Plomo de plomo. El uso del plomo metálico en la economía nacional y la construcción

El plomo es un metal suave, pesado, de color gris plateado que es lustroso pero pierde su brillo con bastante rapidez. A la par y hace referencia a los elementos conocidos por la humanidad desde la antigüedad. El plomo se usó mucho, e incluso ahora su uso es extremadamente diverso. Entonces, hoy descubriremos si el plomo es un metal o un no metal, así como un metal no ferroso o ferroso, conoceremos sus tipos, propiedades, aplicaciones y extracción.

El plomo es un elemento del grupo 14 de la tabla de D. I. Mendeleev, ubicado en el mismo grupo con el carbono, el silicio y el estaño. El plomo es un metal típico, pero inerte: reacciona extremadamente de mala gana incluso con ácidos fuertes.

El peso molecular es 82. Esto no solo indica el llamado número mágico de protones en el núcleo, sino también el gran peso de la sustancia. Las cualidades más interesantes del metal están asociadas precisamente a su gran peso.

El concepto y las características del metal de plomo se discuten en este video:

Concepto y características

El plomo es un metal bastante blando. temperatura normal, es fácil de rayar o aplanar. Tal ductilidad permite obtener láminas y barras de metal de muy pequeño espesor y de cualquier forma. La maleabilidad fue una de las razones por las que el plomo se ha utilizado desde la antigüedad.

Las tuberías de agua de plomo de la antigua Roma son bien conocidas. Desde entonces, este tipo de suministro de agua se ha instalado más de una vez y en más de un lugar, pero no funcionó durante tanto tiempo. Lo cual, sin duda, ahorró una cantidad considerable vidas humanas, ya que el plomo, por desgracia, tras un contacto prolongado con el agua, eventualmente forma compuestos solubles que son tóxicos.

La toxicidad es la propiedad misma del metal, por lo que intentan limitar su uso. Los vapores metálicos y muchas de sus sales orgánicas e inorgánicas son muy peligrosos tanto para el medio ambiente como para las personas. Básicamente, por supuesto, los trabajadores de tales empresas y los residentes del área alrededor de la instalación industrial están en riesgo. El 57% se emite junto con grandes volúmenes de gas polvoriento y el 37% con gases convertidores. Solo hay un problema con esto: la imperfección de las plantas de purificación.

Sin embargo, en otros casos, las personas se convierten en víctimas de la contaminación por plomo. Hasta hace poco, el tetraetilo de plomo ha sido el estabilizador de gasolina más efectivo y popular. Durante la combustión del combustible, se liberaba a la atmósfera y la contaminaba.

Pero el plomo tiene otro, extremadamente útil y calidad necesaria- la capacidad de absorber la radiación radiactiva. Además, el metal absorbe el componente duro incluso mejor que el blando. Una capa de plomo de 20 cm de espesor es capaz de proteger contra todo tipo de radiación conocida en la Tierra y en el espacio cercano.

Ventajas y desventajas

El plomo reúne propiedades de gran utilidad, convirtiéndose en un elemento insustituible, y francamente peligroso, que hacen de su uso una tarea muy difícil.

Las ventajas desde el punto de vista de la economía nacional incluyen:

• Fusibilidad y ductilidad: esto le permite formar productos metálicos de cualquier grado de complejidad y sutileza. Entonces, para la producción de membranas fonoabsorbentes, se utilizan placas de plomo con un espesor de 0,3 a 0,4 mm;
• el plomo es capaz de formar una aleación con otros metales (incluidos, etc.) que en condiciones normales no se alean entre sí, su uso como soldadura se basa en esta calidad;
• el metal absorbe la radiación. Hoy en día, todos los elementos de protección contra la radiación, desde la ropa hasta la decoración de las salas de rayos X y las salas de los sitios de prueba, están hechos de plomo;
• el metal es resistente a los ácidos, solo superado por el oro noble y la plata. Por lo tanto, se usa activamente para revestir equipos resistentes a los ácidos. Por las mismas razones, se utiliza para producir tuberías para transmisión de ácidos y para aguas residuales en plantas químicas peligrosas;
• la batería de plomo aún no ha perdido su importancia en la ingeniería eléctrica, ya que permite obtener una corriente de alto voltaje;
• bajo costo: el plomo es 1,5 veces más barato que el zinc, 3 veces el cobre y casi 10 veces el estaño. Esto explica la gran ventaja de usar plomo y no otros metales.

Las desventajas son:

• toxicidad - el uso de metal en cualquier tipo de producción es un peligro para el personal, y en caso de accidentes es un peligro extremo para el medio ambiente y la población. El plomo pertenece a las sustancias de la primera clase de peligro;
• Los productos de plomo no deben desecharse como basura normal. Requieren eliminación y, a veces, son muy costosos. Por lo tanto la cuestión de reciclaje el metal siempre está actualizado;
• El plomo es un metal blando, por lo que se puede utilizar como material estructural no puedo. Teniendo en cuenta todas sus otras cualidades, esto debería considerarse más bien una ventaja.

Propiedades y características

El plomo es un metal blando, maleable, pero pesado y denso. La red molecular es cúbica, centrada en las caras. Su resistencia es baja, pero su ductilidad es excelente. Las características físicas del metal son las siguientes:

• densidad a temperatura normal 11,34 g/cc;
• punto de fusión - 327,46 C;
• punto de ebullición - 1749 C;
• resistencia a la carga de tracción - 12–3 MPa;
• resistencia a la carga de compresión - 50 MPa;
• Dureza Brinell - 3.2–3.8 HB;
• conductividad térmica - 33,5 W / (m K);
• la resistividad es de 0,22 ohm-sq. mmm.

Como cualquier metal, conduce la corriente eléctrica, aunque cabe señalar que es mucho peor que el cobre, casi 11 veces. Sin embargo, el metal tiene otra propiedad interesante: a una temperatura de 7,26 K, se convierte en un superconductor y conduce la electricidad sin resistencia. El plomo fue el primer elemento en exhibir esta propiedad.

En el aire, una pieza de metal o un producto hecho de ella se pasiva con bastante rapidez por una película de óxido, que protege con éxito el metal de las influencias externas. Y la sustancia en sí no es propensa a la actividad química, por lo que se utiliza en la fabricación de equipos resistentes a los ácidos.

Las pinturas que contienen compuestos de plomo son casi tan resistentes a la corrosión. Debido a su toxicidad, no se usan en interiores, pero se usan con éxito para pintar puentes, por ejemplo, estructuras de marcos, etc.

El siguiente video le mostrará cómo hacer plomo puro:

Estructura y composición

En todo el rango de temperatura, solo se aísla una modificación del plomo, por lo que tanto bajo la influencia de la temperatura como con el tiempo, las propiedades del metal cambian de forma bastante natural. No se notaron transiciones abruptas, cuando las cualidades cambian dramáticamente.

Producción de metales

El plomo es bastante común, forma varios minerales industrialmente importantes: galena, cerusita, anglesita, por lo que su producción es relativamente barata. Métodos pirometalúrgicos e hidrometalúrgicos. El segundo método es más seguro, pero se usa con mucha menos frecuencia, ya que es más costoso y el metal resultante aún debe terminarse a alta temperatura.

La producción por el método pirometalúrgico incluye las siguientes etapas:

• extracción de minerales;
• trituración y enriquecimiento principalmente por el método de flotación;
• fundición para obtener plomo bruto - reducción, solera, alcalina, etc.;
• refinación, es decir, limpiar el plomo negro de impurezas y obtener metal puro.

A pesar de la misma tecnología de producción, el equipo se puede utilizar de diversas formas. Depende del contenido de metal en el mineral, los volúmenes de producción, los requisitos de calidad del producto, etc.

Lea sobre el uso y el precio de 1 kg de plomo a continuación.

Área de aplicación

El primero: la fabricación de tuberías de agua y artículos para el hogar, afortunadamente, se remonta a tiempos bastante antiguos. Hoy, el metal ingresa al hogar solo con una capa protectora y en ausencia de contacto con alimentos, agua y humanos.

• Pero el uso de plomo para aleaciones y como soldadura comenzó en los albores de la civilización y continúa hasta el día de hoy.
• El plomo es un metal de importancia estratégica, especialmente porque se han lanzado balas con él. Las municiones para armas pequeñas y deportivas todavía se fabrican únicamente con plomo. Y sus compuestos se utilizan como explosivos.
• El 75% del metal producido en el mundo se utiliza para la producción de baterías de plomo. La sustancia sigue siendo uno de los principales elementos de las fuentes de corriente química.
• La resistencia a la corrosión del metal se aprovecha en la fabricación de equipos resistentes a los ácidos, tuberías y fundas protectoras para cables eléctricos.
• Y, por supuesto, el plomo se usa en el equipo de las salas de rayos X: paredes, techos, revestimientos de pisos, mamparas protectoras, trajes protectores: todo está hecho con plomo. En los sitios de prueba, incluidos los nucleares, el metal es indispensable.

El costo de los metales se determina en varios intercambios de importancia mundial. La más famosa es la Bolsa de Metales de Londres. El costo del plomo en octubre de 2016 es de $2.087,25 por tonelada.

El plomo es un metal muy demandado en la industria moderna. Algunas de sus cualidades (resistencia a la corrosión, la capacidad de absorber radiación fuerte) son completamente únicas y hacen que el metal sea indispensable a pesar de su alta toxicidad.

Este video le dirá qué sucede si vierte plomo en el agua:

El plomo es en muchos sentidos un metal ideal, porque tiene muchas ventajas importantes para la industria. El más evidente de ellos es la relativa facilidad para obtenerlo a partir de minerales, lo que se explica por el bajo punto de fusión (sólo 327°C). Cuando se procesa el mineral de plomo más importante, la galena, el metal se separa fácilmente del azufre. Para hacer esto, basta con quemar galena mezclada con carbón en el aire.

Debido a su alta ductilidad, el plomo se forja fácilmente, se enrolla en láminas y alambres, lo que hace posible su uso en la industria de la ingeniería para la fabricación de diversas aleaciones con otros metales. Son ampliamente conocidos los llamados babbits (aleaciones de plomo con estaño, zinc y algunos otros metales), aleaciones de plomo con antimonio y estaño para imprimir, y aleaciones de plomo-estaño para soldar varios metales.

El plomo metálico es una muy buena protección contra todo tipo de radiaciones radiactivas y rayos X. Se introduce en la goma del delantal y guantes de protección del radiólogo, retrasando los rayos X y protegiendo al organismo de sus efectos destructivos. Protege de las radiaciones radiactivas y de los cristales que contienen óxidos de plomo. Dicho vidrio de plomo permite controlar el procesamiento de materiales radiactivos con la ayuda de un "brazo mecánico", un manipulador.

Cuando se expone al aire, agua y varios ácidos, el plomo exhibe una mayor estabilidad. Esta propiedad le permite ser ampliamente utilizado en la industria eléctrica, especialmente para la fabricación de baterías y cortes de cables. Estos últimos son ampliamente utilizados en las industrias aeronáutica y de radio. La estabilidad del plomo permite que se use para proteger los cables de cobre de las líneas telefónicas y de telégrafo contra daños. Las láminas delgadas de plomo cubren las partes de hierro y cobre expuestas al ataque químico (baños para la electrólisis de cobre, zinc y otros metales).

Plomo e ingeniería eléctrica

Especialmente la industria del cable consume una gran cantidad de plomo, donde los cables de telégrafo y eléctricos están protegidos contra la corrosión durante la instalación subterránea o submarina. También se utiliza mucho plomo en la fabricación de aleaciones de bajo punto de fusión (con bismuto, estaño y cadmio) para fusibles eléctricos, así como para el ajuste preciso de piezas en contacto. Pero lo principal, aparentemente, es el uso de plomo en fuentes de corriente química.

Desde sus inicios, la batería de plomo ha sufrido muchos cambios de diseño, pero su base sigue siendo la misma: dos placas de plomo sumergidas en un electrolito de ácido sulfúrico. Se aplica pasta de óxido de plomo a las placas. Cuando la batería está cargada, en una de las placas se libera hidrógeno, reduciendo el óxido a plomo metálico, y en la otra se libera oxígeno, convirtiendo el óxido en peróxido. Toda la estructura se convierte en una celda galvánica con electrodos de plomo y peróxido de plomo. En el proceso de descarga, el peróxido se desoxida y el plomo metálico se convierte en óxido. Estas reacciones van acompañadas de la aparición de una corriente eléctrica que fluirá por el circuito hasta que los electrodos se vuelvan iguales, recubiertos de óxido de plomo.

La producción de pilas alcalinas ha alcanzado proporciones gigantescas en nuestro tiempo, pero no ha desplazado a las de plomo. Estos últimos son inferiores a los alcalinos en fuerza, son más pesados, pero dan una corriente de voltaje más alta. Entonces, para alimentar el arranque automático, necesita cinco baterías de cadmio-níquel o tres baterías de plomo.

La industria de las baterías es uno de los mayores consumidores de plomo.

Uno puede, tal vez, decir que el plomo estuvo en los orígenes de la moderna tecnología informática electrónica.

El plomo fue uno de los primeros metales en volverse superconductor. Por cierto, la temperatura por debajo de la cual este metal adquiere la capacidad de pasar corriente eléctrica sin la menor resistencia es bastante alta: 7,17 ° K. (A modo de comparación, señalamos que para el estaño es 3.72, para el zinc - 0.82, para el titanio - solo 0.4 ° K). El devanado del primer transformador superconductor construido en 1961 estaba hecho de plomo.

Uno de los "trucos" físicos más espectaculares se basa en la superconductividad del plomo, demostrada por primera vez en los años 30 por el físico soviético V.K. Arkadiev.

Según la leyenda, el ataúd con el cuerpo de Mahoma colgaba en el espacio sin soportes. Por supuesto, nadie de las personas de mente sobria cree esto. Sin embargo, algo similar sucedió en los experimentos de Arkadiev: un pequeño imán colgaba sin ningún soporte sobre una placa de plomo, que estaba en helio líquido, es decir, a una temperatura de 4,2°K, mucho más baja que la temperatura crítica del plomo.

