Соединения свинца с хлором

Министерство образования и науки РФ

Выполнил:

Проверил:

СВИНЕЦ (лат. Plumbum), Pb, химический элемент IV группы периодической системы Менделеева, атомный номер 82, атомная масса 207,2.

Свинец очень легко плавится – при 327,5° С, кипит при 1751° С и заметно летуч уже при 700° С. Этот факт очень важен для работающих на комбинатах по добыче и переработке свинца. Свинец – один из самых мягких металлов. Он легко царапается ногтем и прокатывается в очень тонкие листы. Свинец сплавляется со многими металлами. С ртутью он дает амальгаму, которая при небольшом содержании свинца жидкая.

2.Химические свойства

Разложение нитрата свинца(II) при нагревании – удобный лабораторный метод получения диоксида азота:

что указывает на амфотерные свойства соединений свинца. Белый гидроксид свинца(II), легко осаждаемый из растворов его солей, также растворяется как в кислотах, так и в сильных щелочах:

Диоксид образуется также при обработке сурика азотной кислотой:

Если сильно нагревать коричневый диоксид, то при температуре около 300° С он превратится в оранжевый Pb₂O₃ (PbO·PbO₂), при 400° С – в красный Pb₃O₄, а выше 530° С – в желтый PbO (разложение сопровождается выделением кислорода). В смеси с безводным глицерином свинцовый глет медленно, в течение 30–40 минут реагирует с образованием водоупорной и термостойкой твердой замазки, которой можно склеивать металл, стекло и камень. Диоксид свинца – сильный окислитель. Струя сероводорода, направленная на сухой диоксид, загорается; концентрированная соляная кислота окисляется им до хлора:

сернистый газ – до сульфата:

а соли Mn 2+ – до перманганат-ионов:

Диоксид свинца образуется, а затем расходуется при зарядке и последующем разряде самых распространенных кислотных аккумуляторов. Соединения свинца(IV) обладают еще более типичными амфотерными свойствами. Так, нерастворимый гидроксид Pb(OH)₄ бурого цвета легко растворяется в кислотах и щелочах:

Диоксид свинца, реагируя со щелочью, также образует комплексный плюмбат(IV):

Если же PbO2 сплавить с твердой щелочью, образуется плюмбат состава Na2PbO3. Из соединений, в которых свинец(IV) входит в состав катиона, наиболее важен тетраацетат. Его можно получить кипячением сурика с безводной уксусной кислотой:

При охлаждении из раствора выделяются бесцветные кристаллы тетраацетата свинца. Другой способ – окисление ацетата свинца(II) хлором:

Водой тетраацетат мгновенно гидролизуется до PbO₂ и CH₃COOH. Тетраацетат свинца находит применение в органической химии в качестве селективного окислителя. Например, он весьма избирательно окисляет только некоторые гидроксильные группы в молекулах целлюлозы, а 5-фенил-1-пентанол под действием тетраацетата свинца окисляется с одновременной циклизацией и образованием 2-бензилфурана. Органические производные свинца – бесцветные очень ядовитые жидкости. Один из методов их синтеза – действие алкилгалогенидов на сплав свинца с натрием:

Действием газообразного HCl можно отщеплять от тетразамещенных свинца один алкильный радикал за другим, заменяя их на хлор. Соединения R4Pb разлагаются при нагревании с образованием тонкой пленки чистого металла. Такое разложение тетраметилсвинца было использовано для определения времени жизни свободных радикалов. Тетраэтилсвинец – антидетонатор моторного топлива.

3.Применение

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

Ат. вес 207,21. Свинец встречается в природе в виде различных соединений. Наиболее важная руда, из которой добывается свинец, — свинцовый блеск PbS.

Крупные месторождения свинцовых руд имеются в Австралии, США, Канаде, Мексике и Германии. В СНГ месторождения свинца находятся в Казахстане и Восточной Сибири, в Северной Осетии, на Алтае и в других местах.

Получение свинца из свинцового блеска можно вести обычным способом, обжигая руду для превращения ее в окись свинца и затем восстанавливая полученную окись свинца углем.

