سرب
تاریخچه
به‌علت فراوانی سرب ( هنوز هم اینگونه است ) ، تهیه آسان ، کار کردن آسان با آن ، انعطاف‌پذیری و چکش‌خواری بالا و پالایش راحت ، حداقل از 7000 سال پیش مورد استفاده بشر می‌باشد. در کتاب خروج ( بخشی از انجیل ) به این عنصر اشاره شده است. کیمیاگران می‌پنداشتند سرب قدیمی‌ترین فلز بوده و به سیاره زحل مربوط میشود. لوله‌های سربی که نشانه‌های امپراتوری روم را حمل می‌کردند، هنوز هم بکار می‌روند. نشان Pb برای سرب خلاصه نام لاتین آن plumbum است. در اواسط دهه 80 تغییر مهمی در الگوهای پایان استفاده از سرب بوجود آمده بود. بیشتر این تغییر ناشی از پیروی مصرف کنندگان سرب آمریکا از قوانین زیست محیطی بود که بطرز قابل ملاحظه ای استفاده از سرب را در محصولات بجز باطری از جمله گازوئیل ، رنگ ، اتصالات و سیستمهای آبی کاهش داده یا حتی حذف کرد
سرب یکی از عنصر های شیمیایی واسطه در جدول تناوبی است. سرب همچنین در رده فلزها قرار دارد.این فلز تشعشعات هسته‌ای را عبور نمی‌دهد .سرب در طبیعت به شکل کانی به نام گالن (سیستم تبلور کوبیک یا مکعبی ) یافت میگردد.
سرب عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با Pb و عدد اتمی ۸۲ وجود دارد.سرب عنصری سنگین ، سمی و چکش خوار است که دارای رنگ خاکستری کدری می‌باشد .هنگامیکه تازه تراشیده شده سفید مایل به آبی است اما در معرض هوا به رنگ خاکستری تیره تبدیل میشود.از سرب در سازه‌های ساختمانی ، خازنهای اسید سرب ، ساچمه و گلوله استفاده شده و نیز بخشی از آلیاژهای لحیم ، پیوتر و آلیاژهای گدازپذیر می‌باشد.سرب سنگین ترین عنصر پایدار است.
سرب فلزی است براق ،انعطاف پذیر، بسیار نرم ، شدیداً چکش خوار و به رنگ سفید مایل به آبی که از خاصیت هدایت الکتریکی پایینی برخوردار می‌باشد.این فلز حقیقی به شدت در برابر پوسیدگی مقاومت می‌کند و به همین علت از آن برای نگهداری مایعات فرسایشگر ( مثل اسید سولفوریک) استفاده میشود. با افزودن مقادیر خیلی کمی آنتیموان یا فلزات دیگر به سرب میتوان آنرا سخت نمود.
کاربردهای اولیه سرب عبارت بودند از:سازه‌های ساختمانی ، رنگدانه‌های مورد استفاده در لعاب سرامیک و لوله‌های انتقال آب. کاخها و کلیساهای بزرگ اروپا دروسایل تزئینی ، سقفها ، لوله‌ها و پنجره‌ها یشان دارای مقادیر قابل توجهی سرب هستند.این فلز ( در حالت عنصری) پس از آهن ، آلومینیم ، مس و روی بیشترین کاربرد را دارد.موارد استفاده معمولی سرب به شرح زیر است : در باطریهای اسید سرب ، در اجزای الکترونیکی ، روکش کابل ،مهمات ، در شیشه CTRها، سرامیک ،شیشه‌های سربدار( به glass making مراجعه شود) ، لوله‌های سربی ( اگرچه استفاده از اتصالات سربی در لوله‌های آب آشامیدنی در دهه ۹۰ در آمریکا قانونی شد، امروزه کاربرد آنچنانی ندارند) در رنگها( از سال ۱۹۷۸ در آمریکا وبه تدریج از دهه ۶۰ تا دهه ۸۰ در انگلستان ممنوع شد اگرچه رنگ سطوح قدیمی می‌توانست تا ۵۰٪ وزن از سرب باشد) آلیاژها،پیوتر، اتصالات و مواد پر کننده دندان.همچنین در بامها به‌عنوان درزگیر برای محافظت اتصالات در برابر باران مورد استفاده قرار می‌گیرد.در گازوئیل ( بنزین) به‌عنوان تترا اتیل و تترا متیل سرب برای کاهش صدای موتور کاربرد دارد(pre-detonation ، pre-ignitionو pinking هم نامیده میشود) فروش بنزین سربدار در آمریکا از سال ۱۹۸۶ و در اتحادیه اروپا از سال ۱۹۹۹ ممنوع شد. سرب یک ابررسانا با دمای بحرانی K=۲۰/۷ c T ( ۹۵/۲۶۵ – درجه سانتیگراد)؟ می‌باشد.
