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      鉛的物理性質和化學性質


      一種化學元素。化學符號Pb原子序數82,原子量207.2,屬周期系ⅣA族 。人類較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系統損害,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(qian)(qian)(qian)(qian)(qian)礦中(zhong)的硫化(hua)鉛(qian)(qian)(qian)(qian)(qian)部分轉變為硫酸(suan)鉛(qian)(qian)(qian)(qian)(qian),兩(liang)者進(jin)一步反應得金屬鉛(qian)(qian)(qian)(qian)(qian)。②將硫化(hua)鉛(qian)(qian)(qian)(qian)(qian)熔燒成(cheng)氧化(hua)鉛(qian)(qian)(qian)(qian)(qian),然后與焦炭(tan)、石灰石放在鼓風(feng)爐中(zhong)冶煉,可(ke)生產金屬鉛(qian)(qian)(qian)(qian)(qian)。精(jing)煉方法有:①火法精(jing)煉。先將粗鉛(qian)(qian)(qian)(qian)(qian)熔融,加入(ru)硫、氫氧化(hua)鈉、氯(lv)化(hua)鈉、硝酸(suan)鈉等(deng),使雜(za)質(zhi)成(cheng)爐渣分離。②電解精(jing)煉。用(yong)粗鉛(qian)(qian)(qian)(qian)(qian)做陽極,純鉛(qian)(qian)(qian)(qian)(qian)做陰極 ,可(ke)得純鉛(qian)(qian)(qian)(qian)(qian) 。耐腐蝕(shi) ,可(ke)用(yong)作(zuo)水管(guan) 。鉛(qian)(qian)(qian)(qian)(qian)、銻 、錫的合金熔點低(di)(約(yue)240℃) ,凝(ning)固時膨(peng)脹,可(ke)作(zuo)印刷鉛(qian)(qian)(qian)(qian)(qian)字 。鉛(qian)(qian)(qian)(qian)(qian)玻璃用(yong)作(zuo)X射線防護(hu)屏 。大量(liang)鉛(qian)(qian)(qian)(qian)(qian)用(yong)于生產汽油抗爆(bao)劑四(si)乙(yi)鉛(qian)(qian)(qian)(qian)(qian)和蓄電池(chi)的極板。

      鉛(qian)(qian)(qian)(qian)是一(yi)種化(hua)(hua)學(xue)元(yuan)素(su),其化(hua)(hua)學(xue)符號是Pb(拉丁語Plumbum),原子序數(shu)為82。鉛(qian)(qian)(qian)(qian)是一(yi)種軟的重金(jin)屬,它有(you)(you)毒(du)性(xing),是一(yi)種有(you)(you)延伸性(xing)的主(zhu)族(zu)金(jin)屬。鉛(qian)(qian)(qian)(qian)的本色(se)是青(qing)白色(se)的,在空(kong)氣中(zhong)它的表面(mian)很快(kuai)被一(yi)層暗灰(hui)色(se)的氧化(hua)(hua)物覆蓋。鉛(qian)(qian)(qian)(qian)被用(yong)作(zuo)建筑材料(liao),用(yong)在乙酸鉛(qian)(qian)(qian)(qian)電(dian)池中(zhong),用(yong)作(zuo)槍彈和炮彈,焊錫、獎杯和一(yi)些合(he)金(jin)中(zhong)也含鉛(qian)(qian)(qian)(qian)。鉛(qian)(qian)(qian)(qian)是所有(you)(you)穩定的化(hua)(hua)學(xue)元(yuan)素(su)中(zhong)原子序數(shu)較高的。

      重要特征

      沒有氧化層的(de)鉛色澤光亮,密度高,硬度非常低(di)(di),延(yan)伸性很強。它(ta)的(de)導電性能相當(dang)低(di)(di),抗腐蝕(shi)性能很高,因此它(ta)往(wang)往(wang)用來作(zuo)為裝腐蝕(shi)力強的(de)物質(比如硫酸)的(de)容器。加入少量銻或(huo)其(qi)它(ta)金屬可以更加提高它(ta)的(de)抗腐蝕(shi)力。

      早在7000年前(qian)人類就(jiu)已(yi)經認識鉛(qian)了。它分布(bu)廣,容易(yi)(yi)提(ti)取,容易(yi)(yi)加工(gong),即(ji)有很高(gao)的(de)延(yan)展性,又很柔(rou)軟,而且熔點低。在《圣經??出埃及記(ji)》中就(jiu)已(yi)經提(ti)到了鉛(qian)。

      古羅馬使用鉛非常多。有人(ren)甚至認為羅馬入侵不列顛的(de)(de)原(yuan)因之一是(shi)因為康沃爾地(di)區擁有當時所(suo)知的(de)(de)較大的(de)(de)鉛礦。甚至在格(ge)陵蘭島上鉆出來得(de)(de)冰心(xin)中可以測量(liang)得(de)(de)出從前5世紀到3世紀空氣層中的(de)(de)鉛的(de)(de)含量(liang)增高(gao)。這個增高(gao)今天被認為是(shi)羅馬人(ren)造成的(de)(de)。

      煉金(jin)術士以為鉛(qian)(qian)是(shi)較古老的金(jin)屬并將它與土星聯(lian)系到一(yi)(yi)起(qi)。在人類歷史上鉛(qian)(qian)是(shi)一(yi)(yi)種被廣(guang)泛(fan)應用的金(jin)屬。

