Schody.  Vstupní skupina.  Materiály.  Dveře.  Zámky.  Design

Schody. Vstupní skupina. Materiály. Dveře. Zámky. Design

» Olovo jako chemický prvek. Chemické vlastnosti olova ve zkratce

Olovo jako chemický prvek. Chemické vlastnosti olova ve zkratce

- měkký, tvárný, chemicky inertní kov je velmi odolný vůči korozi. Právě tyto vlastnosti určují především jeho nejširší uplatnění v národní ekonomika. Kromě toho má kov poměrně nízkou teplotu tání a snadno tvoří různé slitiny.

Promluvme si dnes o jeho využití ve stavebnictví a průmyslu: slitiny, olověné pláště kabelů, barvy na jeho bázi,

První použití olova bylo způsobeno jeho vynikající kujností a odolností proti korozi. V důsledku toho byl kov použit tam, kde neměl být použit: při výrobě nádobí, vodovodních trubek, umyvadel a tak dále. Bohužel následky takového použití byly nejsmutnější: olovo je toxický materiál, stejně jako většina jeho sloučenin, a když se dostane do lidského těla, způsobí mnoho vážných škod.

  • Skutečná distribuce kovu přijatá po experimentech s elektřinou se přesunula k širokému použití elektrického proudu. Je to olovo, které se používá v mnoha chemických zdrojích proudu. Více než 75 % z celkového podílu taveniny připadá na výrobu olověných baterií. Alkalické baterie je přes svou větší lehkost a spolehlivost nemohou vytlačit, protože olověné baterie vytvářejí vyšší napěťový proud.
  • Olovo tvoří mnoho nízkotavitelných slitin s bismutem, kadmiem a tak dále, z nichž všechny se používají k výrobě elektrických pojistek.

Olovo je toxické, otravuje životní prostředí a představuje značné nebezpečí pro člověka. Olověné baterie je třeba recyklovat nebo, což je slibnější, recyklovat. Dnes se až 40 % kovu získává recyklací baterií.

  • Další zajímavá aplikace kov - vinutí supravodivého transformátoru. Olovo bylo jedním z prvních kovů, které vykazovaly supravodivost, a to při relativně vysoké teplotě - 7,17 K (pro srovnání teplota supravodivosti pro - 0,82 K).
  • 20 % obj. látky olovo se používá při výrobě olověných plášťů pro silové kabely pro podvodní a podzemní pokládku.
  • Olovo, nebo spíše jeho slitiny - babbits, jsou antifrikční. Jsou široce používány při výrobě ložisek.
  • V chemickém průmyslu se kov používá při výrobě zařízení odolných vůči kyselinám, protože s kyselinami reaguje velmi neochotně a s velmi malým počtem z nich. Ze stejných důvodů se z něj vyrábí potrubí pro čerpání kyselin a odpadních vod pro laboratoře a chemické závody.
  • Ve vojenské výrobě je těžké podcenit roli olova. Olověné koule házely katapulty starého Říma. Dnes je to nejen střelivo do ručních palných, loveckých či sportovních zbraní, ale také iniciační výbušniny, například slavný azid olovnatý.
  • Další známou aplikací jsou pájky. poskytuje všestranný materiál pro spojování všech ostatních kovů, které nejsou legovány obvyklým způsobem.
  • Olověný kov, i když je měkký, je těžký, a nejen těžký, ale je cenově nejdostupnější. A s tím souvisí i jedna z jeho nejzajímavějších vlastností, i když poměrně nedávno objevená – absorpce radioaktivní záření a jakákoli tuhost. Olověné stínění se používá všude tam, kde hrozí zvýšená radiace – od rentgenové místnosti až po jaderné testovací místo.

Tvrdé záření má větší pronikavou sílu, to znamená, že k ochraně před ním je zapotřebí silnější vrstva materiálu. Olovo však absorbuje tvrdé záření ještě lépe než měkké záření: je to způsobeno tvorbou elektron-pozitronového páru v blízkosti masivního jádra. Vrstva olova o tloušťce 20 cm dokáže ochránit před jakýmkoli vědě známý záření.

V mnoha případech prostě neexistuje žádná alternativa ke kovu, takže nelze očekávat pozastavení kvůli jeho nebezpečnosti pro životní prostředí. Veškeré úsilí tohoto druhu by mělo směřovat k vývoji a implementaci účinných metod čištění a recyklace.

Toto video vám řekne o extrakci a použití olova:

Jeho použití ve stavebnictví

Metal in Stavební práce používá se zřídka: jeho toxicita omezuje rozsah. Ve složení slitin nebo při konstrukci speciálních konstrukcí se však látka používá. A první věc, o které si povíme, je olověná střešní krytina.

Střecha

Olovo se používá od nepaměti. Ve starověké Rusi byly kostely a zvonice pokryty olověným plechem, protože jeho barva byla pro tento účel perfektní. Kov je plast, který umožňuje získat plechy téměř jakékoli tloušťky a hlavně tvaru. Při zakrývání nestandardních architektonických prvků, stavbě složitých říms je olověný plech dokonalý, takže se neustále používá.

Válcované olovo se vyrábí pro pokrývačské práce, obvykle v rolích. Kromě plechů se standardním rovným povrchem existuje i vlnitý materiál - plisovaný, barvený, pocínovaný a dokonce jednostranně samolepící.

Na vzduchu se olověný plech rychle pokryje patinou sestávající z vrstvy oxidu a uhličitanů. Patina chrání kov před korozí. Pokud se vám ale z nějakého důvodu nelíbí jeho vzhled, lze střešní krytinu natřít speciálním patinovacím olejem. To se provádí ručně nebo v produkčním prostředí.

Absorpce zvuku

Zvuková izolace domu je jedním z přetrvávajících problémů starých i mnoha moderních domů. Důvodů je mnoho: samotná konstrukce, kde stěny či podlahy vedou zvuk, materiál podlah a stěn, který zvuk nepohlcuje, inovace v podobě nového designového výtahu, se kterým projekt nepočítá a vytváří další vibrace a mnoho dalších faktorů. Obyvatel bytu je ale nakonec nucen se s těmito problémy vyrovnat sám.

V podniku, v nahrávacím studiu, v budově stadionu se tento problém stává mnohem větším velké velikosti, ale řeší se stejným způsobem - instalací zvukotěsné povrchové úpravy.

V této konkrétní roli se kupodivu používá olovo - tlumič zvuku. Konstrukce materiálu je téměř stejná. Olověná deska malé tloušťky - 0,2–0,4 mm je pokryta ochrannou polymerní vrstvou, protože kov je stále nebezpečný, a organický materiál - pěnová pryž, polyethylen, polypropylen - je upevněn na obou stranách desky. Zvukový izolátor pohlcuje nejen zvuk, ale také vibrace.

Mechanismus je následující: zvuková vlna procházející první vrstvou polymeru ztratí část energie a vybudí vibrace olověné desky. Část energie je pak absorbována kovem a zbytek je zhášen ve druhé pěnové vrstvě.

Nutno podotknout, že na směru vlny v tomto případě nezáleží.

Toto video vám řekne, jak se olovo používá ve stavebnictví a ekonomice:

Rentgenové místnosti

Rentgenové záření je v medicíně extrémně široce používáno, ve skutečnosti tvoří základ instrumentálního vyšetření. Pokud však v minimálních dávkách nepředstavuje zvláštní nebezpečí, pak příjem velké dávky záření je ohrožením života.

Při zařizování rentgenové místnosti se jako ochranná vrstva používá olovo:

  • stěny a dveře;
  • podlaha a strop;
  • mobilní příčky;
  • osobní ochranné prostředky - zástěry, ramenní vycpávky, rukavice a další předměty s olověnými vložkami.

Ochrana je zajištěna díky určité tloušťce stínícího materiálu, což vyžaduje přesné výpočty s přihlédnutím k velikosti místnosti, výkonu zařízení, intenzitě používání atd. Schopnost materiálu snižovat záření se měří v "ekvivalentu olova" - hodnotě tloušťky takové vrstvy čistého olova, která je schopna pohltit vypočtené záření. Tato ochrana se považuje za účinnou, pokud překročí stanovenou hodnotu o ¼ mm.

Rentgenové místnosti se čistí speciálním způsobem: je zde důležité včasné odstranění olovnatého prachu, protože ten je nebezpečný.

Další destinace


Olovo je těžký, tvárný, korozi odolný kov, a co je nejdůležitější, je snadno dostupné a poměrně levné na výrobu. Navíc je kov nepostradatelný pro radiační ochranu. Úplné odmítnutí jeho použití je tedy otázkou spíše vzdálené budoucnosti.

Elena Malysheva bude vyprávět o zdravotních problémech způsobených používáním olova ve videu níže:

Olovo je známé již od 3. – 2. tisíciletí před naším letopočtem. v Mezopotámii, Egyptě a dalších starověkých zemích, kde se z něj vyráběly velké cihly (prasata), sochy bohů a králů, pečeti a různé předměty pro domácnost. K výrobě bronzu se používalo olovo, stejně jako tabulky pro psaní ostrým, tvrdým předmětem. V pozdější době začali Římané vyrábět dýmky pro vodovodní dýmky z olova. V dávných dobách bylo olovo spojováno s planetou Saturn a bylo často označováno jako Saturn. Ve středověku hrálo olovo pro svou velkou váhu zvláštní roli v alchymistických operacích, připisovala se mu schopnost snadno se proměnit ve zlato.

Být v přírodě, získat:

Obsah v zemské kůře je 1,6 10 -3 % hm. Původní olovo je vzácné, rozsah hornin, ve kterých se nachází, je poměrně široký: od sedimentárních hornin po ultrabazické intruzivní horniny. Nachází se především ve formě sulfidů (PbS - olověný lesk).
Výroba olova z olovnatého lesku se provádí tavením pražením: nejprve se směs podrobí neúplnému vypálení (při 500-600 ° C), při kterém část sulfidu přechází na oxid a síran:
2PbS + 3O 2 \u003d 2PbO + 2SO 2 PbS + 2O 2 \u003d PbSO 4
Poté pokračujte v zahřívání a zastavte přístup vzduchu; zatímco zbývající sulfid reaguje s oxidem a síranem za vzniku kovového olova:
PbS + 2РbО = 3Рb + SO 2 PbS + РbSO 4 = 2Рb + 2SO 2

Fyzikální vlastnosti:

Jeden z nejměkčích kovů, snadno se řeže nožem. Obvykle pokryty více či méně silným filmem oxidů špinavých šedá barva, při řezání se obnaží lesklý povrch, který časem na vzduchu vybledne. Hustota - 11,3415 g/cm3 (při 20 °C). Teplota tání - 327,4 °C, bod varu - 1740 °C

Chemické vlastnosti:

Olovo při vysokých teplotách tvoří s halogeny sloučeniny typu PbX 2, nereaguje přímo s dusíkem, zahřátím se sírou tvoří sulfid PbS a s kyslíkem oxiduje na PbO.
V nepřítomnosti kyslíku olovo nereaguje s vodou při pokojové teplotě, ale když je vystaveno horké vodní páře, vytváří oxidy olova a vodík. V sérii napětí je olovo nalevo od vodíku, ale nevytlačuje vodík ze zředěné HCl a H 2 SO 4 v důsledku přepětí uvolňování H 2 na olově a také v důsledku tvorby filmu málo rozpustné soli na povrchu kovu, které chrání kov před dalším působením kyselin.
V koncentrované kyselině sírové a kyselině chlorovodíkové se při zahřívání olovo rozpouští za vzniku Pb (HSO 4) 2 a H 2 [PbCl 4]. Dusičná, stejně jako některé organické kyseliny (např. citrónová) rozpouštějí olovo za vzniku Pb(II) solí. Olovo také reaguje s koncentrovanými alkalickými roztoky:
Pb + 8HN03 (razb., Gor.) \u003d 3Pb (N03)2 + 2NO + 4H20.
Pb + 3H2S04 (> 80 %) = Pb (HS04)2 + S02 + 2H20
Pb + 2NaOH (konc.) + 2H20 \u003d Na2 + H2
Pro olovo jsou nejcharakterističtější sloučeniny s oxidačním stavem: +2 a +4.

