Периодическая система элементов Менделеева - Свинец

Рим спасли гуси - это известно всем. Бдительные птицы своевременно заметили приближение неприятельских войск и тотчас резкими гортанными звуками сигнализировали об опасности. На этот раз все обошлось благополучно. Но, тем не менее, Римской империи суждено было впоследствии пасть. Что же послужило причиной падения некогда могущественного государства? Что погубило Рим?

«В падении Рима повинно отравление свинцом», - так считают некоторые американские ученые-токсикологи. По их мнению, использование оправленной в свинец посуды и свинцовых косметических красок обусловило быстрое вымирание римской аристократии. Из-за систематического отравления малыми дозами свинца средняя продолжительность жизни римских патрициев не превышала 25 лет. Люди низших сословий, согласно этой теории, в меньшей степени подвергались свинцовому отравлению, поскольку они не имели дорогой посуды и не употребляли косметических средств. Но и они пользовались знаменитым водопроводом, «сработанным еще рабами Рима», а трубы его, как известно, были сделаны из свинца.

Люди вымирали, империя чахла. Разумеется, виноват в этом был не только свинец. Существовали и более серьезные причины - политические, социальные, экономические. И все же доля истины в рассуждениях американских ученых, безусловно, есть: обнаруживаемые при раскопках останки древних римлян содержат большие количества свинца.

Все растворимые соединения этого элемента ядовиты. Установлено, что вода, которая питала Древний Рим, была богата углекислым газом. Реагируя со свинцом, он образует хорошо растворимый в воде кислый углекислый свинец. Поступающий даже в малых порциях в организм свинец задерживается в нем и постепенно замещает кальций, который входит в состав костей. Это приводит к хроническим заболеваниям.

На «совести» свинца лежит не только погубленный Рим, но и другие темные дела. Во времена разгула инквизиции иезуиты использовали расплавленный свинец как орудие пыток и казни. В Индии еще в начале прошлого века, если человек низшей касты сознательно или нечаянно подслушивал чтение священных книг браминов, ему вливали в уши расплав свинца (чтобы поддержать свою власть над народом, жрецы Вавилона, Египта, Индии издавна держали свои знания в глубокой тайне).

В Венеции сохранилась средневековая тюрьма для государственных преступников, соединенная «Мостом вздохов» с замечательным памятником архитектуры — Дворцом дожей. На чердаке тюрьмы имелись специальные камеры под свинцовой крышей - для «особо провинившихся». Летом узники здесь изнывали от жары, зимой -стыли от холода. А на «Мосту вздохов» слышны были крики ужаса...

С тех пор как изобрели огнестрельное оружие и из свинца начали отливать смертоносные пули для ружей и пистолетов, он стал одним из самых «веских аргументов» в споре враждующих сторон. Свинец не раз решал исход и грандиозных военных баталий, и мелких гангстерских потасовок.

Может сложиться впечатление, что, кроме вреда, от свинца ничего не дождешься, и поэтому ближайшая и главная задача человечества -полностью избавиться от этого злого металла, принесшего уже столько бед и горя. Но люди почему-то не только не стремятся к такому избавлению, но, напротив, постоянно расширяют производство свинца. Из всех цветных металлов, только алюминий, медь и цинк производятся в большем количестве, чем свинец. Какой же полезной деятельностью занимается этот металл?

История знает немало примеров, когда народы вели справедливые войны за свою свободу и независимость - ив этой борьбе им помогал свинец. Чтобы быть уверенным в надежности своих границ, необходимо иметь не только «порох в пороховницах», но и все тот же свинец. Вот почему военное значение этого металла весьма велико.

Когда в начале нашего века бурное развитие техники привело к созданию автомобилей, подводных лодок, самолетов, возникновению химической и электротехнической промышленности, в производстве свинца произошел особенно резкий скачок.

Примерно треть всей мировой добычи этого металла расходуется сейчас на изготовление аккумуляторов, решетки которых делают, например, из сплава свинца и сурьмы, а заполнителем служит смесь свинца и глёта (окиси свинца).

