Олово

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към навигацията Направо към търсенето
Емблема за пояснителна страница 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, Z Олово, Pb, 82
Група, период, блок 146p
Химическа серия слаб метал
Електронна конфигурация [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p2
e- на енергийно ниво 2, 8, 18, 32, 18, 4
CAS номер 7439-92-1
Свойства на атома
Атомна маса 207,2 u
Атомен радиус (изч.) 180 (154) pm
Ковалентен радиус 146±5 pm
Радиус на ван дер Ваалс 202 pm
Степен на окисление 4, 3, 2, 1, −1, −2, −4
Оксид PbO2 (амфотерен)
Електроотрицателност
(Скала на Полинг)
1,87
Йонизационна енергия I: 715,6 kJ/mol
II: 1450,5 kJ/mol
III: 3081,5 kJ/mol
IV: 4083 kJ/mol
(още)
Физични свойства
Агрегатно състояние твърдо вещество
Кристална структура кубична стенноцентрирана
Плътност 11340 kg/m3
Температура на топене 600,61 K (327,61 °C)
Температура на кипене 2022 K (1749 °C)
Моларен обем 1,827×10-5 m3/mol
Специф. топлина на топене 4,77 kJ/mol
Специф. топлина на изпарение 179,5 kJ/mol
Налягане на парата
P (Pa) 1 10 102 103 104 105
T (K) 978 1088 1229 1412 1660 2027
Скорост на звука 1190 m/s при 25 °C
Специф. топл. капацитет 127 J/(kg·K)
Специф. електропроводимост 4,8×106 S/m при 20 °C
Специф. ел. съпротивление 0,208 Ω.mm2/m при 20 °C
Топлопроводимост 35,3 W/(m·K)
Магнетизъм диамагнитен
Модул на еластичност 16 GPa
Модул на срязване 5,6 GPa
Модул на свиваемост 46 GPa
Коефициент на Поасон 0,44
Твърдост по Моос 1,5
Твърдост по Бринел 38 – 50 MPa
История
Откритие в 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.

Обща информация[редактиране | редактиране на кода]

Име: олово – Pb (plumbum)

Атомен номер: 82

Атомна маса: 207,2

Радиус на атома: 181

Електронна обвивка: 2, 8, 18, 32, 18, 4

Плътност: 11.35 g/cm3

Специфичен

топлинен капацитет: 128 J / (kg.K)

Изотопи: 29

Електроотрицателност: 1,56

Степен на окисление: +2, +4

6-ти период – IV А група

p – елемент

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)
Флаг на Китай Китай 2400
Флаг на Австралия Австралия 500
Флаг на САЩ САЩ 335
Флаг на Перу Перу 310
Флаг на Мексико 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 к. HCl и к.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 някой 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]