رصاص

Waleed Khalifa.jpg وليد خليفة
ساهم بشكل رئيسي في تحرير هذا المقال
Disambig RTL.svg هذه المقالة عن العنصر الكيميائي الرصاص. لرؤية صفحة توضيحية بمقالات ذات عناوين مشابهة، انظر رصاص (توضيح).


بزموترصاصثاليوم
Sn

Pb

Fl
Element 1: هيدروجين (H), لافلز آخر
Element 2: هليوم (He), غاز نبيل
Element 3: ليثيوم (Li), Alkali metal
Element 4: بريليوم (Be), Alkaline earth metal
Element 5: بورون (B), Metalloid
Element 6: كربون (C), لافلز آخر
Element 7: نيتروجين (N), لافلز آخر
Element 8: أكسجين (O), لافلز آخر
Element 9: فلور (F), هالوجين
Element 10: نيون (Ne), غاز نبيل
Element 11: صوديوم (Na), Alkali metal
Element 12: مغنسيوم (Mg), Alkaline earth metal
Element 13: ألومنيوم (Al), فلز آخر
Element 14: سليكون (Si), Metalloid
Element 15: فسفور (P), لافلز آخر
Element 16: كبريت (S), لافلز آخر
Element 17: كلور (Cl), هالوجين
Element 18: أرگون (Ar), غاز نبيل
Element 19: پوتاسيوم (K), Alkali metal
Element 20: كالسيوم (Ca), Alkaline earth metal
Element 21: سكانديوم (Sc), فلز انتقالي
Element 22: تيتانيوم (Ti), فلز انتقالي
Element 23: ڤناديوم (V), فلز انتقالي
Element 24: كروم (Cr), فلز انتقالي
Element 25: منگنيز (Mn), فلز انتقالي
Element 26: حديد (Fe), فلز انتقالي
Element 27: كوبالت (Co), فلز انتقالي
Element 28: نيكل (Ni), فلز انتقالي
Element 29: نحاس (Cu), فلز انتقالي
Element 30: زنك (Zn), فلز انتقالي
Element 31: گاليوم (Ga), فلز آخر
Element 32: جرمانيوم (Ge), Metalloid
Element 33: زرنيخ (As), Metalloid
Element 34: سلنيوم (Se), لافلز آخر
Element 35: بروم (Br), هالوجين
Element 36: كريپتون (Kr), غاز نبيل
Element 37: روبيديوم (Rb), Alkali metal
Element 38: سترونشم (Sr), Alkaline earth metal
Element 39: إتريوم (Y), فلز انتقالي
Element 40: زركونيوم (Zr), فلز انتقالي
Element 41: نيوبيوم (Nb), فلز انتقالي
Element 42: مولبدنم (Mo), فلز انتقالي
Element 43: تكنيشيوم (Tc), فلز انتقالي
Element 44: روذنيوم (Ru), فلز انتقالي
Element 45: روديوم (Rh), فلز انتقالي
Element 46: پلاديوم (Pd), فلز انتقالي
Element 47: فضة (Ag), فلز انتقالي
Element 48: كادميوم (Cd), فلز انتقالي
Element 49: إنديوم (In), فلز آخر
Element 50: قصدير (Sn), فلز آخر
Element 51: أنتيمون (Sb), Metalloid
Element 52: تلوريوم (Te), Metalloid
Element 53: يود (I), هالوجين
Element 54: زينون (Xe), غاز نبيل
Element 55: سيزيوم (Cs), Alkali metal
Element 56: باريوم (Ba), Alkaline earth metal
Element 57: لنثانم (La), Lanthanoid
Element 58: سريوم (Ce), Lanthanoid
Element 59: پراسيوديميوم (Pr), Lanthanoid
Element 60: نيوديميوم (Nd), Lanthanoid
Element 61: پرومثيوم (Pm), Lanthanoid
Element 62: سماريوم (Sm), Lanthanoid
Element 63: يوروپيوم (Eu), Lanthanoid
Element 64: گادولينيوم (Gd), Lanthanoid
Element 65: تربيوم (Tb), Lanthanoid
Element 66: ديسپروسيوم (Dy), Lanthanoid
Element 67: هولميوم (Ho), Lanthanoid
Element 68: إربيوم (Er), Lanthanoid
Element 69: ثوليوم (Tm), Lanthanoid
Element 70: إتربيوم (Yb), Lanthanoid
Element 71: لوتتيوم (Lu), Lanthanoid
Element 72: هافنيوم (Hf), فلز انتقالي
Element 73: تنتالم (Ta), فلز انتقالي
Element 74: تنگستن (W), فلز انتقالي
Element 75: رنيوم (Re), فلز انتقالي
Element 76: اوزميوم (Os), فلز انتقالي
Element 77: إريديوم (Ir), فلز انتقالي
Element 78: پلاتين (Pt), فلز انتقالي
Element 79: ذهب (Au), فلز انتقالي
Element 80: زئبق (Hg), فلز انتقالي
Element 81: ثاليوم (Tl), فلز آخر
Element 82: رصاص (Pb), فلز آخر
Element 83: بزموت (Bi), فلز آخر
