82  Pb
Lood 


Voorkomen
Wingebieden
Naam
Ontdekking
Bereiding vroeger
Bereiding nu
Toepassingen en toelichting
Verdere toepassingen

 

 

VOORKOMEN

1,4.10-3 % van de aardkost (tot 16 km diepte) bestaat uit lood; het is het 36e element in rangorde van voorkomen.

De belangrijkste mineralen zijn:

 

anglesiet PbSO4
cerussiet PbCO3
cotunniet PbCl2
crocoÔet PbCrO4
galena, loodglans of loodspies  PbS
litharge PbO
menie Pb+22Pb+4O4 
penfieldiet Pb2Cl3(OH)
pyromorfiet Pb5(PO4)3Cl
raspiet PbWO4
vanadiniet  Pb5(VO4)3Cl

WINGEBIEDEN

De belangrijkste wingebieden­ liggen in AustraliŽ, China, de Verenigde Staten van Amerika, Rusland, Canada, Mexico, Peru, het voormalig JoegoslaviŽ, Bulgarije en Marokko. In Polen, Duitsland en Oostenrijk wordt op bescheiden schaal looderts gewon­nen.

NAAM

De naam is waarschijnlijk afgeleid van het Keltische loud, het Ierse luaide of van het Sanskriet loka, wat rood­ach­tig betekent, vanwege de roodachtige kleur van het oxide (menie). Het symbool is afkomstig van de Latijnse naam voor lood, plumbum (nog wel gebruikt in wetenschappelijke benamingen).

ONTDEKKING

Lood was reeds in de Oudheid bekend. In het bijbelboek Exodus is al sprake van lood; in het bijbelboek Job wordt lood genoemd als schrijfmateriaal. In Egypte wer­den omstreeks 3000 v. Chr. loodver­bin­dingen gebruikt bij het glazuren van aardewerk. Men gebruikte ook loodverbindingen voor cosmetica, zowel de mineralen galena en cerussiet, als het uit rode loodoxide, gemalen loodmineralen en koolzuurrijk zeewater bereide laurioniet (PbOHCl) en fosgeniet (Pb2Cl2CO3); deze laatste stoffen zijn in alabaster potjes aangetroffen in de Egyptische koningsgraven. De vloeren van de hangende tuinen van Babel waren gemaakt van loden platen. De Romeinen produceerden tot 80.000 ton per jaar en ge­bruikten het metaal voor waterlei­dingen, standaardgewichten, schrijfbladen en munten. Zij gebruikten loodoxide veelvuldig als pigment. Van het gebruik voor waterleidingen - en de wijze van verwerking – is het woord loodgieter afkomstig.

De Grieken wonnen looderts op Rho­dos (ca. 550 v.Chr.), de Romeinen hadden loodmijnen in ItaliŽ Spanje en Frank­rijk.

Het gebruik van lood als schrijfmateriaal is terug te vinden in het woord 'potlood'. 

BEREIDING VROEGER

Lood werd bereid door het roosten van loodglans, gevolgd door reductie van het ontstane oxide met kool.

BEREIDING NU

Lood wordt bereid door galena of loodglans te roosten (op 100 įC) en het verkregen loodoxide in een hoogoven te reduceren met cokes:

PbO  +  C  →  Pb  +  CO

PbO  +  CO →  Pb  +  CO2

Het verkregen vloeibare materiaal bevat diverse verontrei­ni­gingen. Koper wordt verwij­derd door afkoelen tot net boven het smeltpunt, waardoor een vaste koek ontstaat die van de vloeistof kan worden gehaald. Tin, arseen en antimoon wor­den geoxideerd, waarbij een slak van oxiden ontstaat. 

Door toevoegen van zink, gevolgd door langzaam afkoelen worden zilver, goud en bismut verwijderd. Deze metalen lossen op in het zink. Een slak met veront­reinigd zink kan uiteindelijk van de vloeistof worden gehaald. 

Zuiver lood wordt verkregen door vacuŁmdestillatie of door elektrolyse met ruw lood als anode en PbSiF6 als elektrolyt. Op de kathode wordt 99,99 % zuiver lood afgezet.

Lood kan ook worden verkregen door loodoxide en -sulfide in de juiste verhou­ding te smelten:

PbS  +  2 PbO →  3  Pb   +  SO2

De wereldproductie bedraagt ongeveer 6 miljoen ton per jaar.

TOEPASSINGEN EN TOELICHTING

Stralingsbescherming

Lood is een zeer ge­schikt metaal voor bescherming tegen g-straling, omdat het een hoge dichtheid bezit en relatief goedkoop is. Het doorlatend vermogen voor straling is afhankelijk van de dichtheid van het gebruikte materiaal.

 

Dakbedekking

Voor het waterdicht maken van dakbedekkingen en aansluitingen op metsel­werk, is lood een zeer geschikt materiaal. Lood is beschikbaar in bladen, banden en buizen. Het is gemakke­lijk te verwerken (kan in de juiste vorm worden geklopt), be­schadigt niet bij uitzetten en krimpen en is zeer corrosiebestendig. 

