Все о свинце

Все о свинце

Свинец – это сравнительно легкоплавкий, ковкий металл серого света. В таблице Менделеева он обозначен атомным номером 82 и буквами Pb. Свинец относится к тяжелым металлам и встречается в окружающей среде чаще, чем золото или ртуть, например.

Соли металла одновременно опасны и полезны. Благодаря своим свойствам, элемент, в соединении с другими веществами, широко используется в промышленности для изготовления автомобильных аккумуляторов, защиты кабелей от коррозии, производства оружия. В то же время, пары металла крайне опасны для человека. Они выделяются под воздействием высокой температуры и даже теплой воды, поэтому использование элемента четко регламентируется.

Важной частью защиты окружающей среды от тяжелых металлов является прием свинца и его дальнейшая переработка с целью повторного использования. В Москве также организованы места приема металлолома. Его сбор и продажа приносит пользу природе и финансовую выгоду владельцам отработанного сырья. Например, можно сдать старый аккумулятор от автомобиля и выручить около 300 рублей.

Цена за кг на лом свинца

Вид свинца	Цена за кг, руб.
кабельный чистый	85-97
кабельный в гудроне	80-93
типографский (гарт)	70-86
переплав	69-89
грузики	38-49

Свойства и характеристики

Свинец не прочный металл, но довольно пластичный. Из него удается делать листы и прутки очень малой толщины и практически любой формы. Как и другие металлы, он хорошо проводит электроток, хотя и намного хуже меди.

На открытом воздухе быстро образуются окиси свинца, которые отлично защищают его от воздействия внешней среды. Благодаря этому свойству, он получил широкое распространение в промышленности. Существует 6 основных окисей свинца. Каждая из них имеет свои свойства и характеристики, а также область применения. Самые популярные из них – 2 и 4.

Например, 4 оксид используется для ускорения процесса засыхания масляных красок. 2 оксид массово применяется в АКБ или в качестве покрытия для электродов. Большинство окисей свинца незаменимо при изготовлении радиотехники и получения свинцовых солей при химическом синтезе.

• Плотность вещества – 11.34 г/см3.
• Температура переплавки элемента – 327.46 С.
• Температура закипания – 1749 С.
• Устойчивость к нагрузке на разрыв – 12-3 Мпа, на сжатие – 50 Мпа.
• Теплопроводность – 33.5 вт/(м*К).

Взаимодействие свинца с кислотами

Свинец – металл с малой активностью. Он слабо показывает себя в соединении с другими веществами и легко подавляется активными металлами в растворах. Контактируя с соляной или серной кислотой, элемент почти не растворяется. Это объясняется появлением на нем оболочки хлорида и сульфата. При соединении с крепкой серной кислотой, из свинца можно получить растворимый гидросульфат. В соляной кислоте высокой температуры элемент образует комплексный хлорид. Азотная кислота запросто окисляет свинец, а вода – гидролизует.

Соединение с уксусной кислотой дает легкорастворимый ацетат. При контакте с кислородом металл отлично растворяется в органической кислоте. Эта способность раньше могла вызывать отравление, если посуда была обработана с помощью свинцового припоя.

Свинцовые соли – опасность для природы и человека

Как было сказано, свинец – это тяжелый металл, опасный для внутренних органов. Он поражает мозг, печень и опорно-двигательный аппарат. Соли свинца имеют способность скапливаться в костных тканях человека. Для их выявления в теле, делают анализ крови.

Особенно сильно свинцовые соли сказываются на детях дошкольного возраста. Абсорбция металла в их тело в 4-5 раз выше, чем в тело зрелого человека. Накопленный свинец плачевно сказывается на беременности, нанося непоправимый вред плоду. Он влияет на интеллектуальные способности, умение концентрироваться, усваивать знания.

Безопасная доля свинцовых солей в крови не установлена. Однако доказано, что по мере усиления их воздействия усугубляется тяжесть признаков отравления. Описанные выше отклонения в развитии могут быть вызваны даже самым малым содержанием элемента – 5 мкг/дл.