Существует и другой способ восстановления свинца из руды, при котором обходятся совсем без угля. Для этого руду сперва подвергают неполному обжиганию, умеренно нагревая ее в специальных печах при доступе воздуха так, чтобы только часть PbS окислилась. При этом происходят следующие реакции:

Затем, продолжая нагревание, доступ воздуха прекращают. Оставшийся неизменным сульфид реагирует с образовавшимися окисью и сульфатом, переходя в металлический свинец:

PbS + 2РbО + 3Рb + SO₂ PbS + PbSO₄ = 2Pb + 2SO₂

Распространенность свинца в земной коре выражается величиной того же порядка, что и распространенность олова (1,6 • 10 -3 весовых процента).

Свинец—голубовато-белый тяжелый металл уд. веса 11,34. Он очень мягок, легко режется ножом. Температура плавления свинца 327,4°. На воздухе свинец быстро покрывается тонким слоем окиси, защищающим его от дальнейшего окисления. В ряду напряжений свинец стоит непосредственно перед водородом. Его нормальный потенциал равняется —0,126 вольта.

Вода сама по себе не взаимодействует со свинцом, но в присутствии воздуха свинец постепенно разрушается водой с образованием гидроокиси свинца:

Однако при соприкосновении с жесткой водой свинец покрывается защитной пленкой нерастворимых солей (главным образом сульфата и основного карбоната свинца), препятствующей дальнейшему действию воды и образованию Рb(ОН)₂.

Разбавленная соляная и серная кислоты почти не действуют на свинец вследствие малой растворимости соответствующих свинцовых солей. Легко растворяется свинец в азотной кислоте. Органические кислоты, особенно уксусная, также растворяют свинец в присутствии кислорода воздуха. Процесс протекает аналогично процессу растворения меди в кислотах ).

Свинец растворяется также и в щелочах, образуя плумбиты.

Все растворимые соединения свинца ядовиты. Свинец широко используется в технике. Главными потребителями свинца являются кабельная и аккумуляторная промышленности, где свинец применяется для изготовления оболочек для кабелей и пластин аккумуляторов. На сернокислотных заводах из свинца изготовляют кожухи башен, змеевики холодильников и другие ответственные части аппаратуры. Свинец идет на изготовление боеприпасов, например винтовочных и шрапнельных пуль, а также на выделку дроби. Он входит в состав многих сплавов, например сплавов для подшипников (баббитов), типографского сплава (гарта), паяльного металла и др. Свинец хорошо поглощает γ-лучи и широко используется для защиты от γ-излучения при работе с радиоактивными веществами.

В 1957 г. выплавка свинца в капиталистических странах составила 2,1 млн. т.

В своих соединениях свинец является главным образом положительно двухвалентным. Однако, подобно другим элементам подгруппы германия, он может быть и положительно четырехвалентным. Соединения четырехвалентного свинца значительно менее устойчивы, чем соединения, в которых он двухвалентен.

Доказана возможность образования летучего соединения свинца с водородом РbH₄, которое еще менее устойчиво, чем SnH₄.

Свинец образует два простых окисла РbО и РbO₂, отвечающих его двух- и четырехвалентному состояниям, и два смешанных окисла Рb₂O₃ и Рb₃O₄, в которых одновременно проявляются обе степени валентности свинца. Известно и очень неустойчивое соединение свинца с кислородом РЬ₂0 (закись свинца).

Соединения двухвалентного свинца. Окись свинца РbО представляет собой желтый порошок, образующийся при нагревании расплавленного свинца на воздухе. После прокаливания примерно при 500° она приобретает красновато-желтый цвет и в таком виде называется глетом. Окись свинца имеет различное применение: из нее получают другие соединения свинца, она служит для заполнения ячеек в аккумуляторных пластинах, применяется при выработке некоторых сортов стекла и т. п.

Гидрат окиси свинца Рb(ОН)₂

Образуется при действии щелочей на растворимые соли двухвалентного свинца. Он имеет амфотерный характер и в кислотах растворяется с образованием солей двухвалентного свинца, а в щелочах с образованием солей, называемых плумбитами:

Однако более вероятно, что при растворении в щелочах образуются гидроксисоли по уравнению:

Соли двухвалентного свинца

1. Хлорид свинца (II), или хлористый свинец, РbСl₂ получается в виде белого осадка при действии на растворы свинцовых солей соляной кислотой или растворимыми хлоридами. Он мало растворим в холодной воде, но довольно значительно растворяется в горячей воде.

