Олово

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

Получаване

Основният източник за получаване на олово са сулфидните полиметални руди, минералът галенит – PbS. Получаването на олово от галенит се извършва по схемата: $\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{S}⟶\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{O}⟶\mathrm{P}\mathrm{b}$.

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

$2\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{S}+3\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{O}+2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\uparrow$.

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:

$\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{O}+\mathrm{C}⟶\mathrm{P}\mathrm{b}+\mathrm{C}\mathrm{O}\uparrow$ и $\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{O}+\mathrm{C}\mathrm{O}⟶\mathrm{P}\mathrm{b}+\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\uparrow$.

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

$2\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{S}+3\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{O}+2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\uparrow$,

$\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{S}+2\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{O}⟶3\mathrm{P}\mathrm{b}+\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\uparrow$.

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)
Шаблон:Китай	2400
Шаблон:Австралия	500
Шаблон:USA	335
Шаблон:Перу	310
Шаблон: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.

$2\mathrm{P}\mathrm{b}+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{O}$

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

$\mathrm{P}\mathrm{b}+\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2$

$\mathrm{P}\mathrm{b}+\mathrm{S}⟶\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{S}$

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.

$\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\to }\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{[}\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}{\mathrm{)}}_{\mathrm{4}}\mathrm{]}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }$

$\mathrm{3}\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{+}\mathrm{8}\mathrm{H}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{\to }\mathrm{3}\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{(}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{O}\mathrm{\uparrow }\mathrm{+}\mathrm{4}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

$\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{\to }\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }$.

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