Большая Советская Энциклопедия


Поисковый запрос:

СВИНЕЦ (лат. Plumbum), Pb, химич. элемент IV группы периодич. системы Менделеева; ат. н. 82, ат. м. 207, 2. С.-тяжёлый металл голубовато-серого цвета, очень пластичный, мягкий (режется ножом, царапается ногтем). Природный С. состоит из 5 стабильных изотопов с массовыми числами 202 (следы), 204 (1, 5%), 206 (23, 6%), 207 (22, 6%), 208 (52, 3%). Последние три изотопа-конечные продукты радиоактивных превращений 238U, 235U и 232Th (см. Радиоактивные ряды). При ядерных реакциях образуются многочисленные радиоактивные изотопы С.

Историческая справка. С. был известен за 6-7 тыс. лет до н. э. народам Месопотамии, Египта и др. стран древнего мира. Он служил для изготовления статуй, предметов домашнего обихода, табличек для письма. Римляне пользовались свинцовыми трубами для водопроводов. Алхимики называли С. Сатурном и обозначали его знаком этой планеты (см. Знаки химические). Соединения С.- "свинцовая зола" РbО, свинцовые белила 2РbСО3 • •Рb(ОН)2 применялись в Др. Греции и Риме как составные части лекарств и красок. Когда было изобретено огнестрельное оружие, С. начали применять как материал для пуль. Ядовитость С. отметили ещё в 1 в. н. э. греч. врач Ди-оскорид и Плиний Старший.

Распространение в природе. Содержание С. в земной коре (кларк) 1, 6-10-3% по массе. Образование в земной коре ок. 80 минералов, содержащих С. (гл. из них галенит PbS), связано в основном с формированием гидротермальных месторождений (см. Полиметаллические руды). В зонах окисления полиметаллических руд образуются многочисленные (ок. 90) вторичные минералы: сульфаты (англезит PbSO4), карбонаты (церуссит РbСОэ), фосфаты [пироморфит Рb5(РО4)3Сl].

В биосфере С. в основном рассеивается, его мало в живом веществе (5 х 10-5%), мор. воде (3 х 10-9% ). Из природных вод С. отчасти сорбируется глинами и осаждается сероводородом, поэтому он накапливается в мор. илах с сероводородным заражением и в образовавшихся из них чёрных глинах и сланцах.

Физич. ихимич. свойства. С. кристаллизуется в гранецентрированной кубич. решётке =4, 9389 А), аллотропич. модификаций не имеет. Атомный радиус 1, 75 А, ионные радиусы: Рb2+ 1, 26 А, РЬ4+ 0, 76А; плотность 11, 34 г/см3(20 °С); tпл 327, 4 °С; tкиn 1725 °С; удельная теплоёмкость при 20 °С 0, 128 кдж/(кг х К) [0, 0306 кал/г х °С]| теплопроводность 33, 5 вт/(м х К)[0, 08 кал/см х сек х°С)]; температурный коэфф. линейного расширения 29, 1 х 10-6 при комнатной темп-ре; твёрдость по Бринеллю 25-40 Мн/м2(2, 5-4 кгс/мм2); предел прочности при растяжении 12-13 Мн/м2, при сжатии ок. 50 Мн/м2; относит. удлинение при разрыве 50-70%. Наклёп не повышает ме-ханич. свойств С., т. к. темп-pa его рекристаллизации лежит ниже комнатной (ок.-35 °С при степени деформации 40% и выше). С. диамагнитен, его магнитная восприимчивость -0, 12 х 10-6. При 7, 18 К становится сверхпроводником.

Конфигурация внеш. электронных оболочек атома Pb 6s2 6р2, в соответствии с чем он проявляет степени окисления + 2 и +4. С. сравнительно мало активен химически. Металлич. блеск свежего разреза С. постепенно исчезает на воздухе вследствие образования тончайшей плёнки РbО, предохраняющей от дальнейшего окисления.

С кислородом образует ряд окислов Рb2О, РbО, РbО2, РbзО4 и Рb2О3 (см. Свинца окислы).

В отсутствие О2 вода при комнатной темп-ре на С. не действует, но он разлагает горячий водяной пар с образованием окиси С. и водорода. Соответствующие окислам РbО и РbО2 гидроокиси Рb(ОН)2 и Рb(ОН)4 имеют амфотерный характер.

Соединение С. с водородом РbН4 получается в небольших количествах при действии разбавленной соляной к-ты на Mg2Pb. PbH4 - бесцветный газ, к-рый очень легко разлагается на Pb и Н2. При нагревании С. соединяется с галогенами, образуя галогениды РbХ2 (X -галоген). Все они малорастворимы в воде. Получены также галогениды РbХ4: тетрафторид PbF4 - бесцветные кристаллы и тетрахлорид РbСl4- жёлтая маслянистая жидкость. Оба соединения легко разлагаются, выделяя F2 или С12; гидро-лизуются водой. С азотом С. не реагирует. Азид свинца Pb(N3)2 получают взаимодействием растворов азида натрия NaN3 и солей Рb(11); бесцветные игольчатые кристаллы, труднорастворимые в воде; при ударе или нагревании разлагается на Pb и N2 со взрывом. Сера действует на С. при нагревании с образованием сульфида PbS - чёрного аморфного порошка. Сульфид может быть получен также при пропускании сероводорода в растворы солей Pb(II); в природе встречается в виде свинцового блеска -галенита.

В ряду напряжений Pb стоит выше водорода (нормальные электродные потенциалы соответственно равны -0, 126 в для РЬ<=>РЬ2+ + 2е и + 0, 65 в для Pb<=>Pb4+ + 4е). Однако С. не вытесняет водород из разбавленной соляной и серной к-т, вследствие перенапряжения Н2 на Pb, а также образования на поверхности металла защитных плёнок трудно-растворимых хлорида РbС12 и сульфата PbSOa. Концентрированные H2SO4 и НС1 при нагревании действуют на Pb, причём получаются растворимые комплексные соединения состава Pb(HSO4)2 и Н2[РЬС14]. Азотная, уксусная, а также нек-рые органич. к-ты (напр., лимонная) растворяют С. с образованием солей РЬ(11). По растворимости в воде соли делятся на растворимые (ацетат, нитрат и хлорат свинца), малорастворимые (хлорид и фторид) и нерастворимые (сульфат, карбонат, хромат, фосфат, молиодат и сульфид). Соли Pb(IV) могут быть получены электролизом сильно подкисленных H2SO4 растворов солей Рb(11); важнейшие из солей Pb(IV)- сульфат Pb(SO4)2 и ацетат Рb(С2Н3О2)4. Соли Pb (IV) склонны присоединять избыточные отрицат. ионы с образованием комплексных анионов, напр/ плюмбатов (РbОз)2- и (РbО4)4-, хлороплюмбатов(РbС16)2-, гидроксоплюмбатов [Рb(ОН)6]2- и др. Концентрированные растворы едких щелочей при нагревании реагируют с Pb с выделением водорода и гидроксоплюмбитов типа Х2[Рb(ОН)4].

Получение. Металлич. С. получают окислительным обжигом PbS с последующим восстановлением РbО до сырого Pb ("веркблея") и рафинированием (очисткой) последнего. Окислит/ обжиг концентрата ведётся в агломерационных ленточных машинах непрерывного действия (см. Агломерация). При обжиге PbS преобладает реакция:

2PbS + ЗО2 = 2РbО + 2SO2. Кроме того, получается и немного сульфата PbSO4, к-рый переводят в силикат PbSiO3, для чего в шихту добавляют кварцевый песок. Одновременно окисляются и сульфиды др. металлов (Си, Zn, Fe), присутствующие как примеси. В результате обжига вместо порошкообразной смеси сульфидов получают агломерат - пористую спёкшуюся сплошную массу, состоящую преим. из окислов РbО, CuO, ZnO, Fe2O3. Куски агломерата смешивают с коксом и известняком и эту смесь загружают в ватержакетную печь, в к-рую снизу через трубы ("фурмы") подают воздух под давлением. Кокс и окись углерода восстанавливают РbО до Pb уже при невысоких темп-рах (до 500 °С). При более высоких темп-рах идут реакции:

СаСОа = СаО + СО2

2РbSiOз + 2СаО + С = 2Рb + 2CaSiO3+ CO2. Окислы Zn и Fe частично переходят в ZnSiO3 и FeSiO3, к-рые вместе с CaSiO3 образуют шлак, всплывающий на поверхность. Окислы С. восстанавливаются до металла. Сырой С. содержит 92-98% Pb, остальное-примеси Си, Ag (иногда Au), Zn, Sn, As, Sb, Bi, Fe. Примеси Си и Fe удаляют зейгерованием. Для удаления Sn, As, Sb через расплавленный металл продувают воздух. Выделение Ag (и Au) производится добавкой Zn, к-рый образует "цинковую пену", состоящую из соединений Zn с Ag (и Au), более лёгких, чем РЬ, и плавящихся при 600-700 oС. Избыток Zn удаляют из расплавленного Рb пропусканием воздуха, водяного пара или хлора. Для очистки от Bi к жидкому Рb добавляют Са или Mg, дающие трудноплавкие соединения Ca3Bi2 и Mg3Bi2. Рафинированный этими способами С. содержит 99, 8 -99, 9% Рb. Дальнейшая очистка производится электролизом, в результате чего достигается чистота не менее 99, 99%.

Применение. С. широко применяют в произ-ве свинцовых аккумуляторов, используют для изготовления заводской аппаратуры, стойкой в агрессивных газах и жидкостях. С. сильно поглощает y(гамма)-лучи и рентгеновские лучи, благодаря чему его применяют как материал для защиты от их действия (контейнеры для хранения радиоактивных веществ, аппаратура рентгеновских кабинетов и др.). Большие количества С. идут на изготовление оболочек электрич. кабелей, защищающих их от коррозии и механич. повреждений. На основе С. изготовляют многие свинцовые сплавы. Окись С. РbО вводят в хрусталь и оптич. стекло для получения материалов с большим показателем преломления. Сурик, хромат (жёлтый крон) и осн. карбонат С. (свинцовые белила) - ограниченно применяемые пигменты. Хромат С.- окислитель, используется в аналитич. химии. Азид и стифнат (тринитрорезорцинат) -инициирующие взрывчатые вещества. Тет-раэтилсвинец - антидетонатор. Ацетат С. служит индикатором для обнаружения H2S. В качестве изотопных индикаторов используются 204Рb (стабильный) и 212Рb (радиоактивный). С. А. Погодин.

С. в организме. Растения поглощают С. из почвы, воды и атмосферных выпадений. В организм человека С. попадает с пищей (ок. 0, 22 мг), водой (0, 1 мг), пылью (0, 08 мг). Безопасный суточный уровень поступления С. для человека 0, 2-2 мг. Выделяется гл. обр.

с калом (0, 22-0, 32 мг), меньше с мочой (0, 03-0, 05 мг). В теле человека содержится в среднем ок. 2 мг С. (в отдельных случаях - до 200 мг). У жителей про-мышленно развитых стран содержание С. в организме выше, чем. у жителей аграрных стран, у горожан выше, чем у сельских жителей. Осн. депо С.- скелет (90% всего С. организма): в печени накапливается 0, 2-1, 9 мкг/г; в крови - 0, 15-0, 40 мкг/мл; в волосах - 24 мкг/г, в молоке- 0, 005-0, 15 мкг/мл; содержится также в поджелудочной железе, почках, головном мозге и др. органах. Концентрация и распределение С. в организме животных близки к показателям, установленным для человека. При повышении уровня С. в окружающей среде возрастает его отложение в костях, волосах, печени. Биологич. функции С. не установлены. Ю. И. Раецкая.

Отравления С. него соединениями возможны при добыче руд, выплавке С., при произ-ве свинцовых красок, в полиграфии, гончарном, кабельном произ-вах, при получении и применении тетраэтилсвинца и др. Бытовые отравления возникают редко и наблюдаются при употреблении в пищу продуктов, к-рые длительно хранили в глиняной посуде, покрытой глазурью, содержащей свинцовый сурик или глёт. С. и его неорганич. соединения в виде аэрозолей проникают в организм в основном через дыхат. пути, в меньшей степени - через желудочно-кишечный тракт и кожу. В крови С. циркулирует в виде высокодисперсных коллоидов - фосфата и альбумината. Выделяется С. в основном через кишечник и почки. В развитии интоксикации играют роль нарушение пор-фиринового, белкового, углеводного и фосфатного обменов, дефицит витаминов С и B1, функциональные и органич. изменения центр. и вегетативной нервной системы, токсич. влияние С. на костный мозг. Отравления могут быть скрытыми (т. н. носительство), протекать в лёгкой, ср. тяжести и тяжёлой формах.

Наиболее частые признаки отравления С.: кайма (полоска лиловато-аспидного цвета) по краю дёсен, землисто-бледная окраска кожных покровов; ретикулоцитоз и др. изменения крови, повышенное содержание порфиринов в моче, наличие в моче С. в количествах 0, 04-0, 08 мг!л и более и т. д. Поражение нервной системы проявляется астенией, при выраженных формах - энцефалопатией, параличами (преим. разгибателей кисти и пальцев рук), полиневритом. При т. н. свинцовой колике возникают резкие схваткообразные боли в животе, запор, продолжающиеся от неск. ч до 2-3 нед; нередко колика сопровождается тошнотой, рвотой, подъёмом артериального давления, темп-ры тела до 37, 5-38 °С. При хронической интоксикации возможны поражения печени, сердечно-сосудистой системы, нарушение эндокринных функций (напр., у женщин - выкидыши, дис-менорея, меноррагии и др.). Угнетение иммунобиологич. реактивности способствует повышенной общей заболеваемости. Лечение: специфические (комплек-сонообразователи и др.) и общеукреп-ляющие (глюкоза, витамины и др.) средства, физиотерапия, санаторно-курортное лечение (Пятигорск, Мацеста, Серноводск). Профилактика: замена С. менее токсичными веществами (напр., цинковые и титановые белила вместо свинцовых), автоматизация и механизация операций в произ-ве С., эффективная вытяжная вентиляция, индивидуальная защита рабочих, леч. питание, периодич. витаминизация, предварительные и периодич. мед. осмотры.

Препараты С. используют в мед. практике (только наружно) как вяжущие и антисептич. средства. Применяют: свинцовую воду (при воспалит. заболеваниях кожи и слизистых оболочек), простой и сложный свинцовые пластыри (при гнойно-воспалит. заболеваниях кожи, фурункулах) и др. А. А. Каспаров.

Лит.: Андреев В. М., Свинец, в кн.: Краткая химическая энциклопедия, т. 4, М., 1965; Р е м и Г., Курс неорганической химии, пер. с нем., т. 1, М., 1963; Чижиков Д. М., Металлургия свинца, в кн.: Справочник металлурга по цветным металлам, т. 2, М., 1947; Вредные вещества в промышленности, под ред. Н. В. Лазарева, 6 изд., ч. 2, Л., 1971; Тарабаева Г. И., Действие свинца на организм и лечебно-профилактические мероприятия, А.-А., 1961; Профессиональные болезни, 3 изд.. М., 1973.

Подробнее...


Искать: « большая историческая энциклопедия скачать » во всех доступных словарях и справочниках
Большая Советская Энциклопедия
Copyright © 2019    ·    О проекте: «Рефераты, Энциклопедии, Словари On-Line»    ·