Memimpin: sejarah penemuan unsur. Karakteristik teknis dan pengguna, serta sifat logam timbal

Isi artikel

MEMIMPIN– unsur kimia golongan IV tabel periodik. Massa atom relatif ( A r = 207,2) adalah rata-rata massa beberapa isotop: 204 Pb (1,4%), 206 Pb (24,1%), 207 Pb (22,1%) dan 208 Pb (52,4%). Tiga nuklida terakhir adalah produk akhir dari transformasi radioaktif alami uranium, aktinium dan thorium. Lebih dari 20 isotop radioaktif timbal juga diketahui, yang berumur terpanjang adalah 202 Pb dan 205 Pb (dengan waktu paruh 300 ribu 15 juta tahun). Di alam, isotop timbal berumur pendek juga terbentuk dengan nomor massa 209, 210, 212 dan 214 dengan waktu paruh masing-masing 3,25 jam, 27,1 tahun, 10,64 jam, dan 26,8 menit. Rasio isotop yang berbeda dalam sampel bijih timbal yang berbeda mungkin sedikit berbeda, sehingga tidak mungkin untuk menentukan nilai timbal A r dengan akurasi yang lebih besar.

Ada sedikit timbal di kerak bumi - 0,0016% massa, tetapi salah satu logam terberat ini jauh lebih tersebar luas dibandingkan tetangga terdekatnya - emas, merkuri, dan bismut. Hal ini karena isotop timbal yang berbeda merupakan produk akhir peluruhan uranium dan thorium, sehingga kandungan timbal di kerak bumi perlahan meningkat selama miliaran tahun.

Ada banyak endapan bijih yang diketahui kaya akan timbal, dan logamnya mudah dipisahkan dari mineralnya. Secara total, lebih dari seratus mineral timbal diketahui. Yang utama adalah galena (timbal kilap) PbS dan produk transformasi kimianya - anglesite (timbal sulfat) PbSO 4 dan cerussite ("bijih timah putih") PbCO 3. Yang kurang umum adalah piromorfit (“bijih timah hijau”) PbCl 2 3Pb 3 (PO 4) 2, mimetit PbCl 2 3Pb 3 (AsO 4) 2, crocoite (“bijih timah merah”) PbCrO 4, wulfenit (“bijih timah kuning” ) "") PbMoO 4, stoltit PbWO 4. Bijih timbal seringkali juga mengandung logam lain - tembaga, seng, kadmium, perak, emas, bismut, dll. Di mana bijih timbal muncul, tanah (hingga 1% Pb), tanaman dan air diperkaya dengan unsur ini.

Dalam lingkungan basa yang sangat teroksidasi di stepa dan gurun, pembentukan timbal dioksida - mineral plattnerite - dimungkinkan. Dan timbal logam asli sangat langka.

Cerita.

Asal usul kata "timah" tidak jelas. Di masa lalu, timbal tidak selalu dapat dibedakan dengan jelas dari timah. Di sebagian besar bahasa Slavia (Bulgaria, Serbo-Kroasia, Ceko, Polandia), timbal disebut timah. "Pemimpin" kami hanya ditemukan dalam bahasa kelompok Baltik: svinas (Lithuania), svin (Latvia). Bagi beberapa penerjemah yang malang, hal ini menimbulkan kesalahpahaman yang lucu, misalnya tentang “baterai timah” di mobil. Nama Inggris untuk lead, lead, dan kata Belanda, lood, mungkin berhubungan dengan kata kita “to tin.” Kata Latin plumbum (juga tidak jelas asal usulnya) memunculkan kata Inggris tukang ledeng - tukang ledeng (dulu pipa didempul dengan timah lunak. Dan kebingungan lain yang terkait dengan timah. Orang Yunani kuno menyebut timah "molibdos" (nama tersebut dipertahankan di zaman modern bahasa Yunani). Oleh karena itu - Latin molibdaena: ini adalah nama pada Abad Pertengahan untuk kemilau timbal PbS, dan kemilau molibdenum yang lebih langka (MoS 2), dan mineral serupa lainnya yang meninggalkan bekas hitam pada permukaan terang. ditinggalkan oleh grafit dan timah itu sendiri.Batang timah yang tipis dapat digunakan untuk menulis di atas perkamen, tidak sia-sia jika dalam bahasa Jerman pensil adalah Bleistift, yaitu batang timah.

Timbal, bersama dengan emas, perak, tembaga, timah, besi dan merkuri, merupakan salah satu dari tujuh logam yang dikenal sejak zaman kuno. Logam-logam ini dibandingkan dengan planet-planet yang diketahui pada saat itu (Saturnus berhubungan dengan timbal). Dipercaya bahwa manusia pertama kali melebur timah dari bijihnya 8 ribu tahun yang lalu. Penggalian di Mesir kuno telah menemukan artefak perak dan timah di pemakaman sebelum periode dinasti. Penemuan serupa yang terjadi di Mesopotamia juga terjadi pada waktu yang sama. Temuan gabungan berupa barang-barang perak dan timah tidaklah mengejutkan. Bahkan di zaman prasejarah, perhatian orang tertuju pada kristal berkilau timah yang indah dan berat. Deposit mineral ini ditemukan di pegunungan Armenia, di wilayah tengah Asia Kecil. Dan mineral galena sering kali mengandung pengotor perak yang signifikan. Jika Anda memasukkan potongan mineral ini ke dalam api, belerang akan terbakar dan timbal cair akan mengalir (arang mencegah oksidasi timbal). Sudah ribuan tahun sebelum era baru di Mesopotamia dan Mesir, patung-patung dibuat dari sana.

Pada abad ke-6. SM. Deposit galena yang kaya ditemukan di Lavrion, daerah pegunungan dekat Athena. Selama Perang Punisia (264–146 SM), banyak tambang timah beroperasi di wilayah Spanyol modern, yang didirikan oleh orang Yunani dan Fenisia. Mereka kemudian dikembangkan oleh orang Romawi; Insinyur Romawi menggunakan timah untuk membuat pipa air kuno. Sejarawan Yunani kuno Herodotus (abad ke-5 SM) menulis tentang metode memperkuat staples besi dan perunggu pada lempengan batu dengan mengisi lubang dengan timah yang dapat melebur. Kemudian, selama penggalian Mycenae, bahan pokok timah ditemukan di dinding batu.

Saat memproduksi timbal, ahli metalurgi kuno pertama-tama mengkalsinasi bijih tersebut, dan reaksi pun terjadi

2PbS + 3O 2 ® 2PbO + 2SO 2 dan PbS + 2O 2 ® PbSO 4 . Kemudian suhu dinaikkan, yang menyebabkan peleburan timbal:

PbS + 2PbO ® 3Pb + SO 2 ; PbS + PbSO 4 ® 2Pb + 2SO 2 . Tungku peleburan pertama, terbuat dari tanah liat dan batu, masih sangat primitif. Mereka mencoba memasangnya di lereng bukit, tempat angin bertiup, membantu penembakan. Timah yang dilebur, biasanya, mengandung perak - terkadang hingga 0,5% atau lebih. Ketika lelehan tersebut didinginkan secara perlahan, timbal murni pertama-tama mengkristal, dan cairannya diperkaya dengan perak - hingga sekitar 2%. Untuk mengisolasi perak, metode kupelasi digunakan: timah cair dioksidasi dalam bejana tanah liat berpori - cupela, dan oksidanya kemudian direduksi kembali menjadi logam. Mekanisme proses ini baru dipelajari pada tahun 1833.

Timbal juga digunakan untuk memurnikan emas dan perak dengan metode kupelasi. Untuk melakukan ini, logam mulia yang akan dimurnikan dilebur dengan timbal. Timbal dan kotoran lainnya mudah teroksidasi pada suhu tinggi; oksida yang dihasilkan tertiup oleh aliran udara, dan sebagian diserap ke dalam pori-pori kolam, dan sebatang perak atau emas murni tertinggal di bagian bawah. Timbal oksida kemudian dapat diubah kembali menjadi logam dengan memanaskannya dengan arang. Temuan arkeologis di Ur dan Troy menunjukkan bahwa kupelasi sudah dikenal di barat laut Asia Kecil pada paruh pertama milenium ke-3 SM. Dan pengrajin Yunani berhasil mengekstraksi hampir semua perak dari timah yang ditambang di Lavrion: menurut analisis modern, hanya 0,02% yang tersisa dalam timah! Seni ahli metalurgi kuno patut mendapat kejutan: lagipula, mereka tidak memiliki kemampuan untuk mengontrol suhu pada berbagai tahap proses, atau melakukan analisis kimia. Namun, masih banyak timah yang belum diekstraksi yang tersisa di tempat pembuangan tambang. Ahli metalurgi Romawi mencapai hasil yang lebih baik lagi dengan mengurangi separuh jumlah sisa perak. Tentu saja, mereka tidak mempermasalahkan kemurnian timah, tetapi kelengkapan ekstraksi logam mulia dari timah. Selain itu, seperti yang disaksikan sejarawan Yunani Strabo, dengan mengolah tempat pembuangan sampah tua di Lavrion, orang Romawi mampu mengekstraksi cukup banyak timah dan perak, meninggalkan sekitar dua juta ton bijih limbah di tempat pembuangan tersebut. Setelah itu, tambang-tambang tersebut ditinggalkan selama hampir dua milenium, tetapi pada tahun 1864 timbunan tersebut mulai diproses lagi - kali ini hanya demi perak (sekitar 0,01% yang tersisa di dalamnya). Di perusahaan metalurgi modern, timah yang tersisa ratusan kali lebih sedikit.

