lood pb a.s. en l.m. presenteren. lood pb 2 inleidi ng ontginning / consumptie atomaire eigenschap...
TRANSCRIPT
Lood Pb 2
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
De geschiedenis weet ons al enkele eigenschappen te melden…
Pb “Plumbum”
Makkelijk bewerkbaar
Eén van de eerst bewerkte metalen lood is een zacht metaal (Mogelijk zelfs al in 5000-4500 v. Chr. , dus 6985-5485 v.1986!)
lood van het Angelsaksische lead
van het Keltische‘loud’ = roodachtig
afkomstig van de waarnemingloodoxide: rood
Lood Pb 3
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
Groep IVA
De koolstofgroep
Lood Pb 4
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
2 Pb + 2 H2O + O2 2 Pb(OH)2 Oplosbaarheid in water:
Geleidbaarheid: 298 K 7,2 K
Amfoteer: zuur milieu : Pb(OH)2
basisch milieu : H2PbO2
supergeleider
Lood Pb 5
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
Atoomnummer 82 Atoommassa 207,20
Dichtheid op 293 K 11,34 g/cm3 Atoomvolume 18,17 cm3/mol
Smeltpunt 600,702 K Kookpunt 2024 K
1ste Ionisatiepotentiaal 715,60 kJ/mol Oxidatiegetal +2 , +4
2de Ionisatiepotentiaal 1450,40 kJ/mol Elektronenconfiguratie [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p2
3de Ionisatiepotentiaal 3081,50 kJ/mol Atoomstraal 175
Elektronegativiteit (Pauling)
1,9 Elektronegativiteit (Allred en Rochov)
1,55
Warmtegeleiding 35,3 W/m.K Elektrische weerstand 20,6 cm
Smeltwarmte 5,1 kJ/mol Verdampingswarmte 177,8 kJ/mol
Kristalstructuur Kubus
Lood en de 4A-groep elementen
. De dichtheid… onthouden we voor zo meteen…
. De hardheid…Legeringen; 1. Type metaal: een legering van tin, Antimoon en
lood
2. Solder: lergering van 50% lood en 50% tin
Lood Pb 6
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
De kristalstructuur
kubisch
met
dichte pakking
Lood Pb 7
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
Verschil met de andere elementen uit de groep
Vele isotopen
3 stabiel, rest zendt allerlei stralingen uit
Lood Pb 8
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
LoodIsotopen halftijd straling afbraakproduct Abundantie
Pb-202 53000 jaar EC// 202Ti // 198Hg
Pb-203 2,16 dag EC203Tl
Pb-204 1,4 x 1017 200Hg 1,48%
Pb-205 1,53 x 107 EC205Tl
Pb-206 stabiel met 124 neutronen ------ ------ 23,60%Pb-207 stabiel met 125 neutronen ------ ------ 22,60%Pb-208 stabiel met 126 neutronen ------ ------ 52,30%
Pb-209 3,25 uur 209Bi
Pb-210 22,3 jaar 210Bi // 206Hg
Pb-211 36,1 minuten 211Bi
Pb-212 10,64 uur 212Bi
Pb-214 27,0 minuten 214Bi
De isotopen eindproduct van een radioactieve reeks
Thorium 232 Pb 208
Lood Pb 9
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
De isotopen eindproduct van een radioactieve reeks
Uranium 235 Pb 207
Lood Pb 10
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
De isotopen eindproduct van een radioactieve reeks
Uranium 238 Pb 206
Lood Pb 11
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
Opm: 210Pb: gebruikt bij dateringstechnieken
Een mooi voorbeeldLood Pb 1
2
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
Enkele verbindingen…
Lood(Pb) en Zuurstof(O)
PbO
Pb3O4,
een roodbruin pigment en roestbestendig
Pb2O3
PbO2 , in batterijen
Verfpigment en in glas
Lood Pb 13
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
Enkele verbindingen…
Lood(Pb) en halogenen
PbH4 PbCl2 en PbCl4
(Pb3(AsO4)2): een insecticide
(PbCO3), cerrusiet: als wit verfpigment
PbCrO4: geel verfpiment
(Pb(NO3)2): vuurwerk
PbSiO3: glas, rubber en verf
Lood Pb 14
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
Lood Pb 15
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
We blijven even bij “lood in verf”
, maar ook als bescherming van verflaag weinig! corrosief
En nog heel wat andere…
Lood Pb 16
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
Voorkomen in de aardkorst
0,0013% en vergeleken met…
Lood Pb 17
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
Abundance ppb by weight ppb by atomsUniverse 10 0.06
Sun 10 0.07Meteorite
(carbonaceous) 1400 100Crustal rocks 10000 1000
Sea water 0.03 0.00090Stream 3 0.01Human 1700 50
Een blik op oneindig…Lood Pb 1
8
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
Vorig jaar(2004)…
3066000 ton : mijnindustrie
6777000 ton : metaal gemaakt
6969000 ton : loodconsumptie
Lood Pb 19
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
Ontginning
Ongebonden Pb, vrij zeldzaam
Wel als:
galena(galeniet) = loodsulfide (PbS)
Lood Pb 20
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
Ontginning
Zuiver lood…
1. Verbranding van een blok gelena
2 PbS (s)+ 3 O2 2 PbO (s) + 2 SO2 (g) ΔH° = -710,4 kJ
PbO (s) + C (s) Pb (s) + CO (g) ΔH° = 106,8 kJ
PbO (s) + CO (g) Pb (s) + CO2 (g) ΔH° = -65,7 kJ
2. Reductie van PbO
Lood Pb 21
