Precios de plomo, ocurrencia, extracción y uso

El plomo es un elemento químico con el símbolo del elemento Pb (latín plumbum) y el número ordinal 82. Es un metal pesado tóxico y está disponible en 4. Grupo principal o 14. Grupo IUPAC (grupo de carbono) y 6. Periodo de la tabla periódica. El plomo es fácilmente deformable y tiene un punto de fusión relativamente bajo.

Los isótopos 206Pb, 207Pb y 208Pb son los átomos estables más pesados, lo que hace que el plomo sea la masa más alta y el elemento atómico aún estable. Todos los isótopos de plomo tienen el número de protón mágico 82, lo que causa esta estabilidad. 208Pb incluso tiene el llamado núcleo mágico doble porque también tiene el número mágico de neutrones 126.

Dado que los isótopos de plomo -206, -207 y -208 son los productos finales de las tres series de desintegración natural de elementos radiactivos, ha surgido relativamente mucho plomo; Por lo tanto, es común en la corteza terrestre en comparación con otros elementos pesados ​​(mercurio, oro, etc.).

 

Historia

A principios de la Edad del Bronce, el plomo se usaba junto con el antimonio y el arsénico para hacer bronce a partir de aleaciones con cobre hasta que el estaño se aceptara ampliamente. Los babilonios ya sabían jarrones de plomo. Los asirios tuvieron que introducir plomo (abāru), que está documentado por Tiglat-pileser I. entre otras cosas como un tributo de Melidu. Los romanos usaban el metal como material para embarcaciones, como honda, para sellos (de ahí el nombre) y tuberías de agua.

Incluso el autor romano Vitruvio consideraba que el uso de plomo para las tuberías de agua potable era dañino para la salud; recomendó utilizar las tuberías de arcilla en la medida de lo posible; Sin embargo, las tuberías de agua potable hechas de plomo estuvieron en uso hasta los 1970, que también se expresa en la palabra inglesa fontanero ("editor de tuberías"). Desde la perspectiva actual, la adición de plomo como edulcorante al vino fue particularmente alarmante (el llamado "azúcar de plomo", véase también acetato de plomo (II)). En Westfalia, los romanos ganaron hasta su retirada después de la batalla de Varus. La composición de los isótopos típicos de diferentes sitios muestra que el plomo para la producción de ataúdes romanos de plomo, que se encontraron en Renania, proviene del norte de Eifel. Dado que algunos minerales de plomo contienen una porción de plata económicamente utilizable, la extracción de plomo y plata se ha vinculado entre sí desde la antigüedad. El procesamiento del plomo romano ha llevado a una contaminación detectable hasta el día de hoy: los núcleos de hielo de Groenlandia se muestran entre los 5. Siglo aC Chr. Y el 3. Century n. Chr. Un aumento medible del contenido de plomo en la atmósfera. Incluso más tarde, el plomo tenía un significado importante. Se ha utilizado, por ejemplo, para bordear ventanas de vidrio con plomo, por ejemplo en iglesias o para cubrir techos de plomo.

El plomo se volvió especialmente importante después de la invención de las armas de fuego para los militares como material para proyectiles de pistolas. Como los soldados hicieron sus propios proyectiles, no era raro que robaran todo el plomo que pudieran encontrar para hacer proyectiles.
Símbolo alquímico para plomo

El plomo también jugó un papel importante en la alquimia. Debido a su similitud con el oro (similarmente suave y pesado), el plomo se consideraba un buen material de partida para la síntesis de oro (síntesis como un cambio de color de gris a amarillo). El símbolo alquímico para el plomo es una hoz estilizada (♄), ya que se ha asignado al dios y al planeta Saturno desde la antigüedad como un metal planetario.

Con el comienzo de la revolución industrial, el plomo se utilizó en grandes cantidades para la industria química, por ejemplo. B. para la producción de ácido sulfúrico en Bleikammerverfahren o el revestimiento de equipos para la producción de explosivos necesarios. Era entonces el metal no ferroso más importante.

En un intento por determinar la edad de la tierra midiendo la proporción de plomo a uranio en muestras de roca, el geoquímico estadounidense Clair Cameron Patterson señaló, por ejemplo, 1950 que las muestras de roca estaban invariablemente contaminadas con grandes cantidades de plomo de la atmósfera. Como fuente, pudo probar que el Tetraetilblei se usaba como agente antidetonante en combustibles. Según Patterson, la atmósfera frente a 1923 casi no contenía plomo. Con base en estos hallazgos, luchó toda su vida por reducir la liberación de plomo en el medio ambiente. Sus esfuerzos eventualmente llevaron a 1970 a entrar en la Ley de Aire Limpio de EE. UU. Con regulaciones de emisiones más estrictas. 1986 fue la venta de gasolina con plomo en los Estados Unidos, en Alemania por la Ley de plomo de la gasolina gradualmente de 1988, completamente prohibida en la UE de 2001. Como resultado, los niveles de plomo en la sangre de los estadounidenses cayeron casi de inmediato en un 80 por ciento. Sin embargo, dado que el plomo sigue siendo prácticamente eterno en el medio ambiente, hoy en día cada ser humano tiene aproximadamente 600 más veces el metal en su sangre que antes de 1923. 2000 todavía está lanzando alrededor de 100000 toneladas de él legalmente a la atmósfera cada año. Los principales culpables son la minería, la industria del metal y la industria manufacturera. Batería de plomo-ácido para vehículos de motor.

En 2009, la cantidad de plomo ganada en metales no ferrosos llegó en cuarto lugar después del aluminio, cobre y zinc. Se utiliza principalmente para baterías de automóviles (acumuladores de plomo) (60% de la producción total).

En general, se intenta reducir la carga sobre los humanos y el medio ambiente con el plomo y, por lo tanto, el envenenamiento por plomo. Además de la prohibición de la gasolina con plomo, las directivas RoHS han restringido el uso de plomo en equipos eléctricos y electrónicos a partir de 2002. 1989 prohibió por completo los recubrimientos y recubrimientos a base de plomo, y el uso de munición con plomo estaba parcialmente prohibido en algunos estados a partir de 2005. Como material para las tuberías de agua, el plomo ya ha sido prohibido en 1973, sin embargo, todavía no existe una ley para la eliminación de tuberías de plomo de las propiedades existentes, por lo que el Consejo Federal 2017 prohibió las tuberías de agua potable que contienen plomo.

