稀有元素-鉛
化學(xué)先生 / 2019-05-19
大家熟悉的青灰色的鉛，是一種古老的金屬。它是人類最早認(rèn)識(shí)的幾種金屬元素之一。無(wú)論是古巴比倫人、古猶大人、古羅馬人，還是在中國(guó)古代都有使用鉛的悠久歷史。在中國(guó)最早的煉丹著作《周易參同契》以及古猶太人的《圣經(jīng))《舊約)里，都記載著鉛的治煉和使用方法。煉丹家們?cè)跓嵊?ldquo;長(zhǎng)生不老”丹、“點(diǎn)金術(shù)”的時(shí)候，就把這表面青灰而切開之后閃爍銀灰色光澤的鉛，作為重點(diǎn)研究對(duì)象之一。他們除了用鉛制造鉛汞之外，還制備“仙丹”之一的黃丹，也就是四氧化三鉛。煉丹家對(duì)于鉛可以氧化為黃丹，而黃丹又能還原為鉛的現(xiàn)象感到很奇妙，就認(rèn)為鉛和求一樣是“仙品”，因此鉛就成了煉丹家煉丹爐里必備之物了。至于化妝用的胡粉，也就是堿性碳酸鉛，早在我國(guó)秦漢時(shí)期之前就使用了。古代羅馬人還喜歡用鉛作水管，而古代的荷蘭人則愛用它作屋頂。
鉛在地殼中的含量不高，只有0.0016％，排在元素含量的第35位，比某些“稀有元素”還要少。人們熟悉鉛，是因?yàn)殂U容易富集形成硫化鉛等礦物，而且容易治煉，使用廣泛。許多天然放射性元素如鈾、鏷、釷、鐳、銅、鈁、破、釙等最終都要蛻變?yōu)榉€(wěn)定的鉛，所以鉛在地殼中的含量不斷地略有增加。鉛是在工業(yè)中應(yīng)用廣泛、價(jià)格便宜的金屬，強(qiáng)度低而塑性高，展性相當(dāng)好，可以軋成極薄的鉛箔。但是，鉛的延性并不好，用拉伸法制鉛絲，只能拉伸到直徑大于1.6毫米，再細(xì)的鉛絲就只能用壓擠法來(lái)生產(chǎn)了。鉛還有一個(gè)獨(dú)特的長(zhǎng)處，就是具有極高的鍛接性能，新切開的鉛表面在室溫下用不太高的壓力，就能迅速地鍛接在一起。所以，用它來(lái)做絕緣電纜的包皮，操作起來(lái)既簡(jiǎn)單又方便，效果還好。
鉛的另一個(gè)寶貫的性質(zhì)是在許多介質(zhì)中都具有相當(dāng)高的化學(xué)穩(wěn)定性。在干燥空氣中，經(jīng)過(guò)90年才在鉛的新鮮表面形成勉強(qiáng)能察覺的氧化膜。鉛的抗硫酸的能力出類萃，這是由于硫酸和鉛作用后，生成一層致密而車固的保護(hù)膜一酸鉛，保護(hù)了里面的鉛不再被腐蝕。所以鉛被廣泛地作為抗腐蝕材鉛塊制品圖料，如用來(lái)制造酸洗槽、硫酸室、酸泵、輸酸管、蓄電池等，尤其是蓄電池。
鉛的熔點(diǎn)比較低，熔化后流動(dòng)性好。用鉛和錫組成的焊料，在電子、電器等行業(yè)大顯身手。鉛具有良好的導(dǎo)電性，被制成粗大的電纜，輸送強(qiáng)大的電流。
說(shuō)到鉛的應(yīng)用，人們會(huì)自然想到鉛字。其實(shí)鉛字用的是鉛銻合金。這是因?yàn)殂U比較軟，加入少量的金屬銻，就能大幅度地提高鉛的硬度，而銻具有熱縮冷脹的特點(diǎn)，所以鉛銻合金鑄出的鉛字特別清晰。另外，鉛和錫、錦、銅制成的巴氏合金，是優(yōu)秀的耐磨材料，用來(lái)制造高級(jí)軸承、軸瓦，加鉛是為了增加材料的韌性和塑性。
鉛還是一種放射線的防護(hù)材料，X射線、Y射線等都不能穿透它。在醫(yī)院里，大夫做X射線透視診斷時(shí)，胸前常用一塊鉛板保護(hù)著;在原子能反應(yīng)雄工作的人員，也常穿含有鉛的大圍裙。所以在使用X射線、Y射線時(shí)以及原子能工業(yè)都離不開鉛。
