簡介
鉛是柔軟和延展性強的弱金屬,有毒,也是重金屬。鉛原本的顏色為青白色,在空氣中表面很快被一層暗灰色的氧化物覆蓋。可用於建築、鉛酸蓄電池、彈頭、炮彈、焊接物料、釣魚用具、漁業用具、防輻射物料、獎盃和部份合金,例如電子焊接用的鉛錫合金。鉛是一種金屬元素,可用作耐硫酸腐蝕、防電離輻射、蓄電池等的材料。其合金可作鉛字、軸承、電纜包皮等之用,還可做體育運動器材鉛球 。
歷史
早在7000年前人類就已經認識鉛了。它分布廣,容易提取,容易加工,既有很高的延展性,又很柔軟,而且熔點低。在《聖經·出埃及記》中就已經提到了鉛。
鉛是人類最早使用的金屬之一,公元前3000年,人類已會從礦石中熔煉鉛。鉛在地殼中的含量為0.0016%,主要礦石是方鉛礦。
在英國博物館裡藏有在埃及阿拜多斯清真寺發現的公元前3000年的鉛制塑像。在伊拉克烏爾城和其他一些城市發掘古蹟所獲得的材料中,不僅找到屬於公元前4000年間的各種金屬物件,而且有古代波斯人所用的契型文字的黏土板檔案記錄。這些記錄說明,在公元前2350年已經從礦石中提煉出大量鐵、銅、銀和鉛。在公元前1792——前1750年巴比倫皇帝漢穆拉比統治時期,已經有了大規模鉛的生產。在中國殷代墓葬中也發現有鉛制的酒器卣、爵、觚和戈等。
中國在商殷至漢代青銅器中鉛的含量有增大的趨勢。青銅中鉛的增加對於液態合金流動性的提高起了重要作用,使鑄件紋飾畢露。
不過,古代人對鉛和錫的分別並不是十分明確。羅馬人稱鉛為黑鉛,稱錫為白鉛,以致後來它的元素符號定為Pb。
中外古鍊金家和煉丹家們對鉛和鉛的一些化合物進行了實驗,例如在魏伯陽所著的《周易參同契》中說:“胡粉投火中,色壞還為鉛。”
直到16世紀以前,在用石墨製造鉛筆以前,在歐洲,從希臘,羅馬時代起,人們就是手握夾在木棍里的鉛條在紙上寫字,這正是今天“鉛筆”這一名稱的來源。到中世紀,在富產鉛的美國,一些房屋,特別是教堂,屋頂是用鉛板建造的,因為鉛具有化學惰性,耐腐蝕。最初製造硫酸使用的鉛室法也是利用鉛的這一特性。
古羅馬使用鉛非常多。有人甚至認為羅馬入侵不列顛的原因之一是因為康沃爾地區擁有當時所知的最大的鉛礦。甚至在格陵蘭島上鑽出來的冰心中可以測量得出從前5世紀到3世紀地球大氣層中的鉛的含量增高。這個增高今天被認為是羅馬人造成的。鍊金術士以為鉛是最古老的金屬並將它與土星聯繫到一起。在人類歷史上鉛是一種被廣泛套用的金屬。
從1980年代中開始,鉛的套用開始驟然下降。主要原因是鉛的生理作用和它對環境的污染。今天汽油、染料、焊錫和水管一般都不含鉛了。
中國二里頭文化的青銅器中,即發現有加入鉛作為合金元素,並在整個青銅時代與錫一起,構成了中國古代青銅器最主要的合金元素 。
化學性質
鉛很容易生鏽——氧化。鉛經常是呈灰色的,就是由於它在空氣中,很易被空氣中的氧氣氧化成灰黑色的氧化鉛,使它的銀白色的光澤漸漸變得暗淡無光。不過,這層氧化鉛形成一層緻密的薄膜,防止內部的鉛進一步被氧化。也正因為這樣,再加上鉛的化學性質又比較穩定,因此鉛不易被腐蝕。在化工廠里,常用鉛來製造管道和反應罐。著名的製造硫酸的鉛室法,便是因為在鉛制的反應器中進行化學反應而得名的。
用途
金屬鉛的重要用途是製造蓄電池。據不完全統計,197l年,鉛的世界年產量達308.3萬噸,其中大部分是用來製造蓄電池。在蓄電池裡,一塊抉灰黑色的負極都是用金屬鉛做的。正極上紅棕色的粉末,也是鉛的化合物—一氧化鉛。一個蓄電池,需用幾十斤鉛。飛機、汽車、拖拉機、坦克,都是用蓄電池作為照明光源。工廠、碼頭、車站所用的“電瓶車”,這“電瓶”便是蓄電池。廣播站也要用許多蓄電池。
工業上的用途
金屬鉛還有一個奇妙的本領——它能很好地阻擋X射線和放射性射線。在醫院裡,大夫作X射線透視診斷時,胸前常有一塊鉛板保護著;在原子能反應堆工作的人員,也常穿著含有鉛的大圍裙。鉛具有較好的導電性,被製成粗大的電纜,輸送強大的電流。鉛字是人們熟知的,書便是用鉛字排版印成的,然而,“鉛字”並不完全是鉛做的,而使用活字合金澆鑄成的。活字合金一般含有5一30%的錫和10一20%的銻,其餘則是鉛。加了錫,可降低熔點,便於澆鑄。加了銻,可使鉛字堅硬耐磨,特別是受冷會膨脹,使字跡清晰。
生活中的用途
保險絲也是用鉛合金做的,在焊錫中也含有鉛。
鉛的許多化合物,色彩繽紛,常用作顏料,如鉻酸鉛是黃色顏料,碘化鉛是金色顏料(與硫化錫齊名)。至於碳酸鉛,早在古代就被用作白色顏料。考古工作者發掘到的古代壁畫或泥俑,其中人臉常是黑色的。經過化學分析和考證,證明這黑色的顏料是鉛的化合物——硫化鉛。其實,古代塗上去的並不是黑色的硫化鉛,而是白色的碳酸鉛。只不過由於長期受空氣中微量硫化氫或墓中屍體腐爛產生的硫化氫的作用,才逐漸變成了黑色的硫化鉛。這件事一方面說明碳酸鉛作為白色顏料的歷史很悠久,另一方面也說明碳酸鉛作白色顏料有很大的缺點——變黑。現在,我國已不大用碳酸鉛作白色顏料,而是用白色的二氧化鈦——俗稱“鈦白”。鉛的最重要的有機化合物是四乙基鉛,常用作汽油的防爆劑。
考古學上的用途
鉛和鉛的化合物有毒。考古工作者們在發掘古羅馬的墓時,曾發現屍骨上常有一些黑斑。經化學分析,確定是硫化鉛。骨頭裡怎么會有硫化鉛呢?經考證,原來古羅馬人是用鉛管做自來水管。水中總溶有少量的氧氣,它能與鉛作用,生成微溶於水的氫氧化鉛。這種自來水被喝進人體後,鉛就把骨骼中的鈣取代出來,積存於骨骼。久而久之,鉛越積越多。人死後,屍體腐爛時產生硫化氫氣體,與骨骼中的鉛生成黑色的硫化鉛。達件事說明鉛不僅有毒,而且是積累性的。鉛最易積累於人的牙床。這樣,中了鉛毒的人,牙床邊緣便變成灰色。鉛中毒使人腹痛,嚴重的會發展到神經錯亂。正因為這樣,用鉛做茶壺、酒壺,是不適宜的。在煉鉛工廠中,要特別注意做好預防鉛中毒的工作。
我國是世界上最早會煉鉛的國家之一。我國著名的煉丹著作《周易參同契》中,便說: “胡粉投火中,色壞還為鉛”。據考證,胡粉即氧化鉛。“投火中”後,氧化鉛被炭還原成金屬鉛,於是“色壞”,從黃色“還為鉛”。《周易參同契》是我國公元二世紀時魏伯陽的著作,可見我國很早便會煉鉛了。不過,在我國古籍中,常把鉛與錫並稱而又互相混用。《管子》中說:“上有陵石者下有鉛錫。”《博物志》中說:“燒鉛錫成胡粉。”《太平寰宇記》中引《爾雅》說:“錫之善者曰鉛。”都是如此。這是由於鉛與錫不僅都是易被木炭還原的金屬,幾乎同時被人們發現,而且它們的外貌、性質十分類似,容易被混為一談。
鉛占地殼總原子數的十萬分之一。在大自然中,最重要的鉛礦是方鉛礦。我國有豐富的鉛礦。