Ołów ołowiowy. Wykorzystanie ołowiu w gospodarce narodowej i budownictwie

16.10.2019

Ołów to miękki, ciężki, srebrzystoszary metal, który jest błyszczący, ale dość szybko traci swój połysk. Na równi i odnosi się do elementów znanych ludzkości od czasów starożytnych. Ołów był bardzo szeroko stosowany i nawet teraz jego zastosowanie jest niezwykle różnorodne. Tak więc dzisiaj dowiemy się, czy ołów jest metalem czy niemetalem, a także metalem nieżelaznym czy żelaznym, poznamy jego rodzaje, właściwości, zastosowania i wydobycie.

Ołów jest elementem grupy 14 tabeli D. I. Mendelejewa, znajdującym się w tej samej grupie z węglem, krzemem i cyną. Ołów jest metalem typowym, ale obojętnym: reaguje bardzo niechętnie nawet z silnymi kwasami.

Masa cząsteczkowa wynosi 82. Wskazuje to nie tylko na tak zwaną magiczną liczbę protonów w jądrze, ale także na dużą wagę substancji. Najciekawsze walory metalu związane są właśnie z jego dużą wagą.

W tym filmie omówiono koncepcję i cechy ołowiu:

Koncepcja i cechy

Ołów to dość miękki metal. normalna temperatura, łatwo zarysować lub spłaszczyć. Taka ciągliwość umożliwia uzyskanie blach i prętów o bardzo małej grubości i dowolnym kształcie. Plastyczność była jednym z powodów, dla których ołów był używany od starożytności.

Ołowiane rury wodociągowe starożytnego Rzymu są dobrze znane. Od tego czasu ten rodzaj zaopatrzenia w wodę był instalowany więcej niż raz i w więcej niż jednym miejscu, ale nie działał tak długo. Co bez wątpienia zaoszczędziło znaczną kwotę ludzkie życie, ponieważ ołów, niestety, po dłuższym kontakcie z wodą ostatecznie tworzy rozpuszczalne związki, które są toksyczne.

Toksyczność jest właściwością metalu, dzięki czemu starają się ograniczyć jego użycie. Opary metali i wiele jego organicznych i nieorganicznych soli są bardzo niebezpieczne zarówno dla środowiska, jak i ludzi. Zasadniczo, oczywiście, zagrożeni są pracownicy takich przedsiębiorstw oraz mieszkańcy okolic zakładu przemysłowego. 57% jest emitowane wraz z dużymi ilościami gazu pylistego, a 37% - z gazami konwertorowymi. Jest z tym tylko jeden problem - niedoskonałość oczyszczalni.

Jednak w innych przypadkach ludzie stają się ofiarami zanieczyszczenia ołowiem. Do niedawna najbardziej skutecznym i popularnym stabilizatorem benzyny był tetraetyloołów. Podczas spalania paliwa uwalniał się do atmosfery i zanieczyszczał.

Ale ołów ma jeszcze jedną, niezwykle użyteczną i niezbędna jakość- zdolność do pochłaniania promieniowania radioaktywnego. Co więcej, metal jeszcze lepiej absorbuje twardy składnik niż miękki. Warstwa ołowiu o grubości 20 cm jest w stanie chronić przed wszystkimi typami promieniowania znanymi na Ziemi iw bliskiej przestrzeni.

Zalety i wady

Ołów łączy w sobie właściwości niezwykle przydatne, stając się pierwiastkiem niezastąpionym i szczerze mówiąc niebezpiecznym, przez co jego użycie jest bardzo trudnym zadaniem.

Do zalet z punktu widzenia gospodarki narodowej należą:

topliwość i ciągliwość - pozwala to na formowanie wyrobów metalowych o dowolnym stopniu złożoności i dowolnej subtelności. Tak więc do produkcji membran dźwiękochłonnych stosuje się płyty ołowiane o grubości 0,3-0,4 mm;
ołów może tworzyć stop z innymi metalami (w tym itp.), które w normalnych warunkach nie stopują się ze sobą, jego zastosowanie jako lutu opiera się na tej jakości;
metal pochłania promieniowanie. Dziś wszystkie elementy ochrony przed promieniowaniem – od odzieży po dekorację pracowni RTG i pomieszczeń na poligonach, wykonane są z ołowiu;
metal jest odporny na kwasy, ustępując jedynie szlachetnemu złotemu i srebru. Dlatego jest aktywnie wykorzystywany do wykładania sprzętu kwasoodpornego. Z tych samych powodów jest używany do produkcji rur do przesyłu kwasu i ścieków w niebezpiecznych zakładach chemicznych;
akumulator ołowiowy nie stracił jeszcze na znaczeniu w elektrotechnice, ponieważ pozwala uzyskać prąd o wysokim napięciu;
niski koszt - ołów jest 1,5 razy tańszy niż cynk, 3 razy miedź i prawie 10 razy cyna. To wyjaśnia bardzo wielką zaletę używania ołowiu, a nie innych metali.

Wady to:

toksyczność – stosowanie metalu w każdym rodzaju produkcji stanowi zagrożenie dla personelu, aw razie wypadku skrajne zagrożenie dla środowiska i ludności. Ołów należy do substancji I klasy zagrożenia;
Produkty ołowiane nie powinny być wyrzucane jak zwykłe śmieci. Wymagają utylizacji i są czasami bardzo kosztowne. Dlatego pytanie o recykling metal jest zawsze aktualny;
ołów jest miękkim metalem, więc może być używany jako materiał konstrukcyjny Nie mogę. Biorąc pod uwagę wszystkie inne jego cechy, należy to raczej uznać za plus.

Właściwości i cechy

Ołów to miękki, plastyczny, ale ciężki i gęsty metal. Sieć molekularna jest sześcienna, skupiona na twarzy. Jego wytrzymałość jest niska, ale jego ciągliwość jest doskonała. Fizyczne właściwości metalu są następujące:

gęstość w normalnej temperaturze 11,34 g/cm3;
temperatura topnienia - 327,46 C;
temperatura wrzenia - 1749 C;
odporność na obciążenie rozciągające - 12–3 MPa;
odporność na obciążenie ściskające - 50 MPa;
Twardość Brinella - 3,2–3,8 HB;
przewodność cieplna - 33,5 W / (m K);
rezystywność wynosi 0,22 oma-sq. mmm.

Jak każdy metal przewodzi prąd elektryczny, choć należy zauważyć, że jest znacznie gorszy niż miedź - prawie 11 razy. Metal ma jednak inną interesującą właściwość: w temperaturze 7,26 K staje się nadprzewodnikiem i przewodzi prąd bez żadnego oporu. Ołów był pierwszym elementem eksponującym tę właściwość.

W powietrzu kawałek metalu lub wykonany z niego produkt jest dość szybko pasywowany przez warstwę tlenku, która skutecznie chroni metal przed wpływami zewnętrznymi. A sama substancja nie jest podatna na działanie chemiczne, dlatego jest wykorzystywana do produkcji urządzeń kwasoodpornych.

Farby zawierające związki ołowiu są prawie tak samo odporne na korozję. Ze względu na toksyczność nie stosuje się ich w pomieszczeniach, ale z powodzeniem stosuje się je do malowania mostów, na przykład konstrukcji ramowych i tak dalej.

Poniższy film pokaże Ci, jak zrobić czysty ołów:

Struktura i skład

W całym zakresie temperatur izolowana jest tylko jedna modyfikacja ołowiu, więc zarówno pod wpływem temperatury, jak i z upływem czasu właściwości metalu zmieniają się całkiem naturalnie. Nie zauważono żadnych nagłych zmian, w których jakość uległaby drastycznej zmianie.

Produkcja metalu

Ołów jest dość powszechny, tworzy kilka ważnych przemysłowo minerałów - galenę, ceruzyt, anglezyt, więc jego produkcja jest stosunkowo tania. metody pirometalurgiczne i hydrometalurgiczne. Druga metoda jest bezpieczniejsza, ale jest stosowana znacznie rzadziej, ponieważ jest droższa, a powstały metal nadal wymaga obróbki w wysokiej temperaturze.

Produkcja metodą pirometalurgiczną obejmuje następujące etapy:

wydobycie rudy;
kruszenie i wzbogacanie głównie metodą flotacji;
wytapianie w celu uzyskania ołowiu surowego - redukcyjnego, paleniskowego, alkalicznego i tak dalej;
rafinacja, czyli oczyszczanie czarnego ołowiu z zanieczyszczeń i uzyskiwanie czystego metalu.

Pomimo tej samej technologii produkcji, sprzęt może być używany na wiele sposobów. Zależy to od zawartości metalu w rudzie, wielkości produkcji, wymagań jakościowych produktu i tak dalej.

Przeczytaj o zastosowaniu i cenie za 1 kg ołowiu poniżej.

Obszar zastosowań

Pierwsza - produkcja fajek wodnych i artykułów gospodarstwa domowego na szczęście sięga czasów dość starożytnych. Dziś metal wchodzi do domu tylko z warstwą ochronną i przy braku kontaktu z żywnością, wodą i ludźmi.

Ale użycie ołowiu do stopów i jako lutowia rozpoczęło się u zarania cywilizacji i trwa do dziś.
Ołów to metal o strategicznym znaczeniu, zwłaszcza że odlewano z niego kule. Amunicja do broni strzeleckiej i sportowej nadal jest produkowana wyłącznie z ołowiu. A jego związki są używane jako materiały wybuchowe.
75% metalu produkowanego na świecie jest wykorzystywane do produkcji akumulatorów ołowiowych. Substancja nadal jest jednym z głównych elementów chemicznych źródeł prądu.
Odporność korozyjna metalu wykorzystywana jest do produkcji urządzeń kwasoodpornych, rurociągów, a także osłon na kable energetyczne.
I oczywiście ołów wykorzystywany jest w wyposażeniu pracowni RTG: ścianach, sufitach, okładzinach podłogowych, przegrodach ochronnych, kombinezonach ochronnych - wszystko wykonane jest z ołowiu. Na poligonach testowych, w tym nuklearnych, metal jest niezbędny.

Koszt metali ustalany jest na kilku giełdach o światowym znaczeniu. Najbardziej znana jest Londyńska Giełda Metali. Koszt ołowiu w październiku 2016 r. wyniósł 2087,25 USD za tonę.

Ołów jest metalem bardzo poszukiwanym we współczesnym przemyśle. Niektóre z jego cech - odporność na korozję, zdolność do pochłaniania twardego promieniowania - są całkowicie unikalne i sprawiają, że metal jest niezastąpiony pomimo jego wysokiej toksyczności.

W tym filmie dowiesz się, co się stanie, jeśli wlejesz ołów do wody:

Ołów jest pod wieloma względami idealnym metalem, ponieważ ma wiele zalet ważnych dla przemysłu. Najbardziej oczywistym z nich jest względna łatwość pozyskiwania go z rud, co tłumaczy się niską temperaturą topnienia (tylko 327°C). Podczas przetwarzania najważniejszej rudy ołowiu - galeny - metal łatwo oddziela się od siarki. Aby to zrobić, wystarczy spalić galenę zmieszaną z węglem w powietrzu.

Ze względu na wysoką ciągliwość ołów jest łatwo kuty, zwijany w arkusze i druty, co umożliwia wykorzystanie go w przemyśle maszynowym do produkcji różnych stopów z innymi metalami. Powszechnie znane są tzw. babbity (stopy łożyskowe ołowiu z cyną, cynkiem i niektórymi innymi metalami), stopy drukarskie ołowiu z antymonem i cyną oraz stopy ołowiowo-cynowe do lutowania różnych metali.

Metaliczny ołów stanowi bardzo dobrą ochronę przed wszelkiego rodzaju promieniowaniem radioaktywnym i promieniami rentgenowskimi. Wprowadzany jest do gumy fartucha i rękawic ochronnych radiologa, opóźniając prześwietlenia i chroniąc organizm przed ich niszczącym działaniem. Chroni przed promieniowaniem radioaktywnym i szkłem zawierającym tlenki ołowiu. Takie szkło ołowiowe umożliwia sterowanie przetwarzaniem materiałów radioaktywnych za pomocą „mechanicznego ramienia” – manipulatora.

Pod wpływem powietrza, wody i różnych kwasów ołów wykazuje większą stabilność. Ta właściwość pozwala na szerokie zastosowanie w przemyśle elektrycznym, zwłaszcza do produkcji akumulatorów i cięć kabli. Te ostatnie są szeroko stosowane w przemyśle lotniczym i radiowym. Stabilność ołowiu pozwala na jego stosowanie do ochrony przewodów miedzianych linii telegraficznych i telefonicznych przed uszkodzeniem. Cienkie blachy ołowiane pokrywają części żelazne i miedziane narażone na agresję chemiczną (kąpiele do elektrolizy miedzi, cynku i innych metali).

Ołów i elektrotechnika

Szczególnie dużo ołowiu zużywa przemysł kablowy, w którym przewody telegraficzne i elektryczne są chronione przed korozją podczas układania pod ziemią lub pod wodą. Dużo ołowiu wykorzystuje się również do produkcji stopów niskotopliwych (z bizmutem, cyną i kadmem) do bezpieczników elektrycznych, a także do precyzyjnego montażu elementów stykowych. Ale najważniejszą rzeczą jest najwyraźniej użycie ołowiu w chemicznych źródłach prądu.

Od momentu powstania akumulator ołowiowy przeszedł wiele zmian konstrukcyjnych, ale jego podstawa pozostała ta sama: dwie płytki ołowiowe zanurzone w elektrolicie kwasu siarkowego. Na płytki nakładana jest pasta z tlenku ołowiu. Gdy akumulator jest ładowany, na jednej z płytek uwalnia się wodór, redukując tlenek do metalicznego ołowiu, a na drugiej uwalniany jest tlen, przekształcając tlenek w nadtlenek. Cała konstrukcja zamieniana jest w ogniwo galwaniczne z elektrodami wykonanymi z ołowiu i nadtlenku ołowiu. W procesie rozładowywania nadtlenek odtlenia się, a metaliczny ołów zamienia się w tlenek. Reakcjom tym towarzyszy pojawienie się prądu elektrycznego, który będzie płynął przez obwód, aż elektrody staną się takie same - pokryte tlenkiem ołowiu.

Produkcja baterii alkalicznych osiągnęła w naszych czasach gigantyczne rozmiary, ale nie wyparła baterii ołowiowych. Te ostatnie są gorsze od alkalicznych, są cięższe, ale dają wyższe napięcie prądu. Tak więc do zasilania autostartu potrzeba pięciu akumulatorów kadmowo-niklowych lub trzech akumulatorów ołowiowych.

Przemysł baterii jest jednym z największych konsumentów ołowiu.

Można, być może, powiedzieć, że ołów był początkiem nowoczesnej elektronicznej technologii obliczeniowej.

Ołów był jednym z pierwszych metali, które stały się nadprzewodnikami. Nawiasem mówiąc, temperatura, poniżej której ten metal uzyskuje zdolność przepuszczania prądu elektrycznego bez najmniejszego oporu, jest dość wysoka - 7,17 ° K. (Dla porównania zwracamy uwagę, że dla cyny jest to 3,72, dla cynku - 0,82, dla tytanu - tylko 0,4 ° K). Uzwojenie pierwszego transformatora nadprzewodzącego zbudowanego w 1961 r. wykonano z ołowiu.

Jedna z najbardziej spektakularnych fizycznych „sztuczek” opiera się na nadprzewodnictwie ołowiu, po raz pierwszy zademonstrowana w latach 30. przez sowieckiego fizyka V.K. Arkadiewa.

Według legendy trumna z ciałem Mahometa wisiała w przestrzeni bez podpór. Oczywiście nikt z trzeźwo myślących ludzi w to nie wierzy. Jednak coś podobnego wydarzyło się w eksperymentach Arkadiewa: mały magnes wisiał bez żadnej podpory nad ołowianą płytką, która była w ciekłym helu, tj. w temperaturze 4,2°K, znacznie niższej niż temperatura krytyczna dla ołowiu.

