Plom

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Plom
82Pb
tal·liplombismut
Sn

Pb

Fl
Aspecte
Gris metàl·lic
Propietats generals
Nom, símbol, nombre Plom, Pb, 82
Categoria d'elements Metalls del bloc p
Grup, període, bloc 146, p
Pes atòmic estàndard 207,2
Configuració electrònica [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p2
2, 8, 18, 32, 18, 4
Configuració electrònica de Plom
Propietats físiques
Fase Sòlid
Densitat
(prop de la t. a.)
11,34 g·cm−3
Densitat del
líquid en el p. f.
10,66 g·cm−3
Punt de fusió 600,61 K, 327,46 °C
Punt d'ebullició 2.022 K, 1.749 °C
Entalpia de fusió 4,77 kJ·mol−1
Entalpia de vaporització 179,5 kJ·mol−1
Capacitat calorífica molar 26,650 J·mol−1·K−1
Pressió de vapor
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
a T (K) 978 1.088 1.229 1.412 1.660 2.027
Propietats atòmiques
Estats d'oxidació 4, 3, 2, 1

(òxid amfòter)

Electronegativitat 2,33 (escala de Pauling)
Energies d'ionització 1a: 715,6 kJ·mol−1
2a: 1.450,5 kJ·mol−1
3a: 3.081,5 kJ·mol−1
Radi atòmic 175 pm
Radi covalent 146±5 pm
Radi de Van der Waals 202 pm
Miscel·lània
Estructura cristal·lina Cúbica centrada en la cara
Plom té una estructura cristal·lina cúbica centrada en la cara
Ordenació magnètica Diamagnètic
Resistivitat elèctrica (20 °C) 208 nΩ·m
Conductivitat tèrmica 35,3 W·m−1·K−1
Dilatació tèrmica (25 °C) 28,9 µm·m−1·K−1
Velocitat del so (barra prima) (t. a.) (recuit)
1.190 m·s−1
Mòdul d'elasticitat 16 GPa
Mòdul de cisallament 5,6 GPa
Mòdul de compressibilitat 46 GPa
Coeficient de Poisson 0,44
Duresa de Mohs 1,5
Duresa de Brinell 38,3 MPa
Nombre CAS 7439-92-1
Isòtops més estables
Article principal: Isòtops del plom
Iso AN Semivida MD ED (MeV) PD
204Pb 1,4% >1,4×1017 a α 1,972 200Hg
205Pb sin 1,53×107 a ε 0,051 205Tl
206Pb 24,1% 206Pb és estable amb 124 neutrons
207Pb 22,1% 207Pb és estable amb 125 neutrons
208Pb 52,4% >2×1019 a α 0,5188 204Hg
210Pb traça 22,3 a α 3,792 206Hg
β 0,064 210Bi

El plom és un metall conegut per l'home des de fa milers d'anys. És per això, segurament, que les seves aplicacions han anat canviant i ha estat un material molt complet pel que fa al seu ús. Malgrat que les seves propietats mecàniques no siguin gaire bones, la importància del plom rau en el seu pes. És un material molt dens i per tant molt adequat per tot tipus d'instruments i utensilis que necessitin pesar molt, tenir contrapesos... Una altra de les propietats, molt lligada també a la densitat, i que fa del plom un element indispensable, és la seva capacitat per absorbir les radiacions i que s'emeten en les centrals nuclears. Tot i aquestes importants aplicacions l'ús de plom està decreixent. I avui en dia només s'usa per allò indispensable, degut, sobretot, a la seva alta toxicitat; que fa d'ell un element poc adequat per tot el que estigui en contacte amb humans. Ja no es construeixen tubs de plom per l'aigua potable, cada cop s'utilitza menys com a component de la gasolina (per tal de rebaixar l'índex d'octanatge) i gairebé ja no es fan pigments amb plom. La normativa pel que fa al plom també és molt estricta i gran part dels països del món el seu ús està molt regulat.