Ocurrencia

El plomo ocurre en la corteza terrestre con un contenido de aproximadamente 0,0018% y rara vez se dignifica, es decir, en forma elemental. Sin embargo, alrededor de las ubicaciones de 200 para el plomo sólido son conocidas en todo el mundo (2017), incluso en Argentina, Etiopía, Australia, Bélgica, Brasil, la República Popular de China, Alemania, Finlandia, Francia, Georgia, Grecia, Groenlandia, Italia, Canadá, Kazajstán, Kirguistán, México, Mongolia, Namibia, Noruega, Austria, Polonia, Rusia, Suecia, Eslovenia, la República Checa, Ucrania, las Islas Vírgenes de los Estados Unidos, el Reino Unido y los Estados Unidos de América (EE. UU.).

También en las muestras de roca de la Cordillera del Atlántico Medio, más precisamente en el borde noreste de la "profundidad de Markov" dentro de la "Zona de Fractura de Sierra Leona" (umbral de Sierra Leona), así como fuera de la tierra en la Luna en el Mare Fecunditatis se puede encontrar plomo.

En cada localidad, la composición isotópica se desvía ligeramente de los promedios dados anteriormente, de modo que se puede utilizar un análisis preciso de la composición isotópica para determinar la ubicación del descubrimiento y concluir que los hallazgos arqueológicos antiguos se basan en antiguas rutas comerciales. Además, el plomo también puede contener diferentes sustancias extrañas como plata, cobre, zinc, hierro, estaño y / o antimonio, dependiendo de la ubicación.

En el mineral de plomo, el plomo generalmente está presente como galena (sulfuro de plomo PbS, galena). Este mineral también es la fuente comercial más importante para la extracción de nuevo plomo. Otros minerales de plomo son cerusita (carbonato de plomo (II), PbCO3, también mineral de plomo blanco), crocoita (cromato de plomo (II), PbCrO4, también mineral de plomo rojo) y anglesita (sulfato de plomo (II), PbSO4, también vitriolo de plomo). Los minerales de plomo con la mayor concentración de plomo en el compuesto son lithargita y masicotita (hasta 92,8%) y minio (hasta 90,67%). En total, hasta ahora se conocen los revestimientos de plomo 514 (estado: 2017).

Las reservas económicamente explotables se estiman en todo el mundo en 67 millones de toneladas (nivel 2004). Los depósitos más grandes se encuentran en la República Popular de China, Estados Unidos, Australia, Rusia y Canadá. En Europa, Suecia y Polonia son los países con mayor incidencia.

También en Alemania estaba en el norte de Eifel (Rescheid / pozos Wohlfahrt y Schwalenbach, Mechernich / mina Günnersdorf y tajo abierto / Virginia, Bleialf), en el Bosque Negro, en el Harz (Goslar / Rammelsberg), en Sajonia (Freiberg / Muldenhütten), en el Bajo Lahn (Bad Ems, Holzappel), y en Westfalia (Ramsbeck / Sauerland) en el pasado mineral de plomo extraído, fundido y refinado.

La fuente más importante de plomo hoy en día es el reciclaje de productos de plomo viejos. Por lo tanto, solo hay dos fundiciones primarias en Alemania que producen plomo a partir de mineral, la fábrica de préstamos Binsfeldhammer en Stolberg (Rhld.) Y Metaleurop en Nordenham, cerca de Bremerhaven. Todas las demás cabañas producen el llamado plomo secundario al trabajar con el plomo viejo (especialmente de las baterías de automóviles usados).

recuperación

Con mucho, el mineral de plomo más importante es la galena. Esto ocurre a menudo asociado con los sulfuros de otros metales (cobre, bismuto, zinc, arsénico, antimonio, etc.), que están naturalmente presentes como una impureza del plomo crudo hasta una proporción de 5%.

El mineral, procesado por trituración, clasificación y flotación hasta un contenido mineral de 60%, se convierte en plomo metálico en tres procesos industriales diferentes. Los procesos de reducción de Röder y la reacción de tostado quedan cada vez más en segundo plano y se sustituyen por la fusión directa, que por un lado puede hacerse más económica y, por otro lado, es más respetuosa con el medio ambiente.
Röstreduktionsarbeit

Este proceso se desarrolla en dos etapas, tostado y reducción. Durante el tostado, el sulfuro de plomo finamente triturado se coloca sobre una parrilla móvil y se empuja el aire caliente 1000 ° C. Reacciona con el oxígeno del aire en una reacción exotérmica al óxido de plomo (II) (PbO) y dióxido de azufre. Esto se expulsa a través de los gases de tostado y puede usarse para la producción de ácido sulfúrico. El óxido de plomo es líquido en estas condiciones y fluye hacia abajo. Se puede sinterizar allí.

(Röstarbeit)

Posteriormente, tiene lugar la reducción del óxido de plomo con la ayuda de coque a plomo metálico. Esto se realiza en un horno de eje similar al utilizado en el proceso de alto horno. Se agregan aditivos formadores de escoria como la cal.

 (Reducción de trabajo)

Los países con la mayor promoción de leads (2006)

Posición	CARGA TERRESTRE	Los caudales (en 1000 t)	Posición	CARGA TERRESTRE	Los caudales (en 1000 t)
1	República Popular de China	950	11	Suecia	33,9
2	Australia	642	12	Kazajstán	33
3	Vereinigte Staaten	445	13	Marruecos	31,3
4	Perú	306,2	14	Rusia	24
5	México	118,5	15	Irán	22
6	Canadá	76,7	16	Corea del Norte	20
7	Irlanda	65,9	17	Bulgaria	19
8	India	39,8	18	Turquía	18,7
9	Polonia	38	19	Rumania	15
10	Sudáfrica	37,5	20	Brasil	14,7

Röstreaktionsarbeit

Este proceso se utiliza principalmente para minerales de plomo enriquecidos con PbS y permite la generación de plomo en un solo paso. El mineral de sulfuro solo se tuesta de forma incompleta. Posteriormente, la mezcla de sulfuro de plomo / óxido de plomo se calienta aún más para excluir el aire. El óxido de plomo reacciona con el PbS restante sin la adición de un agente reductor adicional al plomo y al dióxido de azufre:

(Röstarbeit)

(Trabajo de reacción).

procedimiento de fusión directa

Los procesos modernos de fabricación de plomo se basan en procesos de fundición directa que han sido optimizados para la compatibilidad ambiental y la rentabilidad (por ejemplo, el proceso QSL). Es ventajoso el control continuo del proceso con limitación a un espacio de reacción, que ocurre como el único emisor de contaminantes; en comparación, los métodos de producción clásicos tienen la sinterización como un paso de emisión adicional. El tostado y la reducción tienen lugar en paralelo en un reactor. El sulfuro de plomo no está completamente tostado, similar al proceso de reacción de tostado. Parte del plomo se forma por reacción del sulfuro de plomo con óxido de plomo. Como el reactor está ligeramente inclinado, el plomo y la escoria que contiene plomo fluyen. Esto pasa a través de la zona de reducción, sopla en el polvo de carbón y el óxido de plomo se reduce a plomo. Al asar, se usa oxígeno puro en lugar de aire. Esto reduce considerablemente el volumen de gases de escape, que por otro lado tienen una mayor concentración de dióxido de azufre en comparación con los métodos convencionales. Su uso para la producción de ácido sulfúrico es, por lo tanto, más simple y más económico.

refinación

Rollos de plomo, refinados electrolíticamente, 99,989%

El plomo resultante contiene 2-5% de otros metales, incluidos cobre, plata, oro, estaño, antimonio, arsénico, bismuto en proporciones variables. La purificación y comercialización de algunos de estos subproductos, en particular de la plata contenida hasta un 1% en el plomo, contribuye significativamente a la economía de la recuperación del plomo.

El refinamiento pirometálico del plomo es un proceso de varios pasos. Al fundir en presencia de nitrato de sodio / carbonato de sodio o aire, el antimonio, el estaño y el arsénico se oxidan y pueden deducirse como antimonatos de plomo, estannatos y arseniatos de la superficie del metal fundido (frotis de antimonio). El cobre, así como posiblemente el zinc, el níquel y el cobalto posiblemente se eliminan del metal en bruto por los seigers del plomo de la fábrica. El contenido de azufre también cae considerablemente. Dependiendo del proceso de Parkes, la plata puede precipitarse del plomo mediante la adición de zinc y la precipitación de los cristales mixtos formadores de Zn-Ag ("grabado de estacionamiento"), mientras que la importancia del proceso anterior de Pattinson ha disminuido considerablemente (ver también Preparación de plata, aspecto plateado). El proceso de Kroll-Betterton puede eliminar el bismuto de la superficie de la masa fundida de plomo mediante la aleación con calcio y magnesio como espuma de bismuto.

La purificación adicional se puede llevar a cabo mediante refinación electrolítica, pero este proceso es más costoso debido a la alta demanda de energía. Aunque el plomo es un elemento no noble, tiene un potencial estándar más negativo que el hidrógeno en la serie electroquímica. Sin embargo, esto tiene una alta sobretensión en los electrodos de plomo, por lo que es posible una deposición electrolítica de plomo metálico a partir de soluciones acuosas, ver refinación de plomo electrolítico.

El plomo refinado se comercializa como plomo o plomo metalúrgico estandarizado con 99,9 a 99,97% de pureza (por ejemplo, Eschweiler Raffiné) o como plomo fino con 99,985 a 99,99% de plomo (DIN 1719, obsoleto). De acuerdo con el uso previsto, las designaciones como el cable de plomo para la aleación con aproximadamente 0,04% de cobre también están muy extendidas. Las normas actuales como DIN EN 12659 ya no están familiarizadas con estos nombres comunes.

Propiedades fisicas

El plomo es un metal base con un potencial de electrodo estándar de aproximadamente -0,13 V. Sin embargo, es más noble que muchos otros metales básicos como el hierro, zinc o aluminio. Es un metal pesado diamagnético con una densidad de 11,3 g / cm³, que cristaliza la cara cúbica centrada y, por lo tanto, tiene una esfera cúbica densa con el grupo espacial Fm3m (número de grupo espacial 225). El parámetro de red para el plomo puro es 0,4950 nm (equivalente a 4,95 Å) para unidades de fórmula 4 por celda unidad.

Esta es la base para la pronunciada ductilidad del metal y la baja dureza de Mohs de 1,5. Por lo tanto, es fácil enrollar láminas o formar alambres, pero debido a su baja dureza son solo ligeramente resistentes. Una modificación similar a un diamante, como se conoce por los homólogos más ligeros del grupo 14, no ocurre en el plomo. Esto se debe a la inestabilidad relativista de la unión de Pb-Pb y la baja tendencia a ser tetravalente.

Las muestras de plomo frescas son de color blanco grisáceo a blanco metálico y muestran un brillo típicamente metálico, que disminuye muy rápidamente debido a la oxidación superficial. El color cambia a gris oscuro y se vuelve opaco. Sobre el papel, el metal blando deja una línea gris (plomo). Por esta razón, el plomo fue escrito y pintado anteriormente. El nombre "lápiz" se ha conservado hasta nuestros días, aunque el grafito se ha utilizado durante mucho tiempo.

El punto de fusión del plomo es 327 ° C, su punto de ebullición es 1740-1751 ° C (los valores difieren en la literatura técnica: 1740 ° C, 1746 ° C, 1751 ° C). El plomo, como un metal típico, conduce el calor y la electricidad, pero esto es mucho peor que otros metales (consulte Conductividad eléctrica del plomo: 4,8 · 106 S / m, Plata: 62 · 106 S / m). Debajo de 7,196 K, el plomo no muestra ninguna resistencia eléctrica, se convierte en un superconductor tipo I. La velocidad del sonido en el plomo es de aproximadamente 1200 m / s, en la literatura los valores dispersan algo, probablemente debido a una pureza o procesamiento diferente.

