История открытия химического элемента Pb
На ближнем Востоке свинец стал известен ещё с 3 тысячелетия до нашей эры, где он участвовал в создании кирпичей, статуй и разных бытовых предметов. Его сопоставляли Сатурну.
Археологические раскопки, которые проводились на территории Древнего царства Египта, помогли найти свинцовые изделия. Подобные открытия сделаны и на территории бывшей Месопотамии и Армении.
Его использовали не только в качестве самостоятельного металла для изделия, но также для очищения серебра и золота. Затем металлу нашли новую задачу – им обшивали корпуса кораблей и применяли в медицинских целях.
В конце 17 века появилось хрустальное стекло за счет добавления в стекло свинца. После, из него стали изготавливать пули.
Особенности плавления свинца
Высокая удельная плотность, пластичность и легкость в обработке позволяют проводит обработку и в домашних условиях. Самым распространенным процессом работы со свинцом выступает плавление.
Достигнуть температуры плавления свинца в 327,46 градусов можно даже при помощи костра, тем более что специальных сооружений и особой технологии эта процедура не требует. Вместе с тем, даже разогрев свинец до нужной температуры, сделать отливку из него удастся далеко не сразу, если не знать особенностей технологии плавки и отливки.
Плавление свинца в домашних условиях
Подготовка к процессу
Подготовка к плавке свинца заключается в оборудовании места, где будут проводиться работы и инструментов для работ. Идеальным вариантом для этого будет мастерская с горном или газовой горелкой, которые создадут необходимую теплоту плавления металла. В качестве инструмента рекомендуется использовать плавильную ложку с длинной ручкой. Плавильная лодка должна иметь широкую горловину с носиком для слива жидкого металла.
Широкая горловина необходима для снятия с поверхности пленки из оксидов и шлаков. Для отливки форм рекомендуется расположить поблизости от горна место под формы, чтобы переносить плавильную ложку было недалеко.
Помещение рекомендуется перед работами освободить от лишних предметов, так, чтобы рабочее пространство позволяло подойти к горну с любой стороны. Одним из важных условий работ является соблюдение мер безопасности – помещение должно иметь хорошее освещение и вентиляцию.
В число инструментов для работ стоит внести пассатижи, клещи с длинной ручкой, пробную ложку, металлический прут для помешивания металла и прут с лопаткой для добавления металла в емкость для плавления. Какой еще инструмент понадобится, нужно определиться перед началом работ, чтобы не тратить драгоценное время пока металл не застыл.
Тигель для плавки свинца
Процедура плавки
Несмотря на то, что температура плавления металла не такая уж и высокая, рекомендуется не приступать к работе пока огонь или газовая горелка не разогреют плавильную чашу. Металл для плавки нужно измельчить – так быстрее пойдет процесс, да и добавлять его в чашу будет удобнее.
После прогрева чаши добавляется 1-2 свинцовых слитков, весом 20-25 грамм. После образования лужицы, добавляют следующие части. Когда вся плавка достигнет жидкого состояния, пробной ложкой снимается пленка. Шлаки, оксиды и примеси, расплавившиеся в металле, во время плавления поднимаются на поверхность, и чтобы они не мешали при разливе по формам пленку лучше снять.
Характеристики свинца
На нашей планете содержится 0,0016% этого металла от совокупной массы земной коры. Этот показатель хоть и небольшой, однако, если его сравнивать с иными химическими элементами — висмутом, золотом, ртутью, то свинец находится на гораздо более высокой позиции.
Преимущественный источник сырьевого материала — сульфидные полиметаллические руды
. Металл имеет следующие качества:
- мягкость;
- невысокая температура плавления;
- обрабатывать этот металл можно и самостоятельно.
Этот материал характеризуется грязно-сероватым оттенком
. На участке среза металл имеет синеватый отлив, который постепенно становится тусклым. Это связано с окислительным процессом, который происходит благодаря влиянию кислорода. На срезе при этом формируется оксидный слой.
Это тяжёлый металл, его плотность составляет 11,34 г/см³
. Этот показатель примерно в полтора раза выше, нежели у обыкновенного железа. Помимо всего прочего, свинец также относится к наиболее мягким металлам.
Его поверхность с лёгкостью царапается даже обыкновенным ножиком или ногтём. Свинец является крайне гибким, расплющить этот металл можно обыкновенной киянкой или молотком. А ещё он нередко используется для литья или плавления своими руками.
Температура плавления
Температурные показатели, при которых свинец начинает закипать — 1751 градус.
Этот металл начинает плавиться при температуре 327,46 градуса по шкале Цельсия
. Его литьевые качества полностью сохраняются в пределах от четырёхсот до четырёхсот пятидесяти градусов.
А оксидная плёнка, защищающая материал от воздействия коррозии, начинает плавиться лишь при температуре в 850 градусов Цельсия, что затрудняет сваривание этой разновидности металла с другими. Кроме того, уровень летучести свинца существенно увеличивается при температуре в 700 градусов.
Материал отлично обрабатывается и в охлаждённом виде. Из него можно сделать тонкий слой фольги. Если на этот металл воздействует давление в 2 тонны на квадратный сантиметр, то он приобретает вид монолита.
Проволоку же из него делают посредством продавливания в фильере. Низкая степень прочности на разрыв не позволяет пользоваться обыкновенным волочением для этой цели.
Для начала нужно найти ёмкость. Будет отлично, если ручка сосуда будет сделана из какого-нибудь жароустойчивого материала. Для этой цели можно воспользоваться старым кофейником или чайником.
Материал можно плавить и в устаревшей посуде, сделанной из чугуна, пользуясь глубокой и длинной ложкой для заливки
Если поблизости нет подходящей ёмкости, то можно применить и обыкновенную консервную «жестянку». Однако, здесь следует пользоваться пассатижами
, которые будут использоваться для снятия раскалённой посуды с пламени и заливки материала в форму.
Не забывайте, что во время работы нужно быть предельно осторожным. Чтобы упростить процедуру, на одной стороне банки можно сделать небольшой желобок
. В таком случае раскалённый металл будет выливаться тоненькой струйкой чётко в необходимое место.
Очищенный от примесей материал можно помельчить, чтобы он расплавился как можно скорее. Ёмкость нужно надёжным образом поставить над горелкой и как следует прогреть
. Это нужно сделать для того чтобы избавить поверхность от лишних примесей и влаги.
Процедура плавки
Не нужно пытаться расплавить сразу весь подготовленный свинец, ведь взаимодействовать с раскалённой поверхностью ёмкости будет лишь самый нижний слой.
Сначала расплавьте два-три куска, чтобы сформировалась лужица, после чего постепенно накидывайте новый материал
. Так у вас появится возможность сделать рабочую площадь более объёмной.
После плавления с поверхности металла нужно убрать слой мусора, примесей и шлака
. Заливка должна осуществляться в нагретую форму. А также свинец характеризуется оперативным застыванием. Материал быстро утрачивает текучесть, становится более густым, в связи с чем не может полностью наполнить собой форму.
Биологические свойства
Свинец – тяжелый металл, обладающий токсическими свойствами. Сам металл и его соединения широко применяются в повседневной жизни человека и отравления соединениями свинца могут наблюдаться как на производстве, так и в быту.
Бытовые источники поступления свинца в организм – повышенное содержание свинца в воздухе в обветшалых зданиях старых построек, в которых применялись краски на основе свинца, загрязненные свинцом вода и другие питьевые жидкости (свинец может поступать из свинцовых припоев водопровода и металлической посуды), использование керамики с высоким содержанием свинца, пары этилированного бензина в атмосфере.
Поступивший в желудочно-кишечный тракт свинец всасывается плохо, но вдыхаемый свинец поглощается почти полностью. Абсорбция свинца усиливается при дефиците в рационе кальция, фосфора, железа. В крови основная часть свинца находится в эритроцитах и лишь около 5% – в плазме, в виде комплексов с фосфатами, белками и органическими кислотами. Выведение свинца осуществляется, в основном, почками, при превышении определенного уровня поступления, он начинает накапливаться в организме с образованием стойких депо, главным образом, в костной ткани. Повышенный уровень экспозиции к свинцу приводит к увеличению риска гипертонии, ускоряет прогресс болезней почек. Одним из характерных симптомов хронической свинцовой интоксикации является анемия.
Наибольшую опасность неблагоприятные экологические условия представляют для детей в период активного роста, который характеризуется высоким уровнем абсорбции элементов (3-12 лет). Отмечены задержка пубертата и неврологические изменения у детей с субклиническим уровнем отравления свинцом.
Острые отравления свинцом, которые в настоящее время очень редки, могут проявляться изменениями со стороны различных систем и органов, включая патологию системы эритроцитов, развитие полиневритов, свинцовой энцефалопатии, диспептических расстройств, свинцовой колики.
Лучшим индикатором свинцового отравления является исследование содержания свинца в цельной крови, применяют также исследование мочи. Волосы в качестве материала для исследования чаще используют при обследовании детей, проживающих в экологически неблагоприятных условиях.