Se sabe que cuando cambia el campo magnético en cualquier conductor, surgen corrientes parásitas (corrientes de Foucault). En condiciones normales, se extinguen rápidamente por la resistencia. Pero, si no hay resistencia (¡superconductividad!), estas corrientes no se desvanecen y, naturalmente, se conserva el campo magnético creado por ellas. El imán sobre la placa de plomo, por supuesto, tenía su propio campo y, al caer sobre él, excitó un campo magnético de la placa misma, dirigido hacia el campo del imán, y lo repelió. Esto significa que la tarea era recoger un imán de tal masa que esta fuerza repulsiva pudiera mantenerlo a una distancia respetuosa.

En nuestro tiempo, la superconductividad es un área enorme de investigación científica y aplicación práctica. Por supuesto, es imposible decir que está asociado solo con el plomo. Pero la importancia del plomo en esta área no se limita a los ejemplos dados.

Uno de los mejores conductores de electricidad, el cobre, no se puede transferir a un estado superconductor. Por qué esto es así, los científicos aún no tienen un consenso. En los experimentos sobre la superconductividad del cobre, se asigna el papel de un aislante eléctrico. Pero en la tecnología superconductora se utiliza una aleación de cobre y plomo. En el rango de temperatura de 0,1...5°K, esta aleación presenta una dependencia lineal de la resistencia a la temperatura. Por lo tanto, se utiliza en instrumentos para medir temperaturas extremadamente bajas.

plomo y transporte

Y este tema consta de varios aspectos. El primero son las aleaciones antifricción a base de plomo. Junto con los conocidos babbits y bronces de plomo, una ligadura de plomo y calcio (3 ... 4% de calcio) a menudo sirve como aleación antifricción. Algunas soldaduras tienen el mismo propósito, que se distinguen por un bajo contenido de estaño y, en algunos casos, por la adición de antimonio. Las aleaciones de plomo con talio empiezan a jugar un papel cada vez más importante. La presencia de este último aumenta la resistencia al calor de los cojinetes, reduce la corrosión del plomo por los ácidos orgánicos formados durante la destrucción física y química de los aceites lubricantes.

El segundo aspecto es la lucha contra la detonación en los motores. El proceso de detonación es similar al proceso de combustión, pero su velocidad es demasiado alta... En los motores de combustión interna, ocurre debido a la descomposición de moléculas de hidrocarburos que aún no se han quemado bajo la influencia de una presión y temperatura crecientes. Al descomponerse, estas moléculas agregan oxígeno y forman peróxidos, que son estables solo en un rango de temperatura muy estrecho. Son ellos los que provocan la detonación y el combustible se enciende antes de que se alcance la compresión necesaria de la mezcla en el cilindro. Como resultado, el motor comienza a "saltar", se sobrecalienta, aparecen gases de escape negros (un signo de combustión incompleta), se acelera el desgaste de los pistones, el mecanismo de biela-cigüeñal se desgasta más, se pierde potencia ...

El agente antidetonante más común es el tetraetilo de plomo (TES) Pb (C 2 H 5) 4, un líquido tóxico incoloro. Su acción (y la de otros agentes antidetonantes organometálicos) se explica por el hecho de que a temperaturas superiores a 200 °C, las moléculas de la sustancia antidetonante se descomponen. Se forman radicales libres activos que, al reaccionar principalmente con peróxidos, reducen su concentración. El papel del metal formado durante la descomposición completa del tetraetilo de plomo se reduce a la desactivación de partículas activas, los productos de la descomposición explosiva de los mismos peróxidos.

La adición de tetraetilo de plomo al combustible nunca supera el 1%, pero no sólo por la toxicidad de esta sustancia. Un exceso de radicales libres puede iniciar la formación de peróxidos.

Los científicos del Instituto de Física Química de la Academia de Ciencias de la URSS, encabezados por el académico N.N. Semenov y el profesor A.S. Halcón.

Plomo y guerra

El plomo es un metal pesado con una densidad de 11,34. Fue esta circunstancia la que provocó el uso masivo del plomo en las armas de fuego. Por cierto, los proyectiles de plomo se usaban en la antigüedad: los honderos del ejército de Aníbal arrojaban balas de plomo a los romanos. Y ahora las balas están hechas de plomo, solo que su caparazón está hecho de otros metales más duros.

Cualquier aditivo al plomo aumenta su dureza, pero cuantitativamente el efecto de los aditivos es desigual. Se agrega hasta un 12 % de antimonio al plomo utilizado para la fabricación de metralla, y no más del 1 % de arsénico al plomo de las armas de fuego.

Sin iniciar explosivos, ni una sola arma de fuego rápido funcionará. Las sales de metales pesados ​​predominan entre las sustancias de esta clase. Utilizar, en particular, azida de plomo PbN 6 .

Todos los explosivos están sujetos a requisitos muy estrictos en términos de manejo seguro, potencia, resistencia química y física y sensibilidad. De todos los explosivos iniciadores conocidos, sólo el “fulminato de mercurio”, la azida y el trinitrorresorcinato de plomo (TNRS) “pasan” todas estas características.

Plomo y ciencia

En Alamogordo, el sitio de la primera explosión atómica, Enrico Fermi viajó en un tanque equipado con protección de plomo. Para entender por qué es el plomo el que protege contra la radiación gamma, debemos volver a la esencia de la absorción de la radiación de onda corta.

Los rayos gamma que acompañan a la desintegración radiactiva provienen del núcleo, cuya energía es casi un millón de veces mayor que la que se "recoge" en la capa exterior del átomo. Naturalmente, los rayos gamma son muchísimo más energéticos que los rayos de luz. Al encontrarse con la materia, un fotón o un cuanto de cualquier radiación pierde su energía, y así se expresa su absorción. Pero la energía de los rayos es diferente. Cuanto más corta es su ola, más enérgicos son o, como dicen, más duros. Cuanto más denso es el medio por el que pasan los rayos, más los retrasa. El plomo es denso. Al golpear la superficie del metal, los cuantos gamma eliminan electrones, para lo cual gastan su energía. Cuanto mayor es el número atómico de un elemento, más difícil es sacar un electrón de su órbita exterior debido a la mayor fuerza de atracción del núcleo.

También es posible otro caso, cuando un gamma-quantum choca con un electrón, le imparte una parte de su energía y continúa su movimiento. Pero después de la reunión, se volvió menos enérgico, más "suave", y en el futuro es más fácil que una capa de un elemento pesado absorba tal cuanto. Este fenómeno se llama efecto Compton en honor al científico estadounidense que lo descubrió.

Cuanto más duros son los rayos, mayor es su poder de penetración, un axioma que no requiere demostración. Sin embargo, los científicos que confiaron en este axioma se encontraron con una sorpresa muy curiosa. ¡De repente resultó que los rayos gamma con una energía de más de 1 millón de eV son retenidos por el plomo no más débiles, sino más fuertes que los menos duros! El hecho parecía contradecir la evidencia. Después de realizar los experimentos más sutiles, resultó que un gamma-cuántico con una energía de más de 1,02 MeV en las inmediaciones del núcleo "desaparece", convirtiéndose en un par electrón-positrón, y cada una de las partículas se lleva consigo. la mitad de la energía gastada en su formación. El positrón tiene una vida corta y, al chocar con un electrón, se convierte en un gamma-cuántico, pero de menor energía. La formación de pares electrón-positrón se observa solo en cuantos gamma de alta energía y solo cerca del núcleo "masivo", es decir, en un elemento con un número atómico más alto.

El plomo es uno de los últimos elementos estables de la tabla periódica. Y de los elementos pesados, es el más accesible, con una tecnología de extracción trabajada durante siglos, con minerales explorados. Y muy plástico. Y muy fácil de manejar. Esta es la razón por la cual el blindaje contra la radiación de plomo es el más común. Una capa de plomo de quince a veinte centímetros es suficiente para proteger a las personas de los efectos de la radiación de cualquier conocido por la ciencia clase.

Mencionemos brevemente un aspecto más del servicio del plomo a la ciencia. También está asociado con la radiactividad.

No hay partes de plomo en los relojes que usamos. Pero en los casos en que el tiempo no se mide en horas y minutos, sino en millones de años, el plomo es indispensable. Las transformaciones radiactivas del uranio y el torio culminan en la formación de isótopos estables del elemento N° 82. En este caso, sin embargo, se obtiene un plomo diferente. La descomposición de los isótopos 235 U y 238 U finalmente conduce a los isótopos 207 Pb y 206 Pb. El isótopo de torio más común, el 232 Th, completa sus transformaciones con el isótopo 208 Pb. Al establecer la proporción de isótopos de plomo en la composición de las rocas geológicas, puede averiguar cuánto tiempo existe un mineral en particular. En presencia de instrumentos de alta precisión (espectrómetros de masas), la edad de la roca se determina según tres determinaciones independientes: según las proporciones 206 Pb: 238 U; 207Pb: 235U y 208Pb: 232Th.

Plomo y cultura

Comencemos con el hecho de que estas líneas están impresas con letras hechas de aleación de plomo. Los componentes principales de las aleaciones de impresión son el plomo, el estaño y el antimonio. Es interesante que el plomo y el estaño comenzaron a usarse en la impresión de libros desde sus primeros pasos. Pero entonces no constituían una sola aleación. El pionero alemán Johann Guttenberg vertió letras de estaño en moldes de plomo, ya que consideró conveniente acuñar moldes de plomo blando que pudieran soportar un cierto número de vertidos de estaño. Las aleaciones de impresión de estaño y plomo actuales están diseñadas para cumplir muchos requisitos: deben tener buenas propiedades de fundición y baja contracción, ser lo suficientemente duros y químicamente resistentes a las tintas y las soluciones de lavado; durante la refundición, la composición debe permanecer constante.

Sin embargo, el servicio del plomo a la cultura humana comenzó mucho antes de la aparición de los primeros libros. La pintura apareció antes que la escritura. Durante muchos siglos, los artistas han utilizado pinturas a base de plomo, y todavía no han dejado de usarse: amarillo - plomo corona, rojo - rojo plomo y, por supuesto, blanco plomo. Por cierto, es por el plomo blanco que las pinturas de los viejos maestros parecen oscuras. Bajo la acción de las microimpurezas de sulfuro de hidrógeno en el aire, el plomo blanco se convierte en sulfuro de plomo oscuro PbS...

Durante mucho tiempo, las paredes de cerámica estuvieron cubiertas con esmaltes. El esmalte más simple está hecho de óxido de plomo y arena de cuarzo. Ahora, la supervisión sanitaria prohíbe el uso de este esmalte en la fabricación de artículos para el hogar: debe excluirse el contacto de productos alimenticios con sales de plomo. Pero en la composición de los esmaltes de mayólica destinados a fines decorativos, se utilizan compuestos de plomo de punto de fusión relativamente bajo, como antes.

Finalmente, el plomo es parte del cristal, más precisamente, no el plomo, sino su óxido. El vidrio de plomo se elabora sin complicaciones, se sopla y se corta fácilmente, es relativamente fácil aplicarle patrones y cortes ordinarios, en particular. Tal vidrio refracta bien los rayos de luz y por lo tanto encuentra aplicación en dispositivos ópticos.

Al agregar plomo y potasa (en lugar de cal) a la mezcla, se prepara un diamante de imitación: un vidrio con un brillo mayor que el de las piedras preciosas.

Plomo y medicina

Una vez en el cuerpo, el plomo, como la mayoría de los metales pesados, provoca envenenamiento. Sin embargo, el plomo es necesario para la medicina. Desde la época de los antiguos griegos permaneció en práctica médica lociones y emplastos de plomo, pero esto no se limita al servicio médico de plomo.

La bilis es necesaria no solo para los satíricos. Los ácidos orgánicos que contiene, principalmente el C 23 H 36 (OH) 3 CONHCH 2 COOH glucocólico, así como el C 23 H 36 (OH) 3 CONHCH 2 CH 2 SO 3 H taurocólico, estimulan la actividad hepática. Y dado que el hígado no siempre funciona con la precisión de un mecanismo bien establecido, la medicina necesita estos ácidos. Se aíslan y separan con acetato de plomo. La sal de plomo del ácido glicocólico precipita, mientras que el ácido taurocólico permanece en las aguas madres. Después de filtrar el precipitado, el segundo fármaco también se aísla de las aguas madres, actuando nuevamente con un compuesto de plomo, la sal acética principal.

Pero el trabajo principal del plomo en medicina está relacionado con el diagnóstico y la radioterapia. Protege a los médicos de la exposición constante a los rayos X. Para una absorción casi completa de los rayos X, es suficiente colocar una capa de plomo de 2 ... 3 mm en su camino. Por eso, el personal médico de las salas de rayos X está vestido con delantales, guantes y cascos de goma, que contiene plomo. Y la imagen de la pantalla se observa a través de un cristal de plomo.

Estos son los principales aspectos de la relación del hombre con el plomo, un elemento conocido desde la antigüedad, pero que aún hoy sirve al hombre en muchas áreas de su actividad.

Macetas maravillosas gracias al plomo.

La producción de metales, especialmente de oro, se consideraba un "arte sagrado" en el antiguo Egipto. Los conquistadores de Egipto torturaron a sus sacerdotes, arrancándoles los secretos de la fundición del oro, pero murieron guardando el secreto. La esencia del proceso, que tanto custodiaban los egipcios, se descubrió muchos años después. Trataban el mineral de oro con plomo fundido, que disolvía los metales preciosos y extraía así el oro de los minerales. Luego, esta solución se sometió a tostado oxidativo y el plomo se convirtió en óxido. El principal secreto de este proceso fueron las ollas de cocción. Estaban hechos de ceniza de hueso. Durante la fusión, el óxido de plomo se absorbía en las paredes de la olla, mientras arrastraba impurezas aleatorias. Y en el fondo había una aleación pura.

