Олово

Тази статия е за химичния елемент. За града в Босна и Херцеговина вижте Олово (град).

---

Оловото е химичен елемент, метал и минерал. Означението му в периодичната система е Pb (от латински: plumbum), а атомният му номер е 82.

Олово
Олово – сребристо-бял метал Сребристо-бял метал
Спектрални линии на олово Спектрални линии
Талий ← Олово → Бисмут Sn ↑ Pb ↓ Fl H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og Периодична система
Общи данни
Име, символ, Z	Олово, Pb, 82
Група, период, блок	14, 6, p
Химическа серия	слаб метал
Електронна конфигурация	[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p2
e- на енергийно ниво	2, 8, 18, 32, 18, 4
CAS номер	7439-92-1
Свойства на атома
Атомна маса	207,2 u
Атомен радиус (изч.)	180 (154) pm
Ковалентен радиус	146±5 pm
Радиус на ван дер Ваалс	202 pm
Степен на окисление	4, 3, 2, 1, −1, −2, −4
Оксид	PbO2 (амфотерен)
Електроотрицателност (Скала на Полинг)	1,87
Йонизационна енергия	I: 715,6 kJ/mol II: 1450,5 kJ/mol III: 3081,5 kJ/mol IV: 4083 kJ/mol (още)
Физични свойства
Агрегатно състояние	твърдо вещество
Кристална структура	кубична стенноцентрирана
Плътност	11340 kg/m3
Температура на топене	600,61 K (327,61 °C)
Температура на кипене	2022 K (1749 °C)
Моларен обем	1,827×10-5 m3/mol
Специф. топлина на топене	4,77 kJ/mol
Специф. топлина на изпарение	179,5 kJ/mol
Налягане на парата P (Pa) 1 10 102 103 104 105 T (K) 978 1088 1229 1412 1660 2027
Скорост на звука	1190 m/s при 25 °C
Специф. топл. капацитет	127 J/(kg·K)
Специф. електропроводимост	4,8×106 S/m при 20 °C
Специф. ел. съпротивление	0,208 Ω.mm2/m при 20 °C
Топлопроводимост	35,3 W/(m·K)
Магнетизъм	диамагнитен
Модул на еластичност	16 GPa
Модул на срязване	5,6 GPa
Модул на свиваемост	46 GPa
Коефициент на Поасон	0,44
Твърдост по Моос	1,5
Твърдост по Бринел	38 – 50 MPa
История
Откритие	в Средния Изток (≈7000 г. пр.н.е.)
Най-дълготрайни изотопи
Изотоп ИР ПП ТР ПР 202Pb синт. 5,26×104 г. ε 202Tl 204Pb 1,4 % стабилен 205Pb радио 1,55×107 г. ε 205Tl 206Pb 24,1 % стабилен 207Pb 22,1 % стабилен 208Pb 52,4 % стабилен 210Pb радио 22,32 г. β- 210Bi Изотопната разпространеност (ИР) може да варира в различните проби
Олово в Общомедия

Получаване

Основният източник за получаване на олово са сулфидните полиметални руди, минералът галенит – PbS. Получаването на олово от галенит се извършва по схемата: ${\ce {PbS->PbO->Pb}}$.

Първоначално рудата се обогатява. Полученият концентрат се подлага на окислително обгаряне:

${\ce {2PbS + 3O2->2PbO + 2SO2 ^}}$.

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:

${\ce {PbO + C->Pb + CO ^}}$ и ${\ce {PbO + CO->Pb + CO2 ^}}$.

Черното олово се получава при взаимодействие на изходна сулфидна руда с кислород (автогенен способ). Процесът протича в 2 етапа:

${\ce {2PbS + 3O2->2PbO + 2SO2 ^}}$,

${\ce {PbS + 2PbO->3Pb + SO2 ^}}$.

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:

Страна	Добив (тонове)
Китай	2400
Австралия	500
САЩ	335
Перу	310
Мексико	250

Физични и химични свойства

Оловото 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

Оловото 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

Прясно 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

На 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.

${\ce {2Pb + O2->2PbO}}$

При загряване оловото взаимодейства с хлора, сярата и други неметали.

${\ce {Pb + Cl2->PbCl2}}$

${\ce {Pb + S->PbS}}$

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

Оловото 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.

$\mathrm {Pb+2NaOH+2{H_{2}}O\rightarrow Na_{2}[Pb(OH)_{4}]+H_{2}\uparrow }$

$\mathrm {3Pb+8HNO_{3}\rightarrow 3Pb(NO_{3})_{2}+2NO\uparrow +4H_{2}O}$

$\mathrm {Pb+2HCl\rightarrow PbCl_{2}+H_{2}\uparrow }$.

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

Оловните 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

Оловото 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

Класическата пирометалургична технология за производство на олово използва за основна суровина сулфидни оловни концентрати.

Действие върху човека и живите организми

Оловните пари и оловните йони имат отровно действие. 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

Приложение

Използвана сплав от олово 60% и калай 40%: ПОС-40 (ПОК 40)за запояване. Темп.топене 210 – 220 °C

Приложения в миналото

Оловото 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

Оловото 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

Външни препратки

• Технологична схема за производство на олово