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Details von Blei

• Ordnungszahl: 82

• Dichte: bei 20ºC 11,34 g cm-3

• Schmelzpunkt: 327 °C• Siedepunkt: 1740 °C• Historie: 7000 vor Christus; 1814 J. J. Berzelius• Aggregatzustand: fest 

Allgemeines über Blei

• Blei ist ein verformbares mattgraues Metall.• Das Metall ist so weich, dass es auf Papier einen

grauen Abrieb hinterlässt!• Das Metall ist mit 327°C niedrigschmelzend.• An Luft bildet es aber sofort eine dünne, schützende

Oxidschicht.• Blei (Pb, lat. plumbum) ist ein chemisches Element

mit dem Symbol Pb und der Ordnungszahl 82. Es zählt zu den Shwermettalen.

• Das Metall steht in der 4. Hauptgruppe (Kohlenstoffgruppe) und 6. Periode des Periodensystem der Elemente.

Periodensystem

Geschichte • Besonders wichtig wurde Blei nach Erfindung der

Feuerwaffen für das Militär als Material für Projektile von Handfeuerwaffen

• Mit Beginn der industriellen Revolution wurde Blei dann in großen Mengen für die chemische Industrie, z. B. für die Schwefelsäureproduktion im Bleikammerverfahren, benötigt. Es war damals das wichtigste Nichteisenmetall.

• Heutzutage liegt die Menge des gewonnenen Bleis bei

den Nichteisenmetallen an vierter Stelle nach Aluminium, Kupfer und Zink

• Es wird vor allem für Autobatterien (Bleiakkumulatoren) verwendet (60 % der Gesamtproduktion).

Vorkommen

• Blei kommt in der Erdkruste mit einem Gehalt von etwa 0,0018 % vor

• Dieses Mineral ist auch die bedeutendste kommerzielle Quelle für die Gewinnung neuen Bleis

• Die wirtschaftlich abbaubaren Vorräte werden weltweit auf 67 Millionen Tonnen geschätzt

• Die größten Vorkommen findet man in China, USA, Australien, Russland, Kanada und in Europa Schweden und Polen

Bleiglanz (Galenit)

• Ist auch unter der chemischen Bezeichnung Bleisulfid bekannt

• Dieses tritt häufig vergesellschaftet mit den Sulfiden anderer Metalle (Kupfer, Bismut, Zink, Arsen, Antimon u. a.) auf, die naturgemäß als Verunreinigung des Rohbleis bis zu einem Anteil von 5 % enthalten sind.

• Das durch Zerkleinerung, Klassierung und Flotation auf bis zu 60 % Mineralgehalt aufbereitete Erz wird in drei verschiedenen industriellen Prozessen in metallisches Blei überführt. Dabei treten die Verfahren der Röstreduktion und der Röstreaktion zunehmend in den Hintergrund und werden durch Direktschmelzverfahren ersetzt, weil es umweltfreundlicher ist.

Röstreduktionsarbeit • 1 Stufe:

• Dieses Verfahren verläuft

in zwei Stufen, dem Rösten und der Reduktion. Beim Rösten wird das fein zerkleinerte Bleisulfid auf einen Wanderrost gelegt und 1000 °C heiße Luft hindurchgedrückt. Dabei reagiert es mit dem Sauerstoff der Luft in einer exothermen Reaktion zu Blei(II)-oxid (PbO) und Schwefeldioxid. Dieses wird über die Röstgase ausgetrieben und kann für die Schwefelsäureproduktion verwendet werden. Das Bleioxid ist unter diesen Bedingungen flüssig und fließt nach unten.

• 2 Stufe:• Anschließend erfolgt die

Reduktion des Bleioxids mit Hilfe von Koks zu metallischem Blei. Dies geschieht in einem Schachtofen, ähnlich dem beim Hochofenprozess verwendeten. Dabei werden schlackebildende Zuschlagsstoffe wie Kalk beigefügt

Röstreaktionsarbeit

• Dabei wird das sulfidische Erz nur unvollständig geröstet. Anschließend wird das Bleisulfid/Bleioxid-Gemisch weiter unter Luftabschluss erhitzt. Dabei setzt das Bleioxid sich mit dem verbliebenen PbS ohne Zugabe eines weiteren Reduktionsmittels zu Blei und Schwefeldioxid um

Direktschmelzverfahren

• Moderne Herstellungsverfahren für Blei basieren auf das Direktschmelzverfahren, das sehr Umweltfreundlich ist.

