлак, що спливає на поверхню. Оксиди свинцю відновлюються до металу. Процес протікає у два етапи:

2PbS + 3O2 → 2PbO + 2SO2,

PbS + 2PbO → 3Pb + SO2

"Сирий" - чорновий свинець - містить 92-98% Pb (свинцю), решта - домішки міді, срібла (іноді золота), цинку, олова, миш'яку, сурми, Bi, Fe, які видаляють різними методами, тому мідь та залізо видаляють зейгеруванням. Для видалення олова, сурми та миш'яку через розплавлений метал продувають повітря (азотний каталізатор).

Виділення золота і срібла виробляється добавкою цинку, який утворює "цинкову піну", що складається з сполук цинк зі сріблом (і золотом), легших, ніж свинець, і плавляться при 600-700 o C. Потім надлишок цинку видаляють з розплавленого свинцю пропусканням , водяної пари або хлору.

Для очищення від вісмуту до рідкого свинцю додають магній або кальцій, які утворюють важкоплавкі сполуки Ca3Bi2 та Mg3Bi2. Рафінований цими способами свинець містить 998-999% Рb. Подальше очищення виробляється електролізом, у результаті досягається чистота щонайменше 99,99%. Електроліт служить водний розчин фторосилікату свинцю PbSiF6. На катоді осідає свинець, а домішки концентруються в анодному шламі, що містить багато цінних компонентів, які потім виділяють (відшлаковка в окремий відстійник - т.зв. "хвостосховище", "хвости" компонентів хімічного та іншого виробництва).

Обсяг свинцю, що видобувається, у всьому світі зростає щороку. Відповідно зростає і споживання свинцю. За обсягом виробництва свинець посідає четверте місце серед кольорових металів – після алюмінію, міді та цинку. Можна виділити кілька країн - лідерів із виробництва та споживання свинцю (включаючи вторинний свинець) - це Китай, Сполучені Штати Америки (США), Корея та країни центральної та західної Європи.

У той самий час ряд країн через відносну отруйність сполук свинцю (менш отруйний, ніж рідка в Земних умовах ртуть - свинець твердий) відмовляються від його вживання, що є грубою помилкою – акумулятори тощо. технології вживання свинцю допомагають значно скоротити споживання дорогих та рідкісних нікелю та міді на діодно-тридодні та інші мікросхеми та процесорні компоненти сучасної комп'ютерної техніки (XXI ст.), особливо потужної та енерговитратної 32-розрядної процесорної (ПК ЕОМ), як люстри та лампочки.

Галеніт - сульфід свинцю. Агрегат, пластично видавлений при тектонських зрушеннях у порожнину
через отвір між кристалами кварцу. Березовськ, Порівн. Урал, Росія. Фото: О.О. Євсєєв.

Фізичні властивості

Свинець – метал темно-сірого кольору, на свіжому зрізі блищить і має світло-сірий відтінок, що відливає синьовою. Однак на повітрі швидко окислюється та покривається захисною плівкою окислу. Свинець - важкий метал, його щільність 11,34 г/см3 (при температурі 20 o C), кристалізується в гранецентрованих кубічних гратах (а = 4,9389A), алотропічних модифікацій не має. Атомний радіус 1,75A, іонні радіуси: Рb2+ 1,26A, Рb4+ 0,76A.

У свинцю чимало цінних фізичних якостей, важливих для промисловості, наприклад низька температураплавлення - всього 327,4 o C (621,32 o F або 600,55 K), що дозволяє порівняно отримувати метал із сульфідних та інших руд.

При переробці головного свинцевого мінералу - галеніту (PbS) - метал відокремлюється від сірки, для цього достатньо обпалити руду в суміші з вугіллям (вуглецем, вугілля-антрацит - за типом дуже отруйної червоної кіноварі - сульфіду та руди на ртуть) на повітрі. Температура кипіння свинцю 1 740 o C (3 164 o F або 2 013,15 K), метал виявляє леткість вже при 700 o C. Питома теплоємність свинцю при кімнатній температурі 0,128 кДж/(кг∙К) або 0,0306 кал/г ∙ o С.

Свинець має низьку теплопровідність 33,5 вт/(м∙К) або 0,08 кал/см∙сек∙ o C при температурі 0 o C, температурний коефіцієнт лінійного розширення свинцю 29,1∙10-6 при кімнатній температурі.

Інша важлива для промисловості якість свинцю – його висока пластичність – метал легко кується, прокочується в листи та дріт, що дозволяє застосовувати його в машинобудівній промисловості для виготовлення різних сплавів з іншими металами.

Відомо, що при тиску 2 т/см2 свинцева стружка спресовується суцільну масу (порошкова металургія). При збільшенні тиску до 5 т/см2 метал із твердого стану переходить у плинний ("альмаденська ртуть" – схоже на рідку ртуть м. Альмаден в Іспанії, захід ЄС).

Свинцевий дріт отримують, продавлюючи через фільєру не розплав, а твердий свинець, тому що волочінням її виготовити майже неможливо у зв'язку з малою міцністю свинцю. Межа міцності при розтягуванні для свинцю 12-13 Мн/м2, межа міцності при стиску близько 50 Мн/м2; відносне подовження при розриві 50-70%.

Твердість свинцю за Брінеллем 25-40 Мн/м2 (2,5-4 кгс/мм2). Відомо, що наклепка не підвищує механічних властивостей свинцю, так як температура його рекристалізації лежить нижче за кімнатну (у межах -35 o C при ступені деформації 40% і вище).

Свинець - один із перших металів, переведених у стан надпровідності. До речі, температура, нижче якої свинець набуває здатності пропускати електричний струмбез найменшого опору досить висока - 7,17 o K. Для порівняння у олова ця температура дорівнює 3,72 o K, у цинку - 0,82 o K, у титану - всього 0,4 o K. Саме зі свинцю була зроблена обмотка першого надпровідного трансформатора, збудованого в 1961 році.

Металевий свинець – дуже гарний захиствід усіх видів радіоактивного випромінювання та рентгенівських променів. Зустрічаючись із речовиною, фотон чи квант будь-якого випромінювання витрачає енергію, саме цим виражається його поглинання. Чим щільніше середовище, через яке проходять промені, тим сильніше воно їх затримує.

Свинець у цьому відношенні дуже потрібний матеріал - він досить щільний. Вдаряючись об поверхню металу, гамма-кванти вибивають із неї електрони, потім витрачають свою енергію. Чим більший атомний номер елемента, тим важче вибити електрон із його зовнішньої орбіти через більшу силу тяжіння ядром.

П'ятнадцяти-двадцяти-сантиметрового шару свинцю достатньо, щоб захистити людей від дії випромінювання будь-якого відомого науці виду. З цієї причини свинець введений у гуму фартуха та захисних рукавиць лікаря-рентгенолога, затримуючи рентгенівські промені та оберігаючи організм від їхньої згубної дії. Захищає від радіоактивного випромінювання та скло, що містить оксиди свинцю.

Галеніт. Оленинський розсип, Кам'янка р., Ю. Урал, Росія. Фото: О.О. Євсєєв.

Хімічні властивості

Хімічно свинець порівняно малоактивний – в електрохімічному ряді напруг цей метал стоїть безпосередньо перед воднем.

