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Lexikon der Chemie

Blei

Blei, (lat. Plumbum), Symbol Pb, chem. Element aus der IV. Hauptgruppe des Periodensystems, der Kohlenstoff-Silicium-Gruppe, Schwermetall; Z 82, Massenzahlen der natürlichen Isotope 204 (1,48 %), 206 (23,6 %), 207 (22,6 %) und 208 (52,3 %), Atommasse 207,19, Wertigkeit II und IV, Härte nach Mohs 1,5, D. 11,3437 g cm-3, F. 327,50 °C, Kp. 1740 °C, elektrische Leitfähigkeit 5,2 Sm/mm2 (bei 0°C), Standardelektrodenpotential (Pb/Pb2+) 0,1263 V.

Eigenschaften. B. ist ein weiches, dehnbares, an frischer Schnittfläche weißglänzendes Metall. Es kristallisiert in nur einer Modifikation mit kubischflächenzentriertem Gitter. In seinen Verbindungen tritt B. zwei- und vierwertig auf, wobei die Oxidationszahl +2 dominiert. Pb(IV)-Derivate sind deshalb starke Oxidationsmittel, was dazu führt, daß sie mit leicht oxidierbaren Liganden (z. B. Bromid und Iodid) nicht existent sind. Sie zeigen eine ausgeprägte Tendenz zur Hexakoordination, die sich z. B. in der Struktur des festen Blei(IV)-fluorides und in der Bildung der Hexachloro- und Hexahydroxoplumbate(IV) MI2[PbCl6] bzw. MI2[Pb(OH)6] äußert. Mit Luft reagiert es unter Bildung einer basischen Bleicarbonatschicht Pb(OH)2·2 PbCO3, was ihm die bekannte mattgraue Farbe gibt.

Feinverteiltes Pb ist pyrophor und verbrennt zu Bleioxid, das mit überschüssigem Sauerstoff in der Hitze weiter zu Blei(II,IV)-oxid Pb3O4 (Mennige) oxidiert wird. Von konzentrierter Salpetersäure wird B. gelöst: 3 Pb + 8 HNO3 → 3 Pb(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O. Aufgrund der Schwerlöslichkeit der entsprechenden Salze wird B. nicht von Salz-, Schwefel-, Phosphor- und Flußsäure angegriffen.

Blei und seine Verbindungen sind starke Gifte. Sie gelangen als Dämpfe oder Stäube über den Respirationstrakt, als lösliche Bleiverbindungen meist über den Magen-Darm-Kanal in den Körper. Das lipidlösliche Tetraethylblei wird besonders rasch durch die Haut resorbiert. Akute Vergiftungen durch Bleisalze geben sich in Übelkeit, Magen- und Darmkrämpfen, Herzbeklemmung und unter Umständen Kreislaufkollaps zu erkennen. Erste Gegenmaßnahme ist die Gabe von 2- bis 3%iger Natriumsulfatlösung und Aktivkohle. Später kann die Ausscheidung des B. aus dem Körper durch Infusion von CaNa2EDTA beschleunigt werden. Tetraethylblei bewirkt vorwiegend zentralnervöse Erscheinungen (Kopfschmerzen, Erregungszustände, Sehstörungen, epileptische Krämpfe). Mit Bleitetraethyl benetzte Kleidungsstücke sind sofort zu entfernen und die betroffenen Körperstellen gründlich zu reinigen; auch hier Behandlung mit CaNa2EDTA.

Anzeichen chronischer Bleivergiftungen sind ein schiefergrauer Saum am Zahnfleisch (Bleisaum), Verdauungsstörungen, Anämie, Gliederschmerzen, schmerzhafte Koliken u. ä. Auch relativ niedrige Bleikonzentrationen verursachen bei Langzeiteinwirkung schwere Schädigungen des zentralen und peripheren Nervensystems. Aus dieser Sicht stellt der aus den Auspuffen der Kraftfahrzeuge stammende Bleigehalt der Luft insbesondere in den Großstädten eine ernste gesundheitliche Bedrohung dar.

Analytisches. B. wird im Trennungsgang als PbS abgetrennt und anschließend als Bleisulfat PbSO4 oder Bleichromat PbCrO4 identifiziert. Quantitativ erfolgt die Bestimmung gravimetrisch als PbSO4 oder PbCrO4 oder über die Atomabsorptionsspektroskopie.

Vorkommen. Der Anteil des B. am Aufbau der Erdkruste beträgt 2·10-4 %. Man findet es in der Natur gelegentlich gediegen. Das wichtigste Mineral ist Galenit (Bleiglanz) PbS. Außerdem kennt man mineralische Vorkommen, in denen das B. als Carbonat, Phosphat, Chromat, Molybdat oder Wolframat gebunden vorliegt.

Gewinnung. Ausgangsmaterial ist fast stets Bleiglanz. Zu dessen Überführung in elementares B. gibt es zwei Verfahrensvarianten: Beim Röstreduktionsverfahren wird das Bleisulfid zu Blei(II)-oxid abgeröstet und dieses anschließend in Schachtöfen durch das bei der Koksverbrennung gebildete Kohlenmonoxid reduziert: PbO + CO → Pb + CO2. Nach dem Röstreaktionsverfahren wird das Sulfid nur in einem solchen Umfang abgeröstet, daß das gebildete Bleioxid sofort im richtigen stöchiometrischen Verhältnis mit verbliebenem Sulfid zu B. und Schwefeldioxid reagieren kann: 2 PbO + PbS → 3 Pb + SO2.

Das nach beiden Verfahren anfallende Werkblei enthält meist nicht unerhebliche Mengen anderer Elemente als Verunreinigungen, welche z. B. durch elektrolytische Raffinationsverfahren abgetrennt werden.

Verwendung. B. ist ein Legierungsmetall. Reines B. wird im Strahlenschutz, für Bleiakkumulatoren, zur Gewinnung bleiorganischer Verbindungen und Bleiweiß, und zum Auskleiden von Behältern, die mit Schwefelsäure in Berührung kommen, verwendet.

  • Die Autoren
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Fachkoordination:
Hans-Dieter Jakubke, Ruth Karcher

Redaktion:
Sabine Bartels, Ruth Karcher, Sonja Nagel


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