Kakšne so lastnosti svinca?

Svinec, atomska številka 82 v periodnem sistemu, je kovinski element s kemičnim simbolom Pb, ki pomeni plumbum, latinsko ime za element. Je mehka, upogljiva kovina, ki je sveže rezana srebrno bele barve, vendar na zraku hitro pridobi dolgočasno siv videz zaradi tvorbe plasti oksida. Čeprav ga občasno najdemo v elementarnem stanju, je glavna svinčeva ruda galenit ali svinčev sulfid (PbS); druge svinčeve rude vključujejo cerusit — svinčev karbonat (PbCO3) — in anglezit — svinčev sulfat (PbSO4). V preteklosti so bile kemične in fizikalne lastnosti svinca zelo uporaben element, vendar se je od poznega 20. stoletja njegova uporaba zmanjšala zaradi njegove strupenosti. Vendar ima svinec še vedno številne pomembne aplikacije – na primer v svinčenih baterijah, za zaščito pred sevanjem in kot fleksibilen, odporen strešni material.

Kovina se topi pri 622.4 °F (328 °C) in vre pri 3,164 °F (1,740 °C). Štirje stabilni izotopi svinca so končni produkti razpada različnih naravno prisotnih radioaktivnih elementov, kot sta uran in torij, skozi več korakov. Svinec je najtežji stabilen element, razlika, ki je nekoč pripadala bizmutu – element številka 83 – dokler ni bilo ugotovljeno, da je zelo malo radioaktiven. Ena najpomembnejših fizikalnih lastnosti svinca je njegova sposobnost absorbiranja visokofrekvenčnega elektromagnetnega sevanja, kot so rentgenski žarki in gama žarki. To je posledica njegove visoke gostote in velikega števila elektronov v svinčevem atomu.

Svinec spada v isto skupino kot ogljik, silicij, germanij in kositer. Ti elementi z naraščajočo atomsko težo postajajo vse bolj kovinski in čeprav so kemične lastnosti svinca nekoliko podobne tistim drugih članov skupine, je kemično najbolj podoben kovini, kositru. V svojih spojinah ima svinec običajno oksidacijsko stanje +2, kar pomeni, da daruje dva elektrona drugim atomom ali molekulam. Manj pogosto ima lahko oksidacijsko stanje +4.

Kovina se združi s kisikom in tvori več oksidov. “Rdeči svinec”, ki nastane s segrevanjem svinca v zraku, ima formulo Pb3O4, vendar naj bi bil spojina svinčevega oksida (PbO) in svinčevega dioksida (PbO2). Svinčev oksid, znan tudi kot litarge, nastane, ko se kovina močno segreje na zraku in je lahko v obliki rumenega prahu ali rdečega kristalnega materiala.

“Beli svinec” je bazični svinčev karbonat (2PbCO3·Pb(OH)2). Prej je bil zaradi svoje močne bele barve široko uporabljen v barvah, preden ga je v veliki meri nadomestil nestrupen titanov dioksid. Poleg njegove strupenosti je bila težava z belim svincem v tem, da je počasi reagiral s sledovi vodikovega sulfida (H2S) v zraku in tvoril črni svinčev sulfid. To je dober test za H2S, vendar je pomenilo, da bi stare slike sčasoma potemnile.

Svinec je odporen proti koroziji z večino kislin, saj je večina svinčevih soli malo ali nič topnih v vodi in tvori plast, ki ščiti svinec pred nadaljnjim delovanjem. Vendar pa bo reagiral z ocetno in dušikovo kislino, saj so soli, ki nastanejo pri teh reakcijah – svinčev acetat in svinčev nitrat, zelo topne. Svinec reagira s »trdo« vodo in tvori netopen bazični svinčev karbonat, z mehko vodo pa tvori topne spojine, kar pomeni, da cevi za svinčeno vodo predstavljajo večjo nevarnost zastrupitve s svincem na območjih z mehko vodo.
Verjetno najbolj znana lastnost svinca je njegova strupenost. Primeri akutne zastrupitve s svincem so redki, vendar gre za kumulativni strup, kronična izpostavljenost nizkim ravnem svinca pa lahko povzroči različne resne simptome. Deaktivira encime, ki proizvajajo hemoglobin, kar vodi do kopičenja predhodne kemikalije – to lahko paralizira črevesje, povzroči zaprtje in bolečine v trebuhu ter povzroči kopičenje tekočine v možganih, kar povzroča glavobole. V daljšem obdobju povzroča anemijo in nevrološke težave.

Kronična zastrupitev s svincem je bila pomembna težava zaradi široke uporabe svinca v aplikacijah, ki so mu omogočile vstop v okolje. Na primer, kovinski svinec je bil prej uporabljen v vodovodnih ceveh, svinčeve spojine pa so bile uporabljene v barvah. Te uporabe so v večini držav ukinili, svinčene cevi pa so nadomestile nestrupene alternative. Največji vir svinca v okolju je spojina tetraetil svinca, ki je bila dodana bencinu za bolj gladko zgorevanje. Zaradi zaskrbljenosti glede zdravstvenih učinkov svinca na okolje, zlasti na otroke v mestnih območjih, so v mnogih državah postopno ukinili tudi osvinčeni bencin.