Pin
Send
Share
Send


Lood (chemisch symbool Pb, atoomnummer 82) is een zacht, zwaar metaal. Blauwachtig wit wanneer vers gesneden, wordt het dof grijs als het wordt blootgesteld aan lucht. Het is overal verkrijgbaar en kan gemakkelijk worden omgezet in verschillende vormen. Om deze redenen is lood gedurende een groot deel van de menselijke geschiedenis gebruikt. Lood en zijn verbindingen zijn ook giftig, dus ze worden niet langer gebruikt in verf, benzine of waterleidingen. Desalniettemin blijven ze voor veel andere doeleinden worden gebruikt. Lood is bijvoorbeeld een bestanddeel van loodzuurbatterijen, soldeer, tin en smeltbare legeringen. Het wordt ook gebruikt om kogels en afschermingen te maken ter bescherming tegen ioniserende straling. Lood (II) acetaat wordt gebruikt om kleurstoffen op textiel te fixeren, lood (II) oxide wordt gebruikt bij de vervaardiging van sommige soorten glas en loodsulfide wordt gebruikt in sensoren van infrarood licht.

Geschiedenis

Lood wordt wereldwijd verspreid en is gemakkelijk te extraheren en mee te werken. Om deze redenen hebben mensen het al minstens 7.000 jaar gebruikt. In de vroege bronstijd werd het gebruikt met antimoon en arseen. Lood wordt genoemd in het boek Exodus. Loodpijpen met het insigne van Romeinse keizers zijn nog steeds in gebruik.

Alchemisten dachten dat lood het oudste metaal was en associeerden het met de planeet Saturnus. Een van hun doelen was om lood om te zetten in goud. Hoewel ze dit doel niet bereikten, ontdekten ze de eigenschappen van verschillende stoffen en voerden veel chemische reacties uit.

Lood is ook giftig en loodvergiftiging werd zelfs door de ouden herkend. In de twintigste eeuw werd het gebruik van lood in verfpigmenten beëindigd vanwege het gevaar van loodvergiftiging, vooral voor kinderen 1 2 3. Tegen het midden van de jaren tachtig had er een belangrijke verschuiving plaatsgevonden in eindgebruikspatronen van lood. Een groot deel van deze verschuiving was het gevolg van de naleving door de Amerikaanse leidende consumenten van milieuwetgeving die het gebruik van lood in niet-batterijproducten, waaronder benzine, verf, soldeer en watersystemen, aanzienlijk verminderde of elimineerde. Onlangs is het gebruik van lood verder beperkt door de richtlijn "Beperking van gevaarlijke stoffen".

Voorkomen en productie

Looderts

Inheems lood komt in de natuur voor, maar het is zeldzaam. Momenteel wordt lood meestal gevonden in ertsen met zink, zilver en (meest overvloedig) koper en wordt het samen met deze metalen geëxtraheerd. Het belangrijkste loodmineraal is galena (loodsulfide, PbS), dat 86,6 procent lood bevat. Andere veel voorkomende rassen zijn cerussite (loodcarbonaat, PbCO3) en anglesiet (loodsulfaat, PbSO4). Meer dan de helft van het huidige gebruik komt van recycling.

Looderts wordt gewonnen door boren of stralen, vervolgens verpletterd en gemalen. Lood wordt uit het erts gewonnen door gespecialiseerde metallurgische processen. Een proces genaamd schuim flotatie wordt gebruikt om het loodmineraal (en andere mineralen) te scheiden van het afvalgesteente om een ​​concentraat te vormen. Het concentraat, dat 50-60 procent lood kan bevatten, wordt gedroogd, verwarmd (tijdens het proces van pyrometallurgie) en gesmolten, en een 97% loodconcentraat wordt verkregen. Het lood wordt vervolgens in fasen gekoeld, waardoor de lichtere onzuiverheden (schuim) naar het oppervlak stijgen waaruit ze worden verwijderd. Het gesmolten lood wordt verfijnd door extra smelten, wanneer lucht over het lood wordt geleid. Dit proces vormt een slaklaag die de resterende onzuiverheden bevat en produceert 99,9 procent zuiver lood.

