Свинец и его характеристики
Общая характеристика свинца
Содержание свинца в земной коре составляет 0,0016% (масс.). Наиболее важная руда, из которой добывают свинец, — свинцовый блеск PbS.
Свинец – голубовато-белый тяжелый металл (рис. 1). В разрезе поверхность свинца блестит. На воздухе покрывается пленкой оксидов и из-за этого тускнеет. Он очень мягок и режется ножом. Обладает низкой теплопроводностью. Плотность 11,34 г/см 3. Температура плавления 327,46oС, кипения 1749oС.
Рис. 1. Свинец. Внешний вид.
Атомная и молекулярная масса свинца
Относительной молекулярная масса вещества (Mr) – это число, показывающее, во сколько раз масса данной молекулы больше 1/12 массы атома углерода, а относительная атомная масса элемента (Ar) — во сколько раз средняя масса атомов химического элемента больше 1/12 массы атома углерода.
Поскольку в свободном состоянии свинец существует в виде одноатомных молекул Pb, значения его атомной и молекулярной масс совпадают. Они равны 207,2.
Изотопы свинца
Известно, что в природе свинец может находиться в виде четырех стабильных изотопов 204Pb, 206Pb, 207Pb и 208Pb. Их массовые числа равны 204, 206, 207 и 208 соответственно. Ядро атома изотопа свинца 204Pb содержит восемьдесят два протона и сто двадцать два нейтрона, а остальные отличаются от него только числом нейтронов.
Существуют искусственные нестабильные изотопы свинца с массовыми числами от 178-ми до 215-ти, а также более десяти изомерных состояний ядер, среди которых наиболее долгоживущими являются изотопы 202Pb и 205Pb, периоды полураспада которых равны 52,5 тысячи и 15,3 млн. лет соответственно.
Ионы свинца
На внешнем энергетическом уровне атома свинца имеется четыре электрона, которые являются валентными:
1s22s22p63s23p63d10
4s24p64d104f145s25р 65d106s26р 2.В результате химического взаимодействия свинец отдает свои валентные электроны, т.е. является их донором, и превращается в положительно заряженный ион:
Pb0 -2e → Pb2+;
Pb0 -4e → Pb4+.
Молекула и атом свинца
В свободном состоянии свинец существует в виде одноатомных молекул Pb. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу свинца:
Энергия ионизации атома, эВ |
7,41 |
Относительная электроотрицательность |
2,33 |
Радиус атома, нм |
0,175 |
Примеры решения задач
Свинец изотопный состав — Справочник химика 21
Ранее уже упоминалось, что время, прошедшее между образованием Земли и отвердеванием земной коры, может быть определено на основании изотопного состава первоначального свинца. Однако даже в тех случаях, когда состав неизвестен, расчет возраста может быть проведен методом, описанным ниже. Обозначим через Т возраст Земли, а через t — время после отвердевания земной коры. Тогда первичный свинец образовался спустя время t лет назад и все еще сохраняет изотопный состав, относящийся к этому времени. Используя те же самые обозначения, что и в уравнениях (96—101), имеем [c.465]ООО в весовом составе или 1 1000 при определении отношения изотопов. Исключение представляет свинец в зависимости от того, какой изотоп входит в состав соединений свинца (легкий изотоп РЬ ов идд тяжелый РЬ °8) количества свинца в очищенных соединениях свинца колеблются в пределах до 1 %. Изотопный состав природной серы также довольно различен, и этим обусловлено колебание атомного веса серы в интервале 32,063 — 32,069. [c.128]
Для минералов, возраст которых превышает 500 тыс. лет, можно принять, что уран преврашается непосредственно в свинец, так как промежуточные продукты распада имеют небольшую продолжительность жизни по сравнению с продолжительностью жизни изотопов урана и находятся с ним в равновесии. Изотопный состав накопившегося в минерале свинца непрерывно меняется со временем в результате разной скорости распада изотопов урана. [c.561]
Выше уже упоминался разительный пример разного изотопного состава в результате радиоактивных превращений. Распад урана ведет к урановому свинцу РЬ , а распад тория— к ториевому свинцу РЬ » . Соответственно с этим было найдено, что в ряде урановых минералов свинец имеет атомный вес, близкий к 206,1, а в ряде ториевых минералов — около 207,9. Различный их изотопный состав наглядно обнаруживается при сравнении массовых спектров (см. рис. 37 и 38).
Существование изотопов требует некоторого видоизменения этого положения. Атомы изотопов практически одинаковы во всех отношениях, за исключением массы. Однако законы химического соединения будут следовать из атомистической теории в том случае, если все изотопы данного элемента всегда присутствуют в постоянном соотношении независимо от того, находится ли элемент в свободном состоянии или в соединении, так что существует определенная средняя масса атома. Условие постоянного соотношения изотопов практически выполняется с исключительно высокой степенью точности во всех обычных химических процессах, хотя не так давно были сделаны увенчавшиеся успехом попытки разделения изотопов. Верно также и то, что радиоактивный свинец имеет отличный от обычного свинца изотопный состав, а следовательно, и отличный от него атомный вес. Это представляет исключение из заключений, сделанных Стасом. >, [c.15]
Отношение содержаний радиогенного свинца и РЬ . Этот вариант свинцового метода применим только к таким минералам свинца, которые не содержат урана или тория. Образование при распаде урана и тория изотопов РЬ , рЬ и РЬ на протяжении всей истории земли постепенно изменяло изотопный состав свинца земной коры. Свинцовые руды древнего происхождения содержат меньшее количество радиогенных изотопов, чем современный свинец, и по этой причине описанный метод используют для анализа галенитов по изотопным отношениям РЬ /РЬ и РЬ /РЬ . [c.496]
При концентрировании в руду свинец отделялся от своего-прежнего окружения, т. е. от пород, в которых он был рассеян в-качестве следового элемента. Поскольку свинец переходит в подвижное состояние при гораздо меньшей температуре и давлении,, чем уран и торий, он отделялся и от этих элементов, которые вместе с ним были рассеяны в породе. Следовательно, после того как свинец собрался в рудную жилу, прекратилось его накопление за счет распада радиоактивных элементов. Прекратилось и изменение его изотопного состава. Таким образом, свинцовые руды как бы законсервированы. Они сохраняют изотопный состав свинца, рассеянного когда-то в материнской породе.
В материнской породе изотопный состав свинца со временем медленно менялся накапливались изотопы ° Pb, ° Pb и ° РЬ — конечные продукты распада урана и тория, содержавшихся в той же породе. В разных породах исходное содержание свинца, урана и тория, конечно, было различным кроме того, возраст разных материнских пород, из которых затем мигрировал свинец, также различался. Поэтому изотопный состав обычного свинца, поступившего из разных пород, может быть самым разнообразным. [c.63]
ЧТО весь первозданный свинец состоял из нерадиогенного изотопа Но это не так известно, что в межзвездном веш естве, из которого формировалась Земля, содержатся естественные радиоактивные элементы. К тому же оказалось, что в свинце, находимом в метеоритах, есть радиогенные изотопы. Следовательно, первозданный свинец Земли уже должен был иметь сложный изотопный состав. [c.64]
Определение атомных масс элементов имеет исключительно важное значение для всех разделов химической науки. Атомная масса —это среднее значение относительных атомных масс изо-гопов элемента с учетом их процентного содержания в данном образце. При протекании химических реакций соотношение изотопов не меняется, поэтому атомная масса остается практически постоянной. Исключение составляет только свинец, который в различных соединениях имеет неодинаковый изотопный состав это зависит от месторождения. Свинец из урансодержащих руд имеет атомную массу 206. В минералах, в которых свинец образовался при распаде тория, атомная масса свинца ра в-на 208. В наиболее распространенном минерале свинца — свинцовом блеске РЬ5 —атомная масса РЬ равна 207,21. Таким об-
С) связывают с их склонностью вступать в (а, п) реакции. В результате реакции Be(a, n) впервые был получен нейтрон. Радиоактивный распад вымерших на Земле и в метеоритах тяжелых элементов привел к повышенному распространению изотопов свинца. Свинец и другие магические ядра благодаря заполненности энергетических уровней нуклонов в ядре более устойчивы к реакциям захвата нейтронов и потому более распространены. На Земле непрерывно происходят ядерные процессы, ведушие в конечном счете к изменению распространенности элементов и изменению их изотопного состава. Однако все эти процессы идут медленно и результаты анализа вещества земной коры показывают, что изотопный состав элементов на Земле практически постоянен. Например, у хлора, извлеченного из морской воды и выделенного из минералов (апатита и др.), атомная масса оказалась одинаковой. То же самое обнаружено для N1, Ре, 51, Н , Ы, 5Ь, Си и других элементов. [c.432]
Конечно, если в состав минерала вошел свинец нерадиоактивного происхождения, то результат эксперимента и расчета не будет верен. Поэтому химический анализ минерала должен быть дополнен масс-спектрометрическим отсутствие изотопа 2С4рь свидетельствует об отсутствии обычного свинца, в противном случае нужно ввести соответствующую поправку на примесь нерадиогенного свинца, что возможно, так как изотопный состав (204рь 2офЬ 2° РЬ) свинца нерадиоактивного происхождения более или менее хорошо известен. Отметим, что процессы выщелачивания и эманирования могут привести к потерям урана, тория, свинца или промежуточных продуктов, а это влияет на точность результатов радиогеологических определений.
Кроме того, если при количественном выделении свинца методом возгонки из минералов можно удовлетвориться точностью в 5 %, то для масс-спектрометрических определений выделенный таким образом свинец брать нельзя, так как невозо-гнавшиеся 5% свинца могут внести существенные искажения в истинный изотопный состав валового свинца, находящегося в этих минералах. [c.343]
СВИНЕЦ (Plumbum) Pb — химич. элемент IV гр. периодич. системы Менделеева п. н. 82, ат. в. 207, 19. Природный С. состоит из смеси стабильных изотопов р 204, Pi)20e (RaG), Pb (A D) и Pb (ThD), средняя относительная распространенность к-рых в природной смеси изотопов соответственно равна 1,48%, 23,6%, 22,6% и 52,3%. Последние три изотопа являются конечными продуктами радиоактивпого распада урана, актиния и тория соответственно (см. Радиоактивные ряди). Поэтому изотопный состав С. весьма разнится для образцов различных месторождений и может служить критерием геологич. возраста породы (см. Возраст геологический абсолютный). В природе образуются и радиоактивные изотопы С. РЬ » , РЬ (RaD), Pb ii (АсВ), Pb i (ThB), Pb (RaD). Важнейшие радиоактивные изотопы — Pb ( /г 3,3 часа) и РЬ 1° Т =23,3 года), получаются в ядерных реакторах и поставляются промышленностью для исследовательских целей. Сечение захвата тепловых нейтронов атомом С.0,17d=0,01 барн. Конфигурация внешних электронов атома 6р . Энергии ионизации (в эе) РЬ»-+РЬ + -+РЬ2+->РЬз + РЬ + РЬ + соответственно равны 7,415 15,028 31,93 42,11 69,4. [c.380]
В химии важен, прежде всего, химический атомный вес элемента. Это — среднее значение атомных весов различных изотопов данного элемента с учетом естественного процентного распределения изотопов. Поскольку при химических реакциях соотношение изотопов остается приблизительно постоянным, средние атомные веса также практически постоянны. Исключение, однако, составляет свинец, соединения которого в зависимости от происхождения имеют разный изотопный состав. Так, свинец, образовавшийся в урансодержащих рудах, имеет атомный вес 206. В минералах, в которых свинец возник в результате радиоактивного распада тория, это значе- П1е равно 208. В наиболее часто встречающемся минерале— галените РЬЗ (свинцовый блеск) его атомшзп» вес равен 207,21. Здесь свинец представляет собой смесь изотопов с атомными весами 204, 206, 207 и 208. [c.44]
Свинец
Свинец | |
---|---|
Атомный номер | 82 |
Внешний вид простого вещества | |
Свойства атома | |
Атомная масса (молярная масса) |
207,2 а. е. м. (г/моль) |
Радиус атома | 175 пм |
Энергия ионизации (первый электрон) |
715,2 (7,41) кДж/моль (эВ) |
Электронная конфигурация | [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p2 |
Химические свойства | |
Ковалентный радиус | 147 пм |
Радиус иона | (+4e) 84 (+2e) 120 пм |
Электроотрицательность (по Полингу) |
1,8 |
Электродный потенциал |
Pb←Pb2+ -0,126 В Pb←Pb4+ 0,80 В |
Степени окисления | 4, 2 |
Термодинамические свойства простого вещества | |
Плотность | 11,3415 г/см³ |
Молярная теплоёмкость | 26,65[1]Дж/(K·моль) |
Теплопроводность | 35,3 Вт/(м·K) |
Температура плавления | 600,65 K |
Теплота плавления | 4,77 кДж/моль |
Температура кипения | 2 013 K |
Теплота испарения | 177,8 кДж/моль |
Молярный объём | 18,3 см³/моль |
Кристаллическая решётка простого вещества | |
Структура решётки | кубическая гранецентрированая |
Параметры решётки | 4,950 Å |
Отношение c/a | n/a |
Температура Дебая | 88,00 K |
Pb | 82 |
207,2 | |
[Xe]4f145d106s26p2 | |
Свинец |
Свинец — элемент главной подгруппы четвёртой группы, шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 82. Обозначается символом Pb (лат. Plumbum). Простое вещество свинец (CAS-номер: 7439-92-1) — ковкий, сравнительно легкоплавкий металл серого цвета.