На повітрі свинець окислюється, покриваючись тонкою плівкою оксиду PbO, що перешкоджає швидкому руйнуванню металу (від агресивної сірки в атмосфері). Вода сама по собі не взаємодіє зі свинцем, але в присутності кисню метал поступово руйнується водою з утворенням гідроксиду амфотеру свинцю (II):

2Pb + O2 + 2H2O → 2Pb(OH)2

При зіткненні з жорсткою водою свинець покривається захисною плівкою нерозчинних солей (в основному сульфату та основного карбонату свинцю), що перешкоджає подальшій дії води та утворення гідроксиду.

Розведені соляна та сірчана кислоти майже не діють на свинець. Це пов'язано з перенапругою виділення водню на свинцевій поверхні, а також з утворенням захисних плівок важко-розчинних хлориду РbCl2 і сульфату PbSO4 свинцю, що закривають поверхню металу, що розчиняється. Концентровані сірчана H2SO4 та хлорна НCl кислоти, особливо при нагріванні, діють на свинець, причому виходять розчинні комплексні сполуки складу Pb(HSO4)2 та Н2[РbCl4]. В HNO3 свинець розчиняється, причому в кислоті низької концентрації швидше, ніж концентрованої азотної кислоти.

Pb + 4HNO3 → Pb(NO3)2 + 2NO2 + H2O

Порівняно легко свинець розчиняється рядом органічних кислот: оцтової (CH3COOH), лимонної, мурашиною (HCOOH), це пов'язано з тим фактом, що органічні кислоти утворюють свинцеві легкорозчинні солі, які жодною мірою не можуть захистити поверхню металу.

У лугах свинець розчиняється, хоч і з невеликою швидкістю. Концентровані розчиниїдких лугів при нагріванні реагують зі свинцем з виділенням водню та гідроксоплюмбітів типу Х2[Рb(ОН)4], наприклад:

Pb + 4KOH + 2H2O → K4 + H2

За розчинністю у воді солі свинцю діляться на розчинні (ацетат, нітрат і хлорат свинцю), малорозчинні (хлорид та фторид) та нерозчинні (сульфат, карбонат, хромат, фосфат, молібдат та сульфід). Усі розчинні сполуки свинцю отруйні. Розчинні солі свинцю (нітрат та ацетат) у воді гідролізуються:

Pb(NO3)2 + H2O → Pb(OH)NO3 + HNO3

Для свинцю характерні ступені окислення +2 та +4. Значно більш стійкі та численні сполуки зі ступенем окиснення свинцю +2.

З'єднання свинцю з воднем PbH4 виходить у невеликих кількостях при дії розведеної соляної кислоти на Mg2Pb. PbH4 - безбарвний газ, який дуже легко розкладається на свинець та водень. З азотом свинець не реагує. Азид свинцю Pb(N3)2 - одержуваний взаємодією розчинів азиду натрію NaN3 і солей свинцю (II) - безбарвні голчасті кристали важкорозчинні у воді, при ударі або нагріванні розкладається на свинець та азот з вибухом.

Сірка діє на свинець при нагріванні з утворенням сульфіду PbS – чорного амфотерного порошку. Сульфід може бути отриманий при пропусканні сірководню в розчини солей Pb (II). У природі сульфід зустрічається у вигляді свинцевого блиску – галеніту.

При нагріванні свинець з'єднується з галогенами, утворюючи галогеніди PbX2 де X - галоген. Всі вони малорозчинні у воді. Отримано галогеніди PbX4: тетрафторид PbF4 - безбарвні кристали та тетрахлорид PbCl4 - жовта масляниста рідина. Обидві сполуки розкладаються водою, виділяючи фтор чи хлор; гідролізуються водою (при кімнатній температурі).

Галеніт у конкреції фосфориту (у центрі). Р-н м. Кам'янець-Подільський, Зап. Україна. Фото: О.О. Євсєєв.

ДОПІГ 1
Бомба, що вибухає
Можуть характеризуватись рядом властивостей та ефектів, таких як: критичною масою; розкидом уламків; інтенсивна пожежа/тепловий потік; яскравий спалах; гучний шум чи дим.
Чутливість до поштовхів та/або ударів та/або тепла
Використовувати укриття, при цьому триматися на безпечній відстані від вікон
Помаранчевий знак, зображення бомби під час вибуху

ДОПІГ 6.1
Токсичні речовини (отрута)
Ризик отруєння при вдиханні, контакті зі шкірою або ковтанні. Складають небезпеку для водного довкілля або каналізаційної системи
Використовувати маску для аварійного залишення транспортного засобу
Білий ромб, номер ДОПІГ, чорний череп та схрещені кістки

ДОПІГ 5.1
Речовини, що окислюються
Ризик бурхливої ​​реакції, займання або вибуху при контакті з горючими або легкозаймистими речовинами
Не допускати утворення суміші вантажу з легкозаймистими або горючими речовинами (наприклад тирсою)
Жовтий ромб, номер ДОПІГ, чорне полум'я над колом

ДОПІГ 4.1
Легкозаймисті тверді речовини, самореактивні речовини та тверді десенсибілізовані вибухові речовини
Ризик пожежі. Легкозаймисті або горючі речовини можуть спалахувати від іскор або полум'я. Можуть містити самореактивні речовини, здатні до екзотермічного розкладання у разі нагрівання, контакту з іншими речовинами (такими як кислоти, сполуки важких металів або аміни), тертю або удару.
Це може призвести до виділення шкідливих або легкозаймистих газів або пари або самозаймання. Ємності можуть вибухати при нагріванні (наднебезпечні – практично не горять).
Ризик вибуху десенсибілізованих вибухових речовин після втрати десенсибілізатора
Сім вертикальних червоних смуг на білому тлі, рівновеликі, номер ДОПІГ, чорне полум'я

ДОПІГ 8
Корозійні (їдкі) речовини
Ризик опіків внаслідок роз'їдання шкіри. Можуть бурхливо реагувати між собою (компоненти) з водою та іншими речовинами. Речовина, що розлилася/розсипалася, може виділяти корозійну пару.
Складають небезпеку для водного довкілля або каналізаційної системи
Біла верхня половина ромба, чорна - нижня, рівновеликі, номер ДОПІГ, пробірки, руки

Навіщо потрібний свинець? Використання свинцю у промисловості.

Свинець є надійною захистом від різних видів радіоактивного випромінювання та від рентгенівських променів.Саме тому свинець вводять у захисний фартух, що використовується під час рентгену. Шару свинцю, товщиною 15-20 см достатньо, щоб захистити людину від дії будь-якого випромінювання. Захистити від радіоактивного випромінювання може скло, яке містить свинець. Завдяки такому склу стало можливим керування обробкою радіоактивних матеріалів без шкоди здоров'ю.

Свинець відрізняється великою стійкістю від дії, води, повітря та різних кислот. Це дозволяє його використовувати у електротехнічній промисловості. Широко використовують свинець для виготовлення акумуляторів. Кабельні рубки, що застосовуються в авіапромисловості, також виготовляються за участю свинцю. Використовують свинець і для захисту мідних проводів, оберігаючи від псування телеграфні та телефонні лінії. Деталі, виготовлені із заліза та міді, для захисту покривають тонкими листами зі свинцю, піддаючи їх хімічному впливу.