Исторические сведения
Свинец используется многие тысячелетия, поскольку он широко распространён, легко добывается и обрабатывается. Он очень ковкий и легко плавится. Выплавка свинца была первым из известных человеку металлургических процессов. Бусины из свинца, датируемые 6400 г. до н. э., были найдены в культуре Чатал-Хююк. Самым древним предметом, сделанным из свинца, часто считается статуэтка стоящей женщины в длинной юбке времён первой династии Египта, датируемая 3100—2900 гг. до н. э., хранящаяся в Британском музее (инвентарный номер EA 32138). Она была найдена в храме Осириса в Абидосе и привезена из Египта в 1899 году. В Древнем Египте использовались медальоны из свинца. В раннем бронзовом веке свинец использовался наряду с сурьмой и мышьяком. Указание на свинец как на определённый металл имеется в Ветхом Завете.
Свинцовые трубы древнеримского водопровода с надписями
Самым крупным производителем свинца доиндустриальной эпохи был Древний Рим, с годовым производством 80 000 тонн. Добыча римлянами свинца происходила в Центральной Европе, римской Британии, на Балканах, в Греции, Малой Азии и Испании. Римляне широко применяли свинец в производстве труб для водопроводов, свинцовые трубы часто имели надписи римских императоров. Правда, ещё Плиний и Витрувий считали, что это нехорошо для общественного здоровья.
Папская булла 1637 года со свинцовой печатью
После падения Римской империи в V в. н. э. использование свинца в Европе упало и оставалось на низком уровне около 600 лет. Затем свинец начали добывать в восточной Германии. Свинцовый сахар ещё с римских времён добавляли в вино для улучшения его вкусовых качеств, это стало широко распространено и продолжалось даже после запрета папской буллой в 1498 году. Такое использование свинца в средние века приводило к эпидемиям свинцовой колики. В Древней Руси свинец использовали для покрытия крыш церквей, а также широко применяли в качестве материала навесных печатей к грамотам Позднее, в 1633 году, в Кремле был сооружён водопровод со свинцовыми трубами, вода по которому шла из Водовзводной башни, он просуществовал до 1737 года.
В алхимии свинец ассоциировался с планетой Сатурн и обозначался её символом ♄. В древности олово, свинец и сурьму часто не отличали друг от друга, считая их разными видами одного и того же металла, хотя ещё Плиний Старший различал олово и свинец, называя олово «plumbum album», а свинец — «plumbum nigrum».
Индустриальная революция привела к новому росту потребности в свинце. К началу 1840-х гг. годовое производство очищенного свинца впервые превысило 100 000 тонн и выросло до более чем 250 000 тонн в течение следующих 20 лет. До последних десятилетий XIX века добыча свинца в основном проводилась тремя странами: Британией, Германией и Испанией. К началу XX века добыча свинца в Европе стала меньше, чем в остальном мире, благодаря увеличившейся добыче в США, Канаде, Мексике и Австралии. До 1990 года большое количество свинца использовалось (вместе с сурьмой и оловом) для отливки типографских шрифтов, а также в виде тетраэтилсвинца — для повышения октанового числа моторного топлива.
Свинец, свойства атома, химические и физические свойства.
Pb 82 Свинец
207,2(1) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 6s2 6p2
Свинец — элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 82. Расположен в 14-й группе (по старой классификации — главной подгруппе четвертой группы), шестом периоде периодической системы.
Атом и молекула свинца. Формула свинца. Строение свинца
Цена на свинец
Изотопы и модификации свинца
Свойства свинца (таблица): температура, плотность, давление и пр.
Физические свойства свинца
Химические свойства свинца. Взаимодействие свинца. Реакции с свинцом
Получение свинца
Применение свинца
Таблица химических элементов Д.И. Менделеева
ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА
Содержание в земной коре — 1,6•10−3 % по массе. Самородный свинец встречается редко, круг пород, в которых он установлен, достаточно широк: от осадочных пород до ультраосновных интрузивных пород. В этих образованиях он часто образует интерметаллические соединения (например, звягинцевит (Pd,Pt)3(Pb,Sn) и др.) и сплавы с другими элементами (например, (Pb + Sn + Sb)). Он входит в состав 80 различных минералов. Важнейшие из них: галенит PbS, церуссит PbCO3, англезит PbSO4 (сульфат свинца); из более сложных — тиллит PbSnS2 и бетехтинит Pb2(Cu,Fe)21S15, а также сульфосоли свинца — джемсонит FePb4Sn6S14, буланжерит Pb5Sb4S11. Всегда содержится в рудах урана и тория, имея часто радиогенную природу.