• Das Bleisulfid wird ähnlich wie beim Röstreaktionsverfahren nicht vollständig geröstet. Ein Teil des Bleis entsteht somit durch Reaktion des Bleisulfids mit Bleioxid. Da der Reaktor leicht geneigt ist, fließen Blei und bleioxidhaltige Schlacke ab. Diese passiert die Reduktionszone, in welche Kohlenstaub eingeblasen und das Bleioxid so zu Blei reduziert wird. Beim Rösten wird statt Luft reiner Sauerstoff verwendet. Dadurch verringert sich das Volumen an Abgasen erheblich

Nachweis von Blei• Eine Möglichkeit, eine

mikroskopische Nachweisreaktion für Bleiionen durchzuführen, ist der Nachweis als Blei (II)- iodid.

• Dabei wird die Probe in verdünnter Salzsäure gelöst und vorsichtig bis zur Kristallisation eingedampft. Der Rückstand wird mit einem Tropfen Wasser aufgenommen und anschließend mit einem Kristall eines wasserlöslichen Iodids, z. B. Kaliumiodid, versetzt. Es entstehen nach kurzer Zeit gelbe, hexagonale Blättchen des Blei (II)- iodids, die zwischen gekreuzten Polarisatoren intensive Interferenzfarben zeigen.

Fahlblaue Flammenfärbung durch Blei

Bleibelastung der Umwelt

Luft: • Die Bleibelastung der Luft wird hauptsächlich durch bleihaltige Stäube

verursacht. • Hauptquellen für Bleistäube sind die bleierzeugende Industrie, das

verbrennen von Kohle und vor allem der Autoverkehr• Verbrennung von Hausmüll in Müllverbrennungsanlagen

Boden:• Bleigehalt: 15mg/kg • Großteil: Bleistäube aus der Luft die durch Regen in den Boden gelangen.• Dünger tragen ebenfalls zur Bleibelastung bei.• Altlasten wie z. B. an ehemaligen Standorten von bleiproduzierenden

Industriebetrieben oder in der Umgebung von alten bleiummantelten Kabeln kann der Boden ebenfalls eine hohe Bleibelastung aufweisen

Wasser: • Die Bleibelastung von Flüssen und Seen resultiert hauptsächlich durch

Ausschwemmen von Blei aus belasteten Böden. • Auch das Lösen geringer Mengen an Blei durch den Regen aus

Bleiwerkstoffen

Gesundheitliche Auswirkungen

• Blei ist ein Weichmetall, es wird für viele Produkte verwendet (Metallprodukte, Kabel, Rohrleitungen), aber auch in Lacken und Pestiziden.

• Blei ist sehr giftig, daher ist es eine Gefahr für den Menschen.

• Der Mensch nimmt Blei über die Nahrung (65%), das Wasser (20%) und die Luft (15%) auf.

• Nahrung wie Früchte, Gemüse, Fleisch, Körner, Fisch, Meeresfrüchte, Limonaden und Wein enthalten oft viele Mengen an Blei. Auch im Zigarettenrauch kommt Blei in kleinen Konzentrationen vor.

• Blei gelangt ins Trinkwasser indem sich aus den Bleirohrleitungen Teilchen herauslösen (Korrosion). Man merkt es, wenn das Wasser leicht säuerlich schmeckt. 

• Blei erfüllt nach dem jetzigen Wissensstand keine Funktion im menschlichen Körper, sonder schädigt diesen nur.

Wirkungen von Blei• Die Wirkungen von Blei sind:

• - Störung der Biosynthese von Hämoglobin und Anämie- Blutdruckanstieg- Nierenschäden- Fehl- und Frühgeburten- Schäden des Nervensystems- Hirnschäden- Verminderte Fruchtbarkeit bei Männern durch Schädigungen der Spermien

- Verminderte Lernfähigkeit bei Kindern- Verhaltensstörungen bei Kindern, wie etwa Aggressionen, impulsives Verhalten und HyperaktivitätGefahrensymbole:

Giftig Umweltgefährlich

Bleikristall

• Eine Bezeichnung für glattes oder geschliffenes Bleiglas

• Bleikristall wird traditionell im Gebiet des Böhmerwald-Massivs hergestellt, also im Grenzgebiet zwischen Bayern und Tschechien

• In Deutschland wird Bleikristall inzwischen auch industriell gefertigt, indem das Glas maschinell gepresst oder in Formen geblasen wird

Bleigießen• Der Name sagt,

dass Bleigießen etwas mit Blei zu tun haben sollte, aber dass stimmt nicht, weil der Schmelzpunkt von Blei so hoch ist und man diese Temperatur mit einer Kerze nicht erreichen kann, verwendet man Zinn.

Recycling

• Es wird in einem Ofen bei 400°C erhitzt und dann wird es in die entsprechenden Formen gegossen

• z.B.: für Bleirohre, Bleiakkumulatoren und Bleimäntel (Röntgen), Schutz vor radioaktiver Strahlung und weiteres