Найбільше застосування свинець знайшов у кабельній промисловості. Свинцем оберігають від корозії дроту, прокладаючи їх під землею чи водою. Використовують свинець і в сплавах для електричних запобіжників та точного припасування деталей, що контактують між собою. Але головне – використання цього металу у хімічних джерелах струму.Основою свинцевого акумулятора є дві свинцеві пластини, занурені в сірчанокислий електроліт. На ці пластини наноситься спеціальна паста з окису свинцю. Хімічні реакції, що виникають під час заряджання та розряджання акумулятора, відбуваються з виникненням електричного струму. Акумуляторна промисловість є однією з найбільш ємних споживачів свинцю.

Окис свинцю входить до складу кришталю. Свинцеве скло, особливістю якого є і те, що воно досить легко видмухується та заломлює світлові промені, застосовується в оптичних приладах. Застосовується свинець і в лакофарбовій промисловості, і в будівництві, і інших сферах виробництва.

Проте, останнім часом використання свинцю в промисловості обмежене, а то й зовсім заборонено низкою європейських держав. Росія теж знаходиться у пошуках альтернативних технологій (матеріалам з розвитку промисловості та впровадження нових технологій присвячений сайт www.сайт). Пов'язано це, звісно, ​​з екологією. Підвищений вміст свинцю у поверхневих водах є наслідком його високої концентрації у стічних водах металургійних заводів, рудозбагачувальних фабрик та шахт. З ґрунту свинець надходить у сільськогосподарські культури і, відповідно, в організм людини. А виною цьому, як було зазначено вище, промислові підприємства. До того ж, на самих підприємствах екологічна ситуація така, що серед професійних захворювань свинцева інтоксикація займає одне з перших місць. Свинець викликає незворотні зміни в нервовій системі, впливає на діяльність репродуктивної та серцево-судинної систем. Тому, незважаючи на всю користь, яку свинець приносить промисловості, недооцінювати шкоду, яку він може завдати довкіллю та здоров'ю людей, теж не доводиться.

Свинець - це метал, який був відомий ще за давніх часів. Людина використовує її з 2-3 тис. до нашої ери, і вперше вона була відкрита в Месопотамії. Там із свинцю робили невелику цеглу, статуетки, різноманітні побутові предмети. Вже тоді люди отримували за допомогою цього елемента бронзу, а також виготовляли для цього листи гострими предметами.

Який колір має метал?

Він є елементом IV групи 6 періоду таблиці Менделєєва, де він має порядковий номер 82. Що таке свинець у природі? Це найчастіше галенит, формула якого - PbS. Інакше галеніт називається свинцевим блиском. Чистий елемент є м'яким та ковким металом брудно-сірого кольору. На повітрі його зріз швидко покривається невеликим шаром окису. Оксиди надійно захищають метал від подальшого окислення як у вологому, так і в сухому середовищі. Якщо ж металеву поверхню, покриту оксидами, очистити, вона набуде блискучого відтінку із синім відливом. Таке очищення можна зробити, якщо перелити свинець у вакуумі і запаяти його у вакуумну колбу.

Взаємодія з кислотами

Сірчана та соляна кислоти діють на свинець дуже слабо, зате метал легко розчиняється в азотній кислоті. Усе хімічні сполукиметалу, які можуть бути розчинними, є отруйними. Його одержують, головним чином, із руд: спочатку свинцевий блиск обпалюється до переходу в окис свинцю, а потім цю речовину відновлюють за допомогою вугілля до чистого металу.

Загальні властивості елемента

Щільність свинцю становить 11,34 г/см3. Це в 1,5 рази більше, ніж густина заліза і в чотири рази більше, ніж у легкого алюмінію. Недарма у російській мові слово «свинцевий» є синонімом слова «важкий». Плавлення свинцю відбувається при температурі 327,5 про С. Летючим стає метал вже за температури навколишнього середовища в 700 С°. Ця інформація є дуже важливою для тих, хто працює у сфері добування цього металу. Його дуже легко подряпати навіть нігтем, легко прокатати в тонкі листи. Це дуже м'який метал.

Взаємодія з іншими металами, нагрівання

Питома теплоємність свинцю дорівнює 140 Дж/кг. За своїм хімічним властивостямце малоактивний метал. У ряді напруг він розташований перед воднем. Зі своїх солей свинець легко витісняється іншими металами. Наприклад, можна провести досвід: опустити паличку з цинку розчин ацетату цього елемента. Тоді він осяде на цинковій паличці у вигляді пухнастих кристалів, які хіміки називають «сатурновим деревом». Скільки питома теплоємність свинцю дорівнює? Що це означає? Цей показник – 140 Дж/кг. А значить він такий: щоб нагріти кілограм металу на 1 про С, потрібно 140 Джоулів тепла.

Поширення у природі

Цього металу не так вже й багато в земній корі - лише 0,0016% за масою. Однак навіть ця величина показує, що вона більш поширена, ніж ртуть, вісмут і золото. Вчені пов'язують це з тим, що різні свинцеві ізотопи є продуктами розпаду торію і урану, тому вміст свинцю в земній корі повільно збільшувався протягом мільйонів років. У теперішній моментвідомо безліч свинцевих руд - це вже зазначений галеніт, а також результати його хімічних перевтілень.

В останні входять свинцевий купорос, церуссит (інша назва – біла міметит, штольцит. У рудах також містяться інші метали – кадмій, мідь, цинк, срібло, вісмут. Там, де залягають руди зі свинцю, цим металом насичується не лише ґрунт, а й водойми, рослини Що таке свинець у природі Це завжди його певне з'єднання, а також цей метал міститься в рудах радіоактивних металів - урану і торію.

Тяжкий метал у промисловості

Найбільш використовуваним у промисловості є з'єднання свинцю та олова. Звичайний припій під назвою "треник" широко використовується для з'єднань трубопроводів та електричних проводів. Це з'єднання містить одну частину свинцю і дві частини олова. Оболонки для телефонних кабелів, частини акумуляторів також можуть містити свинець. Температура плавлення деяких його сполук дуже низька - наприклад, сплави з кадмієм або оловом плавляться при 70 про С. З таких сполук виготовляють протипожежне обладнання. Широко використовуються метали сплави в суднобудуванні. Вони зазвичай забарвлені у світло-сірий колір. Судна часто покривають сплавами з олова та свинцю для захисту від корозії.

Значення для людей минулого та застосування

Римляни використовували цей метал виготовлення труб у трубопроводах. Свинець у давнину асоціювався у людей із планетою Сатурн, і тому раніше його і називали сатурном. У середньовіччі завдяки своїй важкій вазі метал часто використовували для алхімічних дослідів. Йому нерідко приписували здатність перетворюватися на золото. Свинець - це метал, який дуже часто плутали з оловом, що тривало до 17 століття. А давньослов'янськими мовами він і носив цю назву.

Воно дійшло до сучасної чеської мови, де цей важкий метал називають olovo. Деякі фахівці в галузі мовознавства вважають, що назва Plumbum пов'язана із певною грецькою місцевістю. Російське походження слова "свинець" для вчених поки неясно. Деякі лінгвісти пов'язують його з литовським словом scwinas.

