Получение йодида свинца

       Во-вторых, низкий уровень концентрации свинца во многих объектах требует разработки и применения высокочувствительных методов анализа или концентрирования микрокомпонента.

       В-третьих, данные о распространенности важны  для понимания общих тенденций  миграции свинца в природе, а в конечном счете для разработки и координации мероприятий о охране окружающей среды.

       Наконец, в специальных случаях анализа  золы растений, способных к аномально  высокому поглощению свинца из почвы, а также донных отложений результаты анализа соответствующих объектов служат путеводной нитью биогеохимической разведки.[4]

       Источники поступления свинца в различные  сферы обитания человека и животных подразделяются на природные (извержения вулканов, пожары, разложение умерших  организмов, морская и ветровая пыль) и антропогенные   (деятельность   свинецпроизводящих  и перерабатывающих предприятий,  сжигание ископаемого  топлива и отходов  его переработки). По  масштабам выброса в атмосферу свинец занимает первое место среди микроэлементов, причем главным источником загрязнений является сжигание  этилированного  бензина  в  двигателях внутреннего  сгорания. Значительная часть свинца, содержащегося в каменном угле, при сжигании вместе  с дымовыми газами поступает в атмосферу. Деятельность только одной ТЭЦ, потребляющей в сутки 5000 т угля, ежегодно направляет в воздух 21т свинца и соизмеримые количества других вредных элементов . Немалый вклад в загрязнение атмосферы свинцом вносят производства металлов, цемента и т.д.

       Атмосфера загрязняется не только стабильными, но и радиоактивными изотопами свинца²¹⁴РЬ, ²¹²РЬ и особенно ²¹⁰РЬ. Их источником являются радиоактивные инертные газы, из которых наиболее долгоживущий – радон достигает даже стратосферы. Образующийся свинец частично возвращается на землю с атмосферными осадками и аэрозолями, загрязняя поверхность почвы и водоемы.

       В водоемы некоторое количество свинца поступает из почвы, но решающий вклад и в эту сферу вносит деятельность человека, особенно в виде промышленных сточных вод и выхлопных газов автотранспорта. Только в США сточные воды уносят в гидросферу 8 • 10³ т свинца, загрязняя сначала реки, а затем моря и океаны. Природные воды, выхлопные газы автотранспорта и выбросы промышленных предприятий являются главными источниками загрязнения свинцом почвы, а через нее — растений. Неудивительно,   что   наивысшее   содержание   свинца  характерно   для растений, развивавшихся вблизи автострад, но и в отдалении от них отмечается симбатность между содержанием свинца в почвах и в выросших на них овощах. Так, картофель, капуста, помидоры, огурцы, лук и морковь, снятые с участка с повышенным содержанием свинца (от 2,2 • 10^~2 до 4,8 • 10^~2%), содержат в 2-5 раз больше свинца, чем те же растения, выросшие на почве с нормальным содержанием свинца (1,8 • 10^~3%). Из овощей и других продуктов питания, из воздуха и воды свинец поступает в организм человека. Исходя из содержания свинца в воздухе крупных промышленных городов 4,5 мкг/м3 через дыхательную систему человека поглощается около 91мкг Pb/сут, причем около 35% от вдыхаемого количества поступает через трахеобронхиальную систему в кровь.  По данным Всемирной организации здравоохранения, датированным 1972 г. и приведенным в статье, в организм попадает из всех источников 0,45 мг свинца, причем с пищей — 0,30 мг. Однако, согласно недавно опубликованному исследованию, общее потребление свинца человеком со всеми продуктами питания и с водой достигает 0,910 мг. Это различие, возможно, отражает общую тенденцию накопления свинца в различных сферах Обитания, включая льды Гренландии и Антарктиды. Как указано в обзоре, содержание свинца в организме   у современного городского человека в 500 раз больше, чем у первобытного. Таким образом, антропогенные загрязнения окружающей среды в конечном счете возвращаются в организмы людей, животных и растений. Следовательно, гидросфера, атмосфера и биосфера находятся в непрестанном взаимодействии и единстве, глобальный характер которых наглядно передается схемами миграции, приведенными в работах .

