خانه / آموزش / سرب چیست

سرب چیست

سرب چیست : فلزی است براق، منعطف،سمی ، بسیار نرم، شدیدا چکش خوار و به رنگ سفید مایل به آبی (خاکستری کدر) که از خاصیت هدایت الکتریکی پایینی برخوردار است. این فلز سی و یکمین عنصر فراوان در پوسته زمین و کمتر از مس و روی است و در در دسته فلزات غیرآهنی قرار دارد. سرب سنگین ترین عنصر پایدار است و قابلیت ریخته گری خوب آن به علت نقطه ذوب پایین سرب است.عدد اتمی سرب 82  است.

سرب چیست

فلز سرب به‌شدت در برابر پوسیدگی مقاومت می‌کند و در مجاورت هوا روی سطح آن لایه ای از کربنات تشکیل می شود که بقیه فلز را از خورده شدن محافظت میکند. از جمله ویژگی های بسیار مهم سرب که منشا کاربردهای خاص گردیده، مقاومت آن در برابر اسید سولفوریک است. به همین دلیل در کاربردهایی که نیاز به واکنش در حضور اسید سولفوریک می باشد از سرب به عنوان لایه محافظ استفاده می شود. در برابر اسید کلریدریک مقاومت کمتری داشته و در برابر اسید نیتریک (اسید اکسیدان) مقاوم نمی باشد.

سرب از لحاظ خواص مکانیکی کاربرد بهینه ندارد. اما با افزودن برخی عناصر مانند آنتیموان، آرسنیک، کلسیم، مس و … خواص مکانیکی آن را بهبود بخشید و آنرا سخت نمود.سرب سنگین ترین فلز و نرم ترین فلز برای صنعت که به آسانی بریده و خراش داده می شود. این فلز قابلیت برش در حالت سرد را دارد و جوش پذیری خوبی دارد. سرب قابلیت نورد و منگنه شدن دارد و برای لحیم کاری بسیار مناسب است.
سرب

خواص

  • نام : سرب | Plumbum | PB
  • عدد اتمی (تعداد پروتون‌ها در هسته اتم):82
  • وزن اتمی (جرم متوسط اتم) : 207.2amu
  • شعاع اتمي: 1.81Å- 180 pm
  • شعاع كوالانسي: 1.47Å- 147 pm
  • شعاع واندروالس: 0.154 nm
  • نقطه ي جوش: (2013.15 K, 3164.0 °F) 1755 ºC
  • نقطه ي ذوب: 327.5 °C (600.65 K, 621.5 °F)
  • چگالي در دماي 293K: 11.34 g/cm3
  • ظرفیت : 2-4
  • حالت در استاندارد: جامد
  • نقطه جوش: ۱۷۴۹ درجه سانتی‌گراد
  • تعداد ایزوتوپ: ۲۷ ایزوتوپ با ۴ ایزوتوپ پایدار
  • چگالی: 11.34 g/cm3
  • انرژی یونیزاسیون: 715.4 Kj/mol
  • گروه: 14
  • دوره تناوبی: 6
  • الکترونگاتیوی: 1.8
  • گرمای تبخیر: 177.7 Kj/mol
  • هدایت حرارتی: 35.3 W/m.K
  • مدول یانگ: 16 GPa
  • درصد ازدیاد طول نسبی: 45
  • سختی موس: 1.5 moh
  • سختی برینل: 37.5 MPa

منابع سرب چیست

تاکنون 130 نوع کانه سرب شناخته شده است که در میان آنها کانه سولفور سرب (گالن) با 90% تولید مهمترین و اقتصادی‌ترین کانی به شمار می رود. در این کانی 86/6 درصد سرب خالص موجود است. این کانی در سیستم مکعبی(Cubic) متبلور می شود و به صورت توده‌ای شکل، دانه‌ای و درشت یا پراکنده دیده می شود. رنگ آن خاکستری تیره، خاکستری روشن و دارای جلای فلزی است. سختی گالن 2/5 و وزن مخصوص آن 7/5 گرم بر سانتی متر مکعب است و همواره مقداری نقره در ترکیب آن وجود دارد. از دیگر کانی های مهم سرب سروزیت یا کربنات سرب با مقدار سرب 77.55 درصد است. این کانه به صورت توده‌ای،‌ دانه ریز تا متراکم،‌ ساقه‌ای و رشته‌ای (با جلای ابریشمی) پدید می آید. سختی سروزیت 3 و وزن مخصوص آن 6/5 است.

