Pb svins. Svina metāla izmantošana tautsaimniecībā un būvniecībā

Svins ir mīksts, smags, sudrabaini pelēks metāls, kas ir spīdīgs, bet diezgan ātri zaudē savu spīdumu. Līdzvērtīgi un attiecas uz elementiem, kas cilvēcei zināmi kopš seniem laikiem. Svins tika izmantots ļoti plaši, un arī tagad tā izmantošana ir ārkārtīgi daudzveidīga. Tātad, šodien mēs noskaidrosim, vai svins ir metāls vai nemetāls, kā arī krāsainais vai melnais metāls, uzzināsim par tā veidiem, īpašībām, pielietojumu un ieguvi.

Svins ir D. I. Mendeļejeva tabulas 14. grupas elements, kas atrodas vienā grupā ar oglekli, silīciju un alvu. Svins ir tipisks metāls, taču inerts: tas ļoti negribīgi reaģē pat ar stiprām skābēm.

Molekulmasa ir 82. Tas norāda ne tikai uz tā saukto maģisko protonu skaitu kodolā, bet arī uz vielas lielo svaru. Metāla interesantākās īpašības ir saistītas tieši ar tā lielo svaru.

Svina metāla jēdziens un īpašības ir apskatītas šajā video:

Koncepcija un īpašības

Svins ir diezgan mīksts metāls. normāla temperatūra, to ir viegli saskrāpēt vai saplacināt. Šāda lokanība ļauj iegūt ļoti maza biezuma un jebkuras formas metāla loksnes un stieņus. Kaļamība bija viens no iemesliem, kāpēc svins ir izmantots kopš seniem laikiem.

Senās Romas svina ūdens caurules ir labi zināmas. Kopš tā laika šāda veida ūdensvads ir ierīkots ne reizi vien un ne vienā vien vietā, taču tik ilgi tas nedarbojās. Kas, bez šaubām, ietaupīja ievērojamu summu cilvēku dzīvības, jo svins, diemžēl, ilgstoši saskaroties ar ūdeni, galu galā veido šķīstošus savienojumus, kas ir toksiski.

Toksiskums ir pati metāla īpašība, kuras dēļ viņi cenšas ierobežot tā izmantošanu. Metāla tvaiki un daudzi tā organiskie un neorganiskie sāļi ir ļoti bīstami gan videi, gan cilvēkiem. Pamatā, protams, apdraudēti ir šādu uzņēmumu strādnieki un rūpnieciskā objekta apkārtnes iedzīvotāji. 57% tiek emitēti kopā ar lielu putekļainu gāzi, bet 37% - ar pārveidotāju gāzēm. Ar to ir tikai viena problēma - attīrīšanas iekārtu nepilnības.

Taču citos gadījumos cilvēki kļūst par svina piesārņojuma upuriem. Vēl nesen tetraetilsvins bija visefektīvākais un populārākais benzīna stabilizators. Degvielas sadegšanas laikā tā nonāca atmosfērā un piesārņoja to.

Bet svinam ir vēl viena, ārkārtīgi noderīga un nepieciešamo kvalitāti- spēja absorbēt radioaktīvo starojumu. Turklāt metāls cieto komponentu absorbē pat labāk nekā mīksto. 20 cm biezs svina slānis spēj aizsargāt pret visa veida radiāciju, kas zināma uz Zemes un kosmosā.

Priekšrocības un trūkumi

Svins apvieno īpašības, kas ir ārkārtīgi noderīgas, pārvēršoties par neaizvietojamu elementu un atklāti sakot, bīstamas, kas padara tā lietošanu ļoti sarežģītu.

Priekšrocības no tautsaimniecības viedokļa ietver:

• kausējamība un elastība - tas ļauj veidot jebkuras sarežģītības pakāpes un jebkura smalkuma metāla izstrādājumus. Tātad skaņu absorbējošu membrānu ražošanai tiek izmantotas svina plāksnes ar biezumu 0,3–0,4 mm;
• svins spēj veidot sakausējumu ar citiem metāliem (t.sk. u.c.), kas normālos apstākļos viens ar otru nesakausē, uz šīs kvalitātes balstās tā izmantošana par lodmetālu;
• metāls absorbē starojumu. Mūsdienās visi aizsardzības pret radiāciju elementi - no apģērba līdz rentgena telpu un telpu noformējumam testēšanas vietās ir izgatavoti no svina;
• metāls ir izturīgs pret skābēm, otrajā vietā pēc cēlā zelta un sudraba. Tāpēc to aktīvi izmanto skābes izturīga aprīkojuma oderēšanai. To pašu iemeslu dēļ to izmanto, lai ražotu caurules skābes pārvadei un notekūdeņiem bīstamās ķīmiskās rūpnīcās;
• svina akumulators vēl nav zaudējis savu nozīmi elektrotehnikā, jo ļauj iegūt augstsprieguma strāvu;
• zemas izmaksas - svins ir 1,5 reizes lētāks nekā cinks, 3 reizes varš un gandrīz 10 reizes lētāks par alvu. Tas izskaidro svina, nevis citu metālu izmantošanas lielo priekšrocību.

Trūkumi ir:

• toksicitāte - metāla izmantošana jebkura veida ražošanā ir bīstamība personālam, un negadījumu gadījumā tā ir ārkārtēja bīstamība videi un iedzīvotājiem. Svins pieder pie 1. bīstamības klases vielām;
• Svina izstrādājumus nedrīkst izmest kā parastos atkritumus. Tie ir jāiznīcina, un dažreiz tie ir ļoti dārgi. Tāpēc jautājums par pārstrāde metāls vienmēr ir atjaunināts;
• svins ir mīksts metāls, tāpēc to var izmantot kā strukturālais materiāls nevar. Ņemot vērā visas pārējās viņa īpašības, tas drīzāk jāuzskata par plusu.

Īpašības un īpašības

Svins ir mīksts, kaļams, bet smags un blīvs metāls. Molekulārais režģis ir kubisks, centrēts uz sejas. Tā izturība ir zema, bet elastība ir lieliska. Metāla fizikālās īpašības ir šādas:

• blīvums normālā temperatūrā 11,34 g/cc;
• kušanas temperatūra - 327,46 C;
• viršanas temperatūra - 1749 C;
• izturība pret stiepes slodzi - 12-3 MPa;
• izturība pret spiedes slodzi - 50 MPa;
• Brinela cietība - 3,2-3,8 HB;
• siltumvadītspēja - 33,5 W / (m K);
• pretestība ir 0,22 omi-kv. mmm.

Tāpat kā jebkurš metāls, tas vada elektrisko strāvu, lai gan, jāatzīmē, tas ir daudz sliktāks par varu - gandrīz 11 reizes. Tomēr metālam ir vēl viena interesanta īpašība: 7,26 K temperatūrā tas kļūst par supravadītāju un vada elektrību bez jebkādas pretestības. Svins bija pirmais elements, kas demonstrēja šo īpašību.

Gaisā metāla gabalu vai no tā izgatavotu izstrādājumu diezgan ātri pasivējas oksīda plēve, kas veiksmīgi aizsargā metālu no ārējām ietekmēm. Un pati viela nav pakļauta ķīmiskai darbībai, tāpēc to izmanto skābju izturīgu iekārtu ražošanā.

Krāsas, kas satur svina savienojumus, ir gandrīz tikpat izturīgas pret koroziju. Toksicitātes dēļ tos neizmanto iekštelpās, bet veiksmīgi izmanto tiltu krāsošanā, piemēram, karkasa konstrukcijās u.c.

Tālāk esošajā videoklipā tiks parādīts, kā pagatavot tīru svinu:

Struktūra un sastāvs

Visā temperatūras diapazonā ir izolēta tikai viena svina modifikācija, tāpēc gan temperatūras ietekmē, gan laika gaitā metāla īpašības mainās diezgan dabiski. Netika novērotas pēkšņas pārejas, kad īpašības krasi mainās.

Metāla ražošana

Svins ir diezgan izplatīts, veido vairākus rūpnieciski nozīmīgus derīgos izrakteņus – galēnu, kerusītu, angersītu, tāpēc tā ražošana ir salīdzinoši lēta. pirometalurģiskās un hidrometalurģiskās metodes. Otrā metode ir drošāka, taču to izmanto daudz retāk, jo tā ir dārgāka, un iegūtais metāls joprojām ir jāapstrādā augstā temperatūrā.

Ražošana ar pirometalurģisko metodi ietver šādus posmus:

• rūdas ieguve;
• drupināšana un bagātināšana galvenokārt ar flotācijas metodi;
• kausēšana, lai iegūtu neapstrādātu svinu - reducēšana, pavarda, sārmaina utt.;
• rafinēšana, tas ir, melnā svina attīrīšana no piemaisījumiem un tīra metāla iegūšana.

Neskatoties uz to pašu ražošanas tehnoloģiju, iekārtas var izmantot dažādos veidos. Tas ir atkarīgs no metāla satura rūdā, ražošanas apjomiem, produktu kvalitātes prasībām utt.

Par 1 kg svina lietošanu un cenu lasiet zemāk.

Pielietojuma zona

Pirmā - ūdensvadu un sadzīves priekšmetu ražošana, par laimi, aizsākās diezgan senos laikos. Mūsdienās metāls mājoklī nonāk tikai ar aizsargkārtu un bez saskares ar pārtiku, ūdeni un cilvēkiem.

• Bet svina izmantošana sakausējumiem un lodēšanai sākās civilizācijas rītausmā un turpinās līdz pat šai dienai.
• Svins ir stratēģiski svarīgs metāls, jo īpaši tāpēc, ka no tā ir izlietas lodes. Kājnieku ieroču un sporta ieroču munīcija joprojām tiek izgatavota tikai no svina. Un tā savienojumus izmanto kā sprāgstvielas.
• 75% no pasaulē saražotā metāla tiek izmantoti svina akumulatoru ražošanā. Viela joprojām ir viens no galvenajiem ķīmisko strāvas avotu elementiem.
• Metāla izturība pret koroziju tiek izmantota skābju izturīgu iekārtu, cauruļvadu, kā arī strāvas kabeļu aizsargapvalku ražošanā.
• Un, protams, svinu izmanto rentgena telpu aprīkojumā: sienu, griestu, grīdas apšuvumā, aizsargstarpsienās, aizsargtērpos - viss ir izgatavots ar svinu. Izmēģinājumu poligonos, tostarp kodoliekārtās, metāls ir neaizstājams.

Metālu izmaksas tiek noteiktas vairākās pasaules nozīmes biržās. Visslavenākā ir Londonas metālu birža. Svina izmaksas 2016. gada oktobrī ir 2087,25 USD par tonnu.

Svins ir metāls, kas ir ļoti pieprasīts mūsdienu rūpniecībā. Dažas tā īpašības - izturība pret koroziju, spēja absorbēt cieto starojumu - ir pilnīgi unikālas un padara metālu neaizstājamu, neskatoties uz tā augsto toksicitāti.

Šis video pastāstīs, kas notiek, ja svinu ielej ūdenī:

Svins daudzējādā ziņā ir ideāls metāls, jo tam ir daudz rūpniecībai svarīgu priekšrocību. Acīmredzamākais no tiem ir relatīvā viegluma iegūšana no rūdām, kas izskaidrojams ar zemo kušanas temperatūru (tikai 327°C). Apstrādājot svarīgāko svina rūdu – galēnu – metāls viegli atdalās no sēra. Lai to izdarītu, pietiek ar galēnu, kas sajaukts ar oglēm, sadedzināt gaisā.

Pateicoties augstajai lokanībai, svins ir viegli kalts, velmējams loksnēs un stieplēs, kas ļauj to izmantot mašīnbūves nozarē dažādu sakausējumu ar citiem metāliem ražošanā. Plaši pazīstami ir tā sauktie babbiti (svina sakausējumi ar alvu, cinku un dažiem citiem metāliem), svina apdrukas sakausējumi ar antimonu un alvu un svina-alvas sakausējumi dažādu metālu lodēšanai.

Metāla svins ir ļoti laba aizsardzība pret visa veida radioaktīvo starojumu un rentgena stariem. To ievada radiologa priekšauta un aizsargcimdu gumijā, aizkavējot rentgena starus un pasargājot organismu no to postošās iedarbības. Aizsargā no radioaktīvā starojuma un stikla, kas satur svina oksīdus. Šāds svina stikls ļauj kontrolēt radioaktīvo materiālu apstrādi ar "mehāniskās rokas" - manipulatora palīdzību.

Saskaroties ar gaisu, ūdeni un dažādām skābēm, svinam ir lielāka stabilitāte. Šis īpašums ļauj to plaši izmantot elektriskajā rūpniecībā, īpaši akumulatoru un kabeļu atgriezumu ražošanā. Pēdējie tiek plaši izmantoti lidmašīnu un radio industrijā. Svina stabilitāte ļauj to izmantot, lai aizsargātu telegrāfa un telefona līniju vara vadus no bojājumiem. Plānas svina loksnes pārklāj dzelzs un vara daļas, kas pakļautas ķīmiskai iedarbībai (vannas vara, cinka un citu metālu elektrolīzei).

Svins un elektrotehnika

Īpaši daudz svina patērē kabeļu rūpniecība, kur telegrāfa un elektrības vadi tiek pasargāti no korozijas pazemes vai zemūdens ieguldīšanas laikā. Daudz svina tiek izmantots arī zemas kušanas sakausējumu (ar bismutu, alvu un kadmiju) ražošanā elektriskajiem drošinātājiem, kā arī precīzai saskares daļu montāžai. Bet galvenais, acīmredzot, ir svina izmantošana ķīmiskos strāvas avotos.

Kopš tā izveides svina akumulators ir piedzīvojis daudzas konstrukcijas izmaiņas, taču tā pamats ir palicis nemainīgs: divas svina plāksnes, kas iegremdētas sērskābes elektrolītā. Uz plāksnēm tiek uzklāta svina oksīda pasta. Kad akumulators ir uzlādēts, uz vienas no plāksnēm izdalās ūdeņradis, oksīdu pārvēršot par metālisku svinu, bet otrā - skābeklis, pārvēršot oksīdu peroksīdā. Visa struktūra tiek pārveidota par galvanisko elementu ar elektrodiem, kas izgatavoti no svina un svina peroksīda. Izvadīšanas procesā peroksīds deoksidējas, un metāliskais svins pārvēršas oksīdā. Šīs reakcijas pavada elektriskās strāvas parādīšanās, kas plūdīs pa ķēdi, līdz elektrodi kļūs vienādi - pārklāti ar svina oksīdu.

Sārma bateriju ražošana mūsu laikos ir sasniegusi milzīgus apmērus, taču tā nav izspiedusi svina baterijas. Pēdējie pēc stiprības ir zemāki par sārmainiem, tie ir smagāki, taču tiem ir lielāka sprieguma strāva. Tātad, lai darbinātu automātisko starteri, jums ir nepieciešami pieci kadmija-niķeļa akumulatori vai trīs svina akumulatori.

Akumulatoru rūpniecība ir viens no lielākajiem svina patērētājiem.

Varbūt var teikt, ka svins bija mūsdienu elektroniskās skaitļošanas tehnoloģijas pirmsākumi.

Svins bija viens no pirmajiem metāliem, kas kļuva par supravadītāju. Starp citu, temperatūra, zem kuras šis metāls iegūst spēju nodot elektrisko strāvu bez mazākās pretestības, ir diezgan augsta - 7,17 ° K. (Salīdzinājumam norādām, ka alvai tas ir 3,72, cinkam - 0,82, titānam - tikai 0,4 ° K). Pirmā 1961. gadā uzbūvētā supravadītāja transformatora tinums tika izgatavots no svina.

Viens no iespaidīgākajiem fiziskajiem "trikiem" ir balstīts uz svina supravadītspēju, ko 30. gados pirmo reizi demonstrēja padomju fiziķis V.K. Arkādjevs.

Saskaņā ar leģendu, zārks ar Muhameda ķermeni karājās kosmosā bez balstiem. Protams, neviens no prātīgi domājošiem cilvēkiem tam netic. Taču kaut kas līdzīgs notika Arkādjeva eksperimentos: neliels magnēts bez jebkāda atbalsta karājās virs svina plāksnes, kas atradās šķidrā hēlijā, t.i. 4,2°K temperatūrā, kas ir daudz zemāka par svina kritisko temperatūru.