Propiedades quimicas

En el aire, el plomo se pasiva por la formación de una capa de óxido de plomo y, por lo tanto, se protege contra la oxidación adicional. Por lo tanto, los cortes frescos inicialmente brillan metálicos, pero rápidamente comienzan a formar una superficie mate. En un estado finamente dividido, el plomo es altamente inflamable (plomo pirofórico).

También en varios ácidos el plomo es insoluble por pasivación. Por lo tanto, el plomo es resistente al ácido sulfúrico, al ácido fluorhídrico y al ácido clorhídrico, ya que las sales de plomo insolubles se forman con los aniones del ácido respectivo. Por lo tanto, el plomo para ciertas aplicaciones tiene cierta importancia en la ingeniería de aparatos químicos.

En contraste, el plomo es soluble en ácido nítrico (el nitrato de plomo (II) es soluble en agua), ácido sulfúrico concentrado caliente (formación del complejo soluble Pb (HSO4) 2), ácido acético (solo en presencia de aire) y álcalis calientes.

En agua que no contiene oxígeno, el plomo metálico es estable. Sin embargo, en presencia de oxígeno, se disuelve lentamente, por lo que las fugas de las tuberías de agua potable pueden suponer un peligro para la salud. Por otro lado, si el agua contiene muchos iones de hidrogenocarbonato y sulfato, que generalmente se asocia con una alta dureza del agua, se forma una capa de carbonato de plomo básico y sulfato de plomo después de un tiempo. Esto protege el agua del plomo, pero incluso entonces parte del plomo de las líneas del agua.

isótopo

El plomo natural es un promedio de aproximadamente 52,4% del isótopo 208Pb, aproximadamente 22,1% de 207Pb, aproximadamente 24,1% de 206Pb y aproximadamente 1,4% 204Pb. La composición es ligeramente diferente según el depósito, de modo que, al analizar la composición isotópica, se puede determinar el origen del plomo. Esto es importante para los hallazgos históricos del plomo y el conocimiento de las relaciones comerciales pasadas.

Los primeros tres isótopos son estables. 204Pb es un radionúclido primordial. Se descompone emitiendo radiación alfa con una vida media de 1,4 · 1017 años (140 cuatrillones de años) en 200Hg. 208Pb tiene un doble núcleo mágico; Es el nucleido estable más pesado. (El 209Bi aún más pesado y duradero es inestable según las mediciones recientes y se descompone con una vida media de (1,9 ± 0,2) 1019 años (19 billones de años) emitiendo partículas alfa en 205T1.) Su muy lenta descomposición se debe al hecho de que con Z = 83, tiene solo un protón más que el número de protón mágico de 82 y el número de neutrón mágico 126, que es muy similar al núcleo doble de plomo mágico con nucleones 208).

Los isótopos estables del plomo natural son los productos finales de la serie de descomposición de uranio y torio, respectivamente: 206Pb es el nucleido final de la serie de uranio-radio que comienza con 238U, 207Pb es el final de la serie de uranio-actinio que comienza en 235U, y 208Pb es el final la serie Thorium que comienza con 244Pu o 232Th. Esta serie de desintegraciones lleva al efecto de que la relación de los isótopos de plomo en una muestra no es constante en el tiempo en ausencia de un intercambio de material con el medio ambiente. Esto se puede utilizar para la determinación de la edad mediante el método de uranio-plomo o torio-plomo, que se debe a la larga vida media de los isótopos de uranio y torio en contraste con el método de radiocarbono solo para fechar millones de años de muestras adecuadas. Además, el efecto conduce a firmas de isótopos diferenciadas en el plomo de diferentes depósitos, que pueden usarse como prueba de origen.

Además, hay isótopos inestables 33 e isómeros inestables 13 de 178Pb a 215Pb, producidos artificialmente o encontrados en la serie de decaimiento de uranio o torio, como 210Pb en la serie de uranio-radio. El isótopo más longevo entre ellos es 205Pb con una vida media de 153 millones de años.

Utilizar

Los principales consumidores principales son Estados Unidos, Japón, Alemania y la República Popular de China. El consumo depende en gran medida de la economía en la industria del automóvil, donde aproximadamente el 60% de la demanda mundial de plomo se utiliza en sus acumuladores. Más 20% se procesan en la industria química.

blindaje contra la radiación

Debido a su alta masa atómica, el plomo es adecuado en capas o bloques suficientemente gruesos para proteger contra la radiación gamma y X; Absorbe rayos X y radiación gamma de manera muy efectiva. El plomo es más barato y más fácil de procesar, por ejemplo, como una lámina blanda, que incluso los metales más densos y "más pesados ​​en átomos". Por lo tanto, generalmente se usa en protección radiológica (p. Ej., Medicina nuclear, radiología, radioterapia) para el blindaje. Un ejemplo es el delantal de plomo que usan los médicos y pacientes durante las radiografías. El vidrio con plomo también se usa para la protección contra la radiación.

En el sector hospitalario, como indicación técnica para instalaciones estructurales con función de blindaje como paredes, puertas, ventanas, la ecualización del espesor del plomo es común y a menudo se anota para calcular la efectividad de la protección contra la radiación y la exposición a la radiación.

El plomo es por lo tanto z. B. también se utiliza para la cuadrícula anti-dispersión.

Una aplicación especial es el blindaje de los espectrómetros de rayos gamma para dosimetría de precisión, para esto se necesita el cable con la radioactividad intrínseca más baja posible. El contenido natural de 210Pb radiactivo es perturbador. Es más bajo, cuanto más largo es el tiempo de fundición, porque con la fundición, los nucleidos madre de la serie de uranio-radio (compañero en el mineral) se separan del plomo. Por lo tanto, el 210Pb se descompone desde el momento de la fundición con su vida media de años 22,3, sin nueva emulación. Por lo tanto, se buscan elementos de plomo históricos como pesos de ajuste de barcos hundidos o bolas de cañón históricas para la producción de plomo de baja radiación para la producción de tales escudos. También hay otras instituciones de investigación que necesitan este viejo plomo por razones similares.

