ĮŽANGA
Pasak mitologijos, visi metalai priklausė Plutonui, valdžiusiam požemio
karalystę. Jie taip pat buvo siejami su kosmine planetų energija.
Alchemikai pripažino 7 pagrindinius metalus, kurių kiekvienas atitiko tam
tikrą dievybę ir dangaus kūną.
Auksas – Saulės pagimdyta medžiaga, susijęs su Apolonu, raudona spalva,
pradžių pradžia. Sidabras – tobulas metalas, susijęs su Mėnuliu, Diana,
žydra spalva, žadinantis jausmus ir idealius vaizdinius. Kiti metalai nėra
tobuli. Gyvsidabris priskiriamas Merkurijui ir baltai spalvai, alavas –
pats lengviausias metalas – Jupiteriui, Junonai ir violetinei spalvai.
Geležis – oranžinės spalvos, Marso elementas, varis – žalias, susijęs su
Venera, švinas – geltonas, Saturno metalas. Alchemija sudarė evoliucinę
metalų grandinę, kurios apačioje – geležis, toliau varis, švinas, alavas,
sidabras, o pačiame viršuje – auksas.
ŠVINO FIZIKINĖS SAVYBĖS
Švinas yra melsvai pilkos spalvos metalas. Šviežiai atpjautas blizga, bet
greitai paviršius apsitraukia oksido plėvele ir tampa matiniu. Ta plėvelė
saugo šviną nuo tolesnės oksidacijos. Minkštas, plastiškas, lengvai
kalamas, liejamas, valcuojamas. Slegiamas minkštėja, darosi takus. Tai
sunkusis metalas.
|[pic] |
| |
|Pb |
| |
| |
|[pic] |
|atominis numeris |
|82 |
| |
| |
|atomo (metališkasis) spindulys, pm |
|175 |
| |
| |
|jono (M+) spindulys, pm |
|120 |
| |
| |
|pirmoji jonizacijos energija, kJ/mol |
|716 |
| |
| |
|elektrodo potencialas Eo, V |
|[M2+(aq) + 2 e- [pic]M(k)] |
|-0,125 |
| |
| |
| |
|[M4+(aq) + 2 e-[pic] M2+(aq)] |
|+1,5 |
| |
| |
|lydymosi temperatūra, °C |
|327 |
| |
| |
|virimo temperatūra, °C |
|1751 |
| |
| |
|tankis, g/cm3 (20°C) |
|11,34 |
| |
| |
|kietumas 1 |
|1,5 |
| |
| |
|elektrinis laidumas 1 |
|7,68 |
| |
| |
|[pic] |
| |
ŠVINO CHEMINĖS SAVYBĖS
Išlydytą šviną kaitinant ore susidaro švino(II) oksidas PbO, kuris toliau
kaitinamas virsta Pb3 O4. Reaguoja su visais halogenais, pvz.:
Pb + Cl2 [pic]PbCl2
su siera, selenu,
telūru:
Pb + S →PbS
Jei yra deguonies, reaguoja su vandeniu. Reakcija vyksta tol, kol paviršius
apsitraukia netirpaus junginio Pb(OH)2 plėvele:
2Pb + O2 + 2H2O → 2Pb(OH)2
Ore, kietame vandenyje ir sieros rūgštyje (praskiestoje) švinas yra
atsparus korozijai, nes paviršius apsitraukia apsaugine oksido, karbonato,
sulfato plėvele. Susidarius netirpiems korozijos produktams tolesnis
procesas sustoja.
Švinas nepatvarus gėlame anglies(IV) oksido prisotintame vandenyje, nes
koroduoja – susidaro tirpus Pb(HCO3)2. Švinas netirpsta sieros rūgštyje,
jei jos masės dalis tirpale <80%, druskos rūgštyje, jei masės dalis <10%.
Atsparus sulfitinei, fosforo rūgštims ir jų druskų tirpalams.
