свинец

СВИНЕ́Ц -нца́; м.

1. Химический элемент (Pb), тяжёлый мягкий ковкий металл синевато-серого цвета (применяется в производстве аккумуляторов, защитных оболочек от вредных излучений, в типографском деле и т.п.). Добыча свинца. Сплав свинца с сурьмой. Плавить с.

2. О пуле (пулях). Врага встретили свинцом.

◊ Свине́ц на душе (на сердце и т.п.) у кого. О тяжёлом, гнетущем состоянии. Лечь свинцо́м на душу (на сердце и т.п.). Вызвать тяжёлое, гнетущее состояние. Голова (руки, ноги и т.п.) как (словно, точно) свинцо́м налита (налиты). Об ощущении тяжести в голове, руках, ногах и т.п.

* * *

свине́ц

(лат. Plumbum), химический элемент IV группы периодической системы. Синевато-серый металл, тяжёлый, мягкий, ковкий; плотность 11,34 г/см³, t_пл 327,5°C. На воздухе покрывается оксидной плёнкой, стойкой к химическим воздействиям. Используют для изготовления пластин для аккумуляторов (около 30% выплавляемого свинца), оболочек электрических кабелей, защиты от гамма-излучения (стенки из свинцовых кирпичей), как компонент типографских и антифрикционных сплавов, полупроводниковых материалов.