Ir zināms, ka, mainoties magnētiskajam laukam jebkurā vadītājā, rodas virpuļstrāvas (Fuko strāvas). Normālos apstākļos tos ātri nodzēš pretestība. Bet, ja nav pretestības (supravadītspējas!), šīs strāvas nezūd un, dabiski, saglabājas to radītais magnētiskais lauks. Magnētam virs svina plāksnes, protams, bija savs lauks un, uz tā krītot, no pašas plāksnes ierosināja magnētisko lauku, kas bija vērsts pret magnēta lauku, un tas magnētu atbaida. Tas nozīmē, ka uzdevums bija uzņemt tādas masas magnētu, lai šis atgrūšanas spēks varētu to noturēt cienījamā attālumā.

Mūsdienās supravadītspēja ir milzīga zinātnisko pētījumu un praktisko pielietojumu joma. Protams, nevarētu teikt, ka tas asociējas tikai ar svinu. Bet svina nozīme šajā jomā neaprobežojas tikai ar sniegtajiem piemēriem.

Vienu no labākajiem elektrības vadītājiem - varu - nevar pārnest supravadītājā stāvoklī. Kāpēc tas tā ir, zinātniekiem vēl nav vienprātības. Eksperimentos par vara supravadītspēju tiek piešķirta elektriskā izolatora loma. Bet supravadīšanas tehnoloģijā tiek izmantots vara un svina sakausējums. Temperatūras diapazonā 0,1...5°K šim sakausējumam ir lineāra pretestības atkarība no temperatūras. Tāpēc to izmanto instrumentos ārkārtīgi zemu temperatūru mērīšanai.

Svins un transports

Un šī tēma sastāv no vairākiem aspektiem. Pirmais ir pretberzes sakausējumi uz svina bāzes. Kopā ar labi zināmajām babbitēm un svina bronzām svina-kalcija ligatūra (3 ... 4% kalcija) bieži kalpo kā pretberzes sakausējums. Dažiem lodmetāliem ir tāds pats mērķis, kas izceļas ar zemu alvas saturu un dažos gadījumos ar antimona pievienošanu. Svina sakausējumi ar talliju sāk spēlēt arvien nozīmīgāku lomu. Pēdējo klātbūtne palielina gultņu karstumizturību, samazina svina koroziju ar organiskajām skābēm, kas veidojas smēreļļu fizikālās un ķīmiskās iznīcināšanas laikā.

Otrs aspekts ir cīņa pret detonāciju dzinējos. Detonācijas process ir līdzīgs sadegšanas procesam, taču tā ātrums ir pārāk liels... Iekšdedzes dzinējos tas notiek augošā spiediena un temperatūras ietekmē sadaloties ogļūdeņražu molekulām, kas vēl nav sadegušas. Sadaloties, šīs molekulas pievieno skābekli un veido peroksīdus, kas ir stabili tikai ļoti šaurā temperatūras diapazonā. Tie ir tie, kas izraisa detonāciju, un degviela aizdegas, pirms tiek sasniegta nepieciešamā maisījuma saspiešana cilindrā. Rezultātā motors sāk “lēkt”, pārkarst, parādās melnas izplūdes gāzes (nepilnīgas sadegšanas pazīme), virzuļu izdegšana paātrinās, klaņa-kloķa mehānisms vairāk nolietojas, zūd jauda ...

Visizplatītākais pretdetonācijas līdzeklis ir tetraetilsvins (TES) Pb (C 2 H 5) 4 – bezkrāsains toksisks šķidrums. Tās (un citu metālorganisko antidetonācijas līdzekļu) darbība ir izskaidrojama ar to, ka temperatūrā virs 200 ° C pretdetonācijas vielas molekulas sadalās. Veidojas aktīvi brīvie radikāļi, kas, reaģējot galvenokārt ar peroksīdiem, samazina to koncentrāciju. Metāla loma, kas veidojas pilnīgas tetraetilsvina sadalīšanās laikā, tiek samazināta līdz aktīvo daļiņu dezaktivācijai - to pašu peroksīdu sprādzienbīstamās sadalīšanās produktiem.

Tetraetilsvina pievienošana degvielai nekad nepārsniedz 1%, bet ne tikai šīs vielas toksicitātes dēļ. Pārmērīgs brīvo radikāļu daudzums var izraisīt peroksīdu veidošanos.

Svarīga loma motordegvielu detonācijas procesu un antidetonācijas līdzekļu darbības mehānisma izpētē pieder PSRS Zinātņu akadēmijas Ķīmiskās fizikas institūta zinātniekiem, kuru vada akadēmiķis N.N. Semenovs un profesors A.S. Piekūns.

Svins un karš

Svins ir smagais metāls ar blīvumu 11,34. Tieši šis apstāklis ​​izraisīja masveida svina izmantošanu šaujamieročos. Starp citu, svina lādiņi tika izmantoti senatnē: Hannibāla armijas stropi meta romiešus ar svina lodēm. Un tagad lodes tiek izlietas no svina, tikai to apvalks ir izgatavots no citiem, cietākiem metāliem.

Jebkura svina piedeva palielina tā cietību, bet kvantitatīvi piedevu iedarbība ir nevienlīdzīga. Svinam, ko izmanto šrapneļu ražošanā, pievieno līdz 12% antimona, bet šāvienu svinam ne vairāk kā 1% arsēna.

Bez sprāgstvielu ierosināšanas nedarbosies neviens ātrās uguns ierocis. Starp šīs klases vielām dominē smago metālu sāļi. Jo īpaši izmantojiet svina azīdu PbN 6 .

Uz visām sprāgstvielām attiecas ļoti stingras prasības attiecībā uz drošu apiešanos, jaudu, ķīmisko un fizisko izturību un jutību. No visām zināmajām sprāgstvielām, kas ierosina, tikai “dzīvsudraba fulmināts”, azīds un svina trinitroresorcināts (TNRS) “iztur” visas šīs īpašības.

Svins un zinātne

Alamogordo - pirmā atomsprādziena vietā - Enriko Fermi brauca tvertnē, kas bija aprīkota ar svina aizsardzību. Lai saprastu, kāpēc tieši svins pasargā no gamma starojuma, ir jāvēršas pie īsviļņu starojuma absorbcijas būtības.

Gamma stari, kas pavada radioaktīvo sabrukšanu, nāk no kodola, kura enerģija ir gandrīz miljons reižu lielāka nekā tā, kas tiek "sakrāta" atoma ārējā apvalkā. Protams, gamma stari ir neizmērojami enerģiskāki nekā gaismas stari. Satiekoties ar matēriju, jebkura starojuma fotons vai kvants zaudē savu enerģiju, un tā izpaužas tā absorbcija. Bet staru enerģija ir atšķirīga. Jo īsāks ir viņu vilnis, jo viņi ir enerģiskāki vai, kā saka, stingrāki. Jo blīvāka ir vide, caur kuru stari iziet, jo vairāk tas tos aizkavē. Svins ir blīvs. Sitoties pret metāla virsmu, gamma kvanti izsit no tā elektronus, kam tie tērē savu enerģiju. Jo lielāks ir elementa atomu skaits, jo grūtāk ir izsist elektronu no ārējās orbītas, jo kodolam ir lielāks pievilkšanas spēks.

Iespējams arī cits gadījums, kad gamma kvants saduras ar elektronu, piešķir tam daļu savas enerģijas un turpina kustību. Bet pēc tikšanās kļuva mazāk enerģisks, vairāk "mīksts", un turpmāk smaga elementa slānim ir vieglāk uzņemt šādu kvantu. Šo fenomenu sauc par Komptona efektu pēc amerikāņu zinātnieka, kurš to atklāja.

Jo cietāki stari, jo lielāka ir to caurstrāvošanās spēja – aksioma, kas neprasa pierādījumus. Tomēr zinātniekus, kuri paļāvās uz šo aksiomu, gaidīja ļoti ziņkārīgs pārsteigums. Pēkšņi izrādījās, ka gamma starus, kuru enerģija pārsniedz 1 miljonu eV, svins aiztur nevis vājāk, bet stiprāk nekā mazāk cietos! Šķita, ka fakts bija pretrunā ar pierādījumiem. Pēc vissmalkāko eksperimentu veikšanas izrādījās, ka kodola tiešā tuvumā “pazūd” gamma-kvants, kura enerģija ir lielāka par 1,02 MeV, pārvēršoties par elektronu-pozitronu pāri, un katra no daļiņām paņem līdzi tā ir puse no to veidošanai patērētās enerģijas. Pozitrons ir īslaicīgs un, saduroties ar elektronu, pārvēršas par gamma kvantu, bet ar mazāku enerģiju. Elektronu-pozitronu pāru veidošanos novēro tikai augstas enerģijas gamma kvantos un tikai "masīvā" kodola tuvumā, tas ir, elementā ar lielāku atomskaitli.

Svins ir viens no pēdējiem stabilajiem periodiskās tabulas elementiem. Un no smagajiem elementiem tas ir vispieejamākais ar gadsimtiem izstrādātu ieguves tehnoloģiju, ar izpētītām rūdām. Un ļoti plastiski. Un ļoti viegli rīkoties. Tāpēc visizplatītākā ir svina starojuma aizsardzība. Pietiek ar piecpadsmit līdz divdesmit centimetru svina slāni, lai pasargātu cilvēkus no jebkuras radiācijas ietekmes zinātnei zināms laipns.

Īsi pieminēsim vēl vienu aspektu svina kalpošanā zinātnei. Tas ir saistīts arī ar radioaktivitāti.

Mūsu izmantotajos pulksteņos nav svina detaļu. Bet gadījumos, kad laiks tiek mērīts nevis stundās un minūtēs, bet miljonos gadu, svins ir neaizstājams. Urāna un torija radioaktīvās pārvērtības beidzas ar elementa Nr.82 stabilu izotopu veidošanos. Tomēr šajā gadījumā tiek iegūts atšķirīgs svins. Izotopu 235 U un 238 U sabrukšana galu galā noved pie izotopiem 207 Pb un 206 Pb. Visizplatītākais torija izotops 232 Th pabeidz savas pārvērtības ar 208 Pb izotopu. Nosakot svina izotopu attiecību ģeoloģisko iežu sastāvā, var uzzināt, cik ilgi konkrēts minerāls pastāv. Augsti precīzu instrumentu (masas spektrometru) klātbūtnē iežu vecumu nosaka pēc trim neatkarīgiem noteikumiem - pēc attiecībām 206 Pb: 238 U; 207Pb: 235U un 208Pb: 232th.

Svins un kultūra

Sāksim ar to, ka šīs līnijas ir apdrukātas ar burtiem, kas izgatavoti no svina sakausējuma. Drukas sakausējumu galvenās sastāvdaļas ir svins, alva un antimons. Interesanti, ka svinu un alvu sāka izmantot grāmatu iespiešanā jau no pirmajiem soļiem. Bet tad tie neveica vienu sakausējumu. Vācu pionieris Johans Guttenbergs skārda burtus lēja svina veidnēs, jo uzskatīja, ka ir ērti kalt veidnes no mīksta svina, kas spēj izturēt noteiktu skaitu alvas lējumu. Pašreizējie alvas-svina apdrukas sakausējumi ir izstrādāti tā, lai tie atbilstu daudzām prasībām: tiem jābūt ar labām liešanas īpašībām un zemu saraušanos, tiem jābūt pietiekami cietiem un ķīmiski izturīgiem pret tintēm un nomazgāšanas šķīdumiem; pārkausēšanas laikā sastāvam jāpaliek nemainīgam.

Tomēr svina kalpošana cilvēka kultūrai sākās ilgi pirms pirmo grāmatu parādīšanās. Glezniecība parādījās pirms rakstīšanas. Daudzus gadsimtus mākslinieki ir izmantojuši krāsas uz svina bāzes, un tās joprojām nav izgājušas no lietošanas: dzeltens - svina kronis, sarkans - sarkans svins un, protams, baltais svins. Starp citu, tieši baltā svina dēļ vecmeistaru gleznas šķiet tumšas. Sērūdeņraža mikropiemaisījumu ietekmē gaisā baltais svins pārvēršas par tumšo svina sulfīdu PbS...

Ilgu laiku keramikas sienas bija klātas ar glazūrām. Vienkāršākā glazūra ir izgatavota no svina oksīda un kvarca smiltīm. Tagad sanitārā uzraudzība aizliedz šo glazūru izmantot sadzīves priekšmetu ražošanā: jāizslēdz pārtikas produktu saskarsme ar svina sāļiem. Bet dekoratīviem nolūkiem paredzēto majolikas glazūru sastāvā, tāpat kā līdz šim, tiek izmantoti salīdzinoši zemas temperatūras svina savienojumi.

Visbeidzot, svins ir daļa no kristāla, precīzāk, nevis svins, bet gan tā oksīds. Svina stikls tiek pagatavots bez sarežģījumiem, tas ir viegli pūšams un sagriežams, tam ir salīdzinoši viegli uzklāt rakstus un it īpaši parasto griezumu. Šāds stikls labi lauž gaismas starus un tāpēc atrod pielietojumu optiskajās ierīcēs.

Maisījumam pievienojot svinu un potašu (kaļķa vietā), tiek sagatavots kalnu akmens - stikls ar spožumu, kas ir lielāks nekā dārgakmeņiem.

Svins un zāles

Nokļūstot organismā, svins, tāpat kā lielākā daļa smago metālu, izraisa saindēšanos. Neskatoties uz to, svins ir vajadzīgs medicīnai. Kopš seno grieķu laikiem palika iekšā medicīnas prakse svina losjoni un plāksteri, bet tas neaprobežojas tikai ar svina medicīnisko pakalpojumu.

Žults ir vajadzīga ne tikai satīriķiem. Tajā esošās organiskās skābes, galvenokārt glikoholiskā C 23 H 36 (OH) 3 CONHCH 2 COOH, kā arī tauroholiskā C 23 H 36 (OH) 3 CONHCH 2 CH 2 SO 3 H, stimulē aknu darbību. Un tā kā aknas ne vienmēr strādā ar labi izveidota mehānisma precizitāti, šīs skābes ir vajadzīgas medicīnai. Tos izolē un atdala ar svina acetātu. Glikoholskābes svina sāls nogulsnējas, bet tauroholskābe paliek mātes šķidrumā. Pēc nogulšņu filtrēšanas no mātes šķīduma tiek izolēts arī otrais medikaments, atkal iedarbojoties ar svina savienojumu - galveno etiķskābes sāli.

Bet svina galvenais darbs medicīnā ir saistīts ar diagnostiku un staru terapiju. Tas pasargā ārstus no pastāvīgas rentgena iedarbības. Gandrīz pilnīgai rentgenstaru absorbcijai pietiek ar to, ka to ceļā ievieto svina slāni 2 ... 3 mm. Tāpēc rentgena kabinetu ārstniecības personas ir ģērbtas priekšautus, cimdos un ķiverēs no gumijas, kas satur svinu. Un attēls uz ekrāna tiek novērots caur svina stiklu.

Tie ir galvenie aspekti cilvēces attiecībās ar svinu – elementu, kas pazīstams no seniem laikiem, bet arī mūsdienās kalpo cilvēkam daudzās viņa darbības jomās.

Brīnišķīgi podi, pateicoties svinam

Metālu, īpaši zelta, ražošana tika uzskatīta par "svēto mākslu" senajā Ēģiptē. Ēģiptes iekarotāji spīdzināja tās priesterus, izspiežot no tiem zelta kausēšanas noslēpumus, taču viņi nomira, paturot noslēpumu. Procesa būtība, kuru ēģiptieši tik ļoti sargāja, uzzināja daudzus gadus vēlāk. Viņi apstrādāja zelta rūdu ar izkausētu svinu, kas izšķīdināja dārgmetālus un tādējādi no rūdām ieguva zeltu. Pēc tam šis šķīdums tika pakļauts oksidatīvai grauzdēšanai, un svins tika pārveidots par oksīdu. Galvenais šī procesa noslēpums bija apdedzināšanas katli. Tie tika izgatavoti no kaulu pelniem. Kušanas laikā svina oksīds uzsūcas katla sieniņās, vienlaikus piesaistot nejaušus piemaisījumus. Un apakšā bija tīrs sakausējums.