2. Иодид свинца (II), или йодистый свинец, PbJ₂ выпадает в виде желтого осадка из растворов свинцовых солей при введении в них ионов иода. В холодной воде он практически нерастворим, но довольно хорошо растворяется в горячей воде, образуя бесцветный раствор. При охлаждении последнего йодистый свинец выделяется в виде блестящих золотисто-желтых кристаллов.

3. Ацетат свинца (II), или уксуснокислый свинец, Рb(СН₃СОO₂)₂ — одна из немногих легко растворимых солей свинца, широко применяется в лабораторной практике. Ввиду интенсивного сладкого вкуса ацетат свинца называется также свинцовым сахаром. Он применяется при крашении тканей и для получения других соединений свинца.

4. Сульфат свинца (II), или сернокислый свинец, PbSO₄ выпадает в виде белого порошкообразного осадка при прибавлении серной кислоты к растворам свинцовых солей. В воде и разбавленных кислотах сульфат свинца почти нерастворим, но довольно легко растворяется в концентрированных растворах щелочей с образованием плумбитов. Концентрированная серная кислота также растворяет сульфат свинца, превращая его в кислую соль Pb(HSO₄)₂.

5. Сульфид свинца (II), или сернистый свинец, PbS образуется в виде черного осадка при действии сероводорода на соли свинца. Поэтому бумажка, смоченная раствором свинцовой соли, быстро темнеет, если в воздухе присутствуют даже незначительные количества сероводорода, чем часто пользуются для обнаружения последнего. В природе PbS встречается в больших количествах в виде свинцового блеска.

6. Основной карбонат свинца (II) Рb₃(ОН)₂(СO₃)₂ осаждается из растворов свинцовых солей при действии соды. Раньше широко применялся для изготовления белой масляной краски, обладающей высокой кроющей способностью, известной под названием свинцовых белил. От действия сероводорода эта краска темнеет вследствие образования черного сульфида свинца (II) PbS (причина потемнения старинных картин, писанных масляными красками).

Так как свинец лишь с трудом может быть переведен из двухвалентного состояния в четырехвалентное, то в отличие от солей олова соли двухвалентного свинца практически не обладают восстановительными свойствами.

Соединения, четырехвалентного свинца

Двуокись свинца РbО₂ — темнобурый порошок, образующийся при действии сильных окислителей на окись свинца и соли двухвалентного свинца. В химическом отношении двуокись свинца, подобно двуокиси олова, представляет собой амфотерный окисел с преобладанием кислотных свойств. Двуокиси свинца соответствуют орто- и метасвинцовая кислоты H₄PbO₄ и Н₂РbO₃, не существующие в свободном состоянии, но образующие довольно прочные соли. Так, например, при сплавлении двуокиси свинца с едким кали п олучается калийная соль метасвинцовой кислоты K₂PbO₃.

Основные свойства двуокиси свинца проявляются в образовании очень неустойчивых солей четырехвалентного свинца. Так, при действии на двуокись свинца соляной кислоты в первый момент образуется хлорид свинца (IV) PbCl₄, который, однако, легко отщепляет хлор, переходя в РbСl₂:

Обе реакции обратимы. Если действовать хлором на суспен-зию РbСl₂ в соляной кислоте, то можно получить тетрахлорид свинца в виде маслянистой жидкости, застывающей при —15° в кристаллическую массу.

Известен также сульфат четырехвалентного свинца Pb(SO₄)₂. Сурик Рb₃O₄ — вещество яркокрасного цвета, применяемое для приготовления обыкновенной красной масляной краски. Сурик получается при продолжительном нагревании окиси свинца на воздухе. Его можно рассматривать как свинцовую соль ортосвинцовой кислоты Рb₂РbO₄.

При нагревании с разбавленной азотной кислотой сурик разлагается с выделением бурой двуокиси свинца:

Рb₂РbO₄ + 4HNO₃ = 2Pb(NO₃)₂ + PbO₂ + 2H₂O Другой смешанный окисел свинца Рb₂O₃ можно рассматри вать как свинцовую соль метасвинцовой кислоты РbРbО₃.

Двуокись свинца и все соединения четырехвалентного свинца ввиду их неустойчивости являются энергичными окислителями.

Вы читаете, статья на тему Свинец (Plumbum)

Хлорид свинца(II) — бинарное неорганическое соединение, соль металла свинца и соляной кислоты с формулой PbCl₂, прозрачные кристаллы, слабо растворимые в воде.

