Олово

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Disambig.svg Тази статия е за химичния елемент. За града в Босна и Херцеговина вижте Олово (град).

Олово
Олово – сребристо-бял метал
Сребристо-бял метал
Спектрални линии на олово
ТалийОловоБисмут
Sn

Pb

Fl
Периодична система
Общи данни
Име, символ, ZОлово, Pb, 82
Група, период, блок146p
Химическа серияслаб метал
Електронна конфигурация[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p2
e- на енергийно ниво2, 8, 18, 32, 18, 4
CAS номер7439-92-1
Свойства на атома
Атомна маса207,2 u
Атомен радиус (изч.)180 (154) pm
Ковалентен радиус146±5 pm
Радиус на ван дер Ваалс202 pm
Степен на окисление4, 3, 2, 1, −1, −2, −4
ОксидPbO2 (амфотерен)
Електроотрицателност
(Скала на Полинг)
1,87
Йонизационна енергияI: 715,6 kJ/mol
II: 1450,5 kJ/mol
III: 3081,5 kJ/mol
IV: 4083 kJ/mol
(още)
Физични свойства
Агрегатно състояниетвърдо вещество
Кристална структуракубична стенноцентрирана
Плътност11340 kg/m3
Температура на топене600,61 K (327,61 °C)
Температура на кипене2022 K (1749 °C)
Моларен обем1,827×10-5 m3/mol
Специф. топлина на топене4,77 kJ/mol
Специф. топлина на изпарение179,5 kJ/mol
Налягане на парата
P (Pa) 1 10 102 103 104 105
T (K) 978 1088 1229 1412 1660 2027
Скорост на звука1190 m/s при 25 °C
Специф. топл. капацитет127 J/(kg·K)
Специф. електропроводимост4,8×106 S/m при 20 °C
Специф. ел. съпротивление0,208 Ω.mm2/m при 20 °C
Топлопроводимост35,3 W/(m·K)
Магнетизъмдиамагнитен
Модул на еластичност16 GPa
Модул на срязване5,6 GPa
Модул на свиваемост46 GPa
Коефициент на Поасон0,44
Твърдост по Моос1,5
Твърдост по Бринел38 – 50 MPa
История
Откритиев Средния Изток
(≈7000 г. пр.н.е.)
Най-дълготрайни изотопи
Изотоп ИР ПП ТР ПР
202Pb синт. 5,26×104 г. ε 202Tl
204Pb 1,4 % стабилен
205Pb радио 1,55×107 г. ε 205Tl
206Pb 24,1 % стабилен
207Pb 22,1 % стабилен
208Pb 52,4 % стабилен
210Pb радио 22,32 г. β- 210Bi
Изотопната разпространеност (ИР) може да варира в различните проби

Оловото е химичен елемент, метал. Означението му в периодичната система е Pb (от латински: plumbum), а атомният му номер е 82.

Получаване[редактиране | редактиране на кода]

Основният източник за получаване на олово са сулфидните полиметални руди, минералът галенит – PbS. Получаването на олово от галенит се извършва по схемата: .

Първоначално рудата се обогатява. Полученият концентрат се подлага на окислително обгаряне:

.

При обгарянето се добавят флюси (CaCO3, Fe2O3, SiO2). Те образуват разредена фаза, циментираща шихта. Полученият агломерат съдържа 35 – 45 % Pb. По-нататък съдържащото се в агломерата олово (II) и медни оксиди се възстановяват чрез кокс:

и .

Черното олово се получава при взаимодействие на изходна сулфидна руда с кислород (автогенен способ). Процесът протича в 2 етапа:

,
.

За следващото пречистване на така нареченото сурово или черно олово от примесите Cu, Sb, Sn, Al, Bi, Au, и Ag се използва класическият пирометалургически метод или електролиза.