Svina balasta izmantošana

1931. gada 26. maijā profesoram Ogistam Pikardam bija paredzēts pacelties debesīs ar paša izstrādātu stratosfēras balonu — ar zem spiediena kabīni. Un piecēlās. Taču, izstrādājot gaidāmā lidojuma detaļas, Pikards negaidīti uzskrēja šķērslim, kas nebūt nebija tehnisks pasūtījums. Kā balastu viņš nolēma uzņemt nevis smiltis, bet gan svina šāvienu, kam vajadzēja daudz mazāk vietas gondolā. Uzzinot par to, par lidojumu atbildīgās amatpersonas kategoriski aizliedza nomaiņu: noteikumos teikts "smiltis", neko citu nedrīkst mest uz galvas (izņemot tikai ūdeni). Pikards nolēma pierādīt sava balasta drošību. Viņš aprēķināja svina šāviena berzes spēku pret gaisu un lika šo šāvienu nomest viņam uz galvas no Briseles augstākās ēkas. Pilnīga "svina lietus" drošība ir skaidri pierādīta. Taču administrācija piedzīvoto ignorēja: "Likums ir likums, tur ir rakstīts smiltis, kas nozīmē smiltis, nevis šāviens." Šķērslis šķita nepārvarams, taču zinātnieks atrada izeju: viņš paziņoja, ka stratosfēras balona gondolā kā balasts atradīsies "svina smiltis". Aizstājot vārdu "šāvis" ar vārdu "smiltis", birokrāti tika atbruņoti un vairs netraucēja Pikardam.

Svins krāsu rūpniecībā

Baltais svins varēja ražot pirms 3 tūkstošiem gadu. To galvenais piegādātājs senajā pasaulē bija Rodas sala Vidusjūrā. Toreiz nebija pietiekami daudz krāsu, un tās bija ārkārtīgi dārgas. Slavenais grieķu gleznotājs Nikiass savulaik ar nepacietību gaidīja balināšanas atnākšanu no Rodas. Dārgā krava ieradās Atēnu Pirejas ostā, taču tur pēkšņi izcēlās ugunsgrēks. Liesmas pārņēma kuģus, uz kuriem tika vests baltums. Kad ugunsgrēks tika nodzēsts, neapmierinātais mākslinieks uzkāpa uz viena cietušā kuģa klāja. Viņš cerēja, ka nav pazudusi visa krava, bet vismaz viena muca ar viņam nepieciešamo krāsu varēja izdzīvot. Patiešām, tilpnē tika atrastas balināšanas mucas: tās neizdega, bet bija stipri pārogļotas. Atverot mucas, mākslinieka pārsteigumam nebija robežu: tām nebija balta krāsa, bet gan spilgti sarkana! Tātad uguns ostā ierosināja veidu, kā pagatavot brīnišķīgu krāsu - mīniju.

Svins un gāzes

Kausējot vienu vai otru metālu, jārūpējas par gāzu izvadīšanu no kausējuma, jo pretējā gadījumā tiek iegūts nekvalitatīvs materiāls. Tas tiek panākts ar dažādām tehnoloģiskām metodēm. Svina kausēšana šajā ziņā metalurgiem nesagādā nepatikšanas: skābeklis, slāpeklis, sēra dioksīds, ūdeņradis, tvana gāze, oglekļa dioksīds, ogļūdeņraži nešķīst ne šķidrā, ne cietā svinā.

Svins būvniecībā

Senatnē, būvējot ēkas vai aizsardzības būves, akmeņus nereti stiprināja ar kausētu svinu. Stary Krym ciemā līdz mūsdienām ir saglabājušās tā sauktās svina mošejas drupas, kas celtas 14. gadsimtā. Savu nosaukumu ēka ieguvusi tāpēc, ka mūra spraugas ir aizpildītas ar svinu.

Svina ierobežojumi

Šobrīd nozare visā pasaulē piedzīvo vēl vienu transformācijas posmu, kas saistīts ar vides standartu stingrākšanu – ir vispārējs svina noraidījums. Vācija ir stingri ierobežojusi tā lietošanu kopš 2000. gada, Nīderlande kopš 2002. gada, un tādas Eiropas valstis kā Dānija, Austrija un Šveice ir pilnībā aizliegušas svina izmantošanu. Šī tendence 2015. gadā kļūs raksturīga visām ES valstīm. Arī ASV un Krievija aktīvi attīsta tehnoloģijas, kas palīdzēs atrast alternatīvu svina izmantošanai.

Tā plašā izmantošana rūpniecībā ir izraisījusi svina piesārņojumu visur. Apsveriet svarīgākos biosfēras komponentus, piemēram, gaisu, ūdeni un augsni.

Sāksim ar atmosfēru. Ar gaisu cilvēka organismā nonāk neliels daudzums svina - (tikai 1-2%), bet lielākā daļa svina tiek absorbēta. Lielākās svina emisijas atmosfērā rodas šādās nozarēs:

• metalurģijas rūpniecība;
• mašīnbūve (akumulatoru ražošana);
• degvielas un enerģijas komplekss (svina benzīna ražošana);
• ķīmiskais komplekss (pigmentu, smērvielu uc ražošana);
• stikla uzņēmumi;
• konservu ražošana;
• kokapstrāde un celulozes un papīra rūpniecība;
• aizsardzības rūpniecības uzņēmumi.

Neapšaubāmi, nozīmīgākais svina piesārņojuma avots atmosfērā ir mehāniskie transportlīdzekļi, kas izmanto svinu saturošu benzīnu.

Ir pierādīts, ka svina satura palielināšanās dzeramajā ūdenī, kā likums, izraisa tā koncentrācijas palielināšanos asinīs. Būtisks šī metāla satura pieaugums virszemes ūdeņos ir saistīts ar tā augsto koncentrāciju notekūdeņos no rūdas pārstrādes rūpnīcām, dažām metalurģijas rūpnīcām, raktuvēm utt.

No piesārņotas augsnes svins nonāk lauksaimniecības kultūrās, bet kopā ar pārtiku – tieši cilvēka organismā. Aktīva šī metāla uzkrāšanās tika novērota kāpostos un sakņaugos, kā arī tajos, kurus plaši ēd (piemēram, kartupeļos). Daži augsnes veidi spēcīgi saista svinu, kas aizsargā gruntsūdeni un dzeramo ūdeni, augu produktus no piesārņojuma. Bet tad pati augsne pamazām kļūst arvien piesārņotāka, un kādā brīdī var notikt augsnes organisko vielu iznīcināšana, svinam nonākot augsnes šķīdumā. Rezultātā tas nebūs piemērots izmantošanai lauksaimniecībā.

Tādējādi globālā vides piesārņojuma ar svinu dēļ tas ir kļuvis par visuresošu jebkura auga sastāvdaļu un dzīvnieku barība. Cilvēka organismā lielākā daļa svina nāk no pārtikas – no 40 līdz 70% dažādās valstīs. Augu pārtika parasti satur vairāk svina nekā dzīvnieku izcelsmes produkti.

Kā jau minēts, visa vaina rūpniecības uzņēmumi. Protams, pašās ražotnēs, saskaroties ar svinu, vides situācija ir sliktāka nekā jebkur citur. Saskaņā ar oficiālās statistikas rezultātiem arodintoksikāciju vidū svins ieņem pirmo vietu. Elektrorūpniecībā, krāsainajā metalurģijā un mašīnbūvē intoksikāciju izraisa svina MPC pārpalikums gaisā. darba zona 20 vai vairāk reizes. Svins izraisa plašas patoloģiskas izmaiņas nervu sistēmā, izjauc sirds un asinsvadu un reproduktīvo sistēmu darbību.

Svins (Pb no lat. Plumbum) ir ķīmiskais elements, kas ir periodiskās tabulas IV grupā. Svinam ir daudz izotopu, no kuriem vairāk nekā 20 ir radioaktīvi. Svina izotopi ir urāna un torija sabrukšanas produkti, tāpēc svina saturs litosfērā miljoniem gadu laikā ir pakāpeniski pieaudzis un tagad ir aptuveni 0,0016 masas%, taču tas ir daudz vairāk nekā tā tuvākie radinieki, piemēram, zelts un. Svins ir viegli izolējams no rūdas atradnēm. Galvenie svina avoti ir galēna, angsīts un cerusīts. Rūdā svins bieži vien pastāv līdzās citiem metāliem, piemēram, cinku, kadmiju un bismutu. Savā dzimtajā formā svins ir ārkārtīgi reti sastopams.

Svins - interesanti vēstures fakti

Vārda "svins" etimoloģija joprojām nav precīzi skaidra un ir ļoti interesanta pētījuma priekšmets. Svins ir ļoti līdzīgs alvai, tie bieži tika sajaukti, tāpēc lielākajā daļā rietumslāvu valodu svins ir alva. Bet vārds "svins" ir sastopams lietuviešu (svinas) un latviešu (svin) valodās. Lead tulkots angļu valodā lead, holandiešu lood. Acīmredzot no šejienes cēlies vārds “tikerēšana”, t.i. pārklājiet produktu ar alvas (vai svina) kārtu. Arī latīņu valodas vārda Plumbum izcelsme, no kuras cēlies angļu vārds santehniķis, nav pilnībā izprotama. Fakts ir tāds, ka kādreiz ūdens caurules tika “aizzīmogotas” ar svinu, “aizzīmogotas” (franču santehniķis “blīvējums ar svinu”). Starp citu, no šejienes cēlies plaši pazīstamais vārds “pildījums”. Bet ar to neskaidrības nebeidzas, grieķi svinu vienmēr sauca par "molibdos", tāpēc latīņu "molibdaena", nezinātājam ir viegli sajaukt šo vārdu ar nosaukumu ķīmiskais elements molibdēns. Tāpēc senatnē viņi sauca par spīdīgiem minerāliem, kas atstāj tumšu zīmi uz gaišas virsmas. Šis fakts ir atstājis savas pēdas vācu valodā: "zīmuli" vācu valodā sauc par Bleistift, t.i. svina stienis.
Cilvēce ir pazīstama ar svinu kopš neatminamiem laikiem. Arheologi atraduši svina izstrādājumus, kas kausēti pirms 8000 gadiem. Senajā Ēģiptē statujas pat tika izlietas no svina. Senajā Romā ūdens caurules tika izgatavotas no svina, tieši viņš noteica pirmo vides katastrofu vēsturē. Romiešiem nebija ne jausmas par svina kaitīgumu, viņiem patika kaļamais, izturīgais un viegli apstrādājams metāls. Tika pat uzskatīts, ka vīnam pievienotais svins uzlabo tā garšu. Tāpēc gandrīz katrs romietis tika saindēts ar svinu. Tālāk mēs apspriedīsim saindēšanās ar svinu simptomus, bet pagaidām tikai norādīsim, ka viens no tiem ir garīgi traucējumi. Acīmredzot no šejienes nāk visas šīs trakās dižciltīgo romiešu dēkas ​​un neskaitāmās trakās orģijas. Daži pētnieki pat uzskata, ka svins bija gandrīz galvenais Senās Romas krišanas iemesls.
Senatnē podnieki samala svina rūdu, atšķaidīja to ar ūdeni un iegūto maisījumu aplēja ar māla priekšmetiem. Pēc apdedzināšanas šādi trauki tika pārklāti ar plānu spīdīga svina stikla kārtu.
1673. gadā anglis Džordžs Ravenskrofts uzlaboja stikla sastāvu, sākotnējiem komponentiem pievienojot svina oksīdu un tādējādi ieguva kūstošu, spīdīgu stiklu, kas bija ļoti līdzīgs dabiskajam kalnu kristālam. Un 18. gadsimta beigās Georgs Štrass stikla ražošanā sakausēja baltās smiltis, potašu un svina oksīdu, iegūstot tik tīru un spīdīgu stiklu, ka to bija grūti atšķirt no dimanta. Līdz ar to nosaukums "rhinestones" cēlies, patiesībā viltojums dārgakmeņiem. Diemžēl viņa laikabiedru vidū Strass bija pazīstams kā krāpnieks un viņa izgudrojums tika aizmirsts, līdz 20. gadsimta sākumā Daniels Svarovskis spēja pārvērst rhinestones par veselu modes industrijas un mākslas virzienu.
Pēc šaujamieroču parādīšanās un plašās izmantošanas svinu sāka izmantot ložu un šāvienu izgatavošanai. Burtu drukāšana tika izgatavota no svina. Svins iepriekš bija daļa no baltajām un sarkanajām krāsām, tās izmantoja gandrīz visi senie mākslinieki.

svina šāviens

Īsumā par svina ķīmiskajām īpašībām

Svins ir blāvi pelēks metāls. Tomēr tā svaigais griezums labi spīd, bet diemžēl gandrīz acumirklī pārklājas ar netīru oksīda plēvi. Svins ir ļoti smags metāls, tas ir pusotru reizi smagāks par dzelzi un četras reizes smagāks par alumīniju. Ne velti krievu valodā vārds "svins" zināmā mērā ir gravitācijas sinonīms. Svins ir ļoti kūstošs metāls, tas kūst jau 327 ° C. Nu, šo faktu zina visi zvejnieki, kuri viegli izkausē sev nepieciešamos atsvarus. Arī svins ir ļoti mīksts, to var griezt ar parastu tērauda nazi. Svins ir ļoti neaktīvs metāls, ar to nav grūti reaģēt vai izšķīdināt pat istabas temperatūrā.
Organiskie svina atvasinājumi ir ļoti toksiskas vielas. Diemžēl viens no tiem, tetraetilsvins, ir plaši izmantots kā oktānskaitļa palielinātājs benzīnā. Bet no otras puses, par laimi, tetraetilsvins vairs netiek izmantots šādā veidā, ķīmiķi un ražošanas darbinieki ir iemācījušies drošākos veidos palielināt oktānskaitli.

Svina ietekme uz cilvēka ķermeni un saindēšanās simptomi

Visi svina savienojumi ir ļoti toksiski. Metāls nonāk organismā ar pārtiku vai ieelpoto gaisu un tiek pārnests ar asinīm. Turklāt svina savienojumu un putekļu tvaiku ieelpošana ir daudz bīstamāka nekā to klātbūtne pārtikā. Svins mēdz uzkrāties kaulos, šajā gadījumā daļēji aizstājot kalciju. Palielinoties svina koncentrācijai organismā, attīstās anēmija, tiek ietekmētas smadzenes, kas izraisa intelekta samazināšanos, un bērniem tas var izraisīt neatgriezenisku attīstības kavēšanos. Pietiek izšķīdināt vienu miligramu svina litrā ūdens, un tas kļūs ne tikai nederīgs, bet arī bīstams dzeršanai. Tik mazs svina daudzums rada arī zināmu bīstamību, nemainās ne ūdens krāsa, ne garša. Galvenie saindēšanās ar svinu simptomi ir:

• pelēka apmale uz smaganām,
• letarģija,
• apātija,
• atmiņas zudums,
• demence,
• redzes problēmas,
• agrīna novecošana.

Vadošais pieteikums

Tomēr, neskatoties uz toksicitāti, nav iespējams atteikties no svina izmantošanas tā izcilo īpašību un zemo izmaksu dēļ. Svins galvenokārt tiek izmantots akumulatoru plākšņu ražošanai, kas šobrīd patērē aptuveni 75% no uz planētas iegūtā svina. Svins tiek izmantots kā elektrisko kabeļu apvalks, pateicoties tā elastībai un izturībai pret koroziju. Šo metālu plaši izmanto ķīmiskajā un naftas pārstrādes rūpniecībā, piemēram, reaktoru apšuvumam, kuros ražo sērskābi. Svinam piemīt spēja aizkavēt radioaktīvo starojumu, ko plaši izmanto arī enerģētikā, medicīnā un ķīmijā. Svina konteineros, piemēram, tiek transportēti radioaktīvie elementi. Svins tiek izmantots ložu serdeņu un šrapneļu ražošanā. Arī šis metāls atrod savu pielietojumu gultņu ražošanā.