Opmerkelijke kenmerken

Lood is een chemisch element dat zijn symbool Pb ontleent aan zijn Latijnse naam, lood. Het Engelse woord "sanitair" is ook afgeleid van deze Latijnse wortel.

In het periodiek systeem ligt lood onder tin (Sn) in groep 13 en tussen thallium (Tl) en bismut (Bi) in periode 6. Het wordt geclassificeerd als een "arm metaal" of "post-overgangsmetaal". Het atoomnummer van 82 geeft aan dat er 82 protonen zijn in de kern van elk loodatoom. Dit geeft lood het hoogste atoomnummer van alle stabiele (niet-radioactieve) elementen (er moet echter worden opgemerkt dat bismut, met een atoomnummer van 83, een halfwaardetijd heeft zo lang dat het als stabiel kan worden beschouwd).

Lood is een zeer zacht maar dicht metaal en een slechte elektriciteitsgeleider. Het is ook zeer vervormbaar (kan worden gevormd met een hamer of rollen), ductiel (kan in draden worden getrokken) en is gemakkelijk te smelten. Omdat het zeer goed bestand is tegen corrosie, wordt het gebruikt om corrosieve vloeistoffen zoals zwavelzuur te bevatten. Lood kan worden gehard door er een kleine hoeveelheid antimoon of andere metalen aan toe te voegen. Lood is ook giftig.

Isotopes

Lood heeft vier stabiele, natuurlijk voorkomende isotopen: lood-204 (204Pb, 1,4 procent), lead-206 (206Pb, 24,1 procent), lead-207 (207Pb, 22,1 procent) en lead-208 (208Pb, 52,4 procent). De laatste drie van deze isotopen zijn radiogeen-dat wil zeggen, ze zijn de eindproducten van radioactieve vervalketens die beginnen met uranium-238 (238U), uranium-235 (235U) en thorium-232 (232Th), respectievelijk. De overeenkomstige halfwaardetijden van deze vervalprocessen variëren aanzienlijk: 4,47 × 109, 7.04 × 108en 1,4 x 1010 respectievelijk jaren. Lead-204 is de enige niet-radiogene, stabiele isotoop. De isotopische verhoudingen voor de meeste natuurlijke loodhoudende materialen liggen in de volgende bereiken: 14,0 - 30,0 voor 206Pb /204Pb, 15.0 - 17.0 voor 207Pb /204Pb en 35,0 - 50,0 voor 208Pb /204Pb, maar talloze voorbeelden buiten deze bereiken worden ook in de literatuur vermeld.

Gezien het feit dat drie van de vier stabiele isotopen radiogeen zijn en worden gevormd door het verval van zwaardere elementen die miljarden jaren geleden werden gevormd, is lood veel gebruikelijker en goedkoper dan de meeste zware elementen. De kosten zijn de afgelopen jaren verder verlaagd met de geleidelijke afschaffing van lood in veel processen, waaronder benzine en verf.

Toepassingen

  • Lood is een belangrijk bestanddeel van de loodzuurbatterij die veel wordt gebruikt in auto's.
  • Lood wordt gebruikt als een kleurelement in keramische glazuren, met name in de kleuren rood en geel.
  • Lood wordt gebruikt als projectielen voor vuurwapens en zinklood vanwege zijn dichtheid, lage kosten (in vergelijking met alternatieve materialen) en gebruiksgemak (vanwege het relatief lage smeltpunt). Voor gezondheidsredenen, zie 4.
  • Lood wordt in sommige kaarsen gebruikt om de lont te behandelen om een ​​langere, gelijkmatigere verbranding te garanderen. Vanwege de gevaren gebruiken Europese en Noord-Amerikaanse fabrikanten duurdere alternatieven, zoals zink 5.
  • Lood wordt gebruikt om afscherming te vormen tegen schadelijke (ioniserende) straling, zoals röntgenstralen.
  • Gesmolten lood wordt gebruikt als koelmiddel, zoals in loodgekoelde snelle reactoren.
  • Loodglas bevat 12-28 procent lood. Het verandert de optische eigenschappen van het glas en vermindert de transmissie van straling.
  • Lood is het traditionele basismetaal van orgelpijpen, gemengd met verschillende hoeveelheden tin om de toon van de pijp te regelen.
  • Lood wordt gebruikt voor elektroden tijdens het elektrolyseproces.
  • Lood wordt gebruikt in soldeer voor elektronica.
  • Lood wordt gebruikt als mantelmateriaal voor hoogspanningskabels, om diffusie van water in isolatie te voorkomen.
  • Lood wordt gebruikt voor de ballastkiel van zeilboten.
  • Lood wordt toegevoegd aan messing om slijtage aan werktuigmachines te verminderen.