Element 84: پولونيوم (Po), Metalloid
Element 85: أستاتين (At), هالوجين
Element 86: رادون (Rn), غاز نبيل
Element 87: فرانسيوم (Fr), Alkali metal
Element 88: راديوم (Ra), Alkaline earth metal
Element 89: أكتينيوم (Ac), Actinoid
Element 90: ثوريوم (Th), Actinoid
Element 91: پروتاكتنيوم (Pa), Actinoid
Element 92: يورانيوم (U), Actinoid
Element 93: نپتونيوم (Np), Actinoid
Element 94: پلوتونيوم (Pu), Actinoid
Element 95: أمريكيوم (Am), Actinoid
Element 96: كوريوم (Cm), Actinoid
Element 97: بركليوم (Bk), Actinoid
Element 98: كاليفورنيوم (Cf), Actinoid
Element 99: أينشتاينيوم (Es), Actinoid
Element 100: فرميوم (Fm), Actinoid
Element 101: مندلڤيوم (Md), Actinoid
Element 102: نوبليوم (No), Actinoid
Element 103: لورنسيوم (Lr), Actinoid
Element 104: رذرفورديوم (Rf), فلز انتقالي
Element 105: دبنيوم (Db), فلز انتقالي
Element 106: سيبورگيوم (Sg), فلز انتقالي
Element 107: Bohrium (Bh), فلز انتقالي
Element 108: هاسيوم (Hs), فلز انتقالي
Element 109: Meitnerium (Mt)
Element 110: Darmstadtium (Ds)
Element 111: Roentgenium (Rg)
Element 112: كوپرنيكيوم (Cn), فلز انتقالي
Element 113: أنون‌تريوم (Uut)
Element 114: أنون‌كواديوم (Uuq)
Element 115: أنون‌پنتيوم (Uup)
Element 116: أنون‌هكسيوم (Uuh)
Element 117: أنون‌سپتيوم (Uus)
Element 118: أنون‌اوكتيوم (Uuo)
82Pb
المظهر
رمادي معدني
A small gray metal cube surrounded by three gray metal nuggets in front of a light gray background
الخصائص العامة
الاسم، العدد، الرمز رصاص، 82، Pb
المجموعة، الدورة، المستوى الفرعي 14، 6، p
الكتلة الذرية {{{atomic mass}}}گ·مول−1
توزيع إلكتروني [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p2
توزيع الإلكترونات لكل غلاف تكافؤ 2, 8, 18, 32, 18, 4 (صورة)
الخصائص الفيزيائية
الطور صلب
الكثافة (عند درجة حرارة الغرفة) 11.34 گ·سم−3
كثافة السائل عند نقطة الانصهار 10.66 غ·سم−3
نقطة الانصهار 600.61 ك، 327.46 °س، 621.43 °ف
نقطة الغليان 2022 ك، 1749 °س، 3180 °ف
حرارة الانصهار 4.77 كيلوجول·مول−1
حرارة التبخر 179.5 كيلوجول·مول−1
السعة الحرارية (25 °س) 26.650 جول·مول−1·كلفن−1
ضغط البخار
ض (باسكال) 1 10 100 1 كيلو 10 كيلو 100 كيلو
عند د.ح. (كلڤن) 978 1088 1229 1412 1660 2027
الخصائص الذرية
أرقام الأكسدة 4, 3, 2, 1, −1, −2, −4
((an amphoteric oxide))
الكهرسلبية 1.87 (+2) (مقياس پاولنگ)
طاقات التأين الأول: {{{1st ionization energy}}} كيلوجول·مول−1
الثاني: {{{2nd ionization energy}}} كيلوجول·مول−1
الثالث: {{{3rd ionization energy}}} كيلوجول·مول−1
نصف قطر ذري 175 بيكومتر
نصف قطر تساهمي 146±5 بيكومتر
نصف قطر فان دير ڤالس 202 بيكومتر
خصائص أخرى
البنية البلورية face-centered cubic
المغناطيسية diamagnetic
مقاومة كهربائية 208أوم·متر (20 °س)
الناقلية الحرارية 35.3 واط·متر−1·كلڤن−1 (300 كلفن)
التمدد الحراري 28.9 ميكرومتر·متر−1·كلڤن−1 (25 °س)
سرعة الصوت (سلك رفيع) (درجة حرارة الغرفة) 1190 متر·ثانية−1
معامل ينگ 16 گياباسكال
معامل القص 5.6 گيگاباسكال
معامل الحجم 46 گيگاباسكال
نسبة پواسون 0.44
صلادة موس 1.5
صلادة برينل 38–50 ميگاباسكال
رقم الكاس 7439-92-1
النظائر الأكثر ثباتاً
المقالة الرئيسية: نظائر الرصاص
النظائر توافر طبيعي عمر النصف نمط الاضمحلال طاقة الاضمحلال (ميگا إلكترون فولت) ناتج الاضمحلال
204Pb 1.4% 204Pb هو نظير مستقر وله 122 نيوترون
206Pb 24.1% 206Pb هو نظير مستقر وله 124 نيوترون
207Pb 22.1% 207Pb هو نظير مستقر وله 125 نيوترون
208Pb 52.4% 208Pb هو نظير مستقر وله 126 نيوترون
Isotopic abundances vary greatly by sample

