IL PIOMBO Il  piombo è stato uno dei primi elementi metallici noti, probabilmente già dal 5000 a.C. agli egizi, successivamente ai fenici e ai cinesi intorno.

Presentazione sul tema: "IL PIOMBO Il  piombo è stato uno dei primi elementi metallici noti, probabilmente già dal 5000 a.C. agli egizi, successivamente ai fenici e ai cinesi intorno."— Transcript della presentazione:

1 IL PIOMBO Il  piombo è stato uno dei primi elementi metallici noti, probabilmente già dal 5000 a.C. agli egizi, successivamente ai fenici e ai cinesi intorno al 2000 a.C., e infine ai romani, i quali lo impiegavano su larga scala per condutture d'acqua. Dagli alchimisti fu associato al pianeta Saturno: da qui il nome “saturnismo” per indicare le intossicazioni croniche da piombo. In natura, dove si trova prevalentemente in composti corrispondenti al suo stato di ossidazione +2, è un elemento relativamente poco abbondante infatti è circa 0,0015% della crosta terrestre). Se ne conoscono moltissimi minerali, ma i più importanti sono il solfuro (galena, PbS) e i suoi prodotti di alterazione quali il carbonato (cerussite, PbCO3) e il solfato (anglesite, PbSO4).

2 CARATTERISTICHE: Il piombo è un metallo bianco-azzurro, lucente in superficie, a bassa durezza e basso punto di fusione, molto duttile e malleabile. E' un cattivo conduttore del calore e dell'elettricità; possiede elevata densità e alto potere assorbente delle radiazioni. A temperatura ambiente allo stato compatto si ossida all'aria solo superficialmente (assumendo così il caratteristico colore grigio opaco), mentre è piroforico se è in forma finemente suddivisa. Allo stato fuso (a temperatura superiore a circa 400°C) reagisce invece facilmente con l'ossigeno dell'aria formando il monossido PbO, e il tetraossido o minio Pb3O4. Gli acidi non ossidanti e le soluzioni alcaline diluite attaccano solo molto lentamente il piombo a freddo, in seguito a passivazione superficiale dovuta alla formazione di sali insolubili. Il piombo si discioglie invece facilmente a freddo in acidi nitrico diluito e, in presenza di aria, negli acidi organici (acidi acetico, tartarico, citrico). All'ebollizione viene attaccato sia dagli acidi cloridrico e solforico sia dalle soluzioni di idrossidi alcalini. Si combina direttamente a temperature elevate con zolfo, selenio e tellurio, mentre con gli alogeni reagisce tanto più facilmente quanto più alte sono la temperatura e l'elettronegatività dell'alogeno. Il piombo e i suoi composti sono molto tossici per l'uomo e gli animali in quanto danno luogo a fenomeni di accumulo nell'organismo: particolarmente pericolosi sono, per ingestione, i composti solubili in acqua (per esempio l'acetato), e per inalazione quelli volatili, come i composti metallorganici impiegati come antidetonanti nelle benzine e le polveri. Le norme attuali tendono a fissare limiti molto bassi per le concentrazioni massime di piombo ammesse nell'aria degli ambienti di lavoro di industrie che producono o utilizzano questo metallo o nell'aria inquinata dal traffico automobilistico.

3 METALLURGIA Nella crosta terrestre il piombo non è molto abbondante e ne costituisce appena l‘0,0015%, ma poiché si rinviene in gran parte concentrato in giacimenti relativamente ricchi, ne è facilitata l'estrazione. Ciò ha permesso la sua utilizzazione fin dalle origini della metallurgia. Il suo minerale più importante è la galena, costituita dal solfuro, PbS, che si rinviene in giacimenti autonomi o più spesso in giacimenti misti, accompagnata da altri solfuri metallici, principalmente dalla blenda, ZnS, e dalla pirite, FeS2; da questi la galena viene separata meccanicamente o più spesso per flottazione. Una quantità assai minore di piombo si ricava dalla cerussite, costituita dal carbonato, PbCO3, mentre altri minerali del piombo presentano interesse soltanto scientifico, come l'anglesite, PbSO4, generalmente derivata dall'alterazione della galena e della cerussite e presente appunto negli strati più esterni dei loro giacimenti, la wulfenite, PbMoO4, la stolzite, PbWO4, la crocoite, PbCrO4, e la cotunnite, PbCl2, ecc. LEGHE METALLICHE Il piombo presenta ottima resistenza alla corrosione, alto peso specifico, duttilità, comportamento autolubrificante, ma modestissima resistenza meccanica e bassa durezza. Gli elementi leganti utilizzati per la preparazione delle leghe hanno la funzione di ridurre i difetti del metallo senza intaccarne i pregi. I più comuni sono antimonio, stagno e calcio, che migliorano la resistenza meccanica e la durezza, mentre arsenico (migliora la resistenza alla flessione) e rame (aumenta la resistenza alla corrosione) sono usati in piccole quantità. Il principale uso delle leghe di piombo è nell'ambito delle batterie, che rappresentano circa un terzo del consumo mondiale del metallo (leghe contenenti dal 2 all'8% di antimonio e piccole quantità di arsenico). Le leghe di piombo con piccole quantità di stagno e di calcio sono impiegate nelle batterie cosiddette “senza manutenzione”: lo stagno riduce l'ebollizione dell'elettrolita e quindi il consumo di acqua durante la carica.

