- miękki, ciągliwy, chemicznie obojętny metal jest bardzo odporny na korozję. To właśnie te cechy decydują głównie o jego najszerszym zastosowaniu w gospodarka narodowa. Ponadto metal ma dość niską temperaturę topnienia i łatwo tworzy różnorodne stopy.
Porozmawiajmy dziś o jego zastosowaniu w budownictwie i przemyśle: stopy, ołowiane osłony kabli, farby na jej bazie,
Pierwsze zastosowanie ołowiu wynikało z jego doskonałej ciągliwości i odporności na korozję. W rezultacie metal był używany tam, gdzie nie powinien był być używany: do produkcji naczyń, fajek wodnych, umywalek i tak dalej. Niestety, konsekwencje takiego użycia były najsmutniejsze: ołów jest materiałem toksycznym, podobnie jak większość jego związków, a gdy dostanie się do organizmu człowieka, powoduje wiele poważnych szkód.
Ołów, będąc toksycznym, zatruwa środowisko i stanowi poważne zagrożenie dla ludzi. Baterie ołowiowe należy poddać recyklingowi lub, co bardziej obiecujące, poddać recyklingowi. Obecnie do 40% metalu uzyskuje się poprzez recykling baterii.
Twarde promieniowanie ma większą siłę penetracji, to znaczy, że do ochrony przed nim wymagana jest grubsza warstwa materiału. Jednak ołów pochłania promieniowanie twarde nawet lepiej niż promieniowanie miękkie: jest to spowodowane tworzeniem się pary elektron-pozyton w pobliżu masywnego jądra. Warstwa ołowiu o grubości 20 cm może chronić przed wszelkimi znany nauce promieniowanie.
W wielu przypadkach po prostu nie ma alternatywy dla metalu, więc nie można oczekiwać zawieszenia ze względu na zagrożenie dla środowiska. Wszelkie tego rodzaju wysiłki powinny być skierowane na opracowanie i wdrożenie efektywnych metod czyszczenia i recyklingu.
Ten film opowie Ci o ekstrakcji i wykorzystaniu ołowiu:
Metal w Roboty budowlane stosowane rzadko: jego toksyczność ogranicza zakres. Jednak w składzie stopów lub w budowie specjalnych konstrukcji stosuje się substancję. A pierwszą rzeczą, o której porozmawiamy, jest ołowiane pokrycie dachowe.
Ołów był używany od niepamiętnych czasów. W starożytnej Rosji kościoły i dzwonnice pokrywano blachą ołowianą, ponieważ jej kolor był do tego idealny. Metal jest plastikiem, dzięki czemu można uzyskać arkusze o niemal dowolnej grubości, a co najważniejsze o kształcie. Przy zakrywaniu niestandardowych elementów architektonicznych, konstruowaniu skomplikowanych gzymsów blacha ołowiana jest po prostu idealna, dlatego jest stale używana.
Ołów walcowany produkowany jest na pokrycia dachowe, najczęściej w rolkach. Oprócz arkuszy o standardowej płaskiej powierzchni występuje również materiał falisty – plisowany, malowany, cynowany, a nawet jednostronnie samoprzylepny.
W powietrzu blacha ołowiana szybko pokrywa się patyną składającą się z warstwy tlenku i węglanów. Patyna chroni metal przed korozją. Ale jeśli z jakiegoś powodu nie podoba ci się jego wygląd, pokrycie dachowe można pokryć specjalnym olejem patynującym. Odbywa się to ręcznie lub w środowisku produkcyjnym.
Izolacja akustyczna domu to jeden z uporczywych problemów starych i wielu nowoczesnych domów. Powodów tego jest wiele: sama konstrukcja, w której ściany lub podłogi przenoszą dźwięk, materiał podłóg i ścian, który nie pochłania dźwięku, innowacja w postaci nowej konstrukcji windy, która nie jest przewidziana w projekcie oraz tworzy dodatkowe wibracje i wiele innych czynników. Ale w końcu lokator mieszkania jest zmuszony samodzielnie radzić sobie z tymi problemami.
W przedsiębiorstwie, w studiu nagraniowym, w budynku stadionu ten problem staje się znacznie większy duże rozmiary, ale rozwiązuje się go w ten sam sposób - instalując dźwiękochłonne wykończenie.
Ołów, co dziwne, jest używany w tej szczególnej roli - pochłaniacz dźwięku. Konstrukcja materiału jest prawie taka sama. Płyta ołowiana o małej grubości - 0,2-0,4 mm pokryta jest ochronną warstwą polimerową, ponieważ metal jest nadal niebezpieczny, a materiał organiczny - guma piankowa, polietylen, polipropylen - jest zamocowany po obu stronach płyty. Izolator akustyczny pochłania nie tylko dźwięk, ale i wibracje.
Mechanizm jest następujący: fala dźwiękowa przechodząca przez pierwszą warstwę polimeru traci część energii i wzbudza drgania płytki ołowianej. Część energii jest następnie pochłaniana przez metal, a pozostała część jest hartowana w drugiej spienionej warstwie.
Należy zauważyć, że kierunek fali w tym przypadku nie ma znaczenia.
Z tego filmu dowiesz się, jak ołów jest wykorzystywany w budownictwie i gospodarce:
Promieniowanie rentgenowskie jest niezwykle szeroko stosowane w medycynie, stanowiąc bowiem podstawę badań instrumentalnych. Ale jeśli w minimalnych dawkach nie stanowi szczególnego zagrożenia, to otrzymanie dużej dawki promieniowania stanowi zagrożenie dla życia.
Przy urządzaniu gabinetu rentgenowskiego jako warstwę ochronną stosuje się ołów:
Ochrona jest zapewniona dzięki pewnej grubości materiału ekranującego, co wymaga dokładnych obliczeń, biorąc pod uwagę wielkość pomieszczenia, moc sprzętu, intensywność użytkowania i tak dalej. Zdolność materiału do redukcji promieniowania mierzy się w postaci „ekwiwalentu ołowiu” – wartości grubości takiej warstwy czystego ołowiu, która jest w stanie zaabsorbować obliczone promieniowanie. Taka ochrona jest uważana za skuteczną, jeśli przekracza określoną wartość o ¼ mm.
Pomieszczenia rentgenowskie są czyszczone w specjalny sposób: ważne jest tutaj terminowe usuwanie pyłu ołowiowego, ponieważ ten ostatni jest niebezpieczny.
Ołów jest ciężkim, plastycznym, odpornym na korozję metalem, a co najważniejsze, jest łatwo dostępny i dość tani w produkcji. Ponadto metal jest niezbędny do ochrony przed promieniowaniem. Tak więc całkowite odrzucenie jego użycia to kwestia dość odległej przyszłości.
Elena Malysheva opowie o problemach zdrowotnych spowodowanych użyciem ołowiu w poniższym filmie:
Ołów znany jest od III - II tysiąclecia p.n.e. w Mezopotamii, Egipcie i innych starożytnych krajach, gdzie robiono z niego duże cegły (świnie), posągi bogów i królów, pieczęcie i różne artykuły gospodarstwa domowego. Z ołowiu wyrabiano brąz, a tabliczki do pisania ostrym, twardym przedmiotem. W późniejszym czasie Rzymianie zaczęli robić z ołowiu rury do wodociągów. W starożytności ołów kojarzył się z planetą Saturn i był często określany jako Saturn. W średniowieczu, ze względu na dużą wagę, szczególną rolę w operacjach alchemicznych odgrywał ołów, któremu przypisywano zdolność łatwego przemieniania się w złoto.
Zawartość w skorupie ziemskiej wynosi 1,6 10 -3% wagowych. Ołów rodzimy jest rzadki, a zakres skał, w których się znajduje, jest dość szeroki: od skał osadowych po ultrazasadowe skały natrętne. Występuje głównie w postaci siarczków (PbS - ołowiany połysk).
Produkcja ołowiu z połysku ołowiu odbywa się przez prażenie-reakcyjny topienie: najpierw wsad poddaje się niepełnemu wypalaniu (w temperaturze 500-600 ° C), w którym część siarczku przechodzi w tlenek i siarczan:
2PbS + 3O 2 \u003d 2PbO + 2SO 2 PbS + 2O 2 \u003d PbSO 4
Następnie kontynuując ogrzewanie, zatrzymaj dostęp powietrza; natomiast pozostały siarczek reaguje z tlenkiem i siarczanem, tworząc metaliczny ołów:
PbS + 2РbО = 3Рb + SO 2 PbS + РbSO 4 = 2Рb + 2SO 2
Jeden z najdelikatniejszych metali, łatwy do cięcia nożem. Zwykle pokryta mniej lub bardziej grubą warstwą tlenków brudu szary kolor, podczas cięcia odsłania się błyszczącą powierzchnię, która z czasem blednie w powietrzu. Gęstość - 11,3415 g/cm3 (w 20°C). Temperatura topnienia - 327,4°C, temperatura wrzenia - 1740°C
W wysokich temperaturach ołów tworzy związki typu PbX 2 z halogenami, nie reaguje bezpośrednio z azotem, po podgrzaniu siarką tworzy siarczek PbS i utlenia się tlenem do PbO.
Przy braku tlenu ołów nie reaguje z wodą w temperaturze pokojowej, ale pod wpływem gorącej pary wodnej tworzy tlenki ołowiu i wodór. W szeregu napięć ołów znajduje się na lewo od wodoru, ale nie wypiera wodoru z rozcieńczonego HCl i H 2 SO 4 z powodu przepięcia uwalnianego H 2 na ołowiu, a także z powodu tworzenia się warstewki trudno rozpuszczalne sole na powierzchni metalu, które chronią metal przed dalszym działaniem kwasów.
W stężonych kwasach siarkowym i chlorowodorowym po podgrzaniu ołów rozpuszcza się tworząc odpowiednio Pb (HSO 4) 2 i H 2 [PbCl 4]. Azotowy, a także niektóre kwasy organiczne (na przykład cytrynowy) rozpuszczają się, tworząc sole Pb(II). Ołów reaguje również ze stężonymi roztworami alkalicznymi:
Pb + 8HNO 3 (razb., Gor.) \u003d 3Pb (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O.
Pb + 3H 2 SO 4 (> 80%) = Pb (HSO 4) 2 + SO 2 + 2 H 2 O
Pb + 2NaOH (stęż.) + 2H 2 O \u003d Na 2 + H 2
Dla ołowiu najbardziej charakterystyczne są związki o stopniu utlenienia: +2 i +4.
tlenki ołowiu- z tlenem ołów tworzy szereg związków Pb 2 O, PbO, Pb 2 O 3, Pb 3 O 4, PbO 2, głównie o charakterze amfoterycznym. Wiele z nich jest pomalowanych na kolory czerwony, żółty, czarny, brązowy.
Tlenek ołowiu (II)- PbO. Czerwony (niska temperatura a- modyfikacja, litowa) lub żółta (wysoka temperatura) b-modyfikacja, maskotka). Stabilny termicznie. Bardzo źle reagują z wodą, roztworem amoniaku. Wykazuje właściwości amfoteryczne, reaguje z kwasami i zasadami. Utleniony tlenem, zredukowany wodorem i tlenkiem węgla.
Tlenek ołowiu (IV)- PbO 2 . plattneryt. Ciemnobrązowy, ciężki proszek, rozkłada się nie topiąc przy łagodnym ogrzewaniu. Nie reaguje z wodą, rozcieńczonymi kwasami i zasadami, roztworem amoniaku. Rozkłada się za pomocą stężonych kwasów, stężone zasady po zagotowaniu powoli przenosi się do roztworu z utworzeniem....
Silny środek utleniający w środowisku kwaśnym i zasadowym.
Tlenki PbO i PbO 2 odpowiadają amfoterycznym wodorotlenki Pb(OH)2 i Pb(OH)4. Pobierz..., Właściwości...
