עופרת

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

ביסמוט - עופרת - תליום
 
Sn
Pb
Uuq  
 
 

כללי
מספר אטומי 82
סמל כימי Pb
סדרה כימית מתכות
צפיפות 11342 kg/m3
מראה אפרפר כחלחל
תכונות אטומיות
משקל אטומי 207.21 amu
רדיוס ואן דר ולס 202 pm
רמות אנרגיה 2, 8, 18, 32, 18, 4
תכונות פיזיקליות
מצב צבירה בטמפ' החדר מוצק
טמפרטורת התכה 327.5°C
טמפרטורת רתיחה 1749°C
לחץ אדים 4.21E-07 Pa ב 600°K
מהירות הקול 1260 מטר לשנייה ב293.15°K
שונות
אלקטרושליליות 2.33
קיבול חום סגולי 129 J/(kg·K)
מוליכות חשמלית 4.81 106/m·Ω
מוליכות תרמית 35.3 W/(m·K)
אנרגיית יינון ראשונה 715.6 kJ/mol

עופרת - מתכת רעילה וכבדה. מספרה האטומי 82 וסימנה Pb. העופרת הייתה ידועה לאדם עוד מימי קדם ושמהלך ההיסטוריה קנתה לעצמה שימושים רבים.

תוכן עניינים

[עריכה] מאפיינים

צבע העופרת אפרפר עם גוון כחלחל, אשר הופך לאפור בתגובה עם האוויר. העופרת כבדה והיא נמנית על החומרים הצפופים ביותר, אך לעומת זאת היא גם רכה מאוד, תכונה המקנה לה יכולות עיבוד גבוהות. היא עמידה מאוד לקורוזיה מאחר שבמגע עם האוויר השכבה החיצונית של כלי העופרת נהפכת לתחמוצת אשר מבודדת את שאר המתכת. העופרת ותרכובותיה רעילים מאוד לבני אדם. ההמוליכות החשמלית והמוליכות התרמית שלה נמוכות. תכונה המייחדת את העופרת היא שלוח עופרת עבה דיו חוסם כל קרינה מייננת (בין השאר, קרינת גמא).

ניתן למצוא עופרת בצורתה הטהורה בטבע, אך דבר זה נדיר, וברוב המקרים היא נמצאת בטבע בסמיכות ליסודות אחרים, בעיקר נחושת, אבץ וכסף. כן ניתן להפיק עופרת מהסולפיד שלה, PbS (גלנה).

[עריכה] שימושי העופרת

  • בעבר הוסיפו עופרת אל דלק הבנזין לשם העלאת דירוג האוקטאן שלו המאפשר קבלת הספק גבוה יותר ממנוע בנפח נתון. נוהג זה כמעט ונפסק בעקבות התוצרים הרעילים (הנפלטים מן המפלט). השימוש הנרחב בכל המכוניות החדשות בבנזין נטול עופרת עם ממירים קטליטיים והעובדה שהעופרת גורמת נזק לממירים אלו, מייחד את תוספת העופרת לדלק לשימוש רק למכוניות ישנות שנעלמות עם הזמן.(מנועי מכוניות אלו לא בנויים להשתמש בדלק נטול עופרת ועדיין זקוקות לדלק עם עופרת בגלל תכונות סיכה שיש לעופרת).
  • כיום משמשת העופרת ללוחות בתוך המצבר המודרני, וכן בחלק מהסוללות.
  • מתרכובת העופרת עופרת פחמתית הנקראת גם "עופרת לבנה" מכינים צבע לבן שהוא בסיס לצבעים רבים. ברם, צבעים אלו הם רעילים ומשום כך אין צובעים איתם פריטים בעלי סכנת אכילה כמו רהיטי וצעצועי ילדים.
  • לתרכובות אחרות של עופרת שימושים רבים - יצור לכות, גפרורים, חומרי הדברה וצבעים (חוץ מן הצבע הלבן).
  • בעקבות עמידות העופרת לקורוזיה ובפני חומרים פעילים אחרים מצפים בעזרתה צינורות פליטה (ביוב וכו'), בקבוקי נוזלים שאינם מיועדים לשתייה וכו'. לעתים אף מורחים את התחמוצת של העופרת על כלי ברזל למען מניעת החלדתם.
  • בעקבות המסה הסגולית הגבוהה של העופרת משתמשים בעיקר בה לייצור משקולות כמו משקולות דייג וצלילה.
  • ציפוי כבלי חשמל בשל רכותה ועמידותה.
  • ציפוי ובניית קליעי נשק חם למיניהם.
  • מיגון מפני קרינה מייננת, בבדיקות רנטגן, בכורים גרעיניים ובמיגון.
  • בעבר, השתמשו בעופרת בעפרונות; כיום, החליף אותה הגרפיט.

