Olovo i njegove karakteristike. Tehničke i uporabne karakteristike te svojstva metalnog olova

Olovo je kemijski element s atomskim brojem 82 i simbolom Pb (od latinskog plumbum - poluga). To je teški metal s gustoćom većom od većine konvencionalnih materijala; Olovo je mekano, savitljivo i topi se na relativno niskim temperaturama. Svježe odrezano olovo ima plavkasto-bijelu nijansu; postaje mutno siva kad je izložena zraku. Olovo ima drugi najveći atomski broj među klasično stabilnim elementima i nalazi se na kraju tri glavna lanca raspada težih elemenata. Olovo je relativno nereaktivan posttranzicijski element. Njegov slabi metalni karakter ilustriran je njegovom amfoternom prirodom (olovni oksidi i olovo reagiraju i s kiselinama i s bazama) i sklonošću stvaranju kovalentnih veza. Spojevi olova obično su u oksidacijskom stanju +2, a ne +4, obično s lakšim članovima ugljikovih skupina. Iznimke su uglavnom ograničene na organske spojeve. Poput lakših članova ove skupine, olovo se veže za sebe; može oblikovati lance, prstenove i poliedarske strukture. Olovo se lako izdvaja iz olovnih ruda i bilo je poznato već pretpovijesnim ljudima u zapadnoj Aziji. Glavna ruda olova, galenit, često sadrži srebro, a interes za srebro pridonio je masovnoj ekstrakciji olova i njegovoj upotrebi u starom Rimu. Proizvodnja olova je opala nakon pada Rimskog Carstva i nije dosegla istu razinu sve do industrijske revolucije. Trenutno je globalna proizvodnja olova oko deset milijuna tona godišnje; sekundarna proizvodnja iz prerade čini više od polovice tog iznosa. Olovo ima nekoliko svojstava koja ga čine korisnim: visoka gustoća, niske temperature taljenje, plastičnost i relativna inertnost na oksidaciju. U kombinaciji s njegovom relativnom zastupljenošću i niskom cijenom, ti su čimbenici doveli do široke upotrebe olova u građevinarstvu, vodovodu, baterijama, mecima, vagama, lemovima, legurama kositra i olova, taljivim legurama i zaštiti od zračenja. Potkraj 19. stoljeća olovo je prepoznato kao vrlo otrovno, a od tada se njegova uporaba postupno smanjuje. Olovo je neurotoksin koji se nakuplja u mekom tkivu i kostima, oštećujući živčani sustav i uzrokujući poremećaje mozga, a kod sisavaca i poremećaje krvi.

Fizička svojstva

Atomska svojstva

Atom olova ima 82 raspoređena elektrona elektronička konfiguracija 4f145d106s26p2. Kombinirana energija prve i druge ionizacije - ukupna energija potrebna za uklanjanje dva 6p elektrona - blizu je energije kositra, gornjeg susjeda olova u skupini ugljika. Neobično je; Energije ionizacije općenito se pomiču niz skupinu kako se vanjski elektroni elementa udaljavaju od jezgre i postaju zaštićeniji manjim orbitalama. Sličnost energija ionizacije posljedica je redukcije lantanida - smanjenja polumjera elemenata od lantana (atomski broj 57) do lutecija (71) i relativno malih radijusa elemenata nakon hafnija (72). To je zbog slabog oklopa jezgre elektronima lantanida. Kombinirane prve četiri energije ionizacije olova premašuju one za kositar, suprotno predviđanjima periodičnih trendova. Relativistički učinci, koji postaju značajni kod težih atoma, doprinose ovakvom ponašanju. Jedan takav učinak je učinak inertnog para: 6s elektroni olova nerado sudjeluju u vezivanju, što udaljenost između obližnjih atoma u kristalnom olovu čini neuobičajeno dugom. Lakše ugljikove skupine olova tvore stabilne ili metastabilne alotrope s tetraedarski koordiniranom i kovalentno povezanom dijamantnom kubičnom strukturom. Energetske razine njihovih vanjskih s i p orbitala dovoljno su blizu da dopuste miješanje s četiri sp3 hibridne orbitale. U olovu, efekt inertnog para povećava udaljenost između njegovih s i p orbitala, a jaz se ne može premostiti energijom koja će se osloboditi dodatnim vezama nakon hibridizacije. Za razliku od dijamantne kubične strukture, olovo stvara metalne veze u kojima su samo p-elektroni delokalizirani i podijeljeni između iona Pb2+. Stoga olovo ima kubičnu strukturu usmjerenu na lice, poput dvovalentnih metala jednake veličine, kalcija i stroncija.

Veliki volumeni

Čisto olovo ima svijetlu srebrnu boju s primjesom plave. Blijedi u dodiru s vlažnim zrakom, a njegova nijansa ovisi o prevladavajućim uvjetima. Karakteristična svojstva olova uključuju veliku gustoću, duktilnost i visoku otpornost na koroziju (zbog pasivizacije). Gusta kubična struktura i velika atomska težina olova rezultiraju gustoćom od 11,34 g/cm3, što je više od gustoće uobičajenih metala kao što su željezo (7,87 g/cm3), bakar (8,93 g/cm3) i cink (7,14 g /cm3). Neki rjeđi metali imaju veću gustoću: volfram i zlato imaju gustoću od 19,3 g/cm3, a osmij, najgušći metal, ima gustoću od 22,59 g/cm3, gotovo dvostruko veću od olova. Olovo je vrlo mekan metal s Mohsovom tvrdoćom od 1,5; može se zagrebati noktom. Prilično je savitljiv i pomalo plastičan. Masivni modul olova, mjera njegove lakoće kompresivnosti, iznosi 45,8 GPa. Za usporedbu, skupni modul aluminija je 75,2 GPa; bakar – 137,8 GPa; i meki čelik – 160-169 GPa. Vlačna čvrstoća pri 12-17 MPa je niska (za aluminij je 6 puta veća, za bakar 10 puta veća, a za meki čelik 15 puta veća); može se poboljšati dodavanjem male količine bakra ili antimona. Talište olova, 327,5 °C (621,5 °F), nisko je u usporedbi s većinom metala. Njegovo vrelište je 1749 °C (3180 °F), što je najniža točka ugljične skupine. Električni otpor olova pri 20 °C iznosi 192 nanometra, što je gotovo red veličine veći od otpora drugih industrijskih metala (bakar pri 15,43 nΩ·m, zlato 20,51 nΩ·m i aluminij pri 24,15 nΩ·m). Olovo je supravodič na temperaturama ispod 7,19 K, najvišoj kritičnoj temperaturi od svih supravodiča tipa I. Olovo je treći najveći elementarni supravodič.

Izotopi olova

Prirodno olovo sastoji se od četiri stabilna izotopa s masenim brojevima 204, 206, 207 i 208 i tragova pet kratkoživućih radioizotopa. Veliki broj izotopa u skladu je s činjenicom da je broj atoma olova paran. Olovo ima magični broj protona (82), za koji model nuklearne ljuske točno predviđa posebno stabilnu jezgru. Olovo-208 ima 126 neutrona, još jedan magični broj koji bi mogao objasniti zašto je olovo-208 neobično stabilan. S obzirom na visok atomski broj, olovo je najteži element čiji se prirodni izotopi smatraju stabilnima. Tu je titulu ranije držao bizmut, koji ima atomski broj 83, sve dok 2003. godine nije otkriveno da se njegov jedini izvorni izotop, bizmut-209, vrlo sporo raspada. Četiri stabilna izotopa olova bi se teoretski mogla podvrgnuti alfa raspadu u izotope žive, oslobađajući energiju, ali to nikada nije primijećeno; njihov predviđeni poluživot kreće se od 1035 do 10189 godina. Tri stabilna izotopa pojavljuju se u tri od četiri glavna lanca raspada: olovo-206, olovo-207 i olovo-208 krajnji su produkti raspada urana-238, urana-235 i torija-232; ti se lanci raspada nazivaju uranove serije, aktinijeve serije i torijeve serije. Njihova izotopska koncentracija u prirodnom uzorku stijene jako ovisi o prisutnosti ova tri roditeljska izotopa urana i torija. Na primjer, relativna zastupljenost olova-208 može varirati od 52% u normalnim uzorcima do 90% u torijevim rudama, tako da je standardna atomska masa olova navedena samo na jednom decimalnom mjestu. Tijekom vremena, omjer olova-206 i olova-207 u odnosu na olovo-204 raste jer se prva dva nadopunjuju radioaktivnim raspadom težih elemenata, dok potonji nije; ovo omogućuje nastanak veza između olova i olova. Kako se uran raspada u olovo, njihove se relativne količine mijenjaju; ovo je osnova za stvaranje uran-olovo. Osim stabilnih izotopa koji čine gotovo svo olovo koje postoji prirodno, postoje količine nekoliko radioaktivnih izotopa u tragovima. Jedan od njih je olovo-210; iako je njegovo vrijeme poluraspada samo 22,3 godine, u prirodi su prisutne samo male količine ovog izotopa jer se olovo-210 proizvodi kroz dugi ciklus raspada koji počinje s uranom-238 (koji je na Zemlji prisutan milijardama godina). Lanci raspada urana-235, torija-232 i urana-238 sadrže olovo-211, -212 i -214, tako da se prirodno nalaze tragovi sva tri ova izotopa olova. Mali tragovi olova-209 proizlaze iz vrlo rijetkog klasternog raspada radija-223, jednog od proizvoda kćeri prirodnog urana-235. Olovo-210 posebno je korisno u određivanju starosti uzoraka mjerenjem njegovog omjera prema olovu-206 (oba izotopa prisutna u istom lancu raspadanja). Ukupno su sintetizirana 43 izotopa olova s ​​masenim brojevima 178-220. Olovo-205 je najstabilniji s vremenom poluraspada od oko 1,5×107 godina. [I] Drugi najstabilniji je olovo-202, čije vrijeme poluraspada je oko 53 000 godina, duže od bilo kojeg prirodnog radioizotopa u tragovima. Oba su izumrli radionuklidi koji su proizvedeni u zvijezdama zajedno sa stabilnim izotopima olova, ali su se odavno raspali.