* * *

СВИНЕЦ

СВИНЕ́Ц (лат. plumbum), Pb (читается «плюмбум»), химический элемент с атомным номером 82, атомная масса 207,2. Природный свинец состоит из пяти стабильных изотопов: ²⁰²Pb (следы), ²⁰⁴Pb (1,48%), ²⁰⁶Pb(23,6%), ²⁰⁷Pb (22,6%) и ²⁰⁸Pb (52,3%). Последние три изотопа — конечные продукты радиоактивного распада Ac, U и Th. В природе образуются радиоактивные изотопы: ²⁰⁹Pb, ²¹⁰Pb (историческое название радий Д, RaD, Т_1/2 = 22 года), ²¹¹Pb (актиний Б, АсВ, Т_1/2 = 36,1 мин), ²¹²Pb (торий Б, ThB, Т_1/2 = 10,6 часа), ²¹⁴Pb (радий Б, RaB, Т_1/2 = 26,8 мин).
Конфигурация внешнего электронного слоя 6s²p². Степени окисления +2, реже +4 (валентность II, IV). Расположен в группе IVA, в 6 периоде периодической системы элементов. Радиус атома 0,175 нм, радиус иона Pb²⁺ 0,112 нм (координационное число 4) и 0,133 (6), иона Pb⁴⁺— 0,133 нм (8). Энергии последовательной ионизации 7,417, 15,032, 31,98, 42,32 и 68,8 эВ. Работа выхода электрона 4,05 эВ. Электроотрицательность по Полингу (см. ПОЛИНГ Лайнус) 1,55.
Свинец был известен жителям Месопотамии и Древнего Египта за 7 тысяч лет до нашей эры, свинец и его соединения использовались в Древней Греции и Древнем Риме. Из свинцовых руд на острове Родос три тысячи лет тому назад получали свинцовые белила и свинцовый сурик. Из металлического свинца были изготовлены трубы древнего римского водопровода.
Содержание в земной коре 1,6·10^-3% по массе. Самородный свинец встречается редко. Входит в состав 80 различных минералов. Важнейшие из них галенит (см. ГАЛЕНИТ) PbS, церуссит (см. ЦЕРУССИТ) PbCO_{3 ,}англезит (см. АНГЛЕЗИТ) PbSO₄и крокоит (см. КРОКОИТ) PbCrO₄. Всегда содержится в рудах урана (см. УРАН (химический элемент)) и тория (см. ТОРИЙ).
Получение
Основной источник получения свинца — сульфидные полиметаллические руды. На первом этапе руду обогащают. Полученный концентрат подвергают окислительному обжигу:
2PbS + 3O₂ = 2PbO + 2SO₂
При обжиге добавляют флюсы (CaCO₃, Fe₂O₃, SiO₂). Они образуют жидкую фазу, цементирующую шихту. Полученный агломерат содержит 35—45% Pb. Далее содержащиеся в агломерате свинец(II) и оксид меди восстанавливают коксом:
PbO + C = Pb + CO и PbO + CO = Pb + CO₂
Черновой свинец получают взаимодействием исходной сульфидной руды с кислородом (автогенный способ). Процесс протекает в два этапа:
2PbS + 3O₂ = 2PbO + 2SO₂,
PbS + 2PbO = 3Pb + SO₂
Для последующей очистки чернового свинца от примеси Cu (см. МЕДЬ), Sb (см. СУРЬМА), Sn (см. ОЛОВО), Al (см. АЛЮМИНИЙ), Bi (см. ВИСМУТ), Au (см. ЗОЛОТО (химический элемент)), и Ag (см. СЕРЕБРО) его очищают пирометаллургическим методом или электролизом.
Физические и химические свойства
Свинец — металл синевато-серого цвета с кубической гранецентрированной решеткой, а = 0,49389 нм. Плотность 11,3415 кг/дм³, температура плавления 327,50°C кипения 1715°C. Свинец мягок, легко прокатывается в тончайшие листы, свинцовую фольгу. Хорошо поглощает рентгеновские и бета-лучи. Химически свинец довольно инертен. Во влажном воздухе поверхность свинца тускнеет, покрываясь сначала оксидной пленкой, которая постепенно переходит в основной карбонат 2PbCO₃·Pb(OH)₂.
С кислородом свинец образует оксиды: PbO, PbO₂, Pb₃O₄, Pb₂O₃, Pb₁₂O₁₇, Pb₁₂O₁₉, из которых первые три существуют в низкотемпературной a-форме и высокотемпературной b-форме. Если гидроксид свинца Pb(OH)₂ кипятить в большом количестве щелочи, образуется красный a-PbO. При недостатке щелочи образуется желтый b-PbO (см. оксиды свинца (см. СВИНЦА ОКСИДЫ)). Если суспензию a-PbO длительное время кипятить, она переходит в b-PbO. Переход a-PbO в b-PbO при комнатной температуре протекает очень медленно. b-PbO получают термическим разложением PbCO₃ и Pb(NO₃)₂:
PbCO₃ = PbO + CO₂; 2Pb(NO₃)₂ = 2PbО + 4NO₂ + О₂
В природе встречаются обе формы: a-PbO — минерал глет, b-PbO — минерал массикот. Если мелкий порошок a-PbO прокалить при 500°C в токе воздуха, то образуется высокотемпературная красная модификация a-Pb₃О₄. Ниже температуры -90°C a-Pb₃О₄ переходит в b-форму этого оксида. Электрохимическим окислением солей свинца (II) можно получить a-форму диоксида свинца PbO₂. Осторожным нагреванием a-PbO₂ на воздухе до 200—570°C получают Pb₁₂O₁₉ (температура разложения 200°C), Pb₁₂O₁₇ (350°C), Pb₃О₄ (380°C) и PbО (570°C). Оксид PbО обладает амфотерными (см. АМФОТЕРНОСТЬ) свойствами. Реагирует с кислотами:
PbО + 2СН₃СООН = Pb(СН₃СОО)₂ + Н₂О
и с растворами щелочей:
PbО + КОН = К₂PbО₂ + Н₂О
Плюмбат калия К₂PbО₂ образуется также при взаимодействии свинца с раствором щелочи:
Pb + 2КОН = К₂PbО₂ + Н₂
У PbО₂, преобладают кислотные свойства, он является сильным окислителем. Оксид Pb₃О₄ можно рассматривать как свинцовую соль ортосвинцовой кислоты Pb₂[PbO₄]. При комнатной температуре свинец не реагирует с серной и соляной кислотами, так как на его поверхности при этом образуются плохо растворимые сульфат свинца PbSO₄ и хлорид свинца PbCl₂. Но с органическими кислотами (уксусной (см. УКСУСНАЯ КИСЛОТА) и муравьиной (см. МУРАВЬИНАЯ КИСЛОТА)), а также с разбавленной азотной свинец реагирует, образуя соли свинца(II):
3Pb + 8HNO₃ = 3Pb(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O
При взаимодействии свинца с уксусной кислотой, с продувкой кислорода, образуется ацетат свинца Pb(CH₃COO)₂, «свинцовый сахар», имеющий сладкий вкус.
До 45% свинца идет на изготовление пластин кислотных аккумуляторов. 20% — на изготовление проводов, кабелей и покрытий к ним. Экраны из свинца служат для защиты от радиоактивного и рентгеновского излучения. Из свинца и его сплавов изготавливают контейнеры для хранения радиоактивных веществ. Сплавы свинца с Sb (см. СУРЬМА), Sn (см. ОЛОВО) и Cu (см. МЕДЬ) используют для изготовления типографских шрифтов, из сплавов свинца с Sb и As (см. МЫШЬЯК) изготавливают сердечники пуль, шрапнель, дробь. 5—20% свинца идет на изготовление тетраэтилсвинца (ТЭС) Pb(C₂H₅)₄, который добавляют к бензину для повышения октанового числа. Свинец используется в производстве пигментов, для строительства сейсмостойких фундаментов.
Свинец и его соединения — токсичны. Попадая в организм, свинец накапливается в костях, вызывая их разрушение. ПДК в атмосферном воздухе соединений свинца 0,003 мг/м³, в воде 0,03 мг/л, почве 20,0 мг/кг. Выброс свинца в Мировой океан 430—650 тысяч т/год.