Страни, които са най-големи производителни на олово (включително и вторично олово) за 2016 година (по данни на ILZSG – Международна група за изучаване на олово и цинк), в хиляди тонове:[1]

Страна Добив
(тонове)
Flag of the People's Republic of China.svg Китай 2400
Flag of Australia (converted).svg Австралия 500
Flag of the United States.svg САЩ 335
Flag of Peru.svg Перу 310
Flag of Mexico.svg Мексико 250

Физични и химични свойства[редактиране | редактиране на кода]

Оловото е сиво-бял, мек и пластичен метал със силен метален блясък. Разтваря се в киселини и се окислява при обикновена температура, но се пасивира – образува тънка оксидна кора, която го предпазва от по-нататъшно окисление. Съединенията му са отровни. Олово се добива главно от минералите галенит, церусит и англезит. Най-големи находища има в Австралия, Канада, Русия, Испания. Приложение – за сплави, химични апаратури, изолатор на кабели, акумулатори, за защита от радиоактивни лъчения, за куршуми, сачми и др.

Строеж на атома[редактиране | редактиране на кода]

Оловото е химичен елемент от IV А група и в 6 период. 82-та електрона в електронната му обвивка са групирани в 6 електронни слоя. Във външния електронен слой има 4 електрона, от които два са единични и една електронна двойка. Оловото има по-голям атомен радиус от елементите в 4А група. Поради това той по-слабо привлича валентните си електрони от външния електронен слой. При химичните взаимодействия отдава два или четири електрона, като проявява втора или четвърта валентност.

Свойства и употреба[редактиране | редактиране на кода]

Прясно отрязаната повърхност на оловото има сивосинкав цвят и метален блясък. Оловото е тежък метал (p – 11,3 g/cm3) и ниско топим (т.т. – 327 °C). Топи се сравнително лесно. Оловото е много мек метал, реже се с нож и оставя сива следа върху хартия. Той е пластичен и се валцува на тънки листа. Има по-малка топлопроводимост и електропроводимост в сравнение с медта и среброто.

Взаимодействие с прости вещества[редактиране | редактиране на кода]

На въздух оловото бързо губи металния си блясък. Става матово или сиво, защото се покрива с оловен оксид, който прилепва плътно към метала и го предпазва от по-нататъшно окисление.

При загряване оловото взаимодейства с хлора, сярата и други неметали.

С металите оловото образува сплави: мек припой – сплав за куршуми и ловджийски сачми, лагерна сплав и др.

Оловото поглъща радиоактивните лъчения, затова се използва за направата на защитни прегради, на защитни наметали при рентгенови снимки и др.

Оловото се намира точно пред водорода в реда на окислителната активност на металите. Със солна и със сярна киселина оловото почти не взаимодейства, защото по повърхността му се образуват неразтворимите соли PbCl2 и PbSO4. Това определя използването му в огромни количества главно в автомобилите за направата на оловни акумулатори.

Съединения[редактиране | редактиране на кода]

Оловото е средно активен метал. Образува няколко оксида.

Елементът се намира непосредствено преди водорода в РОАМ. Мястото му определя взаимодействието със силни киселини, каквато е солната. Оловото обаче се пасивира от HCl и H2SO4, защото се образува малко разтворима сол – PbCl2 и неразтворима PbSO4.

Физиологично действие[редактиране | редактиране на кода]

Оловните пари и оловните йони имат отровно действие. Те попадат в човешкия организъм чрез въздуха, водата и храната. Големи количества аерозоли постъпват в атмосферата при изгарянето на оловосъдържащия бензин. Затова все повече се използва безоловен бензин.

Оловото се натрупва в организма и когато достигне определено количество, предизвиква болестта сатурнизъм. Заболелият получава нервно разстройство и венците на зъбите му добиват сивкав цвят. При хроничните отравяния се поразяват кръвотворните органи, засягат се някои ензими, жлезите с вътрешна секреция и др. Дози от 0,2 – 0,3 mg/kg оловни съединения са достатъчни за появата на отровно действие. Опасност от отравяне има при боядисване с оловни бои, при пазене на храна в гледжосани съдове, отровна е газовата смес от ауспуха на колите и т.н. Ежегодно около 200 000 t Pb замърсяват околната среда на планетата Земя. В този процес участва и човекът.

Също така оловото се натрупва и в костите на живите организми. Протича процесът заместване на калция с олово.

Разпространение[редактиране | редактиране на кода]

Оловото се среща в природата в съединено състояние. Най-разпространената оловна руда е галенитът. В България находища има в Родопите, Искърския пролом, Врачанско и др. Рудата е полиметална и наред с оловото в заводите в Кърджали (Оловно-цинковия завод) и Пловдив (КЦМ АД) се получават и други метали.