Содержание

1 Получение
2 Физические свойства
3 Химические свойства
4 Токсичность
5 Литература

Получение

В природе встречается редкий минерал коттунит — PbCl₂ с примесями, часто с небольшой радиоактивностью.

Действие хлора на металлический свинец:

P b + C l 2 → 200 − 300 o C P b C l 2 <\displaystyle <\mathsf \ <\xrightarrow <200-300^C>>\ PbCl_<2>>>>

Растворение в соляной кислотеоксида, гидроксида или карбоната свинца:

P b O + 2 H C l → P b C l 2 ↓ + H 2 O <\displaystyle <\mathsf >\ PbCl_<2>\downarrow +H_<2>O>>>

P b ( O H ) 2 + 2 H C l → P b C l 2 ↓ + 2 H 2 O <\displaystyle <\mathsf +2HCl\ <\xrightarrow <>>\ PbCl_<2>\downarrow +2H_<2>O>>>

P b C O 3 + 2 H C l → P b C l 2 ↓ + C O 2 + H 2 O <\displaystyle <\mathsf +2HCl\ <\xrightarrow <>>\ PbCl_<2>\downarrow +CO_<2>+H_<2>O>>>

Физические свойства

Хлорид свинца(II) образует прозрачные кристаллы ромбической сингонии, пространственная группа P nam, параметры ячейки a = 0,7623 нм, b = 0,9048 нм, c = 0,4535 нм, Z = 4.

Диамагнитен, плохо растворяется в воде и этаноле на холоде. Токсичен, следует избегать попадания вещества внутрь орально либо ингаляционно. Это может привести к очень тяжёлым отравлениям.

Химические свойства

В горячих водных растворах подвергается гидролизу до основной соли:

P b C l 2 + H 2 O → 50 o C P b ( O H ) C l + H C l <\displaystyle <\mathsf +H_<2>O\ <\xrightarrow <50^C>>\ Pb(OH)Cl+HCl>>>

Хорошо растворяется в концентрированной соляной кислоте:

P b C l 2 + 2 H C l → H 2 [ P b C l 4 ] <\displaystyle <\mathsf +2HCl\ <\xrightarrow <>>\ H_<2>[PbCl_<4>]>>>

Разлагается щелочами:

P b C l 2 + 2 N a O H → P b ( O H ) 2 ↓ + 2 N a C l <\displaystyle <\mathsf +2NaOH\ <\xrightarrow <>>\ Pb(OH)_<2>\downarrow +2NaCl>>>

P b C l 2 + 4 N a O H → N a 2 [ P b ( O H ) 4 ] + 2 N a C l <\displaystyle <\mathsf +4NaOH\ <\xrightarrow <>>\ Na_<2>[Pb(OH)_<4>]+2NaCl>>>

Восстанавливается водородом:

P b C l 2 + H 2 → 300 − 350 o C P b + 2 H C l <\displaystyle <\mathsf +H_<2>\ <\xrightarrow <300-350^C>>\ Pb+2HCl>>>

Вступает в обменные реакции:

P b C l 2 + 2 K I → P b I 2 ↓ + 2 K C l <\displaystyle <\mathsf +2KI\ <\xrightarrow <>>\ PbI_<2>\downarrow +2KCl>>>

P b C l 2 + H 2 S → P b S ↓ + 2 H C l <\displaystyle <\mathsf +H_<2>S\ <\xrightarrow <>>\ PbS\downarrow +2HCl>>>

В щелочной среде с карбонатами образует основную соль:

2 P b C l 2 + N a 2 C O 3 + 2 N a O H → P b 2 ( O H ) 2 C O 3 ↓ + 4 N a C l <\displaystyle <\mathsf <2PbCl_<2>+Na_<2>CO_<3>+2NaOH\ <\xrightarrow <>>\ Pb_<2>(OH)_<2>CO_<3>\downarrow +4NaCl>>>

Токсичность

Дихлорид свинца токсичен, как и все соединения свинца. Может привести к очень тяжёлым отравлениям свинцом.

Литература

Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М. : Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — 639 с. — ISBN 5-82270-092-4.
Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.-Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л. : Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М. : Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М. : Мир, 1971. — Т. 1. — 561 с.

Что такое wiki.moda Вики является главным информационным ресурсом в интернете. Она открыта для любого пользователя. Вики это библиотека, которая является общественной и многоязычной.

Основа этой страницы находится в Википедии. Текст доступен по лицензии CC BY-SA 3.0 Unported License.