Para pembuat tembikar kuno, menggiling kilau timah dengan tanah liat dan air, menuangkan campuran ini ke atas bejana tanah liat untuk dibakar. Pada suhu tinggi, permukaan bejana ditutupi dengan kaca timah yang dapat melebur. Pada tahun 1673, pembuat kaca Inggris George Ravenscroft, menambahkan timbal oksida ke dalam kaca, menemukan kaca kristal, yang mudah meleleh, mudah diproses, dan memiliki kilau khusus yang membuatnya lebih mirip dengan kristal batu asli. Kemudian, dengan menggabungkan pasir putih murni, kalium dan timbal oksida, mereka memperoleh berlian imitasi (atas nama pembuat perhiasan Strass, yang hidup pada akhir abad ke-18) - sejenis kaca dengan kilau yang begitu kuat sehingga meniru berlian dengan baik, dan dengan campuran berbagai pigmen - batu mulia lainnya.

Pelat timah tipis digunakan untuk menutupi lambung kayu kapal kuno. Salah satu kapal Yunani tersebut, dibangun pada abad ke-3. SM, ditemukan pada tahun 1954 di dasar Laut Mediterania dekat Marseille. Bangsa Romawi juga membuat pipa dari timah, panjang 3 meter dan diameter yang berbeda-beda, tetapi diameternya ditentukan secara ketat (total ada 15 pilihan). Ini adalah contoh pertama produksi industri terstandarisasi dalam sejarah. Pertama, sebuah pelat dicetak dari timah, dililitkan pada batang kayu, dan jahitannya ditutup dengan solder timah-timah (komposisinya hampir tidak berubah sejak saat itu). Kebocoran sering ditemukan pada pipa dan harus diperbaiki. Hingga saat ini, pada penggalian di Italia dan Inggris, pipa-pipa tersebut ditemukan dalam kondisi sangat baik. Arsitek dan insinyur Romawi Marcus Vitruvius Pollio merekomendasikan penggantian pipa timah dengan pipa keramik - yang terbuat dari tanah liat yang dipanggang. Ia menyoroti penyakit para pekerja yang terlibat dalam peleburan timbal dan percaya bahwa timbal “menghilangkan kekuatan darah”. Namun, tidak semua orang mempunyai pendapat yang sama. Misalnya, negarawan Romawi, ilmuwan dan penulis Pliny, penulis “Natural History” yang terkenal, menulis tentang manfaat sediaan timbal, bahwa salep timbal membantu menghilangkan bekas luka, menyembuhkan bisul dan penyakit mata.

Pada Abad Pertengahan, atap gereja dan istana sering kali dilapisi dengan pelat timah yang tahan terhadap pelapukan. Pada tahun 669, atap gereja biara di York dilapisi dengan timah, dan pada tahun 688, uskup di Northumberland memerintahkan atap dan dinding gereja untuk dilapisi dengan pelat timah. Jendela kaca patri yang terkenal di katedral dirangkai menggunakan bingkai timah dengan alur di mana pelat kaca berwarna diamankan. Mengikuti contoh orang Romawi, pipa air dan drainase dibuat dari timah. Jadi, pada tahun 1532, pipa pembuangan timah berbentuk persegi dipasang di Istana Westminster. Pada masa itu, semua produk ini tidak digulung, tetapi dicetak dalam cetakan, di bagian bawahnya dituangkan pasir yang diayak halus. Seiring waktu, lapisan pelindung yang kuat muncul pada produk timbal - patina. Beberapa menara abad pertengahan yang dilapisi timah masih bertahan selama hampir tujuh ratus tahun. Sayangnya, kebakaran tahun 1561 di London menghancurkan puncak menara Katedral Santo Petrus yang terbesar.

Ketika senjata api muncul, sejumlah besar timah digunakan untuk membuat peluru dan tembakan, dan timah juga mulai dikaitkan dengan bahaya mematikan: “Timah yang merusak akan bersiul di sekitarku” (A. Pushkin), “Untuk paritmu, pejuang lain mengekspos miliknya dada menuju petunjuk jahat” ( K. Simonov). Mula-mula shot dicetak dalam cetakan terpisah. Pada tahun 1650, Pangeran Inggris Rupert menemukan metode yang lebih cepat dan nyaman. Dia menemukan bahwa jika sedikit arsenik ditambahkan ke timbal dan paduannya dituangkan melalui semacam saringan besar ke dalam tangki berisi air, bola tembakan akan dibentuk menjadi bentuk bola biasa. Dan setelah Johannes Gutenberg menemukan cara untuk mencetak buku menggunakan jenis logam bergerak pada tahun 1436, para percetakan selama ratusan tahun membuat surat-surat dari apa yang disebut paduan tipografi berbasis timah (dengan campuran timah dan antimon).

Dari senyawa timbal, timbal merah Pb 3 O 4 dan timbal karbonat basa (timbal putih) telah digunakan sejak zaman dahulu sebagai cat merah putih. Hampir semua lukisan para empu tua dilukis dengan cat berbahan dasar timah putih. Metode kuno untuk memproduksinya adalah asli: pot dengan cuka kuat ditempatkan di pupuk kandang, dan pelat timah tipis yang dipilin menjadi spiral digantung di atasnya. Ketika membusuk, kotoran menghasilkan panas (diperlukan untuk meningkatkan penguapan asam asetat) dan karbon dioksida. Efek gabungan dari zat-zat ini terhadap timbal, serta oksigen di atmosfer, menghasilkan warna putih. Selain beracun, cat putih ini menjadi gelap seiring berjalannya waktu karena bereaksi dengan sisa hidrogen sulfida yang selalu ada di udara: 2PbCO 3 Pb(OH) 2 + 3H 2 S ® 3PbS + 2CO 2 + 4H 2 O .Saat memulihkan lukisan seperti itu, area yang gelap dirawat dengan hati-hati dengan larutan H 2 O 2, yang mengubah sulfida hitam menjadi sulfat putih: PbS + 4H 2 O 2 ® PbSO 4 + 4H 2 O. Saat ini, timbal putih beracun telah diganti. dengan titanium putih yang lebih mahal namun tidak berbahaya. Pigmen yang mengandung timbal mempunyai kegunaan yang terbatas (misalnya, sebagai pigmen untuk cat minyak artistik): mahkota timbal lemon 2PbCrO 4 PbSO 4 , mahkota timbal kuning 13PbCrO 4 PbSO 4 , mahkota molibdat timbal merah 7PbCrO 4 PbSO 4 PbMoO 4 .

Sifat-sifat timbal.

Timbal biasanya berwarna abu-abu kotor, meskipun bila dipotong segar warnanya kebiruan dan mengkilat. Namun, logam mengkilap dengan cepat dilapisi dengan lapisan oksida pelindung berwarna abu-abu kusam. Massa jenis timbal (11,34 g/cm3) satu setengah kali lebih besar dari besi, empat kali lebih besar dari aluminium; bahkan perak lebih ringan dari timah. Bukan tanpa alasan bahwa dalam bahasa Rusia “timah” identik dengan berat: “Pada malam yang penuh badai, kegelapan menyebar di langit seperti pakaian timah”; “Dan bagaimana timahnya tenggelam” - kalimat Pushkin ini mengingatkan kita bahwa konsep penindasan dan beban terkait erat dengan timah.

Timbal sangat mudah meleleh - pada suhu 327,5 °C, mendidih pada suhu 1751 °C dan sangat mudah menguap bahkan pada suhu 700 °C. Fakta ini sangat penting bagi mereka yang bekerja di pertambangan dan pabrik pengolahan timbal. Timbal adalah salah satu logam paling lunak. Mudah tergores dengan kuku dan digulung menjadi lembaran yang sangat tipis. Timbal dicampur dengan banyak logam. Dengan merkuri menghasilkan amalgam, yang, dengan sedikit kandungan timbal, berbentuk cair.

Dilihat dari sifat kimianya, timbal adalah logam dengan aktivitas rendah: dalam rangkaian tegangan elektrokimia, timbal berada tepat sebelum hidrogen. Oleh karena itu, timbal mudah digantikan oleh logam lain dari larutan garamnya. Jika Anda mencelupkan batang seng ke dalam larutan timbal asetat yang diasamkan, timbal akan dilepaskan di atasnya dalam bentuk lapisan halus kristal kecil, yang memiliki nama kuno “kayu Saturnus”. Jika Anda memperlambat reaksi dengan membungkus seng dalam kertas saring, kristal timbal yang lebih besar akan tumbuh.

Bilangan oksidasi yang paling umum untuk timbal adalah +2; senyawa timbal(IV) jauh lebih tidak stabil. Timbal praktis tidak larut dalam asam klorida dan asam sulfat encer, termasuk karena pembentukan lapisan klorida atau sulfat yang tidak larut di permukaan. Timbal bereaksi dengan asam sulfat kuat (pada konsentrasi lebih dari 80%) membentuk hidrosulfat Pb(HSO 4) 2 yang larut, dan dalam asam klorida pekat panas, pelarutan disertai dengan pembentukan kompleks klorida H 4 PbCl 6. Timbal mudah teroksidasi oleh asam nitrat encer:

Pb + 4HNO 3 ® Pb(NO 3) 2 + 2NO 2 + H 2 O. Penguraian timbal(II) nitrat ketika dipanaskan merupakan metode laboratorium yang mudah untuk menghasilkan nitrogen dioksida:

2Pb(NO 3) 2 ® 2PbO + 4NO 2 + O 2.

Dengan adanya oksigen, timbal juga larut dalam sejumlah asam organik. Kerja asam asetat menghasilkan Pb(CH 2 COO) 2 asetat yang mudah larut (nama kunonya adalah “gula timbal”). Timbal juga sangat larut dalam asam format, sitrat, dan asam tartarat. Kelarutan timbal dalam asam organik sebelumnya dapat menyebabkan keracunan jika makanan disiapkan dalam piring yang dikalengkan atau disolder dengan solder timbal. Garam timbal yang larut (nitrat dan asetat) dalam air terhidrolisis:

Pb(NO 3) 2 + H 2 O Pb(OH)NO 3 + HNO 3. Suspensi timbal asetat dasar ("lotion timbal") memiliki penggunaan medis yang terbatas sebagai zat eksternal.

Timbal juga perlahan larut dalam alkali pekat dengan pelepasan hidrogen: Pb + 2NaOH + 2H 2 O ® Na 2 Pb(OH) 4 + H 2, yang menunjukkan sifat amfoter senyawa timbal. Timbal putih(II) hidroksida, mudah diendapkan dari larutan garamnya, juga larut dalam asam dan basa kuat:

Pb(OH) 2 + 2HNO 3 ® Pb(NO 3) 2 + 2H 2 O; Pb(OH) 2 + 2NaOH ® Na 2 Pb(OH) 4 . Ketika didiamkan atau dipanaskan, Pb(OH) 2 terurai menghasilkan PbO. Ketika PbO menyatu dengan alkali, terbentuk plumbite dengan komposisi Na 2 PbO 2.

Dari larutan basa natrium tetrahidroksoplumbat Na 2 Pb (OH) 4 timbal juga dapat diganti dengan logam yang lebih aktif. Jika Anda memasukkan butiran aluminium kecil ke dalam larutan yang dipanaskan, bola berbulu abu-abu dengan cepat terbentuk, yang jenuh dengan gelembung kecil hidrogen yang dilepaskan dan karenanya mengapung. Jika Anda mengambil aluminium dalam bentuk kawat, timah yang dilepaskan akan mengubahnya menjadi “ular” abu-abu.

Saat dipanaskan, timbal bereaksi dengan oksigen, belerang, dan halogen. Jadi, dalam reaksi dengan klorin, terbentuk PbCl 4 tetraklorida - cairan kuning yang berasap di udara karena hidrolisis, dan ketika dipanaskan, terurai menjadi PbCl 2 dan Cl 2. (Halida PbBr 4 dan PbI 4 tidak ada, karena Pb(IV) adalah oksidator kuat yang akan mengoksidasi anion bromida dan iodida.) Timbal yang digiling halus memiliki sifat piroforik - ia menyala di udara. Dengan pemanasan timbal cair yang berkepanjangan, timbal secara bertahap berubah menjadi PbO oksida kuning (timah litharge), dan kemudian (dengan akses udara yang baik) menjadi timbal merah Pb 3 O 4 atau 2PbO·PbO 2. Senyawa ini juga dapat dianggap sebagai garam timbal dari asam ortolead Pb 2. Dengan bantuan zat pengoksidasi kuat, seperti pemutih, senyawa timbal(II) dapat dioksidasi menjadi dioksida:

Pb(CH 3 COO) 2 + Ca(ClO)Cl + H 2 O ® PbO 2 + CaCl 2 + 2CH 3 COOH. Dioksida juga terbentuk ketika timbal merah diolah dengan asam nitrat:

Pb 3 O 4 + 4HNO 3 ® PbO 2 + 2Pb(NO 3) 2 + 2H 2 O. Jika coklat dioksida dipanaskan dengan kuat, maka pada suhu sekitar 300 ° C akan berubah menjadi Pb 2 O 3 berwarna jingga (PbO PbO 2), pada 400° C - menjadi Pb 3 O 4 merah, dan di atas 530° C - menjadi PbO kuning (penguraian disertai dengan pelepasan oksigen). Ketika dicampur dengan gliserin anhidrat, timbal litharge bereaksi perlahan selama 30-40 menit untuk membentuk dempul padat tahan air dan tahan panas yang dapat digunakan untuk merekatkan logam, kaca, dan batu.

Timbal dioksida adalah zat pengoksidasi kuat. Semburan hidrogen sulfida yang diarahkan ke dioksida kering akan menyala; asam klorida pekat dioksidasi menjadi klorin:

PbO 2 + 4HCl ® PbCl 2 + Cl 2 + H 2 O, sulfur dioksida - menjadi sulfat: PbO 2 + SO 2 ® PbSO 4, dan garam Mn 2+ - menjadi ion permanganat: 5PbO 2 + 2MnSO 4 + H 2 SO 4 ® 5PbSO 4 + 2HMnO 4 + 2H 2 O. Timbal dioksida terbentuk dan kemudian dikonsumsi selama pengisian dan pengosongan selanjutnya dari baterai asam yang paling umum. Senyawa timbal(IV) mempunyai sifat amfoter yang lebih khas. Dengan demikian, hidroksida coklat Pb(OH) 4 yang tidak larut mudah larut dalam asam dan basa: Pb(OH) 4 + 6HCl ® H 2 PbCl 6 ; Pb(OH) 4 + 2NaOH ® Na 2 Pb(OH) 6 . Timbal dioksida, bereaksi dengan alkali, juga membentuk kompleks plumbat(IV):

PbO 2 + 2NaOH + 2H 2 O ® Na 2. Jika PbO 2 dilebur dengan alkali padat maka akan terbentuk plumbat dengan komposisi Na 2 PbO 3. Dari senyawa-senyawa yang mengandung timbal(IV) sebagai kation, yang paling penting adalah tetraasetat. Ini dapat diperoleh dengan merebus timbal merah dengan asam asetat anhidrat:

Pb 3 O 4 + 8CH 3 COOH ® Pb(CH 3 COO) 4 + 2Pb(CH 3 COO) 2 + 4H 2 O. Ketika didinginkan, kristal timbal tetraasetat yang tidak berwarna dilepaskan dari larutan. Metode lainnya adalah oksidasi timbal(II) asetat dengan klorin: 2Pb(CH 3 COO) 2 + Cl 2 ® Pb(CH 3 COO) 4 + PbCl 2. Dengan air, tetraasetat langsung dihidrolisis menjadi PbO 2 dan CH 3 COOH. Timbal tetraasetat digunakan dalam kimia organik sebagai zat pengoksidasi selektif. Misalnya, ia sangat selektif mengoksidasi hanya beberapa gugus hidroksil dalam molekul selulosa, dan 5-fenil-1-pentanol di bawah aksi timbal tetraasetat dioksidasi dengan siklisasi simultan dan pembentukan 2-benzilfuran.

Turunan timbal organik adalah cairan tidak berwarna dan sangat beracun. Salah satu metode sintesisnya adalah aksi alkil halida pada paduan timbal-natrium:

4C 2 H 5 Cl + 4PbNa ® (C 2 H 5) 4 Pb + 4NaCl + 3Pb. Aksi gas HCl dapat menghilangkan satu demi satu radikal alkil dari timbal tetrasubstitusi, menggantikannya dengan klorin. Senyawa R 4 Pb terurai bila dipanaskan membentuk lapisan tipis logam murni. Penguraian timbal tetrametil ini digunakan untuk menentukan umur radikal bebas. Timbal tetraetil merupakan bahan antiknock untuk bahan bakar motor.

Mendapatkan petunjuk.

