1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сталь, свинец и таблица Менделеева

Сталь, свинец и таблица Менделеева

Свинец (лат. plumbum), pb, химический элемент iv группы периодической системы Менделеева; атомный номер 82, атомная масса 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 238 u, 235 u и 232 th. 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 других 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. Соединения С. — «свинцовая зола» pbo, свинцовые белила 2pbco 3 •pb (oh) 2 применялись в Древней 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. греческий врач Диоскорид и Плиний Старший, Распространение в природе. Содержание С. в земной коре (кларк) 1,6 · 10 -3 % по массе. Образование в земной коре около 80 минералов, содержащих С. (главный из них галенит pbs), связано в основном с формированием гидротермальных месторождений . В зонах окисления полиметаллических руд образуются многочисленные (около 90) вторичные минералы: сульфаты (англезит pbso 4 ), карбонаты (церуссит pbco 3 ), фосфаты [пироморфит pb 5 (po 4 ) 3 cl]. В биосфере С. в основном рассеивается, его мало в живом веществе (5 · 10 -5 %), морской воде (3 · 10 -9 %). Из природных вод С. отчасти сорбируется глинами и осаждается сероводородом, поэтому он накапливается в морских илах с сероводородным заражением и в образовавшихся из них чёрных глинах и сланцах, Физические и химические свойства. С. кристаллизуется в гранецентрированной кубической решётке ( а = 4,9389 å), аллотропических модификаций не имеет. Атомный радиус 1,75 å, ионные радиусы: pb 2+ 1,26å, pb 4+ 0,76 å: плотность 11,34 г/см 3 (20°С); t nл 327,4 °С; t kип 1725 °С; удельная теплоёмкость при 20°С 0,128 кдж/ ( кг · К ) [0,0306 кал/г · °С]; теплопроводность 33,5 вт/ ( м · К )[0 , 08 кал/ ( см · сек · о С )] ; температурный коэффициент линейного расширения 29,1 · 10 -6 при комнатной температуре; твёрдость по Бринеллю 25—40 Мн/м 2 (2,5—4 кгс/мм 2 ) ; предел прочности при растяжении 12—13 Мн/м 2 , при сжатии около 50 Мн/м 2 ; относительное удлинение при разрыве 50—70%. Наклёп не повышает механических свойств С., т. к. температура его рекристаллизации лежит ниже комнатной (около —35 °С при степени деформации 40% и выше). С. диамагнитен, его магнитная восприимчивость — 0,12 · 10 -6 . При 7,18 К становится сверхпроводником.

Конфигурация внешних электронных оболочек атома pb 6s 2 6р 2 , в соответствии с чем он проявляет степени окисления +2 и +4. С. сравнительно мало активен химически. Металлический блеск свежего разреза С. постепенно исчезает на воздухе вследствие образования тончайшей плёнки pbo, предохраняющей от дальнейшего окисления. С кислородом образует ряд окислов pb 2 o, pbo, pbo 2 , pb 3 o 4 и pb 2 o 3.

В отсутствие o 2 вода при комнатной температуре на С. не действует, но он разлагает горячий водяной пар с образованием окиси С. и водорода. Соответствующие окислам pbo и pbo 2 гидроокиси pb (oh) 2 и pb (oh) 4 имеют амфотерный характер.

