Plomo

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82
Pb
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
Tabla completaTabla ampliada
Pb,82.jpg
gris azulado
Información general
Nombre, símbolo, número Plomo, Pb, 82
Serie química Metales del bloque p
Grupo, período, bloque 14, 6, p
Masa atómica 207,2 u
Configuración electrónica [Xe]4f14 5d10 6s2 6p2
Dureza Mohs 1,5
Electrones por nivel 2, 8, 18, 32, 18, 4 (imagen)
Propiedades atómicas
Radio medio 180 pm
Electronegatividad 2,33 (Pauling)
Radio atómico (calc) 154 pm (Radio de Bohr)
Radio covalente 147 pm
Radio de van der Waals 202 pm
Estado(s) de oxidación 4, 2 (anfótero)
1.ª Energía de ionización 715,6 kJ/mol
2.ª Energía de ionización 1450,5 kJ/mol
3.ª Energía de ionización 3081,5 kJ/mol
4.ª Energía de ionización 4083 kJ/mol
5.ª Energía de ionización 6640 kJ/mol
Propiedades físicas
Estado ordinario Sólido
Densidad 11340 kg/m3
Punto de fusión 600,61 K (327 °C)
Punto de ebullición 2022 K (1749 °C)
Entalpía de vaporización 177,7 kJ/mol
Entalpía de fusión 4,799 kJ/mol
Presión de vapor 4,21 × 10-7 Pa a 600 K
Temperatura crítica 7,196 K (-266 °C)
Módulo de compresibilidad 46 GPa
Varios
Estructura cristalina Cúbica centrada en las caras
N° CAS 7439-92-1
Calor específico 129 J/(K·kg)
Conductividad eléctrica 4,81 × 106 S/m
Conductividad térmica 35,3 W/(K·m)
Módulo elástico 16 GPa
Módulo de cizalladura 5.6 GPa
Coeficiente de Poisson 0.44
Velocidad del sonido 1260 m/s a 293,15 K (20 °C)
Isótopos más estables
Artículo principal: Isótopos del plomo
iso AN Periodo MD Ed PD
MeV
204Pb 1,4 % >1.4×1017 años α 2,186 200Hg
205Pb Sintético 1.53×107 años ε 0,051 205Tl
206Pb 24,1 % Estable con 124 neutrones
207Pb 22,1 % Estable con 125 neutrones
208Pb 52,4 % Estable con 126 neutrones
210Pb trazas 22,3 años α
β
3,792
0,064
206Hg
210Bi
Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se indique lo contrario.

El plomo es un elemento químico de la tabla periódica, cuyo símbolo es Pb (del latín plumbum) y su número atómico es 82 según la tabla actual, ya que no formaba parte en la tabla de Dmitri Mendeléyev. Este químico no lo reconocía como un elemento metálico común por su gran elasticidad molecular. Cabe destacar que la elasticidad de este elemento depende de la temperatura ambiente, la cual distiende sus átomos, o los extiende.

El plomo es un metal pesado de densidad relativa o gravedad específica 11,4 a 16 °C, de color plateado con tono azulado, que se empaña para adquirir un color gris mate. Es flexible, inelástico y se funde con facilidad. Su fusión se produce a 327,4 °C y hierve a 1725 °C. Las valencias químicas normales son 2 y 4. Es relativamente resistente al ataque del ácido sulfúrico y del ácido clorhídrico, aunque se disuelve con lentitud en ácido nítrico y ante la presencia de bases nitrogenadas. El plomo es anfótero, ya que forma sales de plomo de los ácidos, así como sales metálicas del ácido plúmbico. Tiene la capacidad de formar muchas sales, óxidos y compuestos organometálicos.

Características generales[editar]

Los compuestos de plomo más utilizados en la industria son los óxidos de plomo, el tetraetilo de plomo y los silicatos de plomo. El plomo forma aleaciones con muchos metales, y, en general, se emplea en esta forma en la mayor parte de sus aplicaciones. Es un metal pesado y tóxico, y la intoxicación por plomo se denomina saturnismo o plumbosis.

Isótopos del plomo[editar]

El plomo está constituido por muchos isótopos, siendo estables cuatro de ellos: 204Pb, 206Pb, 207Pb, y 208Pb.

Al 204Pb se le conoce como plomo primordial, y el 206Pb, 207Pb y 208Pb se forman por la desintegración radioactiva de dos isótopos del uranio (235U y 238U) y un isótopo del torio (232Th).

El 210Pb es radioactivo y un precursor del 210Po en la serie de decaimiento del 238U.

