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      標 題:鉛的物理性質和化學性質
      日 期:2007/5/30  源 自:中華職工學習網(wǎng) 【字體: 字體顏色
     

    一種化學元素;瘜W符號Pb原子序數(shù)82,原子量207.2,屬周期系ⅣA族 。人類最早提煉出來的金屬之一 。埃及前王朝時期就有鉛制人像。古羅馬人已經(jīng)了解鉛能耐腐蝕,廣泛用鉛做水管。古埃及用鉛化合物做瓷釉。中國商代中期,在鑄造青銅器時已加入金屬鉛,西周的鉛戈中,含量也很高。
      鉛在地殼中的含量為 1.6×10-3% ,很少以游離狀態(tài)存在于自然界,主要礦物有方鉛礦(PbS)、白鉛礦(PbCO3)、硫酸鉛礦(PbSO4)。鉛是鈾和釷的衰變產(chǎn)物,因此也存在于各種鈾礦和釷礦中。
      銀白色金屬,但略帶藍色,在空氣中失去光澤,變成暗灰色。熔點327.502℃ ,沸點1740℃ ,密度11.3437克/厘米3,莫氏硬度1.5,很柔軟,金屬鉛有良好的展性,能壓成薄片,但沒有延性,不能拉成絲。在潮濕的含有二氧化碳的空氣中,表面形成堿式碳酸鉛薄膜,能阻止鉛被進一步氧化。在加熱時能與氧、硫、鹵素化合,生成相應的化合物。鉛的氧化物有3種:氧化鉛(PbO)俗稱密陀僧,有紅色和黃色的兩種變體;二氧化鉛(PbO2)為棕色固體,具有氧化性;四氧化三鉛(Pb3O4)俗稱鉛丹或紅丹,是紅色粉末。氫氧化鉛〔Pb(OH)2〕是兩性氫氧化物,既可溶于酸 ,又可溶與堿 。不與水作用,與鹽酸反應時,生成溶解度小的氯化鉛覆蓋在鉛的表面,使反應終止。與硫酸的作用和鹽酸相似。能溶于濃熱的硫酸中,生成可溶性的硫酸氫鉛;溶于稀硝酸,生成硝酸鉛。由于硝酸鉛不溶于濃硝酸,所以與濃硝酸的作用很快會終止。鉛的氧化態(tài)為+2和+4。鉛及其化合物對人體有毒,攝取后主要貯存在骨骼內,部分取代磷酸鈣中的鈣,不易排出。中毒較深時引起神經(jīng)系統(tǒng)損害,嚴重時會引起鉛毒性腦病,多見于四乙鉛的中毒 。維生素B1和C 、蕓香苷可改進鉛中毒患者的新陳代謝,并加速鉛的排出。乙二胺四乙酸二鈉鈣等有驅鉛作用。中草藥金錢草煎劑等也能治鉛中毒。
      制法有:①將方鉛礦中的硫化鉛部分轉變?yōu)榱蛩徙U,兩者進一步反應得金屬鉛。②將硫化鉛熔燒成氧化鉛,然后與焦炭、石灰石放在鼓風爐中冶煉,可生產(chǎn)金屬鉛。精煉方法有:①火法精煉。先將粗鉛熔融,加入硫、氫氧化鈉、氯化鈉、硝酸鈉等,使雜質成爐渣分離。②電解精煉。用粗鉛做陽極,純鉛做陰極 ,可得純鉛 。耐腐蝕 ,可用作水管 。鉛、銻 、錫的合金熔點低(約240℃) ,凝固時膨脹,可作印刷鉛字 。鉛玻璃用作X射線防護屏 。大量鉛用于生產(chǎn)汽油抗爆劑四乙鉛和蓄電池的極板。

      鉛是一種化學元素,其化學符號是Pb(拉丁語Plumbum),原子序數(shù)為82。鉛是一種軟的重金屬,它有毒性,是一種有延伸性的主族金屬。鉛的本色是青白色的,在空氣中它的表面很快被一層暗灰色的氧化物覆蓋。鉛被用作建筑材料,用在乙酸鉛電池中,用作槍彈和炮彈,焊錫、獎杯和一些合金中也含鉛。鉛是所有穩(wěn)定的化學元素中原子序數(shù)最高的。

    重要特征

      沒有氧化層的鉛色澤光亮,密度高,硬度非常低,延伸性很強。它的導電性能相當?shù),抗腐蝕性能很高,因此它往往用來作為裝腐蝕力強的物質(比如硫酸)的容器。加入少量銻或其它金屬可以更加提高它的抗腐蝕力。