Wiadomo, że gdy zmienia się pole magnetyczne w dowolnym przewodniku, powstają prądy wirowe (prądy Foucaulta). W normalnych warunkach są szybko wygaszane przez opór. Ale jeśli nie ma oporu (nadprzewodnictwo!), prądy te nie zanikają i naturalnie tworzone przez nie pole magnetyczne zostaje zachowane. Magnes nad płytką ołowianą miał oczywiście własne pole i padając na nią, wzbudzał pole magnetyczne z samej płytki, skierowane w stronę pola magnesu, i odpychał magnes. Oznacza to, że zadaniem było podniesienie magnesu o takiej masie, aby ta siła odpychająca mogła utrzymać go w odpowiedniej odległości.

W naszych czasach nadprzewodnictwo to ogromny obszar badań naukowych i zastosowań praktycznych. Oczywiście nie można powiedzieć, że kojarzy się tylko z ołowiem. Ale znaczenie ołowiu w tej dziedzinie nie ogranicza się do podanych przykładów.

Jeden z najlepszych przewodników elektryczności - miedź - nie może zostać przeniesiony do stanu nadprzewodzącego. Dlaczego tak jest, naukowcy nie mają jeszcze konsensusu. W eksperymentach dotyczących nadprzewodnictwa miedzi przypisywana jest rola izolatora elektrycznego. Ale w technologii nadprzewodzącej stosuje się stop miedzi i ołowiu. W zakresie temperatur 0,1...5°K stop ten wykazuje liniową zależność odporności od temperatury. Dlatego jest stosowany w przyrządach do pomiaru ekstremalnie niskich temperatur.

Ołów i transport

A ten temat składa się z kilku aspektów. Pierwszym z nich są stopy przeciwcierne na bazie ołowiu. Wraz ze znanymi babbitami i brązami ołowianymi, ligatura ołowiowo-wapniowa (3...4% wapnia) często służy jako stop przeciwcierny. Niektóre luty mają to samo przeznaczenie, które wyróżniają się niską zawartością cyny, a w niektórych przypadkach dodatkiem antymonu. Coraz większą rolę zaczynają odgrywać stopy ołowiu z talem. Obecność tych ostatnich zwiększa odporność cieplną łożysk, zmniejsza korozję ołowiu przez kwasy organiczne powstające podczas fizycznej i chemicznej destrukcji olejów smarowych.

Drugi aspekt to walka z detonacją w silnikach. Proces detonacji jest podobny do procesu spalania, jednak jego prędkość jest zbyt duża… W silnikach spalinowych następuje na skutek rozpadu cząsteczek węglowodorów, które nie uległy jeszcze spaleniu pod wpływem rosnącego ciśnienia i temperatury. Rozpadając się, cząsteczki te dodają tlen i tworzą nadtlenki, które są stabilne tylko w bardzo wąskim zakresie temperatur. To oni powodują detonację, a paliwo zapala się przed osiągnięciem niezbędnego sprężenia mieszanki w cylindrze. W rezultacie silnik zaczyna „skakać”, przegrzewać się, pojawia się czarny wydech (oznaka niepełnego spalania), przyspiesza się wypalenie tłoków, mechanizm korbowo-korbowy zużywa się bardziej, traci się moc ...

Najpopularniejszym środkiem przeciwstukowym jest tetraetyloołów (TES) Pb (C 2 H 5) 4 - bezbarwna toksyczna ciecz. Jego działanie (i inne organometaliczne środki przeciwstukowe) tłumaczy się tym, że w temperaturach powyżej 200 ° C cząsteczki substancji przeciwstukowej ulegają rozkładowi. Tworzą się aktywne wolne rodniki, które reagując przede wszystkim z nadtlenkami zmniejszają ich stężenie. Rola metalu powstałego podczas całkowitego rozkładu tetraetyloołowiu sprowadza się do dezaktywacji cząstek aktywnych – produktów wybuchowego rozkładu tych samych nadtlenków.

Dodatek czteroetylu ołowiu do paliwa nigdy nie przekracza 1%, ale nie tylko ze względu na toksyczność tej substancji. Nadmiar wolnych rodników może inicjować powstawanie nadtlenków.

Ważną rolę w badaniu procesów detonacji paliw silnikowych i mechanizmu działania środków przeciwstukowych mają naukowcy z Instytutu Fizyki Chemicznej Akademii Nauk ZSRR, kierowanego przez akademika N.N. Semenov i profesor A.S. Sokół.

Ołów i wojna

Ołów to metal ciężki o gęstości 11,34. To właśnie ta okoliczność spowodowała masowe użycie ołowiu w broni palnej. Nawiasem mówiąc, ołowiane pociski były używane w starożytności: procarze armii Hannibala rzucali w Rzymian ołowiane kule. A teraz kule są odlewane z ołowiu, tylko ich skorupa jest zrobiona z innych, twardszych metali.

Każdy dodatek do ołowiu zwiększa jego twardość, ale ilościowo wpływ dodatków jest nierówny. Do ołowiu używanego do produkcji odłamków dodaje się do 12% antymonu, a do ołowiu wystrzałowego dodaje się nie więcej niż 1% arsenu.

Bez inicjowania materiałów wybuchowych żadna broń szybkostrzelna nie zadziała. Wśród substancji tej klasy przeważają sole metali ciężkich. Stosować w szczególności azydek ołowiu PbN6.

Wszystkie materiały wybuchowe podlegają bardzo rygorystycznym wymogom w zakresie bezpiecznej obsługi, mocy, odporności chemicznej i fizycznej oraz wrażliwości. Ze wszystkich znanych inicjujących materiałów wybuchowych tylko „piorinian rtęci”, azydek i trinitrorezorcynian ołowiu (TNRS) „przechodzą” wszystkie te cechy.

Ołów i nauka

W Alamogordo - miejscu pierwszej eksplozji atomowej - Enrico Fermi jechał w czołgu wyposażonym w ołowiane zabezpieczenie. Aby zrozumieć, dlaczego ołów chroni przed promieniowaniem gamma, musimy sięgnąć do istoty pochłaniania promieniowania krótkofalowego.

Towarzyszące rozpadowi promieniotwórczemu promienie gamma pochodzą z jądra, którego energia jest prawie milion razy większa niż energia „zbierana” w zewnętrznej powłoce atomu. Oczywiście promienie gamma są niezmiernie bardziej energetyczne niż promienie świetlne. Podczas spotkania z materią foton lub kwant dowolnego promieniowania traci swoją energię i tak wyraża się jego absorpcja. Ale energia promieni jest inna. Im krótsza ich fala, tym są bardziej energiczne lub, jak mówią, twardsze. Im gęstsze medium, przez które przechodzą promienie, tym bardziej je opóźnia. Ołów jest gęsty. Uderzając w powierzchnię metalu, kwanty gamma wybijają z niego elektrony, na które zużywają swoją energię. Im większa liczba atomowa pierwiastka, tym trudniej jest wybić elektron z jego zewnętrznej orbity ze względu na większą siłę przyciągania przez jądro.

Możliwy jest również inny przypadek, kiedy kwant gamma zderza się z elektronem, przekazuje mu część swojej energii i kontynuuje swój ruch. Ale po spotkaniu stał się mniej energetyczny, bardziej „miękki”, aw przyszłości warstwa ciężkiego pierwiastka łatwiej wchłonie taki kwant. Zjawisko to nazywa się efektem Comptona od nazwiska amerykańskiego naukowca, który je odkrył.

Im twardsze promienie, tym większa ich siła przenikania – aksjomat niewymagający dowodu. Jednak naukowców, którzy oparli się na tym aksjomacie, czekała bardzo ciekawa niespodzianka. Nagle okazało się, że promienie gamma o energii powyżej 1 miliona eV są zatrzymywane przez ołów nie słabszy, ale silniejszy niż mniej twarde! Fakt ten wydawał się zaprzeczać dowodom. Po przeprowadzeniu najsubtelniejszych eksperymentów okazało się, że kwant gamma o energii powyżej 1,02 MeV w bezpośrednim sąsiedztwie jądra „znika”, zamieniając się w parę elektron-pozyton, a każda z cząstek zabiera z to połowa energii wydatkowana na ich tworzenie. Pozyton jest krótkotrwały i zderzając się z elektronem, zamienia się w kwant gamma, ale o niższej energii. Powstawanie par elektron-pozyton obserwuje się tylko w wysokoenergetycznych kwantach gamma i tylko w pobliżu „masywnego” jądra, czyli pierwiastka o większej liczbie atomowej.

Ołów jest jednym z ostatnich stabilnych elementów układu okresowego. A z pierwiastków ciężkich jest najbardziej dostępny, dzięki opracowanej przez wieki technologii wydobycia, przy użyciu zbadanych rud. I bardzo plastyczny. I bardzo łatwy w obsłudze. Dlatego najczęściej stosuje się ołowiane ekranowanie promieniowania. Wystarczy piętnaście do dwudziestu centymetrów warstwy ołowiu, aby chronić ludzi przed skutkami promieniowania z dowolnego znany nauce uprzejmy.

Wspomnijmy jeszcze pokrótce o jeszcze jednym aspekcie służby ołowiu nauce. Jest również związany z radioaktywnością.

W zegarkach, których używamy, nie ma części ołowianych. Ale w przypadkach, w których czas mierzony jest nie w godzinach i minutach, ale w milionach lat, ołów jest niezbędny. Przemiany radioaktywne uranu i toru kulminują w tworzeniu stabilnych izotopów pierwiastka nr 82. W tym przypadku jednak uzyskuje się inny ołów. Rozpad izotopów 235 U i 238 U ostatecznie prowadzi do izotopów 207 Pb i 206 Pb. Najpopularniejszy izotop toru, 232 Th, kończy swoje przemiany izotopem 208 Pb. Ustalając proporcje izotopów ołowiu w składzie skał geologicznych, można dowiedzieć się, jak długo istnieje dany minerał. W obecności bardzo dokładnych przyrządów (spektrometrów masowych) wiek skały określany jest na podstawie trzech niezależnych oznaczeń - według proporcji 206 Pb: 238 U; 207Pb: 235U i 208Pb: 232 tys.

Ołów i kultura

Zacznijmy od tego, że te linie drukowane są literami wykonanymi ze stopu ołowiu. Głównymi składnikami stopów drukarskich są ołów, cyna i antymon. Ciekawe, że ołów i cynę zaczęto stosować w druku książek już od pierwszych kroków. Ale wtedy nie stanowiły jednego stopu. Niemiecki pionier Johann Guttenberg odlewał cynowe litery w ołowianych formach, ponieważ uważał, że wygodnie jest wybijać formy z miękkiego ołowiu, który byłby w stanie wytrzymać pewną liczbę wlań cyny. Obecne stopy drukarskie cynowo-ołowiowe są projektowane tak, aby spełniały wiele wymagań: muszą mieć dobre właściwości odlewnicze i niski skurcz, być wystarczająco twarde i odporne chemicznie na atramenty i roztwory do zmywania; podczas przetapiania skład musi pozostać stały.

Jednak służba ołowiu w kulturze ludzkiej rozpoczęła się na długo przed pojawieniem się pierwszych ksiąg. Malarstwo pojawiło się przed napisaniem. Od wielu wieków artyści stosowali farby na bazie ołowiu, które wciąż nie wyszły z użycia: żółto – ołowiana korona, czerwono – czerwony ołów i oczywiście biały ołów. Nawiasem mówiąc, to właśnie z powodu białego ołowiu obrazy dawnych mistrzów wydają się ciemne. Pod wpływem mikrozanieczyszczeń siarkowodoru w powietrzu biały ołów zamienia się w ciemny siarczek ołowiu PbS...

Przez długi czas ściany ceramiki pokryte były glazurą. Najprostsze szkliwo wykonane jest z tlenku ołowiu i piasku kwarcowego. Teraz nadzór sanitarny zabrania stosowania tego glazury w produkcji artykułów gospodarstwa domowego: należy wykluczyć kontakt produktów spożywczych z solami ołowiu. Ale w składzie szkliw majolikowych przeznaczonych do celów dekoracyjnych stosuje się, jak poprzednio, stosunkowo niskotopliwe związki ołowiu.

Wreszcie ołów jest częścią kryształu, a dokładniej nie ołowiem, ale jego tlenkiem. Szkło ołowiane warzone jest bez żadnych komplikacji, łatwo je dmucha się i kroi, stosunkowo łatwo można na nim nanosić wzory i w szczególności zwykłe cięcie. Takie szkło dobrze załamuje promienie świetlne i dlatego znajduje zastosowanie w urządzeniach optycznych.

Dodając do mieszanki ołów i potaż (zamiast wapna), przygotowuje się kryształ górski - szkło o połysku większym niż kamienie szlachetne.

Ołów i medycyna

W organizmie ołów, jak większość metali ciężkich, powoduje zatrucie. Niemniej jednak ołów jest potrzebny medycynie. Od czasów starożytnych Greków pozostał w praktyka medyczna balsamy i plastry z ołowiu, ale nie ogranicza się to do usług medycznych z ołowiu.

Żółć jest potrzebna nie tylko satyrykom. Zawarte w nim kwasy organiczne, przede wszystkim glikocholowy C 23 H 36 (OH) 3 CONHCH 2 COOH, a także taurocholowy C 23 H 36 (OH) 3 CONHCH 2 CH 2 SO 3 H, stymulują aktywność wątroby. A ponieważ wątroba nie zawsze działa z dokładnością do ustalonego mechanizmu, kwasy te są potrzebne medycynie. Są one izolowane i rozdzielane octanem ołowiu. Sól ołowiowa kwasu glikocholowego wytrąca się, podczas gdy kwas taurocholowy pozostaje w ługu macierzystym. Po przefiltrowaniu osadu, drugi lek jest również izolowany z ługu macierzystego, ponownie działając ze związkiem ołowiu - główną solą octową.

Ale główna praca ołowiu w medycynie związana jest z diagnostyką i radioterapią. Chroni lekarzy przed stałą ekspozycją na promieniowanie rentgenowskie. Aby prawie całkowicie pochłonąć promieniowanie rentgenowskie, wystarczy umieścić na ich drodze warstwę ołowiu o grubości 2…3 mm. Dlatego personel medyczny pracowni RTG ubrany jest w fartuchy, rękawice i hełmy wykonane z gumy zawierającej ołów. A obraz na ekranie obserwujemy przez szkło ołowiowe.

Są to główne aspekty związku człowieka z ołowiem – pierwiastkiem znanym od czasów starożytnych, ale i dziś służącym człowiekowi w wielu dziedzinach jego działalności.

Cudowne garnki dzięki ołowiowi

Produkcja metali, zwłaszcza złota, była uważana w starożytnym Egipcie za „sztukę sakralną”. Zdobywcy Egiptu torturowali jego kapłanów, wymuszając od nich tajemnice wytopu złota, ale zginęli zachowując tajemnicę. Istotę procesu, którego tak pilnowali Egipcjanie, poznali wiele lat później. Traktowali rudę złota roztopionym ołowiem, który rozpuszczał metale szlachetne iw ten sposób wydobywał złoto z rud. Roztwór ten poddano następnie prażeniu oksydacyjnemu i ołów został przekształcony w tlenek. Głównym sekretem tego procesu były paleniska do wypalania. Zostały wykonane z popiołu kostnego. Podczas topienia tlenek ołowiu został wchłonięty przez ścianki garnka, jednocześnie porywając przypadkowe zanieczyszczenia. A na dole był czysty stop.