Svētā Mārtiņa svina statuja Bratislavā

Svins(lat. Plumbum), Pb, Mendeļejeva periodiskās sistēmas IV grupas ķīmiskais elements; atomskaitlis 82, atommasa 207,2. Svins ir smags zilgani pelēks metāls, ļoti plastisks, mīksts (griezts ar nazi, skrāpēts ar nagu). Dabiskais svins sastāv no 5 stabiliem izotopiem ar masas skaitļiem 202 (pēdas), 204 (1,5%), 206 (23,6%), 207 (22,6%), 208 (52,3%). Pēdējie trīs izotopi ir 238 U, 235 U un 232 Th radioaktīvo transformāciju galaprodukti. Kodolreakcijās rodas daudzi radioaktīvie svina izotopi.

Vēstures atsauce. Svins bija zināms 6-7 tūkstošus gadu pirms mūsu ēras. e. Mezopotāmijas, Ēģiptes un citu senās pasaules valstu tautas. Viņš kalpoja statuju, sadzīves priekšmetu, rakstīšanas tablešu izgatavošanai. Romieši santehnikai izmantoja svina caurules. Alķīmiķi sauca Svina Saturnu un noteica to par šīs planētas zīmi. Savienojumi Svins - "svina pelni" РbО, baltais svins 2РbСО 3 ·Рb(OH) 2 tika izmantoti Senajā Grieķijā un Romā kā zāļu un krāsu sastāvdaļas. Kad tika izgudroti šaujamieroči, svinu sāka izmantot kā materiālu lodēm. Svina toksicitāte tika atzīmēta jau mūsu ēras 1. gadsimtā. e. Grieķu ārsts Dioskorids un Plīnijs Vecākais.

Svina izplatība dabā. Ievadiet saturu zemes garoza(Clark) 1,6 10 -3% no svara. Apmēram 80 svinu saturošu minerālu (galvenais no tiem ir galēna PbS) veidošanās zemes garozā galvenokārt ir saistīta ar hidrotermisko nogulumu veidošanos. Polimetālu rūdu oksidācijas zonās veidojas neskaitāmi (apmēram 90) sekundārie minerāli: sulfāti (anglezīts PbSO 4), karbonāti (cerusīts PbCO 3), fosfāti [piromorfīts Pb 5 (PO 4) 3 Cl].

Biosfērā svins galvenokārt ir izkliedēts, tas ir mazs dzīvajā vielā (5·10 -5%), jūras ūdenī (3·10-9%). Dabīgo ūdeņu svinu daļēji sorbē māli un nogulsnē sērūdeņradis, tāpēc tas uzkrājas ar sērūdeņradi piesārņotos jūras nogulumos un no tiem izveidotajos melnajos mālos un slānekļos.

Svina fizikālās īpašības. Svins kristalizējas uz seju vērstā kubiskā režģī (a = 4,9389Å), un tam nav alotropu modifikāciju. Atomu rādiuss 1,75Å, jonu rādiuss: Pb 2+ 1,26Å, Pb 4+ 0,76Å; blīvums 11,34 g / cm 3 (20 ° C); t pl 327,4 °С; t ķīpa 1725 °C; īpatnējā siltumietilpība pie 20 °C 0,128 kJ/(kg K) | siltumvadītspēja 33,5 W/(m K); lineārās izplešanās temperatūras koeficients 29,1·10 -6 istabas temperatūrā; Brinela cietība 25-40 MN / m 2 (2,5-4 kgf / mm 2); stiepes izturība 12-13 MN/m 2, spiedē ap 50 MN/m 2; relatīvais pagarinājums pie pārrāvuma 50-70%. Aukstā sacietēšana nepalielina svina mehāniskās īpašības, jo tā pārkristalizācijas temperatūra ir zemāka par istabas temperatūru (apmēram -35°C pie deformācijas pakāpes 40% vai vairāk). Svins ir diamagnētisks, tā magnētiskā jutība ir -0,12·10 -6 . Pie 7,18 K tas kļūst par supravadītāju.

Svina ķīmiskās īpašības. Pb 6s 2 6р 2 atoma ārējo elektronu apvalku konfigurācija, saskaņā ar kuru tas uzrāda oksidācijas pakāpi +2 un +4. Svins ķīmiski ir relatīvi neaktīvs. Svaigā svina griezuma metāliskais spīdums pamazām pazūd gaisā, jo veidojas ļoti plāna PbO kārtiņa, kas pasargā no turpmākas oksidācijas.

Ar skābekli tas veido virkni oksīdu Pb 2 O, PbO, PbO 2, Pb 3 O 4 un Pb 2 O 3.

Ja nav O 2, ūdens istabas temperatūrā neiedarbojas uz svinu, bet tas sadala karstā ūdens tvaikus, veidojot svina oksīdu un ūdeņradi. Atbilstoši oksīdiem PbO un PbO 2 hidroksīdi Pb (OH) 2 un Pb (OH) 4 ir amfotēriski.

Svina savienojumu ar ūdeņradi PbH 4 iegūst nelielos daudzumos, atšķaidītai sālsskābei iedarbojoties uz Mg 2 Pb. PbH 4 ir bezkrāsaina gāze, kas ļoti viegli sadalās Pb un H 2 . Sildot, svins savienojas ar halogēniem, veidojot PbX 2 halogenīdus (X ir halogēns). Visi no tiem nedaudz šķīst ūdenī. Tika iegūti arī PbX 4 halogenīdi: PbF 4 tetrafluorīds - bezkrāsaini kristāli un PbCl 4 tetrahlorīds - dzeltens eļļains šķidrums. Abi savienojumi viegli sadalās, izdalot F 2 vai Cl 2; hidrolizēts ar ūdeni. Svins nereaģē ar slāpekli. Svina azīds Pb(N 3) 2 tiek iegūts, mijiedarbojoties nātrija azīda NaN 3 un Pb (II) sāļu šķīdumiem; bezkrāsaini adatveida kristāli, slikti šķīst ūdenī; iedarbojoties vai karsējot, tas ar sprādzienu sadalās Pb un N 2. Karsējot sērs iedarbojas uz svinu, veidojot PbS sulfīdu, melnu amorfu pulveri. Sulfīdu var iegūt arī, ievadot sērūdeņradi Pb (II) sāļu šķīdumos; dabā tas sastopams svina spīduma veidā - galena.

Spriegumu virknē Pb ir augstāks par ūdeņradi (normālie elektrodu potenciāli ir attiecīgi -0,126 V, ja Pb = Pb 2+ + 2e un +0,65 V, ja Pb = Pb 4+ + 4e). Tomēr svins neizspiež ūdeņradi no atšķaidītas sālsskābes un sērskābes, jo uz Pb ir H 2 pārspriegums, kā arī uz metāla virsmas veidojas vāji šķīstoša hlorīda PbCl 2 un sulfāta PbSO 4 aizsargplēves. Koncentrēti H 2 SO 4 un HCl, karsējot, iedarbojas uz Pb, un tiek iegūti šķīstoši kompleksie savienojumi ar sastāvu Pb (HSO 4) 2 un H 2 [PbCl 4]. Slāpekļa, etiķskābes un arī dažas organiskās skābes (piemēram, citronskābe) izšķīdina svinu, veidojot Pb(II) sāļus. Pēc šķīdības ūdenī sāļus iedala šķīstošajos (svina acetāts, nitrāts un hlorāts), vāji šķīstošajos (hlorīds un fluorīds) un nešķīstošajos (sulfāts, karbonāts, hromāts, fosfāts, molibdāts un sulfīds). Pb (IV) sāļus var iegūt, elektrolīzē spēcīgi paskābinātu Pb (II) sāļu H 2 SO 4 šķīdumus; svarīgākie no Pb (IV) sāļiem ir sulfāts Pb (SO 4) 2 un acetāts Pb (C 2 H 3 O 2) 4. Pb (IV) sāļiem ir tendence pievienot pārmērīgu negatīvo jonu daudzumu, veidojot kompleksus anjonus, piemēram, plumbātus (PbO 3) 2- un (PbO 4) 4-, hlorplumbātus (PbCl 6) 2-, hidroksoplumbātus [Pb (OH) 6 ] 2- un citi. Koncentrēti kodīgo sārmu šķīdumi, karsējot, reaģē ar Pb, izdalot ūdeņradi un X 2 tipa hidroksoplumbītus [Pb(OH) 4].

Svina iegūšana. Metālisko svinu iegūst, oksidējot PbS, kam seko PbO reducēšana līdz neapstrādātam Pb ("werkble") un pēdējā attīrīšana (attīrīšana). Koncentrāta oksidatīvā grauzdēšana tiek veikta nepārtrauktās saķepināšanas lentes mašīnās. PbS apdedzināšanas laikā dominē reakcija:

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

Papildus tiek iegūts arī nedaudz PbSO 4 sulfāta, kas tiek pārvērsts par PbSiO 3 silikātu, kuram maisījumam pievieno kvarca smiltis. Tajā pašā laikā tiek oksidēti arī citu metālu (Cu, Zn, Fe) sulfīdi, kas atrodas kā piemaisījumi. Apdedzināšanas rezultātā pulverveida sulfīdu maisījuma vietā tiek iegūts aglomerāts - poraina saķepināta nepārtraukta masa, kas galvenokārt sastāv no oksīdiem PbO, CuO, ZnO, Fe 2 O 3. Aglomerāta gabaliņus sajauc ar koksu un kaļķakmeni, un šo maisījumu ievieto ūdens apvalka krāsnī, kurā gaiss tiek ievadīts zem spiediena pa caurulēm (“caurulēm”). Kokss un oglekļa monoksīds (II) jau zemā temperatūrā (līdz 500 °C) reducē PbO par Pb. Augstākā temperatūrā notiek šādas reakcijas:

CaCO 3 \u003d CaO + CO 2

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

Zn un Fe oksīdi daļēji pārvēršas par ZnSiO 3 un FeSiO 3, kas kopā ar CaSiO 3 veido izdedžus, kas peld uz virsmas. Svina oksīdi tiek reducēti par metālu. Neapstrādāts svins satur 92-98% Pb, pārējais - Cu, Ag (dažkārt Au), Zn, Sn, As, Sb, Bi, Fe piemaisījumus. Cu un Fe piemaisījumi tiek noņemti ar seigerizāciju. Lai noņemtu Sn, As, Sb, caur izkausētu metālu tiek izpūsts gaiss. Ag (un Au) izolēšana tiek veikta, pievienojot Zn, kas veido "cinka putas", kas sastāv no Zn savienojumiem ar Ag (un Au), kas ir vieglāki par Pb un kūst 600-700 °C temperatūrā. Zn pārpalikums tiek noņemts no izkausētā Pb, izlaižot gaisu, tvaiku vai hloru. Lai noņemtu Bi, Ca vai Mg tiek pievienots šķidrajam Pb, iegūstot zemas kušanas savienojumus Ca 3 Bi 2 un Mg 3 Bi 2 . Ar šīm metodēm attīrītais svins satur 99,8–99,9% Pb. Turpmāka attīrīšana tiek veikta ar elektrolīzi, kā rezultātā tīrība ir vismaz 99,99%.

Svina pielietošana. Svins tiek plaši izmantots svina akumulatoru ražošanā, izmanto rūpnīcas iekārtu ražošanai, izturīgs pret agresīvām gāzēm un šķidrumiem. Svins spēcīgi absorbē γ-starus un rentgenstarus, kā dēļ to izmanto kā materiālu aizsardzībai pret to iedarbību (konteineri radioaktīvo vielu uzglabāšanai, iekārtas rentgena telpām utt.). Lielos daudzumos svins tiek izmantots elektrisko kabeļu apvalku izgatavošanai, kas pasargā tos no korozijas un mehāniskiem bojājumiem. Daudzi svina sakausējumi ir izgatavoti no svina. Svina oksīds PbO tiek ievadīts kristālā un optiskajā stiklā, lai iegūtu materiālus ar augstu refrakcijas indeksu. Minijs, hromāts (dzeltens vainags) un pamata svina karbonāts (svina balts) ir ierobežoti lietojami pigmenti. Svina hromāts ir oksidētājs, ko izmanto analītiskajā ķīmijā. Azīds un stifāts (trinitroresorcināts) ir sprāgstvielas, kas ierosina. Tetraetilsvins ir antidetonācijas līdzeklis. Svina acetāts kalpo kā indikators H 2 S noteikšanai. 204 Pb (stabils) un 212 Pb (radioaktīvs) izmanto kā izotopu marķieri.

Svins organismā. Augi absorbē svinu no augsnes, ūdens un atmosfēras nokrišņiem. Svins cilvēka organismā nonāk ar pārtiku (apmēram 0,22 mg), ūdeni (0,1 mg), putekļiem (0,08 mg). Drošs svina uzņemšanas līmenis dienā cilvēkiem ir 0,2-2 mg. Tas izdalās galvenokārt ar izkārnījumiem (0,22-0,32 mg), mazāk ar urīnu (0,03-0,05 mg). Cilvēka organismā vidēji ir aptuveni 2 mg svina (dažos gadījumos – līdz 200 mg). Rūpnieciski attīstīto valstu iedzīvotājiem svina saturs organismā ir lielāks nekā agrāro valstu iedzīvotājiem, pilsētniekiem augstāks nekā laukos. Galvenā Svina depo ir skelets (90% no kopējā svina daudzuma organismā): 0,2-1,9 µg/g uzkrājas aknās; asinīs - 0,15-0,40 mkg / ml; matos - 24 mkg / g, pienā - 0,005-0,15 mkg / ml; ir atrodams arī aizkuņģa dziedzerī, nierēs, smadzenēs un citos orgānos. Svina koncentrācija un izplatība dzīvnieku organismā ir līdzīga tai, kas noteikta cilvēkiem. Palielinoties svina līmenim vidē, palielinās tā nogulsnēšanās kaulos, matos un aknās.

Saindēšanās ar svinu un tā savienojumiem iespējama rūdu ieguvē, svina kausēšanā, svina krāsu ražošanā, poligrāfijā, podniecībā, kabeļu ražošanā, tetraetilsvina uc ražošanā un izmantošanā māla izstrādājumi, glazēti ar sarkano svinu vai litāra. Svins un tā neorganiskie savienojumi aerosolu veidā iekļūst organismā galvenokārt caur Elpceļi, mazākā mērā caur kuņģa-zarnu trakta un āda. Svins cirkulē asinīs ļoti izkliedētu koloīdu – fosfāta un albumināta – veidā. Svins izdalās galvenokārt caur zarnām un nierēm. Intoksikācijas attīstībā nozīme ir porfirīna, olbaltumvielu, ogļhidrātu un fosfātu metabolisma pārkāpumiem, C un B 1 vitamīnu deficītam, funkcionālām un organiskām izmaiņām centrālajā un veģetatīvā nervu sistēmā, kā arī svina toksiskajai iedarbībai uz kaulu smadzenēm. Saindēšanās var būt latenta (tā sauktā kariete), norit vieglā, vidēji smagā un smagā formā.

Biežākās saindēšanās ar svinu pazīmes ir: apmale (ceriņi-slānekļa sloksne) gar smaganu malu, zemi bāla krāsa āda; retikulocitoze un citas izmaiņas asinīs, paaugstināts porfirīnu līmenis urīnā, svina klātbūtne urīnā 0,04-0,08 mg/l vai vairāk utt. Nervu sistēmas bojājumi izpaužas ar astēniju, smagās formās - encefalopātija, paralīze (galvenokārt plaukstas un pirkstu ekstensori), polineirīts. Ar tā sauktajām svina kolikām ir asas krampjveida sāpes vēderā, aizcietējums, kas ilgst no vairākām stundām līdz 2-3 nedēļām; bieži kolikas pavada slikta dūša, vemšana, asinsspiediena paaugstināšanās, ķermeņa temperatūra līdz 37,5-38 ° C. Hroniskas intoksikācijas gadījumā ir iespējami aknu, sirds un asinsvadu sistēmas bojājumi, endokrīnās sistēmas disfunkcija (piemēram, sievietēm - spontānie aborti, dismenoreja, menorāģija un citi). Imunobioloģiskās reaktivitātes inhibīcija veicina vispārējās saslimstības palielināšanos.

