Что это — грифель и в чём заключаются его уникальные свойства для рисования?

Грифель (от немецкого) — это палочка для письма, стержень из разновидности глинистого сланца, предназначенный для письма на поверхностях из аспидного сланца. Что такое грифель в современном значении? Это то же самое, что и «графит», пишущий стержень карандаша.

Свойства графита

Грифель карандаша изготавливается из графита, представляющего собой форму натурального углерода. Графит под влиянием давления и подогрева в почве обретает кристаллическую структуру. Его кристаллы напоминают пластины, объединённые непрочной связью.

Наиболее распространённый вид графита — аморфный, или сланцевый, кристалл, Известно, что такой грифель отличается рассыпчатостью и не подходит для рисования.

Около 1500 лет назад в Англии был обнаружен графит высокой плотности, где впоследствии его добывали на протяжении трёх лет. Графит, соответствующий описанию, применялся в изготовлении форм для пушечных ядер.

Качественный графит содержит высокий процент углерода. Кроме того, выяснилось, что грифель такого свойства имеет в своём составе наибольшую долю глины. Благодаря глине смесь сохраняет свою прочную консистенцию до момента обжига, а после него оказывает цементирующее воздействие.

Производство карандашей

Изготовление карандашей совершенствовалось на протяжении XVII века. Графит нарезали тонкими листами. Такой стержень помещался в деревянную рейку, которая накрывалась другой подобной рейкой, и в результате склевания двух половинок получался карандаш. Его затачивали с одного торца и при помощи рубанка придавали округлые очертания.

В 1795 году французский химик Н. Контье создал формулу графитного стержня. Она заключалась в том, что грифель такого типа, как «аморфный», соединяли с глиной и производили его последующий обжиг до преобразования в твёрдую консистенцию. В настоящее время формула осталась актуальна для изготовления карандашей.

Чтобы грифель был пригоден для письма или рисования, его пропитывают воском. При погружении графита в восковую массу на поверхности выступают пузырьки воздуха, как признак замещения воском пространства, заполненного водой в экструзионном процессе.

Техника рисования

Карандаш — универсальный и очень удобный инструмент в руках художника. С его помощью можно создавать резкие, чёткие, мягкие и утончённые линии, стирать их и наносить заново. Регулируя нажим, есть возможность создавать тональность на периферии всего рисунка и его контура.

Цветной карандаш восприимчив к поверхности основы для нанесения изображения, поэтому штрих на гладкой бумаге отличается от штриха на шероховатом листе. Цветные карандаши изготавливают стандартными и водорастворимыми. Уайт-спирит растворяет воск в составе пигмента стнадартного карандаша, и данное свойство может использоваться для различных эффектов. Карандаш водорастворимого типа является более предсказуемым и безопасным в работе, поэтому применяется для эффекта обычного штриха и заливки.

Внутри одной из последних карандашных фабрик Америки / Хабр

Карандаш ничем не отличается от волшебной палочки: маленький кусочек дерева, отслеживает мельчайшие движения вашей руки, пока та движется по поверхности листа бумаги. Я использую его прямо сейчас, рисуя им маленькие странные петли и черточки, чтобы сложить эти слова. Как инструмент, карандаш очень чувствителен. Линии, что он проводит, могут быть толстыми или незаметными, как крик или шепот, бетонный блок или лист травы, а все в зависимости от изменении в нажиме настолько неуловимом, что в любом другом контексте мы бы его не заметили. (Прилагаемыми усилиями не столкнуть и костяшку домино.) И хотя карандаш достаточно сложен, чтобы отследить каждое движение человеческой руки, он в то же время настолько прост, что доступен любому ребенку.

Радикальная простота сложна в производстве. С 1889 года компания General Pencil превращает огромные объемы сырья (воска, краски, кедровых дощечек, графита) в продукты, которые вы можете найти во всех магазинах художественных и канцелярских принадлежностей Америки: акварельные карандаши, уголь для рисования, пастельные мелки. Когда другие заводы переехали за океан, General Pencil осталась дома, производя тысячу инструментов посреди Джерси-Сити.

Отходы производства графитовых стержней собирают для повторной переработки

За последние пару лет фотограф Кристофер Пейн посетил фабрику десятки раз, подробно документируя каждую фазу процесса производства. Его фотографии запечатлели много разных миров, спрятанных за простым кирпичным экстерьером комплекса. Подвал, где рабочие обрабатывают древесный уголь — это вселенная абсолютного серого цвета: серые рубашки, серые руки, серые машины, поглощающие серые ингредиенты. Удивительно много ручной работы; некоторым работникам приходится отмывать ладони по несколько дней. Стержни карандашей вылезают из машины, как мягкие и мокрые макаронины, готовые к нарезке на разную длину и сушке, прежде чем попасть в свои деревянные оболочки.

Графитовый песок используют, чтобы равномерно распределить жар при запекании грифелей. Затем его высыпают и перерабатывают

Будущие грифели охлаждают перед тем, как окунуть в нагретый воск

Эти графитовые стержни нагрели в печи, где материал теряет лишнюю влагу и затвердевает

Другие части фабрики наполнены цветом. Красные карандаши выстроились в аккуратные ряды в ожидании, пока их окунут в яркую голубую краску. Работница по имени Мария подбирает цвета своей рубашки и лака для ногтей под оттенок пастельных стержней, которые производят на этой неделе. Белые мелки, один из фирменных продуктов компании, делаются в особой машине, где они отделены от остальных цветов. В машине с наконечниками заворачивается водоворот розовых ластиков под надзором женщины с бинди на лбу.