Stosowanie balastu ołowianego

26 maja 1931 profesor Auguste Piccard miał wzbić się w przestworza balonem stratosferycznym własnego projektu - z kabiną ciśnieniową. I wstałem. Ale podczas opracowywania szczegółów nadchodzącego lotu, Piccard niespodziewanie natknął się na przeszkodę, która wcale nie była porządkiem technicznym. Jako balast postanowił wziąć na pokład nie piasek, a ołowiany śrut, który wymagał znacznie mniej miejsca w gondoli. Dowiedziawszy się o tym, urzędnicy odpowiedzialni za lot kategorycznie zabronili wymiany: przepisy mówią „piasek”, nic innego nie wolno rzucać ludziom na głowy (z wyjątkiem samej wody). Piccard postanowił udowodnić bezpieczeństwo swojego balastu. Obliczył siłę tarcia ołowianego strzału w powietrze i nakazał zrzucić go na głowę z najwyższego budynku w Brukseli. Całkowite bezpieczeństwo „deszczu ołowianego” zostało wyraźnie zademonstrowane. Jednak administracja zignorowała to doświadczenie: „Prawo jest prawem, mówi piasek, co oznacza piasek, a nie strzał”. Przeszkoda wydawała się nie do pokonania, ale naukowiec znalazł wyjście: ogłosił, że „ołowiany piasek” znajdzie się w gondoli balonu stratosferycznego jako balast. Zastępując słowo „strzał” słowem „piasek”, biurokraci zostali rozbrojeni i nie przeszkadzali już Piccardowi.

Ołów w branży lakierniczej

Biały ołów udało się wyprodukować 3 tysiące lat temu. Ich głównym dostawcą w starożytnym świecie była wyspa Rodos na Morzu Śródziemnym. Farb było wtedy za mało i były niezwykle drogie. Słynny grecki malarz Nikias z niecierpliwością oczekiwał przybycia wybielacza z Rodos. Cenny ładunek dotarł do ateńskiego portu w Pireusie, ale nagle wybuchł tam pożar. Płomienie pochłonęły statki, na których przywieziono biel. Kiedy pożar został ugaszony, sfrustrowany artysta wspiął się na pokład jednego z poszkodowanych statków. Miał nadzieję, że nie zginął cały ładunek, ale przynajmniej jedna beczka z farbą, której potrzebował, mogła przeżyć. Rzeczywiście, w ładowni znaleziono beczki po wapnie: nie spłonęły, ale były mocno zwęglone. Gdy beczki zostały otwarte, zdziwienie artysty nie znało granic: nie miały białej farby, ale jaskrawoczerwone! Ogień w porcie sugerował więc sposób na zrobienie cudownej farby - minium.

Ołów i gazy

Podczas topienia jednego lub drugiego metalu należy zadbać o usunięcie gazów z wytopu, ponieważ w przeciwnym razie uzyskuje się materiał o niskiej jakości. Osiąga się to różnymi metodami technologicznymi. Wytapianie ołowiu w tym sensie nie sprawia hutnikom żadnych kłopotów: tlen, azot, dwutlenek siarki, wodór, tlenek węgla, dwutlenek węgla, węglowodory nie rozpuszczają się ani w ciekłym ani stałym ołowiu.

Ołów w budownictwie

W starożytności, przy budowie budynków lub budowli obronnych, kamienie mocowano często stopionym ołowiem. We wsi Stary Krym do dziś zachowały się ruiny tzw. meczetu ołowianego, zbudowanego w XIV wieku. Budynek otrzymał swoją nazwę, ponieważ luki w murze są wypełnione ołowiem.

Ograniczenia dotyczące potencjalnych klientów

Obecnie branża na całym świecie przechodzi kolejny etap transformacji związany z zaostrzaniem norm środowiskowych – następuje generalne odrzucenie ołowiu. Niemcy poważnie ograniczyły jego stosowanie od 2000 r., Holandia od 2002 r., a kraje europejskie, takie jak Dania, Austria i Szwajcaria, całkowicie zabroniły używania ołowiu. Tendencja ta stanie się wspólna dla wszystkich krajów UE w 2015 roku. USA i Rosja również aktywnie rozwijają technologie, które pomogą znaleźć alternatywę dla stosowania ołowiu.

Jego szerokie zastosowanie w przemyśle spowodowało, że wszędzie można znaleźć zanieczyszczenie ołowiem. Rozważ najważniejsze składniki biosfery, takie jak powietrze, woda i gleba.

Zacznijmy od atmosfery. Wraz z powietrzem do organizmu człowieka dostaje się niewielka ilość ołowiu - (tylko 1-2%), ale większość ołowiu jest wchłaniana. Największe emisje ołowiu do atmosfery występują w branżach:

przemysł metalurgiczny;
inżynieria mechaniczna (produkcja akumulatorów);
kompleks paliwowo-energetyczny (produkcja benzyny ołowiowej);
kompleks chemiczny (produkcja pigmentów, smarów itp.);
przedsiębiorstwa szklarskie;
produkcja konserw;
przemysł drzewny i celulozowo-papierniczy;
przedsiębiorstwa przemysłu obronnego.

Niewątpliwie najważniejszym źródłem zanieczyszczenia atmosfery ołowiem są pojazdy silnikowe napędzane benzyną ołowiową.

Udowodniono, że wzrost zawartości ołowiu w wodzie pitnej powoduje z reguły wzrost jego stężenia we krwi. Znaczny wzrost zawartości tego metalu w wodach powierzchniowych związany jest z jego wysokim stężeniem w ściekach z zakładów przeróbczych rud, niektórych zakładów hutniczych, kopalń itp.

Ze skażonej gleby ołów przedostaje się do upraw rolnych, a wraz z żywnością – bezpośrednio do organizmu człowieka. Aktywną akumulację tego metalu odnotowano w kapuście i roślinach okopowych oraz w tych, które są powszechnie spożywane (na przykład w ziemniakach). Niektóre rodzaje gleb silnie wiążą ołów, co chroni wodę gruntową i pitną, produkty roślinne przed zanieczyszczeniem. Ale potem sama gleba stopniowo staje się coraz bardziej zanieczyszczona iw pewnym momencie może nastąpić zniszczenie materii organicznej gleby wraz z uwolnieniem ołowiu do roztworu glebowego. W rezultacie nie będzie się nadawał do użytku rolniczego.

Tym samym, ze względu na globalne zanieczyszczenie środowiska ołowiem, stał się on wszechobecnym składnikiem każdej rośliny i jedzenie dla zwierząt. W ludzkim ciele większość ołowiu pochodzi z pożywienia – od 40 do 70% w różnych krajach. Pokarmy roślinne na ogół zawierają więcej ołowiu niż produkty pochodzenia zwierzęcego.

Jak już wspomniałem, to wszystko wina przedsiębiorstwa przemysłowe. Oczywiście w samych zakładach produkcyjnych, zajmujących się ołowiem, sytuacja środowiskowa jest gorsza niż gdziekolwiek indziej. Według wyników oficjalnych statystyk, wśród zatruć zawodowych, ołów zajmuje pierwsze miejsce. W przemyśle elektrycznym, metalurgii metali nieżelaznych i inżynierii mechanicznej odurzenie spowodowane jest nadmiarem MPC ołowiu w powietrzu Obszar roboczy 20 lub więcej razy. Ołów powoduje rozległe zmiany patologiczne w układzie nerwowym, zaburza aktywność układu sercowo-naczyniowego i rozrodczego.

Ołów (Pb z łac. Plumbum) to pierwiastek chemiczny, który znajduje się w IV grupie układu okresowego. Ołów zawiera wiele izotopów, z których ponad 20 jest radioaktywnych. Izotopy ołowiu są produktami rozpadu uranu i toru, więc zawartość ołowiu w litosferze stopniowo wzrastała w ciągu milionów lat i wynosi obecnie około 0,0016% masy, ale jest ona bogatsza niż jej najbliżsi krewni, tacy jak złoto i. Ołów łatwo izoluje się od złóż rudy. Głównymi źródłami ołowiu są galena, anglezyt i cerusyt. W rudzie ołów często współistnieje z innymi metalami, takimi jak cynk, kadm i bizmut. W swojej rodzimej postaci ołów jest niezwykle rzadki.

Ołów - ciekawe fakty historyczne

Etymologia słowa „ołów” wciąż nie jest do końca jasna i jest przedmiotem bardzo ciekawych badań. Ołów jest bardzo podobny do cyny, często były mylone, więc w większości języków zachodniosłowiańskich ołów to cyna. Ale słowo „ołów” występuje w językach litewskim (svinas) i łotewskim (svin). Ołów przetłumaczony na angielski ołów, na holenderski lood. Podobno stąd wzięło się słowo „majstrowanie”, czyli przykryj produkt warstwą cyny (lub ołowiu). Pochodzenie łacińskiego słowa Plumbum, z którego wywodzi się angielskie słowo hydraulik, również nie jest w pełni zrozumiałe. Faktem jest, że kiedyś rury wodociągowe były „zapieczętowane” ołowiem, „zapieczętowane” (francuski hydraulik „uszczelnienie ołowiem”). Nawiasem mówiąc, stąd pochodzi znane słowo „nadzienie”. Ale zamieszanie na tym się nie kończy, Grecy zawsze nazywali ołów „molybdos”, stąd łac. „molibdaena”, ignoranckiej osobie łatwo jest pomylić to imię z imieniem pierwiastek chemiczny molibden. Tak więc w starożytności nazywali błyszczące minerały, które pozostawiają ciemny ślad na jasnej powierzchni. Fakt ten odcisnął piętno na języku niemieckim: „ołówek” po niemiecku nazywa się Bleistift, czyli ołowiany pręt.
Ludzkość zna ołów od niepamiętnych czasów. Archeolodzy odkryli ołowiane produkty wytopione 8000 lat temu. W starożytnym Egipcie posągi były nawet odlewane z ołowiu. W starożytnym Rzymie rury wodociągowe były wykonane z ołowiu, to on z góry określił pierwszą w historii katastrofę ekologiczną. Rzymianie nie mieli pojęcia o niebezpieczeństwach związanych z ołowiem, lubili plastyczny, trwały i łatwy w obróbce metal. Uważano nawet, że ołów dodawany do wina poprawia jego smak. Dlatego prawie każdy Rzymianin został otruty ołowiem. Objawy zatrucia ołowiem omówimy poniżej, ale na razie wskażemy tylko, że jednym z nich jest zaburzenie psychiczne. Podobno wszystkie te szalone wybryki szlachetnych Rzymian i niezliczone szalone orgie pochodzą właśnie stąd. Niektórzy badacze uważają nawet, że ołów był niemal głównym powodem upadku starożytnego Rzymu.
W starożytności garncarze mielili rudę ołowiu, rozcieńczali ją wodą i wylewali gliniane przedmioty na powstałą mieszaninę. Po wypaleniu takie naczynia pokrywano cienką warstwą błyszczącego szkła ołowiowego.
W 1673 r. Anglik George Ravenscroft ulepszył skład szkła, dodając do początkowych składników tlenek ołowiu, uzyskując w ten sposób topliwe, błyszczące szkło bardzo podobne do naturalnego kryształu górskiego. A pod koniec XVIII wieku Georg Strass połączył biały piasek, potaż i tlenek ołowiu w produkcji szkła, uzyskując tak czyste i lśniące szkło, że trudno było je odróżnić od diamentu. Stąd wzięła się nazwa „cyrkonie”, a właściwie podróbka kamieni szlachetnych. Niestety, wśród współczesnych Strass był znany jako oszust i jego wynalazek został zapomniany, aż na początku XX wieku Daniel Swarovski był w stanie przekształcić produkcję dżetów w cały przemysł modowy i kierunek artystyczny.
Po pojawieniu się i powszechnym użyciu broni palnej, do produkcji kul i śrutów zaczęto używać ołowiu. Litery drukarskie zostały wykonane z ołowiu. Ołów był wcześniej częścią białych i czerwonych farb, używali ich prawie wszyscy starożytni artyści.

ołowiany strzał

Właściwości chemiczne ołowiu w skrócie

Ołów to matowy szary metal. Jednak jego świeży krój dobrze się błyszczy, ale niestety niemal natychmiast pokrywa się brudną warstwą tlenku. Ołów to bardzo ciężki metal, półtora raza cięższy niż żelazo i cztery razy cięższy niż aluminium. Nie bez powodu w języku rosyjskim słowo „ołów” jest do pewnego stopnia synonimem grawitacji. Ołów jest bardzo topliwym metalem, topi się już w 327 °C. O tym fakcie wiedzą wszyscy wędkarze, którzy z łatwością topią potrzebne im ciężarki. Ponadto ołów jest bardzo miękki, można go przeciąć zwykłym stalowym nożem. Ołów jest bardzo nieaktywnym metalem, nie jest trudno z nim reagować ani rozpuszczać się nawet w temperaturze pokojowej.
Organiczne pochodne ołowiu są substancjami silnie toksycznymi. Niestety jeden z nich, tetraetyloołów, był szeroko stosowany jako dopalacz oktanowy w benzynie. Ale z drugiej strony, na szczęście, tetraetyloołów nie jest już używany w tej postaci, chemicy i pracownicy produkcyjni nauczyli się zwiększać liczbę oktanową w bezpieczniejszy sposób.

Wpływ ołowiu na organizm człowieka i objawy zatrucia

Wszystkie związki ołowiu są wysoce toksyczne. Metal wchodzi do organizmu wraz z pożywieniem lub wdychanym powietrzem i jest przenoszony przez krew. Ponadto wdychanie oparów związków ołowiu i pyłu jest znacznie bardziej niebezpieczne niż ich obecność w żywności. Ołów ma tendencję do gromadzenia się w kościach, częściowo zastępując w tym przypadku wapń. Wraz ze wzrostem stężenia ołowiu w organizmie rozwija się anemia, wpływa na mózg, co prowadzi do spadku inteligencji, a u dzieci może powodować nieodwracalne opóźnienia rozwojowe. Wystarczy rozpuścić miligram ołowiu w litrze wody, a stanie się on nie tylko nieodpowiedni, ale i niebezpieczny do picia. Tak mała ilość ołowiu również stwarza pewne niebezpieczeństwo, nie zmienia się ani kolor, ani smak wody. Główne objawy zatrucia ołowiem to:

szara obwódka na dziąsłach,
letarg,
apatia,
utrata pamięci,
demencja,
Problemy ze wzrokiem,
wczesne starzenie się.

Główna aplikacja

Jednak pomimo toksyczności nie ma możliwości rezygnacji z używania ołowiu ze względu na jego wyjątkowe właściwości i niski koszt. Ołów wykorzystywany jest głównie do produkcji płyt akumulatorowych, co obecnie zużywa około 75% ołowiu wydobywanego na naszej planecie. Ołów stosowany jest jako powłoka do kabli elektrycznych ze względu na swoją ciągliwość i odporność na korozję. Metal ten jest szeroko stosowany w przemyśle chemicznym i rafinacji ropy naftowej, np. do wykładania reaktorów, w których produkowany jest kwas siarkowy. Ołów ma zdolność opóźniania promieniowania radioaktywnego, co jest również szeroko stosowane w energetyce, medycynie i chemii. Na przykład w ołowianych pojemnikach przewożone są pierwiastki promieniotwórcze. Ołów trafia do produkcji rdzeni pocisków i odłamków. Metal ten znajduje również zastosowanie w produkcji łożysk.

Ołów statua św. Marcina w Bratysławie

Prowadzić(łac. Plumbum), Pb, pierwiastek chemiczny IV grupy układu okresowego Mendelejewa; liczba atomowa 82, masa atomowa 207.2. Ołów to ciężki, niebiesko-szary metal, bardzo plastyczny, miękki (pocięty nożem, zarysowany paznokciem). Naturalny ołów składa się z 5 stabilnych izotopów o liczbach masowych 202 (ślad), 204 (1,5%), 206 (23,6%), 207 (22,6%), 208 (52,3%). Ostatnie trzy izotopy są końcowymi produktami przemian radioaktywnych 238 U, 235 U i 232 Th. Reakcje jądrowe wytwarzają liczne radioaktywne izotopy ołowiu.