سرب در طبیعت به صورت سولفید، سولفات، کربنات و نمک های سرب یافت می شود. سولفات سرب کانه مهم دیگر سرب است که دارای 68.33 درصد سرب است و بیرنگ، شفاف تا نیمه شفاف و دارای جلای چرت تا الماسی است. سختی آن 3 و وزن مخصوص نسبی آن 6/3 است.معمولاً سرب در کانیهایی همراه با روی، نقره و (بیشتر) مس یافت می‌شود و به همراه این مواد جدا می‌گردد. تقریبا 70% سرب معدنی از کانه‌های مخلوط سرب و روی که به طور معمول مقادیر روی آنها بیشتر از سرب است، تولید می شود. حدود 20% از تولید سرب مربوط به کانه‌های مخلوطی است که مقدار سرب در آنها از روی بیشتر است و 10% مابقی تولید سرب مربوط به کانی های مس‌دار است.بیش از نیمی از سربی که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرد بازیافتی می‌باشد.

مراحل تولید سرب چیست

سنگ معدن به‌وسیله مته یا انفجار جداشده سپس آن را خرد کرده و روی زمین قرار می‌دهند. به وسیله فرآیند شناورسازی سرب و دیگر مواد معدنی را از پس مانده‌های سنگ جدا می‌کنند تا با عبور سنگ معدن، آب و مواد شیمیایی خاص از تعدادی مخزن که درون آن‌ها دوغاب همیشه مخلوط می‌شود، عصاره‌ای به وجود آید.

درون این مخزن‌ها هوا جریان یافته و سولفیدسرب به حباب‌ها می‌چسبد و به صورت کف بالا آمده که می‌توان آن را 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 سبک تر بالا آمده و آن‌ها را جدا می‌کنند. سرب مذاب با گداختن بیشتر به‌وسیله عبور هوا از روی آن و تشکیل لایه‌ای از تفاله فلز که حاوی تمامی ناخالصی‌های باقی‌مانده می‌باشد تصفیه شده و سرب خالص 99/9٪ بدست می‌آید.
سرب چیست

ایزوتوپ های

ایزوتوپ های سرب به شرح زیر است:

نیمه عمرایزوتوپ
53000 سالPb-202
2.16 روزPb-203
پایدارPb-204
1.12 ساعتPb-204m
1.5E7 سالPb-205
پایدارPb-206
پایدارPb-207
پایدارPb-208
3.25 ساعتPb-209
22.3 سالPb-210
36.1 دقیقهPb-211
10.64 ساعتPb-212
27 دقیقهPb-214

محلوليت سرب

در شرايط نرمال سرب با آب واكنش نمی دهد ولی اگر در مجاورت با هواي مرطوب نگهداری شود واكنش پذیری آن افزايش می يابد و لايه ي نازكی از اكسید سرب (PbO) سطح آن را می گيرد.زمانيكه اكسيژن و آب هر دو در محيط باشند فلز سرب تبديل به هیدروکسید سرب می گردد.سرب با گوگرد در فرم سولفيد و با فسفر در فرم فسفات پيوندی تشكيل می دهد که به شدت نامحلول است.تركيبات سرب عموماً در آب ملايم كه اندكی اسيدي شده باشد قابل حل است.اسيد ها روي سرب اثری ندارند. خود فلز اغلب با املاح خود پوشيده مي شود و بقيه فلز را در برابر اثر اسيد ها محافظت مي کند.

