Plumbul i combinaiile acestuia

Rspndire n natur:Plumbul se gsete mai mult rspndit n natur sub form de combinaii.Cel mai nsemnat minereu de plumb estegalena(sulfura de plumb PbS ),care se gsete n mai multe regiuni ale globului. Alte minerale coninnd plumb sunt: . anglesita( PbSO4 ),cerusita( PbCO3 ),piromorfita( Pb5 [( PO4 )5 Cl ]) ,mimetesita, ( Pb5 [ AsO4 ]3 Cl ) crocoita( PbCrO4 ),wulfenite,( PbMoO4 )si stolzita( PbWoO4 ). Zcmintele bogate de combinaii de plumb sunt ntlnite n Australia Canada i Germania. n URSS se gsete n Kazahstan, n Siberia, n munii Altani etc.ara noastr are o nsemnat producie de plumb pe baz de zcminte bogate de galenla Satul Mare i Ruchia i de ceruzit la Ocna de Fier, Rodna Veche, Rusca Montan. Aproape totdeauna minereurile de plumb sunt polimetalice, adic conin i alte metale ,de exemplu zinc.

Preparare:Plumbul se extrage din galen i se obine dup urmtoarele trei procedee.Dintre care cel mai utilizat este procedeul de prjire i reducere, aceasta const n trecerea unui curent de aer printr-un cuptor n care se gasete galena amestecat cu var i nisip. Prjirea are drept scop transformarea sulfurii de plumb n oxid de plumb: 2 PbS + 3O2 2 PbO + 2SO2 (oxidare) Operaia are loc la 500-600 0 Celsius.Curentul de aer insuflat n cuptor trebuie s fie potrivit pentru ca oxidarea sulfuri s nu mearg pn la sulfat: PbS + 2 O2 PbSO4 (reacie secundar) Formarea sulfatului de plumb este o reacie vtmtoare deoarece n etapa de reducere sulfatul va forma sulfur de plumb.Pentru a mpiedica aceast reacie se adaug bioxid de siliciu. Oxidul de plumb este redus n a doua etap a procesului n cuptoare nalte la 0 1400 1500 0 C cu cocs i oxidul de carbon format prin arderea acestuia: PbO + C Pb + CO (reducere) Silicatul de plumb nu este redus direct de ctre cocs datorit oxidului de calciu, ce este adugat formndu-se mai nti oxid de plumb, care reacioneaz apoi cu oxidul de carbon.Reacia total este : PbSiO3 + CaO + CO CaSiO3 + Pb + CO2 Cnd minereurile sunt bogate n plumb i srace n silice extragerea plumbului se face folosind procedeul prin prjire i reacie.

1

n prima etap are loc prjirea numai a unei pri din sulfura.Reaciile sunt similare procedeului de mai sus. n a dou etap restul de sulfur de plumb reacioneaz cu oxidul de plumb la temperaturi cuprinse ntre 800-900 0 C n absena aerului. Bioxidul de sulf rezultat poate fi folosit la fabricarea acidului sulfuric.Procedeul prin precipitare care const n tratarea sulfurii de plumb cu fierul obinut din reducerea oxidului de fier cu cocs introdui concomitent n cuptor: PbS + Fe Pb + FeS Plumbul obinut, indiferent de metod, conine ca impuriti arsen, antimoniu, staniu, zinc, cupru.Acestea i modific proprietiile, de aceea el trebuie rafinat. Plumbul pur necesar fabricrii acumulatorilor i diferiilor pigmeni se obine prin rafinarea electrolitic.Dac ntre impuritiile acestuia se gsete argint n cantiti mai mari (pn la 1%) extragerea lui constituie un procedeu de obinere a argintului. Tiat proaspt plumbul apare lucios, cenuiu-albastrui, la aer luciul dispare repede.Este cel mai moale dintre metalele uzuale,poate fi zgriat cu unghia i tiat cu cuitul, ductil, poate fi laminat n foi i srme subiri, care nu au ns dect o rezisten mic la traciune. Prin presiune poate fi deformat plastic la o temperatur ordinar, aceast proprietate se utilizeaz pentru fabricarea tuburilor de plumb.Spre deosebire de omologii si mai uori din grupa a-IV-a A, plumbul cristalizeaz ntr-o reea cubic cu fee centrate la fel ca multe alte metale.Vaporii plumbului, la 18710 sunt monoatomici. Densitatea plumbului este de 11,3 g cm3 (p.t.327 0 ;p.f 1620 0 ).Cldura specific la 18 0 este de 0,0299 n conformitate cu regula Dulongsi Petit. Conductibilitatea caloric este relativ mic (8,5% din cea a argintului),la fel fiind i conductibilitatea electric (7,8% din cea a argintului)

Proprietai fizice:

.

Plumbul este un metal cu luciu cenuiu-albastrui n tietur proaspt la aer se acoper imediat cu un strat de oxid de culoare cenuie.Este maleabil i se poate tia cu cuitul, fiind cel mai moale dintre metalele grele.Pe hrtie las urme, fiind astfel folosit n trecut pe post de instrument de scris. El se poate topi uor la (327,4 0 C), ceea ce uureaz prelucrarea lui, nu poate fi ns tras n fire subiri.Mici cantiti din alte metale (Fe,Zn,Cu) fac plumbul frmicios, iar antimoniul i mrete duritatea. Plumbul cristalizeaz n sistemul cubic.

Proprieti chimice:nclzit la aer plumbul n stare de pulbere devine piroforic. Plumbul topit se acoper la suprafat cu un strat de oxid, care la ncalzire mai ndelungat trece n litarg , PbO de culoare galben, iar apoi cnd aerul este n cantitate suficient, n miniu Pb3O4 , de culoare roie. Acesta se combin i cu halogenii: cu sulful, seleniul i telurul.

2

Dei plumbul este aezat n seria tensiunilor electrochimice naintea hidrogenului, n general el nu este atacat de acizi diluai, datorit formrii la suprafaa unei particule insolubile protectoare, astfel n contact cu acidul sulfuric se formeaz o pelicul de sulfat de plumb, PbSO4 , insolubil n acid nu prea concentrate. Apa curat distilat n absena aerului, nu dizolv plumbul, fiindc acest metal are un potenial pozitiv, abia puin mai mare dect hidrogenul.n prezena oxigenului, apa dizolv ns mici cantiti de plumb, sub form de hidroxid de plumb.Apa de but obijnuit, care conine carbonai acizi de calciu i magneziu, precum i sulfai, formeaz pe suprafaa metalului un strat subire i dur de carbonat i sulfat de plumb, care mpiedic dizolvarea.De aceea, apa condus prin evi de plumb poate fi but far pericol. Plumbul este atacat de hidroxizi alcalini, rezultnd astfel din reacie plumbii. Acesta, fie ca atare, fie n combinaii are o aciune otrvitoare asupra organismului.

ntrebuinri:El fiind unul dintre metalele cele mai folosite.Din el se confecioneaz conducte de apa ,camere de plumb instalaii auxiliare n industria acidului sulfuric ,cptueli antiacide pentru aparate rezervoare n care se in lichide acide gaze agresive i camai pentru mbracarea cablurilor electrice. Deoarece absoarbe bine radiaiile ,plumbul se utilizeaz pentru plci de protecie fa de aceste radiaii, atunci cnd se lucreaz cu substane radioactive. Cantiti mari de plumb sunt folosite la fabricarea electrozilor pentru acumulatoarele elecrice.

Aliajele plumbului:Fiind un metal foarte moale se aliaz,de obicei cu antimoniul.Aliajele Pb-Sb,care conin 0,3-30% Sb sunt numite plum antimonies.Spre a fii difereniate de plumbul moale,adic de plumbul pur,se ntrebuineaz pentru confecionarea de gloane, plci de accumulator.La lipirea metalelor grele i aliajelor lor se folosesc aliajele de cositor pentru lipit(10-80% Pb, 20-90% Sn).Alte aliaje de plumb mult utilizate sunt: pentru lagre (1-77% Pb,11-18% Sb,6-8%Sn,eventual,1-6%Cu).Cu mercurul plumbul formeaz amalgame.

Combinaiile plumbului :n combinaiile sale plumbul este bivalent i tetravalent.Combiniile plumbului tetravalent sunt mai puin stabile. Combinaiile de plumb bivalent sunt de obicei ionice ,adic sunt sruri ale ionului 2+ Pb care se aseaman cu srurile ionului Sn 2 + .Combinaiile plumbului tetravalent sunt de obicei covalente. Combinaiile plumbului(II) nu au proprieti reductoare,ci dimpotriv combinaiile plumbului(IV) au tendina de a trece n acelea ale plumbului(II) i au proprieti oxidante. Combinaiile plumbului(IV) se obin din cele ale plumbului(II). Pumbul formeaz trei oxizi: PbO , PbO2 i Pb3O4 ,primul derivnd de la plumbul(II),al doilea de la plumbul(IV),iar ultimul conine plumb n ambele stri de oxidare.

