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第17章 古老的元素——铅

铅,原子序数82,原子量207.2,化学符号源于拉丁文。铅在地壳中的含量为0.0016%,主要矿石是方铅矿。铅在自然界中有4种稳定同位素:铅204、206、207、208,还有20多种放射性同位素。

铅为带蓝色的银白色重金属,熔点327.502°C,沸点1740°C,密度11.3437克/立方厘米,硬度1.5,质地柔软,抗张强度小。

铅,是一种人类最早认识的金属元素之一。早在我国的秦汉时期之前化妆使用的胡粉,也就是碱性碳酸铅。古代罗马人还喜欢用铅作水管,而古代的荷兰人用它作屋顶。

金属铅在空气中受到氧、水和二氧化碳作用,其表面会很快氧化生成保护薄膜;在加热下,铅能很快与氧、硫、卤素化合;铅与冷盐酸几乎不起作用,能与热或浓盐酸反应;铅与稀硝酸反应,但与浓硝酸不反应;铅能缓慢溶于强碱性溶液。

在工业中铅的应用广泛、价格便宜,它强度低而塑性高,展性相当好,可以轧成极薄的铅箔。但是,铅的延性并不好,用拉伸法制铅丝,只能拉伸到直径大于1.6毫米。铅独特之处,就是具有极高的锻接性能。

铅在许多介质中化学性质相当稳定。在干燥空气中,经过90年才在铅的新鲜表面形成勉强能察觉的氧化膜。铅在浓强酸中耐腐蚀性强,在硫酸中不反应。这是由于硫酸和铅作用后,生成一层致密而牢固的保护膜——硫酸铅,保护了里面的铅不再被腐蚀。因此铅被广泛地作为抗腐蚀材料,如制造酸洗槽、硫酸室、酸泵、输酸管、蓄电池等。

尤其是蓄电池,据不完全统计,1971年,铅的世界产量达308.3万吨,其中大部分用来制造蓄电池。

铅主要用于制造蓄电池中的多孔极板和合金。铅、锡和锑合金可铸铅字,利用锑有热缩冷胀的特点,铸出的铅字特别清晰。铅、锡合金可做焊锡,在电子、电器等行业大显身手。铅还是放射性的防护材料,X射线,γ射线等都不能穿透它,所以在使用X射线,γ射线以及原子能工业都离不开铅。

铅的化合物应用也相当广泛。如生产颜料和塑料助剂等都要用到它。像大家很熟悉的聚氯乙烯塑料,它有一个突出的缺点就是热稳定性不好,受热之后很容易分解。但是一旦加入少量的硬脂酸铅作为稳定剂,聚氯乙烯的热稳定性就大大地改善了。

铅在为人类提供服务的同时,也给人类带来了许多问题。很久以来,它就对人类的生活环境和人们的健康造成危害。

很久以前,古罗马人用铅做的输水管引水,用铅制的器皿贮存糖浆和果酒、烹调食物,用铅制造货币等等。含铅的化妆品在当时也非常流行。可是,他们不知道铅有毒,致使很多人铅中毒。一些学者把古罗马帝国的衰落也归于铅的大量不正当使用。他们认为,当时古罗马能够使用铅质奢侈品的人,大多是罗马贵族。在贵族之中铅中毒的现象非常广泛。铅中毒会引起死胎、自然流产和不孕症,生下的婴儿大都在一年内死亡。于是古罗马帝国的贵族人口大大减少。

铅是一种积累性毒物,它很容易被胃肠吸收,其中一部分破坏血液使红血球分解,一部分通过血液扩散到全身器官和组织,并进入骨骼。沉积在内脏器官及骨髓中的铅化合物从体内排出的速度极慢,逐渐形成慢性中毒。慢性中毒最初只是疲倦,食欲不振,体重减轻。严重时呕吐、腹泻,并出现末梢神经障碍,造成桡骨神经麻痹及手指震颤症。再严重时导致铅毒性脑病,有机铅急性中毒会神经错乱,因急性脑病而死亡。正因为这些原因,使用铅制的茶壶、酒壶是不科学的。

现在,人们正在用无铅汽油代替含铅汽油,并且研究开发新的能源来减少以至消除铅对环境的污染。

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