СВИНЕЦЬ (лат. Plumbum), Pb, хімічний елемент IV групи періодичної системи Менделєєва, атомний номер 82, атомна маса 207,2.
Свинець зазвичай має брудно-сірий колір, хоча свіжий його розріз має синюватий відлив і блищить. Однак блискучий метал швидко покривається тьмяно-сірою захисною плівкою оксиду. Щільність свинцю (11,34 г / см3) в півтора рази більше, ніж у заліза, вчетверо більше, ніж у алюмінію; навіть срібло легше свинцю. Недарма в українській мові «свинцевий» - синонім важкого: «непогожих ночі імла по небу стелиться одежею свинцевою»; «І як свинець пішов на дно» - ці пушкінські рядки нагадують, що зі свинцем нерозривно пов'язано поняття гніту, тяжкості.
Свинець дуже легко плавиться - при 327,5 ° С, кипить при 1751 ° С і помітно летуч вже при 700 ° С. Цей факт дуже важливий для працюючих на комбінатах з видобутку і переробці свинцю. Свинець - один з найбільш м'яких металів. Він легко дряпається нігтем і прокочується в дуже тонкі аркуші. Свинець сплавляється з багатьма металами. З ртуттю він дає амальгаму, яка при невеликому вмісті свинцю рідка.
За хімічними властивостями свинець - малоактивний метал: в електрохімічному ряді напруг він стоїть безпосередньо перед воднем. Тому свинець легко витісняється іншими металами з розчинів його солей. Якщо опустити в підкисленою розчин ацетату свинцю цинкову паличку, свинець виділяється на ній у вигляді пухнастого нальоту з дрібних кристаликів, що має старовинного назва «сатурнова дерева». Якщо загальмувати реакцію, обернувши цинк фільтрувальної папером, виростають більш крупні кристали свинцю. Найбільш типова для свинцю ступінь окислення +2; сполуки свинцю (IV) значно менш стійкі. У розведених соляний і сарною кислотах свинець практично не розчиняється, в тому числі з-за освіти на поверхні нерозчинної плівки хлориду або сульфату. З міцної сірчаної кислотою (при концентрації понад 80%) свинець реагує з утворенням розчинної гідросульфату Pb (HSO4) 2, а в гарячій концентрованій соляній кислоті розчинення супроводжується утворенням комплексного хлориду H4PbCl6. Розведеною азотною кислотою свинець легко окислюється:
Pb + 4HNO3 = Pb (NO3) 2 + 2NO2 + H2O.
Розкладання нітрату свинцю (II) при нагріванні - зручний лабораторний метод отримання діоксиду азоту:
2Pb (NO3) 2 = 2PbO + 4NO2 + O2.
У присутності кисню свинець розчиняється також в ряді органічних кислот. При дії оцтової кислоти утворюється легкорозчинний ацетат Pb (CH3COO) 2 (старовинна назва - «свинцевий цукор»). Свинець помітно розчинний також в мурашиної, лимонної і винної кислотах. Розчинність свинцю в органічних кислотах могло раніше приводити до отруєнь, якщо їжу готували в посуді, лудиться або паянной свинцевим припоєм. Розчинні солі свинцю (нітрат і ацетат) в воді гідролізуються:
Pb (NO3) 2 + H2O = Pb (OH) NO3 + HNO3.
