康熙字典

化學(xué)元素解釋：

概述

【元素名稱】鉛

【元素符號】Pb

【晶體結(jié)構(gòu)】晶胞為面心立方晶胞。

【相對原子質(zhì)量】207.2

【元素類型】金屬元素

【物理性質(zhì)】帶藍色的銀白色重金屬，熔點327.502°C，沸點1740°C，密度11.3437克/厘米³，硬度1.5，質(zhì)地柔軟，抗張強度小。

【原子體積】18.17立方厘米/摩爾

【元素在太陽中的含量】0.01ppm

【元素在海水中的含量】太平洋表面 0.00001ppm

【氧化態(tài)】Main Pb+2, Pb+4

【晶胞參數(shù)】

a = 495.08 pm

b = 495.08 pm

c = 495.08 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

【莫氏硬度】1.5

【聲音在其中的傳播速率】1190m/S

【電離能 (kJ /mol) 】

M - M+ 715.5

M+ - M2+ 1450.4

M2+ - M3+ 3081.5

M3+ - M4+ 4083

M4+ - M5+ 6640

M5+ - M6+ 8100

M6+ - M7+ 9100

M7+ - M8+ 11800

M8+ - M9+ 13700

M9+ - M10+ 16700

【發(fā)現(xiàn)過程】早在公元前三千年左右就已被人類發(fā)現(xiàn)。

【元素描述】第一電離能7.416電子伏特。第二電離能15.874電子伏特。熔點327.5℃，沸點1740℃。密度13.34克/厘米3。銀灰色重金屬，質(zhì)柔軟，延性弱，展性強。空氣中表面易氧化而失去光澤，變灰暗。溶于硝酸，熱硫酸、有機酸和堿液。不溶于稀酸和硫酸。具有兩性：既能形成高鉛酸的金屬鹽，又能形成酸的鉛鹽。

【元素來源】主要存在于方鉛礦(PbS)及白鉛礦(PbCO3)中，經(jīng)煅燒得硫酸鉛及氧化鉛，再還原即得金屬鉛。

理化性質(zhì)

鉛為帶藍色的銀白色重金屬，熔點327.502°C，沸點1740°C，密度11.3437克/厘米3，硬度1.5，質(zhì)地柔軟，抗張強度小。

沒有氧化層的鉛色澤光亮，密度高，硬度非常低，延伸性很強。它的導(dǎo)電性能相當(dāng)?shù)停垢g性能很高，因此它往往用來作為裝腐蝕力強的物質(zhì)(比如硫酸)的容器。加入少量銻或其它金屬可以更加提高它的抗腐蝕力。

金屬鉛在空氣中受到氧、水和二氧化碳作用，其表面會很快氧化生成保護薄膜;

在加熱下，鉛能很快與氧、硫、鹵素化合;

鉛與冷鹽酸、冷硫酸幾乎不起作用，能與熱或濃鹽酸、硫酸反應(yīng);鉛與稀硝酸反應(yīng)，但與濃硝酸不反應(yīng);鉛能緩慢溶于強堿性溶液。

發(fā)現(xiàn)歷史

早在7000年前人類就已經(jīng)認識鉛了。它分布廣，容易提取，容易加工，即有很高的延展性，又很柔軟，而且熔點低。在《圣經(jīng)·出埃及記》中就已經(jīng)提到了鉛。

古羅馬使用鉛非常多。有人甚至認為羅馬入侵不列顛的原因之一是因為康沃爾地區(qū)擁有當(dāng)時所知的最大的鉛礦。甚至在格陵蘭島上鉆出來的冰心中可以測量得出從前5世紀到3世紀地球大氣層中的鉛的含量增高。這個增高今天被認為是羅馬人造成的。煉金術(shù)士以為鉛是最古老的金屬并將它與土星聯(lián)系到一起。在人類歷史上鉛是一種被廣泛應(yīng)用的金屬。

在英國博物館里藏有在埃及阿拜多斯清真寺發(fā)現(xiàn)的公元前3000年的鉛制塑像。在伊拉克烏爾城和其他一些城市發(fā)掘古跡所獲得的材料中，不僅找到屬于公元前4000年間的各種金屬物件，而且有古代波斯人所用的契型文字的黏土板文件記錄。這些記錄說明，在公元前2350年已經(jīng)從礦石中提煉出大量鐵、銅、銀和鉛。在公元前1792——前1750年巴比倫皇帝漢穆拉比統(tǒng)治時期，已經(jīng)有了大規(guī)模鉛的生產(chǎn)。在中國殷代墓葬中也發(fā)現(xiàn)有鉛制的酒器卣、爵、觚和戈等。

中國在商殷至漢代青銅器中鉛的含量有增大的趨勢。青銅中鉛的增加對于液態(tài)合金流動性的提高起了重要作用，使鑄件紋飾畢露。不過，古代人對鉛和錫的分別并不是十分明確。羅馬人稱鉛為黑鉛，稱錫為白鉛，以致后來它的元素符號定為Pb。中外古煉金家和煉丹家們對鉛和鉛的一些化合物進行了實驗，例如在魏伯陽所著的《周易參同契》中說：“胡粉投火中，色壞還為鉛。”用今天的化學(xué)方程式表示就是：Pb3O4 + 2C ——→ 3Pb + 2CO2↑