Соединение С. с водородом pbh 4 получается в небольших количествах при действии разбавленной соляной кислоты на mg 2 pb. pbh 4 — бесцветный газ, который очень легко разлагается на pb и h 2 . При нагревании С. соединяется с галогенами, образуя галогениды pbx 2 (x — галоген). Все они малорастворимы в воде. Получены также галогениды pbx 4 : тетрафторид pbf 4 — бесцветные кристаллы и тетрахлорид pbcl 4 — жёлтая маслянистая жидкость. Оба соединения легко разлагаются, выделяя f 2 или cl 2 ; гидролизуются водой. С азотом С. не реагирует . Азид свинца pb ( n 3 ) 2 получают взаимодействием растворов азида натрия nan 3 и солей pb (ii); бесцветные игольчатые кристаллы, труднорастворимые в воде; при ударе или нагревании разлагается на pb и n 2 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 pb u pb 2+ + 2e и + 0,65 в для pb u pb 4+ + 4e). Однако С. не вытесняет водород из разбавленной соляной и серной кислот, вследствие перенапряжения h 2 на pb, а также образования на поверхности металла защитных плёнок труднорастворимых хлорида pbcl 2 и сульфата pbso 4 . Концентрированные h 2 so 4 и hcl при нагревании действуют на pb, причём получаются растворимые комплексные соединения состава pb (hso 4 ) 2 и h 2 [pbcl 4 ]. Азотная, уксусная, а также некоторые органические кислоты (например, лимонная) растворяют С. с образованием солей pb (ii). По растворимости в воде соли делятся на растворимые (ацетат, нитрат и хлорат свинца), малорастворимые (хлорид и фторид) и нерастворимые (сульфат, карбонат, хромат, фосфат, молибдат и сульфид). Соли pb (iv) могут быть получены электролизом сильно подкисленных h 2 so 4 растворов солей pb (ii); важнейшие из солей pb (iv) — сульфат pb (so 4 ) 2 и ацетат pb (c 2 h 3 o 2 ) 4 . Соли pb (iv) склонны присоединять избыточные отрицательные ионы с образованием комплексных анионов, например плюмбатов (pbo 3 ) 2- и (pbo 4 ) 4- , хлороплюмбатов (pbcl 6 ) 2- , гидроксоплюмбатов [pb (oh) 6 ] 2- и др. Концентрированные растворы едких щелочей при нагревании реагируют с pb с выделением водорода и гидроксоплюмбитов типа x 2 [pb (oh) 4 ].

Получение. Металлический С. получают окислительным обжигом pbs с последующим восстановлением pbo до сырого pb («веркблея») и рафинированием (очисткой) последнего. Окислительный обжиг концентрата ведётся в агломерационных ленточных машинах непрерывного действия. При обжиге pbs преобладает реакция: 2pbs + 3o 2 = 2pbo + 2so 2 . Кроме того, получается и немного сульфата pbso 4 , который переводят в силикат pbsio 3 , для чего в шихту добавляют кварцевый песок. Одновременно окисляются и сульфиды других металлов (cu, zn, fe), присутствующие как примеси. В результате обжига вместо порошкообразной смеси сульфидов получают агломерат — пористую спекшуюся сплошную массу, состоящую преимущественно из окислов pbo, cuo, zno, fe 2 o 3 . Куски агломерата смешивают с коксом и известняком и эту смесь загружают в ватержакетную печь , в которую снизу через трубы («фурмы») подают воздух под давлением. Кокс и окись углерода восстанавливают pbo до pb уже при невысоких температурах (до 500 °С). При более высоких температурах идут реакции:

caco 3 = cao + co 2

2pbsio 3 + 2cao + С = 2pb + 2casio 3 + co 2 .

Окислы zn и fe частично переходят в znsio 3 и fesio 3 , которые вместе с casio 3 образуют шлак, всплывающий на поверхность. Окислы С. восстанавливаются до металла. Сырой С. содержит 92—98% pb, остальное — примеси cu, ag (иногда au), zn, sn, as, sb, bi, fe. Примеси cu и fe удаляют зейгерованием . Для удаления sn, as, sb через расплавленный металл продувают воздух. Выделение ag (и au) производится добавкой zn, который образует «цинковую пену», состоящую из соединений zn c ag (и au), более лёгких, чем pb, и плавящихся при 600—700 °С. Избыток zn удаляют из расплавленного pb пропусканием воздуха, водяного пара или хлора. Для очистки от bi к жидкому pb добавляют ca или mg, дающие трудноплавкие соединения ca 3 bi 2 и mg 3 bi 2 . Рафинированный этими способами С. содержит 99,8—99,9% pb. Дальнейшая очистка производится электролизом, в результате чего достигается чистота не менее 99,99%. Применение. С. широко применяют в производстве свинцовых аккумуляторов , используют для изготовления заводской аппаратуры, стойкой в агрессивных газах и жидкостях. С. сильно поглощает g -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 электрических кабелей, защищающих их от коррозии и механических повреждений. На основе С. изготовляют многие свинцовые сплавы . Окись С. pbo вводят в хрусталь и оптическое стекло для получения материалов с большим показателем преломления. Сурик, хромат (жёлтый крон) и основной карбонат С. (свинцовые белила) — ограниченно применяемые пигменты. Хромат С. — окислитель, используется в аналитической химии. Азид и стифнат (тринитрорезорцинат) — инициирующие взрывчатые вещества. Тетраэтилсвинец — антидетонатор . Ацетат С. служит индикатором для обнаружения h 2 s. В качестве изотопных индикаторов используются 204 pb (стабильный) и 212 pb (радиоактивный).