Сфера применения. Свинцовые краски

Термин «свинец» у многих ассоциируется с краской. На его основании, в соединении с другими веществами, долгое время делали свинцовые белила – минеральный красящий состав. Его основой являются свинцовые соли 2PbCO3·Pb(OH)2. Он характеризуется сильной кроющей способностью и имеет белоснежный цвет, благодаря чему свинцовые белила и приобрели свою популярность.

Такая краска очень ядовитая. Попадая внутрь человека даже в микроскопической дозе, она может привести к необратимым процессам в головном мозге и организме в целом. Сегодня из-за возможной опасности для окружающей среды, свинцовые белила запрещены в большинстве стран мира, включая РФ.

Другие места использования свинца в процентном соотношении:

• АКБ – 60%
• Оболочки для проводов – 10%
• Листы и трубы – 10%
• Химикаты, красители (в том числе, художественные краски) – 5%
• Сплавы и припои – 10%.

Важность переработки

Как видим, свинец – непростой элемент Менделеевской таблицы. Он может быть как полезным, так и опасным для человека, потому что вызывает отравление. Чтобы уменьшить не контролированное распространение в мире, рекомендуется собирать его для переработки.

Производство изделий из переработанного металла снижает загрязнение природы и риск для человека. Существуют способы, позволяющие очистить элемент от других веществ, которые были выработаны в процессе эксплуатации, и пустить его во вторичное использование.

В Москве и других городах России открыты пункты приема, которые активно скупают у населения изделия с содержанием свинца. Преимущественно, АКБ и кабели.

Передав металл для дальнейшего производства, человек помогает не только себе, но и будущим поколениям. Крайне нежелательно отвозить изделия с содержанием свинцовых солей на свалку. Металл легко проникает в почву и воду. При горении (а пожары часто возникают на свалках) свинец выделяет в воздух ядовитые пары. Именно поэтому настоятельно рекомендуется обращаться в пункты приема металла и сдавать свинец на переработку и в дальнейшее производство. Сегодня средняя цена за 1 кг элемента составляет от 75 рублей.

Свинец

Области знаний: Общие вопросы химии Символ: Pb Атомный номер: 82 Группа элементов: Постпереходные металлы Относительная атомная масса: 207,2 а. е. м. Радиус атома: 175 пм Электроотрицательность: 2,33 ед. по шкале Полинга Агрегатное состояние: Твёрдое Плотность: 11,3415 г/см³ при 20 °C Температура плавления: 327 °C Температура кипения: 1751 °C

Химические элементы Химические элементы

Свинец

Свине́ц (лат. Plumbum), Pb, химический элемент IV группы короткой формы (14-й группы длинной формы) периодической системы ; атомный номер 82, атомная масса 207,2 а. е. м. Природный свинец – смесь стабильных изотопов 204 Рb (1,4 %), 206 Рb (23,6 %), 207 Рb (22,6 %) и 208 Рb (52,4 %); 206 Рb, 207 Рb и 208 Рb – члены природных радиоактивных рядов соответственно 238 U, 235 U и 232 Th; природные радиоизотопы 210 Рb (наиболее долгоживущий, период полураспада T_1/2 22,3 года), 211 Рb, 212 Рb и 214 Рb. Наиболее долгоживущий искусственный радиоизотоп 205 Pb (T_1/2 около 15,3 млн лет).

Историческая справка

Свинец выплавляли из руды в Месопотамии, Малой Азии, Египте, Греции и Риме 8 тыс. лет назад; вероятно, это первый известный человеку металлургический процесс. Свинец применяли для покрытия керамики глазурью , изготовления монет и статуй (Древний Египет), листовой свинец служил настилом для сохранения влаги (Вавилон), материалом труб водопровода , обшивки деревянных корпусов кораблей (Древний Рим), кровли зданий (Британия) и др. Использовали свинец для очистки золота и серебра методом купелирования . Геродот в 5 в. до н. э. писал о методе укрепления железных и бронзовых скоб в каменных плитах путём заливки отверстий свинцом. Такие скобы были найдены при раскопках Микен. С изобретением огнестрельного оружия свинец стал материалом для изготовления пуль и дроби. Вплоть до 17 в. свинец путали с оловом (лат. plumbum album – «белый свинец», т. е. олово; лат. plumbum nigrum – «чёрный свинец», собственно свинец). Происхождение названия «свинец» неясно.