La concentración de 210Pb en fumadores es el doble que la concentración en no fumadores. Esta diferencia se atribuye a la inhalación de 210Pb en el humo del tabaco.[1] [2]

Fuentes de plomo[editar]

Galena, mena de plomo

El plomo rara vez se encuentra en su estado elemental. Se presenta comúnmente como sulfuro de plomo en la galena (PbS).[3] Otros minerales de importancia comercial son los carbonatos (cerusita, PbCO3)[3] y los sulfatos (anglesita, PbSO4).[3] Los fosfatos (piromorfita, Pb5Cl(PO4)3),[3] los vanadatos (vanadinita, Pb5Cl(VO4)3),[3] los arseniatos (mimelita, Pb5Cl(AsO4)3),[3] los cromatos (crocoita, PbCrO4)[3] y los molibdatos (vulferita, PbMoO4),[3] los wolframatos (stolzita, PbWO4)[3] son mucho menos abundantes. También se encuentra plomo en varios minerales de uranio y de torio, ya que proviene directamente de la desintegración radiactiva (decaimiento radiactivo).

La mayoría de los minerales contienen menos del 10 % de plomo, y los minerales que contienen tan poco como 3 % de plomo pueden ser explotados económicamente. Los minerales se trituran y se concentran por flotación por espuma típicamente hasta el 70 % o más. Los minerales constituidos por sulfuros se tuestan, produciendo óxido de plomo y principalmente una mezcla de sulfatos y silicatos de plomo y otros metales contenidos en la mena.[4] El óxido de plomo del proceso de tostado se reduce en coque de alto horno para obtener el metal.[5] En el proceso se separan capas adicionales separados que flotan en la parte superior de la capa de plomo metálico fundido. Estas son escoria (silicatos que contienen 1,5 % de plomo), mate (sulfuros que contienen 15 % de plomo), y speiss (arseniuros de hierro y cobre). Estos residuos contienen concentraciones de cobre, zinc, cadmio y bismuto que pueden ser recuperados económicamente, como puede ser su contenido en plomo sin reducir.[4]

El plomo metálico que resulta de los procesos de horno de calcinación y alto horno todavía contiene significativas cantidades de contaminantes: arsénico, antimonio, bismuto, zinc, cobre, plata y oro. La masa fundida se trata en un horno de reverbero con aire, vapor y azufre, que oxida los contaminantes excepto plata, oro y bismuto. Los contaminantes oxidados son eliminados como escoria, que flota en la superficie y se retira.[4] [6] Dado que las menas de plomo contienen concentraciones significativas de plata, el metal fundido también está generalmente contaminado con plata. La plata metálica, así como el oro se extraen y se recuperan económicamente por medio del proceso Parkes.[4] [6] [7] El plomo desplatado se libera del bismuto de acuerdo con el proceso Betterton-Kroll por tratamiento con calcio y magnesio metálicos, que forman una escoria de bismuto que pueden ser removida.[4] [6] Se puede obtener plomo muy puro procesando electrolíticamente el plomo fundido mediante el proceso de Betts. Dicho proceso utiliza ánodos de plomo impuro y cátodos de plomo puro en un electrolito constituido por una mezcla de fluorosilicato de plomo (PbSiF6) y ácido hexafluorosilícico (H2SiF6).[4] [6]

El uso más amplio del plomo como tal se encuentra en la fabricación de acumuladores. Otras aplicaciones importantes son la fabricación de tetraetilo de plomo, forros para cables, elementos de construcción, pigmentos, soldadura suave, municiones, plomadas para pesca y también en la fabricación desde soldaditos de juguete hasta para hacer tubos de órganos musicales.

Se están desarrollando compuestos organoplúmbicos para aplicaciones como son la de catalizadores en la fabricación de espuma de poliuretano, tóxicos para las pinturas navales con el fin de inhibir la incrustación en los cascos, agentes biocidas contra las bacterias grampositivas, ácaros y otras bacterias, protección de la madera contra el ataque de los barrenillos y hongos marinos, preservadores para el algodón contra la descomposición y el moho, agentes molusquicidas, agentes antihelmínticos, agentes reductores del desgaste en los lubricantes e inhibidores de la corrosión para el acero.

Merced a su excelente resistencia a la corrosión, el plomo encuentra un amplio uso en la construcción, en particular en la industria química. Es resistente al ataque por parte de muchos ácidos porque forma su propio revestimiento protector de óxido, pero es atacado por las bases nitrogenadas. Como consecuencia de esta característica ventajosa, el plomo se utiliza mucho en la fabricación y el manejo del ácido sulfúrico, ácido nítrico.