Jumlah timah yang ditambang terus meningkat. Jika pada tahun 1800 sekitar 30.000 ton diproduksi di seluruh dunia, maka pada tahun 1850 - 130.000 ton, pada tahun 1875 - 320.000 ton, pada tahun 1900 - 850.000 ton, tahun 1950 - hampir 2 juta ton, dan saat ini sekitar 5 juta ton ditambang per tahun. volume produksi, timbal menempati urutan keempat di antara logam non-ferrous - setelah aluminium, tembaga dan seng.

Sumber utama timbal adalah bijih polimetalik sulfida yang mengandung 1 hingga 5% timbal. Bijih dipekatkan hingga kandungan timbal 40 - 75%, kemudian dipanggang: 2PbS + 3O 2 ® 2PbO + 2SO 2 dan timbal direduksi dengan kokas dan karbon monoksida (II). Metode yang lebih ekonomis, yang disebut autogenous, melibatkan reaksi PbS + 2PbO ® 3Pb + SO 2 (PbO dibentuk dengan pemanggangan sebagian PbS). Timbal yang diperoleh dari bijih mengandung 3 hingga 7% pengotor berupa tembaga, antimon, arsenik, timah, aluminium, bismut, serta emas dan perak. Penghapusannya (atau isolasinya, jika memungkinkan secara ekonomi) memerlukan operasi yang rumit dan memakan waktu. Timbal juga dapat dimurnikan dengan pemurnian elektrokimia. Elektrolitnya adalah larutan timbal fluorosilikat PbSiF 6 dalam air. Timbal murni disimpan di katoda, dan pengotor terkonsentrasi di lumpur anoda, yang mengandung banyak komponen berharga, yang kemudian dilepaskan.

Timbal dalam tubuh manusia.

Senyawa timbal bersifat racun. Namun hal ini tidak serta merta menjadi jelas. Di masa lalu, melapisi tembikar dengan glasir timbal, membuat pipa air timbal, menggunakan timbal putih (terutama untuk keperluan kosmetik), dan menggunakan pipa timbal dalam kondensor uap di tempat penyulingan semuanya menyebabkan penumpukan timbal di dalam tubuh. Orang Yunani kuno tahu bahwa anggur dan jus asam tidak boleh disimpan dalam wadah tanah liat berlapis kaca (lapisannya mengandung timbal), tetapi orang Romawi mengabaikan aturan ini. James Lind, yang merekomendasikan jus lemon kepada Angkatan Laut Inggris pada tahun 1753 sebagai obat penyakit kudis bagi para pelaut yang melakukan perjalanan jauh, memperingatkan agar tidak menyimpan jus tersebut dalam tembikar berlapis kaca. Namun demikian, kasus keracunan, termasuk yang fatal, terjadi karena alasan yang sama dua ratus tahun kemudian.

Timbal masuk ke dalam tubuh melalui saluran pencernaan atau sistem pernafasan dan kemudian dibawa oleh darah ke seluruh tubuh. Selain itu, menghirup debu timbal jauh lebih berbahaya dibandingkan keberadaan timbal dalam makanan. Kandungan timbal di udara perkotaan rata-rata 0,15 hingga 0,5 μg/m 3 . Di wilayah di mana perusahaan pengolahan bijih polimetalik berada, konsentrasi ini lebih tinggi.

Timbal terakumulasi di tulang, sebagian menggantikan kalsium dalam Ca 3 (PO 4) 2 fosfat. Masuk ke jaringan lunak - otot, hati, ginjal, otak, kelenjar getah bening, timbal menyebabkan penyakit - plumbisme. Seperti banyak logam berat lainnya, timbal (dalam bentuk ion) menghambat aktivitas enzim tertentu. Ditemukan bahwa aktivitas mereka menurun 100 kali lipat ketika konsentrasi timbal dalam darah meningkat 10 kali lipat - dari 10 menjadi 100 mikrogram per 100 ml darah. Dalam hal ini, anemia berkembang, sistem hematopoietik, ginjal dan otak terpengaruh, dan kecerdasan menurun. Tanda keracunan kronis adalah garis abu-abu pada gusi, gangguan pada sistem saraf. Timbal sangat berbahaya bagi anak-anak karena menyebabkan keterlambatan perkembangan. Pada saat yang sama, puluhan juta anak di bawah usia 6 tahun di seluruh dunia mengalami keracunan timbal; Alasan utamanya adalah memasukkan cat yang mengandung timbal ke dalam mulut Anda. Garam kalsium dari asam etilendiamintetraasetat dapat berfungsi sebagai penangkal keracunan. Dalam tubuh yang keracunan, kalsium digantikan oleh ion timbal, yang tertahan sangat kuat dalam garam ini dan dikeluarkan dalam bentuk ini.

Timbal dapat dengan mudah masuk ke dalam tubuh dengan air minum jika bersentuhan dengan logam: dengan adanya karbon dioksida, Pb(HCO 3) 2 bikarbonat yang larut secara perlahan masuk ke dalam larutan. Di Roma kuno, di mana pipa timah digunakan untuk memasok air, keracunan seperti itu sangat umum terjadi, seperti yang ditunjukkan oleh analisis peninggalan Romawi. Selain itu, sebagian besar orang Romawi kaya yang mengalami keracunan adalah mereka yang menggunakan air mengalir, menyimpan anggur, minyak zaitun, dan produk lainnya dalam wadah bertimbal, dan menggunakan kosmetik yang mengandung timbal. Hanya ada satu miligram timbal dalam satu liter air, dan meminum air seperti itu menjadi sangat berbahaya. Jumlah timbal ini sangat kecil sehingga tidak mengubah bau atau rasa air, dan hanya instrumen modern yang dapat mendeteksinya.

Beberapa sejarawan menjelaskan penyakit sejumlah tsar Rusia dengan keracunan timbal. Pada 1633, pembangunan pipa air di Kremlin Moskow selesai. Air masuk ke dalamnya dari sumur di lantai bawah Menara Sviblova, yang berdiri di pertemuan sungai Neglinnaya dan Moskva. Air dipompa dari sumur menggunakan mesin pengangkat - satu peleton (sejak itu menara Kremlin ini disebut Vodovzvodnaya). Mobil itu dikendarai oleh kuda. Air dipompa ke dalam tangki besar, dan dari sana air itu sendiri dialirkan melalui pipa ke dapur kerajaan, taman, dan tempat lainnya. Pipa-pipa itu terbuat dari timah; Bagian dalam tangki air juga dilapisi dengan lembaran timah untuk mencegah air bocor ke celah-celahnya. Terutama banyak timbal yang terakumulasi di dalam air semalaman, setelah tidak bergerak di tangki timbal dan pipa.

“Pasokan air timbal” Kremlin beroperasi selama lebih dari 100 tahun – hancur akibat kebakaran pada tahun 1737. Dan selama periode pengoperasian pasokan air ini, kehidupan tsar Rusia lebih sedikit dari biasanya. Jadi, Tsar dan Adipati Agung Ivan V Alekseevich, putra Tsar Alexei Mikhailovich dan istri pertamanya, Miloslavskaya, hanya hidup selama 29 tahun. Sesaat sebelum kematiannya, dia tampak seperti orang tua jompo. Sejak masa kanak-kanak, dia, seperti yang mereka tulis saat itu, “lemah dan sakit-sakitan, lemah jasmani dan rohani, gagap, kepala sedih, menderita penyakit kudis dan penyakit mata.” Dari enam saudara laki-laki raja, lima di antaranya tidak berumur 20 tahun. Beberapa ilmuwan percaya bahwa ini adalah akibat dari keracunan timbal. Tetapi saudara laki-laki keenam, Pyotr Alekseevich, calon Peter I, lolos dari keracunan - ia menghabiskan masa kecil dan remajanya bukan di Kremlin, tetapi di desa-desa dekat Moskow. Dan kemudian dia menghabiskan sedikit waktu di Kremlin - dia sering bertempur, berkeliling Eropa, dan kemudian memindahkan ibu kota sepenuhnya ke tepi Sungai Neva. Omong-omong, sistem pasokan air pertama di St. Petersburg, yang memasok air untuk istana dan air mancur di Taman Musim Panas, terbuat dari kayu. Pipa-pipanya terbuat dari kayu gelondongan yang dilubangi. Peter menggunakan timah untuk keperluan militer - untuk melemparkan peluru.

Dan inilah cara buku referensi medis modern menulis tentang keracunan timbal: lesu, apatis, kehilangan ingatan, demensia dini, penglihatan melemah, pasien terlihat lebih tua dari usianya. Secara mengejutkan mengingatkan kita pada deskripsi lama Tsar Ivan Alekseevich!