Nejdůležitější spojení:

oxidy olova- s kyslíkem tvoří olovo řadu sloučenin Pb 2 O, PbO, Pb 2 O 3, Pb 3 O 4, PbO 2 převážně amfoterního charakteru. Mnoho z nich je namalováno v červené, žluté, černé, hnědé barvě.
Oxid olovnatý- PbO. Červená (nízká teplota A- modifikace, litharge) nebo žlutá (vysoká teplota b-modifikace, masikot). Tepelně stabilní. Velmi špatně reagují s vodou, roztokem čpavku. Vykazuje amfoterní vlastnosti, reaguje s kyselinami a zásadami. Oxidován kyslíkem, redukován vodíkem a oxidem uhelnatým.
Oxid olovnatý- PbO2. Plattnerit. Tmavě hnědý, těžký prášek, při mírném zahřátí se rozkládá bez tání. Nereaguje s vodou, zředěnými kyselinami a zásadami, roztokem čpavku. Rozkládá se koncentrovanými kyselinami, koncentrované alkálie po varu pomalu přechází do roztoku za vzniku....
Silné oxidační činidlo v kyselém a alkalickém prostředí.
Oxidy PbO a PbO 2 odpovídají amfoterním hydroxidy Pb(OH)2 a Pb(OH)4. Získejte..., Vlastnosti...
Pb 3 O 4 - červené olovo. Je považován za směsný oxid nebo ortho-olovnatý olovnatý (II) - Рb 2 PbО 4 . Oranžovo-červený prášek. Při silném zahřívání se rozkládá, taje pouze pod přetlakem O 2. Nereaguje s vodou, hydrátem amoniaku. rozkládá konc. kyseliny a zásady. Silný oxidant.
Olovnaté soli. Zpravidla jsou bezbarvé, podle rozpustnosti ve vodě se dělí na nerozpustné (například síran, uhličitan, chroman, fosforečnan, molybdenan a sulfid), málo rozpustné (jodid, chlorid a fluor) a rozpustné (např. octan olovnatý, dusičnan a chlorečnan). octan olovnatý, popř olovnatý cukr, Pb (CH 3 COO) 2 3H 2 O, bezbarvé krystaly nebo bílý prášek sladké chuti, pomalu zvětrává se ztrátou hydratované vody, je velmi toxická látka.
Chalkogenidy olova- PbS, PbSe a PbTe - černé krystaly, polovodiče s úzkou mezerou.
Olovnaté soli lze získat elektrolýzou roztoků olovnatých solí silně okyselených kyselinou sírovou. Vlastnosti...
Hydrid olovnatý- PbH 4 - plynná látka bez zápachu, který se velmi snadno rozkládá na olovo a vodík. V malých množstvích se získává reakcí Mg 2 Pb a zředěné HCl.

Aplikace:

Olovo dobře stíní záření a rentgenové záření, používá se jako ochranný materiál zejména v rentgenových místnostech, v laboratořích, kde je nebezpečí ozáření. Používá se také k výrobě bateriových desek (asi 30 % taveného olova), plášťů elektrických kabelů, k ochraně proti gama záření (stěny z olověných cihel), jako součást tiskařských a antifrikčních slitin, polovodičových materiálů.

Olovo a jeho sloučeniny, zejména organické, jsou toxické. Olovo pronikající do buněk deaktivuje enzymy, čímž narušuje metabolismus, způsobuje mentální retardaci u dětí, onemocnění mozku. Olovo může nahradit vápník v kostech a stává se stálým zdrojem otrav. MPC v atmosférickém vzduchu sloučenin olova je 0,003 mg / m 3, ve vodě 0,03 mg / l, půdě 20,0 mg / kg.

Barsuková M. Petrová M.
KhF Tyumen State University, 571 skupin.

Zdroje: Wikipedie: http://ru.wikipedia.org/wiki/Lead a další,
N.A. Figurovsky „Objev prvků a původ jejich jmen“. Moskva, Nauka, 1970
Remy G. "Samozřejmě ne." organická chemie", v.1. Nakladatelství zahraniční literatury, Moskva.
Lidin R.A. " Chemické vlastnosti anorganické sloučeniny". Moskva: Chemie, 2000. 480 s.: ill.

Toto video bude pokračovat v příběhu o vlastnostech olova:

Elektrická vodivost

Tepelná a elektrická vodivost kovů spolu docela dobře korelují. Olovo nevede teplo příliš dobře a není ani jedním z nejlepších vodičů elektřiny: měrný odpor je 0,22 ohmů čtverečních. mm / m s odporem stejné mědi 0,017.

Odolnost proti korozi

Olovo je neušlechtilý kov, ale z hlediska chemické inertnosti se jim blíží. Nízká aktivita a schopnost být pokryta oxidovým filmem a způsobuje slušnou odolnost proti korozi.

Ve vlhké a suché atmosféře kov prakticky nekoroduje. Kromě toho, v druhém případě, sirovodík, anhydrid kyseliny uhličitý a kyselina sírová- obvyklé "viníky" koroze, to se netýká.

Indikátory koroze v různých atmosférách jsou následující:

  • městský (smog) – 0,00043–0,00068 mm/rok,
  • v moři (sůl) - 0,00041–0,00056 mm/rok;
  • venkov – 0,00023–,00048 mm/rok.

Žádné vystavení čerstvé nebo destilované vodě.

  • Kov je odolný vůči kyselině chromové, fluorovodíkové, koncentrované kyselině octové, sírové a fosforečné.
  • Ale ve zředěném octu nebo dusíku s koncentrací nižší než 70% rychle kolabuje.
  • Totéž platí pro koncentrovanou – více než 90%, kyselinu sírovou.

Plyny - chlór, oxid siřičitý, sirovodík neovlivňují kov. Vlivem fluorovodíku však olovo koroduje.

Jeho korozní vlastnosti jsou ovlivněny jinými kovy. Kontakt se železem tedy žádným způsobem neovlivňuje odolnost proti korozi a přidání vizmutu nebo snižuje odolnost látky vůči kyselině.

Toxicita

Olovo a všechny jeho organické sloučeniny jsou chemicky nebezpečné látky 1. třídy. Kov je velmi toxický a otrava s ním je možná v mnoha technologických procesech: tavení, výroba olověných barev, těžba rud atd. Není to tak dávno, před méně než 100 lety, byly otravy v domácnostech neméně časté, protože olovo se dokonce přidávalo do vápna na obličej.

Největším nebezpečím jsou kovové páry a jejich prach, protože v tomto stavu nejsnáze pronikají tělem. Hlavní cestou jsou dýchací cesty. Některé mohou být také absorbovány gastrointestinálním traktem a dokonce kůží přímým kontaktem - stejná olovnatá běloba a barva.

  • Jakmile se olovo dostane do plic, je absorbováno krevním řečištěm, šíří se po celém těle a hromadí se hlavně v kostech. Jeho hlavní otravný účinek je spojen s poruchami syntézy hemoglobinu. Typické příznaky otravy olovem jsou podobné anémii – únava, bolesti hlavy, poruchy spánku a trávení, ale jsou doprovázeny neustálým bolestivé bolesti ve svalech a kostech.
  • Dlouhodobá otrava může způsobit „ochrnutí olova“. Akutní otrava vyvolává zvýšení tlaku, sklerózu krevních cév a tak dále.

Léčba je specifická a dlouhodobá, protože není snadné odstranit těžké kovy z těla.

Environmentální vlastnosti olova probereme níže.

Environmentální výkonnost

Znečištění olovem je považováno za jedno z nejnebezpečnějších. Všechny produkty, které používají olovo, vyžadují speciální likvidaci, kterou provádějí pouze licencované služby.

Znečištění olovem je bohužel zajištěno nejen činností podniků, kde je to alespoň nějak regulováno. V městském ovzduší přítomnost par olova zajišťuje spalování paliva v autech. Na tomto pozadí přítomnost olověných stabilizátorů v takových, například, známých provedeních, jako je plastové okno už se nezdá hodný pozornosti.

Olovo je kov, který má. Navzdory toxicitě se v národním hospodářství používá příliš široce na to, aby bylo možné kov něčím nahradit.

Toto video řekne o vlastnostech solí olova:

Vést

VÉST-nca; m

1. Chemický prvek (Pb), těžký měkký kujný modrošedý kov (používá se při výrobě baterií, ochranných obalů před škodlivým zářením, při tisku atd.). Těžba olova. Slitina olova s ​​antimonem. Roztavit s.

2. O kulce (kulkách). Nepřítel se setkal s olovem.

Olovo v duši (v srdci atd.) někoho. O těžkém, tísnivém stavu. Lež jako olovo na duši (na srdci atd.). Navodit těžký, tísnivý stav. Hlava (ruce, nohy atd.) je (jakoby přesně) naplněna olovem (nalita). O pocitu tíhy v hlavě, pažích, nohou atd.

Vést

(lat. Plumbum), chemický prvek Skupina IV periodického systému. Modrošedý kov, těžký, měkký, tvárný; hustota 11,34 g / cm 3, t pl 327,5 °C. Na vzduchu je pokryta oxidovým filmem odolným vůči chemickému napadení. Používá se k výrobě desek pro baterie (asi 30 % taveného olova), plášťů elektrických kabelů, k ochraně před gama zářením (stěny z olověných cihel), jako součást tiskařských a antifrikčních slitin, polovodičových materiálů.

