Свинец

Свинец - это химический элемент с символом Pb(от латинского plumbum) и атомным номером 82. Это тяжелый металл, который плотнее большинства обычных материалов. Свинец мягкий и ковкий, проявляет степени окисления +2, +4.
Чистый свинец имеет яркий серебристый цвет с оттенком голубого. При контакте с влажным воздухом он тускнеет и приобретает оттенок, который зависит от преобладающих условий. Характерные свойства свинца включают высокую плотность, ковкость, пластичность и высокую устойчивость к коррозии благодаря пассивации.
Свинец - очень мягкий металл с твердостью по Моосу 1,5; его можно поцарапать ногтем. Он довольно ковкий и в некоторой степени пластичный. Температура плавления свинца - 327,5 °C - очень низкая по сравнению с большинством металлов.

Положение свинца в ПСЭ

Свинец является относительно малореактивным постпереходным металлом. Его слабый металлический характер иллюстрируется его амфотерной природой; свинец и оксиды свинца реагируют с кислотами и основаниями, и он склонен к образованию ковалентных связей. Как и более легкие представители группы, свинец склонен соединяться сам с собой; он может образовывать цепочки и полиэдрические структуры.

Природный свинец состоит из четырех стабильных изотопов с массовыми числами ²⁰⁴Pb, ²⁰⁶Pb, ²⁰⁷Pb и ²⁰⁸Pb, а также следов пяти короткоживущих радиоизотопов. Благодаря высокому атомному номеру свинец является самым тяжелым элементом (!), природные изотопы которого считаются стабильными; свинец-208 - самое тяжелое стабильное ядро.
Всего было синтезировано 43 изотопа свинца с массовыми числами 178-220. Свинец-205 - самый стабильный радиоизотоп с периодом полураспада около 1,73×107 лет. Второй по стабильности - свинец-202, период полураспада которого составляет около 52 500 лет, что дольше, чем у любого из природных радиоизотопов-следов.

Распространенность свинца на одну частицу в Солнечной системе составляет 0,121 частей на миллиард. Эта цифра в два с половиной раза больше, чем у платины, в восемь раз больше, чем у ртути, и в семнадцать раз больше, чем у золота.

Важно! Количество свинца во Вселенной медленно растет, поскольку большинство более тяжелых атомов(все они нестабильны) постепенно распадаются на свинец.

Свинец очень редко встречается в самородном состоянии, но из руд он выплавляется довольно легко. Впервые свинец стал известен египтянам одновременно с железом и серебром. За два тысячелетия до нашей эры свинец умели выплавлять в Индии и Китае. Производство свинца в Европе началось несколько позже, хотя в записях, относящихся к VI веку до нашей эры, мы находим упоминание о свинце, привозившемся на Тирскую ярмарку. При владычестве царя Хаммурапи в Вавилоне свинец получали в больших количествах. Долгое время свинец путали с оловом. Олово называли плюмбум альбум, а свинец – плюмбум нигер. Лишь в средние века их стали признавать за различные металлы.

Греки и финикийцы заложили много свинцовых шахт в Испании. Позже эти шахты разрабатывали римляне. В древнем Риме свинец находил широкое применение. Из него изготовляли посуду, палочки для письма, а также трубы знаменитого римского водопровода. Свинец шел также на изготовление свинцовых белил. Крупнейшим поставщиком белил был остров Родос.
Способ, по которому их изготовляли, не утратил своего значения до настоящего времени. Он состоит в следующем: куски свинца погружают в уксус, образующуюся соль долгое время кипятят с водой и в результате получают свинцовые белила. А вот свинцовый сурик впервые был получен весьма оригинально. Во время пожара в Пирейском порту в огонь попали и бочки со свинцовыми белилами. Когда пожар потушили, в обуглившихся бочках нашли вещество красного цвета; это и был свинцовый сурик.

Во второй половине XVIII века в Великобритании, а затем в континентальной Европе и США произошла промышленная революция. Это был первый период, когда темпы производства свинца превысили темпы производства в Риме. Британия была ведущим производителем, но к середине XIX века утратила этот статус в связи с истощением своих шахт и развитием добычи свинца в Германии, Испании и США.
К 1900 году лидером мирового производства свинца стали Соединенные Штаты, а другие не европейские страны - Канада, Мексика и Австралия - начали значительное производство; производство за пределами Европы превысило производство внутри страны. Большая часть спроса на свинец приходилась на сантехнику и покраску - свинцовые краски использовались регулярно.
В это время все больше людей(рабочий класс) подвергались воздействию металла, и участились случаи отравления свинцом. Это привело к исследованиям последствий употребления свинца. Было доказано, что свинец более опасен в виде паров, чем в виде твердого металла. Отравление свинцом и подагра были связаны между собой; британский врач Альфред Баринг Гаррод отметил, что треть его пациентов с подагрой были водопроводчиками и малярами. В 19 веке также изучались последствия хронического приема свинца внутрь, включая психические расстройства. Первые законы, направленные на снижение уровня отравления свинцом на заводах, были приняты в 1870-х и 1880-х годах в Великобритании.

В России производство свинца известно с давних пор. Но вплоть до 18 века производство его носило кустарный характер. С изобретением огнестрельного оружия из свинца стали изготавливать пули, и сейчас еще военное значение свинца велико. Но помимо «военной» профессии, у свинца существует и много мирных – его сплав с сурьмой служит основным материалом для типографских шрифтов; свинец используется для защиты от проникающей радиации при различных исследованиях. Греки называли свинец молибдос, а своим химическим символом Pb он обязан латинскому названию плюмбум. Происхождение русского названия неясно.

Высокая плотность, атомный номер и пластичность свинца создают основу для использования свинца в качестве барьера, поглощающего звук, вибрацию и излучение. Свинец не имеет собственных резонансных частот; в результате листовой свинец используется в качестве звукопоглощающего слоя в стенах, полах и потолках студий звукозаписи. Органные трубы часто изготавливаются из сплава свинца, смешанного с различным количеством олова для регулирования тембра каждой трубы. Свинец является признанным защитным материалом от радиации в ядерной науке и в рентгеновских кабинетах благодаря своей плотности и высокому коэффициенту ослабления.

Свинец - очень ядовитый металл(при вдыхании или проглатывании), поражающий почти все органы и системы человеческого организма. При концентрации в воздухе 100 мг/м3 он представляет непосредственную опасность для жизни и здоровья. Большая часть проглоченного свинца всасывается в кровь. Основная причина его токсичности - склонность к нарушению нормального функционирования ферментов. Это происходит путем связывания с сульфгидрильными группами многих ферментов, или имитации и вытеснения других металлов, которые выступают в качестве кофакторов во многих ферментативных реакциях. Среди основных металлов, с которыми взаимодействует свинец, - кальций, железо и цинк. Высокий уровень кальция и железа, как правило, обеспечивает некоторую защиту от отравления свинцом; низкий уровень вызывает повышенную восприимчивость.

Свинец может вызвать серьезное повреждение мозга и почек и, в конечном итоге, смерть. Имитируя кальций, свинец может пересекать гематоэнцефалический барьер. Он разрушает миелиновую оболочку нейронов, уменьшает их количество, нарушает пути нейропередачи и уменьшает рост нейронов. В человеческом организме свинец ингибирует порфобилиноген синтазу и феррохелатазу, предотвращая образование порфобилиногена и включение железа в протопорфирин IX, последний шаг в синтезе гема. Это приводит к неэффективному синтезу гема и микроцитарной анемии.

Грибок Aspergillus versicolor эффективно поглощает ионы свинца из промышленных отходов до попадания в водоемы. Несколько бактерий были исследованы на предмет их способности удалять свинец из окружающей среды, включая сульфатредуцирующие бактерии Desulfovibrio и Desulfotomaculum, обе из которых очень эффективны в водных растворах.