中國二里頭文化的青銅器中，即發(fā)現(xiàn)有加入鉛作為合金元素，并在整個青銅時代與錫一起，構(gòu)成了中國古代青銅器最主要的合金元素。

直到16世紀以前，在用石墨制造鉛筆以前，在歐洲，從希臘、羅馬時代起，人們就是手握夾在木棍里的鉛條在紙上寫字，這正是今天“鉛筆”這一名稱的來源。到中世紀，在富產(chǎn)鉛的美國，一些房屋，特別是教堂，屋頂是用鉛版建造，因為鉛具有化學(xué)惰性，耐腐蝕。最初制造硫酸使用的鉛室法也是利用鉛的這一特性。

從1980年代中開始，鉛的應(yīng)用開始驟然下降。主要原因是鉛的生理作用和它對環(huán)境的污染。今天汽油、染料、焊錫和水管一般都不含鉛了。

鍛造

自然界中純的鉛很少見。今天(截至2011年)鉛主要與鋅、銀和銅等金屬一起冶煉和提取。最主要的鉛礦石是方鉛礦(PbS)，其含鉛量達86.6%。其它常見的含鉛的礦物有白鉛礦(PbCO3)和鉛礬(PbSO4)。鉛總年產(chǎn)量約800萬公噸，約一半是從廢料回收。截至2008年，世界上最大的產(chǎn)鉛國是澳大利亞、中國、美國、秘魯、加拿大、墨西哥、瑞典、摩洛哥、南非和朝鮮。

鉛礦一般用鉆或爆破的手段開采。礦石開采后磨碎，然后于水和其它化學(xué)藥品(比如表面活性劑黃原酸鈉)混合。在這個混合液的容器中有氣泡上升，含鉛的礦物隨氣泡上升到表面形成一層泡沫。這層泡沫可以收集。這個過程可以多次進行，其結(jié)果含50%的鉛。收集后的泡沫烤干熔化后得到含97%的鉛。這個熔液被慢慢冷卻，雜質(zhì)比較輕上升到表面可以移去。剩下的鉛再次熔化。吹冷空氣入熔液，移除更多的上升雜質(zhì)后得到99.9%的鉛。

將除去雜質(zhì)的方鉛礦 ，在空氣中燃燒成氧化鉛，再與碳共熱還原得鉛。 化學(xué)式如下：

2PbS+3O2——>2PbO+2SO2

PbO+C——>Pb+CO

PbO+CO——>Pb+CO2

同位素

鉛有四種自然的、穩(wěn)定的同位素：Pb-204(1.4%)、Pb-206(24.1%)、Pb-207(22.1%)和Pb-208(52.4%)。后三種是鈾-238、鈾-235和釷-232經(jīng)過一系列裂變后的最終產(chǎn)物。這些反應(yīng)的半衰期分別是4.47×109年、7.04×108年和1.4×1010年。只有204Pb是自然存在的、非衰變產(chǎn)物。Pb-208在穩(wěn)定的同位素中質(zhì)量最大。

主要用途

鉛在許多工業(yè)領(lǐng)域中得到應(yīng)用，鉛板和鉛管廣泛用于制酸工業(yè)、蓄電池、電纜包皮及冶金工業(yè)設(shè)備的防腐襯里。

鉛能吸收放射性射線，可作原子能工業(yè)及X射線儀器設(shè)備的防護材料。

鉛能與銻、錫、鉍等配制成各種合金，如熔斷保險絲、印刷合金、耐磨軸承合金、焊料、榴霰彈彈丸、易熔合金及低熔點合金模具等。

鉛的化合物四乙基鉛可作汽油抗爆添加劑和顏料。

可以作建筑工業(yè)隔音和裝備上的防震材料等。

2009年美國、日本和中國鉛酸蓄電池耗鉛量所占比例分別達到了86%、86% 和81.4%。基于環(huán)保的要求，其他領(lǐng)域中鉛的消費都比較低。[1]

健康危害

鉛是一種有毒的金屬[2]，它可以破壞兒童的神經(jīng)系統(tǒng)，它可以導(dǎo)致血液循環(huán)系統(tǒng)和腦的疾病。長期接觸鉛和它的鹽(尤其是可溶的和強氧化性的PbO2)可以導(dǎo)致腎病和類似絞痛的腹痛。有人認為許多古羅馬皇帝的老年癡呆是由于當(dāng)時鉛被用來作為水管(以及鉛鹽被用來作為加入酒中的甜物)造成的。而且，鉛在人體里積蓄后很難自動排除，只能通過某些藥物來清除。

攝入過多的鉛及其化合物會導(dǎo)致心悸，易激動，并會使神經(jīng)系統(tǒng)受損，甚至?xí)掳┖椭禄ｃU含量的超標會對兒童產(chǎn)生非常大的負面影響。[3]

由于鉛被懷疑導(dǎo)致兒童智力衰退它的使用被縮減。在發(fā)達國家含鉛的油漆不再被出售。臺灣的醫(yī)學(xué)研究顯示，對于體內(nèi)鉛含量較高的腎臟疾病患者注射排鉛劑，能減慢腎病惡化速度，至少能延后洗腎四年;此研究很有機會有效降低臺灣的醫(yī)療支出。

含鉛鹽的陶瓷制品有可能導(dǎo)致中毒，尤其是假如容器內(nèi)的溶液是酸性的(比如果汁)，這些溶液可以溶解陶瓷中的鉛離子。尤其對女孩子和年輕的婦女鉛的害處可能非常大。