≡×ՄԵՆՈՒ

• Ինտերիեր
• Պատուհան
• Պատեր
• Նախագծեր
• Շենքերը

Մուգ կապար. Կապար մետաղ. Կապարի հատկությունները և օգտագործումը

Կապարը շատ առումներով իդեալական մետաղ է, քանի որ այն ունի բազմաթիվ առավելություններ, որոնք կարևոր են արդյունաբերության համար։ Դրանցից ամենաակնառուը հանքաքարից դրա արտադրության հարաբերական հեշտությունն է, ինչը բացատրվում է ցածր հալման կետով (ընդամենը 327 ° C): Ամենակարևոր կապարի հանքաքարը՝ գալենան մշակելիս մետաղը հեշտությամբ բաժանվում է ծծմբից։ Դա անելու համար բավական է գալենան այրել օդում ածխի խառնուրդի մեջ:

Իր բարձր ճկունության շնորհիվ կապարը հեշտությամբ կեղծվում է, գլորվում թիթեղների և մետաղալարերի մեջ, ինչը հնարավորություն է տալիս այն օգտագործել ինժեներական արդյունաբերության մեջ՝ այլ մետաղների հետ տարբեր համաձուլվածքների արտադրության համար: Լայնորեն հայտնի են այսպես կոչված բաբբիտները (անագի, ցինկի և որոշ այլ մետաղների հետ կապարի համաձուլվածքներ կրող), կապարի համաձուլվածքները անտիմոնով և անագով տպող, կապարի համաձուլվածքներ անագով տարբեր մետաղներ զոդելու համար։

Մետաղական կապարը շատ է լավ պաշտպանությունբոլոր տեսակի ռադիոակտիվ ճառագայթներից և ռենտգենյան ճառագայթներից: Այն ներմուծվում է գոգնոցի ռետինե և ռադիոլոգի պաշտպանիչ ձեռնոցների մեջ՝ հետաձգելով ռենտգենյան ճառագայթումը և պաշտպանելով օրգանիզմը դրանց վնասակար ազդեցությունից։ Կապարի օքսիդներ պարունակող ապակին պաշտպանում է նաև ռադիոակտիվ ճառագայթումից: Նման կապարի ապակին թույլ է տալիս վերահսկել ռադիոակտիվ նյութերի մշակումը «մեխանիկական թևի»՝ մանիպուլյատորի միջոցով:

Օդի, ջրի և տարբեր թթուների ազդեցության դեպքում կապարն ավելի մեծ կայունություն է ցուցաբերում: Այս հատկությունը թույլ է տալիս այն լայնորեն օգտագործել էլեկտրական արդյունաբերության մեջ, հատկապես մարտկոցների և մալուխային բեռնախցիկների արտադրության համար: Վերջիններս լայնորեն կիրառվում են ավիացիոն եւ ռադիոարդյունաբերության մեջ։ Կապարի կայունությունը թույլ է տալիս այն օգտագործել վնասից պաշտպանվելու համար պղնձե լարերհեռագրային և հեռախոսային գծեր. Բարակ կապարի թիթեղները օգտագործվում են քիմիական հարձակման ենթարկված երկաթի և պղնձի մասերը ծածկելու համար (լոգանքներ պղնձի, ցինկի և այլ մետաղների էլեկտրոլիզի համար):

Կապար և էլեկտրատեխնիկա

Մալուխային արդյունաբերությունը սպառում է հատկապես մեծ քանակությամբ կապար, որտեղ այն օգտագործվում է ստորգետնյա կամ ստորջրյա տեղադրման ժամանակ հեռագրական և էլեկտրական լարերը կոռոզիայից պաշտպանելու համար: Շատ կապար օգտագործվում է նաև ցածր հալեցման համաձուլվածքներ (բիսմուտով, անագով և կադմիումով) էլեկտրական ապահովիչների համար, ինչպես նաև շփվող մասերի ճշգրիտ տեղադրման համար։ Բայց գլխավորը, ըստ երեւույթին, կապարի օգտագործումն է քիմիական էներգիայի աղբյուրներում։

Կապարաթթվային մարտկոցն իր ստեղծման օրվանից ենթարկվել է դիզայնի բազմաթիվ փոփոխությունների, սակայն դրա հիմքը մնացել է նույնը՝ երկու կապարե թիթեղներ՝ ընկղմված ծծմբաթթվի էլեկտրոլիտի մեջ: Կապարի օքսիդի մածուկը կիրառվում է թիթեղների վրա: Մարտկոցը լիցքավորելիս թիթեղներից մեկի վրա ջրածին է արտազատվում՝ օքսիդը վերածելով մետաղական կապարի, իսկ մյուս կողմից՝ թթվածինը՝ օքսիդը վերածելով պերօքսիդի։ Ամբողջ կառուցվածքը վերածվում է գալվանական բջիջի՝ կապարի և կապարի պերօքսիդից պատրաստված էլեկտրոդներով: Լիցքաթափման գործընթացում պերօքսիդը դեօքսիդանում է, իսկ մետաղական կապարը վերածվում է օքսիդի։ Այս ռեակցիաները ուղեկցվում են էլեկտրական հոսանքի առաջացմամբ, որը կհոսի շղթայի միջով մինչև էլեկտրոդները դառնան նույնական՝ ծածկված կապարի օքսիդով:

Ալկալային մարտկոցների արտադրությունը մեր ժամանակներում հասել է հսկայական չափերի, սակայն այն չի փոխարինել կապարի մարտկոցներին։ Վերջիններս ուժով զիջում են ալկալայիններին, ավելի ծանր են, բայց ավելի բարձր լարման հոսանք են արտադրում։ Այսպիսով, ավտոստարտերը միացնելու համար ձեզ անհրաժեշտ է հինգ կադմիում-նիկելային կամ երեք կապարի մարտկոց:

Մարտկոցների արդյունաբերությունը կապարի խոշորագույն սպառողներից է:

Թերևս կարելի է ասել, որ կապարը եղել է ժամանակակից էլեկտրոնային հաշվողական տեխնոլոգիայի ակունքներում:

Կապարը առաջին մետաղներից էր, որը դարձավ գերհաղորդիչ։ Ի դեպ, ջերմաստիճանը, որից ցածր այս մետաղը ձեռք է բերում էլեկտրական հոսանք առանց նվազագույն դիմադրության անցնելու հատկություն, բավականին բարձր է՝ 7,17°K։ (Համեմատության համար նշում ենք, որ անագի համար այն կազմում է 3,72, ցինկի համար՝ 0,82, տիտանի համար՝ ընդամենը 0,4°K): Կապարն օգտագործվել է 1961 թվականին կառուցված առաջին գերհաղորդիչ տրանսֆորմատորը քամելու համար։

Ամենադիտարժան ֆիզիկական «հնարքներից մեկը», որն առաջին անգամ ցուցադրվել է 30-ականներին խորհրդային ֆիզիկոս Վ.Կ.-ի կողմից, հիմնված է կապարի գերհաղորդականության վրա: Արկադիեւը։

Ըստ լեգենդի՝ Մուհամեդի մարմնով դագաղը կախված է եղել տիեզերքում՝ առանց հենարանների: Սրան, իհարկե, սթափ մարդկանցից ոչ ոք չի հավատում։ Այնուամենայնիվ, Արկադիևի փորձերում նման բան տեղի ունեցավ. մի փոքրիկ մագնիս կախված էր առանց որևէ հենարանի կապարի ափսեի վերևում, որը գտնվում էր հեղուկ հելիումի միջավայրում, այսինքն. 4,2°K ջերմաստիճանում, որը շատ ավելի ցածր է կապարի համար կրիտիկական ջերմաստիճանից:

Հայտնի է, որ երբ մագնիսական դաշտը փոխվում է, ցանկացած հաղորդիչում առաջանում են պտտվող հոսանքներ (Ֆուկոյի հոսանքներ)։ Նորմալ պայմաններում դրանք արագորեն մարվում են դիմադրությամբ։ Բայց, եթե չկա դիմադրություն (գերհաղորդականություն), այդ հոսանքները չեն մարում և, բնականաբար, պահպանվում է նրանց ստեղծած մագնիսական դաշտը։ Կապարի ափսեի վերևում գտնվող մագնիսը, իհարկե, ուներ իր դաշտը և, ընկնելով դրա վրա, գրգռեց մագնիսական դաշտը հենց թիթեղից՝ ուղղված դեպի մագնիսի դաշտը, և այն վանեց մագնիսը։ Սա նշանակում է, որ առաջադրանքը հանգեցրեց այնպիսի զանգվածի մագնիս հավաքելուն, որ այդ վանող ուժը կարող էր պահել այն հարգալից հեռավորության վրա:

Մեր օրերում գերհաղորդականությունը հսկայական ոլորտ է գիտական ​​հետազոտությունև գործնական կիրառություն։ Իհարկե, չի կարելի ասել, որ դա կապված է միայն կապարի հետ։ Բայց կապարի նշանակությունն այս ոլորտում չի սահմանափակվում բերված օրինակներով։

Էլեկտրաէներգիայի լավագույն հաղորդիչներից մեկը՝ պղինձը, չի կարող վերածվել գերհաղորդիչ վիճակի։ Ինչու է դա այդպես, գիտնականները դեռ չգիտեն համաձայնություն. Գերհաղորդականության վերաբերյալ փորձարկումներում պղինձը կատարում է էլեկտրական մեկուսիչի դեր։ Սակայն գերհաղորդիչ տեխնոլոգիայի մեջ օգտագործվում է պղնձի և կապարի համաձուլվածք: 0.1...5°K ջերմաստիճանի միջակայքում այս խառնուրդը դրսևորվում է գծային կախվածությունջերմաստիճանի դիմադրություն: Հետեւաբար, այն օգտագործվում է չափազանց ցածր ջերմաստիճանի չափման գործիքներում:

Կապար և տրանսպորտ

Եվ այս թեման բաղկացած է մի քանի ասպեկտներից. Առաջինը կապարի վրա հիմնված հակաշփման համաձուլվածքներն են: Հանրահայտ բաբիթների և կապարի բրոնզների հետ մեկտեղ կապար-կալցիումի համաձուլվածքը (3...4% կալցիում) հաճախ օգտագործվում է որպես հակաշփման համաձուլվածք։ Որոշ զոդումներ, որոնք բնութագրվում են անագի ցածր պարունակությամբ և, մասնավորապես, ունեն նույն նպատակը: որոշ դեպքերում, անտիմոնի ավելացում։ Կապարի և թալիումի համաձուլվածքները սկսում են ավելի ու ավելի կարևոր դեր խաղալ։ Վերջիններիս առկայությունը մեծացնում է առանցքակալների ջերմակայունությունը և նվազեցնում կապարի կոռոզիան օրգանական թթուների կողմից, որոնք առաջանում են քսայուղերի ֆիզիկական և քիմիական ոչնչացման ժամանակ:

Երկրորդ ասպեկտը շարժիչներում պայթեցման դեմ պայքարն է։ Պայթեցման պրոցեսը նման է այրման գործընթացին, սակայն դրա արագությունը չափազանց բարձր է... Ներքին այրման շարժիչներում այն ​​առաջանում է չայրված ածխաջրածինների մոլեկուլների քայքայման պատճառով՝ ճնշման ու ջերմաստիճանի բարձրացման ազդեցության տակ։ Երբ այս մոլեկուլները քայքայվում են, նրանք ավելացնում են թթվածին և ձևավորում պերօքսիդներ, որոնք կայուն են միայն շատ նեղ ջերմաստիճանի միջակայքում: Դրանք առաջացնում են պայթյուն, և վառելիքը բռնկվում է մինչև բալոնում խառնուրդի պահանջվող սեղմումը հասնելը: Արդյունքում շարժիչը սկսում է գործել, գերտաքացում, առաջանում է սև արտանետում (թերի այրման նշան), արագանում է մխոցների այրումը, միացնող ձողը և կռունկի մեխանիզմն ավելի են մաշվում, և հոսանքազրկվում է...