Для получения свинца в основном используют руды, содержащие галенит. Сначала методом флотации получают концентрат, содержащий 40—70 процентов свинца. Затем возможно несколько способов переработки концентрата в веркблей (черновой свинец): прежде широко распространённый метод шахтной восстановительной плавки, разработанные в СССР метод кислородно-взвешенной циклонной электротермической плавки свинцово-цинковых продуктов (КИВЦЭТ-ЦС), метод плавки Ванюкова (плавка в жидкой ванне). Для плавки в шахтной (ватержакетной) печи предварительно производят агломерационный обжиг концентрата, а затем его загружают в шахтную печь, где происходит восстановление свинца из оксида.
Веркблей, содержащий более 90 процентов свинца, подвергается дальнейшему очищению. Сначала для удаления меди применяют зейгерование и последующую обработку серой. Затем щелочным рафинированием удаляют мышьяк и сурьму. Далее выделяют серебро и золото с помощью цинковой пены и отгоняют цинк. Обработкой кальцием и магнием удаляют висмут. В результате содержание примесей падает до менее чем 0,2 %[
Получение
Как правильно паять паяльником с кислотой
Сырьём для извлечения свинца служат породы, включающие геленит. Процесс выплавки тяжёлого металла состоит из нескольких фаз. Из первоначального сырья способом флотации выделяют концентрат с содержанием от 40 до 70 процентов плюмбума. Далее производители идут разными путями.
Одним из способов превращения продукта в веркблей (черновой свинец) является плавка методом регенерации. Другой способ заключается в том, что восстановление металла из оксида происходит плавкой сырья в ватержакетном калорифере.
Полученный веркблей с содержанием 90% свинца очищают от меди. Затем щелочным рафинированием убирают мышьяк и сурьму. Потом выделяют серебро и цинк. Воздействием магния и кальция исключают висмут. В итоге получают свинец чистотой 99,8%.
Производство мирового объёма свинца по итогам исследования международных организаций за 2005 год
| Страна производитель | Объём, килотонн |
| Страны Европы | 2220 |
| КНР | 1430 |
| Российская федерация | 1120 |
| Ю. Корея | 650 |
| Казахстан | 570 |
| Украина | 410 |
ПРИМЕНЕНИЕ
Нитрат свинца применяется для производства мощных смесевых взрывчатых веществ. Азид свинца применяется как наиболее широко употребляемый детонатор (инициирующее взрывчатое вещество). Перхлорат свинца используется для приготовления тяжёлой жидкости (плотность 2,6 г/см³), используемой во флотационном обогащении руд, он иногда применяется в мощных смесевых взрывчатых веществах как окислитель. Фторид свинца самостоятельно, а также совместно с фторидом висмута, меди, серебра применяется в качестве катодного материала в химических источниках тока.
Висмутат свинца, сульфид свинца PbS, иодид свинца применяются в качестве катодного материала в литиевых аккумуляторных батареях. Хлорид свинца PbCl2 в качестве катодного материала в резервных источниках тока. Теллурид свинца PbTe широко применяется в качестве термоэлектрического материала (термо-э.д.с. 350 мкВ/К), самый широкоприменяемый материал в производстве термоэлектрогенераторов и термоэлектрических холодильников. Двуокись свинца PbO2 широко применяется не только в свинцовом аккумуляторе, но и также на её основе производятся многие резервные химические источники тока, например — свинцово-хлорный элемент, свинцово-плавиковый элемент и другие.
Свинцовые белила, основной карбонат Pb(OH)2•PbCO3, плотный белый порошок, — получается из свинца на воздухе под действием углекислого газа и уксусной кислоты. Использование свинцовых белил в качестве красящего пигмента теперь не так распространено, как ранее, из-за их разложения под действием сероводорода H2S. Свинцовые белила применяют также для производства шпатлёвки, в технологии цемента и свинцовокарбонатной бумаги.
Арсенат и арсенит свинца применяют в технологии инсектицидов для уничтожения насекомых — вредителей сельского хозяйства (непарного шелкопряда и хлопкового долгоносика).
Борат свинца Pb(BO2)2•H2O, нерастворимый белый порошок, используют для сушки картин и лаков, а вместе с другими металлами — в качестве покрытий стекла и фарфора.