VÉST

OLOVO (lat. plumbum), Pb (čti "olovnice"), chemický prvek s atomovým číslem 82, atomová hmotnost 207,2. Přírodní olovo se skládá z pěti stabilních izotopů: 202Pb (stopy), 204Pb (1,48 %), 206Pb (23,6 %), 207Pb (22,6 %) a 208Pb (52,3 %). Poslední tři izotopy jsou konečnými produkty radioaktivního rozpadu Ac, U a Th. V přírodě vznikají radioaktivní izotopy: 209 Pb, 210 Pb (historický název je radium D, RaD, T 1/2 = 22 let), 211 Pb (aktinium B, AsV, T 1/2 = 36,1 min), 212 Pb ( thorium B, ThB, Ti/2 = 10,6 hodin), 214 Pb (radium B, RaB, Ti/2 = 26,8 min).
Konfigurace vnější elektronové vrstvy je 6s 2 p 2 . Oxidační stavy +2, méně často +4 (valence II, IV). Nachází se ve skupině IVA, v 6. období Periodické tabulky prvků. Poloměr atomu je 0,175 nm, poloměr iontu Pb 2+ je 0,112 nm (koordinační číslo 4) a 0,133 (6), iont Pb 4+ je 0,133 nm (8). Sekvenční ionizační energie 7,417, 15,032, 31,98, 42,32 a 68,8 eV. Funkce práce elektronů je 4,05 eV. Elektronegativita podle Paulinga (cm. PAULING Linus) 1,55.
Olovo znali obyvatelé Mezopotámie a starověký Egypt 7 tisíc let před naším letopočtem se olovo a jeho sloučeniny používaly ve starověkém Řecku a starověkém Římě. Z olovnatých rud na ostrově Rhodos se před třemi tisíci lety získávalo olovo bílé a červené olovo. Trubky starověkého římského vodovodu byly vyrobeny z olovnatého kovu.
Obsah v zemské kůře je 1,6 10 -3 % hm. Nativní olovo je vzácné. Je součástí 80 různých minerálů. Nejdůležitější z nich je galenit (cm. GALENIT) PbS, cerusit (cm. CERUSSIT) PbCO 3, anglesite (cm. ANGLESITE) PbSO 4 a krokoit (cm. CROKOIT) PbCrO4. Vždy se vyskytuje v uranových rudách (cm. Uran (chemický prvek)) a thorium (cm. THORIUM).
Účtenka
Hlavním zdrojem olova jsou polymetalické sulfidové rudy. V první fázi se ruda obohacuje. Výsledný koncentrát se podrobí oxidačnímu pražení:
2PbS + 302 = 2PbO + 2SO2
Při výpalu se přidávají tavidla (CaCO 3, Fe 2 O 3, SiO 2). Tvoří kapalnou fázi, která cementuje náboj. Výsledný aglomerát obsahuje 35-45 % Pb. Dále se oxid olova a měď obsažené v aglomerátu redukují koksem:
PbO + C = Pb + CO a PbO + CO = Pb + CO 2
Černé olovo se získává reakcí původní sulfidové rudy s kyslíkem (autogenní metoda). Proces probíhá ve dvou fázích:
2PbS + 3O 2 \u003d 2PbO + 2SO 2,
PbS + 2PbO = 3Pb + SO2
Pro následné čištění surového olova od Cu nečistot (cm. MĚĎ), Sb (cm. ANTIMONY), Sn (cm. CÍN), Al (cm. HLINÍK), Bi (cm. VIZMUT), Au (cm. ZLATO (chemický prvek)) a Ag (cm. STŘÍBRNÝ)čistí se pyrometalurgickou metodou nebo elektrolýzou.
Fyzikální a chemické vlastnosti
Olovo je modrošedý kov s kubickou plošně centrovanou mřížkou, a = 0,49389 nm. Hustota 11,3415 kg/dm3, bod tání 327,50°C, bod varu 1715°C. Olovo je měkké, snadno se sroluje do nejtenčích plátů, olověná fólie. Dobře absorbuje rentgenové a beta paprsky. Chemicky je olovo poměrně inertní. Ve vlhkém vzduchu povrch olova zmatní, nejprve se pokryje oxidovým filmem, který se postupně změní na zásaditý uhličitan 2PbCO 3 ·Pb(OH) 2 .
S kyslíkem tvoří olovo oxidy: PbO, PbO 2, Pb 3 O 4, Pb 2 O 3, Pb 12 O 17, Pb 12 O 19, z nichž první tři existují v nízkoteplotní a-formě a vysokoteplotní b-forma. Pokud se hydroxid olovnatý Pb (OH) 2 vaří ve velkém množství alkálie, vzniká červené a-PbO. Při nedostatku alkálie se tvoří žluté b-PbO (viz oxidy olova (cm. OXIDY OLOVA)). Pokud se suspenze a-PbO vaří dlouhou dobu, změní se na b-PbO. Přechod a-PbO na b-PbO při pokojové teplotě probíhá velmi pomalu. b-PbO se získává tepelným rozkladem PbCO 3 a Pb (NO 3) 2:
PbCO3 \u003d PbO + CO2; 2Pb (NO 3) 2 \u003d 2PbO + 4NO 2 + O 2
V přírodě se vyskytují obě formy: a-PbO - minerál litharge, b-PbO - minerál massicot. Pokud se jemný prášek a-PbO kalcinuje při 500 °C v proudu vzduchu, vytvoří se vysokoteplotní červená modifikace a-Pb 3 O 4 . Pod teplotou -90°C a-Pb 3 O 4 přechází do b-formy tohoto oxidu. Elektrochemickou oxidací solí olova (II) lze získat a-formu oxidu olovnatého PbO 2 . Opatrným zahřátím a-PbO 2 na vzduchu na 200-570 °C, Pb 12 O 19 (teplota rozkladu 200 °C), Pb 12 O 17 (350 °C), Pb 3 O 4 (380 °C) a PbO ( 570 °C). Oxid PbO má amfoterní (cm. AMFOTERICITA) vlastnosti. Reaguje s kyselinami:
PbO + 2CH 3 COOH \u003d Pb (CH 3 COO) 2 + H 2 O
a s alkalickými roztoky:
PbO + KOH \u003d K2PbO2 + H20
Olovnatý K 2 PbO 2 vzniká také interakcí olova s ​​alkalickým roztokem:
Pb + 2KOH \u003d K2Pb02 + H2
U PbO 2 převládají kyselé vlastnosti, jde o silné oxidační činidlo. Oxid Pb 3 O 4 lze považovat za olovnatou sůl kyseliny ortholead Pb 2 . Při pokojové teplotě olovo nereaguje s kyselinou sírovou a chlorovodíkovou, protože na jeho povrchu se tvoří špatně rozpustný síran olovnatý PbSO 4 a chlorid olovnatý PbCl 2. Ale s organickými kyselinami (octová (cm. OCTOVÁ KYSELINA) a formální (cm. KYSELINA MRAVENČÍ)), a také reaguje se zředěnou kyselinou dusičnou za vzniku olovnatých solí:
3Pb + 8HNO 3 \u003d 3Pb (NO 3) 2 + 2NO + 4H20
Při reakci olova s ​​kyselinou octovou za proplachování kyslíkem vzniká octan olovnatý Pb(CH 3 COO) 2, „olovnatý cukr“, který má sladkou chuť.
Až 45 % olova se používá k výrobě desek kyselých baterií. 20% - na výrobu drátů, kabelů a povlaků pro ně. Olověné clony se používají k ochraně před radioaktivním a rentgenovým zářením. Kontejnery pro skladování radioaktivních látek jsou vyrobeny z olova a jeho slitin. slitiny olova S Sb (cm. ANTIMONY), sn (cm. CÍN) a Cu (cm. MĚĎ) používá se k výrobě typografických písem, ze slitin olova se Sb a As (cm. ARSENIC) vyrábějí jádra kulek, šrapnely, výstřely. 5-20 % olova se používá k výrobě tetraethylolova (TES) Pb(C 2 H 5) 4, které se přidává do benzínu pro zvýšení oktanového čísla. Olovo se používá při výrobě pigmentů, pro stavbu základů odolných proti zemětřesení.
Olovo a jeho sloučeniny jsou toxické. Jakmile je v těle, olovo se hromadí v kostech, což způsobuje jejich destrukci. MPC v atmosférickém vzduchu sloučenin olova je 0,003 mg / m 3, ve vodě 0,03 mg / l, půdě 20,0 mg / kg. Uvolňování olova do světového oceánu je 430-650 tisíc tun/rok.


encyklopedický slovník. 2009 .

Synonyma:

Podívejte se, co je „olovo“ v jiných slovnících:

    VÉST- obyčejný (Plumbum), symbol. Pb, směs izotopů, atomový c. 207,22 (at. w. uran olovo 206,05, thorium olovo 207,9). Kromě těchto izotopů existuje také olovo s at. v. 207. Poměr izotopů v běžném olovu206::207:208 = 100:75:175. ... ... Velká lékařská encyklopedie

    Manžel. drtič, kovový, jeden z nejměkčích a nejtěžších, modřejší než cín; za starých časů tomu říkali cín, odtud rčení: slovo cín, tzn. těžce. Ve Vasiliev večer nalít cín, olovo, vosk. Kulky do pušek jsou olověné. Olověná ruda je vždy ... ... Slovník Dalia

    - (symbol Pb), kovový prvek skupiny IV periodické soustavy prvků. Jeho hlavní rudou je GALENIT (sulfid olovnatý), těží se z něj pražením olovo. Vystavení olovu obsaženému v barvách, potrubí, benzínu atd. může vést k ... ... Vědeckotechnický encyklopedický slovník

    - (Plumbum), Pb, chemický prvek IV. skupiny periodického systému, atomové číslo 82, atomová hmotnost 207,2; měkký, tažný modrošedý kov, tt 327,5shC, těkavý. Olovo se používá k výrobě elektrod baterií, drátů, kabelů, střel, trubek a ... ... Moderní encyklopedie

    VÉST, lead, pl. ne, manžele. 1. Měkký, velmi těžký modrošedý kov. Těsnění olova. Roztavené olovo. 2. přel. Kulka; shromážděné kulky (básník.) "Kolem mě bude svištět destruktivní olovo." Puškin. "S olovem v hrudi jsem ležel nehybně... Vysvětlující slovník Ushakova

    - (Pb) chem. prvek IV gr. periodický systém, pořadové číslo 82, at. v. 207,19. S. se vyznačuje kladnými valencemi 4 a 2, nejtypičtější jsou sloučeniny, ve kterých je dvojmocný. Quadrivalentní S. v kyselém prostředí je ... ... Geologická encyklopedie

Olovo je chemický prvek s atomovým číslem 82 a symbolem Pb (z latinského plumbum - ingot). Je to těžký kov s hustotou větší než má většina konvenčních materiálů; olovo je měkké, tvárné a taje při relativně nízkých teplotách. Čerstvě nařezané olovo má modrobílý odstín; na vzduchu zmatní do matné šedi. Olovo má druhé nejvyšší atomové číslo z klasicky stabilních prvků a je na konci tří hlavních rozpadových řetězců těžších prvků. Olovo je relativně nereaktivní prvek po přechodu. Jeho slabý kovový charakter je ilustrován jeho amfoterní povahou (olovo a oxidy olova reagují s kyselinami i zásadami) a sklonem k vytváření kovalentních vazeb. Sloučeniny olova jsou obvykle v oxidačním stavu +2 spíše než +4, typicky s lehčími členy uhlíkové skupiny. Výjimky se omezují především na organické sloučeniny. Stejně jako lehčí členové této skupiny má olovo tendenci vázat se samo se sebou; může tvořit řetězce, prstence a polyedrické struktury. Olovo se snadno získává z olověných rud a znali jej již prehistoričtí lidé v západní Asii. Hlavní ruda olova, galenit, často obsahuje stříbro a zájem o stříbro přispěl k rozsáhlé těžbě a používání olova ve starém Římě. Produkce olova poklesla po pádu Římské říše a stejné úrovně dosáhla až v průmyslové revoluci. V současnosti je světová produkce olova asi deset milionů tun ročně; více než polovinu tohoto množství tvoří druhotná výroba ze zpracování. Olovo má několik vlastností, díky kterým je užitečné: vysoká hustota, nízký bod tání, tažnost a relativní inertnost vůči oxidaci. V kombinaci s relativním množstvím a nízkou cenou vedly tyto faktory k širokému použití olova ve stavebnictví, instalatérství, bateriích, střelách, vahách, pájkách, cínových slitinách, tavitelných slitinách a ochraně proti záření. Koncem 19. století bylo olovo uznáno jako vysoce toxické a od té doby se jeho používání přestalo používat. Olovo je neurotoxin, který se hromadí v měkkých tkáních a kostech, poškozuje nervový systém a u savců způsobuje poruchy mozku a krve.