Svins ir ķīmisks elements ar atomskaitli 82 un simbolu Pb (no latīņu plumbum — lietnis). Tas ir smagais metāls, kura blīvums ir lielāks nekā lielākajai daļai parasto materiālu; svins ir mīksts, kaļams un kūst salīdzinoši zemā temperatūrā. Svaigi grieztam svinam ir zilgani balta nokrāsa; tas kļūst blāvs līdz blāvi pelēks, ja tiek pakļauts gaisa iedarbībai. Svinam ir otrs lielākais klasiski stabilo elementu atomu skaits, un tas atrodas smagāko elementu trīs galveno sabrukšanas ķēžu beigās. Svins ir salīdzinoši nereaģējošs pēcpārejas elements. Tā vājo metālisko raksturu raksturo tā amfoteriskais raksturs (svins un svina oksīdi reaģē gan ar skābēm, gan bāzēm) un tendence veidot kovalentās saites. Svina savienojumi parasti ir oksidācijas stāvoklī +2, nevis +4, parasti ar vieglākajiem oglekļa grupas locekļiem. Izņēmumi galvenokārt attiecas tikai uz organiskajiem savienojumiem. Tāpat kā šīs grupas vieglākie pārstāvji, svinam ir tendence sasaistīties ar sevi; tas var veidot ķēdes, gredzenus un daudzskaldņu struktūras. Svins ir viegli iegūstams no svina rūdām, un to jau zināja aizvēsturiskie cilvēki Rietumāzijā. Galvenā svina rūda, galēna, bieži satur sudrabu, un interese par sudrabu veicināja svina plaša mēroga ieguvi un izmantošanu Senajā Romā. Svina ražošana samazinājās pēc Romas impērijas sabrukuma un nesasniedza tādu pašu līmeni līdz rūpnieciskajai revolūcijai. Šobrīd pasaulē svina ražošana ir aptuveni desmit miljoni tonnu gadā; otrreizējā ražošana no pārstrādes veido vairāk nekā pusi no šī apjoma. Svinam ir vairākas īpašības, kas padara to noderīgu: augsts blīvums, zema kušanas temperatūra, elastība un relatīvā inerce pret oksidēšanu. Apvienojumā ar relatīvo pārpilnību un zemajām izmaksām šie faktori ir izraisījuši svina plašu izmantošanu celtniecībā, santehnikā, akumulatoros, lodes, atsvaros, lodmetālos, alvā, kausējamos sakausējumos un starojuma aizsardzībā. 19. gadsimta beigās svins tika atzīts par ļoti toksisku, un kopš tā laika tā lietošana ir pakāpeniski pārtraukta. Svins ir neirotoksīns, kas uzkrājas mīkstajos audos un kaulos, bojājot nervu sistēmu un izraisot smadzeņu un asinsrites traucējumus zīdītājiem.

Fizikālās īpašības

Atomu īpašības

Svina atomam ir 82 elektroni, kas sakārtoti elektroniskā konfigurācijā 4f145d106s26p2. Apvienotā pirmās un otrās jonizācijas enerģija — kopējā enerģija, kas nepieciešama, lai noņemtu divus 6p elektronus — ir tuvu alvas enerģijai, kas ir svina augšējais kaimiņš oglekļa grupā. Tas ir neparasti; jonizācijas enerģijas parasti samazinās grupā, jo elementa ārējie elektroni attālinās no kodola un vairāk tiek aizsargāti ar mazākām orbitālēm. Jonizācijas enerģiju līdzība ir saistīta ar lantanīdu samazināšanos - elementu rādiusu samazināšanos no lantāna (atomskaitlis 57) līdz lutēcijam (71) un salīdzinoši maziem elementu rādiusiem pēc hafnija (72). Tas ir saistīts ar slikto kodola ekranēšanu ar lantanīda elektroniem. Apvienotās pirmās četras svina jonizācijas enerģijas pārsniedz alvas jonizācijas enerģijas, pretēji prognozētajām periodiskajām tendencēm. Relativistiskie efekti, kas kļūst nozīmīgi smagākos atomos, veicina šo uzvedību. Viens no šādiem efektiem ir inerta pāra efekts: svina 6s elektroni nelabprāt piedalās saitē, padarot attālumu starp tuvākajiem atomiem kristāliskajā svinā neparasti garu. Vieglākas svina oglekļa grupas veido stabilus vai metastabilus alotropus ar tetraedriski koordinētu un kovalenti saistītu dimanta kubisko struktūru. To ārējo s un p orbitāļu enerģijas līmeņi ir pietiekami tuvi, lai varētu sajaukties ar četrām sp3 hibrīda orbitālēm. Svinā inertā pāra efekts palielina attālumu starp tā s- un p-orbitālēm, un plaisu nevar pārvarēt ar enerģiju, ko pēc hibridizācijas atbrīvos papildu saites. Atšķirībā no dimanta kubiskās struktūras, svins veido metāliskas saites, kurās tikai p-elektroni tiek delokalizēti un sadalīti starp Pb2+ joniem. Tāpēc svinam ir uz seju vērsta kubiskā struktūra, tāpat kā tāda paša izmēra divvērtīgajiem metāliem, kalcijam un stroncijam.

Lieli apjomi

Tīram svinam ir spilgti sudraba krāsa ar zilu nokrāsu. Saskaroties ar mitru gaisu, tas notraipās, un tā nokrāsa ir atkarīga no dominējošajiem apstākļiem. Svinam raksturīgas īpašības ir augsts blīvums, elastība un augsta izturība pret koroziju (pasivācijas dēļ). Svina blīvā kubiskā struktūra un lielais atomu svars rada 11,34 g/cm3 blīvumu, kas ir lielāks nekā parastiem metāliem, piemēram, dzelzs (7,87 g/cm3), vara (8,93 g/cm3) un cinka (7,14 g/cm3). ). Daži no retāk sastopamajiem metāliem ir blīvāki: ​​volframa un zelta blīvums ir 19,3 g/cm3, savukārt osmija, blīvākā metāla, blīvums ir 22,59 g/cm3, kas ir gandrīz divas reizes lielāks nekā svina blīvums. Svins ir ļoti mīksts metāls ar Mosa cietību 1,5; to var saskrāpēt ar nagu. Tas ir diezgan kaļams un nedaudz elastīgs. Svina tilpuma modulis, kas raksturo tā saspiežamības vieglumu, ir 45,8 GPa. Salīdzinājumam, alumīnija tilpuma modulis ir 75,2 GPa; varš - 137,8 GPa; un vieglais tērauds - 160-169 GPa. Stiepes izturība pie 12-17 MPa ir zema (6 reizes lielāka alumīnijam, 10 reizes lielāka vara un 15 reizes lielāka vieglam tēraudam); to var uzlabot, pievienojot nelielu daudzumu vara vai antimona. Svina kušanas temperatūra 327,5 °C (621,5 °F) ir zema salīdzinājumā ar lielāko daļu metālu. Tā viršanas temperatūra ir 1749 °C (3180 °F) un ir zemākā no oglekļa grupas elementiem. Svina elektriskā pretestība 20 °C temperatūrā ir 192 nanometri, kas ir gandrīz par vienu pakāpi augstāka nekā citiem rūpnieciskajiem metāliem (varam pie 15,43 nΩ m, zeltam 20,51 nΩ m un alumīnijam pie 24,15 nΩ m). Svins ir supravadītājs temperatūrā, kas zemāka par 7,19 K, kas ir augstākā kritiskā temperatūra no visiem I tipa supravadītājiem. Svins ir trešais lielākais elementu supravadītājs.

Svina izotopi

Dabiskais svins sastāv no četriem stabiliem izotopiem ar masas skaitļiem 204, 206, 207 un 208 un piecu īslaicīgu radioizotopu pēdām. Lielais izotopu skaits atbilst faktam, ka svina atomu skaits ir vienmērīgs. Svinam ir maģisks protonu skaits (82), kam kodola apvalka modelis precīzi paredz īpaši stabilu kodolu. Svinam-208 ir 126 neitroni, vēl viens burvju skaitlis, kas var izskaidrot, kāpēc svins-208 ir neparasti stabils. Ņemot vērā tā lielo atomu skaitu, svins ir smagākais elements, kura dabiskie izotopi tiek uzskatīti par stabiliem. Iepriekš šis tituls piederēja bismutam, kura atomu skaits ir 83, līdz 2003. gadā tika atklāts tā vienīgais pirmatnējais izotops bismuts-209, kas ļoti lēni sadalās. Četri stabilie svina izotopi teorētiski varētu tikt pakļauti alfa sabrukšanai dzīvsudraba izotopos, izdalot enerģiju, taču tas nekur nav novērots, jo paredzamais pussabrukšanas periods ir no 1035 līdz 10189 gadiem. Trīs no četrām galvenajām sabrukšanas ķēdēm sastopami trīs stabili izotopi: svins-206, svins-207 un svins-208 ir attiecīgi urāna-238, urāna-235 un torija-232 galīgie sabrukšanas produkti; šīs sabrukšanas ķēdes sauc par urāna sērijām, aktīnija sērijām un torija sērijām. To izotopu koncentrācija dabīgā iežu paraugā ir ļoti atkarīga no šo trīs galveno urāna un torija izotopu klātbūtnes. Piemēram, svina-208 relatīvais daudzums var atšķirties no 52% normālos paraugos līdz 90% torija rūdās, tāpēc svina standarta atommasa ir norādīta tikai ar vienu zīmi aiz komata. Laika gaitā svina-206 un svina-207 attiecība pret svinu-204 palielinās, jo pirmie divi tiek papildināti ar smagāku elementu radioaktīvo sabrukšanu, bet pēdējie nav; tas ļauj izveidot svina-svina saites. Urānam sadaloties svinā, mainās to relatīvais daudzums; tas ir pamats urāna-svina radīšanai. Papildus stabilajiem izotopiem, kas veido gandrīz visu dabā sastopamo svinu, ir arī vairāki radioaktīvie izotopi. Viens no tiem ir svins-210; lai gan tā pussabrukšanas periods ir tikai 22,3 gadi, dabā ir sastopami tikai nelieli šī izotopa daudzumi, jo svins-210 tiek ražots garā sabrukšanas ciklā, kas sākas ar urānu-238 (kas uz Zemes ir bijis miljardiem gadu). Urāna-235, torija-232 un urāna-238 sabrukšanas ķēdēs ir svins-211, -212 un -214, tāpēc dabiski tiek atrastas visu trīs svina izotopu pēdas. Nelielas svina-209 pēdas rodas no ļoti reti sastopamā rādija-223, kas ir viens no dabiskā urāna-235 meitas produktiem, sabrukšanas. Svins-210 ir īpaši noderīgs, lai palīdzētu noteikt paraugu vecumu, mērot tā attiecību pret svinu-206 (abi izotopi atrodas vienā sabrukšanas ķēdē). Kopā tika sintezēti 43 svina izotopi ar masas skaitļiem 178-220. Svins-205 ir visstabilākais, tā pussabrukšanas periods ir aptuveni 1,5 × 107 gadi. [I] Otrs stabilākais ir svins-202, kura pussabrukšanas periods ir aptuveni 53 000 gadu, kas ir garāks nekā jebkuram dabiskajam radioizotopam. Abi ir izmiruši radionuklīdi, kas radušies zvaigznēs kopā ar stabiliem svina izotopiem, bet jau sen ir sadalījušies.

Ķīmija

Liels daudzums svina, kas pakļauts mitram gaisam, veido dažāda sastāva aizsargslāni. Sulfīts vai hlorīds var būt arī pilsētas vai jūras vidē. Šis slānis lielu daudzumu svina padara gaisā ķīmiski inertu. Smalki pulverveida svins, tāpat kā daudzi metāli, ir pirofors un deg ar zilgani baltu liesmu. Fluors istabas temperatūrā reaģē ar svinu, veidojot svina (II) fluorīdu. Reakcija ar hloru ir līdzīga, taču nepieciešama karsēšana, jo iegūtais hlorīda slānis samazina elementu reaktivitāti. Izkausētais svins reaģē ar halkogēniem, veidojot svina (II) halkogenīdus. Svina metālu neuzbrūk atšķaidīta sērskābe, bet tas izšķīst koncentrētā veidā. Tas lēni reaģē ar sālsskābi un enerģiski ar slāpekļskābe veidojoties slāpekļa oksīdiem un svina (II) nitrātam. Organiskās skābes, piemēram, etiķskābe, izšķīdina svinu skābekļa klātbūtnē. Koncentrēti sārmi izšķīdina svinu un veido plumbītus.

neorganiskie savienojumi

Svinam ir divi galvenie oksidācijas stāvokļi: +4 un +2. Četrvalentais stāvoklis ir kopīgs oglekļa grupai. Divvērtīgais stāvoklis ir reti sastopams ogleklim un silīcijam, niecīgs germānijam, svarīgs (bet ne dominējošais) alvai un svarīgāks svinam. Tas ir saistīts ar relativistiskajiem efektiem, jo ​​īpaši inertu pāru efektu, kas rodas, ja ir liela atšķirība elektronegativitātē starp svinu un oksīda, halogenīdu vai nitrīda anjoniem, kā rezultātā rodas ievērojami daļēji pozitīvi svina lādiņi. Tā rezultātā ir vairāk spēcīga saspiešana 6s svina orbitāles nekā 6p orbitāles, padarot svinu diezgan inertu jonu savienojumos. Tas ir mazāk piemērojams savienojumiem, kuros svins veido kovalentās saites ar līdzīgas elektronegativitātes elementiem, piemēram, oglekli organoleptiskajos savienojumos. Šādos savienojumos 6s un 6p orbitāles ir vienāda izmēra, un sp3 hibridizācija joprojām ir enerģētiski labvēlīga. Svins, tāpat kā ogleklis, šādos savienojumos galvenokārt ir četrvērtīgs. Salīdzinoši lielā elektronegativitātes atšķirība starp svinu(II) pie 1,87 un svina(IV) ir 2,33. Šī atšķirība izceļ +4 oksidācijas stāvokļa stabilitātes pieauguma apvērsumu, samazinoties oglekļa koncentrācijai; alvas, salīdzinājumam, vērtības ir 1,80 oksidācijas stāvoklī +2 un 1,96 +4 stāvoklī.

Svina(II) savienojumi ir raksturīgi ne organiskā ķīmija svins. Pat spēcīgi oksidētāji, piemēram, fluors un hlors, istabas temperatūrā reaģē ar svinu, veidojot tikai PbF2 un PbCl2. Lielākā daļa no tiem ir mazāk jonu nekā citi metālu savienojumi un tāpēc lielā mērā nešķīst. Svina (II) joni šķīdumā parasti ir bezkrāsaini un daļēji hidrolizējas, veidojot Pb(OH)+ un visbeidzot Pb4(OH)4 (kurā hidroksiljoni darbojas kā savienojošie ligandi). Atšķirībā no alvas (II) joniem tie nav reducētāji. Metodes Pb2+ jonu klātbūtnes noteikšanai ūdenī parasti balstās uz svina (II) hlorīda nogulsnēšanu, izmantojot atšķaidītu sālsskābi. Tā kā hlorīda sāls nedaudz šķīst ūdenī, tad tiek mēģināts nogulsnēt svina (II) sulfīdu, izpūšot sērūdeņradi caur šķīdumu. Svina monoksīds pastāv divos polimorfos: sarkanā α-PbO un dzeltenā β-PbO, pēdējais ir stabils tikai virs 488 °C. Tas ir visbiežāk izmantotais svina savienojums. Svina hidroksīds (II) var pastāvēt tikai šķīdumā; ir zināms, ka tas veido plumbītu anjonus. Svins parasti reaģē ar smagākiem halkogēniem. Svina sulfīds ir pusvadītāju, fotovadītāju un īpaši jutīgs infrasarkanais detektors. Pārējie divi halkogenīdi, svina selenīds un svina telurīds, arī ir fotovadītāji. Tie ir neparasti ar to, ka to krāsa kļūst gaišāka, jo zemāka ir grupa. Svina dihalogenīdi ir labi aprakstīti; tajos ietilpst diastatīds un jaukti halogenīdi, piemēram, PbFCl. Pēdējā relatīvā nešķīstība ir noderīgs pamats fluora gravimetriskai noteikšanai. Difluorīds bija pirmais cietais jonus vadošais savienojums, kas tika atklāts (1834. gadā Maikls Faradejs). Citi dihalogenīdi sadalās, pakļaujot tiem ultravioleto vai redzamo gaismu, īpaši dijodīds. Ir zināmi daudzi svina pseidohalīdi. Svina(II) formas liels skaits halogenīdu koordinācijas kompleksi, piemēram, n5n ķēdes 2-, 4- un anjoni. Svina (II) sulfāts nešķīst ūdenī, tāpat kā citu smago divvērtīgo katjonu sulfāti. Svina (II) nitrāts un svina (II) acetāts ir ļoti labi šķīstoši, un to izmanto citu svina savienojumu sintēzē.

