铅

康熙字典

化学元素解释：

概述

【元素名称】铅

【元素符号】Pb

【晶体结构】晶胞为面心立方晶胞。

【相对原子质量】207.2

【元素类型】金属元素

【物理性质】带蓝色的银白色重金属，熔点327.502°C，沸点1740°C，密度11.3437克/厘米³，硬度1.5，质地柔软，抗张强度小。

【原子体积】18.17立方厘米/摩尔

【元素在太阳中的含量】0.01ppm

【元素在海水中的含量】太平洋表面 0.00001ppm

【氧化态】Main Pb+2, Pb+4

【晶胞参数】

a = 495.08 pm

b = 495.08 pm

c = 495.08 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

【莫氏硬度】1.5

【声音在其中的传播速率】1190m/S

【电离能 (kJ /mol) 】

M - M+ 715.5

M+ - M2+ 1450.4

M2+ - M3+ 3081.5

M3+ - M4+ 4083

M4+ - M5+ 6640

M5+ - M6+ 8100

M6+ - M7+ 9100

M7+ - M8+ 11800

M8+ - M9+ 13700

M9+ - M10+ 16700

【发现过程】早在公元前三千年左右就已被人类发现。

【元素描述】第一电离能7.416电子伏特。第二电离能15.874电子伏特。熔点327.5℃，沸点1740℃。密度13.34克/厘米3。银灰色重金属，质柔软，延性弱，展性强。空气中表面易氧化而失去光泽，变灰暗。溶于硝酸，热硫酸、有机酸和碱液。不溶于稀酸和硫酸。具有两性：既能形成高铅酸的金属盐，又能形成酸的铅盐。

【元素来源】主要存在于方铅矿(PbS)及白铅矿(PbCO3)中，经煅烧得硫酸铅及氧化铅，再还原即得金属铅。

理化性质

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/厘米3，硬度1.5，质地柔软，抗张强度小。

没有氧化层的铅色泽光亮，密度高，硬度非常低，延伸性很强。它的导电性能相当低，抗腐蚀性能很高，因此它往往用来作为装腐蚀力强的物质(比如硫酸)的容器。加入少量锑或其它金属可以更加提高它的抗腐蚀力。

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、冷硫酸几乎不起作用，能与热或浓盐酸、硫酸反应;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。

发现历史

早在7000年前人类就已经认识铅了。它分布广，容易提取，容易加工，即有很高的延展性，又很柔软，而且熔点低。在《圣经·出埃及记》中就已经提到了铅。

古罗马使用铅非常多。有人甚至认为罗马入侵不列颠的原因之一是因为康沃尔地区拥有当时所知的最大的铅矿。甚至在格陵兰岛上钻出来的冰心中可以测量得出从前5世纪到3世纪地球大气层中的铅的含量增高。这个增高今天被认为是罗马人造成的。炼金术士以为铅是最古老的金属并将它与土星联系到一起。在人类历史上铅是一种被广泛应用的金属。

在英国博物馆里藏有在埃及阿拜多斯清真寺发现的公元前3000年的铅制塑像。在伊拉克乌尔城和其他一些城市发掘古迹所获得的材料中，不仅找到属于公元前4000年间的各种金属物件，而且有古代波斯人所用的契型文字的黏土板文件记录。这些记录说明，在公元前2350年已经从矿石中提炼出大量铁、铜、银和铅。在公元前1792——前1750年巴比伦皇帝汉穆拉比统治时期，已经有了大规模铅的生产。在中国殷代墓葬中也发现有铅制的酒器卣、爵、觚和戈等。

中国在商殷至汉代青铜器中铅的含量有增大的趋势。青铜中铅的增加对于液态合金流动性的提高起了重要作用，使铸件纹饰毕露。不过，古代人对铅和锡的分别并不是十分明确。罗马人称铅为黑铅，称锡为白铅，以致后来它的元素符号定为Pb。中外古炼金家和炼丹家们对铅和铅的一些化合物进行了实验，例如在魏伯阳所著的《周易参同契》中说：“胡粉投火中，色坏还为铅。”用今天的化学方程式表示就是：Pb3O4 + 2C ——→ 3Pb + 2CO2↑