Происхождение слова «свинец» неясно. В большинстве славянских языков (болгарском, сербско-хорватском, чешском, польском) свинец называется оловом. Слово с тем же значением, но похожее по произношению на «свинец», встречается только в языках балтийской группы: švinas (литовский), svins (латышский).
Латинское же plumbum (тоже неясного происхождения) дало английское слово plumber — водопроводчик (когда-то трубы зачеканивали мягким свинцом), и название венецианской тюрьмы со свинцовой крышей — Пьомбе, из которой по некоторым данным ухитрился бежать Казанова. Известен с глубокой древности. Изделия из этого металла (монеты, медальоны) использовались в Древнем Египте, свинцовые водопроводные трубы — в Древнем Риме. Указание на свинец как на определённый металл имеется в Ветхом Завете. Выплавка свинца была первым из известных человеку металлургических процессов. До 1990 г. большое количество свинца использовалось (вместе с сурьмой и оловом) для отливки типографских шрифтов, а также в виде тетраэтилсвинца — для повышения октанового числа моторного топлива.
Нахождение свинца в природе
Содержание в земной коре 1,6·10-3% по массе. Самородный свинец встречается редко, круг пород, в которых он установлен, достаточно широк: от осадочных пород до ультраосновных интрузивных пород. В основном встречается в виде сульфидов.
Получение свинца
Страны — крупнейшие производители свинца (включая вторичный свинец) на 2004 год (по данным ILZSG), в тыс. тонн:
ЕС | 2200 |
США | 1498 |
Китай | 1256 |
Корея | 219 |
Физические свойства свинца
Свинец имеет довольно низкую теплопроводность, она составляет 35,1 Вт/(м·К) при температуре 0°C. Металл мягкий, легко режется ножом. На поверхности он обычно покрыт более или менее толстой плёнкой оксидов, при разрезании открывается блестящая поверхность, которая на воздухе со временем тускнеет.
Плотность — 11,3415 г/см³ (при 20 °C)
Температура плавления — 327,4 °C
Температура кипения — 1740 °C
Химические свойства свинца
Электронная формула: KLMN5s25p65d106s26p2, в соответствии с чем он имеет степени окисления +2 и +4. Свинец не очень активен химически. На металлическом разрезе свинца виден металлический блеск, постепенно исчезающий из-за образования тонкой плёнки РbО.
С кислородом образует ряд соединений Рb2О, РbО, РbО2, Рb2О3, Рb3О4. Без кислорода вода при комнатной температуре не реагирует со свинцом, но при большой температуре получают оксида свинца и водород при взаимодействии свинца и горячего водяного пара.
Оксидам РbО и РbО2 соответствуют амфотерные гидрооксиды Рb(ОН)2 и Рb(ОН)4.
При реакции Mg2Pb и разбавленной HCl получается небольшое количество РbН4. Pbh5 — газозообразное вещество без запаха, которое очень легко разлагается на свинец и и водород. При большой температуре галогены образовывают со свинцом соединения вида РbХ2 (X — соответствующий галоген). Все эти соединения мало растворяются в воде. Могут быть получены галогениды и типа РbХ4. Свинец с азотом прямо не реагирует. Азид свинца Pb(N3)2 получают косвенным путём: взаимодействием растворов солей Рb (II) и соли NaN3. Сульфиды свинца можно получить при нагревании серы со свинцом, образуется сульфид PbS. Сульфид получают также пропусканием сероводорода в растворы солей Pb (II). В ряду напряжений Pb стоит левее водорода, но свинец не вытесняет водород из разбавленных HCl и h3SO4, из-за перенапряжения Н2 на Pb, а также на поверхности металла образуются плёнки трудно-растворимых хлорида РbCl2 и сульфата PbSO4, защищающие металл от дальнейшего действия кислот. Концентрированные кислоты типа h3SO4 и НCl при нагревании действуют на Pb и образуют с ним растворимые комплексные соединения состава Pb(HSO4)2 и Н2[РbCl4]. Азотная, а также некоторые органических кислоты (например, лимонная) растворяют свинец с получением солей Рb(II). По растворимости в воде соли свинца делятся на нерастворимые (напрммер, сульфат, карбонат, хромат, фосфат, молибдат и сульфид), малорастворимые (вроде, хлорид и фторид) и растворимые (к примеру,ацетат, нитрат и хлорат свинца). Соли Pb (IV) могут быть получены электролизом сильно подкисленных серной кислотой растворов солей Рb (II). Соли Pb (IV) присоединяют отрицательные ионы с образованием комплексных анионов, например, плюмбатов (РbО3)2- и (РbО4)4-, хлороплюмбатов (РbCl6)2-, гидроксоплюмбатов [Рb(ОН)6]2- и других. Концентрированные растворы едких щелочей при нагревании реагируют с Pb с выделением водорода и гидроксоплюмбитов типа Х2[Рb(ОН)4]. Еион (Ме=>Ме++e)=7,42 эВ.
Основные соединения свинца
Оксиды свинца
Оксиды свинца имеют преимущественно основный или амфотерный характер. Многие из них окрашены в красные, жёлтые, чёрные, коричневые цвета. На фотографии в начале статьи, на поверхности свинцовой отливки, в её центре видны цвета побежалости — это тонкая плёнка оксидов свинца, образовавшаяся из-за окисления горячего металла на воздухе.
Галогениды свинца
Халькогениды свинца
Халькогениды свинца — сульфид свинца, селенид свинца и теллурид свинца — представляют собой кристаллы чёрного цвета, которые являются узкозонными полупроводниками.
Соли свинца
Сульфат свинца
Нитрат свинца
Ацетат свинца — свинцовый сахар, относится к очень ядовитым веществам. Ацетат свинца, или свинцовый сахар, Pb(CH3COO)2·3H2O существует в виде бесцветных кристаллов или белого порошка, медленно выветривающегося с потерей гидратной воды. Соединение хорошо растворимо в воде. Оно обладает вяжущим действием, но так как содержит ионы ядовитого свинца, то применяется как наружное в ветеринарии. Ацетат применяют также в аналитической химии, крашении, ситценабивном деле, как наполнитель шёлка и для получения других соединений свинца. Основной ацетат свинца Pb(CH3COO)2·Pb(OH)2 — менее растворимый в воде белый порошок — используется для обесцвечивания органических растворов и очистки растворов сахара перед анализом.
Применение свинца
Свинец в народном хозяйстве
Нитрат свинца применяется для производства мощных смесевых взрывчатых веществ. Азид свинца применяется как наиболее широкоупотребляемый детонатор (инициирующее взрывчатое вещество). Перхлорат свинца используется для приготовления тяжелой жидкости (плотность 2,6 г/см³), используемой во флотационном обогащении руд, он иногда применяется в мощных смесевых взрывчатых веществах как окислитель. Фторид свинца самостоятельно, а так же совместно с фторидом висмута, меди, серебра применяется в качестве катодного материала в химических источниках тока. Висмутат свинца, сульфид свинца PbS, иодид свинца применяются в качестве катодного материала в литиевых аккумуляторных батареях. Хлорид свинца PbCl2 в качестве катодного материала в резервных источниках тока. Теллурид свинца PbTe широко применяется в качестве термоэлектрического материала (термо-э.д.с 350 мкВ/К), самый широкоприменяемый материал в производстве термоэлектрогенераторов и термоэлектрических холодильников. Двуокись свинца PbO2 широко применяется не только в свинцовом аккумуляторе, но так же на её основе производятся многие резервные химические источники тока, например — свинцово-хлорный элемент, свинцово-плавиковый элемент и др.
Свинцовые белила, основной карбонат Pb(OH)2•PbCO3, плотный белый порошок, — получается из свинца на воздухе под действием углекислого газа и уксусной кислоты. Использование свинцовых белил в качестве красящего пигмента теперь не так распространено, как ранее, из-за их разложения под действием сероводорода h3S. Свинцовые белила применяют также для производства шпатлевки, в технологии цемента и свинцовокарбонатной бумаги.
Арсенат и арсенит свинца применяют в технологии инсектицидов для уничтожения насекомых — вредителей сельского хозяйства (непарного шелкопряда и хлопкового долгоносика). Борат свинца Pb(BO2)2·h3O, нерастворимый белый порошок, используют для сушки картин и лаков, а вместе с другими металлами — в качестве покрытий стекла и фарфора. Хлорид свинца PbCl2, белый кристаллический порошок, растворим в горячей воде, растворах других хлоридов и особенно хлорида аммония Nh5Cl. Его применяют для приготовления мазей при обработке опухолей.
Хромат свинца PbCrO4 известен как хромовый желтый краситель, является важным пигментом для приготовления красок, для окраски фарфора и тканей. В промышленности хромат применяют в основном в производстве желтых пигментов. Нитрат свинца Pb(NO3)2 — белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. Это вяжущее ограниченного применения. В промышленности его используют в спичечном производстве, крашении и набивке текстиля, окраске рогов и гравировке. Сульфат свинца Pb(SO4)2, нерастворимый в воде белый порошок, применяют как пигмент в аккумуляторах, литографии, в технологии набивных тканей.
Сульфид свинца PbS, чёрный нерастворимый в воде порошок, используют при обжиге глиняной посуды и для обнаружения ионов свинца.
Поскольку свинец хорошо поглощает γ-излучение, он используется для радиационной защиты в рентгеновских установках и в ядерных реакторах. Кроме того, свинец рассматривается в качестве теплоносителя в проектах перспективных ядерных реакторов на быстрых нейтронах.
Значительное применение находят сплавы свинца. Пьютер (сплав олова со свинцом), содержащий 85-90 % Sn и 15-10 % Pb, формуется, недорог и используется в производстве домашней утвари. Припой, содержащий 67 % Pb и 33 % Sn, применяют в электротехнике. Сплавы свинца с сурьмой используют в производстве пуль и типографского шрифта, а сплавы свинца, сурьмы и олова — для фигурного литья и подшипников. Сплавы свинца с сурьмой обычно применяют для оболочек кабелей и пластин электрических аккумуляторов. Соединения свинца используются в производстве красителей, красок, инсектицидов, стеклянных изделий и как добавки к бензину в виде тетраэтилсвинца (C2H5)4Pb (умеренно летучая жидкость, пары к-рой в малых концентрациях имеют сладковатый фруктовый запах, в больших-неприятный запах; Тпл = 130 °C, Ткип = 80°С/13 мм рт.ст.; плотн. 1,650 г/см³; nD2v = 1,5198; не раств. в воде, смешивается с орг. растворителями; высокотоксичен, легко проникает через кожу; ПДК = 0,005 мг/м³; ЛД50 = 12,7 мг/кг (крысы, перорально)) для повышения октанового числа.
Свинец в медицине
Экономические показатели
Цены на свинец в слитках (марка С1) в 2006 году составили в среднем 1,3—1,5 долл/кг.
Страны, крупнейшие потребители свинца в 2004 году, в тыс. тонн (по данным ILZSG):
Китай | 1770 |
ЕС | 1553 |
США | 1273 |
Корея | 286 |
Физиологическое действие
Свинец и его соединения токсичны. Попадая в организм, свинец накапливается в костях, вызывая их разрушение. ПДК в атмосферном воздухе соединений свинца 0,003 мг/м³, в воде 0,03 мг/л, почве 20,0 мг/кг. Выброс свинца в Мировой океан 430—650 тысяч т/год.
ГОСТ 10539-74 Реактивы. Свинец (II) сернокислый. Технические условия (с Изменениями N 1, 2), ГОСТ от 22 октября 1974 года №10539-74
ГОСТ 10539-74
Группа Л51
Реактивы
ОКП 26 2423 0380 06
Дата введения 1975-07-01
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством химической промышленности СССР
РАЗРАБОТЧИКИ:
Г. В.Грязнов, В.Г.Брудзь, И.Л.Ротенберг, З.М.Ривина, Е.Н.Яковлева, Л.В.Кидиярова
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 22.10.74 N 2373
3. ВЗАМЕН ГОСТ 10539-63
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка | Номер пункта, подпункта |
ГОСТ 12.1.007-76 | 2а.1 |
ГОСТ 61-75 | 3.2, 3.4.1 |
ГОСТ 199-78 | 3.4.1 |
ГОСТ 1027-67 | 3.2 |
ГОСТ 1770-74 | 3.3.1, 3.4.1, 3.5, 3.6, 3.7 |
ГОСТ 3885-73 | 2.1, 3.1, 4.1 |
ГОСТ 6563-75 | 3.3.2 |
ГОСТ 6709-72 | 3.2, 3.3.1, 3.4.1 |
ГОСТ 9147-80 | 3.1, 3.3.1 |
ГОСТ 10398-76 | 3.2 |
ГОСТ 10555-75 | 3.6 |
ГОСТ 10671.2-74 | 3.5 |
ГОСТ 10671.7-74 | 3.7 |
ГОСТ 19433-88 | 4.1 |
ГОСТ 25336-82 | 3.3.1, 3.4.1, 3.6 |
ГОСТ 27025-86 | 3. 1а |
5. Ограничение срока действия снято по протоколу N 4-93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 4-94)
6. ПЕРЕИЗДАНИЕ (декабрь 1998 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными в сентябре 1984 г., декабре 1989 г. (ИУС 1-85, 3-90)
Настоящий стандарт распространяется на сернокислый свинец (II), который представляет собой тяжелый белый кристаллический порошок, не растворимый в воде; растворим в растворе уксуснокислого натрия, в растворах уксуснокислого и виннокислого аммония и щелочей; слабо растворим в концентрированных кислотах.