Традиційне застосування свинцю в історії - це виготовлення куль, дробу зброї, та інших різних снарядів. Його використовували через дешевизну та низьку температуру плавлення. Раніше при виготовленні дробу зброї в метал додавали невелику кількість миш'яку.

Використовувався свинець і Стародавньому Єгипті. З нього виготовляли будівельні блоки, статуї почесних людей, на всю карбували монети. Єгиптяни були впевнені, що свинець має особливу енергетику. Вони робили з нього невеликі платівки та користувалися ними для захисту від недоброзичливців. А давні римляни не лише робили водопровідні труби. Вони ще й робили з цього металу косметику, навіть не підозрюючи, що самі собі підписують цим смертний вирок. Адже, потрапляючи до організму щодня, свинець викликав серйозні захворювання.

А як щодо сучасного довкілля?

Є такі речовини, які вбивають людство повільно, але правильно. І це стосується не лише неосвічених предків давнини. Джерела токсичного свинцю сьогодні – це дим цигарок, міський пил житлових будинків. Небезпеку несуть також кілька лакофарбових матеріалів. Але найбільшу шкоду завдають вихлопні гази автомобілів, що у великій кількості містять свинець.

Але в зоні ризику знаходяться не лише жителі мегаполісів, а й ті, хто мешкає у селах. Тут метал може накопичуватися у ґрунтах, потім потрапляти до складу фруктів та овочів. В результаті людина понад третину свинцю отримує через їжу. В цьому випадку протиотруту можуть послужити лише потужні антиоксиданти: магній, кальцій, селен, вітаміни А, С. Якщо їх вживати регулярно, можна надійно знешкодити себе від шкідливої ​​дії металу.

Шкода

Кожен школяр знає, що таке свинець. Але не всі дорослі здатні відповісти на питання про те, в чому полягає його шкода. Частинки його потрапляють до організму через дихальну систему. Далі він починає взаємодіяти з кров'ю, вступаючи в реакції з різними частинамиорганізму. Найбільше від цього страждає опорно-руховий апарат. Тут виявляється 95% всього спожитого людиною свинцю.

Високий рівень його вмісту в організмі призводить до відставання в розумовому розвитку, а у дорослих він проявляється у вигляді депресивних симптомів. Про надлишок свідчить розсіяність, стомлюваність. Страждає і кишечник – через свинець часто можуть виникати спазми. Цей важкий метал негативно впливає і на репродуктивну систему. Жінкам стає важко виносити плід, а у чоловіків можуть спостерігатися проблеми з якістю сперми. Також він дуже небезпечний для нирок. За деякими дослідженнями він здатний викликати злоякісні пухлини. Однак у кількості, що не перевищує 1 мг, свинець може бути корисним для організму. Вчені з'ясували, що цей метал може надавати бактерицидну дію на органи зору - проте слід пам'ятати, що таке свинець і використовувати його тільки в дозах, що не перевищують допустимих.

Як висновок

Як було зазначено, у давнину покровителем цього металу вважалася планета Сатурн. Але Сатурн в астрології - це образ самотності, смутку та важкої долі. Чи не тому свинець – не найкращий супутник для людини? Можливо, йому не варто нав'язувати своє суспільство, як інтуїтивно припускали давні, називаючи свинець сатурном. Адже шкода для організму від цього металу може бути непоправною.

Свинець - багато в чому ідеальний метал, адже він має масу важливих для промисловості переваг. Найочевидніше їх - порівняльна легкість його отримання з руд, що пояснюється низькою температурою плавлення (всього 327°С). При обробці найважливішої свинцевої руди - галеніту, - метал легко відокремлюється від сірки. Для цього галеніт достатньо в суміші з вугіллям обпалити на повітрі.

Через високу пластичність свинець легко кується, прокочується в листи та дріт, що дозволяє застосовувати його в машинобудівній промисловості для виготовлення різних сплавів з іншими металами. Широкою популярністю користуються так звані бабіти (підшипникові сплави свинцю з оловом, цинком та деякими іншими металами), друкарські сплави свинцю з сурмою та оловом, сплави свинцю з оловом для паяння різних металів.

Металевий свинець – дуже гарний захист від усіх видів радіоактивного випромінювання та рентгенівських променів. Він введений у гуму фартуха та захисних рукавиць лікаря-рентгенолога, затримуючи рентгенівські промені та оберігаючи організм від їхньої згубної дії. Захищає від радіоактивного випромінювання та скло, що містить оксиди свинцю. Подібне свинцеве скло дозволяє керувати обробкою радіоактивних матеріалів за допомогою "механічної руки" - маніпулятора.

При дії повітря, води та різних кислот свинець виявляє більшу стійкість. Ця властивість дозволяє широко використовувати його в електротехнічній промисловості, особливо для виготовлення акумуляторів та кабельних рубок. Останні знаходять широке застосування в авіа- та радіопромисловості. Стійкість свинцю дозволяє використовувати його і для запобігання псуванню мідних проводів телеграфних і телефонних ліній. Тонкими свинцевими листами покривають залізні та мідні деталі, що піддаються хімічному впливу (ванни для електролізу міді, цинку та інших металів).

Особливо багато свинцю споживає кабельна промисловість, де їм запобігають корозії телеграфні та електричні проводи при підземній або підводній прокладці. Багато свинцю йде і на виготовлення легкоплавких сплавів (з вісмутом, оловом і кадмієм) для електричних запобіжників, а також для точного припасування деталей, що контактують. Але головне, мабуть, це використання свинцю в хімічних джерелах струму.

Свинцевий акумулятор з моменту свого створення зазнав багато конструктивних змін, але його основа залишилася тією ж: дві свинцеві пластини, занурені в сірчанокислий електроліт. На пластини нанесено пасту з окису свинцю. При зарядці акумулятора на одній із пластин виділяється водень, що відновлює окис до металевого свинцю, на іншій – кисень, що передає окис у перекис. Вся конструкція перетворюється на гальванічний елемент з електродами зі свинцю та перекису свинцю. У процесі розрядки перекис розкислюється, а металевий свинець перетворюється на окис. Ці реакції супроводжуються виникненням електричного струму, який тектиме ланцюгом до тих пір, поки електроди не стануть однаковими – покритими окисом свинцю.

Виробництво лужних акумуляторів досягло в наш час гігантських розмірів, але воно не витіснило свинцеві акумулятори. Останні поступаються лужним у міцності, вони важчі, зате дають струм більшої напруги. Так, для живлення автостартера потрібно п'ять кадмієво-нікелевих акумуляторів або три свинцеві.

Акумуляторна промисловість – один із найбільш ємних споживачів свинцю.

Можна, мабуть, сказати й те, що свинець був біля витоків сучасної електронно-обчислювальної техніки.

Свинець був одним із перших металів, переведених у стан надпровідності. До речі, температура, нижче за яку цей метал набуває здатність пропускати електричний струм без найменшого опору, досить висока – 7,17°K. (Для порівняння вкажемо, що в олова вона дорівнює 3,72, у цинку – 0,82, у титану – всього 0,4 K). Зі свинцю була зроблена обмотка першого надпровідного трансформатора, побудованого в 1961 році.

На надпровідності свинцю засновано один із найефектніших фізичних «фокусів», вперше продемонстрований у 30-х роках радянським фізиком В.К. Аркадьєвим.