Pb 3 O 4 - czerwony ołów. Jest uważany za mieszany tlenek lub orto-pion ołowiu (II) - Рb 2 PbО 4 . Proszek pomarańczowo-czerwony. Przy silnym ogrzewaniu rozkłada się, topi się tylko pod nadciśnieniem O2. Nie reaguje z wodą, hydrat amoniaku. rozkłada stęż. kwasy i zasady. Silny utleniacz.
Sole ołowiu(II). Z reguły są bezbarwne, w zależności od rozpuszczalności w wodzie dzielą się na nierozpuszczalne (na przykład siarczan, węglan, chromian, fosforan, molibdenian i siarczek), słabo rozpuszczalne (jodki, chlorki i fluorki) i rozpuszczalne (na przykład , octan, azotan i chloran ołowiu). octan ołowiu, lub cukier ołowiowy, Pb (CH 3 COO) 2 3H 2 O, bezbarwne kryształy lub biały proszek o słodkim smaku, powoli ulegający wietrzeniu z utratą uwodnionej wody, jest substancją bardzo toksyczną.
Chalkogenki ołowiu- PbS, PbSe i PbTe - czarne kryształy, półprzewodniki wąskoszczelinowe.
Sole ołowiu(IV) można otrzymać przez elektrolizę roztworów soli ołowiu(II) silnie zakwaszonych kwasem siarkowym. Nieruchomości...
Wodorek ołowiu (IV)- PbH 4 - substancja gazowa bezwonny, który bardzo łatwo rozkłada się na ołów i wodór. Otrzymuje się go w niewielkich ilościach w reakcji Mg 2 Pb i rozcieńczonego HCl.
Ołów dobrze osłania promieniowanie i promieniowanie rentgenowskie, stosowany jest jako materiał ochronny w szczególności w pracowniach rentgenowskich, w laboratoriach, gdzie istnieje niebezpieczeństwo narażenia na promieniowanie. Stosowany również do produkcji płyt akumulatorowych (około 30% wytopionego ołowiu), osłon kabli elektrycznych, ochrony przed promieniowaniem gamma (ściany z cegieł ołowianych), jako składnik stopów drukarskich i przeciwciernych, materiałów półprzewodnikowych.
Ołów i jego związki, zwłaszcza organiczne, są toksyczne. Dostając się do komórek, ołów dezaktywuje enzymy, zaburzając tym samym metabolizm, powodując upośledzenie umysłowe u dzieci, choroby mózgu. Ołów może zastąpić wapń w kościach, stając się stałym źródłem zatruć. MPC w powietrzu atmosferycznym związków ołowiu wynosi 0,003 mg/m 3, w wodzie 0,03 mg/l, glebie 20,0 mg/kg.
Barsukova M. Petrova M.
KhF Tiumeń State University, 571 grup.
Źródła: Wikipedia: http://ru.wikipedia.org/wiki/Lead i inne,
N.A. Figurovsky „Odkrycie pierwiastków i pochodzenie ich nazw”. Moskwa, Nauka, 1970
Remy G. „Oczywiście, że nie Chemia organiczna", t.1. Wydawnictwo Literatury Zagranicznej, Moskwa.
Lidin R.A. " Właściwości chemiczne związki nieorganiczne”. Moskwa: Chemia, 2000. 480 s.: il.
Ten film będzie kontynuacją opowieści o właściwościach ołowiu:
Przewodnictwo cieplne i elektryczne metali dość dobrze ze sobą koreluje. Ołów słabo przewodzi ciepło i nie należy do najlepszych przewodników elektryczności: rezystywność wynosi 0,22 ohm-sq. mm / m o rezystancji tej samej miedzi 0,017.
Ołów jest metalem nieszlachetnym, jednak pod względem obojętności chemicznej zbliża się do nich. Niska aktywność i możliwość pokrywania warstewką tlenku i powoduje przyzwoitą odporność na korozję.
W wilgotnej, suchej atmosferze metal praktycznie nie koroduje. Ponadto w tym ostatnim przypadku siarkowodór, bezwodnik węgla i Kwas siarkowy- zwykli „sprawcy” korozji, nie ma na to wpływu.
Wskaźniki korozji w różnych atmosferach są następujące:
Brak kontaktu z wodą słodką lub destylowaną.
Gazy - chlor, dwutlenek siarki, siarkowodór nie wpływają na metal. Jednak pod wpływem fluorowodoru ołów koroduje.
Na jego właściwości korozyjne wpływają inne metale. Tak więc kontakt z żelazem nie wpływa w żaden sposób na odporność korozyjną, a dodatek bizmutu lub zmniejsza odporność substancji na działanie kwasów.
Zarówno ołów, jak i wszystkie jego związki organiczne są chemicznie niebezpiecznymi substancjami klasy 1. Metal jest bardzo toksyczny, a zatrucie nim możliwe jest w wielu procesach technologicznych: wytapianiu, wytwarzaniu farb ołowiowych, wydobyciu rudy i tak dalej. Nie tak dawno temu, niecałe 100 lat temu, zatrucie domowe było nie mniej powszechne, ponieważ do wybielania twarzy dodawano nawet ołów.
Największym niebezpieczeństwem są opary metalu i jego pył, ponieważ w tym stanie najłatwiej wnikają w ciało. Główną drogą są drogi oddechowe. Niektóre mogą być również wchłaniane przez przewód pokarmowy, a nawet przez skórę przy bezpośrednim kontakcie – sama biel ołowiana i farba.
Zabieg jest specyficzny i długotrwały, ponieważ nie jest łatwo usunąć metal ciężki z organizmu.
Poniżej omówimy właściwości środowiskowe ołowiu.
Zanieczyszczenie ołowiem jest uważane za jedno z najniebezpieczniejszych. Wszystkie produkty wykorzystujące ołów wymagają specjalnej utylizacji, która jest prowadzona wyłącznie przez licencjonowane serwisy.
Niestety zanieczyszczenie ołowiem jest zapewniane nie tylko przez działalność przedsiębiorstw, gdzie jest przynajmniej w jakiś sposób regulowane. W powietrzu miejskim obecność oparów ołowiu zapewnia spalanie paliwa w samochodach. Na tym tle obecność stabilizatorów ołowianych w takich znanych konstrukcjach jak: plastikowe okno nie wydaje się już warte uwagi.
Ołów to metal, który ma. Pomimo toksyczności jest zbyt szeroko stosowany w gospodarce narodowej, aby móc zastąpić metal czymś.
Ten film opowie o właściwościach soli ołowiu:
Prowadzić
OŁÓW-nca; m.
1. Pierwiastek chemiczny (Pb), ciężki, miękki, plastyczny, niebiesko-szary metal (stosowany w produkcji baterii, powłok ochronnych przed szkodliwym promieniowaniem, w druku itp.). Wydobycie ołowiu. Stop ołowiu z antymonem. Rozpuść z.
2. O punktorach. Wróg spotkał się z ołowiem.
◊ Prowadzić w duszy (w sercu itp.) kogoś. O trudnym, opresyjnym państwie. Leż jak ołów na duszy (na sercu itp.). Wywołaj surowy, opresyjny stan. Głowa (ramiona, nogi itp.) jest (jakby dokładnie) wypełniona ołowiem (wylana). O uczuciu ciężkości w głowie, rękach, nogach itp.
Ołów(łac. śliwka), pierwiastek chemiczny Grupa IV układu okresowego. Niebieskoszary metal, ciężki, miękki, plastyczny; gęstość 11,34 g/cm3, t pl 327,5°C. W powietrzu pokryta jest warstwą tlenku odporną na działanie chemikaliów. Stosowany do produkcji płyt do akumulatorów (ok 30% wytopionego ołowiu), osłon kabli elektrycznych, ochrony przed promieniowaniem gamma (ścianki z cegieł ołowianych), jako składnik stopów drukarskich i przeciwciernych, materiałów półprzewodnikowych.
OŁÓWOŁÓW (łac. plumbum), Pb (czytaj „pion”), pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 82, masa atomowa 207.2. Ołów naturalny składa się z pięciu stabilnych izotopów: 202Pb (ślady), 204Pb (1,48%), 206Pb (23,6%), 207Pb (22,6%) i 208Pb (52,3%). Ostatnie trzy izotopy są końcowymi produktami rozpadu radioaktywnego Ac, U i Th. W naturze powstają izotopy promieniotwórcze: 209 Pb, 210 Pb (historyczna nazwa to rad D, RaD, T 1/2 = 22 lata), 211 Pb (aktyn B, AsV, T 1/2 = 36,1 min), 212 Pb (tor B, ThB, T 1/2 = 10,6 godziny), 214 Pb (rad B, RaB, T 1/2 = 26,8 min).
Konfiguracja zewnętrznej warstwy elektronowej to 6s 2 p 2 . Stany utlenienia +2, rzadziej +4 (wartościowość II, IV). Znajduje się w grupie IVA, w VI okresie Układu Okresowego Pierwiastków. Promień atomu to 0,175 nm, promień jonu Pb 2+ to 0,112 nm (liczba koordynacyjna 4) i 0,133 (6), promień jonu Pb 4+ to 0,133 nm (8). Energie jonizacji sekwencyjnej 7,417, 15,032, 31,98, 42,32 i 68,8 eV. Funkcja pracy elektronu wynosi 4,05 eV. Elektroujemność według Paulinga (cm. PAULING Linus) 1,55.
Ołów był znany mieszkańcom Mezopotamii i Starożytny Egipt 7 tysięcy lat przed naszą erą ołów i jego związki były używane w starożytnej Grecji i starożytnym Rzymie. Z rud ołowiu na wyspie Rodos trzy tysiące lat temu uzyskano ołów biały i czerwony. Rury starożytnych rzymskich instalacji wodociągowych były wykonane z metalu ołowianego.
Zawartość w skorupie ziemskiej wynosi 1,6 10 -3% wagowych. Ołów rodzimy jest rzadki. Jest częścią 80 różnych minerałów. Najważniejsza z nich to galena (cm. GALENA) PbS, ceruzyt (cm. CERUSSIT) PbCO 3 , kątowy (cm. ANGLESITE) PbSO 4 i krokoit (cm. KROKOJT) PbCrO 4 . Zawsze znajdowany w rudach uranu (cm. Uran (pierwiastek chemiczny)) i tor (cm. TOR).
Paragon fiskalny
Głównym źródłem ołowiu są polimetaliczne rudy siarczkowe. W pierwszym etapie ruda jest wzbogacana. Powstały koncentrat poddaje się prażeniu oksydacyjnemu:
2PbS + 3O 2 = 2PbO + 2SO 2
Podczas wypalania dodawane są topniki (CaCO 3, Fe 2 O 3, SiO 2). Tworzą fazę ciekłą, która cementuje ładunek. Powstały aglomerat zawiera 35-45% Pb. Ponadto ołów(II) i tlenek miedzi zawarte w aglomeracie są redukowane koksem:
PbO + C = Pb + CO i PbO + CO = Pb + CO 2
Czarny ołów otrzymuje się w reakcji pierwotnej rudy siarczkowej z tlenem (metoda autogeniczna). Proces przebiega w dwóch etapach:
2PbS + 3O 2 \u003d 2PbO + 2SO 2,
PbS + 2PbO = 3Pb + SO2
Do późniejszego oczyszczania surowego ołowiu z zanieczyszczeń Cu (cm. MIEDŹ), Sb (cm. ANTYMON), Sn (cm. CYNA), Al (cm. ALUMINIUM), Bi (cm. BIZMUT), Au (cm. ZŁOTO (pierwiastek chemiczny)) i Ag (cm. SREBRO) jest oczyszczany metodą pirometalurgiczną lub elektrolizą.