Durante mucho tiempo se ha empleado el plomo como pantalla protectora para las máquinas de rayos X. En virtud de las aplicaciones cada vez más amplias de la energía atómica, se han vuelto cada vez más importantes las aplicaciones del plomo como blindaje contra la radiación.

Usos industriales[editar]

En la historia[editar]

Bajorrelieve de plomo, en el Museo Cluny (París).

El plomo es uno de los metales que desde más antiguo conocieron y emplearon los hombres tanto por lo mucho que abunda como por su facilidad de fundirse. Suponen que Midácritas fue el primero que lo llevó a Grecia. Plinio el Viejo dice que en la antigüedad se escribía en láminas u hojas de plomo y algunos autores aseguran haber hallado muchos volúmenes de plomo en los cementerios romanos y en las catacumbas de los mártires. El uso de escribir en láminas de plomo es antiquísimo y Pausanias menciona unos libros de Hesíodo escritos sobre hojas de dicho metal. Se han encontrado en York (Inglaterra) láminas de plomo en que estaba grabada una inscripción del tiempo de Domiciano.[8]

En el Imperio romano las cañerías y las bañeras se recubrían con plomo o con cobre.

En la Edad Media se empleaban grandes planchas de plomo para las techumbres y para revestir la armazón de madera de las flechas o torres. También se fundían en plomo muchos medallones, mascarones de fuentes, etc. Y había también fuentes bautismales de plomo. En 1754 se halló en la alcazaba o alcaicín de Granada una lámina de plomo de 30 pulgadas (76,2 cm) de largo y 4 (10,16 cm)de ancho con tres dobleces y entre ellos, una cruz y en 17 del mismo mes y año un libro de hojas de plomo escritas. Los caracteres de estos descubrimientos persuadieron de que eran de una fecha anterior al siglo VIII.[8]

En la actualidad[editar]

Su utilización como cubierta para cables, ya sea la de teléfono, de televisión, de internet o de electricidad, sigue siendo una forma de empleo adecuada. La ductilidad única del plomo lo hace particularmente apropiado para esta aplicación, porque puede estirarse para formar un forro continuo alrededor de los conductores internos.

El uso del plomo en pigmentos sintéticos o artificiales ha sido muy importante, pero está decreciendo en volumen. Los pigmentos que se utilizan con más frecuencia y en los que interviene este elemento son:

Se utilizan una gran variedad de compuestos de plomo, como los silicatos, los carbonatos y sales de ácidos orgánicos, como estabilizadores contra el calor y la luz para los plásticos de cloruro de polivinilo. Se usan silicatos de plomo para la fabricación de frituras (esmaltes) de vidrio y de cerámica, las que resultan útiles para introducir plomo en los acabados del vidrio y de la cerámica. La azida de plomo, Pb(N3)2, es el detonador estándar para los explosivos plásticos como el C-4 u otros tipos de explosivos H.E. (High Explosive). Los arseniatos de plomo se emplean en grandes cantidades como insecticidas para la protección de los cultivos y para ahuyentar insectos molestos como cucarachas, mosquitos y otros animales que posean un exoesqueleto. El litargirio (óxido de plomo) se emplea mucho para mejorar las propiedades magnéticas de los imanes de cerámica de ferrita de bario.

Asimismo, una mezcla calcinada de zirconato de plomo y de titanato de plomo, conocida como PETE, está ampliando su mercado como un material piezoeléctrico.

Efectos[editar]

Origen de la contaminación por plomo[editar]

Hoy por hoy la mayor fuente de plomo es la atmósfera,[9] aunque su contenido está disminuyendo gracias a la prohibición de utilizar gasolina con plomo. El plomo puede entrar en el agua potable a través de la corrosión de las tuberías. Esto es más común que ocurra cuando el agua es ligeramente ácida. Esta es la razón por la que los sistemas de tratamiento de aguas públicas ajustan el pH del agua potable. El plomo no cumple ninguna función esencial en el cuerpo humano; este puede principalmente hacer daño después de ser ingerido en la comida, o a través del aire o el agua.

Efectos en el organismo[editar]

El plomo puede causar varios efectos no deseados, como son:

El plomo puede entrar en el feto a través de la placenta de la madre. Debido a esto puede causar serios daños al sistema nervioso y al cerebro de los niños por nacer.

