У дома

Помпи за кладенци

Историята на откриването на химичния елемент олово е кратка. Какво е олово, неговите свойства и характеристики

Историята на откриването на химичния елемент олово е кратка. Какво е олово, неговите свойства и характеристики

Курсовата работа е изпълнена от студент от група RGE-02-1 Malyavin P.A.

Министерство на образованието на Руската федерация

Московски държавен геоложки проучвателен университет на име. С. Орджоникидзе

Катедра по минералогия и геохимия

Москва 2003 г

История на откриването на елемента.

Оловото (англ. Lead, фр. Plomb, нем. Blei) е известно от 3-то – 2-ро хилядолетие пр.н.е. в Месопотамия, Египет и други древни страни, където от него са правени големи тухли (слитъци), статуи на богове и царе, печати и различни битови предмети. Бронзът се изработвал от олово, както и таблички за писане с остър, твърд предмет. По-късно римляните започват да правят водопроводни тръби от олово. В древни времена оловото е било свързвано с планетата Сатурн и често е било наричано Сатурн. През Средновековието, поради голямото си тегло, оловото е играло специална роля в алхимичните операции; До 17 век. Оловото често се бърка с калай. В древните славянски езици се нарича калай; това име е запазено в съвременния чешки (Олово) вероятно е свързано с някаква местност. Някои филолози сравняват гръцкото име с латинското Plumbum и твърдят, че последната дума е образувана от mlumbum. Други посочват, че и двете имена идват от санскритското bahu-mala (много мръсен); през 17 век разграничава Plumbum album (оловно бяло, т.е. калай) и Plumbum nigrum (черно олово). В алхимичната литература оловото имаше много имена, някои от които бяха тайни. Гръцкото име понякога се превежда от алхимиците като plumbago - оловна руда. Немският Blei обикновено не произлиза от лат. Plumbum, въпреки очевидното съзвучие, и от древния немски blio (блей) и сродния литовски bleivas (лек, ясен), но това не е много надеждно. Името Blei се свързва с английския. Оловно и датско настроение. Произходът на руската дума олово (литовски scwinas) е неясен. Авторът на тези редове по едно време предложи да се свърже това име с думата вино, тъй като древните римляни (и в Кавказ) съхраняват виното в оловни съдове, което му придава уникален вкус; този вкус беше толкова високо ценен, че не обърнаха внимание на възможността от отравяне с токсични вещества.

1. Олово (6s26p2) - тежък p-метал от IV група (въглерод) на периодичната таблица D.I. Менделеев (виж фиг. 1, 2). Той е заобиколен от p-метали с най-сходни свойства - Sn, Sb, Bi, T1. Има средна енергия и ниски топлинни параметри. По отношение на афинитета към различни окислители, Pb (двуатомни молекули) дава следната серия от намаления за аниони: 0S>FC1>H. Във влажен въздух се покрива с оксиден филм, който е относително неразтворим. Най-стабилните валентности са +2 и +4; образува амфотерни катиони.

Йонни радиуси: 2+ 0.126, 4+ 0.076

Атомен радиус: 0,175 (nm)

Координационни числа: 12, 6, 8, 10, 6.

Йонизационен потенциал: 0+1 7.415

Изотопи. Масово число и съдържание в елемента

Видове замествания на изоморфни елементи:

K+1 глупости хетеровален.

Ca+2 nons. Изовал.

Cu+1 nons. хетеровален.

Ag+1 несъответствие. хетеровален.

Ba+2 нес. Изовал.

Hg+1 без. хетеровален.

Tl+1 nons. хетеровален.

Bi+3 перфектно хетеровален.

U+4 ност. хетеровален.

2. Геохимията на елементите до голяма степен се определя от тяхната способност да произвеждат газообразни и разтворими съединения, литофилност, халкофилност и сидерофилност, катионогенност и анионогенност. Като се вземат предвид тези свойства, е построена геохимичната таблица на A.I. Перелман.

(Вижте снимката)

Геохимична класификация на елементите V.I. Вернадски.

Елементите, свързани с периодичната таблица, се държат много различно в земната кора. Така K и Na, Fe и Ni, C1 и I, Cr и Mo са аналози в химията, но те мигрират по различен начин в земната кора. Това се дължи на факта, че за геохимията свойствата на елементите, които са от второстепенно значение от общохимическа гледна точка и не се вземат предвид в класификацията, често са от първостепенно значение. Следователно е необходима специална геохимична класификация на елементите. В табл 1 показва класификацията на В. И. Вернадски, която отчита най-важните моменти от историята на елементите в земната кора. Ученият придава основно значение на радиоактивността, обратимостта или необратимостта на миграцията и способността на елементите да произвеждат минерали, състоящи се от няколко различни атома. Вернадски идентифицира шест групи елементи. Най-големите от тях са „циклични елементи“, участващи в сложни цикли. По маса те преобладават в земната кора, състоят се главно от скали, вода и организми. Б. А. Гаврусевич допълни тази класификация с още две групи: елементи, очевидно изчезнали в земната кора, но известни в космоса - Tc, Am, Cm, Bk и Cf, и елементи, непознати в природата, но получени изкуствено, - Pm, Es, Md, Не, Ку и т.н.

Оловото не е включено в тази класификация.

Геохимична класификация на елементите от V. M. Goldshmidt.