Història[modifica | modifica el codi]

Per la seva fàcil utilització el plom va ser un dels primers metalls usats per l'home, i se sap que prop de l'any 5.000 aC els egipcis ja l'usaven en cosmètica. Els xinesos foren els primers a utilitzar-lo en el seu sistema monetari. Els grecs l'usaren a les seves colònies i els fenicis a les seves factories van explotar prop de l'any 2000 aC mines de plom a tota la península Ibèrica, que posteriorment, durant la dominació de la Península pels romans se seguiren explotant, degut a l'ampli ús que se'n donava a l'antiga Roma. El seu nom i simbol químics provenen precisament del món romà, en concret de la paraula llatina plumbum. El plom s'utilitzava per elaborar vaixelles, varetes per escriure, en el sistema monetari, en les mesures de pes, en el refinatge de l'argent i principalment, en tubs per desplaçar l'aigua pels aqüeductes. El plom és esmentat diverses vegades a la Bíblia i a Babilònia on fou emprat en làmines soldades per aguantar la terra i la humitat dels famosos jardins suspesos. Considerat com a pare de tots els metalls per als alquimistes a l'edat mitjana, es pretenia transformar-lo en or. A partir de l'edat mitjana i fins a la Revolució Industrial el plom var ser utilitzat com a material de construcció de canals de teulada i de conduccions d'aigua. Malgrat tot, no va ser fins després de la Revolució Industrial quan el seu ús es va difondre àmpliament, sobretot en la indústria de guerra (fins al punt que avui en dia el 90% dels projectils contenen plom de forma directa o indirecta).

Abundància[modifica | modifica el codi]

El plom rares vegades es troba en el seu estat elemental. El mineral més comú és la galena (sulfur de plom). Els altres minerals d'importància comercial són la cerusita (carbonat de plom) i l'anglesita (sulfat de plom), que són molt més rars. També es troba plom en diversos minerals d'urani i de tori, ja que prové directament de la desintegració radioactiva. Els minerals comercials, aproximadament, solen contenir un 10% en plom, tot i que se n'exploten mines de fins només el 3%. Aquests minerals es concentren fins a arribar a un contingut de plom de 40% o més abans d'iniciar la seva fusió o exposar-los a fonts de calor extremes perquè alliberin el plom.

Obtenció[modifica | modifica el codi]

El plom rares vegades es troba en el seu estat natiu i és relativament escàs (ocupa el lloc 36 en abundància entre els elements de l'escorça terrestre i constitueix el 10 elevat a -4% del pes de l'escorça terrestre). És normalment localitzat en dipòsits extensos, la qual cosa facilita notablement la seva explotació. La seva mena més important és la Galena (sulfur de plom), altres menys importants són l'anglesita (PbSO4), la cerussita (PbCO3) i el mini (Pb3O4). L'extracció del plom de la galena es pot du a terme de diverses maneres: • Per la calcinació de la mena en un forn reverbero fins que part del sulfur de plom es transforma en òxid de plom i sulfat de plom. Després s'elimina l'aire del forn i s'eleva la temperatura, de manera que el sulfur de plom original reacciona amb el sulfat i l'òxid de plom donant com a resultat el plom: 3 PbS + 5 O2 = 2 SO2 + PbO + PbSO4 Com que aquesta reacció és incompleta i no tot el PbS ha reaccionat, el producte sobrant reacciona amb els productes de l'anterior equació de la següent manera 2 PbS + 2 PbO + PbSO4 = 3 SO2 + 5 Pb

• Un altre dels mètodes, que s'aplica quan el mineral conté molta silici consisteix a fondre la mena en presència de ferro en un alt forn, de manera que el plom queda alliberat: PbS + Fe = FeS + Pb

• Però no tot el plom que s'utilitza és de primer ús, una de les fonts més importants d'obtenció d'aquest mineral és a partir dels materials de rebuig industrials, que es recuperen i es fonen

Un cop obtingut, el refinatge del metall és efectuat mitjançant un procés electrolític.

Propietats[modifica | modifica el codi]

  • Propietats físiques

El plom té un color blanc blavós característic i és molt tou, mal·leable i dúctil. Si s'escalfa lentament pot fer-se passar a través de qualsevol forat. Presenta una baixa resistència a la tracció i és un mal conductor de l'electricitat (4,81 x 106 m-1 •Ω-1), però un bon absorbent del so, de les vibracions, i per la seva elevada densitat, de la radiació γ. En tallar-lo, la seva superfície presenta un llustre platejat brillant, que es torna ràpidament de color blanc blavós opac, característic d'aquest metall.

  • Propietats químiques

El plom té en molts casos un comportament semblant al dels metalls nobles, i és el més resistent a la corrosió dels metalls comuns, principalment a causa de la formació a l'inici de l'atac, de compostos insolubles que el protegeixen superficialment i de l'elevada sobretensió d'hidrogen que presenta. D'aquesta manera, no es dissol en l'àcid sulfúric diluït ni en l'àcid clorhídric concentrat, però és atacat per l'àcid nítric. S'oxida i carbonata superficialment en l'aire humit, i en presència d'aigua pura i oxigen forma l'hidròxid de Pb(OH)2, lleugerament soluble. El plom forma dues sèries de composts amb les valències II i IV. Els compostos de plom II són iònics, mentre que els de plom IV són covalents i en medi àcid, fortament oxidants. Presenta caràcter amfòter, actuant com a catió en la constitució de sals i originant espècies aniòniques anomenades plumbits i plumbats.