За переказами, труна з тілом Магомета висіла у просторі без опор. З тверезих людей ніхто, звичайно, цьому не вірить. Однак у дослідах Аркадьєва відбувалося щось подібне: невеликий магнітик висів без будь-якої опори над свинцевою платівкою, що була серед рідкого гелію, тобто. при температурі 4,2 ​​K, набагато меншою, ніж критична для свинцю.

Відомо, що за зміни магнітного поляу будь-якому провіднику виникають вихрові струми (струми Фуко). За звичайних умов вони швидко гасяться опором. Але, якщо опору немає (надпровідність!), ці струми не згасають і, звичайно, зберігається створене ними магнітне поле. Магнітик над свинцевою платівкою мав, зрозуміло, своє поле і, падаючи на неї, збуджував магнітне поле від самої платівки, спрямоване назустріч полю магніту, і воно відштовхувало магніт. Отже, завдання зводилося до того, щоб підібрати магнітик такої маси, щоб його могла утримати на шанобливій відстані ця сила відштовхування.

В наш час надпровідність – величезна галузь наукових досліджень та практичного застосування. Говорити про те, що вона пов'язана лише зі свинцем, звичайно, не можна. Але значення свинцю у цій галузі не вичерпується наведеними прикладами.

Один із найкращих провідників електрики – мідь – ніяк не вдається перевести в надпровідний стан. Чому це так, учені ще не мають єдиної думки. В експериментах з надпровідності міді відведено роль електроізолятора. Але сплав міді зі свинцем використовують у надпровідниковій техніці. У температурному інтервалі 0,1...5°K цей сплав виявляє лінійну залежність опору температури. Тому його використовують у приладах для виміру виключно низьких температур.

І ця тема складається з кількох аспектів. Перший це антифрикційні сплави на основі свинцю. Поряд із загальновідомими бабітами та свинцевими бронзами, антифрикційним сплавом часто служить свинцево-кальцієва лігатура (3...4% кальцію). Те саме призначення мають деякі припої, що відрізняються низьким вмістом олова і, в окремих випадках, добавкою сурми. Дедалі важливішу роль починають грати сплави свинцю з талієм. Присутність останнього підвищує теплостійкість підшипників, зменшує корозію свинцю органічними кислотами, що утворюються при фізико-хімічному руйнуванні мастил.

Другий аспект – боротьба з детонацією у двигунах. Процес детонації схожий на процес горіння, але швидкість його занадто велика... У двигунах внутрішнього згоряння він виникає через розпад молекул ще не згорілих вуглеводнів під впливом зростаючого тиску і температури. Розпадаючи, ці молекули приєднують кисень і утворюють перекиси, стійкі лише у дуже вузькому інтервалі температур. Вони і викликають детонацію, і паливо займається раніше, ніж досягнуто необхідне стиснення суміші в циліндрі. В результаті мотор починає «барахлити», перегріватися, з'являється чорний вихлоп (ознака неповного згоряння), прискорюється вигоряння поршнів, сильніше зношується шатунно-кривошипний механізм, втрачається потужність.

Найпоширеніший антидетонатор – тетраетилсвинець (ТЕС) Pb(С 2 Н 5) 4 – безбарвна отруйна рідина. Дія її та інших металоорганічних антидетонаторів пояснюється тим, що при температурі вище 200°C відбувається розпад молекул речовини-антидетонатора. Утворюються активні вільні радикали, які, реагуючи насамперед із перекисами, зменшують їхню концентрацію. Роль металу, що утворюється при повному розпаді тетраетилсвинцю, зводиться до дезактивації активних частинок – продуктів вибухового розпаду тих самих перекисів.

Добавка тетраетилсвинцю до палива ніколи не перевищує 1%, але не лише через токсичність цієї речовини. Надлишок вільних радикалів може ініціювати утворення перекисів.

Важлива роль вивчення процесів детонації моторних палив і механізму дії антидетонаторів належить вченим Інституту хімічної фізики АН СРСР на чолі з академіком М.М. Семеновим та професором А.С. Соколиком.

Свинець – важкий метал, його густина 11,34. Саме ця обставина спричинила масове використання свинцю у вогнепальній зброї. Між іншим, свинцевими метальними снарядами користувалися ще в давнину: пращники армії Ганнібала кидали у римлян свинцеві кулі. І зараз кулі відливають із свинцю, лише оболонку їх роблять із інших, твердіших металів.

Будь-яка добавка до свинцю збільшує його твердість, але кількісно вплив добавок нерівноцінний. У свинець, що йде на виготовлення шрапнелі, додають до 12% сурми, а свинець рушничного дробу – не більше 1% миш'яку.

Без ініціюючих вибухових речовин жодна скорострільна зброя не діятиме. Серед речовин цього класу переважають солі важких металів. Використовують, зокрема, азид свинцю PbN 6 .

До всіх вибухових речовинпред'являють дуже жорсткі вимоги з погляду безпеки поводження з ними, потужності, хімічної та фізичної стійкості, чутливості. З усіх відомих вибухових речовин, що ініціюють, за всіма цими характеристиками «проходять» лише «гримуча ртуть», азид і тринітрорезорцинат свинцю (ТНРС).

В Аламогордо – місце першого атомного вибуху – Енріко Фермі виїхав у танку, обладнаному свинцевим захистом. Щоб зрозуміти, чому від гамма-випромінювання захищаються саме свинцем, нам необхідно звернутися до сутності поглинання короткохвильового випромінювання.

Гамма-промені, що супроводжують радіоактивний розпад, йдуть з ядра, енергія якого майже в мільйон разів перевищує ту, що зібрана в зовнішній оболонці атома. Природно, що гамма-промені набагато енергійніше променів світлових. Зустрічаючись з речовиною, фотон або квант будь-якого випромінювання втрачає свою енергію, цим і виражається його поглинання. Але енергія променів різна. Чим коротша їхня хвиля, тим вони енергійніші, або, як заведено, жорсткіше. Чим щільніше середовище, через яке проходять промені, тим сильніше воно їх затримує. Свинець щільний. Вдаряючись об поверхню металу, гамма-кванти вибивають із неї електрони, потім витрачають свою енергію. Чим більший атомний номер елемента, тим важче вибити електрон із його зовнішньої орбіти через більшу силу тяжіння ядром.

Можливий інший випадок, коли гамма-квант стикається з електроном, повідомляє йому частину своєї енергії і продовжує свій рух. Але після зустрічі він став менш енергійним, «м'якшим», і надалі шару важкого елемента поглинути такий квант легше. Це явище носить назву комптон-ефекту на ім'я американського вченого, що його відкрив.

Чим жорсткіше промені, тим більше їх проникаюча здатність – аксіома, яка не вимагає доказів. Проте вчених, які поклалися на цю аксіому, чекав дуже цікавий сюрприз. Раптом з'ясувалося, що гамма-промені енергією понад 1 млн еВ затримуються свинцем не слабше, а сильніше за менш жорсткі! Факт, здавалося, суперечить очевидності. Після проведення найтонших експериментів з'ясувалося, що гамма-квант енергією понад 1,02 МеВ у безпосередній близькості від ядра «зникає», перетворюючись на пару електрон – позитрон, і кожна з частинок забирає половину витраченої з їхньої освіту енергії. Позитрон недовговічний і, зіткнувшись з електроном, перетворюється на гамма-квант, але вже меншої енергії. Утворення електронно-позитронних пар спостерігається тільки у гамма-квантів високої енергії і лише поблизу «масивного» ядра, тобто в елементі з більшим атомним номером.