Производство[редактиране | редактиране на кода]

Класическата пирометалургична технология за производство на олово използва за основна суровина сулфидни оловни концентрати.

Действие върху човека и живите организми[редактиране | редактиране на кода]

Оловните пари и оловните йони имат отровно действие.[2] Това е един от най-токсичните тежки метали. Йоните му попадат в човешкия организъм чрез въздуха, водата и храната. Големи количества аерозоли постъпват в атмосферата при изгарянето на оловосъдържащия бензин. Затова все повече се използва безоловен бензин, а оловният се ограничава. Оловото се натрупва в организма и когато достигне определено количество, предизвиква болестта сатурнизъм. Заболелият получава нервно разстройство и венците на зъбите му добиват сивкав цвят. При хроничните отравяния се поразяват кръвотворните органи, засягат се някои ензими, жлезите с вътрешна секреция и др. Дози от 0,2 – 0,3 mg/kg оловни съединения са достатъчни за появата на отровно действие.

Оловото предизвиква и психически разстройства и усложнения. Детоксикацията на човек отровен с олово е невъзможна. В Римската Империя, Царска Русия и в Западна Европа водопроводите, чиниите и приборите за хранене са били оловни, тъй като оловото е мек и леснообработваем метал. Това е довело до масови психически проблеми. Оловото също предизвиква и хронични заболявания в потомството на отровените. Дори има теории, че Римската Империя е западнала, защото римляните са се превърнали в една невменяема нация с психически увреждания, податлива на разврат и с неуравновесен избухлив характер вследствие на генетично предаване на болести, предизвикани от отравяне с олово, тоест – децата вече са се раждали болни от различни заболявания.

Опасност от отравяне има при боядисване с оловни бои, когато се пази храна в гледжосани съдове, отровна е газовата смес от ауспуха на колите и т.н. Ежегодно около 200 000 t Pb замърсяват околната среда на планетата Земя. В този процес участва и човека. Също така оловото се натрупва и в костите на живите организми. Протича процесът заместване на калция с олово.

Приложения[редактиране | редактиране на кода]

Приложение

Използвана сплав от олово 60% и калай 40%: ПОС-40 (ПОК 40)за запояване. Темп.топене 210 – 220 °C

Приложения в миналото[редактиране | редактиране на кода]

Оловото е било използвано за:

  • направа на водопроводи и прибори за хранене.
  • производството на оловни бои с бял, жълт и червен цвят
  • консерватор на различни храни и напитки
  • направата на детски играчки
  • направата на ауспуси за колите
  • направата на покриви и огради – особено в Османската Империя. В Пловдив е имало т. нар. Куршум хан. Хората го нарекли така, защото покрива му е бил направен от олово (от турски: куршум, което значи олово).

Приложения в днешно време[редактиране | редактиране на кода]

Оловото изолира от радиоактивни лъчения, затова се използва за направата на защитни прегради, на защитни наметала при рентгенови снимки и др.

Също се използва за:

  • оцветяващ елемент на керамичните политури – в жълт и червен цвят
  • направата на метателни оръжия
  • производство на патрони
  • удължаване на горенето на някои свещи
  • направата на колани за гмуркачите с акваланги с цел да противодейства на естествената способност на човек да се задържа над водата
  • направата на високоволтажни кабели – като обвивен материал, за да предотврати водна дифузия в изолираното пространство
  • производство на оловно-цинкови батерии

Източници[редактиране | редактиране на кода]

  1. Mineral Commodity Summaries 2017
  2. Книжников В.А., Бережной Р.В., Рубцов А.Ф., Григорян Э.А., Марченко Е.Н., Самойлов Д.Н., Соркина Н.С., Цивильно М.А.. Олово (Свинец). // Голямата медицинска енциклопедия (в 30 тома). 3 издание. Т. 23. Захароза – Съдовия тон (Сахароза – Сосудистый тонус). Москва, Издателство „Съветска енциклопедия“, 1984. с. 21 – 26. – 544 с. Посетен на 1 юни 2018. (на руски) ((ru))

Външни препратки[редактиране | редактиране на кода]