خواص سرب (Pb)

خواص سرب (Pb)

تعداد بازدید: 17428
کد مطلب: 2660
تاریخ انتشار: 15:45 16 اسفند 1390

خواص سرب (Pb)

 
 

سرب از نظر فراوانی در پوسته زمین کمتر از مس و روی و سی و یکمین عنصر فراوان در پوسته زمین می باشد. عدد اتمی سرب 82 ، به رنگ خاکستری کدر و فلزی سمی، چکش خوار و سنگین ترین عنصر پایدار می باشد. مقاومت به خوردگی خوبی داشته و در مجاورت هوا روی سطح سرب لایه ای از کربنات تشکیل می شود که بقیه فلز را از خورده شدن محافظت میکند.  قابلیت ریخته گری خوب سرب به علت نقطه ذوب پایین آن می باشد.

از جمله ویژگی های بسیار مهم سرب که منشا کاربردهای خاص گردیده، مقاومت آن در برابر اسید سولفوریک است. به همین دلیل در کاربردهایی که نیاز به واکنش در حضور اسید سولفوریک می باشد از سرب به عنوان لایه محافظ استفاده می شود. در برابر اسید کلریدریک مقاومت کمتری داشته و در برابر اسید نیتریک (اسید اکسیدان) مقاوم نمی باشد.

 
 

سرب شاید یکی از اولین عناصری باشد که توسط انسان از 3500 سال قبل از میلاد  همزمان با کاوش ها باستان شناسی در مصر شناسایی شد. قدیمی ترین قطعه سربی در موزه انگلستان بوده که مربوط به 3800 سال پس از میلاد می باشد.

روش استخراج سرب مربوط به دوره های قبل تر از این تاریخ، معلوم نیست .اگرچه بقایایی از کوره های ابتدایی کشف شده، که در آن مینرال های حاوی سرب را گرما داده (همراه با چوب و ذغال) تا عنصر مورد نظر استخراج شود.

طبق نظر باستان شناسان، قدیمی ترین قومی که سرب را مورد استفاده قرار داده اند مصریها بوده اند که این فلز را برای لعاب ظروف بکار برده و از کانی های نقره دار آن، نقره استخراج می کردند. سپس رومیان و بالاخره ایرانیان، چینی ها، هندوها، روس ها و اعراب از جمله اقوامی بودند که از قدیم الایام سرب را می شناختند و از آن استفاده می کردند. وجود آثار سرب و ابزار بجا مانده از آن دوران نشانگر کاربرد قابل توجه این فلز می باشد. به دلیل خاصیت چکش خواری سرب، صنعتگران می توانستند آنرا به خوبی گداخته نموده و به اشکال مختلف مورد نیاز بازار آن زمان درآورند.

شواهدی وجود دارد که چینی ها در حدود 3000 سال قبل از میلاد مسیح ، سرب فلزی را تولید کردند و اکتشافات فنیقی ها 2000 سال پس از میلاد در اسپانیا، نیز نشان دهنده استخراج سرب توسط آنها بوده است.

در دوره زمانی 700 تا 1000 سال پس از میلاد مسیح، معادن سرب و نقره آلمانی در دره Rhine و کوه های Hartz اهمیت بسیاری یافت و در ادامه نیز در قرن 13 ، معادن  Saxony، Silesia و Bohemia  کشف شدند.

در ایران، سرب از اواخر هزاره سوم قبل از میلاد مسیح شناخته شده و چون ذوب کربنات های سرب آسان است بهره برداری از معادن کربنات سرب بیشتر مورد توجه بوده است. در دوره های قبل از اسلام سرب به عنوان ملات در کارهای ساختمانی، سد سازی و پل سازی و نیز برای ساختن رنگ، نقاشی و مواد دارویی بکار می رفته است. بعد از اسلام، بهره برداری از معادن سرب به دلیل بدست آوردن نقره بوده بطوری که حتی در برخی از کتب این معادن را معادن نقره نامیده اند.

