Jakie są właściwości ołowiu?
Ołów, liczba atomowa 82 w układzie okresowym pierwiastków, jest pierwiastkiem metalicznym o symbolu chemicznym Pb, który oznacza pion , łacińską nazwę pierwiastka. Jest to miękki, giętki metal o srebrzystobiałym kolorze, gdy jest świeżo cięty, ale po wystawieniu na działanie powietrza szybko nabiera matowoszarego wyglądu dzięki tworzeniu się warstwy tlenku. Chociaż czasami znajduje się w stanie elementarnym, główną rudą ołowiu jest galena lub siarczek ołowiu (PbS); inne rudy ołowiu obejmują cerusyt - węglan ołowiu (PbCO 3 ) - i anglesyt - siarczan ołowiu (PbSO 4 ). Historycznie chemiczne i fizyczne właściwości ołowiu czyniły z niego bardzo użyteczny pierwiastek, ale od końca XX wieku jego wykorzystanie zmniejszyło się z powodu jego toksyczności. Ołów ma jednak nadal wiele ważnych zastosowań - na przykład w akumulatorach ołowiowo-kwasowych, do ekranowania przed promieniowaniem oraz jako elastyczny, sprężysty materiał dachowy.
Metal topi się w temperaturze 328,4 ° F (328 ° C) i wrze w temperaturze 3140 ° F (1740 ° C). Cztery stabilne izotopy ołowiu są produktami końcowymi rozpadu różnych naturalnie występujących pierwiastków promieniotwórczych, takich jak uran i tor, w kilku etapach. Ołów jest najcięższym stabilnym pierwiastkiem, a wyróżnienie to należało do bizmutu - pierwiastka nr 83 - dopóki nie stwierdzono, że jest bardzo lekko radioaktywny. Jedną z najważniejszych właściwości fizycznych ołowiu jest jego zdolność do pochłaniania promieniowania elektromagnetycznego o wysokiej częstotliwości, takiego jak promieniowanie rentgenowskie i promieniowanie gamma. Wynika to z jego wysokiej gęstości i dużej liczby elektronów w atomie ołowiu.
Ołów należy do tej samej grupy co węgiel, krzem, german i cyna. Te pierwiastki nabierają charakteru metalicznego wraz ze wzrostem masy atomowej i chociaż właściwości chemiczne ołowiu są podobne do właściwości innych członków grupy, są one chemicznie najbardziej podobne do metalu, cyny. W swoich związkach ołów zwykle ma stopień utlenienia +2, co oznacza, że przekazuje dwa elektrony innym atomom lub cząsteczkom. Rzadziej może mieć stopień utlenienia +4.
Metal łączy się z tlenem, tworząc kilka tlenków. „Czerwony ołów”, utworzony przez ogrzewanie ołowiu w powietrzu, ma wzór Pb 3 O 4 , ale uważa się, że jest to związek tlenku ołowiu (PbO) i dwutlenku ołowiu (PbO 2 ). Tlenek ołowiu, znany również jako lit, powstaje, gdy metal jest silnie ogrzewany w powietrzu i może przybrać postać żółtego proszku lub czerwonego krystalicznego materiału.
„Biały ołów” to zasadowy węglan ołowiu (2PbCO3 · Pb (OH) 2 ). Wcześniej był szeroko stosowany w farbach ze względu na jego mocny biały kolor, zanim został w dużej mierze zastąpiony nietoksycznym dwutlenkiem tytanu. Oprócz jego toksyczności problemem z białym ołowiem było to, że miał on tendencję do powolnej reakcji ze śladami siarkowodoru (H2S) w powietrzu, tworząc czarny siarczek ołowiu. Jest to dobry test dla H2S, ale oznaczało, że stare obrazy z czasem ciemnieją.
Ołów jest odporny na korozję przez większość kwasów, ponieważ większość soli ołowiu ma niewielką lub żadną rozpuszczalność w wodzie i tworzy warstwę, która chroni ołów przed dalszym działaniem. Będzie jednak reagować z kwasami octowym i azotowym, ponieważ sole utworzone w tych reakcjach - odpowiednio octan ołowiu i azotan ołowiu - są bardzo dobrze rozpuszczalne. Ołów reaguje z „twardą” wodą, tworząc nierozpuszczalny zasadowy węglan ołowiu, ale tworzy rozpuszczalne związki z miękką wodą, co oznacza, że rury ołowiowe stanowią większe ryzyko zatrucia ołowiem w obszarach miękkiej wody.
Prawdopodobnie najbardziej znaną z właściwości ołowiu jest jego toksyczność. Przypadki ostrego zatrucia ołowiem są rzadkie, ale jest to trucizna kumulacyjna, a przewlekła ekspozycja na niski poziom ołowiu może prowadzić do szeregu poważnych objawów. Dezaktywuje enzymy wytwarzające hemoglobinę, prowadząc do nagromadzenia się prekursorowej substancji chemicznej - może to sparaliżować jelito, powodując zaparcia i bóle brzucha oraz powodować gromadzenie się płynu w mózgu, powodując bóle głowy. Przez dłuższy czas powoduje anemię i problemy neurologiczne.
Przewlekłe zatrucie ołowiem stanowi poważny problem ze względu na powszechne stosowanie ołowiu w aplikacjach, które pozwoliły mu dostać się do środowiska. Na przykład metaliczny ołów był wcześniej używany w rurach wodnych, a związki ołowiu były używane w farbach. Zastosowania te zostały przerwane w większości krajów, a przewody rurowe ołowiane zastąpiono nietoksycznymi alternatywami. Największym źródłem ołowiu w środowisku był związek ołowiu tetraetylowy, który dodano do benzyny w celu uzyskania bardziej płynnego spalania. Ze względu na obawy dotyczące wpływu ołowiu na zdrowie, zwłaszcza na dzieci w obszarach miejskich, benzyna ołowiowa została również wycofana w wielu krajach.