Исторические сведения
Свинец был известен жителям
Месопотамии и
Древнего Египта за 7 тысяч лет до нашей эры, свинец и его соединения использовались в
Древней Греции и
Древнем Риме. Из свинцовых руд на острове Родос три тысячи лет тому назад получали
свинцовые белила и
свинцовый сурик. Из металлического свинца были изготовлены трубы древнего римского водопровода.
Происхождение названия
Происхождение слова «свинец» неясно. В большинстве
славянских языков (
болгарском,
сербско-хорватском,
чешском,
польском) свинец называется оловом. Слово с тем же значением, но похожее по произношению на «свинец», встречается только в языках
балтийской группы:
svinas (
литовский),
svin (
латышский).
Английское название свинца lead и голландское lood, возможно, связаны с русским «лудить», хотя лудят опять же не ядовитым свинцом, а оловом. Латинское же plumbum (тоже неясного происхождения) дало английское слово plumber — водопроводчик (когда-то трубы зачеканивали мягким свинцом), и название венецианской тюрьмы со свинцовой крышей — Пьомбе, которой по некоторым данным ухитрился бежать Казанова.
Нахождение в природе
Содержание в земной коре 1,6·10
-3% по массе. Самородный свинец встречается редко. Входит в состав 80 различных минералов. Важнейшие из них:
галенит PbS,
церуссит PbCO
3,
англезит PbSO
4 и
крокоит PbCrO
4. Всегда содержится в рудах
урана и
тория.
Получение
Основной источник получения свинца — сульфидные
полиметаллические руды, минерал
галенит PbS. На первом этапе руду обогащают. Полученный концентрат подвергают окислительному обжигу:
2PbS + 3O
2 = 2PbO + 2SO
2↑.
При обжиге добавляют флюсы (CaCO3, Fe2O3, SiO2). Они образуют жидкую фазу, цементирующую шихту. Полученный агломерат содержит 35-45 % Pb. Далее содержащиеся в агломерате свинец(II) и оксид меди восстанавливают коксом:
PbO + C = Pb + CO↑ и PbO + CO = Pb + CO2↑.
Черновой свинец получают взаимодействием исходной сульфидной руды с кислородом (автогенный способ). Процесс протекает в два этапа:
2PbS + 3O2 = 2PbO + 2SO2↑,
PbS + 2PbO = 3Pb + SO2↑.
Для последующей очистки чернового свинца от примеси Cu, Sb, Sn, Al, Bi, Au, и Ag его очищают пирометаллургическим методом или электролизом.
Страны — крупнейшие производители свинца (включая вторичный свинец) на 2004год (по данным ILZSG), в тыс.тонн.
|ЕС
|2038
|-
|США
|1498
|-
|Китай
| 1256
|-
|Корея
| 219
|}
Физические свойства
Свинец — металл голубовато-серого цвета с кубической гранецентрированной решеткой, а = 0,49389 нм. Плотность 11,3415 кг/дм3, температура плавления 327,4-327,50°C кипения 1715-1745°C.
Свинец мягок, легко прокатывается в тончайшие листы, свинцовую фольгу. Хорошо поглощает рентгеновские и γ-лучи.
Некоторые другие свойства приведены в таблице (см. выше).
Химические свойства
Химически свинец довольно инертен. Во влажном воздухе поверхность свинца тускнеет, покрываясь сначала оксидной пленкой, которая постепенно переходит в основной карбонат 2PbCO3·Pb(OH)2.
Электронная формула:
KLMN5s25p65d106s26p2, Eион(Ме=>Ме++e)=7,42 эВ.
С кислородом свинец образует оксиды:
Оксид PbО обладает амфотерными свойствами. Реагирует с кислотами:
PbО + 2СН3СООН = Pb(СН3СОО)2 + Н2О.
и с растворами щелочей:
PbО + КОН = К2PbО2 + Н2О.
Плюмбат калия К2PbО2 образуется также при взаимодействии свинца с раствором щелочи:
Pb + 2КОН = К2PbО2 + Н2↑.
У PbО2, преобладают кислотные свойства, он является сильным окислителем.
Оксид Pb3О4 можно рассматривать как свинцовую соль ортосвинцовой кислоты Pb2*.
При комнатной температуре свинец не реагирует с серной и соляной кислотами, так как на его поверхности при этом образуются плохо растворимые сульфат свинца PbSO4 и хлорид свинца PbCl2. Но с органическими кислотами (уксусной и муравьиной), а также с разбавленной азотной свинец реагирует, образуя соли свинца(II):
3Pb + 8HNO3 = 3Pb(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O.
При взаимодействии свинца с уксусной кислотой, с продувкой кислорода, образуется ацетат свинца Pb(CH3COO)2, т. н. «свинцовый сахар», имеющий сладкий вкус.
Применение
До 45 % свинца идет на изготовление пластин кислотных аккумуляторов. 20 % — на изготовление проводов, кабелей и покрытий к ним. Экраны из свинца служат для защиты от радиоактивного и рентгеновского излучения. Из свинца и его сплавов изготавливают кирпичи и контейнеры для хранения и защиты от радиоактивных веществ. Небольшие количества свинца постоянно расходуются для производства азида свинца в качестве детонатора(первичного взрывчатого вещества).
Сплавы свинца с Sb, Sn и Cu используют для изготовления типографских шрифтов, из сплавов свинца с Sb и As изготавливают сердечники пуль, шрапнель, дробь.
5-20 % свинца идет на изготовление тетраэтилсвинца (ТЭС) (CH3CH2)4Pb, который добавляют к бензину для повышения октанового числа (в наcтоящее время не используют, поскольку доказана его канцерогенность). Свинец используется в производстве пигментов, для строительства сейсмостойких фундаментов.
Страны, крупнейшие потребители свинца в 2004 году, в тыс.тонн (по данным ILZSG).
"Свинец"