       Принимая  во внимание токсичность свинца и его соединений, а также то обстоятельство, что загрязнения беспрепятственно мигрируют по всей планете, защиту от них нужно считать важным международным делом.[1] 

       1.4 Токсичность свинца и его соединений

               

         Свинец является ядом, действующим на все живое. Он и его соединения опасны не только болезнетворным действием, но также кумулятивностью терапевтического эффекта, высоким коэффициентом накопления в организме, малой скоростью и неполнотой выделения с продуктами жизнедеятельности.

       Приведем следующие факты.

       1.Уже  при концентрации 10^"4% в почве свинец угнетает активность ферментов, причем особенно вредны в этом отношении хорошо растворимые соединения .

       2.Присутствие  в воде 2- 10^"5% свинца вредно для рыб.

       3.Даже  низкие концентрации свинца в воде уменьшают количество каротиноида и хлорофилла у водорослей.

       4. По данным энциклопедии, за 1952-1965 гг. зарегистрировано 
свыше 11 тыс. профессиональных заболеваний свинцовой болезнью.

       В США зарегистрировано 200 тыс. случаев  свинцового отравления среди детей в результате заглатывания кусочков краски на основе соединений свинца .

       По  результатам 10-летней статистики установлена  корреляция между числом смертельных  исходов от заболевания раком  легких и повышенным содержанием  свинца и других металлов в воздухе районов промышленных предприятий ФРГ, потребляющих уголь.

       Степень токсичности зависит от концентрации, физико-химического состояния и  природы соединений свинца. Особенно опасен свинец в состоянии молекулярно-ионной дисперсности; он проникает из легких в кровеносную систему и оттуда транспортируется по всему организму . Хотя качественно свинец и его неорганические соединения действуют сходно, токсичность растет симбатно их растворимости в биологических жидкостях организма. Это не умаляет опасность труднорастворимых соединений, изменяющихся в кишечнике с последующим повышением их всасываемости.

       По  мнению авторов, ионы свинца, связываясь с электронодо-норными атомами  серы сульфгидрильных групп, отравляют  ферменты. Именно поэтому свинец подавляет  многие ферментативные процессы в организме. При свинцовой интоксикации наступают серьезные изменения в нервной системе, нарушаются терморегуляция, кровообращение и трофические процессы, изменяются иммунобиологические свойства организма и его генетический аппарат.

       Аналогичные, но более остро выраженные эффекты  наблюдаются даже при непродолжительном  воздействии органических соединений, особенно тетраэтил- и тетраметилсвинца, растворимых в липоидах и потому способных проникать в организм не только через легкие, но и через кожу. В начальной фазе отравления наблюдается нарушение условно-рефлекторной деятельности, а затем наступают расстройства симпатической и парасимпатической нервной системы с возможным появлением бессонницы, галлюцинаций и судорог.

       Концентрации  свинца, меньшие предельно допустимых (ПДК), считаются безвредными и не вызывают никаких признаков отравления.

       Официальные величины ПДК для свинца и его  неорганических соединений составляют:

       в воздухе - 0,01 мг/м3 (СССР); 0,15 мг/м3 (США),

       в питьевой воде - 0,03 мг/л (СССР); 0,1 мг/л (международная норма),

       в питьевых минеральных водах - 0,3 мг/л ,

       в консервированных овощных и фруктовых  соках — 0,4 мг/л [1].

       В соответствии с изложенными соображениями о токсичности для органических соединений - тетраэтилсвинца, а также свинцовых солей гидрохинона и салициловой кислоты — действуют более жесткие нормы: для них установлена ПДК в воздухе 0,005 мг/м3.

       Опасность свинца очевидна, и соблюдение ПДК в производственных и бытовых условиях подлежит строгому аналитическому контролю. В результате количество случаев свинцовой интоксикации уменьшается, но все же они наблюдаются и в наши дни. Поэтому средства диагностики и терапии сохраняют свое значение.

       Новейшие  данные о токсичности свинца обобщены в обзоре и в монографии. Роли свинца в окружающей среде и гигиеническим  аспектам проблемы посвящен сборник, монографии  и обзор. Общим вопросам поведения  загрязнителей в природе посвящена монография.[4] 

       1.5 Элементный свинец 

       В свежем срезе свинец является блестящим  металлом серо-голубого цвета, который сохраняется в сухом воздухе, но быстро тускнеет в присутствии влаги.

