Olovo (element)

1. PREUSMJERI Predložak:Infookvir kemijski element

Osobine i svojstva

Olovo je srebrnoplav do modrikastosiv sjajan metal, na svježem prerezu vrlo sjajan, stajanjem na zraku potamni zbog stvaranja zaštitonoga sloja oksida i karbonata. Mekano je i teško (gustoća 11,35 g/cm³), niska tališta (327,5 °C), a mehanički slabo. S usporedbi s drugim metalima, slab je vodič topline i elektriciteta. Kovko je i rastegljivo, pa se može deformirat i rukama i rezati nožem zbog mekanosti, lako se savija i valja u tanke folije, limove, izvlači u žice i ekstrudira u cijevi.
Olovo ostavlja taman trag na papiru.

Korozijski je vrlo postojano (otporno na koroziju), otporno je prema kloru, sumporovu dioksidu i sumporovodiku. Neke organske oksidirajuće kiseline i alkalijske lužine polako ga nagrizaju, ali je otporan prema većini kiselina; ne otapa se u klorovodičnoj, fluorovodičnoj i sumpornoj kiselini (do koncentracije; masenog udjela od 80%, zbog stvaranja netopljivog PbSO₄), ali se lako otapa u razrijeđenoj oksidirajućoj dušičnoj kiselini, octenoj kiselini, mravljoj kiselini i vinskoj kiselini, samo u prisutnosti kisika, i s njima tvori topljive soli.

Ne otapa se u destiliranoj vodi i u vodi koja ne sadržava otopljeni kisik, ali se zbog elektrokemijskih procesa otapa u prirodnim vodama (tzv. olovna korozija).
U vodenoj otopini daje slabo hidratizirani Pb²⁺ ion, koji je bezbojan. U jako lužnatoj otopini olovo se nalazi kao HPbO₂^- (meta-plumbit-ion).
Reakcijom s hidrogen-karbonatima i sulfatima sadržanima u vodi, na površini olova nastaje sloj teško topljiva baznoga olovnoga karbonata i sulfata, što ga štiti od daljnje korozije.

Olovo ima 31 izotop, a od toga je 4 stabilno s masenim brojevima 204, 206, 207, 208 (posljednja tri konačni su produkti triju prirodnih raspadnih nizova radioaktivnih elemenata) i više radioizotopa.

Rasprostranjenost

U prirodi se pojavljuje od reda u spojevima, vrlo rijetko samorodno.
Najvažnija je ruda galenit (ili olovni sjajnik, PbS), a manje su važni ceruzit (PbCO₃), anglezit (PbSO₄) i dr..

Dobivanje

Dobiva se iz primarnih ruda, prženjem galenita, pri čem sulfid prelazi u oksid, koji se koksom reducira do metala. Po drugom se postupku galenit prži samo djelomično, a nastala smjesa olovnog oksida, sulfida i sulfata tali se bez prisutnosti zraka, pri čem sulfid reducira oksid i sulfat do metala.
Također se dobiva i iz sekundarnih sirovina, reciklažom olovnih akumulatora, otpadaka valjanoga olova i olovnih slitina.
U prvom i drugom procesu, sirovo olovo rafinira se oksidacijskim taljenjem ili elektrolitički.

Upotreba olova; prije i sad

Olovo je poznato od davnine, ~ 1000. godine prije Krista, mada neki izvori tvrde i od prije 5000 do 8000 godina.

Olovo je nakon željeza i cinka najjeftiniji tehnički metal, vrlo široke primjene, jer ima nisko talište, mekan je i slabo provodi struju, ali je sve više istisnut zbog svoje otrovnosti.

Najveću primjenu ima u proizvodnji akumulatora i lako taljivih slitina za meko lemljenje.

Vrlo dobro zaustavlja („upija“) rendgenske alfa, beta i gama zrake, pa se od olova izrađuju zaštitne radiološke obloge, oklopi, blokovi, pregače, rukavice i sl., kao zaštita protiv radijacije; prvenstveno od vrlo prodornog gama nuklearnog zračenja (tzv. X-zrake).

Služi u kemijskoj industriji za prevlačenje reakcijskih posuda, za oblaganje komora u proizvodnji sumporne kiseline, spremnika za nagrizajuće kemikalije, cijevi i uređaja otpornih prema sumpornoj kiselini (olovne komore), proizvodnju raznih kemijskih dijelova aparatura, spremnika korozivnih plinova, spremnika za radioaktivne tvari, i sl..