به علتانی سرب ( هنوز هم اینگونه‌است) ، تهیه آسان، کارکردن آسان با آن ،انعطاف پذیری و چکش خواری بالا و پالایش راحت ، حداقل از ۷۰۰۰ سال پیش مورد استفاده بشر می‌باشد.در کتاب خروج ( بخشی از انجیل) به این عنصر اشاره شده‌است.کیمیاگران می‌پنداشتند سرب قدیمی ترین فلز بوده و به سیاره زحل مربوط میشود.لوله‌های سربی که نشانه‌های امپراتوری روم را حمل می‌کردند هنوز هم بکار می‌روند.نشان Pb برای سرب خلاصه نام لاتین آن plumbum است. در اواسط دهه ۸۰ تغییر مهمی در الگوهای پایان استفاده از سرب بوجود آمده بود.بیشتر این تغییر ناشی از پیروی مصرف کنندگان سرب آمریکا از قوانین زیست محیطی بود که بطرز قابل ملاحظه‌ای استفاده از سرب را درمحصولات بجز باطری از جمله گازوئیل، رنگ،اتصالات و سیستمهای آبی کاهش داده یا حتی حذف کرد.
[ویرایش] جداسازی
سرب محلی در طبیعت یافت میشود اما کمیاب است.امروزه معمولاً سرب در کانیهایی همراه با روی ، نقره و ( بیشتر) مس یافت میشود و به همراه این مواد جدا میگردد.ماده معدنی اصلی سرب گالن(PbS) است که حاوی ۶/۸۶٪ سرب می‌باشد.سایرکانیهای مختلف و معمول آن سروسیت ( PbCO۳ ) و انگلسیت (PbSO۴) می‌باشند.اما بیش از نیمی از سربی که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرد بازیافتی می‌باشد. سنگ معدن به‌وسیله مته یا انفجار جداشده سپس آنرا خرد کرده و روی زمین قرار می‌دهند.بع از آن سنگ معدن تحت تأثیر فرآیندی قرار می‌گیرد که در قرن نوزدهم در Broken Hill استرالیا بوجود آمد.یک فرآیند شناورسازی ، سرب و دیگر مواد معدنی را از پس مانده‌های سنگ جدا می‌کند تا با عبور سنگ معدن ، آب و مواد شیمیایی خاص از تعدادی مخزن که درون آنها دوغاب همیشه مخلوط میشود ، عصاره‌ای بوجود آید.درون این مخزنها هوا جریان یافته و سولفید سرب به حبابها می‌چسبد و بصورت کف بالا آمده که میتوان آنرا 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(ریم) سبک تر بالا آمده و آنها را جدا می‌کنند.سرب مذاب با گداختن بیشتر به‌وسیله عبورهوا از روی آن وتشکیل لایه‌ای از تفاله فلز که حاوی تمامی ناخالصیهای باقی مانده می‌باشد تصفیه شده و سرب خالص ۹/۹۹٪ بدست می‌آید.
[ویرایش] ایزوتوپها
سرب بطور طبیعی دارای چهار ایزوتوپ پایدار است : Pb-۲۰۴(۱٫۴٪)-Pb-۲۰۶(۲۴٫۱٪)-Pb-۲۰۷(۲۲٫۱٪)-Pb-۲۰۸(۵۲٫۴٪).سرب ۲۰۶-۲۰۷ و۲۰۸ همگی پرتوزاد بوده و محصولات پایانی زنجیره فروپاشی پیچیده‌ای هستند که به ترتیب درU-۲۳۸ ،U-۲۳۵ وTh-۲۳۲ رخ می‌دهند.نیمه عمرهای مساوی این آرایشهای فرسایشی بسیار متغیر است به ترتیب: ۹ ۱۰ ،۰۴/۷ X ۸ ۱۰X ۴۷/۴ و۴/۱ X ۱۰ ۱۰سال .هر کدام از آنها به نسبت Pb-۲۰۴ تنها ایزوتوپ پایدار غیر پرتوزاد گزارش میشود.ترتیب نسبتهای ایزوتوپی برای بیشتر مواد معدنی طبیعی ۰/۳۰ –۰۰/۱۴ برای Pb-۲۰۶/Pb-۲۰۴، ۱۵-۱۷ برای Pb-۲۰۷/Pb-۲۰۴ و ۵۰-۳۵ برای Pb-۲۰۸/Pb-۲۰۴ می‌باشد اگرچه نمونه‌های بسیار زیادی خارج از این حوزه در نوشته‌ها به چشم می‌خورد.
سرب فلز سمی است که به پیوندهای عصبی آسیب رسانده ( بخصوص در بچه‌ها) و موجب بیماریهای خونی و مغزی میشود.تماس طولانی با این فلز یا نمکهای آن ( مخصوصاً نمکهای محلول یا اکسید غلیظ آن PbO۲) می‌تواند باعث بیماریهای کلیه و دردهای شکمی شود.