Fyzikální vlastnosti

Atomové vlastnosti

Atom olova má 82 elektronů uspořádaných v elektronické konfiguraci 4f145d106s26p2. Kombinovaná první a druhá ionizační energie - celková energie potřebná k odstranění dvou 6p elektronů - je blízká energii cínu, horního souseda olova v uhlíkové skupině. Je to neobvyklé; ionizační energie obecně klesají ve skupině, protože vnější elektrony prvku se více vzdalují od jádra a více stíní menší orbitaly. Podobnost ionizačních energií je dána redukcí lanthanoidů – poklesem poloměrů prvků z lanthanu (atomové číslo 57) na lutecium (71) a relativně malými poloměry prvků po hafniu (72). To je způsobeno špatným stíněním jádra lanthanoidovými elektrony. Kombinované první čtyři ionizační energie olova převyšují energie cínu, na rozdíl od předpokládaných periodických trendů. K tomuto chování přispívají relativistické efekty, které se stávají významnými u těžších atomů. Jedním z takových efektů je efekt inertního páru: 6s elektrony olova se zdráhají podílet se na vazbě, takže vzdálenost mezi nejbližšími atomy v krystalickém olovu je neobvykle dlouhá. Lehčí uhlíkaté skupiny olova tvoří stabilní nebo metastabilní allotropy s tetraedricky koordinovanou a kovalentně vázanou diamantovou krychlovou strukturou. Energetické hladiny jejich vnějších orbitalů s a p jsou dostatečně blízko, aby umožnily smíchání se čtyřmi hybridními orbitaly sp3. V olovu efekt inertního páru zvětšuje vzdálenost mezi jeho s- a p-orbitaly a mezeru nelze překlenout energií, která se uvolní dalšími vazbami po hybridizaci. Na rozdíl od diamantové krychlové struktury se tvoří olovo kovové kravaty, ve kterém jsou pouze p-elektrony delokalizovány a odděleny mezi ionty Pb2 +. Proto má olovo plošně centrovanou kubickou strukturu, stejně jako dvojmocné kovy stejné velikosti, vápník a stroncium.

Velké objemy

Čisté olovo má jasně stříbřitou barvu s modrým nádechem. Při kontaktu s vlhkým vzduchem bledne a jeho odstín závisí na převládajících podmínkách. Mezi charakteristické vlastnosti olova patří vysoká hustota, tažnost a vysoká odolnost proti korozi (v důsledku pasivace). Hustá kubická struktura a vysoká atomová hmotnost olova má za následek hustotu 11,34 g/cm3, což je větší hustota než u běžných kovů, jako je železo (7,87 g/cm3), měď (8,93 g/cm3) a zinek (7,14 g/cm3). ). Některé vzácnější kovy jsou hustší: wolfram a zlato mají hustotu 19,3 g/cm3, zatímco osmium, nejhustší kov, má hustotu 22,59 g/cm3, téměř dvakrát větší než olovo. Olovo je velmi měkký kov s tvrdostí podle Mohse 1,5; dá se poškrábat nehtem. Je docela tvárný a poněkud tažný. Objemový modul olova, míra jeho snadné stlačitelnosti, je 45,8 GPa. Pro srovnání, objemový modul hliníku je 75,2 GPa; měď - 137,8 GPa; a měkká ocel - 160-169 GPa. Pevnost v tahu při 12-17 MPa je nízká (6krát vyšší u hliníku, 10krát vyšší u mědi a 15krát vyšší u měkké oceli); lze jej zlepšit přidáním malého množství mědi nebo antimonu. Bod tání olova, 327,5 °C (621,5 °F), je nízký ve srovnání s většinou kovů. Jeho bod varu je 1749 °C (3180 °F) a je nejnižší z prvků uhlíkové skupiny. Elektrický odpor olova při 20 °C je 192 nanometrů, což je téměř o řád vyšší než u ostatních průmyslových kovů (měď 15,43 nΩ m, zlato 20,51 nΩ m a hliník 24,15 nΩ m). Olovo je supravodič při teplotách pod 7,19 K, což je nejvyšší kritická teplota ze všech supravodičů typu I. Olovo je třetí největší elementární supravodič.

Izotopy olova

Přírodní olovo se skládá ze čtyř stabilních izotopů s hmotnostními čísly 204, 206, 207 a 208 a stop pěti radioizotopů s krátkou životností. Velký počet izotopů je v souladu se skutečností, že počet atomů olova je sudý. Olovo má magický počet protonů (82), pro které model jaderného obalu přesně předpovídá zvláště stabilní jádro. Olovo-208 má 126 neutronů, další magické číslo, které může vysvětlit, proč je olovo-208 neobvykle stabilní. Vzhledem ke svému vysokému atomovému číslu je olovo nejtěžším prvkem, jehož přirozené izotopy jsou považovány za stabilní. Tento titul dříve držel vizmut, který má atomové číslo 83, dokud nebyl v roce 2003 objeven jeho jediný prvotní izotop, vizmut-209, který se velmi pomalu rozkládá. Čtyři stabilní izotopy olova by teoreticky mohly podléhat rozpadu alfa na izotopy rtuti uvolňující energii, ale to nebylo nikde pozorováno, s předpokládanými poločasy rozpadu od 1035 do 10189 let. Tři stabilní izotopy se vyskytují ve třech ze čtyř hlavních rozpadových řetězců: olovo-206, olovo-207 a olovo-208 jsou konečné produkty rozpadu uranu-238, uranu-235 a thoria-232, v tomto pořadí; tyto rozpadové řetězce se nazývají uranové řady, aktiniové řady a thoriové řady. Jejich izotopová koncentrace ve vzorku přírodní horniny je vysoce závislá na přítomnosti těchto tří mateřských izotopů uranu a thoria. Například relativní množství olova-208 se může lišit od 52 % v normálních vzorcích do 90 % v thoriových rudách, takže standardní atomová hmotnost olova je uvedena pouze na jedno desetinné místo. Postupem času se poměr olova-206 a olova-207 k olovu-204 zvyšuje, protože první dva jsou doplněny radioaktivním rozpadem těžších prvků, zatímco druhý nikoliv; to umožňuje olovo-olověné vazby. Jak se uran rozkládá na olovo, mění se jejich relativní množství; to je základ pro vytvoření uran-olova. Kromě stabilních izotopů, které tvoří téměř veškeré přirozeně se vyskytující olovo, existují stopová množství několika radioaktivních izotopů. Jedním z nich je olovo-210; ačkoli jeho poločas rozpadu je pouze 22,3 let, v přírodě se nachází pouze malá množství tohoto izotopu, protože olovo-210 vzniká dlouhým rozpadovým cyklem, který začíná u uranu-238 (který je na Zemi miliardy let). Rozpadové řetězce uranu-235, thoria-232 a uranu-238 obsahují olovo-211, -212 a -214, takže stopy všech tří izotopů olova se přirozeně nacházejí. Malé stopy olova-209 pocházejí z velmi vzácného klastrového rozpadu radia-223, jednoho z dceřiných produktů přírodního uranu-235. Olovo-210 je zvláště užitečné při identifikaci stáří vzorků měřením jeho poměru k olovu-206 (oba izotopy jsou přítomny ve stejném rozpadovém řetězci). Bylo syntetizováno celkem 43 izotopů olova s ​​hmotnostními čísly 178-220. Olovo-205 je nejstabilnější, s poločasem rozpadu asi 1,5 × 107 let. [I] Druhým nejstabilnějším je olovo-202, které má poločas rozpadu asi 53 000 let, delší než jakýkoli přirozeně se vyskytující stopový radioizotop. Oba jsou zaniklé radionuklidy, které byly produkovány ve hvězdách spolu se stabilními izotopy olova, ale již dávno se rozpadly.

Chemie

Velké množství olova vystaveného vlhkému vzduchu vytváří ochrannou vrstvu různého složení. V městském nebo mořském prostředí mohou být také přítomny siřičitany nebo chloridy. Tato vrstva způsobuje, že velký objem olova je ve vzduchu účinně chemicky inertní. Jemně práškové olovo, stejně jako mnoho kovů, je samozápalné a hoří modrobílým plamenem. Fluor reaguje s olovem při pokojové teplotě za vzniku fluoridu olovnatého. Reakce s chlorem je podobná, ale vyžaduje zahřívání, protože výsledná chloridová vrstva snižuje reaktivitu prvků. Roztavené olovo reaguje s chalkogeny za vzniku olovnatých chalkogenidů. Kov olova není napadán zředěnou kyselinou sírovou, ale je rozpuštěn v koncentrované formě. Pomalu reaguje s kyselinou chlorovodíkovou a prudce s kyselinou dusičnou za vzniku oxidů dusíku a dusičnanu olovnatého. Organické kyseliny, jako je kyselina octová, rozpouštějí olovo v přítomnosti kyslíku. Koncentrované alkálie rozpouštějí olovo a tvoří olovnice.

anorganické sloučeniny

Olovo má dva hlavní oxidační stavy: +4 a +2. Čtyřvazný stav je společný pro uhlíkovou skupinu. Dvojmocný stav je vzácný pro uhlík a křemík, zanedbatelný pro germanium, důležitý (ale ne převládající) pro cín a důležitější pro olovo. To je způsobeno relativistickými efekty, zejména efektem inertního páru, ke kterému dochází, když existuje velký rozdíl v elektronegativitě mezi olovem a oxidovými, halogenidovými nebo nitridovými anionty, což má za následek významné částečné kladné náboje na olovu. V důsledku toho je pozorována silnější kontrakce 6s orbitalu olova než 6p orbitalu, což činí olovo velmi inertní v iontových sloučeninách. To je méně použitelné pro sloučeniny, ve kterých olovo tvoří kovalentní vazby s prvky podobné elektronegativnosti, jako je uhlík v organoleptických sloučeninách. V takových sloučeninách mají orbitaly 6s a 6p stejnou velikost a hybridizace sp3 je stále energeticky příznivá. Olovo, stejně jako uhlík, je v takových sloučeninách převážně čtyřmocné. Relativně velký rozdíl v elektronegativitě mezi olovem(II) při 1,87 a olovem(IV) je 2,33. Tento rozdíl zdůrazňuje obrácení nárůstu stability oxidačního stavu +4 s klesající koncentrací uhlíku; cín má pro srovnání hodnoty 1,80 v oxidačním stavu +2 a 1,96 ve stavu +4.