Распространённость в природе

Содержание свинца в земной коре 1,3·10 −3 % по массе, в водах океана 0,03 мкг/дм 3 , в речных водах 0,2–8,7 мкг/дм 3 . Природный фон в атмосфере 2·10 −9 –5·10 −4 мкг/м 3 . В теле взрослого человека содержится 7–15 мг Pb. Известно около 80 минералов, содержащих Pb; промышленное значение имеют галенит PbS, англезит PbSO₄, церуссит РbСО₃, пироморфит Pb₅(PO₄)₃Cl. В месте залегания свинцовых руд почва, растения и воды содержат до 1 % Pb.

Свойства

Конфигурация внешних электронных оболочек атома свинца 6s 2 6p 2 ; степени окисления +2 (наиболее характерная) и +4; энергии последовательной ионизации соответственно равны 715, 1450, 3081 и 4082 кДж/моль; электроотрицательность по Полингу 2,33; атомный радиус 175 пм, ковалентный радиус 146 пм, ионные радиусы (в скобках даны координационные числа ) Рb IV 79 пм (4), 92 пм (6), Рb II 112 пм (4), 133 пм (6).

Образец свинца. Образец свинца. Свинец – металл синевато-серого цвета, легкоплавкий, t_пл 327 °C, t_кип 1751 °C; плотность 11 341,5 кг/м 3 (20 °C); кристаллизуется в гранецентрированной кубической решётке . Свинец хороший поглотитель рентгеновского и γ-излучения ; поперечное сечение захвата тепловых нейтронов около 0,2·10 −28 м 2 . Слабо тепло- и электропроводен; диамагнетик ; температура перехода в сверхпроводящее состояние 7,2 К. Свинец мягок, пластичен, легко прокатывается в тончайшие листы. Твёрдость по Бринеллю 25–40 МПа; относительное удлинение при разрыве 50–70 %. Свинец практически не растворяет газообразные N₂, CO, CO₂, O₂, SO₂, H₂.

Свинец – химически инертен. В сухом воздухе не окисляется, во влажном – тускнеет, покрываясь плёнкой оксидов, переходящих в присутствии СО₂ в осно́вную соль состава Рb₂(CO₃)(ОН)₂. С кислородом образует оксиды Рb₂О, РbО, РbО₂, Рb₃О₄, Рb₂О₃. При комнатной температуре не реагирует с разбавленными H₂SO₄ и НСl, т. к. на поверхности образуются труднорастворимые PbSO₄ и РbСl₂. С разбавленными азотной и уксусной кислотами образует хорошо растворимые Pb(NO₃)₂ и Рb(СН₃СОО)₂, с концентрированной серной и соляной кислотами при нагревании – растворимые Pb(HSO₄)₂ и Н₂[РbСl₄]. Взаимодействует с HF и щелочами в водном растворе только при нагревании, реагирует с лимонной , муравьиной и винной кислотами. Растворимые соли Pb(II) подвержены гидролизу , который при кипячении растворов приводит к осаждению осно́вных солей.

Производные Pb(IV) можно получить электролизом подкислённых растворов солей Pb(II). Наиболее известные среди них сульфат свинца(IV) Pb(SO₄)₂ и ацетат свинца(IV) Рb(ОСОСН₃)₄. Производные Pb(IV), как правило, подвергаются необратимому гидролизу; в случае PbCl₄ под действием воды происходит образование PbCl₂ и выделение Cl₂ ( окислительно-восстановительная реакция ). При разрядке свинцового аккумулятора Pb(IV) служит окислителем ( Р b + Р b O 2 + 2 H 2 S O 4 = 2 P b S O 4 + 2 Н 2 О Рb+РbO_2+2H_2SO_4 =2PbSO_4+2Н_2О Р b + Р b O 2 ​ + 2 H 2 ​ S O 4 ​ = 2 P b S O 4 ​ + 2 Н 2 ​ О ). С расплавами щелочей оксиды Pb(IV) и Pb(II) дают двойные оксиды, например (Na₂Pb)O₃, (Na₂Pb)O₂; в концентрированных растворах щелочей при нагревании образуются гидроксокомплексы типа Na₂[Рb(ОН)₆].

