Piombo
Il piombo appartiene al Gruppo 14 e al 6° Periodo della tavola periodica; è un metallo tenero tanto da poter essere tagliato con un coltello che si presenta di colore bianco-azzurro ma tende a diventare grigio scuro per esposizione all’aria.
Infatti in presenza di aria il piombo si ricopre di una patina di ossido di piombo secondo la reazione:
2 Pb(s) + O2(g) → 2 PbO(s)
Piccole aggiunte di altri elementi come arsenico, antimonio, argento e cadmio, tuttavia ne aumentano considerevolmente la durezza.
Proprietà
Ha numero atomico 82 e configurazione elettronica [Xe]4f14,5d10,6s2, 6p2 e presenta numeri di ossidazione +4, +3, +2, +1, -1, -2, -4 . I numeri di ossidazione più comuni siano +4 e +2 sebbene, contrariamente agli elementi del gruppo 14, il numero di ossidazione più stabile è +2.
Infatti ad esempio il cloruro di piombo (IV) a temperatura ambiente si decompone spontaneamente in cloruro di piombo (II) e cloro:
PbCl4 → PbCl2 + Cl2
La sua storia si perde nella notte dei tempi e sicuramente era noto già nel 3000 a.C. essendo databili a quel periodo oggetti costituiti da tale metallo.
Sebbene attualmente la gran parte degli oggetti contenenti piombo provenga dal riciclaggio del metallo, esso è contenuto in alcuni minerali e principalmente nella galena sotto forma di solfuro di piombo PbS, ma lo si rinviene sotto forma di carbonato di piombo PbCO3 nella cerussite e sotto forma di solfato PbSO4 nell’anglesite.
Ottenimento
Può essere estratto dalla galena per arrostimento con conversione del solfuro in ossido secondo la reazione:
2 PbS +3 O2 → 2 PbO + 2 SO2
L’ossido di piombo è ridotto a piombo metallico in presenza di coke secondo la reazione:
2 PbO + C → 2 Pb + CO
E’ resistente alla corrosione infatti non viene attaccato dall’acido solforico e per questo motivo viene utilizzato nella costruzione degli accumulatori elettrici e degli impianti per la produzione di acido solforico con il metodo delle camere.
Non viene attaccato dall’acido fluoridrico ed infatti viene utilizzato per costruire oggetti da porre in contatto con l’acido.
Viene invece attaccato dall’acido nitrico che è un acido ossidante secondo la reazione:
3 Pb(s) + 2 NO3–(aq) + 8 H+→3 Pb2+ (aq) + 2 NO(g) + 4 H2O(l)
Si scioglie anche in soluzioni di idrossidi alcalini a caldo con formazione dello ione complesso piombito:
Pb(s) + OH– + 2 H2O → [Pb(OH)3]– + H2
Forma molti sali poco solubili con gli alogeni e sono poco solubili inoltre il carbonato PbCO3, il cromato PbCrO4, lo iodato Pb(IO3)2, l’ossalato PbC2O4 oltre al solfato PbSO4 e al solfuro PbS.
Il piombo è impiegato prevalentemente in lega con antimonio e stagno nella fabbricazione di:
- copertura di parti elettriche
- accumulatori
- tubazioni
- caratteri per stampa
Il piombo unito all’arsenico forma leghe per ottenere proiettili e cuscinetti antifrizione se unito oltre che all’antimonio e allo stagno anche a rame e arsenico.
Grazie alla sua elevata densità e alla grande sezione di cattura il piombo trova impiego come sostanza schermante delle radiazioni ad alta frequenza e in particolare ai Raggi X.
Pigmenti
Sali di piombo sono stati largamente usati quale pigmenti grazie alla loro brillantezza, durevolezza ed economicità. Stante la loro tossicità sono stati sostituiti, nel tempo, da pigmenti che ne imitano la colorazione ma sono esenti da piombo.
Tra i più importanti pigmenti nella storia dell’arte vi è:
- la biacca, carbonato basico di piombo (PbCO3)2∙Pb(OH)2, di colore bianco utilizzato fin dall’antichità e soppiantato dal bianco di titanio
- il giallo di Napoli, antimoniato basico di piombo Pb3(SbO4)2 di color camoscio usato dagli antichi Egizi e, nei tempi più recenti da Caravaggio e Degas sostituito da svariate miscele di colori che ne imitano la tinta
- il giallo di cromo PbCrO4 sintetizzato alla fine del 1700 e utilizzato dal 1800 in poi. Non è più usato sia per la tossicità del piombo che per la sua tendenza ad annerirsi
- il minio ossido misto di piombo (II) e piombo (IV) PbO ∙PbO2 spesso concisamente indicato con Pb3O4 utilizzato già dai Greci e dai Romani e durante il medioevo nelle decorazioni dei manoscritti da cui il termine miniatura. Era utilizzato anche nella fabbricazione delle vernici antiruggine mescolato all’olio di lino cotto
- il giallo di piombo-stagno PbSn2SiO7 risalente al tardo Medioevo usato da Caravaggio