Хлорид свинца PbCl2, белый кристаллический порошок, растворим в горячей воде, растворах других хлоридов и особенно хлорида аммония NH4Cl. Его применяют для приготовления мазей при обработке опухолей.
Хромат свинца PbCrO4 известен как хромовый жёлтый краситель, является важным пигментом для приготовления красок, для окраски фарфора и тканей. В промышленности хромат применяют в основном в производстве жёлтых пигментов.
Нитрат свинца Pb(NO3)2 — белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. Это вяжущее ограниченного применения. В промышленности его используют в спичечном производстве, крашении и набивке текстиля, окраске рогов и гравировке.
Поскольку свинец хорошо поглощает γ-излучение, он используется для радиационной защиты в рентгеновских установках и в ядерных реакторах. Кроме того, свинец рассматривается в качестве теплоносителя в проектах перспективных ядерных реакторов на быстрых нейтронах.
Значительное применение находят сплавы свинца. Пьютер (сплав олова со свинцом), содержащий 85—90 % Sn и 15—10 % Pb, формуется, недорог и используется в производстве домашней утвари. Припой, содержащий 67 % Pb и 33 % Sn, применяют в электротехнике. Сплавы свинца с сурьмой используют в производстве пуль и типографского шрифта, а сплавы свинца, сурьмы и олова — для фигурного литья и подшипников. Сплавы свинца с сурьмой обычно применяют для оболочек кабелей и пластин электрических аккумуляторов. Было время, когда на оболочки кабелей шла значительная часть производимого в мире свинца, благодаря хорошим влагозащитным свойствам таких изделий. Однако впоследствии свинец в существенной мере вытеснили из этой области алюминий и полимеры. Так, в странах Запада использование свинца на оболочки кабелей упало с 342 тысяч тонн в 1976 году до 51 тысяч тонн в 2002 году. Соединения свинца используются в производстве красителей, красок, инсектицидов, стеклянных изделий и как добавки к бензину в виде тетраэтилсвинца (C2H5)4Pb (умеренно летучая жидкость, пары которой в малых концентрациях имеют сладковатый фруктовый запах, в больших — неприятный запах; Тпл = 130 °C, Ткип = +80 °С/13 мм рт. ст.; плотность 1,650 г/см³; nD2v = 1,5198; не растворяется в воде, смешивается с органическими растворителями; высокотоксичен, легко проникает через кожу; ПДК = 0,005 мг/м³; ЛД50 = 12,7 мг/кг (крысы, перорально)) для повышения октанового числа.
Используется для защиты пациентов от излучения рентгеновских аппаратов.
Свинец (англ. Lead) — Pb
| Молекулярный вес | 207.20 г/моль |
| Происхождение названия | от латинского plumbum |
| IMA статус | действителен, описан впервые до 1959 (до IMA) |
От атомной энергетики до рыбацких утех
В промышленности и быту обширно применение свинца.
Сферы применение свинца
В медицине без укрытий из металла не обойтись в рентгенологических исследованиях.
В геологии «тяжёлый» металл используется для определения возраста Земли и в частности ее минералов и горных пород. Это геохронологические методы с помощью изотопов различных элементов, в том числе свинца.
Рекомендуем: МЕДЬ — фундамент цивилизации
Исчезни завтра все свинцово-кислотные аккумуляторы, нам пришлось бы пересаживаться на лошадей, велосипеды или пойти пешком. Свинец движет все автомобили на планете.
Он же, наш серый герой, входит в составы для пайки. И попробуйте доказать рыбаку, что без грузила из свинца он как-нибудь обойдется.
Как металл стал орудием убийства
Создается впечатление, что человечество не может без войн, драк, разборок или хотя бы охоты. Увлечение сильной половины человечества всегда означало близкий контакт со свинцом. Свинец прост в обработке. Еще в Древнем Риме снаряды для пращей отливали из свинца. Позже из него столетиями изготавливали пули. По сей день пули делают из свинца по одной простой причине — большой пробивной способности относительно размера и скорости полета пули.
В первых огнестрельных орудиях убийства пули были просто свинцовыми шариками, сейчас это прекрасно сбалансированные, имеющие разные конструкции, маленькие убийцы. Но будь это обычная или специальная (бронебойная, экспансивная, разрывная), пуля содержит свинец. Сердечники пули делают из свинцовой проволоки (для 45 калибра проволока потолще, для 20 калибра пойдет тонкая). Сердечники «одевают» в гильзы из меди.
Нитраты, перхлораты и азиды свинца применяют в приготовлении взрывчатых веществ.