Odniesienie do historii. Ołów znany był od 6-7 tysięcy lat p.n.e. mi. ludy Mezopotamii, Egiptu i innych krajów starożytnego świata. Służył do wyrobu posągów, artykułów gospodarstwa domowego, tablic do pisania. Rzymianie używali rur ołowianych do kanalizacji. Alchemicy nazwali Lead Saturn i oznaczyli go znakiem tej planety. Związki Ołów - "popiół ołowiany" РbО, biały ołów 2РbСО 3 ·Рb(OH) 2 były używane w starożytnej Grecji i Rzymie jako składniki leków i farb. Kiedy wynaleziono broń palną, jako materiał na pociski zaczęto używać ołowiu. Toksyczność ołowiu została zauważona już w I wieku naszej ery. mi. Grecki lekarz Dioscorides i Pliniusz Starszy.

Dystrybucja ołowiu w przyrodzie. Zawartość ołowiu w skorupa Ziemska(Clark) 1,6 10 -3% wagowych. Powstawanie w skorupie ziemskiej około 80 minerałów ołowionośnych (główny z nich to galena PbS) związane jest głównie z powstawaniem złóż hydrotermalnych. W strefach utleniania rud polimetalicznych powstają liczne (około 90) minerały wtórne: siarczany (anglesyt PbSO 4), węglany (cerusyt PbCO 3), fosforany [piromorfit Pb 5 (PO 4) 3 Cl].

W biosferze ołów jest rozpraszany głównie w materii żywej (5,10 -5%), w wodzie morskiej (3,10 -9%). Ołów z wód naturalnych jest częściowo sorbowany przez gliny i wytrącany przez siarkowodór, dlatego gromadzi się w morskich mułach zanieczyszczonych siarkowodorem oraz w czarnych glinach i łupkach z nich powstałych.

Właściwości fizyczne ołowiu. Ołów krystalizuje w siatce sześciennej skoncentrowanej na powierzchni (a = 4,9389 Å) i nie ma modyfikacji alotropowych. Promień atomowy 1,75 Å, promienie jonowe: Pb 2+ 1,26 Å, Pb 4+ 0,76 Å; gęstość 11,34 g / cm3 (20 ° C); t pl 327,4 °С; t bela 1725 °C; ciepło właściwe przy 20 °C 0,128 kJ/(kg K) | przewodność cieplna 33,5 W/(m·K); współczynnik temperaturowy rozszerzalności liniowej 29,1·10 -6 w temperaturze pokojowej; Twardość Brinella 25-40 MN / m 2 (2,5-4 kgf / mm 2); wytrzymałość na rozciąganie 12-13 MN/m 2 , przy ściskaniu około 50 MN/m 2 ; wydłużenie względne przy zerwaniu 50-70%. Hartowanie na zimno nie poprawia właściwości mechanicznych ołowiu, ponieważ jego temperatura rekrystalizacji jest niższa od temperatury pokojowej (około -35°C przy stopniu odkształcenia 40% lub więcej). Ołów jest diamagnetyczny, jego podatność magnetyczna wynosi -0,12·10 -6 . W 7.18 K staje się nadprzewodnikiem.

Właściwości chemiczne ołowiu. Konfiguracja zewnętrznych powłok elektronowych atomu Pb 6s 2 6р 2, zgodnie z którą wykazuje stany utlenienia +2 i +4. Ołów jest stosunkowo nieaktywny chemicznie. Metaliczny połysk świeżo ściętego ołowiu stopniowo zanika w powietrzu dzięki powstawaniu bardzo cienkiej warstwy PbO, która chroni przed dalszym utlenianiem.

Z tlenem tworzy szereg tlenków Pb 2 O, PbO, PbO 2, Pb 3 O 4 i Pb 2 O 3.

W przypadku braku O 2 woda w temperaturze pokojowej nie oddziałuje na ołów, ale rozkłada gorącą parę wodną, tworząc tlenek ołowiu i wodór. Odpowiadając tlenkom PbO i PbO2, wodorotlenki Pb (OH) 2 i Pb (OH) 4 mają charakter amfoteryczny.

Połączenie ołowiu z wodorem PbH 4 uzyskuje się w niewielkich ilościach przez działanie rozcieńczonego kwasu solnego na Mg 2 Pb. PbH 4 to bezbarwny gaz, który bardzo łatwo rozkłada się na Pb i H 2 . Po podgrzaniu ołów łączy się z halogenami, tworząc halogenki PbX 2 (X jest halogenem). Wszystkie są słabo rozpuszczalne w wodzie. Otrzymano również halogenki PbX 4 : tetrafluorek PbF 4 - bezbarwne kryształy oraz tetrachlorek PbCl 4 - żółtą oleistą ciecz. Oba związki łatwo rozkładają się, uwalniając F2 lub Cl2; hydrolizowany przez wodę. Ołów nie reaguje z azotem. Azydek ołowiu Pb(N 3) 2 otrzymuje się przez oddziaływanie roztworów soli azydku sodu NaN 3 i Pb (II); bezbarwne kryształy w kształcie igieł, słabo rozpuszczalne w wodzie; po uderzeniu lub podgrzaniu rozkłada się na Pb i N2 z wybuchem. Siarka działa na ołów po podgrzaniu, tworząc siarczek PbS, czarny amorficzny proszek. Siarczek można również otrzymać przez przepuszczenie siarkowodoru do roztworów soli Pb (II); w naturze występuje w postaci połysku ołowianego - galeny.

W szeregu napięć Pb jest wyższy niż wodór (normalne potencjały elektrod wynoszą odpowiednio -0,126 V dla Pb = Pb 2+ + 2e i +0,65 V dla Pb = Pb 4+ + 4e). Ołów jednak nie wypiera wodoru z rozcieńczonych kwasów solnego i siarkowego, ze względu na przepięcie H 2 na Pb oraz tworzenie się na powierzchni metalu warstw ochronnych słabo rozpuszczalnego chlorku PbCl 2 i siarczanu PbSO 4 . Stężone H 2 SO 4 i HCl po podgrzaniu działają na Pb i otrzymuje się rozpuszczalne związki kompleksowe o składzie Pb (HSO 4) 2 i H 2 [PbCl 4 ]. Kwasy azotowy, octowy, a także niektóre kwasy organiczne (np. cytrynowy) rozpuszczają ołów, tworząc sole Pb(II). W zależności od rozpuszczalności w wodzie sole dzielą się na rozpuszczalne (octan ołowiu, azotany i chlorany), słabo rozpuszczalne (chlorki i fluorki) i nierozpuszczalne (siarczany, węglany, chromiany, fosforany, molibdeniany i siarczki). Sole Pb(IV) można otrzymać przez elektrolizę silnie zakwaszonych roztworów soli Pb(II) H2SO4; najważniejsze z soli Pb (IV) to siarczan Pb (SO 4) 2 i octan Pb (C 2 H 3 O 2) 4. Sole Pb (IV) mają tendencję do dodawania nadmiaru jonów ujemnych, tworząc złożone aniony, na przykład ołowiany (PbO 3) 2- i (PbO 4) 4-, chloropiony (PbCl 6) 2-, hydroksoplumbaty [Pb (OH) 6 ] 2- i inne. Stężone roztwory zasad żrących po podgrzaniu reagują z Pb z uwolnieniem wodoru i hydroksoplumbitów typu X 2 [Pb(OH) 4].

Zdobywanie ołowiu. Metaliczny ołów jest otrzymywany przez oksydacyjne prażenie PbS, a następnie redukcję PbO do surowego Pb („werkble”) i rafinację (oczyszczanie) tego ostatniego. Prażenie oksydacyjne koncentratu odbywa się w spiekalniczych maszynach taśmowych. Podczas wypalania PbS reakcja dominuje:

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

Ponadto otrzymuje się również niewielką ilość siarczanu PbSO 4 , który przekształca się w krzemian PbSiO 3 , do którego do mieszanki dodaje się piasek kwarcowy. Jednocześnie utleniają się siarczki innych metali (Cu, Zn, Fe) obecne jako zanieczyszczenia. W wyniku wypalania zamiast sproszkowanej mieszaniny siarczków powstaje aglomerat - porowata spiekana ciągła masa, składająca się głównie z tlenków PbO, CuO, ZnO, Fe 2 O 3. Kawałki aglomeratu są mieszane z koksem i wapieniem, a następnie mieszanina ta jest ładowana do pieca z płaszczem wodnym, do którego rurami („tuyeres”) doprowadzane jest powietrze pod ciśnieniem od dołu. Koks i tlenek węgla (II) redukują PbO do Pb już w niskich temperaturach (do 500 °C). W wyższych temperaturach zachodzą następujące reakcje:

CaCO 3 \u003d CaO + CO 2

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

Tlenki Zn i Fe są częściowo przekształcane w ZnSiO 3 i FeSiO 3 , które razem z CaSiO 3 tworzą żużel wypływający na powierzchnię. Tlenki ołowiu są redukowane do metalu. Surowy ołów zawiera 92-98% Pb, reszta - zanieczyszczenia Cu, Ag (czasami Au), Zn, Sn, As, Sb, Bi, Fe. Zanieczyszczenia Cu i Fe są usuwane przez seigeryzację. Aby usunąć Sn, As, Sb, roztopiony metal przedmuchuje powietrzem. Izolacja Ag (i Au) jest przeprowadzana przez dodanie Zn, który tworzy „piankę cynkową” składającą się ze związków Zn z Ag (i Au), lżejszą niż Pb i topniejącą w 600-700 °C. Nadmiar Zn jest usuwany ze stopionego ołowiu przez przepuszczanie powietrza, pary lub chloru. W celu usunięcia Bi, Ca lub Mg dodaje się do ciekłego Pb, otrzymując niskotopliwe związki Ca 3 Bi 2 i Mg 3 Bi 2 . Ołów rafinowany tymi metodami zawiera 99,8-99,9% Pb. Dalsze oczyszczanie prowadzi się przez elektrolizę, co daje czystość co najmniej 99,99%.

Zastosowanie ołowiu. Ołów jest szeroko stosowany w produkcji akumulatorów ołowiowych, wykorzystywanych do produkcji wyposażenia fabrycznego, odpornych na agresywne gazy i ciecze. Ołów silnie pochłania promienie γ i rentgenowskie, dzięki czemu wykorzystywany jest jako materiał zabezpieczający przed ich działaniem (pojemniki do przechowywania substancji promieniotwórczych, wyposażenie pracowni rentgenowskich itp.). Do produkcji osłon kabli elektrycznych wykorzystywane są duże ilości ołowiu, które zabezpieczają je przed korozją i uszkodzeniami mechanicznymi. Wiele stopów ołowiu jest wykonanych z ołowiu. Tlenek ołowiu PbO wprowadza się do szkła kryształowego i optycznego w celu uzyskania materiałów o wysokim współczynniku załamania. Minium, chromian (żółta korona) i zasadowy węglan ołowiu (biały ołowiany) to pigmenty o ograniczonym zastosowaniu. Chromian ołowiu jest utleniaczem stosowanym w chemii analitycznej. Azydek i styfiat (trinitrorezorcynian) są materiałami wybuchowymi. Tetraetyloołów jest środkiem przeciwstukowym. Octan ołowiu służy jako wskaźnik do wykrywania H 2 S. 204 Pb (stabilny) i 212 Pb (radioaktywny) są używane jako znaczniki izotopowe.

Ołów w ciele. Rośliny pobierają ołów z gleby, wody i opadów atmosferycznych. Ołów dostaje się do organizmu człowieka wraz z pożywieniem (około 0,22 mg), wodą (0,1 mg), kurzem (0,08 mg). Bezpieczny dzienny poziom spożycia ołowiu dla ludzi wynosi 0,2-2 mg. Jest wydalany głównie z kałem (0,22-0,32 mg), mniej z moczem (0,03-0,05 mg). Organizm ludzki zawiera średnio około 2 mg ołowiu (w niektórych przypadkach nawet do 200 mg). U mieszkańców krajów uprzemysłowionych zawartość ołowiu w organizmie jest wyższa niż u mieszkańców krajów agrarnych, u mieszczan jest wyższa niż na wsi. Głównym magazynem ołowiu jest szkielet (90% całkowitego ołowiu w organizmie): 0,2-1,9 µg/g gromadzi się w wątrobie; we krwi - 0,15-0,40 mcg / ml; we włosach – 24 mcg/g, w mleku – 0,005-0,15 mcg/ml; znajduje się również w trzustce, nerkach, mózgu i innych narządach. Stężenie i rozmieszczenie ołowiu w ciele zwierząt jest zbliżone do tych ustalonych dla ludzi. Wraz ze wzrostem poziomu ołowiu w środowisku wzrasta jego odkładanie się w kościach, włosach i wątrobie.

Zatrucie ołowiem i jego związkami możliwe jest przy wydobyciu rud, wytopie ołowiu, przy produkcji farb ołowianych, w poligrafii, garncarstwie, produkcji kabli, przy produkcji i stosowaniu tetraetyloołowiu itp. wyroby ceramiczne szkliwione czerwonym ołowiem lub glejta. Ołów i jego związki nieorganiczne w postaci aerozoli wnikają do organizmu głównie poprzez Drogi lotnicze, w mniejszym stopniu poprzez przewód pokarmowy i skóry. Ołów krąży we krwi w postaci silnie rozproszonych koloidów – fosforanów i albuminów. Ołów jest wydalany głównie przez jelita i nerki. W rozwoju zatrucia odgrywa rolę naruszenie metabolizmu porfiryny, białka, węglowodanów i fosforanów, niedobór witamin C i B 1 , funkcjonalne i organiczne zmiany w ośrodkowym i autonomicznym układzie nerwowym oraz toksyczny wpływ ołowiu na szpik kostny. Zatrucie może być utajone (tzw. nosicielstwo), przebiegać w postaciach łagodnych, umiarkowanych i ciężkich.

Najczęstsze objawy zatrucia ołowiem to: brzeg (pasek liliowo-łupkowy) wzdłuż krawędzi dziąseł, kolor ziemisto-blady skóra; retikulocytoza i inne zmiany we krwi, podwyższony poziom porfiryn w moczu, obecność ołowiu w moczu w ilości 0,04-0,08 mg/l lub więcej itp. Uszkodzenie układu nerwowego objawia się osłabieniem, w ciężkich postaciach - encefalopatia, paraliż (głównie prostowników dłoni i palców), zapalenie wielonerwowe. Przy tak zwanej kolce ołowianej występują ostre bóle skurczowe brzucha, zaparcia trwające od kilku godzin do 2-3 tygodni; często kolce towarzyszą nudności, wymioty, wzrost ciśnienia krwi, temperatura ciała do 37,5-38 ° C. W przewlekłym zatruciu możliwe jest uszkodzenie wątroby, układu sercowo-naczyniowego, zaburzenia endokrynologiczne (na przykład u kobiet - poronienia, bolesne miesiączkowanie, krwotok miesiączkowy i inne). Hamowanie reaktywności immunobiologicznej przyczynia się do zwiększenia ogólnej zachorowalności.

