Wat zijn de eigenschappen van lood?
Lood, atoomnummer 82 in het periodiek systeem, is een metalen element met het chemische symbool Pb, wat staat voor plumbum , de Latijnse naam voor het element. Het is een zacht, buigzaam metaal dat zilverachtig wit van kleur is wanneer het vers wordt gesneden, maar bij blootstelling aan lucht snel een saai grijs uiterlijk krijgt door de vorming van een oxidelaag. Hoewel af en toe in zijn elementaire staat aangetroffen, is het belangrijkste looderts galena of loodsulfide (PbS); andere loodertsen omvatten cerussite - loodcarbonaat (PbCO 3 ) - en anglesiet - loodsulfaat (PbSO 4 ). Historisch gezien hebben de chemische en fysische eigenschappen van lood het een zeer nuttig element gemaakt, maar sinds het einde van de 20e eeuw is het gebruik ervan afgenomen vanwege zijn toxiciteit. Lood heeft echter nog steeds een aantal belangrijke toepassingen - bijvoorbeeld in loodzuurbatterijen, voor stralingsafscherming en als flexibel, veerkrachtig dakbedekkingsmateriaal.
Het metaal smelt bij 622,4 ° F (328 ° C) en kookt bij 3,164 ° F (1.740 ° C). De vier stabiele isotopen van lood zijn de eindproducten van het verval van verschillende natuurlijk voorkomende radioactieve elementen, zoals uranium en thorium, via een aantal stappen. Lood is het zwaarste stabiele element, een onderscheid dat tot bismut behoorde - element nummer 83 - totdat het zeer licht radioactief bleek te zijn. Een van de belangrijkste fysische eigenschappen van lood is het vermogen om hoogfrequente elektromagnetische straling te absorberen, zoals röntgenstralen en gammastralen. Dit komt door de hoge dichtheid en het grote aantal elektronen in het loodatoom.
Lood behoort tot dezelfde groep als koolstof, silicium, germanium en tin. Deze elementen worden meer metaalachtig van karakter met toenemend atoomgewicht, en hoewel de chemische eigenschappen van lood enige gelijkenis vertonen met die van de andere leden van de groep, is het chemisch het meest vergelijkbaar met het metaal, tin. In zijn verbindingen heeft lood meestal een oxidatietoestand van +2, wat betekent dat het twee elektronen aan andere atomen of moleculen doneert. Minder vaak kan het een oxidatietoestand van +4 hebben.
Het metaal combineert met zuurstof om verschillende oxiden te vormen. "Rood lood", gevormd door lood in lucht te verwarmen, heeft de formule Pb 3 O 4 , maar wordt verondersteld een verbinding te zijn van loodoxide (PbO) en looddioxide (PbO 2 ). Loodoxide, ook bekend als litharge, wordt gevormd wanneer het metaal sterk in lucht wordt verwarmd en kan de vorm aannemen van een geel poeder of een rood kristallijn materiaal.
"Wit lood" is basisch loodcarbonaat (2PbCO 3 · Pb (OH) 2 ). Het werd vroeger veel gebruikt in verven vanwege de sterke witte kleur voordat het grotendeels werd vervangen door niet-toxisch titaandioxide. Afgezien van zijn toxiciteit, was een probleem met wit lood dat het de neiging had langzaam te reageren met sporen van waterstofsulfide (H2S) in de lucht om zwart loodsulfide te vormen. Dit is een goede test voor H 2 S, maar het betekende dat oude schilderijen na verloop van tijd donkerder zouden worden.
Lood is bestand tegen corrosie door de meeste zuren, vanwege het feit dat de meeste loodzouten weinig of geen oplosbaarheid in water hebben en een laag vormen die het lood tegen verdere actie beschermt. Het zal echter reageren met azijnzuur en salpeterzuur, omdat de zouten gevormd door deze reacties - respectievelijk loodacetaat en loodnitraat - zeer oplosbaar zijn. Lood reageert met "hard" water om onoplosbaar basisch loodcarbonaat te vormen, maar vormt oplosbare verbindingen met zacht water, wat betekent dat loodwaterpijpen meer risico lopen op loodvergiftiging in gebieden met zacht water.
Waarschijnlijk is de toxiciteit de bekendste van de eigenschappen van lood. Gevallen van acute loodvergiftiging zijn zeldzaam, maar het is een cumulatief gif en chronische blootstelling aan lage niveaus van lood kan leiden tot verschillende ernstige symptomen. Het deactiveert de enzymen die hemoglobine produceren, wat leidt tot een opeenhoping van de precursor-chemische stof - dit kan de darm verlammen, wat leidt tot constipatie en buikpijn, en een ophoping van vocht in de hersenen veroorzaken, wat hoofdpijn veroorzaakt. Over een langere periode veroorzaakt het bloedarmoede en neurologische problemen.
Chronische loodvergiftiging is een aanzienlijk probleem geweest vanwege het wijdverbreide gebruik van lood in toepassingen die het in de omgeving hebben gebracht. Metallisch lood werd bijvoorbeeld vroeger gebruikt in waterleidingen en loodverbindingen werden gebruikt in verven. Dit gebruik is in de meeste landen stopgezet en loodleidingen zijn vervangen door niet-toxische alternatieven. De grootste bron van lood in het milieu is het samengestelde tetraethyllood, dat aan benzine is toegevoegd om een betere verbranding te bereiken. Vanwege bezorgdheid over de gezondheidseffecten van lood in het milieu, met name voor kinderen in stedelijke gebieden, is gelode benzine in veel landen ook geleidelijk afgeschaft.