Ir zināmi vairāki neorganiskie svina (IV) savienojumi, un tie parasti ir spēcīgi oksidētāji vai pastāv tikai stipri skābos šķīdumos. Svina (II) oksīds pēc turpmākas oksidēšanas rada jauktu oksīdu Pb3O4. To raksturo kā svina (II, IV) oksīdu vai strukturāli 2PbO PbO2, un tas ir vislabāk zināmais jauktais valences svina savienojums. Svina dioksīds ir spēcīgs oksidētājs, kas spēj oksidēt sālsskābi par hlora gāzi. Tas ir tāpēc, ka sagaidāmais PbCl4 ir nestabils un spontāni sadalās līdz PbCl2 un Cl2. Līdzīgi kā svina monoksīds, svina dioksīds spēj veidot putotus anjonus. Svina disulfīds un svina diselenīds ir stabili augstā spiedienā. Svina tetrafluorīds, dzeltens kristālisks pulveris, ir stabils, bet mazākā mērā nekā difluorīds. Svina tetrahlorīds (dzeltenā eļļa) sadalās istabas temperatūrā, svina tetrabromīds ir vēl mazāk stabils, un svina tetrajodīda esamība tiek apstrīdēta.

Citi oksidācijas stāvokļi

Daži svina savienojumi pastāv formāli oksidācijas stāvokļos, kas nav +4 vai +2. Svinu(III) var iegūt kā starpproduktu starp svinu(II) un svinu(IV) lielākos organoleptiskajos kompleksos; šis oksidācijas stāvoklis ir nestabils, jo gan svina (III) jons, gan lielākie to saturošie kompleksi ir radikāļi. Tas pats attiecas uz svinu (I), ko var atrast šādās sugās. Ir zināmi daudzi jaukti svina oksīdi (II, IV). Kad PbO2 karsē gaisā, tas kļūst par Pb12O19 pie 293°C, par Pb12O17 pie 351°C, par Pb3O4 pie 374°C un visbeidzot par PbO pie 605°C. Vēl vienu seskvioksīdu, Pb2O3, var iegūt augstā spiedienā kopā ar vairākām nestehiometriskām fāzēm. Daudzās no tām ir bojātas fluorīta struktūras, kurās daži skābekļa atomi ir aizstāti ar tukšumiem: var uzskatīt, ka PbO ir šāda struktūra, un trūkst katra alternatīvā skābekļa atomu slāņa. Negatīvi oksidācijas stāvokļi var rasties kā Zintl fāzes, piemēram, Ba2Pb gadījumā, kur svins formāli ir svins (-IV), vai arī skābekli jutīgu gredzenu vai daudzskaldņu kopu jonu, piemēram, trigonālo bipiramidālo jonu Pb52-i gadījumā. , kur divi svina atomi - svins (- I), un trīs - svins (0). Šādos anjonos katrs atoms atrodas daudzskaldņu virsotnē un pievieno divus elektronus katrā kovalentajā saitē to sp3 hibrīda orbitāļu malās, bet pārējie divi ir ārējais viens pāris. Tos var veidoties šķidrā amonjakā, reducējot svinu ar nātriju.

Organiskais svins

Svins var veidot vairākas ķēdes, kas tam ir kopīgas ar vieglāku homologu, oglekli. Tās spēja to izdarīt ir daudz mazāka, jo Pb-Pb saites enerģija ir trīsarpus reizes mazāka nekā C-C saitei. Svins pats ar sevi var izveidot metāla-metāla saites līdz pat trešajai pakāpei. Ar oglekli svins veido svina organiskos savienojumus, kas ir līdzīgi, bet parasti ir mazāk stabili nekā tipiski organiskie savienojumi (Pb-C saites vājuma dēļ). Tas padara svina metālorganisko ķīmiju daudz mazāk plašu nekā alvas. Svins pārsvarā veido organiskos savienojumus (IV), pat ja šī veidošanās sākas ar neorganiskiem svina (II) reaģentiem; ir zināms ļoti maz organolātu (II) savienojumu. Visvairāk raksturotie izņēmumi ir Pb 2 un Pb (η5-C5H5)2. Vienkāršākā organiskā savienojuma metāna svina analogs ir plumbāns. Plumbānu var iegūt reakcijā starp metālisku svinu un atomu ūdeņradi. Divi vienkārši atvasinājumi, tetrametiladīns un tetraetilidelīds, ir vislabāk zināmie svina organiskie savienojumi. Šie savienojumi ir samērā stabili: tetraetilīds sāk sadalīties tikai pie 100°C vai saules gaismas vai ultravioletā starojuma iedarbības. (Tetrafenilsvins ir vēl termiski stabilāks, sadaloties 270°C temperatūrā.) Ar nātrija metālu svins viegli veido ekvimolāru sakausējumu, kas reaģē ar alkilhalogenīdiem, veidojot metālorganiskus savienojumus, piemēram, tetraetilīdu. Tiek izmantota arī daudzu organisko savienojumu oksidējošā daba: svina tetraacetāts ir svarīgs laboratorijas reaģents oksidēšanai organiskajā ķīmijā, un tetraetilelīds ir ražots lielākā daudzumā nekā jebkurš cits metālorganiskais savienojums. Citi organiskie savienojumi ir mazāk ķīmiski stabili. Daudziem organiskiem savienojumiem nav svina analoga.

Izcelsme un izplatība

Kosmosā

Svina daudzums uz vienu daļiņu Saules sistēmā ir 0,121 ppm (daļas uz miljardu). Šis rādītājs ir divarpus reizes lielāks nekā platīnam, astoņas reizes lielāks nekā dzīvsudrabam un 17 reizes lielāks nekā zeltam. Svina daudzums Visumā lēnām palielinās, jo smagākie atomi (visi ir nestabili) pakāpeniski sadalās svinā. Svina daudzums Saules sistēmā kopš tā veidošanās pirms 4,5 miljardiem gadu ir palielinājies par aptuveni 0,75%. Saules sistēmas izotopu daudzuma tabula parāda, ka svins, neskatoties uz tā relatīvi augsto atomu skaitu, ir bagātāks nekā vairums citu elementu ar atomu skaitļi lielāks par 40. Sākotnējais svins, kas satur svina-204, svina-206, svina-207 un svina-208-izotopus, galvenokārt tika izveidots, atkārtojot neitronu uztveršanas procesus, kas notiek zvaigznēs. Divi galvenie uztveršanas režīmi ir s- un r-procesi. S procesā (s apzīmē "lēni") uztveršanu atdala gadi vai gadu desmiti, ļaujot mazāk stabilajiem kodoliem iziet beta sabrukšanu. Stabils tallija-203 kodols var uztvert neitronu un kļūt par talliju-204; šī viela tiek pakļauta beta sabrukšanai, iegūstot stabilu svinu-204; kad tiek uztverts vēl viens neitrons, tas kļūst par svinu-205, kura pussabrukšanas periods ir aptuveni 15 miljoni gadu. Turpmāka uztveršana noved pie svina-206, svina-207 un svina-208 veidošanās. Kad to uztver cits neitrons, svins-208 kļūst par svinu-209, kas ātri sadalās par bismutu-209. Kad tiek uztverts cits neitrons, bismuts-209 kļūst par bismutu-210, kura beta sadalās par poloniju-210 un kura alfa sadalās par svinu-206. Tāpēc cikls beidzas pie svina-206, svina-207, svina-208 un bismuta-209. R procesā (r apzīmē "ātri") uztveršana notiek ātrāk, nekā kodoli var sadalīties. Tas notiek vidēs ar augstu neitronu blīvumu, piemēram, supernovā vai divu neitronu zvaigžņu saplūšanā. Neitronu plūsma var būt aptuveni 1022 neitroni uz kvadrātcentimetru sekundē. R process nerada tik daudz svina kā s process. Tam ir tendence apstāties, tiklīdz neitroniem bagāti kodoli sasniedz 126 neitronus. Šajā brīdī neitroni atrodas pilnos čaulos atoma kodolā, un kļūst grūtāk enerģētiski uzņemt vairāk no tiem. Kad neitronu plūsma samazinās, to beta kodoli sadalās stabilos osmija, irīdija un platīna izotopos.

Uz zemes

Svins ir klasificēts kā halkofils pēc Goldšmita klasifikācijas, kas nozīmē, ka tas parasti rodas kombinācijā ar sēru. Tas ir reti sastopams dabiskajā metāla formā. Daudzi svina minerāli ir salīdzinoši viegli un Zemes vēstures gaitā ir palikuši garozā, nevis iegrimuši dziļāk Zemes iekšienē. Tas izskaidro salīdzinoši augsto svina līmeni mizā, 14 ppm; tas ir 38. izplatītākais elements mizā. Galvenais svina minerāls ir galēna (PbS), kas galvenokārt atrodams cinka rūdās. Lielākā daļa citu svina minerālu ir kaut kādā veidā saistīti ar galēnu; boulangerīts, Pb5Sb4S11, ir jaukts sulfīds, kas iegūts no galēnas; Anglesīts, PbSO4, ir galēnas oksidācijas produkts; un serusīts jeb baltā svina rūda, PbCO3, ir galēnas sadalīšanās produkts. Arsēns, alva, antimons, sudrabs, zelts, varš un bismuts ir bieži sastopami svina minerālu piemaisījumi. Pasaules vadošie resursi pārsniedz 2 miljardus tonnu. Nozīmīgas svina atradnes konstatētas Austrālijā, Ķīnā, Īrijā, Meksikā, Peru, Portugālē, Krievijā un ASV. Globālās rezerves - resursi, kurus ir ekonomiski izdevīgi iegūt - 2015. gadā veidoja 89 miljonus tonnu, no kuriem 35 miljoni atrodas Austrālijā, 15,8 miljoni Ķīnā, bet 9,2 miljoni Krievijā. Tipiskā svina fona koncentrācija atmosfērā nepārsniedz 0,1 µg/m3; 100 mg/kg augsnē; un 5 µg/l saldūdenī un jūras ūdenī.

Etimoloģija

Mūsdienu angļu valodas vārdam "lead" (lead) ir ģermāņu izcelsme; tas nāk no vidējās angļu valodas un vecās angļu valodas (ar garuma grādu virs patskaņa "e", lai apzīmētu, ka šī burta patskanis ir garš). Vecangļu vārds cēlies no hipotētiski rekonstruēta protoģermāņu valodas *lauda- ("svins"). Saskaņā ar pieņemto lingvistisko teoriju šis vārds "dzemdināja" pēcnācējus vairākās ģermāņu valodās ar tieši tādu pašu nozīmi. Protoģermāņu valodas *lauda izcelsme lingvistiskajā sabiedrībā nav skaidra. Saskaņā ar vienu hipotēzi šis vārds ir atvasināts no protoindoeiropiešu *lAudh- ("svins"). Saskaņā ar citu hipotēzi, vārds ir aizņēmums no proto-ķeltu *ɸloud-io- ("svins"). Šis vārds ir saistīts ar latīņu valodu plumbum, kas šim elementam piešķīra ķīmisko simbolu Pb. Vārds *ɸloud-io- var būt arī protoģermāņu valodas *bliwa- (kas arī nozīmē "svins") avots, no kura izriet vācu Blei. Ķīmiskā elementa nosaukums nav saistīts ar tādas pašas rakstības darbības vārdu, kas atvasināts no protoģermāņu *layijan- ("vadīt").

Stāsts

Priekšvēsture un agrīnā vēsture

Metāla svina krelles, kas datētas ar 7000.–6500. gadu pirms mūsu ēras, atrastas Mazāzijā, var būt pirmais metāla kausēšanas piemērs. Tajā laikā svinam bija maz lietojumu (ja tāds bija) tā maiguma un izbalēšanas dēļ izskats. Galvenais svina ražošanas izplatības iemesls bija tā saistība ar sudrabu, ko var iegūt, sadedzinot galēnu (parastu svina minerālu). Senie ēģiptieši bija pirmie, kas izmantoja svinu kosmētikā, kas izplatījās uz Senā Grieķija un tālāk. Ēģiptieši, iespējams, izmantoja svinu kā gremdētāju zvejas tīklos, kā arī glazūrās, glāzēs, emaljās un rotaslietās. Dažādas auglīgā pusmēness civilizācijas izmantoja svinu kā rakstāmmateriālu, kā valūtu un būvniecībā. Svins tika izmantots senajā Ķīnas karaļa galmā kā stimulants, kā valūta un kā kontracepcijas līdzeklis. Indas ielejas civilizācijā un mezoamerikāņos svinu izmantoja amuletu izgatavošanai; Austrumu un Dienvidāfrikas tautas izmantoja svinu stiepļu vilkšanā.

klasiskais laikmets

Tā kā sudrabs tika plaši izmantots kā dekoratīvs materiāls un apmaiņas līdzeklis, svina nogulsnes sāka apstrādāt Mazāzijā no 3000. gada pirms mūsu ēras; vēlāk svina atradnes tika izveidotas Egejas un Lorionas reģionos. Šie trīs reģioni kopā dominēja iegūtā svina ražošanā līdz aptuveni 1200. gadam pirms mūsu ēras. Kopš 2000. gada pirms mūsu ēras feniķieši ir strādājuši pie Ibērijas pussalas atradnēm; līdz 1600.g.pmē svina ieguve pastāvēja Kiprā, Grieķijā un Sicīlijā. Romas teritoriālā paplašināšanās Eiropā un Vidusjūras reģionā, kā arī ieguves rūpniecības attīstība lika apgabalam kļūt par lielāko vadošo ražotāju klasiskajā laikmetā, gada produkcijai sasniedzot 80 000 tonnu. Tāpat kā viņu priekšgājēji, romieši svinu ieguva galvenokārt kā sudraba kausēšanas blakusproduktu. Vadošie kalnrači bija Centrāleiropa, Lielbritānija, Balkāni, Grieķija, Anatolija un Spānija, kas veidoja 40% no pasaules svina ražošanas. Svins tika izmantots ūdensvadu izgatavošanai Romas impērijā; Latīņu vārds šim metālam plumbum ir avots angļu vārds santehnika (santehnika). Metāla ērtā apstrāde un izturība pret koroziju ir izraisījusi tā plašu izmantošanu citās jomās, tostarp farmācijā, jumta segumā, valūtā un militārajās piegādēs. Tā laika rakstnieki, piemēram, Cato Vecākais, Kolumella un Plīnijs Vecākais, ieteica svina traukus, lai pagatavotu saldinātājus un konservantus, kas pievienoti vīnam un pārtikai. Svins piešķīra patīkamu garšu, jo veidojās "svina cukurs" (svina(II) acetāts), savukārt vara vai bronzas trauki varēja dot ēdienam rūgtu garšu, veidojoties zaļumiem. Šis metāls bija visizplatītākais materiāls. klasiskajā senatnē, un ir lietderīgi atsaukties uz (romiešu) svina ēru. Svins bija plaši izmantots romiešiem, tāpat kā plastmasa mums. Romiešu autors Vitruvijs ziņoja par briesmām, ko svins var radīt veselībai, un mūsdienu rakstnieki ir norādījuši, ka saindēšanās ar svinu spēlēja nozīmīgu lomu Romas impērijas pagrimumā.[l]Citi pētnieki ir kritizējuši šādus apgalvojumus, norādot, piemēram, ka ne visas sāpes vēderā izraisījusi saindēšanās ar svinu.Saskaņā ar arheoloģiskajiem pētījumiem Romas svina caurules paaugstināja svina līmeni krāna ūdenī, taču šāds efekts "diez vai būtu bijis īsti kaitīgs." Svina saindēšanās upuri kļuva pazīstami kā Saturnīni, pēc baisā dievu tēva Saturna. saistībā ar to svins tika uzskatīts par visu metālu "tēvu". Viņa statuss romiešu sabiedrībā bija zems, jo viņš bija viegli pieejams un lēts.