Ołów to pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 82 i symbolu Pb (z łac. plumbum - wlewka). Jest to metal ciężki o gęstości większej niż większość konwencjonalnych materiałów; ołów jest miękki, plastyczny i topi się w stosunkowo niskich temperaturach. Świeżo ścięty ołów ma niebiesko-biały odcień; pod wpływem powietrza matowieje do matowej szarości. Ołów ma drugą najwyższą liczbę atomową spośród klasycznie stabilnych pierwiastków i znajduje się na końcu trzech głównych łańcuchów rozpadu cięższych pierwiastków. Ołów jest stosunkowo niereaktywnym elementem po transformacji. O jego słabym metalicznym charakterze świadczy jego amfoteryczny charakter (tlenki ołowiu i ołowiu reagują zarówno z kwasami, jak i zasadami) oraz skłonność do tworzenia wiązań kowalencyjnych. Związki ołowiu są zwykle na stopniu utlenienia +2, a nie +4, zazwyczaj z lżejszymi członkami grupy węglowej. Wyjątki ograniczają się głównie do związków organicznych. Podobnie jak lżejsi członkowie tej grupy, ołów ma tendencję do wiązania się ze sobą; może tworzyć łańcuchy, pierścienie i struktury wielościenne. Ołów łatwo pozyskuje się z rud ołowiu i był już znany prehistorycznym ludziom w zachodniej Azji. Główna ruda ołowiu, galena, często zawiera srebro, a zainteresowanie srebrem przyczyniło się do wydobycia i wykorzystania ołowiu na dużą skalę w starożytnym Rzymie. Produkcja ołowiu spadła po upadku Cesarstwa Rzymskiego i nie osiągnęła tego samego poziomu aż do rewolucji przemysłowej. Obecnie światowa produkcja ołowiu wynosi około dziesięciu milionów ton rocznie; Ponad połowę tej kwoty stanowi produkcja wtórna z przetwórstwa. Ołów ma kilka właściwości, które czynią go użytecznym: wysoką gęstość, niską temperaturę topnienia, ciągliwość i względną obojętność na utlenianie. W połączeniu ze względną obfitością i niskim kosztem, czynniki te doprowadziły do powszechnego stosowania ołowiu w budownictwie, instalacjach wodno-kanalizacyjnych, bateriach, kulach, odważnikach, stopach lutowniczych, cynie, stopach topliwych i osłonach przed promieniowaniem. Pod koniec XIX wieku ołów uznano za wysoce toksyczny i od tego czasu zaprzestano jego stosowania. Ołów jest neurotoksyną, która gromadzi się w tkankach miękkich i kościach, uszkadzając układ nerwowy i powodując zaburzenia pracy mózgu i krwi u ssaków.

Właściwości fizyczne

Właściwości atomowe

Atom ołowiu ma 82 elektrony ułożone w konfiguracji elektronicznej 4f145d106s26p2. Połączona energia pierwszej i drugiej jonizacji - całkowita energia wymagana do usunięcia dwóch elektronów 6p - jest zbliżona do energii cyny, najwyższego sąsiada ołowiu w grupie węglowej. To niezwykłe; energie jonizacji generalnie spadają w grupie, gdy zewnętrzne elektrony elementu oddalają się od jądra i są bardziej osłonięte przez mniejsze orbitale. Podobieństwo energii jonizacji wynika z redukcji lantanowców - zmniejszenia promieni pierwiastków od lantanu (liczba atomowa 57) do lutetu (71) i stosunkowo małych promieni pierwiastków po hafnie (72). Wynika to ze słabego ekranowania jądra przez elektrony lantanowców. Łączne cztery pierwsze energie jonizacji ołowiu przekraczają energie cyny, wbrew przewidywanym okresowym trendom. Do tego zachowania przyczyniają się efekty relatywistyczne, które stają się istotne w cięższych atomach. Jednym z takich efektów jest efekt pary inercyjnej: 6s elektrony ołowiu niechętnie biorą udział w wiązaniu, przez co odległość między najbliższymi atomami w krystalicznym ołowiu jest niezwykle duża. Lżejsze ołowiowe grupy węglowe tworzą stabilne lub metastabilne alotropy o czworościennie skoordynowanej i kowalencyjnie związanej sześciennej strukturze diamentu. Poziomy energii ich zewnętrznych orbitali s i p są wystarczająco bliskie, aby umożliwić mieszanie z czterema hybrydowymi orbitalami sp3. W ołowiu efekt pary inertnej zwiększa odległość między jej orbitalami s i p, a luki nie można zniwelować energią, która zostanie uwolniona przez dodatkowe wiązania po hybrydyzacji. W przeciwieństwie do struktury sześciennej diamentu, ołów tworzy wiązania metaliczne, w których tylko p-elektrony są zdelokalizowane i dzielone między jony Pb2+. Dlatego ołów ma strukturę sześcienną skupioną na powierzchni, podobnie jak metale dwuwartościowe o tej samej wielkości, wapń i stront.

Duże ilości

Czysty ołów ma jasny srebrzysty kolor z nutą niebieskiego. Matowieje w kontakcie z wilgotnym powietrzem, a jego odcień zależy od panujących warunków. Charakterystyczne właściwości ołowiu to duża gęstość, ciągliwość oraz wysoka odporność na korozję (w wyniku pasywacji). Gęsta sześcienna struktura i wysoka masa atomowa ołowiu skutkują gęstością 11,34 g/cm3, czyli większą niż w przypadku metali pospolitych, takich jak żelazo (7,87 g/cm3), miedź (8,93 g/cm3) i cynk (7,14 g/cm3 ). Niektóre z rzadszych metali mają większą gęstość: wolfram i złoto mają 19,3 g/cm3, podczas gdy osm, najgęstszy metal, ma gęstość 22,59 g/cm3, prawie dwukrotnie większą niż ołów. Ołów jest bardzo miękkim metalem o twardości w skali Mohsa 1,5; można go zarysować paznokciem. Jest dość plastyczny i nieco plastyczny. Moduł objętościowy ołowiu, miara jego ściśliwości, wynosi 45,8 GPa. Dla porównania, moduł objętościowy aluminium wynosi 75,2 GPa; miedź - 137,8 GPa; i stali miękkiej - 160-169 GPa. Wytrzymałość na rozciąganie przy 12-17 MPa jest niska (6 razy wyższa dla aluminium, 10 razy wyższa dla miedzi i 15 razy wyższa dla miękkiej stali); można go wzmocnić dodając niewielką ilość miedzi lub antymonu. Temperatura topnienia ołowiu, 327,5°C (621,5°F), jest niska w porównaniu z większością metali. Jego temperatura wrzenia wynosi 1749 ° C (3180 ° F) i jest najniższym z pierwiastków grupy węglowej. Opór elektryczny ołowiu w temperaturze 20 °C wynosi 192 nanometry, czyli jest prawie o rząd wielkości wyższy niż w przypadku innych metali przemysłowych (miedź przy 15,43 nΩm, złoto 20,51 nΩm i aluminium przy 24,15 nΩm). Ołów jest nadprzewodnikiem w temperaturach poniżej 7,19 K, najwyższej krytycznej temperaturze spośród wszystkich nadprzewodników typu I. Ołów jest trzecim co do wielkości nadprzewodnikiem pierwiastkowym.

Izotopy ołowiu

Ołów naturalny składa się z czterech stabilnych izotopów o liczbach masowych 204, 206, 207 i 208 oraz śladowych ilości pięciu krótkożyciowych izotopów promieniotwórczych. Duża liczba izotopów jest zgodna z faktem, że liczba atomów ołowiu jest parzysta. Ołów ma magiczną liczbę protonów (82), dla której model powłoki jądrowej dokładnie przewiduje szczególnie stabilne jądro. Ołów-208 ma 126 neutronów, kolejną magiczną liczbę, która może wyjaśniać, dlaczego ołów-208 jest niezwykle stabilny. Ze względu na wysoką liczbę atomową ołów jest najcięższym pierwiastkiem, którego naturalne izotopy są uważane za stabilne. Tytuł ten poprzednio nosił bizmut, który ma liczbę atomową 83, dopóki w 2003 r. nie odkryto jego jedynego pierwotnego izotopu, bizmutu-209, który rozkłada się bardzo powoli. Cztery stabilne izotopy ołowiu mogą teoretycznie ulec rozpadowi alfa na izotopy rtęci, uwalniając energię, ale nigdzie tego nie zaobserwowano, a przewidywany okres półtrwania wynosi od 1035 do 10189 lat. Trzy stabilne izotopy występują w trzech z czterech głównych łańcuchów rozpadu: ołów-206, ołów-207 i ołów-208 są końcowymi produktami rozpadu odpowiednio uranu-238, uranu-235 i toru-232; te łańcuchy rozpadu nazywane są serią uranu, serią aktynu i serią toru. Ich stężenie izotopów w próbce skały naturalnej w dużym stopniu zależy od obecności tych trzech macierzystych izotopów uranu i toru. Na przykład względna zawartość ołowiu-208 może wahać się od 52% w normalnych próbkach do 90% w rudach toru, więc standardową masę atomową ołowiu podaje się tylko z jednym miejscem po przecinku. Z biegiem czasu stosunek ołowiu-206 i ołowiu-207 do ołowiu-204 wzrasta, ponieważ dwa pierwsze są uzupełniane przez rozpad radioaktywny cięższych pierwiastków, podczas gdy ten drugi nie; pozwala to na wiązania ołowiu z ołowiem. Gdy uran rozpada się na ołów, ich względne ilości zmieniają się; to jest podstawa do tworzenia ołowiu uranowego. Oprócz stabilnych izotopów, które stanowią prawie cały naturalnie występujący ołów, istnieją śladowe ilości kilku izotopów promieniotwórczych. Jednym z nich jest ołów-210; chociaż jego okres półtrwania wynosi tylko 22,3 lat, tylko niewielkie ilości tego izotopu można znaleźć w przyrodzie, ponieważ ołów-210 jest wytwarzany przez długi cykl rozpadu, który rozpoczyna się od uranu-238 (który istnieje na Ziemi od miliardów lat). Łańcuchy rozpadu uranu-235, toru-232 i uranu-238 zawierają ołów-211, -212 i -214, więc naturalnie występują ślady wszystkich trzech izotopów ołowiu. Niewielkie ślady ołowiu-209 powstają z bardzo rzadkiego rozpadu klastrowego radu-223, jednego z produktów potomnych naturalnego uranu-235. Ołów-210 jest szczególnie przydatny w identyfikacji wieku próbek poprzez pomiar jego stosunku do ołowiu-206 (oba izotopy są obecne w tym samym łańcuchu rozpadu). W sumie zsyntetyzowano 43 izotopy ołowiu o liczbach masowych 178-220. Lead-205 jest najbardziej stabilny, z okresem półtrwania około 1,5×107 lat. [I] Drugim najbardziej stabilnym jest ołów-202, którego okres półtrwania wynosi około 53 000 lat, dłuższy niż jakikolwiek naturalny radioizotop śladowy. Oba są wymarłymi radionuklidami, które powstały w gwiazdach wraz ze stabilnymi izotopami ołowiu, ale już dawno uległy rozkładowi.

Chemia

Duża ilość ołowiu wystawiona na działanie wilgotnego powietrza tworzy warstwę ochronną o różnym składzie. Siarczyny lub chlorki mogą być również obecne w środowisku miejskim lub morskim. Warstwa ta sprawia, że duża ilość ołowiu jest chemicznie obojętna w powietrzu. Drobno sproszkowany ołów, jak wiele metali, jest piroforyczny i pali się niebieskawo-białym płomieniem. Fluor reaguje z ołowiem w temperaturze pokojowej, tworząc fluorek ołowiu(II). Reakcja z chlorem jest podobna, ale wymaga ogrzewania, ponieważ powstała warstwa chlorku zmniejsza reaktywność pierwiastków. Stopiony ołów reaguje z chalkogenami, tworząc chalkogenki ołowiu(II). Metaliczny ołów nie jest atakowany przez rozcieńczony kwas siarkowy, ale rozpuszcza się w postaci stężonej. Reaguje powoli z kwasem solnym i energicznie z kwas azotowy z powstawaniem tlenków azotu i azotanu ołowiu (II). Kwasy organiczne, takie jak kwas octowy, rozpuszczają ołów w obecności tlenu. Stężone alkalia rozpuszczają ołów i tworzą plumbity.

związki nieorganiczne

Ołów ma dwa główne stopnie utlenienia: +4 i +2. Stan czterowartościowy jest wspólny dla grupy węglowej. Stan dwuwartościowy jest rzadki dla węgla i krzemu, pomijalny dla germanu, ważny (ale nie dominujący) dla cyny i ważniejszy dla ołowiu. Wynika to z efektów relatywistycznych, w szczególności efektu par obojętnych, który występuje, gdy występuje duża różnica elektroujemności między ołowiem a anionami tlenkowymi, halogenkowymi lub azotkowymi, co skutkuje znacznymi cząstkowymi ładunkami dodatnimi ołowiu. W rezultacie jest ich więcej silna kompresja Orbitale 6s ołowiu niż orbitale 6p, co powoduje, że ołów jest całkiem obojętny w związkach jonowych. Ma to mniejsze zastosowanie do związków, w których ołów tworzy wiązania kowalencyjne z pierwiastkami o podobnej elektroujemności, takimi jak węgiel w związkach organoleptycznych. W takich związkach orbitale 6s i 6p są tej samej wielkości, a hybrydyzacja sp3 jest nadal energetycznie korzystna. W takich związkach ołów, podobnie jak węgiel, jest głównie czterowartościowy. Stosunkowo duża różnica elektroujemności między ołowiem(II) przy 1,87 a ołowiem(IV) wynosi 2,33. Ta różnica podkreśla odwrócenie wzrostu stabilności stopnia utlenienia +4 wraz ze spadkiem stężenia węgla; cyna dla porównania ma wartości 1,80 w stanie utlenienia +2 i 1,96 w stanie +4.

Związki ołowiu(II) są charakterystyczne dla nie Chemia organiczna Ołów. Nawet silne utleniacze, takie jak fluor i chlor, reagują z ołowiem w temperaturze pokojowej, tworząc tylko PbF2 i PbCl2. Większość z nich jest mniej jonowa niż inne związki metali, a zatem są w dużej mierze nierozpuszczalne. Jony ołowiu(II) są zwykle bezbarwne w roztworze i częściowo hydrolizują, tworząc Pb(OH)+ i ostatecznie Pb4(OH)4 (w którym jony hydroksylowe działają jako ligandy mostkujące). W przeciwieństwie do jonów cyny(II) nie są reduktorami. Metody identyfikacji obecności jonu Pb2+ w wodzie zwykle polegają na strącaniu chlorku ołowiu(II) przy użyciu rozcieńczonego kwasu solnego. Ponieważ sól chlorkowa jest słabo rozpuszczalna w wodzie, podjęto próbę wytrącenia siarczku ołowiu(II) przez barbotowanie siarkowodoru przez roztwór. Tlenek ołowiu występuje w dwóch odmianach polimorficznych: czerwonym α-PbO i żółtym β-PbO, ten ostatni jest stabilny tylko w temperaturze powyżej 488°C. Jest to najczęściej stosowany związek ołowiu. Wodorotlenek ołowiu (II) może istnieć tylko w roztworze; wiadomo, że tworzy aniony plumbite. Ołów zwykle reaguje z cięższymi chalkogenami. Siarczek ołowiu jest półprzewodnikiem, fotoprzewodnikiem i niezwykle czułym detektorem podczerwieni. Pozostałe dwa chalkogenki, selenek ołowiu i tellurek ołowiu, również są fotoprzewodnikami. Są niezwykłe, ponieważ ich kolor staje się jaśniejszy, im niższa grupa. Dihalogenki ołowiu są dobrze opisane; obejmują diastatydy i mieszane halogenki, takie jak PbFCl. Względna nierozpuszczalność tego ostatniego jest użyteczną podstawą do grawimetrycznego oznaczania fluoru. Difluorek był pierwszym odkrytym stałym związkiem przewodzącym jony (w 1834 r. przez Michaela Faradaya). Inne dihalogenki rozkładają się pod wpływem światła ultrafioletowego lub widzialnego, zwłaszcza dijodku. Znanych jest wiele pseudohalogenków ołowiu. Formularze ołowiu(II) duża liczba halogenkowe kompleksy koordynacyjne, takie jak 2-, 4- i anion łańcucha n5n. Siarczan ołowiu(II) jest nierozpuszczalny w wodzie, podobnie jak siarczany innych ciężkich kationów dwuwartościowych. Azotan ołowiu(II) i octan ołowiu(II) są bardzo rozpuszczalne i są wykorzystywane w syntezie innych związków ołowiu.

