鉛の特性は何ですか?
周期表の原子番号82の鉛は、化学記号Pbを持つ金属元素であり、元素のラテン語名であるplumbumを表します。 柔らかくしなやかな金属で、切りたてのときは銀白色ですが、空気に触れると、酸化物の層が形成されるため、鈍い灰色の外観になります。 元素状態でときどき見つかりますが、主な鉛鉱石は方鉛鉱、または硫化鉛(PbS)です。 他の鉛鉱石には、サーサイト(炭酸鉛(PbCO 3 ))およびアングルサイト(硫酸鉛(PbSO 4 ))が含まれます。 歴史的に、鉛の化学的および物理的特性により、鉛は非常に有用な要素になりましたが、20世紀後半から、その毒性のためにその使用は減少しました。 ただし、鉛にはまだ多くの重要な用途があります。たとえば、鉛蓄電池、放射線遮蔽、柔軟で弾力性のある屋根材などです。
金属は328°C(622.4°F)で融解し、1,740°F(3,164°F)で沸騰します。 鉛の4つの安定同位体は、ウランやトリウムなどのさまざまな自然に発生する放射性元素が多くの段階を経て崩壊した最終生成物です。 鉛は最も重く安定した元素であり、ビスマスに属していた区別-元素番号83-は非常にわずかに放射性であることが判明するまでは区別されていました。 鉛の最も重要な物理的特性の1つは、X線やガンマ線などの高周波電磁放射線を吸収する能力です。 これは、その高密度と鉛原子内の多数の電子によるものです。
鉛は、炭素、シリコン、ゲルマニウム、スズと同じグループに属します。 これらの元素は、原子量の増加に伴って特性がより金属的になり、鉛の化学的性質はグループの他のメンバーの化学的性質とある程度類似していますが、化学的には金属のスズに最も似ています。 その化合物では、鉛の酸化状態は通常+2であり、これは2つの電子を他の原子または分子に供与することを意味します。 あまり一般的ではありませんが、+ 4の酸化状態を持つことができます。
金属は酸素と結合していくつかの酸化物を形成します。 空気中で鉛を加熱することにより形成される「赤鉛」の化学式はPb 3 O 4ですが、酸化鉛(PbO)と二酸化鉛(PbO 2 )の化合物と考えられています。 リサージュとしても知られる酸化鉛は、金属が空気中で強く加熱されると形成され、黄色の粉末または赤色の結晶材料の形をとることがあります。
「白鉛」は、塩基性炭酸鉛(2PbCO 3・Pb(OH) 2 )です。 以前は、毒性のない二酸化チタンで大部分が置き換えられる前に、その強い白色のために、塗料で以前広く使用されていました。 その毒性は別として、白鉛の問題は、空気中の微量の硫化水素(H 2 S)とゆっくり反応して、黒鉛硫化物を形成する傾向があることでした。 これはH 2 Sの良いテストですが、古い絵は時間とともに暗くなる傾向があることを意味しました。
鉛塩の大部分は水にほとんどまたはまったく溶解せず、鉛をさらなる作用から保護する層を形成するため、鉛はほとんどの酸による腐食に耐性があります。 ただし、これらの反応によって形成される塩(それぞれ酢酸鉛と硝酸鉛)は非常に溶けやすいため、酢酸と硝酸と反応します。 鉛は「硬」水と反応して不溶性塩基性炭酸鉛を形成しますが、軟水と可溶性化合物を形成します。つまり、鉛水パイプは軟水域で鉛中毒のリスクがより高くなります。
おそらく鉛の最もよく知られている特性は、その毒性です。 急性鉛中毒の症例はまれですが、累積毒であり、低レベルの鉛に慢性的にさらされると、さまざまな深刻な症状を引き起こす可能性があります。 ヘモグロビンを製造する酵素を失活させ、前駆体化学物質の蓄積を引き起こします。これは腸を麻痺させ、便秘と腹痛を引き起こし、脳内の液体の蓄積を引き起こし、頭痛を引き起こします。 長期間にわたって、貧血と神経学的問題を引き起こします。
慢性鉛中毒は、環境に侵入することを許可したアプリケーションで鉛が広く使用されているため、重大な問題でした。 たとえば、以前は金属鉛が水道管で使用され、鉛化合物が塗料で使用されていました。 これらの使用はほとんどの国で中止されており、鉛配管は非毒性の代替品に置き換えられています。 環境中の鉛の最大の発生源は、よりスムーズな燃焼を実現するためにガソリンに添加された化合物テトラエチル鉛です。 環境中の鉛、特に都市部の子供たちへの鉛の健康影響についての懸念により、鉛ガソリンも多くの国で段階的に廃止されました。