Fizyczne i chemiczne właściwości
Ołów to niebiesko-szary metal z sześcienną siatką skupioną na powierzchni, a = 0,49389 nm. Gęstość 11,3415 kg/dm3, temperatura topnienia 327,50°C, temperatura wrzenia 1715°C. Ołów jest miękki, łatwo zwijany w najcieńsze arkusze, folia ołowiana. Dobrze absorbuje promienie rentgenowskie i promienie beta. Chemicznie ołów jest dość obojętny. W wilgotnym powietrzu powierzchnia ołowiu matowieje, pokrywając się najpierw warstewką tlenkową, która stopniowo przechodzi w zasadowy węglan 2PbCO 3 ·Pb(OH) 2 .
Z tlenem ołów tworzy tlenki: PbO, PbO 2, Pb 3 O 4, Pb 2 O 3, Pb 12 O 17, Pb 12 O 19, z których pierwsze trzy występują w niskotemperaturowej formie a i wysokotemperaturowej forma b. Jeśli wodorotlenek ołowiu Pb (OH) 2 gotuje się w dużej ilości alkaliów, powstaje czerwony a-PbO. Przy braku alkaliów powstaje żółty b-PbO (patrz tlenki ołowiu (cm. TLENKI OŁOWIU)). Jeśli zawiesina a-PbO jest gotowana przez długi czas, zamienia się w b-PbO. Przemiana a-PbO w b-PbO w temperaturze pokojowej przebiega bardzo powoli. b-PbO otrzymuje się przez rozkład termiczny PbCO 3 i Pb (NO 3) 2:
PbCO 3 \u003d PbO + CO 2; 2Pb (NO 3) 2 \u003d 2PbO + 4NO 2 + O 2
W przyrodzie występują obie formy: a-PbO – mineralna litarja, b-PbO – mineralna masykot. Jeśli drobny proszek a-PbO jest kalcynowany w temperaturze 500°C w strumieniu powietrza, powstaje wysokotemperaturowa, czerwona modyfikacja a-Pb 3 O 4 . Poniżej temperatury -90°C a-Pb 3 O 4 przechodzi w formę b tego tlenku. Przez elektrochemiczne utlenianie soli ołowiu (II) można otrzymać postać a dwutlenku ołowiu PbO2. Poprzez ostrożne podgrzanie a-PbO 2 w powietrzu do 200-570°C, Pb 12 O 19 (temperatura rozkładu 200°C), Pb 12 O 17 (350°C), Pb 3 O 4 (380°C) i PbO ( 570°C). Tlenek PbO ma właściwości amfoteryczne (cm. AMFOTERYCZNOŚĆ) nieruchomości. Reaguje z kwasami:
PbO + 2CH 3 COOH \u003d Pb (CH 3 COO) 2 + H 2 O
oraz z roztworami alkalicznymi:
PbO + KOH \u003d K 2 PbO 2 + H 2 O
Ołów potasowy K 2 PbO 2 powstaje również w wyniku oddziaływania ołowiu z roztworem alkalicznym:
Pb + 2KOH \u003d K 2 PbO 2 + H 2
W PbO 2 przeważają właściwości kwasowe, jest silnym środkiem utleniającym. Tlenek Pb 3 O 4 można uznać za sól ołowiową kwasu ortoołowiowego Pb 2 . W temperaturze pokojowej ołów nie reaguje z kwasem siarkowym i solnym, ponieważ na jego powierzchni tworzą się słabo rozpuszczalny siarczan ołowiu PbSO 4 i chlorek ołowiu PbCl 2 . Ale z kwasami organicznymi (octowymi (cm. KWAS OCTOWY) i formic (cm. KWAS MRÓWKOWY)), a także reaguje z rozcieńczonym kwasem azotowym, tworząc sole ołowiu(II):
3Pb + 8HNO 3 \u003d 3Pb (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O
Gdy ołów reaguje z kwasem octowym, po usunięciu tlenu, powstaje octan ołowiu Pb(CH 3 COO) 2, „cukier ołowiowy” o słodkim smaku.
Do produkcji płyt akumulatorów kwasowych stosuje się do 45% ołowiu. 20% - na produkcję przewodów, kabli i powłok do nich. Ekrany ołowiane służą do ochrony przed promieniowaniem radioaktywnym i rentgenowskim. Pojemniki do przechowywania substancji promieniotwórczych wykonane są z ołowiu i jego stopów. stopy ołowiu Z Sb (cm. ANTYMON),
sn (cm. CYNA) i Cu (cm. MIEDŹ) stosowany do produkcji czcionek typograficznych, ze stopów ołowiu z Sb i As (cm. ARSEN) robią rdzenie pocisków, odłamki, strzały. 5-20% ołowiu jest wykorzystywane do produkcji tetraetyloołowiu (TES) Pb(C 2 H 5) 4 , który jest dodawany do benzyny w celu zwiększenia liczby oktanowej. Ołów wykorzystywany jest do produkcji pigmentów do budowy fundamentów odpornych na trzęsienia ziemi.
Ołów i jego związki są toksyczne. W organizmie ołów gromadzi się w kościach, powodując ich zniszczenie. MPC w powietrzu atmosferycznym związków ołowiu wynosi 0,003 mg/m 3, w wodzie 0,03 mg/l, glebie 20,0 mg/kg. Uwalnianie ołowiu do Oceanu Światowego wynosi 430-650 tys. ton/rok.
słownik encyklopedyczny. 2009 .
Synonimy:OŁÓW- zwykły (Plumbum), symbol. Pb, mieszanina izotopów, atom c. 207,22 (w ołowiu uranowym 206,05, ołowiu toru 207,9). Oprócz tych izotopów występuje również ołów z at. w. 207. Stosunek izotopów w zwykłym ołowiu206::207:208 = 100:75:175.... ... Wielka encyklopedia medyczna
Mąż. kruszarka, metal, jedna z najdelikatniejszych i najcięższych, bardziej niebieska niż cyna; w dawnych czasach nazywano ją cyną, stąd powiedzenie: słowo cyna, tj. ciężko. Wieczorem Wasiliewa wlać cynę, ołów, wosk. Kule karabinowe są ołowiane. Ruda ołowiu jest zawsze ... ... Słownik Dalia
- (symbol Pb), metalowy pierwiastek IV grupy układu okresowego. Jego główną rudą jest GALENIT (siarczek ołowiu), z którego wydobywa się ołów poprzez prażenie. Narażenie na ołów znajdujący się w farbach, rurach, benzynie itp. może prowadzić do ... ... Naukowy i techniczny słownik encyklopedyczny
- (Plumbum), Pb, pierwiastek chemiczny IV grupy układu okresowego, liczba atomowa 82, masa atomowa 207,2; miękki, plastyczny niebiesko-szary metal, t.top. 327.5shC, lotny. Ołów służy do wytwarzania elektrod akumulatorowych, przewodów, kabli, pocisków, rur i ... ... Współczesna encyklopedia
OŁÓW, ołów, pl. bez męża. 1. Miękki, bardzo ciężki niebieskoszary metal. Plomba ołowiana. Stopiony ołów. 2. przeł. Pocisk; Zebrane kule (poeta) „Wokół mnie będzie gwizdał niszczycielski ołów”. Puszkina. „Z ołowiem w piersi leżę nieruchomo… Słownik wyjaśniający Uszakowa
- (Pb) chem. element IV gr. układ okresowy, numer seryjny 82, przy ul. w. 207.19. S. charakteryzuje się wartościowościami dodatnimi 4 i 2, najbardziej typowe są związki, w których jest dwuwartościowy. Czterowartościowa S. w środowisku kwaśnym jest ... ... Encyklopedia geologiczna
Ołów to pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 82 i symbolu Pb (z łac. plumbum - wlewek). Jest to metal ciężki o gęstości większej niż większość konwencjonalnych materiałów; ołów jest miękki, plastyczny i topi się w stosunkowo niskich temperaturach. Świeżo ścięty ołów ma niebiesko-biały odcień; pod wpływem powietrza matowieje do matowej szarości. Ołów ma drugą najwyższą liczbę atomową spośród klasycznie stabilnych pierwiastków i znajduje się na końcu trzech głównych łańcuchów rozpadu cięższych pierwiastków. Ołów jest stosunkowo niereaktywnym elementem po transformacji. O jego słabym metalicznym charakterze świadczy jego amfoteryczny charakter (tlenki ołowiu i ołowiu reagują zarówno z kwasami, jak i zasadami) oraz skłonność do tworzenia wiązań kowalencyjnych. Związki ołowiu są zwykle na stopniu utlenienia +2, a nie +4, zazwyczaj z lżejszymi członkami grupy węglowej. Wyjątki ograniczają się głównie do związków organicznych. Podobnie jak lżejsi członkowie tej grupy, ołów ma tendencję do wiązania się ze sobą; może tworzyć łańcuchy, pierścienie i struktury wielościenne. Ołów łatwo pozyskuje się z rud ołowiu i był już znany prehistorycznym ludziom w zachodniej Azji. Główna ruda ołowiu, galena, często zawiera srebro, a zainteresowanie srebrem przyczyniło się do wydobycia i wykorzystania ołowiu na dużą skalę w starożytnym Rzymie. Produkcja ołowiu spadła po upadku Cesarstwa Rzymskiego i nie osiągnęła tego samego poziomu aż do rewolucji przemysłowej. Obecnie światowa produkcja ołowiu wynosi około dziesięciu milionów ton rocznie; Ponad połowę tej kwoty stanowi produkcja wtórna z przetwórstwa. Ołów ma kilka właściwości, które czynią go użytecznym: wysoką gęstość, niską temperaturę topnienia, ciągliwość i względną obojętność na utlenianie. W połączeniu ze względną obfitością i niskimi kosztami, czynniki te doprowadziły do powszechnego stosowania ołowiu w budownictwie, instalacjach wodno-kanalizacyjnych, bateriach, kulach, odważnikach, stopach lutowniczych, cynie, stopach topliwych i osłonach przed promieniowaniem. Pod koniec XIX wieku ołów uznano za wysoce toksyczny i od tego czasu zaprzestano jego stosowania. Ołów jest neurotoksyną, która gromadzi się w tkankach miękkich i kościach, uszkadzając układ nerwowy i powodując zaburzenia mózgu i krwi u ssaków.
Atom ołowiu ma 82 elektrony ułożone w konfiguracji elektronicznej 4f145d106s26p2. Połączona energia pierwszej i drugiej jonizacji - całkowita energia wymagana do usunięcia dwóch elektronów 6p - jest zbliżona do energii cyny, najbliższego sąsiada ołowiu w grupie węglowej. To niezwykłe; energie jonizacji generalnie spadają w dół grupy, gdy zewnętrzne elektrony pierwiastka stają się bardziej oddalone od jądra i bardziej osłonięte mniejszymi orbitalami. Podobieństwo energii jonizacji wynika z redukcji lantanowców - zmniejszenia promieni pierwiastków od lantanu (liczba atomowa 57) do lutetu (71) i stosunkowo małych promieni pierwiastków po hafnie (72). Wynika to ze słabego ekranowania jądra przez elektrony lantanowców. Łączne cztery pierwsze energie jonizacji ołowiu przekraczają energie cyny, wbrew przewidywanym okresowym trendom. Do tego zachowania przyczyniają się efekty relatywistyczne, które stają się istotne w cięższych atomach. Jednym z takich efektów jest efekt pary inercyjnej: 6s elektrony ołowiu niechętnie biorą udział w wiązaniu, przez co odległość między najbliższymi atomami w krystalicznym ołowiu jest niezwykle duża. Lżejsze ołowiowe grupy węglowe tworzą stabilne lub metastabilne alotropy o tetraedrycznie skoordynowanej i kowalencyjnie związanej sześciennej strukturze diamentu. Poziomy energii ich zewnętrznych orbitali s i p są wystarczająco bliskie, aby umożliwić mieszanie z czterema hybrydowymi orbitalami sp3. W ołowiu efekt pary obojętnej zwiększa odległość między jej orbitalami s i p, a luki nie można zniwelować energią, która zostanie uwolniona przez dodatkowe wiązania po hybrydyzacji. W przeciwieństwie do struktury sześciennej diamentu, formy ołowiu metalowe krawaty, w którym tylko p-elektrony są zdelokalizowane i rozdzielone między jony Pb2 +. Dlatego ołów ma strukturę sześcienną skupioną na powierzchni, podobnie jak metale dwuwartościowe o tej samej wielkości, wapń i stront.
Czysty ołów ma jasny srebrzysty kolor z nutą niebieskiego. Matowieje w kontakcie z wilgotnym powietrzem, a jego odcień zależy od panujących warunków. Charakterystyczne właściwości ołowiu to wysoka gęstość, ciągliwość oraz wysoka odporność na korozję (w wyniku pasywacji). Gęsta sześcienna struktura i wysoka masa atomowa ołowiu skutkują gęstością 11,34 g/cm3, czyli większą niż w przypadku metali pospolitych, takich jak żelazo (7,87 g/cm3), miedź (8,93 g/cm3) i cynk (7,14 g/cm3 ). Niektóre z rzadszych metali są gęstsze: wolfram i złoto mają 19,3 g/cm3, podczas gdy osm, najgęstszy metal, ma gęstość 22,59 g/cm3, prawie dwukrotnie większą niż ołów. Ołów jest bardzo miękkim metalem o twardości w skali Mohsa 1,5; można go zadrapać paznokciem. Jest dość plastyczny i nieco plastyczny. Moduł objętościowy ołowiu, miara jego ściśliwości, wynosi 45,8 GPa. Dla porównania, moduł objętościowy aluminium wynosi 75,2 GPa; miedź - 137,8 GPa; i stal miękka - 160-169 GPa. Wytrzymałość na rozciąganie przy 12-17 MPa jest niska (6 razy wyższa dla aluminium, 10 razy wyższa dla miedzi i 15 razy wyższa dla miękkiej stali); można go wzmocnić, dodając niewielką ilość miedzi lub antymonu. Temperatura topnienia ołowiu, 327,5°C (621,5°F), jest niska w porównaniu z większością metali. Jego temperatura wrzenia wynosi 1749 ° C (3180 ° F) i jest najniższym z pierwiastków grupy węglowej. Opór elektryczny ołowiu w temperaturze 20 °C wynosi 192 nanometry, czyli jest prawie o rząd wielkości wyższy niż w przypadku innych metali przemysłowych (miedź przy 15,43 nΩm, złoto 20,51 nΩm i aluminium przy 24,15 nΩm). Ołów jest nadprzewodnikiem w temperaturach poniżej 7,19 K, najwyższej krytycznej temperaturze wszystkich nadprzewodników typu I. Ołów jest trzecim co do wielkości nadprzewodnikiem pierwiastkowym.
Ołów naturalny składa się z czterech stabilnych izotopów o liczbach masowych 204, 206, 207 i 208 oraz śladowych ilości pięciu krótkożyciowych izotopów promieniotwórczych. Duża liczba izotopów jest zgodna z faktem, że liczba atomów ołowiu jest parzysta. Ołów ma magiczną liczbę protonów (82), dla której model powłoki jądrowej dokładnie przewiduje szczególnie stabilne jądro. Ołów-208 ma 126 neutronów, kolejną magiczną liczbę, która może wyjaśniać, dlaczego Ołów-208 jest niezwykle stabilny. Ze względu na wysoką liczbę atomową ołów jest najcięższym pierwiastkiem, którego naturalne izotopy uważane są za stabilne. Tytuł ten poprzednio posiadał bizmut, który ma liczbę atomową 83, dopóki w 2003 r. nie odkryto jego jedynego pierwotnego izotopu, bizmutu-209, który rozkłada się bardzo powoli. Cztery stabilne izotopy ołowiu mogą teoretycznie ulec rozpadowi alfa na izotopy rtęci, uwalniając energię, ale nigdzie tego nie zaobserwowano, a przewidywany okres półtrwania wynosi od 1035 do 10189 lat. Trzy stabilne izotopy występują w trzech z czterech głównych łańcuchów rozpadu: ołów-206, ołów-207 i ołów-208 są końcowymi produktami rozpadu odpowiednio uranu-238, uranu-235 i toru-232; te łańcuchy rozpadu nazywane są serią uranu, serią aktynu i serią toru. Ich stężenie izotopów w próbce skały naturalnej w dużym stopniu zależy od obecności tych trzech macierzystych izotopów uranu i toru. Na przykład względna zawartość ołowiu-208 może wahać się od 52% w normalnych próbkach do 90% w rudach toru, więc standardową masę atomową ołowiu podaje się tylko z jednym miejscem po przecinku. Z biegiem czasu stosunek ołowiu-206 i ołowiu-207 do ołowiu-204 wzrasta, ponieważ dwa pierwsze są uzupełniane przez rozpad radioaktywny cięższych pierwiastków, podczas gdy ten drugi nie; pozwala to na wiązania ołowiu z ołowiem. Gdy uran rozpada się na ołów, ich względne ilości zmieniają się; to jest podstawa do tworzenia ołowiu uranowego. Oprócz stabilnych izotopów, które stanowią prawie cały naturalnie występujący ołów, istnieją śladowe ilości kilku izotopów promieniotwórczych. Jednym z nich jest ołów-210; chociaż jego okres półtrwania wynosi tylko 22,3 lat, tylko niewielkie ilości tego izotopu można znaleźć w przyrodzie, ponieważ ołów-210 jest wytwarzany przez długi cykl rozpadu, który rozpoczyna się od uranu-238 (który istnieje na Ziemi od miliardów lat). Łańcuchy rozpadu uranu-235, toru-232 i uranu-238 zawierają ołów-211, -212 i -214, więc naturalnie występują ślady wszystkich trzech izotopów ołowiu. Niewielkie ślady ołowiu-209 powstają z bardzo rzadkiego rozpadu klastrowego radu-223, jednego z produktów potomnych naturalnego uranu-235. Ołów-210 jest szczególnie przydatny w identyfikacji wieku próbek poprzez pomiar jego stosunku do ołowiu-206 (oba izotopy są obecne w tym samym łańcuchu rozpadu). W sumie zsyntetyzowano 43 izotopy ołowiu o liczbach masowych 178-220. Lead-205 jest najbardziej stabilny, z okresem półtrwania około 1,5×107 lat. [I] Drugim najbardziej stabilnym jest ołów-202, którego okres półtrwania wynosi około 53 000 lat, dłuższy niż jakikolwiek naturalny radioizotop śladowy. Oba są wymarłymi radionuklidami, które powstały w gwiazdach wraz ze stabilnymi izotopami ołowiu, ale już dawno uległy rozkładowi.
Duża ilość ołowiu wystawiona na działanie wilgotnego powietrza tworzy warstwę ochronną o różnym składzie. Siarczyny lub chlorki mogą być również obecne w środowisku miejskim lub morskim. Warstwa ta sprawia, że duża ilość ołowiu jest chemicznie obojętna w powietrzu. Drobno sproszkowany ołów, jak wiele metali, jest piroforyczny i pali się niebieskawo-białym płomieniem. Fluor reaguje z ołowiem w temperaturze pokojowej, tworząc fluorek ołowiu(II). Reakcja z chlorem jest podobna, ale wymaga ogrzewania, ponieważ powstała warstwa chlorku zmniejsza reaktywność pierwiastków. Stopiony ołów reaguje z chalkogenami, tworząc chalkogenki ołowiu(II). Metaliczny ołów nie jest atakowany przez rozcieńczony kwas siarkowy, ale rozpuszcza się w postaci stężonej. Reaguje powoli z kwasem solnym i energicznie z kwasem azotowym, tworząc tlenki azotu i azotan ołowiu(II). Kwasy organiczne, takie jak kwas octowy, rozpuszczają ołów w obecności tlenu. Stężone alkalia rozpuszczają ołów i tworzą plumbity.
Ołów ma dwa główne stopnie utlenienia: +4 i +2. Stan czterowartościowy jest wspólny dla grupy węglowej. Stan dwuwartościowy jest rzadki dla węgla i krzemu, pomijalny dla germanu, ważny (ale nie dominujący) dla cyny i ważniejszy dla ołowiu. Wynika to z efektów relatywistycznych, w szczególności efektu par obojętnych, który występuje, gdy występuje duża różnica elektroujemności między ołowiem a anionami tlenkowymi, halogenkowymi lub azotkowymi, co skutkuje znacznymi cząstkowymi ładunkami dodatnimi ołowiu. W rezultacie obserwuje się silniejsze skurczenie orbitalu 6s ołowiu niż orbitalu 6p, co sprawia, że ołów jest bardzo obojętny w związkach jonowych. Ma to mniejsze zastosowanie do związków, w których ołów tworzy wiązania kowalencyjne z pierwiastkami o podobnej elektroujemności, takimi jak węgiel w związkach organoleptycznych. W takich związkach orbitale 6s i 6p są tej samej wielkości, a hybrydyzacja sp3 jest nadal energetycznie korzystna. W takich związkach ołów, podobnie jak węgiel, jest głównie czterowartościowy. Stosunkowo duża różnica elektroujemności między ołowiem(II) przy 1,87 a ołowiem(IV) wynosi 2,33. Ta różnica podkreśla odwrócenie wzrostu stabilności stanu utlenienia +4 wraz ze spadkiem stężenia węgla; cyna dla porównania ma wartości 1,80 w stanie utlenienia +2 i 1,96 w stanie +4.
Związki ołowiu(II) są charakterystyczne dla chemii nieorganicznej ołowiu. Nawet silne utleniacze, takie jak fluor i chlor, reagują z ołowiem w temperaturze pokojowej, tworząc tylko PbF2 i PbCl2. Większość z nich jest mniej jonowa niż inne związki metali, a zatem są w dużej mierze nierozpuszczalne. Jony ołowiu(II) są zwykle bezbarwne w roztworze i częściowo hydrolizują, tworząc Pb(OH)+ i ostatecznie Pb4(OH)4 (w którym jony hydroksylowe działają jako ligandy mostkujące). W przeciwieństwie do jonów cyny(II) nie są reduktorami. Metody identyfikacji obecności jonu Pb2+ w wodzie zwykle polegają na strącaniu chlorku ołowiu(II) przy użyciu rozcieńczonego kwasu solnego. Ponieważ sól chlorkowa jest słabo rozpuszczalna w wodzie, podjęto próbę wytrącenia siarczku ołowiu(II) przez barbotowanie siarkowodoru przez roztwór. Tlenek ołowiu występuje w dwóch odmianach polimorficznych: czerwonym α-PbO i żółtym β-PbO, ten ostatni jest stabilny tylko w temperaturze powyżej 488°C. Jest to najczęściej stosowany związek ołowiu. Wodorotlenek ołowiu (II) może istnieć tylko w roztworze; wiadomo, że tworzy aniony plumbite. Ołów zwykle reaguje z cięższymi chalkogenami. Siarczek ołowiu jest półprzewodnikiem, fotoprzewodnikiem i niezwykle czułym detektorem promieniowanie podczerwone. Pozostałe dwa chalkogenki, selenek ołowiu i tellurek ołowiu, również są fotoprzewodnikami. Są niezwykłe, ponieważ ich kolor staje się jaśniejszy im niższa grupa. Dihalogenki ołowiu są dobrze opisane; obejmują diastatydy i mieszane halogenki, takie jak PbFCl. Względna nierozpuszczalność tego ostatniego jest użyteczną podstawą do grawimetrycznego oznaczania fluoru. Difluorek był pierwszym odkrytym stałym związkiem przewodzącym jony (w 1834 r. przez Michaela Faradaya). Inne dihalogenki rozkładają się pod wpływem światła ultrafioletowego lub widzialnego, zwłaszcza dijodku. Znanych jest wiele pseudohalogenków ołowiu. Formularze ołowiu(II) duża liczba halogenkowe kompleksy koordynacyjne, takie jak 2-, 4- i anion łańcucha n5n. Siarczan ołowiu(II) jest nierozpuszczalny w wodzie, podobnie jak siarczany innych ciężkich kationów dwuwartościowych. Azotan ołowiu(II) i octan ołowiu(II) są bardzo rozpuszczalne i są wykorzystywane w syntezie innych związków ołowiu.