      早在7000年前人類就已經(jīng)認識鉛了。它分布廣,容易提取,容易加工,即有很高的延展性,又很柔軟,而且熔點低。在《圣經(jīng)•出埃及記》中就已經(jīng)提到了鉛。

      古羅馬使用鉛非常多。有人甚至認為羅馬入侵不列顛的原因之一是因為康沃爾地區(qū)擁有當時所知的最大的鉛礦。甚至在格陵蘭島上鉆出來得冰心中可以測量得出從前5世紀到3世紀空氣層中的鉛的含量增高。這個增高今天被認為是羅馬人造成的。

      煉金術士以為鉛是最古老的金屬并將它與土星聯(lián)系到一起。在人類歷史上鉛是一種被廣泛應用的金屬。

      從1980年代中開始,鉛的應用開始驟然下降。主要原因是鉛的生理作用和它對環(huán)境的污染。今天汽油、染料、焊錫和水管一般都不含鉛了。

     

      自然界中純的鉛很少見。今天鉛主要與鋅、銀和銅等金屬一起冶煉和提取。最主要的鉛礦石是方鉛礦(PbS),其含鉛量達86.6%。其它常見的含鉛的礦物有白鉛礦(PbCO3)和鉛礬(PbSO4)。世界上最大的產(chǎn)鉛國是中國、美國、澳大利亞、俄羅斯和加拿大。今天半數(shù)以上的鉛是回收來的。

      鉛礦一般用鉆或爆破的手段被開采。礦石被開采后被磨碎,然后于水和其它化學藥品(比如表面活性劑黃原酸鈉)混合。在這個混合液的容器中有氣泡上升,含鉛的礦物隨氣泡上升到表面形成一層泡沫。這層泡沫可以被收集。這個過程可以多次進行,其結果含50%的鉛。收集后的泡沫被烤干熔化后得到含97%的鉛。這個熔液被慢慢冷卻,雜質比較輕上升到表面可以被移去。剩下的鉛被再次熔化。冷空氣被吹入熔液,更多的雜質上升被移除后得到99.9%的鉛。

      將除去雜質的方鉛礦 ,在空氣中燃燒成氧化鉛,再與碳共熱還原得鉛。反應式:

    <math>2PbS+3O_2 \rightarrow 2PbO+2SO_2</math>

    <math>PbO+C \rightarrow Pb+CO</math>

    <math>PbO+CO \rightarrow Pb+CO_2</math>

      鉛有四種自然的、穩(wěn)定的同位素:Pb-204(1.4%)、Pb-206(24.1%)、Pb-207(22.1%)和Pb-208(52.4%)。后三種是鈾-238、鈾-235和釷-232經(jīng)過一系列裂變后的最終產(chǎn)物。這些反應的半衰期分別是4.47×109年、7.04×108年和1.4×1010年。只有204Pb是自然存在的、非衰變產(chǎn)物。

     

      表面在空氣中能生成堿式碳酸鉛薄膜,防止內部不再被氧化。
      制造鉛磚或鉛衣以防護X-射線及其它放射線。
      用于制造合金。等量之鉛與錫組成的焊條可用于焊接金屬。
      制活字金。
      用作蓄電池的電極。
      鉛與銻的合金熔點底,用于制造保險絲。
      可用于制造鉛彈。
      曾用來制作鉛筆,鉛筆由此得名。


      鉛是一種有毒的金屬,它尤其可以破壞兒童的神經(jīng)系統(tǒng),它可以導致血液循環(huán)系統(tǒng)和腦的疾病。長期接觸鉛和它的鹽(尤其是可溶的和強氧化性的PbO2)可以導致腎病和類似絞痛的腹痛。有人認為許多古羅馬皇帝的老年癡呆是由于當時鉛被用來作為水管(以及鉛鹽被用來作為加入酒中的甜物)造成的。而且,鉛在人體里積蓄后很難自動排除,只能通過某些藥物來清除。有這樣的說法:海藻和木耳有清除重金屬的功用;在一定時間周期(比如半個月)內交替大量食用肉類和奶類,可以幫助排除鉛。

    由于鉛被懷疑導致兒童智力衰退它的使用被縮減。在發(fā)達國家含鉛的油漆不再被出售。

    含鉛鹽的陶瓷制品有可能導致中毒,尤其是假如容器內的溶液是酸性的(比如果汁),這些溶液可以溶解陶瓷中的鉛離子。尤其對女孩子和年輕的婦女鉛的害處可能非常大。

     
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