Олово
Тази статия е за химичния елемент. За града в Босна и Херцеговина вижте Олово (град).
Олово | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
![]() Сребристо-бял метал | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
![]() | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Общи данни | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Име, символ, Z | Олово, Pb, 82 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Група, период, блок | 14, 6, p | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Олово в Общомедия |
Оловото е химичен елемент, метал и минерал.[1][2] 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:[3]
Страна | Добив (тонове) |
---|---|
![]() |
2400 |
![]() |
500 |
![]() |
335 |
![]() |
310 |
![]() |
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. Реагира с основи и киселини (разредена азотна и концентрирана солна). Мястото му определя взаимодействието със силни киселини, каквато е солната.
- .
Реакцията на Pb с концентрирана HCl възниква поради образуването на разтворимо комплексно съединение. Оловото се пасивира от H2SO4 и разредена HCl, защото се образува неразтворим PbSO4 и слабо разтворим PbCl2, респективно.
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.[4] 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]
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2d/%D0%9F%D1%80%D0%B8%D0%BB%D0%BE%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%BD%D0%B0_%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D1%82%D0%BE.png/220px-%D0%9F%D1%80%D0%B8%D0%BB%D0%BE%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%BD%D0%B0_%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D1%82%D0%BE.png)
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]
- ↑ Костов, Иван. Минералогия. 3. София, Издателство „Наука и изкуство“, 1973. OCLC 859838412. с. 117 – 118.
- ↑ Костов-Китин, Владислав. Енциклопедия: Минералите в България. София, Издателство на БАН „Проф. Марин Дринов“, 2023. ISBN 978-619-245-365-7. с. 454.
- ↑ Mineral Commodity Summaries 2017
- ↑ 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]
|
Периодична система на елементите
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
H | He | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | ||||||||||||||||||||||||
Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe | ||||||||||||||||||||||||
Cs | Ba | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn | ||||||||||
Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og | ||||||||||
|