»   »  Olovo

Olovo

český názevOlovo
latinský názevPlumbum
anglický názevLead
chemická značkaPb
protonové číslo82
relativní atomová hmotnost207,2
perioda6
skupinaIV.A
zařazeníkovy
rok objevu -
teplota tání [°C]327,502
teplota varu [°C]1740
hustota [g cm-3]11,34
hustota při teplotě tání [g cm-3]10,66
elektronegativita2,33
standardní el. potenciál [V]-0,13
oxidační stavyII, IV
elektronová konfigurace[Xe]4f14 5d10 6s2 6p2
atomový poloměr [pm]154
kovalentní poloměr [pm]147
specifické teplo [J g-1K-1]0,13
slučovací teplo [kJ mol-1]4,799
tepelná vodivost [W m-1 K-1]35,3
elektrická vodivost [S m-1]4,8.106
měrný el. odpor [10-6 Ω.m]0,206
1. ionizační potenciál [eV]7,4167
2. ionizační potenciál [eV]15,028
3. ionizační potenciál [eV]31,943
tvrdost podle Mohse1,5
tvrdost podle Brinella [MPa]38,3
modul pružnosti ve smyku [GPa]5,6
modul pružnosti v tahu [GPa]16
bod supravodivosti [K]7,2
skupenství za norm. podmíneks

Chemické vlastnosti a reakce olova

Chemický prvek olovo je modrobílý, na čerstvém řezu lesklý, měkký kov. Povrch olova se na vzduchu rychle pokrývá vrstvičkou oxidu. V běžných minerálních kyselinách, s výjimkou horké zředěné kyseliny dusičné, se olovo nerozpouští, ale velice dobře je rozpustné v kyselině octové:

3Pb + 8HNO3 → 3Pb(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Pb + 2CH3COOH → (CH3COO)2Pb + H2

Olovo je amfoterní, produktem reakce olova s alkalickými hydroxidy jsou alkalické tetrahydroxolovnatany:

Pb + 2NaOH + 2H2O → Na2[Pb(OH)4] + H2

Za zvýšené teploty se přímo slučuje s fluorem, chlorem, bromem, jodem, sírou, selenem, tellurem a poloniem.

Ve sloučeninách má olovo nejčastěji oxidační číslo II, sloučeniny olova v oxidačním stupni IV. velmi snadno hydrolyzují, jsou nestálé a působí jako silná oxidační činidla. Všechny rozpustné sloučeniny olova jsou jedovaté. Vodné roztoky olovnatých solí jsou obvykle bezbarvé, nerozpustné sloučeniny dvoumocného olova bývají různě zbarvené, např. černý sulfid, bílý hydroxid, uhličitan a fosforečnan, žlutý jodid nebo chroman.

Analytické stanovení olova se provádí komplexometricky titrací na eriochromovou čerň. Bod ekvivalence se v alkalickém prostředí (pH=10-11) projeví změnou barvy indikátoru z červené na modrou. V mírně kyselém prostředí (pH=5-6) se stanovení olova provádí komplexometrickou titrací s indikátorem pyrogallolová červeň, bod ekvivalence indikuje barevný přechod z modré na žlutou. Jednoduchý orientační důkaz na přítomnost olovnatých iontů v roztoku je možné provést přídavkem roztoku jodidu draselného, přítomnost olova se projeví vznikem žluté sraženiny jodidu olovnatého PbI2.

Výskyt olova v přírodě

Průměrný obsah olova v zemské kůře je 14 ppm. Přírodní olovo je směsí 4 stabilních izotopů, doprovázených stopovým množstvím radioaktivních izotopů 210Pb a 214Pb. Umělých izotopů olova byla připravena celá řada s nukleovými čísly 181 až 215.

V přírodě se ryzí olovo nalézá velice vzácně, nejdůležitějším zdrojem olova jsou olověné rudy galenit PbS, cerusit PbCO3, anglesit PbSO4, jamesonit Pb5FeSb6S14 a boulangerit Pb5Sb4S11. Olovo se nalézá v řadě dalších minerálů, např. mimetesit (mimetit) Pb5(AsO4)3Cl, pyromorfit Pb5(PO4)3Cl, heyrovskýit Pb6Bi2S9, aleksit PbBi2Te2S2, altait PbTe, kolarit PbTeCl2, burnonit CuPbSbS3, cesplumtantit (Cs,Na)2(Pb,Sb)3Ta8O24.

Vzácné nálezy ryzího olova pocházejí např. z Garpenberg Norra ve Švédsku, z Broken Hill v Austrálii a z východního Jakutska v Rusku.

Nejvyšší obsah olova (92,83 % Pb) má nerost massikot PbO. Celkem bylo mineralogicky popsáno přes 500 nerostů s obsahem olova.

Pro průmyslovou těžbu má rozhodující význam galenit, který se vyskytuje ve formě čoček ve vápencích, jako výplň krasových dutin i jako žíla nebo impregnační vrstva.