Voor dakbedekking wordt ook gebruik gemaakt van staalplaat bedekt met een laag lood-tinlegering (15 – 20 % tin). Vanwege het lage smeltpunt (328 įC) kan deze legering gemakkelijk worden gelast met een gewone gasvlam of gegoten. 

 

Accu

De belangrijkste toepassing van lood is de accu. Een accu is, evenals een batterij, een elektrochemische cel waarin chemische energie wordt omgezet in elektri­sche ener­gie. Het voordeel van de accu is dat hij vele malen oplaadbaar is en dat er veel meer vermogen kan worden geleverd dan met een gewone (oplaadbare) batte­rij. 

Een accu van een auto bestaat uit een aantal cellen, die elk zijn  opge­bouwd uit twee loodplaten. Eťn van de platen is bedekt met een laag lood(IV)oxi­de. Als elektrolyt wordt zwavelzuur (ca. 32 %) gebruikt. Bij stroom­le­vering treden de volgende reacties op:

Pb  +  SO42-                          →  PbSO4  +  2 e- 

PbO2 + 4 H+  +  SO42- +  2 e-   →  PbSO4  +  2 H2O

De reacties zijn omkeerbaar, zodat de accu weer opgela­den kan worden met behulp van een uitwendige stroom­bron (bv. dynamo). Hierbij wordt dus weer lood en lood­(IV)oxide gevormd. Iedere cel levert een spanning op van ongeveer 2 V; door het in serie schakelen van meerdere cellen kan een spanningsbron worden verkregen van de gewenste spanning (bijv. 6 of 12 V). 

Het lood van de platen is gelegeerd met ca. 9 % antimoon, om de hardheid en corrosie­bestendig­heid te vergroten. Tegenwoordig wordt gestreefd naar platen met een minimum aan antimoon, door calcium en tin toe te voegen.

 

Soldeer

Soldeer is een bij lage temperatuur smeltende legering van lood en tin (van 2 - 63 %), met - afhanke­lijk van de toepassing - wat cad­mium, gallium, indium of bismut.

 

Munitie

Loodazide, (PbN6), wordt als explosief gebruikt in detona­to­ren voor vele soorten munitie. Het wordt, ver­mengd met wat loodtrinitroresorcinaat <form>, aange­bracht in een dunne alumini­um huls.

Een legering van lood met antimoon wordt ge­bruikt voor de vulling van hagelpatronen voor de jacht (zie 51 - Antimoon).  

 

Menie, verfdroger

In menie, dat als roestwerende laag op staal wordt aange­bracht, is Pb3O4 verwerkt. De laag is in staat zowel katho­disch als anodisch te beschermen, omdat er Pb2+- en Pb4+- ionen in voorkomen. Ook Ca2PbO4 wordt als roestwerende stof in verf (primer) gebruikt.

 

Als droogmiddel (siccatief) wordt onder meer loodstearaat {Pb(C17H35COO)2} en loodace­taat {Pb(CH3CO­O)2} aan verf of vernis toege­voegd.

 

Kristalglas

Bij het bereiden van kristalglas wordt, naast de gewone componenten (zie 19 - Kalium) minstens 24 % loodoxide (PbO) of een andere loodverbinding toegevoegd. Hierdoor wordt een structuur verkregen die het glas bij slijpen zijn prachtige schittering geeft. 

Dit (lood)glas, met een hoge brekingsindex, wordt ook gebruikt voor speciale lenzen. 

VERDERE TOEPASSINGEN

Toepassingen als niet-ontleedbare stof (element) of als legering:

geluidsisolatie

kabelmantel (met Sb), o.a. in onderzeeŽrs 

lettermetaal

metallurgie, verbeteren van de verwerkingseigenschappen (vanwege milieueisen wordt lood steeds meer vervangen door bismut)

orgelpijpen (met Sn)

zekeringen (met Bi)

 

Toepassingen als ontleedbare stof (verbinding):

bedrukken van katoen Pb(CH3COO)2
conserveren van hout tributylloodacetaat
cosmetica (haarverf) Pb(CH3COO)2
desinfectiemiddel  Pb(CH3COO)2
email, glazuur PbS
halfgeleiders PbS, PbSe, PbTe
katalysator bij de polymerisatie van polyurethaan PhPb(OAc)3
keramiek PbSi2O5
kit  PbO
lucifers PbO / PbO/ Pb3O4
  ­Pb(SCN)2
pigment            loodgeel: chromaatgeel o.a. in verf voor wegmarkering PbCrO4
                      loodgroen: chromaatgeel met Berlijns blauw {KFeFe(­CN)6} 
                      wit: basisch loodcarbonaat PbCO3.Pb(OH)2
                  PbO 
                       oranje/rood  PbMoO4
pigment        glas, keramiek, porselein, inkt                                                  PbO
schmink  PbS
textielkleuring Pb(NO3)2
toevoeging aan verf voor zeeschepen  Ph3Pb(OAc)
vuurwerk (oxidator)     

 PbO2