Формула: .
Молекулярная масса (по международным атомным массам 1971 г.) — 303,25.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Сернокислый свинец (II) должен быть изготовлен в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.
1.2. По химическим показателям сернокислый свинец (II) должен соответствовать нормам, указанным в таблице.
Наименование показателя | Норма | ||
Химически чистый (х.ч.) | Чистый для анализа (ч.д.а.) | Чистый (ч.) | |
ОКП 26 2423 0383 03 | ОКП 26 2423 0382 04 | ОКП 26 2423 0381 05 | |
1. Массовая доля сернокислого свинца (II) , %, не менее | 99,5 | 99,5 | 99,0 |
2. Массовая доля растворимых в воде веществ, %, не более | 0,05 | 0,10 | 0,20 |
3. Массовая доля нерастворимых в растворе уксуснокислого натрия веществ, %, не более | 0,05 | 0,05 | 0,10 |
4. Массовая доля нитратов , %, не более | 0,003 | 0,010 | Не нормируется |
5. Массовая доля железа , %, не более | 0,001 | 0,002 | 0,005 |
6. Массовая доля хлоридов , %, не более | 0,001 | 0,002 | 0,005 |
Разд.1. (Измененная редакция, Изм. N 1).
2а. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
2а.1. Сернокислый свинец (II) относится к веществам 1-го класса опасности (ГОСТ 12.1.007). Предельно допустимая концентрация его в воздухе рабочей зоны производственных помещений в пересчете на свинец — 0,01 мг/м. Превышение предельно допустимой концентрации может вызывать острые и хронические отравления с поражением жизненно важных органов и систем.
2а.2. При работе с препаратом следует применять индивидуальные средства защиты.
2а.1., 2а.2. (Введены дополнительно, Изм. N 1).
2а.3. Помещения, в которых проводятся работы с препаратом, должны быть оборудованы общей приточно-вытяжной вентиляцией, а места наибольшего пыления — укрытиями с местной вытяжной вентиляцией. Анализ препарата в лаборатории следует проводить в вытяжном шкафу.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
2. ПРАВИЛА ПРИЕМКИ
2.1. Правила приемки — по ГОСТ 3885.
3. МЕТОДЫ АНАЛИЗА
3.1а. Общие указания по проведению анализа — по ГОСТ 27025.
Допускается применение других средств измерения с метрологическими характеристиками и оборудования с техническими характеристиками не хуже, а также реактивов по качеству не ниже указанных в настоящем стандарте.
При взвешивании применяют лабораторные весы общего назначения типов ВЛР-200 и ВЛКТ-500г-М или ВЛЭ-200 г.
3.1. Пробы отбирают по ГОСТ 3885. Масса средней пробы не должна быть менее 40 г. Препарат перед определением пробы предварительно измельчают в фарфоровой ступке (ГОСТ 9147).
3.1а, 3.1. (Измененная редакция, Изм. N 2).
3.2. Определение массовой доли сернокислого свинца (II) проводят по ГОСТ 10398 (п.4.17).
При этом около 0,4500 г препарата помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, растворяют при нагревании в 30 см буферного раствора II, прибавляют 70 см воды, 1 см ксиленолового оранжевого и далее определение проводят комплексонометрическим методом.
Масса сернокислого свинца (II), соответствующая 1 см раствора трилона Б концентрации точно (ди—ЭДТА)=0,05 моль/дм (0,05 М), равна 0,01516 г.
Одновременно проводят контрольный опыт с 30 см буферного раствора II в тех же условиях. После прибавления ксиленолового оранжевого прибавляют из бюретки (6-2-5 или 7-2-10 по НТД) раствор уксуснокислого свинца концентрации точно 0,05 моль/дм до перехода желтой окраски раствора в фиолетово-красную.
При необходимости в результат анализа вводят поправку на контрольное титрование.
Раствор уксуснокислого свинца концентрации =0,05 моль/дм готовят следующим образом: 18,97 г уксуснокислого свинца по ГОСТ 1027 растворяют в воде по ГОСТ 6709, прибавляют 5 см ледяной уксусной кислоты по ГОСТ 61 и доводят объем раствора водой до 1 дм.
Поправочный коэффициент раствора уксуснокислого свинца концентрации 0,05 моль/дм определяют следующим образом: 25 см приготовленного раствора уксуснокислого свинца, отмеренного бюреткой, помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, прибавляют 70 см воды, 5 см буферного раствора II, 1 смраствора ксиленолового оранжевого и титруют раствором ди—ЭДТА концентрации точно 0,05 моль/дм до перехода фиолетово-красной окраски раствора в лимонно-желтую.
Поправочный коэффициент для раствора уксуснокислого свинца концентрации 0,05 моль/дм вычисляют по формуле
,
где — объем раствора ди—ЭДТА концентрации точно 0,05 моль/дм, израсходованный на титрование, см .
За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, абсолютное расхождение между которыми не превышает допускаемое расхождение, равное 0,2 %.
Допускаемая абсолютная суммарная погрешность результата анализа ±0,4% при доверительной вероятности = 0,95.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
3.2.1-3.2.3. (Исключены, Изм. N 1).
3.3. Определение массовой доли растворимых в воде веществ
3.3.1. Посуда, реактивы
Стакан -1-100 по ГОСТ 25336.
Цилиндр 1(3)-50 по ГОСТ 1770.
Чашка выпарительная 2 по ГОСТ 9147 или чашка из платины по ГОСТ 6563.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
3.3.2. Проведение анализа
2,00 г препарата помещают в стакан (с меткой на 40 см), прибавляют 40 см воды, кипятят в течение 2-3 мин, доводят объем раствора водой до метки и перемешивают. После охлаждения раствор фильтруют через обеззоленный фильтр «синяя лента», предварительно промытый горячей водой, собирая фильтрат в платиновую или выпарительную чашку, прокаленную до постоянной массы и взвешенную (результат взвешивания в граммах записывают с точностью до четвертого десятичного знака). Содержимое чашки выпаривают на водяной бане досуха, остаток прокаливают в муфельной печи при 700-800 °С до постоянной массы.
Препарат считают соответствующим требованиям настоящего стандарта, если масса остатка после прокаливания не будет превышать:
для препарата химически чистый — 1 мг;
для препарата чистый для анализа — 2 мг;
для препарата чистый — 4 мг.
За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, относительное расхождение между которыми не превышает допускаемое расхождение, равное 30% для препарата «химически чистый», 20% — для препаратов «чистый для анализа» и «чистый».
Допускаемая относительная суммарная погрешность результата анализа ±45% для препаратов «химически чистый» и «чистый для анализа» и ±15% для препарата «чистый» при доверительной вероятности = 0,95.
3.3-3.3.2. (Измененная редакция, Изм. N 2).
3.4. Определение массовой доли не растворимых в растворе уксуснокислого натрия веществ
3.4.1. Реактивы, растворы и посуда
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
Кислота уксусная по ГОСТ 61, х.ч., ледяная.
Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199, раствор с массовой долей 30% (на 100 см раствора прибавляют 2,5 см уксусной кислоты и фильтруют).
Пипетка 6(7)-2-5(10) по НТД.
Стакан -1-400 по ГОСТ 25336.
Цилиндр 1(3)-250 по ГОСТ 1770.
Тигель фильтрующий ТФ ПОР10 или ТФ ПОР16 по ГОСТ 25336.
3.4.2. Проведение анализа
2,00 г препарата помещают в стакан и растворяют при нагревании в 200 см горячего раствора уксуснокислого натрия. Раствор выдерживают на водяной бане в течение 30 мин и фильтруют через фильтрующий тигель, предварительно высушенный до постоянной массы и взвешенный (результат взвешивания записывают в граммах с точностью до четвертого десятичного знака). Остаток на фильтре промывают 100 см горячей воды и сушат в сушильном шкафу при 105-110 °С до постоянной массы.
Препарат считают соответствующим требованиям настоящего стандарта, если масса остатка после высушивания не будет превышать:
для препарата химически чистый — 1 мг;
для препарата чистый для анализа — 1 мг;
для препарата чистый — 2 мг.
За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, относительное расхождение между которыми не превышает допускаемое расхождение, равное 30% для препаратов «химически чистый» и «чистый для анализа» и 25% — для препарата «чистый».
Допускаемая относительная суммарная погрешность результата анализа ±45% при доверительной вероятности = 0,95.
3.4.1, 3.4.2. (Измененная редакция, Изм. N 2).
3.5. Определение массовой доли нитратов проводят по ГОСТ 10671.2.
При этом 2,50 г препарата помещают в мерную колбу по ГОСТ 1770 вместимостью 50 см, прибавляют 30-40 см воды, энергично взбалтывают в течение 5 мин, доводят объем раствора водой до метки, перемешивают, дают осадку осесть и фильтруют через обеззоленный фильтр «синяя лента», промытый горячей водой, отбрасывая первую порцию фильтрата.
6 см фильтрата (соответствуют 0,3 г препарата) помещают пипеткой в коническую колбу вместимостью 50 см, прибавляют пипеткой 4 см дистиллированной воды и далее определение проводят методом с применением индигокармина.
Препарат считают соответствующим требованиям настоящего стандарта, если через 5 мин окраска анализируемого раствора не будет слабее окраски раствора, приготовленного одновременно с анализируемым и содержащего в таком же объеме:
для препарата химически чистый — 0,009 мг ,
для препарата чистый для анализа — 0,030 мг ,
1 см раствора хлористого натрия, 1 см раствора индигокармина и 12 см концентрированной серной кислоты.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
3.5.1, 3.5.2. (Исключены, Изм. N 1).
3.6. Определение массовой доли железа проводят по ГОСТ 10555. При этом 2,50 г препарата помещают в стакан по ГОСТ 25336 вместимостью 100 см, прибавляют 45 см воды, 2,5 см раствора азотной кислоты, нагревают до кипения и кипятят в течение 3 мин. Содержимое стакана охлаждают и переводят в мерную колбу по ГОСТ 1770 вместимостью 100 см, доводят объем водой до метки, перемешивают, дают отстояться и фильтруют через обеззоленный фильтр «синяя лента», тщательно промытый горячей водой, отбрасывая первые порции фильтрата. Фильтрат собирают в коническую колбу вместимостью 100 см и сохраняют для определения содержания хлоридов по п.3.7.
Далее определение проводят роданидным методом с предварительным окислением железа азотной кислотой, взяв 20 см полученного фильтрата (соответствуют 0,5 г препарата).
Препарат считают соответствующим требованиям настоящего стандарта, если масса железа не будет превышать:
для препарата химически чистый — 0,005 мг;
для препарата чистый для анализа — 0,010 мг;
для препарата чистый — 0,025 мг.
Допускается заканчивать определение визуально.
При разногласиях в оценке массовой доли железа анализ заканчивают фотометрически.
3.7. Определение массовой доли хлоридов проводят по ГОСТ 10671.7 фототурбидиметрическим (способ 2) или визуально-нефелометрическим (способ 2, в объеме 43 см вместо 40 см) методом, взяв цилиндром (1-50 по ГОСТ 1770) 40 см фильтрата, полученного по п.3.6 (соответствуют 1 г препарата).
Препарат считают соответствующим требованиям настоящего стандарта, если масса хлоридов не будет превышать:
для препарата химически чистый — 0,01 мг;
для препарата чистый для анализа — 0,02 мг;
для препарата чистый — 0,05 мг.
При разногласиях в оценке массовой доли хлоридов анализ проводят фототурбидиметрическим методом.
3.6, 3.7. (Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
4. УПАКОВКА, МАРКИРОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ
4.1. Продукт упаковывают и маркируют в соответствии с ГОСТ 3885.
Вид и тип тары: 2-1, 2-2, 2-4, 2-9.
Группа фасовки: III, IV, V.
На тару наносят знаки опасности по ГОСТ 19433 (класс 6, подкласс 6.1, черт. 6а, классификационный шифр 6161).
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
4.2. Продукт перевозят всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозок грузов, действующими на соответствующем виде транспорта.
4.3. (Исключен, Изм. N 1).
4.4. Продукт хранят в упаковке изготовителя в крытых складских помещениях, вентилируемых и отапливаемых в зимнее время.
5. ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ
5.1. Изготовитель гарантирует соответствие сернокислого свинца (II) требованиям настоящего стандарта при соблюдении условий хранения и транспортирования.
5.2. Гарантийный срок хранения — два года со дня изготовления.
Разд.5. (Измененная редакция, Изм. N 1).
Разд.6. (Исключен, Изм. N 1).
Электронный текст документа
подготовлен ЗАО «Кодекс» и сверен по:
официальное издание
М.: ИПК Издательство стандартов, 1999
Свинцовые реакторы набирают вес
Топливо и снова материалыВ качестве топлива для LFR приемлемым решением — по крайней мере, на краткосрочную перспективу — сочли смешанные оксиды. Но в более дальней перспективе рассматривается высокоплотное нитридное топливо (возможно, его загрузят в европейский реактор ELFR или весьма гипотетический американский SSTAR), в составе которого — минорные актиниды и топливо глубокого выгорания.
По топливным оболочкам, как говорилось выше, исследуются в основном ферритно-мартенситные и аустенитные сплавы.