Свинець – один із останніх стабільних елементів таблиці Менделєєва. І з важких елементів – найдоступніший, із відпрацьованою століттями технологією видобутку, з розвіданими рудами. І дуже пластичний. І дуже зручний у обробці. Ось чому свинцевий захист від випромінювання – найпоширеніший. П'ятнадцяти-двадцяти-сантиметрового шару свинцю достатньо, щоб захистити людей від дії випромінювання будь-якого відомого науці виду.

Коротко згадаємо ще одну сторону служіння свинцю науці. Вона також пов'язана із радіоактивністю.

У годиннику, яким ми користуємося, немає свинцевих деталей. Але в тих випадках, коли час вимірюють не годинами та хвилинами, а мільйонами років, без свинцю не обійтись. Радіоактивні перетворення урану та торію завершуються утворенням стабільних ізотопів елемента №82. При цьому, щоправда, виходить різний свинець. Розпад ізотопів 235 U та 238 U призводить в кінцевому підсумку до ізотопів 207 Pb та 206 Pb. Найбільш поширений ізотоп торію 232 Th закінчує свої перетворення ізотопом 208 Pb. Встановивши співвідношення ізотопів свинцю у складі геологічних порід, можна дізнатися, скільки часу існує той чи інший мінерал. За наявності особливо точних приладів (мас-спектрометрів) вік породи встановлюють за трьома незалежними визначеннями – за співвідношенням 206 Pb: 238 U; 207 Pb: 235 U та 208 Pb: 232 Th.

Почнемо з того, що ці рядки надруковані літерами, виготовленими зі свинцевого сплаву. Головні компоненти друкарських сплавів – свинець, олово та сурма. Цікаво, що свинець та олово почали використовувати у друкарстві з перших його кроків. Але тоді вони не становили єдиного сплаву. Німецький першодрукар Йоганн Гуттенберг літери з олова відливав у свинцеві форми, бо вважав за зручне карбувати з м'якого свинцю форми, які витримували певну кількість заливок олова. Нинішні олов'яно-свинцеві друкарські сплави складають так, щоб вони задовольняли багатьом вимогам: вони повинні мати хороші ливарні властивості і незначну усадку, бути досить твердими і хімічно стійкими по відношенню до фарб і розчинів, що їх змивають; при переплавленні має зберігатися сталість складу.

Однак служіння свинцю людській культурі розпочалося задовго до появи перших книг. Живопис з'явився раніше за писемність. Протягом багатьох століть художники використовували фарби на свинцевій основі, і вони досі не вийшли з ужитку: жовта – свинцевий крон, червона – сурик та, звичайно, свинцеві білила. Між іншим, саме через свинцеві білила здаються темними картини старих майстрів. Під дією мікродомішок сірководню в повітрі свинцеві білила перетворюються на темний сірчистий свинець PbS.

З давніх-давен стінки гончарних виробів покривали глазурями. Найпростіша глазурка робиться з окису свинцю та кварцового піску. Нині санітарний нагляд забороняє використовувати цю глазур при виготовленні предметів домашнього вжитку: контакт харчових продуктів із солями свинцю має бути виключений. Але у складі майолікових глазурів, призначених для декоративних цілей, порівняно легкоплавкі сполуки свинцю використовують, як і раніше.

Зрештою, свинець входить до складу кришталю, точніше, не свинець, а його окис. Свинцеве скло вариться без будь-яких ускладнень, воно легко видується і граниться, порівняно просто нанести на нього візерунки та звичайну нарізку, гвинтову, зокрема. Таке скло добре заломлює світлові промені і тому знаходить застосування в оптичних приладах.

Додаючи в шихту свинець і поташ (замість вапна), готують страз - скло з блиском, більшим, ніж у дорогоцінного каміння.

Потрапляючи в організм, свинець, як і більшість важких металів, викликає отруєння. Проте свинець потрібен медицині. З часів давніх греків залишилися в лікарській практиці свинцеві примочки та пластирі, але цим не обмежується медична служба свинцю.

Жовч потрібна не лише сатирикам. Органічні кислоти, що містяться в ній, насамперед глікохолева C 23 H 36 (OH) 3 CONHCH 2 COOH, а також таурохолева C 23 H 36 (OH) 3 CONHCH 2 CH 2 SO 3 H, стимулюють діяльність печінки. А оскільки не завжди і не у всіх печінка працює з точністю добре налагодженого механізму, ці кислоти потрібні медицині. Виділяють їх і поділяють за допомогою оцтовокислого свинцю. Свинцева сіль глікохолевої кислоти припадає при цьому в осад, а таурохолевой - залишається в маточному розчині. Відфільтрувавши осад, з маточного розчину виділяють і другий препарат, діючи знову ж таки свинцевою сполукою – основною оцтовою сіллю.

Але головна робота свинцю в медицині пов'язана з діагностикою та рентгенотерапією. Він захищає лікарів від постійного рентгенівського опромінення. Для практично повного поглинання променів Рентгена достатньо їх шляху поставити шар свинцю в 2...3 мм. Ось чому медичний персонал рентгенівських кабінетів одягнений у фартухи, рукавиці та шоломи з гуми, до складу якої введено свинець. І зображення на екрані спостерігають через свинцеве скло.

Такі головні аспекти взаємин людства зі свинцем – елементом, відомим з давнину, але й сьогодні службовцем людині у багатьох сферах її діяльності.

Чудові горщики завдяки свинцю

Виробництво металів, насамперед золота, у Стародавньому Єгипті вважалося «священним мистецтвом». Завойовники Єгипту катували його жерців, випитуючи в них секрети виплавки золота, але ті вмирали, зберігаючи таємницю. Сутність процесу, який єгиптяни так оберігали, з'ясували багато років потому. Вони обробляли золоту руду розплавленим свинцем, що розчиняє шляхетні метали, і таким чином витягували золото з руд. Цей розчин потім піддавали окислювальному випалюванню, і свинець перетворювався на окис. Головною таємницею цього процесу були горщики для випалу. Їх робили із кістяної золи. При плавці окис свинцю вбиралася у стінки горщика, захоплюючи при цьому випадкові домішки. А на дні залишався чистий сплав.

Використання свинцевого баласту

26 травня 1931 р. професор Огюст Піккар мав піднятися в небо на стратостаті власної конструкції – з герметичною кабіною. І підвівся. Але, розробляючи деталі майбутнього польоту, Піккар зненацька зіткнувся з перешкодою зовсім не технічного порядку. Як баласт він вирішив взяти на борт не пісок, а свинцевий дріб, для якого потрібно було набагато менше місця в гондолі. Дізнавшись про це, чиновники, які відали польотом, категорично заборонили заміну: у правилах сказано «пісок», ніщо інше скидати на голови людей неприпустимо (за винятком лише води). Піккар вирішив довести безпеку свого баласту. Він вирахував силу тертя свинцевого дробу об повітря і розпорядився скинути цей дріб йому на голову з найвищої будівлі Брюсселя. Повну безпеку «свинцевого дощу» було доведено наочно. Проте адміністрація залишила досвід поза увагою: «Закон є закон, сказано пісок, отже, пісок, а не дріб». Перешкода здавалася непереборною, але вчений знайшов вихід: він оголосив, що в гондолі стратостату як баласт буде «свинцевий пісок». Заміною слова "дроб" на слово "пісок" бюрократи були знеструмлені і більше не перешкоджали Піккар.