Този учен сравнява диференциацията на елементите в разтопена планета с топенето на метал от руди, когато тежък метал с плътност около 7 се спуска на дъното на металургична пещ и лека силикатна шлака (аналог на земната кора ) изплува на повърхността. Между тях има слой от „мат“ - Fe сулфид с примес на сулфиди на други метали (аналогично на мантията), според Goldschmidt, зависи от техните атомни обеми (виж фигурата). Елементите, заемащи минимуми на кривата на атомния обем, дават сплави с Fe; Елементите, заемащи максимумите на кривата и разположени в нейните низходящи части, имат висок афинитет към кислорода. При диференциация са образували земната кора и горната мантия (литофилни елементи). Елементи с голям афинитет към S, Se, Te (халкофил) заемат възходящите части на кривата; те са концентрирани в долната мантия и образуват сулфидно-оксидна обвивка. Инертните газове принадлежат към атмосферофилната група.

Според тази класификация оловото принадлежи към халкофилните елементи. Има 18-електронна обвивка.

3. Кларкове на елемента в земната кора и въглеводороди с различен състав.

Хондрити 2*10-5

Ултраосновни скали 1*10-5

Средни породи 1,5*10-3

Основни породи 8*10-4

Гранити 2*10-3

Сиенити 1.2*10-3

Пясъчник 7*10-4

Глинени шисти 2*10-3

Карбонатни скали 9*10-4

4. Основни минерали.

Галена. PbS

Химичен състав: Pb - 86%, S - 13,4%; често съдържа примеси от Ag, Cu, Zn, понякога Se, Bi, Fe, As и други елементи, повечето от които присъстват поради микроскопични включвания на чужди минерали. Разновидности на галенит - селенов галенит (галенит с примеси на селен), свинчак - твърд финозърнест галенит.

Структурата на галенита принадлежи към типа NaCl-PbS-MgO. Базира се на лицево-центрирана кубична решетка, в която йоните са разположени във върховете на куба и в центъра на всяко лице. И серните йони, и оловните йони имат шесткратна координация един спрямо друг.

Образуване и депозити. По-голямата част от находищата на галенит са образувани хидротермално, главно при умерени температури. Галенитът се намира тук в близък парагенезис с цинкова обманка, а също и заедно с халкопирит, бледи, арсенопирит, пирит и други минерали. Някои отлагания на галенит са свързани със седиментни процеси и възникват в условията на сероводородния фациес. Отлаганията на галенит образуват вени или неправилни отлагания във варовити скали. Големи находища на галенит са известни в САЩ - Мисури, Колорадо (Leadville), в Канада (Sullivan депозит), Австралия (Broken Hill депозит, в Нов Южен Уелс). Добрите кристали са характерни за оловно-сребърните вени на Freyberg. В Съветския съюз са известни големи находища на галенит в Алтай, Кавказ (Садонское), Централна Азия (Турланское) и Забайкалия.

Практическо значение. Галенитът е основната оловна руда. Обикновено се разработват находища, съдържащи олово в количества от 3-5%, но поради недостига на метала, находища с по-ниско съдържание, в които оловото се добива заедно с цинк, в момента представляват промишлен интерес. Съдържанието на олово в такива депозити трябва да бъде най-малко 1% (със съдържание на цинк най-малко 2-3%).

Церусит. PbCO3

Структура – йоните в нея са подредени по метода на плътната хексагонална опаковка.

Образуване и депозити. Церуситът е типичен екзогенен минерал, който се среща в зоната на окисление на оловни находища, като тук образува псевдоморфози на галенит, англезит и други оловни минерали. Псевдоморфози на пироморфит, литар (PbO) и др. са известни от церусит, който се среща в почти всички оловни находища, понякога неговите натрупвания са от промишлено значение. Има го в големи количества в Leadville (САЩ), Broken Hill (Австралия), в редица райони на Източна Забайкалия (Kddainskoye и Taininskoye находища), Алтай и Казахската ССР (Turlanskoye находище в Каратау) и в района на Берегово на Закарпатие.

Практическо значение. Церуситът е важна оловна руда.

Пироморфит Pb53Cl

Химичен състав. Понякога съдържа CaO, As2O5, Cr2O3, а също и V2O5. Сингонията е шестоъгълна, типът на симетрия е хексагонално-бипирамидален.

Образуване и депозити. Пироморфитът е типичен екзогенен минерал, който се среща в зоната на окисление на оловни находища. Тук често образува псевдоморфи по галенита и замяната започва във вътрешните части на кристалите. Наблюдават се и псевдоморфози на пироморфит след церусит. Псевдоморфози на галенит, апатит, халцедон и кафяви железни камъни са известни от пироморфит. Обикновено пироморфитът се намира в комбинация с галенит, англезит, вулфенит, ванадинит и каламин. Понякога, като ендогенен минерал, се намира в нискотемпературни вени. Пироморфитът е известен в кварцови жили в Бавария и Саксония, както и в находището Березовски в Урал, на редица места в Забайкалия (находища Шилкинское и Зерентуйское), в находището Кизил-Еспе в Казахстан и др. Добри проби са намерени в редица находища в Пенсилвания в САЩ (Whitley, Acton).

Практическо значение. Заедно с други оловни минерали пироморфитът се топи.

Англезит Pb

Химичен състав: PbO - 73,6% (Pb - 68,3%); SO3 - 26,4%. Има примес на BaO (до 8,45%). Кристалната структура на англезита е подобна на тази на барита.

Образуване и депозити. Англезитът е типичен екзогенен минерал, получен при взаимодействието на повърхностни разтвори с първични оловни руди, най-често с галенит, по следната реакция:

PbS + 2O2= PbSO4.

Този минерал присъства главно в горните хоризонти на оловни находища. Има много редки находки на англезит с хидротермален произход (например в находищата Raibl и Bleiberg в Източните Алпи). Добре оформени кристали от англезит са открити в Березовското находище в Средния Урал, в Източна Забайкалия и в някои райони на Алтай.

Практическо значение. При разработването на окислителни зони на оловни находища, англезитът, заедно с други оловни руди, се топи.