Metal

El plomo se usa predominantemente como metal o aleación. A diferencia de tiempos anteriores, cuando el plomo era uno de los metales más importantes y ampliamente utilizados, hoy en día se intenta reemplazar el plomo con otros elementos o aleaciones no tóxicas. Sin embargo, debido a sus importantes propiedades, especialmente su resistencia a la corrosión y alta densidad, así como su facilidad de fabricación y procesamiento, todavía tiene una gran importancia en la industria. Por ejemplo, los elementos de densidad similar o incluso mayor son incluso más problemáticos (mercurio, uranio) o muy raros y caros (tungsteno, oro, platino).

Eléctrico

Batería de plomo-ácido para vehículos de motor.

La mayor parte del plomo se usa hoy en día para el almacenamiento de energía química en forma de baterías de plomo-ácido (por ejemplo, para automóviles). La batería de un automóvil contiene un electrodo de plomo y un óxido de plomo (IV) y ácido sulfúrico diluido (37%) como electrolito. Los iones Pb2 + formados en la reacción electroquímica forman sulfato de plomo (II) insoluble en el ácido sulfúrico. La recarga es posible a través de la reacción inversa de sulfato de plomo (II) a plomo y óxido de plomo (IV). Una ventaja de la batería de plomo-ácido es el alto voltaje nominal de una celda de batería de 2,06 Volt.

Ingeniería

Como el plomo tiene una alta densidad, se usa como peso. Coloquialmente, por lo tanto, existe el término "plomo pesado" para cosas muy pesadas. Los pesos de plomo se han utilizado como pesos de equilibrio para equilibrar las ruedas de los automóviles, entre otros. Pero esto es desde el 1. Julio 2003 en autos nuevos y desde el 1. Julio 2005 prohibido en todos los automóviles (hasta 3,5 t); Los pesos de plomo han sido reemplazados por pesos de zinc o cobre. Otras aplicaciones que utilizan alta densidad son: cuerdas de plomo para ajustar las cortinas y sumergir los pesos para equilibrar la flotabilidad de los buzos y el equipo mientras bucean. Además, el plomo se usa como amortiguador de vibraciones en piezas sensibles a las vibraciones (auto), para estabilizar barcos y para aplicaciones especiales de aislamiento acústico.

Apparatebau

El plomo es químicamente muy resistente por pasivación y resiste, entre otros, el ácido sulfúrico y el bromo. Por lo tanto, se utiliza como protección contra la corrosión en aparatos y construcción de contenedores. Una aplicación importante temprana fue el proceso de ácido de plomo para producir ácido sulfúrico, ya que el plomo era el único metal conocido que resistía el vapor de ácido sulfúrico. Incluso las plantas y cuartos anteriores para la producción de nitroglicerina estaban revestidos con plomo en el piso y la pared. El plomo también se ha utilizado ampliamente para encerrar cables para la protección del medio ambiente, como los cables telefónicos. Hoy, el plomo es principalmente por plásticos, por ejemplo. Como PVC, ha sido reemplazado, pero todavía se usa hoy en día en cables en refinerías, ya que es insensible a los hidrocarburos.

industria de la construcción

Como el plomo es fácil de procesar y verter, el plomo se ha usado frecuentemente en el pasado para objetos metálicos. Los productos de plomo más importantes incluyen tuberías. Sin embargo, debido a la toxicidad de los compuestos de plomo que pueden formarse a partir del plomo (envenenamiento por plomo), los tubos de plomo no se han utilizado desde los años 1970. A pesar de una capa de carbonato formada en las tuberías, el plomo continúa disolviéndose en el agua potable. La experiencia ha demostrado que el valor límite de la ordenanza aplicable de agua potable ya no se cumple después de unos pocos metros.

Uso adicional en la construcción de plomo encontrado para conectar piedras mediante soportes metálicos incrustados o clavijas metálicas, como para fijar bisagras al alféizar de una puerta de piedra o una barandilla de hierro en una escalera de piedra. Esta técnica todavía se usa ampliamente en la restauración. Por ejemplo, en la parte superior de la aguja en la Catedral de San Esteban en Viena o en el puente en Mostar. También para marcos de ventanas, z. B. a las ventanas de iglesias medievales, a menudo se usaban varillas de plomo. El plomo (plomo laminado) también se utiliza como cubierta de techo (por ejemplo, las cúpulas principales de Hagia Sophia) o para cierres de techo (por ejemplo, en las famosas "cámaras de plomo", la antigua prisión de Venecia y en la Catedral de Colonia), así como para el cierre de aberturas de techo , Además, en el pasado, se agregaban pinturas y pinturas anticorrosivas al plomo, especialmente pinturas para superficies metálicas. Incluso hoy en día, el plomo en los edificios existentes es un contaminante de construcción que debe tenerse en cuenta, ya que todavía se puede encontrar en muchos componentes antiguos de edificios y plantas.

controles neumáticos

Una aplicación especial de las tuberías de plomo fue del difunto 19. Controles neumáticos Century para órganos (acción neumática), pianos de arte neumáticos y, como aplicación especial y muy exitosa, el control del entrenador de enlaces, el primer simulador de vuelo generalizado. Las ventajas de las tuberías de plomo (baratas, estables, flexibles, requieren poco espacio para los paquetes de tubos extensos necesarios, soldables, mecánicamente fáciles de procesar, duraderas) fueron decisivas para esto.

La tecnología militar

Un cliente importante para el plomo metal fue y es el ejército. El plomo sirve como material base para proyectiles, tanto para giro como para armas de fuego. El plomo picado se disparó en el llamado tiro de uva. La razón para el uso del plomo fue y es, por un lado, la alta densidad y, por lo tanto, el alto poder de penetración y, por otro lado, la fácil producción por fundición. Hoy en día, el plomo generalmente está rodeado por una chaqueta (por lo tanto, "bala de abrigo") hecha de una aleación de cobre (Tombak). Las ventajas son, sobre todo, una mayor velocidad de bala alcanzable a la que una bala de plomo sin recubrimiento ya no se puede usar debido a su suavidad y la prevención de depósitos de plomo dentro del cañón de un arma de fuego. Sin embargo, la munición sin plomo también está disponible.

reparación de carrocerías

Antes del advenimiento de la masilla moderna de componentes 2, el plomo o las aleaciones de plomo-estaño se han utilizado para llenar los daños en el cuerpo del vehículo y reparar los sitios debido a su bajo punto de fusión. Para este propósito, el material se solda sobre el área dañada con un soplete y fundente. Posteriormente, se lijó la mancha como cuando se llenaba. Esto tiene la ventaja de que el plomo, en contraste con la masilla, se adhiere firmemente a la lámina y se une en la expansión térmica de su extensión longitudinal. Dado que los vapores y polvos resultantes son tóxicos, este proceso apenas se usa hoy en día, excepto para la restauración de vehículos históricos.

aduana

Una antigua costumbre de oráculo que los romanos solían cultivar es la fundición de plomo, en la que el plomo líquido (hoy en día también aleado con estaño) se solidifica en agua fría. Las perspectivas sobre el futuro se realizarán sobre la base de formas aleatorias. Hoy, la costumbre todavía se practica felizmente en Año Nuevo para obtener una perspectiva (no necesariamente tomada en serio) para el próximo año.