Ключевые слова: свинец, свинец в природе, ,получение свинца, применение свинца, токсичность свинца и его соединений, физические и химические свойства свинца, соединения свинца: гидриды свинца, азиды свинца,оксиды свинца, гидроксиды свинца.

Благодаря доступности сернистых руд, легкости получения, свинец был знаком человеку издревле. Некоторые историки, датируют предметы культа и быта изготовленные из свинца 7 тысячелетием до н.э. Упоминание о свинце встречается у Плиния, который называл его plumbum nigrum. Вплоть до XVII в. его порой не отличали от олова, известного в средние века под названием plumbum album. Атомная масса свинца 207,2 Природный свинец представляет собой смесь четырех стабильных изотопов 204 РЬ, 206 РЬ, 207 РЬ и 208 РЬ, из которых три последних являются конечными продуктами радиоактивных превращений 238 U, 235 U и 232 Th. По этой причине относительная распространенность изотопов в различных объектах исследования не является постоянной величиной. Пользуясь основным законом радиоактивного распада и определяя содержание урана или тория, а также изотопные отношения 206 РЬ: 238 U, 207 Pb: 235 U, 208 Pb: 232 Th или 207 РЪ: 206 РЬ, рассчитывают абсолютный геологический возраст радиоактивных минералов в интервале от 1 млн. до 6 млрд, лет .

СВИНЕЦ В ПРИРОДЕ

Земная кора содержит 1,6 ∙10 -3 масс%. Рb. Космическая распространенность этого элемента, согласно данным различных авторов, варьирует от 0,47 до 2,9 атомов на 106 атомов кремния. Для Солнечной системы соответствующая величина составляет 1,3 атома на 106 атомов кремния .В высокой концентрации свинец содержится во многих минералах и рудах, в микро- и ультрамикроколичествах — практически во всех объектах окружающего мира.Содержание свинца в атмосфере зависит от места и времени отбора проб, а также от условий погоды. В среднем, в воздухе промышленных городов содержится 2,5—4,5 мкг Рb/м 3 , в воздухе сел — 0,5 мкг/м 3 . Содержание свинца в дождевой воде — (6— 29)∙10 -7 масс%, вода речная и родниковая — 2∙ 10 -8 — 9∙10 -6 масс%, морская вода — 1,3∙10 -7 масс %.Общее содержание свинца (в т): в атмосфере — 1,8 ∙10 4 , в почвах - 4,8 ∙10 9 , в осадочных отложениях - 48 ∙10 12 , в водах океанов — 2,7 ∙10 7 , в водах рек и озер — 6,1∙ 10 4 , в подпочвенных водах — 8,2 ∙ 10 4 , в организмах воды и суши: живущих — 8,4 ∙10 4 , отмерших — 4,6 ∙10 6 .Свинец является составной частью более 200 минералов, но только три из них (галенит, англезит и церуссит) находятся в природе в виде промышленных залежей свинцовых руд. Самым важным является галенит PbS (86,6% Pb). Под действием веществ, растворенных в природных водах, и при выветривании он переходит в англезит PbSО₄ (68,3% Pb), который в результате двойного обмена с карбонатами кальция и магния образует церуссит РЬСОз (77,5% РЬ). Второстепенное значение имеют плюмбоярозит PbFe₆ (SО₄)₄ (ОН) _{х 2} (18,3% РЬ), крокоит РЬСгО₄ (64,1% РЬ), пироморфит РЬ₅ (РО₄) зС1 (76,4% РЬ), миметезит Pb₅ (AsО₄)₃Cl(69,6% Pb), ванадинит Pb₅ (VО₄)₃С1(73,1% РЬ) и вульфенит РЬМоО₄ (56,4% РЬ). Свинцу в его минералах сопутствуют Ag, As, Bi, Cd, Cu, Fe, In, Sb, Se, Sn, Те, Tl, V и Zn . Многие из этих элементов в том или ином количестве следуют за свинцом на всех стадиях технологического процесса его получения, а висмут даже концентрируется.