Sloučeniny olova (II) jsou charakteristické pro anorganickou chemii olova. I silná oxidační činidla jako fluor a chlór reagují s olovem při pokojové teplotě za vzniku pouze PbF2 a PbCl2. Většina z nich je méně iontová než jiné kovové sloučeniny, a proto jsou z velké části nerozpustné. Olovnaté ionty jsou obvykle v roztoku bezbarvé a částečně hydrolyzují za vzniku Pb(OH)+ a nakonec Pb4(OH)4 (ve kterém hydroxylové ionty působí jako přemosťující ligandy). Na rozdíl od cínatých iontů nejsou redukčními činidly. Metody pro identifikaci přítomnosti iontu Pb2+ ve vodě obvykle spoléhají na vysrážení chloridu olovnatého pomocí zředěného kyseliny chlorovodíkové. Protože chloridová sůl je mírně rozpustná ve vodě, pokusí se vysrážet sulfid olovnatý probubláváním sirovodíku roztokem. Oxid olovnatý existuje ve dvou polymorfech: červený α-PbO a žlutý β-PbO, druhý je stabilní pouze při teplotách nad 488 °C. Je to nejběžněji používaná sloučenina olova. Hydroxid olovnatý (II) může existovat pouze v roztoku; je známo, že tvoří olovnaté anionty. Olovo obvykle reaguje s těžšími chalkogeny. Sulfid olovnatý je polovodičový, fotovodičový a extrémně citlivý detektor infračervené záření. Další dva chalkogenidy, selenid olovnatý a telurid olovnatý, jsou také fotovodiče. Jsou neobvyklé v tom, že jejich barva je tím světlejší, čím nižší je skupina. Dihalogenidy olova jsou dobře popsány; zahrnují diastatid a směsné halogenidy, jako je PbFCl. Relativní nerozpustnost fluoru je užitečným základem pro gravimetrické stanovení fluoru. Difluorid byl první pevnou iontově vodivou sloučeninou, která byla objevena (v roce 1834 Michaelem Faradayem). Jiné dihalogenidy se rozkládají působením ultrafialového nebo viditelného světla, zejména dijodidu. Je známo mnoho pseudohalogenidů olova. Formy olova (II). velký počet halogenidové koordinační komplexy, jako jsou 2-, 4- a anionty n5n řetězce. Síran olovnatý je nerozpustný ve vodě, stejně jako sírany jiných těžkých dvojmocných kationtů. Dusičnan olovnatý a octan olovnatý jsou velmi rozpustné a toho se využívá při syntéze dalších sloučenin olova.

Je známo několik anorganických sloučenin olova (IV), které jsou obvykle silnými oxidačními činidly nebo existují pouze v silně kyselých roztocích. Oxid olovnatý poskytuje při další oxidaci směsný oxid, Pb3O4. Je popisován jako oxid olovnatý (II, IV) nebo strukturně 2PbO PbO2 a je nejznámější směsí olova se smíšeným mocenstvím. Oxid olovnatý je silné oxidační činidlo schopné oxidovat kyselinu chlorovodíkovou na plynný chlór. Je to proto, že očekávaný vznik PbCl4 je nestabilní a spontánně se rozkládá na PbCl2 a Cl2. Podobně jako oxid olovnatý je i oxid olovnatý schopen tvořit pěnové anionty. Disulfid olovnatý a diselenid olovnatý jsou stabilní při vysokých tlacích. Fluorid olovnatý, žlutý krystalický prášek, je stabilní, ale v menší míře než difluorid. Chlorid olovnatý (žlutý olej) se při pokojové teplotě rozkládá, bromid olovnatý je ještě méně stabilní a existence jodidu olovnatého je sporná.

Jiné oxidační stavy

Některé sloučeniny olova existují ve formálních oxidačních stavech jiných než +4 nebo +2. Olovo(III) lze získat jako meziprodukt mezi olovem(II) a olovem(IV) ve větších organoleptických komplexech; tento oxidační stav je nestabilní, protože jak olovnatý iont, tak i větší komplexy, které jej obsahují, jsou radikály. Totéž platí pro olovo (I), které lze u takových druhů nalézt. Jsou známy četné směsné oxidy olova (II, IV). Když se PbO2 zahřívá na vzduchu, stává se Pb12O19 při 293 °C, Pb12O17 při 351 °C, Pb3O4 při 374 °C a nakonec PbO při 605 °C. Další seskvioxid, Pb2O3, lze získat za vysokého tlaku spolu s několika nestechiometrickými fázemi. Mnohé z nich vykazují defektní fluoritové struktury, ve kterých jsou některé atomy kyslíku nahrazeny dutinami: PbO lze považovat za takové, které má tuto strukturu, přičemž chybí každá alternativní vrstva atomů kyslíku. Negativní oxidační stavy se mohou vyskytovat jako fáze Zintl, jako buď v případě Ba2Pb, kde je olovo formálně olovo(-IV), nebo jako v případě kruhových nebo polyedrických klastrových iontů citlivých na kyslík, jako je trigonální bipyramidový ion Pb52-i , kde dva atomy olova - olovo (- I) a tři - olovo (0). V takových aniontech je každý atom v polyedrickém vrcholu a přispívá dvěma elektrony ke každé kovalentní vazbě na okraji jejich hybridních orbitalů sp3, přičemž další dva jsou vnější jednoduchý pár. Mohou vznikat v kapalném čpavku redukcí olova sodíkem.

Organické olovo

Olovo může tvořit vícenásobné řetězce, což je vlastnost, kterou sdílí se svým lehčím homologem, uhlíkem. Jeho schopnost to udělat je mnohem menší, protože energie vazby Pb-Pb je třiapůlkrát nižší než energie vazby C-C. Olovo samo o sobě může vytvářet vazby kov-kov až do třetího řádu. S uhlíkem tvoří olovo organické sloučeniny olova podobné, ale obvykle méně stabilní než typické organické sloučeniny (kvůli slabosti vazby Pb-C). Díky tomu je organokovová chemie olova mnohem méně široká než u cínu. Olovo tvoří převážně organické sloučeniny (IV), i když tato tvorba začíná u anorganických olověných (II) činidel; je známo velmi málo organolátových (II) sloučenin. Nejlépe charakterizovanými výjimkami jsou Pb 2 a Pb (η5-C5H5)2. Olovnatým analogem nejjednodušší organické sloučeniny, metanu, je olovnice. Plumban lze získat reakcí mezi kovovým olovem a atomárním vodíkem. Dva jednoduché deriváty, tetramethyladin a tetraethylidelid, jsou nejznámějšími organolovnatými sloučeninami. Tyto sloučeniny jsou relativně stabilní: tetraethylid se začíná rozkládat až při 100 °C nebo při vystavení slunečnímu nebo ultrafialovému záření. (Tetrafenylové olovo je ještě tepelně stabilnější, rozkládá se při 270 °C.) S kovovým sodíkem tvoří olovo snadno ekvimolární slitinu, která reaguje s alkylhalogenidy za vzniku organokovových sloučenin, jako je tetraethylid. Oxidační povaha mnoha organo-organických sloučenin je také využívána: octan olovnatý je důležitým laboratorním činidlem pro oxidaci v organické chemii a tetraethyl elid byl produkován ve větším množství než jakákoli jiná organokovová sloučenina. Ostatní organické sloučeniny jsou chemicky méně stabilní. Pro mnoho organických sloučenin neexistuje analog olova.

Původ a prevalence

Ve vesmíru

Množství olova na částici ve sluneční soustavě je 0,121 ppm (částí na miliardu). Toto číslo je dvaapůlkrát vyšší než u platiny, osmkrát vyšší než u rtuti a 17krát vyšší než u zlata. Množství olova ve vesmíru se pomalu zvyšuje, protože nejtěžší atomy (všechny jsou nestabilní) se postupně rozpadají na olovo. Množství olova ve sluneční soustavě se od jeho vzniku před 4,5 miliardami let zvýšilo asi o 0,75 %. Tabulka výskytu izotopů sluneční soustavy ukazuje, že olovo je navzdory svému relativně vysokému atomovému číslu hojnější než většina ostatních prvků s atomovým číslem větším než 40. Prvotní olovo, které obsahuje izotopy olovo-204, olovo-206, olovo-207, a olovo -208- vznikly hlavně jako výsledek opakovaných procesů záchytu neutronů, ke kterým dochází ve hvězdách. Dva hlavní režimy snímání jsou s- a r-procesy. V procesu s (s znamená „pomalý“) jsou záchyty odděleny roky nebo desetiletími, což umožňuje méně stabilním jádrům podstoupit beta rozpad. Stabilní jádro thalia-203 může zachytit neutron a stát se thalliem-204; tato látka podléhá beta rozpadu a poskytuje stabilní olovo-204; když je zachycen další neutron, stává se z něj olovo-205, které má poločas rozpadu asi 15 milionů let. Další záchyty vedou k vytvoření olova-206, olova-207 a olova-208. Po zachycení jiným neutronem se z olova-208 stane olovo-209, které se rychle rozpadne na vizmut-209. Když je zachycen další neutron, vizmut-209 se stává bismutem-210, jehož beta se rozpadá na polonium-210 a jehož alfa se rozpadá na olovo-206. Cyklus tedy končí u olova-206, olova-207, olova-208 a vizmutu-209. V procesu r (r znamená „rychlý“) jsou záchyty rychlejší, než se mohou jádra rozpadnout. To se děje v prostředí s vysokou hustotou neutronů, jako je supernova nebo sloučení dvou neutronových hvězd. Neutronový tok může být řádově 1022 neutronů na čtvereční centimetr za sekundu. Proces R negeneruje tolik olova jako proces s. Má tendenci se zastavit, jakmile jádra bohatá na neutrony dosáhnou 126 neutronů. V tomto okamžiku jsou neutrony umístěny v celých obalech v atomovém jádru a je obtížnější jich energeticky pojmout více. Když tok neutronů odezní, jejich beta jádra se rozpadají na stabilní izotopy osmia, iridia a platiny.

