Ποιες είναι οι ιδιότητες του μολύβδου;

Ο μόλυβδος, ατομικός αριθμός 82 στον περιοδικό πίνακα, είναι ένα μεταλλικό στοιχείο με το χημικό σύμβολο Pb, που σημαίνει plumbum, η λατινική ονομασία του στοιχείου. Είναι ένα μαλακό, εύκαμπτο μέταλλο που έχει ασημί-λευκό χρώμα όταν είναι φρεσκοκομμένο, αλλά όταν εκτίθεται στον αέρα αποκτά γρήγορα μια θαμπή γκρίζα εμφάνιση λόγω του σχηματισμού ενός στρώματος οξειδίου. Αν και περιστασιακά βρίσκεται στη στοιχειακή του κατάσταση, το κύριο μετάλλευμα μολύβδου είναι ο γαλήνιος ή θειούχος μολύβδου (PbS). Άλλα μεταλλεύματα μολύβδου περιλαμβάνουν τον κηρουσίτη — ανθρακικό μόλυβδο (PbCO3) — και τον γωνίτη — θειικό μόλυβδο (PbSO4). Ιστορικά, οι χημικές και φυσικές ιδιότητες του μολύβδου τον έχουν καταστήσει πολύ χρήσιμο στοιχείο, αλλά από τα τέλη του 20ου αιώνα, η χρήση του έχει μειωθεί λόγω της τοξικότητάς του. Ο μόλυβδος, ωστόσο, εξακολουθεί να έχει μια σειρά από σημαντικές εφαρμογές – για παράδειγμα σε μπαταρίες μολύβδου-οξέος, για θωράκιση από την ακτινοβολία και ως εύκαμπτο, ελαστικό υλικό στέγης.

Το μέταλλο λιώνει στους 622.4 °F (328 °C) και βράζει στους 3,164 °F (1,740 °C). Τα τέσσερα σταθερά ισότοπα του μολύβδου είναι τα τελικά προϊόντα της διάσπασης διαφόρων φυσικών ραδιενεργών στοιχείων, όπως το ουράνιο και το θόριο, μέσω μιας σειράς βημάτων. Ο μόλυβδος είναι το βαρύτερο σταθερό στοιχείο, μια διάκριση που ανήκε στο βισμούθιο —στοιχείο με αριθμό 83— μέχρι που διαπιστώθηκε ότι ήταν πολύ ελαφρώς ραδιενεργό. Μία από τις πιο σημαντικές φυσικές ιδιότητες του μολύβδου είναι η ικανότητά του να απορροφά ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία υψηλής συχνότητας, όπως οι ακτίνες Χ και οι ακτίνες γάμμα. Αυτό οφείλεται στην υψηλή πυκνότητά του και στον μεγάλο αριθμό ηλεκτρονίων στο άτομο του μολύβδου.

Ο μόλυβδος ανήκει στην ίδια ομάδα με τον άνθρακα, το πυρίτιο, το γερμάνιο και τον κασσίτερο. Αυτά τα στοιχεία γίνονται πιο μεταλλικά με το αυξανόμενο ατομικό βάρος και ενώ οι χημικές ιδιότητες του μολύβδου μοιάζουν με εκείνες των άλλων μελών της ομάδας, είναι χημικά πιο παρόμοιο με το μέταλλο, τον κασσίτερο. Στις ενώσεις του, ο μόλυβδος έχει συνήθως κατάσταση οξείδωσης +2, που σημαίνει ότι δίνει δύο ηλεκτρόνια σε άλλα άτομα ή μόρια. Λιγότερο συχνά, μπορεί να έχει κατάσταση οξείδωσης +4.

Το μέταλλο ενώνεται με το οξυγόνο για να σχηματίσει πολλά οξείδια. Ο «κόκκινος μόλυβδος», που σχηματίζεται με τη θέρμανση του μολύβδου στον αέρα, έχει τον τύπο Pb3O4, αλλά πιστεύεται ότι είναι μια ένωση του οξειδίου του μολύβδου (PbO) και του διοξειδίου του μολύβδου (PbO2). Το οξείδιο του μολύβδου, γνωστό και ως λιθάργη, σχηματίζεται όταν το μέταλλο θερμαίνεται έντονα στον αέρα και μπορεί να πάρει τη μορφή κίτρινης σκόνης ή κόκκινου κρυσταλλικού υλικού.