Znanych jest kilka nieorganicznych związków ołowiu(IV), które zwykle są silnymi utleniaczami lub występują tylko w silnie kwaśnych roztworach. Tlenek ołowiu(II) daje mieszany tlenek po dalszym utlenianiu, Pb3O4. Jest on opisywany jako tlenek ołowiu(II, IV) lub strukturalnie 2PbO PbO2 i jest najbardziej znanym związkiem ołowiu o mieszanej wartościowości. Dwutlenek ołowiu jest silnym środkiem utleniającym zdolnym do utleniania kwasu solnego do gazowego chloru. Dzieje się tak, ponieważ oczekiwany PbCl4 jest niestabilny i samorzutnie rozkłada się do PbCl2 i Cl2. Podobnie jak tlenek ołowiu, dwutlenek ołowiu może tworzyć spienione aniony. Dwusiarczek ołowiu i diselenek ołowiu są stabilne pod wysokim ciśnieniem. Tetrafluorek ołowiu, żółty krystaliczny proszek, jest stabilny, ale w mniejszym stopniu niż difluorek. Czterochlorek ołowiu (żółty olej) rozkłada się w temperaturze pokojowej, czterobromek ołowiu jest jeszcze mniej stabilny, a istnienie czterojodku ołowiu jest kwestionowane.
Niektóre związki ołowiu występują na formalnych stopniach utlenienia innych niż +4 lub +2. Ołów(III) można otrzymać jako związek pośredni między ołowiem(II) a ołowiem(IV) w większych kompleksach organoleptycznych; ten stan utlenienia jest niestabilny, ponieważ zarówno jon ołowiu(III), jak i zawierające go większe kompleksy są rodnikami. To samo dotyczy ołowiu (I), który występuje w takich gatunkach. Znanych jest wiele mieszanych tlenków ołowiu (II, IV). Gdy PbO2 jest ogrzewany w powietrzu, staje się Pb12O19 w 293°C, Pb12O17 w 351°C, Pb3O4 w 374°C i ostatecznie PbO w 605°C. Inny półtoratlenek, Pb2O3, można otrzymać pod wysokim ciśnieniem wraz z kilkoma niestechiometrycznymi fazami. Wiele z nich wykazuje wadliwe struktury fluorytu, w których niektóre atomy tlenu są zastąpione przez puste przestrzenie: PbO może być postrzegany jako posiadający taką strukturę, przy czym brakuje każdej alternatywnej warstwy atomów tlenu. Ujemne stany utlenienia mogą występować jako fazy Zintl, jak w przypadku Ba2Pb, gdzie ołów jest formalnie ołowiem (-IV), lub jak w przypadku pierścienia wrażliwego na tlen lub wielościennych jonów klastrowych, takich jak trygonalny dwupiramidowy jon Pb52-i , gdzie dwa atomy ołowiu - ołów (- I), a trzy - ołów (0). W takich anionach każdy atom znajduje się w wierzchołku wielościennym i wnosi dwa elektrony do każdego wiązania kowalencyjnego na krawędzi ich orbitali hybrydowych sp3, przy czym pozostałe dwa stanowią zewnętrzną pojedynczą parę. Mogą powstawać w ciekłym amoniaku poprzez redukcję ołowiu sodem.
Ołów może tworzyć łańcuchy wielokrotne, właściwość, którą dzieli ze swoim lżejszym homologiem, węglem. Jego zdolność do tego jest znacznie mniejsza, ponieważ energia wiązania Pb-Pb jest trzy i pół razy niższa niż energia wiązania C-C. Sam ołów może tworzyć wiązania metal-metal aż do trzeciego rzędu. Z węglem ołów tworzy związki ołowioorganiczne podobne, ale zwykle mniej stabilne niż typowe związki organiczne (ze względu na słabość wiązania Pb-C). To sprawia, że chemia metaloorganiczna ołowiu jest znacznie mniej szeroka niż cyny. Ołów tworzy głównie związki organiczne (IV), nawet jeśli ta formacja zaczyna się od nieorganicznych odczynników ołowiu (II); bardzo niewiele jest znanych związków organolanowych(II). Najbardziej dobrze scharakteryzowane wyjątki to Pb 2 i Pb (η5-C5H5)2. Wiodącym analogiem najprostszego związku organicznego, metanu, jest śliwka. Plumban można otrzymać w reakcji metalicznego ołowiu z atomowym wodorem. Najbardziej znanymi związkami ołowioorganicznymi są dwie proste pochodne, tetrametyloadyna i tetraetylideid. Związki te są stosunkowo stabilne: tetraetylid zaczyna się rozkładać dopiero w 100°C lub pod wpływem światła słonecznego lub promieniowania ultrafioletowego. (Tetrafenyloołów jest jeszcze bardziej stabilny termicznie, rozkłada się w temperaturze 270°C.) Z metalicznym sodem ołów łatwo tworzy stop równomolowy, który reaguje z halogenkami alkilu, tworząc związki metaloorganiczne, takie jak tetraetylid. Wykorzystywany jest również utleniający charakter wielu związków organoorganicznych: tetraoctan ołowiu jest ważnym odczynnikiem laboratoryjnym do utleniania w chemii organicznej, a elid tetraetylowy został wytworzony w większych ilościach niż jakikolwiek inny związek metaloorganiczny. Inne związki organiczne są mniej stabilne chemicznie. Dla wielu związków organicznych nie ma odpowiednika ołowiu.
Obfitość ołowiu na cząstkę w Układzie Słonecznym wynosi 0,121 ppm (części na miliard). Liczba ta jest dwa i pół razy wyższa niż w przypadku platyny, osiem razy wyższa niż w przypadku rtęci i 17 razy wyższa niż w przypadku złota. Ilość ołowiu we wszechświecie powoli rośnie, ponieważ najcięższe atomy (z których wszystkie są niestabilne) stopniowo rozpadają się na ołów. Obfitość ołowiu w Układzie Słonecznym wzrosła o około 0,75% od czasu jego powstania 4,5 miliarda lat temu. Tabela liczebności izotopów w Układzie Słonecznym pokazuje, że ołów, pomimo stosunkowo wysokiej liczby atomowej, występuje w większej ilości niż większość innych pierwiastków o liczbie atomowej powyżej 40. Pierwotny ołów, który zawiera izotopy ołowiu-204, ołowiu-206, ołowiu-207, i ołów -208- powstały głównie w wyniku powtarzających się procesów wychwytywania neutronów zachodzących w gwiazdach. Dwa główne tryby przechwytywania to procesy s i r. W procesie s (s oznacza „powolny”), wychwyty są oddzielone latami lub dekadami, co pozwala mniej stabilnym jąderkom przejść rozpad beta. Stabilne jądro talu-203 może wychwycić neutron i stać się talem-204; substancja ta ulega rozpadowi beta, dając stabilny ołów-204; kiedy wychwycony zostanie kolejny neutron, staje się on ołowiem-205, którego okres półtrwania wynosi około 15 milionów lat. Dalsze wychwytywanie prowadzi do powstania ołowiu-206, ołowiu-207 i ołowiu-208. Po przechwyceniu przez inny neutron, ołów-208 staje się ołowiem-209, który szybko rozpada się na bizmut-209. Po wychwyceniu kolejnego neutronu bizmut-209 staje się bizmutem-210, którego beta rozpada się na polon-210, a alfa rozpada się na ołów-206. Cykl kończy się zatem na ołowiu-206, ołowiu-207, ołowiu-208 i bizmucie-209. W procesie r (r oznacza „szybko”) wychwyty są szybsze niż jądra mogą się rozpadać. Dzieje się tak w środowiskach o dużej gęstości neutronów, takich jak supernowa lub połączenie dwóch gwiazd neutronowych. Strumień neutronów może być rzędu 1022 neutronów na centymetr kwadratowy na sekundę. Proces R nie generuje tyle leadów, co proces s. Ma tendencję do zatrzymywania się, gdy tylko jądra bogate w neutrony osiągną 126 neutronów. W tym momencie neutrony znajdują się w pełnych powłokach w jądrze atomowym i trudniej jest energetycznie pomieścić ich większą liczbę. Kiedy strumień neutronów opada, ich jądra beta rozpadają się na stabilne izotopy osmu, irydu i platyny.
Ołów klasyfikowany jest jako chalkofil według klasyfikacji Goldschmidta, co oznacza, że zwykle występuje w połączeniu z siarką. Rzadko występuje w swojej naturalnej metalicznej formie. Wiele minerałów ołowiu jest stosunkowo lekkich i na przestrzeni dziejów Ziemi pozostało w skorupie, zamiast zapadać się głębiej we wnętrze Ziemi. To wyjaśnia stosunkowo wysoki poziom ołowiu w korze, 14 ppm; jest to 38. najczęściej występujący element w korze. Głównym minerałem ołowiu jest galena (PbS), która znajduje się głównie w rudach cynku. Większość innych minerałów ołowiu jest w jakiś sposób spokrewniona z galeną; boulangeryt, Pb5Sb4S11, jest mieszanym siarczkiem pochodzącym z galeny; anglezyt, PbSO4, jest produktem utleniania galeny; natomiast surowicza lub biała ruda ołowiu, PbCO3, jest produktem rozkładu galeny. Arsen, cyna, antymon, srebro, złoto, miedź i bizmut są powszechnymi zanieczyszczeniami w minerałach ołowiu. Światowe zasoby ołowiu przekraczają 2 miliardy ton. Znaczące złoża ołowiu znaleziono w Australii, Chinach, Irlandii, Meksyku, Peru, Portugalii, Rosji i Stanach Zjednoczonych. Światowe rezerwy - zasoby, które są ekonomicznie opłacalne do wydobycia - w 2015 r. wyniosły 89 mln ton, z czego 35 mln znajduje się w Australii, 15,8 mln w Chinach i 9,2 mln w Rosji. Typowe stężenia ołowiu w tle nie przekraczają 0,1 µg/m3 w atmosferze; 100 mg/kg w glebie; oraz 5 µg/lw wodzie słodkiej i wodzie morskiej.
Współczesne angielskie słowo „ołów” (ołów) ma pochodzenie germańskie; pochodzi ze średnioangielskiego i staroangielskiego (z długością geograficzną nad samogłoską „e”, co oznacza, że samogłoska tej litery jest długa). Staroangielskie słowo pochodzi od hipotetycznie zrekonstruowanego protogermańskiego *lauda- ("ołów"). Zgodnie z przyjętą teorią językoznawczą słowo to „urodziło” potomków w kilku językach germańskich o dokładnie takim samym znaczeniu. Pochodzenie protogermańskiego *lauda nie jest jasne w społeczności językowej. Według jednej z hipotez słowo to pochodzi od praindoeuropejskiego *lAudh- ("ołów"). Według innej hipotezy słowo to jest zapożyczeniem z protoceltyckiego *ɸloud-io- ("ołów"). Słowo to jest związane z łacińskim pionem, który nadał temu pierwiastkowi symbol chemiczny Pb. Słowo *ɸloud-io- może być również źródłem pragermańskiego *bliwa- (co oznacza także „ołów”), z którego wywodzi się niemiecki Blei. Nazwa pierwiastka chemicznego nie jest związana z czasownikiem o tej samej pisowni, wywodzącym się z proto-germańskiego *layijan- („prowadzić”).