鉛的化合物應(yīng)用也很廣泛，如生產(chǎn)顏料和塑料助劑等都要用到它。像大家很熟悉的聚氯乙烯塑料，它有一個(gè)突出的毛病就是熱穩(wěn)定性不好，受熱之后很容易分解。但是一旦加入少量的硬脂酸鉛作為穩(wěn)定劑，聚氯乙烯的熱移定性就大大地改善了。
鉛在為人類服務(wù)的同時(shí)，也給人類帶來(lái)了許多麻煩。很久以來(lái)，它污染古羅馬人喜歡用鉛做的輸水管引水，用鉛制的器皿貯存糖漿和果酒、烹著人類的生活環(huán)境，危害人們的健康。
調(diào)食物，用鉛制造貨幣等，貴族婦女更喜歡用含鉛的化妝品來(lái)打扮?？墒牵麄儾恢楞U有毒，致使很多人鉛中毒。一些學(xué)者把古羅馬帝國(guó)的衰落也歸罪于鉛。他們認(rèn)為，當(dāng)時(shí)古羅馬能夠使用鉛質(zhì)奢侈品的人，大多是羅馬貴族。在貴族之中鉛中毒的現(xiàn)象非常廣泛。鉛中毒會(huì)引起死胎、自然流產(chǎn)和不孕癥，生下的嬰兒大都在一年內(nèi)死亡。于是古羅馬帝國(guó)的上層階級(jí)由于出生率低而人口大減。
鉛是一種累積性毒物，它很容易被胃腸道吸收，其中一部分破壞血液使紅血球分解，一部分通過(guò)血液擴(kuò)散到全身器官和組織，并進(jìn)人骨骼。而沉積在內(nèi)臟器官及骨髓中的鉛化合物由體內(nèi)排出的速度極慢，逐漸形成慢性中毒。慢性鉛中毒患者最初只感到疲佬、食欲不振、體重減輕。由于往往被患者忽視而拖延醫(yī)治，當(dāng)慢性中毒再發(fā)展時(shí)，會(huì)引起鉛疝痛及便秘、嘔吐、腹瀉等癥狀，并且出現(xiàn)末梢神經(jīng)障礙，造成橈骨神經(jīng)麻痹及手指震癥。再嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致鉛毒性腦病，而呈現(xiàn)頭痛、耳鳴、視力障礙、精神不安、無(wú)意識(shí)狀態(tài)和貧血等。有機(jī)鉛急性中毒的表現(xiàn)為不安、不眠、精神錯(cuò)亂，還有的患急性腦病而死亡。正因?yàn)檫@樣，用鉛做茶壺、酒壺是不科學(xué)的。
自從1922年美國(guó)發(fā)明了四乙基鉛，作為汽車用汽油的防震劑以來(lái)，在汽油里添加四乙基鉛的方法在全世界獲普遍推廣。從此，鉛便以有機(jī)鉛的形式廣泛污染環(huán)境，其危害的廣泛程度比任何其他有毒金屬元素都大。在美國(guó)由于汽車很多，汽車排出廢氣也多，相當(dāng)于每人每年把二磅多的鉛以四乙基鉛的形式排入空氣，使鉛成為大氣污染的罪魁禍?zhǔn)住Ｒ虼?，空氣、水源、食物都有鉛的污染。在城市中，污染空氣的鉛與汽油的消耗量成正比。人每時(shí)每刻都要進(jìn)行呼吸，吸入的空氣中所含的鉛會(huì)有一半殘留在人體之內(nèi)。所以目前鉛造成的污染，對(duì)人體健康是一個(gè)潛在的巨大威脅。因此，控制和消除鉛污染是擺在我們面前的一個(gè)嚴(yán)峻課題。
現(xiàn)在，科技工作者正著手減少以至消除鉛對(duì)環(huán)境的污染。我們相信，人類一定能消除鉛的種種危害，使它成為我們的忠實(shí)朋友。
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