Свинець

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Плюмбум, (свинець, оливо) (Pb)
Атомний номер 82
Зовнішній вигляд
простої речовини
дуже м'який,
вязкий метал
синювато-білого кольору
Властивості атома
Атомна маса
(молярна маса)
207,2 а.о.м. (г/моль)
Радіус атома 175 пм
Енергія іонізації
(перший електрон)
715,2(7,41) кДж/моль (еВ)
Електронна конфігурація [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p2
Хімічні властивості
Ковалентний радіус 147 пм
Радіус іона (+4e) 84 (+2e) 120 пм
Електронегативність
(за Полінгом)
1,8
Електродний потенціал Pb←Pb2+ -1,26В
Pb←Pb4+ 0,80В
Ступені окиснення 4, 2
Термодинамічні властивості
Густина 11,35 г/см³
Питома теплоємність 0,159 Дж/(K моль)
Теплопровідність 35,3 Вт/(м К)
Температура плавлення 600,65 K
Теплота плавлення 4,77 кДж/моль
Температура кипіння 2013 K
Теплота випаровування 177,8 кДж/моль
Молярний об'єм 18,3 см³/моль
Кристалічна ґратка
Структура ґратки кубічна
гранецентрована
Період ґратки 4,950 Å
Відношення c/a n/a
Температура Дебая 88,00 K
Періодична система елементів
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Lead-2.jpg
Lead electrolytic and 1cm3 cube.jpg

Плюмбум (Pb) — хімічний елемент з атомним номером 82 групи 14 періодичної системи елементів, проста речовина якого свинець (оливо[1]) — важкий, м'який, ковкий, сірий метал.

Загальний опис[ред.ред. код]

Густина свинцю 11,34 г/см3; tплав 327,6оС, tкип 1745оС. Свинець хімічно мало активний. На повітрі досить швидко покривається тонкою плівкою оксиду. Кристалічна ґратка кубічна гранецентрована.

Зазвичай свинець трапляється у вигляді руди галеніту, іноді у вигляді самородків; є кінцевим, стабільним продуктом розпаду урану. Свинець — найм'якший і найслабший з використовуваних металів із низькою точкою плавлення, поганий провідник електрики, стійкий до кислотної корозії, може бути отруйним, накопичується в організмі під час уживання води зі свинцевих труб, використання: фарби на основі свинцю і бензину з його добавками. Є ефективним захистом проти радіації, використовується в гальванічних елементах, склі, кераміці і сплавах типу олова й у припої.

Походження назви[ред.ред. код]

Сатурн як алхімічний символ свинцю

Свинець відомий ще з бронзового віку. Поряд із стибієм та арсеном його використовували для виготовлення бронзи. Пізніше його замінили оловом. Ще стародавні вавилоняни виготовляли вази зі свинцю. Римляни використовували його для виготовлення посуду, водопровідних труб. Свинець був відомий також народам Месопотамії і Єгипті 6-7 тис. років до н.е. Одним із застосувань свинцю в той час було опломбування приміщень — звідки, імовірно, і походить латинська назва лат. plumbum. Хоча в той час було два позначення plumbum nigrum (темний плюмбум) — свинець, та plumbum candidum (світлий плюмбум) — олово.

Алхіміки припускали, що свинець є добрий кандидат і вихідний елемент для трансмутації металів у золото.

Походження слова свинець — не з'ясоване[Джерело?].

Отримання[ред.ред. код]

Металічний свинець отримують окиснювальним випаленням сульфідних руд з подальшим відновленням РbО до чорнового металу і рафінуванням останнього. У чорновому свинці міститься до 98% Pb, в рафінованому 99,8-99,9%. Свинець з 99,99% Pb отримують електролізом.