Antigues aplicacions del plom[modifica | modifica el codi]

El plom és un dels metalls més antics empleat per l'home, ja sigui per la seva abundància o per la seva facilitat per fondre, es coneix la seva utilització des de la civilització dels egipcis des del 5000 aC.

En el món antic s’utilitzava per a encunyà monedes, com a mesura de pes, per ornamentació, per envernissar ceràmica, per refinar l’argent, etc. A Egipte l’òxid de plom fou usat en cosmètica.

A Roma, a Pompeia i en altres indrets de l’imperi Romà, han trobat tubs extensibles de plom de fins a tres metres de llargària usats com a canonades.

A partir de l’edat mitjana s’utilitzà per a la construcció de vitralls, per a fer-hi teulades i canals, conduccions d’aigua, medallons, mascarons per a fons, etc.

Un cilindre de plom unit a una llarga corda va ser fonamental per als mariners en la tasca de determinar la profunditat de l'aigua per fer la sonda d’intervals regulars.[1]

En èpoques més recents el plom ha vist la màxima utilització, sobretot en la indústria de guerra.

En la indústria de la pintura els pigments de plom s'utilitzaven per la fabricació de pintura de plom pels colors; blanc, groc, taronja i vermell. La majoria dels seus usos en pigmentació de pintures han quedat suprimits a causa dels perills de la intoxicació per plom. El cromat de plom encara es troba en l’ús industrial.

El plom també s’utilitzava en la pintura de joguines, ara està totalment restringit a Europa i als Estats Units per la Directiva RoHS (Restriction of Hazardous Substances), aquesta directiva aprovada per la Unió Europea el febrer del 2003 limita certes substàncies perilloses en aparells electrònics i elèctrics.

Per la pintura a l’oli el carbonat de plom, blanc, s'ha reemplaçat en gran mesura pels pigments de zinc i òxid de titani. També va ser reemplaçat en mitjans de pintura a base d'aigua. El blanc de carbonat de plom va ser molt utilitzat per les geishes japoneses i en altres indrets, com a maquillatge per a blanquejar la cara, sent perjudicial per a la salut.[2][3][4]

Pel farciment de carrosseries s’utilitzava la soldadura de plom, que va ser utilitzat en molts cotxes personalitzats en els anys 40 i 60.

Com el plom és un superconductor a baixa temperatura IBM, una empresa d’informàtica dels Estats Units, va tractar de fer un equip d'efecte Josephson amb un aliatge de plom. L’efecte Josephson es manifesta per mitjà de l’aparició d’un corrent entre dos superconductors separats per una capa d’un mitjà aïllant, S-A-S (superconductor - aïllant - superconductor), o metàl·lic no superconductor, S-M-S (superconductor - metall - superconductor), si la capa que separa els dos superconductors és prou prima, el corrent pot travessar la barrera per efecte túnel i conservar la seva coherència de fase.[5]

El plom va ser el component principal de l'aliatge utilitzat en la composició tipogràfica de metall calent. Va ser utilitzat per a la plomeria (d'aquí el nom), així com recipient per a conservar aliments i begudes.[6]

El plom també es va utilitzar en els pesticides abans de la dècada de 1950, quan els horts de fruites van ser tractades especialment contra el cuc de la poma.[7]

Fins a principis de la dècada de 1970, el plom es va utilitzar per a la unió de canonades d'aigua de ferro fos i s'utilitzà com un material per a canonades d'aigua de petit diàmetre. Actualment està prohibida la seva instal·lació i les velles s'estan substituint per canonades de coure.

El tetraetilo de plom va ser utilitzat en els combustibles amb plom per reduir la detonació del motor, però aquesta pràctica va ser eliminada en molts països del món en els esforços per reduir la contaminació i els efectes del plom que afectar els éssers humans i el medi ambient. En Catalunya a partir de 1993 els vehicles nous van estat obligats a funcionar amb gasolina sense plom i en 2002 aquesta gasolina es va deixar de vendre.[8][9][10][11]

El plom s'ha usat i s’usa per fer bales i cartutxos de perdigons. En l’àmbit de la caça esportiva, la caça d'aus aquàtiques als EUA amb perdigons de plom és il·legal i ha estat substituït per l'acer i altres perdigons no tòxics per a tal fi. Als Països Baixos, l'ús de plom per a la caça i tir esportiu va ser prohibida el 1993, el que va provocar una gran caiguda en les emissions de plom, de 230 tones en 1990-47,5 tones el 1995, dos anys després de la prohibició. A Catalunya està prohibit l’ús del cartutx de plom a les zones humides del Parc Natural del Delta de l’Ebre i al Parc Natural dels Aiguamolls de l’Empordà des de l’any 2003.[12]

El plom i els seus compostos presenten una elevada toxicitat, acumulant-se en l’organisme, per tant algunes de les aplicacions, han estat abandonades completament, com l’ús en conductes per aigües potables, recipients per alimentació, pintures i gasolines.

