Свинец Pb в виде металла и некоторых соединений (оксиды, карбонаты) известен с древнейших времен.

Распространение свинца в природе. Свинец находится в земной коре в связанном состоянии, в виде минералов.

Минералы свинца: галенит (свинцовый блеск) PbS, обычно содержит серебро; церуссит (белая свинцовая руда) PbCO₃; англезит PbSO₄; крокоит (красная свинцовая руда) PbCrO₄; вульфенит (желтая свинцовая руда) PbMoO₄; штольцит PbWO₄.

Физиологическое действие свинца. Свинец и его соединения очень ядовиты! Постепенное накопление свинца в организме (возможное поступление с пищей, через органы дыхания, всасывание кожей) вызывает хроническое отравление. Признаки отравления: истощение организма, колики, нарушение работы почек, мышечная слабость, черная свинцовая (PbS) кайма на зубах около десен.

Получение свинца.

1. Восстановительный обжиг. Обогащенный флотацией галенит обжигают на воздухе для удаления серы и образующийся оксид свинца(II) восстанавливают коксом или чаще – монооксидом углерода в шахтных печах:

2PbS + 3O₂ = 2PbO + SO₂

PbO + CO = Pb + CO₂

В результате получают черновой свинец, из которого выделяют медь, серебро, железо, мышьяк, сурьму. Висмут остается в сплаве со свинцом. Особо чистый свинец получают электролитическим рафинированием с использованием фторосиликатного электролита.

2. Окислительный обжиг. Особенно чистую руду PbS подвергают частичному окислению до PbO, а затем смесь прокаливают:

PbS + 2PbO = 3Pb + SO₂

3. Из солей свинца с помощью электролиза.
4. Взаимодействие солей свинца с цинком с образованием “свинцового дерева”:

Pb(NO₃)₂ + Zn = Zn(NO₃)₂ + Pb

или восстановлением оксида свинца(II) током водорода:

PbO + H₂ = Pb + H₂O

Свойства свинца. Свинец – тяжелый, синевато-белый, очень мягкий металл. Хорошо поддается литью, ковке, пайке и прокатке. На воздухе, в жесткой воде и серной кислоте очень устойчив (покрывается защитной соответственно оксидной, карбонатной и сульфатной пленкой); неустойчив в пресной воде, насыщенной диоксидом углерода, вследствие образования растворимого гидрокарбоната свинца(II) Pb(HCO₃)₂. Свинец легко реагирует с азотной кислотой; с разбавленной азотной кислотой протекает следующая реакция:

3Pb + 8HNO₃ = 3Pb(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

Насыщенная воздухом уксусная кислота быстро разрушает свинец.

Применение свинца. Из свинца изготавливают оболочки кабелей, электроды аккумуляторов, аноды, используемые при хромировании, им покрывают изнутри сосуды, предназначенные для хранения серной кислоты. Применяют свинец для получения соединений органических свинца (тетраэтилсвинец); на основе свинца производят припои и сплавы, из которых изготавливают подшипники и типографский шрифт. Свинец служит материалом для защиты от проникающего излучения.

Сплавы свинца. гартблей (1-12% Sb, пластины аккумуляторов содержат 9% Sb); припой (20-80% Sn); типографские сплавы, типа гарт и др. (12-28% Sb, 3-9% Sn); свинцовый баббит (5-80% Sn, < 20% Sb, примеси кадмия и меди) – антифрикционный сплав; свинцовая бронза (медь, содержащая до 40% свинца, олово и другие металлы).

Свинцевание – футеровка методом обкладки и наваривания свинцовых листов или нанесение гальванического покрытия свинца путем электролиза растворов фенолсульфоната свинца и желатины, применяется также гексафторосиликат свинца(II) Pb[SiF₆]. Термином свинцевание обозначается также процесс введения тетраэтилсвинца в бензин (этилирование бензина).

Соединения свинца

Соединения свинца(IV)легко переходят в соединения свинца(II), соединения свинца(IV) являются сильными окислителями. Ионы Pb²⁺ бесцветны в кристаллах и в растворе, однако некоторые соединения свинца(II) окрашены. Многие соли свинца(II) мало растворимы в воде, среди них – белые карбонат, сульфат, ортофосфат, желтые хромат и иодид, черный сульфид.

Оксид свинца(II) PbO имеет две полиморфные модификации – глет (красный) и массикот (желтый). Температура плавления оксида свинца(II) 884*С. Образуется при окислении расплавленного свинца воздухом. Применяют для получения сурика.

