Blei (Pb) als Element - Technische Daten

Chemische Eigenschaften

Blei ist ein metallisches Element der 4. Hauptgruppe des Periodensystems. Von Blei gibt es eine Reihe natürlicher Isotope (²⁰⁴Pb bis ²⁰⁸Pb). Daneben sind noch künstliche radioaktive Isotope ¹⁹⁴Pb bis ²¹⁴Pb mit Halbwertszeiten zwischen 4 Millisekunden und 3*10⁷ Jahren bekannt. Die stabilen Isotope sind die Endprodukte der Zerfallsreihen von Uran-Actinium (²⁰⁷Pb), Uran-Radium (²⁰⁶Pb) und Thorium (²⁰⁸Pb). Mit Hilfe dieser Isotope lassen sich z.B. geologische Altersbestimmungen durchführen (Blei-Methode) und z.B. die Herkunft antiker Silbermünzen klären .
Blei ist ein an frischen Schnittflächen bläulichfarblos glänzendes, an der Luft grau anlaufendes, sehr weiches Schwermetall, von kubisch-flächenzentrierter Kristall-Struktur. Infolge seiner Weichheit gibt Blei auf Papier einen dunklen Strich. Früher wurde mit Blei geschrieben. Die heutigen Bleistifte enthalten dagegen Gemische aus Graphit und Ton. Blei "verschmiert" infolge seiner Weichheit leicht die Rillen von Feilen. Es wird sogar gelegentlich von Insekten und Nagetieren angenagt. Die Elastizität ist sehr gering, die Dehnbarkeit dagegen ziemlich groß. Man kann ohne Schwierigkeit Bleifolien von 0,01–0,02 mm Dicke fabrikmäßig herstellen. Blei ist ein ziemlich edles Metall. Es steht in der Spannungsreihe in der Nachbarschaft von Zinn und Nickel. Mit einer Reihe von Metallen bildet es technisch wichtige Blei-Legierungen. Es wird nur von Salpetersäure rasch gelöst. Dagegen entstehen mit Phosphorsäure, Salzsäure und Schwefelsäure äußerst dünne oberflächliche Niederschläge aus den entsprechenden unlöslichen Blei-Verbindungen, die einen weiteren Säureangriff verhindern. Blei ist auch widerstandsfähig gegen Chlor, Flußsäure, feuchte Luft und Schwefelwasserstoff-Gas. In heißen Laugen löst es sich unter Bildung von Plumbaten. In seinen Verbindungen tritt Blei seiner Stellung im Periodensystem entsprechend in den Wertigkeiten +2 u. +4 auf, wobei die Pb(II)-Salze am häufigsten und beständigsten sind.

Physiologie

Sowohl metallisches Blei als auch seine Verbindungen sind giftig. Sie können durch Einnahme, Inhalation oder Hautresorption in den Körper gelangen. Akute Bleivergiftungen sind allerdings wegen der geringen Resorption relativ selten und nur bei Aufnahme sehr hoher Dosen zu erwarten. Sie äußern sich in Erbrechen, Koliken und Kollaps und können zum Tode führen. Weitaus gefährlicher jedoch ist die fortgesetzte Aufnahme kleiner Blei-Mengen. Es wird nur zum kleinen Teil im Harn ausgeschieden, zum größeren aber gespeichert. Die Speicherung erfolgt besonders in den Knochen, wo es Calcium ersetzen kann, in Zähnen und in Haaren. Die resultierende sogenannte Bleikrankheit äußert sich in Müdigkeit, Appetitlosigkeit, Kopfschmerzen, schmerzhaften Koliken, Blässe der Haut, Anämie, Muskelschwäche insbesondere der Gebrauchshand und gegebenenfalls in dem sogenannten Bleisaum, d.h. Ablagerungen von Bleisulfid am Zahnfleischrand.
Die organischen Derivate des Bleis wirken auf andere Weise toxisch und gegebenenfalls carcinogen. Auf Pflanzen wirkt Blei durch Hemmung der Chlorophyll-Synthese. Dieser Effekt ist besonders ausgeprägt in der Nähe von Bleihütten, Braunkohlen-Kraftwerken und stark befahrenen Autostraßen, wenn auch die Hauptmenge des Blei durch Waschen von Nutzpflanzen entfernt werden kann.