Eerdere toepassingen

  • Lood werd gebruikt als een pigment in loodverf voor zowel witte als gele en rode kleuren. Het werd stopgezet vanwege de gevaren van loodvergiftiging.
  • Lood werd gebruikt voor sanitair in het oude Rome, en het werd gebruikt voor waterleidingen en leidingen tot de vroege jaren 1970.
  • Tetraethyllood werd in benzine gebruikt om het kloppen van de motor te verminderen. Gelet op de gezondheid wordt loodhoudende benzine in de westerse wereld niet meer gebruikt 6.

Loodverbindingen

Lood (II) acetaat

Lood (II) acetaat (Pb (CH3COO)2) is een witte, kristallijne stof met een zoete smaak. Het is oplosbaar in water en glycerine. Het is ook bekend als looddiacetaat, loodacetaat, loodsuiker en zout van Saturnus. Het wordt gebruikt als een reagens om andere loodverbindingen te maken. In lage concentraties is het het belangrijkste actieve ingrediënt in progressieve soorten haarkleurmiddelen. Lood (II) acetaat wordt ook gebruikt als een bijtmiddel (fixeermiddel van kleurstoffen) bij het bedrukken en verven van textiel, en als een droger in verven en vernissen.

Lood (II) oxide

Lood (II) oxide (PbO), of lood monoxide, is een geel oxide van lood, gecreëerd door lood in lucht te verwarmen. Het wordt gebruikt bij de vervaardiging van verven en in glas, evenals bij de vulkanisatie van rubber. Een mengsel met glycerine wordt een hard, waterdicht cement dat is gebruikt om de platte glazen zijkanten en bodems van aquariums te verbinden 7.

Loodsulfide

Loodsulfide (PbS) en verschillende andere loodzouten worden gebruikt in detectie-elementen in verschillende infrarood (IR) sensoren. Hiervan is loodsulfide een van de oudste en meest gebruikte. Bovendien zijn loodsulfide, loodselenide en loodtelluride halfgeleiders.

Gezondheidseffecten

Lood en zijn verbindingen zijn giftige stoffen. Loodvergiftiging - ook bekend als saturnisme, plumbismof koliek van de schilder-is geassocieerd met verhoogde niveaus van lood in bloedserum.

Het historische gebruik van loodacetaat (ook bekend als suiker van lood) door het Romeinse rijk als een zoetstof voor wijn wordt door sommigen beschouwd als de oorzaak van de dementie die veel Romeinse keizers trof. Sommige loodverbindingen, vanwege hun zoetheid, werden ooit gebruikt door snoepmakers. Deze praktijk is verboden in geïndustrialiseerde landen, maar er was een recent schandaal waarbij Mexicaanse snoepjes met loodgaas door kinderen in Californië werden gegeten 8.

Biologische rol

Lood heeft geen bekende biologische rol in het lichaam. De toxiciteit komt van het vermogen om andere biologisch belangrijke metalen na te bootsen, met name calcium, ijzer en zink. Lood kan zich binden aan en interageren met dezelfde eiwitmoleculen als deze metalen, waarna die moleculen niet normaal functioneren.

Symptomen en effecten

De symptomen van loodvergiftiging omvatten neurologische problemen (zoals verminderd IQ), misselijkheid, buikpijn, prikkelbaarheid, slapeloosheid, overmatige lethargie of hyperactiviteit, hoofdpijn en, in extreme gevallen, epilepsie en coma. Er zijn ook geassocieerde gastro-intestinale problemen, zoals constipatie, diarree, buikpijn, braken, slechte eetlust en gewichtsverlies. Andere bijbehorende effecten zijn bloedarmoede, nierproblemen en reproductieve problemen.