با افزودن اسيد سولفوريک رقيق روي سرب ابتدا توليد PbSO4 مي کند ولی به علت نامحلول بودن سولفات سرب پس از مدت کوتاهي فعل و انفعالات متوقف می شود از اين رو در تهيه اسيد سولفوريک از ظروف سربی استفاده مي شود.اسيد کلريدريک نيز اثري مشابه اسيد سولفوريک دارد. بهترين حلال سرب اسيد نيتريک است ولی نيترات سرب در اسيد نيتريک غليظ نامحلول است بدين ترتيب سرب در اسيد نيتريک غليظ حل نمي شود. معمولا محلول نيترات سرب بري آزمايش ها بکار مي رود .

کاربردهای سرب چیست

این فلز (در حالت عنصری) پس از آهن،آلومينيوم ، مس و روي بیشترین کاربرد را دارد. امروزه سرب بسیاری از کارکردهای قدیمی خود را از دست داده است ولی اکنون بزرگترین نقش را در تولید ظروف نگهداری مواد اسیدی خورنده (اسید سولفوریک) دارد. به عنوان مثال تولید باتری خودرو بدون سرب سخت و هزینه ‌بر است. این فلز در برابر اسید سولفوریک مقاوم است.به دلیل تراکم عنصری بالا، این فلز پرتوهای مضر را به خوبی جذب می‌کند و اجازه عبور به آن نمی‌دهد. هم اکنون این فلز برای حفاظت از اتاق‌هایی که در آن از اشعه ایکس و راکتورهای هسته‌ای استفاده می‌شود و اتاق های عکسبرداری پزشکی به کار می رود. به عنوان نمونه لایه ۹ میلی متری از سرب توان پرتو گاما را نصف میکند و برای جلوگیری از عبور این پرتو دیواره سربی با ضخامت 10 سانتی متر کافی است .برخی از کاربردهای سرب عبارت از:

  • سازه های ساختمانی
  • رنگدانه‌های مورد استفاده در لعاب سرامیک
  • در وسایل تزئینی
  • پنجره‌ها
  • باطری‌های اسید سرب
  • اجزای الکترونیکی
  • روکش کابل
  • مهمات
  • شیشه CTR ها
  • سرامیک ،شیشه‌های سرب‌دار
  • لوله‌های سربی (امروزه کاربرد آنچنانی ندارند )
  • آلیاژها، لحیم کاری
  • آبکاری (آند حل شونده)
  • لعاب کاری
  • پیوتر
  • اتصالات
  • یاتاقان سازی
  • صنعت چاپ، ریخته گری
  • صنایع اسلحه سازی
  • ساخت آلیاژهای خاص
  • پرکنندگی به علت نرمی و نقطه ذوب پایین، مواد پر کننده دندان و بامها بعنوان درزگیر برای محافظت اتصالات در برابر باران مورد استفاده قرار می‌گیرد.
  • هم چنین در گازوئیل و بنزین به منظور کاهش صدای موتور کاربرد دارد.

نکات ایمنی

مضرات سرب

سرب فلز سمی است که به پیوندهای عصبی انسان به خصوص کودکان آسیب رسانده و موجب بیماری های خونی و مغزی می‌شود. تماس طولانی با این فلز یا نمک های آن به ویژه نمک های محلول یا اکسید غلیظ آن می‌تواند باعث بیماری های کلیه و دردهای شکمی شود.میزان حداقل 5 میکرو گرم سرب در هر دسی لیتر خون کودکان سبب اثرات سوء بر بهره هوشی خواهد شد و این اثرات با افزایش تماس با سرب و افزایش غلظت خونی سرب، افزایش خواهد یافت. تماس با سرب در کودکان می‌تواند منجر به اختلال تمرکز و پرخاشگری شود.تماس با سرب تقریباً عامل 0.6٪ از بیماری‌هایی است که در کل جهان و خصوصاً در کشورهای در حال توسعه گزارش می‌شود.

نتیجه گیری

در این مقاله از پیکاتک درباره ” سرب چیست ” بحث شد و کاربردهای و خواص آن را بررسی کردیم

دیدن این مطالب نیز به شما پیشنهاد می‌شود:

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *