Свинец

Свинец, Pb (лат. Plumbum) — это 82 элемент IV группы главной подгруппы Периодической таблицы Д. И. Менделеева. Свинец относится к группе тяжелых металлов и является последним элементом, имеющим стабильные изотопы. Входит в состав различных минералов (например, галенит, церуссит, англезит) и урановых и ториевых руд, образует залежи свинцово-цинковых и полиметаллических руд.

История открытия

Свинец известен с глубокой древности. С помощью свинца осуществлялась выплавка — первый известный процесс металлургии. Самым древним предметом из свинца является египетская статуэтка женщины (3100-2900 гг. д н. э.). С самым крупным доиндустриальным производителем свинца считается Древний Рим (до 80 тыс. тонн в год), однако после падения империи производство упало и долгое время оставалось на низком уровне. Римляне изготавливали из свинца трубы для водопровода, добавляли ацетат свинца или свинцовый сахар в вино, что из-за высокой токсичности привело к эпидемиям свинцовой колики в Средних веках. С началом индустриализации хозяйства появилась потребность в производстве свинца, что привело в 1840-х гг. к добыче свыше 250 тыс. тонн на ближайшие 20 лет. Основное количество получаемого свинца до 1990 г. использовалось для отливки типографских шрифтов и добавки тетраэтилсвинца для повышения октанового числа к моторному топливу (запрещен из-за высокой токсичности с 2002 г.).

Этимология название элемента «свинец» на данный момент остается под вопросом. Латинское слово plumbum произошло от plumber (англ. водопроводчик) из-за исторического применения свинца в качестве материала для труб.

Физические и химические свойства

Металлический свинец обладает большим удельным весом и низкой теплопроводностью. Это достаточно мягкий металл, способный резаться ножом и царапаться ногтем. На воздухе покрывается толстой оксидной пленкой. Природный свинец является смесью из 4 стабильных изотопов с массовыми числами 204, 206, 207, 208, последние три из которых образуются при радиоактивном распаде урана и тория. Существует также ряд нестабильных изотопов (самый короткоживущий 26,8 мин ( 214 Pb ), самый долгоживущий ( 205 Pb) — 15,3 млн лет). Весь свинец в основном является смесью стабильных изотопов 204 Pb, 206 Pb, 207 Pb, 208 Pb.

Металл реагирует со щелочами и кислотами, образует комплексные соединения, способен к реакции диспропорционирования (между PbO 2 и Pb). Свинец имеет две степени окисления +2 и +4 и образует соединения двух типов Pb (II) и Pb (IV). В присутствии галогенов образуются все возможные галогениды Pb (II) и тетрафториды и тетрахлориды Pb (IV). Соли двухвалентного свинца в большинстве нерастворимы или малорастворимы, со щелочами образуют нерастворимый гидроксид свинца (II), растворимый в избытке щелочи, а халькогениды Pb (II) представляют собой черные кристаллы. Отдельно стоит отметить оксиды свинца, имеющие разнообразную окраску: желтый (α) или красный (β) PbO, темно-коричневый (α) или черный (β) PbO 2 , оранжево-красный Pb 3 O 4 .

Применение

Свинец используется в качестве защиты от радиации в ядерных реакторах и рентгеновских аппаратах. С древних времен свинец применялся для изготовления пуль, с помощью него также можно определить возраст минералов и горных пород.

Широко применяются соединения свинца в производстве детонаторов и взрывчатых средств (азид, нитрат, перхлорат свинца), в аккумуляторах (висмутат, сульфид, йодид свинца) и катодных материалов в химических (фторид свинца), резервных (хлорид свинца) и резервных химических — свинцово-хлорный, свинцово-плавиковый элемент — (оксид свинца (II)) источниках тока. Свинцовые белила используют для производства шпатлевки, цемента и свинцовокарбонатной бумаги.