Bij mensen veroorzaakt loodtoxiciteit vaak de vorming van een blauwachtige lijn langs het tandvlees, die bekend staat als de "Burtons-lijn." Een direct verband tussen vroege blootstelling aan leads en extreme leerstoornissen is bevestigd door meerdere onderzoekers en groepen voor kinderbelangen.

De bezorgdheid over de rol van lood in mentale retardatie bij kinderen heeft geleid tot een brede vermindering van het gebruik ervan. Loodhoudende verf is in de geïndustrialiseerde landen uit de verkoop genomen, hoewel veel oudere huizen nog steeds aanzienlijk lood in hun oude verf kunnen bevatten. Over het algemeen wordt aanbevolen om oude verf niet te verwijderen door schuren, omdat dit inhaleerbaar stof genereert.

Loodzouten die in aardewerkglazuren worden gebruikt, hebben soms vergiftiging veroorzaakt, wanneer zure dranken, zoals vruchtensappen, loodionen uit het glazuur hebben uitgeloogd. Er is gesuggereerd dat wat bekend stond als "Devon koliek" voortkwam uit het gebruik van met lood beklede persen om appelsap te extraheren in de productie van cider. Lood wordt als bijzonder schadelijk beschouwd voor het reproductievermogen van een vrouw. Om die reden geven veel universiteiten geen loodhoudende monsters aan vrouwen voor laboratoriumanalyses.

De vroegste potloden gebruikten eigenlijk lood, maar de laatste eeuwen zijn "potloodlippen" gemaakt van grafiet, een natuurlijk voorkomende vorm (allotrope) van koolstof.

Lood als bodemverontreiniging is een wijdverbreid probleem, omdat lood de grond kan binnendringen door lekkage van loodhoudende benzine uit ondergrondse opslagtanks, of door afvalstromen van loodverf of loodslijpsel van bepaalde industriële activiteiten.

Behandeling

Hoewel het belangrijkste onderdeel van de behandeling van loodvergiftiging het verminderen van de blootstelling aan lood is, zijn er enkele "chelerende middelen" (zoals DMSA en EDTA) die kunnen worden gebruikt om lood te binden en het loodgehalte in bloedserum te verlagen.

Er zijn ook homeopathische middelen voor loodvergiftiging. In zijn naslagwerk Homeopathische remedies, Asa Herschoff, M.D. beweert dat alumina helpt tegengif en elimineert lood uit het lichaam, waar specifieke symptomen zijn mentale verwarring, geheugenverlies, saaiheid, lethargie en identiteitsverlies, evenals hoge bloeddruk en nierziekte. Causticum is ook een algemeen tegengif, met name voor zenuwverlamming en urineverlies. Hoewel homeopathie niet algemeen wordt erkend als een effectieve manier van genezen in de Verenigde Staten, moeten personen die informatie zoeken over het wegspoelen van lood uit het lichaam zich bewust zijn van deze optie.

Referenties

  • Cotton, F. Albert en Geoffrey Wilkinson. 1980. Geavanceerde anorganische chemie, 4de ed. New York: Wiley. ISBN 0471027758.
  • Chang, Raymond. 2006. Scheikunde, 9e ed. New York: McGraw-Hill Science / Engineering / Math. ISBN 0073221031.
  • Greenwood, N. N. en A. Earnshaw. 1998. Chemie van de elementen, 2e ed. Burlington, MA: Butterworth-Heinemann, Elsevier Science. ISBN 0750633654. Online versie hier beschikbaar. Ontvangen 16 juli 2007.
  • Wells, A.F.1984. Structurele anorganische chemie. 5e ed. Oxford: Oxford University Press.
  • Lood. Nationaal laboratorium Los Alamos. Ontvangen op 11 augustus 2007.

Nieuws artikelen

  • Keisch, B., Feller, R.L., Levine, A.S. en Edwards, R.R. “Kunstwerken dateren en authentiseren door meting van natuurlijke alfa-emitters.” Wetenschap 155 (1967): 1238-1242.
  • Keisch, B. "Kunstwerken dateren via hun natuurlijke radioactiviteit: verbeteringen en toepassingen." Wetenschap 160 (1968): 413-415.
  • Keisch, B. "Discriminerende metingen van radioactiviteit van lood: nieuw hulpmiddel voor authenticatie." Beheerder 11:1 (1968): 41-52.

Pin
Send
Share
Send