Na zemi

Olovo je klasifikováno jako chalkofil podle Goldschmidtovy klasifikace, což znamená, že se obvykle vyskytuje v kombinaci se sírou. Zřídka se vyskytuje ve své přirozené kovové formě. Mnoho olověných minerálů je relativně lehkých a v průběhu historie Země zůstaly spíše v kůře, než aby se ponořily hlouběji do nitra Země. To vysvětluje relativně vysokou hladinu olova v kůře, 14 ppm; je to 38. nejčastější prvek v kůře. Hlavním olovnatým minerálem je galenit (PbS), který se nachází především v zinkových rudách. Většina ostatních olovnatých minerálů je nějakým způsobem příbuzná s galenitem; boulangerit, Pb5Sb4S11, je směsný sulfid odvozený z galenitu; anglesit, PbSO4, je produktem oxidace galenitu; a serusit neboli bílá olovnatá ruda, PbCO3, je produktem rozkladu galenitu. Arsen, cín, antimon, stříbro, zlato, měď a vizmut jsou běžné nečistoty v olověných minerálech. Světové zdroje olova přesahují 2 miliardy tun. Významná ložiska olova byla nalezena v Austrálii, Číně, Irsku, Mexiku, Peru, Portugalsku, Rusku a Spojených státech. Globální zásoby – zdroje, které lze ekonomicky vytěžit – v roce 2015 činily 89 milionů tun, z nichž 35 milionů je v Austrálii, 15,8 milionu v Číně a 9,2 milionu v Rusku. Typické koncentrace pozadí olova v atmosféře nepřesahují 0,1 µg/m3; 100 mg/kg v půdě; a 5 µg/l ve sladké vodě a mořské vodě.

Etymologie

Moderní anglické slovo “lead” (olovo) je germánského původu; pochází ze střední angličtiny a staré angličtiny (se zeměpisnou délkou nad samohláskou „e“, což znamená, že samohláska tohoto dopisu je dlouhá). Staroanglické slovo pochází z hypotetického rekonstruovaného protogermánského *lauda- („olovo“). Podle uznávané lingvistické teorie toto slovo „porodilo“ potomky v několika germánských jazycích s přesně stejným významem. Původ protogermánského *lauda není v lingvistické komunitě jasný. Podle jedné hypotézy je toto slovo odvozeno od protoindoevropského *lAudh- ("olovo"). Podle jiné hypotézy je slovo přejaté z protokeltského *ɸloud-io- („olovo“). Toto slovo souvisí s latinským plumbum, které dalo tomuto prvku chemickou značku Pb. Slovo *ɸloud-io- může být také zdrojem protogermánského *bliwa- (což také znamená „olovo“), z něhož pochází německé Blei. Název chemického prvku nesouvisí se slovesem stejného pravopisu, odvozeným z protogermánského *layijan- ("vést").

Dějiny

Pozadí a raná historie

Kovové olověné korálky pocházející z let 7000-6500 př.nl, nalezené v Malé Asii, mohou představovat první příklad tavení kovu. V té době mělo olovo jen málo použití (pokud vůbec nějaké) kvůli své měkkosti a matnému vzhledu. Hlavním důvodem rozšíření výroby olova byla jeho asociace se stříbrem, které lze získat pálením galenitu (běžný olovnatý minerál). Staří Egypťané jako první používali olovo v kosmetice, která se rozšířila do Starověké Řecko a za. Egypťané možná používali olovo jako výlevku v rybářských sítích, stejně jako v glazurách, sklenicích, smaltech a špercích. Různé civilizace úrodného půlměsíce používaly olovo jako psací materiál, jako platidlo a ve stavebnictví. Olovo se používalo na starověkém čínském královském dvoře jako stimulant, jako platidlo a jako antikoncepce. V civilizaci údolí Indu a Mezoameričanech se olovo používalo k výrobě amuletů; Východní a jihoafrické národy používaly olovo při tažení drátu.

klasická éra

Protože stříbro bylo široce používáno jako dekorační materiál a prostředky směny, ložiska olova se začala v Malé Asii zpracovávat od roku 3000 př. n. l.; později byla v oblastech Egejského moře a Lorionu vyvinuta ložiska olova. Tyto tři oblasti dohromady ovládaly produkci těženého olova až do roku 1200 př.nl. Od roku 2000 př. n. l. Féničané pracovali na ložiskách na Pyrenejském poloostrově; do roku 1600 před naším letopočtem těžba olova existovala na Kypru, v Řecku a na Sicílii. Územní expanze Říma v Evropě a Středomoří, stejně jako rozvoj těžebního průmyslu, vedly k tomu, že se tato oblast stala největším hlavním producentem v klasické éře s roční produkcí dosahující 80 000 tun. Stejně jako jejich předchůdci získávali Římané olovo především jako vedlejší produkt při tavení stříbra. Hlavními příjmy byli Střední Evropa, Británie, Balkán, Řecko, Anatolia a Španělsko, které představují 40 % světové produkce olova. Olovo se používalo na výrobu vodovodních dýmek v Římské říši; latinské slovo pro tento kov, plumbum, je původem z anglického slova plumbing (instalace). Snadná manipulace s kovem a odolnost vůči korozi vedly k jeho širokému použití v jiných oblastech, včetně farmacie, střešních krytin, měny a vojenských dodávek. Spisovatelé té doby jako Cato starší, Columella a Plinius starší doporučovali olověné nádoby pro přípravu sladidel a konzervačních látek přidávaných do vína a jídla. Olovo mělo příjemnou chuť díky tvorbě „cukru olova“ (octan olovnatý), zatímco měděné nebo bronzové nádoby mohly dát potravinám hořkou chuť díky tvorbě měděnky. Tento kov byl zdaleka nejběžnějším materiálem. v klasickém starověku a je vhodné odkazovat na (římskou) éru olova. Olovo bylo u Římanů běžně používáno jako plast pro nás. Římský autor Vitruvius referoval o nebezpečích, která může olovo představovat pro zdraví, a moderní spisovatelé naznačili, že otrava olovem hrála důležitou roli v úpadku Římské říše.[l] Jiní badatelé taková tvrzení kritizovali a poukazovali například na to, že ne všechny bolesti břicha byly způsobeny otravou olovem. Podle archeologických výzkumů Roman olověné trubky zvýšily hladiny olova v voda z vodovodu, ale takový účinek "by pravděpodobně nebyl skutečně škodlivý". Oběti otravy olovem se staly známými jako Saturnini, podle hrůzostrašného otce bohů Saturna. V souvislosti s tím bylo olovo považováno za „otce“ všech kovů. Jeho postavení v římské společnosti bylo nízké, protože byl snadno dostupný a levný.

Záměna cínu a antimonu

V klasické době (a dokonce až do 17. století) byl cín často k nerozeznání od olova: Římané nazývali olovo plumbum nigrum („černé olovo“) a cínové plumbum candidum („lehké olovo“). Vztah mezi olovem a cínem lze vysledovat i v jiných jazycích: slovo „olovo“ v čeština znamená "olovo", ale v ruštině příbuzný cín znamená "cín". Olovo navíc úzce souvisí s antimonem: oba prvky se obvykle vyskytují jako sulfidy (galenit a stibnit), často společně. Plinius nesprávně napsal, že stibnit při zahřívání produkuje olovo místo antimonu. V zemích jako Turecko a Indie původní perský název antimonu označoval sulfid antimonitý nebo sulfid olovnatý a v některých jazycích, například v ruštině, se mu říkalo antimon.

Středověk a renesance

Těžba olova v západní Evropě po pádu Západořímské říše poklesla, přičemž jediným regionem s významnou těžbou olova byla Arabská Ibérie. Největší produkce olova byla pozorována v jižní a východní Asii, zejména v Číně a Indii, kde těžba olova velmi vzrostla. V Evropě se výroba olova začala oživovat až v 11. a 12. století, kde se olovo opět začalo používat na střešní krytiny a potrubí. Počínaje 13. stoletím se k výrobě vitráží používalo olovo. V evropské a arabské tradici alchymie bylo olovo (symbol Saturna v evropské tradici) považováno za nečistý obecný kov, který ho odděluje, čistí a vyvažuje základní části lze přeměnit na čisté zlato. V tomto období se olovo stále více používalo ke kontaminaci vína. Používání takového vína bylo zakázáno v roce 1498 na příkaz papeže, protože bylo považováno za nevhodné pro použití při posvátných obřadech, ale nadále se pilo, což vedlo k masovým otravám až do konce 18. století. Olovo bylo klíčovým materiálem v částech tiskařského lisu, který byl vynalezen kolem roku 1440; tiskaři běžně vdechovali olověný prach, který způsobil otravu olovem. Přibližně ve stejné době byly vynalezeny střelné zbraně a olovo, přestože bylo dražší než železo, se stalo hlavním materiálem pro výrobu kulek. Bylo méně škodlivé pro železné hlavně, mělo vyšší hustotu (přispívalo k lepšímu udržení rychlosti) a jeho nižší bod tání usnadňoval výrobu kulek, protože mohly být vyrobeny pomocí dřevěného ohně. Olovo ve formě benátské keramiky bylo široce používáno v kosmetice mezi západoevropskou aristokracií, protože vybělené tváře byly považovány za znak skromnosti. Tato praxe se později rozšířila na bílé paruky a oční linky a vymizela až během francouzská revoluce, na konci 18. stol. Podobná móda se objevila v Japonsku v 18. století s příchodem gejš, což je praxe, která pokračovala po celé 20. století. „Bílé tváře ztělesňovaly ctnost japonských žen“, zatímco olovo se běžně používalo jako bělidlo.

Mimo Evropu a Asii

V Novém světě se olovo začalo vyrábět krátce po příchodu evropských osadníků. Nejstarší zaznamenaná výroba olova pochází z roku 1621 v anglické kolonii Virginie, čtrnáct let po jejím založení. V Austrálii byl prvním dolem otevřeným kolonisty na kontinentu v roce 1841 důl vlajkové lodi. V Africe byla těžba a tavení olova známá v Benue Taura a v dolní části Konga, kde se olovo používalo pro obchod s Evropany a jako platidlo od 17. století, dlouho před bojem o Afriku.