Kemija

Velika količina olova izložena vlažnom zraku stvara zaštitni sloj različitog sastava. Sulfit ili klorid također mogu biti prisutni u urbanim ili morskim sredinama. Ovaj sloj čini veliki volumen olova učinkovito kemijski inertnim u zraku. Olovo u finom prahu, poput mnogih metala, je piroforno i gori plavkasto-bijelim plamenom. Fluor reagira s olovom na sobnoj temperaturi i nastaje olovo(II) fluorid. Reakcija s klorom je slična, ali zahtijeva zagrijavanje, budući da nastali sloj klorida smanjuje reaktivnost elemenata. Rastaljeno olovo reagira s halkogenima stvarajući olovo(II) halkogenide. Metalno olovo nije napadnuto razrijeđenom sumpornom kiselinom, već je otopljeno u koncentriranom obliku. Sporo reagira s klorovodičnom kiselinom i snažno s dušičnom kiselinom pri čemu nastaju dušikovi oksidi i olovo(II) nitrat. Organske kiseline poput octene kiseline otapaju olovo u prisutnosti kisika. Koncentrirane lužine otapaju olovo i stvaraju plumbite.

Anorganski spojevi

Olovo ima dva glavna oksidacijska stanja: +4 i +2. Četverovalentno stanje zajedničko je ugljikovoj skupini. Dvovalentno stanje je rijetko za ugljik i silicij, manje za germanij, važno (ali ne prevladavajuće) za kositar, a važnije za olovo. To se objašnjava relativističkim učincima, posebice učinkom inertnog para, koji se javlja kada postoji velika razlika u elektronegativnosti između olova i oksidnih, halogenidnih ili nitridnih aniona, što rezultira značajnim djelomičnim pozitivnim nabojima na olovu. Kao rezultat toga, dolazi do jače kontrakcije 6s orbitale olova nego 6p orbitale, što olovo čini vrlo inertnim u ionskim spojevima. Ovo je manje primjenjivo na spojeve u kojima olovo tvori kovalentne veze s elementima slične elektronegativnosti, kao što je ugljik u organoleptičkim spojevima. U takvim spojevima 6s i 6p orbitale su iste veličine, a sp3 hibridizacija je još uvijek energetski povoljna. Olovo je, poput ugljika, pretežno četverovalentno u takvim spojevima. Relativno velika razlika u elektronegativnosti olova(II) od 1,87 i olova(IV) je 2,33. Ova razlika naglašava suprotan trend povećanja stabilnosti +4 oksidacijskog stanja sa smanjenjem koncentracije ugljika; kositar, za usporedbu, ima vrijednosti od 1,80 u oksidacijskom stanju +2 i 1,96 u +4 stanju.

Spojevi olova(II) karakteristični su za anorgansku kemiju olova. Čak i jaka oksidacijska sredstva poput fluora i klora reagiraju s olovom na sobnoj temperaturi, stvarajući samo PbF2 i PbCl2. Većina je manje ionskih od ostalih metalnih spojeva i stoga su uglavnom netopljivi. Ioni olova (II) obično su bezbojni u otopini i djelomično su hidrolizirani u Pb(OH)+ i konačno Pb4(OH)4 (u kojem hidroksilni ioni djeluju kao premosni ligandi). Za razliku od iona kositra (II), oni nisu redukcijski agensi. Metode za utvrđivanje prisutnosti iona Pb2+ u vodi obično se oslanjaju na taloženje olovova(II) klorida pomoću razrijeđene klorovodične kiseline. Budući da je kloridna sol slabo topljiva u vodi, pokušava se istaložiti olovov(II) sulfid propuštanjem vodikovog sulfida kroz otopinu. Olovni monoksid postoji u dva polimorfa: crveni α-PbO i žuti β-PbO, pri čemu je potonji stabilan samo iznad 488 °C. Ovo je najčešće korišteni spoj olova. Olovo(II) hidroksid može postojati samo u otopini; poznato je da stvara plumbitne anione. Olovo obično reagira s težim halkogenima. Olovni sulfid je poluvodič, fotokonduktor i iznimno osjetljiv infracrveni detektor. Druga dva halkogenida, olovov selenid i olovov telurid, također su fotovodiči. Neobični su po tome što im boja postaje svjetlija što je grupa niža. Olovni dihalidi su dobro opisani; oni uključuju dijastatid i miješane halogenide kao što je PbFCl. Relativna netopljivost potonjeg korisna je osnova za gravimetrijsko određivanje fluora. Difluorid je bio prvi čvrsti ionski vodljivi spoj koji je otkriven (1834. Michael Faraday). Drugi dihalidi se raspadaju kada su izloženi ultraljubičastom ili vidljivom svjetlu, posebno dijodid. Poznati su mnogi pseudohalogenidi olova. Olovo(II) tvori veliki broj halogenidnih koordinacijskih kompleksa kao što su 2-, 4- i n5n-lančani anion. Olovni (II) sulfat je netopljiv u vodi, kao i sulfati drugih teških dvovalentnih kationa. Olovni (II) nitrat i olovov (II) acetat vrlo su topljivi i koriste se u sintezi drugih spojeva olova.

Poznato je nekoliko anorganskih spojeva olova(IV) koji su obično jaki oksidansi ili postoje samo u jako kiselim otopinama. Olovni (II) oksid daljnjom oksidacijom daje miješani oksid, Pb3O4. Opisuje se kao olovo(II,IV) oksid ili strukturno 2PbO·PbO2 i najpoznatiji je olovni spoj miješane valencije. Olovni dioksid je jako oksidacijsko sredstvo, sposobno oksidirati klorovodičnu kiselinu u plinoviti klor. To je zato što je očekivani PbCl4 nestabilan i spontano se raspada na PbCl2 i Cl2. Slično olovnom monoksidu, olovni dioksid može stvarati pjenaste anione. Olovni disulfid i olovni diselenid stabilni su pri visokim tlakovima. Olovni tetrafluorid, žuti kristalni prah, stabilan je, ali manje od difluorida. Olovni tetraklorid (žuto ulje) se raspada na sobnoj temperaturi, olovni tetrabromid je još manje stabilan, a postojanje olovnog tetrajodida je sporno.

Ostala oksidacijska stanja

Neki spojevi olova postoje u formalnim oksidacijskim stanjima različitim od +4 ili +2. Olovo (III) se može proizvesti kao međuproizvod između olova (II) i olova (IV) u većim organoleptičkim kompleksima; ovo oksidacijsko stanje je nestabilno jer su i ion olova (III) i veći kompleksi koji ga sadrže radikali. Isto vrijedi i za olovo(I), koje se može naći u takvim vrstama. Poznati su brojni miješani oksidi olova (II, IV). Kada se PbO2 zagrijava na zraku, postaje Pb12O19 na 293°C, Pb12O17 na 351°C, Pb3O4 na 374°C i konačno PbO na 605°C. Drugi seskvioksid Pb2O3 može se dobiti visoki krvni tlak zajedno s nekoliko nestehiometrijskih faza. Mnogi od njih pokazuju neispravne strukture fluorita u kojima su neki atomi kisika zamijenjeni šupljinama: može se vidjeti da PbO ima ovu strukturu, pri čemu nedostaje svaki alternativni sloj atoma kisika. Negativna oksidacijska stanja mogu se pojaviti kao Zintl faze, kao u slučaju Ba2Pb, pri čemu je olovo formalno olovo (-IV), ili kao u slučaju iona u obliku prstena ili poliedarskih klastera osjetljivih na kisik, kao što je trigonalni bipiramidalni ion Pb52-i, gdje su dva atoma olova - olovo (- I), a tri - olovo (0). U takvim anionima svaki atom nalazi se na poliedarskom vrhu i daje dva elektrona svakoj kovalentnoj vezi na rubu njihovih sp3 hibridnih orbitala, a preostala dva su vanjski usamljeni par. Mogu se formirati u tekućem amonijaku redukcijom olova s ​​natrijem.

Organsko olovo

Olovo može formirati višestruke lance, što je zajedničko svojstvu sa svojim lakšim homologom, ugljikom. Njegova sposobnost da to učini mnogo je manja jer je energija veze Pb-Pb tri i pol puta niža od energije veze C-C. Sam sa sobom, olovo može izgraditi veze metal-metal do trećeg reda. S ugljikom olovo stvara olovo organski spojevi, sličan, ali obično manje stabilan od tipičnih organskih spojeva (zbog slabosti Pb-C veze). Zbog toga je organometalna kemija olova mnogo manje široka nego ona kositra. Olovo preferirano tvori organske spojeve (IV), čak i ako to stvaranje počinje s anorganskim olovnim (II) reagensima; poznato je vrlo malo organolatnih(II) spojeva. Najdobro karakterizirane iznimke su Pb 2 i Pb (η5-C5H5)2. Olovni analog najjednostavnijeg organskog spoja, metana, je plumban. Plumbane se može proizvesti reakcijom između metalnog olova i atomskog vodika. Dva jednostavna derivata, tetrametiladin i tetraetil alid, najpoznatiji su organoolovni spojevi. Ovi spojevi su relativno stabilni: tetraetil alid se počinje raspadati tek na 100 °C ili kada je izložen sunčevoj svjetlosti ili ultraljubičasto zračenje. (Tetrafenil olovo je još termički stabilnije, raspada se na 270 °C). S metalnim natrijem, olovo lako tvori ekvimolarnu leguru, koja reagira s alkil halidima da bi se formirali organometalni spojevi kao što je tetraetil alid. Također se koristi oksidativna priroda mnogih organskih spojeva: olovni tetraacetat važan je laboratorijski reagens za oksidaciju u organskoj kemiji, a tetraetil alid je proizveden u velike količine nego bilo koji drugi organometalni spoj. Ostali organski spojevi manje su kemijski stabilni. Za mnoge organske spojeve ne postoji olovni analog.