Uso de lastre de plomo

El 26 de mayo de 1931, se suponía que el profesor Auguste Piccard surcaría los cielos en un globo estratosférico de su propio diseño, con una cabina presurizada. Y me levanté. Pero, mientras desarrollaba los detalles del próximo vuelo, Piccard inesperadamente se topó con un obstáculo que no era en absoluto una orden técnica. Como lastre, decidió llevar a bordo no arena, sino perdigones de plomo, que requerían mucho menos espacio en la góndola. Al enterarse de esto, los oficiales a cargo del vuelo prohibieron categóricamente el reemplazo: las reglas dicen "arena", no se permite arrojar nada más sobre la cabeza de las personas (excepto agua). Piccard decidió probar la seguridad de su lastre. Calculó la fuerza de fricción de los perdigones de plomo contra el aire y ordenó que se le arrojara sobre la cabeza desde el edificio más alto de Bruselas. La completa seguridad de la "lluvia de plomo" ha quedado claramente demostrada. Sin embargo, la administración hizo caso omiso de la experiencia: “La ley es la ley, dice arena, que quiere decir arena, no tiro”. El obstáculo parecía insuperable, pero el científico encontró una salida: anunció que "arena de plomo" estaría en la góndola del globo estratosférico como lastre. Al reemplazar la palabra "disparo" con la palabra "arena", los burócratas se desarmaron y ya no obstaculizaron a Piccard.

Plomo en la industria de la pintura

El plomo blanco se pudo producir hace 3 mil años. Su principal proveedor en el mundo antiguo era la isla de Rodas en el mar Mediterráneo. Entonces no había suficientes pinturas y eran extremadamente caras. El célebre pintor griego Nikias una vez esperó ansiosamente la llegada de la cal de Rodas. El preciado cargamento llegó al puerto ateniense de El Pireo, pero de repente se desató un incendio allí. Las llamas envolvieron los barcos en los que se trajo el blanco. Cuando se extinguió el fuego, el frustrado artista subió a la cubierta de uno de los barcos siniestrados. Esperaba que no se perdiera todo el cargamento, pero al menos un barril con la pintura que necesitaba podría haber sobrevivido. De hecho, se encontraron barriles de cal en la bodega: no se quemaron, pero estaban muy carbonizados. Cuando se abrieron los barriles, la sorpresa del artista no tuvo límites: ¡no tenían pintura blanca, sino roja brillante! Entonces, el fuego en el puerto sugirió una forma de hacer una pintura maravillosa: minio.

plomo y gases

A la hora de fundir uno u otro metal hay que tener cuidado de eliminar los gases de la masa fundida, ya que de lo contrario se obtiene un material de baja calidad. Esto se logra mediante varios métodos tecnológicos. La fundición de plomo en este sentido no causa ningún problema a los metalúrgicos: el oxígeno, el nitrógeno, el dióxido de azufre, el hidrógeno, el monóxido de carbono, el dióxido de carbono, los hidrocarburos no se disuelven ni en el plomo líquido ni en el sólido.

Plomo en la construcción

En la antigüedad, cuando se construían edificios o estructuras defensivas, las piedras a menudo se sujetaban con plomo fundido. En el pueblo de Stary Krym, las ruinas de la llamada mezquita de plomo, construida en el siglo XIV, han sobrevivido hasta el día de hoy. El edificio recibió su nombre porque los huecos en la mampostería están llenos de plomo.

Restricciones de plomo

Actualmente, la industria en todo el mundo está pasando por otra etapa de transformación asociada con el endurecimiento de los estándares ambientales: hay un rechazo generalizado al plomo. Alemania ha restringido severamente su uso desde 2000, los Países Bajos desde 2002 y países europeos como Dinamarca, Austria y Suiza han prohibido el uso de plomo por completo. Esta tendencia será común a todos los países de la UE en 2015. Los EE. UU. y Rusia también están desarrollando activamente tecnologías que ayudarán a encontrar una alternativa al uso del plomo.

Su uso generalizado en la industria ha dado como resultado que la contaminación por plomo se encuentre en todas partes. Considere los componentes más importantes de la biosfera, como el aire, el agua y el suelo.

Comencemos con la atmósfera. Con el aire, una pequeña cantidad de plomo ingresa al cuerpo humano (solo 1-2%), pero la mayor parte del plomo se absorbe. Las mayores emisiones de plomo a la atmósfera se dan en las siguientes industrias:

• industria metalúrgica;
• ingeniería mecánica (producción de acumuladores);
• complejo de combustible y energía (producción de gasolina con plomo);
• complejo químico (producción de pigmentos, lubricantes, etc.);
• empresas de vidrio;
• producción de conservas;
• industria maderera y de pulpa y papel;
• empresas de la industria de defensa.

Sin duda, la fuente más importante de contaminación por plomo en la atmósfera son los vehículos de motor que utilizan gasolina con plomo.

Se ha comprobado que un aumento del contenido de plomo en el agua potable provoca, por regla general, un aumento de su concentración en la sangre. Un incremento significativo en el contenido de este metal en aguas superficiales está asociado a su alta concentración en aguas residuales de plantas procesadoras de minerales, algunas plantas metalúrgicas, minas, etc.

Desde el suelo contaminado, el plomo ingresa a los cultivos agrícolas y, junto con los alimentos, directamente al cuerpo humano. Se observó una acumulación activa de este metal en el repollo y los tubérculos, y en aquellos que se comen ampliamente (por ejemplo, en las papas). Algunos tipos de suelos se unen fuertemente al plomo, que protege el suelo y el agua potable, los productos vegetales de la contaminación. Pero luego, el suelo mismo se vuelve gradualmente más y más contaminado, y en algún momento puede ocurrir la destrucción de la materia orgánica del suelo con la liberación de plomo en la solución del suelo. Como resultado, será inadecuado para uso agrícola.

Por lo tanto, debido a la contaminación ambiental global con plomo, se ha convertido en un componente ubicuo de cualquier planta y comida para animales. En el cuerpo humano, la mayor parte del plomo proviene de los alimentos: del 40 al 70 % en diferentes países. Los alimentos vegetales generalmente contienen más plomo que los productos animales.

Como ya se mencionó, todo es culpa empresas industriales. Naturalmente, en las propias instalaciones de producción, que se ocupan del plomo, la situación ambiental es peor que en cualquier otro lugar. Según los resultados de las estadísticas oficiales, entre las intoxicaciones ocupacionales, el plomo ocupa el primer lugar. En la industria eléctrica, metalurgia no ferrosa e ingeniería mecánica, la intoxicación se debe al exceso de MPC de plomo en el aire. área de trabajo 20 o más veces. El plomo causa cambios patológicos extensos en el sistema nervioso, interrumpe la actividad de los sistemas cardiovascular y reproductivo.

El plomo (Pb del lat. Plumbum) es un elemento químico que se encuentra en el Grupo IV de la Tabla Periódica. El plomo tiene muchos isótopos, más de 20 de los cuales son radiactivos. Los isótopos de plomo son productos de la descomposición del uranio y el torio, por lo que el contenido de plomo en la litosfera ha aumentado gradualmente a lo largo de millones de años y ahora es de alrededor del 0,0016 % en masa, pero es más abundante que sus parientes más cercanos, como el oro y el plomo. El plomo se aísla fácilmente de los depósitos de minerales. Las principales fuentes de plomo son la galena, la anglesita y la cerusita. En el mineral, el plomo a menudo coexiste con otros metales, como el zinc, el cadmio y el bismuto. En su forma nativa, el plomo es extremadamente raro.

Plomo - hechos históricos interesantes

La etimología de la palabra "plomo" todavía no está del todo clara y es objeto de una investigación muy interesante. El plomo es muy similar al estaño, a menudo se confunden, por lo que en la mayoría de los idiomas eslavos occidentales, el plomo es estaño. Pero la palabra "plomo" se encuentra en los idiomas lituano (svinas) y letón (svin). Plomo traducido al inglés plomo, al holandés lood. Aparentemente, de aquí es de donde proviene la palabra "retoques", es decir. cubra el producto con una capa de estaño (o plomo). El origen de la palabra latina Plumbum, de la que se deriva la palabra inglesa fontanero, tampoco se comprende del todo. El hecho es que una vez que las tuberías de agua estaban "selladas" con plomo, "selladas" (plomber francés "sello con plomo"). Por cierto, de aquí viene la conocida palabra “relleno”. Pero la confusión no acaba ahí, los griegos siempre llamaron al plomo “molibdos”, de ahí el latín “molibdaena”, es fácil que un ignorante confunda este nombre con el nombre elemento químico molibdeno. Por eso en la antigüedad se llamaban minerales brillantes a los que dejan una marca oscura sobre una superficie clara. Este hecho ha dejado su huella en el idioma alemán: "lápiz" en alemán se llama Bleistift, es decir, varilla de plomo
La humanidad ha estado familiarizada con el plomo desde tiempos inmemoriales. Los arqueólogos han encontrado productos de plomo fundidos hace 8000 años. En el antiguo Egipto, las estatuas incluso se fundían en plomo. En la antigua Roma, las tuberías de agua estaban hechas de plomo, fue él quien predeterminó la primera catástrofe ambiental de la historia. Los romanos no tenían idea de los peligros del plomo, les gustaba el metal maleable, duradero y fácil de trabajar. Incluso se creía que el plomo añadido al vino mejoraba su sabor. Por lo tanto, casi todos los romanos fueron envenenados con plomo. Hablaremos de los síntomas del envenenamiento por plomo a continuación, pero por ahora solo indicaremos que uno de ellos es el trastorno mental. Aparentemente, todas estas locuras de nobles romanos e innumerables orgías locas se originan aquí. Algunos investigadores incluso creen que el plomo fue casi la razón principal de la caída de la Antigua Roma.
En la antigüedad, los alfareros molían el mineral de plomo, lo diluían con agua y vertían objetos de arcilla sobre la mezcla resultante. Después de la cocción, estos recipientes se cubrían con una fina capa de vidrio de plomo brillante.
En 1673, el inglés George Ravenscroft mejoró la composición del vidrio añadiendo óxido de plomo a los componentes iniciales y obtuvo así un vidrio fusible, brillante, muy similar al cristal de roca natural. Y a finales del siglo XVIII, Georg Strass fusionó arena blanca, potasa y óxido de plomo en la fabricación del vidrio, obteniendo un vidrio tan limpio y brillante que era difícil distinguirlo del diamante. De ahí el nombre de "pedrería", de hecho, una falsificación de piedras preciosas. Lamentablemente, entre sus contemporáneos, Strass era conocido como un fraude y su invento quedó en el olvido hasta que, a principios del siglo XX, Daniel Swarovski consiguió convertir la producción de pedrería en toda una industria de la moda y dirección de arte.
Después del advenimiento y uso generalizado de las armas de fuego, el plomo comenzó a usarse para fabricar balas y perdigones. Las letras de imprenta estaban hechas de plomo. El plomo anteriormente formaba parte de las pinturas blancas y rojas, fueron utilizadas por casi todos los artistas antiguos.

perdigones de plomo

Resumen de las propiedades químicas del plomo

El plomo es un metal gris opaco. Sin embargo, su corte fresco brilla bien, pero desafortunadamente casi instantáneamente se cubre con una película de óxido sucio. El plomo es un metal muy pesado, es una vez y media más pesado que el hierro y cuatro veces más pesado que el aluminio. No sin razón en ruso la palabra "plomo" es hasta cierto punto sinónimo de gravedad. El plomo es un metal muy fusible, ya se derrite a 327 ° C. Bueno, este hecho es conocido por todos los pescadores que derriten fácilmente los pesos que necesitan. Además, el plomo es muy blando, se puede cortar con un cuchillo de acero ordinario. El plomo es un metal muy inactivo, no es difícil reaccionar con él o disolverlo incluso a temperatura ambiente.
Los derivados orgánicos del plomo son sustancias altamente tóxicas. Desafortunadamente, uno de ellos, el tetraetilo de plomo, se ha utilizado ampliamente como potenciador de octanaje en la gasolina. Pero, por otro lado, afortunadamente, el tetraetilo de plomo ya no se usa de esta forma, los químicos y los trabajadores de producción han aprendido a aumentar el octanaje de manera más segura.

El efecto del plomo en el cuerpo humano y los síntomas de envenenamiento.

Todos los compuestos de plomo son altamente tóxicos. El metal ingresa al cuerpo con los alimentos o el aire inhalado y es transportado por la sangre. Además, la inhalación de vapores de compuestos de plomo y polvo es mucho más peligrosa que su presencia en los alimentos. El plomo tiende a acumularse en los huesos, reemplazando parcialmente al calcio en este caso. Con un aumento en la concentración de plomo en el cuerpo, se desarrolla anemia, el cerebro se ve afectado, lo que conduce a una disminución de la inteligencia y en los niños puede causar retrasos irreversibles en el desarrollo. Es suficiente disolver un miligramo de plomo en un litro de agua y se volverá no solo inadecuado, sino también peligroso para beber. Una cantidad tan baja de plomo también supone un cierto peligro, ni el color ni el sabor del agua cambian. Los principales síntomas de la intoxicación por plomo son:

• borde gris en las encías,
• letargo,
• apatía,
• pérdida de memoria,
• demencia,
• problemas de la vista,
• envejecimiento temprano

Solicitud de plomo

Sin embargo, a pesar de la toxicidad, no hay forma de abandonar el uso del plomo debido a sus propiedades excepcionales y bajo costo. El plomo se utiliza principalmente para la producción de placas de batería, que actualmente consume alrededor del 75% del plomo extraído en el planeta. El plomo se utiliza como revestimiento de cables eléctricos debido a su ductilidad y resistencia a la corrosión. Este metal es muy utilizado en la industria química y de refinación de petróleo, por ejemplo, para el revestimiento de reactores en los que se produce ácido sulfúrico. El plomo tiene la capacidad de retrasar la radiación radiactiva, que también se usa ampliamente en energía, medicina y química. En contenedores de plomo, por ejemplo, se transportan elementos radiactivos. El plomo se utiliza en la producción de núcleos de balas y metralla. Además, este metal encuentra su aplicación en la producción de rodamientos.