Mereka pernah diracuni tidak hanya oleh “air timbal”. Timbal banyak digunakan dalam pembuatan piring (lead glasir), timbal putih, yang digunakan untuk mengecat dinding rumah. Sekarang penggunaan timbal seperti itu dilarang keras. Kapur misalnya, terbuat dari seng atau titanium. Namun, penduduk di negara maju memiliki lebih banyak timbal dalam tubuhnya dibandingkan penduduk di negara terbelakang dan berkembang, dan penduduk perkotaan memiliki lebih banyak timbal dibandingkan penduduk pedesaan. Perbedaannya bisa sangat besar – ratusan kali lipat.

Kontaminasi timbal dimulai pada abad ke-20. karakter global. Bahkan di Greenland yang bersalju, kandungannya telah meningkat lima kali lipat selama seratus tahun, dan di pusat kota besar terdapat 25 kali lebih banyak timbal di dalam tanah dan tanaman dibandingkan di pinggiran kota! Kontaminasi timbal terjadi di area penambangan, serta di area pengolahan dan jalan raya, terutama jika bensin bertimbal juga digunakan. Banyak timbal yang mengendap di dasar danau dalam bentuk tembakan berburu. Setiap tahun, lebih dari setengah juta ton logam beracun ini masuk ke Samudra Dunia bersama air limbah. Dan siapa yang belum pernah melihat baterai bekas dibuang ke tempat sampah, atau bahkan ke selokan! Meskipun timbal murah, pengumpulan dan pengolahan limbahnya tidak menguntungkan. Untungnya, rendahnya kelarutan sebagian besar senyawa timbal tidak memungkinkannya terakumulasi dalam jumlah besar di dalam air. Di perairan Samudra Dunia mengandung rata-rata 0,03 µg/l (3·10–9%). Rata-rata, timbal dalam materi hidup hanya sedikit - 10–4%.

Penggunaan timah.

Meskipun timbal bersifat racun, namun tidak mungkin untuk menghindarinya. Timbal itu murah - setengah harga aluminium, 11 kali lebih murah dari timah. Setelah fisikawan Perancis Gaston Plante menemukan baterai timbal pada tahun 1859, jutaan ton timbal telah digunakan untuk membuat pelat baterai; Saat ini, hingga 75% dari seluruh timbal yang ditambang digunakan untuk tujuan ini di sejumlah negara! Penggunaan timbal untuk pembuatan bahan anti ketukan yang sangat beracun, timbal tetraetil, secara bertahap dikurangi. Kemampuan timbal tetraetil untuk meningkatkan kualitas bensin ditemukan oleh sekelompok insinyur muda Amerika pada tahun 1922; dalam pencariannya, mereka dipandu oleh tabel periodik unsur, secara sistematis mendekati obat yang paling efektif. Sejak itu, produksi timbal tetraetil terus meningkat; jumlah maksimum terjadi pada akhir tahun 1960-an, ketika di Amerika Serikat saja ratusan ribu ton timbal dikeluarkan setiap tahun melalui emisi gas buang - satu kilogram untuk setiap penduduk! Dalam beberapa tahun terakhir, penggunaan bensin bertimbal telah dilarang di banyak daerah, dan produksinya menurun.

Timah lunak dan ulet, yang tidak berkarat jika terkena uap air, merupakan bahan yang sangat diperlukan untuk pembuatan selubung kabel listrik; Hingga 20% timbal di dunia dihabiskan untuk tujuan ini. Timbal dengan aktivitas rendah digunakan untuk pembuatan peralatan tahan asam untuk industri kimia, misalnya, untuk pelapis reaktor yang menghasilkan asam klorida dan asam sulfat. Timbal berat bagus dalam memblokir radiasi yang berbahaya bagi manusia, oleh karena itu layar timbal digunakan untuk melindungi pekerja di ruang sinar-X; obat-obatan radioaktif disimpan dan diangkut dalam wadah timbal. Paduan bantalan Babbitt dan solder "lunak" juga mengandung timbal (yang paling terkenal adalah "tersier" - paduan timbal dan timah).

Dalam konstruksi, timbal digunakan untuk menutup lapisan dan membuat fondasi tahan gempa. Dalam peralatan militer - untuk pembuatan pecahan peluru dan inti peluru.

Ilya Leenson

Literatur:

Sejarah Teknologi. Jil. I – V. Oxford: Clarendon Press, 1956–1958
Chisolm J.J. Keracunan Timbal. Amerika Ilmiah, 1971, Februari
Memimpin. Jenewa: Rumah Penerbitan PBB dan WHO, 1980
Poliansky N.G. Memimpin. M., “Ilmu Pengetahuan”, 1986
Davydova S.L., Pimenov Yu.T., Milaeva E.R. Merkuri, timah, timbal dan turunan organiknya di lingkungan. Astrakhan, 2001

– logam lunak, mudah dibentuk, inert secara kimia yang sangat tahan terhadap korosi. Kualitas-kualitas inilah yang terutama menentukan kegunaannya yang seluas-luasnya dalam perekonomian nasional. Selain itu, logam ini memiliki titik leleh yang cukup rendah dan mudah membentuk berbagai paduan.

Mari kita bicara hari ini tentang penerapannya dalam konstruksi dan industri: paduan, selubung kabel timbal, cat berdasarkan itu,

Penggunaan timbal yang pertama adalah karena kelenturannya yang sangat baik dan ketahanannya terhadap korosi. Akibatnya, logam tersebut digunakan di tempat yang tidak seharusnya digunakan: dalam pembuatan piring, pipa air, wastafel, dan sebagainya. Sayangnya, konsekuensi dari penggunaan tersebut adalah yang paling menyedihkan: timbal adalah bahan beracun, seperti kebanyakan senyawanya, dan jika masuk ke dalam tubuh manusia, akan menyebabkan banyak cedera serius.

• Logam ini menjadi sangat tersebar luas setelah eksperimen dengan listrik beralih ke penggunaan arus listrik secara luas. Timbal digunakan di berbagai sumber tenaga kimia. Lebih dari 75% dari total zat cair dihabiskan untuk produksi baterai timbal. Baterai alkaline, meskipun lebih ringan dan andal, tidak dapat menggantikannya, karena baterai timbal menghasilkan arus tegangan lebih tinggi.
• Timbal membentuk banyak paduan dengan titik leleh rendah dengan bismut, kadmium, dll., dan semuanya digunakan untuk membuat sekering listrik.

Timbal, karena bersifat racun, meracuni lingkungan dan menimbulkan bahaya besar bagi manusia. Baterai timbal-asam perlu dibuang atau, yang lebih menjanjikan, didaur ulang. Saat ini, hingga 40% logam diperoleh dengan mendaur ulang baterai.

• Aplikasi lain yang menarik dari logam ini adalah belitan transformator superkonduktor. Timbal adalah salah satu logam pertama yang menunjukkan superkonduktivitas, dan pada suhu yang relatif tinggi - 7,17 K (sebagai perbandingan, suhu superkonduktivitas - 0,82 K).
• 20% volume timbal digunakan dalam produksi selubung timbal untuk kabel listrik untuk instalasi bawah air dan bawah tanah.
• Timbal, atau lebih tepatnya paduannya - babbitt, bersifat anti-gesekan. Mereka banyak digunakan dalam produksi bantalan.
• Dalam industri kimia, logam ini digunakan dalam produksi peralatan tahan asam, karena sangat enggan bereaksi dengan asam dan dengan jumlah asam yang sangat sedikit. Untuk alasan yang sama, digunakan untuk memproduksi pipa untuk memompa asam dan air limbah untuk laboratorium dan pabrik kimia.
• Sulit untuk meremehkan peran timah dalam produksi militer. Bola timah dilempar dengan ketapel yang berasal dari zaman Romawi Kuno. Saat ini tidak hanya amunisi untuk senjata ringan, senjata berburu atau olah raga, tetapi juga bahan peledak pemicu, misalnya timbal azide yang terkenal.
• Penggunaan umum lainnya adalah solder. menyediakan bahan universal untuk menyatukan semua logam lain yang tidak dapat dilebur dengan cara biasa.
• Timbal, meskipun lunak, merupakan logam berat, dan tidak hanya berat, tetapi juga paling mudah diperoleh. Dan ini karena salah satu sifatnya yang paling menarik, meskipun relatif baru ditemukan - penyerapan radiasi radioaktif, dengan tingkat keparahan apa pun. Perlindungan timbal digunakan di mana pun ada ancaman peningkatan radiasi - dari ruang sinar-X hingga lokasi uji coba nuklir.

Radiasi keras memiliki daya tembus yang lebih besar, sehingga diperlukan lapisan material yang lebih tebal untuk melindunginya. Namun, timbal menyerap radiasi keras bahkan lebih baik daripada radiasi lunak: hal ini disebabkan oleh pembentukan pasangan elektron-positron di dekat inti masif. Lapisan timah setebal 20 cm dapat melindungi dari radiasi apa pun yang diketahui sains.