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
Ontginning
Ook uit mineralen
zoals cerussiet (loodcarbonaat ( PbCO3 ) )
en uit angelsiet (loodsulfaat ( PbSO4 ) )
Minim(Pb304)
Lood Pb 22
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
Grootste ontginners(mijnbouw)
Australia 654,000China 618,000USA 464,000Peru 308,000Mexico 152,000
Grootste recycleerders
USA 1,098,000Germany 222,000Japan 190,000UK 176,000Italy 153,000
In 2003
Lood Pb 23
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
(Alles in ton)
Grootste producenten
China 1,533,000USA 1,338,000Germany 352,000UK 338,000Australia 304,000
Grootste verbruikers
USA 1,488,000China 1050,000Germany 392,000Korea Rep 342,000UK 330,000
In 2003
Lood Pb 24
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
(Alles in ton)
Globaal gezien Lood Pb 25
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
6969000 ton : loodconsumptie
Waarvan de voorbije vijf jaar
Batterijen (71%)
Rolled Extrusions (7%)
Cable Sheathing (3%)
Lood in eindproductenPigment(12%)
Munitie (6%)
Lood Pb 27
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
De oplaadbare batterijLood Pb 2
8
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
De oplaadbare batterijLood Pb 2
9
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
Pb Pb2+ +2 e- (oxidatie)
PbO2 + 4 H+ + 2 e- Pb2+ + 2 H2O (reductie)
Halfreacties
Pb (s) + SO42- (aq) PbSO4 (s) + 2e-
(aan de lood-plaat) E0 = +0,356V
PbO2 (s) + 4H+ + SO42- (aq) + 2e- PbSO4 (s) + 2H2O (l)
(aan de looddioxide plaat) E0 = -1,685V
De oplaadbare batterij Lood Pb 30
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
De oplaadbare batterij
Pb + 2 SO42- + PbO2 + 4H+ 2 PbSO4 (s) + 2H2O
Ecel = Ekathode –Eanode = 0,356V – (-1,685 V) = 2,041 V
Lood Pb 31
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
De oplaadbare batterij
Opladen, alles net omgekeerd…
Bij te snel opladen
+ elektrode 2 H2O 4H+ + O2 (g) + 4 e-
- elektrode 2 H+ + 2 e- H2 (g)
Lood Pb 32
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
Alles nog eens op een rijtje Lood Pb 33
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
Belangrijkste toepassing…
de autoaccu
We blijven bij auto’s…
Lood als antiklopmiddel in benzine
Lood Pb 34
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
Lood als antiklopmiddel in benzine
Belangrijke eis aan benzine: geen spontane ontploffingen bij een hoge druk, maar een gelijkmatige verbranding zonder schade aan de motor
De mate waarin dit kan = klopvastheid
uitgedrukt door octaangetal
hoe hoger dit getal, hoe hoger het motorvermogen
Tot 1990: als octaangetalverhoger tetraethyllood
Lood Pb 35
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
4 covalente bindingen, vrij zwak los in de cilinder
ethyleen werkt als ontploffingsremmer
Dit zorgde echter voor enorme verontreiniging
in 1990 verboden
Lood Pb 36
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
Lood ter bescherming van radioactieve straling
De dichtheid…lood
Dode huid of papier
Aluminium of haar
Lood Pb 37
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
Ook weer verboden, want…
Lood Pb 39
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
Milieu – en gezondheidseffecten
van lood
Lood Pb 40
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
De loodemissie in 1970 en 1997
Vanwaar en waarheen?…
Lood Pb 41
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
Lood corrodeert
Anode Pb(s) Pb2+(aq)+ 2e-
Kathode ½ O2 (aq) + 2e- 2OH- (aq)
+ Kathode 2H+(aq) + 2e- H2(g)
In zuur milieu
Verder hangt alles af van de oplosbaarheid van de gevormde verbinding
Loden pijpen als waterleidingen
Algemeen zeer laag,
Slaan neer
Vormen een beschermend laagje
Weinig verdere corrosie
Echter niet onmogelijk!
Voor het verbod op loden waterleidingen
lood in het drinkwater
Via radioactieve reeksen omzetting naar lood
Lood in sigarettenrook
Lood Pb 46
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
jonge kinderen zijn zeer kwetsbaar
Hun hersenen zijn in volle ontwikkeling + grotere neiging om op alles te
kauwen
Hersenstoornissen saturnisme
Bij volwassenen; Bloedarmoede, nierbeschadiging,
hersenbeschadiging, steriliteit,…
Bij extreem hoge concentraties sterfte
Lood Pb 47
Inleiding
Ontginning / consumptie
Atomaire eigenschappen
Toepassingen, Gezondheid en MilieuDe les!
De industrie doet het vrij goed!
, want veel recyclage! >
1. Batterijen: een ware recyclageindustrie
2. Legeringen: samen met de andere metalen als koper er opnieuw uitgehaald door het o.a. te smelten
Vb. UM in Hoboken(vandaar ook het permanent nat spuiten)
België: ca. 50%, andere West-Europese landen veel hoger
Grootste recycleerders(in ton)USA 1,098,000
Germany 222,000Japan 190,000UK 176,000Italy 153,000