Těžba a zásoby

V roce 2012 se nejvíce olověných rud vytěžilo v Číně - 2,6 Mt, v Austrálii 630 kt, v USA 345 kt, v Mexiku 345 kt a v Peru 235 kt. Celosvětové zásoby se odhadují na 89 Mt, z toho připadá 36 Mt na Austrálii, 14 Mt na Čínu a 9,2 Mt na Rusko. Ve střední Evropě je největším producentem olova s roční těžbou 60 kt Polsko, stejnou těžbu vykázalo Švédsko, v Irsku se vytěžilo 50 kt.

Nebilanční zásoby olova v ČR jsou evidovány na 8 nalezištích a činí 152 kt, jedná se o hydrotermální ložiska stříbronosného galenitu v kutnohorském revíru a vulkanosedimentární devonská ložiska stratiformních polymetalických rud ve zlatohorském revíru. Bilanční zásoby olověných rud nejsou v současnosti evidovány. Těžba olova byla v ČR ukončena v roce 1994, produktem byl Pb-Zn koncentrát, který se exportoval, pro jeho další zpracování chyběly domácí kapacity. Naším nejdůležitějším rudním revírem byla Příbram, kde těžba olova probíhala v letech 1311-1972, z produkce místních dolů bylo vyrobeno 360 kt kovu, celková těžba na našem území dosáhla 416,8 kt.

V současnosti je veškerá domácí spotřeba olova hrazena dovozem, v roce 2011 bylo dovezeno 36 kt surového olova a 3 kt olověného šrotu. Průměrná dovozní cena surového kovu činí 45 500 Kč/t a 37 000 Kč/t u olověného odpadu.

Výroba a rafinace olova

Výroba olova se nejčastěji provádí oxidací galenitu v olovářských konvertorech za vzniku PbO s jeho následnou redukcí pomocí oxidu uhelnatého v šachtové peci:

2PbS + 3O2 → 2PbO + 2SO2
PbO + CO → Pb + CO2

Struska ze šachové pece obsahuje značný podíl arsenu, kobaltu, niklu a mědi a dále se zpracovává.

Surové olovo obsahuje pouze 92-96% Pb a musí se podrobit dvoustupňové rafinaci. První stupeň rafinace olova se nazývá harisování. Při harisování se pomocí taveniny NaNO3, NaOH a NaCl odstraní z olova příměsi cínu, antimonu a arsenu. Přídavkem elementární síry se odstraní příměsi mědi, vzniklý Cu2S plave na hladině taveniny jako struska. Druhý stupeň rafinace olova se nazývá parkesování. Při parkesování se pomocí zinku odstraňují z olova další příměsi, zejména stříbro a zlato. Menší příměsi bismutu se z olova odstraní přídavekm hořčíku nebo vápníku, při vyšším obsahu bismutu se provádí elektrolytická rafinace z roztoku H2SiF6 a PbSiF6. Výsledným produktem rafinace olova je kov o čistotě až 99,99%.

Využití olova

Technické využití olova je velmi rozsáhlé. Olovo se např. používá k výrobě akumulátorů, jako konstrukční materiál v chemickém průmyslu, k výrobě krytů proti ionizujícímu záření a jako ochranný obal elektrických kabelů. Značný význam má olovo při výrobě munice a některých druhů nízkotavitelných pájek, ložiskových kovů i dalších slitin. V minulosti se olovo často používalo k výrobě vodovodního potrubí.

Praktický význam mají i sloučeniny olova. Oxid olovnatý PbO je důležitou přísadou pro výrobu olovnatého skla a základní surovinou pro přípravu ostatních sloučenin olova. Zásaditý uhličitan olovnatý Pb3(OH)2(CO3)2 je důležitý bílý pigment - olovnatá běloba, chroman olovnatý PbCrO4 je používán jako žlutý pigment - chromová žluť, chroman-oxid olovnatý PbCrO4·PbO červený pigment - chromová červeň. Mezi další olovnaté pigmenty patří patentní běloba PbCl2·Pb(OH)2, vlámská běloba PbSO4·Pb(OH)2, molybdenová oranž PbCrO4·PbMoO4·PbSO4, patentní žluť PbCl2·5–7PbO nebo olovnatocíničitá žluť 2PbO·SnO2. Oxid olovičitý PbO2 se v laboratorní praxi a zejména v pyrotechnice používá jako velmi silné oxidační činidlo. Orthoolovičitan olovnatý Pb3O4 byl pod názvem suřík (minium) používán k výrobě trvanlivých nátěrových hmot. Výbušný azid olovnatý Pb(N3)2 a se používá jako náplň do rozbušek, podobné využití má i thikyanatan olovnatý Pb(CNS)2. Sulfid PbS, selenid PbSe a tellurid PbTe vykazují fotoelektrickou vodivost a využívají se při výrobě fotočlánků. Octan olovičitý (CH3COO)4Pb je důležité oxidační činidlo.

Zdroje

thallium ← olovo → bismut