В тематике перспективных исследований часто всплывают вопросы взаимодействия свинца с топливом. Этим занимаются, например, в шведском институте КТН: эксперименты показали, что гранулы уран-нитрида, спеченного по методу плазменного синтеза, и свинец с низким содержанием кислорода при температуре 1090 °C не взаимодействуют.
По-прежнему актуальны поиск новых решений для детекции поврежденных топливных сборок и, разумеется, разработка новых компьютерных моделей и программ.
Предлагаются и новые конструкции топлива для LFR — например, кольцевое. Интересно, что это предложение исходит от группы ученых из «неядерных» Сингапура и Гонконга, которые сотрудничают с ядерщиками КНР.
Частный случай: ADS
К рождению подкритических систем с ускорителем (accelerator-driven system, ADS), состоящих из реактора и внешнего ускорительного источника нейтронов, привела погоня за безопасностью. Их отличие от прочих систем заключается в подкритической сборке, в которой реакция деления быстро затухает, если не подпитывать ее нейтронами.
Чтобы затухания не происходило, нужен мощный источник нейтронов. Желательно спалляционный, в котором энергичные протоны скалывают с атомов мишени протоны и нейтроны. Протоны тормозятся о материалы мишени, а нейтроны образуют мощный поток, который можно регулировать по мощности, а в случае нужды — прерывать.
В такой системе физически невозможна авария чернобыльского типа с разгоном на мгновенных нейтронах: после выключения ускорителя мощность реактора падает уже через секунду, и реакция деления затухает.
Однако мощный ускоритель по сложности (и дороговизне) проектирования, строительства и эксплуатации сопоставим с обычным реактором. А если учитывать высокие требования к стабильности пучка и другие технические проблемы, то реактор с внешним источником нейтронов приобретает черты тяжелого и сложного решения, экономическая оправданность которого более чем сомнительна.
Ведь по «стоимости нейтрона» ускорительные источники сильно проигрывают реакторам. Да и две сложные системы всегда дороже, чем одна. И тем не менее, у ADS много сторонников в Европе… и в Китае.
Свинец — это… Что такое Свинец?
СВИНЕЦ — обыкновенный (Plumbum), симв. Pb, смесь изотопов, атомный в. 207,22 (ат. в. уранового свинца 206,05, ториевого 207,9). Кроме этих изотопов имеется еще свинец с ат. в. 207. Отношение изотопов в обыкновенном свинце206: : 207 : 208 = 100 : 75 :175.… … Большая медицинская энциклопедия
СВИНЕЦ — муж. крушец, металл, один из самых мягких и веских, цветом посинее олова; встарь зывали его оловом, откуда и поговорка: слово олово, ·т.е. веско. В Васильев вечер лить олово, свинец, воск. Ружейные пули свинцовые. Свинцовая руда всегда… … Толковый словарь Даля
СВИНЕЦ — (символ Рb), металлический элемент IV группы периодической таблицы. Его основная руда ГАЛЕНИТ (сульфид свинца), из нее добывают свинец путем обжига. Воздействие на организм свинца, содержащегося в красках, трубах, бензине и др. может привести к… … Научно-технический энциклопедический словарь
СВИНЕЦ — (Plumbum), Pb, химический элемент IV группы периодической системы, атомный номер 82, атомная масса 207,2; мягкий, пластичный синевато серый металл, tпл 327,5шC, летуч. Из свинца изготовляют электроды аккумуляторов, провода, кабели, пули, трубы и… … Современная энциклопедия
СВИНЕЦ — СВИНЕЦ, свинца, мн. нет, муж. 1. Мягкий, очень тяжелый металл синевато серого цвета. Пломба из свинца. Расплавленный свинец. 2. перен. Пуля; собир. пули (поэт.). «Засвищет вкруг меня губительный свинец.» Пушкин. «С свинцом в груди, лежал недвижим … Толковый словарь Ушакова
свинец — рейхблей, веркблей, церуссит, алтаит Словарь русских синонимов. свинец сущ., кол во синонимов: 11 • аабам (1) • абаам … Словарь синонимов
СВИНЕЦ — хим. элемент, символ Рb (лат. Plumbum), ат. н. 82, ат. м. 207,19; тяжёлый, мягкий, ковкий и пластичный металл синевато серого цвета, плотность 11340 кг/м3, tпл = 327,5°С. Самородный свинец в природе встречается крайне редко. Он входит в состав… … Большая политехническая энциклопедия
СВИНЕЦ — (лат. Plumbum) Pb, химический элемент IV группы периодической системы Менделеева, атомный номер 82, атомная масса 207,2. Синевато серый металл, тяжелый, мягкий, ковкий; плотность 11,34 г/см³, tпл 327,4 .С. На воздухе покрывается оксидной… … Большой Энциклопедический словарь
Свинец — металл, известный еще в древности. С. добывали в Египте и на Синайском полуо ве, а также привозили в Тир из Фарсиса (Иез 27:12). При перечислении захвач. у мадианитян трофеев С. среди металлов называется последним (Чис 31:22), т.к. он, очевидно,… … Библейская энциклопедия Брокгауза
СВИНЕЦ — СВИНЕЦ, нца, муж. Мягкий, ковкий, тяжёлый металл синевато серого цвета. Врагов встретили свинцом (перен.: стрельбой, пулями). Лечь свинцом на сердце (перен.: о чём н. тяжёлом, гнетущем). Голова как свинцом налита (об ощущении тяжести, боли в… … Толковый словарь Ожегова
Влияние различных систем удобрения на накопление тяжелых металлов в сельскохозяйственной продукции
Белоус Н.М. Влияние различных систем удобрения на накопление тяжелых металлов в сельскохозяйственной продукции / Н.М. Белоус, В.Ф. Шаповалов, Ф.В. Моисеенко, М.Г. Драганская // Вестник Брянской государственной сельскохозяйственной академии.- Брянск, [2006].- С. 22-29
На примере Новозыбковского района.
— Экология сельского хозяйства области
Н. М. Белоус, В. Ф.Шаповалов, Ф. В. Моисеенко, М. Г. Драганская
Брянская государственная сельскохозяйственная академия
Новозыбковская государственная сельскохозяйственная опытная станция ВНИИА
им. Д.Н. Прянишникова.
В процессах современной хозяйственной деятельности населения Земли происходит загрязнение окружающей среды различными химическими средствами, в том числе токсическими — токсикантами.
По степени опасности химические вещества подразделяются на три класса (ГОСТ 17.4.1.02-83): 1 — высоко опасные, 2 — умеренно опасные, 3 — малоопасные (табл. 1).
Таблица 1
Отнесение химических веществ, попадающих в почву из выбросов, отбросов, отходов к классам опасности
Класс опасности |
Химическое вещество |
1 |
Мышьяк, кадмий, ртуть, селен, свинец, цинк, фтор, бена (а) пирен. |
2 |
Бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром. |
3 |
Барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций, ацетофенон. |
Установлено, что наиболее опасными токсикантами, оказывающими непосредственное отрицательное влияние на человека и животного, а также вызывающими в их организме синергетические эффекты являются тяжелые металлы [1].
Основными загрязнителями среди тяжелых металлов являются кадмий, ртуть, свинец, мышьяк, хром. Они оказывают негативное влияние на урожайность сельскохозяйственных культур, ухудшают качество продукции, нарушают системы иммунных барьеров, что приводит к поражению растений болезнями и вредителями. Существенное ингибирование ферментов в почве вызывают также серебро, никель и цинк.
Принято считать действие тяжелых металлов на сельскохозяйственные культуры отрицательным, если урожай достоверно снижается на 10% и более [2].
Тяжелые металлы — группа химических элементов, имеющих плотность более 5 г/см3 или относительную атомную массу более 40. Однако имеется группа металлов, за которыми закрепилось только одно негативное понятие — «тяжелые» в смысле «токсичные». Эту группу составляют ртуть, кадмий и свинец.
Тяжелые металлы принципиально изменяют поступление в растения микроэлементов, выполняющих важные биохимические функции, органически связанные с повышением устойчивости организма к ионизирующему облучению. Это обстоятельство имеет принципиальное значение для зон радиоактивного загрязнения. Принятые в настоящее время предельно-допустимые концентрации (ПДК) содержания тяжелых металлов в почах не учитывают эти аспекты, и базируются лишь на санитарно-гигиенических критериях.
Ртуть оказывается в культурном ландшафте в результате использования ее соединений в качестве фунгицидов.
Поступление кадмия может быть связано с широким использованием в сельском хозяйстве фосфатов.
Свинец поставляется в агросферу в основном с отработанными газами двигателей внутреннего сгорания автомобильного транспорта.
Однако во всех случаях сельскохозяйственные территории подвергаются локальному загрязнению за счет автомобильного транспорта. При этом необходимо учитывать, что загрязнение почвенного покрова происходит, как правило, полуэлементным составом токсических веществ.
Свинец аккумулируется почвой и растениями. Токсическое действие его на растения проявляется с концентрации порядка 5 мг/кг почвы и выше. Однако соединения свинца вредны для растений во всех концентрациях.
Кадмий характеризуется высокой токсичностью относительно к почвенной биоте и фитотоксичностью. Высокая фитотоксичность кадмия объясняется в первую очередь тем, что он может выступать в роли цинка во многих биохимических процессах, нарушая работу ферментов, связанных с дыханием и другими физиологическими процессами (карбоангидра-за, различные дегидрогеназы и фосфатозы), а также участвующих в белковом обмене (про-теиназа и пептидаза), ферментов нуклеинового обмена и др. Как химический аналог цинка, кадмий заменяет его в анаиматической системе, необходимой для фосфоритования глюкозы и сопровождающей процесс образования и потребления углеводов.
Замещение цинка кадмием в растительном организме приводит к цинковой недостаточности, что в свою очередь вызывает угнетение и гибель растений. Высокой чувствительностью к недостатку цинка характеризуются большинство плодовых культур: вишня, груша, яблони; из сельскохозяйственных культур — луговые травы, морковь, редька, фасоль, горох, шпинат, кукуруза. Это обстоятельство необходимо учитывать для почв песчаных, малогуму-сированных, нуждающихся в микроэлементах [1].
Многие исследователи делают вывод, что предельная концентрация кадмия в почве, с учетом его токсического действия на микробиологические процессы и снижение уровня плодородия почв должна находиться, в зависимости от состояния естественного уровня плодородия, в пределах от 0,2 до 2,0 мг/кг почвы. При этом в одних и тех же условиях разные виды растений усваивают из почвы различные количества свинца и кадмия. Отмечается повышенное накопление свинца и кадмия зеленым луком, морковью, свеклой, капустой, картофелем, помидорами [9].
Изложенное выше указывает на необходимость проведения детального обследования сферы сельскохозяйственного производства на загрязненных радионуклидами почвах по содержанию свинца и кадмия в продукции, производимой в этих условиях.
Тяжелые металлы поступают в сельскохозяйственные растения следующими путями:
С осадками сточных вод, сточными водами и бытовым мусором [1,2,3].
Основным источником атмосферного загрязнения, связанного с деятельностью человека, являются тепловые и иные электростанции (27%) предприятия черной металлургии (24,3%), предприятия по добыче нефти (15,5%), транспорт (13,1), предприятия цветной металлургии (10,5%), а также предприятия по добыче и изготовлению строительных материалов (8,1%) [1].
Тяжелые металлы в минеральных удобрениях являются естественными примесями, содержащимися в горнорудах. Наиболее существенными как по набору, так и по концентрациям примесей тяжелых металлов являются фосфорные удобрения. Среди элементов, содержащихся в простом суперфосфате, могут присутствовать кадмий, хром, кобальт, медь, свинец, никель, ванадий, цинк.
Пестициды представлены всеми химическими соединениями, преимущественно органическими, некоторые из них являются органоминеральными или чисто минеральными веществами. Отдельные пестициды содержат в своем составе тяжелые металлы, такие, как ртуть, медь, цинк, железо.
Очистка сточных вод канализаций крупных городов и районных центров с развитой промышленностью дает большое количество осадка, состоящего из органического вещества с различными минеральными включениями. Органическое вещество коммунальных стоков обладает способностью поглощать из воды катионы солей тяжелых металлов. В осадках сточных вод могут находиться такие элементы как: марганец, кобальт, молибден, ртуть, барий, свинец, цинк, медь, никель, кадмий, хром, серебро, олово [1,3].
Из отходов промышленности, используемых в качестве удобрений, необходимо назвать различные шлаки, золу каменного угля и сланца, фосфогипс, цементную пыль. В отходах промышленности, в частности, в составах шлаков, содержатся такие тяжелые металлы, как стронций и хром.
Интенсивное использование минеральных, органических удобрений и мелиорантов (извести) изменяет химию элементов в почве, их подвижность. Так, физиологически кислые минеральные удобрения повышают подвижность кадмия и цинка в почвах, физиологически щелочные — снижают. Внесение в почву органических удобрений и извести уменьшает подвижность тяжелых металлов из почвы. Обычно прирост биомассы растений определяет поступление металлов из почвы, в результате концентрации их в растениях уменьшается, а вынос из почвы увеличивается.
Минздравом России 27.12.1994 года были утверждены Гигиенические нормативы ГН 2.1.7.020-94 «Ориентировочно — допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов и мышьяка в почвах». Эти нормативы дифференцированы в разрезе типов почв. В таблице 2 представлена группировка песчаных и супесчаных почв.
Таблица 2
Группировка песчаных и супесчаных почв для агроэкологической оценки по содержанию валовых форм тяжелых металлов и мышьяка, мг/кг
(Максимов и др., 2002г).