Metalowe koraliki ołowiane datowane na 7000-6500 pne, znalezione w Azji Mniejszej, mogą stanowić pierwszy przykład wytapiania metalu. W tym czasie ołów miał niewiele zastosowań (jeśli w ogóle) ze względu na swoją miękkość i matowy wygląd. Głównym powodem ekspansji produkcji ołowiu było jego powiązanie ze srebrem, które można pozyskać poprzez spalanie galeny (powszechnego minerału ołowiu). Starożytni Egipcjanie jako pierwsi używali ołowiu w kosmetykach, który rozprzestrzenił się na Starożytna Grecja i nie tylko. Egipcjanie mogli używać ołowiu jako ciężarka w sieciach rybackich, a także w glazurach, okularach, emaliach i biżuterii. Różne cywilizacje Żyznego Półksiężyca używały ołowiu jako materiału do pisania, waluty i konstrukcji. Ołów był używany na starożytnym chińskim dworze królewskim jako środek pobudzający, waluta i środek antykoncepcyjny. W cywilizacji doliny Indusu i na Mezoameryce do wyrobu amuletów używano ołowiu; Ludy wschodnie i południowoafrykańskie używały ołowiu do ciągnienia drutu.
Ponieważ srebro było szeroko stosowane jako materiał dekoracyjny i środki wymiany, złoża ołowiu zaczęto przetwarzać w Azji Mniejszej od 3000 lat p.n.e.; później złoża ołowiu zostały opracowane w regionach Morza Egejskiego i Lorion. Te trzy regiony łącznie zdominowały produkcję wydobytego ołowiu do około 1200 roku p.n.e. Fenicjanie pracowali od 2000 roku pne na złożach na Półwyspie Iberyjskim; o 1600 pne wydobycie ołowiu istniało na Cyprze, w Grecji i na Sycylii. Ekspansja terytorialna Rzymu w Europie i na Morzu Śródziemnym, a także rozwój przemysłu wydobywczego sprawiły, że obszar ten stał się największym wiodącym producentem w epoce klasycznej, z roczną produkcją sięgającą 80 000 ton. Podobnie jak ich poprzednicy, Rzymianie pozyskiwali ołów głównie jako produkt uboczny wytapiania srebra. Wiodącymi zarabiającymi byli Europa Środkowa, Wielkiej Brytanii, Bałkanów, Grecji, Anatolii i Hiszpanii, które odpowiadają za 40% światowej produkcji ołowiu. Ołów był używany do produkcji rur wodociągowych w Cesarstwie Rzymskim; łacińskie słowo oznaczające ten metal, plumbum, pochodzi od angielskiego słowa hydraulika (hydraulika). Łatwość obsługi i odporność na korozję metalu doprowadziła do jego szerokiego zastosowania w innych zastosowaniach, w tym w przemyśle farmaceutycznym, dekarskim, walutowym i wojskowym. Pisarze tamtych czasów, tacy jak Katon Starszy, Columella i Pliniusz Starszy, polecali naczynia ołowiane do przygotowywania słodzików i konserwantów dodawanych do wina i potraw. Ołów nadawał przyjemny smak dzięki powstawaniu „cukru ołowiu” (octan ołowiu(II)), podczas gdy naczynia miedziane lub brązowe nadawały potrawom gorzki smak dzięki powstawaniu patyn. Metal ten był zdecydowanie najczęściej stosowanym materiałem. w klasycznej starożytności i należy odnieść się do (rzymskiej) epoki ołowiu. Ołów był w powszechnym użyciu dla Rzymian, tak jak plastik jest dla nas. Rzymski autor Witruwiusz donosił o niebezpieczeństwach, jakie ołów może stwarzać dla zdrowia, a współcześni pisarze zasugerowali, że zatrucie ołowiem odegrało ważną rolę w upadku Cesarstwa Rzymskiego.[l]Inni badacze krytykowali takie twierdzenia, wskazując na przykład, że nie wszystkie bóle brzucha były spowodowane zatruciem ołowiem.Według badań archeologicznych Roman rury ołowiane podwyższony poziom ołowiu w woda z kranu, ale taki efekt „prawdopodobnie nie byłby naprawdę szkodliwy”. Ofiary zatrucia ołowiem stały się znane jako Saturniny, po przerażającym ojcu bogów, Saturnie. W związku z tym ołów był uważany za „ojca” wszystkich metali. Jego status w społeczeństwie rzymskim był niski, ponieważ był łatwo dostępny i tani.
W epoce klasycznej (a nawet do XVII wieku) cyna była często nie do odróżnienia od ołowiu: Rzymianie nazywali ołów plumbum nigrum („czarny ołów”), a cyna plumbum candidum („lekki ołów”). Związek między ołowiem a cyną można również prześledzić w innych językach: słowo „olovo” w języku angielskim Czech oznacza „ołów”, ale w języku rosyjskim pokrewna cyna oznacza „cynę”. Ponadto ołów jest blisko spokrewniony z antymonem: oba pierwiastki zwykle występują jako siarczki (galena i stibnit), często razem. Pliniusz błędnie pisał, że stibnit po podgrzaniu wytwarza ołów zamiast antymonu. W krajach takich jak Turcja i Indie oryginalna perska nazwa antymonu odnosiła się do siarczku antymonu lub siarczku ołowiu, aw niektórych językach, takich jak rosyjski, nazywano ją antymonem.
Wydobycie ołowiu w Europie Zachodniej spadło po upadku Cesarstwa Zachodniorzymskiego, przy czym jedynym regionem o znaczącej produkcji ołowiu była Arabska Iberia. Największą produkcję ołowiu zaobserwowano w Azji Południowej i Wschodniej, zwłaszcza w Chinach i Indiach, gdzie znacznie wzrosło wydobycie ołowiu. W Europie produkcja ołowiu zaczęła się odradzać dopiero w XI i XII wieku, kiedy to ołów został ponownie użyty do pokryć dachowych i rurociągów. Od XIII wieku do tworzenia witraży używano ołowiu. W europejskiej i arabskiej tradycji alchemii ołów (symbol Saturna w tradycji europejskiej) uważany był za nieczysty metal podstawowy, który oddzielając go, oczyszczając i równoważąc części składowe można zamienić w czyste złoto. W tym okresie do skażenia wina coraz częściej używano ołowiu. Używanie takiego wina zostało zakazane w 1498 roku na polecenie papieża, ponieważ uznano je za nieodpowiednie do stosowania w świętych obrzędach, ale nadal było pijane, co doprowadziło do masowych zatruć aż do końca XVIII wieku. Ołów był kluczowym materiałem w częściach prasy drukarskiej, która została wynaleziona około 1440 roku; pracownicy drukarni rutynowo wdychali pył ołowiowy, co powodowało zatrucie ołowiem. W tym samym czasie wynaleziono broń palną, a ołów, mimo że był droższy od żelaza, stał się głównym materiałem do produkcji pocisków. Był mniej szkodliwy dla żelaznych luf dział, miał większą gęstość (przyczyniający się do lepszego utrzymywania prędkości), a jego niższa temperatura topnienia ułatwiała produkcję pocisków, ponieważ można je było wytwarzać przy użyciu ognia drzewnego. Ołów w postaci weneckiej ceramiki był szeroko stosowany w kosmetyce przez zachodnioeuropejską arystokrację, ponieważ wybielone twarze uważano za oznakę skromności. Praktyka ta później rozszerzyła się na białe peruki i kredki do oczu i zniknęła tylko podczas rewolucja Francuska, pod koniec XVIII wieku. Podobna moda pojawiła się w Japonii w XVIII wieku wraz z pojawieniem się gejsz, praktyki, która trwała przez cały XX wiek. „Białe twarze ucieleśniały cnotę Japonek”, podczas gdy ołów był powszechnie używany jako wybielacz.
W Nowym Świecie ołów zaczął być produkowany wkrótce po przybyciu europejskich osadników. Najwcześniejsza odnotowana produkcja ołowiu pochodzi z 1621 roku w angielskiej kolonii Virginia, czternaście lat po jej założeniu. W Australii pierwszą kopalnią otwartą przez kolonistów na kontynencie była kopalnia flagowa w 1841 roku. W Afryce wydobycie i wytop ołowiu było znane w Benue Taura i dolnym basenie Konga, gdzie ołów był używany w handlu z Europejczykami i jako waluta w XVII wieku, na długo przed walką o Afrykę.
W drugiej połowie XVIII wieku rewolucja przemysłowa miała miejsce w Wielkiej Brytanii, a następnie w Europie kontynentalnej i Stanach Zjednoczonych. Po raz pierwszy tempo produkcji ołowiu na świecie przekroczyło tempo produkcji w Rzymie. Wielka Brytania była wiodącym producentem ołowiu, jednak utraciła ten status w połowie XIX wieku wraz z wyczerpywaniem się jej kopalń i rozwojem wydobycia ołowiu w Niemczech, Hiszpanii i Stanach Zjednoczonych. Do 1900 roku Stany Zjednoczone były światowym liderem w produkcji ołowiu, a inne kraje pozaeuropejskie – Kanada, Meksyk i Australia – rozpoczęły znaczną produkcję ołowiu; wzrosła produkcja poza Europą. Duża część zapotrzebowania na ołów dotyczyła instalacji wodno-kanalizacyjnych i farby — farba ołowiowa była wtedy regularnie używana. W tym czasie coraz więcej osób (klasa robotnicza) miało kontakt z metalami i nastąpił wzrost przypadków zatrucia ołowiem. Doprowadziło to do badań nad wpływem spożycia ołowiu na organizm. Stwierdzono, że ołów jest bardziej niebezpieczny w postaci dymu niż solidny metal. Stwierdzono związek między zatruciem ołowiem a dną moczanową; Brytyjski lekarz Alfred Baring Garrod zauważył, że jedna trzecia jego pacjentów to hydraulicy i artyści. Konsekwencje przewlekłego narażenia na ołów, w tym zaburzenia psychiczne, były również badane w XIX wieku. Pierwsze przepisy mające na celu zmniejszenie częstości występowania zatruć ołowiem w fabrykach zostały uchwalone w latach 70. i 80. XIX wieku w Wielkiej Brytanii.
Dalsze dowody na zagrożenie ze strony ołowiu odkryto pod koniec XIX i na początku XX wieku. Lepiej poznano mechanizmy krzywdzenia, udokumentowano również ślepotę ołowiową. Kraje w Europie i USA podjęły wysiłki w celu zmniejszenia liczby potencjalnych osób, z którymi mają kontakt. W 1878 r. Wielka Brytania wprowadziła obowiązkowe egzaminy w fabrykach, aw 1898 r. powołała pierwszego zakładowego inspektora medycznego; w rezultacie w latach 1900-1944 odnotowano 25-krotne zmniejszenie przypadków zatrucia ołowiem. Ostatnim poważnym narażeniem człowieka na ołów było dodanie eteru tetraetylowego do benzyny jako środka przeciwstukowego, praktyka, która powstała w Stanach Zjednoczonych w 1921 roku. Został wycofany w Stanach Zjednoczonych i Unii Europejskiej do 2000 roku. W większości krajów europejskich do 1930 roku farba ołowiowa, powszechnie stosowana ze względu na swoją nieprzezroczystość i wodoodporność, została zakazana do dekoracji wnętrz. Wpływ był znaczący: w ostatnim ćwierćwieczu XX wieku odsetek osób z nadmiernym poziomem ołowiu we krwi spadł z ponad trzech czwartych populacji Stanów Zjednoczonych do nieco ponad dwóch procent. Głównym produktem ołowianym pod koniec XX wieku była bateria kwasowo-ołowiowa, która nie stanowiła bezpośredniego zagrożenia dla ludzi. W latach 1960-1990 produkcja ołowiu w bloku zachodnim wzrosła o jedną trzecią. Udział globalnej produkcji ołowiu w bloku wschodnim potroił się z 10% do 30% w latach 1950-1990, kiedy to Związek Radziecki był największym producentem ołowiu na świecie w połowie lat 70. i 80., a Chiny rozpoczęły produkcję ołowiu na szeroką skalę pod koniec lat 20. ... wieku. W przeciwieństwie do europejskich krajów komunistycznych, w połowie XX wieku Chiny były w większości krajem nieuprzemysłowionym; w 2004 roku Chiny wyprzedziły Australię jako największy producent ołowiu. Podobnie jak w przypadku uprzemysłowienia w Europie, ołów odcisnął swoje piętno na zdrowiu w Chinach.