       Физические, физико-механические и химические свойства свинца зависят от природы и количества содержащихся в нем примесей. Натрий, кальций и магний повышают твердость и прочность свинца, но снижают его химическую устойчивость. Висмут и цинк ухудшают коррозионные свойства металла, причем примесь 0,1% Bi делает свинец совершенно непригодным для применения в химической и других отраслях промышленности. Примеси меди и сурьмы повышают коррозионную устойчивость свинца в растворах серной кислоты, предел ползучести и твердость. Кадмий, олово и теллур увеличивают и твердость, и сопротивление усталости свинца . Примеси кислорода уменьшают прочность свинцовых оболочек электрических кабелей . Оксид свинца даже в небольших количествах сильно влияет на физические и механические свойства металла.[6]

       В свою очередь, примеси свинца и его  соединений влияют на многие свойства различных материалов. Они ухудшают механические свойства жаропрочных сплавов, неблагоприятно влияют на структуру чугуна и снижают его прочность на изгиб, вызывают красноломкость меди и латуни и обусловливают нежелательное повышение прочности электролитической меди. В то же время дозированные добавки свинца улучшают обрабатываемость стали без снижения ее механической прочности , а присутствие в сырьевой смеси оксида свинца позволяет снизить на 10-15% влажность сырьевого шлама, уменьшить расход топлива на обжиг клинкера, повысить гидратационную активность цемента.

       Изложенное  подчеркивает важность обнаружения  и определения примесей свинца в  различных объектах, а также качественной и количественной оценки степени  чистоты металлического свинца.

       Важнейшие физические, физико-химические и физико-механические константы чистого свинца:

       Плотность (т/м3) при T ° С

        20                             11,344

       327                            10,686

       850                            10,078

       Температура плавления, °С                             327

       Температура кипения при 101,3 кН/м², °С    1740

       Давление  пара (кН/м) при Г, °С

       970                                                                       0,133

       1420                                                              13,3

       1740                                                              101,3

       2140                                                               506,0

       Скрытая теплота плавления, кДж/кг         23,0

       Скрытая теплота испарения, кДж/кг          856,0

       Удельная  теплоемкость (кДж/кг), при Т,°С

       20                                                                        0,128

       100                                                                        0,134

       327                                                                        0,163

       Поверхностное натяжение при 350° С, Н/м 0,445

       Энтропия  свинца при 25° С, Дж/моль-град

       твердого                    64,9

       газообразного 175,5

       Удельное  сопротивление (мкОм • м) при Г,0С

       -258                                                                 0,000131

       20                                                                          0,2065

       300                                                                          0,4794

       Стандартный электродный потенциал, В -0,1263

       Удельная магнитная восприимчивость            1,2 • 10~7

       Модуль  упругости при 0° С, Н/мм2            17650

       Твердость по Бринелю, Н/мм²                     37,3-41,3

       Предел  прочности при растяжении, Н/мм2   10,8-12,7

       Предел  прочности при сжатии, Н/мм2             49,1

       Подробные данные о физических и химических свойствах свинца и обширную библиографию по этим вопросам можно найти в  одном из томов Гмелина.

       Свинец  растворяется в ртути, образуя довольно концентрированные амальгамы, сохраняемые  под слоем слегка подкисленной воды. В амальгамах, как и в парах, свинец находится в атомарном состоянии. В 1 л воды при отсутствии воздуха растворяется 311 мкг свинца, но механизм процесса растворения неизвестен.[7]

       Со  многими химическими элементами (As, Au, Ba, Ca, Cd, Cu, Mg, Ni, Sb, Se* Sn и т.д.) Pb дает сплавы; некоторые из них образуют эвтектические смеси и твердые растворы (Sb, Sn), другие (Mg, Se, Те) - интерметаллические соединения.

       С углеродом, кремнием, фосфором, мышьяком, бором, молекулярными водородом  и азотом свинец не реагирует.[7] Однако известного, что порошкообразный металл выше 400° С взаимодействует с азотом с выделением тепла, а с атомарным водородом образует незначительные количества гидрида.

       Компактный  свинец при действии кислорода воздуха  на холоду покрывается оксидной пленкой, а тонко измельченный металл может возгораться. Расплавленный свинец окисляется на воздухе до РЬО, который при 430°С переходит в РЬ304, а последний выше 550°С разлагается на РЬО иО2.