Читать еще:  Густера вместо окуня

С. в организме. Растения поглощают С. из почвы, воды и атмосферных выпадений. В организм человека С. попадает с пищей (около 0,22 мг ) , водой (0,1 мг ) , пылью (0,08 мг ) . Безопасный суточный уровень поступления С. для человека 0,2—2 мг. Выделяется главным образом с калом (0,22—0,32 мг ) , меньше с мочой (0,03—0,05 мг ) . В теле человека содержится в среднем около 2 мг С. (в отдельных случаях — до 200 мг ) . У жителей промышленно развитых стран содержание С. в организме выше, чем у жителей аграрных стран, у горожан выше, чем у сельских жителей. Основное 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. Биологические функции С. не установлены.

Отравления С. и его соединениями возможны при добыче руд, выплавке С., при производстве свинцовых красок, в полиграфии, гончарном, кабельном производствах, при получении и применении тетраэтилсвинца и др. Бытовые отравления возникают редко и наблюдаются при употреблении в пищу продуктов, которые длительно хранили в глиняной посуде, покрытой глазурью, содержащей свинцовый сурик или глёт. С. и его неорганические соединения в виде аэрозолей проникают в организм в основном через дыхательные 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 порфиринового, белкового, углеводного и фосфатного обменов, дефицит витаминов С и b 1 , функциональные и органические изменения центральной и вегетативной нервной системы, токсическое влияние С. на костный мозг. Отравления могут быть скрытыми (т. н. носительство), протекать в лёгкой, средней тяжести и тяжёлой формах.

Наиболее частые признаки отравления С.: кайма (полоска лиловато-аспидного цвета) по краю дёсен, землисто-бледная окраска кожных покровов; ретикулоцитоз и другие 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 (преимущественно разгибателей кисти и пальцев рук), полиневритом. При т. н. свинцовой колике возникают резкие схваткообразные боли в животе, запор, продолжающиеся от нескольких ч до 2—3 нед; нередко колика сопровождается тошнотой, рвотой, подъёмом артериального давления, температуры тела до 37,5—38 °С. При хронической интоксикации возможны поражения печени, сердечно-сосудистой системы, нарушение эндокринных функций (например, у женщин — выкидыши, дисменорея, меноррагии и др.). Угнетение иммунобиологической реактивности способствует повышенной общей заболеваемости.

Лечение: специфические (комплексонообразователи и др.) и общеукрепляющие (глюкоза, витамины и др.) средства, физиотерапия, санаторно-курортное лечение (Пятигорск, Мацеста, Серноводск). Профилактика: замена С. менее токсичными веществами (например, цинковые и титановые белила вместо свинцовых), автоматизация и механизация операций в производстве С., эффективная вытяжная вентиляция, индивидуальная защита рабочих, лечебное питание, периодическая витаминизация, предварительные и периодические медицинские осмотры.

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

Лит.: Андреев В. М., Свинец, в кн.: Краткая химическая энциклопедия, т. 4, М., 1965; Реми 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,

Свинец Pb

Как самостоятельно построить электронную конфигурацию? Ответ здесь

Электронная схема свинца

Pb: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 2

Короткая запись:
Pb: [Xe] 6s 2 4f 14 5d 10 6p 2

Одинаковую электронную конфигурацию имеют атом свинца и Bi +1 , Po +2 , At +3

Порядок заполнения оболочек атома свинца (Pb) электронами: 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → 4f → 5d → 6p → 7s → 5f → 6d → 7p.

На подуровне ‘s’ может находиться до 2 электронов, на ‘s’ — до 6, на ‘d’ — до 10 и на ‘f’ до 14

Свинец имеет 82 электрона, заполним электронные оболочки в описанном выше порядке:

2 электрона на 1s-подуровне

2 электрона на 2s-подуровне

6 электронов на 2p-подуровне

2 электрона на 3s-подуровне

6 электронов на 3p-подуровне

2 электрона на 4s-подуровне

10 электронов на 3d-подуровне

6 электронов на 4p-подуровне

2 электрона на 5s-подуровне

10 электронов на 4d-подуровне

6 электронов на 5p-подуровне

2 электрона на 6s-подуровне

14 электронов на 4f-подуровне

10 электронов на 5d-подуровне

2 электрона на 6p-подуровне

Степень окисления свинца

Атомы свинца в соединениях имеют степени окисления 4, 2.