Estatua de plomo de San Martín en Bratislava

Plomo(lat. Plumbum), Pb, un elemento químico del Grupo IV de la Tabla Periódica de Mendeleev; número atómico 82, masa atómica 207,2. El plomo es un metal pesado de color gris azulado, muy dúctil, blando (cortado con un cuchillo, rayado con una uña). El plomo natural consta de 5 isótopos estables con números de masa 202 (trazas), 204 (1,5 %), 206 (23,6 %), 207 (22,6 %), 208 (52,3 %). Los tres últimos isótopos son los productos finales de las transformaciones radiactivas de 238 U, 235 U y 232 Th. Las reacciones nucleares producen numerosos isótopos radiactivos de plomo.

Referencia histórica. El plomo se conocía desde hace 6-7 mil años antes de Cristo. mi. los pueblos de Mesopotamia, Egipto y otros países del mundo antiguo. Sirvió para la fabricación de estatuas, artículos para el hogar, tablillas para escribir. Los romanos usaban tuberías de plomo para la plomería. Los alquimistas llamaron a Saturno de Plomo y lo designaron como el signo de este planeta. Compuestos Plomo - "cenizas de plomo" РbО, plomo blanco 2РbСО 3 ·Рb(OH) 2 se utilizaron en la antigua Grecia y Roma como componentes de medicamentos y pinturas. Cuando se inventaron las armas de fuego, el plomo comenzó a utilizarse como material para las balas. La toxicidad del plomo se observó ya en el siglo I d.C. mi. Médico griego Dioscórides y Plinio el Viejo.

Distribución del plomo en la naturaleza. Contenido de plomo en la corteza terrestre(Clark) 1,6 10 -3% en peso. La formación en la corteza terrestre de unos 80 minerales que contienen plomo (el principal de ellos es la galena PbS) está asociada principalmente con la formación de depósitos hidrotermales. Numerosos (alrededor de 90) minerales secundarios se forman en las zonas de oxidación de los minerales polimetálicos: sulfatos (anglesita PbSO 4), carbonatos (cerusita PbCO 3), fosfatos [piromorfita Pb 5 (PO 4) 3 Cl].

En la biosfera, el Plomo se disipa principalmente, es pequeño en materia viva (5·10 -5%), agua de mar (3·10 -9%). El plomo de las aguas naturales es parcialmente absorbido por las arcillas y precipitado por el sulfuro de hidrógeno, por lo que se acumula en los limos marinos contaminados con sulfuro de hidrógeno y en las arcillas negras y las lutitas formadas a partir de ellos.

Propiedades físicas del plomo. El plomo cristaliza en una red cúbica centrada en las caras (a = 4,9389 Å) y no tiene modificaciones alotrópicas. radio atómico 1,75 Å, radios iónicos: Pb 2+ 1,26 Å, Pb 4+ 0,76 Å; densidad 11,34 g/cm3 (20°C); t pl 327,4 °С; t paca 1725 °C; capacidad calorífica específica a 20 °C 0,128 kJ/(kg·K) | conductividad térmica 33,5 W/(m·K); coeficiente de temperatura de dilatación lineal de 29,1·10 -6 a temperatura ambiente; dureza Brinell 25-40 MN/m 2 (2,5-4 kgf/mm 2); resistencia a la tracción 12-13 MN/m 2 , en compresión alrededor de 50 MN/m 2 ; alargamiento relativo a la rotura 50-70%. El endurecimiento en frío no mejora las propiedades mecánicas del Plomo, ya que su temperatura de recristalización está por debajo de la temperatura ambiente (alrededor de -35°C a un grado de deformación del 40% o más). El plomo es diamagnético, su susceptibilidad magnética es -0.12·10 -6 . A 7,18 K se convierte en superconductor.

Propiedades químicas del plomo. La configuración de las capas electrónicas externas del átomo de Pb 6s 2 6р 2, según la cual exhibe los estados de oxidación +2 y +4. El plomo es relativamente inactivo químicamente. El brillo metálico de un corte de plomo fresco desaparece gradualmente en el aire debido a la formación de una película muy delgada de PbO, que protege contra una mayor oxidación.

Con el oxígeno forma una serie de óxidos Pb 2 O, PbO, PbO 2, Pb 3 O 4 y Pb 2 O 3.

En ausencia de O 2 , el agua a temperatura ambiente no actúa sobre el plomo, pero descompone el vapor de agua caliente para formar óxido de plomo e hidrógeno. En correspondencia con los óxidos PbO y PbO 2 , los hidróxidos Pb (OH) 2 y Pb (OH) 4 son de naturaleza anfótera.

La unión del Plomo con el hidrógeno PbH 4 se obtiene en pequeñas cantidades por la acción del ácido clorhídrico diluido sobre el Mg 2 Pb. El PbH 4 es un gas incoloro que se descompone muy fácilmente en Pb y H 2 . Cuando se calienta, el plomo se combina con halógenos, formando haluros de PbX 2 (X es un halógeno). Todos ellos son ligeramente solubles en agua. También se obtuvieron haluros de PbX 4 : tetrafluoruro de PbF 4 - cristales incoloros y tetracloruro de PbCl 4 - líquido aceitoso amarillo. Ambos compuestos se descomponen fácilmente, liberando F 2 o Cl 2 ; hidrolizado por agua. El plomo no reacciona con el nitrógeno. La azida de plomo Pb(N 3) 2 se obtiene por interacción de soluciones de azida de sodio NaN 3 y sales de Pb (II); cristales incoloros en forma de aguja, escasamente solubles en agua; al impactar o calentar, se descompone en Pb y N 2 con una explosión. El azufre actúa sobre el plomo cuando se calienta para formar sulfuro de PbS, un polvo negro amorfo. El sulfuro también se puede obtener pasando sulfuro de hidrógeno a soluciones de sales de Pb (II); en la naturaleza, se presenta en forma de brillo de plomo: galena.

En la serie de voltajes, el Pb es mayor que el hidrógeno (los potenciales de electrodo normales son respectivamente -0,126 V para Pb = Pb 2+ + 2e y +0,65 V para Pb = Pb 4+ + 4e). Sin embargo, el plomo no desplaza al hidrógeno de los ácidos clorhídrico y sulfúrico diluidos, debido a un sobrevoltaje de H 2 sobre el Pb, así como a la formación de películas protectoras de cloruro PbCl 2 y sulfato PbSO 4 escasamente solubles sobre la superficie del metal. El H 2 SO 4 y el HCl concentrados, cuando se calientan, actúan sobre el Pb y se obtienen compuestos complejos solubles de composición Pb (HSO 4) 2 y H 2 [PbCl 4]. Los ácidos nítrico, acético y también algunos orgánicos (por ejemplo, cítrico) disuelven el plomo para formar sales de Pb(II). Según su solubilidad en agua, las sales se dividen en solubles (acetato, nitrato y clorato de plomo), poco solubles (cloruro y fluoruro) e insolubles (sulfato, carbonato, cromato, fosfato, molibdato y sulfuro). Las sales de Pb (IV) se pueden obtener por electrólisis de soluciones fuertemente acidificadas de H 2 SO 4 de sales de Pb (II); las más importantes de las sales de Pb (IV) son el sulfato de Pb (SO 4) 2 y el acetato de Pb (C 2 H 3 O 2) 4. Las sales de Pb (IV) tienden a agregar iones negativos en exceso para formar aniones complejos, por ejemplo, plumbatos (PbO 3) 2- y (PbO 4) 4-, cloroplumbatos (PbCl 6) 2-, hidroxoplumbatos [Pb (OH) 6 ] 2- y otros. Las soluciones concentradas de álcalis cáusticos, cuando se calientan, reaccionan con el Pb con liberación de hidrógeno e hidroxoplumbitas del tipo X 2 [Pb(OH) 4].

Conseguir plomo. El plomo metálico se obtiene mediante la tostación oxidativa de PbS, seguida de la reducción de PbO a Pb bruto ("werkble") y el refinado (purificación) de este último. El tostado oxidativo del concentrado se lleva a cabo en máquinas de cinta de sinterización continua. Durante la cocción de PbS, prevalece la reacción:

2PbS + ZO 2 \u003d 2PbO + 2SO 2.

Además, también se obtiene un poco de sulfato de PbSO 4 , que se convierte en silicato de PbSiO 3 , para lo cual se añade a la mezcla arena de cuarzo. Al mismo tiempo, también se oxidan los sulfuros de otros metales (Cu, Zn, Fe) presentes como impurezas. Como resultado de la cocción, en lugar de una mezcla en polvo de sulfuros, se obtiene un aglomerado: una masa continua sinterizada porosa, que consiste principalmente en óxidos PbO, CuO, ZnO, Fe 2 O 3. Se mezclan trozos de aglomerado con coque y piedra caliza, y esta mezcla se carga en un horno con camisa de agua, al que se suministra aire a presión desde abajo a través de tuberías ("toberas"). El coque y el monóxido de carbono (II) reducen el PbO a Pb ya a bajas temperaturas (hasta 500 °C). A temperaturas más altas, tienen lugar las siguientes reacciones:

CaCO 3 \u003d CaO + CO 2

2PbSiO 3 + 2CaO + C \u003d 2Pb + 2CaSiO 3 + CO 2.

Los óxidos de Zn y Fe se convierten parcialmente en ZnSiO 3 y FeSiO 3 , que junto con CaSiO 3 forman una escoria que flota hacia la superficie. Los óxidos de plomo se reducen a metal. El plomo crudo contiene 92-98% Pb, el resto - impurezas de Cu, Ag (a veces Au), Zn, Sn, As, Sb, Bi, Fe. Las impurezas de Cu y Fe se eliminan por seigerización. Para eliminar Sn, As, Sb, se sopla aire a través del metal fundido. La separación de Ag (y Au) se realiza mediante la adición de Zn, que forma una "espuma de zinc" formada por compuestos de Zn con Ag (y Au), más ligera que el Pb, y que funde a 600-700 °C. El exceso de Zn se elimina del Pb fundido pasando aire, vapor o cloro. Para eliminar Bi, se añade Ca o Mg al Pb líquido, dando compuestos de bajo punto de fusión Ca 3 Bi 2 y Mg 3 Bi 2 . El plomo refinado por estos métodos contiene 99.8-99.9% Pb. La purificación adicional se lleva a cabo mediante electrólisis, lo que da como resultado una pureza de al menos el 99,99 %.

Aplicación de Plomo. El plomo es ampliamente utilizado en la producción de baterías de plomo, utilizadas para la fabricación de equipos de fábrica, resistentes a gases y líquidos agresivos. El plomo absorbe fuertemente los rayos γ y los rayos X, por lo que se utiliza como material de protección contra su acción (recipientes para almacenar sustancias radiactivas, equipos para salas de rayos X, etc.). Grandes cantidades de plomo se utilizan para fabricar cubiertas de cables eléctricos, que los protegen de la corrosión y los daños mecánicos. Muchas aleaciones de plomo están hechas de plomo. El óxido de plomo PbO se introduce en cristal y vidrio óptico para obtener materiales con un alto índice de refracción. El minio, el cromato (corona amarilla) y el carbonato básico de plomo (blanco de plomo) son pigmentos de uso limitado. El cromato de plomo es un agente oxidante utilizado en química analítica. La azida y el estifato (trinitrorresorcinato) son explosivos iniciadores. El tetraetilo de plomo es un agente antidetonante. El acetato de plomo sirve como indicador para la detección de H 2 S. 204 Pb (estable) y 212 Pb (radiactivo) se utilizan como trazadores isotópicos.

Plomo en el cuerpo. Las plantas absorben el plomo del suelo, el agua y las lluvias atmosféricas. El plomo ingresa al cuerpo humano con los alimentos (alrededor de 0,22 mg), el agua (0,1 mg), el polvo (0,08 mg). El nivel diario seguro de ingesta de plomo para humanos es de 0,2 a 2 mg. Se excreta principalmente con las heces (0,22-0,32 mg), menos con la orina (0,03-0,05 mg). El cuerpo humano contiene en promedio alrededor de 2 mg de plomo (en algunos casos, hasta 200 mg). En los habitantes de los países industrializados, el contenido de Plomo en el cuerpo es más alto que en los habitantes de los países agrarios, en la gente de la ciudad es más alto que en las áreas rurales. El principal depósito de Plomo es el esqueleto (90% del Plomo total en el organismo): 0,2-1,9 µg/g se acumula en el hígado; en la sangre - 0.15-0.40 mcg / ml; en cabello - 24 mcg / g, en leche - 0.005-0.15 mcg / ml; también se encuentra en el páncreas, los riñones, el cerebro y otros órganos. La concentración y distribución de plomo en el organismo de los animales se acercan a las establecidas para los humanos. Con un aumento en el nivel de plomo en el medio ambiente, aumenta su depósito en los huesos, el cabello y el hígado.

El envenenamiento con plomo y sus compuestos es posible en la extracción de minerales, la fundición de plomo, la producción de pinturas con plomo, la imprenta, la alfarería, la producción de cables, la producción y el uso de tetraetilo de plomo, etc. El envenenamiento doméstico ocurre raramente y se observa al comer productos que han sido almacenados en loza, vidriada con albayalde o litargirio. El plomo y sus compuestos inorgánicos en forma de aerosoles penetran en el organismo principalmente a través de vías aéreas, en menor medida a través de tracto gastrointestinal y piel El plomo circula en la sangre en forma de coloides altamente dispersos: fosfato y albuminato. El plomo se excreta principalmente a través de los intestinos y los riñones. La violación del metabolismo de porfirinas, proteínas, carbohidratos y fosfatos, la deficiencia de vitaminas C y B 1 , los cambios funcionales y orgánicos en el sistema nervioso central y autónomo, y el efecto tóxico del plomo en la médula ósea juegan un papel en el desarrollo de la intoxicación. El envenenamiento puede ser latente (el llamado porte), cursar en formas leves, moderadas y severas.

