Thallium Zinn  Flerovium Bismut  
 Blei                                                  82Pb
 engl. Lead; lat. plumbum („Blei“)
 
Zoom!Lupe Relat. Atommasse
Intervall
(Hinweis) 
Ordnungszahl    
Schmelzpunkt    
Siedepunkt    
Oxidationszahlen     
Dichte    
Härte (Mohs)     
Elektronegativität    
Elektronenkonfig.   
Natürl. Häufigkeit  
  
  
 
207,2
[206,14; 207,94]
  
82    
327,462 °C    
1749 °C    
4, 2    
11,3 g/cm³   
1,5    
1,8 (Pauling)      
[Xe]4f145d106s26p2   
Pb-204: 1,4%   
Pb-206: 24,1%   
Pb-207: 22,1%   
Pb-208: 52,4%
 
   
     

Film

22 sek
Der Film verdeutlicht, warum früher in Bleistiften eine Bleimine enthalten war.
    
GHS-Piktogramme (Blei gepulvert)  
    Gefahr
Gefahren (H-Sätze) *) 
  
H 302, 332, 360fd, 362, 373, 400, 410
 

 
CAS-Nummer 
  
7439-92-1

GHS-Piktogramme (Blei kompakt)
    Gefahr
Gefahren (H-Sätze) *) 
  
H 360fd, 362
 

 
CAS-Nummer 
  
7439-92-1

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Physikalisch-chemische Eigenschaften
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.  


Bleikristalle in Bleiacetat-Lösung
 

 
Hängt man eine Zinkgranalie in eine Bleiacetat-Lösung, bilden sich Bleikristalle.


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 reagiert zu  PbCl2       ΔHR = −359 kJ/mol 
Pb  +  S reagiert zu  PbS      ΔHR = −94 kJ/mol 
  
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. 


Schwefelwasserstoff in Bleisalz-Lösung einleiten
 
Bleisulfid-Fällung
 
  Leitet man Schwefelwasserstoff in eine Blei(II)-salz-Lösung, fällt braunschwarzes Blei(II)-sulfid aus.


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:
  • Bleiverbindungen und auch Bleiminerale lassen sich bei der Lötrohrprobe leicht reduzieren, dabei bilden sich ein Bleikorn und ein gelber Bleioxid-Beschlag auf der Kohle.
  • Mit Schwefelwasserstoff bilden Bleisalz-Lösungen Blei(II)-sulfid, das als braunschwarzer Niederschlag ausfällt. Umgekehrt dient Bleiacetat-Papier als Nachweispapier für Schwefelwasserstoff, beispielsweise bei der Herstellung von Schwefelwasserstoff aus Salzsäure und Eisensulfid. Das Papier färbt sich dabei braunschwarz.
  • Bleisalze zeigen typische Fällungsreaktionen: Mit Salzsäure oder Chloriden wie Natrium- und Kaliumchlorid bilden wässrige Blei(II)-salz-Lösungen Blei(II)-chlorid, das in kalter Lösung ausfällt. Dieses Bleisalz ist nur in heißem Wasser löslich. Beim Abkühlen kristallisiert es in Form weißer Nadeln aus.

Blei(II)-chlorid beim Auskristallisieren
 
Bleichlorid
 
  Bleichlorid ist nur in heißem Wasser löslich, beim Abkühlen kristallisiert es in weißen Nadeln aus.


Es existieren weitere typische Fällungs-Reaktionen zum Nachweis von Blei:
  • Gibt man eine Kaliumchromat-Lösung zu einer Blei(II)-salz-Lösung, entsteht gelbes, unlösliches Blei(II)-chromat. Dieses wurde früher als Pigment unter dem Namen Chromgelb verwendet.
  • Bei der Zugabe von Kaliumiodid zu einer Blei(II)-salz-Lösung, fällt gelbes Blei(II)-iodid aus. Unter dem Mikroskop sind die sechseckigen Plättchen des gelben Bleisalzes gut erkennbar.

  Blei(II)-iodid als Fällung und im Mikroskop
 
Bleiiodid
 
Gibt man zu einer Blei(II)-salz-Lösung wenig Kaliumiodid, fällt gelbes Blei(II)-iodid aus.

   
Toxikologie 
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. 
  
Vorkommen 
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.
 
 
 
Blei gediegen von Garpenberg in Schweden
 
Blei gediegenLupe
 
 Das Blei bildet Platten, die an der Luft an der Oberfläche zu Bleioxid oxidieren und sich verformen 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.  
   
  
 
   
 
 
 
Geschichte 
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).


Blei ist eines der zehn Metalle des Altertums. Die ältesten Zeugnisse für eine Bleiverarbeitung sind gefundene Bleikörner in der zentralanatolischen Ebene. Sie stammen aus einer Zeit um 7000 vor Christus. Im 4. Jahrtausend vor Christus wurde Blei als Mörtelersatz in den Fugen von Mauerwerk eingesetzt. Ab dem 3. Jahrtausend sind bereits vielfältige Anwendungen dokumentiert. [Lit. 64]  

Die alten Babylonier und auch die alten Ägypter verwendeten Bleiglasuren oder Gegenstände aus Blei. Bleiweiß ist eines der ältesten, künstlich hergestellten Pigmente. Die alten Griechen förderten die Bleierze in Laurion und auf den Inseln Zypern und Rhodos. Beim Bergbau spielte der Bleiglanz schon immer eine bedeutende Rolle im Hinblick auf die Gewinnung von Silber, da das Bleierz häufig Silber enthält oder mit Silbererzen vergesellschaftet ist. Die Römer gewannen das Blei aus dem Bergbau in Sardinien und Spanien. Klammern aus Blei hielten im alten Rom die Steinblöcke von Bauwerken zusammen. Blei wurde
in Legierungen mit Zinn für Dachabdeckungen benutzt oder es diente zur Herstellung von Gegenständen. Sie verwendeten Blei für die Verkleidung von Schiffsrümpfen oder bauten damit Wasserleitungen. Gelegentlich wurde der Untergang des Römischen Reiches auf anhaltende Bleivergiftungen römischer Soldaten zurückgeführt, da diese bleisalzhaltiges Wasser aus den Wasserleitungen tranken. Mit dem Untergang des Römischen Reichs verlor das Blei zwischenzeitlich an Bedeutung.

In Europa benötigte man das Blei ab dem späten Mittelalter in den Kirchenfenstern der Kathedralen. Die bunt gefärbten Glasscheiben wurden durch Stege aus Blei zusammengehalten. Zu dieser Zeit konnte man noch keine größeren Glasflächen herstellen. Die kleinen Glasscheiben wurden durch Bleiruten miteinander verkittet. Mit der Erfindung des Schießpulvers und der ersten Feuerwaffen um 1326 gewann das Blei für die Herstellung von Munition noch mehr an Bedeutung. Der aufkommende Buchdruck um 1440 durch Johannes Gutenberg (1400–1468) benötigte Buchstaben-Drucklettern aus Metall, die man durch Gießen herstellen konnte und trotzdem so fest waren, dass man damit ein sauberes Druckbild erhielt. Als optimal erwies sich eine Blei-Zinn-Antimon-Legierung. Nach dem Dreißigjährigen Krieg wurden Bleibleche auf den Dächern von vielen Schlössern und Kirchen angebracht. Bleidächer erhielten zum Beispiel der Kölner Dom oder das Schloss Versailles.

Von großer Bedeutung war auch die Erfindung des Bleiakkus durch den deutschen Physiker Wilhelm Josef Sinsteden (1803–1891) im Jahr 1854. Der französische Physiker Gaston Planté (1834–1889) verbesserte 1859 diese wieder aufladbare Batterie durch eine spiralförmige Anordnung der Bleiplatten. Mit dem Aufkommen der Elektronik am Ende des 19. Jahrhunderts wurde zum Löten der Bauteile ein elektrisch leitfähiges Material mit niedrigem Schmelzpunkt benötigt. Früher verwendete man dafür Legierungen aus Blei und Zinn, heute sind diese Legierungen weitgehend bleifrei, da die beim Löten entstehenden, bleihaltigen Dämpfe toxisch sind und die Abfälle aus dem Elektronikschrott eine erhebliche Belastung der Umwelt darstellen.

1895 fertigte der deutsche Physiker Wilhelm Röntgen (1845–1923) erstmals eine Röntgenaufnahme von der Hand seiner Frau an. Beim Röntgen zur medizinischen Diagnostik wird der zu untersuchenden Person ein Bleischurz zum Schutz der Fortpflanzungsorgane angelegt. Die Entdeckung der Kernspaltung durch Otto Hahn (1879–1968) und Fritz Straßmann (1902–1980) im Jahr 1938 war das entscheidende Experiment für die Entwicklung der Kernenergie und der Kernwaffen. Die starke Strahlung der radioaktiven Isotope erfordert Strahlenschutzmaterialien, wofür dicke Bleiplatten sehr gut geeignet sind.
  
Herstellung     
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 reagiert zu  2 PbO  +  2 SO2  
   
 
Bleigewinnung im Schachtofen
Bleigewinnung nach dem Röstreduktionsverfahren
Im Schachtofen wird das Bleioxid mit Kohle und Kohlenstoffmonooxid reduziert.


Das erhaltene Blei(II)-oxid reduziert man dann in einem Schachtofen mit Koks, bzw. mit Kohlenstoffmonooxid. Zum Koks wird noch Kalk als Flussmittel hinzugegeben. Das noch unreine Blei sammelt sich im unteren Teil, während die leichtere Schlacke über dem Blei schwimmt. 
  
PbO  +  C reagiert zu  Pb  +  CO  
PbO  +  CO reagiert zu  Pb  +  CO2  
 
Beim Röstreaktionsverfahren wird nur ein Teil des Blei(II)-sulfids geröstet. Ein Teil des entstehenden Blei(II)-oxids dient dann zur Reduktion des Bleisulfids:

3 PbS  +  3 O2 reagiert zu  PbS  +  2 PbO  +  2 SO2  
PbS  +  2  PbO reagiert zu  3 Pb  +  SO2  
   
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]
  
Verwendung 
Blei ist eines der wichtigsten Gebrauchsmetalle und dient vor allem zur Herstellung von Legierungen:  
  • Hartblei (90% Blei, 10% Antimon): Akkumulatoren
  • Bleilagermetall (98% Blei, 2% Na, Li, Ca): Achsenlager von Eisenbahnzügen
  • Schriftmetalle (80% Blei, 12% Antimon, 5% Zinn, Rest Kupfer und Nickel): Buchdruckplatten
  • Blei-Kupfer-Legierungen dienen zur Herstellung von Kabelummantelungen, Dichtungen, Isolierungen und Rohrleitungen. 
  • Elektroniklot enthält beispielsweise 60% Zinn, 38% Blei und 2% Kupfer. Derartiges Lot für den Elektronikbastler ist noch erlaubt. Industriell gefertigte Elektrogeräte dürfen aber heute kein Blei mehr enthalten. Ausnahmeregelungen gelten für die Medizintechnik, für die Sicherheitstechnik, für die Messtechnik, für die Luft- und Raumfahrt, für die Bahntechnik, für die Feuerwehr, die Polizei und das Militär.
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  Pb3O 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. 
 
 
 Altes Bleigewicht ohne Überzug
Bleigewicht
 Heute müssen solche Gewichte gummiert oder lackiert sein.
 
 
Bleiverbindungen
 
 Bleiacetat   Bleinitrat   Bleimennige   Bleizinngelb Bleizinngelb   Chromgelb Chromgelb


Bleimennige Bleimennige


Bleiweiß Bleiweiß



 
 
Bleiminerale



Anglesit


Barstowit


Beudantit


Baumhauerit


Blei gediegen







Bleiglanz


Blixit


Boleit


Boulangerit


Bournonit







Caledonit


Cerussit


Clausthalit


Cumengeit


Cotunnit







Descloizit


Diaboleit


Dufrénoysit


Duftit


Elyit




 


Falkmanit


Fiedlerit


Georgiadesit


Jordanit


Krokoit




 


Lanarkit


Laurionit


Leadhillit


Lengenbachit


Linarit




 


Liveingit


Lithargit


Massicotit


Matlockit


Mimetesit




 


Minium


Nealit


Paralaurionit


Phosgenit


Plattnerit




 


Pyromorphit


Segnitit


Vanadinit


Wallisit


Wulfenit


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