Průmyslová revoluce

Ve druhé polovině 18. století proběhla průmyslová revoluce v Británii a poté v kontinentální Evropě a Spojených státech. Bylo to poprvé, kdy míra produkce olova kdekoli na světě přesáhla rychlost Říma. Británie byla předním producentem olova, ale tento status ztratila v polovině 19. století s vyčerpáním svých dolů a rozvojem těžby olova v Německu, Španělsku a Spojených státech. V roce 1900 byly Spojené státy světovým lídrem ve výrobě olova a další mimoevropské země – Kanada, Mexiko a Austrálie – zahájily významnou výrobu olova; produkce mimo Evropu vzrostla. Velká část poptávky olova byla po instalatérství a nátěrech – olovnaté barvy se tehdy běžně používaly. Během této doby se více lidí (dělnická třída) dostalo do kontaktu s kovy a došlo k nárůstu případů otrav olovem. To vedlo k výzkumu účinků příjmu olova na tělo. Bylo zjištěno, že olovo je nebezpečnější ve formě kouře než pevný kov. Byla nalezena souvislost mezi otravou olovem a dnou; Britský lékař Alfred Baring Garrod poznamenal, že třetina jeho pacientů s dnou byli instalatéři a umělci. Důsledky chronické expozice olovu, včetně duševních poruch, byly také zkoumány v 19. století. První zákony na snížení výskytu otrav olovem v továrnách byly přijaty v 70. a 80. letech 19. století ve Spojeném království.

nový čas

Další důkazy o hrozbě představované olovem byly objeveny koncem 19. a začátkem 20. století. Mechanismy poškození byly lépe pochopeny a byla také zdokumentována olověná slepota. Země v Evropě a USA zahájily úsilí o snížení množství olova, se kterým lidé přicházejí do styku. V roce 1878 Spojené království zavedlo povinné zkoušky v továrnách a v roce 1898 jmenovalo prvního továrního lékařského inspektora; v důsledku toho bylo od roku 1900 do roku 1944 hlášeno 25násobné snížení případů otravy olovem. Poslední velkou expozicí člověka olovu bylo přidání tetraethyletheru do benzínu jako antidetonačního činidla, což je praxe, která vznikla ve Spojených státech v roce 1921. V roce 2000 byl ve Spojených státech a Evropské unii postupně vyřazen. Většina evropských zemí do roku 1930 zakázala olověnou barvu, běžně používanou kvůli její neprůhlednosti a voděodolnosti k dekoraci interiérů. Dopad byl významný: v poslední čtvrtině 20. století kleslo procento lidí s nadměrnou hladinou olova v krvi z více než tří čtvrtin populace Spojených států na něco málo přes dvě procenta. Hlavním olověným produktem na konci 20. století byly olověné akumulátory, které nepředstavovaly žádnou bezprostřední hrozbu pro člověka. Mezi lety 1960 a 1990 vzrostla produkce olova v západním bloku o třetinu. Podíl celosvětové produkce olova ve východním bloku se ztrojnásobil z 10 % na 30 % od roku 1950 do roku 1990, kdy byl Sovětský svaz největším světovým producentem olova v polovině 70. a 80. let a Čína zahájila rozsáhlou výrobu olova na konci 20. století. Na rozdíl od evropských komunistických zemí byla Čína v polovině 20. století většinou neindustrializovanou zemí; v roce 2004 Čína předstihla Austrálii jako největší producent olova. Stejně jako v případě evropské industrializace si olovo vybralo svou daň na zdraví i v Číně.

Výroba

Produkce olova celosvětově roste díky jeho použití v olověných akumulátorech. Existují dvě hlavní kategorie produktů: primární, z rud; a sekundární, ze šrotu. V roce 2014 bylo vyrobeno 4,58 mil. tun olova z primárních produktů a 5,64 mil. tun z druhotných produktů. Čína, Austrálie a Spojené státy letos ovládly první tři výrobce těženého olověného koncentrátu. Tři největší producenti rafinovaného olova jsou Čína, USA a Jižní Korea. Podle zprávy Mezinárodní asociace expertů na kovy z roku 2010 je celkové využití olova nashromážděného, ​​uvolněného nebo rozptýleného do životního prostředí na celosvětové úrovni na obyvatele 8 kg. Velká část z toho je ve vyspělejších zemích (20–150 kg/obyvatele) spíše než v méně rozvinutých zemích (1–4 kg/obyvatele). Výrobní procesy pro primární a sekundární olovo jsou podobné. Některé primární výrobní závody v současné době doplňují své operace o olověné plechy a tento trend bude pravděpodobně v budoucnu narůstat. Při odpovídajících výrobních metodách je recyklované olovo k nerozeznání od čistého olova. Kovový šrot ze stavebnictví je obvykle poměrně čistý a přetavený bez potřeby tavení, i když je někdy vyžadována destilace. Výroba recyklovaného olova je tedy z hlediska energetické náročnosti levnější než výroba primárního olova, často o 50 % i více.

Hlavní

Většina olovnatých rud obsahuje nízké procento olova (bohaté rudy mají typický obsah olova 3–8 %), které je nutné pro obnovu koncentrovat. Během počátečního zpracování jsou rudy obvykle podrobeny drcení, separaci hustých médií, mletí, pěnové flotaci a sušení. Výsledný koncentrát s obsahem olova 30-80 % hmotnostních (typicky 50-60 %) se pak převede na (nečistý) olovo. Existují dva hlavní způsoby, jak toho dosáhnout: dvoustupňový proces zahrnující pražení následované extrakcí z vysoké pece, prováděné v oddělených nádobách; nebo přímý proces, ve kterém extrakce koncentrátu probíhá v jediné nádobě. Druhá metoda se stala běžnější, i když ta první je stále významná.

Dvoustupňový proces

Nejprve se sulfidový koncentrát praží na vzduchu, aby došlo k oxidaci sulfidu olovnatého: ruda 2 PbS + 3 O2 → 2 PbO + 2 SO2. Tento surový oxid olovnatý se redukuje v koksárně na (opět nečistý) kov: 2 PbO + C → Pb + CO2. Nečistoty jsou především arsen, antimon, vizmut, zinek, měď, stříbro a zlato. Tavenina se upravuje v dozvukové peci vzduchem, párou a sírou, která oxiduje nečistoty, s výjimkou stříbra, zlata a vizmutu. Oxidované nečistoty plavou na povrchu taveniny a jsou odstraněny. Kovové stříbro a zlato se odstraňují a hospodárně získávají Parkesovým procesem, při kterém se k olovu přidává zinek. Zinek rozpouští stříbro a zlato, které lze bez smíchání s olovem oddělit a získat zpět. Odstříbřené olovo se uvolňuje vizmutem pomocí Betterton-Krollovy metody, přičemž se na něj působí kovovým vápníkem a hořčíkem. Získané strusky obsahující vizmut lze odstranit. Velmi čisté olovo lze získat elektrolytickou úpravou taveného olova pomocí Bettsova procesu. Nečisté olověné anody a čisté olověné katody jsou umístěny ve fluorosilikátovém (PbSiF6) elektrolytu. Po aplikaci elektrický potenciál Nečisté olovo na anodě se rozpustí a uloží na katodu, přičemž převážná většina nečistot zůstane v roztoku.

přímý proces

V tomto procesu se olověné ingoty a struska získávají přímo z koncentrátů olova. Koncentrát sulfidu olovnatého se taví v peci a oxiduje za vzniku oxidu olovnatého. Uhlík (koks nebo uhelný plyn) se přidává do roztavené vsázky spolu s tavidly. Oxid olovnatý se tedy redukuje na kov olova uprostřed strusky bohaté na oxid olovnatý. Až 80 % olova ve vysoce koncentrovaných výchozích koncentrátech lze získat ve formě ingotů; zbývajících 20 % tvoří strusku bohatou na oxid olovnatý. U nízkokvalitních surovin může být veškeré olovo oxidováno na vysoce kvalitní strusku. Kovové olovo se dále vyrábí z vysoce kvalitních (25-40%) strusek spalováním nebo podmořským vstřikováním paliva, pomocnou elektrickou pecí nebo kombinací obou způsobů.

Alternativy

Pokračuje výzkum čistšího a energeticky méně náročného procesu těžby olova; jeho hlavní nevýhodou je, že se buď ztrácí příliš mnoho olova jako odpad, nebo alternativní metody vedou k vysokému obsahu síry ve výsledném kovu olova. Hydrometalurgická extrakce, při které jsou anody nečistého olova ponořeny do elektrolytu a čisté olovo je uloženo na katodě, je technika, která může mít potenciál.

sekundární metoda

Tavení, které je nedílnou součástí prvovýroby, se při druhotné výrobě často vynechává. K tomu dochází pouze tehdy, když kovové olovo prošlo významnou oxidací. Tento proces je podobný primární těžbě ve vysoké peci nebo rotační peci s tím, že podstatným rozdílem je větší variabilita výnosů. Proces tavení olova je modernější metodou, která může fungovat jako rozšíření prvovýroby; bateriová pasta z použitých olověných baterií odstraňuje síru úpravou alkálií a poté zpracovává v uhelné peci v přítomnosti kyslíku za vzniku nečistého olova, přičemž nejčastější nečistotou je antimon. Recyklace sekundárního olova je podobná jako u primárního olova; Některé rafinační procesy mohou být přeskočeny v závislosti na recyklovaném materiálu a jeho potenciálu kontaminace, přičemž jako nečistoty jsou nejčastěji přijímány vizmut a stříbro. Ze zdrojů olova k likvidaci jsou nejdůležitějšími zdroji olověné akumulátory; Významné jsou také olověné trubky, plechy a kabelové pláště.

Aplikace

Na rozdíl od všeobecného přesvědčení nebyl grafit v dřevěných tužkách nikdy vyroben z olova. Když byla tužka vytvořena jako nástroj pro navíjení grafitu, konkrétní typ použitého grafitu se nazýval plumbago (doslova pro olovo nebo rozložení olova).

elementární forma

Olovo má několik užitečných mechanických vlastností, včetně vysoké hustoty, nízkého bodu tání, tažnosti a relativní inertnosti. Mnoho kovů je v některých těchto aspektech lepších než olovo, ale jsou obecně méně běžné a obtížněji se z rud těží. Toxicita olova vedla k postupnému ukončení některých jeho použití. Olovo se k výrobě kuliček používá už od jejich vynálezu ve středověku. Olovo je levné; jeho nízký bod tání znamená, že střelivo do ručních zbraní lze odlévat s minimálním použitím technického vybavení; navíc je olovo hustší než jiné běžné kovy, což umožňuje lepší udržení rychlosti. Objevily se obavy, že by olověné střely používané při lovu mohly ublížit životní prostředí. Jeho vysoká hustota a odolnost proti korozi byly použity v řadě souvisejících aplikací. Olovo se používá jako kýl na lodích. Jeho hmotnost mu umožňuje vyvážit napínací účinek větru na plachty; je tak hustý, že zabírá malý objem a minimalizuje odolnost proti vodě. Olovo se používá při potápění, aby se zabránilo potápěčově schopnosti plavat. V roce 1993 byla základna šikmé věže v Pise stabilizována 600 tunami olova. Kvůli své odolnosti proti korozi se olovo používá jako ochranný plášť podmořských kabelů. Olovo se používá v architektuře. Olověné plechy se používají jako střešní materiály, při opláštění, oplechování, při výrobě okapů a spojů svody, stejně jako parapety na střeše. Olověné lišty se používají jako dekorativní materiál pro upevnění olověných plechů. Olovo se dodnes používá při výrobě soch a plastik. V minulosti se olovo často používalo k vyvažování kol automobilů; z ekologických důvodů se od tohoto používání postupně upouští. Olovo se přidává do slitin mědi, jako je mosaz a bronz, aby se zlepšila jejich obrobitelnost a mazací schopnost. Protože je olovo prakticky nerozpustné v mědi, tvoří tvrdé kuličky v nedokonalostech v celé slitině, jako jsou hranice zrn. Při nízkých koncentracích a také jako lubrikant zabraňují kuličky vylamování během provozu slitiny, čímž zlepšují obrobitelnost. Ložiska používají slitiny mědi s vyšší koncentrací olova. Olovo zajišťuje mazání a měď poskytuje podporu. Díky své vysoké hustotě, atomovému číslu a tvarovatelnosti se olovo používá jako bariéra pro pohlcování zvuku, vibrací a záření. Olovo nemá přirozené rezonanční frekvence, v důsledku toho se olověný plech používá jako zvukotěsná vrstva ve stěnách, podlahách a stropech zvukových studií. Organické dýmky jsou často vyrobeny ze slitiny olova smíchané s různým množstvím cínu pro ovládání tónu každé dýmky. Olovo je stínící materiál používaný v jaderné vědě a rentgenových kamerách: gama záření je absorbováno elektrony. Atomy olova jsou hustě zabaleny a jejich elektronová hustota je vysoká; velké atomové číslo znamená, že na atom je mnoho elektronů. Roztavené olovo se používá jako chladivo pro rychlé reaktory chlazené olovem. Největší využití olova bylo pozorováno na počátku 21. století v olověných akumulátorech. Reakce v baterii mezi olovem, oxidem olovnatým a kyselinou sírovou poskytují spolehlivý zdroj napětí. Olovo v bateriích nepřichází do přímého kontaktu s lidmi, a proto je spojeno s menší hrozbou toxicity. Superkondenzátory obsahující olověné baterie byly instalovány v kilowattech a megawattech v Austrálii, Japonsku a USA v této oblasti regulace frekvence, vyhlazování solární energie a pro další aplikace. Tyto baterie mají nižší hustotu energie a účinnost vybíjení nabití než lithium-iontové baterie, ale jsou výrazně levnější. Olovo se používá ve vysokonapěťových silových kabelech jako materiál pláště, aby se zabránilo difúzi vody během tepelné izolace; toto použití klesá, protože olovo je postupně vyřazováno. Některé země také omezují používání olova v pájkách pro elektroniku, aby snížily množství odpadu nebezpečného pro životní prostředí. Olovo je jedním ze tří kovů používaných v Oddiho testu pro muzejní materiály, pomáhá detekovat organické kyseliny, aldehydy a kyselé plyny.