Степень окисления — это условный заряд атома в соединении: связь в молекуле между атомами основана на разделении электронов, таким образом, если у атома виртуально увеличивается заряд, то степень окисления отрицательная (электроны несут отрицательный заряд), если заряд уменьшается, то степень окисления положительная.

Ионы свинца

Валентность Pb

Атомы свинца в соединениях проявляют валентность IV, II.

Валентность свинца характеризует способность атома Pb к образованию хмических связей. Валентность следует из строения электронной оболочки атома, электроны, участвующие в образовании химических соединений называются валентными электронами. Более обширное определение валентности это:

Число химических связей, которыми данный атом соединён с другими атомами

Валентность не имеет знака.

Квантовые числа Pb

Квантовые числа определяются последним электроном в конфигурации, для атома Pb эти числа имеют значение N = 6, L = 1, Ml = 0, Ms = ½

Видео заполнения электронной конфигурации (gif):

Результат:

Энергия ионизации

Чем ближе электрон к центру атома — тем больше энергии необходимо, что бы его оторвать. Энергия, затрачиваемая на отрыв электрона от атома называется энергией ионизации и обозначается Eo. Если не указано иное, то энергия ионизации — это энергия отрыва первого электрона, также существуют энергии ионизации для каждого последующего электрона.

Энергия ионизации Pb:
Eo = 716 кДж/моль

Перейти к другим элементам таблицы менделеева

Таблица
Менделеева

Свинец (лат. Plumbum) — химический элемент, ковкий, сравнительно легкоплавкий металл серого цвета.

Происхождение слова «свинец» неясно. В большинстве славянских языков (болгарском, сербско-хорватском, чешском, польском) свинец называется оловом. Слово с тем же значением, но похожее по произношению на «свинец», встречается только в языках балтийской группы: svinas (литовский), svins (латышский).

Латинское же plumbum (тоже неясного происхождения) дало английское слово plumber — водопроводчик (когда-то трубы зачеканивали мягким свинцом), и название венецианской тюрьмы со свинцовой крышей — Пьомбе, из которой по некоторым данным ухитрился бежать Казанова. Известен с глубокой древности. Изделия из этого металла (монеты, медальоны) использовались в Древнем Египте, свинцовые водопроводные трубы — в Древнем Риме. Указание на свинец как на определённый металл имеется в Ветхом Завете. Выплавка свинца была первым из известных человеку металлургических процессов. До 1990 г. большое количество свинца использовалось (вместе с сурьмой и оловом) для отливки типографских шрифтов, а также в виде тетраэтилсвинца — для повышения октанового числа моторного топлива.

Читать еще:  Из практики охоты на уток

Содержание в земной коре 1,6·10-3 % по массе. Самородный свинец встречается редко. Входит в состав 80 различных минералов. Важнейшие из них: галенит PbS, церуссит PbCO3, англезит PbSO4; 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. В природных условия часто образует крупные залежи свинцово-цинковых или полиметаллических руд стратиформного типа (Холоднинское, Забайкалье), а также скарнового (Дальнегорское (бывшее Тетюхинское), Приморье; Брокен-Хилл в Австралии) типа; галенит часто встречается и в месторождениях других металлов: колчеданно-полиметаллических (Южный и Средний Урал), медно-никелевых (Норильск), урановых (Казахстан), золоторудных и др. Сульфосоли обычно встречаются в низкотемпературных гидротермальных месторождениях с сурьмой, мышьяком, а также в золоторудных месторождениях (Дарасун, Забайкалье). Минералы свинца сульфидного типа имеют гидротермальный генезис, минералы окисного типа часты в корах выветривания (зонах окисления) свинцово-цинковых месторождений. В кларковых концентрациях свинец входит практически во все породы.