№№ |
Элемент |
Класс |
Группы |
||||
пп |
опасности |
1 |
5 |
3 |
4 |
5 |
|
1 |
Мышьяк |
1 |
<1,0 |
1,0-2,0 |
2,1-4,0 |
4,1-6,0 |
>6,0 |
2 |
Ртуть |
1 |
<1,0 |
1,0-2,1 |
2,2-4,2 |
4,3-6,2 |
>6,2 |
3 |
Свинец |
1 |
<16,0 |
16,0-32,0 |
32,1-64,0 |
64,1-96,0 |
>96,0 |
4 |
Цинк |
1 |
<27,0 |
27,0-55,0 |
55,1-110 |
110,1-165 |
>165 |
5 |
Кадмий |
1 |
<0,25 |
0,25-0,50 |
0,51-1,00 |
1,01-1,50 |
>1,5 |
б |
Медь |
2 |
<16,0 |
16,0-33,0 |
33,1-165 |
165,1-330 |
>330 |
7 |
Никель |
2 |
<10,0 |
10,0-20,0 |
20Д-100 |
100,1-200 |
>200 |
8 |
Хром** |
2 |
<50,0 |
50,0-100 |
101-500 |
501-1000 |
>1000 |
Примечание: * — численное значение верхней границы 2-й группы соответствует ПДК (ОДК) элемента в почвах. ** — только для трехвалентного хрома.
Градация почв по содержанию валовых и подвижных форм тяжелых металлов включает 5 групп. Первая группа соответствует концентрации элементов в почвах ниже 0,5 ПДК (ОДК), а численное значение верхней границы второй группы соответствует ПДК (ОДК) данного элемента в почве. Почвы, попавшие в третью группу, относятся к территории с неудовлетворительной экологической ситуацией. Четвертая группа характеризует почвы с чрезвычайной экологической ситуацией, а пятая — к зоне экологического бедствия. Почвы, относящиеся к первым трем группам агроэкологической оценки пригодны для возделывания всех сельскохозяйственных культур., однако на почвах, отнесенных к третьей группе, вся продукция растениеводства должна систематически контролироваться на содержание тяжелых металлов.
Почвы, относящиеся к зонам чрезвычайной и катастрофической экологической ситуации, пригодны для возделывания только технических культур по специальной технологии [2].
По данным агрохимической службы Минсельхоза России объем обследованных пахотных земель на содержание тяжелых металлов по отношению к их общей площади на 01.01.2000 г. в целом по Брянской области составляет (тыс. га): свинец -24,5 (1,97%), кадмий -24,5 (1,97%), цинк -24,5 (1,97%), медь -24,5 (1,97%). Следует отметить, что к наиболее загрязненным регионам имеющие загрязненные почвы относится Брянская область — по свинцу (АЗ%). по кадмию П .8%Y
Для того, чтобы проследить, как влияет систематическое внесение удобрений на изменение содержания микроэлементов и тяжелых металлов в дерново-подзолистой песчаной почве, в 1988 г. после четырех ротаций 8-польного севооборота был проведен анализ почвенных образцов на содержание подвижных форм микроэлементов (табл. 3).
Внесение удобрений не сказалось на содержание в почве железа, незначительно повысило содержание никеля и меди.
Возросло содержание цинка, марганца, стронция. Увеличение содержания цинка и марганца связано с внесением торфонавозного компоста, а стронция с внесением фосфоритной муки. Наблюдается увеличение содержания в почве под влиянием удобрений свинца ( с 0,07 до 0,14 мг/кг), хрома (с 0,26 до 0,43 мг/кг), кобальта (с 0,20 до 0,56 мг/кг) и особенно кадмия (с 0,06 до 0,044 мг/кг).
Таблица 4
Влияние длительного применения удобрений на содержание микроэлементов в дерново-подзолистой песчаной почве (мг/кг).
Вариант |
Zn |
Fe |
Mn |
Си |
Pb |
Ni |
Cr |
Co |
Cd |
Sr |
Картофель |
0,62 |
13,2 |
8,0 |
2,0 |
0,07 |
0,24 |
0,26 |
0,20 |
0,006 |
0,69 |
ТНК (80т/га) +СаСО3 (1,5т/га) + N300P400K360 |
0,71 |
13,0 |
10,3 |
2,6 |
0,14 |
0,27 |
0,43 |
0,56 |
0,044 |
0,86 |
На содержание микроэлементов в почве оказывает влияние вносимый торфонавозный компост. Повышенное содержание цинка, марганца, меди, никеля обусловлено внесением повышенной дозы компоста -80 т/га в год, хрома, кобальта, кадмия — внесение фосфоритной муки.
Следует отметить, что содержание микроэлементов в почве ниже оптимального и их применение дает положительный эффект, что подтверждено дополнительными исследованиями. Содержание тяжелых металлов не достигает предельно допустимых концентраций.
Для разработки способов нейтрализации негативного развития процессов загрязнения проведены экспериментальные исследования в 1988-1991 гг. в опытном хозяйстве ВНИИА «Волна революции» Новозыбковского района Брянской области на дерново-слабоподзолистой песчаной почве. Агрохимические показатели плодородия почвы пахотного слоя на опытном участке перед закладкой опыта были следующими: содержание гумуса 1,66%, рН сол-6,6, сумма поглощенных оснований 5,14 м. экв. на 100 г почвы, подвижных форм фосфора 250 мг/кг и обменного калия 200 мг/кг. Опыт был заложен по схеме, разработанной В.Н. Перегудовым (1976,1983), на основе теории планирования многофакторного эксперимента, включает 32 варианта и представляет специальную выборку -1/8 часть полного факториального эксперимента 4x4x4x4. Каждый вид удобрений и их сочетаний изучали на двух фонах: естественный и сидеральный горчица белая, 15 т/га зеленой массы.
Размер делянок 60 м . Свинец и кадмий в пробах картофеля определяли после мокрого озоления на атомно-обсорбционном спектрометре.
Таблица 5
Влияние удобрений на содержание кадмия и свинца в клубнях картофеля, мг/ кг (в среднем за 1989-1991 гг.)
Вариант |
Содержание кадмия |
Содержание свинца |
|||
Естественный фон |
Сидеральный фон |
Естественный фон |
Сидеральный фон |
||
Контроль |
0,025 |
0,100 |
0,83 |
1,08 |
|
Навоз, 80 т/га |
0,045 |
0,075 |
0,90 |
1,27 |
|
N120 |
0,045 |
0,003 |
1,10 |
1,03 |
|
Р120 |
0,055 |
0,025 |
0,68 |
0,74 |
|
K120 |
0,060 |
0,025 |
1,00 |
1,07 |
|
N120P120 |
0,065 |
0,023 |
0,68 |
0,72 |
|
N120K120 |
0,080 |
0,065 |
0,59 |
1,00 |
|
Р120К120 |
— |
0,030 |
0,64 |
0,88 |
|
N60P60K60 |
0,020 |
0,030 |
0,55 |
0,78 |
|
N120P120K120 |
0,050 |
0,070 |
0,80 |
0,91 |
|
N180P180K180 |
0,050 |
0,005 |
0,84 |
1,05 |
|
В среднем по фону |
0,045 |
0,041 |
0,78 |
0,96 |
|
Как видно из данных таблицы 3 содержание кадмия в клубнях картофеля на естественном фоне находятся в пределах 0,020-0,80 мг/кг, на сидеральном фоне 0,005 -0,100 мг/кг сухой массы клубней.
В нескольких пробах концентрация кадмия была очень мала, что по вышеуказанной методике не определяли. При содержании абсолютно сухого вещества в клубнях картофеля 22,5% ПДК равняется 13,3 мг/кг. Следовательно, во всех вариантах практически все полученные результаты по содержанию кадмия значительно ниже этого показателя. Существенного влияния разных доз, сочетаний и соотношений удобрений и фона на накопление кадмия в клубнях картофеля также не отмечено.
Содержание свинца в высушенных пробах клубней картофеля колебалось в пределах 0,55-1,10 мг/кг, составляя в среднем за два года по естественному фону 0,78 мг/кг и сидеральному -0,96 мг/кг, то есть по сидерату отмечали повышение содержания свинца в клубнях картофеля на 18%.
В среднем за годы исследований максимальное (1,07 мг/кг) содержание свинца по сидеральному фону выявлено в варианте при внесении калийных удобрений К:2о, а по естественному фону 1,10 мг/кг в варианте N120, то есть во всех вариантах с удобрениями накопление свинца в клубнях картофеля было значительно ниже ПДК. Если рассматривать варианты опытов, то уменьшение содержания свинца в клубнях картофеля при применении удобрений на естественном фоне произошло в вариантах N60P60K60N60K60.
На сидеральном фоне во всех вариантах от внесения бесподстилочного навоза в дозе 80 т/га увеличивало содержание свинца в клубнях картофеля на 11%, на остальных вариантах опыта содержание свинца в клубнях картофеля незначительно уменьшилось.
На Новозыбковской опытной станции, расположенной на дерново-подзолистой песчаной почве с содержанием гумуса 1,4-1,7% (по Тюрину) рНсол-6,2-6,3, фосфора и калия по Кирсанову 28-35 и 5-7 мг на 100 г почвы, обозначилась необходимость изучения влияния органических удобрений в виде возрастающих доз подстилочного, бесподстилочного навоза КРС и свиного сбалансированных по азоту на поступление тяжелых металлов в клубни картофеля. В физическом весе одинарная доза подстилочного навоза -40 т/га, бесподстилочного навоза -35 т/га, свиного-32 т/га. Применяли все виды навоза в дозах от одной до трех под первую культуру севооборота картофель.
Тяжелые металлы особенно прочно фиксируются верхним горизонтом почвы богатым гумусом. Поэтому в детоксикации тяжелых металлов важная роль принадлежит органическим удобрениям, которые образуют с ними органо-минеральные соединения низкой растворимости.
В наших исследованиях увеличение органического вещества в почве, за счет высоких доз различных видов навоза, значительно в 2,4-7,0 раз уменьшило поступление тяжелых металлов в клубни картофеля.
Применение двойной дозы 80т/га подстилочного навоза снизило 2,4 раза, содержание меди, в 4,6 раза цинка и в 3,0 раза свинца. От применения трех доз подстилочного навоза (120 т/га) эффект снижения возрос: меди уменьшилось в 7 раз, а цинка и свинца не обнаружено по сравнению с вариантом без навоза (табл.5).
Таблица 5
Влияние видов и возрастающих доз навоза на содержание тяжелых металлов в клубнях картофеля, мг/кг (1996-2002гг).
Вариант |
Подстилочный навоз КРС |
Бесподстилочный навоз КРС |
Свиной |
навоз |
|||||
Сu |
Zn |
Рb |
Сu |
Zn |
Рb |
Сu |
Zn |
Рb |
|
Без на-воза-кон-троль |
1,35 |
2,25 |
0,12 |
1,75 |
0,9 |
0,04 |
1,55 |
1,25 |
0,09 |
Две дозы |
0,57 |
0,49 |
0,04 |
1,55 |
1,25 |
0,09 |
|||
Три дозы |
0,19 |
не обнаружено |
не обнаружено |
0,97 |
0,23 |
не обнаружено |
0,86 |
0,39 |
не обнаружено |
Бесподстилочный и свиной навоз в применении тройной дозы проявили эффект действия на понижение меди в 1,8 раза, цинка — в 3,9 и 3,2 раза, наличие свинца в клубнях картофеля не обнаружено.
Интенсивное использование минеральных, органических удобрений и особенно извести изменяет химию тяжелых металлов в почве и их подвижность [4,6,7,8]. Поэтому изучение этой проблемы весьма актуально. В связи с этим нами были проведены экспериментальные исследования в 1993-2003 гг. в полевом стационарном опыте на дерново-слабоподзолистой почве. Агрохимическая характеристика пахотного слоя почвы была следующая: содержание гумуса 1,56-1,76%, рНС0Л.-4,8-5,()6, содержание подвижных Р2О5 и К2О, оответственно 259-281 и 33-64 мг на 1 кг почвы соответственно.
Результаты наших исследований, полученные в полевых опытах, показали, что ртути и кобальта в продукции не обнаружено.
Содержание меди в сухом веществе картофеля колебалось в пределах 0,59 -1,92 и не превышало допустимого уровня (ГОСТ -96-5 мг/кг) (табл.6).
Таблица 6
Влияние удобрений на содержание тяжелых металлов в клубнях картофеля, мг/кг сухого вещества
Вариант |
Содержание, мг/кг |
|||
медь |
свинец |
цинк |
кадмий |
|
Контроль |
1,64 |
0,12 |
7,0 |
0,015 |
Навоз 80 т/га |
1,13 |
0,30 |
3,3 |
0,017 |
Навоз 40 т/га +N75P30K90 |
1,46 |
0,09 |
5,1 |
0,044 |
N75P30K90 |
1,92 |
0,13 |
5,9 |
0,056 |
N225P90K270 |
1,77 |
0,20 |
5,9 |
0,039 |
Навоз 40 т/га + N75P30K90+ пестициды |
1,01 |
0,16 |
3,4 |
0,026 |
N75P30K90+ пестициды |
0,74 |
0,31 |
2,7 |
0,016 |
N150P60K180+ пестициды |
0,59 |
0,13 |
2,9 |
0,050 |
N225P90K270+ пестициды |
0,90 |
0,29 |
5,6 |
0,025 |
Примечание. Пестициды: зенкор -1,0 кг/га, ридомил — 2,0 кг/га, актара -0,06 кг/га раундап -5,0 л/га.