Znanych jest kilka nieorganicznych związków ołowiu(IV), które zwykle są silnymi utleniaczami lub występują tylko w silnie kwaśnych roztworach. Tlenek ołowiu(II) daje mieszany tlenek po dalszym utlenianiu, Pb3O4. Jest on opisywany jako tlenek ołowiu(II, IV) lub strukturalnie 2PbO PbO2 i jest najbardziej znanym mieszanym związkiem walencyjnym ołowiu. Dwutlenek ołowiu jest silnym utleniaczem zdolnym do utleniania kwasu solnego do gazowego chloru. Dzieje się tak, ponieważ oczekiwany PbCl4 jest niestabilny i samorzutnie rozkłada się do PbCl2 i Cl2. Podobnie jak tlenek ołowiu, dwutlenek ołowiu może tworzyć spienione aniony. Dwusiarczek ołowiu i diselenek ołowiu są stabilne pod wysokim ciśnieniem. Tetrafluorek ołowiu, żółty krystaliczny proszek, jest stabilny, ale w mniejszym stopniu niż difluorek. Czterochlorek ołowiu (żółty olej) rozkłada się w temperaturze pokojowej, czterobromek ołowiu jest jeszcze mniej stabilny, a istnienie czterojodku ołowiu jest kwestionowane.

Inne stany utlenienia

Niektóre związki ołowiu występują na formalnych stopniach utlenienia innych niż +4 lub +2. Ołów(III) można otrzymać jako związek pośredni między ołowiem(II) a ołowiem(IV) w większych kompleksach organoleptycznych; ten stan utlenienia jest niestabilny, ponieważ zarówno jon ołowiu(III), jak i zawierające go większe kompleksy są rodnikami. To samo dotyczy ołowiu (I), który występuje w takich gatunkach. Znanych jest wiele mieszanych tlenków ołowiu (II, IV). Gdy PbO2 jest ogrzewany w powietrzu, staje się Pb12O19 w 293°C, Pb12O17 w 351°C, Pb3O4 w 374°C i ostatecznie PbO w 605°C. Inny półtoratlenek, Pb2O3, można otrzymać pod wysokim ciśnieniem wraz z kilkoma niestechiometrycznymi fazami. Wiele z nich wykazuje wadliwe struktury fluorytu, w których niektóre atomy tlenu są zastąpione pustkami: PbO może być postrzegany jako posiadający taką strukturę, przy czym brakuje każdej alternatywnej warstwy atomów tlenu. Ujemne stany utlenienia mogą występować jako fazy Zintl, jak w przypadku Ba2Pb, gdzie ołów jest formalnie ołowiem (-IV), lub jak w przypadku pierścienia wrażliwego na tlen lub wielościennych jonów klastrowych, takich jak trygonalny dwupiramidowy jon Pb52-i , gdzie dwa atomy ołowiu - ołów (- I), a trzy - ołów (0). W takich anionach każdy atom znajduje się w wierzchołku wielościennym i dostarcza dwa elektrony do każdego wiązania kowalencyjnego na krawędzi ich orbitali hybrydowych sp3, przy czym pozostałe dwa stanowią zewnętrzną pojedynczą parę. Mogą powstawać w ciekłym amoniaku poprzez redukcję ołowiu sodem.

Ołów organiczny

Ołów może tworzyć łańcuchy wielokrotne, co łączy go ze swoim lżejszym homologiem, węglem. Jego zdolność do tego jest znacznie mniejsza, ponieważ energia wiązania Pb-Pb jest trzy i pół razy niższa niż energia wiązania C-C. Sam ołów może tworzyć wiązania metal-metal aż do trzeciego rzędu. Z węglem ołów tworzy związki ołowioorganiczne podobne, ale zwykle mniej stabilne niż typowe związki organiczne (ze względu na słabość wiązania Pb-C). To sprawia, że chemia metaloorganiczna ołowiu jest znacznie mniej szeroka niż cyny. Ołów tworzy głównie związki organiczne (IV), nawet jeśli ta formacja zaczyna się od nieorganicznych odczynników ołowiu (II); bardzo niewiele jest znanych związków organolanowych(II). Najbardziej dobrze scharakteryzowane wyjątki to Pb 2 i Pb (η5-C5H5)2. Wiodącym analogiem najprostszego związku organicznego, metanu, jest śliwka. Plumban można otrzymać w reakcji metalicznego ołowiu z atomowym wodorem. Najbardziej znanymi związkami ołowioorganicznymi są dwie proste pochodne, tetrametyloadyna i tetraetylideid. Związki te są stosunkowo stabilne: tetraetylid zaczyna się rozkładać dopiero w 100°C lub pod wpływem światła słonecznego lub promieniowania ultrafioletowego. (Tetrafenyloołów jest jeszcze bardziej stabilny termicznie, rozkłada się w 270°C.) Z metalicznym sodem ołów łatwo tworzy stop równomolowy, który reaguje z halogenkami alkilu, tworząc związki metaloorganiczne, takie jak tetraetylid. Wykorzystywany jest również utleniający charakter wielu związków organoorganicznych: tetraoctan ołowiu jest ważnym odczynnikiem laboratoryjnym do utleniania w chemii organicznej, a elid tetraetylowy został wytworzony w większych ilościach niż jakikolwiek inny związek metaloorganiczny. Inne związki organiczne są mniej stabilne chemicznie. Dla wielu związków organicznych nie ma odpowiednika ołowiu.

Pochodzenie i rozpowszechnienie

W kosmosie

Obfitość ołowiu na cząstkę w Układzie Słonecznym wynosi 0,121 ppm (części na miliard). Liczba ta jest dwa i pół razy wyższa niż w przypadku platyny, ośmiokrotnie wyższa niż w przypadku rtęci i 17 razy wyższa niż w przypadku złota. Ilość ołowiu we wszechświecie powoli rośnie, ponieważ najcięższe atomy (z których wszystkie są niestabilne) stopniowo rozpadają się na ołów. Obfitość ołowiu w Układzie Słonecznym wzrosła o około 0,75% od czasu jego powstania 4,5 miliarda lat temu. Tabela liczebności izotopów w Układzie Słonecznym pokazuje, że ołów, pomimo stosunkowo wysokiej liczby atomowej, występuje w większej ilości niż większość innych pierwiastków liczby atomowe ponad 40. Pierwotny ołów, który zawiera izotopy ołowiu-204, ołowiu-206, ołowiu-207 i ołowiu-208-, powstał głównie w wyniku powtarzających się procesów wychwytywania neutronów zachodzących w gwiazdach. Dwa główne tryby przechwytywania to procesy s i r. W procesie s (s oznacza „powolny”), wychwyty są oddzielone latami lub dekadami, co pozwala mniej stabilnym jąderkom przejść rozpad beta. Stabilne jądro talu-203 może wychwycić neutron i stać się talem-204; substancja ta ulega rozpadowi beta, dając stabilny ołów-204; kiedy wychwycony zostanie kolejny neutron, staje się on ołowiem-205, którego okres półtrwania wynosi około 15 milionów lat. Dalsze wychwytywanie prowadzi do powstania ołowiu-206, ołowiu-207 i ołowiu-208. Po przechwyceniu przez inny neutron, ołów-208 staje się ołowiem-209, który szybko rozpada się na bizmut-209. Po wychwyceniu kolejnego neutronu bizmut-209 staje się bizmutem-210, którego beta rozpada się na polon-210, a alfa na ołów-206. Cykl kończy się zatem na ołowiu-206, ołowiu-207, ołowiu-208 i bizmucie-209. W procesie r (r oznacza „szybko”) wychwytywanie jest szybsze niż rozpad jąder. Dzieje się tak w środowiskach o dużej gęstości neutronów, takich jak supernowa lub połączenie dwóch gwiazd neutronowych. Strumień neutronów może być rzędu 1022 neutronów na centymetr kwadratowy na sekundę. Proces R nie generuje tyle leadów, co proces s. Ma tendencję do zatrzymywania się, gdy tylko jądra bogate w neutrony osiągną 126 neutronów. W tym momencie neutrony znajdują się w pełnych powłokach w jądrze atomowym i trudniej jest energetycznie pomieścić ich większą liczbę. Gdy strumień neutronów opada, ich jądra beta rozpadają się na stabilne izotopy osmu, irydu i platyny.

Na ziemi

Ołów klasyfikowany jest jako chalkofil według klasyfikacji Goldschmidta, co oznacza, że zwykle występuje w połączeniu z siarką. Rzadko występuje w swojej naturalnej metalicznej formie. Wiele minerałów ołowiu jest stosunkowo lekkich i na przestrzeni historii Ziemi pozostawały w skorupie, zamiast zapadać się głębiej we wnętrze Ziemi. To wyjaśnia stosunkowo wysoki poziom ołowiu w korze, 14 ppm; jest 38. najczęściej występującym elementem w korze. Głównym minerałem ołowiu jest galena (PbS), która znajduje się głównie w rudach cynku. Większość innych minerałów ołowiu jest w jakiś sposób spokrewniona z galeną; boulangeryt, Pb5Sb4S11, jest mieszanym siarczkiem pochodzącym z galeny; anglezyt, PbSO4, jest produktem utleniania galeny; natomiast surowicza lub biała ruda ołowiu, PbCO3, jest produktem rozkładu galeny. Arsen, cyna, antymon, srebro, złoto, miedź i bizmut są powszechnymi zanieczyszczeniami w minerałach ołowiu. Światowe zasoby ołowiu przekraczają 2 miliardy ton. Znaczące złoża ołowiu znaleziono w Australii, Chinach, Irlandii, Meksyku, Peru, Portugalii, Rosji i Stanach Zjednoczonych. Światowe rezerwy – zasoby, które są ekonomicznie opłacalne do wydobycia – w 2015 r. wyniosły 89 mln ton, z czego 35 mln znajduje się w Australii, 15,8 mln w Chinach i 9,2 mln w Rosji. Typowe stężenia ołowiu w tle nie przekraczają 0,1 µg/m3 w atmosferze; 100 mg/kg w glebie; oraz 5 µg/lw wodzie słodkiej i wodzie morskiej.

Etymologia

Współczesne angielskie słowo „ołów” (ołów) ma pochodzenie germańskie; pochodzi z języka średnioangielskiego i staroangielskiego (z długością geograficzną nad samogłoską „e”, co oznacza, że samogłoska tej litery jest długa). Staroangielskie słowo pochodzi od hipotetycznie zrekonstruowanego protogermańskiego *lauda- ("ołów"). Zgodnie z przyjętą teorią językoznawczą słowo to „zrodziło” potomków w kilku językach germańskich o dokładnie tym samym znaczeniu. Pochodzenie protogermańskiego *lauda nie jest jasne w społeczności językowej. Według jednej hipotezy to słowo pochodzi od praindoeuropejskiego *lAudh- ("ołów"). Według innej hipotezy słowo to jest zapożyczeniem od protoceltyckiego *ɸloud-io- ("ołów"). Słowo to jest związane z łacińskim pionem, który nadał temu pierwiastkowi symbol chemiczny Pb. Słowo *ɸloud-io- może być również źródłem pragermańskiego *bliwa- (co oznacza także „ołów”), z którego wywodzi się niemiecki Blei. Nazwa pierwiastka chemicznego nie jest związana z czasownikiem o tej samej pisowni, wywodzącym się z proto-germańskiego *layijan- („prowadzić”).

Fabuła

Tło i wczesna historia

Metalowe koraliki ołowiane pochodzące z 7000-6500 pne, znalezione w Azji Mniejszej, mogą stanowić pierwszy przykład wytapiania metalu. W tym czasie ołów miał niewiele zastosowań (jeśli w ogóle) ze względu na swoją miękkość i blaknięcie wygląd zewnętrzny. Główną przyczyną rozpowszechnienia produkcji ołowiu było jego powiązanie ze srebrem, które można pozyskać poprzez spalanie galeny (powszechnego minerału ołowiu). Starożytni Egipcjanie jako pierwsi zastosowali ołów w kosmetykach, który rozprzestrzenił się na Starożytna Grecja i nie tylko. Egipcjanie mogli używać ołowiu jako ciężarka w sieciach rybackich, a także w szkliwach, okularach, emaliach i biżuterii. Różne cywilizacje Żyznego Półksiężyca używały ołowiu jako materiału do pisania, waluty i konstrukcji. Ołów był używany na starożytnym chińskim dworze królewskim jako środek pobudzający, waluta i środek antykoncepcyjny. W cywilizacji doliny Indusu i na Mezoameryce do wyrobu amuletów używano ołowiu; Ludy wschodnie i południowoafrykańskie używały ołowiu do ciągnienia drutu.

epoka klasyczna

Ponieważ srebro było szeroko stosowane jako materiał dekoracyjny i środek wymiany, złoża ołowiu zaczęto wydobywać w Azji Mniejszej od 3000 roku p.n.e.; później złoża ołowiu zostały opracowane w regionach Morza Egejskiego i Lorion. Te trzy regiony łącznie zdominowały produkcję wydobytego ołowiu do około 1200 roku p.n.e. Od 2000 rpne Fenicjanie pracowali na złożach na Półwyspie Iberyjskim; do 1600 r. p.n.e. wydobycie ołowiu istniało na Cyprze, w Grecji i na Sycylii. Ekspansja terytorialna Rzymu w Europie i na Morzu Śródziemnym, a także rozwój przemysłu wydobywczego sprawiły, że obszar ten stał się największym wiodącym producentem w epoce klasycznej, z roczną produkcją sięgającą 80 000 ton. Podobnie jak ich poprzednicy, Rzymianie pozyskiwali ołów głównie jako produkt uboczny wytapiania srebra. Wiodącymi górnikami były Europa Środkowa, Wielka Brytania, Bałkany, Grecja, Anatolia i Hiszpania, które odpowiadały za 40% światowej produkcji ołowiu. Ołów był używany do produkcji rur wodociągowych w Cesarstwie Rzymskim; łacińskie słowo określające ten metal, plumbum, jest źródłem angielskie słowo hydraulika (hydraulika). Łatwość obsługi i odporność na korozję metalu doprowadziła do jego szerokiego zastosowania w innych zastosowaniach, w tym w przemyśle farmaceutycznym, dachowym, walutowym i wojskowym. Pisarze tamtych czasów, tacy jak Katon Starszy, Columella i Pliniusz Starszy, polecali naczynia ołowiane do przygotowywania słodzików i konserwantów dodawanych do wina i potraw. Ołów nadawał przyjemny smak dzięki powstawaniu „cukru ołowiu” (octan ołowiu(II)), podczas gdy naczynia miedziane lub brązowe nadawały potrawom gorzki smak dzięki powstawaniu patyn. Metal ten był zdecydowanie najczęściej stosowanym materiałem. w klasycznej starożytności i należy odnieść się do (rzymskiej) epoki ołowiu. Ołów był powszechnie używany przez Rzymian, tak jak plastik jest dla nas. Rzymski autor Witruwiusz donosił o niebezpieczeństwach, jakie ołów może stwarzać dla zdrowia, a współcześni pisarze zasugerowali, że zatrucie ołowiem odegrało ważną rolę w upadku Cesarstwa Rzymskiego.[l]Inni badacze krytykowali takie twierdzenia, wskazując na przykład, że nie wszystkie bóle brzucha były spowodowane zatruciem ołowiem.Według badań archeologicznych Roman ołowiane rury zwiększały poziom ołowiu w wodzie z kranu, ale taki efekt „nie byłby naprawdę szkodliwy”. Ofiary zatrucia ołowiem stały się znane jako Saturniny, od przerażającego ojca bogów, Saturna. W związku z tym ołów uważany był za „ojca” wszystkich metali. Jego status w społeczeństwie rzymskim był niski, ponieważ był łatwo dostępny i tani.