4 METODO DI PRODUZIONE Il processo più usato per estrarre il piombo dal suo principale minerale, il solfuro o galena, prevede tre stadi. Si inizia con un arrostimento (desolforazione) del minerale in aria per ottenere l'ossido, che viene seguito da una fusione (riduzione) in presenza di carbone per ottenere il piombo grezzo, e infine da una raffinazione del metallo. Il minerale viene dapprima trattato in forni a suola rotante o a griglia rotante continua (arrostimento). Il prodotto che si ottiene viene lavorato con coke e fondenti (ossido di ferro e calcio) e sottoposto a riduzione in forni colanti. In questi l'ossido di piombo viene ridotto a piombo, il silicato di piombo viene trasformato in ossido dai fondenti e quindi ridotto a piombo, mentre il solfato di piombo viene ridotto a solfuro che reagisce con il ferro per dare piombo e solfuro di ferro. Per la raffinazione del piombo ottenuto nei forni si usano i processi metallurgici, qualora il contenuto di bismuto nel prodotto ottenuto sia basso, oppure i processi elettrolitici. In entrambi i casi si separa dapprima il rame per liquefazione e schiumatura, portando il piombo non raffinato a una temperatura leggermente superiore a quella di fusione e asportando il rame residuo.

5 UTILIZZO I campi di impiego del metallo sono numerosi. L'utilizzo principale si ha nella costruzione di accumulatori elettrici, dove si usano negli elettrodi e nelle griglie sia piombo metallico sia ossidi di piombo. Altri usi importanti si hanno nell'industria chimica, in edilizia, nell'industria elettrica, nella fabbricazione di schermi protettivi dalle radiazioni (in particolare neutroni, elettroni, raggi X e γ) e dai rumori, e infine nella produzione di munizioni. È un componente di molte leghe a basso punto di fusione, impiegate in circuiti elettrici, in sistemi di allarme antincendio e per saldature a bassa temperatura, nonché di leghe antifrizione. Minori quantità di piombo vengono utilizzate negli acciai per migliorarne la lavorabilità. Una parte notevole della produzione di piombo è assorbita dalla preparazione di composti sia inorganici (ossidi, carbonati, cromati, impiegati nell'industria dei vetri e in quella delle vernici), sia soprattutto organici, quali stabilizzanti per resine viniliche e insetticidi, additivi antidetonanti per le benzine. Tra questi, il piombo tetraetile Pb(C2H5)4, uno dei principali responsabili dell'inquinamento atmosferico prima dell'introduzione delle benzine senza piombo.

6 ECOLOGIA: EFFETTI AMBIENTALI
L'inquinamento da piombo riguarda soprattutto l'aria. La sua fonte principale risiede nella combustione degli additivi antidetonanti contenuti nella benzina super tradizionale. A questa forma di inquinamento si è cercato di ovviare con la graduale sostituzione di tale combustibile con la benzina, che non contiene piombo o lo contiene in bassissima concentrazione, detta perciò senza piombo. Nei Paesi che hanno provveduto a ridurre o eliminare l'uso della benzina contenente piombo, tra i quali quelli dell'Unione Europea, le concentrazioni medie di piombo nell'aria nelle aree urbane si sono sensibilmente ridotte nel corso degli anni Novanta, tanto che nel 1999 una direttiva comunitaria ha introdotto un valore limite di concentrazione di piombo nell'aria pari a 0,5 μg/m3, riducendo il valore di 2 μg/m3 precedentemente fissato. Anche le industrie che lavorano il piombo e quelle ceramiche, che impiegano vernici a base di piombo, possono dare luogo a forte inquinamento localizzato. L'organismo umano assorbe piombo dall'aria e attraverso cibi e bevande; la parte che non viene espulsa (ca. il 10%) si accumula per il 90% nello scheletro. L'intossicazione cronica nota come saturnismo, che si manifesta soprattutto come malattia professionale, avviene quando la presenza di piombo nel sangue supera 60 μg/100 ml, mentre per i bambini, che assorbono fino al 50% del piombo introdotto, si ritiene allarmante una concentrazione di 10 μg/ml.

7 PIOMBO NELL’ACQUA DEGLI ANTICHI ROMANI
Secondo alcune testimonianze storiche, proprio l'avvelenamento da piombo sarebbe stato alla base di alcuni dei malanni più diffusi nell'Antica Roma (come per esempio la gotta, una forma di artrite infiammatoria) e avrebbe in qualche modo anche contribuito al declino dell'aristocrazia - minata nella salute e alla caduta dell'Impero. Per verificare queste ipotesi gli archeologi hanno prelevato campioni di sedimenti in alcune delle più importanti vie d'acqua romane: nella zona che precede il delta del Tevere, nei canali limitrofi e nelle vicinanze del Portus, l'antico Porto di Claudio e Traiano dove oggi si trova Fiumicino. Le analisi geochimiche sono state confrontate con le testimonianze storiche della presenza umana nelle varie aree e con le analisi di cinque tubature per l'acqua del I-II secolo d.C. È emerso che nel periodo di splendore dell'Impero la contaminazione di piombo nell'acqua raggiunse un picco, dovuto probabilmente alle condutture utilizzate per l'acqua. Gli isotopi di piombo rinvenuti nei sedimenti sono infatti compatibili con quelli delle miniere di Spagna, Francia, Inghilterra e Germania dove venivano estratte le materie prime per realizzare le fistulae, le tubature idriche degli acquedotti romani.