Blei                        82Pb

 

 

lat.:  plumbum ("Blei")

   
relative Atommasse: 207,2
Ordnungszahl: 82
Schmelzpunkt: 327,502°C
Siedepunkt: 1740°C
Oxidationszahlen: 4, 2
Dichte: 11,342 g/cm³
Härte (Mohs): 1,2
Elektronegativität (Pauling): 2,33
Atomradius: 175 pm
Elektronenkonfiguration: [Xe]4f145d106s26p2

 

Eigenschaften

 

Blei ist ein an frischen Schnittflächen bläulichfarblos glänzendes Schwermetall, welches an der Luft grau anläuft. Da Blei ein sehr weiches Metall ist lässt es sich sogar mit dem Fingernagel anritzen. Es kristallisiert in der kubisch-flächenzentrierten Struktur aus. Infolge seiner Weichheit gibt Blei auf Papier einen dunklen Strich. Früher hat man mit Blei geschrieben. Heutige Bleistifte enthalten jedoch kein Blei mehr sondern ein Gemische aus Graphit und Ton. Die Elastizität des Metalls ist sehr gering, die Dehnbarkeit dagegen ziemlich groß. Die Zugfestigkeit erreicht nur 1–2 kg je Quadratmillimeter Querschnitt. Man kann ohne Schwierigkeit Bleifolien von 0,01–0,02 mm Dicke fabrikmäßig herstellen. Blei ist ein relativ edles Metall. In der Spannungsreihe steht es in unmittelbarere Nachbarschaft von Zinn und Nickel. Mit einer Reihe von Metallen bildet es technisch bedeutende Blei-Legierungen. Unedlere Metalle wie z.B. Zink fällen Blei aus seinen Lösungen aus, wobei sich ein so genannter Bleibaum aus langen, baumartig aufgewachsenen Blei-Kristallen bildet. Es wird nur von Salpetersäure rasch gelöst (Bleinitrat); dagegen entstehen mit Phosphorsäure, Salzsäure und Schwefelsäure äußerst dünne oberflächliche Niederschläge aus den entsprechenden unlöslichen Blei-Verbindungen, die einen weiteren Säure-Angriff verhindern (Passivierung). Blei ist auch widerstandsfähig gegen Chlor, kohlensäurehaltiges Leitungswasser und feuchte Luft (dabei bedeckt es sich allmählich mit einer Oxid-Schicht, die mit Kohlenstoffdioxid in basisches Carbonat übergeht). In heißen Laugen löst es sich unter Bildung von Plumbaten. In seinen Verbindungen tritt Blei seiner Stellung im Periodensystem entsprechend in den Wertigkeiten +2 und +4 auf, wobei die Pb(II)-Salze am häufigsten und beständigsten sind. Auf Pflanzen wirkt Blei durch Hemmung der Chlorophyll-Synthese giftig. Dieser Effekt ist besonders ausgeprägt in der Nähe von Bleihütten, Braunkohlen-Kraftwerken und stark befahrenen Autostraßen, wenn auch die Hauptmenge des Bleis durch Waschen von Nutzpflanzen entfernt werden kann. Bedenklich ist die Einschleppung von Blei über die Nahrungskette.

Feinverteiltes Blei ist pyrophor und entzündet sich an der Luft von selbst.

2 Pb + O2 → 2PbO                 ΔHR= -448 kJ/mol

 

 

Vorkommen

 

In dem obersten, 16 km dicken Teil der Erdkruste ist Blei nur zu 0,0018% vertreten und damit weit seltener als Lithium, Nickel, Rubidium, Strontium, Yttrium, Cer, Vanadium und Wolfram. Trotzdem war Blei schon den Ägyptern vor 5000 Jahren bekannt, weil es sich in wenigen großen Lagerstätten in Form von leicht reduzierbaren Verbindungen (Bleiglanz) angereichert hat. Früher wurde es eher als Abfall und Begleitmaterial bei der Silbergewinnung angesehen. Das wichtigste Bleierz ist der Bleiglanz. In Mitteleuropa finden sich abbauwürdige Lager von Bleiglanz unter anderen  Blei-Mineralien in Polen (Tarnowitzer Gebiet), im Erzgebirge, im Harz (Bad Grund, Clausthal), in der Eifel, im Sauerland und in Kärnten. Die größten Blei-Lagerstätten der Welt sind in Australien zu finden.

 

 

Geschichtliches

 

Blei ist eines der ältesten Gebrauchsmetalle und entsprechend alt ist die Kunde von Blei-Vergiftungen – vielfach wird sogar der Untergang des Römerreiches auf chronischen Vergiftungen durch Blei aus Küchengeräten zurückgeführt. Die Griechen gewannen schon um 550 v. Chr. auf den Inseln Zypern und Rhodos, die Römer vor etwa 2000 Jahren in Italien, Spanien, Frankreich und Westdeutschland große Mengen von Blei, die sie z.B. zu Wasserleitungsrohren verwendeten. Aus der Römerzeit sind zahlreiche Gegenstände aus Blei und Blei-Legierungen erhalten, deren Konservierung oft Probleme bereitet . Der deutsche Name Blei kommt vom indogermananischen: bhlei = schimmern, leuchten, glänzen; vom selben Stamm leitet sich auch der Ausdruck blaue Bohnen für Bleikugeln ab. Das mittelalterliche Bildsymbol für Blei ist:

 

 

Darstellung

 

Blei wird per Röstreduktion in Hochöfen gewonnen. Dazu wird zunächst das bleireiche sulfidische Erz bei etwa 1000°C im Luftstrom zu Bleioxid umgesetzt.

2 PbS + 3O2 → 2PbO + SO2

 

Das erhaltene Blei(II)-oxid kann anschließend in einem Hochofen durch Kohlenstoff oder Kohlenstoffmonoxid reduziert werden. Man erhält dabei Rohblei.

PbO + C → Pb + CO

PbO + CO → Pb + CO2

 

Um hochreines Blei für die Herstellung von Akkumulatoren zu erhalten, wird Blei über ein elektrochemisches Verfahren aufbereitet. Die Reinigung des Rohbleis erfolgt in einer schwefelsauren bleihaltigen Sulfat-Lösung mit einer Rohbleianode und einer Reinstbleikathode. An der Anode geht Blei in Lösung und scheidet sich an der Kathode als reines Blei ab:

 Anode:             PbPb2+ + 2e-

Kathode:          Pb2+ + 2e-Pb

 

Unedle Metalle wie Zink gehen an der Anode ebenso in Lösung, scheiden sich aufgrund ihres negativeren Standardpotentials nicht an der Kathode ab.

 

 

Verwendung

 

Man verwendet reines Blei zur Herstellung  von Akkumulatoren (für Automobile). Außerdem dient es als Lagermetall für die Achsenlager von Zügen sowie zur Herstellung von Legierungen für Kabelummantelungen, Dichtungen, Isolierungen und Rohrleitungen.
 

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