3

Oxidul de plumb sau oxidul de plumb II , PbO ,este o pulbere galbenrocat,care se obine industrial pe cale uscat,prin trecerea aerului peste plumbul topit,sau pe cale umed ,prin fierberea hidroxidului de plumb cu hidroxidul de sodiu. Se prezint n dou modificaii,una roie,care cristalizeaz n sistemul tetragonal (litarga) i una galben,care cristalizeaz n sistemul rombic(masicot).Aceasta se formeaz i prin calcinarea bland a azotatului sau a carbonatului de plumb i a miniului.Oxidul de plumb galben are o structur stratificat de tip special,n care fiecare atom de Pb vine n contact numai pe o parte a stratului cu patru atomi de O asezai intr-un plan.Punctul de transformare a oxidului de plumb rou n cel galben este la 884 0 C. Prin ncalzirea la aer masicotul trece n miniu. . Unii reductori cum sunt:hidrogenul,carbonul,oxidul de carbon,reduc oxidul de plumb la plumb metalic. Oxidul de plumb este insolubil n apa.El are caracter amfoter,nsa predomin caracterul bazic;preacioneaz uor cu acizii formnd sruri,iar dintre baze reacioneaz doar cu hidroxizi alcalini concentrai formnd hidroxoplumbiii. Oxidul de plumb se reduce la 400-500 0 C cu carbune,i la 235 0 C cu hidrogen. Oxidul de plumb este utilizat pentru fabricarea sticlelor speciale de plumb(cristal,flint,strass),a glazurilor n ceramic,a vernisurilor,vopselelor,ct i la prepararea unor sruri de plumb. Hidoxidul de plumb,respectiv hidroxidul de plumb(II) Pb(OH )2 ,rezult prin tratarea srurilor de plumb bivalent,solubile cu hidroxizi alcalini: Pb( NO3 ) 2 + 2 NaOH Pb(OH ) 2 + 2 NaNO3 Hidroxidul de plumb,alb,foarte puin solubil n apa,este amfoter. Soluia apoas are proprieti bazice ,ea se combin de exemplu cu CO2 ,dnd carbonat (constanta de bazicitate a hidroxidului de plumb,fiind aproximativ egal cu cea a amoniacului).Prin tratarea hidroxidului de plumb cu un hidroxid alcalin se formeaz plumbit de sodiu. Srurile plumbului(II).Dintre srurile de plumb mai importante sunt cele ale plumbului bivalent.Ele se obin de obicei din oxid de plumb sau plumb metalic.Prin tratare cu acid azotic sau acid acetic se formeaz azotatul Pb(NO3 ) 2 ,respectiv acetatul de plumb Pb(C2 H 3O2 )3 H 2O ,acestea sunt sruri solubile. Srurile de plumb insolubile se obin din sruri de plumb solubile(azotat sau acetate),prin reacii de dublu schimb. Srurile coninnd ionul Pb 2 + sunt incolore,fiind colorate PbI 2 , PbO i PbS ,deoarece acestea nu au reele ionice. Clorura de plumb PbCl 2 ,se precipit la tratarea srurilor solubile de Pb,cu ioni de clor,sub form de ace mici albe lucioase.n ap ,la 0 0 C,se dizolv greu ,la 100 0 C este mai uor solubil.n acid clorhidric concentrate sau n soluii concentrate de cloruri,se dizolv formnd ioni compleci: PbCl2 + 2 Cl PbCl4 Clorura de plumb se topete la 498 0 C i fierbe la 954 0 C.

4

Iodura de plumb, PbI 2 (p t 412 0 ),formeaz un precipitat galben,carecristalizeaz n ap cald sub form de foie galbene.ncalzite acestea devin roiicrmizii,apoi brune ,revenind la rcire la culoarea iniial.Aceasta cristalizeaz cu o reea stratificat de CdI 2 ,n care fiecare atom de Pb este nconjurat de ase atomi de I.Solubilitatea iodurii de plumb n ap este mult mai mica decat a clorurii.