الرصاص عنصر كيميائي له الرمز Pb والعدد الذري 82 في الجدول الدوري. وهو يعد أحد الفلزات الثقيلة السامة, عرف منذ القدم لسهولة الحصول عليه من فلزاته، فقد عثر على تماثيل وأدوات مصنوعة منه في قبور المصريين القدماء. كما عثر عليه في آثار تعود إلى الحضارة الإيجية (1400-1100ق.م) في جنوب اليونان.

وجوده في الطبيعة وتحضيره

يتواجد الرصاص بالطبيعة كمركب كبريتيد الرصاص PbS , يعد الرصاص من اقدم الفلزات المكتشفة و المستخدمة عبر التاريخ وذلك نظراً لكونه مطاوعا سهل السبك و درجة انصهاره المنخفضة.

الرصاص عنصرٌ كيميائيٌ ثقيل، لونه رماديٌّ يميل إلى الزرقة، وهو من أقدم الفلزات المعروفة في العالم. رمزه الكيميائي Pb. وقد استخدم الناس الرصاص لآلاف السنين في صنع أنابيب المياه، وفي صناعة أواني الفخار وأغراض أخرى. أما اليوم، فقد أصبح الرصاص مهمًّا لكثير من الصناعات، خصوصًا في صناعة المواد الكيميائية والطاقة النووية والنفط.

وعلى الرغم من منافع الرصاص الكثيرة، فإنه قد يكون ضارًا. وتحدث الحالة المعروفة باسم التسمم الرصاصي إذا دخلت إلى الجسم كمياتٌ كبيرة من الرصاص. وتنتشر حالة التسمم هذه، بصورة رئيسية بين أولئك الذين يعملون في المصانع الكيميائية أو المصانع الأخرى، أو في معامل التكرير حيث توجد كمياتٌ كبيرة من أبخرة الرصاص وغباره في الهواء.

والواقع أن مقدار ما يستخدم من الرصاص أكثر بكثير من كمية الرصاص المستخرج من المناجم. فكمية الرصاص المستهلكه سنوياً على النطاق العالمي يقرب من 5,5 ملايين طنٍّ متريّ، في حين أن كمية الرصاص المستخرج من المناجم سنويًا تبلغ نحو ثلاثة ملايين طن متري فقط. ويتم الحصول على الباقي (فارق الاستهلاك) بإعادة استعمال الخردة. وتعتبر أستراليا والولايات المتحدة والصين وبيرو وكندا من أبرز الأقطار المنتجة للرصاص.

حيث تقدر كمية الرصاص الموجودة في القشرة الأرضية بـ 16 جراماً في الطن، وهي نسبة أصغر بكثير من عناصر عدة تُعد نادرة مثل الزركونيوم، والسيريوم والفاناديوم.

يصادف على شكل كبريتيد الرصاص الگالينا PbS، وهو أهم فلزاته، والسيروسيت PbCO3، والأنگليسيت PbSO4، والفيريت الرصاصي PbFe4O7، والوولفينيت PbMoO4 والفاناديت Pb5(VO4)3Cl. وهي موزعة في القارات الخمس.

نظائره الموجودة في الطبيعة غير مشعة وهي أربعة فقط أعدادها الكتلية 208,207,206,204.