Podrijetlo i rasprostranjenost

U svemiru

Obilje olova po čestici u Sunčevom sustavu iznosi 0,121 ppm (dijelova na milijardu). Ta je brojka dva i pol puta veća od platine, osam puta veća od žive i 17 puta veća od zlata. Količina olova u svemiru polako raste kako se najteži atomi (od kojih su svi nestabilni) postupno raspadaju u olovo. Obilje olova u Sunčevom sustavu povećalo se za oko 0,75% od njegovog nastanka prije 4,5 milijardi godina. Tablica zastupljenosti izotopa Sunčevog sustava pokazuje da je olovo, unatoč svom relativno visokom atomskom broju, zastupljenije od većine drugih elemenata s atomskim brojevima većim od 40. Primordijalno olovo, koje sadrži izotope olovo-204, olovo-206, olovo-207, i olovo -208- uglavnom su stvoreni ponovljenim procesima hvatanja neutrona koji se događaju u zvijezdama. Dva glavna načina snimanja su s- i r-procesi. U procesu s (s označava sporo), hvatanja su odvojena godinama ili desetljećima, dopuštajući manje stabilnim jezgrama da prođu kroz beta raspad. Stabilna jezgra talija-203 može uhvatiti neutron i postati talij-204; ova tvar prolazi kroz beta raspad, dajući stabilno olovo-204; kada uhvati drugi neutron, postaje olovo-205, koje ima poluživot od oko 15 milijuna godina. Daljnja zarobljavanja dovode do stvaranja olova-206, olova-207 i olova-208. Kada se uhvati drugi neutron, olovo-208 postaje olovo-209, koje se brzo raspada u bizmut-209. Kada se uhvati drugi neutron, bizmut-209 postaje bizmut-210, čiji se beta raspada na polonij-210, a alfa raspada na olovo-206. Ciklus stoga završava na olovu-206, olovu-207, olovu-208 i bizmutu-209. U r-procesu (r označava "brzo"), hvatanja se događaju brže nego što se jezgre mogu raspasti. To se događa u okruženjima s velikom gustoćom neutrona, poput supernove ili spajanja dviju neutronskih zvijezda. Tok neutrona može biti reda veličine 1022 neutrona po kvadratnom centimetru u sekundi. R proces ne stvara toliko olova kao s proces. Ima tendenciju prestati čim jezgre bogate neutronima dosegnu 126 neutrona. U ovom trenutku neutroni se nalaze u potpunim ljuskama atomska jezgra, te postaje sve teže energetski smjestiti više njih. Kad se tok neutrona smanji, njihove se beta jezgre raspadaju u stabilne izotope osmija, iridija i platine.

Na tlu

Olovo je klasificirano kao halkofil po Goldschmidtovoj klasifikaciji, što znači da se obično pojavljuje u kombinaciji sa sumporom. Rijetko se može naći u prirodnom metalnom obliku. Mnogi minerali olova relativno su lagani i tijekom Zemljine povijesti ostali su u kori umjesto da tonu dublje u unutrašnjost Zemlje. To objašnjava relativno visoku razinu olova u kori, 14 ppm; to je 38. najzastupljeniji element u korteksu. Glavni mineral olova je galenit (PbS), koji se uglavnom nalazi u rudama cinka. Većina drugih minerala olova na neki je način povezana s galenitom; boulangerite, Pb5Sb4S11, je miješani sulfid izveden iz galenita; anglezit, PbSO4, produkt je oksidacije galenita; a serusit ili bijela olovna ruda, PbCO3, produkt je razgradnje galenita. Arsen, kositar, antimon, srebro, zlato, bakar i bizmut uobičajene su nečistoće u mineralima olova. Svjetski resursi olova premašuju 2 milijarde tona. Značajne rezerve olova otkrivene su u Australiji, Kini, Irskoj, Meksiku, Peruu, Portugalu, Rusiji i Sjedinjenim Državama. Globalne rezerve – resursi koje je ekonomski isplativo ekstrahirati – iznosile su 89 milijuna tona u 2015. godini, od čega je 35 milijuna u Australiji, 15,8 milijuna u Kini i 9,2 milijuna u Rusiji. Tipične pozadinske koncentracije olova ne prelaze 0,1 μg/m3 u atmosferi; 100 mg/kg u tlu; i 5 µg/l in svježa voda I morska voda.

Etimologija

Moderna engleska riječ "lead" je germanskog porijekla; dolazi iz srednjeengleskog i staroengleskog (s dugim znakom iznad samoglasnika "e", što pokazuje da je glas samoglasnika tog slova dug). Staroengleska riječ dolazi od hipotetske rekonstruirane protogermanske *lauda- ("olovo"). Prema prihvaćenoj lingvističkoj teoriji, ova riječ je "rodila" potomke u nekoliko germanskih jezika s potpuno istim značenjem. Podrijetlo protogermanskog *lauda nije jasno unutar jezične zajednice. Prema jednoj hipotezi, ova riječ je izvedena iz proto-indoeuropskog *lAudh- ("olovo"). Druga hipoteza je da je riječ posuđenica iz protokeltskog *ɸloud-io- ("olovo"). Riječ je povezana s latinskom plumbum, koja je elementu dala kemijski simbol Pb. Riječ *ɸloud-io- također može biti izvor protogermanskog *bliwa- (što također znači "olovo"), iz kojeg je izvedeno njemačko Blei. Ime kemijski element nije povezano s glagolom istog pisanja, izvedenim iz protogermanskog *layijan- ("voditi").

Priča

Pozadina i rana povijest

Metalne olovne perle koje datiraju iz 7000-6500 godina prije Krista pronađene u Maloj Aziji mogu predstavljati prvi primjer taljenja metala. U to je vrijeme olovo imalo malo (ako uopće) namjene zbog svoje mekoće i dosadnog izgleda. Glavni razlog širenja proizvodnje olova bila je njegova povezanost sa srebrom, koje se moglo proizvesti spaljivanjem galenita (uobičajeni mineral olova). Stari Egipćani prvi su počeli koristiti olovo u kozmetici, što se proširilo na Drevna grčka i dalje. Egipćani su možda koristili olovo kao sudoper u ribarskim mrežama i u izradi glazura, čaša, emajla i nakita. Razne civilizacije u Plodnom polumjesecu koristile su olovo kao materijal za pisanje, kao valutu i u građevinarstvu. Olovo se koristilo na drevnom kineskom kraljevskom dvoru kao stimulans, kao valuta i kao kontracepcijsko sredstvo. U civilizaciji doline Inda iu Srednjoj Americi olovo se koristilo za izradu amuleta; Narodi istočne i južne Afrike koristili su olovo za izvlačenje žice.

Klasično doba

Budući da se srebro naširoko koristilo kao ukrasni materijal i sredstvo razmjene, nalazišta olova počela su se obrađivati ​​u Maloj Aziji od 3000. pr. Kr.; kasnije su razvijena nalazišta olova u regijama Egeja i Loriona. Ove tri regije zajedno su dominirale proizvodnjom iskopanog olova do otprilike 1200. pr. Od 2000. godine prije Krista, Feničani su radili u rudnicima Pirenejskog poluotoka; do 1600. pr Rudarstvo olova postojalo je na Cipru, Grčkoj i Siciliji. Teritorijalno širenje Rima u Europi i Sredozemlju, kao i razvoj rudarstva, doveli su do toga da to područje postane najveći proizvođač olova u klasičnom dobu, s godišnjom proizvodnjom od 80 000 tona. Kao i njihovi prethodnici, Rimljani su dobivali olovo prvenstveno kao nusprodukt taljenja srebra. Vodeći rudari bili su Srednja Europa, Britanija, Balkan, Grčka, Anatolija i Španjolska, koje čine 40% globalne proizvodnje olova. Olovo se koristilo za izradu vodovodnih cijevi u Rimskom Carstvu; latinska riječ za ovaj metal, plumbum, je izvor engleska riječ"vodovod" (vodovod). Lakoća rukovanja metalom i otpornost na koroziju doveli su do njegove široke upotrebe u drugim primjenama, uključujući farmaceutske proizvode, krovne materijale, novac i vojne zalihe. Pisci tog vremena poput Katona Starijeg, Kolumele i Plinija Starijeg preporučivali su olovne posude za pripremu sladila i konzervansa koji se dodaju vinu i hrani. Olovo je davalo ugodan okus zbog stvaranja "olovnog šećera" (olovni (II) acetat), dok su bakrene ili brončane posude mogle dati gorak okus hrani zbog stvaranja verdigrisa. Ovaj metal je bio daleko najčešći materijal u klasičnoj antici, i Prikladno je pozvati se na (rimsko) doba olova. Rimljani su olovo koristili jednako kao i plastiku nama. Rimski pisac Vitruvije izvijestio je o opasnostima koje bi olovo moglo predstavljati za zdravlje, a moderni pisci su sugerirali da je trovanje olovom igralo važnu ulogu u padu Rimskog Carstva.[1] Drugi su istraživači kritizirali takve tvrdnje, ističući, na primjer, da nisu svi bolovi u trbuhu bili uzrokovani trovanjem olovom. Prema arheološkim istraživanjima, rimske olovne cijevi povećane razine olova u vodi iz slavine, ali takav učinak "nije vjerojatno da je bio stvarno štetan." Žrtve trovanja olovom počele su se nazivati ​​"saturnine", u čast strašnog oca bogova, Saturna. Povezujući se s tim, olovo se smatralo "ocem" svih metala. Njegov status u rimskom društvu bio je nizak jer je bio lako dostupan i jeftin.

Zabuna kositra i antimona

U klasičnom dobu (pa čak i prije 17. stoljeća), kositar se često nije razlikovao od olova: Rimljani su olovo nazivali plumbum nigrum ("crno olovo"), a kositar plumbum candidum ("svijetlo olovo"). Veza između olova i kositra može se pratiti u drugim jezicima: riječ "olovo" na češkom znači "olovo", ali na ruskom srodno olovo znači "kositar". Osim toga, olovo ima blizak odnos na antimon: oba se elementa obično pojavljuju kao sulfidi (galenit i stibnit), često zajedno. Plinije je netočno napisao da stibnit zagrijavanjem proizvodi olovo umjesto antimona. U zemljama kao što su Turska i Indija, izvorni perzijski naziv za antimon odnosio se na antimonov sulfid ili olovni sulfid, au nekim je jezicima poput ruskog nazivan antimon.