Aplicacions[modifica | modifica el codi]

A causa de les seves propietats mecàniques pobres, el plom no té gairebé cap aplicació estructural. Però això no vol dir que no la indústria no en faci un ampli ús. El plom té, avui en dia, moltes aplicacions, des de bateries, fins a barreres acústiques, passant per recobriments de cables... Del plom utilitzat a la indústria, el 40% s'usa en forma metàl·lica, el 25% en aliatges i el 35% restant en compostos químics.

En forma metàl·lica ha estat usat, sobretot, en la fabricació de tubs de conducció de l'aigua; malgrat que es consideri un metall pesant tòxic, causant del saturnisme. Això és degut al fet que en contacte amb aigües calcàries es cobreix d'una capa de calç que impedeix que l'aigua potable entri en contacte amb el plom. No obstant això, el risc d'intoxicació segueix existint i és per això que actualment ja no s'usa. Avui en dia, el plom és emprat, principalment, en:

  • La fabricació d'acumuladors i bateries de plom, degut a les seves propietats electroquímiques.
  • Municions; a causa de la seva tenacitat i el seu pes.
  • Recobriments per a cables
  • Blindatge
  • Barreres impermeables i barreres acústiques
  • De membrana antiradiació en reactors nuclears i aparells de raigs X, perquè d'isòtop més corrent del plom absorbeix neutrons i transmuta en un isòtop radioactiu de vida molt llarga, i per tant poc perillós

Aliat amb altres materials el plom també té un gran ús. Mesclat amb l'estany, que li rebaixa notablement el punt de fusió, és emprat com a metall de soldadura, i amb l'antimoni que li ofereix duresa i el fa resistent a la corrosió, s'utilitza en la construcció, en particular en la indústria química; és resistent a l'atac de molts àcids, perquè forma el seu propi revestiment protector d'òxid, per això s'usa molt en la fabricació i maneig de l'àcid sulfúric (cambres de plom, indispensables en el procés de fabricació d'àcid sulfúric, metall d'impremta i en aliatges antifricció).

Els compostos químics del plom es poden dividir en diversos grups, que tenen cada un diferents aplicacions. Els més importants són:

  • Compostos inorgànics del plom:
  • Òxids: litargiri (monòxid de plom)(usat sobretot per tal de millorar les propietats magnètiques dels imants de ceràmica, de ferrita de bari, etc.), diòxid de plom (emprat com a oxidant, com a reactiu analític i com a accelerador de polimeritzacions) i mini (tetròxid de plom)(en la producció de pintures anticorrosives)
  • Sals: sulfur, clorur, iodur, acetat (usat com a mordent en tinció de cotó, com a impermeabilitzant, en la medicina i com a reactiu analític), cromat, sulfat, carbonat, arsenat (emprat com a insecticida), silicat i nitrat de plom (utilitzat en la preparació d'altres sals, com a mordent, en la preparació d'explosius i com a pigment)
  • Compostos orgànics:
  • Sals del plom. S'usen com a lubricants i com a assecants per pintures i vernissos. Són: oleat, lactat, naftenat, aftalat i estearat
  • Compostos alquilats de plom; usats en gran part com a antidetonants per a gasolines: Plom tetrametil i tetraetilplom

Avui dia, pel seu caràcter verinós i contaminant està sent substituït com a additiu per a la gasolina i com a pigment per a tintes i pintures.

Intoxicació per plom[modifica | modifica el codi]

El plom ingerit en qualsevol de les seves formes és altament tòxic. Els seus efectes solen sentir-se després d'haver-se acumulat en l'organisme durant un període de temps. Els símptomes d'enverinament són anèmia, debilitat, restrenyiment i paràlisi en canells i turmells. Les escates de pintures amb base de plom i les joguines fabricades amb compostos de plom es consideren molt perillosos per als nens, per als quals el plom resulta especialment nociu, fins i tot a nivells que abans es consideraven innocus. El plom pot produir disminució de la intel·ligència, retard en el desenvolupament motor, deteriorament de la memòria i problemes d'audició i equilibri. En adults, el plom pot augmentar la pressió sanguínia. Els enverinaments per plom es tracten administrant una sal de sodi o calci de l'àcid etilendiaminotetraacètic (EDTA). El plom s'elimina de l'organisme desplaçant el calci o el sodi i formant un complex estable amb EDTA que s'evacua per l'orina.