Spojení

Sloučeniny olova se používají jako barviva, oxidační činidla, plasty, svíčky, sklo a polovodiče nebo v nich. Barviva na bázi olova se používají v keramických glazurách a skle, zejména pro červenou a žlutou barvu. Tetraacetát olovnatý a oxid olovnatý se používají jako oxidační činidla v organické chemii. Olovo se často používá v PVC povlakech na elektrických kabelech. Lze jej použít na knoty svíček pro zajištění delšího a rovnoměrnějšího hoření. Kvůli toxicitě olova používají evropští a severoameričtí výrobci alternativy, jako je zinek. Olovnaté sklo se skládá z 12-28% oxidu olovnatého. Mění optické vlastnosti skla a snižuje prostup ionizujícího záření. Olověné polovodiče jako telurid olova, selenid olovnatý a antimonid olovnatý se používají ve fotovoltaických článcích a infračervených detektorech.

Biologické a ekologické účinky

Biologické účinky

Vedení nebylo potvrzeno biologická role. Jeho prevalence v lidském těle je u dospělého člověka v průměru 120 mg - z těžkých kovů nad jeho hojností převyšuje pouze zinek (2500 mg) a železo (4000 mg). Olověné soli jsou tělem velmi účinně vstřebávány. Malé množství olovo (1 %) bude uloženo v kostech; zbytek se vyloučí močí a stolicí během několika týdnů po expozici. Dítě bude schopno vyloučit z těla jen asi třetinu olova. Chronická expozice olovu může vést k bioakumulaci olova.

Toxicita

Olovo je extrémně jedovatý kov (ať už vdechovaný nebo spolknutý), který postihuje téměř každý orgán a systém v lidském těle. Při hladině vzduchu 100 mg/m3 představuje bezprostřední ohrožení života a zdraví. Olovo se rychle vstřebává do krevního řečiště. Hlavním důvodem jeho toxicity je jeho sklon narušovat správné fungování enzymů. Dělá to vazbou na sulfhydrylové skupiny nacházející se na mnoha enzymech nebo napodobováním a vytěsňováním jiných kovů, které působí jako kofaktory v mnoha enzymatických reakcích. Mezi hlavní kovy, se kterými olovo interaguje, patří vápník, železo a zinek. Vysoké hladiny vápníku a železa mají tendenci poskytovat určitou ochranu před otravou olovem; nízké hladiny způsobují zvýšenou náchylnost.

efekty

Olovo může způsobit vážné poškození mozku a ledvin a nakonec vést ke smrti. Stejně jako vápník může olovo procházet hematoencefalickou bariérou. Ničí myelinové pochvy neuronů, snižuje jejich počet, zasahuje do neurotransmisní dráhy a omezuje růst neuronů. Příznaky otravy olovem zahrnují nefropatii, břišní koliku a možná slabost prstů, zápěstí nebo kotníků. Nízký krevní tlak se zvyšuje zejména u lidí středního a vyššího věku, což může způsobit anémii. U těhotných žen může vysoká expozice olovu způsobit potrat. Bylo prokázáno, že chronické vystavení vysokým hladinám olova snižuje mužskou plodnost. Ve vyvíjejícím se mozku dítěte olovo narušuje tvorbu synapsí v mozkové kůře, neurochemický vývoj (včetně neurotransmiterů) a organizaci iontových kanálů. Časná expozice olova u dětí je spojena se zvýšeným rizikem poruch spánku a nadměrné denní ospalosti v pozdějším dětství. Vysoké hladiny olova v krvi jsou spojeny s opožděnou pubertou u dívek. Nárůst a pokles expozice olovu ve vzduchu ze spalování tetraetylolova v benzínu během 20. století je spojen s historickými nárůsty a poklesy kriminality, tato hypotéza však není všeobecně přijímána.

Léčba

Léčba otravy olovem obvykle zahrnuje podávání dimerkaprolu a succimeru. Akutní případy mohou vyžadovat použití kalciumdisodného edetátu, ethylendiamintetraoctové kyseliny (EDTA) disodného kalciumchelátu. Olovo má větší afinitu k olovu než vápník, což způsobuje, že olovo je chelatováno prostřednictvím metabolismu a vylučováno močí, takže zanechává neškodný vápník.

Zdroje vlivu

Expozice olova je globální problém, neboť těžba a tavba olova je běžná v mnoha zemích světa. Otrava olovem obvykle vyplývá z požití jídla nebo vody kontaminované olovem a méně často z náhodného požití kontaminované půdy, prachu nebo barvy na bázi olova. Produkty z mořské vody mohou obsahovat olovo, pokud je voda vystavena průmyslové vodě. Ovoce a zelenina mohou být kontaminovány vysokým obsahem olova v půdách, ve kterých byly pěstovány. Půda může být kontaminována nahromaděním částic z olova v potrubí, olovnatým nátěrem a zbytkovými emisemi z olovnatého benzínu. Použití olova ve vodovodním potrubí je problematické v oblastech s měkkou nebo kyselou vodou. Tvrdá voda tvoří v potrubí nerozpustné vrstvy, zatímco měkká a kyselá voda olověné potrubí rozpouští. Rozpuštěný oxid uhličitý v přepravované vodě může vést k tvorbě rozpustného hydrogenuhličitanu olovnatého; okysličená voda může podobně rozpouštět olovo jako hydroxid olovnatý. Pití vody může časem způsobit zdravotní problémy kvůli toxicitě rozpuštěného olova. Čím tvrdší voda, tím více bude obsahovat hydrogenuhličitan vápenatý a síran vápenatý a tím více bude vnitřek potrubí potažen ochrannou vrstvou uhličitanu olovnatého nebo síranu olovnatého. Požití olovnaté barvy je hlavním zdrojem expozice olovu u dětí. Jak se barva rozpadá, odlupuje se, rozmělňuje se na prach a poté se dostává do těla kontaktem rukou nebo kontaminovaným jídlem, vodou nebo alkoholem. Požití některých lidových léků může vést k expozici olovu nebo jeho sloučeninám. Inhalace je druhou hlavní cestou expozice olovu, včetně kuřáků a zejména vedoucích pracovníků. Cigaretový kouř obsahuje kromě jiných toxických látek radioaktivní olovo-210. Téměř všechno vdechované olovo je absorbováno do těla; u perorálního příjmu je míra 20–70 %, přičemž děti absorbují více olova než dospělí. Dermální expozice může být významná pro úzkou kategorii lidí pracujících s organickými sloučeninami olova. Rychlost absorpce olova v kůži je nižší u anorganického olova.

Ekologie

Těžba, výroba, používání a zneškodňování olova a jeho produktů způsobilo značné znečištění půd a vod Země. Atmosférické emise olova byly na vrcholu během průmyslové revoluce a období olověného benzínu bylo ve druhé polovině dvacátého století. Zvýšené koncentrace olova přetrvávají v půdách a sedimentech v postindustriálních a městských oblastech; průmyslové emise, včetně emisí spojených se spalováním uhlí, pokračují v mnoha částech světa. Olovo se může hromadit v půdách, zejména v půdách s vysokým obsahem organických látek, kde přetrvává stovky až tisíce let. Může nahradit jiné kovy v rostlinách a může se hromadit na jejich povrchu, čímž zpomaluje proces fotosyntézy a brání jim v růstu nebo zabíjení. Znečištění půd a rostlin ovlivňuje mikroorganismy a živočichy. Postižená zvířata mají sníženou schopnost syntetizovat červené krvinky, což způsobuje anémii. Analytické metody Environmentální stanovení olova zahrnují spektrofotometrii, rentgenovou fluorescenci, atomovou spektroskopii a elektrochemické metody. Byla vyvinuta specifická iontově selektivní elektroda na bázi ionoforu S,S"-methylenbis (N,N-diisobutyldithiokarbamát).

Omezení a obnova

V polovině 80. let došlo k výraznému posunu v používání olova. Ve Spojených státech ekologické předpisy snižují nebo eliminují použití olova v nebateriových produktech, včetně benzínu, barev, pájky a vodních systémů. Zařízení pro kontrolu částic lze použít v uhelných elektrárnách ke sběru emisí olova. Použití olova je dále omezeno směrnicí RoHS Evropské unie. Používání olověných střel pro lov a sportovní střelbu bylo v Nizozemsku zakázáno v roce 1993, což vedlo k výraznému snížení emisí olova z 230 tun v roce 1990 na 47,5 tuny v roce 1995. Ve Spojených státech amerických Úřad pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci stanovil přijatelný limit expozice olovu na pracovišti na 0,05 mg/m3 během 8hodinového pracovního dne; to platí pro kovové olovo, anorganické sloučeniny olova a olověná mýdla. Americký národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci doporučuje, aby koncentrace olova v krvi byla nižší než 0,06 mg na 100 g krve. Olovo lze stále nalézt ve škodlivých množstvích v keramice, vinylu (používá se k pokládání potrubí a izolačních elektrických kabelů) a čínské mosazi. Starší domy mohou stále obsahovat olověnou barvu. Bílá barva olova byla v průmyslových zemích vyřazena, ale stále se používá chromát olovnatý. Při odstraňování starého nátěru broušením vzniká prach, který může člověk vdechnout.