Мрачное прошлое металла
Об ядовитых свойствах металла писали Плиний и врач Диоскорид (их беспокоили свинцовые трубы водопровода и плитки из металла, которыми выкладывали стены и иногда пол).
Русский царь Алексей Михайлович, проводя реконструкцию Кремля, приказал установить на Водовзводной башне машину, которая поднимала воду в Кремль. Все хорошо, только вот трубы были свинцовые. Часть историков и медиков винят воздействие металла на потомство царя. Его дети, Федор и Иван были очень больными. На Петре Великом питье свинцовой воды тоже отразилось. В кино царь-батюшка красавец, а в жизни был нескладным, узкие плечи, широкий таз, длинные руки и ноги.
Отравление соединениями токсичного металла продолжались и дальше.
ТЭС (тетраэтилсвинец)
Наша любовь к четырехколесным и скорости привела к разработке этого вещества. Точнее, к его добавлению в бензин, который стали звать «этилированным». На таком бензине машинки бегали быстрее, и становилось их все больше. Дело шло к геохимической катастрофе — ТЭС был в земле, в воздухе, в человеческих организмах. Правительства стран спохватились — такими темпами, со свинцовыми отравлениями править скоро станет некем. И ввели запрет на этилированные бензины.
Похожие публикации
- ПЛАТИНА — «гнилое серебро» или благородный металл
- БРОНЗА — сплав для всех времен и народов
- ВИСМУТ — радиоактивный и безопасный
- ТАНТАЛ — твёрдый, редкий и дорогой
Свойства свинца (таблица): температура, плотность, давление и пр.:
| 100 | Общие сведения | |
| 101 | Название | Свинец |
| 102 | Прежнее название | |
| 103 | Латинское название | Plumbum |
| 104 | Английское название | Lead |
| 105 | Символ | Pb |
| 106 | Атомный номер (номер в таблице) | 82 |
| 107 | Тип | Металл |
| 108 | Группа | Амфотерный, тяжёлый, цветной металл |
| 109 | Открыт | Известен с глубокой древности. |
| 110 | Год открытия | 7000 до н. э. |
| 111 | Внешний вид и пр. | Ковкий, сравнительно легкоплавкий, тяжёлый металл серебристо-белого цвета с синеватым отливом |
| 112 | Происхождение | Природный материал |
| 113 | Модификации | |
| 114 | Аллотропные модификации | |
| 115 | Температура и иные условия перехода аллотропных модификаций друг в друга | |
| 116 | Конденсат Бозе-Эйнштейна | |
| 117 | Двумерные материалы | |
| 118 | Содержание в атмосфере и воздухе (по массе) | 0 % |
| 119 | Содержание в земной коре (по массе) | 0,00099 % |
| 120 | Содержание в морях и океанах (по массе) | 3,0·10-9 % |
| 121 | Содержание во Вселенной и космосе (по массе) | 1,0·10-6 % |
| 122 | Содержание в Солнце (по массе) | 1,0·10-6 % |
| 123 | Содержание в метеоритах (по массе) | 0,00014 % |
| 124 | Содержание в организме человека (по массе) | 0,00017 % |
| 200 | Свойства атома | |
| 201 | Атомная масса (молярная масса) | 207,2(1) а. е. м. (г/моль) |
| 202 | Электронная конфигурация | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 6s2 6p2 |
| 203 | Электронная оболочка | K2 L8 M18 N32 O18 P4 Q0 R0
|
| 204 | Радиус атома (вычисленный) | 154 пм |
| 205 | Эмпирический радиус атома* | 180 пм |
| 206 | Ковалентный радиус* | 146 пм |
| 207 | Радиус иона (кристаллический) | Pb2+ 112 (4) пм, 133 (6) пм, 143 (8) пм, 163 (12) пм, Pb4+ 79 (4) пм, 91,5 (6) пм, 108 (8) пм (в скобках указано координационное число – характеристика, которая определяет число ближайших частиц (ионов или атомов) в молекуле или кристалле) |
| 208 | Радиус Ван-дер-Ваальса | 202 пм |
| 209 | Электроны, Протоны, Нейтроны | 82 электрона, 82 протона, 125 нейтронов |
| 210 | Семейство (блок) | элемент p-семейства |
| 211 | Период в периодической таблице | 6 |
| 212 | Группа в периодической таблице | 14-ая группа (по старой классификации – главная подгруппа 4-ой группы) |
| 213 | Эмиссионный спектр излучения | |
| 300 | Химические свойства | |
| 301 | Степени окисления | -4, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4 |
| 302 | Валентность | II, IV |
| 303 | Электроотрицательность | 2,33 (шкала Полинга) |
| 304 | Энергия ионизации (первый электрон) | 715,6 кДж/моль (7,4166799(6) эВ) |
| 305 | Электродный потенциал | Pb2+ + 2e– → Pb, Eo = -0,126 В, Pb4+ + 4e– → Pb, Eo = +0,77 В, Pb4+ + 2e– → Pb2+, Eo = +1,694 В |
| 306 | Энергия сродства атома к электрону | 35,1 кДж/моль |
| 400 | Физические свойства | |
| 401 | Плотность* | 11,34 г/см3 (при 20 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело), 10,66 г/см3 (при температуре плавления 327,46 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость) |
| 402 | Температура плавления* | 327,46 °C (600,61 K, 621,43 °F) |
| 403 | Температура кипения* | 1749 °C (2022 K, 3180 °F) |
| 404 | Температура сублимации | |
| 405 | Температура разложения | |
| 406 | Температура самовоспламенения смеси газа с воздухом | |
| 407 | Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл) | 4,77 кДж/моль |
| 408 | Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип)* | 179,5 кДж/моль |
| 409 | Удельная теплоемкость при постоянном давлении | |
| 410 | Молярная теплоёмкость | 26,65 Дж/(K·моль) |
| 411 | Молярный объём | 18,3 см³/моль |
| 412 | Теплопроводность | 35,3 Вт/(м·К) (при стандартных условиях), 35,3 Вт/(м·К) (при 300 K) |
| 500 | Кристаллическая решётка | |
| 511 | Кристаллическая решётка #1 | |
| 512 | Структура решётки | Кубическая гранецентрированная
|
| 513 | Параметры решётки | 4,950 Å |
| 514 | Отношение c/a | |
| 515 | Температура Дебая | 88 K |
| 516 | Название пространственной группы симметрии | Fm_ 3m |
| 517 | Номер пространственной группы симметрии | 225 |
| 900 | Дополнительные сведения | |
| 901 | Номер CAS | 7439-92-1 |
Примечание:
205* Эмпирический радиус атома свинца согласно и составляет 175 пм.
206* Ковалентный радиус свинца согласно и составляет 146±5 пм и 147 пм соответственно.
401* Плотность свинца согласно и составляет 11,3415 г/см3 (при 0 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело) и 11,336 г/см3 (при 20 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело) соответственно, а также 10,686 г/см3 (при 327,4 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость).
402* Температура плавления свинца согласно составляет 327,4 °C (600,55 K, 621,32 °F).
403* Температура кипения свинца согласно составляет 1745 °C (2018,15 К, 3173 °F).
408* Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип) свинца согласно и составляет 177,8 кДж/моль и 177,7 кДж/моль соответственно.
Домашние и промышленные способы
Без оловянно-свинцовых припоев (ПОС) невозможно существование такой отрасли, как радиотехника. Многие промышленные изделия имеют в своём составе покрытия из ПОС.
Оловянно-свинцовые припои
Промышленность поставляет на рынок припойный продукт:
- литые чушки;
- проволока;
- фольгированная лента;
- припойные трубочки с флюсом;
- порошок или паста.
Сплавы с содержанием 90% олова и 10% свинца применяют для пайки изделий, которые потом подвергаются гальваническому покрытию из золота или серебра. Температура плавления чистого олова – 2310 С. Поэтому припой расплавится при нагреве 2200 С.
Трубчатый припой с флюсом
Оловянно-свинцовый ПОС с преобладанием в своём составе олова (61%) имеет более низкую температуру плавления – 191%. ПОС 61 используют для покрытия контактных групп в различных приборах, также им обрабатывают тонкую проволоку для обмоток якорей электродвигателей и катушек трансформаторов.
Важно! Учитывая, при какой температуре плавится олово, регулируют % содержание свинца в сплаве. Этим добиваются комфортного температурного режима, при котором оловянно-свинцовый припой быстро переходит в жидкое состояние
ПОС 30 плавится при 256 градусах. Соединения обладают меньшей прочностью, чем средства с более высоким содержанием олова.
10 процентный припой далёк от температурного порога, при котором происходит плавление олова. Поэтому ПОС 10 применяют как прочный материал для лужения больших металлических поверхностей.
Приготовление расплава и заливка
В промышленных условиях расплав готовят в специальных тиглях, которые помещают в электропечи (оборудование, оснащённое электронной измерительной аппаратурой, поддерживающее нужный режим плавки).
В радиотехническом производстве используют специальные нагревательные ванны, в которых готовят припой для печатных плат радиосхем.
В мастерских и дома припой плавят жалом паяльника. Для приготовления большого объёма расплавленного металла его помещают в медный сосуд на электроплите. Сплав в виде лома загружают в плавильную ванну постепенно, по мере расплавления очередного слоя металла.
Рыболовные лаки
Заядлые рыбаки дома отливают рыболовные грузила и блесны, вливая в глиняные формы расплавленное олово. Блесны затем покрывают водостойкими лаками.
Рыболовный лак
Процесс плавки
В качестве источника тепла для расплавления лома используют:
- костер, над ним устанавливают подставку для плавильни;
- паяльную лампу, ее фиксируют в стационарном положении;
- газовую горелку, ей металл разогревают и снизу, и сверху, попеременно;
- кухонную плиту (газовую или электрическую).
Емкость устанавливают так, чтобы языки пламени не выходили за площадь дна.
Плавка свинца начинается с подготовительного этапа: нужно приготовить плавильную емкость, измельчить лом. Его очищают от примесей, возможной влаги, загрязнений. Затем разрезают на небольшие кусочки ножом или ножницами по металлу. Ломать свинцовые куски сложно, они отлично гнутся. Чем мельче будет лом, тем быстрее он расплавится. Его рекомендуют закладывать в плавильную емкость постепенно. Когда кусочки загружают в расплав, снижается риск перегрева расплава до температуры летучести. Не стоит разогревать кусочки до красноватого оттенка, это сигнал, что образуют ядовитые летучие соединения.
Если для расплава используют емкость с толстыми стенками, ее предварительно прогревают. Жесть достаточно просушить. Плавильню заполняют не более, чем на половину, лучше на 1/3. Толстый слой равномерно не прогреется.
Читать также: Пилорама цепная шинная для продольной распиловки бревен
Плавильня должна устойчиво стоять на горелке, не шататься. После расплавления лома на поверхности образуется шапка шлака. Ее снимают перед розливом расплава в форму. Ее предварительно прогревают, чтобы не было резкого температурного контраста. В холодную форму расплав заливается неравномерно. На поверхности литья образуются рытвины, складки, другие дефекты.
Переплавка в кустарных условиях
- Свинец, температура плавления которого низкая, позволяет его использование для литья разнообразных поделок, грузил для рыбалки в домашних условиях. Формировать расплав несложно, но при этом необходимо соблюдать элементарную безопасность и внимательность.
- Плавку металла следует проводить в хорошо проветриваемом помещении. Источником тепла можно выбрать ручную горелку, а в качестве сосуда использовать емкость из более прочного и устойчивого к нагреванию металла.
- Поместив материал в емкость для нагревания, включить источник тепла на максимальную мощность и направить температурный поток ближе к расплавляемому материалу. Для перевода в жидкость значительного количества сырья потребуется некоторое время.
- После выключения горелки расплавленный материал можно заливать в подготовленную форму для литья. Надев специальные рукавицы, аккуратно взять емкость с жидкостью, слегка вращая для предотвращения образования пузырей.
- Заливать металл в форму нужно на расстоянии, чтобы не обжечь открытые части тела горячими испарениями свинца. После заливки форму оставить остывать до безопасной температуры.
- Пролитый расплав можно легко механически удалить с поверхности с помощью отвертки или долота и использовать его при следующей плавке.
- Материал хорошо смешивается с другими металлами, что влияет на состав и качество отливки. При работе необходимо использовать спецодежду и плотные рукавицы для защиты кожи рук от попадания металлической пыли.
- Перед заливкой нужно удостовериться, что форма абсолютно сухая. При наличии влаги может произойти мгновенное ее испарение, что повлечет за собой попадание расплава на тело.
Из автомобильных колес
Еще один вариант, где взять свинец, — это автосервис. Поскольку автомобильное колесо оснащено специальными балансировочными грузиками, при необходимости их можно демонтировать и использовать не по прямому назначению.
Как утверждают специалисты, один такой грузик весит 50-60 г. Судя по многочисленным отзывам, 1 кг обойдется не более, чем в 50 рублей. Новичкам и тем, кто не имеет представления о том, где взять свинец, специалисты рекомендуют воспользоваться автомобильными грузилами.
Но сегодня в качестве материала для их изготовления используется свинец не в чистом виде. Часто это цинк с примесями баббита — легкоплавким В состав могут входить сурьма и олово. Кроме грузиков для колес свинец добывают также из подшипников скольжения, реже из герметизирующих прокладок.