Свинец (Plumbum, Pb): характеристики и свойства «тяжёлого» металла

Главная страница » Свинец (Plumbum, Pb): характеристики и свойства «тяжёлого» металла

Свинец (Plumbum, Pb) – вещество, тесно связанное с понятием «тяжести». Действительно, каждому владельцу автомобиля, непременно приходилось поднимать аккумуляторную батарею и лично убедится в справедливости сравнения. Это вещество относится к ряду первых обнаруженных на земле металлов. В своё время римляне использовали этот металл для создания сложных сетей водопроводных труб. Между тем металл серого цвета, обозначенный химическим символом «Pb», в процессе исследований отметился серьёзным негативным влиянием на здоровье людей. По этой причине на современном этапе вещество стремятся удалять из состава повседневно используемых вещей, бензина, красок и т.д. Вместе с тем, этот же металл выступает эффективным средством радиационной защиты.

Где и как формируется (образуется) свинец?

Химический элемент «Plumbum» достаточно широко распространён в коре Земли (36-й элемент). Однако, как и большая часть других металлов, свинец достаточно сложно обнаружить в чистом виде. Большая часть металла поступает из руды (минерального сырья), получившего название — галенит (сульфид свинца — PbS). Меньшее количество присутствует в других видах руды, например в составе церуссита (карбонат свинца, PbCO3 или «белая свинцовая руда») и англезита (сульфат свинца, PbSO4).

Минеральная руда – церуссит, где в относительно небольших количествах присутствует «Plumbum». Этот вид минерала специалисты называют белой свинцовой рудой

Галенит превращается в чистый свинцовый металл посредством многоступенчатого процесса. Прежде всего, галенит измельчается и тщательно вымывается с целью удаления грязи и примесей.

Затем свинец извлекается либо посредством плавки (нагрев в коксовой печи), либо двухступенчатым процессом, включающим обжиг с превращением сульфида свинца в оксид свинца, с последующим плавлением для удаления кислорода.

Многие драгоценные металлы нередко присутствуют в составе руды галенита:

которые также извлекаются во время процесса извлечения «Plumbum». Примерно половина всего потребляемого в настоящее время свинца производится путём переработки нежелательных отходов, в частности, старых автомобильных аккумуляторов.

Добыча металла по странам мира

Многие страны мира активно добывают «Plumbum». Ведущим добытчиком металла выступает Китай (половина всей мировой добычи). Далее идут:

В своё время Соединенные Штаты добывали около трети всего мирового запаса, но на момент 2018 года производство серого тяжёлого металла в этой стране составляет не более 7% от мирового производства.

Минеральная руда – галенит, структура которой традиционно содержит достаточно большое количество свинца по сравнению с другими видами руды

Большая часть добываемого в США металла поступает с Аляски и Миссури, несколько меньшая из Айдахо и Вашингтона. Около 60% металла, используемого в Америке, производится из «вторичных» (переработанных) источников.

На территории России уровень добычи примерно сопоставим с американской добычей (около 5%). Однако российская добыча лишь немногим отставала от Китая во времена существования СССР. То есть с точки зрения запасов богатый ресурс в России существует.

Физические свойства «Plumbum»

Рассматриваемые свойства металла, на первый взгляд ничем особенным не отмечаются:

  • мягкий,
  • слабый,
  • плохой проводник электричества,
  • тяжёлый,
  • плотный,
  • имеющий низкую температуру плавления.

Однако из положительных сторон можно отметить свойства мягкости (легко обрабатывается) и пластичности. Чистый металлический свинец быстро окисляется на открытом воздухе, образует защитное покрытие оксидом свинца. Металл устойчив против образования коррозии под влиянием кислот (серной, соляной) и воды.

Свинец обладает валентностью (объединяющей способностью) +2 / +4, соединяясь с множеством других элементов, в результате чего получаются полезные соединения «Plumbum» II группы и «Plumbum» IV группы, включая оксиды, сульфаты, карбонаты.

Химические свойства свинца

Для промышленного производства наиболее важным соединением является жёлтый порошок, именуемый — глет (оксид свинца). Глет выступает жизненно важным компонентом для производства всех видов стекла, а также масел и инсектицидов.

Соединение на свинцовой основе, — порошок характерного жёлтого цвета, именуемый глетом, широко применяемый для технологических нужд промышленности

Другой полезный оксид — триоксид свинца (Pb3O4), образует знакомый пигмент «красного металла», который широко используется в составе антикоррозийных красок для защиты железных конструкций.