Ο “λευκός μόλυβδος” είναι βασικός ανθρακικός μόλυβδος (2PbCO3·Pb(OH)2). Παλαιότερα χρησιμοποιήθηκε ευρέως σε βαφές λόγω του έντονου λευκού του χρώματος πριν αντικατασταθεί σε μεγάλο βαθμό από μη τοξικό διοξείδιο του τιτανίου. Εκτός από την τοξικότητά του, ένα πρόβλημα με τον λευκό μόλυβδο ήταν ότι έτεινε να αντιδρά αργά με ίχνη υδρόθειου (H2S) στον αέρα για να σχηματίσει μαύρο θειούχο μόλυβδο. Αυτό είναι ένα καλό τεστ για το H2S, αλλά σήμαινε ότι οι παλιοί πίνακες θα έτειναν να σκουραίνουν με την πάροδο του χρόνου.

Ο μόλυβδος είναι ανθεκτικός στη διάβρωση από τα περισσότερα οξέα, λόγω του γεγονότος ότι τα περισσότερα άλατα μολύβδου έχουν μικρή ή καθόλου διαλυτότητα στο νερό και σχηματίζουν ένα στρώμα που προστατεύει τον μόλυβδο από περαιτέρω δράση. Ωστόσο, θα αντιδράσει με οξικό και νιτρικό οξύ, καθώς τα άλατα που σχηματίζονται από αυτές τις αντιδράσεις —οξεικός μόλυβδος και νιτρικός μόλυβδος, αντίστοιχα — είναι πολύ διαλυτά. Ο μόλυβδος αντιδρά με το «σκληρό» νερό για να σχηματίσει αδιάλυτο βασικό ανθρακικό μόλυβδο, αλλά σχηματίζει διαλυτές ενώσεις με μαλακό νερό, πράγμα που σημαίνει ότι οι σωλήνες νερού μολύβδου ενέχουν μεγαλύτερο κίνδυνο δηλητηρίασης από μόλυβδο σε περιοχές με μαλακό νερό.
Πιθανώς η πιο γνωστή από τις ιδιότητες του μολύβδου είναι η τοξικότητά του. Οι περιπτώσεις οξείας δηλητηρίασης από μόλυβδο είναι σπάνιες, αλλά είναι ένα αθροιστικό δηλητήριο και η χρόνια έκθεση σε χαμηλά επίπεδα μολύβδου μπορεί να οδηγήσει σε μια ποικιλία σοβαρών συμπτωμάτων. Απενεργοποιεί τα ένζυμα που παράγουν την αιμοσφαιρίνη, οδηγώντας σε συσσώρευση της πρόδρομης χημικής ουσίας – αυτό μπορεί να παραλύσει το έντερο, με αποτέλεσμα δυσκοιλιότητα και κοιλιακό άλγος και να προκαλέσει συσσώρευση υγρού στον εγκέφαλο, προκαλώντας πονοκεφάλους. Για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα προκαλεί αναιμία και νευρολογικά προβλήματα.

Η χρόνια δηλητηρίαση από μόλυβδο ήταν ένα σημαντικό πρόβλημα λόγω της ευρείας χρήσης του μολύβδου σε εφαρμογές που του επέτρεψαν να εισέλθει στο περιβάλλον. Για παράδειγμα, ο μεταλλικός μόλυβδος χρησιμοποιήθηκε παλαιότερα σε σωλήνες νερού και ενώσεις μολύβδου χρησιμοποιήθηκαν σε βαφές. Αυτές οι χρήσεις έχουν διακοπεί στις περισσότερες χώρες και οι σωληνώσεις μολύβδου αντικαταστάθηκαν από μη τοξικές εναλλακτικές λύσεις. Η μεγαλύτερη πηγή μολύβδου στο περιβάλλον ήταν η ένωση τετρααιθυλομόλυβδος, η οποία προστέθηκε στη βενζίνη για να επιτευχθεί πιο ομαλή καύση. Λόγω ανησυχιών σχετικά με τις επιπτώσεις του μολύβδου στην υγεία στο περιβάλλον, ιδιαίτερα στα παιδιά στις αστικές περιοχές, η βενζίνη με μόλυβδο έχει επίσης καταργηθεί σταδιακά σε πολλές χώρες.