При нагревании свинец реагирует с галогенами , образуя производные Pb(II) и Pb(IV): РbI₂, РbВr₂, PbCl₂, РbВr₄, PbCl₄, PbF₄; с серой при нагревании свинец даёт PbS. Гидриды для свинца не характерны. Важное органическое производное свинца – тетраэтилсвинец Pb(C₂H₅)₄.

Получение

Основной источник Pb – сульфидные полиметаллические руды . Обогащая руды (1–5 % Рb) методом флотации , получают свинцовые концентраты (содержащие 40–75 % Рb, 5–10 % Zn, до 5 % Сu, благородные металлы и Bi). Технология получения свинца включает агломерирующий обжиг сульфидных концентратов, шахтную восстановительную плавку агломерата и рафинирование чернового свинца. При обжиге PbS окисляется кислородом воздуха, продуваемого в расплав , содержащий добавки флюсов (SiO₂, CaCO₃, Fe₂O₃): 2 P b S + 3 О 2 = 2 Р b О + 2 S O 2 2PbS+3О_2=2РbО+2SO_2 2 P b S + 3 О 2 ​ = 2 Р b О + 2 S O 2 ​ . В готовом агломерате содержится 35–45 % Рb и 1,2–3 % S (в том числе в виде сульфатов ). Агломерат смешивают с коксом и направляют на восстановительную плавку в шахтные печи , в которые подаётся воздух или воздушно-кислородная смесь. В печи протекает двухстадийная экзотермическая реакция ( 2 P b S + 3 O 2 = 2 P b O + 2 S O 2 2PbS+3O_2=2PbO+2SO_2 2 P b S + 3 O 2 ​ = 2 P b O + 2 S O 2 ​ и P b S + 2 Р b О = 3 Р b + S O 2 PbS+2РbО=3Рb+SO_2 P b S + 2 Р b О = 3 Р b + S O 2 ​ ), продукт которой – черновой свинец (извлечение Рb достигает 90–94 %). Отходы процесса плавки ( шлаки ) направляются на дальнейшую переработку для извлечения Zn. Образующаяся при шахтной плавке (и агломерации) пыль служит исходным сырьём для извлечения редких и рассеянных элементов. Черновой свинец содержит 93–98 % Рb и примеси: Сu (1–5 %), Sb, As, Sn (0,5–3 %), Bi (0,05–0,4 %) и др. Очистку чернового свинца производят пирометаллургическим или электролитическим способом. Объём мирового производства свинца около 10,18 млн т/год (2018).

Применение

До 45 % от общего потребления свинца идёт на производство электродов аккумуляторов ; до 20 % – на изготовление проводов, кабелей и покрытий к ним. Свинец используют для изготовления футеровки , труб и аппаратуры в химической промышленности. Применяют сплавы свинца с Sn, Са, Sb, Cu, As, Cd. В строительстве свинец используют в качестве изоляции, уплотнителя швов, стыков, при создании сейсмостойких фундаментов, в военной технике – для изготовления шрапнели и сердечников пуль. Экраны из свинца служат для защиты от радиоактивного и рентгеновского излучений. Соединения свинца входят в состав пигментов , эмалей , стёкол , керамики , материалов оптоэлектроники и т. д.

Свинец токсичен . Основные источники загрязнения свинцом окружающей среды: металлургические предприятия, выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания , сточные воды промышленных предприятий и др.

Аликберова Людмила Юрьевна . Первая публикация: Большая российская энциклопедия, 2015.

Опубликовано 2 мая 2023 г. в 10:53 (GMT+3). Последнее обновление 2 мая 2023 г. в 10:53 (GMT+3). Обратная связь

Источник https://metallolom-msk.ru/vse-o-svincze.html

Источник https://bigenc.ru/c/svinets-765310