Пастельные сердечники очень хрупкие, поэтому их вручную укладывают на кедровые дощечки

Рабочий на снимке проработал на фабрике General Pencil 47 лет. В миксере за его спиной обрабатывается пастель и уголь

Пастельные стержни, которые используются при производстве цветных карандашей, выкладываются вручную в канавки на деревянных дощечках. Там они сохнут, прежде чем попасть в заготовки для карандашей. Экструдер, на котором их выдавили, обычно работает с одним цветом в течение недели. Затем машину тщательно чистят и загружают материал другого цвета

Укладочный станок вставляет графитовые стержни на заранее покрытые клеем заготовки

Второй слой дерева полностью закрывает грифель карандаша. Получившийся «сэндвич» сжимают, чтобы он высох и как следует склеился

«Сэндвичу» все еще надо придать форму. Фрезерный станок распиливает дощечки на отдельные карандаши нужной формы: круглой, шестигранной или любой другой

Редакторские карандаши затачивают с обеих сторон: одна оставляет красные пометки, другая — синие. Подставки с карандашами, которые вы видите, скоро перевернут и окунут в голубую краску

Обоймы — это металлические кольца, удерживающие на месте ластик. Их загружают в конвейер и отправляют на станок, который насадит их на концы карандашей

Машина оснащает карандаши ластиками и обоймами

После первого слоя покрытия карандаши едут на конвейер за вторым слоем. Большинство покрасят четыре раза подряд

На некоторые карандаши надевают гладкие стальные наконечники без ластиков

Пейн передает красоту заводских машин: странную архитектуру цепей, конвейерных лент, банок с клеем, металлических дисков и шестерней, покрытых маслом.

Фотограф запечатлел, насколько странно видеть простой инструмент вроде карандаша разбитым на еще более простые компоненты. Еще он показывает эстетическую магию масштаба. Груды стержней ожидают своей очереди около бетонной стены, как арсенал серых спагетти. Сотни карандашей стоят сложенными в шестиугольные башни. Опилки летят, когда новые карандаши протягивают через колесо быстро вращающейся наждачной бумаги машины-«точилки».

В эру бесконечных экранов скромный карандаш чувствуется революционно прямолинейным: карандаш отвергает цифровое джиу-джитсу. Он совершенной аналоговый, его отличает абсолютное присутствие. Карандаш помогает нам спастись от забытья. Подумайте, сколько ваших мелких движений исчезают незамеченными. Моргание глаз, подергивание пальцев и секретные взгляды — все они исчезают в никуда. Но когда вы держите карандаш, ваш тихий маленький танец рук точно воспроизводятся, каждая петелька и каждая из черточек, все до самой последней точки в конце предложения. Фотографии вроде этих делают нечто похожее.

Они сохраняют тайное происхождение повседневных, привычных объектов. Они показывают нам людей, которые делают эти объекты, а также старое производство, которое исчезает в пользу автоматизации. Как карандаш, эти фото зарисовывают все движения, которые однажды исчезнут.

Графитовый карандаш | Любопытно знать

У кого из вас ни разу не ломался карандаш? Ведь у каждого ломался и не один раз.

А вот любопытно, как этот непрочный стержень, который именуется грифель, целым и невредимым засунули внутрь карандаша?

В XIV веке рисовали специальной палочкой которая состояла из смеси свинца и цинка. Нарисованное невозможно было стереть. Тот стержень был очень твердым и очень часто ломался. Леонардо да Винчи пользовался именно этим карандашом.

В XVI веке появился графит. Художники начали изготавливать свои карандаши с помощью бумаги, дерева и бечевки. Заворачивая грифель в бумагу, прикладывая к ней деревянные палочки и обматывая все это бечевкой, получался прообраз современного карандаша.

Для того, чтобы изготовить графитовый стержень, берут глину, воду, жиры, воск ну и конечно же сам графит. При этом графит используют только для изготовления простых стержней, а для остальных берется глина и особые красящие вещества. Все ингредиенты смешивают вместе, и они приобретают вид теста. Тесто для карандаша проворачивается в специальной «мясорубке» и на выходе получается, что то типа лапши. Затем стержни нарезают нужной длины и сушат в печи не менее шестнадцати часов. После просушки цветной стержень готов, а графитовый отправляется на обжиг.

Сегодня карандаши делают из двух сортов дерева – липы и кедра. Древесина этих деревьев легкая, прочная и мягкая. Мягкость нужна не только для того, чтобы карандаши было удобно затачивать. В деревянных дощечках одинаковой длины проделывают канавки, подготавливают место для стержня. Делают сразу несколько канавок на одной дощечки. Туда помещают грифели, закрывают точно такой же дощечкой и склеивают особым пищевым клеем. Выходит заготовка для нескольких карандашей.

Вверху дощечка, внизу дощечка, а между ними пять или больше грифелей.

 

Канавки делают как раз под размер грифеля, а после склеивания дощечки попадают под пресс на несколько часов и мягкая древесина сжимается, не давая выпасть грифелю.

После склеивания и пресса заготовки отправляют на фрезерно-пропускную линию, где из заготовок вытачивают уже привычные всем карандаши. Остается только покрасить и заточить карандаш.

Навигация по записям

Веди между строк | Химия природы

Somobrata Acharya исследует историю, свойства и использование свинца — древнего металла, который по-прежнему очень актуален для современных технологий, но его следует использовать с осторожностью.

Свинец был одним из первых металлов, известных человеку. История элемента 82 восходит к 6400 г. до н.э. от неолитического поселения Чаталхойюк (расположенного в центральной части современной Турции). opheret евреев и molybdos древних греков назывались в Ветхом Завете «свинцом» ¹ . Широко используемый в древности, также считается, что он использовался в «висячих садах» Вавилона в качестве простыней для удержания влаги. Широкое применение — например, для водопроводных труб по всей Римской империи — возникло из-за того, что этот гибкий и податливый тяжелый металл широко распространен и прост в использовании; кроме того, его свойства можно изменить, сплавив его с другими металлами, такими как медь или сурьма.Он сыграл решающую роль во время промышленной революции.

Символ свинца Pb происходит от его латинского названия plumbum , которое на самом деле использовалось для более общего обозначения мягких металлов. На самом деле свинец и олово не различались четко до шестнадцатого века, когда свинец обозначался как plumbum nigrum (черный свинец), а олово — как plumbum candidum или альбум (светлый свинец). Латинское корневое название сохранилось в других языках — например, это «пломб» по-французски — и в английском языке через слова «водопроводчик» и «сантехника», поскольку свинец был популярным материалом для труб из-за его высокой коррозионной стойкости.