Ամենատարածված հակահարվածային միջոցը տետրաէթիլ կապարն է (TEP) Pb(C 2 H 5) 4 - անգույն թունավոր հեղուկ: Դրա (և այլ օրգանամետաղական հակաթակիչ նյութերի) ազդեցությունը բացատրվում է նրանով, որ 200°C-ից բարձր ջերմաստիճանի դեպքում հակաթակիչ նյութի մոլեկուլները քայքայվում են։ Ձևավորվում են ակտիվ ազատ ռադիկալներ, որոնք, հիմնականում արձագանքելով պերօքսիդների հետ, նվազեցնում են դրանց կոնցենտրացիան։ Տետրաէթիլ կապարի ամբողջական տարրալուծման ժամանակ առաջացած մետաղի դերը կրճատվում է ակտիվ մասնիկների՝ նույն պերօքսիդների պայթուցիկ տարրալուծման արտադրանքի ապաակտիվացմանը։

Տետրաէթիլ կապարի ավելացումը վառելիքին երբեք չի գերազանցում 1%-ը, բայց ոչ միայն այս նյութի թունավորության պատճառով: Ազատ ռադիկալների ավելցուկը կարող է առաջացնել պերօքսիդների ձևավորում:

Շարժիչային վառելիքի պայթեցման գործընթացների և հակաթակային նյութերի գործողության մեխանիզմի ուսումնասիրության մեջ կարևոր դերը պատկանում է ԽՍՀՄ ԳԱ Քիմիական ֆիզիկայի ինստիտուտի գիտնականներին՝ ակադեմիկոս Ն.Ն. Սեմենովը և պրոֆեսոր Ա.Ս. Սոկոլիկ.

Կապար և պատերազմ

Կապարը ծանր մետաղ է, նրա խտությունը 11,34 է։ Հենց այս հանգամանքն էլ առաջացրել է հրազենի մեջ կապարի զանգվածային կիրառումը։ Ի դեպ, հին ժամանակներում կապարե արկեր են օգտագործվել. Հանիբալի բանակի պարսատիկները հռոմեացիների վրա կապարե գնդակներ են նետել: Իսկ այժմ փամփուշտները ձուլվում են կապարից, միայն դրանց պատյանը պատրաստված է այլ, ավելի կարծր մետաղներից։

Կապարի ցանկացած հավելում մեծացնում է դրա կարծրությունը, սակայն հավելումների քանակական ազդեցությունը անհավասար է։ Բեկորների պատրաստման համար օգտագործվող կապարին ավելացնում են մինչև 12% հակամոն, իսկ հրազենային կապարին ավելացնում են ոչ ավելի, քան 1% մկնդեղ:

Առանց պայթուցիկ գործարկելու արագ կրակի ոչ մի զենք չի գործի: Այս դասի նյութերի մեջ գերակշռում են ծանր մետաղների աղերը։ Մասնավորապես, օգտագործվում է կապարի ազիդ PbN 6:

Բոլոր պայթուցիկները ենթարկվում են շատ խիստ պահանջների՝ շահագործման անվտանգության, հզորության, քիմիական և ֆիզիկական դիմադրության և զգայունության առումով: Բոլոր հայտնի գործարկիչ պայթուցիկներից միայն սնդիկի ֆուլմինատը, ազիդը և կապարի տրինիտրոռեսորցինատը (TNRS) են «անցնում» այս բոլոր հատկանիշները:

Առաջատար և գիտություն

Էնրիկո Ֆերմին մեքենայով գնաց Ալամոգորդո՝ առաջին ատոմային պայթյունի վայր՝ կապարից պաշտպանված տանկով։ Հասկանալու համար, թե ինչու է դա կապարը, որը պաշտպանում է գամմա ճառագայթումից, մենք պետք է դիմենք կարճ ալիքի ճառագայթման կլանման էությանը:

Ռադիոակտիվ քայքայմանը ուղեկցող գամմա ճառագայթները գալիս են միջուկից, որի էներգիան գրեթե միլիոն անգամ ավելի մեծ է, քան ատոմի արտաքին թաղանթում «հավաքվածը»։ Բնականաբար, գամմա ճառագայթներն անչափ ավելի էներգետիկ են, քան լուսային ճառագայթները: Նյութի հետ հանդիպելիս ցանկացած ճառագայթման ֆոտոն կամ քվանտ կորցնում է իր էներգիան, և հենց այստեղ է արտահայտվում դրա կլանումը: Բայց ճառագայթների էներգիան տարբեր է։ Որքան կարճ է նրանց ալիքի երկարությունը, այնքան ավելի եռանդուն են, կամ, ինչպես ասում են, ավելի կոշտ են։ Որքան խիտ է այն միջավայրը, որով անցնում են ճառագայթները, այնքան ավելի է այն ուշացնում դրանք։ Կապարը խիտ է: Հարվածելով մետաղի մակերևույթին՝ գամմա քվանտան դուրս է մղում էլեկտրոններից, որոնք ծախսում են իրենց էներգիան։ Որքան մեծ է տարրի ատոմային թիվը, այնքան ավելի դժվար է էլեկտրոնը դուրս հանել իր արտաքին ուղեծրից՝ միջուկի ձգողականության ավելի մեծ ուժի պատճառով:

Հնարավոր է նաև մեկ այլ դեպք, երբ գամմա քվանտը բախվում է էլեկտրոնի հետ, հաղորդում է իր էներգիայի մի մասը և շարունակում իր շարժումը։ Բայց հանդիպումից հետո այն դարձավ ավելի քիչ էներգետիկ, ավելի «փափուկ», և ապագայում ծանր տարրի շերտի համար ավելի հեշտ կլինի կլանել նման քվանտ: Այս երեւույթը կոչվում է Կոմպտոնի էֆեկտ՝ այն հայտնաբերած ամերիկացի գիտնականի անունով։

Որքան ուժեղ են ճառագայթները, այնքան մեծ է նրանց թափանցելու ունակությունը՝ աքսիոմա, որը ապացույց չի պահանջում։ Այնուամենայնիվ, գիտնականներին, ովքեր ապավինում էին այս աքսիոմին, շատ հետաքրքիր անակնկալ էր սպասվում: Հանկարծ պարզվեց, որ 1 միլիոն էՎ-ից ավելի էներգիա ունեցող գամմա ճառագայթները արգելափակվում են կապարով ոչ ավելի թույլ, այլ ավելի ուժեղ, քան պակաս կարծրները: Փաստ, որը կարծես հակասում էր ակնհայտին։ Ամենաբարդ փորձերը կատարելուց հետո պարզվեց, որ միջուկի անմիջական շրջակայքում 1,02 ՄէՎ-ից ավելի էներգիա ունեցող գամմա քվանտը «անհետանում է»՝ վերածվելով էլեկտրոն-պոզիտրոն զույգի, և յուրաքանչյուր մասնիկ իր հետ տանում է կեսը։ դրանց ձևավորման վրա ծախսված էներգիայի. Պոզիտրոնը կարճատև է և, բախվելով էլեկտրոնի հետ, վերածվում է գամմա քվանտի, բայց ավելի ցածր էներգիայի։ Էլեկտրոն-պոզիտրոն զույգերի ձևավորումը դիտվում է միայն բարձր էներգիայի գամմա ճառագայթներում և միայն «զանգվածային» միջուկի մոտ, այսինքն՝ ավելի բարձր ատոմային թվով տարրում։

Կապարը պարբերական աղյուսակի վերջին կայուն տարրերից է: Իսկ ծանր տարրերից այն ամենահասանելին է՝ դարերի ընթացքում ապացուցված արդյունահանման տեխնոլոգիայով, ուսումնասիրված հանքաքարերով: Եվ շատ պլաստիկ: Եվ շատ հեշտ է մշակել: Ահա թե ինչու կապարի ճառագայթային պաշտպանությունը ամենատարածվածն է: Կապարի տասնհինգից քսան սանտիմետր շերտը բավական է մարդկանց պաշտպանելու գիտությանը հայտնի ցանկացած տեսակի ճառագայթման ազդեցությունից:

Եկեք համառոտ նշենք գիտությանը կապարի ծառայության ևս մեկ ասպեկտ: Այն նաև կապված է ռադիոակտիվության հետ։

Մեր օգտագործած ժամացույցները կապարի մասեր չեն պարունակում: Բայց այն դեպքերում, երբ ժամանակը չափվում է ոչ թե ժամերով ու րոպեներով, այլ միլիոնավոր տարիներով, կապարից չի կարելի խուսափել։ Ուրանի և թորիումի ռադիոակտիվ փոխակերպումները ավարտվում են թիվ 82 տարրի կայուն իզոտոպների ձևավորմամբ։ Այս դեպքում, սակայն, տարբեր կապար է ստացվում։ 235 U և 238 U իզոտոպների քայքայումը ի վերջո հանգեցնում է 207 Pb և 206 Pb իզոտոպների: Թորիումի ամենատարածված իզոտոպը՝ 232 Th, ավարտում է իր փոխակերպումները 208 Pb իզոտոպով։ Սահմանելով կապարի իզոտոպների հարաբերակցությունը երկրաբանական ապարների բաղադրության մեջ՝ կարող եք պարզել, թե ինչքան ժամանակ է գոյություն ունի որոշակի հանքանյութ: Առանձնապես ճշգրիտ գործիքների (զանգվածային սպեկտրոմետրերի) առկայության դեպքում ապարների տարիքը որոշվում է երեք անկախ որոշմամբ՝ 206 Pb հարաբերակցությամբ՝ 238 U; 207 Pb՝ 235 U և 208 Pb՝ 232 Th.

Առաջատար և մշակույթ

Սկսենք նրանից, որ այս տողերը տպագրված են կապարի համաձուլվածքից պատրաստված տառերով։ Տպագրական համաձուլվածքների հիմնական բաղադրիչներն են կապարը, անագը և անտիմոնը։ Հետաքրքիր է, որ կապարն ու անագը սկսել են օգտագործել գրատպության մեջ հենց առաջին իսկ քայլերից։ Բայց հետո դրանք մեկ համաձուլվածք չառաջացրին։ Գերմանացի ռահվիրա տպագրիչ Յոհան Գուտենբերգը թիթեղյա տառեր էր ձուլում կապարի կաղապարների մեջ, քանի որ նա հարմար էր համարում փափուկ կապարը հատել այնպիսի ձևերի, որոնք կարող էին դիմակայել որոշակի քանակությամբ թիթեղյա հեղեղումների։ Ընթացիկ անագ-կապար տպագրական համաձուլվածքները ձևակերպված են այնպես, որ բավարարում են բազմաթիվ պահանջներ. դրանք պետք է ունենան լավ ձուլման հատկություններ և աննշան կծկվել, լինեն բավականաչափ կոշտ և քիմիապես դիմացկուն ներկերի և դրանք լվացող լուծույթների նկատմամբ. Վերահալման ժամանակ բաղադրությունը պետք է մշտական ​​մնա։

Այնուամենայնիվ, կապարի ծառայությունը մարդկային մշակույթին սկսվեց առաջին գրքերի հայտնվելուց շատ առաջ: Նկարչությունը հայտնվել է գրելուց առաջ։ Շատ դարեր շարունակ նկարիչները օգտագործել են կապարի հիմքով ներկեր, և դրանք դեռ չեն դուրս եկել գործածությունից՝ դեղինը՝ կապարի պսակը, կարմիրը՝ կապարը և, իհարկե, կապարի սպիտակը։ Ի դեպ, կապարի սպիտակի պատճառով է, որ հին վարպետների նկարները մուգ են թվում։ Օդում ջրածնի սուլֆիդի միկրոկեղտոտման ազդեցության տակ կապարի սպիտակը վերածվում է մուգ կապարի սուլֆիդի PbS...