Alvas un antimona apjukums

Klasiskajā laikmetā (un pat līdz 17. gadsimtam) alvu bieži nevarēja atšķirt no svina: romieši svinu sauca par plumbum nigrum ("melnais svins") un alvu plumbum candidum ("viegls svins"). Svina un alvas saistību var izsekot arī citās valodās: vārds "olovo" čehu valodā nozīmē "svins", bet krievu valodā radniecīgais alva nozīmē "alva". Turklāt svins ir cieši saistīts ar antimonu: abi elementi parasti rodas kā sulfīdi (galēns un stibnīts), bieži vien kopā. Plīnijs nepareizi rakstīja, ka stibnīts karsējot ražo svinu, nevis antimonu. Tādās valstīs kā Turcija un Indija oriģinālais persiešu nosaukums antimonam apzīmēja antimona sulfīdu vai svina sulfīdu, un dažās valodās, piemēram, krievu valodā, to sauca par antimonu.

Viduslaiki un renesanse

Svina ieguve Rietumeiropā samazinājās pēc Rietumromas impērijas sabrukuma, un Arābijas Ibērija bija vienīgais reģions ar ievērojamu svina ieguvi. Lielākā svina ražošana tika novērota Dienvidāzijā un Austrumāzijā, īpaši Ķīnā un Indijā, kur svina ieguve ievērojami palielinājās. Eiropā svina ražošana sāka atdzimt tikai 11. un 12. gadsimtā, kur svinu atkal izmantoja jumtu segumam un cauruļvadiem. Sākot ar 13. gadsimtu, vitrāžu veidošanā tika izmantots svins. Eiropas un arābu alķīmijas tradīcijās svins (Eiropas tradīcijās Saturna simbols) tika uzskatīts par netīru parasto metālu, kas to atdalot, attīrot un līdzsvarojot. sastāvdaļas var pārvērst tīrā zeltā. Šajā periodā svinu arvien vairāk izmantoja vīna piesārņošanai. Šāda vīna lietošana tika aizliegta 1498. gadā pēc pāvesta pavēles, jo tika uzskatīts par nepiemērotu lietošanai svētos rituālos, taču to turpināja dzert, izraisot masveida saindēšanos līdz pat 18. gadsimta beigām. Svins bija galvenais materiāls iespiedmašīnas daļās, kas tika izgudrota ap 1440. gadu; drukas darbinieki regulāri ieelpoja svina putekļus, kas izraisīja saindēšanos ar svinu. Šaujamieroči tika izgudroti aptuveni tajā pašā laikā, un svins, neskatoties uz to, ka tas ir dārgāks par dzelzi, kļuva par galveno materiālu ložu izgatavošanai. Tas mazāk kaitēja dzelzs lielgabalu stobriem, tam bija lielāks blīvums (veicot labāku ātruma saglabāšanu), un tā zemākā kušanas temperatūra atviegloja ložu izgatavošanu, jo tās varēja izgatavot, izmantojot malkas uguni. Svins Venēcijas keramikas veidā tika plaši izmantots kosmētikā Rietumeiropas aristokrātijas vidū, jo balinātas sejas tika uzskatītas par pieticības pazīmi. Vēlāk šī prakse paplašinājās līdz baltajām parūkām un acu zīmuļiem un izzuda tikai Francijas revolūcijas laikā, 18. gadsimta beigās. Līdzīga mode parādījās Japānā 18. gadsimtā, kad parādījās geišas, kas turpinājās visu 20. gadsimtu. "Baltās sejas iemiesoja japāņu sieviešu tikumību", savukārt svinu parasti izmantoja kā balinātāju.

Ārpus Eiropas un Āzijas

Jaunajā pasaulē svinu sāka ražot neilgi pēc Eiropas kolonistu ierašanās. Agrākais reģistrētais svina ražošanas datums ir 1621. gadā Anglijas kolonijā Virdžīnijā, četrpadsmit gadus pēc tās dibināšanas. Austrālijā pirmās raktuves, ko šajā kontinentā atvēra kolonisti, bija vadošās raktuves 1841. gadā. Āfrikā svina ieguve un kausēšana bija zināma Benue Taurā un Kongo lejas baseinā, kur svinu izmantoja tirdzniecībai ar eiropiešiem un kā valūtu 17. gadsimtā, ilgi pirms cīņas par Āfriku.

Industriālā revolūcija

18. gadsimta otrajā pusē Lielbritānijā, bet pēc tam kontinentālajā Eiropā un ASV notika industriālā revolūcija. Šī bija pirmā reize, kad svina ražošanas līmenis visā pasaulē pārsniedza Romā. Lielbritānija bija vadošā svina ražotāja, taču līdz 19. gadsimta vidum tā zaudēja šo statusu, izsīkstot raktuvēm un attīstoties svina ieguvei Vācijā, Spānijā un ASV. Līdz 1900. gadam Amerikas Savienotās Valstis bija pasaules līderi svina ražošanā, un citas valstis ārpus Eiropas — Kanāda, Meksika un Austrālija — sāka ievērojamu svina ražošanu; ražošana ārpus Eiropas palielinājās. Liela daļa no svina pieprasījuma bija pēc santehnikas un krāsas — tad regulāri tika izmantota svina krāsa. Šajā laikā vairāk cilvēku (strādnieku šķira) nonāca saskarē ar metāliem, un palielinājās saindēšanās ar svinu gadījumi. Tas noveda pie pētījumiem par svina uzņemšanas ietekmi uz ķermeni. Svins dūmu veidā izrādījās bīstamāks nekā cietais metāls. Ir konstatēta saistība starp saindēšanos ar svinu un podagru; Britu ārsts Alfrēds Barings Garrods atzīmēja, ka trešā daļa viņa podagras pacientu ir santehniķi un mākslinieki. 19. gadsimtā tika pētītas arī hroniskas svina iedarbības sekas, tostarp garīgi traucējumi. Pirmie likumi, lai samazinātu saindēšanos ar svinu rūpnīcās, tika pieņemti 20. gadsimta 70. un 80. gados Apvienotajā Karalistē.

jauns laiks

Papildu pierādījumi par svina radītajiem draudiem tika atklāti 19. gadsimta beigās un 20. gadsimta sākumā. Kaitējuma mehānismi ir labāk izprasti, un ir dokumentēts arī svina aklums. Valstis Eiropā un ASV ir sākušas pasākumus, lai samazinātu svina daudzumu, ar ko cilvēki saskaras. 1878. gadā Apvienotā Karaliste ieviesa obligātās pārbaudes rūpnīcās un 1898. gadā iecēla pirmo rūpnīcas medicīnas inspektoru; kā rezultātā no 1900. līdz 1944. gadam tika ziņots par saindēšanās ar svinu gadījumu samazināšanos 25 reizes. Pēdējā nozīmīgākā svina iedarbība uz cilvēkiem bija tetraetilētera pievienošana benzīnam kā pretdetonācijas līdzeklis; šī prakse radās ASV 1921. gadā. Tas tika pakāpeniski pārtraukts ASV un Eiropas Savienībā līdz 2000. gadam. Lielākā daļa Eiropas valstu aizliedza svina krāsu, ko parasti izmanto tās necaurredzamības un ūdensizturības dēļ, interjera dekorēšanai līdz 1930. gadam. Ietekme ir bijusi ievērojama: 20. gadsimta pēdējā ceturksnī to cilvēku procentuālais daudzums, kuriem ir pārmērīgs svina līmenis asinīs, samazinājās no vairāk nekā trīs ceturtdaļām Amerikas Savienoto Valstu iedzīvotāju līdz nedaudz vairāk nekā diviem procentiem. Galvenais svina produkts 20. gadsimta beigās bija svina-skābes akumulators, kas neradīja tiešus draudus cilvēkiem. No 1960. līdz 1990. gadam svina ražošana Rietumu blokā palielinājās par trešdaļu. Pasaules svina ražošanas daļa Austrumu blokā trīskāršojās no 10% līdz 30% no 1950. līdz 1990. gadam, kad 1970. gadu vidū un 1980. gadu vidū Padomju Savienība bija pasaulē lielākā svina ražotāja, bet Ķīna sāka plašu svina ražošanu 20. gadu beigās. gadsimts. Atšķirībā no Eiropas komunistiskajām valstīm 20. gadsimta vidū Ķīna lielākoties bija neindustrializēta valsts; 2004. gadā Ķīna apsteidza Austrāliju kā lielāko svina ražotāju. Tāpat kā Eiropas industrializācijas gadījumā, svins ir ietekmējis veselību Ķīnā.

Ražošana

Svina ražošana visā pasaulē pieaug, jo to izmanto svina-skābes akumulatoros. Ir divas galvenās produktu kategorijas: primārā, no rūdām; un sekundārais, no lūžņiem. 2014.gadā no pirmproduktiem tika saražoti 4,58 miljoni tonnu svina, bet no otrreizējiem produktiem - 5,64 miljoni tonnu. Šogad Ķīna, Austrālija un ASV ierindojās trijniekā vadošo iegūtā svina koncentrāta ražotāju sarakstā. Trīs galvenie rafinētā svina ražotāji ir Ķīna, ASV un Dienvidkoreja. Saskaņā ar Starptautiskās Metāla ekspertu asociācijas 2010. gada ziņojumu svina kopējais izmantojums, kas uzkrāts, izdalīts vai izkliedēts vidē globālā līmenī uz vienu iedzīvotāju ir 8 kg. Liela daļa no tiem ir vairāk attīstītajās valstīs (20–150 kg uz vienu iedzīvotāju), nevis mazāk attīstītajās valstīs (1–4 kg uz iedzīvotāju). Primārā un sekundārā svina ražošanas procesi ir līdzīgi. Dažas primārās ražošanas rūpnīcas šobrīd papildina savu darbību ar svina loksnēm, un šī tendence nākotnē, visticamāk, palielināsies. Izmantojot piemērotas ražošanas metodes, pārstrādātu svinu nevar atšķirt no neapstrādāta svina. Metāllūžņi no būvniecības tirdzniecības parasti ir diezgan tīri un pārkausēti bez kausēšanas, lai gan dažreiz ir nepieciešama destilācija. Tādējādi pārstrādāta svina ražošana enerģijas prasību ziņā ir lētāka nekā primārā svina ražošana, bieži vien par 50% vai vairāk.

Galvenā

Lielākā daļa svina rūdu satur zemu svina procentuālo daudzumu (bagātām rūdām tipiskais svina saturs ir 3–8%), kas ir jākoncentrē reģenerācijai. Sākotnējās apstrādes laikā rūdas parasti pakļauj drupināšanai, blīvu vielu atdalīšanai, slīpēšanai, putošanai un žāvēšanai. Iegūtais koncentrāts ar svina saturu 30-80% (parasti 50-60%) pēc tam tiek pārveidots par (netīro) svina metālu. Ir divi galvenie veidi, kā to izdarīt: divpakāpju process, kas ietver apdedzināšanu, kam seko ekstrakcija no domnas, ko veic atsevišķos traukos; vai tiešs process, kurā koncentrāta ekstrakcija notiek vienā traukā. Pēdējā metode ir kļuvusi izplatītāka, lai gan pirmā joprojām ir nozīmīga.

Divpakāpju process

Vispirms sulfīda koncentrātu apgrauzdē gaisā, lai oksidētu svina sulfīdu: 2 PbS + 3 O2 → 2 PbO + 2 SO2 rūda. Šis neapstrādāts svina oksīds tiek reducēts koksa krāsnī līdz (atkal netīram) metālam: 2 PbO + C → Pb + CO2. Piemaisījumi galvenokārt ir arsēns, antimons, bismuts, cinks, varš, sudrabs un zelts. Kausējumu apstrādā reverberācijas krāsnī ar gaisu, tvaiku un sēru, kas oksidē piemaisījumus, izņemot sudrabu, zeltu un bismutu. Oksidētie piesārņotāji peld virs kausējuma un tiek noņemti. Metāliskais sudrabs un zelts tiek noņemti un ekonomiski atgūti Parkes procesā, kurā svinam pievieno cinku. Cinks izšķīdina sudrabu un zeltu, kurus, nesajaucot ar svinu, var atdalīt un atgūt. Atbrīvoto svinu bismuts izdala, izmantojot Betterton-Kroll metodi, apstrādājot to ar metālisku kalciju un magniju. Iegūtos bismutu saturošos izdedžus var noņemt. Ļoti tīru svinu var iegūt, elektrolītiski apstrādājot kausētu svinu, izmantojot Betts procesu. Netīri svina anodi un tīri svina katodi tiek ievietoti svina fluorsilikāta (PbSiF6) elektrolītā. Pēc elektriskā potenciāla pielietošanas netīrais svins pie anoda izšķīst un tiek nogulsnēts uz katoda, atstājot lielāko daļu piemaisījumu šķīdumā.

tiešs process

Šajā procesā svina stieņus un izdedžus iegūst tieši no svina koncentrātiem. Svina sulfīda koncentrātu izkausē krāsnī un oksidē, veidojot svina monoksīdu. Ogleklis (kokss vai akmeņogļu gāze) tiek pievienots izkausētajam lādiņam kopā ar plūsmas. Tādējādi svina monoksīds tiek reducēts par svina metālu ar svina monoksīdu bagāto izdedžu vidū. Līdz 80% svina ļoti koncentrētos sākotnējos koncentrātos var iegūt lietņu veidā; atlikušie 20% veido ar svina monoksīdu bagātus izdedžus. Zemas kvalitātes izejvielām visu svinu var oksidēt līdz augstas kvalitātes izdedžiem. Tālāk metālisko svinu ražo no augstas kvalitātes (25–40%) izdedžiem, sadedzinot vai iesmidzinot zemūdens degvielu, izmantojot elektrisko palīgkrāsni vai abu metožu kombināciju.

Alternatīvas

Turpinās pētījumi par tīrāku un mazāk energoietilpīgu svina ieguves procesu; tā galvenais trūkums ir tas, ka vai nu pārāk daudz svina tiek zaudēts kā atkritumi, vai arī alternatīvas metodes rada augstu sēra saturu iegūtajā svina metālā. Hidrometalurģiskā ekstrakcija, kurā netīri svina anodi tiek iegremdēti elektrolītā un uz katoda tiek nogulsnēts tīrs svins, ir paņēmiens, kam var būt potenciāls.

sekundārā metode

Kausēšana, kas ir primārās ražošanas neatņemama sastāvdaļa, sekundārās ražošanas laikā bieži tiek izlaista. Tas notiek tikai tad, ja metāliskais svins ir būtiski oksidējies. Šis process ir līdzīgs primārajai ieguvei domnā vai rotācijas krāsnī, un galvenā atšķirība ir lielāka ražas mainīgums. Svina kausēšanas process ir modernāka metode, kas var darboties kā primārās ražošanas paplašinājums; bateriju pasta no izlietotām svina akumulatoriem atdala sēru, apstrādājot to ar sārmu un pēc tam apstrādā ogļu krāsnī skābekļa klātbūtnē, kā rezultātā veidojas netīrs svins, un antimons ir visizplatītākais piemaisījums. Sekundārā svina pārstrāde ir līdzīga primārā svina pārstrādei; Dažus rafinēšanas procesus var izlaist atkarībā no pārstrādātā materiāla un tā iespējamā piesārņojuma, jo bismuts un sudrabs visbiežāk tiek pieņemti kā piemaisījumi. No likvidējamā svina avotiem vissvarīgākie ir svina-skābes akumulatori; nozīmīgi ir arī svina caurules, loksnes un kabeļa apvalki.