Оксид свинца(II, IV) (PbII2PbIV)O4 часто изображают упрощенной формулой Pb₃O₄ (свинцовый сурик) – оранжево-красный порошок. Образуется при нагревании PbO на воздухе до 500*С. Сурик применяют как пигмент в художественных красках, для антикоррозионных покрытий, как компонент красок, наносимых на или под глазурь, а также для приготовления свинцового хрусталя.

Оксид свинца(IV) PbO₂ темно-коричневые кристаллы. Образуется при зарядке свинцовых аккумуляторов на пластинах положительного полюса.

Гидроксид свинца(II) Pb(OH)₂ выпадает в виде белого осадка из растворов солей свинца(II) при осторожном добавлении раствора щелочи; при избытке щелочи осадок снова переходит в раствор в виде растворимого тетрагидроксоплюмбат(II)-иона:

Pb²⁺ + 2OH^– = Pb(OH)₂

Pb(OH)₂ + 2OH^– = [Pb(OH)₄]^2-

Нитрат свинца(II) Pb(NO₃)₂ – бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде. При нагревании нитрат свинца(II) разлагается:

2Pb(NO₃)₂ = 2PbO + 4NO₂ + O₂

Сульфат свинца(II) PbSO₄ – бесцветные кристаллы. Мало растворим в воде, выпадает в осадок при растворении хорошо растворимых солей свинца(II) в жесткой воде. Аналитическое значение имеет растворимость сульфата свинца(II) в растворе тартрата аммония (сульфаты Ba, Sr, Ca нерастворимы).

Ацетат свинца(II) Pb(CH₃COO)₂, (свинцовый сахар, из-за сладкого вкуса этой соли – осторожно, ЯД!). Пропитанная ацетатом свинца(II) фильтровальная бумага используется как индикаторная бумага для обнаружения сероводорода (почернение вследствие образования PbS).

Хлорид свинца(II) PbCl₂ – бесцветные кристаллы, с температурой плавления 498*С. Мало растворимы в холодной воде, хорошо растворяются при нагревании.

Хлорид свинца(IV) PbCl₄ – светло-желтая тяжелая жидкость, распространяет в воздухе характерный запах. Разлагается со взрывом при нагревании до 105*С:

PbCl₄ = PbCl₂ + Cl₂

Иодид свинца(II) PbI₂ – светло-желтые кристаллы с температурой плавления 412*С, мало растворим в воде. При введении PbI₂ в ацетоновый раствор KI образуется бесцветный трииодоплюмбат(II) K[PbI₃]. Пропитанная ацетоновым раствором K[PbI₃] и высушенная бумага используется в качественном анализе для обнаружения воды: в присутствии воды бумага желтеет вследствие разложения K[PbI₃] на KI и PbI₂.

Тетраэтилсвинец Pb(C₂H₅)₄ – бесцветная горючая жидкость со сладковатым запахом. Очень ядовит! Применяли как антидетонационную присадку к бензину (этилирование бензина). Получают при взаимодействии интерметаллида Na₄Pb с монохлорэтаном:

Na₄Pb + 4C₂H₅Cl = Pb(C₂H₅)₄ + 4NaCl

Силикат свинца(II) – точный состав не установлен, получают из сурика и кварцевого песка при их сплавлении. Применяют в качестве основы плавких красок по фарфору и другой керамике. Окрашивание возникает в результате взаимодействия при сплавлении основы и хромофора – соединений других металлов, обеспечивающих определенную окраску, например оксид хрома(III), карбонат кобальта(II). Краску наносят на изделие до или после его глазурирования, изделие высушивают и повторно обжигают, достигается прочное сцепление краски с керамической поверхностью.

Азид свинца(II) Pb(N₃)₂ и тринитрорезорцинат свинца(II) применяют как детонаторы.

Пигменты содержащие свинец (свинцовые пигменты):

Свинцовый красный (сурик) – оксид свинца(II, IV) (Pb^II₂Pb^IV)O₄;

Свинцовый белый – гидроксид-карбонат свинца(II) состава PbCO₃*Pb(OH)₂; по укрывистости этот пигмент наилучший, но темнеет на воздухе (вследствие образования PbS);

Хромовый желтый – хромат свинца(II) PbCrO₄, образуется в виде ярко-желтого осадка при смешивании растворов солей свинца(II) и хромата калия;

Хромовый красный – оксид-хромат свинца(II) приблизительного состава PbO*PbCrO₄.

---