Pomieszanie cyny i antymonu

W epoce klasycznej (a nawet do XVII wieku) cyna była często nie do odróżnienia od ołowiu: Rzymianie nazywali ołów plumbum nigrum („czarny ołów”), a cyna plumbum candidum („lekki ołów”). Związek między ołowiem a cyną można prześledzić także w innych językach: słowo „olovo” w języku czeskim oznacza „ołów”, ale w języku rosyjskim pokrewna cyna oznacza „cynę”. Ponadto ołów jest blisko spokrewniony z antymonem: oba pierwiastki zwykle występują jako siarczki (galena i stibnit), często razem. Pliniusz błędnie pisał, że stibnit po podgrzaniu wytwarza ołów zamiast antymonu. W krajach takich jak Turcja i Indie pierwotna perska nazwa antymonu odnosiła się do siarczku antymonu lub siarczku ołowiu, aw niektórych językach, na przykład rosyjskim, nazywano ją antymonem.

Średniowiecze i renesans

Wydobycie ołowiu w Europie Zachodniej spadło po upadku Cesarstwa Zachodniorzymskiego, przy czym jedynym regionem o znaczącym wydobyciu ołowiu była Arabska Iberia. Największą produkcję ołowiu zaobserwowano w Azji Południowej i Wschodniej, zwłaszcza w Chinach i Indiach, gdzie znacznie wzrosło wydobycie ołowiu. W Europie produkcja ołowiu zaczęła się odradzać dopiero w XI i XII wieku, kiedy to ołów ponownie wykorzystano do pokryć dachowych i rurociągów. Od XIII wieku do tworzenia witraży używano ołowiu. W europejskiej i arabskiej tradycji alchemii ołów (symbol Saturna w tradycji europejskiej) uważany był za nieczysty metal podstawowy, który oddzielając go, oczyszczając i równoważąc części składowe można zamienić w czyste złoto. W tym okresie do skażenia wina coraz częściej używano ołowiu. Używanie takiego wina zostało zakazane w 1498 roku na polecenie papieża, ponieważ uznano je za nieodpowiednie do stosowania w świętych obrzędach, ale nadal było pijane, co doprowadziło do masowych zatruć aż do końca XVIII wieku. Ołów był kluczowym materiałem w częściach prasy drukarskiej, która została wynaleziona około 1440 roku; pracownicy drukarni rutynowo wdychali pył ołowiowy, co powodowało zatrucie ołowiem. Mniej więcej w tym samym czasie wynaleziono broń palną, a ołów, mimo że był droższy od żelaza, stał się głównym materiałem do produkcji pocisków. Był mniej szkodliwy dla żelaznych luf dział, miał większą gęstość (przyczyniający się do lepszego utrzymywania prędkości), a jego niższa temperatura topnienia ułatwiała produkcję pocisków, ponieważ można je było wytwarzać przy użyciu ognia drzewnego. Ołów w postaci weneckiej ceramiki był szeroko stosowany w kosmetyce przez zachodnioeuropejską arystokrację, ponieważ wybielone twarze uważano za oznakę skromności. Praktyka ta rozszerzyła się później na białe peruki i kredki do oczu i zniknęła dopiero podczas rewolucji francuskiej, pod koniec XVIII wieku. Podobna moda pojawiła się w Japonii w XVIII wieku wraz z pojawieniem się gejsz, praktyki, która trwała przez cały XX wiek. „Białe twarze ucieleśniały cnotę Japonek”, podczas gdy ołów był powszechnie używany jako wybielacz.

Poza Europą i Azją

W Nowym Świecie zaczęto produkować ołów wkrótce po przybyciu europejskich osadników. Najwcześniejsze odnotowane produkcje ołowiu pochodzą z 1621 roku w angielskiej kolonii Virginia, czternaście lat po jej założeniu. W Australii pierwszą kopalnią otwartą przez kolonistów na kontynencie była kopalnia flagowa w 1841 roku. W Afryce wydobycie i wytop ołowiu było znane w Benue Taura i dolnym basenie Konga, gdzie ołów był używany w handlu z Europejczykami i jako waluta w XVII wieku, na długo przed walką o Afrykę.

Rewolucja przemysłowa

W drugiej połowie XVIII wieku rewolucja przemysłowa miała miejsce w Wielkiej Brytanii, a następnie w Europie kontynentalnej i Stanach Zjednoczonych. Po raz pierwszy na świecie tempo produkcji ołowiu przekroczyło tempo produkcji w Rzymie. Wielka Brytania była wiodącym producentem ołowiu, jednak utraciła ten status w połowie XIX wieku wraz z wyczerpaniem się jej kopalni i rozwojem wydobycia ołowiu w Niemczech, Hiszpanii i Stanach Zjednoczonych. Do 1900 roku Stany Zjednoczone były światowym liderem w produkcji ołowiu, a inne kraje pozaeuropejskie — Kanada, Meksyk i Australia — rozpoczęły znaczną produkcję ołowiu; wzrosła produkcja poza Europą. Duża część zapotrzebowania na ołów była związana z hydrauliką i farbą — farba ołowiowa była wtedy regularnie używana. W tym czasie coraz więcej ludzi (klasa robotnicza) miało kontakt z metalami i nastąpił wzrost przypadków zatrucia ołowiem. Doprowadziło to do badań nad wpływem spożycia ołowiu na organizm. Ołów okazał się bardziej niebezpieczny w postaci dymu niż stały metal. Stwierdzono związek między zatruciem ołowiem a dną moczanową; Brytyjski lekarz Alfred Baring Garrod zauważył, że jedna trzecia jego pacjentów z dną moczanową to hydraulicy i artyści. Konsekwencje przewlekłego narażenia na ołów, w tym zaburzenia psychiczne, były również badane w XIX wieku. Pierwsze przepisy mające na celu zmniejszenie częstości występowania zatruć ołowiem w fabrykach zostały uchwalone w latach 70. i 80. XIX wieku w Wielkiej Brytanii.

nowy czas

Dalsze dowody na zagrożenie ze strony ołowiu odkryto pod koniec XIX i na początku XX wieku. Mechanizmy powstawania szkód zostały lepiej poznane, a także udokumentowano ślepotę ołowiową. Kraje w Europie i USA podjęły wysiłki w celu zmniejszenia liczby potencjalnych osób, z którymi mają kontakt. W 1878 r. Wielka Brytania wprowadziła obowiązkowe egzaminy w fabrykach, aw 1898 r. powołała pierwszego zakładowego inspektora medycznego; w rezultacie odnotowano 25-krotne zmniejszenie przypadków zatrucia ołowiem w latach 1900-1944. Ostatnim poważnym narażeniem człowieka na ołów było dodanie eteru tetraetylowego do benzyny jako środka przeciwstukowego, co zostało zapoczątkowane w Stanach Zjednoczonych w 1921 roku. Został wycofany w Stanach Zjednoczonych i Unii Europejskiej do 2000 roku. W większości krajów europejskich do 1930 roku farba ołowiowa, powszechnie stosowana ze względu na swoją nieprzezroczystość i wodoodporność, została zakazana do dekoracji wnętrz. Wpływ był znaczący: w ostatnim ćwierćwieczu XX wieku odsetek osób z nadmiernym poziomem ołowiu we krwi spadł z ponad trzech czwartych populacji Stanów Zjednoczonych do nieco ponad dwóch procent. Głównym produktem ołowianym pod koniec XX wieku była bateria kwasowo-ołowiowa, która nie stanowiła bezpośredniego zagrożenia dla ludzi. W latach 1960-1990 produkcja ołowiu w bloku zachodnim wzrosła o jedną trzecią. Udział globalnej produkcji ołowiu w bloku wschodnim potroił się z 10% do 30% w latach 1950-1990, kiedy to Związek Radziecki był największym producentem ołowiu na świecie w połowie lat 70. i 80. XX wieku, a Chiny rozpoczęły produkcję ołowiu na szeroką skalę pod koniec lat 20. ... wieku. W przeciwieństwie do europejskich krajów komunistycznych, w połowie XX wieku Chiny były w większości krajem nieuprzemysłowionym; w 2004 roku Chiny wyprzedziły Australię jako największy producent ołowiu. Podobnie jak w przypadku uprzemysłowienia w Europie, ołów odcisnął swoje piętno na zdrowiu w Chinach.

Produkcja

Produkcja ołowiu wzrasta na całym świecie ze względu na jego stosowanie w akumulatorach kwasowo-ołowiowych. Istnieją dwie główne kategorie produktów: podstawowe, z rud; i wtórne, ze złomu. W 2014 r. wyprodukowano 4,58 mln ton ołowiu z produktów pierwotnych i 5,64 mln ton z produktów wtórnych. W tym roku Chiny, Australia i Stany Zjednoczone znalazły się na czele trzech największych producentów koncentratu ołowiu wydobytego. Trzech największych producentów ołowiu rafinowanego to Chiny, USA i Korea Południowa. Według raportu Międzynarodowego Stowarzyszenia Ekspertów ds. Metali z 2010 r., całkowite zużycie ołowiu nagromadzonego, uwolnionego lub rozproszonego w środowisku przez poziom globalny na mieszkańca wynosi 8 kg. Dużo tego dotyczy krajów bardziej rozwiniętych (20-150 kg/osobę), a nie mniej rozwiniętych (1-4 kg/osobę). Procesy wytwarzania ołowiu pierwotnego i wtórnego są podobne. Niektóre zakłady produkcji podstawowej uzupełniają obecnie swoją działalność blachami ołowianymi i tendencja ta prawdopodobnie będzie się nasilać w przyszłości. Przy odpowiednich metodach produkcji ołów z recyklingu jest nie do odróżnienia od ołowiu pierwotnego. Złom z branży budowlanej jest zwykle dość czysty i przetapiany bez potrzeby wytapiania, chociaż czasami wymagana jest destylacja. Tak więc produkcja ołowiu z recyklingu jest tańsza pod względem zapotrzebowania na energię niż produkcja ołowiu pierwotnego, często o 50% lub więcej.

Główny

Większość rud ołowiu zawiera niski procent ołowiu (rudy bogate mają typową zawartość ołowiu 3-8%), który musi być skoncentrowany w celu odzyskania. Rudy podczas wstępnego przerobu poddawane są zazwyczaj kruszeniu, oddzielaniu gęstych mediów, mieleniu, flotacji pianowej i suszeniu. Powstały koncentrat o zawartości ołowiu 30-80% wagowych (zwykle 50-60%) jest następnie przekształcany w (nieczysty) metaliczny ołów. Można to zrobić na dwa główne sposoby: dwuetapowy proces obejmujący prażenie, po którym następuje ekstrakcja z wielkiego pieca, przeprowadzana w oddzielnych naczyniach; lub proces bezpośredni, w którym ekstrakcja koncentratu odbywa się w jednym naczyniu. Ta druga metoda stała się bardziej powszechna, chociaż ta pierwsza ma nadal znaczenie.

Proces dwuetapowy

Najpierw koncentrat siarczków jest prażony na powietrzu w celu utlenienia siarczku ołowiu: 2 PbS + 3 O2 → 2 PbO + 2 SO2 rudy. Ten surowy tlenek ołowiu jest redukowany w piecu koksowniczym do (ponownie zanieczyszczonego) metalu: 2 PbO + C → Pb + CO2. Zanieczyszczenia to głównie arsen, antymon, bizmut, cynk, miedź, srebro i złoto. Wytop jest poddawany obróbce w piecu pogłosowym za pomocą powietrza, pary i siarki, która utlenia zanieczyszczenia, z wyjątkiem srebra, złota i bizmutu. Utlenione zanieczyszczenia unoszą się na wierzchu stopu i są usuwane. Metaliczne srebro i złoto są usuwane i odzyskiwane ekonomicznie w procesie Parkesa, w którym do ołowiu dodaje się cynk. Cynk rozpuszcza srebro i złoto, które bez mieszania z ołowiem można oddzielić i odzyskać. Odsrebrzony ołów jest uwalniany przez bizmut metodą Bettertona-Krolla, traktując go metalicznym wapniem i magnezem. Otrzymane żużle zawierające bizmut można usunąć. Bardzo czysty ołów można uzyskać przez elektrolityczne przetwarzanie stopionego ołowiu w procesie Bettsa. Anody z czystego ołowiu i katody z czystego ołowiu są umieszczane w elektrolicie fluorokrzemianowym (PbSiF6). Po przyłożeniu potencjału elektrycznego, zanieczyszczony ołów na anodzie rozpuszcza się i osadza na katodzie, pozostawiając zdecydowaną większość zanieczyszczeń w roztworze.

proces bezpośredni

W procesie tym wlewki ołowiane i żużel uzyskuje się bezpośrednio z koncentratów ołowiu. Koncentrat siarczku ołowiu topi się w piecu i utlenia do tlenku ołowiu. Wraz z topnikami do stopionego wsadu dodawany jest węgiel (koks lub gaz węglowy). W ten sposób tlenek ołowiu jest redukowany do ołowiu metalicznego w środku żużla bogatego w tlenek ołowiu. Do 80% ołowiu w silnie skoncentrowanych koncentratach wyjściowych można uzyskać w postaci wlewków; pozostałe 20% tworzy żużel bogaty w tlenek ołowiu. W przypadku surowców o niskiej jakości cały ołów może zostać utleniony do wysokiej jakości żużla. Metaliczny ołów jest dalej wytwarzany z wysokiej jakości (25-40%) żużli przez spalanie lub podmorski wtrysk paliwa, za pomocą pomocniczego pieca elektrycznego lub przez kombinację obu metod.

Alternatywy

Trwają badania nad czystszym i mniej energochłonnym procesem wydobycia ołowiu; jego główną wadą jest to, że albo zbyt dużo ołowiu jest tracone jako odpad, albo alternatywne metody prowadzą do wysokiej zawartości siarki w powstałym ołowiu. Techniką, która może mieć potencjał, jest ekstrakcja hydrometalurgiczna, w której zanieczyszczone anody ołowiowe są zanurzone w elektrolicie, a czysty ołów osadza się na katodzie.

metoda wtórna

Topienie, które jest integralną częścią produkcji pierwotnej, jest często pomijane podczas produkcji wtórnej. Dzieje się tak tylko wtedy, gdy metaliczny ołów uległ znacznemu utlenieniu. Proces ten jest podobny do wydobycia pierwotnego w wielkim piecu lub piecu obrotowym, przy czym główną różnicą jest większa zmienność uzysków. Proces wytapiania ołowiu jest bardziej nowoczesną metodą, która może stanowić przedłużenie produkcji pierwotnej; pasta akumulatorowa ze zużytych akumulatorów ołowiowych usuwa siarkę, traktując ją alkaliami, a następnie przetwarzając w piecu opalanym węglem w obecności tlenu w celu wytworzenia zanieczyszczonego ołowiu, przy czym antymon jest najczęstszym zanieczyszczeniem. Recykling ołowiu wtórnego jest podobny do ołowiu pierwotnego; Niektóre procesy rafinacji można pominąć w zależności od materiału z recyklingu i jego potencjalnego zanieczyszczenia, przy czym jako zanieczyszczenia najczęściej przyjmuje się bizmut i srebro. Spośród źródeł ołowiu do utylizacji najważniejszymi źródłami są akumulatory kwasowo-ołowiowe; Istotna jest również rura ołowiana, blacha i osłona kabla.

Aplikacje

Wbrew powszechnemu przekonaniu grafit w drewnianych ołówkach nigdy nie był wykonany z ołowiu. Kiedy ołówek został stworzony jako narzędzie do nawijania grafitu, specyficzny rodzaj użytego grafitu nazywano plumbago (dosłownie dla układu ołowiu lub ołowiu).

forma elementarna

Metaliczny ołów ma kilka użytecznych właściwości mechanicznych, w tym wysoką gęstość, niską temperaturę topnienia, ciągliwość i względną bezwładność. Wiele metali przewyższa ołów w niektórych z tych aspektów, ale generalnie są one mniej powszechne i trudniejsze do wydobycia z rud. Toksyczność ołowiu doprowadziła do wycofania niektórych z jego zastosowań. Ołów był używany do produkcji pocisków od czasu ich wynalezienia w średniowieczu. Ołów jest tani; jego niska temperatura topnienia oznacza, że amunicja do karabinu można odlewać przy minimalnym użyciu sprzętu technicznego; ponadto ołów jest gęstszy niż inne pospolite metale, co pozwala na lepsze zachowanie prędkości. Pojawiły się obawy, że ołowiane kule używane do polowań mogą szkodzić środowisku. Jego wysoka gęstość i odporność na korozję zostały wykorzystane w wielu powiązanych zastosowaniach. Ołów jest używany jako stępka na statkach. Jego waga pozwala zrównoważyć efekt napinania żagla przez wiatr; jest tak gęsty, że zajmuje niewiele miejsca i minimalizuje wodoodporność. Ołów jest używany w nurkowanie aby przeciwdziałać zdolności nurka do unoszenia się na wodzie. W 1993 roku podstawę Krzywej Wieży w Pizie ustabilizowano 600 tonami ołowiu. Ze względu na swoją odporność na korozję ołów jest używany jako powłoka ochronna do kabli podmorskich. Ołów jest używany w architekturze. Blachy ołowiane są używane jako materiały dachowe, w okładzinach, obróbkach blacharskich, w produkcji rynien i połączeń rur spustowych oraz w attykach dachowych. Listwy ołowiane stosowane są jako materiał dekoracyjny do mocowania blach ołowianych. Ołów jest nadal używany do produkcji posągów i rzeźb. W przeszłości ołów był często używany do wyważania kół samochodowych; ze względów środowiskowych to zastosowanie jest wycofywane. Do stopów miedzi, takich jak mosiądz i brąz, dodaje się ołów w celu poprawy ich skrawalności i smarowności. Będąc praktycznie nierozpuszczalnym w miedzi, ołów tworzy twarde kulki w niedoskonałościach całego stopu, takich jak granice ziaren. W niskich stężeniach, a także jako środek smarny, kuleczki zapobiegają tworzeniu się wiórów podczas pracy stopu, poprawiając tym samym skrawalność. Łożyska wykorzystują stopy miedzi o wyższej zawartości ołowiu. Ołów zapewnia smarowanie, a miedź zapewnia wsparcie. Ze względu na dużą gęstość, liczbę atomową i odkształcalność ołów jest używany jako bariera pochłaniająca dźwięk, wibracje i promieniowanie. Ołów nie posiada naturalnych częstotliwości rezonansowych, dzięki czemu blacha ołowiana jest stosowana jako warstwa wygłuszająca w ścianach, podłogach i sufitach studiów dźwiękowych. Rury organiczne są często wykonane ze stopu ołowiu zmieszanego z różnymi ilościami cyny w celu kontrolowania tonu każdej rury. Ołów jest materiałem ekranującym stosowanym w nauce jądrowej i kamerach rentgenowskich: promienie gamma są pochłaniane przez elektrony. Atomy ołowiu są gęsto upakowane, a ich gęstość elektronowa jest wysoka; duża liczba atomowa oznacza, że na atom przypada wiele elektronów. Stopiony ołów był używany jako chłodziwo do prędkich reaktorów chłodzonych ołowiem. Największe wykorzystanie ołowiu zaobserwowano na początku XXI wieku w akumulatorach kwasowo-ołowiowych. Reakcje w akumulatorze między ołowiem, dwutlenkiem ołowiu i kwasem siarkowym zapewniają niezawodne źródło napięcia. Ołów w bateriach nie wchodzi w bezpośredni kontakt z człowiekiem i dlatego wiąże się z mniejszym zagrożeniem toksycznością. Superkondensatory zawierające akumulatory ołowiowo-kwasowe zostały zainstalowane w kilowatach i megawatach w Australii, Japonii i Stanach Zjednoczonych w zakresie kontroli częstotliwości, wygładzania słonecznego i innych zastosowań. Akumulatory te mają niższą gęstość energii i wydajność rozładowywania niż akumulatory litowo-jonowe, ale są znacznie tańsze. Ołów jest stosowany w kablach wysokiego napięcia jako materiał osłonowy, aby zapobiec dyfuzji wody podczas izolacji termicznej; to użycie maleje wraz z wycofywaniem ołowiu. Niektóre kraje wycofują również stosowanie ołowiu w lutach elektronicznych w celu zmniejszenia zanieczyszczenia środowiska. niebezpieczne odpady. Ołów jest jednym z trzech metali stosowanych w teście Oddiego dla materiałów muzealnych, pomagającym wykryć kwasy organiczne, aldehydy i kwaśne gazy.

Znajomości

Związki ołowiu są stosowane jako lub w środkach barwiących, utleniaczach, tworzywach sztucznych, świecach, szkle i półprzewodnikach. Barwniki na bazie ołowiu są stosowane w szkliwach ceramicznych i szkle, zwłaszcza w czerwieniach i żółcieniach. Tetraoctan ołowiu i dwutlenek ołowiu są stosowane jako środki utleniające w chemii organicznej. Ołów jest często używany w powłokach PVC. przewody elektryczne. Może być stosowany na knoty świec, aby zapewnić dłuższe i bardziej równomierne spalanie. Ze względu na toksyczność ołowiu producenci europejscy i północnoamerykańscy stosują alternatywy, takie jak cynk. Szkło ołowiowe składa się z 12-28% tlenku ołowiu. Zmienia właściwości optyczne szkła i ogranicza przepuszczanie promieniowania jonizującego. Półprzewodniki ołowiowe, takie jak tellurek ołowiu, selenek ołowiu i antymonek ołowiu, są stosowane w ogniwach fotowoltaicznych i detektorach podczerwieni.

Efekty biologiczne i ekologiczne

Efekty biologiczne

Potencjał nie został potwierdzony rola biologiczna. Jego rozpowszechnienie w ludzkim ciele wynosi średnio 120 mg u osoby dorosłej – przewyższając tylko cynk (2500 mg) i żelazo (4000 mg) wśród metali ciężkich. Sole ołowiu są bardzo skutecznie przyswajalne przez organizm. Niewielka ilość ołowiu (1%) zostanie zmagazynowana w kościach; reszta zostanie wydalona z moczem i kałem w ciągu kilku tygodni od narażenia. Dziecko będzie w stanie wydalić z organizmu tylko około jednej trzeciej ołowiu. Chroniczne narażenie na ołów może prowadzić do bioakumulacji ołowiu.

Toksyczność

Ołów to niezwykle trujący metal (wdychany lub połykany), który wpływa na prawie każdy narząd i układ w ludzkim ciele. Przy poziomie powietrza 100 mg/m3 stanowi bezpośrednie zagrożenie dla życia i zdrowia. Ołów jest szybko wchłaniany do krwiobiegu. Główną przyczyną jego toksyczności jest tendencja do zakłócania prawidłowego funkcjonowania enzymów. Czyni to poprzez wiązanie się z grupami sulfhydrylowymi znajdującymi się w wielu enzymach lub naśladując i zastępując inne metale, które działają jako kofaktory w wielu reakcjach enzymatycznych. Do głównych metali, z którymi oddziałuje ołów, należą wapń, żelazo i cynk. Wysoki poziom wapnia i żelaza zapewnia pewną ochronę przed zatruciem ołowiem; niskie poziomy powodują zwiększoną podatność.

efekty

Ołów może spowodować poważne uszkodzenie mózgu i nerek, a ostatecznie doprowadzić do śmierci. Podobnie jak wapń, ołów może przekraczać barierę krew-mózg. Niszczy osłonki mielinowe neuronów, zmniejsza ich liczbę, zaburza szlak neuroprzekaźnictwa i ogranicza wzrost neuronów. Objawy zatrucia ołowiem obejmują nefropatię, kolkę brzuszną i prawdopodobnie osłabienie palców, nadgarstków lub kostek. Niskie ciśnienie krwi wzrasta, szczególnie u osób w średnim i starszym wieku, co może powodować anemię. U kobiet w ciąży wysoki poziom narażenia na ołów może powodować poronienie. Wykazano, że przewlekła ekspozycja na wysoki poziom ołowiu zmniejsza męską płodność. W rozwijającym się mózgu dziecka ołów zaburza tworzenie synaps w korze mózgowej, rozwój neurochemiczny (w tym neuroprzekaźników) oraz organizację kanałów jonowych. Wczesne narażenie dzieci na ołów wiąże się ze zwiększonym ryzykiem zaburzeń snu i nadmiernej senności w ciągu dnia w późniejszym dzieciństwie. Wysoki poziom ołowiu we krwi wiąże się z opóźnionym dojrzewaniem płciowym u dziewcząt. Wzrost i spadek narażenia na unoszący się w powietrzu ołów ze spalania tetraetyloołowiu w benzynie w XX wieku jest związany z historycznymi wzrostami i spadkami wskaźników przestępczości, jednak ta hipoteza nie jest powszechnie akceptowana.

Leczenie

Leczenie zatrucia ołowiem zwykle obejmuje podawanie dimerkaprolu i sukcymeru. Ostre przypadki mogą wymagać zastosowania wersenianu wapnia disodowego, chelatu disodowo-wapniowego kwasu etylenodiaminotetraoctowego (EDTA). Ołów ma większe powinowactwo do ołowiu niż wapń, co powoduje, że ołów jest chelatowany przez metabolizm i wydalany z moczem, pozostawiając nieszkodliwy wapń.

Źródła wpływu

Ekspozycja ołowiu jest globalny problem, ponieważ wydobycie i wytop ołowiu jest powszechne w wielu krajach świata. Zatrucie ołowiem zwykle wynika z połknięcia skażonej ołowiem żywności lub wody, a rzadziej z przypadkowego połknięcia skażonej gleby, kurzu lub farby na bazie ołowiu. Produkty woda morska może zawierać ołów, jeśli woda ma kontakt z wodami przemysłowymi. Owoce i warzywa mogą być zakażone wysoka zawartość ołowiu w glebach, na których były uprawiane. Gleba może być zanieczyszczona przez nagromadzenie cząstek ołowiu w rurach, farby ołowiowej i pozostałości emisji z benzyny ołowiowej. Stosowanie ołowiu w rurach wodociągowych jest problematyczne na obszarach o miękkiej lub kwaśnej wodzie. Twarda woda tworzy nierozpuszczalne warstwy w rurach, podczas gdy miękka i kwaśna woda rozpuszcza ołowiane rury. Rozpuszczony dwutlenek węgla w transportowanej wodzie może prowadzić do powstania rozpuszczalnego wodorowęglanu ołowiu; woda utleniona może podobnie rozpuszczać ołów jak wodorotlenek ołowiu(II). Woda pitna może z czasem powodować problemy zdrowotne ze względu na toksyczność rozpuszczonego ołowiu. Im twardsza woda, tym więcej będzie zawierała wodorowęglanu i siarczanu wapnia, a tym więcej wewnętrzna część rury zostaną pokryte warstwą ochronną z węglanu ołowiu lub siarczanu ołowiu. Spożycie farby ołowiowej jest głównym źródłem narażenia na ołów u dzieci. Gdy farba się rozpada, odpada, rozdrabnia się w pył, a następnie dostaje się do organizmu przez kontakt z dłonią lub skażoną żywność, wodę lub alkohol. Spożycie niektórych środków ludowych może spowodować narażenie na ołów lub jego związki. Wdychanie to druga główna droga narażenia na ołów, w tym dla palaczy, a zwłaszcza dla pracowników pracujących na ołowiu. Dym papierosowy zawiera między innymi substancje toksyczne radioaktywny ołów-210. Prawie cały wdychany ołów jest wchłaniany przez organizm; w przypadku spożycia doustnego odsetek ten wynosi 20-70%, przy czym dzieci pochłaniają więcej ołowiu niż dorośli. Narażenie przez skórę może być znaczące dla wąskiej kategorii osób pracujących z organicznymi związkami ołowiu. Szybkość wchłaniania ołowiu w skórze jest mniejsza w przypadku ołowiu nieorganicznego.

Ekologia

Wydobycie, produkcja, wykorzystanie i utylizacja ołowiu i jego produktów spowodowały znaczne zanieczyszczenie gleb i wód Ziemi. Emisje ołowiu do atmosfery osiągnęły szczyt podczas rewolucji przemysłowej, a okres benzyny ołowiowej przypadał na drugą połowę XX wieku. Podwyższone stężenia ołowiu utrzymują się w glebach i osadach na obszarach poprzemysłowych i miejskich; emisje przemysłowe, w tym związane ze spalaniem węgla, utrzymują się w wielu częściach świata. Ołów może gromadzić się w glebach, szczególnie tych o wysokiej materia organiczna gdzie utrzymuje się przez setki, a nawet tysiące lat. Może zastępować inne metale w roślinach i gromadzić się na ich powierzchni, spowalniając w ten sposób proces fotosyntezy i uniemożliwiając ich wzrost lub zabijanie. Zanieczyszczenie gleb i roślin wpływa na mikroorganizmy i zwierzęta. Dotknięte zwierzęta mają zmniejszoną zdolność do syntezy czerwonych krwinek, co powoduje anemię. Metody analityczne oznaczania ołowiu w środowisku obejmują spektrofotometrię, fluorescencję rentgenowską, spektroskopię atomową oraz metody elektrochemiczne. Opracowano specyficzną elektrodę jonoselektywną na bazie jonoforu S,S"-metylenobis (N,N-diizobutyloditiokarbaminianu).

Ograniczenie i przywrócenie

W połowie lat 80. nastąpiła znacząca zmiana w użyciu ołowiu. W Stanach Zjednoczonych przepisy dotyczące ochrony środowiska ograniczają lub eliminują stosowanie ołowiu w produktach bez baterii, w tym w układach benzyny, farb, lutów i wody. Urządzenia do kontroli cząstek stałych mogą być stosowane w elektrowniach węglowych do zbierania emisji ołowiu. Stosowanie ołowiu jest dodatkowo ograniczone dyrektywą Unii Europejskiej w sprawie ograniczeń użytkowania niebezpieczne substancje. Stosowanie ołowianych pocisków do myślistwa i strzelectwa sportowego zostało zakazane w Holandii w 1993 roku, co spowodowało znaczną redukcję emisji ołowiu z 230 ton w 1990 roku do 47,5 ton w 1995 roku. W Stanach Zjednoczonych Urząd ds. Bezpieczeństwa i Zdrowia w Pracy ustalił dopuszczalny limit narażenia na ołów w miejscu pracy na 0,05 mg/m3 w ciągu 8-godzinnego dnia pracy; dotyczy to ołowiu metalicznego, nieorganicznych związków ołowiu i mydeł ołowiowych. Instytut Narodowy Amerykańska Agencja Bezpieczeństwa i Zdrowia w Pracy zaleca, aby stężenie ołowiu we krwi było mniejsze niż 0,06 mg na 100 g krwi. Ołów nadal można znaleźć w szkodliwych ilościach w ceramice, winylu (stosowanym do układania rur i izolowania przewodów elektrycznych) oraz chińskim mosiądzu. Starsze domy mogą nadal zawierać farbę ołowiową. Biała farba ołowiowa została wycofana w krajach uprzemysłowionych, ale żółty chromian ołowiu jest nadal w użyciu. Usuwanie starej farby przez piaskowanie powoduje powstawanie pyłu, który człowiek może wdychać.