Produkcja ołowiu wzrasta na całym świecie ze względu na jego stosowanie w akumulatorach kwasowo-ołowiowych. Istnieją dwie główne kategorie produktów: podstawowe, z rud; i wtórne, ze złomu. W 2014 r. wyprodukowano 4,58 mln ton ołowiu z produktów pierwotnych i 5,64 mln ton z produktów wtórnych. W tym roku w pierwszej trójce producentów koncentratu ołowiu wydobytego znalazły się Chiny, Australia i Stany Zjednoczone. Trzech największych producentów ołowiu rafinowanego to Chiny, USA i Korea Południowa. Według raportu Międzynarodowego Stowarzyszenia Ekspertów ds. Metali z 2010 roku, całkowite zużycie ołowiu nagromadzonego, uwolnionego lub rozproszonego w środowisku na poziomie globalnym na mieszkańca wynosi 8 kg. Dużo tego dotyczy krajów bardziej rozwiniętych (20-150 kg/osobę), a nie mniej rozwiniętych (1-4 kg/osobę). Procesy wytwarzania ołowiu pierwotnego i wtórnego są podobne. Niektóre zakłady produkcji podstawowej uzupełniają obecnie swoją działalność blachami ołowianymi i tendencja ta prawdopodobnie będzie się nasilać w przyszłości. Przy odpowiednich metodach produkcji ołów z recyklingu jest nie do odróżnienia od ołowiu pierwotnego. Złom z branży budowlanej jest zwykle dość czysty i przetapiany bez potrzeby wytapiania, chociaż czasami wymagana jest destylacja. Tak więc produkcja ołowiu z recyklingu jest tańsza pod względem zapotrzebowania na energię niż produkcja ołowiu pierwotnego, często o 50% lub więcej.
Większość rud ołowiu zawiera niski procent ołowiu (rudy bogate mają typową zawartość ołowiu 3-8%), który musi być skoncentrowany w celu odzyskania. Rudy podczas wstępnego przerobu poddawane są zazwyczaj kruszeniu, oddzielaniu gęstych mediów, mieleniu, flotacji pianowej i suszeniu. Powstały koncentrat o zawartości ołowiu 30-80% wagowych (zwykle 50-60%) jest następnie przekształcany w (nieczysty) metaliczny ołów. Można to zrobić na dwa główne sposoby: dwuetapowy proces obejmujący prażenie, po którym następuje ekstrakcja z wielkiego pieca, przeprowadzana w oddzielnych naczyniach; lub proces bezpośredni, w którym ekstrakcja koncentratu odbywa się w jednym naczyniu. Ta druga metoda stała się bardziej powszechna, chociaż ta pierwsza ma nadal znaczenie.
Najpierw koncentrat siarczków jest prażony na powietrzu w celu utlenienia siarczku ołowiu: 2 PbS + 3 O2 → 2 PbO + 2 SO2 rudy. Ten surowy tlenek ołowiu jest redukowany w piecu koksowniczym do (ponownie zanieczyszczonego) metalu: 2 PbO + C → Pb + CO2. Zanieczyszczenia to głównie arsen, antymon, bizmut, cynk, miedź, srebro i złoto. Wytop jest poddawany obróbce w piecu pogłosowym za pomocą powietrza, pary i siarki, która utlenia zanieczyszczenia, z wyjątkiem srebra, złota i bizmutu. Utlenione zanieczyszczenia unoszą się na wierzchu stopu i są usuwane. Metaliczne srebro i złoto są usuwane i odzyskiwane ekonomicznie w procesie Parkesa, w którym do ołowiu dodaje się cynk. Cynk rozpuszcza srebro i złoto, które bez mieszania z ołowiem można oddzielić i odzyskać. Odsrebrzony ołów jest uwalniany przez bizmut metodą Bettertona-Krolla, traktując go metalicznym wapniem i magnezem. Otrzymane żużle zawierające bizmut można usunąć. Bardzo czysty ołów można uzyskać przez elektrolityczne przetwarzanie stopionego ołowiu w procesie Bettsa. Anody z czystego ołowiu i katody z czystego ołowiu są umieszczane w elektrolicie fluorokrzemianowym (PbSiF6). Po aplikacji potencjał elektryczny, zanieczyszczony ołów na anodzie rozpuszcza się i osadza na katodzie, pozostawiając zdecydowaną większość zanieczyszczeń w roztworze.
W procesie tym wlewki ołowiane i żużel uzyskuje się bezpośrednio z koncentratów ołowiu. Koncentrat siarczku ołowiu topi się w piecu i utlenia do tlenku ołowiu. Węgiel (koks lub gaz węglowy) jest dodawany do stopionego wsadu wraz z topnikami. W ten sposób tlenek ołowiu jest redukowany do ołowiu metalicznego w środku żużla bogatego w tlenek ołowiu. Do 80% ołowiu w silnie skoncentrowanych koncentratach wyjściowych można uzyskać w postaci wlewków; pozostałe 20% tworzy żużel bogaty w tlenek ołowiu. W przypadku surowców o niskiej jakości cały ołów może zostać utleniony do wysokiej jakości żużla. Metaliczny ołów jest dalej wytwarzany z wysokiej jakości (25-40%) żużli przez spalanie lub podmorski wtrysk paliwa, za pomocą pomocniczego pieca elektrycznego lub przez kombinację obu metod.
Trwają badania nad czystszym i mniej energochłonnym procesem wydobycia ołowiu; jego główną wadą jest to, że albo zbyt dużo ołowiu jest tracone jako odpad, albo alternatywne metody prowadzą do wysokiej zawartości siarki w powstałym ołowiu. Techniką, która może mieć potencjał, jest ekstrakcja hydrometalurgiczna, w której zanieczyszczone anody ołowiane są zanurzone w elektrolicie, a czysty ołów osadza się na katodzie.
Topienie, które jest integralną częścią produkcji pierwotnej, jest często pomijane podczas produkcji wtórnej. Dzieje się tak tylko wtedy, gdy metaliczny ołów został znacznie utleniony. Proces ten jest podobny do wydobycia pierwotnego w wielkim piecu lub piecu obrotowym, przy czym istotną różnicą jest większa zmienność uzysków. Proces wytapiania ołowiu jest bardziej nowoczesną metodą, która może stanowić rozszerzenie produkcji pierwotnej; pasta akumulatorowa ze zużytych akumulatorów ołowiowych usuwa siarkę, traktując ją alkaliami, a następnie przetwarzając w piecu węglowym w obecności tlenu w celu wytworzenia zanieczyszczonego ołowiu, przy czym najczęstszym zanieczyszczeniem jest antymon. Recykling ołowiu wtórnego jest podobny do ołowiu pierwotnego; Niektóre procesy rafinacji można pominąć w zależności od materiału z recyklingu i jego potencjalnego zanieczyszczenia, przy czym jako zanieczyszczenia najczęściej przyjmuje się bizmut i srebro. Spośród źródeł ołowiu do utylizacji najważniejszymi źródłami są akumulatory kwasowo-ołowiowe; Istotna jest również rura ołowiana, blacha i osłona kabla.
Wbrew powszechnemu przekonaniu grafit w drewnianych ołówkach nigdy nie był wykonany z ołowiu. Kiedy ołówek został stworzony jako narzędzie do nawijania grafitu, specyficzny rodzaj użytego grafitu nazywano plumbago (dosłownie dla układu ołowiu lub ołowiu).
Metaliczny ołów ma kilka użytecznych właściwości mechanicznych, w tym wysoką gęstość, niską temperaturę topnienia, ciągliwość i względną bezwładność. Wiele metali przewyższa ołów w niektórych z tych aspektów, ale generalnie są one mniej powszechne i trudniejsze do wydobycia z rud. Toksyczność ołowiu doprowadziła do wycofania niektórych z jego zastosowań. Ołów był używany do produkcji pocisków od czasu ich wynalezienia w średniowieczu. Ołów jest tani; niska temperatura topnienia sprawia, że amunicję do broni strzeleckiej można rzucać przy minimalnym użyciu sprzętu technicznego; ponadto ołów jest gęstszy niż inne pospolite metale, co pozwala na lepsze zachowanie prędkości. Pojawiły się obawy, że ołowiane kule używane do polowań mogą zaszkodzić środowisko. Jego wysoka gęstość i odporność na korozję zostały wykorzystane w wielu powiązanych zastosowaniach. Ołów jest używany jako stępka na statkach. Jego waga pozwala zrównoważyć efekt napinania żagla przez wiatr; jest tak gęsty, że zajmuje niewiele miejsca i minimalizuje wodoodporność. Ołów jest używany w nurkowaniu, aby przeciwdziałać zdolności nurka do unoszenia się na wodzie. W 1993 roku podstawę Krzywej Wieży w Pizie ustabilizowano 600 tonami ołowiu. Ze względu na swoją odporność na korozję ołów jest używany jako powłoka ochronna do kabli podmorskich. Ołów jest używany w architekturze. Blachy ołowiane są używane jako materiały dachowe, w okładzinach, obróbkach blacharskich, w produkcji rynien i połączeń rury spustowe, a także parapety na dachu. Listwy ołowiane stosowane są jako materiał dekoracyjny do mocowania blach ołowianych. Ołów jest nadal używany do produkcji posągów i rzeźb. W przeszłości ołów był często używany do wyważania kół samochodowych; ze względów środowiskowych to zastosowanie jest wycofywane. Do stopów miedzi, takich jak mosiądz i brąz, dodaje się ołów w celu poprawy ich skrawalności i smarowności. Będąc praktycznie nierozpuszczalnym w miedzi, ołów tworzy twarde kulki w niedoskonałościach stopu, takich jak granice ziaren. W niskich stężeniach, a także jako środek smarny, kuleczki zapobiegają odpryskiwaniu podczas pracy stopu, poprawiając tym samym skrawalność. Łożyska wykorzystują stopy miedzi o wyższej zawartości ołowiu. Ołów zapewnia smarowanie, a miedź zapewnia wsparcie. Ze względu na dużą gęstość, liczbę atomową i odkształcalność ołów jest używany jako bariera pochłaniająca dźwięk, wibracje i promieniowanie. Ołów nie posiada naturalnych częstotliwości rezonansowych, dzięki czemu blacha ołowiana jest stosowana jako warstwa wygłuszająca w ścianach, podłogach i sufitach studiów dźwiękowych. Rury organiczne są często wykonane ze stopu ołowiu zmieszanego z różnymi ilościami cyny w celu kontrolowania tonu każdej rury. Ołów jest materiałem ekranującym stosowanym w nauce jądrowej i kamerach rentgenowskich: promienie gamma są pochłaniane przez elektrony. Atomy ołowiu są gęsto upakowane, a ich gęstość elektronowa jest wysoka; duża liczba atomowa oznacza, że na atom przypada wiele elektronów. Stopiony ołów był używany jako chłodziwo do prędkich reaktorów chłodzonych ołowiem. Największe wykorzystanie ołowiu zaobserwowano na początku XXI wieku w akumulatorach kwasowo-ołowiowych. Reakcje w akumulatorze między ołowiem, dwutlenkiem ołowiu i kwasem siarkowym zapewniają niezawodne źródło napięcia. Ołów w bateriach nie wchodzi w bezpośredni kontakt z człowiekiem i dlatego wiąże się z mniejszym zagrożeniem toksycznością. Superkondensatory zawierające akumulatory ołowiowo-kwasowe zostały zainstalowane w kilowatach i megawatach w Australii, Japonii i USA w okolicy regulacja częstotliwości, wygładzanie energia słoneczna oraz do innych zastosowań. Akumulatory te mają niższą gęstość energii i wydajność rozładowywania niż akumulatory litowo-jonowe, ale są znacznie tańsze. Ołów jest stosowany w kablach wysokiego napięcia jako materiał osłonowy, aby zapobiec dyfuzji wody podczas izolacji termicznej; to użycie maleje wraz z wycofywaniem ołowiu. Niektóre kraje zmniejszają również użycie ołowiu w lutowiach elektronicznych, aby zmniejszyć ilość odpadów niebezpiecznych dla środowiska. Ołów jest jednym z trzech metali stosowanych w teście Oddiego dla materiałów muzealnych, pomagającym wykryć kwasy organiczne, aldehydy i kwaśne gazy.