Карбонат свинца (2PbCO3) · Pb (OH)2) также является пигментом («белый свинец»), история применения которого насчитывает более 2000 лет. Хромат свинца («желтый хром») используется в качестве «жёлтого пигмента» для производства других различных пигментов.

До начала 1980-х годов одним из наиболее важных соединений рассматривался тетраэтилсвинец — Pb(CH3CH2)4, присадка, улучшающая характеристики двигателей внутреннего сгорания. После широко распространенных претензий по вопросу загрязнения воздуха, большинство автомобилей перевели для работы на «неэтилированном» бензине без содержания этого вещества.

Другие важные соединения «Plumbum» включают ацетат свинца II группы — «сахар свинцовый» (используется при производстве красок, лаков и красителей), а также азид свинца (взрывчатое вещество, используемое в конструкциях подушек безопасности).

Так называемый «сахар свинцовый» — очередное свинцовое соединение, имеющее выраженное значение для производственной сферы самых разных технологических направлений

Для чего используется серый «тяжёлый» металл?

Рассмотренные физические и химические полезные свойства свинца позволяют в какой-то степени предсказать, для чего этот металл может использоваться:

Защита

Свойства плотности и тяжести металла очень полезны в качестве материала защиты людей от вредного излучения (к примеру, рентгенологи, применяющие свинцовые экраны или фартуки).

Окраска

Яркие, долговечные соединения удачно подходят для пигментов и красителей. Правда, по причине угрозы здоровью людей, свинец пришлось удалять из состава многих красок (особенно красок детских игрушек).

Сантехника

Свойства успешно сопротивляться коррозии сделали металл отличным материалом для строительства кровли и водопровода. Однако, опять же в связи с проблемами здоровья и безопасности многие свинцовые водопроводные трубы пришлось удалять и заменять на пластиковые.

Оружие

Вес металла оказался полезным для производства пуль стрелкового оружия. Но в этой области, опять же, рассматривается вопрос опасений воздействия на здоровье. Абсурд, но факт.

Аккумуляторы

Несмотря на слабо выраженные свойства электрической проводимости, свинец используется совместно с серной кислотой для хранения и выделения электрической энергии в результате химической реакции. Именно на таком принципе работают автомобильные аккумуляторы.

Сплавы

К важным свинцовым сплавам относятся оловянные (используются для изготовления посуды), антикоррозийные покрытия для электрических кабелей, кислотостойкие прокладки для химических резервуаров и припои с относительно низкими температурами плавления.

Заключительный штрих

Современные технологии позволяют существенно снизить обязательное применение свинцовых добавок при производстве различных широко распространённых вещей, материалов, продуктов.

Высокие концентрации «Plumbum» встречаются только в составе старого оборудования, древних лакокрасочных покрытий, изделий достаточно давнего производства. Безопасность для людей фактор, конечно, значимый. Однако полезные свойства «тяжёлого» металла остаются важными для развития технологий.

Сталь, свинец и таблица Менделеева

История стальной дроби берет свое начало в 40-х годах прошлого столетия

Тогда американский ученый Фрэнк Беллроуз опубликовал результаты исследований, согласно которым основной причиной сокращения популяции уток является не охота, а попадание свинцовых дробинок вместе с пищей в пищеварительный тракт, что приводило к смерти или, если утки все-таки выживали, к нарушениям на генетическом уровне и полному нарушению репродуктивной функции.

Охотники оспаривали результаты исследований, утверждая, что им не доводилось видеть мертвых и умирающих уток в таких количествах, о каких говорили д-р Беллроуз и его коллеги. Спор между сторонниками и противниками свинцовой дроби достиг своего пика в 70-е годы.

Читать еще:  Гончатники против

Однако в конце 80-х годов спорам был положен конец, когда Национальная федерация охраны дикой природы США подала в федеральный суд иск с требованием признать причиной массовой гибели орлов отравление свинцом в результате употребления ими в пищу водоплавающих с высоким содержанием свинца в тканях. Федерация выиграла процесс, и в соответствии с судебным решением охотников обязали применять для охоты на водоплавающую дичь только нетоксичную дробь.

Уже в 1972–73 годах ряд крупнейших компаний, производящих охотничьи патроны, приступили к выпуску и продвижению на рынок патронов, снаряженных стальной дробью. Подавляющее большинство охотников негативно отнеслись к стальной дроби. Во-первых, она значительно уступала свинцовой по баллистическим показателям, во-вторых, ее использование приводило к повреждению ружейных стволов, в-третьих, охотники, как и все люди, критически относятся ко всякого рода нововведениям.