Свинець у лакофарбовій промисловості

Свинцеві білила вміли виготовляти 3 тис. років тому. Основним постачальником їх у стародавньому світібув острів Родос у Середземному морі. Фарб тоді не вистачало, і коштували вони дуже дорого. Уславлений грецький художник Нікій одного разу з нетерпінням чекав на прибуття білил з Родосу. Дорогоцінний вантаж прибув до афінського порту Пірей, але там несподівано спалахнула пожежа. Полум'я охопило кораблі, на яких було привезено білило. Коли пожежу загасили, засмучений митець піднявся на палубу одного із постраждалих кораблів. Він сподівався, що не весь тягар загинув, могла ж уціліти бодай одна барильця з потрібною йому фарбою. Справді, у трюмі знайшлися бочки з білилами: вони не згоріли, але дуже обвуглилися. Коли бочки розкрили, то подиву художника не було меж: у них була не біла фарба, а яскраво-червона! Так пожежа у порту підказала шлях виготовлення чудової фарби – сурика.

Свинець та гази

При плавці того чи іншого металу доводиться дбати про видалення з розплаву газів, тому що інакше виходить низькоякісний матеріал. Домагаються цього різними технологічними прийомами. Виплавка ж свинцю в цьому сенсі жодного клопоту металургам не завдає: кисень, азот, сірчистий газ, водень, окис вуглецю, вуглекислий газ, вуглеводні не розчиняються ні в рідкому, ні в твердому свинці.

Свинець у будівництві

У давнину при будівництві будівель або оборонних споруд каміння нерідко скріплювало розплавленим свинцем. У селищі Старий Крим і зараз збереглися руїни так званої свинцевої мечеті, спорудженої у XIV столітті. Таку назву будинок отримав тому, що зазори в кам'яній кладці залиті свинцем.

Обмеження у застосуванні свинцю

В даний час промисловість всього світу переживає черговий етап перетворень, пов'язаних із посиленням екологічних стандартів - відбувається загальна відмова від свинцю. Німеччина суттєво обмежила його використання з 2000 р., Голландія – з 2002 р., а такі європейські країни, як Данія, Австрія та Швейцарія, взагалі заборонили використання свинцю. Ця тенденція стане спільною для всіх країн ЄС у 2015 р. США та Росія також активно розвивають технології, які допоможуть знайти альтернативу застосуванню свинцю.

Його широке застосування у промисловості призвело до того що, що свинцеве забруднення можна знайти всюди. Розглянемо найважливіші складові біосфери, такі як повітря, вода та ґрунт.

Почнемо із атмосфери. З повітрям в організм людини надходить незначна кількість свинцю - (всього 1-2%), але при цьому більшість свинцю засвоюється. Найбільші викиди свинцю в атмосферу відбуваються у таких галузях виробництва:

• металургійна промисловість;
• машинобудування (виробництво акумуляторів);
• паливно-енергетичний комплекс (виробництво етилованого бензину);
• хімічний комплекс (виробництво пігментів, мастил та ін.);
• скляні підприємства;
• консервне виробництво;
• деревообробна та целюлозно-паперова промисловість;
• підприємства оборонної промисловості.

Без сумніву, найбільш значущим джерелом забруднення атмосфери свинцем є автомобільний транспорт, який використовує етилований бензин.

Доведено, що підвищення вмісту свинцю у питній воді зумовлює, як правило, збільшення його концентрації у крові. Значне підвищення вмісту цього металу в поверхневих водах пов'язане з його високою концентрацією у стічних водах рудозбагачувальних фабрик, деяких металургійних заводів, шахт тощо.

Із забрудненого ґрунту свинець надходить у сільськогосподарські культури, а разом із їжею – і безпосередньо в організм людини. Відзначено активне накопичення даного металу в капусті та коренеплодах, причому саме у тих, які повсюдно вживаються в їжу (наприклад, у картоплі). Деякі види ґрунтів міцно пов'язують свинець, що оберігає від забруднення ґрунтові та питні води, рослинну продукцію. Але тоді сам ґрунт поступово стає все більш зараженим і в якийсь момент може статися руйнація органічної речовини ґрунту з викидом свинцю в ґрунтовий розчин. У результаті вона виявиться непридатною для сільськогосподарського використання.

Таким чином, внаслідок глобального забруднення навколишнього середовища свинцем він став всюдисущим компонентом будь-якої рослинної та тваринної їжі. В організм людини більшість свинцю надходить із продуктами харчування - від 40 до 70% у різних країнах. Рослинні продуктизагалом містять більше свинцю, ніж тварини.

Як уже було сказано, у всьому винні промислові підприємства. Природно, на самих виробництвах, що мають справу зі свинцем, екологічна обстановка гірша, ніж будь-де. За результатами офіційної статистики серед професійних інтоксикацій свинцева посідає перше місце. В електротехнічній промисловості, кольоровій металургії та машинобудуванні інтоксикація обумовлена ​​перевищенням ГДК свинцю в повітрі робочої зониу 20 і більше разів. Свинець викликає великі патологічні зміни в нервовій системі, порушує діяльність серцево-судинної та репродуктивної систем.

Свинець - м'який важкий метал сріблясто-сірого кольору, блискучий, але досить швидко втрачає свій блиск. Нарівні з і відноситься до елементів, відомих людству з найдавніших часів. Використовувався свинець дуже широко, та й зараз його застосування надзвичайно різноманітне. Отже, сьогодні ми дізнаємося, свинець - це метал або неметал, а також кольоровий або чорний метал, дізнаємося про його види, властивості, застосування та видобутку.

Свинець - елемент 14 групи таблиці Д. І. Менделєєва, розташований в одній групі з вуглецем, кремнієм та оловом. Свинець є типовим металом, але інертним: вступає в реакції вкрай неохоче навіть із сильними кислотами.

Молекулярна маса – 82. Це не лише вказує на так зване магічне числопротонів в ядрі, але і на велику вагу речовини. Найцікавіші якості металу пов'язані саме з його великою вагою.

Поняття та особливості металу свинець розглянуті в даному відео:

Поняття та особливості

Свинець – метал досить м'який при нормальній температурі, його нескладно подряпати або розплющити. Така пластичність дозволяє отримати листи та прутки металу дуже малої товщини та будь-якої форми.Ковкость і була однією з причин, через яку свинець став використовуватися з давніх-давен.

Свинцеві водопровідні труби Стародавнього Риму загальновідомі. З того часу такого роду водопровід встановлювався не один раз і не в одному місці, але діяв не так довго. Що, без сумнівів, зберегло чимало людських життів, оскільки свинець, на жаль, при тривалому контакті з водою утворює розчинні сполуки, які є токсичними.