يسحق الفلز ويركَّز بترسيبه بفعل الثـقالة وتعويمه، ثم يحمّص فيتحول إلى أكسيد رصاص وكبريتات رصاص:

2PbS + 3O2 ® 2PbO + 2SO2

PbS + 2O2 ® PbSO4


يعالج الخليط الناتج من التحميص بالحجر الكلسي الذي يقوم بدور دَفْق flux لإزالة الشوائب السيليكاتية، والكوك الذي يعمل مرجِعاً للأكسيد، والتفاعلات الحادثة معقدة، ويمكن تبسيطها بالشكل:

2PbO + C ® 2Pb + CO2

PbS + 2PbO ® 3Pb + SO2

PbSO4 + PbS ® 2Pb + 2SO2


ويحوي الرصاص الناتج شوائب بكميات صغيرة من الذهب والفضة والنحاس ومعادن أخرى، ويحصل عليه بدرجة أعلى من النقاوة بحل المعدن ثم ترسيبه بطريقة التحليل الكهربائي.

الخواص

الرصاص النقي لينٌ أو رخو، كما أن متانته أو قوته قليلة. وتبعًا لذلك، فإن من يقوم بإنتاج الرصاص يميل إلى مزجه مع كميات صغيرة من فلزات أخرى لتكوين سبائك الرصاص. ومن الأمثلة على الفلزات التي تضاف لهذا الغرض، الأنتيمون (الأثمد) والقصدير، اللذان من شأنهما زيادة متانة الرصاص وإضفاء صفات أخرى عليه. يتحد الرصاص أيضًا بالكلور والأكسجين وعناصر أخرى ليكون مركبات مختلفة. على سبيل المثال، يتحد الرصاص مع الكبريت لينتج كبريتيد الرصاص الذي يطلق عليه أيضًا اسم الجالينا.

الرصاص قابلٌ للطرق حيث يمكن طرقه أو كبسه في شكل صفائح رقيقة. ويتميز الرصاص أيضًا بلدونته وقابليته للمطل، أي القدرة على تحمل الشد الدائم أو الثابت دون أن يتكسر. ويقاوم الرصاص التآكل بفعل الماء أو حمض الكبريتيك أو المواد الكيميائية القوية الأخرى. ومن خواص الرصاص أنه رديء التوصيل للكهرباء. والوزن الذري للرصاص 207,19، وعدده الذري 82. وينصهر الرصاص عند درجة حرارة 327,5°م، ويغلي عند 1740°م. وكثافة الرصاص عند درجة حرارة 20°م، 11,35 جم/ سم§

الرصاص عدده الذري 82. يقع أسفل فصيلة الكربون في الجدول الدوري (الفصيلة الرئيسية الرابعة). بنيته الإلكترونية S[Xe]6S2 4f4 5d10 6P2 وتدل [Xe] على بنية ذرة الغاز الخامل زينون وعدده الذري 54، والرصاص من أثقل المعادن الشائعة فكثافته 11.3غ/سم3، ذو درجة انصهار منخفضة 327.5 ْس، ودرجة غليانه 1750 ْس، وزنه الذري 207.22 وكمونه النظامي لتحوله إلى Pb2+ ت(-0.13 فولت) أي يقع فوق الهيدروجين بالترتيب الكهرحركي. وهو ليّن، قابل للسحب إلا أن أسلاكه تنقطع بسهولة، وهو معدن لماع رمادي اللون ويكمد لونه سريعاً نظراً لتشكل طبقة من الأكسيد والكربونات الأساسية على سطحه، وهذه الطبقة تحمي المعدن من التأثر بالعوامل الكيميائية المختلفة مما يجعله خاملاً نسبياً ومقاوماً للتآكل. ويدخل بتشكيل خلائط (سبائك) عدة.

يشبه الرصاص باقي عناصر الفصيلة بأن له تكافؤين (+2) و(+4). و+2 هو التكافؤ المميز له، والتكافؤ (+4) مشترك covalent، وهذا يتطلب رفع الإلكترونات من الحالة الدنيا إلى حالة مهيجة تتهجن فيها المدارات وفق النمط SP3 فيكون للجزيئات الموافقة لهذا التكافؤ شكل رباعي وجوه منتظم.

يتأثر بالحموض ببطء شديد، فيتغطى بطبقة من الكلوريد بتفاعله مع حمض كلور الماء HCl، وتتشكل طبقة من الكبريتات على سطحه بتفاعله مع حمض الكبريت، وتحول الطبقة المتشكلة دون الاستمرار في التفاعل، وهو يذوب للحال في حمض الآزوت ويتشكل نترات الرصاص وأكاسيد آزوتية:

3Pb + 8HNO3 ® 3Pb(NO3)2 + 2NO + 4H2O


ولهذا السبب لا يجوز استعمال أنابيب رصاصية لنقل مياه الشرب، إذ إن مركبات الرصاص جميعها سامة.