По ряду причин сама по себе идея снаряжения патронов стальной дробью была встречена, мягко говоря, прохладно.

Одной из таких причин являлось нежелание компаний, выпускающих патроны для гладкоствольных ружей, расходовать значительные средства на исследовательские работы в области, которая в то время не сулила быстрого возвращения затраченных средств и не предвещала значительного объема продаж. Ведь вначале стальная дробь была обязательной только для охоты на водоплавающую дичь и только в ограниченном судебным решением перечне районов. Таким образом, патроны со стальной дробью представляли собой довольно узкий сектор рынка. К тому же патроны, снаряженные стальной дробью, не отличались хорошим боем, и это давало охотникам еще одно основание отказываться от применения этих патронов на охоте.

Вторым фактором, также препятствовавшим быстрому внедрению стальной дроби в охотничий обиход, была реальная опасность для целостности стволов. Стрелявшие стальной дробью обнаруживали, что после первого же выстрела стволы их ружей раздувало там, где начиналось чоковое сужение; стволы двуствольных вследствие раздутий разводило в стороны.

Было бы несправедливо обвинять оружейные компании в том, что они не смогли немедленно предоставить охотникам патроны, обеспечивающие надежное поражение водоплавающей дичи на привычных для них дистанциях. (Сейчас мы подошли к важнейшему вопросу, который, как мне кажется, лежит в основе спора о приемлемости стальной дроби.) Большинству современных охотников редко доводилось стрелять по утке в 20 метрах или по гусю – в 40 метрах.

Наверное, целые поколения охотников воспитывались на сказках, как дядя Петя взял гуся на ста метрах. Но стрельба по птице на таком расстоянии вряд ли привносит в охоту на водоплавающую дичь элемент искусства. Охотясь, вы используете манки, чучела, оборудуете засидки – в общем, делаете все, чтобы заставить птицу подлететь к вам на расстояние выстрела. В этом отношении стальная дробь сыграла свою положительную роль: охотники стали совершенствовать умение пользоваться манками и чучелами и подпускать птицу ближе, чтобы гарантированно поразить ее.

Компании, выпускающие патроны, прилагают огромные усилия для того, чтобы, со своей стороны, добиваться совершенствования параметров выстрела. Конкуренция между производителями патронов заставляет их вкладывать значительные средства в разработку и дальнейшее совершенствование охотничьих боеприпасов. В данном случае конкуренция между компаниями идет на пользу охотникам.

Совершенствование патронов, снаряженных стальной дробью, активно шло по различным направлениям, но наибольшие успехи были достигнуты в увеличении скорости полета дроби. Основной недостаток стальной дроби заключается в том, что из-за меньшей массы она сохраняет убойную силу на дистанции, не превышающей 35–45 метров.

Поэтому в целях компенсации данного баллистического недостатка охотники применяют стальную дробь на один-два номера крупнее, чем свинцовую, то есть стальная дробь № 2 имеет такую же массу и, следовательно, близкие баллистические характеристики, что и свинцовая дробь №4.

Разработчики современных патронов получили возможность увеличить скорость полета дроби, так как стальная дробь не деформируется. Вследствие этого обеспечивается и высокая кучность. Если в новом патроне использовать вместо стальной дроби свинцовую, то в результате воздействия вышеупомянутых факторов мы получим неравномерную осыпь из-за недопустимо большого количества деформированных дробин.

Одно из последних технических нововведений в плане дальнейшего совершенствования стальной дроби было реализовано Federal Cartridge Co. Компания производит стальную дробь по технологии спекания, суть которой выражается в следующем: порошкообразные вольфрам и железо смешиваются, затем при высокой температуре и высоком давлении происходит спекание порошка и формирование дробин. Первоначально в опытах по производству стальной дроби по методу спекания, проводившихся в Канаде, где также в законодательном порядке было предписано использовать для охоты на водоплавающую дичь стальную дробь, применялись порошкообразные свинец и железо.

Разработчики предполагали, что, попав в воду, железо со временем прокорродирует, а свинец в виде порошкообразного осадка останется на дне водоема. Но так как перечень мест в Канаде, где рекомендовалось применять стальную дробь, был невелик, фирма CIL довольно быстро свернула проводившуюся в этом направлении исследовательскую программу, и реализация проекта фактически не вышла за пределы испытательного центра.