Los signos más comunes de envenenamiento por plomo son: borde (franja lila-pizarra) a lo largo del borde de las encías, color terroso pálido piel; reticulocitosis y otras alteraciones en la sangre, aumento de los niveles de porfirinas en la orina, presencia de plomo en la orina en cantidades de 0,04-0,08 mg/l o más, etc. El daño al sistema nervioso se manifiesta por astenia, en formas graves - encefalopatía, parálisis (principalmente extensores de la mano y dedos), polineuritis. Con el llamado cólico de plomo, hay dolores agudos de calambres en el abdomen, estreñimiento, que duran desde varias horas hasta 2-3 semanas; a menudo, el cólico se acompaña de náuseas, vómitos, aumento de la presión arterial, temperatura corporal de hasta 37,5-38 ° C. En la intoxicación crónica, es posible que se produzcan daños en el hígado, el sistema cardiovascular, la disfunción endocrina (por ejemplo, en mujeres: abortos espontáneos, dismenorrea, menorragia y otros). La inhibición de la reactividad inmunobiológica contribuye a una mayor morbilidad general.

El plomo es un elemento químico de número atómico 82 y símbolo Pb (del latín plumbum - lingote). Es un metal pesado con una densidad superior a la de la mayoría de los materiales convencionales; el plomo es blando, maleable y se funde a temperaturas relativamente bajas. El plomo recién cortado tiene un tono blanco azulado; se vuelve gris opaco cuando se expone al aire. El plomo tiene el segundo número atómico más alto de los elementos clásicamente estables y se encuentra al final de las tres principales cadenas de descomposición de los elementos más pesados. El plomo es un elemento posterior a la transición relativamente no reactivo. Su débil carácter metálico se ejemplifica por su naturaleza anfótera (el plomo y los óxidos de plomo reaccionan con ácidos y bases) y su tendencia a formar enlaces covalentes. Los compuestos de plomo suelen estar en el estado de oxidación +2 en lugar de +4, normalmente con los miembros más ligeros del grupo de carbono. Las excepciones se limitan principalmente a los compuestos orgánicos. Al igual que los miembros más ligeros de este grupo, el plomo tiende a vincularse consigo mismo; puede formar cadenas, anillos y estructuras poliédricas. El plomo se extrae fácilmente de los minerales de plomo y ya lo conocían los pueblos prehistóricos de Asia occidental. El principal mineral de plomo, la galena, a menudo contiene plata, y el interés por la plata contribuyó a la extracción y el uso a gran escala del plomo en la antigua Roma. La producción de plomo declinó después de la caída del Imperio Romano y no alcanzó los mismos niveles hasta la Revolución Industrial. En la actualidad, la producción mundial de plomo es de unos diez millones de toneladas al año; la producción secundaria procedente de la transformación representa más de la mitad de esta cantidad. El plomo tiene varias propiedades que lo hacen útil: alta densidad, bajo punto de fusión, ductilidad y relativa inercia a la oxidación. Combinados con la abundancia relativa y el bajo costo, estos factores han llevado al uso generalizado del plomo en la construcción, plomería, baterías, balas, pesas, soldaduras, peltre, aleaciones fusibles y protección contra la radiación. A fines del siglo XIX, se reconoció que el plomo era altamente tóxico y, desde entonces, su uso se ha ido eliminando. El plomo es una neurotoxina que se acumula en los tejidos blandos y los huesos, dañando el sistema nervioso y provocando trastornos cerebrales y sanguíneos en los mamíferos.

Propiedades físicas

Propiedades atómicas

El átomo de plomo tiene 82 electrones dispuestos en la configuración electrónica 4f145d106s26p2. Las energías de ionización primera y segunda combinadas, la energía total requerida para eliminar dos electrones 6p, es similar a la del estaño, el principal vecino del plomo en el grupo de carbono. Es inusual; las energías de ionización generalmente descienden en el grupo a medida que los electrones externos del elemento se alejan más del núcleo y están más protegidos por orbitales más pequeños. La similitud de las energías de ionización se debe a la reducción de los lantánidos: una disminución en los radios de los elementos desde el lantano (número atómico 57) hasta el lutecio (71) y radios relativamente pequeños de los elementos después del hafnio (72). Esto se debe a la escasa protección del núcleo por parte de los electrones de los lantánidos. Las primeras cuatro energías de ionización combinadas del plomo superan las del estaño, contrariamente a las tendencias periódicas predichas. Los efectos relativistas, que se vuelven significativos en los átomos más pesados, contribuyen a este comportamiento. Uno de estos efectos es el efecto del par inerte: los electrones 6s del plomo son reacios a participar en el enlace, lo que hace que la distancia entre los átomos más cercanos en el plomo cristalino sea inusualmente larga. Los grupos de carbono de plomo más livianos forman alótropos estables o metaestables con una estructura cúbica de diamante coordinada tetraédricamente y unida covalentemente. Los niveles de energía de sus orbitales s y p externos están lo suficientemente cerca como para permitir la mezcla con los cuatro orbitales híbridos sp3. En el plomo, el efecto del par inerte aumenta la distancia entre sus orbitales s y p, y la brecha no se puede salvar con la energía que liberarán los enlaces adicionales después de la hibridación. A diferencia de la estructura cúbica del diamante, el plomo forma enlaces metálicos en los que solo los electrones p se deslocalizan y comparten entre los iones Pb2+. Por lo tanto, el plomo tiene una estructura cúbica centrada en las caras, como los metales divalentes del mismo tamaño, calcio y estroncio.

Grandes volúmenes

El plomo puro tiene un color plateado brillante con un toque de azul. Se deslustra al contacto con el aire húmedo y su tonalidad depende de las condiciones reinantes. Las propiedades características del plomo incluyen alta densidad, ductilidad y alta resistencia a la corrosión (debido a la pasivación). La estructura cúbica densa y el alto peso atómico del plomo dan como resultado una densidad de 11,34 g/cm3, que es mayor que la de metales comunes como el hierro (7,87 g/cm3), el cobre (8,93 g/cm3) y el zinc (7,14 g/cm3). ). Algunos de los metales más raros son más densos: el tungsteno y el oro tienen 19,3 g/cm3, mientras que el osmio, el metal más denso, tiene una densidad de 22,59 g/cm3, casi el doble que el plomo. El plomo es un metal muy blando con una dureza Mohs de 1,5; se puede rayar con una uña. Es bastante maleable y algo dúctil. El módulo volumétrico del plomo, una medida de su facilidad de compresibilidad, es de 45,8 GPa. A modo de comparación, el módulo volumétrico del aluminio es de 75,2 GPa; cobre - 137,8 GPa; y acero dulce - 160-169 GPa. La resistencia a la tracción a 12-17 MPa es baja (6 veces mayor para el aluminio, 10 veces mayor para el cobre y 15 veces mayor para el acero dulce); se puede mejorar agregando una pequeña cantidad de cobre o antimonio. El punto de fusión del plomo, 327,5 °C (621,5 °F), es bajo en comparación con la mayoría de los metales. Su punto de ebullición es de 1749 °C (3180 °F) y es el más bajo de los elementos del grupo de carbono. La resistencia eléctrica del plomo a 20 °C es de 192 nanómetros, casi un orden de magnitud superior a la de otros metales industriales (cobre a 15,43 nΩ m, oro a 20,51 nΩ m y aluminio a 24,15 nΩ m). El plomo es un superconductor a temperaturas inferiores a 7,19 K, la temperatura crítica más alta de todos los superconductores de Tipo I. El plomo es el tercer superconductor elemental más grande.

Isótopos de plomo

El plomo natural consta de cuatro isótopos estables con números de masa 204, 206, 207 y 208, y trazas de cinco radioisótopos de vida corta. La gran cantidad de isótopos es consistente con el hecho de que la cantidad de átomos de plomo es par. El plomo tiene un número mágico de protones (82), para los cuales el modelo de capa nuclear predice con precisión un núcleo particularmente estable. El plomo-208 tiene 126 neutrones, otro número mágico que puede explicar por qué el plomo-208 es inusualmente estable. Dado su elevado número atómico, el plomo es el elemento más pesado cuyos isótopos naturales se consideran estables. Anteriormente, este título lo tenía el bismuto, que tiene el número atómico 83, hasta que se descubrió en 2003 que su único isótopo primordial, el bismuto-209, se descompone muy lentamente. En teoría, los cuatro isótopos estables de plomo podrían sufrir una descomposición alfa en isótopos de mercurio liberando energía, pero esto no se ha observado en ninguna parte, con vidas medias previstas que oscilan entre 1035 y 10189 años. Tres isótopos estables ocurren en tres de las cuatro principales cadenas de descomposición: plomo-206, plomo-207 y plomo-208 son los productos finales de descomposición del uranio-238, uranio-235 y torio-232, respectivamente; estas cadenas de desintegración se denominan series de uranio, series de actinio y series de torio. Su concentración isotópica en una muestra de roca natural depende en gran medida de la presencia de estos tres isótopos originales de uranio y torio. Por ejemplo, la abundancia relativa de plomo-208 puede variar del 52 % en muestras normales al 90 % en minerales de torio, por lo que la masa atómica estándar del plomo se da con un solo decimal. Con el tiempo, la proporción de plomo-206 y plomo-207 a plomo-204 aumenta a medida que los dos primeros se complementan con la desintegración radiactiva de elementos más pesados, mientras que el último no lo es; esto permite enlaces plomo-plomo. A medida que el uranio se descompone en plomo, sus cantidades relativas cambian; esta es la base para crear uranio-plomo. Además de los isótopos estables que componen casi todo el plomo natural, existen trazas de varios isótopos radiactivos. Uno de ellos es el plomo-210; aunque su vida media es de solo 22,3 años, solo se encuentran pequeñas cantidades de este isótopo en la naturaleza porque el plomo-210 se produce mediante un largo ciclo de descomposición que comienza con el uranio-238 (que ha estado en la Tierra durante miles de millones de años). Las cadenas de descomposición del uranio-235, el torio-232 y el uranio-238 contienen plomo-211, -212 y -214, por lo que se encuentran trazas de los tres isótopos de plomo de forma natural. Pequeñas trazas de plomo-209 surgen de la muy rara descomposición del grupo de radio-223, uno de los productos secundarios del uranio-235 natural. El plomo-210 es especialmente útil para ayudar a identificar la edad de las muestras midiendo su relación con el plomo-206 (ambos isótopos están presentes en la misma cadena de descomposición). Se sintetizaron un total de 43 isótopos de plomo, con números de masa 178-220. El plomo-205 es el más estable, con una vida media de alrededor de 1,5 × 107 años. [I] El segundo más estable es el plomo-202, que tiene una vida media de unos 53.000 años, más larga que cualquier radioisótopo traza natural. Ambos son radionúclidos extintos que se produjeron en estrellas junto con isótopos estables de plomo, pero hace mucho tiempo que se descompusieron.

Química

Un gran volumen de plomo expuesto al aire húmedo forma una capa protectora de composición variable. El sulfito o el cloruro también pueden estar presentes en ambientes urbanos o marinos. Esta capa hace que un gran volumen de plomo sea químicamente inerte en el aire. El plomo finamente pulverizado, como muchos metales, es pirofórico y arde con una llama de color blanco azulado. El flúor reacciona con el plomo a temperatura ambiente para formar fluoruro de plomo (II). La reacción con el cloro es similar, pero requiere calentamiento, ya que la capa de cloruro resultante reduce la reactividad de los elementos. El plomo fundido reacciona con los calcógenos para formar calcogenuros de plomo (II). El plomo metálico no es atacado por el ácido sulfúrico diluido, sino que se disuelve en forma concentrada. Reacciona lentamente con ácido clorhídrico y vigorosamente con Ácido nítrico con la formación de óxidos de nitrógeno y nitrato de plomo (II). Los ácidos orgánicos como el ácido acético disuelven el plomo en presencia de oxígeno. Los álcalis concentrados disuelven el plomo y forman plumbites.

compuestos inorgánicos

El plomo tiene dos estados de oxidación principales: +4 y +2. El estado tetravalente es común al grupo de carbono. El estado divalente es raro para el carbono y el silicio, insignificante para el germanio, importante (pero no predominante) para el estaño y más importante para el plomo. Esto se debe a los efectos relativistas, en particular el efecto de los pares inertes, que ocurre cuando hay una gran diferencia de electronegatividad entre el plomo y los aniones óxido, haluro o nitruro, lo que resulta en cargas parciales positivas significativas de plomo. Como resultado, hay más compresión fuerte orbitales 6s del plomo que los orbitales 6p, lo que hace que el plomo sea bastante inerte en los compuestos iónicos. Esto es menos aplicable a los compuestos en los que el plomo forma enlaces covalentes con elementos de electronegatividad similar, como el carbono en los compuestos organolépticos. En tales compuestos, los orbitales 6s y 6p tienen el mismo tamaño y la hibridación sp3 sigue siendo energéticamente favorable. El plomo, como el carbono, es predominantemente tetravalente en tales compuestos. La diferencia relativamente grande de electronegatividad entre el plomo (II) en 1,87 y el plomo (IV) es 2,33. Esta diferencia destaca la inversión del aumento en la estabilidad del estado de oxidación +4 con la disminución de la concentración de carbono; el estaño, a modo de comparación, tiene valores de 1,80 en el estado de oxidación +2 y de 1,96 en el estado +4.