Związki ołowiu są stosowane jako lub w środkach barwiących, utleniaczach, tworzywach sztucznych, świecach, szkle i półprzewodnikach. Barwniki na bazie ołowiu są stosowane w szkliwach ceramicznych i szkle, zwłaszcza w czerwieniach i żółcieniach. Tetraoctan ołowiu i dwutlenek ołowiu są stosowane jako środki utleniające w chemii organicznej. Ołów jest często używany w powłokach PVC na przewodach elektrycznych. Może być stosowany na knoty świec, aby zapewnić dłuższe i bardziej równomierne spalanie. Ze względu na toksyczność ołowiu producenci europejscy i północnoamerykańscy stosują alternatywy, takie jak cynk. Szkło ołowiowe składa się z 12-28% tlenku ołowiu. Zmienia właściwości optyczne szkła i ogranicza przepuszczanie promieniowania jonizującego. Półprzewodniki ołowiowe, takie jak tellurek ołowiu, selenek ołowiu i antymonek ołowiu, są stosowane w ogniwach fotowoltaicznych i detektorach podczerwieni.
Potencjał nie został potwierdzony rola biologiczna. Jego rozpowszechnienie w ludzkim ciele wynosi średnio 120 mg u osoby dorosłej – przewyższając tylko cynk (2500 mg) i żelazo (4000 mg) wśród metali ciężkich. Sole ołowiu są bardzo skutecznie przyswajalne przez organizm. Mała ilość ołów (1%) będzie przechowywany w kościach; reszta zostanie wydalona z moczem i kałem w ciągu kilku tygodni od narażenia. Dziecko będzie w stanie wydalić z organizmu tylko około jednej trzeciej ołowiu. Chroniczne narażenie na ołów może prowadzić do bioakumulacji ołowiu.
Ołów to niezwykle trujący metal (wdychany lub połykany), który wpływa na prawie każdy narząd i układ w ludzkim ciele. Przy poziomie powietrza 100 mg/m3 stanowi bezpośrednie zagrożenie dla życia i zdrowia. Ołów jest szybko wchłaniany do krwiobiegu. Główną przyczyną jego toksyczności jest tendencja do zakłócania prawidłowego funkcjonowania enzymów. Czyni to poprzez wiązanie się z grupami sulfhydrylowymi znajdującymi się w wielu enzymach lub naśladując i zastępując inne metale, które działają jako kofaktory w wielu reakcjach enzymatycznych. Do głównych metali, z którymi oddziałuje ołów, należą wapń, żelazo i cynk. Wysoki poziom wapnia i żelaza zapewnia pewną ochronę przed zatruciem ołowiem; niskie poziomy powodują zwiększoną podatność.
Ołów może spowodować poważne uszkodzenie mózgu i nerek, a ostatecznie doprowadzić do śmierci. Podobnie jak wapń, ołów może przekraczać barierę krew-mózg. Niszczy osłonki mielinowe neuronów, zmniejsza ich liczbę, zaburza szlak neuroprzekaźnictwa i ogranicza wzrost neuronów. Objawy zatrucia ołowiem obejmują nefropatię, kolkę brzuszną i prawdopodobnie osłabienie palców, nadgarstków lub kostek. Niskie ciśnienie krwi wzrasta, szczególnie u osób w średnim i starszym wieku, co może powodować anemię. U kobiet w ciąży wysoki poziom narażenia na ołów może powodować poronienie. Wykazano, że przewlekła ekspozycja na wysoki poziom ołowiu zmniejsza męską płodność. W rozwijającym się mózgu dziecka ołów zaburza tworzenie synaps w korze mózgowej, rozwój neurochemiczny (w tym neuroprzekaźników) oraz organizację kanałów jonowych. Wczesna ekspozycja na ołów u dzieci wiąże się ze zwiększonym ryzykiem zaburzeń snu i nadmiernej senności w ciągu dnia w późniejszym dzieciństwie. Wysoki poziom ołowiu we krwi wiąże się z opóźnionym dojrzewaniem płciowym u dziewcząt. Wzrost i spadek narażenia na unoszący się w powietrzu ołów ze spalania tetraetyloołowiu w benzynie w XX wieku jest związany z historycznymi wzrostami i spadkami wskaźników przestępczości, jednak ta hipoteza nie jest powszechnie akceptowana.
Leczenie zatrucia ołowiem zwykle obejmuje podawanie dimerkaprolu i sukcymeru. Ostre przypadki mogą wymagać zastosowania wersenianu wapnia disodowego, chelatu disodowo-wapniowego kwasu etylenodiaminotetraoctowego (EDTA). Ołów ma większe powinowactwo do ołowiu niż wapń, co powoduje, że ołów jest chelatowany przez metabolizm i wydalany z moczem, pozostawiając nieszkodliwy wapń.
Ekspozycja ołowiu jest globalny problem, ponieważ wydobycie i wytop ołowiu jest powszechne w wielu krajach świata. Zatrucie ołowiem zwykle wynika z spożycia żywności lub wody skażonej ołowiem, a rzadziej z przypadkowego spożycia skażonej gleby, kurzu lub farby na bazie ołowiu. Produkty z wody morskiej mogą zawierać ołów, jeśli woda ma kontakt z wodami przemysłowymi. Owoce i warzywa mogą być skażone wysokimi poziomami ołowiu w glebach, na których były uprawiane. Gleba może być zanieczyszczona przez nagromadzenie cząstek stałych z ołowiu w rurach, farby ołowiowej i pozostałości emisji z benzyny ołowiowej. Stosowanie ołowiu w rurach wodociągowych jest problematyczne na obszarach o miękkiej lub kwaśnej wodzie. Twarda woda tworzy nierozpuszczalne warstwy w rurach, a miękka i kwaśna woda rozpuszcza rury ołowiane. Rozpuszczony dwutlenek węgla w transportowanej wodzie może prowadzić do powstania rozpuszczalnego wodorowęglanu ołowiu; woda utleniona może podobnie rozpuszczać ołów jak wodorotlenek ołowiu (II). Woda pitna może z czasem powodować problemy zdrowotne ze względu na toksyczność rozpuszczonego ołowiu. Im twardsza woda, tym więcej będzie zawierała wodorowęglan wapnia i siarczan wapnia, a wnętrze rur będzie pokryte warstwą ochronną z węglanu ołowiu lub siarczanu ołowiu. Spożycie farby ołowiowej jest głównym źródłem narażenia na ołów u dzieci. Gdy farba się rozpada, odpada, rozdrabnia się w pył, a następnie dostaje się do organizmu przez kontakt z dłonią lub skażoną żywność, wodę lub alkohol. Spożycie niektórych środków ludowych może spowodować narażenie na ołów lub jego związki. Wdychanie to druga główna droga narażenia na ołów, w tym dla palaczy, a zwłaszcza dla pracowników pracujących na ołowiu. Dym papierosowy zawiera między innymi substancje toksyczne radioaktywny ołów-210. Prawie cały wdychany ołów jest wchłaniany przez organizm; w przypadku spożycia doustnego odsetek ten wynosi 20-70%, przy czym dzieci pochłaniają więcej ołowiu niż dorośli. Narażenie przez skórę może być znaczące dla wąskiej kategorii osób pracujących z organicznymi związkami ołowiu. Szybkość wchłaniania ołowiu w skórze jest niższa w przypadku ołowiu nieorganicznego.
Wydobycie, produkcja, wykorzystanie i utylizacja ołowiu i jego produktów spowodowały znaczne zanieczyszczenie gleb i wód Ziemi. Emisje ołowiu do atmosfery osiągnęły szczyt podczas rewolucji przemysłowej, a okres benzyny ołowiowej przypadał na drugą połowę XX wieku. Podwyższone stężenia ołowiu utrzymują się w glebach i osadach na obszarach poprzemysłowych i miejskich; emisje przemysłowe, w tym związane ze spalaniem węgla, utrzymują się w wielu częściach świata. Ołów może gromadzić się w glebach, zwłaszcza o wysokiej zawartości substancji organicznych, gdzie utrzymuje się przez setki, a nawet tysiące lat. Może zająć miejsce innych metali w roślinach i gromadzić się na ich powierzchni, spowalniając w ten sposób proces fotosyntezy i zapobiegając lub zabijając je. Zanieczyszczenie gleb i roślin wpływa na mikroorganizmy i zwierzęta. Dotknięte zwierzęta mają zmniejszoną zdolność do syntezy czerwonych krwinek, co powoduje anemię. Metody analityczne Oznaczenia środowiskowe ołowiu obejmują spektrofotometrię, fluorescencję rentgenowską, spektroskopię atomową i metody elektrochemiczne. Opracowano specyficzną elektrodę jonoselektywną na bazie jonoforu S,S"-metylenobis (N,N-diizobutyloditiokarbaminianu).
W połowie lat 80. nastąpiła znacząca zmiana w użyciu ołowiu. W Stanach Zjednoczonych przepisy dotyczące ochrony środowiska ograniczają lub eliminują stosowanie ołowiu w produktach bez baterii, w tym w układach benzyny, farb, lutów i wody. Urządzenia do kontroli cząstek stałych mogą być stosowane w elektrowniach węglowych do zbierania emisji ołowiu. Stosowanie ołowiu jest dodatkowo ograniczone dyrektywą RoHS Unii Europejskiej. Stosowanie ołowianych pocisków do myślistwa i strzelectwa sportowego zostało zakazane w Holandii w 1993 r., co spowodowało znaczną redukcję emisji ołowiu z 230 ton w 1990 r. do 47,5 ton w 1995 r. W Stanach Zjednoczonych Administracja Bezpieczeństwa i Higieny Pracy ustaliła dopuszczalny limit narażenia na ołów w miejscu pracy na 0,05 mg/m3 w ciągu 8-godzinnego dnia pracy; dotyczy to ołowiu metalicznego, nieorganicznych związków ołowiu i mydeł ołowiowych. Amerykański Narodowy Instytut Bezpieczeństwa i Higieny Pracy zaleca, aby stężenie ołowiu we krwi było mniejsze niż 0,06 mg na 100 g krwi. Ołów nadal można znaleźć w szkodliwych ilościach w ceramice, winylu (stosowanym do układania rur i izolowania przewodów elektrycznych) oraz chińskim mosiądzu. Starsze domy mogą nadal zawierać farbę ołowiową. Biała farba ołowiowa została wycofana w krajach uprzemysłowionych, ale żółty chromian ołowiu jest nadal w użyciu. Usuwanie starej farby przez piaskowanie powoduje powstawanie pyłu, który człowiek może wdychać.
.jpg)