Lietojumprogrammas

Pretēji izplatītajam uzskatam, grafīts koka zīmuļos nekad nav izgatavots no svina. Kad zīmulis tika izveidots kā grafīta uztīšanas rīks, konkrētais izmantotā grafīta veids tika saukts par plumbago (burtiski svina vai svina izkārtojumam).

elementāra forma

Svina metālam ir vairākas noderīgas mehāniskās īpašības, tostarp augsts blīvums, zems kušanas punkts, elastība un relatīvā inerce. Daudzi metāli dažos no šiem aspektiem ir pārāki par svinu, taču parasti tie ir retāk sastopami un grūtāk iegūstami no rūdām. Svina toksicitātes dēļ daži tā lietojumi ir pakāpeniski pārtraukti. Svins tika izmantots ložu izgatavošanai kopš to izgudrošanas viduslaikos. Svins ir lēts; tā zemā kušanas temperatūra nozīmē to šautenes munīcija var atliet, minimāli izmantojot tehnisko aprīkojumu; turklāt svins ir blīvāks nekā citi parastie metāli, kas ļauj labāk saglabāt ātrumu. Izskanējušas bažas, ka medībās izmantotās svina lodes var kaitēt videi. Tā augstais blīvums un izturība pret koroziju ir izmantota vairākos saistītos lietojumos. Svins tiek izmantots kā ķīlis uz kuģiem. Tā svars ļauj tai līdzsvarot vēja velkojošo ietekmi uz burām; Tā kā tas ir tik blīvs, tas aizņem nelielu tilpumu un samazina ūdens izturību. Svins tiek izmantots niršana ar akvalangu lai cīnītos pret nirēja spēju peldēt. 1993. gadā Pizas torņa pamatne tika stabilizēta ar 600 tonnām svina. Pateicoties tā izturībai pret koroziju, svinu izmanto kā zemūdens kabeļu aizsargapvalku. Svins tiek izmantots arhitektūrā. Svina loksnes tiek izmantotas kā jumta seguma materiāli, apšuvumā, apšuvumā, notekcauruļu un notekcauruļu savienojumu ražošanā, kā arī jumta parapetos. Svina līstes tiek izmantotas kā dekoratīvs materiāls svina lokšņu nostiprināšanai. Svins joprojām tiek izmantots statuju un skulptūru ražošanā. Agrāk svinu bieži izmantoja automašīnu riteņu balansēšanai; vides apsvērumu dēļ šī izmantošana tiek pakāpeniski pārtraukta. Svins tiek pievienots vara sakausējumiem, piemēram, misiņam un bronzai, lai uzlabotu to apstrādājamību un eļļošanu. Tā kā svins praktiski nešķīst varā, tas veido cietas lodītes visā sakausējuma nepilnībās, piemēram, graudu robežās. Zemās koncentrācijās, kā arī kā smērviela, lodītes novērš šķembu veidošanos sakausējuma darbības laikā, tādējādi uzlabojot apstrādājamību. Gultņiem tiek izmantoti vara sakausējumi ar lielāku svina koncentrāciju. Svins nodrošina eļļošanu, un varš nodrošina atbalstu. Augstā blīvuma, atomu skaita un formējamības dēļ svins tiek izmantots kā barjera skaņas, vibrācijas un starojuma absorbēšanai. Svinam nav dabiskās rezonanses frekvences, kā rezultātā svina loksne tiek izmantota kā skaņas izolācijas slānis skaņu studiju sienās, grīdās un griestos. Organiskās caurules bieži tiek izgatavotas no svina sakausējuma, kas sajaukts ar dažādu daudzumu alvas, lai kontrolētu katras caurules toni. Svins ir aizsargmateriāls, ko izmanto kodolzinātnēs un rentgena kamerās: gamma starus absorbē elektroni. Svina atomi ir blīvi iesaiņoti, un to elektronu blīvums ir augsts; liels atomskaitlis nozīmē, ka uz vienu atomu ir daudz elektronu. Izkausēts svins ir izmantots kā dzesēšanas šķidrums ar svinu dzesējamos ātrajos reaktoros. Vislielākā svina izmantošana svina-skābes akumulatoros tika novērota 21. gadsimta sākumā. Reakcijas akumulatorā starp svinu, svina dioksīdu un sērskābi nodrošina uzticamu sprieguma avotu. Svins baterijās nenonāk tiešā saskarē ar cilvēkiem, tāpēc tas ir saistīts ar mazāku toksicitātes draudu. Superkondensatori, kas satur svina-skābes akumulatorus, ir uzstādīti kilovatos un megavatos Austrālijā, Japānā un ASV frekvences regulēšanā, saules izlīdzināšanā un citos lietojumos. Šīm baterijām ir zemāks enerģijas blīvums un uzlādes izlādes efektivitāte nekā litija jonu akumulatoriem, taču tās ir ievērojami lētākas. Svins tiek izmantots augstsprieguma strāvas kabeļos kā apvalka materiāls, lai novērstu ūdens difūziju siltumizolācijas laikā; šī izmantošana samazinās, jo svins tiek pakāpeniski pārtraukts. Dažas valstis arī pakāpeniski pārtrauc svina izmantošanu elektronikas lodmetālos, lai samazinātu vides piesārņojumu. bīstamie atkritumi. Svins ir viens no trim metāliem, ko izmanto muzeju materiālu Oddi testā, palīdzot noteikt organiskās skābes, aldehīdus un skābes gāzes.

Savienojumi

Svina savienojumus izmanto kā krāsvielas, oksidētājus, plastmasu, sveces, stiklu un pusvadītājus vai to sastāvā. Svinu saturošas krāsvielas tiek izmantotas keramikas glazūrās un stiklā, īpaši sarkanām un dzeltenām krāsām. Svina tetraacetātu un svina dioksīdu izmanto kā oksidētājus organiskajā ķīmijā. Svins bieži tiek izmantots PVC pārklājumos. elektrības vadi. To var izmantot uz sveču daktām, lai nodrošinātu ilgāku, vienmērīgāku degšanu. Svina toksicitātes dēļ Eiropas un Ziemeļamerikas ražotāji izmanto alternatīvas, piemēram, cinku. Svina stikls sastāv no 12-28% svina oksīda. Tas maina stikla optiskās īpašības un samazina jonizējošā starojuma caurlaidību. Svina pusvadītāji, piemēram, svina telurīds, svina selenīds un svina antimonīds, tiek izmantoti fotoelementu šūnās un infrasarkanajos detektoros.

Bioloģiskā un ekoloģiskā ietekme

Bioloģiskā ietekme

Svins nav apstiprināts bioloģiskā loma. Tā izplatība cilvēka organismā pieaugušam cilvēkam ir vidēji 120 mg – no smagajiem metāliem to apsteidz tikai cinks (2500 mg) un dzelzs (4000 mg). Svina sāļi ļoti efektīvi uzsūcas organismā. Neliels daudzums svina (1%) tiks uzkrāts kaulos; pārējais izdalīsies ar urīnu un izkārnījumiem dažu nedēļu laikā pēc iedarbības. Bērns no ķermeņa varēs izvadīt tikai aptuveni trešdaļu svina. Hroniska svina iedarbība var izraisīt svina bioakumulāciju.

Toksicitāte

Svins ir ārkārtīgi indīgs metāls (gan ieelpots, gan norīts), kas ietekmē gandrīz visus cilvēka ķermeņa orgānus un sistēmas. 100 mg/m3 gaisa līmenī tas rada tūlītējus draudus dzīvībai un veselībai. Svins ātri uzsūcas asinsritē. Galvenais tā toksicitātes iemesls ir tā tendence traucēt pareizu enzīmu darbību. Tas tiek darīts, saistoties ar sulfhidrilgrupām, kas atrodamas daudzos fermentos, vai atdarinot un izspiežot citus metālus, kas darbojas kā kofaktori daudzās fermentatīvās reakcijās. Starp galvenajiem metāliem, ar kuriem svins mijiedarbojas, ir kalcijs, dzelzs un cinks. Augsts kalcija un dzelzs līmenis mēdz nodrošināt zināmu aizsardzību pret saindēšanos ar svinu; zems līmenis izraisa paaugstinātu uzņēmību.

ietekmi

Svins var izraisīt nopietnus smadzeņu un nieru bojājumus un galu galā izraisīt nāvi. Tāpat kā kalcijs, svins var šķērsot asins-smadzeņu barjeru. Tas iznīcina neironu mielīna apvalkus, samazina to skaitu, traucē neirotransmisijas ceļu un samazina neironu augšanu. Svina saindēšanās simptomi ir nefropātija, vēdera kolikas un, iespējams, pirkstu, plaukstu locītavu vai potīšu vājums. Paaugstinās zems asinsspiediens, īpaši pusmūža un gados vecākiem cilvēkiem, kas var izraisīt anēmiju. Grūtniecēm augsts svina iedarbības līmenis var izraisīt spontānu abortu. Ir pierādīts, ka ilgstoša augsta svina līmeņa iedarbība samazina vīriešu auglību. Bērna smadzenēs, kas attīstās, svins traucē sinapšu veidošanos smadzeņu garozā, neiroķīmisko attīstību (ieskaitot neirotransmiterus) un jonu kanālu organizāciju. Agrīna svina iedarbība bērniem ir saistīta ar paaugstinātu miega traucējumu un pārmērīgas dienas miegainības risku vēlākā bērnībā. Augsts svina līmenis asinīs ir saistīts ar aizkavētu pubertāti meitenēm. Gaisā esošā svina iedarbības palielināšanās un samazināšanās no tetraetilsvina sadegšanas benzīnā 20. gadsimtā ir saistīta ar vēsturisku noziedzības līmeņa pieaugumu un samazināšanos, tomēr šī hipotēze nav vispārpieņemta.

Ārstēšana

Svina saindēšanās ārstēšana parasti ietver dimerkaprola un sukcimēra ievadīšanu. Akūtos gadījumos var būt nepieciešams lietot kalcija dinātrija edetātu, etilēndiamīntetraetiķskābes (EDTA) dinātrija kalcija helātu. Svinam ir lielāka afinitāte pret svinu nekā kalcijam, izraisot svina helātu veidošanos vielmaiņas procesā un izvadīšanu ar urīnu, atstājot nekaitīgu kalciju.

Ietekmes avoti

Svina iedarbība ir globāla problēma, jo svina ieguve un kausēšana ir izplatīta daudzās pasaules valstīs. Saindēšanās ar svinu parasti rodas, uzņemot ar svinu piesārņotu pārtiku vai ūdeni, un retāk nejauši piesārņotas augsnes, putekļu vai svinu saturošas krāsas uzņemšanas rezultātā. Produkti jūras ūdens var saturēt svinu, ja ūdens tiek pakļauts rūpnieciskajiem ūdeņiem. Augļi un dārzeņi var būt inficēti augsts saturs svins augsnēs, kurās tie audzēti. Augsni var piesārņot ar svina daļiņām, kas uzkrājas caurulēs, svina krāsu un atlieku emisijas no svinu saturoša benzīna. Svina izmantošana ūdensvados ir problemātiska vietās ar mīkstu vai skābu ūdeni. Cietais ūdens caurulēs veido nešķīstošus slāņus, savukārt mīksts un skābs ūdens izšķīdina svina caurules. Transportētajā ūdenī izšķīdis oglekļa dioksīds var izraisīt šķīstoša svina bikarbonāta veidošanos; Ūdens ar skābekli var izšķīdināt svinu līdzīgi kā svina (II) hidroksīds. Dzeramais ūdens var izraisīt veselības problēmas laika gaitā izšķīdušā svina toksicitātes dēļ. Jo cietāks ūdens, jo vairāk tajā būs bikarbonāts un kalcija sulfāts, un jo vairāk iekšējā daļa caurules tiks pārklātas ar svina karbonāta vai svina sulfāta aizsargkārtu. Svina krāsas norīšana ir galvenais svina iedarbības avots bērniem. Krāsai sadaloties, tā pārslās, sasmalcina līdz putekļiem un pēc tam nonāk organismā, saskaroties ar roku vai piesārņotu pārtiku, ūdeni vai alkoholu. Dažu tautas līdzekļu uzņemšana var izraisīt svina vai tā savienojumu iedarbību. Ieelpošana ir otrs galvenais svina iedarbības veids, tostarp smēķētājiem un īpaši vadošajiem darbiniekiem. Cigarešu dūmi, starp citām toksiskām vielām, satur radioaktīvo svinu-210. Gandrīz viss ieelpotais svins uzsūcas organismā; perorālai uzņemšanai rādītājs ir 20–70%, un bērni absorbē vairāk svina nekā pieaugušie. Iedarbība caur ādu var būt nozīmīga šaurai cilvēku kategorijai, kas strādā ar organiskiem svina savienojumiem. Svina absorbcijas ātrums ādā ir mazāks neorganiskajam svinam.

Ekoloģija

Svina un tā produktu ieguve, ražošana, izmantošana un iznīcināšana ir izraisījusi ievērojamu Zemes augsnes un ūdeņu piesārņojumu. Svina emisijas atmosfērā bija visaugstākās industriālās revolūcijas laikā, un svina benzīna periods bija divdesmitā gadsimta otrajā pusē. Paaugstināta svina koncentrācija saglabājas augsnēs un nogulumos postindustriālajās un pilsētu teritorijās; rūpnieciskās emisijas, tostarp tās, kas saistītas ar ogļu sadedzināšanu, turpinās daudzās pasaules daļās. Svins var uzkrāties augsnēs, īpaši augsnēs ar augstu organisko vielu kur tas saglabājas simtiem līdz tūkstošiem gadu. Tas var ieņemt citu metālu vietu augos un uzkrāties uz to virsmām, tādējādi palēninot fotosintēzes procesu un novēršot vai nogalinot tos. Augsnes un augu piesārņojums ietekmē mikroorganismus un dzīvniekus. Slimajiem dzīvniekiem ir samazināta spēja sintezēt sarkanās asins šūnas, kas izraisa anēmiju. Analītiskās metodes svina noteikšanai vidē ietver spektrofotometriju, rentgena fluorescenci, atomu spektroskopiju un elektroķīmiskās metodes. Tika izstrādāts īpašs jonu selektīvs elektrods, kura pamatā ir jonofors S,S"-metilēnbis (N,N-diizobutilditiokarbamāts).

Ierobežojumi un atgūšana

Līdz 80. gadu vidum svina izmantošanā bija notikušas ievērojamas izmaiņas. Amerikas Savienotajās Valstīs vides noteikumi samazina vai izslēdz svina izmantošanu produktos, kas nav akumulatori, tostarp benzīnā, krāsās, lodmetālā un ūdens sistēmās. Daļiņu kontroles ierīces var izmantot ogļu spēkstacijās, lai savāktu svina emisijas. Svina izmantošanu vēl vairāk ierobežo Eiropas Savienības lietošanas ierobežojumu direktīva bīstamām vielām. Svina ložu izmantošana medībās un sporta šaušanā tika aizliegta Nīderlandē 1993. gadā, kā rezultātā svina izmešu daudzums ievērojami samazinājās no 230 tonnām 1990. gadā līdz 47,5 tonnām 1995. gadā. Amerikas Savienotajās Valstīs Darba drošības un veselības administrācija ir noteikusi pieļaujamo svina iedarbības robežvērtību darba vietā 0,05 mg/m3 8 stundu darba dienā; tas attiecas uz metālisku svinu, neorganiskiem svina savienojumiem un svina ziepēm. Nacionālais institūts Amerikas Savienoto Valstu Darba drošības un veselības pārvalde iesaka svina koncentrācijai asinīs būt zem 0,06 mg uz 100 g asiņu. Svins joprojām kaitīgos daudzumos ir atrodams keramikā, vinilā (izmanto cauruļu ieguldīšanai un elektrisko vadu izolācijai) un Ķīnas misiņā. Vecākās mājās joprojām var būt svina krāsa. Baltā svina krāsa ir pakāpeniski pārtraukta rūpnieciski attīstītajās valstīs, bet dzeltenais svina hromāts joprojām tiek izmantots. Vecās krāsas noņemšana ar slīpēšanu rada putekļus, kurus cilvēks var ieelpot.