تا قبل از جنگ جهانی دوم، مصرف سرب در ایران ناچیز بوده و از معادن سرب بهره برداری چندانی به عمل نمی آمد، در حالی که پس از جنگ، این قبیل معادن اهمیت یافته و از سرب به عنوان یک محصول صادراتی و ارز آور استفاده شده است.

 
 

 

 

خواص اتمی، فیزیکی و شیمیایی سرب

عدد اتمی

82

جرم اتمی

207.2

نقطه ذوب

327 ºC

نقطه جوش

1755 ºC

شعاع اتمی

180 pm

ظرفیت

 2 , 4

رنگ

خاکستری کدر

حالت استاندارد

جامد

گروه

14

انرژی یونیزاسیون

715.4 Kj/mol

شعاع یونی

0.132 nm (+2);0.084 nm (+4)

شکل الکترونی

[ Xe ] 4f14 5d10 6s2 6p2

الکترونگاتیوی

1.8

حالت اکسیداسیون

2 , 4

چگالی

11.34 g/cm3

دوره تناوبی

6

شماره سطح انرژی یونیزاسیون

6

شعاع کووالانسی

147 pm

شعاع واندروالس

 0.154 nm

گرمای تبخیر

177.7 Kj/mol

 

 
 

 

نیمه عمر

ایزوتوپ

53000 سال

Pb-202

2.16 روز

Pb-203

پایدار

Pb-204

1.12 ساعت

Pb-204m

1.5E7 سال

Pb-205

پایدار

Pb-206

پایدار

Pb-207

پایدار

Pb-208

3.25 ساعت

Pb-209

22.3 سال

Pb-210

36.1 دقیقه

Pb-211

10.64 ساعت

Pb-212

27 دقیقه

Pb-214

 

 
 

سرب از نظر خواص مکانیکی کاربرد بهینه ندارد ولی می‌توان با اضافه کردن بعضی از عناصر مانند آنتیموان، آرسنیک، کلسیم، مس و … خواص مکانیکی آن را بهبود بخشید.

 

خواص مکانیکی و حرارتی سرب

 

1.5 moh

38.3 MPa

سختی

موس

برینل

45

درصد ازدیاد طول نسبی

16 GPa

مدول یانگ

35.3 W/m.K

هدایت حرارتی

 

 
 

درطبیعت دو عنصر سرب و روی، اغلب با هم همراهند. نزدیک به 70% سرب معدنی از کانه‌های مخلوط سرب و روی که به طور معمول مقادیر روی آنها بیشتر از سرب است، تولید می شود. نزدیک به 20% از تولید سرب مربوط به کانه‌های مخلوطی است که مقدار سرب در آنها از روی بیشتر است و 10% بقیه تولید سرب در رابطه با کانی های مس‌دار است.
تاکنون 130 نوع کانه سرب شناخته شده است که در میان آنها سولفور سرب (گالن PbS) مهمترین و اقتصادی‌ترین است و 90% از تولید فلز سرب از این کانه است. کانه دیگر مهم سرب سروزیت یا کربنات سرب (PbCO3) است. سرب در طبیعت به صورت سولفید، سولفات، کربنات و نمک های سرب یافت می شود.
در جدول ذیل کانی های مهم، فرمول شیمیایی و عیار سرب آنها وارد شده است.

 

درصد Pb

فرمول

نام کانی

86.6

PbS

گالن

77.55

PbCO3

سروزیت

68.33

PbSO4

انگلزیت

76.38

Pb(C(PO4)3)

پیرومورفیت

43.4

CuPbSbS3

بورنونیت

55.2

Pb3Sb4S11

بولانژیت

61.4

PbMoO4

ولفتیت

78.3

Pb5(VO4)3C

وانادینیت

-

PbO2

مینیوم

 

  • گالن (PbS)

گالن یا سولفور سرب (PbS)، مهمترین کانه سرب است. در گالن خالص 86/6 درصد سرب موجود است. این کانی در سیستم مکعبی(Cubic) متبلور می شود. گالن به صورت توده‌ای شکل، دانه‌ای و درشت یا پراکنده دیده می شود. رنگ آن خاکستری تیره، خاکستری روشن و دارای جلای فلزی است. سختی گالن 5/2 و وزن مخصوص آن 5/7 گرم بر سانتی متر مکعب است و همیشه مقداری نقره در ترکیب آن وجود دارد.
 

