|  | ||||||
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 crocoïet 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
De belangrijkste wingebieden liggen in Australië, China, de Verenigde Staten van Amerika, Rusland, Canada, Mexico, Peru, het voormalig Joegoslavië, Bulgarije en Marokko. In Polen, Duitsland en Oostenrijk wordt op bescheiden schaal looderts gewonnen.
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).
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 Italië Spanje en Frankrijk.
Het gebruik van lood als schrijfmateriaal is terug te vinden in het woord 'potlood'.
Lood werd bereid door het roosten van loodglans, gevolgd door reductie van het ontstane oxide met kool.
Lood wordt bereid door galena of loodglans te roosten (op 100 °C) 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 vacuümdestillatie 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.
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 °C) 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. Eén 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.
Toepassingen als niet-ontleedbare stof (element) of als legering:
geluidsisolatie
kabelmantel (met Sb), o.a. in onderzeeërs
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 / PbO2 / 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