Srednji vijek i renesansa

Rudarstvo olova u Zapadna Europa opao je nakon pada Zapadnog Rimskog Carstva, a arapska Iberija bila je jedina regija sa značajnom proizvodnjom olova. Najveća proizvodnja olova uočena je u Južnoj i Istočna Azija, posebno u Kini i Indiji, gdje se eksploatacija olova znatno povećala. U Europi je proizvodnja olova počela oživljavati tek u 11. i 12. stoljeću, gdje se olovo ponovno koristilo za pokrivanje krovova i cijevi. Od 13. stoljeća olovo se koristi za izradu vitraja. U europskoj i arapskoj tradiciji alkemije olovo (simbol Saturna u europskoj tradiciji) smatralo se nečistim osnovnim metalom koji se odvajanjem, pročišćavanjem i balansiranjem svojih sastavnih dijelova može pretvoriti u čisto zlato. Tijekom tog razdoblja olovo se sve više koristilo za kontaminaciju vina. Upotreba takvog vina zabranjena je 1498. papinom naredbom, jer se smatralo neprikladnim za upotrebu u svetim obredima, ali se nastavilo piti, što je dovelo do masovnih trovanja sve do kraja 18. stoljeća. Olovo je bilo ključni materijal u dijelovima tiskarskog stroja koji je izumljen oko 1440.; tiskarski radnici rutinski su udisali olovnu prašinu, uzrokujući trovanje olovom. Otprilike u isto vrijeme izumljeno je vatreno oružje, a olovo, iako skuplje od željeza, postalo je glavni materijal za izradu metaka. Bio je manje opasan za željezne cijevi oružja, imao je veću gustoću (što je pridonijelo boljem zadržavanju brzine) i bio je više niska točka topljenje je olakšalo proizvodnju metaka jer su se mogli izraditi pomoću drvene vatre. Olovo, u obliku venecijanske keramike, naširoko je korišteno u kozmetici među zapadnoeuropskim aristokracijama, jer su se izbijeljena lica smatrala znakom skromnosti. Praksa se kasnije proširila na bijele perike i tuš za oči i nestala je tek tijekom Francuske revolucije u kasnom 18. stoljeću. Slična se moda pojavila u Japanu u 18. stoljeću s dolaskom gejši, praksa koja se nastavila tijekom 20. stoljeća. “Bijela lica oličavala su vrlinu japanskih žena”, a olovo se često koristilo kao sredstvo za izbjeljivanje.

Izvan Europe i Azije

U Novom svijetu olovo se počelo proizvoditi ubrzo nakon dolaska europskih doseljenika. Najranija zabilježena proizvodnja olova datira iz 1621. godine u engleskoj koloniji Virginia, četrnaest godina nakon njezina osnutka. U Australiji, prvi rudnik koji su otvorili kolonisti na kontinentu bio je glavni rudnik 1841. godine. U Africi je rudarenje i taljenje olova bilo poznato u Benue Tauri i bazenu donjeg Konga, gdje se olovo koristilo za trgovinu s Europljanima i kao valuta do 17. stoljeća, mnogo prije borbe za Afriku.

Industrijska revolucija

U drugoj polovici 18. stoljeća dogodila se industrijska revolucija u Britaniji, a zatim u kontinentalnoj Europi i SAD-u. Ovo je bio prvi put da je stopa proizvodnje olova bilo gdje u svijetu premašila onu u Rimu. Britanija je bila vodeći proizvođač olova, no taj je status izgubila do sredine 19. stoljeća iscrpljivanjem svojih rudnika i razvojem rudarenja olova u Njemačkoj, Španjolskoj i Sjedinjenim Državama. Do 1900. Sjedinjene Države bile su svjetski predvodnici u proizvodnji olova, a druge neeuropske zemlje - Kanada, Meksiko i Australija - počele su značajnu proizvodnju olova; proizvodnja izvan Europe povećana. Značajan dio potražnje za olovom odnosio se na vodovod i boju - tada se redovito koristila olovna boja. Tijekom tog vremena više je ljudi (radnička klasa) bilo izloženo metalima i povećali su se slučajevi trovanja olovom. To je dovelo do istraživanja učinaka konzumacije olova na tijelo. Pokazalo se da je olovo opasnije u obliku dima nego tvrdi metal. Pronađena je veza između trovanja olovom i gihta; Britanski liječnik Alfred Baring Garrod primijetio je da su trećina njegovih pacijenata s gihtom bili vodoinstalateri i umjetnici. Posljedice kronične izloženosti olovu, uključujući mentalni poremećaji, također su proučavani u 19. stoljeću. Prvi zakoni usmjereni na smanjenje trovanja olovom u tvornicama uvedeni su 1870-ih i 1880-ih u Ujedinjenom Kraljevstvu.

Novo vrijeme

Daljnji dokazi o prijetnji koju predstavlja olovo otkriveni su krajem 19. i početkom 20. stoljeća. Mehanizmi štete su bolje shvaćeni, a olovno sljepilo je dokumentirano. Zemlje u Europi i Sjedinjenim Državama počele su nastojati smanjiti količinu olova s ​​kojim ljudi dolaze u kontakt. Velika Britanija je 1878. uvela obvezne inspekcije u tvornicama i 1898. imenovala prvog tvorničkog zdravstvenog inspektora; kao rezultat toga, zabilježeno je 25-struko smanjenje slučajeva trovanja olovom od 1900. do 1944. godine. Posljednje veće izlaganje ljudi olovu bilo je dodavanje tetraetil etera benzinu kao sredstva protiv detonacije, praksa koja je započela u Sjedinjenim Državama 1921. godine. U Sjedinjenim Državama i Europskoj uniji postupno je ukinut do 2000. godine. Većina evropske zemlje zabranjena olovna boja, koja se obično koristila zbog neprozirnosti i vodootpornosti za unutarnje uređenje, do 1930. Utjecaj je bio značajan: u posljednjoj četvrtini 20. stoljeća postotak ljudi s prekomjernom razinom olova u krvi pao je s više od tri četvrtine stanovništva Sjedinjenih Država na nešto više od dva posto. Glavni olovni proizvod do kraja 20. stoljeća bila je olovna baterija, koja nije predstavljala neposrednu prijetnju ljudima. Od 1960. do 1990. proizvodnja olova u zapadnom bloku porasla je za trećinu. Udio istočnog bloka u globalnoj proizvodnji olova utrostručio se s 10% na 30% od 1950. do 1990., pri čemu je Sovjetski Savez bio najveći svjetski proizvođač olova sredinom 1970-ih i 1980-ih, a Kina je započela opsežnu proizvodnju olova u kasnim 20-im godinama 20. stoljeća. . Za razliku od europskih komunističkih zemalja, Kina je sredinom 20. stoljeća uglavnom bila neindustrijalizirana zemlja; 2004. godine Kina je nadmašila Australiju kao najveći proizvođač olova. Kao i kod europske industrijalizacije, olovo je uzelo danak zdravlju u Kini.

Proizvodnja

Proizvodnja olova u cijelom svijetu raste zbog njegove upotrebe u olovnim baterijama. Postoje dvije glavne kategorije proizvoda: primarni, iz ruda; i sekundarno, iz otpada. U 2014. godini iz primarne proizvodnje proizvedeno je 4,58 milijuna tona olova, a iz sekundarne proizvodnje 5,64 milijuna tona. Ove su godine prva tri proizvođača iskopanog koncentrata olova predvodili Kina, Australija i Sjedinjene Države. Tri najveća proizvođača rafiniranog olova predvode Kina, SAD i Južna Koreja. Prema izvješću Međunarodne udruge stručnjaka za metale iz 2010., ukupna količina olova upotrijebljena, akumulirana, ispuštena ili raspršena u okoliš u globalnoj razini po stanovniku iznosi 8 kg. Značajan dio ove količine javlja se u razvijenijim zemljama (20-150 kg po stanovniku), a ne u manje razvijenim zemljama (1-4 kg po stanovniku). Procesi proizvodnje primarnog i sekundarnog olova su slični. Neka primarna proizvodna postrojenja sada dopunjuju svoje poslovanje olovnim limovima, što je trend koji će se vjerojatno povećati u budućnosti. Uz odgovarajuće proizvodne metode, sekundarno olovo se ne može razlikovati od primarnog. Metalni otpad iz građevinske trgovine obično je prilično čist i može se pretopiti bez potrebe za taljenjem, iako je ponekad potrebna destilacija. Stoga je proizvodnja sekundarnog olova jeftinija u smislu energetskih zahtjeva od proizvodnje primarnog olova, često za 50% ili više.

Osnove

Većina ruda olova sadrži nizak postotak olova (rude visokog sadržaja imaju tipičan sadržaj olova od 3-8%), koje se mora koncentrirati za ekstrakciju. Tijekom početne obrade rude se obično podvrgavaju drobljenju, odvajanju krutih tvari, mljevenju, pjenastoj flotaciji i sušenju. Dobiveni koncentrat, koji sadrži 30-80% olova po težini (obično 50-60%), zatim se pretvara u (nečisti) metalni olovo. Postoje dva glavna načina da se to učini: proces u dva koraka koji uključuje pečenje nakon čega slijedi uklanjanje iz visoke peći, koji se provodi u odvojenim posudama; ili izravni proces u kojem se ekstrakcija koncentrata odvija u jednoj posudi. Potonja metoda postala je češća, iako je prva još uvijek značajna.

Dvofazni proces

Prvo se koncentrat sulfida prži na zraku kako bi se oksidirao olovov sulfid: 2 PbS + 3 O2 → 2 PbO + 2 SO2 Izvorni koncentrat nije bio čisti olovov sulfid, a prženje proizvodi olovov oksid i mješavinu sulfata i silikata olova i drugi metali sadržani u rudi. Ovaj sirovi olovni oksid reducira se u koksnoj peći do (opet nečistog) metala: 2 PbO + C → Pb + CO2. Nečistoće su uglavnom arsen, antimon, bizmut, cink, bakar, srebro i zlato. Talina se u reverberacijskoj peći obrađuje zrakom, parom i sumporom, koji oksidira nečistoće, osim srebra, zlata i bizmuta. Oksidirani kontaminanti lebde na vrhu taline i uklanjaju se. Metalno srebro i zlato se uklanjaju i ekonomično obnavljaju kroz Parkesov proces, u kojem se olovu dodaje cink. Cink otapa srebro i zlato, a oboje se, ne miješajući se u olovu, mogu odvojiti i obnoviti. Neposrebreno olovo se oslobađa s bizmutom Betterton-Kroll metodom, obradom s metalnim kalcijem i magnezijem. Nastala troska koja sadrži bizmut može se ukloniti. Vrlo čisto olovo može se dobiti elektrolitičkom obradom rastaljenog olova pomoću Bettsovog procesa. Nečiste olovne anode i čiste olovne katode stavljaju se u olovni fluorosilikatni (PbSiF6) elektrolit. Nakon primjene električnog potencijala, nečisto olovo na anodi se otapa i taloži na katodi, ostavljajući veliku većinu nečistoća u otopini.