يعرف له عدة أكاسيد أهمها أحادي أكسيد الرصاص PbO، والرصاص الأحمر Pb3O4، وثنائي أكسيد الرصاص PbO2. أحادي الأكسيد، ويطلق عليه تجارياً اسم ليتارج ويحصل عليه بأكسدة الرصاص في أثناء استحصاله، ويدخل في صناعة المطاط وفي إنتاج الزجاج البصري optical glass، ويخلط مع الجليسرين لاستعماله إسمنتاً للحدادين.

يستعمل PbO2 ملوناً pigment في الدهان، كما يستعمل في صفائح المدّخرات.

وبإضافة هيدروكسيد الصوديوم إلى محلول ملح ذوّاب للرصاص، يتشكل راسب أبيض من هيدروكسيد الرصاص (II) :

Pb++ + 2OH- ® Pb(OH)2


والهيدروكسيد مذبذب، يذوب بإضافة هيدروكسيد الصوديوم ويتـشكل الرصاصيت PbO2- -.2H2O:

Pb(OH)2 + 2OH- ® Pb(OH)4- -


لا يمكن فصل Pb(OH)4 إلا أن أملاحها معروفة مثل Pb3O4 أو Pb2PbO4 الذي يمكن اعتباره ملحاً للحمض H4PbO4، وملح رصاصيت الكلسيوم Ca2PbO4 وهو ملح معروف، ولا توجد شاردة Pb4+ في المحلول وإنما يوجد PbO44-.

للرصاص هيدريد واحد PbH4

للرصاص أملاح كثيرة: نترات الرصاص وخلات الرصاص ملحان ذوّابان بالماء، يستحصل الأول بتفاعل حمض الآزوت مع الليثارج والثاني بتفاعل حمض الخل مع الليثارج. ولخلات الرصاص طعم حلو لذا يطلق عليه اسم «سكر الرصاص» وهو كغيره من مركبات الرصاص، شديد السمية، يستحصل على كلوريد الرصاص بإضافة شاردة كلوريد إلى محلول يحوي شوارد رصاص:

Pb2+ + 2Cl- ® PbCl2


وهو لا يذوب في الماء البارد ولكنه يذوب في الماء الساخن، أما بروميد الرصاص، ويوديد الرصاص فغير ذوّابين. كبريتيد الرصاص ذو لون أسود يترسب بإمرار H2S في محلول قلوي، أو ضعيف الحموضة، يحوي شوارد رصاص:

Pb2+ + H2S ® PbS + 2H+


وهو يذوب فوراً في حمض الآزوت. كرومات الرصاص ملح أصفر اللون يترسب بإضافة كرومات ذوابة على محلول من شوارد الرصاص:

Pb2+ + CrO 4- - ® PbCrO4


ويستعمل هذا التفاعل للكشف عن شاردة الرصاص في محلول. ولهذا الملح استعمال تجاري فهو يستعمل ملوناً للدهانات.

أما رباعي إيتيل الرصاص Pb(C2H5)4 فيضاف إلى بنزين السيارات مضاداً للدق، وهو سائل يغلي في درجة 82 ْس تحت ضغط 13 ميلمتر زئبق، وهو الوحيد بين مركبات الرصاص الذي ينفذ من الجلد بالتماس. ويستحضر بتفاعل خليطة رصاص مع صوديوم (10%) مع كلور الإيتيل. ويستعمل ثنائي إيتيل الأنيلين أو البريدين وسيطاً (حفّازاً) للتفاعل:

4C2H5Cl + Na4Pb ® Pb(C2H5)4 + 4NaCl


تدخل بعض أملاح الرصاص مثل أبيض الرصاص PbCO3. Pb(OH)2 والكرومات في صناعة الدهان.

يتعرض الإنسان للتسمم بالرصاص نتيجة استنشاق أبخرته وغباره أثناء عملية صهر الرصاص أو في صناعة المبيدات الحشرية، أو صناعة الفخار وصناعة المدّخرات، أو بملامسة البنزين الحاوي على مضافات رصاصية. واستنشاق أبخرته أخطر أنواع التعرض للرصاص، كما تدخل كميات صغيرة منه إلى جسم الإنسان عندما توجد آثار صغيرة منه في المواد الغذائية. ويمتص الجسم الرصاص ببطء عن طريق الأمعاء الغليظة والأمعاء الدقيقة، إلا أن عملية طرحه خارج الجسم أبطأ، وتتوزع مركبات الرصاص العضوية في الجسم وتستقر في الأغشية اللينة خاصة في الكبد والكليتين، وبمرور الزمن ينتقل منها ويتوضع في العظام والأسنان والمخ.[1]


الكيمياء الوصفية

مجمعات الكلوريد

Diagram showing the forms of lead in chloride media[2]


Lead(II) forms a series of complexes with chloride, the formation of which alters the corrosion chemistry of the lead. This will tend to limit the solubility of lead in saline media.