Koncentruotoje sieros rūgštyje bei koncentruotoje druskos rūgštyje švinas
tirpsta, nes susidaro tirpūs vandenyje junginiai Pb(HSO4)2 ir H2PbCl4,
HPbCl3. Švino korozijos intensyvumas priklauso nuo tirpalo pH. Lėčiausia
korozija, kai tirpalo pH = 6 – 9.
Švinas reaguoja su praskiesta ir koncentruota HNO3:
3Pb + 8HNO3 (prask.) → 3Pb(NO3)2 + 2NO ↑ + 4H2O
Pb + 4HNO3(k) ( Pb(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Acto rūgštis, jei yra deguonies, greitai „sugraužia” šviną:
2Pb + 4CH3COOH + O2 → 2(CH3COO)2Pb + 2H2O
Šviną iš tirpių jo druskų išstumia metalai, esantys įtampų eilėje į kairę
nuo jo:
Zn + Pb(NO3)2 → Zn(NO3)2 + Pb
Kaitinant švinas reaguoja su šarmais:
Pb + 2KOH + 2H2O → K2[Pb(OH)4] + H2 ↑
ŠVINAS GAMTOJE IR JO GAVIMAS
Svarbiausiasis švino mineralas – galenitas, PbS. Jame visuomet randama
sidabro. Kiti mineralai: cerusitas PbCO3, anglezitas Pb[SO4], krokoitas
Pb[CrO4], vulfenitas Pb[MoO4], štolcitas PbWO4, bulanžeritas Pb5Sb4S11,
burnonitas PbCuSbS3.Švino mineralų, ypač galenito, yra Rusijoje,
Kazachstane, Ispanijoje, Australijoje, Kinijoje.
Stipriai kaitinant ore švino sulfidas pirmiausiai perdirbamas į švino
oksidą, kuris vėliau redukuojamas koksu.
t
2 PbS(k) + 3O2(d) [pic]2 PbO + 2 SO2
t
2 PbO(k) + C(k) [pic]2 Pb(s) + CO2(d)
Geriausiai žinomi švino oksidai yra: PbO (geltonas), PbO2 (raudonai rudas)
ir mišraus valentingumo oksidas Pb3O4 (raudonas), dar vadinamas suriku.
Kadangi švinas labiau linkęs būti oksidaciniame būvyje +2, Pb(IV) junginiai
yra gana stiprūs oksidatoriai, redukcija vyksta iki Pb(II) junginių. Vienas
iš tokių oksidatorių – PbO2.
PbO2(k) + 4 H+(aq) + 2 e- [pic]Pb2+(aq) + 2 H2O
PbO2(k) yra stipresnis oksidatorius už Cl2(d) ir beveik toks pat
stiprus, kaip MnO4-(aq), todėl jis gali oksiduoti HCl(aq) iki Cl2(d).
PbO2(k) + 4 HCl(aq) –> PbCl2(aq) + 2 H2O + Cl2(d)
SVARBESNIEJI ŠVINO JUNGINIAI
Vienas iš nedaugelio tirpių švino junginių – švino nitratas, Pb(NO3)2.
Jis susidaro reaguojant PbO2 su azoto rūgštimi.
2 PbO2(k) + 4 HNO3(aq) –> 2 Pb(NO3)2(aq) + 2 H2O + O2(d)
PbO būna geltonas ir raudonas. Gaunamas oksiduojant išlydytą šviną,
skaidant kitus švino junginius:
Pb(OH)2 → PbO + H2O
PbCO3 →PbO + CO2 ↑
2Pb(NO3)2 → 2PbO + 4NO2 ↑ + O2 ↑
PbO naudojamas krištolui, optiniam stiklui (gerai sklaido šviesos
spindulius), glazūroms, pokostui gaminti.
Nuo senų laikų žiedėjai puodų paviršių dengia glazūromis. Paprasčiausia
glazūra daroma iš švino oksido ir kvarcinio smėlio. Švinine glazūra