Također se koristi i u kemijskoj industriji za proizvodnju nekih olovnih boja, primjerice tetraetil-olovo, koji je ujedno i antidetonator i boja benzina.

Olovne ploče ugrađuju se u zidove zgrada kao zvučna izolacija, te u temelje radi prigušivanja vibracija.

Dandanas služi za izradbu puščanih zrna (tanadi) i drugog artiljerijskog streljiva (metaka).

Također se koristi kao uteg (npr. na udicama) sa 2,5% antimona.

Od olovnoga lima su se izrađivale krovne obloge, olovne folije i tube koje su služile za ambalažu.

Olovo se od davnina rabi za izradbu ukrasnih predmeta i lijevanje kipova, ali takvi predmeti su u novije vrijeme zaštićeni raznim premazima zbog njegove svjesne otrovnosti.

Nekoć je olovo služilo za izradbu vodovodnih cijevi za kanalizaciju, ali se danas zbog olovne korozije i otrovnosti olova i njegovih soli od njega više ne izrađuju ni odvodne vodoinstalacije, jer se tako prenose u vode tekućice ili stajaćice (more), te se mijenja PVC cijevima.

Upotreba olovnih slitina; prije i sad

Kako bi mu se poboljšala svojstva (čvrstoća, otpornost na koroziju), legira se kositrom i antimonom (tzv. tvrdo olovo), a katkad i bakrom, bizmutom, kadmijem i srebrom.

Najpoznatije slitine su s antimonom i kositrom, koje su boljih mehaničkih svojstava od samog olova.

Olovne slitine se rabe za izradbu cijevi, akumulatorskih ploča, lijevanje pod tlakom, za izradbu ležajeva, itd..
Također se rabe i za izradbu plašteva kod elektroničkih kabela, ali se mora omotavati naknadno PVC-om što snosi dodatne troškove, pa je takva izradba sve više napuštena i zamijenjena drugim izvedbama.

Trovanje olovom

Trovanju olovom izloženi su radnici u naftnoj industriji, rudnicima, ljevaonicama, u proizvodnji olovnih akumulatora, boja, keramike i stakla, jer dolaze u dodir s prašinom i parama koje sadrže olovo i njegove spojeve.

Olovo i njegovi spojevi otrovni su ako se unesu u organizam, a naročito olovo zbog svog kumulativnog efekta. Olovo se kompleksno veže na okso-skupine enzima i tako ometa gotovo sve korake sinteze hemoglobina i metabolizam porfirina, sprječava djelovanje adenozin-trifosfataze odgovorne za proizvodnju atanične energije, ometa i sintezu bjelančevina i vrlo štetno djeluje na središnji i periferni živčani sustav, izazivajući poremećaje (naročito kod djece), krvi i mozga:

• 0-10% izaziva smetnje u protoku krvi,
• 10-25% nastaju ozbiljne poteškoće u mozgu i krvi,
• 25-50% može dovesti do pada u nesvijest ili čak može nastupiti smrt.

Sistemski je otrov i ima razna štetna djelovanja, a na krvotvorni sustav (koštana srž) može izazvati anemiju i leukemiju.

Kumulativni je otrov jer se nakuplja u kostima, a znači trovanja udisanjem para, dimova ili prašina su: umor, glavobolja, zatvor, bolovi u kostima i mišićima.

Olovo se iz organizma ne može izlučiti spontano, već se u njem nagomilava. Zato otrovanje mogu uzrokovati i količine olova manje od dopuštenih, ako je izloženost izvoru trovanja dugotrajna.

Otrovanje se liječi tvarima koje s olovom tvore stabilne kompleksne spojeve i za sebe čvrsto vežu olovo, pa se mokraćom lako izlučuju iz organizma (kalcijev etilendiamintetracetat, CaNa₂EDTA /etilendiamintetraoctena kiselina/ i antibiotik penicilamin).

• Oznake: T+, N, karc I, olovo i neki njegovi spojevi (repr toks I)
• Dijamant opasnosti

3 (lijevo plavo polje u rombu označava opasnost po zdravlje)

• Gustoća para 7,14.

Spojevi

Iako olovo tvori i četverovalentne, ne previše stabilne spojeve, najvažniji su njegovi spojevi dvovalentni. Od oksida olova važniji su Pb₃O₄ (tzv. minij) i PbO₂.
U vodi su topljivi; acetat, nitrat, nitrit, klorat, perklorat i bromat.