      從(cong)1980年(nian)代中開始,鉛的應用開始驟然下降。主(zhu)要原(yuan)因是鉛的生理作(zuo)用和(he)它對(dui)環境的污染。今天汽油、染料、焊錫和(he)水管一般都不(bu)含鉛了。

      自然界中純的(de)鉛(qian)(qian)很少見。今(jin)天鉛(qian)(qian)主(zhu)要與鋅、銀和銅等金屬一起冶煉和提取。較(jiao)主(zhu)要的(de)鉛(qian)(qian)礦石是(shi)方(fang)鉛(qian)(qian)礦(PbS),其含鉛(qian)(qian)量達86.6%。其它常見的(de)含鉛(qian)(qian)的(de)礦物(wu)有白鉛(qian)(qian)礦(PbCO3)和鉛(qian)(qian)礬(PbSO4)。世界上較(jiao)大的(de)產(chan)鉛(qian)(qian)國是(shi)中國、美國、澳大利亞、俄羅斯(si)和加拿大。今(jin)天半(ban)數以上的(de)鉛(qian)(qian)是(shi)回(hui)收(shou)來的(de)。

      鉛礦(kuang)一(yi)般用鉆(zhan)或爆破(po)的(de)(de)手段被(bei)開采(cai)。礦(kuang)石被(bei)開采(cai)后(hou)被(bei)磨(mo)碎,然后(hou)于水和其(qi)它(ta)化(hua)學藥品(比如表(biao)面活(huo)性劑黃原(yuan)酸鈉)混合。在這個(ge)混合液(ye)(ye)的(de)(de)容器中(zhong)有氣(qi)泡(pao)上升(sheng),含鉛的(de)(de)礦(kuang)物隨氣(qi)泡(pao)上升(sheng)到(dao)(dao)表(biao)面形成一(yi)層泡(pao)沫(mo)。這層泡(pao)沫(mo)可(ke)以(yi)被(bei)收集(ji)。這個(ge)過程可(ke)以(yi)多(duo)(duo)次進行,其(qi)結果含50%的(de)(de)鉛。收集(ji)后(hou)的(de)(de)泡(pao)沫(mo)被(bei)烤干熔(rong)化(hua)后(hou)得(de)到(dao)(dao)含97%的(de)(de)鉛。這個(ge)熔(rong)液(ye)(ye)被(bei)慢慢冷卻(que),雜質比較(jiao)輕(qing)上升(sheng)到(dao)(dao)表(biao)面可(ke)以(yi)被(bei)移去(qu)。剩下的(de)(de)鉛被(bei)再(zai)次熔(rong)化(hua)。冷空氣(qi)被(bei)吹入熔(rong)液(ye)(ye),更多(duo)(duo)的(de)(de)雜質上升(sheng)被(bei)移除后(hou)得(de)到(dao)(dao)99.9%的(de)(de)鉛。

      將(jiang)除(chu)去雜質的方鉛礦 ,在空氣中燃(ran)燒成氧化鉛,再與(yu)碳共熱還原得(de)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(zi)然(ran)的(de)、穩定的(de)同位素:Pb-204(1.4%)、Pb-206(24.1%)、Pb-207(22.1%)和Pb-208(52.4%)。后三種是(shi)(shi)鈾(you)(you)-238、鈾(you)(you)-235和釷-232經過一系列裂變(bian)后的(de)較終產(chan)物。這些反應的(de)半衰期分(fen)別(bie)是(shi)(shi)4.47×109年、7.04×108年和1.4×1010年。只有204Pb是(shi)(shi)自(zi)然(ran)存在的(de)、非(fei)衰變(bian)產(chan)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(qian)是(shi)一(yi)種有(you)(you)毒的(de)(de)(de)金屬(shu),它(ta)尤其(qi)(qi)可(ke)以破壞兒童的(de)(de)(de)神經(jing)系統,它(ta)可(ke)以導(dao)致(zhi)血液循(xun)環(huan)系統和(he)(he)腦的(de)(de)(de)疾病(bing)。長期接觸(chu)鉛(qian)和(he)(he)它(ta)的(de)(de)(de)鹽(尤其(qi)(qi)是(shi)可(ke)溶的(de)(de)(de)和(he)(he)強氧化性(xing)的(de)(de)(de)PbO2)可(ke)以導(dao)致(zhi)腎病(bing)和(he)(he)類似(si)絞(jiao)痛的(de)(de)(de)腹痛。有(you)(you)人(ren)認(ren)為(wei)許多古羅馬皇(huang)帝的(de)(de)(de)老年癡呆(dai)是(shi)由(you)于當時(shi)鉛(qian)被用(yong)來作為(wei)水管(以及鉛(qian)鹽被用(yong)來作為(wei)加入(ru)酒中的(de)(de)(de)甜物(wu))造成的(de)(de)(de)。而(er)且,鉛(qian)在人(ren)體里(li)積蓄后很難自動排除,只(zhi)能(neng)通過某些(xie)藥物(wu)來清除。有(you)(you)這樣的(de)(de)(de)說法(fa):海藻(zao)和(he)(he)木耳有(you)(you)清除重(zhong)金屬(shu)的(de)(de)(de)功用(yong);在一(yi)定時(shi)間周(zhou)期(比如(ru)半個月(yue))內交替大量食用(yong)肉類和(he)(he)奶類,可(ke)以幫助排除鉛(qian)。

       


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