Чистый свинец голубовато-белого цвета с ярким блеском, кристаллизуется в гранецентрированно-кубическую структуру без известных аллотропных модификаций ² . Под воздействием влаги этот блеск теряется из-за образования оксидного покрытия, защищающего основной металл. Свинец встречается в природе редко в чистом виде, но в рудах с другими металлами, наиболее распространенным из которых в земной коре является галенит (PbS). Природное образование свинца происходит при радиоактивном распаде урана и тория через радон ( ²²² Rn).Известны четыре стабильных изотопа: ²⁰⁴ Pb, ²⁰⁶ Pb, ²⁰⁷ Pb и ²⁰⁸ Pb, первые три из которых используются для оценки возраста горных пород. Соединения свинца существуют в основном в степенях окисления +2 или +4, причем первые встречаются чаще.

Ранний способ извлечения свинца из руд (на фото) включал обжиг руды на воздухе, при котором сульфид свинца превращался в формы оксида и сульфата, а затем плавили их с известняком и коксом для получения неочищенного свинца.Сегодня около половины годового производства свинца приходится на добычу, а остальную часть — на переработку.

Предоставлено: © MARY EVANS PICTURE LIBRARY / ALAMY

Соединения свинца связаны с несколькими важными открытиями, имеющими решающее значение для современных технологий. Выпрямляющие свойства были обнаружены в точечных контактах металл-галенит Ф. Брауном в 1874 г. ³ . В 1901 г. Дж. К. Бозе с помощью галенита обнаружил электромагнитную волну, что стало ключевым событием в развитии радио ⁴ .Инфракрасные детекторы на основе халькогенидов свинца (т. е. сульфидов, селенидов и теллуридов) представляли собой крупное достижение в инфракрасной технологии, например, для ночного видения и спектроскопических аналитических методов, которые сейчас доступны химикам. Халькогениды свинца также характеризуются малой шириной запрещенной зоны, которая изменяется в зависимости от размеров кристаллитов и охватывает широкий спектральный диапазон — явление, называемое эффектом квантового ограничения, которое лежит в основе таких устройств, как полевые транзисторы, солнечные элементы. и фотодетекторы.

Широкое производство и потребление свинца продолжалось вплоть до двадцатого века за счет его использования в бензине, свинцово-кислотных батареях, красках, радиационной защите и в производстве поливинилового пластика в качестве стабилизатора. Однако люди подвержены отравлению свинцом как при остром, так и, что чаще, при хроническом воздействии. Свинец накапливается в организме и препятствует различным процессам, что приводит к нейротоксическим эффектам с разнообразными симптомами. Еще в римский период болезни были связаны со свинцом из-за использования напитков из «свинцового сахара» (ацетата свинца) и труб для водоснабжения.Тем не менее, эти ранние предупреждения не применялись до середины двадцатого века, после чего использование свинца стало тщательно контролироваться во многих странах, что привело к таким мерам, как запрет на бензин и краску.

К счастью, отравление свинцом теперь можно лечить хелатирующими агентами (обычно этилендиаминтетраацетатом), используя их большее сродство к тяжелым металлам для образования комплексов, которые могут быть удалены из организма. К сожалению, считается, что при нынешних темпах использования металл, на который мы полагались тысячи лет, иссякнет примерно через четыре десятилетия.Более позитивная сторона этой ситуации заключается в том, что эти разработки вызывают новый интерес к переработке и вдумчивому прогрессу в технологии топливных элементов.

Ссылки

1. 1

   Меллор, Дж. В. Всеобъемлющий трактат по неорганической и теоретической химии Том VII, глава XLVII (Longmans & Green, 1937).

   Google Scholar

2. 2

   Rochow, EG Химия германия, олова и свинца (Oxford Pergamon, 1973).

   Google Scholar

3. 3

   Браун, Ф. Энн. физ. хим. 153 , 556–563 (1874).

   Google Scholar

4. 4

   Рогальский, А. Оптоэлектронный обзор 20 , 279–308 (2012).

   Google Scholar

Скачать ссылки

Информация о автор

Аффилиации

1. Somobrata Acharya находится в центре для продвинутых материалов, индийская ассоциация для выращивания науки, Kolkata, Индия

   Somobrata ACHARYA

Соответствующий автор

Переписка с Сомобрата Ачарья.

Об этой статье

Процитировать эту статью

Ачарья, С. Ведите между строк. Nature Chem 5, 894 (2013). https://doi.org/10.1038/nchem.1761

Загрузить цитату

Поделиться этой статьей

Любой, с кем вы поделитесь следующей ссылкой, сможет прочитать этот контент:

Получить ссылку для общего доступа

Извините, ссылка для общего доступа в настоящее время недоступно для этой статьи.

Предоставлено инициативой Springer Nature SharedIt по обмену контентом.

Дальнейшее чтение

• Тяжелые металлы в сплошной плотине и водосливах ниже по течению и связанный с этим риск для здоровья человека

  • Кафелани Нгулубе
  • Чампаклал Т.Парех
  • Стивен Маджони

  Химия Африка (2020)

Свинец — информация об элементах, свойствах и использовании

Стенограмма: Химия в ее стихии: свинец (Промо) Вы слушаете Химию в ее стихии, представленную вам Chemistry World , журналом Королевского химического общества. (Конец промо) Крис Смит Привет, на этой неделе мы погружаемся на новые глубины, встречая металл, породивший отвес, рок-группу, водопровод и даже отравление, а не не говоря уже о поколении алхимиков, которые тщетно пытались превратить это вещество в золото. Это, конечно же, свинец, и здесь, чтобы разжечь его для нас, научный писатель Фил Болл. Фил Болл Свинец — Иа-Иа среди металлов — медленный, тупой и тяжелый.В своей латинской форме, plumbum , оно входит в наш лексикон благодаря своему мягкому и тяжеловесному характеру: когда-то мы проникали в глубины с подвешенным серым шариком вещества, подчеркнуто управляемым гравитацией, в то время как сантехники давно поменяли свои гибкие свинцовые трубы. для пластика. Все, что связано со свинцом, тяготеет к перегруженному мраку: в древней схеме металлической символики свинец был связан с Сатурном, печальной планетой, олицетворенной древним богом, также называемым Кроносом, который кастрировал своего отца и проглотил своих детей. Даже искра гламура, которую металл получает от ассоциации с величайшей рок-группой мира, проистекает из предсказания Иа-Иа, что они утонут, как свинцовый воздушный шар или дирижабль. Да, свинец — это изначальный тяжелый металл, самый печально известный преступник в этой токсичной группе. Свинец повреждает мозг и почки, может вызывать анемию и форму подагры с печальным названием сатурниновой подагры. Даже римляне знали об отравлении свинцом — врач Корнелий Цельс предупреждал о пагубном влиянии свинцовых белил, используемых в красках и косметике, а инженер Витрувий рекомендовал глиняные трубы вместо свинцовых.И все же мы медленно учились. Свинцовые белила, форма карбоната свинца, оставались лучшим белым пигментом художника вплоть до девятнадцатого века, когда его заменили цинковыми белилами. Когда производство красок стало промышленным, свинцовые белила распространяли болезни и смерть среди фабричных рабочих: в отчете « Трудов Королевского общества» за семнадцатый век среди причин, которые он вызывал, перечислены головокружение, головокружение, слепота, глупость и паралитические состояния. А уже в 2007 году производитель игрушек Mattel был вынужден отозвать миллионы игрушек китайского производства, окрашенных свинцовой краской.Тем временем токсичные струйки свинца из припоя и электродов аккумуляторов медленно вымываются со свалок по всему миру. В 2006 году Европейский Союз фактически запретил использование свинца в большинстве бытовой электроники, но он по-прежнему используется в других странах. Для алхимиков свинец был самым низшим из металлов — в некотором смысле, именно с него зародились все металлы. Говоря о неблагородных металлах, которые алхимия пыталась превратить в серебро и золото, не было ни одного столь неблагородного металла, как свинец. Алхимики считали, что свинец медленно превращается в другие металлы в земле.Но алхимия также давала свинцу шанс избавиться от серого и безобразного образа. Чтобы получить великолепные цвета из свинца, не требуется много времени. Древние технологи отбеливали тусклый металл, помещая свинцовые полоски в горшки с уксусом и закрывая их в сарае, полном навоза животных. Уксусные пары и газ от брожения навоза разъедали свинец в свинцовые белила. Осторожно нагрейте его, и он станет желтым: форма оксида свинца, известная как глет или, в средние века, массакот. Нагрейте его еще немного, и он станет ярко-красным, поскольку вы образуете другой вид оксида.Оба этих вещества использовались художниками — сурик долгое время был их лучшим красным цветом, которым в Средние века красили многие яркие одежды. Это был фирменный цвет Святого Иеронима. Для алхимиков эти изменения цвета были не просто способом изготовления пигментов. Они означали более глубокие изменения, происходящие в металле, приближающие его цвет к золоту. Неудивительно поэтому, что их эксперименты часто начинались со свинца. Они не приблизились к получению настоящего золота, но начали исследовать процессы химического превращения. Свинец, однако, кажется, привык показывать свои истинные и грязные цвета. На воздухе он может продолжать поглощать кислород, пока не станет черным. Красный свинец стал шоколадно-коричневым на картинах по всему миру, от Японии до Индии и Швейцарии. В городских галереях существует еще одна опасность, так как сернистые пары загрязнений вступают в реакцию с суриком, образуя сульфид черного свинца. Кажется, от этого никуда не деться: у свинца мрачное и меланхоличное сердце. Крис Смит Фил Болл исследует глубины научной истории о свинце.Следующее издание Химии в своей стихии обещает стать рекордсменом. Марк Пеплоу Вы можете многое узнать о человеке, познакомившись с его семьей, то же самое можно сказать и об элементе. Вот как мы так много узнали об астате. Часто провозглашаемый самым редким природным элементом в мире, было подсчитано, что верхний километр земной коры содержит менее 50 мг астата, что делает его самым редким элементом в Книге рекордов Гиннеса. Крис Смит И вы можете услышать, как Марк Пеплоу рассказывает историю о самом редком химическом веществе в мире на следующей неделе Химия в ее стихии. Я Крис Смит, спасибо, что выслушали, увидимся в следующий раз. (Акция) (Конец акции)

Это Элементаль — Лидер Элемента

Что в имени? От англо-саксонского слова вести .Химический символ свинца происходит от латинского слова, обозначающего гидротехнические сооружения, plumbum .

Что сказать? Свинец произносится как LED .

Свинец известен с древних времен. Иногда он встречается в природе в свободном виде, но обычно его получают из руд галенита (PbS), англезита (PbSO ₄ ), церуссита (PbCO ₃ ) и мина (Pb ₃ O ₄ ). Хотя свинец составляет всего около 0,0013% земной коры, он не считается редким элементом, поскольку его легко добывать и очищать.Большая часть свинца получается путем обжига галенита на горячем воздухе, хотя почти треть свинца, используемого в Соединенных Штатах, получается путем переработки.

Свинец — мягкий, ковкий и устойчивый к коррозии материал. Древние римляне использовали свинец для изготовления водопроводных труб, некоторые из которых используются до сих пор. К несчастью для древних римлян, свинец является кумулятивным ядом, и в упадке Римской империи отчасти виноват свинец в системе водоснабжения. Свинец используется для покрытия резервуаров, в которых хранятся агрессивные жидкости, такие как серная кислота (H ₂ SO ₄ ).Высокая плотность свинца делает его полезным в качестве защиты от рентгеновского и гамма-излучения и используется в рентгеновских установках и ядерных реакторах. Свинец также используется в качестве покрытия некоторых проводов и кабелей для защиты их от коррозии, в качестве материала для поглощения вибраций и звуков, а также в производстве боеприпасов. Большая часть свинца, используемого сегодня, используется в производстве свинцово-кислотных аккумуляторных батарей, таких как автомобильные батареи.

Широко используются несколько свинцовых сплавов. Припой, сплав, который почти наполовину состоит из свинца и наполовину из олова, представляет собой материал с относительно низкой температурой плавления, который используется для соединения электрических компонентов, труб и других металлических предметов.Шрифтовой металл, сплав свинца, олова и сурьмы, представляет собой материал, используемый для изготовления шрифта, используемого в печатных машинах и пластинах. Металлический баббит, еще один сплав свинца, используется для уменьшения трения в подшипниках.

Свинец образует множество полезных соединений. Монооксид свинца (PbO), также известный как глет, представляет собой твердое вещество желтого цвета, которое используется для изготовления некоторых видов стекла, таких как свинцовый хрусталь и бесцветное стекло, при вулканизации резины и в качестве пигмента для краски. Двуокись свинца (PbO ₂ ) представляет собой коричневый материал, который используется в свинцово-кислотных аккумуляторных батареях.Тетраоксид трисвинца (Pb ₃ O ₄ ), также известный как красный свинец, используется для изготовления красновато-коричневой краски, которая предотвращает ржавчину на наружных стальных конструкциях. Арсенат свинца (Pb ₃ (AsO ₄ ) ₂ ) использовался в качестве инсектицида, хотя в настоящее время его в значительной степени заменили другие, менее вредные вещества. Карбонат свинца (PbCO ₃ ), также известный как церуссит, представляет собой белое ядовитое вещество, которое когда-то широко использовалось в качестве пигмента для белой краски. Использование карбоната свинца в красках в значительной степени прекращено в пользу оксида титана (TiO ₂ ).Сульфат свинца (PbSO ₄ ), также известный как англезит, используется в красочном пигменте, известном как сублимированные свинцовые белила. Хромат свинца (PbCrO ₄ ), также известный как крокоит, используется для производства хромовой желтой краски. Нитрат свинца (Pb(NO ₃ ) ₂ ) используется для изготовления фейерверков и другой пиротехники. Силикат свинца (PbSiO ₃ ) используется для изготовления некоторых видов стекла, а также в производстве резины и красок.

Свинец

Химический элемент свинец классифицируется как другой металл.Оно известно с древних времен. Его первооткрыватель и дата открытия неизвестны.

Зона данных

Классификация:	Свинец — это «другой металл»
Цвет:	голубовато-серый
Атомный вес:	207,2
Состояние:	твердый
Температура плавления:	327,46 или С, 600,61 К
Точка кипения:	1750 или С, 2023 К
Электроны:	82
Протоны:	82
Нейтроны в наиболее распространенном изотопе:	126
Электронные оболочки:	2,8,18,32,18,4
Электронная конфигурация:	[Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 2
Плотность @ 20 o C:	11. 34 г/см 3

Показать больше, в том числе: Теплота, Энергия, Окисление,
Реакции, Соединения, Радиусы, Проводимости

Атомный объем:	18,17 см 3 /моль
Структура:	fcc: гранецентрированный куб
Твердость:	1,5 месяца
Удельная теплоемкость	0,13 Дж г -1 К -1
Теплота плавления	4.77 кДж моль -1
Теплота распыления	196 кДж моль -1
Теплота парообразования	177,9 кДж моль -1
1 st энергия ионизации	715,6 кДж моль -1
2 nd энергия ионизации	1450,5 кДж моль -1
3 rd энергия ионизации	3081.5 кДж моль -1
Сродство к электрону	35,1 кДж моль -1
Минимальная степень окисления	-4
Мин. общее окисление нет.	0
Максимальная степень окисления	4
Макс. общее окисление нет.	4
Электроотрицательность (шкала Полинга)	2,33
Объем поляризуемости	6.8 Å 3
Реакция с воздухом	мягкий, вес/вт ⇒ PbO
Реакция с 15 М HNO 3	мягкий, ⇒ NO x , Pb(NO 3 ) 2
Реакция с 6 М HCl	нет
Реакция с 6 М раствором NaOH	–
Оксид(ы)	PbO (литарг), PbO 2 , Pb 2 O 3 , Pb 3 O 4
Гидрид(ы)	PbH 4
Хлорид(ы)	PbCl 2 и PbCl 4
Атомный радиус	180 вечера
Ионный радиус (1+ ион)	–
Ионный радиус (2+ ион)	133 вечера
Ионный радиус (3+ ион)	–
Ионный радиус (1-ион)	–
Ионный радиус (2-ионный)	–
Ионный радиус (3-ионный)	–
Теплопроводность	35. 3 Вт м -1 К -1
Электропроводность	4,8 x 10 6 S m -1
Температура замерзания/плавления:	327,46 или С, 600,61 К

Открытие свинца

Свинец известен с древних времен. Мы не знаем, кто его обнаружил.

Его руды широко распространены, и у него низкая температура плавления, поэтому его легко плавить.

В древности из него делали статуи, монеты, посуду и таблички для письма.Римляне также использовали свинец для водопровода.

Римляне называли свинец «Plumbum nigrum», что означает «черный свинец», чтобы отличить его от «Plumbum Album», что означает белый свинец. Теперь мы называем олово «свинцовыми белилами». Олово находится прямо над свинцом в периодической таблице.

Химический символ свинца — Pb, что происходит от его латинского названия. Наше название элемента происходит от англо-саксонского слова «свинец», обозначающего металл.

На изображении ниже показаны блестящие, незапятнанные свинцовые шарики.

 

Использование свинца в современном мире.

НАСА: Грузовая бирка из свинца была обнаружена во время раскопок первоначальной колонии в Джеймстауне, штат Вирджиния. Считается, что он совершил путешествие из Англии в 1611 году.

Внешний вид и характеристики

Вредное воздействие:

Свинец и его соединения ядовиты.

Характеристики:

Свинец — голубовато-серый, мягкий, плотный металл, который имеет яркий блеск в свежем виде.

Медленно тускнеет во влажном воздухе, образуя тускло-серый налет.

Металл обладает высокой пластичностью и ковкостью.

Свинец чрезвычайно устойчив к коррозии и является плохим проводником электричества.

Использование свинца

Большие количества свинца, как в виде металла, так и в виде диоксида, используются в аккумуляторных батареях.

Свинец также используется в покрытии кабелей, в качестве боеприпасов, в качестве электродов, в припое и в качестве кровельного материала.

Металл используется в качестве защиты от радиации, т.е. в рентгеновских кабинетах и ​​ядерных реакторах.

Оксид свинца также используется в производстве тонкого хрусталя.

Исторически свинец использовался в сантехнике.

Тетраэтилсвинец использовался как антидетонатор в бензине и как добавка в краски. В последнее время эти виды использования были сокращены из-за экологических опасений по поводу кумулятивного отравления свинцом.

Изобилие и изотопы

Плотность земной коры: 14 частей на миллион по весу, 1 часть на миллион по молям

Изобилие солнечной системы: 10 частей на миллиард по весу, 70 частей на триллион по молям

Стоимость, чистая: $2.45 за 100 г

Стоимость оптом: 0,02 доллара США за 100 г

Источник: Свинец редко встречается в природе, его можно найти в рудах, в основном с медью, цинком и серебром. Основным минералом свинца является сульфид свинца (галенит, PbS). Другими распространенными минералами являются церуссит (карбонат свинца, PbCO ₃ ) и англезит (сульфат свинца, PbSO ₄ ). Свинец очищается от галенита (PbS) путем нагревания. Большое количество свинца также извлекается при переработке.

Изотопы: Свинец имеет 35 изотопов, периоды полураспада которых известны, массовые числа от 181 до 215.Встречающийся в природе свинец представляет собой смесь четырех изотопов, и они находятся в указанных процентах: ²⁰⁴ Pb (1,4%), ²⁰⁶ Pb (24,1%), ²⁰⁷ Pb (22,1%) и ²⁰⁸ Pb ( 52,3%).

Каталожные номера

Цитировать эту страницу

Для онлайн-ссылки скопируйте и вставьте одно из следующего:

 Ведущий элемент
 

или

 Факты о свинцовых элементах
 

Чтобы процитировать эту страницу в академическом документе, используйте следующую ссылку в соответствии с MLA:

 "Свинец".  Химическая периодическая таблица. Chemicool.com. 29 декабря 2012 г. Интернет.
. 

Как работает свинец | HowStuffWorks

С древних времен люди знали о свинце. Свинец изначально был новинкой и не имел большой ценности и пользы. Его первое использование было для художественных работ.Но предприимчивые римляне широко использовали свинец и пользовались его пластичностью и устойчивостью к коррозии. Они сделали свинцовые трубы для подачи воды и отвода сточных вод. Они также использовали свинцовые контейнеры для хранения воды. Английское слово «сантехника» и химический символ свинца (Pb) происходят от латинского слова plumbum , что просто означает «свинец». Свинцовая сантехника римских времен сохранилась и сегодня в римских банях и постройках.

Помимо использования в сантехнике, свинец добавляют в косметику, цветные краски и пигменты, стекло, оловянные украшения и посуду, боеприпасы и гончарные изделия.В 20 веке свинец также можно было найти в бытовых красках, сантехнике, оболочке кабелей и присадках к бензину (тетраэтилсвинец). Однако, когда чиновники здравоохранения начали признавать токсическое воздействие металла на здоровье человека и окружающую среду, использование свинца в этих областях было значительно сокращено, если не полностью исключено.

Сегодня свинец в основном содержится в свинцово-кислотных аккумуляторах для электроснабжения, таких как автомобильный аккумулятор. По данным Международной ассоциации свинца, 70 процентов свинцово-кислотных аккумуляторов перерабатываются и используются для производства вторичного свинца.

Помимо батарей, свинец можно найти в кровельных материалах и средствах защиты от радиации — высокая плотность элемента делает его идеальным для поглощения гамма-излучения и рентгеновских лучей. В большинстве стеклянных электронно-лучевых трубок (например, в компьютерных мониторах) есть свинцовое стекло, чтобы защитить зрителя от излучения, создаваемого внутри. Вы также найдете свинец, добавленный в стекло для декоративного хрусталя. Наконец, свинцовый припой хорош для изготовления электрических соединений, и этот элемент также удобен для керамических устройств, используемых в электронной промышленности.

Откуда взялся весь этот свинец? Он скрыт в земной коре, прежде всего в виде сульфида (PbS) в минерале галенита . В настоящее время 75% свинца в мире поступает из Китая, США, Австралии, Канады, Мексики и Перу [источник: Международная ассоциация свинца]. Большее количество свинца производится вторично путем переработки свинцового лома.

Прежде чем свинец сможет существовать в готовом виде, вы должны обработать и очистить свинцовую руду. Римляне использовали процесс, называемый купелированием , для отделения серебра от свинца.Сегодня свинцовая промышленность извлекает элемент, используя процессы обжига и плавки, которые аналогичны методам, которые использовали римляне.

1. Обжиг : Галенит нагревают на воздухе для превращения сульфида свинца (PbS) в оксид свинца (PbO) и диоксид серы.

2PBS + 3O 2PBS + 3O ₂ -> 2PBO + 2SO ₂

2. Smelting : Кокс (углерода — C) добавляют в оксид свинца (PBO) и смешанный с воздухом в высокотемпературной доменной печи для получения металлического свинца. В шахте печи углерод вытесняет свинец из оксида свинца с образованием газообразного диоксида углерода (CO ₂ ) и расплавленного свинца (Pb).

2PbO + C —> 2Pb + CO ₂

Расплавленный свинец опускается на дно печи, откачивается и охлаждается с образованием свинцовых кирпичей или чушек массы). Шлак , неметаллический побочный продукт плавки металлов, отделяется от расплавленного свинца, откачивается, охлаждается и сбрасывается как отходы.Расплавленный свинец, извлеченный при плавке, часто содержит примеси других металлов, таких как цинк, мышьяк, медь, серебро, золото и висмут. Electrowinning удаляет эти примеси с помощью электрического тока.

Помимо извлечения свинца из руды, тяжелый металл также может быть получен из вторичных источников, таких как использованные батареи и свинец. Вторичное извлечение также включает обработку сырья, плавку (или превращение регенерированного свинца обратно в сплавы или его элементарную форму), охлаждение и литье. Виртуальный тур по плавильному заводу вторичного свинца и средствам контроля окружающей среды см. в электронном инструменте OSHA для плавильного завода вторичного свинца.

Далее узнайте, как свинец попадает в наш организм.

Источники свинца

Свинец можно найти во многих продуктах и ​​местах. О некоторых вы, возможно, никогда не думали, в том числе о некоторых импортных конфетах, игрушках и традиционных лекарствах. Наиболее распространенной причиной отравления свинцом является пыль и сколы от старой краски. Однако некоторые некрасочные источники, хотя и менее распространенные, могут вызывать тяжелые случаи отравления свинцом.

Содержание

• Краска (старые дома, старые игрушки, мебель, поделки)
• Пыль
• Почва
• Питьевая вода
• Воздух
• Народные лекарства, аюрведа и косметика
• Детские украшения и игрушки
• Рабочее место и хобби
• Керамика глазурованная, фарфор, свинцовый хрусталь, олово
• Импортные конфеты или продукты
• Импортные продукты питания в банках
• Огнестрельное оружие со свинцовыми пулями
• Мини-жалюзи
• Другие распространенные источники свинца (автомобильные аккумуляторы, радиаторы, некоторые чернила и т. д.)
• Потребительские товары

Краска

Свинец использовался в красках для придания цвета, улучшения способности краски скрывать поверхность, которую она покрывает, и увеличения срока службы краски. В 1978 году федеральное правительство запретило использование свинцовых красок в домах. Дома, построенные до 1978 года, вероятно, содержат краску на основе свинца. Окрашенные игрушки и мебель, изготовленные до 1978 года, также могут содержать краску на основе свинца. Краска на основе свинца становится проблемой, когда откалывается, превращается в пыль или попадает в почву.

Пыль

Свинцовая пыль является наиболее распространенным способом воздействия свинца на людей. Внутри дома большая часть свинцовой пыли возникает из-за сколов и отслоений краски или когда краска соскабливается, шлифуется или нарушается во время реконструкции дома. Сколы и отслоения краски чаще всего встречаются на поверхностях, которые трутся или ударяются о другую поверхность. К таким поверхностям относятся двери и окна. Маленькие дети обычно подвергаются воздействию свинца, когда кладут в рот что-то со свинцовой пылью. Свинцовая пыль может быть не видна невооруженным глазом.

Почва

Начиная с 1973 года федеральное правительство начало постепенное снижение содержания свинца в бензине, а к 1996 году полностью запретило его продажу. Однако свинец из автомобильных выхлопов, смешанный с почвой возле дорог, присутствует и сегодня. В домах рядом с оживленными улицами может быть более высокий уровень содержания свинца в почве. Сегодня свинец по-прежнему поступает от выплавки металла, производства аккумуляторов и других заводов, использующих свинец. Этот свинец попадает в воздух, а затем смешивается с почвой возле домов, особенно если дом находится рядом с одним из этих источников.Отслаивающаяся краска на основе свинца снаружи зданий также может смешиваться с почвой вблизи зданий. Смешивание краски на основе свинца с почвой является проблемой во время реконструкции дома, если рабочие не будут осторожны. Как только почва содержит свинец, ветер может поднять свинцовую пыль и разнести ее по домам и дворам.

Питьевая вода

Свинец редко встречается в естественных условиях в таких источниках воды, как реки и озера. Свинец попадает в питьевую воду главным образом в результате коррозии или изнашивания материалов, содержащих свинец, в системе водоснабжения, а также в домашней или строительной сантехнике.Эти материалы включают припой на основе свинца, используемый для соединения медных труб, смесителей из латуни и хромированной латуни, а в некоторых случаях и труб из свинца, которые соединяют дома и здания с водопроводом. В 1986 году Конгресс запретил использование свинцового припоя, содержащего более 0,2% свинца, и ограничил содержание свинца в смесителях, трубах и других сантехнических материалах до 8,0%. В старой постройке все еще может быть водопровод, из которого может поступать питьевая вода.

Воздух

Свинец может присутствовать в наружном и внутреннем воздухе. Свинец в наружном воздухе поступает в основном из промышленных источников (например, плавильных заводов, мусоросжигательных заводов, коммунальных служб и производителей свинцово-кислотных аккумуляторов). Переносимая ветром почва и дорожная пыль также могут содержать природный свинец, а также свинец из промышленных источников, испорченную краску и продукты сгорания этилированного бензина и авиационного топлива. Источниками свинца в воздухе помещений являются наружный воздух, взвешенная пыль и некоторые хобби (например, изготовление витражей с использованием свинцового припоя, стрельба свинцовыми пулями на стрельбище внутри помещений).

Народные лекарства, аюрведа и косметика

Некоторые народные лекарства содержат свинец. Их часто импортируют с Ближнего Востока, Юго-Восточной Азии, Индии, Доминиканской Республики или Мексики. Два примера — Грета и Азаркон. Азаркон — ярко-оранжевый порошок, также известный как Мария Луиза, Руэда, Аларкон и Коралл. Грета представляет собой желтый порошок. Они используются для лечения расстройства желудка. Pay-loo-ah также содержит свинец. Это красный порошок, используемый для лечения сыпи или лихорадки. Другие народные лекарства, содержащие свинец, включают бала (или бала голи), гольф, газард и канду.Некоторые косметические средства, такие как Kohl (Alkohl) и Surma, также содержат свинец.

Аюрведа — это традиционная форма медицины, практикуемая в Индии и других странах Восточной Азии. Аюрведические препараты могут содержать травы, минералы, металлы или продукты животного происхождения. Эти лекарства могут выпускаться как в стандартных, так и в нестандартных формах. Аюрведические лекарства обычно импортируются в Соединенные Штаты как практикующими врачами, так и последователями аюрведической медицины.

Свинец был обнаружен в недорогих детских украшениях, продаваемых в торговых автоматах и ​​крупных дисконтных магазинах по всей стране.Он также был обнаружен в недорогих металлических амулетах, которые носят для удачи или защиты. Было обнаружено, что некоторые украшения для костюмов, предназначенные для взрослых, также содержат свинец. Важно следить за тем, чтобы дети не трогали украшения и не брали их в рот.

Место работы и хобби

Люди, подвергшиеся воздействию свинца на работе, могут принести свинец домой с одежды, обуви, волос или кожи. Некоторые работы, которые подвергают людей воздействию свинца, включают: улучшение дома; покраска и отделка; ремонт автомобиля или радиатора; сантехника; строительство; сварка и резка; электроника; сжигание бытовых отходов; производство свинцовых соединений; производство резинотехнических изделий, аккумуляторов и пластмасс; плавка и рафинирование свинца; работа в латунных или бронзовых литейных цехах; снос; и работа с металлоломом.

В некоторых хобби также используется свинец. Эти хобби включают изготовление гончарных изделий, витражей или ремонт мебели. Охотники, которые делают свои собственные пули, или рыболовы, которые делают свои собственные рыболовные грузила, могут подвергаться воздействию паров свинца, если они не следуют передовым методам (см. www.nyhealth.gov/environmental/outdoors/fish/fish.htm). Рыболовные снасти (особенно грузила и джиг-головки) часто содержат свинец. Важно держать все свинцовые предметы подальше от детей. Мойте руки водой с мылом после того, как держите или используете свинцовые грузила и джиг-головки или перезаряжаете свинцовые пули или дробь.Никогда не кусайте свинцовые грузила.

