г. Петрозаводск 2005 год.

Тема: «Свинец глазами Тема: «Свинец глазами физика и химика».физика и химика».

Выполнил ученик 11б классаВыполнил ученик 11б классаМОУ «СОШ №27 МОУ «СОШ №27

с углублённым изучением отдельных с углублённым изучением отдельных предметов»предметов»

Тарбеев Дима Тарбеев Дима

Проблемный вопрос учебной темы: Проблемный вопрос учебной темы: Почему свинец во многом идеален?Почему свинец во многом идеален?

Цели исследованияЦели исследования Выяснить какими Выяснить какими

важными важными достоинствами достоинствами обладает свинец?обладает свинец?

ЗадачиЗадачи1.1. Познакомиться с Познакомиться с

литературой и Интернет литературой и Интернет ресурсами по данной теме;ресурсами по данной теме;

2.2. Выяснить содержание Выяснить содержание свинца в природе:свинца в природе:

В гранитоидном слое суши;В гранитоидном слое суши; В живом веществе;В живом веществе; В морской воде.В морской воде.

3.3. Изучить физические и Изучить физические и химические свойства, химические свойства, которые лежат в основе которые лежат в основе применения свинца в применения свинца в промышленности;промышленности;

4.4. Сделать выводы по теме.Сделать выводы по теме.

СвинецСвинецСВИНЕЦ, Pb (plumbum), химический элемент СВИНЕЦ, Pb (plumbum), химический элемент

IVА группыIVА группыпериодической системы элементов, член периодической системы элементов, член семействасемейства C, Si, C, Si, Ge, Sn, Pb. Ge, Sn, Pb.

Атомный номер свинца 82Атомный номер свинца 82Атомная масса свинца 207,2Атомная масса свинца 207,2Изотопы свинцаИзотопы свинцастабильные 204, 206 208стабильные 204, 206 208нестабильные 194 203, 205, 209 214нестабильные 194 203, 205, 209 214Температура плавления, свинца С 327,50Температура плавления, свинца С 327,5000

Температура кипения свинца, С 1750Температура кипения свинца, С 175000

Плотность свинца, г/см3 11,34Плотность свинца, г/см3 11,34Твердость свинца (по Моосу) 1,5Твердость свинца (по Моосу) 1,5Содержание в земной коре свинца, % (масс.) Содержание в земной коре свинца, % (масс.) 0,00160,0016Степени окисления свинца +2, +4Степени окисления свинца +2, +4

Изотопы свинцаИзотопы свинцаИзвестно более 20 радиоактивных Известно более 20 радиоактивных

изотопов свинца:изотопов свинца: 206206Pb(24,1%); Pb(24,1%); 207207Pb(22,1%); Pb(22,1%); 208208Pb(52,4%) –Pb(52,4%) –

являются конечными продуктами являются конечными продуктами радиоактивных превращений радиоактивных превращений уранаурана, , актиния, актиния, ториятория..

*Наиболее долгоживущие: *Наиболее долгоживущие: 202202Pb; Pb; 205205Pb (Pb (период период полураспада: 300тыс. и 15 млн. лет)полураспада: 300тыс. и 15 млн. лет)

*Короткоживущие изотопы: *Короткоживущие изотопы: 209209Pb; Pb; 210210Pb; Pb; 212212Pb; Pb; 214214Pb (Pb ( период полураспада: 3,25 и 27,1 года период полураспада: 3,25 и 27,1 года и 26,8 мин.)и 26,8 мин.)

Свинец в природе.Свинец в природе.

1. Кларк свинца в земной коре – 0,0016% по массе;1. Кларк свинца в земной коре – 0,0016% по массе;

2. В гранитном слое суши – 108864*102. В гранитном слое суши – 108864*1066 тонн; тонн;

3. В живом веществе – 1*103. В живом веществе – 1*10-4-4% (В.В. Добровольский 1983г.);% (В.В. Добровольский 1983г.);

4. В морской воде – 3*104. В морской воде – 3*10-9-9%%

Знаете ли Вы, что…?Знаете ли Вы, что…?Всего известно более 100 свинцовых минералов.Всего известно более 100 свинцовых минералов.

Основные:Основные: ГаленитГаленит (свинцовый блеск) (свинцовый блеск) PbSPbS;; Англезит (свинцовый купорос) Англезит (свинцовый купорос) PbSOPbSO44;; Церрусит («белая свинцовая руда») Церрусит («белая свинцовая руда») PbCOPbCO33;;

Реже встречаются в природе:Реже встречаются в природе: Пироморфит («зеленая свинцовая Пироморфит («зеленая свинцовая

руда»)руда»)PbClPbCl22*3Pb*3Pb33(PO(PO44))33

Миметит Миметит PbClPbCl22*3Pb*3Pb33(AsO(AsO44))22 ;; Крокоит («красная свинцовая руда»)Крокоит («красная свинцовая руда») PbCrO PbCrO44;; Вульфенит («желтая свинцовая руда)Вульфенит («желтая свинцовая руда) PbMoO PbMoO44;; ШтольцитШтольцит PbWO PbWO44..

Карта распределения запасов Карта распределения запасов свинца по странам мира.свинца по странам мира.

Наиболее крупное местораждение свинца в Наиболее крупное местораждение свинца в России (в % от общероссийских запасов)России (в % от общероссийских запасов)

Знаете ли Вы, что…?Знаете ли Вы, что…?Этот способ получения свинца был известен еще в Этот способ получения свинца был известен еще в IIIIII тысячелетии тысячелетии

до нашей эры.до нашей эры.

1. Обжиг руды.1. Обжиг руды.

2PbS + 3O2PbS + 3O22→2PbO + 2SO→2PbO + 2SO22

2. Восстановление свинца коксом и оксидом углерода (2. Восстановление свинца коксом и оксидом углерода (IIII))

PbO + C PbO + C → Pb + C→ Pb + CОО

3. Более экономический способ – автогенный способ3. Более экономический способ – автогенный способ

PbS + 2PbO PbS + 2PbO → 3Pb + SO→ 3Pb + SO22 Черновой свинец (примеси Черновой свинец (примеси Cu, Sb, As, Sn, Al, Bi, Au)Cu, Sb, As, Sn, Al, Bi, Au)

СоставСостав→→ строение строение→→ свойства свойства→→ применениеприменение

Свинец обычно имеет грязно-серый цвет, легко Свинец обычно имеет грязно-серый цвет, легко царапается ногтем и режется ножом. свежий его разрез царапается ногтем и режется ножом. свежий его разрез имеет синеватый отлив и блестит, но быстро покрывается имеет синеватый отлив и блестит, но быстро покрывается тускло-серой защитной пленкой тускло-серой защитной пленкой PbOPbO или основного или основного карбоната карбоната Pb(OH)Pb(OH)22(CO(CO33))2 2 . Легко куется и прокатывается с . Легко куется и прокатывается с увеличением давления.увеличением давления.

Химические свойства свинца.Химические свойства свинца.

Свинец – малоактивный металл.Свинец – малоактивный металл.

Pb + HPb + H22OO≠≠

2Pb + O2Pb + O22 + 2H + 2H22O=2Pb(OH)O=2Pb(OH)22 ( (в присутствии воздухав присутствии воздуха))

Pb + 4KOH + 2HPb + 4KOH + 2H22O=KO=K44[Pb(OH)[Pb(OH)66] + H] + H22 гидроксоплюмбит калиягидроксоплюмбит калия

Электрохимический ряд напряжений металловЭлектрохимический ряд напряжений металлов

(ослабление восстановительных свойств, активности)(ослабление восстановительных свойств, активности)

Оксиды свинца

Оксид свинца (II)PbO → Pb(OH)2

модификации

Высший оксидPbO2–темно-бурый

порошок

Оксид свинца(II,IV)Pb3O4-свинцовый

сурик(используетсяв качестве красного

пигмента).

Желтый свинцовыйгнет

Оранжевая массикота

Соединения свинца.Соединения свинца. Pb(NOPb(NO33))22 – – CaCa22PbOPbO44 ортоплюмбатортоплюмбат кальция кальция - антикоррозийные краски (защитный слой - антикоррозийные краски (защитный слой

образуется за счет отложения карбонатов) образуется за счет отложения карбонатов) BaPbOBaPbO33 метаплюмбат барияметаплюмбат бария

Pb(CHPb(CH33COO)COO)22 –– 2% водный раствор примочки воспаленных участков 2% водный раствор примочки воспаленных участков тела, болеутоляющеетела, болеутоляющее

PbSOPbSO44 – – для количественного определения свинца в аналитической для количественного определения свинца в аналитической химиихимии

PbCrOPbCrO44 – – желтая минеральная краска и пигмент для масленых желтая минеральная краска и пигмент для масленых красоккрасок

PbS – PbS – глазурное покрытие гончарных изделий, обладает свойством глазурное покрытие гончарных изделий, обладает свойством полупроводимости полупроводимости

PbO + HCl PbO + HCl ≠≠ Pb + HPb + H22SOSO4 4 ≠≠ образуется пленка из нерастворимой соли. образуется пленка из нерастворимой соли. 2Pb + 4CH2Pb + 4CH33COOH + OCOOH + O22 →→ 2Pb(CH2Pb(CH33COO)COO)22 +2H +2H22O O

«свинцовый сахар»«свинцовый сахар»

Качественная реакция на ионы свинца:Качественная реакция на ионы свинца:

Pb(NOPb(NO33))22 + 2KJ = PbJ + 2KJ = PbJ22 + 2KNO + 2KNO33

PbPb 2+2+ + 2J + 2J -- = PBJ = PBJ2 2 (осадок желтого цвета) (осадок желтого цвета)

Все растворы свинца ядовиты!Все растворы свинца ядовиты!

ВыводыВыводыСвинец – это один из самых тяжелых металлов, который Свинец – это один из самых тяжелых металлов, который

распространен гораздо больше чем распространен гораздо больше чем Au, Hg Au, Hg ии Bi Bi. Это связано с . Это связано с тем, что разные изотопы свинца, являющимися конечным тем, что разные изотопы свинца, являющимися конечным продуктом распада урана и тория, в результате чего продуктом распада урана и тория, в результате чего содержание свинца в земной коре медленно увеличивалось.содержание свинца в земной коре медленно увеличивалось.

Свинец – во многом идеальный металл, т.к. обладает массой Свинец – во многом идеальный металл, т.к. обладает массой важных для промышленности достоинств:важных для промышленности достоинств:

Удобный в переработке из-за низкой температуры плавления Удобный в переработке из-за низкой температуры плавления (327(32700С);С);

Незначительная прочность и высокая пластичность, легко Незначительная прочность и высокая пластичность, легко поддается вальцовке;поддается вальцовке;

Коррозийная стойкость металла;Коррозийная стойкость металла; Относительно дешевый металл (в двое дешевле Относительно дешевый металл (в двое дешевле AlAl и в и в

одиннадцать раз одиннадцать раз SnSn);); Хорошая растворимость благородных металлов в свинце;Хорошая растворимость благородных металлов в свинце; Низкая проводимость электричества и тепла;Низкая проводимость электричества и тепла; Способность задерживать рентгеновские лучи и гамма-Способность задерживать рентгеновские лучи и гамма-

излучения.излучения.

Распад уранаРаспад урана

238 -238 - 235 -235 -

Распад торияРаспад тория

ГаленитГаленит