Equilibrium constants for aqueous lead chloride complexes at 25 °C[3]
Pb2+</sub> + Cl → PbCl+ K1 = 12.59
PbCl+ + Cl → PbCl20 K2 = 14.45
PbCl20 + Cl → PbCl3 K3 = 3.98 ×10−1
PbCl3 + Cl → PbCl42− K4 = 8.92 × 10−2

منحنيات الأطوار لقابلية الإنحلال

انظر أيضاً: منحنى الأطوار

كبريتات الرصاص(II) هي صعبة الذوبان، كما يشاهـَد في المخطط التالي الذي يظهر اضافة SO42− to a solution containing 0.1M of Pb2+</sub>. The pH of the solution is 4.5, as above that, Pb2+ concentration can never reach 0.1M due to the formation of Pb(OH)2. Observe that Pb2+ solubility drops 10,000 fold as SO42− reaches 0.1M.

Here it can be seen that the addition of chloride can lower the solubility of lead, however in chloride rich media (such as aqua regia) the lead can become soluble again as anionic chlorocomplexes.

الاستخدامات

Roman lead water pipes with taps
Lead pipe in Roman baths

يستخدم الرصاص أساسًا في مجال صناعة بطاريات التخزين (المراكم) الحمضية الرصاصية. وتحتوي هذه البطاريات على الرصاص النقّي ومركبات الرصاص، وهناك أجزاء معينة منها تكون مصنوعة من سبيكة الأنتيمون-الرصاص. وتوفر هذه البطاريات القدرة اللازمة لتحريك الأنظمة الكهربائية في الطائرات والسيارات وفي كثير من وسائل النقل الأخرى.

ويُستخدم الرصاص أيضًا في إنتاج رابع إثيل الرصاص، وهي مادة تضاف إلى البنزين لتحسين أداء محركات سيارات معينة. لكن احتراق رابع إثيل الرصاص في المحركات تنتج عنه مواد كيميائية تسهم بدورها في تلويث الهواء. وهناك كثيرٌ من الأقطار الصناعية استخدمت البترول الخالي من الرصاص. تتميز كثيرٌ من مركبات الرصاص بأهمية في صناعة بعض الدهانات والأصباغ. من ذلك مثلاً، دهانات مركبات الرصاص التي يطلق عليها اسم الرصاص الأحمر والرصاص الأبيض. وهي تستخدم في طلاء القناطر والجسور والأبنية الحديدية الأخرى وذلك بهدف منع التآكل. ويَستخدِم أصحاب المصانع أيضًا مركبات الرصاص في المواد المتفجرة والمبيدات الحشرية، وفي صناعة الخزف والزجاج ، وفي المنتجات المطاطية.

ولسبائك الرصاص استعمالاتٌ متعددة. فأغطية الكبلات المصنوعة من الرصاص تحمي كلاً من الهواتف وخطوط القدرة الكهربائية من الرطوية والتآكل. ويستخدم أصحاب مصانع السيارات والأدوات الإلكترونية سبيكة قصدير ـ رصاص ويطلق عليها سبيكة لحام لربط أو وصل السطوح الفلزية. كما يستخدم منتجو الآلات والمعدات الثقيلة سبيكة الرصاص المسماة معدن بابيت أو المعدن الأبيض، وذلك للحصول على محامل. والمقصود بالمحامل الأجزاء الآلية التي تقلل من احتكاك الأجزاء المتحركة للمعدات الثقيلة مع بعضها بعض انظر: معادن بابيت. والواقع أن خاصية المقاومة القوية للرصاص ضد التآكل تجعله يتمتع بأهمية خاصة في مجال الصناعة الكيميائية . فالأنابيب وصهاريج التخزين، والمعدات الأخرى المصنوعة من سبائك الرصاص تستخدم لشحن مواد كيميائية معينة وتخزينها وحفظها.

ومن ناحية أخرى، فإن الكثافة العالية للرصاص تجعله حجابًا واقيًا جيدًا ضد الإشعاع. لذا فإن صفائح سبائك الرصاص تستخدم في تبطين جدران حجرات الأشعة السينية في المستشفيات، والمفاعلات النووية، وتلك الوسائل الأخرى التي توجد بها المواد ذات الفاعلية الإشعاعية. وبالإضافة إلى ذلك، فإن النفايات الإشعاعية توضع في حافظات مصنوعة من الرصاص لشحنها وللتخلص منها .