Керамика глазурованная, фарфор, свинцовый хрусталь, олово

Свинец может попасть в пищевые продукты или жидкости, которые хранились в керамике, глиняной посуде, фарфоре или хрустале, содержащих свинец. Блюда со свинцовой глазурью обычно привозят из других стран.

Импортные конфеты или пищевые продукты, особенно из Мексики, содержащие перец чили или тамаринд

Свинец можно найти в конфетах, обертках, глиняной посуде и в некоторых национальных продуктах, таких как чапулины (сушеные кузнечики).

Импортные продукты питания в банках, запаянных свинцовым припоем

В 1995 году Соединенные Штаты запретили использование свинцового припоя для консервных банок. Но свинцовый припой до сих пор можно встретить на банках, произведенных в других странах. Эти банки обычно имеют широкие швы, а серебристо-серый припой вдоль швов содержит свинец. Банки со свинцом можно ввозить в США и продавать. Со временем свинец попадает в пищу. Это происходит быстрее после открытия банки. Кислые продукты быстрее попадают в пищу.

Огнестрельное оружие со свинцовыми пулями

Люди также могут подвергаться воздействию свинца, употребляя в пищу оленину и мелкую дичь, добытую свинцовой дробью и свинцовыми пулями. Недавние исследования показывают, что мелкие осколки свинца часто присутствуют в оленине, добытой свинцовыми пулями. Некоторые пули разлетаются на мелкие кусочки, которые невозможно обнаружить визуально, наощупь или при пережевывании мяса. Люди также могут подвергаться воздействию свинца, когда он выбрасывается в воздух при стрельбе из оружия, особенно в закрытых тирах.Частицы свинца также образуются, когда свинцовая пуля проходит через ствол по спирали. Эти частицы свинца могут попасть в ваше тело, когда вы дышите или глотаете, а свинцовая пыль может попасть на вашу еду, сигареты или другие предметы, которые вы едите, пьете или кладете в рот.

Мини-жалюзи

Некоторые неглянцевые виниловые мини-жалюзи из зарубежных стран содержат свинец.

Некоторые другие распространенные источники свинца

Аккумуляторы, радиаторы для легковых и грузовых автомобилей и чернила некоторых цветов также содержат свинец.

Потребительские товары

Комиссия по безопасности потребительских товаров (CPSC) располагает информацией о свинце в других потребительских товарах. Связаться с CPSC можно по телефону 800-638-2772

.

Зачем использовать свинец в краске? | Новости

Компания Mattel, крупнейший в мире производитель игрушек, отозвала миллионы игрушек, покрытых свинцовой краской. Ядовитые свойства свинца известны уже тысячи лет, так почему же свинец когда-либо добавляли в краску и почему до сих пор производят свинцовую краску?

Что такое «свинцовая краска»?

Любая краска, цвет которой зависит от соединений свинца. Свинцовые белила или карбонат свинца (II) (PbCO ₃ ) являются типичным примером и когда-то широко использовались для окраски деревянных поверхностей в домах. Другие соединения свинца, такие как ярко-желтый хромат свинца (PbCrO ₄ ), использовались в качестве цветных пигментов. Свинцовые пигменты не только придают краске оттенок, но и очень непрозрачны, поэтому относительно небольшое количество соединения может покрыть большую площадь. Свинцовые белила очень нерастворимы в воде, что делает краску очень водостойкой с прочным моющимся покрытием.

Карбонат свинца также может нейтрализовать кислотные продукты разложения некоторых масел, входящих в состав краски, поэтому покрытие дольше остается прочным, но гибким и устойчивым к растрескиванию.

Так в чем проблема?

Свинец токсичен, и поскольку маленькие дети склонны жевать предметы, они особенно склонны его проглатывать. Нехорошо для их уязвимого, развивающегося мозга. В первой половине 20 века все чаще признавалось, что дети отравляются свинцовой краской, и к 1950-м годам ее использование в детских кроватках и игрушках на Западе было прекращено. Однако декоративные бытовые краски на основе свинца все еще использовались еще пару десятилетий, прежде чем это тоже прекратилось из-за проблем со здоровьем.

Почему свинец токсичен?

Свинец может нарушать многие важные функции организма и, следовательно, вызывает широкий спектр симптомов: от рвоты до сумасшествия и смерти. Известно, что это мощный блокатор рецепторов глутамата, нейротрансмиттера, имеющего решающее значение для обучения. Он также способен вытеснять ряд других металлов, выполняющих свою обычную работу в организме, в первую очередь кальций, железо и цинк.Особая проблема заключается в том, что свинец вытесняет цинк из фермента дельта-аминолаевулинатдегидратазы, который имеет решающее значение для биосинтеза гема, железосвязывающей части молекулы гемоглобина, которая переносит кислород по крови. Это приводит к тому, что клеткам вокруг тела не хватает кислорода, что вызывает целый ряд сопутствующих проблем.

Значит, все свинцовые краски запрещены?

Почти. В подавляющем большинстве случаев свинцовые пигменты были заменены диоксидом титана, который настолько безопасен, что его также используют в пищевых красителях и солнцезащитных кремах.В ЕС свинцовую краску теперь можно использовать только для реставрации и ухода за произведениями искусства и историческими зданиями. В США свинцовую краску можно использовать в ограниченных промышленных условиях, например, для покрытия корпусов кораблей.

Как была обнаружена токсичная краска?

Компания Mattel обнаружила токсичную краску во время обычных проверок безопасности. Свинец в краске — либо в жидкой форме, либо в виде высохшего покрытия на продукте — может быть обнаружен с помощью ряда аналитических методов, сказал Аллан Стюарт из исследовательской и сертификационной компании Intertek’s Measurement Science Group Lab в Тиссайде, Великобритания.Он добавил, что атомно-абсорбционная и рентгенофлуоресцентная спектроскопия являются общими методами, которые могут выявить присутствие свинца, в то время как масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой может обнаружить свинец в количествах менее одной части на миллиард.