ПОЛУЧЕНИЕ СВИНЦА

По объему промышленного производства свинец занимает четвертое место в группе цветных металлов, уступая только алюминию, меди и цинку. Для получения свинца наибольшее практическое значение имеют полиметаллические сульфидные и смешанные руды, так как чисто свинцовые руды встречаются редко. В результате флотации сульфидных руд получают концентраты, содержащие согласно химическому анализу 40—60% РЬ, 3—14% Zn, 4—15% Fe, 3—6% SiО₂, 0,3-2,0% CaO, 0,2—15% А1₂О₃ и 15—24% S. Как правило, переработку концентратов начинают со спекающего обжига (агломерации) с целью перевода сульфидов в легковосстанавливаемые оксиды. Очистка свинца производится главным образом пирометаллургическим способом, который сводится к последовательному удалению Си, Те, сумм Sn, As и Sb, Au и Ag, а затем Zn, Bi, Са и Mg. В результате пирометаллургического рафинирования, помимо свинца, получаются ценные побочные продукты: золото-серебряный сплав, элементные висмут и теллур, штейн или черновая медь, антимонат натрия и арсенат кальция. Высокая эффективность очистки свинца достигается также методом зонной плавки .

ПРИМЕНЕНИЕ СВИНЦА

ТОКСИЧНОСТЬ СВИНЦА И ЕГО СОЕДИНЕНИЙ

Источники поступления свинца в различные сферы обитания человека и животных подразделяются на природные (извержения вулканов, пожары, разложение умерших организмов, морская и ветровая пыль) и антропогенные (деятельность свинецпроизводящих и перерабатывающих предприятий, сжигание ископаемого топлива и отходов его переработки).По масштабам выброса в атмосферу свинец занимает первое место среди микроэлементов, причем главным источником загрязнений является сжигание этилированного бензина в двигателях внутреннего сгорания. Значительная часть свинца, содержащегося в каменном угле, при сжигании вместе с дымовыми газами поступает в атмосферу. Большой вклад в загрязнение атмосферы свинцом вносят производства металлов, цемента и т.д. Атмосфера загрязняется не только стабильными, но и радиоактивными изотопами свинца 214 Рb, 212 Рb . Их источником являются радиоактивные инертные газы, из которых наиболее долгоживущий — радон достигает даже стратосферы. Образующийся свинец частично возвращается на землю с атмосферными осадками и аэрозолями, загрязняя поверхность почвы и водоемы . В водоемы некоторое количество свинца поступает из почвы, но решающий вклад и в эту сферу вносит деятельность человека, особенно в виде промышленных сточных вод и выхлопных газов автотранспорта. Из овощей и других продуктов питания, из воздуха и воды свинец поступает в организм человека. Исходя из содержания свинца в воздухе крупных промышленных городов 4,5 мкг/м 3 через дыхательную систему человека поглощается около 91 мкг Pb/сут, причем около 35% от вдыхаемого количества поступает через трахеобронхиальную систему в кровь . Общее потребление свинца человеком со всеми продуктами питания и с водой может достигать 0,910 мг. Содержание свинца в организме у современного городского человека в 500 раз больше, чем у первобытного. Таким образом, антропогенные загрязнения окружающей среды в конечном счете возвращаются в организмы людей, животных и растений. Свинец является ядом, он и его соединения опасны не только болезнетворным действием, но также кумулятивностью терапевтического эффекта, высоким коэффициентом накопления в организме, малой скоростью и неполнотой выделения с продуктами жизнедеятельности. Степень токсичности зависит от концентрации, физико-химического состояния и природы соединений свинца. Особенно опасен свинец в состоянии молекулярно-ионной дисперсности; он проникает из легких в кровеносную систему и оттуда транспортируется по всему организму . Хотя качественно свинец и его неорганические соединения действуют сходно, токсичность растет с ростом их растворимости в биологических жидкостях организма. Ионы свинца, связываясь с электронодонорными атомами серы сульфгидрильных групп, отравляют ферменты. Именно поэтому свинец подавляет многие ферментативные процессы в организме. При свинцовой интоксикации наступают серьезные изменения в нервной системе, нарушаются терморегуляция, кровообращение и трофические процессы, изменяются иммунобиологические свойства организма и его генетический аппарат. Аналогичные, но более остро выраженные эффекты наблюдаются даже при непродолжительном воздействии органических соединений, особенно тетраэтил- и тетраметил свинца, растворимых в липоидах и потому способных проникать в организм не только через легкие, но и через кожу. В начальной фазе отравления наблюдается нарушение условно-рефлекторной деятельности, а затем наступают расстройства симпатической и парасимпатической нервной системы с возможным появлением бессонницы, галлюцинаций и судорог.

ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СВИНЦА

Свинец является блестящим металлом серо-голубого цвета, который сохраняется в сухом воздухе, но быстро тускнеет в присутствии влаги. Физические, физико-механические и химические свойства свинца зависят от природы и количества содержащихся в нем примесей. Натрий, кальций и магний повышают твердость и прочность свинца, но снижают его химическую устойчивость. Висмут и цинк ухудшают коррозионные свойства металла, причем примесь 0,1% Bi делает свинец совершенно непригодным для применения в химической и других отраслях промышленности . Примеси меди и сурьмы повышают коррозионную устойчивость свинца в растворах серной кислоты, предел ползучести и твердость. Кадмий, олово и теллур увеличивают и твердость, и сопротивление усталости свинца . Примеси кислорода уменьшают вибропрочность свинцовых оболочек электрических кабелей . Оксид свинца даже в небольших количествах сильно влияет на физические и механические свойства металла . В свою очередь, примеси свинца и его соединений влияют на многие свойства различных материалов. Они ухудшают механические свойства жаропрочных сплавов , неблагоприятно влияют на структуру чугуна и снижают его прочность на изгиб , вызывают красноломкость меди и латуни и обусловливают нежелательное повышение прочности электролитической меди. В то же время дозированные добавки свинца улучшают обрабатываемость стали без снижения ее механической прочности , а присутствие в сырьевой смеси оксида свинца позволяет снизить на 10—15% влажность сырьевого шлама, уменьшить расход топлива на обжиг клинкера, повысить гадратационную активность цемента .

Свинец растворяется в ртути, образуя довольно концентрированные амальгамы, сохраняемые под слоем слегка подкисленной воды . В амальгамах, как и в парах, свинец находится в атомарном состоянии. В 1 л воды при отсутствии воздуха растворяется 311 мкг свинца , но механизм процесса растворения неизвестен.

Со многими химическими элементами (As, Au, Ва, Са, Cd, Си, Mg, Ni, Sb, Se, Sn и т.д.) Pb дает сплавы; некоторые из них образуют эвтектические смеси и твердые растворы (Sb, Sn), другие (Mg, Se, Те) - интерметаллические соединения.

С углеродом, кремнием, фосфором, мышьяком, бором, молекулярными водородом и азотом свинец не реагирует. Однако известно , что порошкообразный металл выше 400° С взаимодействует с азотом с выделением тепла, а с атомарным водородом образует незначительные количества гидрида.

СОЕДИНЕНИЯ СВИНЦА

Металлический свинец при действии кислорода воздуха на холоду покрывается оксидной пленкой, а тонко измельченный металл может возгораться . Расплавленный свинец окисляется на воздухе до РЬО, который при 430° С переходит в РЬ₃О₄, а последний выше 550°С разлагается на РЬО и О2.

Сухой фтор на холоду не действует на свинец. С повышением температуры взаимодействие возможно, но выше 100°С пленка фторида сильно тормозит реакцию. Хлорид свинца также обладает защитными свойствами, благодаря чему по стойкости к хлору до 300° С свинец превосходит алюминий, медь, чугун и сталь. К действию брома свинец настолько устойчив, что может служить для изготовления испарителей и защиты резервуаров. С твердым иодом свинец не реагирует, но с парами и растворами этого галогена образует иодид .

В присутствии кислорода вода действует на свинец, причем скорость коррозии металла при подкислении возрастает. Небольшие концентрации СО₂, напротив, задерживают разрушение металла из-за образования поверхностной пленки РЬСО₃. В присутствии растворимых карбонатов, сульфатов, а при повышенной температуре и силикатов образуются соответствующие труднорастворимые соли свинца, препятствующие коррозии труб из этого металла. Однако при больших концентрациях СО₂ возможно образование растворимого бикарбоната, и в таком случае пользование свинцовыми трубами для водопроводов чревато опасностью отравления .В присутствии кислорода свинец довольно хорошо растворяется в уксусной и других органических кислотах, с которыми он образует комплексные соединения . Комплексообразование является причиной растворимости свинца в серной кислоте с концентрацией >80% . В разбавленной кислоте металл достаточно устойчив, так как покрывается пленкой труднорастворимого PbSО₄. Это позволяет использовать свинец в аккумуляторах и в производстве серной кислоты камерным способом, однако полученная таким путем кислота содержит примеси свинца. Свинец устойчив к действию плавиковой кислоты и мало растворим в соляной, поскольку соответствующие галогениды трудно растворимы в указанных средах. Благодаря растворимости плюмбитов и амфотерности свинец довольно легко растворяется в нагретых щелочах, если их концентрация выше 10— 15% .

