Свинець

Свине́ць, плю́мбум^[1] (хімічний знак — ${\displaystyle {\ce {Pb}}}$, лат. plumbum), в нефаховій літературі плю́мбій^[2] — хімічний елемент з атомним номером 82, що належить до 14-ї групи, 6-го періоду періодичної системи елементів.

Свинець (Pb)
Атомний номер	82
Зовнішній вигляд простої речовини	дуже м'який, вязкий метал синювато-білого кольору
Властивості атома
Атомна маса (молярна маса)	207,2 а.о.м. (г/моль)
Радіус атома	175 пм
Енергія іонізації (перший електрон)	715,2(7,41) кДж/моль (еВ)
Електронна конфігурація	[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p2
Хімічні властивості
Ковалентний радіус	147 пм
Радіус іона	(+4e) 84 (+2e) 120 пм
Електронегативність (за Полінгом)	1,8
Електродний потенціал	Pb←Pb2+ -1,26В Pb←Pb4+ 0,80В
Ступені окиснення	4, 2
Термодинамічні властивості
Густина	11,35 г/см³
Молярна теплоємність	26.65 Дж/(К·моль)
Теплопровідність	35,3 Вт/(м·К)
Температура плавлення	600,65 К
Теплота плавлення	4,77 кДж/моль
Температура кипіння	2013 К
Теплота випаровування	177,8 кДж/моль
Молярний об'єм	18,3 см³/моль
Кристалічна ґратка
Структура ґратки	кубічна гранецентрована
Період ґратки	4,950 Å
Відношення с/а	n/a
Температура Дебая	88,00 К
Інші властивості
Критична точка	н/д
H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og * La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu ** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Свинець у Вікісховищі

Проста речовина свине́ць^[3] (нефахове застаріле о́ливо^{[2][4][Заввага 1]}) — важкий, м'який, ковкий, сірий метал.

Густина свинцю 11,34 г/см³; t_плав 327,6 °С, t_кип 1745 °С. Свинець хімічно малоактивний. На повітрі досить швидко покривається тонкою плівкою оксиду. Кристалічна ґратка кубічна гранецентрована.

Зазвичай свинець трапляється у вигляді руди галеніту, іноді у вигляді самородків; є кінцевим, стабільним продуктом розпаду урану. Свинець — найм'якший і найслабший з використовуваних металів із низькою точкою плавлення, поганий провідник електрики, стійкий до кислотної корозії, може бути отруйним, накопичується в організмі під час уживання води зі свинцевих труб, використання фарби на основі свинцю і бензину з його добавками. Є ефективним захистом проти радіації, використовується в гальванічних елементах, склі, кераміці і сплавах типу олова й у припої.

Походження назви

Сатурн як алхімічний символ свинцю

Українське слово «свинець» є похідним від прасл. *svinecь, від якого також походять назви цього металу у деяких слов'янських мовах: біл. свінец, рос. свинец, дав.-рус. і церк.-слов. свинҍць, словен. svinc (більшість слов'янських назв свинцю споріднені з українським словом «олово»). Праслов'янське *svinecь споріднене з лит. švinas («свинець») та латис. svins (так само), подальші зв'язки неясні^[6]. Припускалася спорідненість з грец. κυανος («синя речовина»), яке порівнюють, у свою чергу, з хеттськ. kuuanna(n) («мідний купорос», «коштовний камінь»). Інша версія пов'язує *svinecь з ос. (ӕ)фсӕн («леміш», «залізо») та пушту ospina («залізо»)^[7].

Слово «оливо» походить від прасл. *olovo («олово», «свинець»), похідними від якого є назви цього металу у більшості слов'янських мов: біл. волава, пол. ołów, хорв., чеськ. і словац. olovo, болг. і мак. олово, серб. олово/olovo.

Наукова назва свинцю — «плюмбум» — походить від лат. plumbum, яке давніми римлянами уживалося щодо двох металів: свинцю (plumbum nigrum — «чорний плюмбум») та олова (plumbum candidum — «білий плюмбум»).

Історія

Свинець відомий ще з бронзової доби. Поряд із стибієм та арсеном його використовували для виготовлення бронзи. Пізніше його замінили оловом. Ще стародавні вавилоняни виготовляли вази зі свинцю. Римляни використовували його для виготовлення посуду, водопровідних труб. Свинець був відомий також народам Месопотамії і Єгипті 6-7 тис. років до н. е.

Алхіміки вважали свинець сировиною для трансмутації (перетворення його на золото).

Отримання

Металічний свинець отримують окиснювальним випаленням сульфідних руд з подальшим відновленням PbO до чорнового металу і рафінуванням останнього. У чорновому свинці міститься до 98 % Pb, в рафінованому 99,8-99,9 %. Свинець з 99,99 % Pb отримують електролізом.