[עריכה] כריית העופרת

[עריכה] הכרייה

עופרת מופיעה בקרום כדור הארץ בשיעור של 16 חלקים במיליון ואת רוב העופרת כורים בתור מינרל המצוי באבני סיד אשר נקרא גלניט (galenite) שהוא בעצם גופרת העופרת (PbS) המינרל מכיל 86.5% עופרת (מסתו המולרית של המינרל היא 239.3) . כריית המינרל מתבצעת בעיקר באמריקה הצפונית, באוסטרליה ובמקסיקו אך ישנם ארצות אחרות אשר כורות את הגלניט בכמויות רבות.

[עריכה] הפקת העופרת

למען הפקת עופרת נקייה מחומר הגלם גלניט תחילה מחממים את הגלניט כדי להיפטר מן שאריות גופרית ולאחר מכן מכניסים את הגלניט הנקי אל כבשן ביחד עם פחם האבן ולאחר חימום (לטמפרטורות גבוהות) הקשר הכימי בין הגופרית לעופרת מתנתק והתוצר הינו עופרת יחסית נקייה ומותכת, העופרת המתקבלת מתהליך זה מכילה לעתים קרובות מתכות יקרות כמו כסף וזהב אשר לעתים מומלץ לזקק מן העופרת למען רווח נוסף.

[עריכה] מיחזור עופרת

את חלק מן העופרת המיוצרת מייצרים על ידי מחזור גרוטאות שהם בעיקר לוחות מצברים וצינורות, את הגרוטאות מתיכים והתוצר הוא גוש עופרת נקי שאינו מעובד.

[עריכה] היסטוריה

העופרת היא אחת משבע המתכות הידועות לאדם מימי קדם; ידוע, שהאדם השתמש בה עוד בשנת 5000 לפנה"ס, ובשל היותה רכה וקלה לעיבוד נודעו לה שימושים רבים. בתקופת רומא העתיקה התקינו מן העופרת צינורות מים ואמבטיות, שימוש אשר נמשך עוד שנים רבות לאחר-מכן. שריד לכך נמצא כיום בשפה האנגלית: עובדי הביוב נקראים plumbers - מלשון השם הלטיני של העופרת: plumbum.

בימי הביניים סברו אלכימאים, כי העופרת היא הראשונה שבמתכות וכי בעזרת אבן החכמים ניתן להכין ממנה זהב. בתקופות מאוחרות יותר התגוונו שימושיה של העופרת: עשו ממנה גגות, ארונות מתים, מכלים, צבע לבן ועוד. ברם, כאשר גילו כי העופרת רעילה לאדם הפסיקו להשתמש בעופרת בכל התחומים הנוגעים למגע ישיר ותכוף עם גוף האדם.

[עריכה] רעילות והשפעות על הגוף

העופרת היא, כאמור, מתכת רעילה. השפעותיה כוללות נזקים לקצות העצבים, וכן לדם ולמוח. לכן יש הסוברים, כי השימוש באצטאט העופרת לשם המתקת היין ברומא העתיקה ו/או מערכת צינורות העופרת להובלת מים, היו הסיבה לטירוף שאחז בכמה מקיסריה. בנוסף לכך, חשיפה לעופרת עלולה לגרום לפגיעה במערכת העצבים ובפוריות אצל נשים.

בשל רעילותה של העופרת, כיום משתמשים בה פחות ופחות במוצרים שהאדם בא במגע תכוף עמם: צבעים, ציפוי כלי אכילה, ומכשירים המעורבים בתהליך ייצור מזון ושתייה.

[עריכה] קישורים חיצוניים