Vorkommen

In dem obersten Erdkruste ist Blei nur zu 0,0018% vertreten und damit seltener als Lithium, Nickel, Rubidium, Strontium, Yttrium, Cer, Vanadium, Wolfram usw. Trotzdem war Blei z.B. den Ägyptern schon vor 5000 Jahren bekannt, weil es sich in wenigen großen Lagerstätten in Form von leicht reduzierbaren Verbindungen angereichert hat. Das bei weitem wichtigste Bleierz ist der Bleiglanz. Daneben sind noch zu erwähnen: Cerussit, Krokoit, Wulfenit, Pyromorphit, Anglesit, Mimetesit und Vanadinit. In Mitteleuropa finden sich abbauwürdige Lager von Bleiglanz u.a. Blei-Mineralien in Polen (Tarnowitzer Gebiet), im Erzgebirge, im Harz (Bad Grund, Clausthal), in der Eifel, im Sauerland und in Kärnten. Die größten Blei-Lagerstätten der Welt sind in den USA und in Australien.

Herstellung

Man gewinnt Blei aus sulfidischen Erzen durch Rösten (zu PbO und SO₂) und anschließende Reduktion mit C/CO (Röstreduktionsverfahren), aus bleireichen Sulfiderzen auch nach dem Röstreaktionsverfahren (PbS+O₂), wobei das sogenannte Werkblei anfällt. Ein technisches Problem bei der Aufarbeitung ist die Bildung von Oxiden an der Oberfläche von Blei-Schmelzen (Verkrätzung).

Verwendung

Blei dient zur Herstellung von Akkumulatoren (insbesondere Starterbatterien für Kraftfahrzeuge), von Letternmetall und Lagermetallen, zur Herstellung oder Auskleidung von Behältern und Rohren für aggressive Flüssigkeiten, als Kabelummantelung, sowie als Heizbadflüssigkeit, im Strahlenschutz zur Absorption von Röntgen- und Gammastrahlen, zur Herstellung von Pigmenten (Bleiweiß und Buntpigmente, Mennige) und von Bleitetraethyl (Antiklopfmittel im Benzin). Blei dient außerden zur Herstellung von roten und gelben Glasuren sowie von Bleiglas. Metallisches Blei wird im allgemeinen in Form von Blei-Legierungen verwendet; nur für Spezialzwecke ist reines Blei erforderlich. Für radiopharmazeutische Zwecke eignet sich besonders das ²⁰³Pb.

Geschichtliches

Blei ist eines der ältesten Gebrauchsmetalle, und entsprechend alt ist die Kunde von Blei-Vergiftungen. Vielfach wird sogar der Untergang des Römerreiches auf chronische Vergiftungen durch Blei aus Küchengeräten zurückgeführt. Die Griechen gewannen schon um 550 v. Chr. auf den Inseln Zypern und Rhodos, die Römer vor etwa 2000 Jahren in Italien, Spanien, Frankreich und Westdeutschland große Mengen von Blei, die sie z.B. zu Wasserleitungsrohren verwendeten. Aus der Römerzeit sind zahlreiche Gegenstände aus Blei und Blei-Legierungen (besonders mit Zinn) erhalten. Der deutsche Name Blei kommt von indogerman.: bhlei = schimmern, leuchten, glänzen. Vom selben Stamm leitet sich auch der Ausdruck blaue Bohnen für Bleikugeln ab.

siehe auch > Element

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Quellangaben

• Quelle: Römpp-Chemielexikon; 10. Auflage (1996); S. 466
• Verfasser: Hg