Deportes Acuaticos

Al bucear, los pesos de plomo se usan para tarar; El excedente de alta densidad (pozo 10 g / cm³) en comparación con el agua proporciona una carga aerodinámica compacta, de modo que un buzo puede flotar incluso en aguas poco profundas. El uso del plomo como peso también se beneficia del precio relativamente bajo: según los precios del mercado mundial de los metales 2013 de julio, el plomo tiene una excelente relación precio-peso. Se usan en forma de placas en las suelas de un traje de buceo blindado, enhebradas como bloques redondeados en un cinturón ancho o, moderno, como bolitas de escopeta en los bolsillos de un compensador de flotabilidad. Abrir la hebilla o los bolsillos (abajo) permite que el lastre se caiga rápidamente si es necesario.

El lastre de quilla de los yates de vela está hecho preferiblemente de plomo. La chatarra de hierro es más barata, pero también menos densa, lo que no es óptimo para las quillas delgadas de hoy. Además de la densidad, es una ventaja adicional que el plomo no se oxida y, por lo tanto, no se degenera incluso en caso de daños en el carenado de la quilla.

componente de aleación

El plomo también se usa en algunas aleaciones importantes. Al alear otros metales, dependiendo del metal, la dureza, el punto de fusión o la resistencia a la corrosión del material cambian. La aleación de plomo más importante es el plomo duro, una aleación de plomo-antimonio, que es considerablemente más dura y, por lo tanto, mecánicamente más resistente que el plomo puro. Los rastros de algunos otros elementos (cobre, arsénico, estaño) generalmente están contenidos en plomo duro y también afectan significativamente la dureza y la resistencia. Hartblei se usa, por ejemplo, en la ingeniería de aparatos, donde depende no solo de la resistencia química sino también de la estabilidad.

Otra aleación de plomo es Letternmetall, una aleación de plomo que contiene 60-90% de plomo, que contiene antimonio y estaño como componentes adicionales. Se utiliza para las letras en la impresión tipográfica clásica, pero hoy ya no importa en la producción en masa de materiales impresos, sino en el mejor de los casos para las ediciones bibliófilas. Además, el plomo en los rodamientos se utiliza como metal denominado rodamiento.

El plomo desempeña un papel como componente de aleación en la soldadura blanda, que se utiliza, entre otras cosas, en ingeniería eléctrica. En las soldaduras blandas, el estaño es el componente más importante además del plomo. El uso de plomo en soldaduras ha sido de alrededor de 1998 20.000 toneladas en todo el mundo. La directiva de la UE 2002 / 95 / EG RoHS elimina el plomo desde julio 2006 en gran medida de la técnica de soldadura. Para aplicaciones especiales, sin embargo, hay una serie de excepciones.

El plomo es un componente secundario común en el latón. Hay un contenido de plomo (hasta 3%) que ayuda a mejorar la maquinabilidad. También en otras aleaciones, como. Como bronce, el plomo puede incluirse como un componente menor. Por lo tanto, es aconsejable, después de una parada prolongada, no beber la primera agua que sale de los accesorios de latón debido a algo de plomo disuelto.

sin plomo

Los productos y las aplicaciones que contienen plomo se reemplazan completamente (como el tetraetilo de plomo en la gasolina) o el contenido de plomo está limitado por límites a un valor correspondiente a la impureza técnica (por ejemplo, estaño y soldadura). Estos productos a menudo se denominan "sin plomo". Existen límites, entre otros, en la legislación en torno a la llamada RoHS (Directiva 2011 / 65 / EU), que establece 1000 ppm (0,1%). Strenger es el límite para el empaque 100 ppm (directiva 94 / 62 / EC).

La voluntad política de reemplazar el plomo también se aplica cuando el uso sería técnicamente o económicamente atractivo debido a las propiedades, el riesgo para la salud es bajo y sería posible reciclar con un esfuerzo razonable (por ejemplo, el plomo como techo).

vidrio con plomo

Debido al efecto de blindaje del cable, el cono de los tubos de rayos catódicos (es decir, la parte "posterior" del tubo) para televisión, pantallas de computadora, etc., es vidrio de plomo. El plomo absorbe los rayos X suaves producidos inevitablemente en los tubos de rayos catódicos. Para este propósito, el plomo aún no es seguro de reemplazar, por lo tanto, la directiva RoHS no se aplica aquí. Debido a este efecto de protección, el vidrio con un contenido muy alto de plomo también se usa en radiología y en protección contra la radiación (por ejemplo, en paneles de ventanas). Además, el vidrio de plomo se usa como el llamado cristal de plomo debido a su alto índice de refracción para artículos de vidrio de alta calidad.

toxicidad

El plomo elemental se puede absorber a través de los pulmones, especialmente en forma de polvo. Por el contrario, el plomo apenas se absorbe a través de la piel. Por lo tanto, el plomo elemental en forma compacta no es tóxico para los humanos. El plomo metálico forma una capa protectora de carbonato de plomo denso y poco soluble en agua en el aire. Tóxicos son compuestos de plomo disueltos, así como polvo de plomo que puede ingresar al cuerpo por ingestión o inhalación. Particularmente tóxicos son los compuestos organobles, p. Ej. Como tetraetilo de plomo, que son altamente lipofílicos y se absorben rápidamente a través de la piel.