Із галеніту свинець отримують у дві стадії:
1. Прожарювання:

2 PbS + 3 O2 → 2 PbO + 2 SO2 ΔH0r=−836 кДж/моль

2. Відновлення коксом:

PbO + C → Pb + CO ΔH0r=+107 кДж/моль
PbO + CO → Pb + CO2 ΔH0r=−66 кДж/моль

Утворюються свинцеві злитки з вмістом 95—97% Pb, які потім очищують (рафінують) за допомогою переплавлення з флюсом, чи електролізом.

Виробництво[ред.ред. код]

Країни, що є найбільшими продуцентами свинцю (зокрема з вторинним свинцем) на 2004 рік (дані ILZSG), в тис. тонн:

ЄС 2200
США 1498
Китай 1256
Корея 219

Поширення[ред.ред. код]

У природі Плюмбум наявний у чотирьох ізотопах 204Pb (1,4%), 206Pb (24,1%), 207Pb (22,1%) і 208Pb (52,4%).

Кларк в земній корі 1,6х10−3% за масою. Існує близько 180 мінералів Плюмбуму, серед яких найбільш важливе значення мають галеніт РbS (86,6% Рb), що звичайно містить домішку Sb, Bi і Ag, джемсоніт Pb4FeSb6S14 (40,16%), буланжерит Pb5Sb4S11 (55,42%), бурноніт СuPbSbS3 (42,6%); в зоні окиснення – церусит PbСО3 (77,6%) і англезит PbSO4 (68,3%). Свинець і цинк спільно з іншими металами (мідь, золото, срібло) утворюють поліметалічні руди. Відомі свинцево-цинкові руди з різним співвідношенням цих металів; рідше зустрічаються самостійні родовища цинкових або свинцевих руд.

Застосування[ред.ред. код]

Використовується у виробництві акумуляторів.

Свинець відіграє важливу роль як компонент припійних сплавів. Із самого початку масового виробництва електроніки, олов'яно-свинцеві припої стали досить поширеними в електротехнічній та приладобудівній галузях завдяки своїй низькій вартості, зручності використання та гарним фізичним характеристикам.[2][3][4] Крім того, до 1980-х років вони були популярним матеріалом для формування з'єднань сантехнічної трубопровідної арматури в країнах Заходу. Разом зі зростанням уваги суспільства до питань екології, використання в припоях свинцю починає поступово обмежуватися. Зокрема, Євросоюз директивою "щодо обмеження вмісту шкідливих речовин" (RoHS) передбачає з 1 липня 2006 р. загальний перехід виробництв побутової електроніки на використання безсвинцевих припоїв.[5]

Біологічна роль[ред.ред. код]

Сполуки Плюмбуму токсичні, ГДК 0,01 мг/м3.

Накопичення Плюмбуму в організмі людини може викликати як свинцеві енцефалопатії, виродження периферичних нервів, венозний стаз, псевдомосклероз, серцева гіпертонія, цироз печінки тощо.

Див. також[ред.ред. код]

Література[ред.ред. код]

  • Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л.М.Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. - Донецьк:"Вебер", 2008. – 758 с. ISBN 978-966-335-206-0
  • Гірничий енциклопедичний словник: в 3 т. / За ред. В. С. Білецького. — Донецьк: Східний видавничий дім, 2001—2004.
  • Ф. А. Деркач "Хімія". — Л., 1968

Примітки[ред.ред. код]

  1. І. Шелудько, Т. Садовський Словник технічної термінології
  2. Говард Г. Манко (1968). Пайка та припої. Матеріали, конструкції, технологія та методи розрахунку (російська). Москва: Машиностроение. с. 42–43. 
  3. ГОСТ 21930-76. Припої олов'яно-свинцеві в чушках. Технічні умови. (російська). Москва: Видавництво стандартів. 1989. 
  4. Петрунін І.Є. (2003). Справочник по пайке [Довідник з пайки] (російська). Москва: Машиностроение. с. 84. ISBN 5-217-03167-0. 
  5. Медведєв А.М. (2007). Сборка и монтаж электронных устройств [Збірка та монтаж електронних пристроїв]. Мир электроники (російською). Москва: Техносфера. с. 107. ISBN 978-5-94836-131-4.