Izravan proces

Ovim se postupkom olovni ingot i troska dobivaju izravno iz olovnih koncentrata. Koncentrat olovnog sulfida se topi u peći i oksidira u olovni monoksid. Ugljik (koks ili ugljeni plin) dodaje se rastaljenoj šarži zajedno s topilima. Stoga se olovni monoksid reducira u olovni metal usred troske bogate olovnim monoksidom. Do 80% olova u visoko koncentriranim koncentratima stočne hrane može se dobiti u obliku ingota; preostalih 20% tvori trosku bogatu olovnim monoksidom. Za sirovine niskog stupnja, svo olovo može se oksidirati u trosku visokog stupnja. Metalno olovo se dalje proizvodi iz troske visokog stupnja (25-40%) izgaranjem ili podmorskim ubrizgavanjem goriva, pomoćnom električnom peći ili kombinacijom obje metode.

Alternative

Nastavlja se istraživanje čišćeg procesa rudarenja olova koji zahtijeva manje energije; njegov glavni nedostatak je da se ili previše olova gubi kao otpad ili alternativne metode rezultiraju visokim sadržajem sumpora u rezultirajućem metalu olova. Hidrometalurška ekstrakcija, u kojoj se nečiste olovne anode uranjaju u elektrolit, a čisto olovo taloži na katodu, metoda je koja može imati potencijal.

Sekundarna metoda

Topljenje, koje je sastavni dio primarne proizvodnje, često se preskače tijekom sekundarne proizvodnje. To se događa samo kada je olovni metal podvrgnut značajnoj oksidaciji. Ovaj proces je sličan procesu primarne ekstrakcije u visokoj peći ili rotacionoj peći, a značajna razlika je veća varijabilnost u prinosima. Proces taljenja olova je više moderna metoda, koji može djelovati kao nastavak primarne proizvodnje; Baterijska pasta iz otpadnih olovno-kiselih baterija uklanja sumpor tretiranjem s alkalijama, a zatim se tretira u peći na ugljen u prisutnosti kisika, što rezultira stvaranjem nečistog olova, s antimonom kao najčešćom nečistoćom. Recikliranje sekundarnog olova slično je obradi primarnog olova; Neki procesi rafiniranja mogu se preskočiti ovisno o materijalu koji se obrađuje i njegovoj potencijalnoj kontaminaciji, pri čemu su bizmut i srebro najčešće prihvaćene nečistoće. Od izvora olova za odlaganje najvažniji su izvori olovne baterije; Olovne cijevi, lim i plašt kabela također su značajni.

Prijave

Suprotno uvriježenom mišljenju, grafit u drvenim olovkama nikad nije bio napravljen od olova. Kada je olovka stvorena kao alat za namotavanje grafita, specifična vrsta grafita koja se koristila nazivala se plumbago (u doslovno– za olovo ili olovni model).

Elementarni oblik

Olovo ima nekoliko korisnih mehaničkih svojstava, uključujući visoku gustoću, nisko talište, duktilnost i relativnu inertnost. Mnogi metali su superiorniji od olova u nekim od ovih aspekata, ali općenito ih ima manje i teže ih je izdvojiti iz ruda. Otrovnost olova dovela je do postupnog ukidanja nekih njegovih uporaba. Olovo se koristilo za izradu metaka od njihovog izuma u srednjem vijeku. Olovo je jeftino; njegovo nisko talište znači da streljivo za malokalibarsko oružje može se lijevati uz minimalnu upotrebu tehničke opreme; Osim toga, olovo je gušće od ostalih uobičajenih metala, što mu omogućuje bolje održavanje brzine. Izražena je zabrinutost da bi olovni meci koji se koriste u lovu mogli biti štetni za okoliš. Njegova visoka gustoća i otpornost na koroziju korišteni su u brojnim povezanim primjenama. Olovo se koristi kao kobilica na brodovima. Njegova težina mu omogućuje da uravnoteži učinak napinjanja vjetra na jedra; budući da je toliko gust, zauzima malo volumena i minimalizira otpornost na vodu. Olovo se koristi za podvodno ronjenje kako bi se spriječila sposobnost ronioca da pluta. Godine 1993. baza Kosi toranj u Pisi u Pisi je stabiliziran sa 600 tona olova. Zbog svoje otpornosti na koroziju, olovo se koristi kao zaštitni omotač za podmorske kabele. Olovo se koristi u arhitekturi. Olovni lim se koristi kao krovni materijal, obloga, opšav, spojevi oluka i odvodnih cijevi te krovni parapeti. Olovne letvice koriste se kao ukrasni materijal za pričvršćivanje olovnih ploča. Olovo se još uvijek koristi u izradi kipova i skulptura. U prošlosti se olovo često koristilo za balansiranje kotača automobila; Zbog ekoloških razloga, ova se uporaba postupno ukida. Olovo se dodaje legurama bakra kao što su mesing i bronca kako bi se poboljšala njihova obradivost i svojstva podmazivanja. Budući da je praktički netopivo u bakru, olovo stvara tvrde kuglice u nesavršenostima u slitini, kao što su granice zrna. U niskim koncentracijama, a također i kao lubrikant, kuglice sprječavaju stvaranje strugotine tijekom rada legure, čime se poboljšava obradivost. Ležajevi koriste legure bakra s višom koncentracijom olova. Olovo osigurava podmazivanje, a bakar pruža potporu. Zbog svoje visoke gustoće, atomskog broja i mogućnosti oblikovanja, olovo se koristi kao barijera koja apsorbira zvuk, vibracije i zračenje. Olovo nema prirodne rezonantne frekvencije, pa se kao rezultat toga olovni lim koristi kao zvučno izolacijski sloj u zidovima, podovima i stropovima zvučnih studija. Organske lule često se izrađuju od legure olova pomiješane s različitim količinama kositra kako bi se kontrolirao ton svake lule. Olovo je zaštitni materijal koji se koristi u nuklearnoj znanosti i rendgenskim kamerama: gama zrake apsorbiraju elektroni. Atomi olova su gusto pakirani i njihova gustoća elektrona je visoka; veliki atomski broj znači da postoji mnogo elektrona po atomu. Rastaljeno olovo korišteno je kao rashladno sredstvo za brze reaktore hlađene olovom. Najveća upotreba olova uočena je početkom 21. stoljeća u olovnim baterijama. Reakcije u bateriji između olova, olovnog dioksida i sumporne kiseline osiguravaju pouzdan izvor napona. Olovo u baterijama ne dolazi u izravan kontakt s ljudima i stoga je povezano s manjom prijetnjom toksičnosti. Superkondenzatori koji sadrže olovne baterije instalirani su u kilovatima i megavatima u Australiji, Japanu i SAD-u za kontrolu frekvencije, solarno izglađivanje i druge primjene. Ove baterije imaju nižu gustoću energije i učinkovitost pražnjenja punjenja od litij-ionskih baterija, ali su znatno jeftinije. Olovo se koristi u visokonaponskim energetskim kabelima kao materijal za plašt za sprječavanje difuzije vode tijekom toplinske izolacije; takva se uporaba smanjuje kako se olovo postupno ukida. Neke zemlje također smanjuju upotrebu olova u lemovima za elektroniku kako bi smanjile utjecaj na okoliš. opasni otpad. Olovo je jedan od tri metala korištena u Oddy testu za muzejske materijale, koji pomaže u otkrivanju organskih kiselina, aldehida i kiselih plinova.

Veze

Spojevi olova koriste se kao ili u bojilima, oksidansima, plastici, svijećama, staklu i poluvodičima. Boje na bazi olova koriste se u keramičkim glazurama i staklu, posebno za crvene i žute boje. Olovni tetraacetat i olovni dioksid koriste se kao oksidansi u organskoj kemiji. Olovo se često koristi u PVC premazima električni kablovi. Može se koristiti za tretiranje fitilja za svijeće kako bi se osiguralo dulje, ravnomjernije gorenje. Zbog toksičnosti olova, europski i sjevernoamerički proizvođači koriste alternative kao što je cink. Olovno staklo sastoji se od 12-28% olovnog oksida. Mijenja optičke karakteristike stakla i smanjuje prijenos ionizirajućeg zračenja. Olovni poluvodiči kao što su olovo telurid, olovo selenid i olovo antimonid koriste se u fotonaponskim ćelijama i infracrvenim detektorima.

Biološki i ekološki učinci

Biološki učinci

Olovo nije dokazano biološku ulogu. Njegova prevalencija u ljudskom tijelu u prosjeku je 120 mg u odrasloj osobi - od nje nadmašuju samo cink (2500 mg) i željezo (4000 mg) među teški metali. Tijelo vrlo učinkovito apsorbira soli olova. Mala količina olova (1%) bit će pohranjena u kostima; ostatak će se izlučiti mokraćom i izmetom nekoliko tjedana nakon izlaganja. Dijete će moći eliminirati samo oko trećinu olova iz tijela. Kronična izloženost olovu može dovesti do bioakumulacije olova.

Toksičnost

Olovo je izuzetno otrovan metal (ako se udiše ili proguta) koji utječe na gotovo svaki organ i sustav u ljudskom tijelu. Pri koncentraciji u zraku od 100 mg/m3 predstavlja neposrednu opasnost za život i tijelo. Olovo se brzo apsorbira u krvotok. Glavni razlog njegove toksičnosti je njegova tendencija da ometa pravilan rad enzima. To postiže vezanjem na sulfhidrilne skupine koje se nalaze na mnogim enzimima ili oponašanjem i istiskivanjem drugih metala koji djeluju kao kofaktori u mnogim enzimskim reakcijama. Među glavnim metalima s kojima olovo reagira su kalcij, željezo i cink. Visoke razine kalcija i željeza općenito pružaju određenu zaštitu od trovanja olovom; niske razine uzrokuju povećanu osjetljivost.

