Proprietà e metallurgia del Piombo

AREA I - ARTE TECNICO-SCIENTIFICA (ATS)

Cap. ATS-G05 - Proprietà metalli - Pag. ATS-G05.01

Gli argomenti trattati sono stati inseriti da Ing. Arch. Michele Cuzzoni nel 2012 - © Copyright 2007- 2024 - e sono desunti dalla documentazione indicata in Bibliografia a fondo pagina

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Il piombo è un brillante metallo di colore bianco-bluastro. È molto morbido, altamente malleabile, duttile, e un conduttore di elettricità relativamente povero . È molto resistente alla corrosione ma si appanna a seguito di esposizione ad aria.

 

Presenta i numeri di ossidazione +2 e +4. Per la coppia Pb²⁺/Pb si ha E⁰ = - 0,126 V, mentre per la coppia Pb⁴⁺/Pb²⁺ il potenziale standard vale E⁰ = + 1,69 V. Nonostante il potenziale della coppia Pb²⁺ / Pb sia negativo, il piombo metallico viene scarsamente attaccato dagli acidi ossidanti, perchè esso forma spesso sali poco solubili che generano sulla superficie del metallo un leggero strato protettivo. Il metallo viene attaccato dall'acido nitrico con reazioni del tipo:

 

 

Attaccandolo con acido solforico non molto concentrato si ha l'ossidazione del metallo e la formazione di PbSO₄, bianco e insolubile; con acido solforico concentrato, invece si forma Pb(HSO₄)₂, solubile:

 

 

Nello stato di ossidazione inferiore precipita a pH = 7 come Pb(OH)₂ che si ridiscioglie a pH = 13 per formazione di complessi piombosi.

La maggior parte dei sali è insolubile o poco solubile: PbSO₄, PbCl₂, PbBr₂, PbI₂, PbCrO₄, PbS. Non forma molti complessi. I più stabili sono quelli con gli alogenuri.

I complessi con lo ione acetato sono del tipo [Pb(CH₃COO)]⁺ e [Pb(CH₃COO)_4]^2- e sono molto importanti ai fini analitici. La loro formazione viene infatti sfruttata per portare in soluzione composti poco solubili come ad esempio PbSO₄.

Nello stato di ossidazione +4 non esiste come ione libero in soluzione. Il catione, infatti, è molto acido per cui in acqua sarà quasi completamente idrolizzato secondo reazioni del tipo:

 

 

nelle quali l'equilibrio è quasi del tutto spostato a destra. I composti più stabili risultano il PbO₂  e i complessi.

Il metallo viene attaccato dall'acido nitrico e solforico concentrati, nonché dall'acido cloridrico e iodidrico, sempre comunque molto lentamente.

Il piombo si scioglie anche in soluzioni di idrossidi alcalini a caldo, con formazione dello ione complesso piombito:

 

 

Le reazioni analitiche principali riguardano lo ione piomboso, e sono:

- con H₂SO₄ o comunque con SO^2-₄ : precipita PbSO₄, bianco, insolubile in quasi tutti i reattivi non complessanti;

- con I^- : precipita PbI₂, giallo, che può ridisciogliersi in eccesso di ioni I^- per formazione di [PbI₄]^2- ;

- con CrO^2-₄ in ambiente non troppo acido: precipita PbCrO₄, giallo;

- con H₂S: precipita PbS, nero, che è uno dei solfossidi del secondo gruppo analitico.

 

Un composto molto noto del piombo è il piombotetraetile, usato come additivo antidetonante nella benzina, che si prepara facendo reagire una lega sodio-piombo con cloruro di etile:

 

 

Un altro composto di largo impiego è il minio, che ha formula Pb₃O₄ e che è in sostanza un ossido misto: 2PbO . PbO₂. E' di colore arancione e viene usato come ricoprente antiruggine per i metalli. Il suo impiego maggiore consiste nella fabbricazione di batterie di accumulatori.

 

Il piombo trova altre importanti applicazioni nella fabbricazione di pigmenti, di tubazioni, come rivestimento per speciali apparecchiature per l'industria chimica e per la fabbricazione di canne d'organo.

 

Tubazioni in piombo che portano le insegne degli imperatori romani, usate per gli scarichi dei bagni, sono ancora in servizio. Le leghe includono peltro e saldatura.
 

Il piombo si presenta naturalmente nell'ambiente. Tuttavia, la maggior parte del piombo che si trova in ambiente e' prodotto da attività umane. Grazie all'applicazione di piombo nella benzina si e' stato formato un ciclo artificiale del piombo. Nel motori delle automobili viene bruciato piombo, che porta all'inizio della formazione di sali (cloro, bromo, ossidi).

Questi sali di piombo entrano nell'ambiente attraverso gli scarichi delle automobili. Le particelle piu' grandi finiscono immediatamente sul terreno o nell'acqua superficiale inquinandola, mentre le particelle più piccole attraverseranno lunghe distanze attraverso l'aria e rimarranno nell'atmosfera. Una parte di questo piombo ricadrà sulla terra sottoforma di pioggia. Questo ciclo del piombo causato dalla produzione umana è molto più esteso del ciclo naturale del piombo. Ciò ha reso l'inquinamento da piombo un problema mondiale.

 

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Bibliografia

 

Bib-TS-010 - M. Cavallini, F. Iacoviello - Materiali Metallici - Francesco Ciolfi Editore, via E. De Nicola, Cassino

Bib-TS-011 - W. Nicodemi - Metallurgia - Masson, Milano

Bib-TS-012 - A. Cigada - Struttura e proprietà dei materiali metallici - Città Studi, Milano

Bib-TS-092 - L. Mugnani - Manuale pratico di fonderia - Milano, 1928

Bib-TS-093 - Dispense di Chimica - A.A. 1992/1993 - Facoltà di Ingegneria Edile / Architettura - Pavia

 

 

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