Внесение подстилочного навоза КРС в дозе 80 т/га уменьшило поступление в клубни картофеля меди и цинка, а содержание свинца увеличилось на 0,18 мг/ка по сравнению с контролем. Совместное внесение половинной дозы подстилочного навоза и минеральных удобрений в дозе N75P30K90 увеличило поступление в клубни картофеля меди, цинка, а свинца значительно
уменьшилось по сравнению с полной дозой подстилочного навоза. При внесении минеральных удобрений в дозе N75P30K.90 концентрация меди, свинца цинка повысилась по сравнению с орга-но-минеральными удобрениями. Применение тройной дозы минеральных удобрений увеличило содержание меди и свинца в клубнях картофеля по сравнению с двойной NPK, а содержание цинка уменьшилось. Применение пестицидов обеспечивало снижение в клубнях картофеля меди и цинка, а содержание свинца увеличивалось. Наибольшее содержание цинка отмечено в контроле (7мг/кг), но и здесь оно не превышало ПДК (10мг/кг).
Количество кадмия в продукции, также не превышало ПДК (мг/кг). Контрольный вариант давал самое низкое содержание кадмия в продукции (0,015 мг/кг).
ПДК содержания исследуемых тяжелых металлов в зерне овса не была превышена ни в одном из вариантов (табл.7). Содержание меди в зерне овса при применении удобрений и пестицидов понижалось по отношению к контролю в 1,7-2,9 раза, свинца в 1,7-5,6, цинка в 1,2-1,9 раза.
Наибольшее накопление меди, свинца и цинка отмечено в контроле 4,68, 0,28 и 14,2 мг/кг. Пестициды увеличили содержание меди в зерне овса в 1,1 раза, а цинка в 1,3-1,6 раза. Содержание кадмия под действием средств химизации почти не изменялось.
Таблица 7 Влияние удобрений на содержание тяжелых металлов в зерне овса, мг/кг
Вариант |
Содержание, мг/кг |
||||
медь |
свинец |
цинк |
кадмий |
||
Контроль — без удобрений |
4,68 |
0,28 |
14,2 |
0,030 |
|
Последействие 80 т/га навоза |
2,68 |
0,15 |
11,2 |
0,032 |
|
Последействие 40 т/га навоза +N55P20K50 |
1,79 |
0,14 |
8,8 |
0,021 |
|
N55P20K50 |
1,75 |
0,05 |
8,4 |
0,030 |
|
N110P40K100 |
1,61 |
0,05 |
8,4 |
0,028 |
|
N165P60K150 |
1,67 |
0,17 |
7,5 |
0,033 |
|
Последействие 40 т/га навоза + N55Р20К50+пестициды |
1,92 |
0,09 |
12,5 |
0,030 |
|
N55Р20К50+пестициды |
1,98 |
0,12 |
10,6 |
0,030 |
|
N110Р40К100+пестициды |
1,74 |
0,08 |
11,7 |
0,024 |
|
N165P60K150+ пестициды |
2,72 |
0,08 |
10,8 |
0,029 |
Пестициды: Диален -1,5 л/га, Байлетон -1,0 кг/га, Децис-0,3 л/га.
Примечание. Согласно ГОСТ-96, ПДК тяжелых металлов в зерне овса следующая: медь -10 мг/кг, свинец -0,5 мг/кг, цинк -50 мг/кг.
Как и на овсе, содержание меди в зерне озимой ржи было наибольшим в контрольном варианте (2,45 мг/кг). Применение средств химизации способствовало его снижению (табл. 8).
Внесение удобрений понижало содержание цинка в зерне, по отношению к контролю, в 1,4-3 раза, наибольшее снижение отмечено в варианте N210P90K180 (на 7,4 мг/кг). Обработка посевов пестицидами увеличивала переход цинка в продукцию и самое высокое его содержание в зерне, наблюдалось в варианте с последействием 40 т/га навоза + ,2 мг/кг).
Таблица 8
Влияние удобрений на содержание тяжелых металлов в зерне озимой ржи, мг/кг
Вариант |
Содержание, мг/кг |
|||||
медь |
свинец |
цинк |
кадмий |
|||
Контроль — без удобрений |
2,45 |
0,05 |
11,2 |
0,004 |
||
Последействие 80 т/га навоза на 3-й культуре |
2,25 |
0,11 |
7,9 |
0,006 |
||
Последействие 40 т/га навоза на 3-й культуре +N70P30K60 |
1,92 |
0,10 |
6,5 |
0,004 |
||
N70P30K60 |
2,08 |
0,04 |
5,9 |
0,005 |
||
N140P60K120 |
1,60 |
0,04 |
4,8 |
0,006 |
||
N210P90K180 |
1,36 |
0,12 |
3,8 |
0,004 |
||
Последействие 40 т/га навоза на 3-й культуре + N70Р30К60+пестициды |
2,19 |
0,15 |
13,2 |
0,011 |
||
К70Р30К60+пестициды |
1,67 |
0,10 |
8,8 |
0,004 |
||
N140Р60К120+пестициды |
1,78 |
0,05 |
8,0 |
0,008 |
||
N210P90K180+ пестициды |
1,65 |
0,07 |
5,1 |
0,006 |
||
Пестициды: кампозан -4,0 л/га, диален -1,5 л/га, децис -0,3 л/га, байлетон -1,0 кг/га.
Примечание. Согласно ГОСТ -96, ПДК тяжелых металлов в зерне озимой ржи следующая: медь-10 мг/кг, свинец 0,5 -мг/кг, цинк -50 мг/кг.
Пестициды. Кампозан — 4,0 л/га, диален -1,5 л/га, децис -0,3 л/га, байлетон -1,0 кг/га.
Выводы
Исследования накопления тяжелых металлов в урожае сельскохозяйственных культур показали, что их содержание было весьма незначительным или обнаруживались их следы.
Установлено, что органическое вещество почв при внесении подстилочного навоза в дозе 80 т/га снижает поступление меди, цинка в клубни картофеля, снижая их токсичность, а от внесения 3-х доз подстилочного навоза (120 т/га) содержание меди уменьшилось в 7 раз.
Содержание меди в зерне овса от применения удобрений и пестицидов понижалось по отношению к контролю в 1,7-2,9 раза, свинца в 1,7-5,6, цинка в 1,2-1,9 раза.
В зерне озимой ржи содержание меди от применения удобрений и пестицидов понижалось в 1,1-1,8 раза, цинке в 1,3-2,9 раза.
Следовательно, комплексное научно-обоснованное применение средств химизации является одним из важнейших приемов снижения негативного действия указанных тяжелых металлов.
Литература
1. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л. Агропромиздат, 1987,142 с.
2. Максимов П.Г., Васильев Н.М., Кузнецов А.В., Аристархов А.Н., Лобас Н.В., Курганова Е.В., Гавриленко А.П., Аристархова Г.Г., Кузнецова И.А. Агроэкологическая характеристика пахотных почв Российской Федерации по содержанию тяжелых металлов, мышьяка и фтора. — М.: Агроконсальт, 2002.-50 с.
3. Минеев ВТ. Агрохимия М.: Колос, 2004-720 с.
4. Графская Г.А., Хостанцева Н.В. Проблема рекультивации почв, загрязненных тяжелыми металлами. // Бюллетень ВИУА, № 114. М.: Агроконсальт, 2001.с.80.
5. Панова А. А. Влияние минеральных и органических удобрений на содержание тяжелых металлов в почве. // Агрохимия. 1991, № 3, с.62-69.
6. Белоус Н.М., Моисеенко Ф.В., Ратников А.Н. Влияние удобрений на содержание кадмия и свинца в клубнях картофеля. // Химия в сельском хозяйстве. 1995, №5. с.31-33.
7. Моисеенко Ф.В. Влияние длительного применения удобрений на содержание микроэлементов и тяжелых металлов в дерново-подзолистой песчаной почве. // Бюллетень ВНИ-ИА, № 114. М: Агроконсальт, 2001. С.131.
8. Гришина А.В. Агроэкологическая оценка уровней содержания тяжелых металлов в экосистемах Владимирской области. // Автореферат дисс. канд. с.-х. наук. М.: 2001. с. 21.
9. Черных Н.А., Овчаренко М.М. Тяжелые металлы и радионуклиды в биогеоценозах. М.: Агроконсальт, 2002. с. 200.
атомный вес свинца | Комиссия по изотопному содержанию и атомному весу
Изотоп | Атомная масса (Да) | Изотопная численность (количественная доля) | |
---|---|---|---|
204 Pb | 203,973 043 (8) | 0,014 (6) | 205,974 465 (8) | 0,241 (30) |
207 Пб | 206,975 897 (8) | 0.221 (50) | |
208 Pb | 207,976 652 (8) | 0,524 (70) |
Атомный вес свинца по своей природе весьма непостоянен, потому что три самых тяжелых изотопа являются стабильными. конечные продукты радиоактивного распада урана (от 238 U до 206 Pb и от 235 U до 207 Pb) и торий (от 232 Th до 208 Pb). Фактически, изменчивость A r (Pb) была неопровержимо показана до открытия изотопов и Изотопный состав обыкновенного свинца теперь следует рассматривать как переменную смесь первобытных и радиогенных компонентов.
Признавая это, в 1961 году Комиссия рекомендовала атомный вес 207,19, который был основан на химические измерения, и заявил, что «… это довольно хорошо представляет собой свинец, который, скорее всего, встретится в обычной лаборатории работы «. Однако в настоящее время политика Комиссии направлена на то, чтобы предполагаемый диапазон стандартных атомных весов охватывал все нормальные источники элемента. В отчете за 1969 г. Комиссия рассмотрела естественные вариации атомного веса свинца в диапазоне с 207.184 до 207,293 и рекомендованное значение A r (Pb) = 207,2 (1). Эти обстоятельства обосновать аннотацию «г». Кроме того, аннотация «g» предупреждает о существовании аномальных источников вне предполагаемого диапазона.
Распад урана и тория до свинца позволяет определять геологический возраст минералов, содержащих тяжелые радиоактивные элементы. Широкое использование свинца на протяжении всей истории человечества привело к повсеместному загрязнению, а вариации содержания изотопов, отраженные в атомных весах, позволяют идентифицировать исторические и современные источники.
ИСТОЧНИК Атомный вес элементов: Обзор, 2000 г., John R de Laeter et al. Pure Appl. Chem. 2003 (75) 683-800© IUPAC 2003
CIAAW
Свинец
A r (Pb) = 207,2 (1) с 1969 г.
Название происходит от англосаксонского свинца , происхождение которого неизвестно. Элемент был известен
с доисторических времен. Химический символ Pb происходит от латинского слова plumbum .
Изотопные стандартные образцы свинца.
Частей Периодической таблицы
атомная масса элемента — это средняя масса атомов элемента, измеряемого в единицах атомной массы (а.е.м., также известная как дальтон , D). Атомная масса представляет собой средневзвешенное значение всех изотопы этого элемента, в которых масса каждого изотопа равна умноженное на содержание этого конкретного изотопа.(Атомный масса также обозначается как атомный вес , но термин «масса» точнее.)
Например, экспериментально можно определить, что неон состоит из трех изотопов: неон-20 (с 10 протонами и 10 нейтронами в его ядро) массой 19,992 а.е.м. и содержанием 90,48%, неон-21 (с 10 протонами и 11 нейтронами) массой 20,994 а.е.м. и содержание 0,27%, и неон-22 (с 10 протонами и 12 нейтронами) с масса 21.991 а.е.м. и содержание 9,25%. Средняя атомная масса неона таким образом:
0,9048 | 19,992 аму | = | 18,09 аму | |
0,0027 | 20,994 аму | = | 0,057 а.е.м. | |
0,0925 | 21.991 аму | = | 2,03 а.е.м. | |
20,18 а.е.м. |
Атомная масса полезна в химии, когда она соединена с концепция моля: атомная масса элемента, измеренная в а.е.м., равна то же, что масса в граммах одного моля элемента.Таким образом, поскольку атомная масса железа составляет 55,847 а.е.м., один моль атомов железа весил бы 55,847 грамма. Эту же концепцию можно распространить на ионные соединения и молекулы. Одна формульная единица хлорида натрия (NaCl) будет весить 58,44 а.е.м. (22,98977 а.е.м. для Na + 35,453 а.е.м. для Cl), таким образом, моль хлорида натрия будет весить 58,44 грамма. Одна молекула воды (H 2 O) будет весить 18,02 а.е.м. (21,00797 а.е.м. для H + 15,9994 а.е.м. вместо O), а моль молекул воды будет весить 18.02 грамма.
Оригинальная периодическая таблица элементов, опубликованная Дмитрием. Менделеев в 1869 г. расположил известные в то время элементы в порядок увеличения атомного веса, так как это было до открытия ядра и внутренней структуры атома. Современный таблица Менделеева расположена в порядке возрастания атомный номер вместо.
Молекулярная масса свинца
Молярная масса of Pb = 207.2 г / моль
Перевести грамм свинца в моль или моль свинца в граммы
Элемент | Символ | Атомная масса | Количество атомов | Массовый процент |
Свинец | Пб | 207,2 | 1 | 100,000% |
Обратите внимание, что все формулы чувствительны к регистру.
Вы хотели найти молекулярную массу одной из этих похожих формул?