  • نظرا لكون الرصاص من العناصر الثقيلة غير المشعة فيستخدم لكبح الاشعاعات النووية وامتصاصها . وتستخدم صفائح الرصاص السميكة كعاز للإشعاعات.
  • تدخل الواحه في صناعة بطاريات السيارات .
  • تدخل عناصر الرصاص في صناعة الكثير من الاصباغ و الالوان و الدهانات .
  • يدخل في صناعة المعالجات الحاسوبية

أخطار الرصاص

يستنشق الناس الرصاص خلال عملية الشهيق، أو يبتلعون جسيمات منه أو يمتصون هذه الجسيمات عن طريق الجلد. وتكون خطورة التسمم بالرصاص شديدة حينما يتعرض المرء للرصاص على مدى فترة زمنية طويلة. يؤثر الرصاص في إنتاج خلايا الدم الحمراء وقد يؤدي إلى تلف في الدماغ، والكلى، أو في الأعضاء الأخرى من الجسم. كما يعاني أغلب ضحايا التسمم الرصاصيّ من التعب والإجهاد والصداع أو من تشنجات عضلية في المعدة، أو من أعراض أخرى. وربما يكون التعرض المفرط للرصاص مهلكًا وقاتلاً، لكن مثل هذه الحالات يندر وجودها. ومن المصادر الرئيسية للتلوث بمادة الرصاص، الغازات المنطلقة من عوادم السيارات التي يُستَخْدَم فيها البترول المعالج بالرصاص، وكذلك الغبار والأبخرة المنطلقة من المعامل الكيميائية التي يتم فيها استخدام الرصاص. والكثير من الأطفال الذين يتناولون شقفا من الطلاء الجاف المحتوي على رصاص يتعرضون للتسمم الرصاصي. والواقع أن مثل هذا الطلاء يوجد في كثير من المباني القديمة. كما أن أنابيب المياه المصنوعة من الرصاص الموجودة في المباني القديمة قد تسبب التسمم. وفي الوقت الحاضر، فرضت الكثير من حكومات الدول شروطًا للحدّ من كميات الرصاص في الطلاء والبترول، وكذلك الحدّ من كمية الرصاص المنطلق في الهواء.

كيفية الحصول على الرصاص

تشمل صِهارة وتنقية الرصاص سلسلة من العمليات المعقدة، التى توجب اختيار الحراريات المناسبة لكل عملية بدقة في كل مرحلة من مراحل الإنتاج. تُحمَّص خامة الرصاص المركزة وتلبد، ثم تشحن إلى فرن عالٍ مع مساعدات صهر وكوك. وينتج من الفرن العالى رصاص مشوب (غير نقى)، وأحياناً بعض من مخلوط كبريتيدى (كبريتيد نحاس وحديد) ومخلوط زرنيخيدى (زرنيخيدات حديد وكوبلت ونيكل) وخبث. يشحن الرصاص الناتج من الفرن العالى إلى قدور إزالة الكُدَارَة، التى تقلب بالهواء أو البخار أو بغمس أقطاب خشبية. تخرج بعض من الشوائب الذائبة إلى خارج المحلول وتكون كُدَارَة تطفو على سطح الرصاص المنصهر، تقشد من حين لآخر بشكل دورى، وتخرج مختلطة معها كميات معتبرة من الرصاص وأكسيده.[4]

تعالج كُدارة القدور هذه بعوامل مختزِلة وصهورات في فرن عاكس صغير يسمى فرن الكُدارة. ويعاد الرصاص المسترد من الكدارة إلى قدور إزالة الكدارة مرة أخرى، ويرسل المخلوط الكبريتيدى والمخلوط الزرنيخيدى إلى مصنع نحاس، ويشحن الخبث مرة أخرى إلى الفرن العالى، ويسترد الدخان المتصاعد بمعالجة الغازات المنصرفة.

تنتج جميع خامات الرصاص من المناجم التي في باطن الأرض. وفي الحقيقة، فإن الكثير من هذه الخامات تحتوي على الرصاص، لكن المصدر الرئيسي لعنصر الرصاص، خامٌ فلزي رمادي اسمه الجالينا. وفي الحالة النقية، فإن الجالينا يتألف من الرصاص والكبريت فقط، لكن وجود الجالينا في الطبيعة على هذه الصورة أمرٌ نادر. ومعظم رواسب الجالينا ـ مثلها مثل خامات الرصاص الأخرى ـ تحتوي على بعض العناصر، مثل: النحاس والذهب والفضة والخارصين.