Із галеніту свинець отримують у дві стадії:

1. Прожарювання:

   2 PbS + 3 O₂ → 2 PbO + 2 SO₂ ΔH⁰
   _r=−836 кДж/моль

2. Відновлення коксом:

   PbO + C → Pb + CO ΔH⁰
   _r=+107 кДж/моль

   PbO + CO → Pb + CO₂ ΔH⁰
   _r=−66 кДж/моль

Утворюються свинцеві злитки з вмістом 95–97 % Pb, які потім очищують (рафінують) за допомогою переплавлення з флюсом, чи електролізом.

Виробництво

Більшість свинцевої руди містить дуже низький відсоток свинцю, який повинен бути більш концентрованим під час обробки.^[8]

Країни, що видобувають найбільше свинцю станом на 2015 рік^[9]

Країна	Видобуток (тисячі тон)
КНР	2300
Австралія	633
США	385
Перу	300
Мексика	240
Індія	130
Росія	90
Болівія	82
Швеція	76
Туреччина	54
Північна Корея	45
Польща	40
ПАР	40
Казахстан	38
Ірландія	33
Інші країни	226

Поширення

Кларк в земній корі 1,6×10⁻³ % за масою. Існує близько 180 мінералів свинцю, серед яких найбільш важливе значення мають галеніт PbS (86,6 % Pb), що зазвичай містить домішку Sb, Bi і Ag, джемсоніт Pb₄FeSb₆S₁₄ (40,16 %), буланжерит Pb₅Sb₄S₁₁ (55,42 %), бурноніт CuPbSbS₃ (42,6 %); в зоні окиснення — церусит PbCO₃ (77,6 %) і англезит PbSO₄ (68,3 %). Свинець і цинк спільно з іншими металами (мідь, золото, срібло) утворюють поліметалічні руди. Відомі свинцево-цинкові руди з різним співвідношенням цих металів; рідше зустрічаються самостійні родовища цинкових або свинцевих руд.

Ізотопи

Докладніше: Ізотопи свинцю

Природній свинець складається з чотирьох різних ізотопів. З них 3 стабільні, а ще 1 має надзвичайно довгий період розпаду.

Масове число	Частка у природному свинці	Період напіврозпаду
204	1,4 %	>= 1,4×1017 років
206	24,1 %	∞
207	22,1 %	∞
208	52,4 %	∞

Загалом відомо 60 ізотопів свинцю з масовими числами від 178 до 220, 17 з яких — метастабільні. З нестабільних ізотопів, що не зустрічаються в природі, найбільші періоди напіврозпаду мають ²⁰⁵Pb (17,3 млн років) і ²⁰²Pb (52500 років)^[10].

Застосування

Використовується у виробництві акумуляторів.

Свинець відіграє важливу роль як компонент припійних сплавів. Із самого початку масового виробництва електроніки, олов'яно-свинцеві припої стали досить поширеними в електротехнічній та приладобудівній галузях завдяки своїй низькій вартості, зручності використання та гарним фізичним характеристикам.^[11][12][13] Крім того, до 1980-х років вони були популярним матеріалом для формування з'єднань сантехнічної трубопровідної арматури в країнах Заходу. Разом зі зростанням уваги суспільства до питань екології, використання в припоях свинцю починає поступово обмежуватися. Зокрема, Євросоюз директивою «щодо обмеження вмісту шкідливих речовин» (RoHS) передбачає з 1 липня 2006 р. загальний перехід виробництв побутової електроніки на використання безсвинцевих припоїв.^[14]

Біологічна роль

Сполуки свинцю токсичні, ГДК 0,01 мг/дм³.

Накопичення свинцю в організмі людини може викликати як свинцеві енцефалопатії, виродження периферичних нервів, венозний стаз, псевдомосклероз, серцеву гіпертонію, цироз печінки тощо.

Див. також

• Платиніт
• Свинцево-цинкова промисловість
• Свинцево-цинкові руди
• Свинець аномальний
• Свинець звичайний
• Свинець первісний
• Свинець первозданний
• Свинець радіогенний
• Свинець рудний
• Свинець самородний
• Свинець (мінерал)
• Сплави свинцю

Джерела та література

• Глосарій термінів з хімії // Й. Опейда, О. Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк: Вебер, 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0.
• Гірничий енциклопедичний словник : у 3 т / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2001—2004.

• Ф. А. Деркач. Хімія. — Л., 1968.

Посилання

• Свинець // Універсальний словник-енциклопедія. — 4-те вид. — К. : Теза, 2006.

Завваги

1. На думку лексикографа Святослава Караванського, слово «оливо» у словнику неправильно витлумачене як «олово»^[5]