Sulfura de plumb:Se gasete n mari cantitai n natura ca mineral,galen,cristaliznd n cuburi sau octaedre cenuii,opace,plumburii i avnd striaii caracteristice pe fee. Prin ncalzire n aer,sulfura de plumb este oxidat la sulfat de plumb i oxid de plumb,reacie care st la baza obinerii plumbului.Prin ncalzire n curent de hidrogen,sulfura de plumb este redus la metal.Sulfura de plumb precipitat este insolubil n apa i n acizii diluai,afar de acidul azotic diluat,care oxideaz sulful. Se dizolv n acid clorhidric concentrate,cu degajare de H 2 S . Sulfatul de plumb, PbSO4 se gasete n natur sub forma mineralului anglezit.Se prepar tratnd srurile de plumb solubile cu acid sulfuric diluat: Pb( NO3 ) 2 + H 2 SO4 PbSO4 + 2 HNO3 Este o substan alb,practic insolubil n apa.Cu hidroxizi alcalini concentrai formeaz hidroxoplumbii alcalini. Carbonaii de plumb, PbCO3 ,se gsesc n natur sub forma mineralului ceruzit.Carbonatul de plumb este o substan alb,cristalin,foarte puin solubil n ap.Prin nclzire se descompune n oxid de plumb i bioxid de carbon.Bioxidul de carbon venind n contact,foarte ncet,cu acetatul de plumb,d natere unui carbonat bazic de plumb,ceruza sau albul de plumb, 2 PbCO3 Pb(OH ) 2 folosit ca pigment pentru vopsele cu ulei.

Combinaiile plumbului IV: Hidrura de plumb: PbH 4 ,este mult mai nestabil dect hidrura de staniu,esteobinut n proporie foarte mic n hidrogenul ce se dezvolt la un catod de plumb,intr-o electroliz facut cu o densitate mare de curent,n condiii speciale. Bioxidul de plumb, PbO2 ,numit impropriu i peroxid de plumb,se obine prin oxidarea srurilor plumbului (II)cu clor ,cu hipoclorit de calciu,sau electrolitic,la anod: Pb 2 + + O + H 2O PbO2 + 2 H + Acesta este o pulbere cristalin ,de culoare cafenie nchis,practic insolubil n ap. Bioxidul de plumb disociaz la ncalzire,n Pb3O4 i oxigen. Presiunea de disociere atinge o atmosfer la 344 0 .El este un agent oxidant puternic.Cu acid sulfuric concentrat degaj oxigen,cu acid clorhidric d natere clorului. Frecat cu substane inflamabile,cum este fosforul rou sau sulful,le aprinde.De aceea se adaug ca oxidant n compoziia chibriturilor. Miniul Pb3O4 este considerat ca rezultat prin combinarea oxidului de plumb cu bioxidul de plumb.Acesta este deci un tetroxoplumbat de plumb,fiind constituit din doi atomi bivaleni i un atom tetravalent.El se poate obine prin ncalzirea oxidului de plumb

5

n curent de aer la circa 500 0 C.Este o pulbere de culoare roie intens,insolubil n ap i dizolvani organici.Peste 585 0 C se descompune: 2 Pb[ PbO4 ] 6 PbO + O2 Miniul este foarte utilizat n pictur pentru culoarea lui roie i n industrie,datorit aciunii lui oxidante ntrete uleiul i de asemenea pentru protecia ferului mpotriva ruginei(vopselele cu ulei cu miniu protejeaz obiectele metalice,pe care sunt aplicate). Miniul se mai ntrebuineaz la prepararea chiturilor pentru oel,fabricarea de linoleum,n industria cauciucului i a explozibilor,a bateriilor electrice,n metalurgie i n medicin. Tetraclorura de plumb, PbCl4 ,se formeaz prin dizolvarea bioxidului de plumb,n acid clorhidric,rece. Aceasta se mai poate obine i prin descompunerea unei soluii de hexacloroplumbat de amoniu( NH 4 ) 2 [ PbCl6 ] n HCl rece,cu H 2 SO4 concentrat bine rcit. Sulfatul plumbic: Pb(SO4 ) 2 se obine prin electroliza unui acid sulfuric de 80%,cu catod de plumb i diafragma.Soluia galben-verzuie obinuit depune ,la rcire,sulfatul ca o pulbere cristalin,galben. Aceasta se descompune n contact cu apa,trecnd n bioxid de plumb. Tetractil-plumbul, Pb(C2 H 5 ) 4 ,o combinaie covalent organo-metalic,este un lichid foarte toxic,distilabil(p.f.cca 200 0 ).Se deosebete de celelalte combinaii ale plumbului(IV)prin faptul c este nehidrolizabil i nu are proprieti oxidante.Servete ca ados n benzin,pentru mbuntirea proprietiilor de ardere ale acesteia.

6