Plomo en el medio ambiente[editar]

Con respecto a su incidencia en el medio ambiente, el plomo se encuentra de forma natural en el ambiente, pero las mayores concentraciones encontradas en el ambiente son el resultado de las actividades humanas.

Las sales de plomo entran en el medio ambiente a través de los tubos de escape (principalmente los defectuosos) de los coches, camiones, motos, aviones, barcos y aerodeslizadores y casi todos los tipos de vehículos motorizados que utilicen derivados del petróleo como combustible, siendo las partículas de mayor tamaño las que quedarán retenidas en el suelo y en las aguas superficiales, provocando su acumulación en organismos acuáticos y terrestres, y con la posibilidad de llegar hasta el hombre a través de la cadena alimenticia. Las pequeñas partículas quedan suspendidas en la atmósfera, pudiendo llegar al suelo y al agua a través de la lluvia ácida.

La acumulación de plomo en los animales puede causar graves efectos en su salud por envenenamiento, e incluso la muerte por paro cardio-respiratorio. Algunos organismos, como los crustáceos u otros invertebrados, son muy sensibles al plomo (dado que el plomo cuando se encuentra en exceso se deposita en los huesos y al no poseerlos queda retenido en su organismo), y en muy pequeñas concentraciones les causan graves mutaciones. Se registraron casos en donde las crías de crustáceos con saturnismo crónico, presentaban extremidades más largas, deformidades en otras y un comportamiento agresivo y poco coordinado llegando a producirse automutilaciones y autolaceraciones múltiples, atribuido a alteraciones genéticas generadas por la contaminación por plomo.

Otro efecto significativo del plomo en las aguas superficiales, es que provoca perturbaciones en el fitoplancton, que es una fuente importante de producción de oxígeno en los océanos y de alimento para algunos organismos acuáticos de variado tamaño (desde ballenas hasta pequeños pececillos).

Estudios sobre la conducta[editar]

Un estudio realizado en mayo de 2000[12] por el consultor económico Rick Nevin demostró que entre un 65 % y un 90 % de los crímenes violentos cometidos en Estados Unidos tienen como causa la exposición al plomo. En el 2007, Nevin demostró, en un nuevo estudio,[13] que la exposición al plomo (tomando el nivel en sangre de plomo) por parte de un 60 % de los niños y adolescentes conlleva un bajo nivel de coeficiente intelectual, carácter agresivo y antisocial con tendencia a lo criminal. Estos estudios fueron realizados a lo largo de varios años y en 9 países diferentes; siendo discutidos por el Washington Post en julio de ese año.[14] También llamó la atención del científico político de Darthmouth, el Dr. Roger D. Masters quien junto a otros científicos de envergadura internacional apoyan los estudios realizados por Nevin.[15]

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. «Lead-210 and Polonium-210 in Tissues of Cigarette Smokers». Science (1966). Consultado el 9 de septiembre de 1966.
  2. «PB-210 concentrations in cigarettes tobaccos and radiation doses to the smokers». Radiation Protection Dosimetry. (2008). Consultado el 29 de febrero de 2008.
  3. a b c d e f g h i F. Burriel Martí, F. Lucena Conde, S. Arribas Jimeno, J. Hernández Méndez (2006). «Química analítica de los cationes: Plomo». Química analítica cualitativa (18ª edición edición). Thomson. pp. 426–435. ISBN 84-9732-140-5. 
  4. a b c d e f Charles A. Sutherland, Edward F. Milner, Robert C. Kerby, Herbert Teindl, Albert Melin Hermann M. Bolt "Lead" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005, Wiley-VCH, Weinheim. doi 10.1002/14356007.a15_193.pub2
  5. «Primary Extraction of Lead Technical Notes». LDA International. Archivado desde el original el 22 de marzo de 2007. Consultado el 7 de abril de 2007.
  6. a b c d «Primary Lead Refining Technical Notes». LDA International. Archivado desde el original el 22 de marzo de 2007. Consultado el 7 de abril de 2007.
  7. Error en la cita: Etiqueta <ref> inválida; no se ha definido el contenido de las referencias llamadas pauling
  8. a b Diccionario enciclopédico popular ilustrado Salvat (1906-1914)
  9. JLS. CarandDriventheF1.com (ed.): .
  10. [1]
  11. [2]
  12. Understanding international crime trends: The legacy of preschool lead exposure
  13. [3]
  14. «Research Links Lead Exposure, Criminal Activity».
  15. Roger Masters Toxins, Brain Chemistry, and Behavior

Enlaces externos[editar]