Efekti

Olovo može uzrokovati ozbiljna oštećenja mozga i bubrega te u konačnici uzrokovati smrt. Kao i kalcij, olovo može prijeći krvno-moždanu barijeru. Uništava mijelinske ovojnice neurona, smanjuje njihov broj, ometa putove neurotransmisije i smanjuje rast neurona. Simptomi trovanja olovom uključuju nefropatiju, grčevite bolove u trbuhu i moguću slabost u prstima, zapešćima ili gležnjevima. Niski krvni tlak raste, osobito kod osoba srednje i starije dobi, što može uzrokovati anemiju. U trudnica visoka razina izloženosti olovu može uzrokovati pobačaj. Dokazano je da kronična izloženost visokim razinama olova smanjuje plodnost muškaraca. U mozgu djeteta u razvoju, olovo ometa stvaranje sinapsi u moždanoj kori, neurokemijski razvoj (uključujući neurotransmitere) i organizaciju ionskih kanala. Rana izloženost olovu kod djece povezana je s povećanim rizikom od poremećaja spavanja i prekomjerne dnevne pospanosti kasnije u životu. djetinjstvo. Visoke razine olova u krvi povezane su s odgođenim pubertetom kod djevojčica. Povećanja i smanjenja izloženosti olovu u zraku od izgaranja tetraetil olova u benzinu tijekom 20. stoljeća povezani su s povijesnim porastom i smanjenjem stopa kriminala, međutim, ova hipoteza nije općenito prihvaćena.

Liječenje

Liječenje trovanja olovom obično uključuje primjenu dimerkaprola i sukcimera. Akutni slučajevi mogu zahtijevati upotrebu kalcijevog dinatrijevog edetata, kalcijevog kelata dinatrijeve soli etilendiamintetraoctene kiseline (EDTA). Olovo ima veći afinitet za olovo od kalcija, zbog čega se olovo kelira metabolizmom i izlučuje urinom, ostavljajući bezopasni kalcij.

Izvori utjecaja

Izloženost olovu je globalni problem, jer su rudarstvo i taljenje olova uobičajeni u mnogim zemljama širom svijeta. Do trovanja olovom obično dolazi gutanjem hrane ili vode kontaminirane olovom, a rjeđe slučajnim gutanjem kontaminirane zemlje, prašine ili boje na bazi olova. Proizvodi s morskom vodom mogu sadržavati olovo ako je voda izložena industrijskim vodama. Voće i povrće mogu biti kontaminirani visok sadržaj olova u tlima na kojima su rasle. Tlo može biti onečišćeno nakupljanjem čestica olova u cijevima, olovne boje i zaostalih emisija iz olovnog benzina. Upotreba olova u vodovodnim cijevima problematična je u područjima s mekom ili kiselom vodom. Tvrda voda stvara netopljive slojeve u cijevima, dok meka i kisela voda otapa olovne cijevi. Otopljeni ugljikov dioksid u transportiranoj vodi može dovesti do stvaranja topljivog bikarbonata olova; oksigenirana voda može na sličan način otopiti olovo kao olovov(II) hidroksid. Piti vodu može uzrokovati zdravstvene probleme tijekom vremena zbog toksičnosti otopljenog olova. Što je voda tvrđa, to će sadržavati više bikarbonata i kalcijevog sulfata, a unutarnja strana cijevi će biti presvučena zaštitnim slojem olovnog karbonata ili olovnog sulfata. Gutanje olovne boje primarni je izvor izloženosti djece olovu. Kako se boja razgrađuje, ona se ljušti, melje u prašinu, a zatim ulazi u tijelo putem dodira ruku ili kontaminirane hrane, vode ili alkohola. Gutanje nekih narodnih lijekova može dovesti do izlaganja olovu ili spojevima olova. Udisanje je drugi važan način izlaganja olovu, uključujući i pušače, a posebno one koji rade s olovom. Dim cigarete sadrži između ostalog otrovne tvari, radioaktivno olovo-210. Gotovo svo udahnuto olovo apsorbira se u tijelo; za oralnu primjenu, stopa je 20-70%, pri čemu djeca apsorbiraju više olova nego odrasli. Dermalna izloženost može biti značajna za ograničenu populaciju ljudi koji rade s organskim spojevima olova. Brzina apsorpcije olova u kožu manja je za anorgansko olovo.

Ekologija

Ekstrakcija, proizvodnja, uporaba i odlaganje olova i njegovih proizvoda uzrokovali su značajno onečišćenje tla i voda na Zemlji. Atmosferske emisije olova bile su na vrhuncu tijekom industrijske revolucije, a razdoblje benzinskog olova bilo je u drugoj polovici dvadesetog stoljeća. Povišene koncentracije olova i dalje postoje u tlima i sedimentima u postindustrijskim i urbanim područjima; Industrijske emisije, uključujući one povezane sa izgaranjem ugljena, nastavljaju se u mnogim dijelovima svijeta. Olovo se može akumulirati u tlima, posebno onima s visokim sadržajem organske tvari, gdje ostaje stotinama do tisućama godina. Može zauzeti mjesto drugih metala u biljkama i može se nakupljati na njihovim površinama, usporavajući tako fotosintezu i sprječavajući njihov rast ili ih ubijajući. Onečišćenje tla i biljaka utječe na mikroorganizme i životinje. Zaražene životinje imaju smanjenu sposobnost sintetiziranja crvenih krvnih stanica, što uzrokuje anemiju. Analitičke metode za određivanje olova u okolišu uključuju spektrofotometriju, rendgensku fluorescenciju, atomsku spektroskopiju i elektrokemijske metode. Razvijena je specifična ion selektivna elektroda na bazi ionofora S,S"-metilenbis (N,N-diizobutil ditiokarbamat).

Ograničenje i oporavak

Do sredine 1980-ih došlo je do značajnog pomaka u korištenju olova. U Sjedinjenim Državama propisi o zaštiti okoliša smanjuju ili ukidaju upotrebu olova u proizvodima koji nisu baterijski, uključujući benzin, boje, lemove i sustave za vodu. Uređaji za kontrolu čestica mogu se koristiti u elektranama na ugljen za prikupljanje emisija olova. Upotreba olova dodatno je ograničena Direktivom Europske unije o ograničenju opasnih tvari. Upotreba olovnih metaka za lov i sportsko streljaštvo zabranjena je u Nizozemskoj 1993. godine, što je rezultiralo značajnim smanjenjem emisije olova s ​​230 tona 1990. na 47,5 tona 1995. godine. U Sjedinjenim Američkim Državama, Occupational Safety and Health Administration postavila je granicu profesionalne izloženosti olovu na 0,05 mg/m3 tijekom 8-satnog radnog dana; ovo se odnosi na metalno olovo, anorganske spojeve olova i olovne sapune. Američki nacionalni institut za sigurnost i zdravlje na radu preporučuje da koncentracija olova u krvi bude ispod 0,06 mg na 100 g krvi. Olovo se još uvijek može pojaviti u štetnim razinama u keramici, vinilu (koji se koristi za oblaganje cijevi i izolaciju električnih kabela) i kineskom mesingu. Stariji domovi još uvijek mogu sadržavati olovnu boju. Bijela olovna boja postupno je ukinuta u industrijaliziranim zemljama, ali je žuti olovni kromat još uvijek u uporabi. Uklanjanje stare boje brušenjem proizvodi prašinu koju osoba može udisati.

OLOVO, Pb (lat. plumbum * a. olovo, plumbum; n. Blei; f. plomb; i. plomo), kemijski je element IV skupine periodnog sustava Mendeljejeva, atomskog broja 82, atomske mase 207,2. Prirodno olovo zastupljeno je s četiri stabilna 204 Pb (1,48%), 206 Pb (23,6%), 207 Pb (22,6%) i 208 Pb (52,3%) te četiri radioaktivna 210 Pb, 211 Pb, 212 Pb i 214 Pb izotopa; uz to je dobiveno više od deset umjetnih radioaktivnih izotopa olova. Poznato od davnina.

Fizička svojstva

Olovo je mekan, rastegljiv, plavkasto-siv metal; plošno centriran kubična kristalna rešetka (a = 0,49389 nm). Atomski radijus olova je 0,175 nm, ionski radijus je 0,126 nm (Pb 2+) i 0,076 nm (Pb 4+). Gustoća 11.340 kg/m 3, talište 327,65°C, vrelište 1745°C, toplinska vodljivost 33,5 W/(m.deg), toplinski kapacitet Cp° 26,65 J/(mol.K), specifični električni otpor 19.3.10 - 4 (Ohm.m), temperaturni koeficijent linearnog širenja 29.1.10 -6 K -1 na 20°C. Olovo je dijamagnetsko i na 7,18 K postaje supravodič.

Kemijska svojstva olova

Oksidacijsko stanje +2 i +4. Olovo je relativno malo kemijski aktivno. Na zraku se olovo brzo prekriva tankim slojem oksida koji ga štiti od daljnje oksidacije. Dobro reagira s dušičnom i octenom kiselinom, otopinama lužina, ne stupa u interakciju s klorovodičnom i sumpornom kiselinom. Kada se zagrijava, olovo reagira s halogenima, sumporom, selenom i talijem. Olovni azid Pb(N 3) 2 raspada se zagrijavanjem ili eksplozivnim udarom. Spojevi olova su otrovni, MPC 0,01 mg/m3.

Prosječni sadržaj (clarke) olova u zemljinoj kori iznosi 1,6-10 -3% po masi, dok ultrabazične i bazične stijene sadrže manje olova (1,10-5 odnosno 8,10-3%) nego kisele stijene (10 -3%). ); u sedimentnim stijenama - 2,10 -3%. Olovo se nakuplja uglavnom kao rezultat hidrotermalnih i supergenih procesa, često stvarajući velike naslage. Postoji više od 100 minerala olova, među kojima su najvažniji galenit (PbS), cerusit (PbCO 3) i anglezit (PbSO 4). Jedna od značajki olova je da je od četiri stabilna izotopa jedan (204 Pb) neradiogen i stoga njegova količina ostaje konstantna, a ostala tri (206 Pb, 207 Pb i 208 Pb) su konačni produkti radioaktivnog raspada 238 U, 235 U odnosno 232 Th, zbog čega njihov broj stalno raste. Izotopski sastav Pb na Zemlji tijekom 4,5 milijardi godina promijenio se od primarnog 204 Pb (1,997%), 206 Pb (18,585%), 207 Pb (20,556%), 208 Pb (58,861%) do modernog 204 Pb (1,349 %), 206 Pb (25,35 %), 207 Pb (20,95 %), 208 Pb (52,349 %). Proučavanjem izotopskog sastava olova u stijenama i rudama moguće je utvrditi genetske odnose, riješiti razna pitanja geokemije, geologije, tektonike pojedinih regija i Zemlje u cjelini itd. Izotopska istraživanja olova također se koriste u poslovima traženja i istraživanja. Metode U-Th-Pb geokronologije, temeljene na proučavanju kvantitativnih odnosa između roditeljskih i kćeri izotopa u stijenama i mineralima, također su naširoko razvijene. Olovo je raspršeno u biosferi, vrlo ga je malo u živoj tvari (5,10 -5%) i u morskoj vodi (3,10 -9%). U industrijaliziranim zemljama koncentracija olova u zraku, osobito u blizini prometnih cesta, naglo raste, dosežući u nekim slučajevima razine opasne za ljudsko zdravlje.

Prijem i korištenje

Metalno olovo dobiva se oksidativnim prženjem sulfidnih ruda, nakon čega slijedi redukcija PbO u sirovi metal i rafiniranje potonjeg. Grubo olovo sadrži do 98% Pb, dok rafinirano olovo sadrži 99,8-99,9%. Daljnje pročišćavanje olova do vrijednosti većih od 99,99% provodi se elektrolizom. Za dobivanje posebno čistog metala koriste se metode amalgamacije, zonske rekristalizacije itd.

Olovo se naširoko koristi u proizvodnji olovnih baterija i za izradu opreme otporne na agresivna okruženja i plinove. Plaštevi električnih kabela i razne legure izrađuju se od olova. Široka primjena pronašao olovo u proizvodnji zaštitne opreme protiv ionizirajućeg zračenja. Olovni oksid dodaje se šarži tijekom proizvodnje kristala. Olovne soli se koriste u proizvodnji boja, olovni azid se koristi kao inicijalni eksploziv, a tetraetilolovo Pb (C 2 H 5) 4 se koristi kao antidetonatorsko gorivo za motore s unutarnjim izgaranjem.

DEFINICIJA

voditi- osamdeset drugi element periodnog sustava. Oznaka - Pb od latinskog "plumbum". Smješten u šesto razdoblje, IVA grupa. Odnosi se na metale. Naboj jezgre je 82.

Olovo je plavkasto-bijeli teški metal (slika 1). Prilikom rezanja olovna površina se sjaji. Na zraku se prekriva filmom oksida i zbog toga postaje bez sjaja. Jako je mekan i može se rezati nožem. Ima nisku toplinsku vodljivost. Gustoća 11,34 g/cm3. Talište 327,46 o C, vrelište 1749 o C.

Riža. 1. Olovo. Izgled.

Atomska i molekularna masa olova

Relativna molekulska težina tvari(M r) je broj koji pokazuje koliko je puta masa dane molekule veća od 1/12 mase atoma ugljika, i relativna atomska masa elementa(A r) - koliko puta Prosječna težina atomi kemijskog elementa veći su od 1/12 mase atoma ugljika.

Budući da olovo postoji u slobodnom stanju u obliku monoatomskih molekula Pb, vrijednosti njegove atomske i molekularne mase se podudaraju. One su jednake 207,2.

Izotopi olova

Poznato je da se olovo u prirodi nalazi u obliku četiri stabilna izotopa 204 Pb, 206 Pb, 207 Pb i 208 Pb. Njihovi maseni brojevi su 204, 206, 207 i 208. Jezgra atoma izotopa olova 204 Pb sadrži osamdeset i dva protona i stotinu dvadeset i dva neutrona, a ostali se od nje razlikuju samo po broju neutrona.

Postoje umjetni nestabilni izotopi olova s ​​masenim brojevima od 178 do 215, kao i više od deset izomernih stanja jezgri, među kojima su najdugovječniji izotopi 202 Pb i 205 Pb, čiji su poluživoti 52,5 tisuća i 15,3 milijuna godina.

Ioni olova

Vanjska energetska razina atoma olova ima četiri elektrona, koji su valentni elektroni:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 14 5s 2 5p 6 5d 10 6s 2 6p 2 .

Kao rezultat kemijske interakcije, olovo predaje svoje valentne elektrone, tj. je njihov donor i pretvara se u pozitivno nabijen ion:

Pb 0 -2e → Pb 2+ ;

Pb 0 -4e → Pb 4+ .

Molekula i atom olova

U slobodnom stanju olovo postoji u obliku monoatomskih molekula Pb. Evo nekih svojstava koja karakteriziraju atom i molekulu olova:

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1

PRIMJER 2

Ovaj video će nastaviti priču o svojstvima olova:

Električna provodljivost

Toplinska i električna vodljivost metala prilično dobro koreliraju jedna s drugom. Olovo nije baš dobar vodič topline, a nije ni jedan od najboljih vodiča električne energije: otpor je 0,22 Ohm-sq. mm/m s otporom istog bakra od 0,017.

Otpornost na koroziju

Olovo je osnovni metal, ali mu je stupanj kemijske inertnosti približan tome. Niska aktivnost i sposobnost pokrivanja oksidnim filmom određuju pristojnu otpornost na koroziju.

U vlažnoj, suhoj atmosferi, metal praktički ne korodira. Štoviše, u potonjem slučaju, sumporovodik, anhidrid ugljika i sumporna kiselina - uobičajeni "krivci" korozije, ne utječu na njega.

Indikatori korozije u različitim atmosferama su sljedeći:

• u gradu (smog) – 0,00043–0,00068 mm/god.,
• u moru (sol) – 0,00041–0,00056 mm/god.;
• ruralno – 0,00023–,00048 mm/god.

Nema izloženosti svježoj ili destiliranoj vodi.

• Metal je otporan na kromnu, fluorovodičnu, koncentriranu octenu, sumpornu i fosfornu kiselinu.
• Ali u razrijeđenom octu ili dušiku s koncentracijom manjom od 70%, brzo se urušava.
• Na isti način djeluje i koncentrirana – više od 90 % – sumporna kiselina.

Plinovi - klor, sumporni dioksid, sumporovodik nemaju utjecaja na metal. Međutim, pod utjecajem fluorovodika olovo korodira.

Na njegova korozivna svojstva utječu drugi metali. Dakle, kontakt sa željezom ni na koji način ne utječe na otpornost na koroziju, ali dodatak bizmuta smanjuje otpornost tvari na kiselinu.

Toksičnost

I olovo i svi njegovi organski spojevi klasificirani su kao kemijski opasne tvari 1. klase. Metal je vrlo otrovan, a trovanje je moguće tijekom mnogih tehnoloških procesa: taljenja, proizvodnje olovnih boja, vađenja ruda i sl. Ne tako davno, prije manje od 100 godina, trovanja u kućanstvu nisu bila ništa manje česta, budući da se olovo dodavalo čak iu bijelo sredstvo za pranje lica.

Najveću opasnost predstavljaju metalne pare i prašina, jer u tom stanju najlakše prodiru u tijelo. Glavni put je respiratorni trakt. Neki se mogu apsorbirati kroz gastrointestinalni trakt, pa čak i kožu kroz izravni kontakt - isto olovno bjelilo i boje.

• Nakon što dospije u pluća, olovo se apsorbira u krv, distribuira po tijelu i nakuplja se uglavnom u kostima. Njegov glavni toksični učinak povezan je s poremećajima u sintezi hemoglobina. Tipični znakovi trovanja olovom slični su anemiji - umor, glavobolje, poremećaji spavanja i probave, ali praćeni su stalnim bolnim bolovima u mišićima i kostima.
• Dugotrajno trovanje može uzrokovati "paralizu olova". Akutno trovanje izaziva povećanje tlaka, otvrdnjavanje krvnih žila i tako dalje.

Liječenje je specifično i dugotrajno, jer nije lako ukloniti teške metale iz organizma.

U nastavku ćemo raspraviti koja ekološka svojstva ima olovo.

Karakteristike okoliša

Onečišćenje okoliša olovom smatra se jednim od najopasnijih. Svi proizvodi koji koriste olovo zahtijevaju posebno zbrinjavanje koje obavljaju samo ovlašteni servisi.

Nažalost, onečišćenje olovom nije uzrokovano samo aktivnostima poduzeća, gdje je to barem regulirano. U gradskom zraku prisutnost olovnih para osigurava izgaranje goriva u automobilima. U tom kontekstu, prisutnost olovnih stabilizatora u tako poznatim strukturama kao što je metalno-plastični prozor više ne vrijedi pozornosti.

Olovo je metal koji ima . Unatoč svojoj toksičnosti, previše se koristi u nacionalnom gospodarstvu da bi se metal mogao zamijeniti bilo čime.

Ovaj video će vam reći o svojstvima soli olova:

U beletristici često nailazimo na epitet “olovo”. U pravilu, to znači težinu u doslovnom ili figurativnom smislu; ponekad ukazuje na ćudljivu plavo-sivu boju. Zadnjoj usporedbi ne treba prigovarati. Prvo zahtijeva pojašnjenje. Među metalima koje koristi moderna tehnologija mnogi su teži od olova. Olovo isplivava na površinu kada se uroni. U talini bakra olovni čamac bi nesumnjivo potonuo na dno, dok bi u zlatu plutao s vrlo velikom lakoćom. "Bi" - jer se to ne može dogoditi: olovo se topi mnogo prije bakra ili zlata (tališta su 327, 1083 i 1063 ° C, respektivno), a brod će se otopiti prije nego što potone.
Narodi antike nisu mogli napraviti mač, raonik, pa čak ni lonac od olova - za ovo je previše mekano i topljivo. Ali u prirodi ne postoji niti jedan metal koji normalnim uvjetima mogao s njim konkurirati u plastičnosti. Prema deseterostupanjskoj "dijamantnoj" Mohsovoj ljestvici, usporedna tvrdoća elementa br. 82 izražava se kao 1,5. Da biste dobili bilo kakvu sliku ili natpis na olovu, nema potrebe pribjegavati jurenju, dovoljno je jednostavno žigosanje. Otuda olovni pečati antike. I u naše vrijeme, uobičajeno je zapečatiti teretne automobile, sefove i skladišta olovnom plombom. Inače, sama riječ "pečat" (a sada se izrađuju od različitih materijala) očito je nastala od latinskog naziva za olovni plumbum; na francuskom je naziv elementa plomb.