中国二里头文化的青铜器中，即发现有加入铅作为合金元素，并在整个青铜时代与锡一起，构成了中国古代青铜器最主要的合金元素。

直到16世纪以前，在用石墨制造铅笔以前，在欧洲，从希腊、罗马时代起，人们就是手握夹在木棍里的铅条在纸上写字，这正是今天“铅笔”这一名称的来源。到中世纪，在富产铅的美国，一些房屋，特别是教堂，屋顶是用铅版建造，因为铅具有化学惰性，耐腐蚀。最初制造硫酸使用的铅室法也是利用铅的这一特性。

从1980年代中开始，铅的应用开始骤然下降。主要原因是铅的生理作用和它对环境的污染。今天汽油、染料、焊锡和水管一般都不含铅了。

锻造

自然界中纯的铅很少见。今天(截至2011年)铅主要与锌、银和铜等金属一起冶炼和提取。最主要的铅矿石是方铅矿(PbS)，其含铅量达86.6%。其它常见的含铅的矿物有白铅矿(PbCO3)和铅矾(PbSO4)。铅总年产量约800万公吨，约一半是从废料回收。截至2008年，世界上最大的产铅国是澳大利亚、中国、美国、秘鲁、加拿大、墨西哥、瑞典、摩洛哥、南非和朝鲜。

铅矿一般用钻或爆破的手段开采。矿石开采后磨碎，然后于水和其它化学药品(比如表面活性剂黄原酸钠)混合。在这个混合液的容器中有气泡上升，含铅的矿物随气泡上升到表面形成一层泡沫。这层泡沫可以收集。这个过程可以多次进行，其结果含50%的铅。收集后的泡沫烤干熔化后得到含97%的铅。这个熔液被慢慢冷却，杂质比较轻上升到表面可以移去。剩下的铅再次熔化。吹冷空气入熔液，移除更多的上升杂质后得到99.9%的铅。

将除去杂质的方铅矿 ，在空气中燃烧成氧化铅，再与碳共热还原得铅。 化学式如下：

2PbS+3O2——>2PbO+2SO2

PbO+C——>Pb+CO

PbO+CO——>Pb+CO2

同位素

铅有四种自然的、稳定的同位素：Pb-204(1.4%)、Pb-206(24.1%)、Pb-207(22.1%)和Pb-208(52.4%)。后三种是铀-238、铀-235和钍-232经过一系列裂变后的最终产物。这些反应的半衰期分别是4.47×109年、7.04×108年和1.4×1010年。只有204Pb是自然存在的、非衰变产物。Pb-208在稳定的同位素中质量最大。

主要用途

铅在许多工业领域中得到应用，铅板和铅管广泛用于制酸工业、蓄电池、电缆包皮及冶金工业设备的防腐衬里。

铅能吸收放射性射线，可作原子能工业及X射线仪器设备的防护材料。

铅能与锑、锡、铋等配制成各种合金，如熔断保险丝、印刷合金、耐磨轴承合金、焊料、榴霰弹弹丸、易熔合金及低熔点合金模具等。

铅的化合物四乙基铅可作汽油抗爆添加剂和颜料。

可以作建筑工业隔音和装备上的防震材料等。

2009年美国、日本和中国铅酸蓄电池耗铅量所占比例分别达到了86%、86% 和81.4%。基于环保的要求，其他领域中铅的消费都比较低。[1]

健康危害

铅是一种有毒的金属[2]，它可以破坏儿童的神经系统，它可以导致血液循环系统和脑的疾病。长期接触铅和它的盐(尤其是可溶的和强氧化性的PbO2)可以导致肾病和类似绞痛的腹痛。有人认为许多古罗马皇帝的老年痴呆是由于当时铅被用来作为水管(以及铅盐被用来作为加入酒中的甜物)造成的。而且，铅在人体里积蓄后很难自动排除，只能通过某些药物来清除。

摄入过多的铅及其化合物会导致心悸，易激动，并会使神经系统受损，甚至会致癌和致畸。铅含量的超标会对儿童产生非常大的负面影响。[3]

由于铅被怀疑导致儿童智力衰退它的使用被缩减。在发达国家含铅的油漆不再被出售。台湾的医学研究显示，对于体内铅含量较高的肾脏疾病患者注射排铅剂，能减慢肾病恶化速度，至少能延后洗肾四年;此研究很有机会有效降低台湾的医疗支出。

含铅盐的陶瓷制品有可能导致中毒，尤其是假如容器内的溶液是酸性的(比如果汁)，这些溶液可以溶解陶瓷中的铅离子。尤其对女孩子和年轻的妇女铅的害处可能非常大。