El plom a la cultura[modifica | modifica el codi]

El plom s'associa a la mort per diversos motius,[13] tant per preservar el cadàver de la putrefacció com pel color gris apagat que té connotacions de destrucció, tristesa i absència de vida (absència de llum). També es lliga a la profecia del destí, probablement per aquest vincle amb la mort, amb el coneixement del futur. Diversos ritus populars, com el Bleigiessen alemany, celebrat la nit de cap d'any, impliquen el plom per predir esdeveniments, en una tècnica coneguda com a molibdomància.[14]

S'oposa a l'or en la mitologia, essent l'or la part positiva i el plom la negativa o més pobra. Aquesta connotació es manté en les històries populars, com ara El soldadet de plom d'Andersen. L'oposició va ser explorada per l'alquímia, que buscava transmutar el plom en or com a part de la recerca de la pedra filosofal.

Vegeu també[modifica | modifica el codi]

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. Burney A New Universal Dictionary of the Marine: Being, a Copious Explanation of the Technical Terms and Phrases ... With Such Parts of Astronomy, and Navigation, as Will be Found Useful to Practical Navigators. ... Together with Separate Views of the Masts, Yards, Sails, and Rigging. To which is Annexed a Vocabulary of French Sea-phrases and Terms of Art, 1830, p. 490. 
  2. Nakashima, T; Matsuno, K; Matsushita, T «Lifestyle-determined gender and hierarchical differences in the lead contamination of bones from a feudal town of the Edo period». Journal of occupational health, 49, 2, 2007, pàg. 134–9. DOI: 10.1539/joh.49.134. PMID: 17429171.
  3. Nakashima, Tamiji; Hayashi, Haruki; Tashiro, Hiraku; Matsushita, Takayuki «Gender and Hierarchical Differences in Lead-Contaminated Japanese Bone from the Edo Period». Journal of Occupational Health, 40, 1998, pàg. 55. DOI: 10.1539/joh.40.55.
  4. Ashikari, Mikiko «The memory of the women's white faces: Japaneseness and the ideal image of women». Japan Forum, 15, 2003, pàg. 55. DOI: 10.1080/0955580032000077739.
  5. Henkels, W. H.; Geppert, L. M.; Kadlec, J.; Epperlein, P. W.; Beha, H. «Josephson 4 K-bit cache memory design for a prototype signal processor». Journal of Applied Physics (ISSN 0021-8979). Harvard University, 58, 6, September 1985, pàg. 2371. Bibcode: 1985JAP....58.2371H. DOI: 10.1063/1.335960.
  6. Hernberg, S «Lead poisoning in a historical perspective». American journal of industrial medicine, 38, 3, 2000, pàg. 244–54. DOI: 10.1002/1097-0274(200009)38:3<244::AID-AJIM3>3.0.CO;2-F. PMID: 10940962.
  7. Tollestrup, Kristine; Daling, Janet R.; Allard, Jack «Mortality in a Cohort of Orchard Workers Exposed to Lead Arsenate Pesticide Spray». Archives of Environmental Health: an International Journal, 50, 3, 1995, pàg. 221. DOI: 10.1080/00039896.1995.9940391.
  8. «Lead replacement petrol phase-out – Information to motorists». Department for Transport (gov.uk).
  9. «National phase out of leaded petrol: Some questions and answers». Department of the Environment and Heritage, Australian Government, 2001.
  10. «Oregon Stations Phase Out Use of Leaded Gasoline.(Originated from The Register-Guard, Eugene, Ore.)». Knight Ridder/Tribune Business News, 4 octubre 1995 [Consulta: 23 setembre 2008].
  11. Seyferth, Dietmar «The Rise and Fall of Tetraethyllead. 2». Organometallics, 22, 25, 2003, pàg. 5154. DOI: 10.1021/om030621b.
  12. «Lood en zinkemissies door jacht» (PDF) (en dutch), abril 2010.
  13. Aldersey Williams, Hugh. La tabla periódica, la curiosa historia de los elementos. Ariel, 2013. ISBN 978-84-344-0597-4. 
  14. de Givry, Grillot (1931). Witchcraft, magic & alchemy. Courier Dover Publications. p. 303. ISBN 0-486-22493-7

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Plom