Суспензія основного ацетату свинцю ( «свинцева примочка») має обмежене медичне застосування в якості зовнішнього терпкий засіб. Свинець повільно розчиняється і в концентрованих лугах з виділенням водню:
Pb + 2NaOH + 2H2O = Na2Pb (OH) 4 + H2
що вказує на амфотерні властивості сполук свинцю. Білий гідроксид свинцю (II), легко осідає з розчинів його солей, також розчиняється як в кислотах, так і в сильних лугах:
Pb (OH) 2 + 2HNO3 = Pb (NO3) 2 + 2H2O;
Pb (OH) 2 + 2NaOH = Na2Pb (OH) 4
При стоянні або нагріванні Pb (OH) 2 розкладається з виділенням PbO. При сплаві PbO з лугом утворюється плюмбіт складу Na2PbO2. З лужного розчину тетрагідроксоплюмбата натрію Na2Pb (OH) 4 теж можна витіснити свинець більш активним металом. Якщо в такий нагрітий розчин покласти маленьку гранулу алюмінію, швидко утворюється сірий пухнастий кульку, який насичений дрібними бульбашками виділяється водню і тому спливає. Якщо алюміній взяти у вигляді дроту, що виділяється на ній свинець перетворює її в сіру «змію». При нагріванні свинець реагує з киснем, сіркою і галогенами. Так, в реакції з хлором утворюється тетрахлорид PbCl4 - жовта рідина, що димить на повітрі через гідролізу, а при нагріванні розкладається на PbCl2 і Cl2. (Галогеніди PbBr4 і PbI4 не існують, так як Pb (IV) - сильний окислювач, який окислив б бромід- і йодид-аніони.) Тонкоподрібнений свинець володіє пірофорними властивостями - спалахує на повітрі. При тривалому нагріванні розплавленого свинцю він поступово переходить спочатку в жовтий оксид PbO (свинцевий глет), а потім (при хорошому доступі повітря) - в червоний сурик Pb3O4 або 2PbO · PbO2. Це з'єднання можна розглядати також як свинцеву сіль ортосвінцовой кислоти Pb2 [PbO4]. За допомогою сильних окисників, наприклад, хлорного вапна, сполуки свинцю (II) можна окислити до діоксиду:
Pb (CH3COO) 2 + Ca (ClO) Cl + H2O = PbO2 + CaCl2 + 2CH3COOH
Діоксид утворюється також при обробці сурику азотною кислотою:
Pb3O4 + 4HNO3 = PbO2 + 2Pb (NO3) 2 + 2H2O.
Якщо сильно нагрівати коричневий діоксид, то при температурі близько 300 ° С він перетвориться в помаранчевий Pb2O3 (PbO · PbO2), при 400 ° С - в червоний Pb3O4, а вище 530 ° С - в жовтий PbO (розкладання супроводжується виділенням кисню). У суміші з безводним гліцерином свинцевий глет повільно, протягом 30-40 хвилин реагує з утворенням водоупорной і термостійкої твердої замазки, якій можна склеювати метал, скло і камінь. Діоксид свинцю - сильний окислювач. Струмінь сірководню, спрямована на сухий діоксид, загоряється; концентрована соляна кислота окислюється їм до хлору:
PbO2 + 4HCl = PbCl2 + Cl2 + H2O,
сірчистий газ - до сульфату:
PbO2 + SO2 = PbSO4,
а солі Mn2 + - до перманганат-іонів:
5PbO2 + 2MnSO4 + H2SO4 = 5PbSO4 + 2HMnO4 + 2H2O.
Діоксид свинцю утворюється, а потім витрачається при зарядці і подальшому розряді найпоширеніших кислотних акумуляторів. Сполуки свинцю (IV) мають ще більш типовими амфотерними властивостями. Так, нерозчинний гідроксид Pb (OH) 4 бурого кольору легко розчиняється в кислотах і лугах:
Pb (OH) 4 + 6HCl = H2PbCl6;
Pb (OH) 4 + 2NaOH = Na2Pb (OH) 6.
Діоксид свинцю, реагуючи з лугом, також утворює комплексний Плюмбат (IV):
PbO2 + 2NaOH + 2H2O = Na2 [Pb (OH) 6].
Якщо ж PbO2 сплавити з твердим лугом, утворюється Плюмбат складу Na2PbO3. З сполук, в яких свинець (IV) входить до складу катіона, найбільш важливий тетраацетат. Його можна отримати шляхом кип'ятіння сурику з безводної оцтової кислотою:
Pb3O4 + 8CH3COOH = Pb (CH3COO) 4 + 2Pb (CH3COO) 2 + 4H2O.
При охолодженні з розчину виділяються безбарвні кристали тетраацетата свинцю. Інший спосіб - окислення ацетату свинцю (II) хлором:
2Pb (CH3COO) 2 + Cl2 = Pb (CH3COO) 4 + PbCl2.
Водою тетраацетат миттєво гідролізується до PbO2 і CH3COOH. Тетраацетат свинцю застосовується в органічній хімії як селективного окислювача. Наприклад, він вельми вибірково окисляє тільки деякі гідроксильні групи в молекулах целюлози, а 5-феніл-1-пентанол під дією тетраацетата свинцю окислюється з одночасною циклизацией і утворенням 2-бензілфурана. Органічні похідні свинцю - безбарвні дуже отруйні рідини. Один з методів їх синтезу - дія алкилгалогенидов на сплав свинцю з натрієм: