คุณสมบัติของตะกั่วคืออะไร?

ตะกั่วหมายเลขอะตอม 82 ในตารางธาตุเป็นองค์ประกอบโลหะที่มีสัญลักษณ์ทางเคมี Pb ซึ่งย่อมาจาก plumbum ซึ่งเป็นชื่อละตินสำหรับองค์ประกอบ มันเป็นโลหะที่นิ่มและยืดหยุ่นได้ซึ่งเป็นสีเงินสีขาวเมื่อถูกตัดใหม่ แต่เมื่อสัมผัสกับอากาศจะได้รับสีเทาที่น่าเบื่ออย่างรวดเร็วเนื่องจากการก่อตัวของชั้นของออกไซด์ แม้ว่าบางครั้งพบว่าอยู่ในสถานะองค์ประกอบแร่ตะกั่วหลักคือกาลีนาหรือตะกั่วซัลไฟด์ (PbS); แร่ตะกั่วอื่น ๆ ได้แก่ cerussite - lead carbonate (PbCO 3 ) - และ anglesite - lead sulfate (PbSO 4 ) ในอดีตคุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพของตะกั่วทำให้มันเป็นองค์ประกอบที่มีประโยชน์มาก แต่ตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 20 การใช้งานได้ลดลงเนื่องจากความเป็นพิษของมัน อย่างไรก็ตามตะกั่วยังคงมีการใช้งานที่สำคัญหลายประการเช่นแบตเตอรี่ตะกั่วกรดเพื่อป้องกันรังสีและเป็นวัสดุมุงหลังคาที่ยืดหยุ่นและยืดหยุ่น

โลหะหลอมละลายที่ 622.4 ° F (328 ° C) และเดือดที่ 3,164 ° F (1,740 ° C) ไอโซโทปที่เสถียรของตะกั่วทั้งสี่นั้นเป็นผลสุดท้ายของการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเช่นยูเรเนียมและทอเรียมผ่านหลายขั้นตอน ตะกั่วเป็นองค์ประกอบที่มีความเสถียรมากที่สุดความแตกต่างที่เคยเป็นของบิสมัท - หมายเลของค์ประกอบ 83 - จนกระทั่งพบว่ามีกัมมันตภาพรังสีเล็กน้อย หนึ่งในคุณสมบัติทางกายภาพที่สำคัญที่สุดของตะกั่วคือความสามารถในการดูดซับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูงเช่นรังสีเอกซ์และรังสีแกมมา นี่เป็นเพราะความหนาแน่นสูงและอิเล็กตรอนจำนวนมากในอะตอมตะกั่ว

ตะกั่วอยู่ในกลุ่มเดียวกันกับคาร์บอนซิลิกอนเจอร์เมเนียมและดีบุก องค์ประกอบเหล่านี้กลายเป็นโลหะในลักษณะที่มีน้ำหนักอะตอมเพิ่มขึ้นและในขณะที่คุณสมบัติทางเคมีของตะกั่วมีความคล้ายคลึงกับสมาชิกคนอื่น ๆ ของกลุ่มมันเป็นสารเคมีที่คล้ายกับโลหะดีบุก ในสารตะกั่วมักจะมีสถานะออกซิเดชันของ +2 ซึ่งหมายความว่ามันจะบริจาคอิเล็กตรอนสองตัวให้กับอะตอมหรือโมเลกุลอื่น ๆ โดยทั่วไปจะมีสถานะออกซิเดชันของ +4

โลหะรวมกับออกซิเจนเพื่อสร้างออกไซด์หลายชนิด “ ตะกั่วสีแดง” เกิดขึ้นจากการนำความร้อนในอากาศมีสูตร Pb 3 O 4 แต่คิดว่าเป็นสารประกอบตะกั่วออกไซด์ (PbO) และตะกั่วออกไซด์ (PbO 2 ) ตะกั่วออกไซด์หรือที่รู้จักกันในชื่อ litharge เกิดขึ้นเมื่อโลหะถูกความร้อนอย่างแรงในอากาศและสามารถอยู่ในรูปของผงสีเหลืองหรือวัสดุผลึกสีแดง