Буланжерит

Химичен състав: Pb - 55,4%, Sb - 25,7%, S - 18,9%. Понякога съдържа Cu. Кристалната структура на буланжерит не е изследвана.

Образуване и депозити. Буланжеритът се среща като второстепенен минерал в хидротермални полиметални находища заедно с други оловни сулфосоли, галенит, стибнит, бледи, сфалерит, пирит и други минерали. Известен е в Източна Забайкалия (находища Алгачинское, Кличкинское и Дарасунское) и в Украйна - в находищата на Наголния хребет. Буланжеритни кристали са открити в находището Сала в Швеция.

Унищожаване. На повърхността буланжеритът е нестабилен и се трансформира в церусит и антимонов оксид.

Бурнонит PbCuSbS3

Кристалната структура на бурнонита не е напълно дешифрирана.

Образуване и депозити. Бурнонитът се среща хидротермално и се наблюдава в полиметални вени в тясна връзка с бледи, галенит, както и оловни сулфоантимониди - джамезонит и буланжерит. Често се среща при контакта между тетраедрит и галенит, където вероятно е реакционна формация, известна е в находищата Příbram (Чехословакия), в Clausthal (Германия) и Andreasberg (GDR). Големи кристали от бурнонит се намират в находището Neudorf в Харц, в мината Choice в Боливия. В Парк Сити (Юта, САЩ) са открити красиви бурнонитни кристали с дължина до 10 см. В СССР този минерал е открит в редица находища в Забайкалия и в Наголния хребет в Донбас.

Унищожаване. На повърхността бурнонитът е нестабилен и се трансформира в различни вторични минерали от мед, олово и антимон.

Практическо значение. Значителни натрупвания на бурнонит са от промишлен интерес като руда за олово и мед.

Джеймсонит

Химичен състав: Pb -40-50%, Fe - до 10%, Sb - близо 30%, S - близо 20%. Като примеси присъстват Cu, Zn, Ag.

Образуване и депозити. Джамсонитът е рядък минерал. Среща се в хидротермални полиметални находища във връзка с галенит, кварц и различни сулфоантимониди. Находища с високо съдържание на джамсонит са много редки (Зимапан в Мексико). Присъства в редица полиметални и сребърно-оловни находища в Мексико, САЩ и други страни.

5. Генетични типове индустриални находища на елемента.

1) Скарни.

2) Метосоматични находища на полиметални руди в ефузивно-седиментни скали.

3) Резервоарни отлагания в карбонатни пластове.

4) Листовидни и лещовидни находища на пиритни руди във вулканични скали.

5) Кварц-сулфидни жили главно в гранитоиди.

6. Участие на елемента в различни видове миграции.

6.1. Механична миграция.

Механичната миграция (механогенеза) се причинява от работата на реките, теченията, вятъра, ледниците, вулканите, тектоничните сили и други фактори, изучавани подробно в динамичната геология, геоморфологията, вулканологията, океанологията, тектониката и други науки за Земята. Има и специфичен геохимичен аспект на въпроса.

За оловото основният фактор вероятно е сорбцията от глини.

6.2. Физико-химична миграция. Таласофилност.

Физикохимичната миграция се дължи на преноса на атоми, йони и др.

Галенитът кристализира в кубични решетки с параметри, подобни на тези на халита. Орбиталните радиуси на натрий и олово са близки, но няма изоморфизъм, т.к В NaCl химичната връзка е по същество йонна, докато в PbS е ковалентна. Оловото е амфотерен елемент - катионен и анионен (включително образуването на комплексни аниони). Той участва като окислител и редуциращ агент и не играе съществена роля в окислително-възстановителната реакция (главно поради ниските кларкове и ниската способност за концентрация).

За Pb са възможни комплексни аниони НРbО2- в силно алкални води, а тиосулфатни комплекси от тип 4-, °, 2- са възможни в термални води.

Преносът на Pb се извършва главно във водни разтвори при ендогенни условия с участието на S2 и Cl.

Само в зоната на окисление на оловните находища, където концентрацията на Pb2+ във водата се увеличава, може да се образува англезит (PbSO4), а PbS може да се появи почти навсякъде, където присъства S2- йон. Това се потвърждава от находките на галенит и сфалерит във въглищни находища, в които е трудно да се допуснат високи концентрации на Pb2+ и Zn2+ в захранващите води. Нека отбележим в това отношение, че много черни морски глини са обогатени с метални сулфиди, но им липсват сулфати. Изчисленията показват, че подпочвените води, съдържащи 1*10-6 g/l PO43- йони, ще утаят Pb2+ и няма да утаят Zn2+, когато съдържанието на тези йони е 1*10-6 g/l.

Оловото е стабилен продукт на разпадане на основни и естествено срещащи се радиоактивни елементи в земната кора. Газообразни оловни съединения се срещат само в дълбоките части на земната кора (хидротермални, метаморфни и магмени системи).

Има среден интензитет на концентрация.

Анализът на включванията газ-течност, изследването на състава на хидротермалните минерали и термодинамичните изчисления показват голямо разнообразие от хидротермални йони. За олово - PbCl+, PbF+, Pb (OH)+, 3-, PbHS+, -, 4- и др.

Сорбционни бариери G. Възникват при контакт на вода със сорбенти. Глините и другите сорбенти абсорбират Ca, K, Mg, P, S, Rb, V, Cs, Zn, Ni, Co, Cu, Pb, U, As, Mo, Hg, Ra и други елементи. Сорбционните бариери са много характерни за морски и езерни тини, крайни зони на блата, почви и кори на изветряне, както и за контакт на глини и пясъци във водоносни хоризонти. Сорбционните бариери съществуват и в хидротермалните системи, но там те са по-слабо проучени, отколкото в зоната на хипергенеза. Благодарение на сорбцията се обогатяват глини, Mn хидроксиди, хуминови вещества Cu, Ni, Co, Ba, Zn, Pb, U, Tl и други метали.

Хидротермалните системи са основен източник на олово.

Интензивността на оловната миграция е слаба или средна.

Таласофилност на оловото: 1.9*10-6

6.3. Биогенна миграция. Биофилност.

Пренасяне на елементи с жива материя.

Оловото е среден биологичен елемент за улавяне.

Видове геохимични оловни бариери: сулфидни, алкални, изпарителни, сорбционни и термодинамични.

Оловото мигрира в кисели и алкални води в окислителни условия.

Биофилност 6*10-1

6.4 Техногенна миграция. Технофил.

Геохимичната дейност на човечеството.

По време на техногенезата се натрупват най-технофилните елементи, човечеството "изпомпва" елементи от рудни находища от дълбините към земната повърхност. В резултат на това, в сравнение с естествения, културният ландшафт се обогатява с Pb, Hg, Cu, Sn, Sb и други елементи. О. П. Добродеев подчерта, че всяка година от недрата се извличат повече химически елементи,

Подобни резюмета:

Метод за класифициране на минералите според химичните принципи (видове съединения и природа на връзките) със задължително отчитане на техните структурни характеристики. Кристалохимични и морфологични характеристики на основните групи минерали. Концепцията за изоморфизъм и полиморфизъм.

Характеристики на златото като химичен елемент, основните му физични и химични свойства, историята на формирането му като универсална мярка за стойност. Геохимични характеристики на златото, индустриални минерали и видове руди на територията на съвременна Русия.

Миграцията е движението на молекули и атоми в земната кора, движено от редица фактори с различен произход и протичащо по няколко начина.

Външните обвивки на Земята: твърдата кора, течната хидросфера и газовата атмосфера, тяхната връзка помежду си. Относително съдържание на химичните елементи в земната кора и тяхното разпространение. Кларкове на химични елементи от гранитния слой на континенталната кора.

Водя(англ. Lead, фр. Plomb, нем. Blei) е известен от 3-то – 2-ро хилядолетие пр.н.е. в Месопотамия, Египет и други древни страни, където от него са правени големи тухли (слитъци), статуи на богове и царе, печати и различни битови предмети. Бронзът се изработвал от олово, както и таблички за писане с остър, твърд предмет. По-късно римляните започват да правят водопроводни тръби от олово. В древни времена оловото е било свързвано с планетата Сатурн и често е било наричано Сатурн. През Средновековието, поради голямото си тегло, оловото е играло специална роля в алхимичните операции; До 17 век. Оловото често се бърка с калай. В древните славянски езици се нарича калай; това име е запазено в съвременния чешки (Олово).

Произходът на думата "олово" е неясен. В старите времена оловото не винаги е било ясно разграничено от калай. В повечето славянски езици (български, сърбохърватски, чешки, полски) оловото се нарича калай. Нашето „олово“ се среща само в езиците на балтийската група: svinas (литовски), svin (латвийски). За някои нещастни преводачи това доведе до смешни недоразумения, например относно „калаените батерии“ в колите. Английското наименование за олово, олово и холандската дума lood вероятно са свързани с нашата дума „to tin“. Латинското plumbum (също с неясен произход) дава началото на английската дума plumber - водопроводчик (някога тръбите са били замазвани с меко олово. И друго объркване, свързано с оловото. Древните гърци са наричали оловото „molybdos“ (името е запазено в съвременните Оттук и латински molibdaena: през Средновековието това е било името на оловния блясък PbS и по-редкия молибденов блясък (MoS 2) и други подобни минерали, които оставят черен отпечатък върху светла повърхност оставен от графит и олово може да се пише върху пергамент; не напразно моливът се нарича Bleistift, т.е.

Оловото, заедно със златото, среброто, медта, калая, желязото и живака, е един от седемте метала, известни от древността. Смята се, че хората за първи път са топили олово от руди преди 8 хиляди години. Разкопки в древен Египет са открили сребърни и оловни артефакти в погребения отпреди династичния период. Подобни находки, направени в Месопотамия, датират от същото време.

Когато бяха въведени огнестрелните оръжия, големи количества олово бяха използвани за направата на куршуми и изстрели и оловото също се свързваше със смъртна опасност. Първоначално изстрелът се отлива в разцепени форми. През 1650 г. английският принц Рупърт изобретява по-бърз и удобен метод. Той откри, че ако към оловото се добави малко арсен и сплавта се излее през нещо като голям гевгир в резервоар с вода, топчетата се оформят в правилни сферични форми. И след като през 1436 г. Йоханес Гутенберг изобретява начин за отпечатване на книги с помощта на подвижен метален шрифт, печатарите в продължение на стотици години отливат букви от така наречената типографска сплав на оловна основа (с примес на калай и антимон).

Произходът на думата "олово" е неясен. В старите времена оловото не винаги е било ясно разграничено от калай. В повечето славянски езици (български, сърбохърватски, чешки, полски) оловото се нарича калай. Нашата „олово“ се среща само в езиците от балтийската група: svinas (литовски), svins (латвийски) това доведе до смешни недоразумения, например до „калаени батерии“ в колите. . Английското наименование на оловото "lead" и холандското "lood" вероятно са свързани с нашето "tin". Латинското „plumbum“ (също с неясен произход) дава началото на английската дума „plumber“ – водопроводчик (някога тръбите са били замазвани с меко олово. И друго объркване, свързано с оловото. Древните гърци са наричали оловото „molybdos“ (името е запазени в съвременния гръцки език Оттук и латинското molibdaena: това е името, дадено на оловния блясък PbS и по-редкия молибденов блясък (MoS 2) и други подобни минерали, които оставят черна следа върху светла повърхност на самия графит и олово е било възможно да се пише на пергамент; не напразно моливът се нарича Bleistift, т.е.

Оловото, заедно със златото, среброто, медта, калая, желязото и живака, е един от седемте метала, известни от древността. Тези метали бяха сравнени с известните тогава планети (Сатурн съответстваше на оловото). Смята се, че хората за първи път са топили олово от руди преди 8 хиляди години. Разкопки в древен Египет са открили сребърни и оловни артефакти в погребения отпреди династичния период. Подобни находки, направени в Месопотамия, датират от същото време. Съвместните находки на сребърни и оловни предмети не са изненадващи. Дори в праисторически времена вниманието на хората е било привлечено от красиви тежки кристали с оловен блясък. Депозитите на този минерал са открити в планините на Армения, в централните райони на Мала Азия. И минералът галенит често съдържа значителни примеси на сребро. Ако поставите парчета от този минерал в огън, сярата ще изгори и ще тече разтопено олово (въгленът предотвратява окисляването на оловото). Още много хилядолетия преди новата ера в Месопотамия и Египет от него са били отливани статуи.

През VI век. пр.н.е. Богати находища на галенит са открити в Лаврион, планински район близо до Атина. По време на Пуническите войни (264-146 г. пр. н. е.) на територията на съвременна Испания работят много оловни мини, които са основани от гърци и финикийци. По-късно са разработени от римляните; Римските инженери са използвали олово, за да направят древни водопроводни тръби. Древногръцкият историк Херодот (5 век пр. н. е.) пише за метод за укрепване на железни и бронзови скоби в каменни плочи чрез запълване на дупките с топимо олово. По-късно, по време на разкопките на Микена, в каменните стени са открити оловни скоби.

Когато произвеждали олово, древните металурзи първо калцинирали рудата и протичали реакции

2PbS + 3O 2 ® 2PbO + 2SO 2

PbS + 2O 2 ® PbSO 4 .

След това температурата беше повишена, което доведе до топене на олово:

PbS + 2PbO ® 3Pb + SO 2 ;

PbS + PbSO 4 ® 2Pb + 2SO 2 .

Първите пещи за топене, направени от глина и камъни, са били много примитивни. Те се опитаха да ги инсталират по склоновете на хълмовете, където духат ветрове, които помагат при стрелба. Топеното олово, като правило, съдържаше сребро - понякога до 0,5% или повече. При бавно охлаждане на такава стопилка първо кристализира чисто олово, а течността се обогатява със сребро - до около 2%. За изолиране на сребро е използван методът на купелация: разтопеното олово се окислява в порест глинен съд - шрифт, след което неговият оксид се редуцира обратно до метал. Механизмът на този процес е проучен едва през 1833 г.

Оловото също се използва за пречистване на злато и сребро чрез метода на купелация. За да направите това, благородният метал, който трябва да бъде пречистен, беше слят с олово. Оловото и други примеси лесно се окисляват при високи температури; получените оксиди бяха издухани от въздушна струя и бяха частично абсорбирани в порите на шрифта, а на дъното остана слитък от чисто сребро или злато. След това оловният оксид може да се превърне обратно в метал чрез нагряване с въглен. Археологическите находки в Ур и Троя показват, че купелацията е била известна в северозападната част на Мала Азия още през първата половина на 3-то хилядолетие пр.н.е. И гръцките майстори успяха да извлекат почти цялото сребро от оловото, добито в Лаврион: според съвременните анализи само 0,02% от него останаха в оловото! Изкуството на древните металурзи е достойно за изненада: в края на краищата те не са имали нито способността да контролират температурата на различни етапи от процеса, нито да провеждат химически анализи. Все пак в депата на мините беше останало много неизвлечено олово. Римските металурзи постигнали още по-добри резултати, като намалили наполовина остатъчното количество сребро. Разбира се, те не се интересуваха от чистотата на оловото, а от пълнотата на извличането на благородния метал от него. Освен това, както свидетелства гръцкият историк Страбон, обработвайки старите сметища в Лаврион, римляните са успели да извлекат доста много както олово, така и сребро, оставяйки около два милиона тона отпадъчна руда в сметищата. След това мините са изоставени за почти две хилядолетия, но през 1864 г. сметищата започват да се обработват отново - този път само заради среброто (около 0,01% от него остава в тях). В съвременните металургични предприятия остава стотици пъти по-малко сребро в оловото.

Древните грънчари, смилайки оловен блясък с глина и вода, изливали тази смес върху глинените съдове за изпичане. При високи температури повърхността на съда беше покрита с топимо оловно стъкло. През 1673 г. английският стъклар Джордж Рейвънскрофт, добавяйки оловен оксид към стъклото, изобретява кристално стъкло, което се топи лесно, лесно се обработва и има специален блясък, който го доближава до истинския планински кристал. По-късно, чрез сливане на чист бял пясък, поташ и оловен оксид, те получават страз (от името на бижутера Щрас, живял в края на 18 век) - вид стъкло с толкова силен блясък, че добре имитира диамант, и с примеси на различни пигменти - други скъпоценни камъни.

Тънки оловни плочи са използвани за покриване на дървените корпуси на древните кораби. Един такъв гръцки кораб, построен през 3 век. пр. н. е., е открит през 1954 г. на дъното на Средиземно море близо до Марсилия. Римляните също са правили тръби от олово с дължина 3 метра и различни, но строго определени диаметри (има общо 15 варианта). Това е първият пример за стандартизирано индустриално производство в историята. Първо, плоча е излята от олово, увита около дървена пръчка, и шевът е запечатан с калаено-оловна спойка (съставът й остава почти непроменен оттогава). Често се откриваха течове по тръбите, които трябваше да бъдат ремонтирани. Досега при разкопки в Италия и Англия се откриват такива лули в много добро състояние. Римският архитект и инженер Маркус Витрувий Полион препоръчва замяната на оловните тръби с керамични – направени от печена глина. Той обърна внимание на болестта на работниците, участващи в топенето на олово, и вярваше, че оловото „лишава кръвта от нейната сила“. Не всички обаче бяха на това мнение. Така римският държавник, учен и писател Плиний, автор на известната „Естествена история“, пише за ползите от оловните препарати, че оловният мехлем помага за премахване на белези, лекува язви и очни заболявания.

През Средновековието покривите на църкви и дворци често са били покривани с оловни плочи, които са били устойчиви на атмосферни влияния. Още през 669 г. покривът на манастирската църква в Йорк е покрит с олово, а през 688 г. епископът в Нортъмбърланд нарежда покривът и стените на църквата да бъдат обшити с оловни плочи. Известните витражи в катедралите бяха сглобени с помощта на оловни рамки с жлебове, в които бяха закрепени плочи от цветно стъкло. По примера на римляните както водопроводните, така и дренажните тръби са направени от олово. И така, през 1532 г. в Уестминстърския дворец са монтирани квадратни оловни дренажни тръби. В онези дни всички тези продукти не се търкаляха, а се отливаха във форми, на дъното на които се изсипваше фино пресят пясък. С течение на времето върху оловните продукти се появи издръжлив защитен слой - патина. Някои обковани с олово средновековни шпилове са оцелели почти седемстотин години. За съжаление, пожарът от 1561 г. в Лондон унищожи такъв шпил на най-голямата катедрала Свети Петър.

Когато се появиха огнестрелни оръжия, големи количества олово бяха използвани за производство на куршуми и изстрели, а оловото започна да се свързва и със смъртна опасност: „Оловото разрушително ще свисти около мен“ (А. Пушкин), „За вашия окоп друг боец изложи своя гърдите към злото водят” (К. Симонов). Първоначално изстрелът се отлива в разцепени форми. През 1650 г. английският принц Рупърт изобретява по-бърз и удобен метод. Той откри, че ако към оловото се добави малко арсен и сплавта се излее през нещо като голям гевгир в резервоар с вода, топчетата се оформят в правилни сферични форми. И след като през 1436 г. Йоханес Гутенберг изобретява начин за отпечатване на книги с помощта на подвижен метален шрифт, печатарите в продължение на стотици години отливат букви от така наречената типографска сплав на оловна основа (с примес на калай и антимон).

От оловните съединения червеният олово Pb 3 O 4 и основният оловен карбонат (оловно бяло) са използвани от древни времена като червена и бяла боя. Почти всички картини на старите майстори са рисувани с бои на оловна бяла основа. Древният метод за производството им е оригинален: саксии със силен оцет се поставят в тор, а над тях се окачват тънки оловни пластини, усукани в спирала. Разлагайки се, торът произвежда топлина (необходима е за засилено изпаряване на оцетната киселина) и въглероден диоксид. Комбинираният ефект на тези вещества върху оловото, както и върху атмосферния кислород, произведе бяло. Освен че са токсични, тези бели потъмняват с времето, тъй като реагират със следи от сероводород, който винаги присъства във въздуха:

2PbCO 3 ·Pb(OH) 2 + 3H 2 S® 3PbS + 2CO 2 + 4H2O.

При възстановяване на такива картини потъмнелите зони се третират внимателно с разтвор на H 2 O 2, който превръща черния сулфид в бял сулфат:

PbS + 4H 2 O 2 ® PbSO 4 + 4H 2 O.

В момента отровното оловно бяло е заменено от по-скъп, но безвреден титан. Пигментите, съдържащи олово, имат ограничена употреба (например като пигменти за художествени маслени бои): лимонена оловна корона 2PbCrO 4 PbSO 4 , жълта оловна корона 13PbCrO 4 PbSO 4 , червено оловен молибдат корона 7PbCrO PbSO 4 PbMoO 4 .

2.1 Обща информация и история на откриването на елемента олово

Олово (Plumbum) Pb е елемент от група IV от 6-ти период на периодичната система на Д. И. Менделеев, номер 82, атомна маса 207,19.

Самородното олово е рядко, като най-важният минерал е галенит (оловен блясък) PbS. Оловото е мек, ковък и пластичен сив метал. Във въздуха бързо се покрива с тънък слой оксид, който го предпазва от по-нататъшно окисляване. В серията електрохимични напрежения оловото е непосредствено пред водорода. Показва валентност 2+, както и 4+. Четиривалентните оловни съединения са много по-малко стабилни. Разредената солна и сярна киселина нямат почти никакъв ефект върху оловото поради ниската разтворимост на PbCl 2 и PbS0 4. Лесно се разтваря в азотна киселина. Оловото, подобно на неговия хидроксид, се разтваря в алкали и се образуват отвесни йони. Всички разтворими оловни съединения са отровни. Оловото реагира със силна сярна киселина (при концентрация над 80%), за да образува разтворим хидросулфат Pb(HSO 4) 2, а в гореща концентрирана солна киселина разтварянето се придружава от образуването на сложен хлорид H 4 PbCl 6.