ПБ
Пб
В химии вес формулы — это величина, вычисляемая путем умножения атомного веса (в единицах атомной массы) каждого элемента в химической формуле на количество атомов этого элемента, присутствующего в формуле, с последующим сложением всех этих продуктов вместе.
Используя химическую формулу соединения и периодическую таблицу элементов, мы можем сложить атомные веса и вычислить молекулярную массу вещества.
Формула веса особенно полезна при определении относительного веса реагентов и продуктов в химической реакции. Эти относительные веса, вычисленные по химическому уравнению, иногда называют весами по уравнениям.
Определение молярной массы начинается с единиц граммов на моль (г / моль). При расчете молекулярной массы химического соединения он говорит нам, сколько граммов содержится в одном моль этого вещества.Вес формулы — это просто вес в атомных единицах массы всех атомов в данной формуле.
Атомные веса, используемые на этом сайте, получены от NIST, Национального института стандартов и технологий. Мы используем самые распространенные изотопы. Вот как рассчитать молярную массу (среднюю молекулярную массу), которая основана на изотропно взвешенных средних. Это не то же самое, что молекулярная масса, которая представляет собой массу одной молекулы четко определенных изотопов. Для объемных стехиометрических расчетов мы обычно определяем молярную массу, которую также можно назвать стандартной атомной массой или средней атомной массой.
Часто на этом сайте просят перевести граммы в моль. Чтобы выполнить этот расчет, вы должны знать, какое вещество вы пытаетесь преобразовать. Причина в том, что на конверсию влияет молярная масса вещества. Этот сайт объясняет, как найти молярную массу.
Если формула, используемая при расчете молярной массы, является молекулярной формулой, вычисленная формула веса является молекулярной массой. Весовой процент любого атома или группы атомов в соединении можно вычислить, разделив общий вес атома (или группы атомов) в формуле на вес формулы и умножив на 100.
1.9: Атомная масса — Средняя масса атомов элемента
Цели обучения
- , чтобы знать значение изотопов и атомных масс.
Есть 21 элемент только с одним изотопом, поэтому все их атомы имеют одинаковую массу. Все остальные элементы имеют два или более изотопов, поэтому их атомы имеют как минимум две разные массы. Однако все элементы подчиняются закону определенных пропорций, когда они соединяются с другими элементами, поэтому они ведут себя так, как если бы они имели только один вид атома с определенной массой.Чтобы решить эту дилемму, мы определяем атомную массу как средневзвешенную массу всех встречающихся в природе изотопов элемента.
Атомная масса определяется как
\ [\ text {Атомная масса} = \ left (\ dfrac {\% \ text {содержание изотопа 1}} {100} \ right) \ times \ left (\ text {масса изотопа 1} \ right) + \ left (\ dfrac {\% \ text {содержание изотопа 2}} {100} \ right) \ times \ left (\ text {масса изотопа 2} \ right) ~ ~ ~ + ~ ~ … \ label {amass } \]
Подобные термины будут добавлены для всех изотопов, которые могут быть обнаружены в массивной пробе из природы.
ГПД
Средневзвешенное значение аналогично методу, используемому для расчета средних баллов в большинстве колледжей:
\ [\ text {GPA} = \ left (\ dfrac {\ text {Кредитные часы, курс 1}} {\ text {общие кредитные часы}} \ right) \ times \ left (\ text {Оценка по курсу 1} \ right) + \ left (\ dfrac {\ text {Кредитные часы, курс 2}} {\ text {общие кредитные часы}} \ right) \ times \ left (\ text {Оценка по курсу 2} \ right) ~ + ~. .. \ nonumber \]
В периодической таблице перечислены атомные массы всех элементов.Сравнение этих значений с данными для некоторых изотопов показывает, что атомные массы, указанные в периодической таблице, никогда в точности не соответствуют массам любого из изотопов на рисунке \ (\ PageIndex {1} \). Поскольку большинство элементов существуют в виде смесей нескольких стабильных изотопов, атомная масса элемента определяется как средневзвешенное значение масс изотопов. Например, встречающийся в природе углерод в значительной степени представляет собой смесь двух изотопов: 98,89% 12 C (масса = 12 а.е.м. по определению) и 1.11% 13 C (масса = 13,003355 а.е.м.). Процентное содержание 14 C настолько низкое, что его можно не учитывать в этом расчете. Затем средняя атомная масса углерода рассчитывается следующим образом:
\ [\ rm (0,9889 \ times 12 \; amu) + (0,0111 \ times 13.003355 \; amu) = 12.01 \; amu \ label {Eq5} \]
Углерод преимущественно составляет 12 C, поэтому его средняя атомная масса должна быть близка к 12 а.е.м., что согласуется с этим расчетом.
Значение 12.01 показан под символом C в периодической таблице, хотя без сокращения amu, которое обычно опускается. Таким образом, приведенная в таблице атомная масса углерода или любого другого элемента представляет собой средневзвешенное значение масс встречающихся в природе изотопов.
Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): три верхние строки Периодической таблицы элементов с цветовой кодировкой атомной массы (из рисунка 1.8.2). (PubChem через Национальный центр биотехнологической информации (2020).Пример \ (\ PageIndex {1} \): Lead
Встречающийся в природе свинец состоит из четырех изотопов:
- 1.{\ text {-1}} \ text {)} \\ [4pt] & = \ text {108} \ text {0,98 g} \ end {align *} \]
Суммируя все четыре результата, получается масса 1 моля смеси изотопов
\ [2,86 \, g + 49,64 \, g + 45,74 \, g + 108,98 \, g = 207,22 \, g \ nonumber \]
Масса среднего атома свинца и, следовательно, атомная масса свинца составляет 207,2 г / моль. Это следует подтвердить, обратившись к Периодической таблице элементов.
Упражнение \ (\ PageIndex {1} \): бор
Бор имеет два встречающихся в природе изотопа.В образце бора \ (20 \% \) атомов составляют \ (\ ce {B} -10 \), который представляет собой изотоп бора с 5 нейтронами и массой \ (10 \: \ text {amu } \). Остальные \ (80 \% \) атомов — это \ (\ ce {B} -11 \), который представляет собой изотоп бора с 6 нейтронами и массой \ (11 \: \ text {amu} \) . Какая атомная масса бора?
- Ответ
Масса среднего атома бора и, следовательно, атомная масса бора равна \ (10.8 \: \ text {amu} \). Это следует подтвердить, обратившись к Периодической таблице элементов.
Но какое естественное изобилие следует использовать?
Здесь следует подчеркнуть важное следствие существования изотопов. При получении высокоточных результатов атомные веса могут незначительно отличаться в зависимости от того, где был получен образец элемента. По этой причине Комиссия по изотопному изотопу и атомным весам IUPAC (IUPAC / CIAAW переопределила атомные массы 10 элементов, имеющих два или более изотопов. Процентное содержание различных изотопов часто зависит от источника элемента.
Например, кислород в антарктических осадках имеет атомный вес 15,99903, а кислород в морских \ (\ ce {N2O} \) имеет атомную массу 15,9997. «Фракционирование» изотопов возникает в результате немного различающихся темпов химических и физических процессов, вызванных небольшими различиями в их массах. Разница может быть более существенной, когда изотоп получают из ядерных реакторов.
Масс-спектрометрия: измерение массы атомов и молекул
Хотя массы электрона, протона и нейтрона известны с высокой степенью точности, масса любого данного атома — это не просто сумма масс его электронов, протонов и нейтронов.Например, отношение масс 1 H (водород) и 2 H (дейтерий) на самом деле составляет 0,500384, а не 0,49979, как предсказывалось на основе количества присутствующих нейтронов и протонов. Хотя разница в массе невелика, она чрезвычайно важна, поскольку является источником огромного количества энергии, выделяющейся в ядерных реакциях.
Поскольку атомы слишком малы для индивидуального измерения и не имеют зарядов, нет удобного способа точно измерить абсолютные атомные массы.Однако ученые могут очень точно измерять относительные атомные массы, используя инструмент, называемый масс-спектрометром. Этот метод концептуально аналогичен тому, который Томсон использовал для определения отношения массы к заряду электрона. Во-первых, электроны удаляются или добавляются к атомам или молекулам, в результате чего образуются заряженные частицы, называемые ионами. При приложении электрического поля ионы ускоряются в отдельную камеру, где они отклоняются от своей начальной траектории магнитным полем, как электроны в эксперименте Томсона.Степень отклонения зависит от отношения массы к заряду иона. Измеряя относительное отклонение ионов с одинаковым зарядом, ученые могут определить их относительные массы (рис. \ (\ PageIndex {2} \)). Таким образом, невозможно точно рассчитать абсолютные атомные массы, просто сложив вместе массы электронов, протонов и нейтронов, а абсолютные атомные массы нельзя измерить, но относительные массы можно измерить очень точно. На самом деле в химии довольно часто встречаются величины, величина которых может быть измерена только относительно некоторой другой величины, а не абсолютно.{37} Cl \) примерно в соотношении 3: 1. (a) Когда образец элементарного хлора вводится в масс-спектрометр, электрическая энергия используется для диссоциации молекул Cl 2 на атомы хлора и преобразования атомов хлора в ионы Cl + . Затем ионы ускоряются в магнитном поле. Степень отклонения ионов магнитным полем зависит от их относительного отношения массы к заряду. Обратите внимание, что более легкие ионы 35 Cl + отклоняются сильнее, чем более тяжелые ионы 37 Cl + .Измеряя относительные отклонения ионов, химики могут определить их отношение массы к заряду и, следовательно, их массы. (b) Каждый пик в масс-спектре соответствует иону с определенным отношением массы к заряду. Содержание двух изотопов можно определить по высоте пиков.
Произвольным стандартом, установленным для описания атомной массы, является атомная единица массы (а.е.м. или u), определяемая как одна двенадцатая массы одного атома 12 C.{12} C = 0,167842 \ times 12 \; amu = 2,104104 \; amu \ label {Eq4} \]
Масса остальных элементов определяется аналогичным образом.
Пример \ (\ PageIndex {2} \): Бром
Встречающийся в природе бром состоит из двух изотопов, перечисленных в следующей таблице:
Изотоп Точная масса (а.е.м.) Процент изобилия (%) 79 Br 78.9183 50,69 81 Br 80.9163 49,31 Рассчитайте атомную массу брома.
Дано : точная масса и процентное содержание
Запрошено : атомная масса
Стратегия :
- Преобразуйте процентное содержание в десятичную форму, чтобы получить массовую долю каждого изотопа.
- Умножьте точную массу каждого изотопа на его соответствующую массовую долю (процентное содержание ÷ 100), чтобы получить его взвешенную массу.
- Сложите взвешенные массы, чтобы получить атомную массу элемента.
- Убедитесь, что ваш ответ имеет смысл.
Решение :
A Атомная масса — это средневзвешенное значение масс изотопов (Уравнение \ ref {amass}. В общем, мы можем записать
Бром имеет только два изотопа.{81} Br}: 80.9163 \; amu \ times 0.4931 = 39.90 \; amu \)
C Сумма взвешенных масс равна атомной массе брома
40,00 а.е.м. + 39,90 а.е.м. = 79,90 а.е.м.
D Это значение находится примерно посередине между массами двух изотопов, что вполне ожидаемо, поскольку процентное содержание каждого из них составляет примерно 50%.
Упражнение \ (\ PageIndex {2} \)
Магний состоит из трех изотопов, перечисленных в следующей таблице:
Изотоп Точная масса (а.е.м.) Процент изобилия (%) 24 мг 23.98504 78,70 25 мг 24,98584 10,13 26 мг 25.98259 11,17 Используйте эти данные для расчета атомной массы магния.
- Ответ
24,31 а.е.м.
Сводка
Масса атома — это средневзвешенная величина, которая в значительной степени определяется количеством его протонов и нейтронов, тогда как количество протонов и электронов определяет его заряд.Каждый атом элемента содержит одинаковое количество протонов, известное как атомный номер (Z). У нейтральных атомов одинаковое количество электронов и протонов. Атомы элемента, содержащие разное количество нейтронов, называются изотопами. Каждый изотоп данного элемента имеет один и тот же атомный номер, но разное массовое число (A), которое представляет собой сумму чисел протонов и нейтронов. Относительные массы атомов выражаются в атомной единице массы (а.е.м.), которая определяется как одна двенадцатая массы одного атома углерода-12 с 6 протонами, 6 нейтронами и 6 электронами.Атомная масса элемента — это средневзвешенная масса встречающихся в природе изотопов. Когда один или несколько электронов добавляются или удаляются из атома или молекулы, образуется заряженная частица, называемая ионом, заряд которой обозначается надстрочным индексом после символа.
Авторы и авторство
Свинец— Атомный номер — Атомная масса — Плотность свинца
Атомный номер свинца
Свинец — это химический элемент с атомным номером 82 , что означает, что в атомной структуре 82 протона и 82 электрона.Химический знак для свинца — Pb .
Атомная масса свинца
Атомная масса свинца 207,2 ед.
Обратите внимание, что каждый элемент может содержать больше изотопов, поэтому эта результирующая атомная масса рассчитывается на основе встречающихся в природе изотопов и их содержания.
Единицей измерения массы является атомная единица массы (а.е.м.) . Одна атомная единица массы равна 1,66 x 10 -24 граммов. Одна унифицированная атомная единица массы составляет приблизительно массы одного нуклона (либо одного протона, либо нейтрона) и численно эквивалентна 1 г / моль.