Dado que las fracciones inhalables de plomo y compuestos inorgánicos 2006 han sido clasificadas como cancerígenas por la Comisión MAK de la Deutsche Forschungsgemeinschaft:

Arseniato de plomo y cromato de plomo en la categoría 1 ("Sustancias que causan cáncer en humanos y se cree que contribuyen al riesgo de cáncer". Los estudios epidemiológicos proporcionan evidencia razonable de un vínculo entre la exposición humana y la aparición del cáncer. ")
Plomo y otros compuestos de plomo inorgánicos que no sean arseniato de plomo y cromato de plomo en la categoría 2 ('Sustancias que se considerarán cancerígenas para los humanos, porque se considera que los resultados suficientes de estudios en animales a largo plazo o la evidencia de estudios en animales y estudios epidemiológicos contribuyen a Riesgo de cáncer ").

El plomo se acumula en el cuerpo incluso cuando se toman las cantidades más pequeñas, que se toman durante un período más prolongado de manera constante, ya que es z. B. incrustado en el hueso y se excreta muy lentamente. El plomo puede causar intoxicación crónica, incluidos dolores de cabeza, fatiga, emaciación y defectos en los sistemas sanguíneo, nervioso y muscular. La intoxicación por plomo es especialmente peligrosa para niños y mujeres embarazadas. También puede causar daño a la fruta e incapacidad para producir. En casos extremos, el envenenamiento por plomo puede conducir a la muerte. La toxicidad del plomo se basa, entre otras cosas, en un trastorno de la síntesis de hemoglobina. Inhibe varias enzimas y, por lo tanto, dificulta la incorporación de hierro en la molécula de hemoglobina. Como resultado, se altera el suministro de oxígeno de las células del cuerpo.

El vidrio de plomo y el esmalte de plomo no son adecuados para los recipientes para comer y beber, ya que el vinagre (ácido) puede disolver el plomo como un acetato de plomo soluble en agua del compuesto de silicato. Cuando los motores de los automóviles todavía funcionaban con gasolina con tetraetilo de plomo, la vegetación cerca de las carreteras y en las ciudades estaba contaminada con plomo, como polvo de óxido. Las superficies ásperas y empotradas, como la recolección alrededor del tallo de una manzana, son trampas para el polvo.

Contaminación por plomo del medio ambiente

Aire

La contaminación del aire con plomo es causada principalmente por polvos que contienen plomo: las principales fuentes son la industria productora de plomo, la quema de carbón y, hasta hace unos años, especialmente el tráfico de automóviles debido a la combustión de combustibles con plomo en los motores de los automóviles, por reacción con los hidrocarburos halogenados agregados a la gasolina. el tetraetilo de plomo agregado además de cantidades menores de cloruro de plomo (II) y bromuro de plomo (II) especialmente plomo y óxido de plomo (II). Como resultado de la prohibición de los combustibles que contienen plomo, la contaminación del aire correspondiente ha disminuido significativamente en los últimos años.

La contaminación por plomo por el polvo de plomo es actualmente la más alta en el trabajo en plantas de producción y procesamiento de plomo. Incluso cuando se limpian y eliminan pinturas antiguas de Mennige con chorro de arena, se genera polvo de plomo. El polvo de dióxido de plomo resultante de la refinación de plomo y la quema de carbón podría reducirse mediante filtros adecuados. Otra fuente que es insignificante en términos de cantidad es la incineración de residuos domésticos en plantas de incineración de residuos.

Los deportistas y otros tiradores están expuestos a cargas significativas debido a los metales (pesados) contenidos en el fuego del hocico o del detonador, incluido el plomo, el antimonio, el cobre y el mercurio; se puede tener precaución [48] al operar el equipo de extracción apropiado en los campos de tiro y al usar sin plomo Municiones para ser tomadas.

Suelo

Incluso los suelos pueden estar contaminados con plomo. El contenido medio de plomo de la corteza continental es 15 mg / kg. Los suelos contienen naturalmente entre 2 y 60 mg / kg de plomo; Si se forman a partir de rocas que contienen plomo, el contenido puede ser significativamente mayor. La mayoría de la contaminación por plomo de los suelos es antropogénica, las fuentes son múltiples. La mayor parte de la entrada se realiza a través del plomo del aire, que viene con la lluvia o por deposición seca en el suelo. Para Alemania y el año 2000, el aporte atmosférico a los suelos se estimó en 571 t plomo / año. Otra fuente es el fertilizante contaminado, tanto el fertilizante mineral (136 t Pb / a), especialmente el salitre de amonio, como el estiércol (182 t Pb / a). Los lodos de depuradora (90 t Pb / a) y el compost (77 t Pb / a) también contribuyen a la contaminación por plomo de los suelos. [51] También hay una aportación significativa de la munición de plomo. Para sitios contaminados, tales. Al igual que en ubicaciones anteriores de industrias productoras de plomo o en la vecindad de cables viejos con cubierta de plomo, el suelo también puede tener una alta carga de plomo. Hay una diversificación de plomo particularmente grande en la ciudad de Santo Amaro da Purificação en Brasil.

Agua

La contaminación por plomo de los ríos y lagos se debe principalmente a la lixiviación del plomo de los suelos contaminados. La liberación de pequeñas cantidades de plomo por la lluvia de los materiales de plomo, como las losas de plomo, contribuye a la contaminación por plomo de las aguas. La contaminación directa de las aguas por la industria del plomo y los juegos de minería del plomo (al menos en Alemania) debido a la construcción del tratamiento de aguas residuales ya casi no importan. La entrada anual de plomo en el agua ha disminuido en Alemania de aproximadamente 900 t en el año 1985 a aproximadamente 300 t en el año 2000. En Alemania, el límite desde el 1. Diciembre 2013 10 μg / L (anteriormente 25 μg / L); La base de la medición es una muestra representativa del consumo semanal promedio de agua por parte de los consumidores (ver Ordenanza sobre agua potable).

comida

A través de la exposición al plomo del aire, el suelo y el agua, el metal ingresa a la cadena alimentaria de los humanos a través de hongos, plantas y animales. Se pueden encontrar niveles particularmente altos de contaminación por plomo en varios hongos. En las hojas de las plantas, el plomo se deposita como polvo, que era característico del entorno de las carreteras con mucho tráfico de vehículos, ya que la gasolina todavía era plomo. Este polvo puede eliminarse mediante un lavado cuidadoso. Fuentes adicionales pueden ser municiones con plomo en animales cazados. El plomo también puede cambiar de esmaltes de recipientes de cerámica que contienen plomo a alimentos. En las frutas y verduras frescas, en la gran mayoría de los casos, el plomo y el cadmio no son detectables o solo en trazas muy pequeñas.

Las tuberías de agua hechas de plomo pueden contaminar el agua potable. No se han instalado en Alemania hasta los años 1970. Todavía se encuentran tuberías de plomo, especialmente en edificios antiguos en algunas regiones del norte y este de Alemania. Según Stiftung Warentest, los niveles de plomo del agua del grifo estaban por encima del límite legal actual para más del 5% de las muestras de agua de estos edificios. Lo mismo se aplica a Austria y se refiere a las líneas de suministro de viviendas del proveedor de agua y las líneas de la casa, que son propiedad del propietario. De la vajilla que contiene plomo, el plomo puede ser disuelto por los alimentos ácidos (frutas, vino, verduras).

Los accesorios de la línea de agua (llaves de paso, accesorios, válvula de ángulo, mezclador) generalmente están hechos de latón o bronce. El latón se agrega para una buena maquinabilidad 3% plomo, el bronce contiene 4-7%. Si el plomo y otros iones de metales pesados ​​(Cu, Zn, Ni) pasan al agua en una medida relevante depende de la calidad del agua: dureza del agua, pH, oxígeno, salinidad. Con 2013, el valor límite para el plomo en el agua potable se ha reducido a 0,01 mg / L. Básicamente, después de una parada prolongada del agua en la línea, aproximadamente durante la noche, al hacer correr la tubería de agua durante aproximadamente un minuto (enjuague) antes de retirarla con fines de agua potable, el contenido de todos los inmigrantes de los iones de la pared del conducto puede reducirse.

Analítica

Determinación cualitativa clásica del plomo
Evidencia por cristalización

Los iones de plomo se pueden representar como yoduro de plomo (II) en una reacción de detección microscópica. La muestra se disuelve en ácido clorhídrico diluido y se evapora cuidadosamente para cristalización. El residuo se recoge con una gota de agua y luego con un cristal de yoduro soluble en agua, p. Ej. Como yoduro de potasio (KI), añadido. Después de un corto tiempo, se forman láminas microscópicas, amarillas, hexagonales del yoduro de plomo (II).

Prueba cualitativa en el proceso de separación.

Dado que el plomo no precipita cuantitativamente como PbCl2 tras la adición de HCl, puede detectarse tanto en el grupo HCl como en el grupo H2S. El PbCl2 puede precipitarse agregando yoduro de potasio de acuerdo con la reacción anterior como PbI2 amarillo, así como con K2Cr2O7 como un cromato de plomo amarillo, PbCrO4.

Después de introducir H2S en la muestra de ácido clorhídrico, el plomo divalente precipita en forma de PbS negro. Esto se detecta después de la digestión con (NH4) SX y la adición de 4 M HNO3 como PbI2 o PbCrO4.

Análisis cuantitativo instrumental de plomo

Para el análisis de trazas de plomo y sus derivados de órganos, hay varios métodos disponibles. Sin embargo, constantemente se presentan métodos nuevos y mejorados en la literatura, también con respecto a la preconcentración a menudo requerida. Un problema que no debe subestimarse es el procesamiento de muestras.
Espectrometría de absorción atómica (AAS)

Entre las diversas técnicas de AAS, la tecnología de tubo de cuarzo y tubo de grafito proporciona los mejores resultados para el análisis de plomo de los compuestos de plomo. A menudo, el plomo se convierte en el hidruro de plomo volátil, PbH4, usando NaBH2. Esto se pasa a una cubeta de cuarzo y luego se calienta eléctricamente a más de 900 ° C. La muestra se atomiza y la absorbancia a 283,3 nm se mide usando una lámpara de cátodo hueco. Se logró un límite de detección de 4,5 ng / ml. Al AAS también le gusta usar una antorcha de acetileno-aire (F-AAS) o plasma inducido por microondas (MIP-AAS) para la atomización.

Espectrometría de emisión atómica (AES)

En el AES, el plasma inducido por microondas (MIP-AES) y el plasma de argón acoplado inductivamente (ICP-AES) han demostrado su eficacia para la atomización. La detección tiene lugar en las longitudes de onda características 283,32 nm y 405,78 nm. El límite de detección de 3 pg / g se determinó para trimetil plomo, (CH3) 0,19Pb + utilizando el MIP-AES. [61] El ICP-AES proporciona un límite de detección de plomo en el agua potable de 15,3 ng / ml.

Espectrometría de masas (MS)

En la naturaleza, se producen cuatro isótopos estables a diferentes velocidades para el plomo. Para la espectrometría de masas, a menudo se usa el isótopo 206Pb. Con la ayuda de ICP cuadrupolo MS, este isótopo urinario podría determinarse con un límite de detección de 4,2 pg / g.

fotometría

El método más utilizado para la detección fotométrica de plomo es el llamado método de ditizona. La ditizona es un ligando aromático bidentado y se forma a pH 9-11,5 con iones Pb2 + un complejo rojo cuya absorbancia a 520 nm (ε = 6,9 104 l / mol · cm). El bismuto y el talio interfieren con la determinación y primero deben precipitarse o extraerse cuantitativamente.

voltametría

La voltamperometría de extracción anódica sustractiva (SASV) es ideal para la determinación electroquímica de trazas de plomo. La determinación voltamétrica real está precedida por un período de enriquecimiento reductor en un electrodo de disco Ag giratorio. Esto es seguido por la determinación real midiendo la corriente de oxidación al escanear una ventana potencial de -800 mV a -300 mV. Posteriormente, la medición se repite sin enriquecimiento previo y la curva resultante se resta de la primera medición. La altura del pico de oxidación restante a -480 mV se correlaciona con la cantidad de plomo presente. Se determinó un límite de detección de plomo 50 pM en agua.

Precios de lingote de plomo

Precios de chatarra de plomo

Precios para concentrado de plomo