一種化學元素,化學符號Pb,原子序數82,原子量207.2,屬週期系ⅣA族。鉛是人類最早使用的金屬之一,在西元前3000年,人類已會從礦石中熔煉鉛。其化學符號來源於鉛的拉丁文名plumbum。

  存在 鉛約占地殼重量的1.6×10-3%。主要礦石是方鉛礦(PbS),其他還有白鉛礦(PbCO3)和硫酸鉛礦(PbSO4)。此外,鉛還存在於各種鈾礦和釷礦中,這種來源的鉛集中瞭某些同位素,其原子量和密度與通常的鉛不同。

  天然鉛有四種穩定同位素:鉛204、鉛206、鉛207、鉛208,還有20多種放射性同位素。

  物理性質 鉛為帶藍色的銀白色的重金屬;熔點為327.502℃,沸點1740℃,密度11.3437克/厘米3;莫氏硬度為1.5,質柔軟,抗張強度小。

  化學性質 鉛的電子構型為(Xe)4f145d106s26p2,氧化態為+2、+4。金屬鉛在空氣中受到氧、水和二氧化碳的作用,其表面會很快氧化,生成一層保護薄膜而失去光澤,這層膜可能是堿式碳酸鹽。水能使保護膜脫落繼續氧化,這與水中的二氧化碳含量有關:二氧化碳濃度小時,因生成不溶性碳酸鉛保護層,使鉛穩定;當濃度較高時,因生成易溶於水的酸式鹽Pb(HCO3)2而使鉛溶於水中。鉛對沒有氧和二氧化碳的純水穩定。

  在加熱下,鉛能很快與氧化合,生成一氧化鉛PbO;與硫化合,生成硫化鉛PbS;與鹵素單質反應,生成二鹵化物PbX2(X為氟、氯、溴、碘)。

  鉛與冷鹽酸幾乎不起作用。這是由於表面生成難溶的二氯化鉛PbCl2,加熱能使反應加速,尤其是濃鹽酸。這是因為在此條件下 PbCl2的溶解度大大增加。鉛與濃度在80%以下的硫酸幾乎不起作用。這是由於表面生成難溶的硫酸鉛,但熱濃硫酸能溶解鉛,生成可溶性酸式鹽Pb(HSO4)2。鉛能緩慢地溶於稀硝酸生成硝酸鉛Pb(NO3)2,但與濃硝酸幾乎不起作用,這是因為硝酸鉛在稀硝酸中溶解度大。鉛在強堿性溶液中能緩慢溶解,生成可溶性鉛酸鹽,如鉛酸鈉Na2PbO2等。

  制法 工業上首先用浮選法使礦石中的鉛富集,然後把鉛精礦在空氣中燃燒,使硫化鉛變成一氧化鉛,再用焦炭將一氧化鉛還原,得粗制鉛:

2PbS+3O2─→2PbO+2SO2

PbO+C─→Pb+CO

PbO+CO─→Pb+CO2

用廢鐵還原鉛精礦也可得粗制鉛:

PbS+Fe─→Pb+FeS

還可在煅燒鉛精礦時先使部分硫化物氧化成一氧化鉛和硫酸鉛,然後提高溫度,利用其餘的硫化物將它們還原成粗制鉛:

2PbO+PbS─→3Pb+SO2

PbSO4+PbS─→2Pb+2SO2

粗制鉛常含砷、銻、鉍、銅、銀、金等雜質,可通過熔化和攪拌,使其中的砷、銻和鉍形成氧化物浮出表面;從反應器下面把熔融態鉛放出,形成粗鉛板,再通過電解法精煉。另一種鉛冶煉法是把硫化鉛溶於熔融的二氯化鉛中進行電解,鉛在陰極析出,硫在陽極析出。

  應用 鉛主要用於制造鉛蓄電池中的多孔極板和合金,鉛、錫和銻合金可鑄鉛字,錫和鉛的合金可做焊錫。鉛還可制造電纜套,槍彈、霰彈頭和放射性輻射、X射線的防護設備。在化學、原子能、建築、橋梁和船舶工業中,鉛常用於制造防酸蝕的管道和各種結構件。此外,鉛還曾大量用於制造汽油抗爆劑。

  毒性 鉛及其化合物對人體有較大毒性,並可在人體內積累,經常與鉛接觸或大量應用時要嚴防鉛中毒。