Для 12 C атомная масса равна точно 12u, поскольку от нее определяется атомная единица массы. Для других изотопов изотопная масса обычно отличается и обычно находится в пределах 0,1 u от массового числа. Например, 63 Cu (29 протонов и 34 нейтрона) имеет массовое число 63, а изотопная масса в его основном ядерном состоянии составляет 62,91367 ед.
Существует две причины разницы между массовым числом и изотопной массой, известной как дефект массы:
- Нейтрон на немного тяжелее на , чем протон .Это увеличивает массу ядер с большим количеством нейтронов, чем протонов, относительно шкалы атомных единиц массы, основанной на 12 C с равным количеством протонов и нейтронов.
- Энергия связи ядра варьируется от ядра к ядру. Ядро с большей энергией связи имеет более низкую полную энергию и, следовательно, меньшую массу в соответствии с соотношением эквивалентности массы и энергии Эйнштейна E = mc 2 . Для 63 Cu атомная масса меньше 63, поэтому это должен быть доминирующий фактор.
См. Также: Массовое число
Плотность свинца
Плотность свинца 11,34 г / см 3 .
Типичные плотности различных веществ при атмосферном давлении.
Плотность определяется как масса на единицу объема . Это интенсивное свойство , которое математически определяется как масса, разделенная на объем:
ρ = м / В
Другими словами, плотность (ρ) вещества — это общая масса (m) этого вещества, деленная на общий объем (V), занимаемый этим веществом.Стандартная единица СИ — килограммов на кубический метр ( кг / м 3 ). Стандартная английская единица — фунтов массы на кубический фут ( фунтов / фут 3 ).
См. Также: Что такое плотность
См. Также: Самые плотные материалы Земли
Свинец — сводка свойств
Элемент Свинец Атомный номер 82 Обозначение Пб Категория элемента Бедный металл Фаза на STP Твердый Атомная масса [а.е.м.] 207.2 Плотность при стандартном давлении [г / см3] 11,34 Электронная конфигурация [Hg] 6p2 Возможные состояния окисления +2,4 Сродство к электрону [кДж / моль] 35,1 Электроотрицательность [шкала Полинга] 2,33 Энергия первой ионизации [эВ] 7,4167 Год открытия неизвестно Первооткрыватель неизвестно Тепловые свойства Точка плавления [шкала Цельсия] 327.5 Точка кипения [шкала Цельсия] 1740 Теплопроводность [Вт / м · К] 35 Удельная теплоемкость [Дж / г К] 0,13 Теплота плавления [кДж / моль] 4,799 Теплота испарения [кДж / моль] 177,7 —
—
—WebElements Periodic Table »Свинец» изотопные данные
Изотопы свинца используются в медицинских и научных целях.Pb-206 и Pb-207 могут использоваться для производства медицинских радиоизотопов Bi-205 и Bi-206. Pb-204, Pb-206 и Pb-207 используются для измерения уровня свинца в крови. Pb-208 использовался для производства нейтронно-богатых изотопов W и Lu. Pb-208 также использовался для изучения конфигурации нейтронных звезд. Некоторые изотопы свинца также использовались в качестве мишеней при производстве сверхтяжелых элементов.
Изотопы природного происхождения
Изотопное содержание свинца. В приведенном выше примере для самого интенсивного иона установлено значение 100%, поскольку это лучше всего соответствует выходному сигналу масс-спектрометра.Это не следует путать с относительным процентным содержанием изотопов, которое составляет в сумме 100% для всех встречающихся в природе изотопов.В этой таблице представлена информация о встречающихся в природе изотопах, их атомных массах, их естественном содержании, их ядерных спинах и их магнитных моментах.Дополнительные данные по радиоизотопам (радиоактивным изотопам) свинца (включая любые встречающиеся в природе) перечислены ниже. Изотоп Масса / Да Природная численность (атом.%) Ядерный спин (I) Магнитный момент (μ / μ Н ) 204 Pb 203.973020 (5) 1,4 (1) 0 206 Pb 205.974440 (4) 24,1 (1) 0 207 Pb 206.975872 (4) 22,1 (1) 1 / 2 0,58219 208 Pb 207.976627 (4) 52,4 (1) 0 Данные по радиотопам
Дополнительные данные по изотопам свинца природного происхождения перечислены выше. В этой таблице представлена информация о некоторых радиотопах свинца, их массах, периодах полураспада, способах распада, их ядерных спинах и их ядерных магнитных моментах. Изотоп Масса / Да Период полураспада Тип распада Ядерное вращение Ядерный магнитный момент 200 Pb 199.97182 21,5 ч EC к 200 Tl 0 201 Pb 200.97285 9,33 ч EC к 201 Tl 5 / 2 0,675 202 Pb 201.97214 53000 л ОтEC до 202 TL; α к 198 Hg 0 203 Pb 202.97338 2,1615 d EC к 203 Tl 5 / 2 0,686 205 Pb 204.97447 1,51 x 10 7 y EC к 205 Tl 5 / 2 0,712 210 Pb 209.98417 22,6 года β — до 210 Bi; α к 206 Hg 0 211 Pb 210.98873 36,1 м β — до 211 Bi 9 / 2 -1,414 212 Pb 211.99187 10,64 ч β — до 212 Bi 0 Список литературы
- Встречающиеся в природе изотопы изотопов: отчет Комиссии по атомным весам и изотопному содержанию для Международного союза чистой и прикладной химии в Изотопных составах элементов 1989 , Чистая и прикладная химия, 1998, 70 , 217.[Авторское право 1998 IUPAC]
- Для получения дополнительной информации о радиоизотопах см. Таблицу нуклидов Jonghwa Chang (Корейский научно-исследовательский институт атомной энергии)
- Массы, ядерные спины и магнитные моменты: I. Mills, T. Cvitas, K. Homann, N. Kallay, and K. Kuchitsu в книге Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry , Blackwell Scientific Publications, Oxford, UK, 1988. [Copyright 1988 IUPAC]
ЯМР Свойства свинца
Обычное эталонное соединение: Pb (CH 3 ) 4 .
Список литературы
- R.K. Харрис в энциклопедии ядерного магнитного резонанса , , D.M. Гранти и Р.К. Харрис, (ред.), Т. 5, John Wiley & Sons, Чичестер, Великобритания, 1996. Я благодарен профессору Робину Харрису (Даремский университет, Великобритания), который предоставил большую часть данных ЯМР, авторские права на которые принадлежат IUPAC 1996 года, адаптированные из его вклада, содержащегося в этой ссылке.
- Дж. Мейсон в Multinuclear NMR , Plenum Press, Нью-Йорк, США, 1987.Приведенные данные для некоторых радиоактивных ядер взяты из этой ссылки.
- P. Pyykkö, Mol. Phys. , 2008, 106 , 1965–1974.
- P. Pyykkö, Mol. Phys. , 2001, 99 , 1617-1629.
- P. Pyykkö, Z. Naturforsch. , 1992, 47a , 189. Я благодарен профессору Pekka Pyykkö (Университет Хельсинки, Финляндия), который предоставил данные о ядерном квадрупольном моменте в этой и следующих двух ссылках.
- Д.Р. Лиде, (редактор), Справочник CRC по химии и физике 1999-2000: Готовый справочник химических и физических данных (Справочник CRC по химии и физике , CRC Press, Бока-Ратон, Флорида, США, 79-я выпуск, 1998.
- P. Pyykkö, личное сообщение , 1998, 204, 2008, 2010.
СЧ4У Химия: моли атомов
Родинки атомов
Атомная масса элемента — величина относительная.Первоначально атомная масса водорода, самого легкого из элементов, принималась равной один и атомные массы всех остальных элементов измерялись в соотношении к атомной массе водорода. Позже оказалось, что это был плохой выбор. Мало того, что водород естественным образом состоит из более чем одного изотопа, но и был дополнительный вопрос (особенно среди ранних химиков) относительно того, одноатомный водород или двухатомный водород следует рассматривать как имеющие атомарный масса один.После некоторых усилий и одного крупного фальстарта с кислородом химики и физики договорились об общей относительной шкале атомной массы. Углерод изотопной массе двенадцать была присвоена атомная масса ровно двенадцать, и все другие атомные массы, будь то изотопы или элементы, были указаны относительно до углерода с атомной массой двенадцать. Это привело к тому, что относительный атомная масса водорода 1,0079 … а не точно 1,0000 …. Разница менее 1% слишком мало, чтобы иметь значение во многих приблизительных химических расчетах, но он достаточно велик, чтобы иметь значение при выполнении точной работы.
Физики и некоторые химики измеряют массы отдельных атомы в кг, г или атомных единицах массы. Однако для большинства химиков масса одного атома неудобно мала и молярная масса вещества используется. Молярная масса атома — это масса очень большого количества одинаковых атомы — один моль атомов.Один моль атомов по определению — это число атомов, которые существуют ровно в двенадцати граммах углерода изотопной массы двенадцать (12С). Этот номер называется Avogadro number , NA, и лучший Текущее определение его значения составляет 6,02 х 10 +23 . Родинки атомов и молекул настолько важны в химии, что некоторые из следующих разделы посвящены их введению, и они будут использоваться постоянно на всех курсах химии.Эта родинка просто цифра. Если бы вас спросили, сколько из дюжины, ответ был бы почти автоматическим. 12. Сколько брутто? Опять автоматический ответ 144! Этот число жизненно важно для химиков. 1 моль = 6,02 x 10 23 частиц (либо атомы, либо молекулы). Это было бы в ваших интересах запомнить это число!
Молярные атомные массы элементов Молярная масса атома — это просто масса одного моля идентичного атомы.Однако большинство химических элементов встречаются на Земле не как единое целое. изотоп, но как смесь изотопов, поэтому атомы одного элемента не все имеют одинаковую массу. Поэтому химики различают молярную атомную массу изотопа, который представляет собой массу одного моля идентичных атомов, которые образуют этот изотоп из молярной атомной массы элемента, который является масса одного моля атомов различных изотопов этого элемента, имеющих естественное изобилие, как оно есть на Земле.Для многих элементов вариации, обнаруженные в естественной численности, ограничивают точность, с которой молярная атомная масса этого элемента может быть известна. Те элементы, для которых это верно, указаны в периодической таблице.Химики работают с элементами в естественном виде. Фактически На самом деле разделить изотопы очень сложно. Химики любят заниматься атомная масса или атомный вес 1 моля вещества. Взвешенный моляр атомная масса элемента в естественном виде будет называться просто как атомная масса элемента с этого момента.
Какова атомная масса Pb? Посмотрите на периодические table и найдите Pb. Вы найдете массовое число, указанное как 207,2 .
Один атом Pb весит 207,2 а.е.м. (атомные единицы массы)
Один моль атомов Pb весит 207,2 грамма. То есть 1 моль или 207,2 граммы Pb содержат 602 000 000 000 000 000 000 000 атомов Pb.
По сумме отдельных атомов можно найти массу молекула.
Масса перекиси водорода, H 2 O 2 рассчитывается так:
H 2 O 2 имеет 2 атома водорода и 2 атома кислорода атомы в нем.
Следовательно, масса равна 2 X H + 2 X O = 2 X 1.01 а.е.м. + 2 X 16,00 а.е.м. = 2,02 + 32,00 = 34,02 а.е.м. Итак, одна молекула перекиси водорода весит 34,02 а.е.м. Моль перекиси водорода будет весить 34,02 грамма.
В таблице Менделеева указаны отдельные атомные массы. Если вы знаете количество и тип элементов в молекуле, вы можете сложить индивидуальные массы, чтобы найти молекулярную массу или молекулярную массу.
Найти молекулярную массу фосфата кальция, Ca 3 (PO 4 ) 2
В молекуле 3 атома кальция, 2 атома фосфата и 8 атомов O. в этом.Остановитесь и убедитесь в этом сами. У Ca есть индекс 3. У P предполагается 1, а у O — 4. Однако PO 4 группа заключена в скобки с нижним индексом 2. 2 означает умножение все внутри скобок на 2. Итак, мы получаем 2 атома P и 8 атомов O.
Расчет: 3 X Ca = 3 X 40,08 а.е.м. = 120,24 а.е.м.
Всего отдельных типов атомов 120.24 а.е.м. + 61,94 а.е.м. + 128,00 а.е.м. = 310,18 а.е.м.Одна молекула фосфата кальция весит 310,18 а.е.м. и моль из них будет весить 310,18 грамма.
Остановитесь здесь и выполните упражнение «Атомный вес и масса»
Нажмите здесь, чтобы перейти на сайт калькулятора молекулярной массы.
Процентный состав
Процентный состав — это небольшой простой расчет, имеющий большое влияние на химию.Когда открывается новое вещество, одно из Первое, что определяется, — это его химический состав. Это значит, как большая часть каждого типа атомов находится в молекуле. Какой процентный состав оксида стронция? СрО
Имеется 1 атом Sr и 1 атом О.
Масса 1 Sr составляет 87,62 а.е.м, а масса O — 16,00 а.е.м.
Процентный состав — это доля SrO, которая просто СтаршийЭто дробь:
Процент Sr = масса Sr в молекуле / молекулярная масса 100% х
Стронций составляет 84,56% молекулы. Кислород составляет 100% — 84,56% = 15,44%. Аму — это отравляющие единицы. Знак% означает, что нет из 100.Общее уравнение для определения процентного состава элемент:
процентов элемента = общая масса только этого элемента / молекулярная масса X 100%
Остановитесь здесь и выполните упражнение «Процентная композиция»
Нажмите здесь, чтобы перейти к калькулятору процентного состава.
.