Հնագույն ժամանակներից խեցեղենի պատերը պատված են եղել ջնարակներով։ Ամենապարզ փայլը պատրաստված է կապարի օքսիդից և քվարց ավազից։ Ներկայումս սանիտարական հսկողությունն արգելում է այս ջնարակի օգտագործումը կենցաղային իրերի արտադրության մեջ. սննդամթերքկապարի աղերի հետ պետք է բացառել: Բայց դեկորատիվ նպատակներով նախատեսված մայոլիկայի ջնարակներում նախկինի պես օգտագործվում են համեմատաբար ցածր հալեցնող կապարի միացություններ։

Վերջապես, կապարը բյուրեղի մի մասն է, ավելի ճիշտ, ոչ թե կապարի, այլ դրա օքսիդի: Կապարի ապակին եռակցվում է առանց որևէ բարդության, այն հեշտությամբ փչում և կտրվում է, և համեմատաբար հեշտ է կիրառել նախշեր և կանոնավոր կտրում, մասնավորապես պտուտակային կտրում: Նման ապակին լավ բեկում է լույսի ճառագայթները և այդ պատճառով օգտագործվում է օպտիկական գործիքներում:

Խառնուրդին կապար և պոտաշ (կրաքարի փոխարեն) ավելացնելով, պատրաստում են ռինեստ՝ թանկարժեք քարերի փայլից ավելի մեծ փայլով ապակի։

Կապար և բժշկություն

Մարմնի մեջ մտնելով՝ կապարը, ինչպես և ծանր մետաղների մեծ մասը, թունավորում է առաջացնում։ Այնուամենայնիվ, բժշկությանը կապարի կարիք ունի։ Հին հույների ժամանակներից ի վեր, կապարի լոսյոնները և սվաղերը մնացել են բժշկական պրակտիկայում, սակայն կապարի բժշկական ծառայությունը չի սահմանափակվում այսքանով:

Մաղձի կարիք ունեն ոչ միայն երգիծաբանները: Նրանում պարունակվող օրգանական թթուները՝ առաջին հերթին գլիկոխոլային C 23 H 36 (OH) 3 CONHCH 2 COOH, ինչպես նաև տաուրոխոլիկ C 23 H 36 (OH) 3 CONHCH 2 CH 2 SO 3 H, խթանում են լյարդի ակտիվությունը։ Եվ քանի որ ոչ միշտ և ոչ բոլորի լյարդն է աշխատում լավ յուղած մեխանիզմի ճշգրտությամբ, այդ թթուներն անհրաժեշտ են բժշկության մեջ։ Նրանք մեկուսացված և առանձնացված են կապարի ացետատի միջոցով: Գլիկոխոլաթթվի կապարի աղը նստում է, իսկ տաուրոխոլաթթուն մնում է մայրական լուծույթում։ Նստվածքը զտելով՝ երկրորդ պատրաստուկը մեկուսացվում է մայրական լուծույթից՝ կրկին գործելով կապարի միացությամբ՝ հիմնական քացախային աղով:

Բայց բժշկության մեջ կապարի հիմնական աշխատանքը կապված է ախտորոշման և ռենտգեն թերապիայի հետ։ Այն պաշտպանում է բժիշկներին մշտական ​​ռենտգենյան ճառագայթներից: Ռենտգենյան ճառագայթները գրեթե ամբողջությամբ կլանելու համար բավական է նրանց ճանապարհին տեղադրել կապարի 2...3 մմ շերտ։ Այդ իսկ պատճառով ռենտգենյան սենյակներում բուժանձնակազմը կրում է կապար պարունակող ռետինից պատրաստված գոգնոցներ, ձեռնոցներ և սաղավարտներ: Իսկ էկրանի պատկերը դիտվում է կապարե ապակու միջոցով։

Սրանք մարդկության և կապարի միջև փոխհարաբերությունների հիմնական կողմերն են. տարր, որը հայտնի է դեռևս հնագույն ժամանակներից, բայց նույնիսկ այսօր ծառայում է մարդուն իր գործունեության բազմաթիվ ոլորտներում:

Հրաշալի կաթսաներ կապարի շնորհիվ

Մետաղների, առաջին հերթին ոսկու արտադրությունը մ Հին Եգիպտոսհամարվում է «սուրբ արվեստ»: Եգիպտոսի նվաճողները տանջում էին նրա քահանաներին՝ նրանցից կորզելով ոսկու ձուլման գաղտնիքները, բայց նրանք մահացան՝ պահպանելով գաղտնիքը։ Գործընթացի էությունը, որն այդքան պաշտպանում էին եգիպտացիները, բացահայտվեց շատ տարիներ անց: Նրանք ոսկու հանքաքարը մշակում էին հալած կապարով, որը լուծարում էր թանկարժեք մետաղները և այդպիսով ոսկի կորզում հանքաքարերից։ Այնուհետև այս լուծույթը ենթարկվել է օքսիդացման, և կապարը վերածվել է օքսիդի: Այս գործընթացի գլխավոր գաղտնիքը կրակող կաթսաներն էին։ Դրանք պատրաստվում էին ոսկրային մոխիրից։ Ձուլման ժամանակ կապարի օքսիդը ներծծվել է կաթսայի պատերի մեջ՝ մեջ բերելով պատահական կեղտեր։ Իսկ ներքևում մնաց մաքուր խառնուրդ:

Կապարի բալաստի օգտագործումը

1931 թվականի մայիսի 26-ին պրոֆեսոր Օգյուստ Պիկարդը պետք է երկինք բարձրացներ իր իսկ դիզայնով ստրատոսֆերային օդապարիկով՝ սեղմված խցիկով: Եվ նա ոտքի կանգնեց։ Սակայն առաջիկա թռիչքի մանրամասները մշակելիս Պիկարդն անսպասելիորեն բախվեց բոլորովին ոչ տեխնիկական բնույթի խոչընդոտի։ Որպես բալաստ, նա որոշեց իր վրա վերցնել ոչ թե ավազի, այլ կապարի կրակոց, որը շատ ավելի քիչ տեղ էր պահանջում գոնդոլայում: Տեղեկանալով այդ մասին՝ թռիչքի պատասխանատուները կտրականապես արգելել են փոխարինումը. Պիկարդը որոշեց ապացուցել իր բալաստի անվտանգությունը։ Նա հաշվարկեց շփման ուժը կապարի կրակոցի և օդի միջև և հրամայեց այն գցել իր գլխին Բրյուսելի ամենաբարձր շենքից։ Հստակ ապացուցված է «կապարի անձրևի» ամբողջական անվտանգությունը։ Սակայն ադմինիստրացիան անտեսել է փորձը. «Օրենքն օրենք է, ասում է ավազ, որը նշանակում է ավազ, ոչ թե կրակված»։ Խոչընդոտն անհաղթահարելի էր թվում, բայց գիտնականը գտավ ելքը. նա հայտարարեց, որ ստրատոսֆերային օդապարիկի գոնդոլը որպես բալաստ պարունակում է «կապարային ավազ»: «Կրակոց» բառը «ավազ» բառով փոխարինելով՝ չինովնիկները զինաթափվեցին և այլևս չխանգարեցին Պիկարդին։

Առաջատար ներկերի արդյունաբերության մեջ

Սպիտակ կապարը կարող էր արտադրվել 3 հազար տարի առաջ։ Հին աշխարհում նրանց հիմնական մատակարարը Միջերկրական ծովում գտնվող Հռոդոս կղզին էր: Այն ժամանակ ներկերի պակաս կար, և դրանք չափազանց թանկ էին։ Հույն հայտնի նկարիչ Նիկիասը մի անգամ անհամբեր սպասում էր Հռոդոսից սպիտակեղենի ժամանումը: Թանկարժեք բեռը հասել է Աթենքի Պիրեուս նավահանգիստ, սակայն այնտեղ հանկարծակի հրդեհ է բռնկվել։ Բոցերը պատել են նավերը, որոնց վրա բերվել է սպիտակեղենը։ Երբ կրակը մարվել է, վրդովված նկարիչը բարձրացել է վնասված նավերից մեկի տախտակամած։ Նա հույս ուներ, որ ողջ բեռը չի կորել իրեն անհրաժեշտ ներկով գոնե մեկ տակառ. Իսկապես, ամբարում սպիտակեցման տակառներ կային. դրանք չէին այրվում, բայց խիստ ածխացած էին։ Երբ տակառները բացվեցին, նկարչի զարմանքը սահման չուներ. չկար Սպիտակ ներկ, բայց վառ կարմիր! Այսպիսով, նավահանգստում բռնկված հրդեհը հրաշալի ներկ պատրաստելու միջոց է առաջարկել՝ կարմիր կապար։

Կապար և գազեր

Կոնկրետ մետաղը հալեցնելիս պետք է հոգ տանել հալոցքից գազերը հեռացնելու մասին, քանի որ հակառակ դեպքում հայտնվում է անորակ նյութ: Սա ձեռք է բերվում տարբեր տեխնոլոգիական մեթոդների կիրառմամբ: Կապարի ձուլումն այս առումով մետալուրգներին ոչ մի դժվարություն չի առաջացնում՝ թթվածին, ազոտ, ծծմբի երկօքսիդ, ջրածին, ածխածնի օքսիդ, ածխաթթու գազ, ածխաջրածինները չեն լուծվում ո՛չ հեղուկ, ո՛չ պինդ կապարի մեջ։

Առաջատար շինարարության մեջ

Հնում շենքերի կամ պաշտպանական կառույցների կառուցման ժամանակ քարերը հաճախ պահում էին հալած կապարի հետ։ Ստարի Կրիմ գյուղում պահպանվել են այսպես կոչված կապարի մզկիթի ավերակները, որը կառուցվել է 14-րդ դարում։ Շենքը ստացել է այս անվանումը, քանի որ որմնադրությանը բացերը լցված էին կապարով։

Կապարի օգտագործման սահմանափակումներ

Ներկայումս ամբողջ աշխարհում արդյունաբերությունը վերափոխման ևս մեկ փուլ է ապրում՝ կապված էկոլոգիական ավելի խիստ չափանիշների հետ՝ կա կապարի ընդհանուր հրաժարում: Գերմանիան զգալիորեն սահմանափակել է դրա օգտագործումը 2000 թվականից, Հոլանդիան՝ 2002 թվականից, իսկ եվրոպական երկրները, ինչպիսիք են Դանիան, Ավստրիան և Շվեյցարիան, ընդհանրապես արգելել են կապարի օգտագործումը։ Այս միտումը ընդհանուր կդառնա ԵՄ բոլոր երկրների համար 2015 թվականին: Միացյալ Նահանգները և Ռուսաստանը նույնպես ակտիվորեն զարգացնում են տեխնոլոգիաներ, որոնք կօգնեն գտնել կապարի օգտագործման այլընտրանքներ:

Արդյունաբերության մեջ դրա լայն տարածումը հանգեցրել է նրան, որ կապարով աղտոտվածություն է հայտնաբերվել ամենուր: Դիտարկենք կենսոլորտի ամենակարևոր բաղադրիչները, ինչպիսիք են օդը, ջուրը և հողը:

Սկսենք մթնոլորտից։ Կապարի փոքր քանակությունը օդով է մտնում մարդու օրգանիզմ՝ (ընդամենը 1-2%), բայց միևնույն ժամանակ մեծ մասըկապարը ներծծվում է. Կապարի ամենամեծ արտանետումները մթնոլորտ տեղի են ունենում հետևյալ ոլորտներում.

• մետալուրգիական արդյունաբերություն;
• մեքենաշինություն (մարտկոցների արտադրություն);
• վառելիքաէներգետիկ համալիր (կապարով բենզինի արտադրություն);
• քիմիական համալիր (գունանյութերի, քսանյութերի և այլնի արտադրություն);
• ապակու գործարաններ;
• պահածոների արտադրություն;
• փայտի վերամշակում և ցելյուլոզայի և թղթի արդյունաբերություն;
• պաշտպանական արդյունաբերության ձեռնարկություններ.

Անկասկած, ամենաշատը նշանակալի աղբյուրԿապարից առաջացած օդի աղտոտվածությունը պայմանավորված է կապարով բենզինի օգտագործմամբ ավտոմոբիլային տրանսպորտով:

Ապացուցված է, որ կապարի պարունակության աճը խմելու ջուրառաջացնում է, որպես կանոն, արյան մեջ դրա կոնցենտրացիայի ավելացում։ Այս մետաղի պարունակության զգալի աճը մակերեսային ջրերհանքաքարի վերամշակման գործարանների, որոշ մետալուրգիական գործարանների, հանքերի և այլնի կեղտաջրերում դրա բարձր խտության պատճառով:

Աղտոտված հողից կապարը մտնում է գյուղատնտեսական մշակաբույսեր և սննդի հետ միասին անմիջապես մարդու օրգանիզմ։ Այս մետաղի ակտիվ կուտակումը նշվել է կաղամբի և արմատային բանջարեղենի մեջ, հատկապես նրանց մեջ, որոնք լայնորեն օգտագործվում են որպես սնունդ (օրինակ՝ կարտոֆիլ): Հողերի որոշ տեսակներ ուժեղ կապում են կապարը, որը պաշտպանում է ստորերկրյա ջրերը, խմելու ջուրը և բուսական արտադրանքը աղտոտումից: Բայց հետո հողն ինքնին աստիճանաբար դառնում է ավելի ու ավելի աղտոտված, և ինչ-որ պահի կարող է տեղի ունենալ հողի օրգանական նյութերի ոչնչացում՝ հողի լուծույթի մեջ կապար բաց թողնելով: Արդյունքում այն ​​ոչ պիտանի կլինի գյուղատնտեսական օգտագործման համար։

Այսպիսով, կապարով շրջակա միջավայրի գլոբալ աղտոտվածության պատճառով այն դարձել է ցանկացած բուսական և կենդանական սննդի ամենուր տարածված բաղադրիչ: Կապարի մեծ մասը մարդու օրգանիզմ է մտնում սննդի միջոցով՝ տարբեր երկրներում 40-ից մինչև 70%: Բուսական մթերքները հիմնականում ավելի շատ կապար են պարունակում, քան կենդանական սննդամթերքները:

Ինչպես արդեն նշվեց, ամեն ինչում մեղավոր են արդյունաբերական ձեռնարկությունները։ Բնականաբար, հենց այն ճյուղերում, որոնք զբաղվում են կապարի հետ, բնապահպանական վիճակն ավելի վատ է, քան որևէ այլ տեղ: Պաշտոնական վիճակագրության համաձայն՝ կապարն առաջին տեղն է զբաղեցնում մասնագիտական ​​թունավորումների շարքում։ Էլեկտրական արդյունաբերությունում, գունավոր մետալուրգիայում և մեքենաշինությունում թունավորումն առաջանում է օդում կապարի առավելագույն թույլատրելի կոնցենտրացիան գերազանցելու հետևանքով։ աշխատանքային տարածք 20 կամ ավելի անգամ: Կապարն առաջացնում է նյարդային համակարգի լայնածավալ պաթոլոգիական փոփոխություններ և խաթարում սրտանոթային և վերարտադրողական համակարգերի աշխատանքը:

(նմ, կոորդինացիոն թվերը տրված են փակագծերում) Pb 4+ 0,079 (4), 0,092 (6), Pb 2+ 0,112 (4), 0,133 (6):

Կապարի պարունակությունը երկրակեղևում կազմում է 1,6-10 3% զանգվածային կշիռ, Համաշխարհային օվկիանոսում՝ 0,03 մկգ/լ (41,1 մլն տոննա), գետերում՝ 0,2-8,7 մկգ/լ։ Հայտնի է մոտ. 80 կապար պարունակող, դրանցից ամենակարևորը գալենան է կամ կապարի փայլը՝ PbS։ Փոքր արդյունաբերական Անգլեզիտ PbSO 4 և ցերուսային PbCO 3 կարևոր են: Կապարին ուղեկցում են Cu, Zn; Cd, Bi, Te և այլ արժեքավոր տարրեր: Բնություն 2 · 10 -9 -5 · 10 -4 մկգ / մ 3 ֆոն: Հասուն մարդու օրգանիզմը պարունակում է 7-15 մգ կապար։

Հատկություններ. Կապարի մետաղը կապտամոխրագույն գույնի է և բյուրեղանում է երեսներով: խորանարդ Cu տիպի վանդակ, a - = 0,49389 նմ, z = 4, տարածություն: Fm3m խումբ. Կապարը դյուրահալից է, ծանր; մ.պ. 327,50 °C, bp. 1751 °C; խտություն, գ/սմ 3՝ 11,3415 (20 °C), 10,686 (327,6 °C), 10,536 (450 °C), 10,302 (650 °C), 10,078 (850 °C);26.65 J/(K); 4.81 կՋ/,177,7 կՋ/;64,80 ՋԴմոլ Կ); , Պա՝ 4,3 · 10 -7 (600 Կ), 9,6 · 10 -5 (700 Կ), 5,4 · 10 -2 (800 Կ): 1.2·10 -1 (900 K), 59.5 (1200 K), 8.2·10 2 (1500 K), 12.8·10 3 (1800 K): Կապարը ջերմության և էլեկտրականության վատ հաղորդիչ է. 33.5 W/(m K) (Ագ-ի 10%-ից պակաս); ջերմաստիճանի գործակիցը կապարի գծային ընդլայնումը (մաքրությունը 99,997%) 0-320 °C ջերմաստիճանի միջակայքում նկարագրված է հավասարմամբ՝ a = 28,15·10 -6 t + 23,6·10 -9 t 2 °C -1; 20°C-ում r 20,648 μOhm սմ (r Ag-ի 10%-ից պակաս), համապատասխանաբար 300 °C և 460 °C ջերմաստիճանում։ 47,938 և 104,878 մΩ սմ: -258,7°C-ի դեպքում կապարի r-ն ընկնում է մինչև 13,11·10 -3 μΩ·սմ; 7,2 K-ում այն ​​անցնում է գերհաղորդիչ վիճակի։ Կապարը դիամագնիսական է, մագ. զգայունություն -0,12·10 -6. Հեղուկ վիճակում կապարը հեղուկ է, h-ը 330-800 °C ջերմաստիճանի միջակայքում տատանվում է 3,2-1,2 մՊա վ-ի սահմաններում; գ 330-1000 °C միջակայքում գտնվում է (4,44-4,01)·10 -3 Ն/մ միջակայքում։

ՀԵՏ գինին փափուկ է, ճկուն և հեշտությամբ գլորվում է բարակ թիթեղների մեջ: ըստ Brinell 25-40 ՄՊա; s բարձրանալ 12-13 ՄՊա, s սեղմել մոտ. 50 ՄՊա; վերաբերում է երկարացում ընդմիջմանը 50-70%: Զգալիորեն ավելացրեք կապարի Na, Ca և Mg, բայց նվազեցրեք դրա քիմիական նյութը: ամրություն։ մեծացնում է կապարի հակակոռոզիոն դիմադրությունը (H 2 SO 4-ի գործողության նկատմամբ): Sb-ով աճում է նաև կապարի թթվային դիմադրությունը H 2 SO 4-ի նկատմամբ։ Bi-ը և Zn-ը նվազեցնում են կապարի թթվային դիմադրությունը, իսկ Cd-ն, Te-ն և Sn-ը նույնպես մեծացնում են կապարի հոգնածության դիմադրությունը: Կապարի մեջ գործնականում լուծում չկա։ N 2, CO, CO 2, O 2, SO 2, H 2:

Քիմ. Կապարը բավականին իներտ է: Կապարի ստանդարտ -0,1265 V Pb 0 /Pb 2+-ի համար: Երբ չորանում է, այն չի օքսիդանում, երբ թաց է, այն գունաթափվում է՝ ծածկվելով թաղանթով, որը վերածվում է ներկայության։ CO 2 հիմնական 2PbCO 3 ·Pb(OH) 2. C կապարը կազմում է շարքը՝ Pb 2 O, PbO (), PbO 2, Pb 3 O 4 () և Pb 2 O 3 (տես)։ Սենյակային ջերմաստիճանում կապարը չի արձագանքում նոսրին: ծծմբական և աղաթթուները, քանի որ դրա մակերեսի վրա ձևավորված PbSO 4 և PbC1 2 քիչ լուծվող թաղանթները կանխում են հետագա հետագա զարգացումները: Համառ. H 2 SO 4 (> 80%) և HC1 տաքացման ժամանակ: փոխազդեցություն կապարի հետ՝ առաջացնելով ռ-եզրային միացություններ։ Pb(HSO 4) 2 և H 4 [PbCl 6]: Կապարը դիմացկուն է ֆտորաթթվի, NH 3 ջրային լուծույթների և շատ այլ լուծույթների նկատմամբ: օրգ. դեպի այնտեղ: Լավագույն կապարի լուծիչները: HNO 3 և CH 3 COOH: Այս դեպքում ձևավորվում են Pb(NO 3) 2 և Pb(CH 3 COO) 2: Կապարը նկատելիորեն լուծարվում է։ նաև կիտրոնի, մածուկի և գինու հյութերի մեջ:

Pb + PbO 2 + 2H 2 SO 4: 2PbSO 4 + 2H 2 O

Շփվելիս Առաջանում են համապատասխանաբար Pb(IV) և Pb(II) աղեր։ սանտեխնիկա (IV) և սանտեխնիկա (II),օր Na 2 PbO 3, Na 2 PbO 2: Կապարը դանդաղորեն լուծվում է: համ. լուծում H 2-ի արտազատմամբ և M 4 [Pb(OH) 6] ձևավորմամբ:

Տաքացնելիս կապարը փոխազդում է և առաջանում։ Ջրածնային թթվով կապարը տալիս է Pb(N 3) 2, տաքացնելով՝ PbS (տես Կապարի քալկոգենիդներ)։ կապարի համար բնորոշ չէ: Որոշ տարածքներում հայտնաբերվում է PbH 4 - անգույն տետրահիդրիդ: , հեշտությամբ քայքայվում է Pb-ի և H2-ի; ձևավորվում է դիլ. աղաթթու Mg 2 Pb-ի համար: Տես նաև Օրգանալադի միացություններ.

Անդորրագիր.Հիմնական Կապարի աղբյուրը բազմամետաղային սուլֆիդն է։ . Կապարը և այլ խտանյութերը ընտրովի են արտադրվում 1-5% Pb պարունակողներից: Կապարի խտանյութը սովորաբար պարունակում է 40-75% Pb, 5-10% Zn, մինչև 5% Cu, ինչպես նաև Bi։ ԼԱՎ։ Կապարի 90%-ը ստացվում է տեխնոլոգիայի միջոցով, որն իր մեջ ներառում է հետևյալ փուլերը՝ սուլֆիդային խտանյութերի ագլոմերացում, հանքի վերականգնում։ սինտերի և կոպիտ կապարի հալեցում: Ինքնածին հալման գործընթացները մշակվում են այրման ջերմությունն օգտագործելու համար:

Ագլոմերացիա ավանդականի հետ Կապարի արտադրությունն իրականացվում է ուղիղ գծով մեքենաների վրա՝ փչելով կամ ծծելով։ Այս դեպքում PbS-ը հիմնականում օքսիդացված է: հեղուկ վիճակում՝ 2PbS + 3O 2: 2PbO + 2SO 2: Լիցքին ավելացվում են հոսքեր (SiO 2, CaCO 3, Fe 2 O 3), որոնք, արձագանքելով միմյանց և PbO-ի հետ, կազմում են հեղուկ փուլ, որը ցեմենտավորում է լիցքը։ Պատրաստի ագլոմերատում կապարը հիմնականում խտացված կապարի սիլիկատային ապակու մեջ՝ զբաղեցնելով ագլոմերատի ծավալի մինչև 60%-ը։ Zn, Fe, Si, Ca բյուրեղանում են բարդ միացությունների տեսքով՝ առաջացնելով ջերմակայուն շրջանակ։ Ագլոմերացիայի արդյունավետ (աշխատանքային) տարածք: մեքենաներ 6-95 մ 2.

Պատրաստի ագլոմերատը պարունակում է 35-45% Pb և 1,2-3% S, կտրվածքի մի մասը գտնվում է ձևի մեջ։ Սինտեր արտադրողականություն Ախտահանող մեքենաները կախված են լիցքի S պարունակությունից և տատանվում են 10-ից (վատ խտանյութեր) մինչև 20 տ/(մ 2 · օր) (հարուստ խտանյութեր); այրված Ս–ի առումով գտնվում է 0,7–1,3 տ/(մ 2 · օր) սահմաններում։ H 2 SO 4-ի արտադրության համար օգտագործվում է 4-6% SO 2 պարունակող մասը։ Ս–ի օգտագործման ցուցանիշը 40–50% է։

Ստացված ագլոմերատն ուղարկվում է կրճատման։ հանքերում հալվելը. քանզի կապարի ձուլումը հանք է ուղղանկյուն հատված, ձևավորվել է ջրով սառեցված տուփերով (կասոններ)։ (կամ օդ-թթվածին խառնուրդ) մատակարարվում է հատուկ վարդակներ (tuyeres), որոնք գտնվում են ներքևի մասում գտնվող ամբողջ պարագծի շուրջ: մի շարք caissons. Հալեցման խառնուրդը ներառում է հիմնականում ագրոմերատները և երբեմն բեռնվում են միանվագ վերամշակված և երկրորդային հումք: Ուդ. հալեցում 50-80 տ/(մ 2 օր): Հում նավթում կապարի ուղղակի արդյունահանում 90-94%:

Ձուլման նպատակն է կոպիտ նյութից հնարավորինս շատ կապար արդյունահանել, իսկ ցինը և թափոնները խարամ դուրս բերելը: Հիմնական Կապարի ագլոմերատի լիսեռի հալման չափաբաժինը` PbO + CO: Pb + + CO 2: Որպես որակ, ներմուծվում է խառնուրդի մեջ: Կապարի մի մասը կրճատվում է անմիջապես դրանով: Կապարի համար անհրաժեշտ է մի փոքր նվազեցնող նյութ: (Օ 2 10 -6 -10 -8 Պա): Ագլոմերատի մեկ զանգվածի սպառումը լիսեռի հալման ժամանակ կազմում է 8-14%: Այս պայմաններում Zn-ը և Fe-ն չեն կրճատվում և վերածվում են խարամի։ առկա է ագլոմերատում՝ CuO-ի և CuS-ի տեսքով: լիսեռի հալման պայմաններում այն ​​հեշտությամբ կրճատվում է և վերածվում կապարի։ Առանցքային հալման ժամանակ ագլոմերատում Cu և S-ի բարձր պարունակությամբ առաջանում է ինքնակազմակերպում։ փայլատ փուլ.

Հիմնական Խարամի խարամ առաջացնող բաղադրիչները (խարամի 80-85%-ը)՝ FeO, SiO 2, CaO և ZnO, ուղարկվում են հետագա մշակման՝ Zn արդյունահանելու համար: Խարամի մեջ են անցնում մինչև 2-4% Pb և ~20% Cu, դրանց պարունակությունը համապատասխանաբար։ 0,5-3,5 եւ 0,2-1,5%: Ձևավորվել է լիսեռի հալման (և ագլոմերացիայի) ընթացքում ծառայում է որպես հումք՝ հազվագյուտ և.

Ինքնածին կապարի ձուլման գործընթացների հիմքը էկզոթերմիկ է։ լուծում PbS + O 2: Pb + SO 2, որը բաղկացած է երկու փուլից.

2PbS + 3O2 2PbO + 2SO 2 PbS + 2PbO: 3Pb + SO 2

Ավտոգեն մեթոդների առավելությունները ավանդականի նկատմամբ. տեխնոլոգիա՝ ագլոմերացիան բացառված է։ , վերացնում է խտանյութը հոսքերով նոսրացնելու անհրաժեշտությունը, ինչը նվազեցնում է խարամի բերքատվությունը, օգտագործում է ջերմություն և վերացնում (մասնակի) սպառումը, մեծացնում է SO 2 արդյունահանումը, ինչը հեշտացնում է դրանց օգտագործումը և մեծացնում է անվտանգությունը գործարանում։ Արդյունաբերությունն օգտագործում է երկու ավտոգեն գործընթաց՝ KIVTSET-TSS, որը մշակվել է ԽՍՀՄ-ում և իրականացվել Ուստ-Կամենոգորսկի գործարանում և Իտալիայում՝ Պորտո Վեսմե գործարանում, և ամերիկյան QSL պրոցեսը:

Հալման տեխնոլոգիա KIVTSET-TSS մեթոդով. մանր աղացած, լավ չորացրած լիցք, որը պարունակում է խտանյութ, վերամշակվում և այրիչի միջոցով տեխնիկական O 2 ներարկվում է հալման պալատ, որտեղից ստացվում է կապար և առաջանում խարամ: (պարունակում են 20-40% SO 2) մաքրումից հետո, վերադարձվելով հալեցման լիցքին, մտնում են H 2 SO 4 արտադրության մեջ։ Կոպիտ կապարն ու խարամը կբաժանվեն միջով: միջնորմը արտահոսում է էլեկտրաջերմային: նստեցման վառարան, որտեղից դրանք բաց են թողնվում գուլպաների միջոցով։ սնվում է հալման գոտում ավելցուկի համար:

QSL գործընթացն իրականացվում է փոխարկիչի տիպի միավորում: բաժանված բաժանմամբ գոտիների: Հալման գոտում բեռնված են հատիկներ: խտանյութ, ձուլման և տեխնիկական O2. Խարամը մտնում է երկրորդ գոտի, որտեղ, օգտագործելով տուերեր, փչում են կապարի համար փոշիացված ածխի խառնուրդով։ Հալման բոլոր մեթոդներում հիմնական Zn-ի քանակությունը (~80%) մտնում է խարամ: Zn-ի, ինչպես նաև մնացած կապարի և որոշ հազվագյուտ մետաղների արդյունահանման համար խարամը մշակվում է գոլորշիացման կամ գլորման միջոցով։

Այս կամ այն ​​կերպ ստացված կոպիտ կապարը պարունակում է 93-98% Pb։ Հում կապարի խառնուրդներ՝ Cu (1-5%), Sb, As, Sn (0,5-3%), Al (1-5 կգ/տ), Au (1-30%), Bi (0,05 -0,4%): . Հում կապարը մաքրվում է պիրոմետալուրգիական կամ (երբեմն) էլեկտրոլիտիկ եղանակով։

Պիրոմետալուրգիական մեթոդով, կոպիտ կապարը հաջորդաբար հեռացվում է. 1) պղինձը երկու գործողությամբ՝ տարանջատում և տարրական Ս-ի օգնությամբ՝ ձևավորելով Cu 2 S. Նախնական. (կոպիտ) մաքրումը Cu-ից մինչև 0,5-0,7% պարունակություն, իրականացվում է ռեֆլեկտիվ կամ էլեկտրաջերմային՝ խորը կապարով, ունենալով բարձրության ջերմաստիճանի տարբերություն։ փոխազդեցություն մակերեսին կապարի սուլֆիդի խտանյութով Cu-Pb փայլատ ձևավորելու համար: Անփայլը ուղարկվում է պղնձի արտադրության կամ ինքնուրույն: հիդրոմետալուրգիական վերամշակում։

2) թելուրիումի գործողության մետալիկ. Na ներկա NaOH. ընտրովի փոխազդեցություն Te-ի հետ՝ առաջացնելով Na 2 Te, լողալով դեպի մակերես և լուծվելով NaOH-ում։ Հալվածքը գնում է վերամշակման՝ Te արդյունահանելու համար։

3), և արտացոլվում է դրանց կամ O 2-ի անտիմոն-օքսիդացումը։ 700-800 °C ջերմաստիճանում կամ NaNO 3 ներկայությամբ: NaOH 420 °C ջերմաստիճանում: Ալկալային հալվածքները ուղարկվում են հիդրոմետալուրգիական գործարաններ։ դրանցից NaOH-ի մշակում և Sb-ի և Sn-ի արդյունահանում; As-ը հանվում է Ca 3 (AsO 4) 2 ձևով, որն ուղարկվում է թաղման։

4) և ոսկին օգտագործելով Zn, որն ընտրողաբար արձագանքում է լուծված կապարի հետ. Ձևավորվում են AuZn 3, AgZn 3, որոնք լողում են մակերեսին: Ստացված մնացորդները մակերեսից հեռացվում են վերջին անգամ: վերամշակելով դրանք

ԿԱՊԱՐ, Pb (լատ. plumbum * a. կապար, plumbum; n. Blei; f. plomb; i. plomo), - քիմիական տարրՄենդելեևյան պարբերական աղյուսակի IV խումբ, ատոմային թիվ 82, ատոմային զանգված 207.2. Բնական կապարը ներկայացված է չորս կայուն 204 Pb (1.48%), 206 Pb (23.6%), 207 Pb (22.6%) և 208 Pb (52.3%) և չորս ռադիոակտիվ 210 Pb, 211 Pb, 212 Pb և 214 Pb իզոտոպներով; Բացի այդ, ձեռք են բերվել կապարի ավելի քան տասը արհեստական ​​ռադիոակտիվ իզոտոպներ։ Հայտնի է հին ժամանակներից։

Ֆիզիկական հատկություններ

Կապարը փափուկ, ճկուն, կապտավուն-մոխրագույն մետաղ է; դեմքի կենտրոնացված խորանարդ բյուրեղյա վանդակ (a = 0,49389 նմ): Կապարի ատոմային շառավիղը 0,175 նմ է, իոնայինը՝ 0,126 նմ (Pb 2+) և 0,076 նմ (Pb 4+)։ Խտությունը՝ 11,340 կգ/մ 3, հալման կետը՝ 327,65°C, եռման կետը՝ 1745°C, ջերմային հաղորդունակությունը՝ 33,5 Վտ/(մ.գ.), ջերմային հզորությունը Cp° 26,65 Ջ/(մոլ.Կ), հատուկ էլեկտրական դիմադրություն 19.3.10 -4 (Ohm.m), գծային ընդարձակման ջերմաստիճանի գործակիցը 29.1.10 -6 K -1 20°C-ում: Կապարը դիամագնիսական է և 7,18 Կ-ում դառնում է գերհաղորդիչ:

Կապարի քիմիական հատկությունները

Օքսիդացման վիճակ +2 և +4: Կապարը համեմատաբար քիչ քիմիապես ակտիվ է: Օդում կապարն արագորեն ծածկվում է օքսիդի բարակ թաղանթով՝ պաշտպանելով այն հետագա օքսիդացումից։ Լավ է արձագանքում ազոտի և քացախաթթուներ, ալկալային լուծույթներ, չի փոխազդում աղաթթուների և ծծմբական թթուների հետ։ Կապարը տաքացնելիս փոխազդում է հալոգենների, ծծմբի, սելենի և թալիումի հետ։ Կապարի ազիդ Pb(N 3) 2-ը քայքայվում է, երբ տաքանում է կամ ենթարկվում պայթյունավտանգ ազդեցության: Կապարի միացությունները թունավոր են, MPC 0,01 մգ/մ3:

Երկրակեղևում կապարի միջին պարունակությունը (կլարկը) կազմում է 1,6,10 -3% զանգվածային, մինչդեռ ուլտրահիմնային և հիմնային ապարները պարունակում են ավելի քիչ կապար (համապատասխանաբար 1,10 -5 և 8,10 -3%), քան թթվային ապարները (10 -3%): ); նստվածքային ապարներում՝ 2,10 -3%։ Կապարը կուտակվում է հիմնականում հիդրոթերմային և սուպերգենային պրոցեսների արդյունքում՝ հաճախ առաջանալով մեծ ավանդներ. Կան ավելի քան 100 կապարի միներալներ, որոնցից առավել կարևոր են գալենան (PbS), ցերուսիտը (PbCO 3) և անկյունազիտը (PbSO 4): Կապարի առանձնահատկություններից մեկն այն է, որ չորս կայուն իզոտոպներից մեկը (204 Pb) ոչ ռադիոգեն է և, հետևաբար, դրա քանակությունը մնում է հաստատուն, իսկ մյուս երեքը (206 Pb, 207 Pb և 208 Pb) վերջնական արտադրանք են: համապատասխանաբար 238 U, 235 U և 232 Th ռադիոակտիվ քայքայումից, ինչի արդյունքում նրանց թիվը անընդհատ աճում է։ Երկրի Pb իզոտոպային կազմը 4,5 միլիարդ տարվա ընթացքում առաջնային 204 Pb (1,997%), 206 Pb (18,585%), 207 Pb (20,556%), 208 Pb (58,861%) փոխվել է մինչև ժամանակակից 204 Pb (1,349): %), 206 Pb (25,35%), 207 Pb (20,95%), 208 Pb (52,349%): Ուսումնասիրելով կապարի իզոտոպային բաղադրությունը ապարներում և հանքաքարերում՝ հնարավոր է հաստատել գենետիկական կապեր, լուծել առանձին շրջանների երկրաքիմիայի, երկրաբանության, տեկտոնիկայի և ընդհանուր առմամբ Երկրի տարբեր հարցեր և այլն։ Կապարի իզոտոպային ուսումնասիրություններն օգտագործվում են նաև որոնողական և հետախուզական աշխատանքներում։ Լայնորեն մշակվել են նաև U-Th-Pb աշխարհագրության մեթոդները, որոնք հիմնված են ապարների և միներալներում ծնող և դուստր իզոտոպների քանակական հարաբերությունների ուսումնասիրության վրա։ Կապարը ցրված է կենսոլորտում, այն շատ քիչ է կենդանի նյութում (5,10 -5%) և ծովի ջրում (3,10 -9%)։ Արդյունաբերական երկրներում կապարի կոնցենտրացիան օդում, հատկապես մոտ մայրուղիներծանրաբեռնված երթևեկության դեպքում կտրուկ աճում է՝ որոշ դեպքերում հասնելով մարդու առողջության համար վտանգավոր մակարդակների։

Ստացում և օգտագործում

Մետաղական կապարը ստացվում է սուլֆիդային հանքաքարերի օքսիդատիվ թրծմամբ, որին հաջորդում է PbO-ի վերածումը չմշակված մետաղի և վերջինիս զտման արդյունքում: Կոպիտ կապարը պարունակում է մինչև 98% Pb, իսկ զտված կապարը պարունակում է 99,8-99,9%: Կապարի հետագա մաքրումը մինչև 99,99% գերազանցող արժեքներ իրականացվում է էլեկտրոլիզի միջոցով: Հատկապես մաքուր մետաղ ստանալու համար օգտագործվում են միաձուլման, գոտիների վերաբյուրեղացման մեթոդները և այլն։

Կապարը լայնորեն օգտագործվում է արտադրության մեջ կապարաթթվային մարտկոցներ, ագրեսիվ միջավայրերի և գազերի նկատմամբ կայուն սարքավորումների արտադրության համար։ Էլեկտրական մալուխի պատյանները և տարբեր համաձուլվածքները պատրաստված են կապարից: Լայն Դիմումհայտնաբերվել է կապար իոնացնող ճառագայթումից պաշտպանիչ սարքավորումների արտադրության մեջ: Բյուրեղների արտադրության ժամանակ լիցքին ավելացվում է կապարի օքսիդ: Կապարի աղերն օգտագործվում են ներկանյութերի արտադրության մեջ, կապարի ազիդը՝ որպես գործարկիչ պայթուցիկ, իսկ տետրաէթիլ կապարը՝ Pb(C 2 H 5) 4՝ որպես վառելիքի հակաթակիչ նյութ ներքին այրման շարժիչների համար։

Կապարը արծաթափայլ մոխրագույն փափուկ, ծանր մետաղ է, փայլուն, բայց արագ կորցնում է իր փայլը: Հետ միասին և վերաբերում է հնագույն ժամանակներից մարդկությանը հայտնի տարրերին։ Կապարը շատ լայնորեն օգտագործվում էր, և նույնիսկ այժմ դրա օգտագործումը չափազանց բազմազան է: Այսպիսով, այսօր մենք կպարզենք՝ կապարը մետաղ է, թե ոչ մետաղ, ինչպես նաև գունավոր կամ գունավոր մետաղ, կիմանանք դրա տեսակների, հատկությունների, կիրառման և արդյունահանման մասին։

Կապարը Դ.Ի. Մենդելեևի աղյուսակի 14-րդ խմբի տարրն է, որը գտնվում է նույն խմբում ածխածնի, սիլիցիումի և անագի հետ: Կապարը տիպիկ մետաղ է, բայց այն իներտ է. այն չափազանց դժկամորեն է արձագանքում նույնիսկ ուժեղ թթուների հետ:

Մոլեկուլային քաշը 82 է: Սա ոչ միայն ցույց է տալիս միջուկում պրոտոնների այսպես կոչված կախարդական թիվը, այլև նյութի մեծ քաշը: Մետաղի ամենահետաքրքիր հատկությունները կապված են հենց նրա մեծ քաշի հետ։

Կապարի մետաղի հայեցակարգը և առանձնահատկությունները քննարկվում են այս տեսանյութում.

Հայեցակարգ և առանձնահատկություններ

Կապարը մետաղ է, որը բավականին փափուկ է նորմալ ջերմաստիճանի դեպքում և հեշտ է քերծվել կամ հարթեցնել: Այս պլաստիկությունը հնարավորություն է տալիս ստանալ շատ փոքր հաստության և ցանկացած ձևի մետաղական թիթեղներ և ձողեր։Հալածությունը պատճառներից մեկն էր, թե ինչու են կապարը սկսել օգտագործել հին ժամանակներից։

Առաջնորդել ջրի խողովակներ Հին Հռոմհայտնի են. Այդ ժամանակվանից այս տիպի ջրամատակարարման համակարգը տեղադրվել է մեկից ավելի անգամ և մեկից ավելի վայրերում, սակայն այն այդքան երկար չի գործել։ Ինչն, անկասկած, փրկեց զգալի թվով մարդկային կյանքեր, քանի որ կապարը, ավաղ, ջրի հետ երկարատև շփման դեպքում, ի վերջո, առաջացնում է լուծվող միացություններ, որոնք թունավոր են:

Թունավորությունը մետաղի բուն հատկությունն է, որի շնորհիվ փորձում են սահմանափակել դրա օգտագործումը։ Մետաղների գոլորշիները և դրա շատ օրգանական և անօրգանական աղերը շատ վտանգավոր են ինչպես շրջակա միջավայրի, այնպես էլ մարդկանց համար: Հիմնականում, իհարկե, վտանգի տակ են նման ձեռնարկությունների աշխատողներն ու շրջակայքի բնակիչները։ արդյունաբերական օբյեկտ. 57%-ն արտանետվում է փոշոտ գազի մեծ ծավալներով, իսկ 37%-ը՝ փոխակերպիչ գազերով։ Սրա հետ կապված միայն մեկ խնդիր կա՝ մաքրող կայանների անկատարությունը:

Սակայն այլ դեպքերում մարդիկ դառնում են կապարով վարակվածության զոհ։ Մինչև վերջերս բենզինի ամենաարդյունավետ և հայտնի կայունացուցիչը տետրաէթիլ կապարն էր: Վառելիքի այրման ժամանակ այն արտանետվել է մթնոլորտ և աղտոտել այն։

Բայց կապարն ունի մեկ այլ, չափազանց օգտակար և անհրաժեշտ հատկություն՝ ռադիոակտիվ ճառագայթումը կլանելու հատկություն։ Ավելին, մետաղը ավելի լավ է կլանում կոշտ բաղադրիչը, քան փափուկը։ 20 սմ հաստությամբ կապարի շերտը կարող է պաշտպանել Երկրի վրա և մոտակա տիեզերքում հայտնի բոլոր տեսակի ճառագայթներից:

Առավելություններն ու թերությունները

Կապարը միավորում է չափազանց օգտակար հատկությունները՝ վերածվելով անփոխարինելի տարրև միանգամայն վտանգավոր, ինչը դարձնում է այն օգտագործելը շատ դժվար գործ:

Պլյուսներին՝ տեսակետից Ազգային տնտեսությունկարելի է վերագրել.

• ձուլություն և ճկունություն - սա թույլ է տալիս ձևավորել ցանկացած բարդության և ցանկացած նրբության մետաղական արտադրանք: Այսպիսով, ձայնը կլանող թաղանթների արտադրության համար օգտագործվում են 0,3–0,4 մմ հաստությամբ կապարի թիթեղներ;
• կապարն ի վիճակի է համաձուլվածք ձևավորել այլ մետաղների հետ (ներառյալ և այլն), որոնք նորմալ պայմաններում չեն համաձուլվում միմյանց հետ, դրա օգտագործումը որպես զոդում հիմնված է այս որակի վրա.
• մետաղը կլանում է ճառագայթումը. Այսօր ճառագայթային պաշտպանության բոլոր տարրերը՝ հագուստից մինչև ռենտգենյան սենյակների և փորձարկման վայրերի սենյակների ձևավորումը, պատրաստված են կապարից.
• Մետաղը դիմացկուն է թթուների նկատմամբ՝ զիջելով միայն ազնիվ ոսկուն և արծաթին։ Այսպիսով, այն ակտիվորեն օգտագործվում է թթվակայուն սարքավորումների երեսպատման համար: Նույն պատճառներով այն օգտագործվում է վտանգավոր քիմիական գործարաններում թթուների տեղափոխման և կեղտաջրերի համար խողովակներ արտադրելու համար.
• Կապարաթթվային մարտկոցը դեռ չի կորցրել իր կարևորությունը էլեկտրատեխնիկայում, քանի որ թույլ է տալիս ստանալ բարձր լարման հոսանք.
• ցածր գնով - կապարը 1,5 անգամ ավելի էժան է, քան ցինկը, 3 անգամ ավելի էժան, քան պղնձը և գրեթե 10 անգամ ավելի էժան, քան անագը: Սա բացատրում է կապարի օգտագործման շատ մեծ օգուտը, այլ ոչ թե այլ մետաղների:

Թերությունները հետևյալն են.

• թունավորություն - ցանկացած տեսակի արտադրության մեջ մետաղի օգտագործումը վտանգ է ներկայացնում անձնակազմի համար, իսկ դժբախտ պատահարների դեպքում՝ ծայրահեղ վտանգ շրջակա միջավայրի և բնակչության համար: Կապարը պատկանում է 1-ին վտանգավոր դասի նյութերին.
• Կապար արտադրանքը չպետք է հեռացվի որպես սովորական թափոն: Նրանք պահանջում են հեռացում, և երբեմն դա շատ թանկ է: Հետևաբար, մետաղների վերամշակման հարցը միշտ արդիական է.
• կապարը փափուկ մետաղ է, ուստի այն կարող է օգտագործվել որպես շինանյութչի կարող։ Հաշվի առնելով նրա մյուս բոլոր հատկանիշները՝ սա ավելի շուտ պետք է պլյուս համարել։

Հատկություններ և բնութագրեր

Կապարը փափուկ, ճկուն, բայց նաև ծանր և խիտ մետաղ է։ Մոլեկուլային վանդակը խորանարդ է, դեմքակենտրոն: Նրա ամրությունը ցածր է, բայց ճկունությունը գերազանց է։ Մետաղի ֆիզիկական բնութագրերը հետևյալն են.

• խտությունը նորմալ ջերմաստիճանում 11,34 գ/սմ3;
• հալման կետ – 327,46 C;
• եռման կետ – 1749 C;
• դիմադրություն առաձգական բեռի նկատմամբ – 12–3 ՄՊա;
• դիմադրություն սեղմման բեռին – 50 ՄՊա;
• Բրինելի կարծրություն – 3,2–3,8 HB;
• ջերմային հաղորդունակություն – 33,5 W/(m K);
• Դիմադրողականությունը 0,22 օհմ-քառ. Մմմ

Ինչպես ցանկացած մետաղ, այն անցկացնում է էլեկտրական հոսանք, չնայած, հարկ է նշել, որ այն շատ ավելի վատ է, քան պղնձը ՝ գրեթե 11 անգամ:Այնուամենայնիվ, մետաղը այլ բան ունի հետաքրքիր գույք 7.26 K-ում այն ​​դառնում է գերհաղորդիչ և առանց դիմադրության անցկացնում էլեկտրական հոսանք: Կապարն առաջին տարրն էր, որը դրսևորեց այս հատկությունը:

Օդում մետաղի կտորը կամ դրանից պատրաստված արտադրանքը արագ պասիվացվում է օքսիդ թաղանթով, որը հաջողությամբ պաշտպանում է մետաղը արտաքին ազդեցություն. Իսկ նյութն ինքնին հակված չէ քիմիական ակտիվության, այդ իսկ պատճառով այն օգտագործվում է թթվակայուն սարքավորումների արտադրության մեջ։

Կապարի միացություններ պարունակող ներկերը գրեթե նույնքան դիմացկուն են կոռոզիայից: Իրենց թունավորության պատճառով դրանք չեն օգտագործվում ներսում, բայց հաջողությամբ օգտագործվում են կամուրջների ներկման համար, օրինակ. շրջանակային կառույցներեւ այլն։

Ստորև բերված տեսանյութը ցույց կտա ձեզ, թե ինչպես պատրաստել մաքուր կապար.

Կառուցվածքը և կազմը

Ջերմաստիճանի ողջ տիրույթում կապարի միայն մեկ փոփոխություն է մեկուսացված, ուստի և՛ ջերմաստիճանի ազդեցության տակ, և՛ ժամանակի ընթացքում մետաղի հատկությունները փոխվում են լիովին բնականաբար: Կտրուկ անցումներ չեն արձանագրվել, երբ որակներն արմատապես փոխվում են։

Մետաղների արտադրություն

Կապարը բավականին տարածված է, ձևավորում է մի քանի արդյունաբերական կարևոր միներալներ՝ գալենա, ցերուսիտ, անկյունազիտ, ուստի դրա արտադրությունը համեմատաբար էժան է։ պիրոմետալուրգիական և հիդրոմետալուրգիական մեթոդներ. Երկրորդ մեթոդն ավելի անվտանգ է, բայց օգտագործվում է շատ ավելի հազվադեպ, քանի որ այն ավելի թանկ է, և արդյունքում ստացված մետաղը դեռևս վերջնական մշակման կարիք ունի բարձր ջերմաստիճաններում:

Պիրոմետալուրգիական մեթոդով արտադրությունը ներառում է հետևյալ փուլերը.

• հանքաքարի արդյունահանում;
• մանրացում և հարստացում հիմնականում ֆլոտացիոն եղանակով.
• հում կապարի ստացման նպատակով ձուլում՝ ռեդուկցիոն, վառարանային, ալկալային և այլն;
• զտել, այսինքն՝ մաքրել սև կապարի կեղտից և ստանալ մաքուր մետաղ։

Չնայած արտադրության նույն տեխնոլոգիային, սարքավորումները կարող են օգտագործվել շատ տարբեր ձևերով: Սա կախված է հանքաքարում մետաղի պարունակությունից, արտադրության ծավալներից, արտադրանքի որակի պահանջներից և այլն։

Ստորև կարդացեք 1 կգ կապարի օգտագործման և գնի մասին:

Կիրառման տարածք

Առաջինը՝ ջրի խողովակների և կենցաղային իրերի արտադրությունը, բարեբախտաբար, վաղուց է սկսվել։ Այսօր մետաղը տուն է մտնում միայն պաշտպանիչ շերտով և սննդի, ջրի և մարդկանց հետ շփման բացակայության դեպքում։

• Բայց կապարի օգտագործումը համաձուլվածքների և որպես զոդման համար սկսվել է քաղաքակրթության արշալույսից և շարունակվում է մինչ օրս:
• Կապարը ռազմավարական նշանակություն ունեցող մետաղ է, մանավանդ որ դրանից սկսել են փամփուշտներ նետել։ Փոքր և սպորտային զենքերի զինամթերքը դեռ պատրաստվում է միայն կապարից։ Իսկ դրա միացություններն օգտագործվում են որպես պայթուցիկ։
• Աշխարհում մետաղի արտադրության 75%-ն օգտագործվում է կապարաթթվային մարտկոցների արտադրության համար։ Նյութը շարունակում է մնալ քիմիական հոսանքի աղբյուրների հիմնական տարրերից մեկը։
• Մետաղի կորոզիայի դիմադրությունը օգտագործվում է թթվակայուն սարքավորումների, խողովակաշարերի և էլեկտրական մալուխների համար պաշտպանիչ պատյանների արտադրության մեջ:
• Եվ, իհարկե, կապարն օգտագործվում է ռենտգեն սենյակների սարքավորման մեջ՝ պատերի, առաստաղների, հատակների երեսպատում, պաշտպանիչ միջնապատեր, պաշտպանիչ կոստյումներ՝ ամեն ինչ արված է կապարի մասնակցությամբ։ Փորձարկման վայրերում, այդ թվում՝ միջուկային, մետաղն անփոխարինելի է։

Մետաղների արժեքը որոշվում է մի քանի համաշխարհային բորսաներում: Ամենահայտնին Լոնդոնի մետաղների բորսան է։ Կապարի արժեքը 2016 թվականի հոկտեմբերին կազմում է 2087,25 դոլար մեկ տոննայի դիմաց։

Կապարը մետաղ է, որը մեծ պահանջարկ ունի ժամանակակից արդյունաբերության մեջ: Նրա որոշ հատկություններ՝ կոռոզիոն դիմադրություն, կոշտ ճառագայթում կլանելու ունակություն, լիովին եզակի են և մետաղը դարձնում են անփոխարինելի՝ չնայած բարձր թունավորությանը:

Այս տեսանյութը ձեզ կպատմի, թե ինչ կլինի, եթե կապարը լցնեք ջրի մեջ.

Առաջնորդել(լատ. plumbum), pb, Մենդելեևի պարբերական համակարգի IV խմբի քիմիական տարր; ատոմային համարը՝ 82, ատոմային զանգվածը՝ 207,2։ ՀԵՏ -. ծանր մետաղկապույտ-մոխրագույն գույնի, շատ պլաստիկ, փափուկ (դանակով կտրված, եղունգով քերծված): Բնական ծծումբը բաղկացած է 5 կայուն իզոտոպներից՝ 202 (հետք), 204 (1,5%), 206 (23,6%), 207 (22,6%), 208 (52,3%) զանգվածային թվերով։ Վերջին երեք իզոտոպները 238 u, 235 u և 232-րդ ռադիոակտիվ փոխակերպումների վերջնական արդյունքն են։ . Միջուկային ռեակցիաները առաջացնում են C-ի բազմաթիվ ռադիոակտիվ իզոտոպներ: Պատմական անդրադարձ. Ս.-ն հայտնի է եղել մ.թ.ա. 6-7 հազար տարի։ ե. Միջագետքի, Եգիպտոսի և այլ երկրների ժողովուրդները հին աշխարհ. Դրանով պատրաստում էին արձաններ, կենցաղային իրեր, գրելու տախտակներ։ Հռոմեացիները ջրամատակարարման համար օգտագործում էին կապարե խողովակներ։ Ալքիմիկոսները Սատուրն են անվանել և այն նշանակել այս մոլորակի նշանով . Միացություններ S. - «կապարի մոխիր» pbo, կապարի սպիտակ 2pbco 3 pb (oh) 2 օգտագործվել են Հին Հունաստանև Հռոմը որպես դեղամիջոցների և ներկերի բաղադրիչներ։ Երբ հրազենը հայտնագործվեց, որպես փամփուշտների նյութ սկսեցին օգտագործել Ս. Ս–ի թունավորությունը նշվել է դեռևս 1-ին դ. n. ե. Հույն բժիշկ Դիոսկորիդեսը և Պլինիոս Ավագը, Բաշխումը բնության մեջ. Ս–ի պարունակությունը երկրակեղևում (կլարկ) կազմում է 1,6 · 10 -3 % զանգվածային կշիռ։ Երկրի ընդերքում ածխածին պարունակող մոտ 80 միներալների (հիմնականը գալենային pbs) առաջացումը կապված է հիմնականում առաջացման հետ. հիդրոթերմալ հանքավայրեր . Բազմամետաղային հանքաքարերի օքսիդացման գոտիներում առաջանում են բազմաթիվ (մոտ 90) երկրորդական միներալներ՝ սուլֆատներ (անգլեզիտ pbso 4), կարբոնատներ (ցերուսիտ pbco 3), ֆոսֆատներ [պիրոմորֆիտ pb 5 (po 4) 3 cl]։ Կենսոլորտում Ս–ը հիմնականում ցրված է կենդանի նյութով (5 × 10 -5%) և ծովի ջրով (3 × 10 -9%)։ Սկսած բնական ջրերՍ–ը մասամբ ներծծվում է կավերով և նստում է ջրածնի սուլֆիդով, ուստի այն կուտակվում է ջրածնի սուլֆիդային աղտոտվածությամբ ծովային տիղմերում և դրանցից առաջացած սև կավերում և թերթաքարերում Քիմիական հատկություններ. Ս.-ն բյուրեղանում է երեսակենտրոն խորանարդ վանդակում ( ա = 4.9389 å), չունի ալոտրոպային փոփոխություններ: Ատոմային շառավիղ 1,75 å, իոնային շառավիղներ՝ pb 2+ 1,26 å, pb 4+ 0,76 å՝ խտություն 11,34 գ/սմ 3(20 ° C); t nл 327,4 °C; t kip 1725 °C; տեսակարար ջերմային հզորություն 20°C-ում 0,128 կՋ/(կգ· TO) ; ջերմահաղորդականություն 33.5 Երեք/(մ· TO) ; գծային ընդլայնման ջերմաստիճանի գործակիցը 29.1 · 10 -6 սենյակային ջերմաստիճանում; Բրինելի կարծրություն 25-40 Mn/m 2 (2,5-4 կգ/մմ 2) ; առաձգական ուժ 12-13 Mn/m 2,սեղմման դեպքում մոտ 50 Mn / մ 2;հարաբերական երկարացում ընդմիջմանը 50-70%: Կարծրացումչի ավելանում մեխանիկական հատկություններԳ., քանի որ նրա վերաբյուրեղացման ջերմաստիճանը ցածր է սենյակային ջերմաստիճանից (մոտ -35 °C՝ 40% և ավելի դեֆորմացիայի աստիճանով)։ Ս.-ն դիամագնիսական է, նրա մագնիսական ընկալունակությունը՝ 0,12 · 10 -6։ 7.18 K-ում այն ​​դառնում է գերհաղորդիչ։

pb 6s 2 ատոմի արտաքին էլեկտրոնային թաղանթների կոնֆիգուրացիա 6 ռ 2,որի պատճառով այն ցուցադրում է օքսիդացման վիճակներ +2 և +4: Քիմիապես համեմատաբար քիչ ակտիվ է Ս. S.-ի թարմ կտրվածքի մետաղական փայլը աստիճանաբար անհետանում է օդում՝ բարակ PBO թաղանթի ձևավորման պատճառով, որը պաշտպանում է հետագա օքսիդացումից։ Թթվածնով այն կազմում է pb 2 o, pbo, pbo 2, pb 3 o 4 և pb 2 o 3 օքսիդների շարք: .

O 2-ի բացակայության դեպքում սենյակային ջերմաստիճանում գտնվող ջուրը չի ազդում ածխածնի վրա, սակայն այն քայքայվում է տաք ջրի գոլորշիով՝ առաջացնելով ածխաթթու գազ և ջրածին։ pb (oh) 2 և pb (oh) 4 հիդրօքսիդները, որոնք համապատասխանում են pbo և pbo 2 օքսիդներին, ամֆոտերային բնույթ ունեն։

S. միացությունը ջրածնի pbh 4-ով ստացվում է նոսրի ազդեցությամբ քիչ քանակությամբ աղաթթվիմգ 2 պբ. pbh 4-ը անգույն գազ է, որը շատ հեշտությամբ քայքայվում է pb-ի և h2-ի: Երբ տաքանում է, C-ն միանում է հալոգենների հետ՝ առաջացնելով հալոգենիդներ pbx 2 (x - հալոգեն)։ Նրանք բոլորը փոքր-ինչ լուծելի են ջրի մեջ։ Ստացվել են նաև Pbx 4 հալոգենիդներ՝ pbf 4 tetrafluoride՝ անգույն բյուրեղներ և pbcl 4 tetrachloride՝ դեղին յուղոտ հեղուկ։ Երկու միացությունները հեշտությամբ քայքայվում են՝ ազատելով f 2 կամ cl 2; հիդրոլիզացված ջրով: Ս.-ն չի փոխազդում ազոտի հետ . Կապարի ազիդ pb(n 3) 2 պատրաստվել է նատրիումի ազիդ նան 3-ի և pb աղերի լուծույթների փոխազդեցությամբ (ii); անգույն ասեղաձև բյուրեղներ, քիչ լուծվող ջրում; հարվածի կամ տաքացման ժամանակ քայքայվում է pb-ի և n 2պայթյունով։ Ծծումբը գործում է ծծմբի վրա, երբ տաքացվում է, ձևավորելով pbs սուլֆիդ՝ սև ամորֆ փոշի: Սուլֆիդը կարելի է ստանալ նաև ջրածնի սուլֆիդը pb (ii) աղերի լուծույթների մեջ անցկացնելով. բնության մեջ հայտնաբերված կապարի փայլի տեսքով. գալենա

Լարման շարքում pb-ն ավելի բարձր է, քան ջրածինը (էլեկտրոդի նորմալ պոտենցիալները համապատասխանաբար հավասար են - 0,126-ի Վ pb u pb 2+ + 2e և + 0.65 համար Վ pb u pb 4+ + 4e-ի համար): Այնուամենայնիվ, Ս.-ն ջրածինը չի տեղահանում նոսր աղաթթուներից և ծծմբական թթուներից, քանի որ գերլարում h 2 pb-ի վրա, ինչպես նաև մետաղական մակերեսի վրա գոյացություններ պաշտպանիչ ֆիլմերքիչ լուծվող քլորիդ pbcl 2 և սուլֆատ pbso 4: Խտացված h 2 so 4-ը և hcl-ը տաքացնելիս գործում են pb-ի վրա, և ստացվում են pb (hso 4) 2 և h 2 բաղադրության լուծվող բարդ միացություններ։ Ազոտային, քացախային և որոշ օրգանական թթուներ (օրինակ՝ կիտրոն) լուծվում են S. առաջացնելով pb (ii) աղեր։ Ըստ ջրի լուծելիության՝ աղերը բաժանվում են լուծելի (կապարի ացետատ, նիտրատ և քլորատ), թեթևակի լուծելի (քլորիդ և ֆտոր) և չլուծվող (սուլֆատ, կարբոնատ, քրոմատ, ֆոսֆատ, մոլիբդատ և սուլֆիդ): Pb (iv) աղերը կարելի է ստանալ բարձր թթվայնացված h 2 so 4 pb (ii) աղերի լուծույթների էլեկտրոլիզով; pb (iv) աղերից ամենակարևորներն են pb սուլֆատը (այսպես 4) 2 և pb ացետատը (c 2 h 3 o 2) 4: Աղերը pb (iv) հակված են ավելցուկային բացասական իոնների ավելացմանը՝ բարդ անիոններ առաջացնելու համար, օրինակ՝ փլմբատներ (pbo 3) 2- և (pbo 4) 4-, քլորոպլմբատներ (pbcl 6) 2-, հիդրոքսոպլմբատներ 2- և այլն: կաուստիկ ալկալիները տաքանալիս փոխազդում են pb-ի հետ՝ արտազատելով x 2 տիպի ջրածին և հիդրոքսոլմբիտներ:

Անդորրագիր. Մետաղական Ս. ստացվում է pbs-ի օքսիդատիվ թրծմամբ, որին հաջորդում է pbo-ի վերածումը հումքի pb-ի («werkbley») և վերջինիս զտման (մաքրման): Խտանյութի օքսիդատիվ թրծումն իրականացվում է սինթերման սենյակներում նկարելու մեքենաներշարունակական գործողություն . Pbs կրակելիս գերիշխող ռեակցիան է՝ 2pbs + 3o 2 = 2pbo + 2so 2: Բացի այդ, ստացվում է մի քիչ pbso 4 սուլֆատ, որը վերածվում է pbsio 3 սիլիկատի, ինչի համար այն ավելացնում են լիցքին. քվարց ավազ. Միաժամանակ օքսիդացված են նաև այլ մետաղների (cu, zn, fe) սուլֆիդները, որոնք առկա են որպես կեղտեր։ Կրակելու արդյունքում սուլֆիդների փոշոտ խառնուրդի փոխարեն ստացվում է ագլոմերատ՝ ծակոտկեն սինթրած պինդ զանգված, որը բաղկացած է հիմնականում pbo, cuo, zno, fe 2 o 3 օքսիդներից։ Ագլոմերատի կտորները խառնում են կոքսի և կրաքարի հետ և այդ խառնուրդը լցնում են մեջ ջրի բաճկոն վառարան,որի մեջ ճնշման տակ գտնվող օդը մատակարարվում է ներքևից խողովակների միջոցով («tuyeres»): Կոքսը և ածխածնի օքսիդը նվազեցնում են pbo-ն մինչև pb արդեն իսկ ոչ բարձր ջերմաստիճաններ(մինչև 500 °C): Ավելի բարձր ջերմաստիճանի դեպքում տեղի են ունենում հետևյալ ռեակցիաները.

կակաո 3 = cao+co2

2pbsio 3 + 2cao + C = 2pb + 2casio 3 + co 2.

Zn և fe օքսիդները մասամբ վերածվում են znsio 3 և fesio 3, որոնք casio 3-ի հետ միասին կազմում են խարամ, որը լողում է դեպի մակերես: S. օքսիդները վերածվում են մետաղի: Հում Ս.-ն պարունակում է 92-98% pb, մնացածը կեղտեր են cu, ag (երբեմն au), zn, sn, as, sb, bi, fe։ Cu և fe կեղտերը հեռացվում են զեյգերացում. Sn-ը հեռացնելու համար, ինչպես, sb, օդը փչում է հալած մետաղի միջով։ Ag-ի (և au-ի) մեկուսացումն իրականացվում է zn-ի ավելացմամբ, որը ձևավորում է «ցինկ փրփուր», որը բաղկացած է zn միացություններից ag-ով (և au-ով), ավելի թեթև, քան pb-ն և հալվում է 600-700 ° C ջերմաստիճանում: Zn-ի ավելցուկը հանվում է հալած pb-ից օդ, գոլորշու կամ քլորի միջոցով: Bi-ին հեռացնելու համար հեղուկ pb-ին ավելացրեք ca կամ մգ՝ տալով ցածր հալեցման միացություններ ca 3 bi 2 և mg 3 bi 2: Այս մեթոդներով զտված Ս. պարունակում է 99,8-99,9% pb: Հետագա մաքրումն իրականացվում է էլեկտրոլիզի միջոցով, որի արդյունքում մաքրությունը կազմում է առնվազն 99,99%: Դիմում. Կապարի արտադրության մեջ լայնորեն կիրառվում է Ս մարտկոցներ,օգտագործվում է գործարանային սարքավորումների արտադրության համար, որոնք դիմացկուն են ագրեսիվ գազերի և հեղուկների նկատմամբ: Ս.-ն ուժեղ կլանում է g-ճառագայթները և ռենտգենյան ճառագայթները, ինչի շնորհիվ օգտագործվում է որպես դրանց ազդեցությունից պաշտպանության նյութ (ռադիոակտիվ նյութեր պահելու տարաներ, ռենտգենյան սենյակների սարքավորումներ և այլն)։ Մեծ քանակությամբ C.-ն օգտագործվում են էլեկտրական մալուխների պատյաններ պատրաստելու համար, որոնք պաշտպանում են դրանք կոռոզիայից և մեխանիկական վնասվածքներից։ Ս–ի հիման վրա պատրաստվում են շատ կապարի համաձուլվածքներ. C. pbo օքսիդը ներմուծվում է բյուրեղային և օպտիկական ապակիբարձր բեկման ինդեքսով նյութեր ձեռք բերելու համար. Մինիում, քրոմատ (դեղին պսակ) և հիմնական կարբոնատ S. (կապարի սպիտակ) սահմանափակ կիրառման պիգմենտներ են։ S. քրոմատը օքսիդացնող նյութ է, որն օգտագործվում է անալիտիկ քիմիա. Ազիդը և ստիֆնատը (trinitroresorcinate) սկսում են պայթուցիկ նյութեր: Տետրաէթիլ կապար - հակաթակոց. S. acetate-ը ծառայում է որպես h 2 վ հայտնաբերման ցուցանիշ: Որպես իզոտոպային ցուցիչներ օգտագործվում են 204 pb (կայուն) և 212 pb (ռադիոակտիվ):

S. A. Pogodin.

մարմնի մեջ Ս. Բույսերը կլանում են Ս–ը հողից, ջրից և մթնոլորտային տեղումներից։ Ս.-ն մարդու օրգանիզմ է մտնում սննդի հետ (մոտ 0,22 մգ) , ջուր (0.1 մգ) , փոշի (0.08 մգ) . Ս.-ի անվտանգ օրական ընդունման մակարդակը մարդկանց համար 0,2-2 է մգ.Արտազատվում է հիմնականում կղանքով (0,22-0,32 մգ) , մեզի մեջ պակաս (0.03-0.05 մգ) . Մարդու մարմինը պարունակում է միջինը մոտ 2 մգՍ. (որոշ դեպքերում՝ մինչև 200 մգ) . Արդյունաբերական երկրների բնակիչներն իրենց մարմնում ավելի շատ Ս–ի պարունակություն ունեն, քան գյուղատնտեսական երկրների բնակիչները, քան գյուղաբնակները։ Ս–ի հիմնական պահեստը կմախքն է (մարմնի ընդհանուր Ս–ի 90%-ը)՝ լյարդում կուտակվում է 0,2–1,9։ μg/g;արյան մեջ՝ 0,15-0,40 մկգ/մլ;մազերի մեջ - 24 մկգ/գ,կաթում -0,005-0,15 մկգ/մլ;հայտնաբերվել է նաև ենթաստամոքսային գեղձի, երիկամների, ուղեղի և այլ օրգաններում: Ս–ի կոնցենտրացիան և բաշխվածությունը կենդանիների օրգանիզմում մոտ են մարդկանց համար սահմանված ցուցանիշներին։ Շրջակա միջավայրում S-ի մակարդակի բարձրացման հետ ավելանում է նրա նստվածքը ոսկորներում, մազերում և լյարդում։ Ս–ի կենսաբանական ֆունկցիաները հաստատված չեն։

Յու.Ի.Ռաեցկայա.

Թունավորում Ս. և դրա միացությունները հնարավոր են հանքաքարերի արդյունահանման, կապարի հալման, կապարի ներկերի արտադրության, տպագրության, խեցեգործության, մալուխի արտադրության մեջ, տետրէթիլ կապարի արտադրության և օգտագործման մեջ և այլն: Կենցաղային թունավորումը հազվադեպ է լինում և նկատվում է ուտելիս: ապրանքներ, որոնք երկար ժամանակ պահվել են կավե ամանների մեջ, որոնք պատված են կարմիր կապար կամ լիտարժ պարունակող ջնարակով։ Ս.-ն ու նրա անօրգանական միացությունները աերոզոլների տեսքով թափանցում են օրգանիզմ հիմնականում շնչառական ուղիներով, իսկ ավելի քիչ՝ աղեստամոքսային տրակտով ու մաշկով։ Ս.-ն արյան մեջ շրջանառվում է բարձր ցրված կոլոիդների՝ ֆոսֆատի և ալբումինատի տեսքով։ Ս.-ն արտազատվում է հիմնականում աղիքներով և երիկամներով։ Պորֆիրինի, սպիտակուցների, ածխաջրերի և ֆոսֆատների նյութափոխանակության խանգարումները, C և B 1 վիտամինների պակասը, կենտրոնական և ինքնավար նյարդային համակարգի ֆունկցիոնալ և օրգանական փոփոխությունները, Ս.-ի թունավոր ազդեցությունը ոսկրածուծի վրա, դեր են խաղում թունավորման առաջացման գործում: . Թունավորումը կարող է լինել թաքնված (այսպես կոչված վագոն), որը տեղի է ունենում մեղմ, չափավոր և ծանր ձևերով։

Ս.-ով թունավորման ամենատարածված նշանները. եզրագիծ (յասամանագույն-շիֆեր գույնի շերտ) լնդերի եզրով, մաշկի հողեղեն գունատ երանգավորում; ռետիկուլոցիտոզ և արյան այլ փոփոխություններ, ավելացել է բովանդակությունըպորֆիրիններ մեզի մեջ, մեզի մեջ Ս.-ի առկայությունը 0,04-0,08 քանակությամբ. մգ/լև այլն և այլն Նյարդային համակարգի վնասը դրսևորվում է ասթենիայով, ծանր ձևերով՝ էնցեֆալոպաթիա, կաթված (հիմնականում ձեռքի և մատների էքստենսորների), պոլինևրիտ։ Հետ այսպես կոչված կապարի կոլիկ առաջանում է սուր ցավեր որովայնի շրջանում, փորկապություն, որը տևում է մի քանիսը հմինչև 2-3 շաբաթ;Կոլիկը հաճախ ուղեկցվում է սրտխառնոցով, փսխումով և արյան ճնշում, մարմնի ջերմաստիճանը մինչեւ 37,5-38 °C։ Խրոնիկական թունավորմամբ հնարավոր է լյարդի, սրտանոթային համակարգի վնասում, էնդոկրին ֆունկցիաների խախտում (օրինակ՝ կանանց մոտ՝ վիժումներ, դիսմենորեա, մենորագիա և այլն)։ Իմունոկենսաբանական ռեակտիվության ճնշումը նպաստում է ընդհանուր հիվանդացության բարձրացմանը:

Բուժում: սպեցիֆիկ (բարդացնող նյութեր և այլն) և վերականգնող (գլյուկոզա, վիտամիններ և այլն) միջոցներ, ֆիզիոթերապիա, առողջարանային բուժում (Պյատիգորսկ, Մացեստա, Սերնովոդսկ): Կանխարգելում. պողպատի փոխարինում ավելի քիչ թունավոր նյութերով (օրինակ՝ կապարի փոխարեն ցինկ և տիտանի սպիտակ), պողպատի արտադրության գործողությունների ավտոմատացում և մեքենայացում, արդյունավետ արտանետվող օդափոխություն, անձնական պաշտպանությունաշխատողներ, բուժական սնուցում, պարբերական վիտամինային հավելումներ, նախնական և պարբերական բժշկական հետազոտություններ։

Ս–ի պատրաստուկներն օգտագործվում են բժշկական պրակտիկայում (միայն արտաքինից) որպես տտիպ և հակասեպտիկ։ Օգտագործում են՝ կապարաջուր (մաշկի և լորձաթաղանթների բորբոքային հիվանդությունների դեպքում), կապարի պարզ և բարդ պատյաններ (մաշկի թարախային-բորբոքային հիվանդությունների դեպքում, եռալ) և այլն։

Լ.Ա.Կասպարով.

Լիտ.:Անդրեև Վ.Մ., Առաջատար, գրքում. Համառոտ քիմիական հանրագիտարան, հատոր 4, Մ., 1965; Ռեմի Գ., Անօրգանական քիմիայի դասընթաց, թարգմ. գերմաներենից, հատոր 1, Մ., 1963; Չիժիկով Դ. Վնասակար նյութերարդյունաբերության մեջ, խմբ. N. V. Lazareva, 6-րդ հրատ., մաս 2, Լենինգրադ, 1971; Տարաբաևա Գ.Ի., Կապարի ազդեցությունը մարմնի վրա և բուժական և կանխարգելիչ միջոցառումները, Ա.-Ա., 1961; Մասնագիտական ​​հիվանդություններ, 3-րդ հրատ., Մ., 1973,