Los compuestos de plomo (II) son característicos de los no química Orgánica Plomo. Incluso los oxidantes fuertes como el flúor y el cloro reaccionan con el plomo a temperatura ambiente para formar solo PbF2 y PbCl2. La mayoría de ellos son menos iónicos que otros compuestos metálicos y, por lo tanto, son en gran parte insolubles. Los iones de plomo(II) suelen ser incoloros en solución y se hidrolizan parcialmente para formar Pb(OH)+ y finalmente Pb4(OH)4 (en el que los iones hidroxilo actúan como ligandos puente). A diferencia de los iones de estaño (II), no son agentes reductores. Los métodos para identificar la presencia del ion Pb2+ en el agua generalmente se basan en la precipitación de cloruro de plomo (II) utilizando ácido clorhídrico diluido. Debido a que la sal de cloruro es ligeramente soluble en agua, se intenta precipitar el sulfuro de plomo (II) burbujeando sulfuro de hidrógeno a través de la solución. El monóxido de plomo existe en dos polimorfos: rojo α-PbO y amarillo β-PbO, este último solo es estable por encima de 488 °C. Es el compuesto de plomo más utilizado. El hidróxido de plomo (II) solo puede existir en solución; se sabe que forma aniones de plumbita. El plomo suele reaccionar con calcógenos más pesados. El sulfuro de plomo es un semiconductor, fotoconductor y detector infrarrojo extremadamente sensible. Los otros dos calcogenuros, el seleniuro de plomo y el telururo de plomo, también son fotoconductores. Son inusuales porque su color se vuelve más claro cuanto más bajo es el grupo. Los dihaluros de plomo están bien descritos; incluyen diastatida y haluros mixtos como PbFCl. La relativa insolubilidad de este último es una base útil para la determinación gravimétrica del flúor. El difluoruro fue el primer compuesto sólido conductor de iones descubierto (en 1834 por Michael Faraday). Otros dihaluros se descomponen cuando se exponen a la luz ultravioleta o visible, especialmente el diyoduro. Se conocen muchos pseudohaluros de plomo. Formas de plomo (II) un gran número de complejos de coordinación de haluros como el 2-, 4- y el anión de la cadena n5n. El sulfato de plomo (II) es insoluble en agua, como los sulfatos de otros cationes divalentes pesados. El nitrato de plomo (II) y el acetato de plomo (II) son muy solubles y se utilizan en la síntesis de otros compuestos de plomo.

Se conocen varios compuestos inorgánicos de plomo (IV) y, por lo general, son oxidantes fuertes o solo existen en soluciones fuertemente ácidas. El óxido de plomo (II) da un óxido mixto después de una oxidación adicional, Pb3O4. Se describe como óxido de plomo (II, IV) o estructuralmente 2PbO PbO2 y es el compuesto de plomo de valencia mixta más conocido. El dióxido de plomo es un agente oxidante fuerte capaz de oxidar el ácido clorhídrico a cloro gaseoso. Esto se debe a que el PbCl4 que se espera que se produzca es inestable y se descompone espontáneamente en PbCl2 y Cl2. Al igual que el monóxido de plomo, el dióxido de plomo es capaz de formar aniones espumados. El disulfuro de plomo y el diseleniuro de plomo son estables a altas presiones. El tetrafluoruro de plomo, un polvo cristalino amarillo, es estable, pero en menor medida que el difluoruro. El tetracloruro de plomo (aceite amarillo) se descompone a temperatura ambiente, el tetrabromuro de plomo es aún menos estable y se cuestiona la existencia del tetrayoduro de plomo.

Otros estados de oxidación

Algunos compuestos de plomo existen en estados de oxidación formales distintos de +4 o +2. El plomo (III) se puede obtener como un intermedio entre el plomo (II) y el plomo (IV) en complejos organolépticos más grandes; este estado de oxidación es inestable, ya que tanto el ion plomo(III) como los complejos mayores que lo contienen son radicales. Lo mismo se aplica al plomo (I), que se puede encontrar en tales especies. Se conocen numerosos óxidos mixtos de plomo (II, IV). Cuando el PbO2 se calienta en el aire se convierte en Pb12O19 a 293°C, Pb12O17 a 351°C, Pb3O4 a 374°C y finalmente PbO a 605°C. Otro sesquióxido, Pb2O3, se puede obtener a alta presión junto con varias fases no estequiométricas. Muchos de estos muestran estructuras de fluorita defectuosas en las que algunos átomos de oxígeno son reemplazados por vacíos: se puede considerar que el PbO tiene esta estructura, con la falta de cada capa alternativa de átomos de oxígeno. Los estados de oxidación negativos pueden ocurrir como fases de Zintl, como en el caso de Ba2Pb, donde el plomo es formalmente plomo (-IV), o como en el caso del anillo sensible al oxígeno o iones de grupos poliédricos como el ion bipiramidal trigonal Pb52-i , donde dos átomos de plomo - plomo (- I) y tres - plomo (0). En tales aniones, cada átomo está en el vértice poliédrico y aporta dos electrones a cada enlace covalente en el borde de sus orbitales híbridos sp3, siendo los otros dos el par simple externo. Se pueden formar en amoníaco líquido por reducción de plomo con sodio.

Plomo orgánico

El plomo puede formar cadenas múltiples, propiedad que comparte con su homólogo más ligero, el carbono. Su capacidad para hacer esto es mucho menor porque la energía del enlace Pb-Pb es tres veces y media menor que la del enlace C-C. Por sí mismo, el plomo puede formar enlaces metal-metal hasta el tercer orden. Con el carbono, el plomo forma compuestos de organoplomo similares pero generalmente menos estables que los compuestos orgánicos típicos (debido a la debilidad del enlace Pb-C). Esto hace que la química organometálica del plomo sea mucho menos amplia que la del estaño. El plomo forma predominantemente compuestos orgánicos (IV), incluso si esta formación comienza con reactivos de plomo inorgánico (II); se conocen muy pocos compuestos organolatos (II). Las excepciones mejor caracterizadas son Pb 2 y Pb (η5-C5H5)2. El análogo principal del compuesto orgánico más simple, el metano, es una plomada. Plumban se puede obtener en la reacción entre el plomo metálico y el hidrógeno atómico. Dos derivados simples, tetrametiladina y tetraetilidide, son los compuestos de organoplomo más conocidos. Estos compuestos son relativamente estables: el tetraetilido comienza a descomponerse solo a 100°C o cuando se expone a la luz solar oa la radiación ultravioleta. (El tetrafenil plomo es aún más estable térmicamente y se descompone a 270 °C). Con el sodio metálico, el plomo forma fácilmente una aleación equimolar, que reacciona con los haluros de alquilo para formar compuestos organometálicos como el tetraetilido. También se explota la naturaleza oxidante de muchos compuestos organoorgánicos: el tetraacetato de plomo es un importante reactivo de laboratorio para la oxidación en química orgánica, y el eluro de tetraetilo se ha producido en mayores cantidades que cualquier otro compuesto organometálico. Otros compuestos orgánicos son menos estables químicamente. Para muchos compuestos orgánicos, no existe un análogo de plomo.

Origen y prevalencia

En el espacio

La abundancia de plomo por partícula en el sistema solar es de 0,121 ppm (partes por billón). Esta cifra es dos veces y media mayor que la del platino, ocho veces mayor que la del mercurio y 17 veces mayor que la del oro. La cantidad de plomo en el universo está aumentando lentamente a medida que los átomos más pesados ​​(todos los cuales son inestables) se descomponen gradualmente en plomo. La abundancia de plomo en el sistema solar ha aumentado alrededor de un 0,75 % desde su formación hace 4500 millones de años. La tabla de abundancia de isótopos del sistema solar muestra que el plomo, a pesar de su número atómico relativamente alto, es más abundante que la mayoría de los otros elementos con números atómicos más de 40. El plomo primordial, que contiene los isótopos plomo-204, plomo-206, plomo-207 y plomo-208-, se creó principalmente como resultado de procesos repetidos de captura de neutrones que ocurren en las estrellas. Los dos modos de captura principales son los procesos s y r. En el proceso s (la s significa "lento"), las capturas se separan por años o décadas, lo que permite que los núcleos menos estables sufran una desintegración beta. Un núcleo estable de talio-203 puede capturar un neutrón y convertirse en talio-204; esta sustancia sufre una desintegración beta, produciendo plomo-204 estable; cuando se captura otro neutrón, se convierte en plomo-205, que tiene una vida media de unos 15 millones de años. Otras capturas conducen a la formación de plomo-206, plomo-207 y plomo-208. Cuando es capturado por otro neutrón, el plomo-208 se convierte en plomo-209, que rápidamente se descompone en bismuto-209. Cuando se captura otro neutrón, el bismuto-209 se convierte en bismuto-210, cuya beta se desintegra en polonio-210 y cuyo alfa se desintegra en plomo-206. Por lo tanto, el ciclo termina en plomo-206, plomo-207, plomo-208 y bismuto-209. En el proceso r (r significa "rápido"), las capturas son más rápidas de lo que los núcleos pueden decaer. Esto sucede en entornos con una alta densidad de neutrones, como una supernova o la fusión de dos estrellas de neutrones. El flujo de neutrones puede ser del orden de 1022 neutrones por centímetro cuadrado por segundo. El proceso R no genera tanto plomo como el proceso s. Tiende a detenerse tan pronto como los núcleos ricos en neutrones alcanzan los 126 neutrones. En este punto, los neutrones están ubicados en capas completas en el núcleo atómico, y se vuelve más difícil acomodar energéticamente más de ellos. Cuando el flujo de neutrones disminuye, sus núcleos beta se descomponen en isótopos estables de osmio, iridio y platino.

En el piso

El plomo se clasifica como calcófilo según la clasificación de Goldschmidt, lo que significa que generalmente se presenta en combinación con azufre. Rara vez se encuentra en su forma metálica natural. Muchos minerales de plomo son relativamente ligeros y, a lo largo de la historia de la Tierra, han permanecido en la corteza en lugar de hundirse más profundamente en el interior de la Tierra. Esto explica el nivel relativamente alto de plomo en la corteza, 14 ppm; es el 38º elemento más común en la corteza. El principal mineral de plomo es la galena (PbS), que se encuentra principalmente en los minerales de zinc. La mayoría de los demás minerales de plomo están relacionados con la galena de alguna manera; la boulangerita, Pb5Sb4S11, es un sulfuro mixto derivado de la galena; la anglesita, PbSO4, es un producto de oxidación de la galena; y la serusita o mineral de plomo blanco, PbCO3, es un producto de descomposición de la galena. El arsénico, el estaño, el antimonio, la plata, el oro, el cobre y el bismuto son impurezas comunes en los minerales de plomo. Los recursos mundiales de plomo superan los 2 mil millones de toneladas. Se han encontrado importantes depósitos de plomo en Australia, China, Irlanda, México, Perú, Portugal, Rusia y los Estados Unidos. Las reservas globales -recursos económicamente viables de extraer- ascendieron en 2015 a 89 millones de toneladas, de las cuales 35 millones se encuentran en Australia, 15,8 millones en China y 9,2 millones en Rusia. Las concentraciones de fondo típicas de plomo no superan los 0,1 µg/m3 en la atmósfera; 100 mg/kg en suelo; y 5 µg/l en agua dulce y agua de mar.

Etimología

La palabra inglesa moderna "lead" (plomo) es de origen germánico; proviene del inglés medio y del inglés antiguo (con una longitud sobre la vocal "e" para indicar que la vocal de esa letra es larga). La palabra en inglés antiguo proviene de un hipotético protogermánico reconstruido * lauda- ("plomo"). Según la teoría lingüística aceptada, esta palabra "dio a luz" a descendientes en varias lenguas germánicas con exactamente el mismo significado. El origen del protogermánico *lauda no está claro en la comunidad lingüística. Según una hipótesis, esta palabra se deriva del protoindoeuropeo *lAudh- ("plomo"). Según otra hipótesis, la palabra es un préstamo del protocelta * ɸloud-io- ("plomo"). Esta palabra está relacionada con el latín plumbum, que dio a este elemento el símbolo químico Pb. La palabra *ɸloud-io- también puede ser la fuente del protogermánico *bliwa- (que también significa "plomo"), del que deriva el alemán Blei. El nombre de un elemento químico no está relacionado con el verbo de la misma ortografía, derivado del protogermánico *layijan- ("conducir").

Historia

Antecedentes e historia temprana

Las cuentas de plomo de metal que datan de 7000-6500 a. C., encontradas en Asia Menor, pueden representar el primer ejemplo de fundición de metales. En ese momento, el plomo tenía pocos usos (si es que tenía alguno) debido a su suavidad y decoloración. apariencia. La razón principal de la expansión de la producción de plomo fue su asociación con la plata, que puede obtenerse quemando galena (un mineral de plomo común). Los antiguos egipcios fueron los primeros en utilizar el plomo en los cosméticos, que se extendió a Antigua Grecia y más allá. Es posible que los egipcios hayan utilizado el plomo como plomo en las redes de pesca, así como en vidriados, vidrios, esmaltes y joyas. Varias civilizaciones del Creciente Fértil utilizaron el plomo como material de escritura, como moneda y en la construcción. El plomo se usaba en la antigua corte real china como estimulante, moneda y anticonceptivo. En la Civilización del Valle del Indo y los mesoamericanos, el plomo se usaba para hacer amuletos; Los pueblos de África oriental y sudafricana usaban plomo en el trefilado.

era clasica

Dado que la plata se utilizó ampliamente como material decorativo y medio de intercambio, los depósitos de plomo comenzaron a trabajarse en Asia Menor a partir del 3000 a. C.; más tarde, se desarrollaron depósitos de plomo en las regiones del Egeo y Lorion. Estas tres regiones combinadas dominaron la producción de plomo extraído hasta aproximadamente el 1200 a. Desde el año 2000 aC, los fenicios han estado trabajando en los yacimientos de la Península Ibérica; por 1600 aC la minería de plomo existía en Chipre, Grecia y Sicilia. La expansión territorial de Roma en Europa y el Mediterráneo, así como el desarrollo de la industria minera, llevaron a la zona a convertirse en la mayor productora de plomo de la época clásica, con una producción anual que alcanzaba las 80.000 toneladas. Al igual que sus predecesores, los romanos obtenían plomo principalmente como subproducto de la fundición de plata. Los principales mineros fueron Europa Central, Gran Bretaña, los Balcanes, Grecia, Anatolia y España, que representaron el 40% de la producción mundial de plomo. El plomo se usaba para fabricar tuberías de agua en el Imperio Romano; la palabra latina para este metal, plumbum, es la fuente palabra inglesa fontanería (plomería). La facilidad de manejo y la resistencia a la corrosión del metal han llevado a su uso generalizado en otras aplicaciones, incluidos productos farmacéuticos, techado, divisas y suministros militares. Escritores de la época como Catón el Viejo, Columela y Plinio el Viejo recomendaron vasijas de plomo para la preparación de edulcorantes y conservantes añadidos al vino y la comida. El plomo daba un sabor agradable debido a la formación de "azúcar de plomo" (acetato de plomo (II)), mientras que los recipientes de cobre o bronce podían dar a los alimentos un sabor amargo debido a la formación de cardenillo. Este metal era, con mucho, el material más común. en la antigüedad clásica, y es apropiado referirse a la era (romana) del plomo. El plomo era de uso común para los romanos como lo es el plástico para nosotros. El autor romano Vitruvio informó sobre los peligros que el plomo podría representar para la salud, y los escritores modernos han sugerido que el envenenamiento por plomo desempeñó un papel importante en el declive del Imperio Romano. las tuberías de plomo aumentaron los niveles de plomo en el agua del grifo, pero tal efecto "difícilmente habría sido realmente dañino". Las víctimas del envenenamiento por plomo se conocieron como saturninos, en honor al temible padre de los dioses, Saturno. asociado a esto, el plomo era considerado el "padre" de todos los metales. Su estatus en la sociedad romana era bajo, ya que era fácil de conseguir y barato.

Confusión de estaño y antimonio

En la era clásica (e incluso hasta el siglo XVII), el estaño era a menudo indistinguible del plomo: los romanos lo llamaban plumbum nigrum ("plomo negro") y tin plumbum candidum ("plomo ligero"). La conexión entre el plomo y el estaño también se puede rastrear en otros idiomas: la palabra "olovo" en checo significa "plomo", pero en ruso el estaño relacionado significa "estaño". Además, el plomo está estrechamente relacionado con el antimonio: ambos elementos suelen presentarse como sulfuros (galena y estibina), a menudo juntos. Plinio escribió incorrectamente que la estibina produce plomo en lugar de antimonio cuando se calienta. En países como Turquía e India, el nombre persa original del antimonio se refería a sulfuro de antimonio o sulfuro de plomo, y en algunos idiomas, como el ruso, se llamaba antimonio.

Edad Media y Renacimiento

La extracción de plomo en Europa occidental disminuyó después de la caída del Imperio Romano Occidental, siendo la península ibérica árabe la única región con una producción significativa de plomo. La mayor producción de plomo se observó en el sur y este de Asia, especialmente en China e India, donde la extracción de plomo aumentó considerablemente. En Europa, la producción de plomo comenzó a revivir solo en los siglos XI y XII, cuando el plomo se usó nuevamente para techos y tuberías. A partir del siglo XIII, el plomo se utilizó para crear vidrieras. En las tradiciones europea y árabe de la alquimia, el plomo (símbolo de Saturno en la tradición europea) se consideraba un metal base impuro, que al separarlo, purificarlo y equilibrarlo partes constituyentes podría convertirse en oro puro. Durante este período, el plomo se utilizó cada vez más para contaminar el vino. El uso de dicho vino fue prohibido en 1498 por orden del Papa, ya que se consideró inadecuado para su uso en ritos sagrados, pero se siguió bebiendo, lo que provocó envenenamientos masivos hasta finales del siglo XVIII. El plomo era un material clave en partes de la imprenta, que se inventó alrededor de 1440; Los trabajadores de la imprenta inhalaban habitualmente polvo de plomo, lo que provocaba envenenamiento por plomo. Las armas de fuego se inventaron casi al mismo tiempo y el plomo, a pesar de ser más caro que el hierro, se convirtió en el principal material para fabricar balas. Era menos dañino para los cañones de las armas de hierro, tenía una mayor densidad (lo que contribuía a una mejor retención de la velocidad) y su punto de fusión más bajo facilitaba la fabricación de balas, ya que podían fabricarse con fuego de leña. El plomo, en forma de cerámica veneciana, se usaba mucho en la cosmética entre la aristocracia de Europa occidental, ya que los rostros decolorados se consideraban un signo de modestia. Esta práctica luego se expandió a pelucas blancas y delineadores de ojos y solo desapareció durante la Revolución Francesa, a fines del siglo XVIII. Una moda similar apareció en Japón en el siglo XVIII con la llegada de las geishas, ​​práctica que continuó a lo largo del siglo XX. "Los rostros blancos encarnaban la virtud de las mujeres japonesas", mientras que el plomo se usaba comúnmente como blanqueador.

Fuera de Europa y Asia

En el Nuevo Mundo, el plomo comenzó a producirse poco después de la llegada de los colonos europeos. La producción de plomo más antigua registrada data de 1621 en la colonia inglesa de Virginia, catorce años después de su fundación. En Australia, la primera mina abierta por los colonos en el continente fue la mina insignia en 1841. En África, la extracción y fundición de plomo se conocía en Benue Taura y la cuenca del bajo Congo, donde el plomo se usaba para el comercio con los europeos y como moneda en el siglo XVII, mucho antes de la lucha por África.

Revolución industrial

En la segunda mitad del siglo XVIII, la Revolución Industrial tuvo lugar en Gran Bretaña y luego en Europa continental y Estados Unidos. Esta fue la primera vez que la tasa de producción de plomo en cualquier parte del mundo superó la de Roma. Gran Bretaña fue el principal productor de plomo, sin embargo, perdió este estatus a mediados del siglo XIX con el agotamiento de sus minas y el desarrollo de la minería de plomo en Alemania, España y Estados Unidos. Para 1900, Estados Unidos era el líder mundial en la producción de plomo y otros países no europeos (Canadá, México y Australia) estaban iniciando una producción significativa de plomo; aumentó la producción fuera de Europa. Una gran proporción de la demanda de plomo era para plomería y pintura; en ese entonces, la pintura con plomo se usaba regularmente. Durante este tiempo, más personas (la clase trabajadora) entraron en contacto con los metales y hubo un aumento en los casos de intoxicación por plomo. Esto condujo a la investigación de los efectos de la ingesta de plomo en el cuerpo. El plomo demostró ser más peligroso en su forma de humo que el metal sólido. Se ha encontrado una asociación entre el envenenamiento por plomo y la gota; El médico británico Alfred Baring Garrod señaló que un tercio de sus pacientes con gota eran plomeros y artistas. Las consecuencias de la exposición crónica al plomo, incluidos los trastornos mentales, también se estudiaron en el siglo XIX. Las primeras leyes para reducir la incidencia del envenenamiento por plomo en las fábricas se promulgaron en las décadas de 1870 y 1880 en el Reino Unido.

nuevo tiempo

A finales del siglo XIX y principios del XX se descubrió más evidencia de la amenaza que representa el plomo. Los mecanismos de daño se han entendido mejor y también se ha documentado la ceguera por plomo. Los países de Europa y los EE. UU. han lanzado esfuerzos para reducir la cantidad de plomo con el que las personas entran en contacto. En 1878, el Reino Unido introdujo exámenes obligatorios en las fábricas y nombró al primer inspector médico de fábrica en 1898; como resultado, se informó una reducción de 25 veces en los casos de envenenamiento por plomo entre 1900 y 1944. La última gran exposición humana al plomo fue la adición de éter tetraetílico a la gasolina como agente antidetonante, una práctica que se originó en los Estados Unidos en 1921. Se eliminó gradualmente en los Estados Unidos y la Unión Europea en 2000. La mayoría de los países europeos prohibieron la pintura con plomo, comúnmente utilizada debido a su opacidad y resistencia al agua, para decorar interiores en 1930. El impacto ha sido significativo: en el último cuarto del siglo XX, el porcentaje de personas con niveles excesivos de plomo en la sangre se redujo de más de las tres cuartas partes de la población de los Estados Unidos a poco más del dos por ciento. El principal producto de plomo a fines del siglo XX era la batería de plomo-ácido, que no representaba una amenaza inmediata para los humanos. Entre 1960 y 1990, la producción de plomo en el bloque occidental aumentó en un tercio. La participación de la producción mundial de plomo en el Bloque del Este se triplicó del 10 % al 30 % entre 1950 y 1990, cuando la Unión Soviética era el mayor productor de plomo del mundo a mediados de los años 70 y 80, y China comenzó una producción extensiva de plomo a finales de los años 20. Siglo XX. A diferencia de los países comunistas europeos, a mediados del siglo XX, China era en su mayoría un país no industrializado; en 2004, China superó a Australia como el mayor productor de plomo. Al igual que con la industrialización europea, el plomo ha cobrado su precio en la salud en China.

Producción

La producción de plomo está aumentando en todo el mundo debido a su uso en baterías de plomo-ácido. Hay dos categorías principales de productos: primarios, a partir de minerales; y secundaria, de chatarra. En 2014 se produjeron 4,58 millones de toneladas de plomo a partir de productos primarios y 5,64 millones de toneladas a partir de productos secundarios. Este año, China, Australia y Estados Unidos encabezaron los tres principales productores de concentrado de plomo extraído. Los tres principales productores de plomo refinado son China, Estados Unidos y Corea del Sur. Según un informe de 2010 de la Asociación Internacional de Expertos en Metales, el uso total de plomo acumulado, liberado o dispersado en el medio ambiente por nivel global per cápita es de 8 kg. Mucho de esto se encuentra en los países más desarrollados (20-150 kg/cápita) en lugar de los países menos desarrollados (1-4 kg/cápita). Los procesos de fabricación de plomo primario y secundario son similares. Algunas plantas de fabricación primaria están actualmente complementando sus operaciones con láminas de plomo y es probable que esta tendencia aumente en el futuro. Con métodos de producción adecuados, el plomo reciclado no se distingue del plomo virgen. La chatarra de la industria de la construcción suele ser bastante pura y se vuelve a fundir sin necesidad de fundición, aunque a veces se requiere destilación. Por lo tanto, la producción de plomo reciclado es más económica en términos de requerimientos de energía que la producción de plomo primario, a menudo en un 50 % o más.

Principal

La mayoría de los minerales de plomo contienen un bajo porcentaje de plomo (los minerales ricos tienen un contenido típico de plomo de 3 a 8 %), que debe concentrarse para su recuperación. Durante el procesamiento inicial, los minerales generalmente se someten a trituración, separación de medios densos, molienda, flotación por espuma y secado. El concentrado resultante con un contenido de plomo de 30 a 80 % en peso (típicamente 50 a 60 %) se convierte luego en plomo metálico (impuro). Hay dos formas principales de hacer esto: un proceso de dos etapas que implica el tostado seguido de la extracción del alto horno, que se lleva a cabo en recipientes separados; o un proceso directo en el que la extracción del concentrado se realiza en un solo recipiente. El último método se ha vuelto más común, aunque el primero sigue siendo significativo.

Proceso de dos pasos

Primero, el concentrado de sulfuro se tuesta al aire para oxidar el sulfuro de plomo: 2 PbS + 3 O2 → 2 PbO + 2 SO2 mineral. Este óxido de plomo bruto se reduce en un horno de coque a un metal (de nuevo impuro): 2 PbO + C → Pb + CO2. Las impurezas son principalmente arsénico, antimonio, bismuto, zinc, cobre, plata y oro. La masa fundida se trata en un horno de reverberación con aire, vapor y azufre, que oxida las impurezas, a excepción de la plata, el oro y el bismuto. Los contaminantes oxidados flotan sobre la masa fundida y se eliminan. La plata y el oro metálicos se extraen y recuperan económicamente mediante el proceso Parkes, en el que se añade zinc al plomo. El zinc disuelve la plata y el oro, los cuales, sin mezclarse con el plomo, pueden separarse y recuperarse. El plomo desplateado se libera mediante bismuto mediante el método de Betterton-Kroll, tratándolo con calcio metálico y magnesio. Las escorias que contienen bismuto obtenidas se pueden eliminar. El plomo muy puro se puede obtener mediante el tratamiento electrolítico del plomo fundido mediante el proceso Betts. Los ánodos de plomo impuros y los cátodos de plomo puro se colocan en un electrolito de fluorosilicato de plomo (PbSiF6). Después de aplicar un potencial eléctrico, el plomo impuro en el ánodo se disuelve y se deposita en el cátodo, dejando la gran mayoría de las impurezas en solución.

proceso directo

En este proceso, el lingote y la escoria de plomo se obtienen directamente de los concentrados de plomo. El concentrado de sulfuro de plomo se funde en un horno y se oxida para formar monóxido de plomo. Se añade carbono (coque o gas de carbón) a la carga fundida junto con los fundentes. Así, el monóxido de plomo se reduce a plomo metálico en medio de la escoria rica en monóxido de plomo. Hasta el 80% del plomo en concentrados iniciales altamente concentrados se puede obtener en forma de lingotes; el 20% restante forma una escoria rica en monóxido de plomo. Para materias primas de bajo grado, todo el plomo se puede oxidar a escoria de alto grado. El plomo metálico se produce además a partir de escorias de alto grado (25-40 %) mediante incineración o inyección submarina de combustible, mediante un horno eléctrico auxiliar o una combinación de ambos métodos.

Alternativas

La investigación continúa sobre un proceso de extracción de plomo más limpio y menos intensivo en energía; su principal desventaja es que se pierde demasiado plomo como desecho o los métodos alternativos conducen a un alto contenido de azufre en el metal de plomo resultante. La extracción hidrometalúrgica, en la que se sumergen ánodos de plomo impuro en un electrolito y se deposita plomo puro en el cátodo, es una técnica que puede tener potencial.

método secundario

La fusión, que es una parte integral de la producción primaria, a menudo se omite durante la producción secundaria. Esto solo sucede cuando el plomo metálico ha sufrido una oxidación importante. Este proceso es similar a la minería primaria en un alto horno o horno rotatorio, con la diferencia significativa de una mayor variabilidad en los rendimientos. El proceso de fundición de plomo es un método más moderno que puede actuar como una extensión de la producción primaria; La pasta de batería de las baterías de plomo usadas elimina el azufre tratándolo con álcali y luego se procesa en un horno de carbón en presencia de oxígeno para formar plomo impuro, siendo el antimonio la impureza más común. El reciclaje del plomo secundario es similar al del plomo primario; Se pueden omitir algunos procesos de refinación según el material reciclado y su potencial de contaminación, siendo el bismuto y la plata los más comúnmente aceptados como impurezas. De las fuentes de plomo para eliminación, las baterías de plomo-ácido son las fuentes más importantes; También son importantes la tubería de plomo, la chapa y la cubierta del cable.

Aplicaciones

Contrariamente a la creencia popular, el grafito de los lápices de madera nunca se hizo con plomo. Cuando el lápiz se creó como una herramienta de bobinado de grafito, el tipo específico de grafito utilizado se llamaba plumbago (literalmente, plomo o diseño de plomo).

forma elemental

El plomo metálico tiene varias propiedades mecánicas útiles, que incluyen alta densidad, bajo punto de fusión, ductilidad e inercia relativa. Muchos metales son superiores al plomo en algunos de estos aspectos, pero generalmente son menos comunes y más difíciles de extraer de los minerales. La toxicidad del plomo ha llevado a la eliminación gradual de algunos de sus usos. El plomo se ha utilizado para fabricar balas desde su invención en la Edad Media. El plomo es económico; su bajo punto de fusión significa que municiones de fusil se puede moldear con un uso mínimo de equipo técnico; además, el plomo es más denso que otros metales comunes, lo que permite una mejor retención de la velocidad. Se ha expresado la preocupación de que las balas de plomo utilizadas para la caza puedan dañar el medio ambiente. Su alta densidad y resistencia a la corrosión se han utilizado en una serie de aplicaciones relacionadas. El plomo se utiliza como quilla en los barcos. Su peso le permite contrarrestar el efecto amartillado del viento sobre las velas; al ser tan denso, ocupa poco volumen y minimiza la resistencia al agua. El plomo se usa en submarinismo para contrarrestar la capacidad del buceador para flotar. En 1993 se estabilizó la base de la Torre Inclinada de Pisa con 600 toneladas de plomo. Debido a su resistencia a la corrosión, el plomo se utiliza como cubierta protectora para cables submarinos. El plomo se utiliza en la arquitectura. Las láminas de plomo se utilizan como materiales para techos, en revestimientos, tapajuntas, en la fabricación de juntas de canaletas y bajantes, y en parapetos de techos. Las molduras de plomo se utilizan como material decorativo para la fijación de láminas de plomo. El plomo todavía se usa en la fabricación de estatuas y esculturas. En el pasado, el plomo se usaba a menudo para equilibrar las ruedas de los automóviles; por razones ambientales, este uso está siendo eliminado. El plomo se agrega a las aleaciones de cobre como el latón y el bronce para mejorar su maquinabilidad y lubricidad. Al ser prácticamente insoluble en cobre, el plomo forma glóbulos duros en las imperfecciones de la aleación, como los límites de grano. A bajas concentraciones, y también como lubricante, los glóbulos evitan el descascarillado durante el funcionamiento de la aleación, mejorando así la maquinabilidad. Los rodamientos utilizan aleaciones de cobre con una mayor concentración de plomo. El plomo proporciona lubricación y el cobre proporciona el soporte de carga. Debido a su alta densidad, número atómico y formabilidad, el plomo se utiliza como barrera para absorber el sonido, la vibración y la radiación. El plomo no tiene frecuencias resonantes naturales, por lo que la lámina de plomo se utiliza como capa insonorizante en paredes, pisos y techos de estudios de sonido. Las pipas orgánicas a menudo están hechas de una aleación de plomo mezclada con cantidades variables de estaño para controlar el tono de cada pipa. El plomo es un material de protección utilizado en la ciencia nuclear y en las cámaras de rayos X: los electrones absorben los rayos gamma. Los átomos de plomo están densamente empaquetados y su densidad de electrones es alta; un número atómico grande significa que hay muchos electrones por átomo. El plomo fundido se ha utilizado como refrigerante para reactores rápidos enfriados por plomo. El mayor uso de plomo se observó a principios del siglo XXI en las baterías de plomo-ácido. Las reacciones en la batería entre el plomo, el dióxido de plomo y el ácido sulfúrico proporcionan una fuente confiable de voltaje. El plomo en las baterías no entra en contacto directo con los humanos y, por lo tanto, se asocia con una menor amenaza de toxicidad. Se han instalado supercondensadores que contienen baterías de plomo-ácido en kilovatios y megavatios en Australia, Japón y EE. UU. en control de frecuencia, suavizado solar y otras aplicaciones. Estas baterías tienen una densidad de energía y una eficiencia de carga y descarga más bajas que las baterías de iones de litio, pero son significativamente más baratas. El plomo se utiliza en cables de alimentación de alta tensión como material de revestimiento para evitar la difusión de agua durante el aislamiento térmico; este uso está disminuyendo a medida que se elimina el plomo. Algunos países también están eliminando gradualmente el uso de plomo en soldaduras electrónicas para reducir la contaminación ambiental. residuos peligrosos. El plomo es uno de los tres metales utilizados en la prueba de Oddi para materiales de museo, lo que ayuda a detectar ácidos orgánicos, aldehídos y gases ácidos.

Conexiones

Los compuestos de plomo se utilizan como colorantes, agentes oxidantes, plásticos, velas, vidrio y semiconductores. Los tintes a base de plomo se utilizan en esmaltes de cerámica y vidrio, especialmente para los rojos y amarillos. El tetraacetato de plomo y el dióxido de plomo se utilizan como agentes oxidantes en química orgánica. El plomo se usa a menudo en los revestimientos de PVC. cuerdas electricas. Se puede usar en mechas de velas para proporcionar una combustión más prolongada y uniforme. Debido a la toxicidad del plomo, los fabricantes europeos y norteamericanos están utilizando alternativas como el zinc. El vidrio de plomo consta de 12-28% de óxido de plomo. Cambia las características ópticas del vidrio y reduce la transmisión de radiación ionizante. Los semiconductores de plomo, como el telururo de plomo, el seleniuro de plomo y el antimoniuro de plomo, se utilizan en células fotovoltaicas y detectores de infrarrojos.

Efectos biológicos y ecológicos.

Efectos biológicos

El plomo no ha sido confirmado papel biológico. Su prevalencia en el cuerpo humano es de 120 mg en promedio en un adulto; su abundancia es superada solo por el zinc (2500 mg) y el hierro (4000 mg) entre los metales pesados. Las sales de plomo son absorbidas muy eficientemente por el cuerpo. Una pequeña cantidad de plomo (1%) se almacenará en los huesos; el resto se excretará en la orina y las heces a las pocas semanas de la exposición. El niño solo podrá excretar alrededor de un tercio del plomo del cuerpo. La exposición crónica al plomo puede conducir a la bioacumulación de plomo.

Toxicidad

El plomo es un metal extremadamente venenoso (ya sea que se inhale o se trague) que afecta a casi todos los órganos y sistemas del cuerpo humano. A un nivel en el aire de 100 mg/m3, representa un peligro inmediato para la vida y la salud. El plomo se absorbe rápidamente en el torrente sanguíneo. La razón principal de su toxicidad es su tendencia a interferir con el correcto funcionamiento de las enzimas. Lo hace uniéndose a los grupos sulfhidrilo que se encuentran en muchas enzimas, o imitando y desplazando a otros metales que actúan como cofactores en muchas reacciones enzimáticas. Entre los principales metales con los que interactúa el plomo se encuentran el calcio, el hierro y el zinc. Los altos niveles de calcio y hierro tienden a brindar cierta protección contra el envenenamiento por plomo; los niveles bajos causan una mayor susceptibilidad.

efectos

El plomo puede causar daños graves al cerebro y los riñones y, finalmente, causar la muerte. Al igual que el calcio, el plomo puede atravesar la barrera hematoencefálica. Destruye las vainas de mielina de las neuronas, reduce su número, interfiere con la vía de neurotransmisión y reduce el crecimiento de las neuronas. Los síntomas del envenenamiento por plomo incluyen nefropatía, cólico abdominal y posiblemente debilidad en los dedos, las muñecas o los tobillos. La presión arterial baja aumenta, especialmente en personas de mediana edad y mayores, lo que puede causar anemia. En mujeres embarazadas, los altos niveles de exposición al plomo pueden causar un aborto espontáneo. Se ha demostrado que la exposición crónica a altos niveles de plomo reduce la fertilidad masculina. En el cerebro en desarrollo de un niño, el plomo interfiere con la formación de sinapsis en la corteza cerebral, el desarrollo neuroquímico (incluidos los neurotransmisores) y la organización de los canales iónicos. La exposición temprana al plomo en los niños se asocia con un mayor riesgo de trastornos del sueño y somnolencia diurna excesiva en la niñez posterior. Los niveles altos de plomo en la sangre están asociados con la pubertad tardía en las niñas. El aumento y disminución de la exposición al plomo en el aire a partir de la combustión de tetraetilo de plomo en la gasolina durante el siglo XX está asociado con aumentos y disminuciones históricas en las tasas de criminalidad; sin embargo, esta hipótesis no se acepta universalmente.

Tratamiento

El tratamiento de la intoxicación por plomo suele implicar la administración de dimercaprol y succímero. Los casos agudos pueden requerir el uso de edetato de calcio disódico, ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) quelato de calcio disódico. El plomo tiene una mayor afinidad por el plomo que el calcio, lo que hace que el plomo se quele a través del metabolismo y se excrete en la orina, dejando el calcio inofensivo.

Fuentes de influencia

La exposición al plomo es problema mundial, ya que la extracción y fundición de plomo es común en muchos países del mundo. El envenenamiento por plomo generalmente resulta de la ingestión de alimentos o agua contaminados con plomo y, con menos frecuencia, de la ingestión accidental de tierra, polvo o pintura a base de plomo contaminados. productos agua de mar puede contener plomo si el agua está expuesta a aguas industriales. Las frutas y verduras se pueden infectar alto contenido plomo en los suelos en los que se cultivaron. El suelo puede contaminarse por la acumulación de partículas de plomo en las tuberías, la pintura con plomo y las emisiones residuales de la gasolina con plomo. El uso de plomo en tuberías de agua es problemático en áreas con agua blanda o ácida. El agua dura forma capas insolubles en las tuberías, mientras que las blandas y agua ácida disuelve tuberías de plomo. El dióxido de carbono disuelto en el agua transportada puede conducir a la formación de bicarbonato de plomo soluble; el agua oxigenada puede disolver el plomo de manera similar al hidróxido de plomo (II). Agua potable puede causar problemas de salud con el tiempo debido a la toxicidad del plomo disuelto. Cuanto más dura sea el agua, más bicarbonato y sulfato de calcio contendrá, y más parte interna Las tuberías se cubrirán con una capa protectora de carbonato de plomo o sulfato de plomo. La ingestión de pintura con plomo es la principal fuente de exposición al plomo en los niños. A medida que la pintura se descompone, se descascara, se pulveriza en polvo y luego ingresa al cuerpo a través del contacto con las manos o alimentos, agua o alcohol contaminados. La ingestión de algunos remedios caseros puede resultar en exposición al plomo o sus compuestos. La inhalación es la segunda ruta principal de exposición al plomo, incluso para los fumadores y especialmente para los trabajadores del plomo. El humo del cigarrillo contiene, entre otras sustancias tóxicas, plomo-210 radiactivo. Casi todo el plomo inhalado es absorbido por el cuerpo; para la ingesta oral, la tasa es del 20-70%, y los niños absorben más plomo que los adultos. La exposición dérmica puede ser significativa para una categoría limitada de personas que trabajan con compuestos orgánicos de plomo. La tasa de absorción de plomo en la piel es menor para el plomo inorgánico.

Ecología

La extracción, producción, uso y eliminación de plomo y sus productos han causado una contaminación significativa de los suelos y las aguas de la Tierra. Las emisiones atmosféricas de plomo alcanzaron su punto máximo durante la Revolución Industrial y el período de la gasolina con plomo fue en la segunda mitad del siglo XX. Concentraciones elevadas de plomo persisten en suelos y sedimentos en áreas postindustriales y urbanas; Las emisiones industriales, incluidas las asociadas con la combustión del carbón, continúan en muchas partes del mundo. El plomo se puede acumular en los suelos, especialmente en aquellos con alto materia orgánica donde persiste durante cientos a miles de años. Puede ocupar el lugar de otros metales en las plantas y acumularse en sus superficies, lo que ralentiza el proceso de fotosíntesis y evita que crezcan o las mate. La contaminación de suelos y plantas afecta a microorganismos y animales. Los animales afectados tienen una capacidad reducida para sintetizar glóbulos rojos, lo que provoca anemia. Los métodos analíticos para la determinación de plomo en el medio ambiente incluyen espectrofotometría, fluorescencia de rayos X, espectroscopia atómica y métodos electroquímicos. Se desarrolló un electrodo selectivo de iones específico basado en el ionóforo S,S"-metilenbis (N,N-diisobutilditiocarbamato).

Limitación y restauración

A mediados de la década de 1980, hubo un cambio significativo en el uso del plomo. En los Estados Unidos, las reglamentaciones ambientales reducen o eliminan el uso de plomo en productos que no son baterías, como la gasolina, la pintura, la soldadura y los sistemas de agua. Los dispositivos de control de partículas se pueden utilizar en centrales eléctricas de carbón para recoger las emisiones de plomo. El uso de plomo está aún más restringido por la Directiva de Restricción de Uso de la Unión Europea sustancias peligrosas. El uso de balas de plomo para la caza y el tiro deportivo se prohibió en los Países Bajos en 1993, lo que resultó en una reducción significativa de las emisiones de plomo de 230 toneladas en 1990 a 47,5 toneladas en 1995. En los Estados Unidos de América, la Administración de Salud y Seguridad Ocupacional ha establecido el límite aceptable de exposición al plomo en el lugar de trabajo en 0,05 mg/m3 durante una jornada laboral de 8 horas; esto se aplica al plomo metálico, compuestos inorgánicos de plomo y jabones de plomo. Instituto Nacional La Administración de Salud y Seguridad Ocupacional de los Estados Unidos recomienda que las concentraciones de plomo en la sangre estén por debajo de 0,06 mg por 100 g de sangre. El plomo todavía se puede encontrar en cantidades dañinas en la cerámica, el vinilo (utilizado para tender tuberías y aislar cables eléctricos) y latón chino. Las casas más antiguas aún pueden contener pintura con plomo. La pintura de plomo blanco se ha eliminado gradualmente en los países industrializados, pero el cromato de plomo amarillo todavía se usa. Quitar la pintura vieja lijando produce polvo que una persona puede inhalar.