Гидриды свинца. Имеются данные о существовании неустойчивого РЬН₂, образующегося в процессе электролиза щелочных или слабо кислых растворов со свинцовым катодом. Более известный плюмбан РbН₄ в незначительных количествах образуется при растворении свинцово-магниевого сплава в разбавленные кислотах, а с лучшими выходами — при электролизе разбавленной H₂SО₄ со свинцовыми электродами.

Азиды свинец образует в состоянии окисления 2+ и 4+ . Известный детонатор Pb(N₃)₂ получается в виде достаточно мелких кристаллов при интенсивном перемешивании смеси растворов Pb(NО₃)₂ и NaN₃ . Азид свинца Pb(N₃)₄ образуется при взаимодействии водного раствора HN₃ с РЬ₃О₄ , но его раствор красного цвета быстро обесцвечивается по мере образования Pb(N₃)_2.

Оксиды свинца. Известны РbО, РbО₂, а также Рb₂О₃ и Рb₃О₄, в которых представлены обе степени окисления свинца. Оксид Рb₂О₃ рассматривают как производное метасвинцовой кислоты Н₂РbО₃, свинцовый сурик Рb₃О₄ — ортосвинцовой кислоты Н₄РbО₄. В настоящее время известно две модификаций РbО: α-РbО красного цвета (глёт) и β-РbО желтого (массикот). Глёт, устойчивый при низких температурах, подобно SnO, имеет слоистую структуру, в которой каждый атом Рb связан с одной стороны с четырьмя атомами О с одинаковыми расстояниями Рb-О (0,230 нм). β-РbО имеет сходную структуру, но межатомные расстояния Рb-О попарно различны и составляют соответственно 0,221 и 0,249 нм . Именно благодаря этому структурному сходству желтая модификация, устойчивая на воздухе выше 488° С, стабилизируется небольшими примесями и в их присутствии может существовать при обычной температуре. Выше 488° С глёт переходит в массикот. РbО обычно получают окислением расплавленного свинца кислородом воздуха или же термическим разложением высших оксидов.

Для специальных целей, например, для аналитических стандартов, химического анализа , необходим оксид особой чистоты. Препарат такой квалификации готовят в химической лаборатории с использованием полиэтиленовых сосудов, осаждая гидроксид свинца из раствора ацетата действием водного аммиака. Интересно отметить, что примеси 10 -3 % Si, Ge, Р, As, Sb, Se, Те, Mo и W препятствуют превращению первичного продукта β-РbО в α-РbО. Поэтому проведение данной реакций в стеклянных сосудах недопустимо. Реагируя с кислотами, РbО дает соответствующие соли, а действие концентрированных растворов щелочей. приводит к гидроксоплюмбитам, например Na [Pb (ОН) ₃] и Na₂ [Pb (ОН) ₄].

РbО₂, используется как аналитический реактив и как форма количественного определения свинца с гравиметрическим , вольтамперометрическим или фотометрическим окончанием. Диоксид свинца независимо от кристаллической структуры модификации имеет черно-коричневый цвет. Получают РbО₂ окислением солей свинца элементными галогенами, гипохлоритом и другими окислителями, а также анодным окислением суспензии РbО в растворе NaCl. Диоксид высокой чистоты готовят гидролизом тетраацетата свинца . Диоксид свинца нерастворим в холодной и горячей воде, но реагирует с концентрированными кислотами НС1 и Н₂SО₄ с выделением соответственно С1₂ и О₂ и образованием солей свинца. Разбавленные растворы щелочей на РbО₂ не действуют, но при сплавлении с твердыми щелочами образуются гексагидроксоплюмбаты, например К₂[Рb(ОН)₆], с оксидами — плюмбаты, например Са₂ РbО₄.

Гидроксосоединения свинца. Гидроксид Pb (OH)₂ выпадает в виде белого аморфного осадка при действии водного аммиака или стехиометрического количества щелочей на растворы солей свинца. В отличие от аналогичных соединений других p-элементов IV группы, у Рb(ОН)₂ преобладают основные свойства. Гидроксид свинца легко дегидратируется, причем выше 100° С образуется красная, при более низкой температуре — желтая модификация РbО.

Читайте также: