Blei 82Pb | |||||||||
engl. Lead; lat. plumbum („Blei“) | |||||||||
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Blei ist ein graues,
sehr gut dehnbares Schwermetall, das sich leicht verbiegen und zu
dünnen Folien walzen lässt.
An frischen Schnittflächen erscheint Blei silbrig glänzend.
Blei ist so weich, dass man es mit einem Fingernagel ritzen kann. Auf
Papier lässt sich mit dem Metall ein dunkelgrauer Strich zeichnen,
weshalb
man es früher zur Herstellung von Bleistiften verwendete. Blei hat
einen relativ niedrigen Schmelz- und Siedepunkt. Kompaktes Blei kann mit
einem
gewöhnlichen Brenner leicht geschmolzen werden.
Im Vergleich zu
anderen Schwermetallen ist Blei relativ edel, es steht in der
Spannungsreihe zwischen Zinn und Wolfram. Unedle Metalle wie Zink
fällen aus einer Bleisalzlösung elementares Blei aus, was an
der Bildung von langen, baumartigen Bleikristallen erkennbar ist.
An der Luft läuft Blei infolge einer Oxidation grau an. Dabei bilden sich Blei(II)-oxid PbO und Bleihydroxid Pb(OH)2. Letzteres reagiert mit dem Kohlenstoffdioxid der Luft und bildet basisches Blei(II)-carbonat Pb(OH)2• 2PbCO3, wodurch das darunterliegende Metall vor weiterer Korrosion geschützt wird. Bei einem Brand eines mit Blei verkleideten Daches schmilzt das Blei leicht aufgrund seines niedrigen Schmelzpunktes, der bei ungefähr +327 °C liegt. Das Problem dabei sind nicht die Bleidämpfe, da Blei einen relativ hohen Siedepunkt von 1749 °C hat. Es besteht eine andere Gefahr: Das flüssige Blei oxidiert beim Erhitzen an der Luft, es wandelt sich bei einem Brand teilweise in Blei(II)-oxid um, das ab 488 °C in die hellgelbe, orthorhombische Modifikation übergeht. Diese wurde früher als Pigment verwendet und als Bleiglätte bezeichnet. Heute ist diese Verwendung verboten: Bleiverbindungen wirken fruchtschädigend und können beim Schlucken oder beim Einatmen von Stäuben und Rauch eine akute oder eine chronische Bleivergiftung auslösen. Gelbes Blei(II)-oxid ist instabil, es zersetzt sich an der Luft oder mit Säuren allmählich zu schwarzem Blei(IV)-oxid. Bei der Brandkatastrophe der Kathedrale Notre-Dame de Paris am 15. April 2019 war eine große, gelbe Rauchwolke über der Stadt zu sehen, die Blei(II)-oxid (oder aber auch Zinkoxid) enthielt. Der beim Brand eingestürzte Vierungsturm war zusammen mit dem verbrannten Dach der Kathedrale mit mehreren hundert Tonnen Blei verkleidet. Mit Chlor reagiert Blei zu Blei(II)-chlorid, mit Schwefel zu Blei(II)-sulfid: Pb + Cl2 ![]() Pb + S ![]() Mit Phosphorsäure,
Flusssäure, Schwefelsäure und Salzsäure bildet sich ein dünner
Schutzüberzug aus den gebildeten Salzen, so dass die Säuren nicht
weiter mit dem Metall reagieren können. Konzentrierte Salpetersäure,
aber auch heiße konzentrierte Schwefelsäure lösen Blei
jedoch unter Bildung der entsprechenden Salze rasch auf. In heißen
Laugen löst sich Blei unter Bildung von Plumbaten.
Bleiverbindungen treten meistens in der Oxidationsstufe +2 auf. Beispiele dafür sind Blei(II)-nitrat oder Blei(II)-acetat. Selten kommen sie auch in der Oxidationsstufe +4 vor, zum Beispiel beim Blei(IV)-oxid PbO2. Der Nachweis von Blei-Ionen kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen:
Es existieren weitere typische Fällungs-Reaktionen zum Nachweis von Blei:
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Beim
Einatmen von Bleistäuben oder Dämpfen werden diese in der Lunge
gut resorbiert. Ein kompaktes Bleistück dürfte jedoch nicht so
gefährlich sein. Allerdings ist zu beachten, dass ein Bleiblech relativ
weich ist und sich das Blei leicht abstreift. Eine Hautresorption findet
nach bisherigen Erkenntnissen aber nicht statt. Bleistäube und viele
der Verbindungen gelten als umweltgefährlich, außerdem schädigen
sie das Kind im Mutterleib oder beeinträchtigen die Fruchtbarkeit.
Bleihaltige Wasserrohre
stellten schon bei den Römern ein Problem dar, sie wurden bis 1970
noch in Mitteleuropa verbaut. Im 20. Jahrhundert gelangte Blei vor allem
auch über die Autoabgase in die Umwelt. Das dem Benzin als Antiklopfmittel beigefügte Bleitetraethyl führte zu einer massiven Belastung
bei Verkehrspolizisten oder aber in der Landwirtschaft. Im Blut bindet
sich Blei an den Blutfarbstoff Hämoglobin und wird dadurch im ganzen
Körper und auch in fast allen Organen verteilt. Es bildet in den Knochen
und den Zähnen Bleiphosphat, dieses lagert sich für lange Zeit
ein. Die Halbwertszeit liegt bei bis zu 30 Jahren. Lit [37]
Typisch für eine Bleivergiftung sind daher auch schwarze Ränder
am Zahnfleischsaum. Bei
einer akuten Vergiftung werden bestimmte Enzymreaktionen gehemmt. Es kommt
zu einer Anämie. Als Symptome treten Erbrechen, Koliken und Kreislaufversagen
auf. Heimtückisch wirkt die langfristige Aufnahme kleiner Mengen von
Bleisalzen, beispielsweise durch das Trinken von Wasser aus einem alten
Steingut-Gefäß, das mit roter Farbe aus Bleimennige lasiert
ist. Die chronische Bleikrankheit äußert sich in Müdigkeit,
Appetitlosigkeit, Kopfschmerzen, Hautblässe oder Muskelschwäche.
Problematisch war früher auch die Verwendung von Blei(II)-acetat als "Bleizucker" in billigem Wein. Das Bleisalz nahm dem Wein den bitteren Geschmack. Durch die regelmäßige Konsumation derartiger Weine sind häufig chronische Bleivergiftungen aufgetreten. Diese Verwendung in einem Lebensmittel ist heute nicht mehr nachvollziehbar, sie ist verboten. |
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Häufigkeit weniger häufig
Blei kommt auf der Erde etwa sechsmal weniger häufig wie Kupfer oder Zink vor. Elementares Blei kommt in der Natur nur sehr selten in gediegener Form vor. Das Blei aus Garpenberg in Schweden zeigt dünne Plättchen, die sich leicht verbiegen lassen.
Das wichtigste Bleierz
ist der oft silberhaltige Bleiglanz, aus dem das Blei durch Rösten und Reduktion
gewonnen werden kann. Daneben existieren eine Vielzahl an Bleierzen, wie Cerussit, Krokoit, Wulfenit, Pyromorphit, Vanadinit oder Boulangerit.
Die größten
Bleierzlagerstätten befinden sich in China. Weitere
bedeutende Vorkommen gibt es in Australien, in den USA, in Peru, Mexiko
oder Indien. In Deutschland
wurde Bleierz früher im Erzgebirge, im Harz, in der Eifel und im Ruhrgebiet abgebaut.
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Blei
ist eines der zehn Metalle des Altertums. Die alten Ägypter verwendeten
es schon zum Glasieren von Gefäßen. Die alten Griechen förderten
Bleierze auf den Inseln Zypern und Rhodos. Die Römer bauten aus Blei
Wasserleitungen und benutzten es in Legierungen mit Zinn für Dachabdeckungen und zur Herstellung
von Gegenständen. Gelegentlich wurde der Untergang des Römischen Reiches sogar auf anhaltende
Bleivergiftungen römischer Soldaten zurückgeführt, da diese
bleisalzhaltiges Wasser aus den Wasserleitungen tranken. Der deutsche Name
Blei geht auf das indogermanische Wort bhlei („glänzen“, „leuchten“)
zurück. Das chemische Symbol Pb schlug J.J.Berzelius im Jahre 1814 vor. Dem Blei wurde in der Alchemie das Saturnsymbol zugeordnet
(2. Symbol von links).
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Das
Metall wird hauptsächlich aus Bleiglanz gewonnen. Dabei kommen zwei Verfahren zum Einsatz: Beim Röstreduktionsverfahren
wird klein gemahlenes Bleierz im Luftstrom bei 1000 °C geröstet,
bzw. oxidiert. [Lit 4]
2 PbS + 3 O2 ![]()
Das erhaltene
Bleioxid reduziert man dann in einem Schachtofen mit Koks, bzw. mit
Kohlenstoffmonooxid und gibt noch Kalk als Flussmittel hinzu. Das noch
unreine Blei sammelt sich im unteren Teil, während die leichtere
Schlacke über dem Blei schwimmt.
PbO + C ![]() PbO + CO ![]() Beim
Röstreaktionsverfahren wird nur ein Teil des Bleisulfids
geröstet. Ein Teil des entstehenden Bleioxids dient dann zur
Reduktion des Bleisulfids:
3 PbS + 3 O2 ![]() PbS + 2 PbO ![]() Das entstehende Rohblei enthält noch zwei bis drei Prozent Verunreinigungen anderer
Metalle. Die Reinigungen erfolgt durch verschiedene Verfahren, beispielsweise
durch die elektrolytische Raffination analog zur Kupfer-Raffination. Ein großer Anteil des Blei-Bedarfs wird heute durch Recycling aus Altbatterien gedeckt. Langfristig
wird sogar mit einem Anteil von bis zu 90% gerechnet. [Lit 7]
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Blei
ist eines der wichtigsten Gebrauchsmetalle und dient vor allem zur Herstellung
von Legierungen:
Die chemische Industrie verwendet
Blei als Rohrmaterial für Säuren und aggressive Flüssigkeiten.
Dicke Bleiplatten eignen sich als Strahlenschutzmaterial, zum Beispiel
beim Röntgen.
Bleiverbindungen wie Bleimennige Pb3O4 oder Bleiweiß 2PbCO3 • Pb(OH)2 wurden früher als Pigmente für Farben eingesetzt. Heute ist diese Anwendung aufgrund der Toxizität
nicht mehr empfehlenswert und in vielen Ländern verboten. Angler und
Fischer hängen Bleigewichte zum Beschweren an ihre Netze, Taucher
verwenden die Gewichte zum Tarieren der Tiefe unter Wasser. Da Blei umweltgefährlich
ist, müssen derartige Gewichte heute mit einem Überzug aus Gummi
oder einer Lackierung versehen sein.
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