Dalam banyak kasus, tidak ada alternatif selain logam, sehingga suspensi tidak dapat diharapkan karena bahayanya terhadap lingkungan. Semua upaya semacam ini harus diarahkan pada pengembangan dan penerapan metode pembersihan dan daur ulang yang efektif.

Video ini akan memberi tahu Anda tentang ekstraksi dan penggunaan timbal:

Penggunaannya dalam konstruksi

Logam jarang digunakan dalam pekerjaan konstruksi: toksisitasnya membatasi jangkauan penerapannya. Namun, zat tersebut digunakan dalam paduan atau dalam konstruksi struktur khusus. Dan hal pertama yang akan kita bicarakan adalah atap timah.

Atap

Timbal telah digunakan sebagai bahan sejak dahulu kala. Di Rus Kuno, gereja dan menara lonceng dilapisi dengan lembaran timah, karena warnanya sempurna untuk tujuan ini. Logamnya adalah plastik, yang memungkinkan untuk mendapatkan lembaran dengan ketebalan apa pun, dan, yang paling penting, bentuknya. Saat menutupi elemen arsitektur non-standar atau membangun cornice yang rumit, lembaran timah sangat ideal, sehingga digunakan terus-menerus.

Timbal gulung diproduksi untuk atap, biasanya dalam bentuk gulungan. Selain lembaran dengan permukaan datar standar, ada juga bahan bergelombang - lipit, dicat, dikalengkan, dan bahkan berperekat di satu sisi.

Di udara, lembaran timah dengan cepat ditutupi dengan patina yang terdiri dari lapisan oksida dan karbonat. Patina melindungi logam dari korosi. Namun jika karena alasan tertentu Anda tidak menyukai tampilannya, bahan atap bisa dilapisi dengan minyak paten khusus. Ini dilakukan secara manual atau dalam kondisi produksi.

Penyerapan suara

Kedap suara pada rumah adalah salah satu masalah abadi pada rumah-rumah tua dan modern. Ada banyak alasan untuk hal ini: struktur itu sendiri, tempat dinding atau langit-langit menghantarkan suara, bahan lantai dan dinding yang tidak menyerap suara, inovasi berupa desain elevator baru, yang tidak disediakan oleh desain dan ciptaan. getaran tambahan dan banyak faktor lainnya. Namun pada akhirnya, penghuni apartemen terpaksa mengatasi masalah tersebut sendiri.

Di perusahaan, di studio rekaman, atau di gedung stadion, masalah ini memiliki dimensi yang jauh lebih besar, dan diselesaikan dengan cara yang sama - dengan memasang lapisan penyerap suara.

Anehnya, timbal justru digunakan dalam peran ini - sebagai penyerap suara. Desain bahannya hampir sama. Pelat timah dengan ketebalan kecil - 0,2-0,4 mm - ditutupi dengan lapisan polimer pelindung, karena logam tersebut masih tergolong berbahaya, dan bahan organik dipasang di kedua sisi pelat - karet busa, polietilen, polipropilen. Insulator suara tidak hanya menyerap suara, tetapi juga getaran.

Mekanismenya adalah sebagai berikut: gelombang suara, melewati lapisan polimer pertama, kehilangan sebagian energinya dan membangkitkan getaran pelat timah. Sebagian energi diserap oleh logam, dan sisanya padam di lapisan busa kedua.

Perlu dicatat bahwa arah gelombang dalam hal ini tidak menjadi masalah.

Video ini akan memberi tahu Anda bagaimana timbal digunakan dalam konstruksi dan pertanian:

ruang rontgen

Radiasi sinar-X sangat banyak digunakan dalam pengobatan, yang pada dasarnya menjadi dasar pemeriksaan instrumental. Namun jika dalam dosis minimal tidak menimbulkan bahaya tertentu, maka menerima radiasi dalam dosis besar menimbulkan ancaman bagi kehidupan.

Saat menyiapkan ruang rontgen, timballah yang digunakan sebagai lapisan pelindung:

• dinding dan pintu;
• lantai dan langit-langit;
• partisi seluler;
• alat pelindung diri - celemek, bantalan bahu, sarung tangan dan barang-barang lainnya dengan sisipan timah.

Perlindungan diberikan berkat ketebalan bahan pelindung tertentu, yang memerlukan perhitungan akurat dengan mempertimbangkan ukuran ruangan, kekuatan peralatan, intensitas penggunaan, dan sebagainya. Kemampuan suatu bahan untuk mereduksi radiasi diukur dalam “setara timbal” - ketebalan lapisan timbal murni yang mampu menyerap radiasi yang dihitung. Perlindungan yang melebihi nilai yang ditentukan sebesar ¼ mm dianggap efektif.

Ruang rontgen dibersihkan dengan cara khusus: penghilangan debu timbal secara tepat waktu penting di sini, karena debu timbal berbahaya.

Arah lainnya

Timbal adalah logam yang berat, mudah dibentuk, tahan korosi, dan yang paling penting: mudah didapat dan cukup murah untuk diproduksi. Selain itu, logam sangat diperlukan untuk perlindungan terhadap radiasi. Jadi penghentian total penggunaannya adalah masalah yang masih akan terjadi di masa depan.

Elena Malysheva akan berbicara tentang masalah kesehatan akibat penggunaan timbal dalam video di bawah ini:

Timbal sering disebut sebagai salah satu logam paling kuno dalam sejarah, sejak umat manusia belajar menambang dan mengolahnya pada tahun 6400 SM. Skala “industri” pengolahan timbal tercatat di Roma Kuno (sekitar 80 ribu ton per tahun), yang dijelaskan oleh ketersediaan logam ini dan kemudahan peleburannya. Bangsa Romawi membuat pipa dari bahan tersebut untuk sistem pasokan air mereka, namun mereka tetap menyadari racun dari zat tersebut.

Sifat fisik timbal

Timbal merupakan logam berat dengan massa atom 207,2 g/mol. Apalagi kalau sudah dibersihkan, dagingnya sangat lembut sehingga bisa dipotong dengan pisau. Ciri-ciri fisik utama timbal:

• kepadatan (tidak.) – 11,3415 g/cm³
• suhu leleh – 327,46°C (600,61 K)
• titik didih – 1749°C (2022 K)
• konduktivitas termal (pada 300 K) – 35,3 W/(m K)
• kekuatan tarik - 12-13 MPa

Timbal: sifat kimia

Dalam senyawa kimia, unsur Pb mencapai dua bilangan oksidasi: +2 dan +4, yang mampu menunjukkan sifat logam dan non-logam. Garam timbal yang larut disajikan:

• Pb(CH 3 COO) 2 asetat
• nitrat Pb(NO 3) 2
• PbSO 4 sulfat
• kromat PbCrO4

Pada suhu biasa, timbal tidak larut dalam air murni, tetapi hal ini tidak dapat dikatakan tentang air jenuh oksigen. Selain itu, unsur Pb cepat larut dalam asam nitrat encer dan asam sulfat pekat. Asam sulfat encer tidak berpengaruh pada timbal, sedangkan asam klorida memiliki efek lemah. Sedangkan untuk media basa, di dalamnya, serta dalam larutan asam, timbal diubah menjadi zat pereduksi. Pada saat yang sama, timbal yang larut dalam air, khususnya asetatnya, sangat beracun.

Aplikasi Pimpin

Timbal murni digunakan dalam pengobatan (mesin sinar-X), geologi (isotopnya membantu menentukan usia batuan), tetapi paling banyak digunakan dalam senyawa:

• Timbal sulfida dan iodida digunakan dalam pembuatan baterai
• nitrat dan azida – untuk membuat bahan peledak
• dioksida dan klorida - untuk sumber tenaga kimia
• arsenit dan arsenat – di bidang pertanian untuk memusnahkan serangga berbahaya
• telurida – untuk produksi generator termoelektrik dan unit pendingin

Timbal juga dikenal dapat memblokir radiasi karena kemampuannya menyerap radiasi g dengan sempurna. Oleh karena itu, Pb merupakan unsur utama dalam pembuatan bahan proteksi radiasi yang digunakan dalam pembuatan reaktor nuklir dan instalasi sinar-X.

Memimpin- mineral langka, logam asli dari kelas unsur asli. Logam lunak, relatif dapat melebur, berwarna putih keperakan dengan semburat kebiruan. Dikenal sejak zaman kuno. Sangat plastik, lembut (bisa dipotong dengan pisau, digores dengan kuku). Reaksi nuklir menghasilkan banyak isotop radioaktif timbal.

Lihat juga:

STRUKTUR

PROPERTI

Timbal memiliki konduktivitas termal yang cukup rendah, yaitu 35,1 W/(m K) pada 0 °C. Logamnya lunak, dapat dipotong dengan pisau, dan mudah tergores dengan kuku. Di permukaan biasanya ditutupi dengan lapisan oksida yang kurang lebih tebal, ketika dipotong, permukaan mengkilap terlihat, yang seiring waktu memudar di udara. Titik lebur - 600,61 K (327,46 °C), mendidih pada 2022 K (1749 °C). Milik kelompok logam berat; massa jenisnya adalah 11,3415 g/cm 3 (+20 °C). Ketika suhu meningkat, kepadatan timbal menurun. Kekuatan tarik - 12-13 MPa (MN/m2). Pada suhu 7,26 K menjadi superkonduktor.

