Lexikon: Blei

 

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Dieser Artikel befasst sich mit dem Metall Blei. Für den gleichnamigen Fisch aus der Familie der Karpfenfische siehe Blei (Fisch) ----

Eigenschaften
Thallium – Blei – Bismut
Sn
Pb
Ununquadium|Uuq  
 
 
Xe4f145d106s26p2
208
82
Pb
Allgemein
Name, Liste der chemischen Elemente nach Symbol|Symbol, Liste der chemischen Elemente nach der Ordnungszahl|Ordnungszahl Blei, Pb, 82
Serie Metalle
Gruppe, Periode des Periodensystems|Periode, Block des Periodensystems|Block 14(IVA), Periode-6-Element|6, p-Block|p
Aussehen bläulich weiß
Massenanteil an der Erdhülle 2 · 10-3 %
Atomar
207,2
(berechnet) pm
Kovalenter Radius 147 pm
van der Waals-Radius 202 pm
[[Xenon|Xe]4F-Orbital|f145D-Orbital|d106S-Orbital|s26p2
pro 2, 8, 18, 32, 18, 4
Austrittsarbeit 4,35 eV
1. 715,6 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1450,5 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 3081,5 kJ/mol
4. Ionisierungsenergie 4083 kJ/mol
5. Ionisierungsenergie 6640 kJ/mol
Physikalisch
() fest
kubisch flächenzentriert
Dichte () kg/m3 (1,5)
600,61 K (327,46 °C)
2022 K (1749 °C)
Molares Volumen m3/mol
177,7 kJ/mol
4,799 kJ/mol
Pa bei 600 K
m/s bei 293,15 K
Spezifische Wärmekapazität J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit S/m
W/(m · K)
Chemisch
Oxidationszustände 2, 4
und (Basizität (amphoter)
Normalpotential V (Pb2+ + 2e- → Pb)
2,33 ()
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE mega|MElektronenvolt|eV ZP
202Pb {syn.} a Alpha
Elektronen-Einfang|Epsilon
2,598
0,050
198Hg
Thallium|202Tl
203Pb {syn.} 51,873 h Epsilon 0,975 203Tl
204Pb 1,4 % >1,4 · 1017 a Alpha 2,186 200Hg
205Pb {syn.} 1,53 · 107 a Epsilon 0,051 205Tl
206Pb 24,1 % Pb ist Stabiles Isotop|stabil mit 124 en
207Pb 22,1 % Pb ist stabil mit 125 Neutronen
208Pb 52,4 % Pb ist stabil mit 126 Neutronen
209Pb {syn.} 3,253 h Beta 0,644 210Bi
210Pb {syn.} 22,3 a Alpha
Betastrahlung|Beta
3,792
0,064
206Hg
Bismut|210Bi
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheitensystem|SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt,
gelten die angegebenen Daten bei Normbedingungen.

Blei (Latein|lat. plumbum, von plumbeus: bleiern, stumpf, bleischwer) ist ein chemisches Element. Der Name Blei ist Indogermanische Sprachfamilie|indoeuropäischen Ursprungs und bedeutet soviel wie schimmernd, leuchtend oder glänzend.

Geschichte

In der frühen Bronzezeit wurde Blei, neben Antimon und verwendet, um Bronzen zu erzeugen, bis sich Zinn weitgehend durchsetzte. Bereits die kannten Vasen aus Blei, die Römisches Reich|Römer verwendeten das Metall als Material für Bleigefäße, als Schleuder (Waffe)|Schleudergeschoß, für Plomben (Name) und Wasserleitungen. Die hohe Nachfrage nach Blei und vor allem Zinn wird sogar als ein Grund für die römische Besetzung Britanniens angeführt – in der südwestlichen Region Cornwall befanden sich damals bedeutende Erzvorkommen. Auch in Westfalen gewannen die Römer bis zu ihrem Rückzug nach der Varusschlacht Blei. Die römische Bleiverarbeitung hat zu einer bis heute nachweisbaren Umweltverschmutzung geführt: Eisbohrkern|Eiskerne aus Grönland zeigen zwischen dem 5. Jahrhundert v. Chr. und dem 3. Jahrhundert n. Chr. einen messbaren Anstieg des Bleigehalts in der .

Vorkommen

Blei ist ein mit der Ordnungszahl 82. Die stabilen Bleiisotope Pb 206, Pb 207 und Pb 208, die schwersten stabilen Atomkerne überhaupt, sind die Endprodukte der natürlichen Zerfallsreihen der radioaktiven Elemente. Das lässt sich leicht verformen und kann auch in beliebige Form gegossen werden. Es kommt in chemischen Verbindungen als Bleisulfid (Bleiglanz) vor. Dieses ist auch die bedeutendste kommerzielle Quelle für die Gewinnung von Blei.

Die größten Vorkommen findet man in Volksrepublik China|China, den , Australien, Russland und Kanada. In sind und Polen die Länder mit den größten Vorkommen.

Gewinnung und Darstellung

Bleierze werden heute im Tagebau oder im Tiefbau gefördert. Die Verhüttung von reinem Erz kommt heute nur noch sehr selten vor. Fast ausschließlich wird das geförderte Erz zu einem Konzentrat angereichert. Aus diesem Konzentrat wird Blei auf 2 Wegen hergestellt.

  • Röst-Reduktionsarbeit:

Diese Arbeit verläuft in 2 Stufen, dem Rösten und der Reduktion. Beim Rösten wird der Schwefel entfernt. Es wandelt sich PbS zu PbO um. \mathrm{PbS + O_2 \rightarrow PbO + SO_2}. Dieses wird heute in Sinteranlagen durchgeführt. Anschließend erfolgt die Reduktion des PbO zu metallischem Blei im Schachtofen mit Hilfe von Koks. Dieser Koks verbrennt zu CO (Kohlenmonoxid) und dieses reduziert das PbO. \mathrm{PbO + CO \rightarrow Pb + CO_2}.

  • Reaktionsarbeit: In den letzten Jahren wird ebenfalls die so genannte Reaktionsarbeit durchgeführt. Diese ermöglicht die Bleierzeugung in einem Schritt.

\mathrm{PbS + 2PbO \rightarrow 3Pb + SO_2}

Verwendung

Metall

  • wegen seiner hohen Dichte als Gewicht:
    • als Ausgleichsgewichte zum Auswuchten von Autorädern
    • als Bleikette in Gardinen, damit diese glatt hängen
    • beim werden Blei (Tauchen)|Bleigewichte gebraucht, um den Auftrieb von Taucher und Ausrüstung auszugleichen.
    • zur Stabilisierung von Modellschiffen
  • wegen seiner Abschirmwirkung gegen hochenergetische und Elementarteilchen wird es zum Schutz bei beispielsweise Röntgengeräten eingesetzt.
  • Blei wurde auch zur Herstellung von Rohr (Technik)|Rohren verwendet. Aufgrund der Toxizität des Bleis und seiner Verbindungen (Bleivergiftung) kommen Bleirohre aber seit den 1970er Jahren nicht mehr zum Einsatz. Trotz einer gebildeten Kalkschicht in den Rohren löst sich das Blei weiterhin im Trinkwasser. Erfahrungsgemäß wird bereits nach wenigen Metern der Grenzwert der geltenden Trinkwasserverordnung nicht eingehalten.
  • Blei wurde lange Zeit auch als Hauptmaterial für Fensterfassungen eingesetzt, wie man es an Mittelalter|mittelalterlichen Kirchenfenstern oft noch erkennen kann.
  • in alten Kirchen zur Verbindung von Steinen durch eingegossene Eisenklammern
  • als Dachdeckung
  • In früheren Zeiten sowie auch noch heute wird Blei als Material für Geschosse verwendet, sowohl für Schleuder (Waffe)|Schleudern als auch für Feuerwaffen bis ins 21. Jahrhundert („Pulver und Blei“). In so genannten Kartätschen wurde gehacktes Blei verschossen. Die Soldaten stellten ihre Geschosse selbst her, und es war nicht unüblich, dass Soldaten alles Blei stahlen, das sie finden konnten, um Munition daraus zu machen. Heutzutage wird um das Blei meist noch einen Mantel aus Kupfer gegossen um einer Verbleiung des Laufes entgegenzuwirken und eine bessere Führigkeit und Beständigkeit der Munition zu erreichen.
  • Ein Brauchtum zu Silvester ist das Bleigießen, bei dem flüssiges Blei in kaltem Wasser zum Erstarren gebracht wird. Aufgrund der entstehenden Formen werden Zukunftsdeutungen gemacht.

Legierungsbestandteil

  • als Letternmetall in Verbindung mit Zinn und Antimon zur Herstellung von Lettern
  • als Lagermetall zur Herstellung von Lager (Technik)|Lagern
  • Als Legierungsbestandteil von Zinn-Lot wird Blei als so genanntes Weichlot unter anderem in der Elektrotechnik benutzt. Die Verwendung von Blei in Loten betrug 1998 weltweit etwa 20.000 Tonnen. Die gesetzlichen EU-Vorschriften verbannen Blei ab Sommer 2006 weitgehend aus der Löten|Löttechnik.

Verbindungen

  • als chemischer Energiespeicher in Bleiakkumulatoren, bei Energieabgabe Umwandlung von Blei und Bleidioxid in Bleisulfat.
  • als Tetraethylblei Pb(C2H5)4 diente es als Antiklopfmittel in Vergaserkraftstoffen.
  • als Bleioxid PbO wird es bei der Herstellung des Bleikristalls der Glasschmelze zugegeben.
  • als Pigment|Farbpigmente dienen
    • Bleiweiß Pb(OH)2·2 PbCO3, das weiße Pigment mit der höchsten Deckkraft
    • Chromgelb PbCrO4 und Chromrot PbO2·PbCrO4
    • Mennige Pb3O4, ein rotes Pigment, das auch als Rostschutzmittel verwendet wird

Biologische Bedeutung

Sicherheitshinweise

Toxizität

Bei einmaliger Aufnahme von Blei oder Bleisalzen ist kaum eine Giftwirkung zu bemerken. Jedoch selbst Mengen von einem Milligramm pro Tag, über einen längeren Zeitraum eingenommen, werden im Körper gespeichert und erzeugen eine chronische Vergiftung, die sich in Kopfschmerzen, Müdigkeit, Abmagerung und Defekten der Blutbildung, des Nervensystems und der Muskulatur zeigt. Die Verwendung von Blei in Essgeschirren ist heute verboten, Zinngeschirre müssen bleifrei sein. Siehe Gressenicher Krankheit und Bleikinder. Zusammengefasst: Störung der Biosynthese, Blutdruckanstieg, Nierenschäden, Fehl- und Frühgeburten, Schäden des Nervensystems, Hirnschäden, senkt den IQ, verminderte Fruchtbarkeit bei Männer durch Schädigung der Spermien, verminderte Lernfähigkeit und Verhaltensstörungen bei Kindern (Hyperaktivität usw.)

Nachweis

Eine Möglichkeit, Blei-Ionen in einer chemischen Verbindung nachzuweisen, ist der Nachweis mit Kaliumiodid.

Dabei wird die Probe in verdünnter gelöst und vorsichtig bis zur Kristall|Kristallisation eingedampft. Der Rückstand wird mit einem Tropfen aufgenommen und anschließend mit einem Kristall Kaliumiodid versetzt. Es entstehen nach kurzer Zeit gelbe hexagonale Blättchen (Blei(II)-Iodid), die zwischen gekreuzten Polarisator|Polarisatoren hohe Interferenzfarben zeigen. Nach einiger Zeit kommt es zur Wiederauflösung der anfänglich gelben Kristalle, und es entsteht das farblose Kaliumtetraiodidplumbat(II).

Weblinks

Kategorie:Chemisches Element Kategorie:Gruppe-14-Element Kategorie:Periode-6-Element Kategorie:Schwermetall

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