وبعد استخراج الجالينا الخام يتم تركيز الشوائب والصخور والمواد الأخرى من الخام، أي فصلها منه. ولهذا، فإن معظم القائمين على التكرير يفضلون معالجة الخام باستخدام عملية تُسَمَّى الطفو أو عملية التقويم. في هذه العملية يتم تهشيم وطحن الخام، ثم يوضع الخام في خزان كبير يحوي مادةًكيميائية تساعد على الطفو مثل كبريتات النحاس أو الزيت. وهذه المادة الكيميائية من شأنها أن تجعل الخام يرتفع إلى أعلى بينما تغوص الشوائب والصخور إلى أسفل. وعندئذ يقوم العمال باستخلاص الخام المركز من السطح.

وفي الخطوة التالية، يتم تحميص الخام المُركّز داخل مصهر خاص. وخلال عملية التحميص هذه، يتحد الكبريت الموجود في الخام مع الأكسجين ويتكون ثاني أكسيد الكبريت الذي ينطلق على هيئة غاز. وبالإضافة إلى ذلك، يتحد الرصاص الموجود بالخام المعالج مع الأكسجين لينتج أجزاءً دقيقة من أكسيد الرصاص. وإذا ما زيدت درجة الحرارة، فإن أجزاء أكسيد الرصاص تتلبد (تتراكم مع بعضها) متخذة شكل قطع صلبة.

بعد ذلك، يخلط العمال أكسيد الرصاص المُلَبَّد بقطع من فحم الكوك، ويوضع الخليط عندئذ في قمة الفرن العالي. وفي داخل الفرن، يتفاعل الفحم المحترق مع أكسيد الرصاص وينتج الرصاص السائل. ويتم التخلص من المخلفات والشوائب، التي تُسمَّى الخبث، بفصلها عن الفلز قبل أن يصل الفلز إلى أسفل الفرن.

يحتوي الرصاص الخام الموجود بالفرن، على فلزات أخرى مثل النحاس والذهب والفضة. وبعد هذه المرحلة، تُستخدم طرق عديدة لتنقية الرصاص. على سبيل المثال، يتجمع النحاس على سطح الرصاص السائل بعد أن يتم تبريده تدريجيًّا. وعندئذ، يتمكن العمال من استخلاص وإزاحة النحاس المتجمع على سطح الرصاص. أما الذهب والفضة، فيمكن إزاحتهما بإعادة تسخين الرصاص وإضافة الخارصين له حيث تذوب الفلزات الثمينة في الخارصين بسرعة أكبر من ذوبانها في الرصاص.

وعندما يبرد الرصاص، تُزَاح منه البقايا الصلبة من الخارصين ، وهي تحوي مركبات الذهب والفضة.

يحتوى الرصاص الناتج من قدور إزالة الكدارة على شوائب عديدة مثل الأنتيمون والبزموت، اللذان يجعلانه صلداً. وتوجد عادة كميات كافية من الفضة ذائبة في الرصاص، تجعل من استردادها أمراً مجدياً. وتتم إزالة الشوائب بالأكسدة قبل عملية إزالة الفضة، ويتم ذلك في فرن التليين، وهو فرن عاكس يستوعب حتى 300 طن من الرصاص. يحتوى خبث الرصاص على حوالى 70% PbO و30% أكاسيد فلزات أخرى.

نظائر الرصاص

تعد نظائر الرصاص 206Pb و 207Pb و 208Pb أثقل نوى ذرية ثابتة غير مشعة . تعود هذه الثباتية إلى الرقم السحري 82 للبروتونات. تشكل نظائر الرصاص هذه المرحلة الأخيرة في ثلاث من أربع سلاسل اضمحلال للعناصر المشعة، لذلك يتوافر بكثرة في القشرة الأرضية مقارنة مع عناصر ثقيلة أخرى مثل الذهب والزئبق.


انظر أيضاً


الهوامش

المصادر

  1. ^ هيام بيرقدار. "الرصاص". الموسوعة العربية. 
  2. ^ أ ب ت ث ج Ignasi Puigdomenech, Hydra/Medusa Chemical Equilibrium Database and Plotting Software (2004) KTH Royal Institute of Technology, freely downloadable software at [1]
  3. ^ Ward, C.H.; Hlousek, Douglas A.; Phillips, Thomas A.; Lowe, Donald F. (2000). Remediation of Firing Range Impact Berms. CRC Press. ISBN 1566704626. 
  4. ^ وليد خليفة. "الحراريات المستخدمة في صناعة الفلزات (5)". نول. Retrieved 2012-03-28. 

المراجع

</dl>

Further reading


وصلات خارجية

شعار قاموس المعرفة.png