CADANGAN DAN PRODUKSI

Kandungan di kerak bumi adalah 1,6 · 10 −3% berat. Timbal asli jarang ditemukan; kisaran batuan yang ditemukan cukup luas: dari batuan sedimen hingga batuan intrusif ultrabasa. Dalam formasi ini sering membentuk senyawa intermetalik (misalnya zvyagintsevite (Pd,Pt) 3 (Pb,Sn), dll.) dan paduan dengan unsur lain (misalnya (Pb + Sn + Sb)). Ini adalah bagian dari 80 mineral berbeda. Yang terpenting adalah: galena PbS, cerussite PbCO 3, anglesite PbSO 4 (timbal sulfat); dari yang lebih kompleks - tiltit PbSnS 2 dan betechtinite Pb 2 (Cu,Fe) 21 S 15, serta timbal sulfosalt - jamesonite FePb 4 Sn 6 S 14, boulangerite Pb 5 Sb 4 S 11. Selalu ditemukan dalam bijih uranium dan thorium, seringkali bersifat radiogenik.

Untuk mendapatkan timbal, terutama digunakan bijih yang mengandung galena. Pertama, konsentrat yang mengandung 40-70 persen timbal diperoleh dengan cara flotasi. Kemudian, beberapa metode dimungkinkan untuk mengolah konsentrat menjadi werkbley (timah kosong): metode peleburan reduksi tambang yang sebelumnya tersebar luas, metode peleburan elektrotermal siklon tersuspensi oksigen dari produk timbal-seng (KIVTSET-TSS), metode peleburan Vanyukov (meleleh dalam penangas cairan) yang dikembangkan di Uni Soviet. . Untuk peleburan dalam tungku poros (jaket air), konsentrat terlebih dahulu disinter dan kemudian dimasukkan ke dalam tungku poros, di mana timbal direduksi dari oksida.

Werkbley, yang mengandung lebih dari 90 persen timbal, menjalani pemurnian lebih lanjut. Pertama, zeigerisasi dan pengolahan belerang selanjutnya digunakan untuk menghilangkan tembaga. Arsenik dan antimon kemudian dihilangkan dengan pemurnian basa. Selanjutnya perak dan emas diisolasi menggunakan busa seng dan seng disuling. Bismut dihilangkan dengan pengobatan dengan kalsium dan magnesium. Hasilnya, kandungan pengotor turun menjadi kurang dari 0,2%[

ASAL

Ia membentuk impregnasi pada batuan beku, terutama batuan asam; dalam endapan Fe dan Mn ia berasosiasi dengan magnetit dan hausmannit. Ditemukan pada placer dengan penduduk asli Au, Pt, Os, Ir.

Dalam kondisi alami, sering membentuk endapan besar bijih timah-seng atau polimetalik dari jenis stratiform (Kholodninskoe, Transbaikalia), serta jenis skarn (Dalnegorskoe (sebelumnya Tetyukhinskoe), Primorye; Broken Hill di Australia); galena sering ditemukan pada endapan logam lain: pirit-polimetalik (Ural Selatan dan Tengah), tembaga-nikel (Norilsk), uranium (Kazakhstan), bijih emas, dll. Sulfosalt biasanya ditemukan pada endapan hidrotermal suhu rendah dengan antimon, arsenik, dan juga dalam deposit emas (Darasun, Transbaikalia). Mineral timbal jenis sulfida mempunyai asal usul hidrotermal, mineral jenis oksida umum terjadi pada kerak pelapukan (zona oksidasi) endapan timbal-seng. Timbal hadir dalam konsentrasi clarke di hampir semua batuan. Satu-satunya tempat di bumi yang batuannya mengandung lebih banyak timbal daripada uranium adalah busur Kohistan-Ladakh di Pakistan utara.

APLIKASI

Timbal nitrat digunakan untuk menghasilkan bahan peledak campuran yang kuat. Timbal azida digunakan sebagai detonator (pemula ledakan) yang paling banyak digunakan. Timbal perklorat digunakan untuk membuat cairan berat (kepadatan 2,6 g/cm³) yang digunakan dalam benefisiasi flotasi bijih, dan kadang-kadang digunakan dalam bahan peledak campuran berkekuatan tinggi sebagai zat pengoksidasi. Timbal fluorida sendiri, serta bersama dengan bismut, tembaga, dan perak fluorida, digunakan sebagai bahan katoda dalam sumber arus kimia.

Timbal bismut, timbal sulfida PbS, timbal iodida digunakan sebagai bahan katoda pada baterai litium. Timbal klorida PbCl 2 sebagai bahan katoda pada sumber arus cadangan. Timbal telurida PbTe banyak digunakan sebagai bahan termoelektrik (termo-ggl 350 µV/K), bahan yang paling banyak digunakan dalam produksi generator termoelektrik dan lemari es termoelektrik. Timbal dioksida PbO 2 banyak digunakan tidak hanya pada baterai timbal, tetapi juga banyak sumber arus kimia cadangan yang dihasilkan, misalnya sel timbal-klorin, sel timbal-fluoresen, dan lain-lain.

Timbal putih, karbonat basa Pb(OH) 2 PbCO 3, bubuk putih padat, diperoleh dari timbal di udara di bawah pengaruh karbon dioksida dan asam asetat. Penggunaan timbal putih sebagai pigmen pewarna kini tidak seluas dulu, karena terurai di bawah pengaruh hidrogen sulfida H 2 S. Timbal putih juga digunakan untuk produksi dempul, dalam teknologi semen dan timbal karbonat. kertas.

Timbal arsenat dan arsenit digunakan dalam teknologi insektisida untuk membunuh hama pertanian (ngengat gipsi dan kumbang kapas).

Timbal borat Pb(BO 2) 2 H 2 O, merupakan bubuk putih yang tidak larut, digunakan untuk mengeringkan lukisan dan pernis, dan, bersama dengan logam lainnya, sebagai pelapis pada kaca dan porselen.

Timbal klorida PbCl 2, bubuk kristal putih, larut dalam air panas, larutan klorida lain dan terutama amonium klorida NH 4 Cl. Ini digunakan untuk menyiapkan salep untuk mengobati tumor.

Timbal kromat PbCrO4 dikenal sebagai pewarna kuning krom dan merupakan pigmen penting untuk membuat cat, untuk mewarnai porselen dan kain. Dalam industri, kromat digunakan terutama dalam produksi pigmen kuning.

Timbal nitrat Pb(NO 3) 2 adalah zat kristal putih, sangat larut dalam air. Ini adalah pengikat dengan penggunaan terbatas. Dalam industri, digunakan dalam perjodohan, pencelupan dan pencetakan tekstil, pencelupan dan pengukiran tanduk.

Karena timbal menyerap radiasi dengan baik, timbal digunakan untuk proteksi radiasi di fasilitas sinar-X dan reaktor nuklir. Selain itu, timbal dianggap sebagai pendingin dalam proyek reaktor nuklir neutron cepat yang canggih.

Paduan timbal banyak digunakan. Timah (paduan timah-timah), mengandung 85-90% Sn dan 15-10% Pb, dapat dicetak, murah dan digunakan dalam pembuatan peralatan rumah tangga. Solder yang mengandung 67% Pb dan 33% Sn digunakan dalam teknik kelistrikan. Paduan timbal dan antimon digunakan dalam produksi peluru dan font tipografi, dan paduan timbal, antimon, dan timah digunakan untuk pengecoran dan bantalan berpola. Paduan timbal-antimon biasanya digunakan untuk selubung kabel dan pelat baterai listrik. Ada suatu masa ketika selubung kabel menggunakan sebagian besar produksi timbal dunia, karena sifat tahan lembab yang baik dari produk tersebut. Namun, timbal kemudian sebagian besar digantikan oleh aluminium dan polimer. Misalnya, di negara-negara Barat, penggunaan timbal pada selubung kabel turun dari 342 ribu ton pada tahun 1976 menjadi 51 ribu ton pada tahun 2002. Senyawa timbal digunakan dalam produksi pewarna, cat, insektisida, produk kaca dan sebagai bahan tambahan bensin dalam bentuk timbal tetraetil (C 2 H 5) 4 Pb (cairan yang cukup mudah menguap, uapnya dalam konsentrasi kecil memiliki bau buah yang manis, dalam konsentrasi besar - bau tidak sedap; Tm = 130 °C, Bp = +80 °C/13 mm Hg; massa jenis 1,650 g/cm³; nD2v = 1,5198; tidak larut dalam air, dapat larut dengan pelarut organik; sangat beracun, mudah menembus kulit; MPC = 0,005 mg/m³; LD50 = 12,7 mg/kg (tikus, oral)) untuk meningkatkan angka oktan.

Digunakan untuk melindungi pasien dari radiasi mesin sinar-X.

Timbal - Pb

KLASIFIKASI

Timbal (Pb dari bahasa Latin Plumbum) adalah suatu unsur kimia yang termasuk dalam golongan IV Tabel Periodik. Timbal memiliki banyak isotop, lebih dari 20 di antaranya memiliki sifat radioaktif. Isotop timbal adalah produk peluruhan uranium dan thorium, sehingga kandungan timbal di litosfer meningkat secara bertahap selama jutaan tahun dan sekarang berjumlah sekitar 0,0016% massa, namun lebih melimpah dibandingkan kerabat terdekatnya seperti emas dan . Timbal mudah dilepaskan dari endapan bijih. Sumber utama timbal adalah galena, anglesite, dan cerussite. Timbal sering kali mengandung logam lain dalam bijihnya, seperti seng, kadmium, dan bismut. Timbal dalam bentuk aslinya sangatlah langka.

Memimpin - fakta sejarah yang menarik

Etimologi dari kata “timbal” belum dijelaskan secara pasti dan merupakan subjek penelitian yang sangat menarik. Timbal sangat mirip dengan timah, sering kali tertukar, jadi di sebagian besar bahasa Slavia Barat, timbal adalah timah. Namun kata “timah” ditemukan dalam bahasa Lituania (svinas) dan Latvia (svin). Lead diterjemahkan ke dalam bahasa Inggris sebagai lead, dalam bahasa Belanda sebagai lood. Rupanya dari sinilah kata “bermain-main” berasal, yaitu. tutupi produk dengan lapisan timah (atau timah). Asal usul kata Latin Plumbum, yang merupakan asal kata bahasa Inggris tukang ledeng - tukang ledeng, juga tidak sepenuhnya jelas. Faktanya adalah bahwa pada suatu waktu pipa air “disegel” dengan timah, “disegel” (tukang ledeng Perancis “menyegel dengan timah”). Ngomong-ngomong, dari sinilah kata “isian” yang terkenal berasal. Namun kebingungan tidak berakhir di situ, orang Yunani selalu menyebut timbal sebagai “molibdos”, oleh karena itu bahasa Latin “molibdaena”; orang yang bodoh dapat dengan mudah mengacaukan nama ini dengan nama unsur kimia molibdenum. Inilah yang pada zaman dahulu disebut mineral mengkilat yang meninggalkan bekas gelap pada permukaan terang. Fakta ini meninggalkan jejaknya dalam bahasa Jerman: “pensil” dalam bahasa Jerman disebut Bleistift, yaitu. batang timah.
Umat ​​​​manusia telah mengenal timah sejak dahulu kala. Para arkeolog telah menemukan produk timbal yang dilebur 8.000 tahun lalu. Di Mesir Kuno, patung bahkan dibuat dari timah. Di Roma Kuno, pipa air terbuat dari timbal, dan timbal itulah yang menyebabkan bencana lingkungan pertama dalam sejarah. Bangsa Romawi tidak tahu tentang bahaya timbal; mereka menyukai logam yang mudah ditempa, tahan lama, dan mudah dikerjakan. Bahkan diyakini bahwa timbal yang ditambahkan ke anggur meningkatkan rasanya. Oleh karena itu, hampir setiap orang Romawi diracuni dengan timbal. Gejala keracunan timbal akan kita bahas di bawah ini, namun untuk saat ini kami hanya akan menekankan bahwa salah satunya adalah gangguan jiwa. Rupanya dari sinilah semua kejenakaan gila para bangsawan Romawi dan pesta pora gila yang tak terhitung jumlahnya berasal. Beberapa peneliti bahkan percaya bahwa timbal mungkin menjadi penyebab utama jatuhnya Roma Kuno.
Pada zaman kuno, pembuat tembikar menggiling bijih timah, mengencerkannya dengan air dan menuangkan campuran tersebut ke atas benda-benda tanah liat. Setelah ditembakkan, bejana tersebut ditutup dengan lapisan tipis kaca timah mengkilap.
Orang Inggris George Ravenscroft pada tahun 1673 memperbaiki komposisi kaca dengan menambahkan timbal oksida ke komponen aslinya dan dengan demikian memperoleh kaca mengkilap dengan titik leleh rendah yang sangat mirip dengan kristal batu alam. Dan pada akhir abad ke-18, Georg Strass, dalam produksi kaca, menggabungkan pasir putih, kalium, dan timbal oksida, menghasilkan kaca yang sangat murni dan berkilau sehingga sulit membedakannya dari berlian. Dari sinilah nama "berlian imitasi" berasal, yang pada dasarnya adalah batu mulia palsu. Sayangnya, di kalangan orang sezamannya, Strass dikenal sebagai penipu dan penemuannya dilupakan hingga, pada awal abad ke-20, Daniel Swarovski mampu mengubah produksi berlian imitasi menjadi industri fashion dan arahan seni secara keseluruhan.
Setelah munculnya dan meluasnya penggunaan senjata api, timah mulai digunakan untuk memproduksi peluru dan tembakan. Surat tipografi dibuat dari timah. Timbal sebelumnya termasuk dalam cat putih dan merah, hampir semua seniman kuno melukis dengan cat tersebut.

Tembakan utama

Sifat kimia timbal secara singkat

Timbal adalah logam abu-abu matte. Namun, potongan segarnya bersinar dengan baik, namun sayangnya hampir seketika tertutup lapisan oksida kotor. Timbal adalah logam yang sangat berat, satu setengah kali lebih berat dari besi, dan empat kali lebih berat dari aluminium. Bukan tanpa alasan bahwa dalam bahasa Rusia kata “timah” sampai batas tertentu identik dengan beban. Timbal adalah logam yang sangat mudah melebur, sudah meleleh pada suhu 327°C. Nah, fakta ini diketahui semua nelayan yang bisa dengan mudah melelehkan pemberat dengan berat yang dibutuhkan. Timbal juga sangat lunak dan dapat dipotong dengan pisau baja biasa. Timbal adalah logam dengan aktivitas yang sangat rendah, tidak sulit untuk bereaksi atau melarutkannya bahkan pada suhu kamar.
Turunan timbal organik merupakan zat yang sangat beracun. Sayangnya, salah satunya, tetraethyl lead, banyak digunakan sebagai bahan tambahan bensin untuk meningkatkan angka oktan. Namun untungnya, timbal tetraetil tidak lagi digunakan dalam bentuk ini; ahli kimia dan pekerja produksi telah belajar untuk meningkatkan angka oktan dengan cara yang lebih aman.

Pengaruh timbal pada tubuh manusia dan gejala keracunan

Senyawa timbal apa pun sangat beracun. Logam tersebut masuk ke dalam tubuh bersama makanan atau udara yang dihirup dan dibawa oleh darah. Selain itu, menghirup uap timbal dan debu jauh lebih berbahaya dibandingkan keberadaannya dalam makanan. Timbal cenderung menumpuk di tulang, dalam hal ini sebagian menggantikan kalsium. Ketika konsentrasi timbal dalam tubuh meningkat, anemia berkembang, otak terpengaruh, yang menyebabkan penurunan kecerdasan, dan pada anak-anak hal ini dapat menyebabkan keterlambatan perkembangan yang tidak dapat diubah. Cukup dengan melarutkan satu miligram timbal dalam satu liter air dan itu tidak hanya tidak layak, tetapi juga berbahaya untuk diminum. Jumlah timbal yang rendah juga menimbulkan bahaya tertentu, baik warna maupun rasa air tidak berubah. Gejala utama keracunan timbal:

• batas abu-abu di gusi,
• kelesuan,
• apati,
• hilang ingatan,
• demensia,
• masalah penglihatan,
• penuaan dini.

Aplikasi Pimpin

Meski begitu, meski mengandung racun, belum ada cara untuk menghentikan penggunaan timbal karena sifat-sifatnya yang luar biasa dan biayanya yang rendah. Timbal terutama digunakan untuk memproduksi pelat baterai, yang saat ini mengonsumsi sekitar 75% timbal di planet ini. Timbal digunakan sebagai selubung kabel listrik karena keuletan dan ketahanannya terhadap korosi. Logam ini banyak digunakan dalam industri kimia dan penyulingan minyak, misalnya untuk pelapis reaktor yang menghasilkan asam sulfat. Timbal memiliki khasiat menghalangi radiasi radioaktif; ini juga banyak digunakan dalam bidang energi, kedokteran, dan kimia. Misalnya, unsur radioaktif diangkut dalam wadah timbal. Timbal digunakan untuk membuat inti peluru dan pecahan peluru. Logam ini juga diterapkan dalam produksi bantalan.