В настоящее время компания Federal производит стальную дробь методом спекания из порошка, состоящего из 40% вольфрама и 60% железа. Представители компании утверждают, что новая вольфрамо-железная дробь обладает «кинетической энергией свинцовой дроби и скоростными характеристиками стальной».

Они объясняют это тем, что полученный таким образом металл имеет большую массу, практически приближающуюся к массе свинца, и обладает твердостью стали, что позволяет увеличивать скорость полета дроби, не опасаясь ее деформации в канале ствола, приводящей к ухудшению осыпи. Безусловно (и это очень важно запомнить), что стрельба композитной дробью, предложенной компанией Federal, возможна только из тех ружей, чьи стволы и чоки предназначены для стрельбы стальной дробью.

Предпринимались попытки найти приемлемую, с точки зрения эксплуатации старых ружей, альтернативу стальной дроби, но, увы, по большей части эти попытки были безуспешными. В этом контексте следует упомянуть недавнюю попытку английской компании Royal Ordnance Specialty Metals (компания специализируется на производстве продукции военного назначения, короче говоря – британский ВПК) разработать полимерно-вольфрамовую дробь. Технологический процесс предусматривал производство дроби из порошкообразного вольфрама с использованием полимерного состава.

На испытаниях было произведено 5000 выстрелов из двустволки, последовавший за этим тщательный осмотр не выявил никаких повреждений каналов стволов. Однако компания отказалась от дальнейшей реализации проекта якобы в связи с высокой себестоимостью новой дроби (порядка 35 долларов за пачку патронов). Однако, как утверждают некоторые источники, причина кроется совсем в другом – полимерно-вольфрамовая дробь не оправдала ожиданий разработчиков и не обеспечила приемлемых показателей кучности, равномерности осыпи и устойчивости к деформации.

Первооткрыватели стальной дроби – американцы – также занялись поиском альтернативы стальной дроби. В качестве исходного материала был выбран висмут, широко применяемый в медицинских целях и, главное, очень близкий к свинцу по массовым характеристикам. Охотник-любитель из Канады Джон Браун, плотник по профессии, первым начал работать в этом направлении. Висмутовую дробь он изготовлял вручную, производительность разработанного им технологического процесса была крайне низка. Тут, как в сказке, на помощь простому плотнику из канадской провинции Онтарио пришел магнат Роберт Петерсен, также страстный охотник.

С его помощью удалось заручиться согласием Службы охраны дикой природы на применение висмутовой дроби, более того, была создана Bismuth Cartridge Co., приступившая к промышленному производству патронов с висмутовой дробью. Компания Winchester ammunition подписала с этой компанией лицензионное соглашение, что дает основания предполагать расширение ассортимента патронов с висмутовой дробью.

На прошедшей в Москве выставке «Оружие и охота» была возможность обсудить вопрос о применении нетоксичной дроби на охоте с теми, кто вынужден ее применять.

Упустить такую возможность – получить информацию из первых рук – было бы непростительной оплошностью. Поэтому я попросил Уильяма, представлявшего известную английскую оружейную компанию, рассказать о том, каково отношение британских охотников к стальной дроби. Вот что он рассказал: «Несколько лет назад правительство Великобритании заявило о намерении полностью запретить использование свинцовой дроби для охоты на болотно-луговую и водоплавающую дичь.

Источники:

http://www.h2o.u-sonic.ru/table/pb.htm
http://k-tree.ru/tools/chemistry/periodic.php?element=Pb
http://tablica-mendeleeva.ru/82-element-tablici-mendeleeva
http://zetsila.ru/%D1%81%D0%B2%D0%B8%D0%BD%D0%B5%D1%86-%D1%85%D0%B0%D1%80%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B8-%D0%B8-%D1%81%D0%B2%D0%BE%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B0/
http://www.ohotniki.ru/weapon/smoothbore/article/2012/09/04/636564-stal-svinets-i-tablitsa-mendeleeva.html

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Наш сайт использует файлы cookies, чтобы улучшить работу и повысить эффективность сайта. Продолжая работу с сайтом, вы соглашаетесь с использованием нами cookies и политикой конфиденциальности.

Принять
Adblock
detector