“ ตะกั่วสีขาว” เป็นตะกั่วคาร์บอเนตพื้นฐาน (2PbCO 3 · Pb (OH) 2 ) มันเคยใช้กันอย่างแพร่หลายในสีเนื่องจากสีขาวที่แข็งแกร่งก่อนที่จะถูกแทนที่ด้วยไทเทเนียมไดออกไซด์ที่ไม่เป็นพิษ นอกเหนือจากความเป็นพิษแล้วปัญหาของตะกั่วสีขาวก็คือมันมีแนวโน้มที่จะทำปฏิกิริยาช้า ๆ กับร่องรอยของไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H 2 S) ในอากาศเพื่อให้เกิดซัลไฟด์ตะกั่วดำ นี่เป็นการทดสอบที่ดีสำหรับ H 2 S แต่หมายความว่าภาพเขียนเก่า ๆ นั้นมีแนวโน้มที่จะมืดเมื่อเวลาผ่านไป

ตะกั่วทนต่อการกัดกร่อนจากกรดส่วนใหญ่เนื่องจากความจริงที่ว่าเกลือตะกั่วส่วนใหญ่มีการละลายในน้ำเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลยและก่อให้เกิดชั้นที่ป้องกันตะกั่วจากการกระทำต่อไป อย่างไรก็ตามมันจะทำปฏิกิริยากับกรดอะซิติกและกรดไนตริกเนื่องจากเกลือที่เกิดจากปฏิกิริยาเหล่านี้ - ตะกั่วอะซิเตทและตะกั่วไนเตรตตามลำดับ - ละลายได้ดีมาก ตะกั่วทำปฏิกิริยากับน้ำ“ แข็ง” เพื่อสร้างตะกั่วคาร์บอเนตขั้นพื้นฐานที่ไม่ละลายน้ำ แต่ก่อให้เกิดสารประกอบที่ละลายได้กับน้ำอ่อนซึ่งหมายความว่าท่อน้ำตะกั่วมีความเสี่ยงต่อการเกิดพิษตะกั่วในบริเวณน้ำอ่อน

อาจเป็นที่รู้จักกันดีที่สุดของคุณสมบัติของสารตะกั่วเป็นพิษของมัน กรณีของพิษตะกั่วเฉียบพลันเป็นของหายาก แต่มันเป็นพิษสะสมและการได้รับตะกั่วเรื้อรังในระดับต่ำสามารถนำไปสู่อาการร้ายแรงหลายอย่าง มันปิดการทำงานของเอนไซม์ที่ผลิตฮีโมโกลบินนำไปสู่การสะสมของสารตั้งต้น - สิ่งนี้สามารถทำให้ลำไส้พิการทำให้เกิดอาการท้องผูกและปวดท้องและทำให้เกิดของเหลวในสมองทำให้เกิดอาการปวดศีรษะ ในระยะเวลานานจะทำให้เกิดปัญหาโลหิตจางและระบบประสาท

พิษตะกั่วเรื้อรังเป็นปัญหาสำคัญเนื่องจากมีการใช้สารตะกั่วอย่างแพร่หลายในแอปพลิเคชันที่อนุญาตให้มันเข้าสู่สภาพแวดล้อม ตัวอย่างเช่นตะกั่วจากโลหะเคยถูกใช้ในท่อน้ำและมีการใช้สารประกอบตะกั่วในสี การใช้งานเหล่านี้ถูกยกเลิกในประเทศส่วนใหญ่และท่อตะกั่วถูกแทนที่ด้วยทางเลือกที่ไม่เป็นพิษ แหล่งใหญ่ที่สุดของตะกั่วในสิ่งแวดล้อมคือสารประกอบเทตราธิล (lead tetraethyl lead) ซึ่งถูกเติมเข้าไปในน้ำมันเบนซินเพื่อให้เกิดการเผาไหม้ที่นุ่มนวลขึ้น เนื่องจากความกังวลเกี่ยวกับผลกระทบต่อสุขภาพของสารตะกั่วในสิ่งแวดล้อมโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับเด็ก ๆ ในเขตเมืองน้ำมันเบนซินที่มีสารตะกั่วก็ถูกกำจัดออกไปในหลายประเทศ