Quelles sont les propriétés du plomb?
Le plomb, numéro atomique 82 dans le tableau périodique, est un élément métallique avec le symbole chimique Pb, qui signifie plumbum , le nom latin de l’élément. C'est un métal souple et malléable de couleur blanc argenté lors de la coupe, mais qui, lorsqu'il est exposé à l'air, acquiert rapidement un aspect gris terne en raison de la formation d'une couche d'oxyde. Bien que l'on en trouve occasionnellement à l'état élémentaire, le principal minerai de plomb est la galène, ou sulfure de plomb (PbS); Parmi les autres minerais de plomb, citons la cérussite - carbonate de plomb (PbCO 3 ) - et l’angsite - sulfate de plomb (PbSO 4 ). Historiquement, les propriétés chimiques et physiques du plomb en ont fait un élément très utile, mais depuis la fin du 20ème siècle, son utilisation a diminué en raison de sa toxicité. Toutefois, le plomb a encore de nombreuses applications importantes - par exemple dans les batteries plomb-acide, dans la protection contre les rayonnements, et en tant que matériau de toiture souple et résilient.
Le métal fond à 322 ° C (622,4 ° F) et bout à 1 740 ° C (3,164 ° F). Les quatre isotopes stables du plomb sont les produits finaux de la désintégration de divers éléments radioactifs naturels, tels que l'uranium et le thorium, en plusieurs étapes. Le plomb est l'élément stable le plus lourd, une distinction qui appartenait au bismuth - élément numéro 83 - jusqu'à ce qu'il soit très faiblement radioactif. L'une des propriétés physiques les plus importantes du plomb est sa capacité à absorber les rayonnements électromagnétiques à haute fréquence, tels que les rayons X et les rayons gamma. Cela est dû à sa haute densité et au grand nombre d'électrons dans l'atome de plomb.
Le plomb appartient au même groupe que le carbone, le silicium, le germanium et l’étain. Avec le poids atomique, ces éléments ont un caractère plus métallique et, si les propriétés chimiques du plomb présentent des similitudes avec celles des autres membres du groupe, il est chimiquement très similaire au métal, l’étain. Dans ses composés, le plomb a généralement un état d'oxydation de +2, ce qui signifie qu'il donne deux électrons à d'autres atomes ou molécules. Plus rarement, il peut avoir un état d'oxydation de +4.
Le métal se combine avec l'oxygène pour former plusieurs oxydes. Le «plomb rouge», formé en chauffant le plomb dans l'air, a la formule Pb 3 O 4 , mais serait un composé d'oxyde de plomb (PbO) et de dioxyde de plomb (PbO 2 ). L'oxyde de plomb, également appelé litharge, se forme lorsque le métal est fortement chauffé à l'air et peut prendre la forme d'une poudre jaune ou d'un matériau cristallin rouge.
Le «plomb blanc» est le carbonate de plomb de base (2PbCO 3 · Pb (OH) 2 ). Il était autrefois largement utilisé dans les peintures en raison de sa forte couleur blanche avant d'être largement remplacé par du dioxyde de titane non toxique. Outre sa toxicité, le plomb blanc présentait un problème, car il avait tendance à réagir lentement avec des traces de sulfure d'hydrogène (H 2 S) dans l'air pour former du sulfure de plomb noir. Ceci est un bon test pour l'H 2 S, mais cela signifiait que les peintures anciennes auraient tendance à s'assombrir avec le temps.
Le plomb résiste à la corrosion par la plupart des acides, en raison du fait que la plupart des sels de plomb ont peu ou pas de solubilité dans l'eau et forment une couche qui le protège de toute action ultérieure. Cependant, il réagira avec les acides acétique et nitrique, car les sels formés par ces réactions - acétate de plomb et nitrate de plomb, respectivement - sont très solubles. Le plomb réagit avec l’eau «dure» pour former un carbonate de plomb basique insoluble, mais forme des composés solubles avec l’eau douce, ce qui signifie que les conduites d’eau en plomb présentent un risque plus élevé d’empoisonnement au plomb dans les zones d’eau douce.
La plus connue des propriétés du plomb est probablement sa toxicité. Les cas d'intoxication aiguë au plomb sont rares, mais il s'agit d'un poison cumulatif et une exposition chronique à de faibles concentrations de plomb peut entraîner divers symptômes graves. Il désactive les enzymes qui fabriquent l’hémoglobine, ce qui entraîne une accumulation du précurseur, ce qui peut paralyser l’intestin, provoquer une constipation et des douleurs abdominales, et provoquer une accumulation de liquide dans le cerveau, entraînant des maux de tête. Sur une longue période, il provoque une anémie et des problèmes neurologiques.
L'empoisonnement chronique au plomb est un problème important en raison de l'utilisation généralisée du plomb dans des applications qui lui ont permis de pénétrer dans l'environnement. Par exemple, le plomb métallique était autrefois utilisé dans les conduites d’eau et les composés de plomb dans les peintures. Ces utilisations ont été abandonnées dans la plupart des pays et la tuyauterie en plomb a été remplacée par des alternatives non toxiques. La plus grande source de plomb dans l’environnement est le composé de plomb tétraéthyle, ajouté à l’essence pour obtenir une combustion plus douce. En raison des préoccupations suscitées par les effets du plomb sur la santé dans l'environnement, en particulier chez les enfants des zones urbaines, l'essence au plomb a également été éliminée dans de nombreux pays.