آشنایی با فلز سرب، ویژگی و کاربرد آن
سرب (lead) عنصری سمی و سنگین با عدد اتمی 82 در جدول تناوبی عنصرهاست. نماد شیمیایی سرب pb بوده که مخفف plumbum می باشد. رنگ سرب در حالت معمول نقره ای متمایل به آبی است اما پس از برش خوردن و قرار گرفتن در معرض هوا به رنگ خاکستری در میآید. دمای ذوب سرب °C327.5 بوده و چکش خواری و انعطاف پذیری بالا، رسانایی الکتریکی پایین و چگالی بالا از جمله خصوصیات و ویژگیهای سرب میباشد. در ادامه این مقاله به بررسی کامل خواص، ویژگی و کاربردهای سرب در زندگی روزمره میپردازیم.
تاریخچه سرب
این عنصر برای بیش از 5000 سال مورد استفاده بشر بوده است. بیش از 2000 سال قبل در امپراطوری روم، لوله سربی برای انتقال آب و ورقه و قطعات این فلز برای تزئینات و ساختمانها مورد مصرف قرار میگرفت. در طول قرنها کاربردهای جدید این فلز، شامل لحیم کاری، پوشش بام، بتونه شیشههای ساختمان، یاتاقان و ناودانی توسعه یافت.در میانه قرن بیستم، این فلز کاربردهای گسترده ای در باتری، رنگ، سرامیک، ترکیبات ضد انفجار در بنزین، لحیم، ورق و مهمات پبدا کرد. اگر چه اخیراً با توجه به سمی بودن این عنصر، کاربرد آن با محدودیت مواجه شده، اما درخواست روز افزون باتریهای اسیدی-سربی و سایر محصولات ساخته شده از این فلز، کاهش مصرف این عنصر در بخشهای دیگر را جبران میکند.
فرآوری و استخراج
برای استخراج این عنصر از زمین، ابتدا رگههای آن را در نقاط زمین شناسایی کرده و سپس به وسیله تجهیزات و ماشین آلات مخصوص، حفاری آن محل را شروع میکنند. حفاری به دو شکل افقی و عمودی صورت میگیرد.
پس از حفاری زمین و رسیدن به سنگ معدن، به وسیله انفجار سنگها را از زمین جدا میکنند و آنها را به سطح زمین آورده و با کامیون و کمپرسی به کارخانه میبرند. در کارخانه مایعی روغنی به نام زانتات روی سنگهای خرد شده میریزند و آنها را به داخل آسیاب هدایت میکنند تا سنگها به شکل مایع در آیند.
مایع ایجاد شده به داخل مخزنی هدایت شده و در آن مخزن، سولفید سرب به سطح آمده و با دستگاهی مکنده آن را از مایع جدا میکنند. سپس این ماده خشک شده و به شکل پودر در میآید. در انتها پودر ایجاد شده را ذوب میکنند و سرب را از آن جدا میکنند.
جدول ویژگی و خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر سرب
در جدول پایین ویژگی ها و خواص فیزیکی و شیمیایی این فلز، همچون نقطه ذوب و جوش و چگالی و ... مورد بررسی قرار گرفته است.
| نام عنصر | سرب |
| نماد شیمیایی(علامت اختصاری) | Pb |
| عدد اتمی | 82 |
| رنگ | نقره ای متمایل به آبی- خاکستری |
| نقطه ذوب | ℃327.5 |
| نقطه جوش | ℃1749 |
| چگالی | 11.34g/cm 3 |
یکی از ویژگیهای سرب، سمی بودن آن است این عنصر به عنوان سمی ترین عنصر در جدول تناوبی میباشد و تاثیرات مخربی بر سلامتی انسان و محیط زیست دارد. این فلز از طریق آب، هوا و مواد غذایی می تواند وارد بدن انسان شده و باعث مسمومیت گردد. همچنین خاک و آب آلوده به عنصر pb سبب می شود تا سلامتی گیاهان و جانوران در معرض خطر قرار بگیرد.