Takvo primitivno korištenje plastičnosti olova, poput otiskivanja na njega, čini se anakronizmom za suvremenu tehnologiju. Ipak, olovni otisci i danas su ponekad nezamjenjivi.
S dubokim bušenjem, alat nipošto nije imun na kvarove, ponekad uzrokujući nezgode. Ako slomljena bušilica ostane u bušotini na dubini od nekoliko stotina metara, kako je onda ukloniti natrag, kako je pokupiti?
Najjednostavniji i najučinkovitiji lijek u ovom slučaju je olovni prazan. Spuštaju je u rupu, a ona biva spljoštena udarom, naišavši na slomljenu bušilicu. Praznina uklonjena na površinu "predstavit će" otisak, iz kojeg možete odrediti kako i na koji dio zakačiti fragment. Međutim, pojavili su se mnogo zgodniji "doušnici" - evidentiranje televizijskih instalacija. Ali koliko su skuplji, zamršeniji i složeniji!
Olovo se vrlo lako kuje i valja. Već pri tlaku od 2 t/cm2 strugotine olova se sabijaju u kontinuiranu monolitnu masu. Porastom tlaka na 5 t/cm2 kruto olovo prelazi u tekuće stanje. Olovna žica proizvodi se prešanjem čvrstog olova, a ne taljenjem kroz matricu. Ne može se izvesti običnim izvlačenjem zbog male vlačne čvrstoće olova.

Olovo i znanost

Enrico Fermi odvezao se u Alamogordo - mjesto prve atomske eksplozije - u spremniku opremljenom olovnom zaštitom. Da bismo razumjeli zašto baš olovo štiti od gama zračenja, moramo se okrenuti suštini apsorpcije kratkovalnog zračenja.
Gama zrake koje prate radioaktivni raspad dolaze iz jezgre, čija je energija gotovo milijun puta veća od one "sakupljene" u vanjskoj ljusci atoma. Naravno, gama zrake su nemjerljivo snažnije od svjetlosnih zraka. Pri susretu s materijom foton ili kvant bilo kojeg zračenja gubi energiju i tu dolazi do izražaja njegova apsorpcija. Ali energija zraka je drugačija. Što im je valna duljina kraća, to su energičniji, odnosno, kako se kaže, čvršći. Što je medij kroz koji zrake prolaze gušći, to ih više zadržava. Olovo je gusto. Udarajući o površinu metala, gama kvanti izbacuju iz njega elektrone koji troše svoju energiju. Što je veći atomski broj elementa, to je teže izbaciti elektron iz njegove vanjske orbite zbog veće sile privlačenja od strane jezgre.
Moguć je i drugi slučaj kada se gama kvant sudari s elektronom, preda mu dio svoje energije i nastavi svoje kretanje. Ali nakon sastanka, postao je manje energičan, više "mekan", au budućnosti će sloju teškog elementa biti lakše apsorbirati takav kvantum. Taj se fenomen naziva Comptonov efekt po američkom znanstveniku koji ga je otkrio.
Što su zrake tvrđe, to je njihova sposobnost prodora veća - aksiom koji ne zahtijeva dokaz. Međutim, znanstvenike koji su se oslanjali na ovaj aksiom čekalo je vrlo zanimljivo iznenađenje. Odjednom se pokazalo da gama zrake s energijom većom od milijun eV blokira olovo ne slabije, nego jače od manje tvrdih! Činjenica koja se činila proturječnom očitom. Nakon provođenja najsofisticiranijih eksperimenata, pokazalo se da gama kvant s energijom većom od 1,02 MeV u neposrednoj blizini jezgre "nestaje", pretvarajući se u par elektron-pozitron, a svaka čestica sa sobom odnosi polovicu energije utrošene na njihovo formiranje. Pozitron je kratkog vijeka i u sudaru s elektronom prelazi u gama kvant, ali manje energije. Formiranje parova elektron-pozitron opaža se samo u visokoenergetskim gama zrakama i samo u blizini "masivne" jezgre, to jest u elementu s visokim atomskim brojem.
Olovo je jedan od posljednjih stabilnih elemenata periodnog sustava. A od teških elemenata je najdostupniji, s tehnologijom vađenja dokazanom stoljećima, s istraženim rudama. I vrlo plastična. I vrlo lak za obradu. Zbog toga je zaštita od zračenja olovom najčešća. Dovoljan je sloj olova od petnaest do dvadeset centimetara da zaštiti ljude od bilo kakvog zračenja. poznato nauci ljubazan.
Spomenimo ukratko još jedan aspekt Olovog služenja znanosti. Također se povezuje s radioaktivnošću.
Satovi koje koristimo ne sadrže olovne dijelove. Ali u slučajevima kada se vrijeme ne mjeri u satima i minutama, već u milijunima godina, olovo se ne može izbjeći. Radioaktivne transformacije urana i torija kulminiraju stvaranjem stabilnih izotopa elementa br. 82. Međutim, u ovom slučaju se dobivaju različite vrste olova. Raspad izotopa 235U i 238U u konačnici dovodi do izotopa 207Pb i 208Pb. Najčešći izotop torija, 232Th, završava svoje transformacije s izotopom 208Pb. Utvrđivanjem omjera izotopa olova u sastavu geoloških stijena možete saznati koliko dugo postoji određeni mineral. U prisutnosti posebno preciznih instrumenata (masenih spektrometara), starost stijene se utvrđuje pomoću tri neovisna određivanja - omjerima 206Pb: 238U: 207Pb: 235U i 208Pb: 232Th.
Počnimo s činjenicom da su ove linije tiskane slovima izrađenim od legure olova. Glavne komponente tiskarskih legura su olovo, kositar i antimon. Zanimljivo je da su se olovo i kositar počeli koristiti u tiskarstvu knjiga od njegovih prvih koraka. Ali tada nisu formirali niti jednu leguru. Njemački pionir Johannes Gutenberg lijevao je kositrena slova u olovne kalupe, jer je smatrao prikladnim kovati oblike od mekog olova koji mogu izdržati određeni broj izlijevanja kositra. Sadašnje tiskarske legure kositar-olovo formulirane su tako da zadovolje mnoge zahtjeve: moraju imati dobra svojstva lijevanja i neznatno skupljanje, biti dovoljno čvrste i kemijski otporne na boje i otopine koje ih ispiru; Tijekom pretapanja sastav mora ostati konstantan.
Međutim, Ministarstvo je vodeće ljudska kultura započelo mnogo prije nego što su se pojavile prve knjige. Slikarstvo se pojavilo prije pisma. Umjetnici su stoljećima koristili boje na bazi olova, a one još nisu izašle iz upotrebe: žuta - olovna kruna, crvena - olovna i, naravno, olovna bijela. Usput, upravo zbog olovne bjeline slike starih majstora djeluju tamno. Pod utjecajem mikronečistoća sumporovodika u zraku olovno bjelilo prelazi u tamni olovni sulfid PbS...
Od davnina su zidovi keramike prekriveni glazurama. Najjednostavnija glazura se pravi od olovnog oksida i kvarcnog pijeska. Danas sanitarni nadzor zabranjuje upotrebu ove glazure u proizvodnji kućanskih predmeta: mora se isključiti kontakt prehrambenih proizvoda s olovnim solima. Ali u glazurama od majolike namijenjenim za dekorativne svrhe, kao i prije koriste se spojevi olova s ​​relativno niskim talištem.
Konačno, olovo je dio kristala, točnije, ne olovo, već njegov oksid. Olovno staklo se vari bez ikakvih komplikacija, lako se puše i reže, a relativno je lako nanositi šare i redovno rezanje, posebice rezanje vijaka. Takvo staklo dobro lomi svjetlosne zrake i stoga se koristi u optičkim instrumentima.
Dodavanjem olova i potaše (umjesto vapna) u smjesu, dobiva se kamenčić - staklo koje ima sjaj veći od sjaja dragog kamenja.

Olovo u medicini

Kad jednom uđe u tijelo, olovo, kao i većina teških metala, uzrokuje trovanje. Ipak, medicini je potrebno olovo. Od vremena starih Grka ostali su u medicinska praksa olovne losione i flastere, ali to nije ograničeno na medicinsku uslugu olova.
Ne trebaju samo satiričari žuči. Organske kiseline sadržane u njemu, prvenstveno glikokolna C 23 H 36 (OH) 3 CONHCH 2 CH 2 COOH, kao i taurokolna C 23 H 36 (OH) 3 CONHCH 2 CH 2 SO 3 H, potiču aktivnost jetre. A budući da ne radi uvijek i ne svačija jetra s preciznošću dobro podmazanog mehanizma, te su kiseline potrebne medicini. Izoliraju se i odvajaju pomoću olovnog acetata. Olovna sol glikokolne kiseline se taloži, a taurokolna kiselina ostaje u matičnoj otopini. Nakon filtriranja taloga, drugi pripravak se izolira iz matične otopine, ponovno djelujući s olovnim spojem - glavnom octenom soli.
Ali glavni rad olova u medicini povezan je s dijagnostikom i terapijom rendgenskim zrakama. Štiti liječnike od stalnog izlaganja rendgenskim zrakama. Za gotovo potpunu apsorpciju rendgenskih zraka dovoljno je na njihov put staviti sloj olova od 2-3 mm. Zato medicinsko osoblje Rendgenske sobe su odjevene u pregače, rukavice i kacige od gume koja sadrži olovo. I slika na ekranu se promatra kroz olovno staklo.
Ovo su glavni aspekti odnosa između čovjeka i olova – elementa poznatog od davnina, ali i danas služi čovjeku u mnogim područjima njegovog djelovanja.