سرب

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
تالیمسرببیسموت
Sn

Pb

Uuq
ظاهر
Metallic gray
ویژگی‌های کلی
نام, نماد, عدد سرب, Pb, 82
تلفظ به انگلیسی /ˈlɛd/ led
نام گروهی برای عناصر مشابه post-فلزات واسطه
گروه، تناوب، بلوک ۱۴۶, p
جرم اتمی استاندارد 207.2 g·mol−۱
آرایش الکترونی [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p2
الکترون به لایه 2, 8, 18, 32, 18, 4 (تصویر)
ویژگی‌های فیزیکی
حالت جامد
چگالی (نزدیک به r.t.) 11.34 g·cm−۳
چگالی مایع در m.p. 10.66 g·cm−۳
نقطه ذوب 600.61 K, 327.46 °C, 621.43 °F
نقطه جوش 2022 K, 1749 °C, 3180 °F
گرمای هم‌جوشی 4.77 kJ·mol−1
گرمای تبخیر 179.5 kJ·mol−1
ظرفیت گرمایی 26.650 J·mol−۱·K−۱
فشار بخار
فشار (پاسکال) ۱ ۱۰ ۱۰۰ ۱k ۱۰k ۱۰۰k
دما (کلوین) 978 1088 1229 1412 1660 2027
ویژگی‌های اتمی
وضعیت اکسید شدن 4, 2 (Amphoteric oxide)
الکترونگاتیوی 2.33 (مقیاس پاولینگ)
انرژی‌های یونیزه شدن 1st: 715.6 kJ·mol−1
2nd: 1450.5 kJ·mol−1
3rd: 3081.5 kJ·mol−1
شعاع اتمی 175 pm
شعاع کووالانسی 146±5 pm
شعاع واندروالانسی 202 pm
متفرقه
ساختار کریستالی face-centered cubic
مغناطیس diamagnetic
مقاومت الکتریکی (20 °C) 208 nΩ·m
رسانایی گرمایی (300 K) 35.3 W·m−1·K−1
انبساط گرمایی (25 °C) 28.9 µm·m−1·K−1
مدول یانگ 16 GPa
مدول شیر 5.6 GPa
مدول باک 46 GPa
نسبت پواسون 0.44
سختی موس 1.5
سختی برینل 38.3 MPa
عدد کاس 7439-92-1
پایدارترین ایزوتوپ‌ها
مقاله اصلی ایزوتوپ‌های سرب
iso NA نیمه عمر DM DE (MeV) DP
204Pb 1.4% >1.4×1017 y Alpha 2.186 200Hg
205Pb syn 1.53×107 y Epsilon 0.051 205Tl
206Pb 24.1% 206Pb ایزوتوپ پایدار است که 124 نوترون داردs
207Pb 22.1% 207Pb ایزوتوپ پایدار است که 125 نوترون داردs
208Pb 52.4% 208Pb ایزوتوپ پایدار است که 126 نوترون داردs
210Pb trace 22.3 y Alpha 3.792 206Hg
Beta 0.064 210Bi
سرب

سرباز عنصرهای شیمیایی واسطه در جدول تناوبی است. سرب همچنین در رده فلزها قرار دارد. این فلز تشعشعات هسته‌ای را عبور نمی‌دهد. سرب در طبیعت به شکل کانی به نام گالن (سیستم تبلور کوبیک یا مکعبی) یافت می‌گردد.

سرب عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Pb و عدد اتمی ۸۲ وجود دارد. سرب عنصری سنگین، سمی و چکش خوار است که دارای رنگ خاکستری کدری می‌باشد. هنگامیکه تازه تراشیده شده سفید مایل به آبی است اما در معرض هوا به رنگ خاکستری تیره تبدیل می‌شود. از سرب در سازه‌های ساختمانی، خازنهای اسید سرب، ساچمه و گلوله استفاده شده و نیز بخشی از آلیاژهای لحیم، پیوتر و آلیاژهای گدازپذیر می‌باشد. سرب سنگین‌ترین عنصر پایدار است.

سرب فلزی است براق، انعطاف پذیر، بسیار نرم، شدیداً چکش خوار و به رنگ سفید مایل به آبی که از خاصیت هدایت الکتریکی پایینی برخوردار می‌باشد. این فلز حقیقی به شدت در برابر پوسیدگی مقاومت می‌کند و به همین علت از آن برای نگهداری مایعات فرسایشگر (مثل اسید سولفوریک) استفاده می‌شود. با افزودن مقادیر خیلی کمی آنتیموان یا فلزات دیگر به سرب می‌توان آنرا سخت نمود.

کاربردها[ویرایش]

کاربردهای اولیه سرب عبارت بودند از:سازه‌های ساختمانی، رنگدانه‌های مورد استفاده در لعاب سرامیک و لوله‌های انتقال آب. کاخها و کلیساهای بزرگ اروپا دروسایل تزئینی، سقفها، لوله‌ها و پنجره‌ها یشان دارای مقادیر قابل توجهی سرب هستند. این فلز (در حالت عنصری) پس از آهن، آلومینیم، مس و روی بیشترین کاربرد را دارد. موارد استفاده معمولی سرب به شرح زیر است: در باتریهای اسید سرب، در اجزای الکترونیکی، روکش کابل، مهمات، در شیشه CTRها، سرامیک، شیشه‌های سربدار، لوله‌های سربی (استفاده از اتصالات سربی در لوله‌های آب آشامیدنی در دهه ۹۰ در آمریکا غیرقانونی شد و امروزه کاربرد آنچنانی ندارند) در رنگها (از سال ۱۹۷۸ در آمریکا وبه تدریج از دهه ۶۰ تا دهه ۸۰ در انگلستان ممنوع شد اگرچه رنگ سطوح قدیمی می‌توانست تا ۵۰٪ وزن از سرب باشد) آلیاژها، پیوتر، اتصالات و مواد پر کننده دندان. همچنین در بامها به‌عنوان درزگیر برای محافظت اتصالات در برابر باران مورد استفاده قرار می‌گیرد. در بنزین به‌صورت تترا اتیل و تترا متیل سرب برای کاهش صدای موتور کاربرد داشت. البته فروش بنزین سربدار در آمریکا از سال ۱۹۸۶ و در اتحادیه اروپا از سال ۱۹۹۹ ممنوع شد.

نشان Pb برای سرب خلاصه نام لاتین آن plumbum است. سرب یک ابررسانا با دمای بحرانی K=۲۰/۷ c T (۹۵/۲۶۵ – درجه سانتیگراد)؟ می‌باشد.

به علت فراوانی سرب (هنوز هم اینگونه‌است)، تهیه آسان، کارکردن آسان با آن، انعطاف پذیری و چکش خواری بالا و پالایش راحت، حداقل از ۷۰۰۰ سال پیش مورد استفاده بشر می‌باشد. در کتاب خروج (بخشی از انجیل) به این عنصر اشاره شده‌است. کیمیاگران می‌پنداشتند سرب قدیمی‌ترین فلز بوده و به سیاره زحل مربوط می‌شود. لوله‌های سربی که نشانه‌های امپراتوری روم را حمل می‌کردند هنوز هم بکار می‌روند.

در اواسط دهه ۸۰ تغییر مهمی در الگوهای پایان استفاده از سرب بوجود آمده بود. بیشتر این تغییر ناشی از پیروی مصرف کنندگان سرب آمریکا از قوانین زیست محیطی بود که بطرز قابل ملاحظه‌ای استفاده از سرب را درمحصولات بجز باتری از جمله بنزین، رنگ، اتصالات و سیستم‌های آبی کاهش داده یا حتی حذف کرد.

جداسازی[ویرایش]

سرب محلی در طبیعت یافت می‌شود اما کمیاب است. امروزه معمولاً سرب در کانیهایی همراه با روی، نقره و (بیشتر) مس یافت می‌شود و به همراه این مواد جدا می‌گردد. ماده معدنی اصلی سرب گالن(PbS) است که حاوی ۶/۸۶٪ سرب می‌باشد. سایرکانیهای مختلف و معمول آن سروسیت (PbCO3) و انگلسیت (PbSO4) می‌باشند. اما بیش از نیمی از سربی که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرد بازیافتی می‌باشد. سنگ معدن به‌وسیله مته یا انفجار جداشده سپس آنرا خرد کرده و روی زمین قرار می‌دهند. بعد از آن سنگ معدن تحت تأثیر فرایندی قرار می‌گیرد که در قرن نوزدهم در Broken Hill استرالیا بوجود آمد. یک فرایند شناورسازی، سرب و دیگر مواد معدنی را از پس مانده‌های سنگ جدا می‌کند تا با عبور سنگ معدن، آب و مواد شیمیایی خاص از تعدادی مخزن که درون آنها دوغاب همیشه مخلوط می‌شود، عصاره‌ای بوجود آید. درون این مخزنها هوا جریان یافته و سولفید سرب به حبابها می‌چسبد و بصورت کف بالا آمده که می‌توان آنرا جدا نمود. این کف (که تقریباً دارای ۵۰٪ سرب است) خشک شده سپس قبل از پالایش به منظور تولید سرب ۹۷٪ سینتر می‌شوند. بعد ازآن سرب را طی مراحل مختلف سرد کرده تا ناخالصیهای(ریم) سبک تر بالا آمده و آنها را جدا می‌کنند. سرب مذاب با گداختن بیشتر به‌وسیله عبورهوا از روی آن وتشکیل لایه‌ای از تفاله فلز که حاوی تمامی ناخالصیهای باقی‌مانده می‌باشد تصفیه شده و سرب خالص ۹/۹۹٪ بدست می‌آید.

ایزوتوپها[ویرایش]

سرب بطور طبیعی دارای چهار ایزوتوپ پایدار است: Pb-۲۰۴(۱٫۴٪)-Pb-۲۰۶(۲۴٫۱٪)-Pb-۲۰۷(۲۲٫۱٪)-Pb-۲۰۸(۵۲٫۴٪). سرب ۲۰۶-۲۰۷ و۲۰۸ همگی پرتوزاد بوده و محصولات پایانی زنجیره فروپاشی پیچیده‌ای هستند که به ترتیب درU-۲۳۸،U-۲۳۵ وTh-۲۳۲ رخ می‌دهند. نیمه عمرهای مساوی این آرایشهای فرسایشی بسیار متغیر است به ترتیب: ۹ ۱۰،۰۴/۷ X ۸ ۱۰X ۴۷/۴ و۴/۱ X ۱۰ ۱۰سال. هر کدام از آنها به نسبت Pb-۲۰۴ تنها ایزوتوپ پایدار غیر پرتوزاد گزارش می‌شود. ترتیب نسبتهای ایزوتوپی برای بیشتر مواد معدنی طبیعی ۰/۳۰ –۰۰/۱۴ برای Pb-۲۰۶/Pb-۲۰۴، ۱۵-۱۷ برای Pb-۲۰۷/Pb-۲۰۴ و ۵۰-۳۵ برای Pb-۲۰۸/Pb-۲۰۴ می‌باشد اگرچه نمونه‌های بسیار زیادی خارج از این حوزه در نوشته‌ها به چشم می‌خورد.

هشدارها[ویرایش]

سرب فلز سمی است که به پیوندهای عصبی آسیب رسانده (بخصوص در بچه‌ها) و موجب بیماریهای خونی و مغزی می‌شود. تماس طولانی با این فلز یا نمکهای آن (مخصوصاً نمکهای محلول یا اکسید غلیظ آن PbO2) می‌تواند باعث بیماریهای کلیه و دردهای شکمی شود.