В присъствието на кислород оловото се разтваря и в редица органични киселини. Действието на оцетната киселина произвежда лесно разтворим ацетат Pb(CH 2 COO) 2 (старото име е "оловна захар"). Оловото също е забележимо разтворимо в мравчена, лимонена и винена киселина. Разтворимостта на оловото в органични киселини може преди това да доведе до отравяне, ако храната се приготвя в съдове, консервирани или запоени с оловен припой. Разтворимите оловни соли (нитрат и ацетат) във вода се хидролизират:

Pb(NO 3) 2 + H 2 O Pb(OH)NO 3 + HNO 3

При нагряване оловото реагира с кислород, сяра и халогени. Така при реакция с хлор се образува PbCl 4 тетрахлорид - жълта течност, която пуши във въздуха поради хидролиза и при нагряване се разлага на PbCl 2 и Cl 2. (Халогенидите PbBr 4 и PbI 4 не съществуват, тъй като Pb(IV) е силен окислител, който би окислил бромидни и йодидни аниони.) Фино смляното олово има пирофорни свойства - пламва във въздуха. При продължително нагряване на разтопеното олово той постепенно се превръща първо в жълт оксид PbO (оловен кал), а след това (при добър достъп на въздух) в червено олово Pb 3 O 4 или 2PbO · PbO 2. Това съединение може също да се счита за оловна сол на ортолодовата киселина Pb 2. С помощта на силни окислители, като белина, оловните (II) съединения могат да бъдат окислени до диоксид:

Pb(CH3COO)2 + Ca(ClO)Cl + H2O® PbO2 + CaCl2 + 2CH3COOH.

Диоксидът се образува също, когато червено олово се третира с азотна киселина:

Pb 3 O 4 + 4HNO 3 ® PbO 2 + 2Pb(NO 3) 2 + 2H 2 O.

Ако нагреете силно кафявия диоксид, тогава при температура от около 300 ° C той ще се превърне в оранжев Pb 2 O 3 (PbO PbO 2), при 400 ° C - в червен Pb 3 O 4 и над 530 ° C - в жълт PbO (разлагането е придружено от отделяне на кислород).

Органичните оловни производни са безцветни, силно токсични течности. Един от методите за техния синтез е действието на алкилхалогениди върху оловно-натриева сплав:

4C 2 H 5 Cl + 4PbNa ® (C 2 H 5) 4 Pb + 4NaCl + 3Pb

Действието на газообразен HCl може да елиминира един след друг алкилни радикали от тетразаместено олово, като ги замени с хлор. R 4 Pb съединенията се разлагат при нагряване, за да образуват тънък филм от чист метал. Това разлагане на тетраметил олово се използва за определяне на живота на свободните радикали.

Анализ на текущото състояние на развитие на находището Давидовское

Давидовското находище се намира в Светлогорския район на Гомелска област на Република Беларус. Най-близките населени места са Светлогорск, Октябрски...

Геохимия на титан и олово

Титанът е открит в края на 18 век, когато търсенето и анализът на нови минерали, които все още не са описани в литературата, увлича не само химиците и минералозите, но и учените аматьори. Един от тези аматьори, английският свещеник Грегор...

Геохимия на титан и олово

Използването на безпилотни летателни апарати за кадастрална регистрация на линейни обекти на примера на магистрала

Магистралата е комплекс от съоръжения, предназначени за превоз на пътници и товари с превозни средства и осигуряващи целогодишно непрекъснато...

Тестване на притока на нефтени кладенци

Под хидродинамични изследвания на кладенци и пластове имаме предвид набор от различни дейности, насочени към измерване на определени параметри (налягане, температура, дебит, време и др.)

История на откриването на Щокмановото газово кондензатно находище

Структурата на Щокман (вероятността за съществуване на полето) е идентифицирана през 1981 г. в резултат на цялостни морски геофизични изследвания...

Плътностен и селективен гама-каротаж

През 1910 г. по инициатива и под ръководството на V.I. Вернадски в Русия е организирана Радиевата експедиция на Академията на науките. Възникването на ядрената геофизика датира от 20-те години на 20 век. Тогава А.П. Кириков, А.Н. Богоявленски, А.Г.

Характеристики на основен ремонт на кладенци по време на разработването на находището Жетибай

Находището Жетибай се намира в западната част на полуостров Мангышлак и по административно подчинение е част от Каракиякски район на Мангистауска област на Република Казахстан...

Характеристики на структурата и изчисляването на запасите на минното поле във въглищния район на Южен Донбас на Донецкия басейн

Южен Донбас или въглищен регион Южен Донбас обикновено се нарича лентата от отлагания от долния карбон в югозападния край на басейна, простираща се на 130 km от станцията. Межевая на запад до с. Старо-Бешево на...

Оценка на точността на геометризирането на формата и условията на поява на пласт 7-7а на мина Распадская въз основа на данни от геоложки проучвания

Мина Raspadskaya се намира в югозападната част на Том-Усински геоложки и икономически район на Кузбас. От запад, изток и север минното поле е ограничено от добре проучени райони: Распадски, Береговой...

Платинови руди и тяхното добиване

В Урал първата информация за откриването на платина и осмид иридий като златни спътници в разсипите на района Верх-Исетски (Верх-Нейвинская дача) се появява през 1819 г. Няколко години по-късно, през 1822 г., той е открит в дачи на фабриките Невянски и Билимбаевски...

Прилагане на химически реагенти за предотвратяване и борба с хидратите по време на производството на газ

Задълбочено проучване на територията на Западносибирската низина с геоложки и геофизични методи започва през 50-те години...

Проект за управление на състоянието на скалния масив в забоя и изработките

Връзките между дългите стени и наносите са най-критичните възли в цялата въгледобивна верига. Това са зони от покрива, които изпитват повишен скален натиск. В пътеките на тези зони, с напредването на работното лице...