  • سروزیت (PbCO3)

سروزیت یا کربنات سرب در سیستم اورتورومبیک متبلور می شود. مقدار سرب در این کانه 77.55 درصد است. بلورهای آن در فرم‌های گوناگون سیستم اورتورومبیک و یا ماکل سه‌تایی با شکل ظاهری هگزاگونال نمایان می‌شود. این کانه به صورت توده‌ای،‌ دانه ریز تا متراکم،‌ ساقه‌ای و رشته‌ای (با جلای ابریشمی) پدید می آید. سروزیت دارای شکستگی صدفی است. این کانی در صورت خالص بودن بی رنگ و شفاف و دارای جلای چرب و الماسی است و در صورت وجود ناخالصی به رنگ سفید خاکستری و یا قهوه‌ای مایل به زرد است. سختی سروزیت 3 و وزن مخصوص آن 5/6 است.
 

  • انگلزیت (PbSO4)

آنگلزیت یا سولفات سرب (PbSO4)، در سیستم اورتورومبیک متبلور می‌شود. مقدار سرب در این کانه 68.33 درصد است. بلورهای آن دارای سطوح زیاد و به صورت منشورهای کوتاه و پهن و یا دو هرمی پدید می‌آید. این کانه بیرنگ، شفاف تا نیمه شفاف و دارای جلای چرت تا الماسی است. سختی آن 3 و وزن مخصوص آن 3/6 است. در نتیجه گالن درمنطقه گوسن (gossan) توده معدنی سرب پدید می‌آید.
آنگلزیت یا سولفات سرب در سیستم اورتوروبیک متبلور می شود. بلورهای آن دارای سطوح زیاد، به صورت منشورهای کوتاه و پهن و یا هرمی است. این کانه بی رنگ، شفاف تا نیمه شفاف و دارای جلای چرب تا الماسی است. سختی آن 3 و وزن مخصوص نسبی آن 3/6 است.


 

 
 

عمده کاربردهای سرب به دو دسته فیزیکی و شیمیایی تقسیم می شود که در ذیل آمده است:

1- صنعت برق (غلاف پوشش کابل)

2- یاتاقان سازی

3- لحیم کاری

4- باطری سازی

5- صنعت چاپ

6- آبکاری (آند حل نشونده)

7- صنعت رنگ

8- لعاب کاری

9- تولید مخازن نگهداری اسید سولفوریک

10- ریخته گری

11- نفت و پتروشیمی

 
 

 

 

1A

2A

 

 

3A

4A 5A 6A 7A

8A

1

H

 

 

 

 

He

2

3

Li

Na

Be

Mg

 

 

3B

 

4B

 

5B

 

6B

 

7B

 

8B 

 

8B

 

8B

 

1B

 

2B

B

C

N

O

F

Al

Si

P

S

Cl

Ne

Ar

4

5

K

Rb

Ca

Sr

 

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Y

Zr

Nb

Mo

Tc

Ru

Rh

Pd

Ag

Cd

Ga

Ge

As

Se

Br

In

Sn

Sb

Te

I

Kr

Xe

6

7

Cs

Fr

Ba

Ra

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

*

Hf

Ta

W

Re

Os

Ir

Pt

Au

Hg

**

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg

Cn

Tl

Pb

Bi

Po

At

Uut

Uuq

Uup

Uuh

Uus

Rn

Uuo

 

 
 
نظرات درباره این مطلب
 
 
نام
پست الکترونیک
نظر
 
CAPTCHA Image
Reload Image
 
عماد
21:24 01 دي 91
plus  3  
min   0
مطالب مرتبط