• Olovov(II, IV) oksid (Pb₂PbO₄ (uobičajeno Pb₃O₄) ili 2 PbO x PbO₂, minij, olovov tetraoksid, olovov(II) ortoplumbat(IV), olovov(II) tetraoksoplumbat, crveno olovo) je jedan od triju oksida olova, u kojem se olovo nalazi u dvama različitim oksidacijskim stanjima (Pb²⁺ i Pb⁴⁺), tetragonske simetrije. Označava se u obliku oksida, a zapravo je Pb₂PbO₄. To je težak prah intenzivne crvene boje i velike gustoće, netopljiv u vodi. Javlja se u prirodnom obliku kao mineral minij mineral. Upotrebljava se za temeljne naliče (npr. pomiješan s lanenim uljem), kao antikorozivni premaz za željezne i čelične konstrukcije (sve manje zbog otrovnosti), te kao crveni pigment u proizvodnji kristalnoga stakla i glazura.
• Olovov(IV) oksid (olovov dioksid, PbO₂) je težak kristalan prah koji se javlja samo u jednoj modifikaciji sa strukturom rutila (TiO₂).
• Olovov(II) oksid (PbO, olovov monoksid, olovna gleđa) ima crvene tetragonske kristale (alfa-modifikacija poznata je kao litargit) koji pri 490 °C prelaze u teške žute (ili žutosmeđe) rompske kristale (beta-modifikacija masikot).

Slabo se otapa u vodi, a lako u vrlo koncentriranim lužinama i u kiselinama stvarajući olovne soli, pa se on ponajviše koristi za pripravu drugih olovovih soli. Vrlo je otrovan olovov spoj.

• Olovov(II) hidroksid (Pb(OH)₂) nastaje kao bijel talog kompleksnog sastava Pb₂O(OH)₂ dodatkom lužine otopinama olovnih soli. Ima amfotermni karakter s jače izraženim alkalnim svojstvima. Odstranjivanjem vode pri temperaturi 100 °C prelazi u crveni olovov oksid, a kod niže temperature nastaje žuti olovov oksid.
• Olovov(II) karbonat (PbCO₃, ceruzit) nastaje kao bijeli talog dodatkom amonijevog karbonata otopini olovovog(II) nitrata.

Također se može dobiti otopanjem olova u octenoj kiselini, a otopini se dodaje natrijev hidrogenkarbonat dok ne prestane taložiti. Talog je olovov karbonat.

Taloženjem pomoću Na₂CO₃ uz grijanje može nastati bazni olovov(II) karbonat, tzv. olovno bjelilo (Pb(OH)₂ x 2PbCO₃).

• Olovno bjelilo (Pb(OH)₂ x 2PbCO₃) je jedan od najstarijih sintetskih pigmenata.

To je bijeli pigment, po kemijskom sastavu bazični olovni(II) karbonat, ali je smjesa olovnoga karbonata i hidroksida.

Može se dobiti uvođenjem ugljikova dioksida i kisika u otopine olovnih soli.

• Olovov(II) klorid (PbCl₂) u prirodi se pojavljuje kao mineral kotunit. Kristalizira u bijelim svilenasto-sjajnim rompskim iglicama ili prizmama. Pri povišenoj temperaturi na zraku i uz prisutnost vlage razlaže se uz stvaranje alkalnih klorida i klorovodika. Otapa se u vrućoj vodi iz koje hlađenjem se ponovo izlučuje talog u obliku bijelih iglica. Topi se i na relativno niskoj temperaturi.
• Olovov(II) sulfid (PbS, galenit) je najmanje topljiv od svih soli olova, a otapa se u dušičnoj kiselini.

Nastaje kao crn talog dodatkom sulfidnih iona (S^2-) topljivim solima olova; taloži u neutralnoj, lužnatoj i kiseloj otopini crni talog PbS:

Pb²⁺ + S^2- --> PbS

Talog se otapa u vrućoj, razrijeđenoj HNO₃ uz izlučivanje sumpora:

3 PbS + 2 HNO₃ + 6H⁺ --> 3 S + 3 Pb²⁺ + 2 NO + 4 H₂O

Upotrebljava se za dobivanje olova, a čisti PbS se upotrebljava u proizvodnji poluvodiča i fotoelektričnih elemenata te u keramičkoj industriji.

• Olovov(II) sulfat (PbSO₄, anglezit) ima romboedarske kristale skoro netopljive u vodi.

Ne otapa se u klorovodičnoj, fluorovodičnoj i sumpornoj kiselini (do koncentracije; masenog udjela od 80%, zbog stvaranja netopljivog PbSO₄). Talog je topljiv u jakoj lužini, vrućoj koncentriranoj otopini amonijeva acetata i u koncentriranoj H₂SO₄. Razrjeđivanjem otopine izlučuje se PbSO₄.

Pb²⁺ + SO₄^2- --> PbSO₄

Pb + 2 H₂SO₄ --> H₂[Pb(SO₄)₂] + H₂

Bazični sulfat (i olovov silikat) se upotrebljava kao punilo i bijeli pigment u pripravi uljenih boja i lakova postojanih na zraku i svjetlu.

• Olovov(II) nitrat (Pb(NO3)2) je bijel kubičan ili monoklinski kristal lako topljiv u vodi.

U dodiru s organskim spojevima pospješuje gorenje, pa se upotrebljava kao dodatak zapaljivim i eksplozivnim smjesama, a koristi se kao oksidans i sredstvo za nagrizanje u tekstilnoj industriji. Služi u bojadisarstvu i bojadisarskom tiskanju pamuka, za dobivanje drugih olovnih spojeva i kao kemijski reagens.

Olovov(II) nitrat se dobiva reakcijom elementarnog olova s dušičnom kiselinom.

Olovov(IV) nitrat je Pb(NO3)4.

• Olovov(II) acetat trihidrat ((CH₃COO)₂Pb x 3 H₂O, olovni šećer) bijel je kristal slatka okusa. Dobro se otapa u vodi i veoma je otrovan.

Bazični olovov(II) acetat (Pb(C₂H₃O₂)₂ ili Pb(OH)(OCOCH₃)) služi u bojadisarstvu i bojadisarskom tiskanju pamuka, kao sredstvo za nagrizanje, za dobivanje drugih olovnih soli, kao analitički kemijski reagens, za prevlačenje kovina olovom i proizvodnju firnisa.

Pripravlja se reakcijom olovog(II) oksida s octenom kiselinom.

• Olovov(II) jodid (PbI₂) kristalizira u heksagonskim listićima žute boje poput zlata. U vodi i alkoholu praktički je netopljiv. Upotrebljava se u tiskarstvu, fotografiji, pri prevlačenju metalnih predmeta broncom, itd..
• Olovov(II) kromat (PbCrO₄) važan je pigment kromnih boja. Poznat je kao „kromova žuta boja“., a bazični olovni(II) kromat kao „kromova narančasta i crvena boja“.
• Olovov stearat se dodaje gumi, a služi kao sikativ za lakove i pri preradbi polimernih materijala.
• Olovov(II) arsenat se je prije koristio kao insekticid ali zbog štetnog djelovanja na čovjeka i zemlju, ta uporaba je napuštena i zamijenjena drugim preparativnim insekticidima.
• Tetraetilolovo (Pb(C₂H₅)₄) se koristi u naftnoj industriji kao antidetonator i kao boja benzinu, al njegova je uporaba smanjena ili napuštena zbog štetnosti i danas postoji tzv. „bezolovni benzin“.
• Olovov trinitrorezorcinat (olovo trinitrorezorcijanurat, olovo stifnat, TNRS) su smeđi eksplozivni kristali, upotrebljavaju se kao inicijalni eksploziv.

Zanimljivosti

• Od imenice olovo nastala je i imenica olovka, jer je prva olovka bila žica od mekog olova utaknuta u drveni štapić.

Izvori

• Wječnik ima značenje riječi olovo

Periodni sustav elemenata

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

La

Ce

Pr

Nd

Pm

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

Hf

Ta

W

Re

Os

Ir

Pt

Au

Hg

Tl

Pb

Bi

Po

At

Rn

Fr

Ra

Ac

Th

Pa

U

Np

Pu

Am

Cm

Bk

Cf

Es

Fm

Md

No

Lr

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg

Cn

Nh

Fl

Mc

Lv

Ts

Og

Alkalijski metali

Zemnoalkalijski metali

Lantanoidi

Aktinoidi

Prijelazni metali

Slabi metali

Polumetali

Nemetali

Halogeni elementi

Plemeniti plinovi

 

Nedovršeni članak Olovo (element) koji govori o kemijskom elementu treba dopuniti. Dopunite ga prema pravilima uređivanja Hrvatske internetske enciklopedije.