کاربردهای فلز سرب
عنصر pb ، پنجمین فلز پرکاربرد بعد از آهن، آلومینیوم، روی و مس می باشد. این عنصر در موارد زیر به کار برده میشود:
باتریهای سربی در صنعت خودرو
عنصر pb، یک ماده اصلی در تولید انواع باتری سربی- اسیدی میباشد. قابلیت شارژ مجدد و قیمت مقرون به صرفه سبب کاربرد این عنصر به عنوان باتری خودرو و سایر وسایل نقلیه گردیده است. بیش از 80 درصد از تولیدات این فلز در باتریها مصرف شوند. همچنین بازیافت این فلز از باتریهای فرسوده باعث میشود تا احتیاج به استخراج این عنصر کمتر شود.
ورقها و لولههای سربی در صنعت ساختمان سازی
این فلز عملکرد عایقی مطلوبی در مقابل رطوبت دارد از این رو به کار بردن ورقهایی از این جنس در عایق کاری سقف، پنجره و مکانهایی که احتمال نفوذ آب و رطوبت زیاد است، امری هوشمندانه به نظر میرسد. همچنین این فلز چگالی بالایی دارد و این ویژگی سبب میشود تا عایق صوتی مناسبی باشد و ورقهایی با این جنس در دیوارها، کف و سقف ساختمانهای مسکونی، استدیوهای ضبط صدا، سالنهای سینما و تئاتر برای ایجاد محیط آرام به کار برده شود. اتصالات و لولههای سربی نمونه دیگری از کاربرد فلز سرب در صنعت ساختمان سازی به شمار میرود.
ساخت گلوله و مهمات در صنایع نظامی
در صنایع نظامی ساخت مهمات و گلوله به وسیله این فلز صورت میگیرد. چگالی بالای این فلز سبب افزایش قدرت نفوذ گلوله و تخریب بیشتر به وسیله آن میشود. علاوه بر این به کار بردن آن در ساخت زرههای تانک و نفربر سبب محافظت از سرنشینان این وسایل در برابر گلوله و ترکش میشود. این فلز همچنین در ساخت باتریهای سیستمهای الکترونیکی نظامی نیز کاربرد دارد.
کابل زره دار در صنعت برق و الکترونیک
قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی و همچنین عبور برق با فشار قوی سبب آسیب به کابلها میشود. یکی از راههای محافظت از کابل در برابر این شرایط استفاده از لایه ای از سرب به عنوان روکش در کابل میباشد. این نوع کابلها که با نام کابلهای زره دار شناخته میشوند، از مقاومت بسیار بالایی برخوردارند. این نوع کابل ها برای انتقال برق در ساختمانهای بلند و برج ها به کار میروند. همچنین در کارخانه جات و شرکتهایی که در معرض مواد شیمیایی و خوردنده قرار دارند به کار بردن این نوع کابل رایج است.
لوله سربی در صنعت نفت و گاز و پتروشیمی
در صنعت نفت و گاز و پتروشیمی برای انتقال مواد اسیدی و شیمیایی، نیاز به لولههایی است که مقاومت بالایی در برابر خوردگی داشته باشند. به همین منظور لولههای سربی تولید و در این صنایع به کار برده میشود.
تولید آلیاژهای سرب
افزودن برخی از عناصر به عنصر pb سبب افزایش کارایی و قابلیت آن میشود. آنتیموان، مس، نقره، قلع و کلسیم از جمله عناصری هستند که با این فلز ترکیب شده و آلیاژهای آن را تشکیل میدهند. آلیاژهای این فلز کاربردهایی مشابه فلز خالص را دارند اما عملکرد آنها بهبود یافته است.
تفاوت سرب نرم و خشک
فلز سرب به اشکال مختلفی همچون مایع، نرم و خشک موجود میباشد. ویژگیهای سرب خشک که آلیاژ سرب و آنتیموان است؛ قابلیت ریخته گری، شکل پذیری بالا و خوش فرمی آن است و در دستگیره و لولای در و .. کاربرد دارد. نوع دیگری از این فلز، سرب نرم میباشد که در واقع حاصل بازیافت سرب است و خلوص بالایی دارد کاربردهای سرب نرم در باتری خودرو، روکش کابل و صنایع ساختمانی است.
آقای شریف
نظرات کاربران :