Свинец

Свинец

Свинец обозначается символом Pb (от латинского Plumbum) и является элементом 14 группы, шестого периода с атомным номером 82. Простое вещество свинец является достаточно легкоплавким и ковким металлом серого цвета. Неизвестно, откуда появилось слово «свинец». Во многих славянских языках свинец называется словом, которое по звучанию напоминает слово «олово». От латинского слова «plumbum» произошло английское «plumber», что переводится как «водопроводчик». Как раз в Древнем Риме водопроводные трубы были сделаны именно из свинца, так как он лучше всего подходил на роль отливки. В Древнем Египте из этого металла делали медальоны и монеты. В Ветхом Завете есть указания на свинец, как на определённый металл. Для человека выплавка свинца стала первым известным металлургическим процессом. Огромное количество свинца до 1990 года использовалось (в сплаве с оловом и сурьмой) в виде тетраэтилсвинца, который повышает октановое число моторного топлива, и для отливки типографических шрифтов.

В земной коре содержится 1,6•10−3% свинца по массе. В природе самородный свинец встречается достаточно редко. Но круг пород, где он установлен, весьма широк. Свинец нередко образует интерметаллические соединения, к примеру, звягинцевит, и сплавы с иными элементами. Свинец входит в состав 80-ти разнообразных минералов, среди которых галенит, церуссит, англезит, тиллит, бетехтинит, а также сульфосоли этого металла – джемсонит и буланжерит. Он всегда содержится в рудах тория и урана, имея при этом радиогенную природу. Свинец в природных условиях зачастую образует крупные залежи полиметаллических или свинцово-цинковых руд стратиформного и скарнового типа. Чаще всего сульфосоли можно встретить в гидротермальных низкотемпературных месторождениях с мышьяком, сурьмой, а также в золоторудных (Забайкалье, Дарасун) месторождениях. Минералы свинца окисного типа чаще встречаются в коре выветривания свинцово-цинковых месторождений, а минералы сульфидного типа обладают гидротермальным генезисом. Свинец в кларковых концентрациях входит почти во все породы.

На конец 2004 года лидером по производству свинца стал Евросоюз с показателем 2200 тысяч тонн в год. За ним следует Америка – 1498 тысяч тонн. На третьей позиции расположился Китай с показателем 1256 тысяч тонн. А замыкает четвёрку лидеров Корея – здесь было произведено 219 тысяч тонн свинца. В 2006 году стоимость свинца в слитках составляла 1,3-1,5 доллара США за один килограмм.

Свинец обладает достаточно низкой теплопроводностью, равной 35,1 Вт/(м•К) при температуре 0 градусов Цельсия. Этот металл достаточно мягкий, его можно порезать ножом и поцарапать ногтём. Поверхность свинца покрыта толстой плёнкой оксидов, а на срезе виднеется блестящая поверхность, со временем тускнеющая на воздухе. Плавится свинец при температуре 327,4 градуса Цельсия, а кипит при температуре 1740 градусов Цельсия. Предел прочности на растяжение равен 12-13 МПа. К основным соединениям свинца можно отнести: оксиды, галогениды, халькогениды и соли свинца. Из солей свинца выделяют сульфат, нитрат и ацетат свинца, последний из которых является очень ядовитым веществом, называемым свинцовым сахаром.

В народном хозяйстве для производства мощных взрывчатых смесей применяется нитрат свинца. В качестве широко употребляемого детонирующего вещества используется азид свинца. Для приготовления тяжёлых жидкостей, которые используются во флотационном обогащении руд, применяется перхлорат свинца. Он также используется в качестве окислителя в мощных взрывчатых смесях. Фторид свинца, а иногда вместе с фторидом висмута, серебра и меди, применяют в химических источниках тока в роли катодного материала. В литиевых аккумуляторных батареях в качестве катодного материала используются иодид свинца, сульфид свинца и висмутат свинца. В резервных источниках тока используют хлорид свинца. Теллурид свинца является самым широко применяемым материалом для производства термоэлектрических холодильников и термоэлектрогенераторов. В производстве резервных химических источников тока и свинцовых аккумуляторов используется двуокись свинца. Свинцовые белила получили применение в изготовлении шпатлёвки, цемента и свинцово-карбонатной бумаги.

Для уничтожения вредителей сельского хозяйства используются арсенит и арсенат свинца. Борат свинца используется в роли покрытий фарфора и стекла. Хлорид свинца использую для приготовления мазей для лечения опухолей. Жёлтый краситель или хромат свинца является пигментом для изготовления красок, в промышленности его применяют для изготовления жёлтых пигментов. В спичечном производстве, набивке, крашении текстиля, гравировке и окраске рогов используется нитрат свинца. Для обнаружения ионов свинца и при обжиге глиняной посуды используют сульфид свинца. Свинец также используется для радиационной защиты в ядерных реакторах и рентгеновских установках, так как он хорошо поглощает γ-излучение. Его также рассматривают в роли теплоносителей в проектах ядерных реакторов на быстрых нейтронах.

Широкое применение получили сплавы свинца. Например, пьютер (сплав свинца с оловом) используют для производства домашней утвари, припоя для электротехники. Сплав сурьмы со свинцом применяют для изготовления типографского шрифта и пуль. Сплав олова, сурьмы и свинца применяют при производстве подшипников. Для оболочек пластин электрических аккумуляторов и кабелей применяют сплавы свинца с сурьмой. Изменение содержания изотопов свинца получило широкое применение для определение возраста горных пород и минералов в абсолютной геохронологии.

Сам свинец и его разнообразные соединения токсичны. Свинец, попадая в организм человека, накапливается в костях, способствуя их разрешению. Концентрация соединений свинца в воздухе 0,003 мг/м3, почве 20,0 мг/кг, а в воде 0,03 мг/л. Ежегодный выброс свинца в Мировой океан составляет 430—650 тысяч тонн.