Токсичність – та сама властивість металу, завдяки якому його застосування намагаються обмежити. Пари металу та безліч його органічних та неорганічних солей дуже небезпечні і для навколишнього середовища, і для людей. В основному, звичайно, на небезпеку наражаються працівники таких підприємств і жителі зони навколо промислового об'єкта. 57% викидається разом із великими обсягами запиленого газу, а 37% – із конвертерними газами. Проблема цього одна – недосконалість очисних установок.

Проте й інших випадках люди стають жертвами свинцевого забруднення. Донедавна найефективнішим і найпопулярнішим стабілізатором бензину був тетраетилсвинець. При згорянні палива він виділявся в атмосферу та забруднював її.

Зате свинець має іншу, вкрай корисну і необхідну якість – здатність поглинати радіоактивне випромінювання. Причому жорстку складову метал поглинає навіть краще ніж м'яку. Свинцевий шар товщиною 20 см здатний захистити від усіх видів випромінювання, відомих на Землі та в найближчому космосі.

Плюси і мінуси

Свинець поєднує в собі властивості надзвичайно корисні, перетворюючись на незамінний елемент, і відверто небезпечні, які роблять його використання завданням дуже непростим.

До плюсів з погляду народного господарства можна віднести:

• легкоплавкість і ковкість – це дозволяє формувати з металу вироби будь-якого ступеня складності та тонкості. Так, для виробництва звукопоглинаючих мембран використовуються свинцеві пластини завтовшки 0,3–0,4 мм;
• свинець в змозі утворити сплав з іншими металами (в т.ч., та ін) які за звичайних умов один з одним не сплавляються, на цій якості засновано його застосування як припой;
• метал поглинає радіаційне випромінювання. На сьогодні всі елементи захисту від радіації – від одягу до обробки рентген-кабінетів та приміщень на випробувальних полігонах, виготовляються зі свинцю;
• метал стійкий до кислот, поступаючись у цьому лише благородному золоту та сріблу. Так що його активно застосовують для облицювання кислототривкої апаратури. З цих причин з нього виробляють труби передачі кислоти і стоків на небезпечних хімічних підприємствах;
• свинцевий акумулятор поки що не втратив свого значення в електротехніці, оскільки дозволяє отримати струм великої напруги;
• низька вартість - свинець в 1,5 рази дешевше цинку, в 3 рази міді, і ледве не в 10 разів олова. Цим пояснюється дуже велика вигідність застосування саме свинцю, а чи не інших металів.

Недоліками є:

• токсичність - використання металу в будь-якому вигляді виробництва становить небезпеку для персоналу, а при аваріях - надзвичайну небезпеку для довкілля та населення. Свинець відноситься до речовин 1 класу небезпеки;
• вироби зі свинцю не можна викидати як звичайне сміття. Вони вимагають утилізації і часом дуже затратною. Тому питання про вторинну переробку металу завжди актуальне;
• свинець - метал м'який, так що використовуватися як конструкційний матеріал не може. З огляду на решту його якості це, швидше, варто вважати плюсом.

Властивості та характеристики

Свинець – м'який, ковкий, але при цьому важкий та щільний метал. Молекулярні грати – кубічні, гранецентровані. Міцність його невелика, а ось пластичність чудова. Фізичні характеристикиметалу такі:

• щільність за нормальної температури 11,34 г/куб див;
• температура плавлення – 327,46°С;
• температури кипіння – 1749;
• стійкість до навантаження на розрив - 12-3 МПа;
• стійкість до навантаження на стиск – 50 МПа;
• твердість за Брінеллем – 3,2–3,8 НВ;
• теплопровідність – 33,5 вт/(м·К);
• питомий опір становить 0,22 Ом-кв. мм/м.

Як і всякий метал він проводить електрострум, хоча, треба відзначити, і набагато гірше міді – майже в 11 разів.Однак метал має інші цікаві властивості: при температурі 7,26 К він стає надпровідником і проводить електрику без жодного опору. Свинець був першим елементом, який виявив цю властивість.

На повітрі шматок металу або виріб із нього досить швидко пасивується оксидною плівкою, яка успішно захищає метал від зовнішнього впливу. Та й сама речовина не схильна до хімічної активності, через що її і використовують при виготовленні кислототривкого обладнання.

Майже такими ж стійкими до корозії є фарби, що включають з'єднання свинцю. Через токсичність вони не застосовуються всередині приміщень, проте успішно використовуються при фарбуванні мостів, наприклад, каркасних споруді так далі.

Про те, як зробити чистий свинець, розповість відео нижче:

Структура та склад

У всьому діапазоні температур виділяють лише одну модифікацію свинцю, так що і під дією температури, і з часом властивості метал змінює цілком закономірно. Жодних різких переходів, коли якості кардинально змінюються, не відзначено.

Виробництво металу

Свинець досить поширений, утворює кілька промислово значущих мінералів - галеніт, церуссит, англезит, отже виробництво його коштує відносно дешево. пірометаллургічним та гідрометалургійним методом. Другий спосіб безпечніший, проте застосовується набагато рідше, оскільки дорожчий, та й отриманий метал все одно потребує кінцевої обробки при високій температурі.

Виробництво пірометалургійним методом включає наступні стадії:

• видобуток руди;
• дроблення та збагачення в основному флотаційним методом;
• плавка з метою одержання чорнового свинцю – відновна, горнова, лужна тощо;
• рафінування, тобто очищення чорного свинцю від домішок та отримання чистого металу.

Незважаючи на однакову технологію виробництва обладнання може використовуватися саме різне. Це залежить від вмісту металу в руді, обсягів виробництва, вимог до якості продукту тощо.

Про використання та ціну за 1 кг свинцю читайте нижче.

Галузь застосування

Перше – виготовлення водопроводів та предметів побуту, на щастя, відноситься до досить давніх часів. На сьогодні в житло метал потрапляє лише із захисним шаром та за умови відсутності контактів із їжею, водою та людиною.

• А ось використання свинцю для сплавів і як припой почалося ще на зорі цивілізації і триває досі.
• Свинець – метал стратегічного значення, особливо з того часу, як із нього почали відливати кулі. Боєприпас для стрілецької та спортивної зброї і зараз виготовляється лише зі свинцю. А його сполуки застосовують як вибухові речовини.
• 75% металу, що виробляється у світі, використовується для виробництва свинцевих акумуляторів. Речовина продовжує залишатися одним із головних елементів хімічних джерел струму.
• Корозійна стійкість металу експлуатується при виготовленні кислототривкої апаратури, трубопроводів, а також захисних оболонок для силових кабелів.
• Ну і, звісно, ​​свинець застосовують при обладнанні рентген-кабінетів: облицювання стін, стелі, підлоги, захисні перегородки, захисні костюми – все виготовляється за участю свинцю. На випробувальних полігонах, зокрема і ядерних, метал незамінний.

Вартість металів визначається кількох біржах світового значення. Найбільш відомою є Лондонська біржа металів. Вартість свинцю у жовтні 2016 року становить 2087,25 $ за тонну.

Свинець – метал, дуже затребуваний у сучасної промисловості. Деякі його якості - корозійна стійкість, здатність поглинати жорстке випромінювання, унікальні і роблять метал незамінним незважаючи на його високу токсичність.

Дане відео розповість, що буде якщо вилити свинець у воду: