Олово
- Тази статия е за химичния елемент. За града в Босна и Херцеговина вижте Олово (град).
Оловото е химичен елемент, метал и минерал.[1][2] Означението му в периодичната система е Pb (от латински: plumbum), а атомният му номер е 82.
Получаване
редактиранеОсновният източник за получаване на олово са сулфидните полиметални руди, минералът галенит – PbS. Получаването на олово от галенит се извършва по схемата: .
Първоначално рудата се обогатява. Полученият концентрат се подлага на окислително обгаряне:
- .
При обгарянето се добавят флюси (CaCO3, Fe2O3, SiO2). Те образуват разредена фаза, циментираща шихта. Полученият агломерат съдържа 35 – 45 % Pb. По-нататък съдържащото се в агломерата олово (II) и медни оксиди се възстановяват чрез кокс:
- и .
Черното олово се получава при взаимодействие на изходна сулфидна руда с кислород (автогенен способ). Процесът протича в 2 етапа:
- ,
- .
За следващото пречистване на така нареченото сурово или черно олово от примесите Cu, Sb, Sn, Al, Bi, Au, и Ag се използва класическият пирометалургически метод или електролиза.
Страни, които са най-големи производителни на олово (включително и вторично олово) за 2016 година (по данни на ILZSG – Международна група за изучаване на олово и цинк), в хиляди тонове:[3]
Страна | Добив (тонове) |
---|---|
Китай | 2400 |
Австралия | 500 |
САЩ | 335 |
Перу | 310 |
Мексико | 250 |
Физични и химични свойства
редактиранеОловото е сиво-бял, мек и пластичен метал със силен метален блясък. Разтваря се в киселини и се окислява при обикновена температура, но се пасивира – образува тънка оксидна кора, която го предпазва от по-нататъшно окисление. Съединенията му са отровни. Олово се добива главно от минералите галенит, церусит и англезит. Най-големи находища има в Австралия, Канада, Русия, Испания. Приложение – за сплави, химични апаратури, изолатор на кабели, акумулатори, за защита от радиоактивни лъчения, за куршуми, сачми и др.
Строеж на атома
редактиранеОловото е химичен елемент от IV А група и в 6 период. 82-та електрона в електронната му обвивка са групирани в 6 електронни слоя. Във външния електронен слой има 4 електрона, от които два са единични и една електронна двойка. Оловото има по-голям атомен радиус от елементите в 4А група. Поради това той по-слабо привлича валентните си електрони от външния електронен слой. При химичните взаимодействия отдава два или четири електрона, като проявява втора или четвърта валентност.
Свойства и употреба
редактиранеПрясно отрязаната повърхност на оловото има сивосинкав цвят и метален блясък. Оловото е тежък метал (p – 11,3 g/cm3) и ниско топим (т.т. – 327 °C). Топи се сравнително лесно. Оловото е много мек метал, реже се с нож и оставя сива следа върху хартия. Той е пластичен и се валцува на тънки листа. Има по-малка топлопроводимост и електропроводимост в сравнение с медта и среброто.
Взаимодействие с прости вещества
редактиранеНа въздух оловото бързо губи металния си блясък. Става матово или сиво, защото се покрива с оловен оксид, който прилепва плътно към метала и го предпазва от по-нататъшно окисление.
При загряване оловото взаимодейства с хлора, сярата и други неметали.
С металите оловото образува сплави: мек припой – сплав за куршуми и ловджийски сачми, лагерна сплав и др.
Оловото поглъща радиоактивните лъчения, затова се използва за направата на защитни прегради, на защитни наметали при рентгенови снимки и др.
Оловото се намира точно пред водорода в реда на окислителната активност на металите. Със солна и със сярна киселина оловото почти не взаимодейства, защото по повърхността му се образуват неразтворимите соли PbCl2 и PbSO4. Това определя използването му в огромни количества главно в автомобилите за направата на оловни акумулатори.
Съединения
редактиранеОловото е средно активен метал. Образува няколко оксида.
Елементът се намира непосредствено преди водорода в РОАМ. Реагира с основи и киселини (разредена азотна и концентрирана солна). Мястото му определя взаимодействието със силни киселини, каквато е солната.
- .
Реакцията на Pb с концентрирана HCl възниква поради образуването на разтворимо комплексно съединение. Оловото се пасивира от H2SO4 и разредена HCl, защото се образува неразтворим PbSO4 и слабо разтворим PbCl2, респективно.
Физиологично действие
редактиранеОловните пари и оловните йони имат отровно действие. Те попадат в човешкия организъм чрез въздуха, водата и храната. Големи количества аерозоли постъпват в атмосферата при изгарянето на оловосъдържащия бензин. Затова все повече се използва безоловен бензин.
Оловото се натрупва в организма и когато достигне определено количество, предизвиква болестта сатурнизъм. Заболелият получава нервно разстройство и венците на зъбите му добиват сивкав цвят. При хроничните отравяния се поразяват кръвотворните органи, засягат се някои ензими, жлезите с вътрешна секреция и др. Дози от 0,2 – 0,3 mg/kg оловни съединения са достатъчни за появата на отровно действие. Опасност от отравяне има при боядисване с оловни бои, при пазене на храна в гледжосани съдове, отровна е газовата смес от ауспуха на колите и т.н. Ежегодно около 200 000 t Pb замърсяват околната среда на планетата Земя. В този процес участва и човекът.
Също така оловото се натрупва и в костите на живите организми. Протича процесът заместване на калция с олово.
Разпространение
редактиранеОловото се среща в природата в съединено състояние. Най-разпространената оловна руда е галенитът. В България находища има в Родопите, Искърския пролом, Врачанско и др. Рудата е полиметална и наред с оловото в заводите в Кърджали (Оловно-цинковия завод) и Пловдив (КЦМ АД) се получават и други метали.
Производство
редактиранеКласическата пирометалургична технология за производство на олово използва за основна суровина сулфидни оловни концентрати.
Действие върху човека и живите организми
редактиранеОловните пари и оловните йони имат отровно действие.[4] Това е един от най-токсичните тежки метали. Йоните му попадат в човешкия организъм чрез въздуха, водата и храната. Големи количества аерозоли постъпват в атмосферата при изгарянето на оловосъдържащия бензин. Затова все повече се използва безоловен бензин, а оловният се ограничава. Оловото се натрупва в организма и когато достигне определено количество, предизвиква болестта сатурнизъм. Заболелият получава нервно разстройство и венците на зъбите му добиват сивкав цвят. При хроничните отравяния се поразяват кръвотворните органи, засягат се някои ензими, жлезите с вътрешна секреция и др. Дози от 0,2 – 0,3 mg/kg оловни съединения са достатъчни за появата на отровно действие.
Оловото предизвиква и психически разстройства и усложнения. Детоксикацията на човек отровен с олово е невъзможна. В Римската Империя, Царска Русия и в Западна Европа водопроводите, чиниите и приборите за хранене са били оловни, тъй като оловото е мек и леснообработваем метал. Това е довело до масови психически проблеми. Оловото също предизвиква и хронични заболявания в потомството на отровените. Дори има теории, че Римската Империя е западнала, защото римляните са се превърнали в една невменяема нация с психически увреждания, податлива на разврат и с неуравновесен избухлив характер вследствие на генетично предаване на болести, предизвикани от отравяне с олово, тоест – децата вече са се раждали болни от различни заболявания.
Опасност от отравяне има при боядисване с оловни бои, когато се пази храна в гледжосани съдове, отровна е газовата смес от ауспуха на колите и т.н. Ежегодно около 200 000 t Pb замърсяват околната среда на планетата Земя. В този процес участва и човека. Също така оловото се натрупва и в костите на живите организми. Протича процесът заместване на калция с олово.
Приложения
редактиранеИзползвана сплав от олово 60% и калай 40%: ПОС-40 (ПОК 40)за запояване. Темп.топене 210 – 220 °C
Приложения в миналото
редактиранеОловото е било използвано за:
- направа на водопроводи и прибори за хранене.
- производството на оловни бои с бял, жълт и червен цвят
- консерватор на различни храни и напитки
- направата на детски играчки
- направата на ауспуси за колите
- направата на покриви и огради – особено в Османската Империя. В Пловдив е имало т. нар. Куршум хан. Хората го нарекли така, защото покрива му е бил направен от олово (от турски: куршум, което значи олово).
Приложения в днешно време
редактиранеОловото изолира от радиоактивни лъчения, затова се използва за направата на защитни прегради, на защитни наметала при рентгенови снимки и др.
Също се използва за:
- оцветяващ елемент на керамичните политури – в жълт и червен цвят
- направата на метателни оръжия
- производство на патрони
- удължаване на горенето на някои свещи
- направата на колани за гмуркачите с акваланги с цел да противодейства на естествената способност на човек да се задържа над водата
- направата на високоволтажни кабели – като обвивен материал, за да предотврати водна дифузия в изолираното пространство
- производство на оловно-цинкови батерии
Източници
редактиране- ↑ Костов, Иван. Минералогия. 3. София, Издателство „Наука и изкуство“, 1973. OCLC 859838412. с. 117 – 118.
- ↑ Костов-Китин, Владислав. Енциклопедия: Минералите в България. София, Издателство на БАН „Проф. Марин Дринов“, 2023. ISBN 978-619-245-365-7. с. 454.
- ↑ Mineral Commodity Summaries 2017
- ↑ Книжников В.А., Бережной Р.В., Рубцов А.Ф., Григорян Э.А., Марченко Е.Н., Самойлов Д.Н., Соркина Н.С., Цивильно М.А. Олово (Свинец) // Голямата медицинска енциклопедия (в 30 тома). 3 издание. Т. 23. Захароза – Съдовия тон (Сахароза – Сосудистый тонус). Москва, Издателство „Съветска енциклопедия“, 1984. с. 21 – 26. – 544 с. Посетен на 1 юни 2018. (на руски) ((ru))