Регулиращ вентил с директно действие

Автоматичните регулатори се делят на регулатори с пряко и непряко действие. Директно действащите регулатори са регулатори, чиито чувствителни елементи директно развиват сили...

Днес, използвайки модерни технологии за изследване на минни слоеве и извършване на дегазационни дейности, една въгледобивна компания може да постигне значително увеличение на количеството уловен метан във високи концентрации...

Олово (Plumbum) Pb - елемент от група IV от 6-ти период на периодичната система на Д.И. Менделеев, номер 82, атомно тегло 207.19.

Самородното олово е рядко, като най-важният минерал е галенит (оловен блясък) PbS. Оловото е мек, ковък и пластичен сив метал. Във въздуха бързо се покрива с тънък слой оксид, който го предпазва от по-нататъшно окисляване. В серията електрохимични напрежения оловото е непосредствено пред водорода. Показва валентност 2+, както и 4+. Четиривалентните оловни съединения са много по-малко стабилни. Разредената солна и сярна киселина нямат почти никакъв ефект върху оловото поради ниската разтворимост на PbCl2 и PbS04. Лесно се разтваря в азотна киселина. Оловото, подобно на неговия хидроксид, се разтваря в алкали и се образуват отвесни йони. Всички разтворими оловни съединения са отровни. Оловото реагира със силна сярна киселина (при концентрация над 80%), за да образува разтворим хидросулфат Pb(HSO4)2, а в гореща концентрирана солна киселина разтварянето се придружава от образуването на сложен хлорид H4PbCl6.

В присъствието на кислород оловото се разтваря и в редица органични киселини. Действието на оцетната киселина произвежда лесно разтворим ацетат Pb(CH2COO)2 (древното наименование е „оловна захар“). Оловото също е забележимо разтворимо в мравчена, лимонена и винена киселина. Разтворимостта на оловото в органични киселини може преди това да доведе до отравяне, ако храната се приготвя в съдове, консервирани или запоени с оловен припой. Разтворимите оловни соли (нитрат и ацетат) във вода се хидролизират:

Pb(NO3)2 + H2O Pb(OH)NO3 + HNO3

При нагряване оловото реагира с кислород, сяра и халогени. Така при реакция с хлор се образува PbCl4 тетрахлорид - жълта течност, която пуши във въздуха поради хидролиза и при нагряване се разлага на PbCl2 и Cl2. (Халогенидите PbBr4 и PbI4 не съществуват, тъй като Pb(IV) е силен окислител, който би окислил бромидни и йодидни аниони.) Фино смляното олово има пирофорни свойства - пламва във въздуха. При продължително нагряване на разтопеното олово той постепенно се превръща първо в жълт оксид PbO (оловен кал), а след това (при добър достъп на въздух) в червено олово Pb3O4 или 2PbO·PbO2. Това съединение може също да се счита за оловна сол на ортолодовата киселина Pb2. С помощта на силни окислители, като белина, оловните (II) съединения могат да бъдат окислени до диоксид:

Pb(CH3COO)2 + Ca(ClO)Cl + H2O ® PbO2 + CaCl2 + 2CH3COOH.

Диоксидът се образува също, когато червено олово се третира с азотна киселина:

Pb3O4 + 4HNO3 ® PbO2 + 2Pb(NO3)2 + 2H2O.

Ако кафявият диоксид се нагрее силно, при температура от около 300°C той ще се превърне в оранжев Pb2O3 (PbO PbO2), при 400°C в червен Pb3O4, а над 530°C в жълт PbO (разпадането е придружено от освобождаване на кислород).

4C2H5Cl + 4PbNa ® (C2H5)4Pb + 4NaCl + 3Pb

Действието на газообразен HCl може да елиминира един след друг алкилни радикали от тетразаместено олово, като ги замени с хлор. R4Pb съединенията се разлагат при нагряване, за да образуват тънък филм от чист метал. Това разлагане на тетраметил олово се използва за определяне на живота на свободните радикали.

2.2 Минералогия на оловото

Оловни минерали

Има повече от 150 минерала, съдържащи олово в различни количества, само галенитът и церуситът са от голямо промишлено значение.

Галенитът е най-разпространеният оловен минерал. Химичната му формула е PbS. Често съдържа сребро, бисмут, антимон, арсен и някои други елементи като примеси. Разновидности на галенит - селенов галенит (галенит с примеси на селен), свинчак - твърд финозърнест галенит.

Галенитът е най-важният първичен оловен минерал. В земната кора най-често се образува при валежи от горещи водни разтвори (флуиди). На повърхността галенитът се разлага (химически ерозира) под въздействието на въздух и вода. В резултат на това се образуват други минерали, дължащи се на галенит: карбонати - церусит и англезит, оксиди - литар и червено олово, фосфати и химически естествени арсенати и ванадати, подобни на фосфатите - пироморфит, ванадинит, миметезит и някои други.

Церуситът (PbCO3.) след галенита е най-важната оловна руда. Минералът обикновено се намира под формата на твърди, по-рядко гранулирани маси с бял, мръсносив или сив цвят. Церуситът е типичен екзогенен минерал, който се среща в зоната на окисление на оловни находища, като тук образува псевдоморфози на галенит, англезит и други оловни минерали. Псевдоморфози на пироморфит и литар (PbO) са известни от церусит.

Пироморфит Pb53Cl. Пироморфитът е типичен екзогенен минерал, който се среща в зоната на окисление на оловни находища. Тук често образува псевдоморфи по галенита и замяната започва във вътрешните части на кристалите. Наблюдават се и псевдоморфози на пироморфит след церусит.

Англезит Pb. Англезитът е типичен екзогенен минерал, резултат от взаимодействието на повърхностни разтвори с първични оловни руди, най-често с галенит, при тази реакция.

Раздели