Крупный потребитель этого металла — топливная промышленность. В бензиновых двигателях горючую смесь, перед тем как поджечь, сжимают, и чем сильнее это сжатие, тем экономичнее работает двигатель. Но при значительной степени сжатия горючая смесь взрывается, не дожидаясь, когда ее подожгут. Естественно, такая «самодеятельность» недопустима. На помощь пришел тетраэтилсвинец. Небольшие добавки его к бензину (меньше 1 грамма на литр) предотвращают взрывы, заставляя топливо сгорать равномерно, а главное — в тот самый момент, когда' это нужно.

Поскольку тетраэтилсвинец очень ядовит, этилированный бензин окрашивают в розовый цвет, чтобы отличить от обычного. К сожалению, значительные количества яда выбрасываются автомобильными двигателями с выхлопными газами. Любопытный подсчет произвели ученые Калифорнийского технологического института (США). Выяснилось, что над головами жителей больших городов носятся целые тучи свинца (как видите, литературный эпитет «свинцовые тучи» может иметь и буквальный смысл): за год только над океанами и морями северного полушария выпадает около 50 тысяч тонн этого металла, образующегося главным образом из добавок к бензину (вот вам и 1 грамм на литр!). Свинец «автомобильного происхождения» был обнаружен даже в снегах Арктики. Видимо, нужно срочно подыскивать замену тетраэтилсвинцу, но пока без него не обойтись ( впрочем не совсем – подробнее в разделе «Нефтехимия»).

В электротехнической промышленности свинец служит надежной и достаточно эластичной оболочкой кабелей. Значительные количества его расходуются для изготовления припоев.

На химических заводах и предприятиях цветной металлургии распространена освинцовка внутренней поверхности камер и башен для производства серной кислоты, труб, травильных и электролитных ванн.

Подшипниковые сплавы свинца с другими металлами можно встретить во многих машинах и механизмах. Вместе с сурьмой и оловом он входит в состав типографского сплава—гарта, из которого изготовляют шрифты для книг, газет и журналов.

В стекольной и керамической промышленности этот металл необходим для производства хрусталя, специальных лазурей. Окислы и соли свинца применяют в лакокрасочной промышленности. Краски, содержащие этот элемент, были известны еще в старину. Свинцовые белила, например, умели изготовлять еще три тысячи лет назад. Крупнейшим поставщиком белил считался в те времена остров Родос. Способ, по которому здесь изготовляли краску, был далеко не совершенным, но достаточно надежным. В бочку наливали раствор уксуса, сверху укладывали ветки кустарника, а на них — куски свинца, после чего бочки плотно закупоривали. Когда спустя некоторое время их открывали, свинец оказывался покрытым белым налетом. Это и были белила. Их соскабливали с металла, упаковывали в тару и вывозили в различные страны.

Однажды в Афинском порту Пирее, где стоял корабль с грузом свинцовых белил, вспыхнул пожар. Поблизости в этот момент находился художник Никий. Зная, что на горящем корабле имеются краски, он поднялся на него, в надежде спасти хоть один бочонок: краски тогда стоили дорого, да и достать их было порой нелегко. К удивлению Никия, в обуглившихся бочонках он увидел не белила, а какую-то густую массу ярко-красного цвета. Схватив один из бочонков, художник покинул корабль и поспешил в свою мастерскую. Содержимое бочонка оказалось отличной краской. Впоследствии ее назвали суриком и стали получать, пережигая свинцовые белила.

Со временем картины и иконы, написанные свинцовыми красками, темнеют. Но стоит протереть изображение слабым раствором перекиси водорода или уксуса, как краски вновь становятся светлыми, яркими. Зная об этом, церковники дурачили верующих. На глазах изумленных прихожан происходило чудо: иконы «оживали».

В медицине соединения свинца используют как вяжущие, болеутоляющие и противовоспалительные средства. Уксуснокислый свинец, например, известен как «свинцовая примочка». За сладковатый вкус ее иногда называют свинцовым сахаром. Но ни в коем случае нельзя забывать, что этот «сахар» может вызвать сильное отравление организма.

Не случайно в цехах и лабораториях, где человек имеет дело со свинцом или его соединениями, принимают специальные меры предосторожности. Врачи-гигиенисты и инженеры по охране труда постоянно следят за тем, чтобы содержание свинца в воздухе не превышало допустимой нормы— 0,00001 миллиграмма на литр. Если в недалеком прошлом свинцовые отравления были профессиональным заболеванием рабочих свинцово-плавильных заводов и типографий, то в наше время, благодаря совершенствованию технологии производства, мероприятиям по вентиляции и обеспыливанию, об этих болезнях практически забыли.

Любопытно, что человек не только защищается от свинца, но и защищается... свинцом.

Металлический свинец оказался одним из самых «непрозрачных» материалов для всех видов радиоактивных и рентгеновских лучей. Если вы возьмете в руки фартук врача-рентгенолога или его перчатки, то вас поразит их тяжесть: в резину, из которой они изготовлены, введен свинец - он задерживает рентгеновские лучи, защищая тем самым организм от их губительного действия. В кобальтовых пушках, используемых для лечения злокачественных опухолей, крупинка радиоактивного кобальта надежно упрятана в свинцовую оболочку-грушу.

Свинцовые экраны применяют в атомной энергетике, в ядерной технике. От радиоактивного излучения защищает и стекло, в состав которого входят окислы свинца. Такое стекло позволяет наблюдать за обработкой радиоактивных материалов с помощью «механических рук»—манипулятора. В атомном центре в Бухаресте имеется иллюминатор из свинцового стекла толщиной 1 метр. Весит он более полутора тонн.

В земной коре содержится сравнительно немного свинца - в тысячи раз меньше, чем алюминия или железа. Но несмотря на это, он стал известен человеку еще в глубокой древности - примерно за 7000 -5000 лет до н. э. В отличие от многих других металлов, свинец имеет низкую температуру плавления (327°С) и находится в природе в виде довольно непрочных химических соединений. Это обусловливало возможность даже случайного его получения.

Известен, например, случай, когда богатое свинцовое месторождение было обнаружено в Америке в результате... лесного пожара: на месте сгоревшего леса под слоем золы были найдены крупные слитки свинца. Пожар «выплавил» его из руд, находившихся под корнями деревьев. Вероятно, таким путем первый свинец и попал в руки доисторических обитателей нашей планеты. Самым древним дошедшим до нас образцом свинца считают египетскую фигуру, хранящуюся в Британском музее. Ее относят к 3800 году до н. э. В Испании сохранились древнейшие отвалы свинцовых шлаков: здесь еще в третьем тысячелетии до н. э. финикийцы разрабатывали свинцово-серебряное месторождение Рио-Тинто.

В библиотеке ассирийского царя Ашшур-банипала (VII век до н. э.) найдены копии вавилонских рукописей, относящихся примерно к 2000 году до н. э. В одной из них содержится гимн богу огня Гибилю: «О Гибиль, ты расплавляешь медь и свинец, ты очищаешь золото и серебро». При раскопках города Ашшура была обнаружена свинцовая глыба весом 400 килограммов. Археологи полагают, что она относится к 1300 году до н. э.

Кстати, именно со свинцом связан и один из способов определения возраста горных пород и археологических находок. Большинство пород и минералов содержит в незначительных количествах радиоактивные элементы. В природе на протяжении тысячелетий постоянно происходит распад одних элементов и возникновение других. В результате длительного превращения, претерпеваемого некоторыми металлами, образуется радий, который, в свою очередь, постепенно распадается, превращаясь в итоге в свинец. Зная, сколько в данной породе содержится радия и сколько из него ежегодно образуется свинца, можно подсчитать ее возраст. Так, например, было установлено, что каменноугольные отложения Донбасса образовались около 300 миллионов лет назад

На территории нашей страны следы древних свинцовых разработок находят на Алтае, в Забайкалье, на Дальнем Востоке. На их месте сейчас нередко заново открывают рудные залежи этого металла.

К XIII веку относятся сведения об использовании свинца для церковной кровли и для печатей, подвешиваемых к грамотам.

Первые попытки промышленного получения свинца были сделаны в конце XVII века Строгановыми, которые отыскали его руды на берегу Тобола. Известно, что в 1695 году образцы найденных ими в Сибири руд были посланы в Германию для опробования.

Мощный подъем в развитии горнорудного дела и металлургии произошел в эпоху Петра I, который всячески поощрял деятельность рудознатцев и горнопроходцев. В 1704 году в Нерчинском крае (Забайкалье) удалось обнаружить значительные запасы свинцово-серебряных руд, а в 1708 году здесь уже начал действовать первый казенный завод. В 1732 году строится свинцовоплавильный завод в Барнауле. В то время Алтай приобретает большое значение. К концу XVIII века алтайские заводы выплавили более 63 тысяч тонн свинца.

В середине XIX века одним из центров серебро-свинцового производства стал Кавказ, где начались разработки Садонского месторождения, известного еще во времена царицы Тамары. Невдалеке от Садонского рудника был сооружен Алагирский серебро-свинцовый завод, который сыграл заметную роль во время Крымской кампании.

В 1898 году началось строительство свинцово-цинкового завода во Владикавказе (ныне город Орджоникидзе), которое было завершено в 1909 году. К этому же периоду относится разработка богатых свинцово-цинковых руд в Тетюхе (Дальний Восток).

Перед первой мировой войной большинство предприятий цветной металлургии было сдано в концессию иностранным капиталистам. Тетюхинское месторождение оказалось в руках немцев, алтайские заводы и рудники поступили в распоряжение англичан, на Кавказе хозяевами стали бельгийцы. Хищническая эксплуатация недр привела производство свинца к полному упадку. В 1913 году заводы России лишь на 1,5% удовлетворяли нужды страны в этом металле.

В годы Советской власти была создана мощная свинцовая промышленность, которая не только полностью обеспечила потребности народного хозяйства в свинце, но и позволила экспортировать его в другие страны. Отечественным и зарубежным металлургам хорошо известна сегодня продукция с маркой «УКСЦК» (Усть-Каменогорский свинцово-цинковый комбинат). Отличный металл производит и Чимкентский свинцовый завод. На этом предприятии был внедрен разработанный казахскими учеными метод так называемого амальгамного рафинирования, который позволил впервые в мировой практике получить сверхчистый свинец:, на долю примесей в нем приходится лишь 0,00001%. Это значит, что и в 10 тоннах такого свинца едва удается «наскрести» 1 грамм всех посторонних элементов, вместе взятых! Металлу столь высокого качества всегда найдется работа в полупроводниковой промышленности и лазерной технике.

На этом можно было бы и закончить рассказ о свинце, но мы еще ничего не сказали о названии этого элемента. Слово «свинец» происходит, видимо, от слова «свинка» - так раньше называли слитки этого металла (да и сейчас еще их именуют чушками). Но прежде чем стать свинцом, металл успел пожить под другими именами.

Вы помните чудесную сказку С. Я. Маршака о том, как кошку назвали сначала солнцем, потом тучей, ветром, мышкой, а в конце концов нарекли кошкой? Нечто подобное произошло и со свинцом.

Загляните в толковый словарь Даля и вы узнаете, что в поговорке «слово—олово» имеется в виду не олово, а свинец - металл более тяжелый, более весомый. А сама поговорка и употребляется, когда речь идет о слове веском, верном, надежном. Но зачем же такая «конспирация»? Проще было бы сказать прямо: «слово—свинец». Оказывается, в старину на Руси свинец называли оловом. Настоящее же, если так можно выразиться, олово появилось позднее, причем первое время его ошибочно принимали за свинец (свойства этих металлов, действительно, в какой-то степени сходны). Когда, наконец, их научились различать, то старое название закрепилось за новым металлом, а его предшественника назвали свинцом.

Однако эта путаница оставила след в языке. По-украински карандаш называется «оливец», или «оловец», хотя карандаши никогда не делали из олова, в то время как свинцовыми палочками пользовались в старину для письма.

Эти металлы путали, например, и древние римляне. Свинец они называли «плюмбум-нигрум» (свинец темный), а олово—«плюмбум-кандиум» (свинец кандийский). Олово в Древний Рим поступало с острова Кипр, который у римлян назывался Кандии.

«Фамильные» узы связывают свинец еще с одним металлом—молибденом. В переводе с греческого «молибден» означает «свинец». Оказывается, древние греки путали минералы этих металлов — галенит и молибденит, называя и тот и другой «молибденой». Когда же спустя много веков из молибдена был получен новый элемент, он отобрал у свинца его древнегреческое название.

Так свинец стал свинцом. И теперь он уже может быть спокоен за свое имя: «кошку назвали кошкой».