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Blei: Unterschied zwischen den Versionen

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{{Dieser Artikel|befasst sich mit dem Metall Blei. Weitere Bedeutungen siehe [[Blei (Begriffsklärung)]].}}
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#REDIRECT [[Die sieben Planetenmetalle]]
  
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{{Infobox Chemisches Element
+
[[Kategorie:Heilmärchen|208]]
−
<!--- Periodensystem --->
 
−
| Name = Blei
 
−
| Symbol = Pb
 
−
| Ordnungszahl = 82
 
−
| Serie = [[Metalle]]
 
−
| Gruppe = 14
 
−
| Periode = 6
 
−
| Block = p
 
−
| Serienfarbe = DarkGray
 
−
| Aussehen = Bläulich weiß
 
−
| CAS = 7439-92-1
 
−
| Massenanteil = 2 · 10<sup>-3</sup>
 
−
| Atommasse = 207,2
 
−
| Atomradius = 175
 
−
| AtomradiusBerechnet = 154
 
−
| KovalenterRadius = 146
 
−
| VanDerWaalsRadius = 202
 
−
| Elektronenkonfiguration = <nowiki>[</nowiki>[[Xenon|Xe]]<nowiki>]</nowiki> 4[[F-Orbital|f]]<sup>14</sup>5[[D-Orbital|d]]<sup>10</sup>6[[S-Orbital|s]]<sup>2</sup>6[[P-Orbital|p]]<sup>2</sup>
 
−
| ElektronenProEnergieNiveau = 2, 8, 18, 32, 18, 4
 
−
| Austrittsarbeit =
 
−
| Ionisierungsenergie_1 = 715,6
 
−
| Ionisierungsenergie_2 = 1450,5
 
−
| Ionisierungsenergie_3 = 3081,5
 
−
| Ionisierungsenergie_4 = 4083
 
−
| Ionisierungsenergie_5 =
 
−
| Aggregatzustand = fest
 
−
| Modifikationen = nur eine Modifikation
 
−
| Kristallstruktur = kubisch flächenzentriert
 
−
| Dichte = 11,34 g/cm<sup>3</sup>
 
−
| RefTempDichte_K =
 
−
| Mohshärte = 1,5
 
−
| Magnetismus = [[Diamagnetismus|diamagnetisch]]
 
−
| Schmelzpunkt_K = 600,61
 
−
| Schmelzpunkt_C = 327,43
 
−
| Siedepunkt_K = ca. 2023
 
−
| Siedepunkt_C = 1750
 
−
| MolaresVolumen = 18,26 · 10<sup>-6</sup>
 
−
| Verdampfungswärme = 181
 
−
| Schmelzwärme = 4,77
 
−
| Dampfdruck = 4,21 · 10<sup>-7</sup>
 
−
| RefTempDampfdruck_K = 600
 
−
| Schallgeschwindigkeit = 1200
 
−
| RefTempSchallgeschwindigkeit_K = 293,15
 
−
| SpezifischeWärmekapazität = 129
 
−
| RefTempSpezifischeWärmekapazität_K =
 
−
| ElektrischeLeitfähigkeit = 4,84 · 10<sup>6</sup>
 
−
| RefTempElektrischeLeitfähigkeit_K =
 
−
| Wärmeleitfähigkeit = 35,3
 
−
| RefTempWärmeleitfähigkeit_K =
 
−
| Oxidationszustände = '''2''', 4
 
−
| Oxide = Pb<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
 
−
| Basizität = amphoter
 
−
| Normalpotential = -0,1262 [[Volt|V]]
 
−
| Elastizitätsmodul = 16
 
−
| Poissonzahl = 0,45
 
−
|(Pb<sup>2+</sup> + 2e<sup>-</sup> → Pb)
 
−
| Elektronegativität = 1,9
 
−
| Quelle GefStKz    = <ref name="Merck-SDB">[http://chemdat.merck.de/documents/sds/emd/deu/de/1073/107362.pdf Sicherheitsdatenblatt (Merck).]</ref>
 
−
| Gefahrensymbole    = {{Gefahrensymbole|T|N}}
 
−
| R                  = {{R-Sätze|61|20/22|33|50/53|62}}
 
−
| S                  = {{S-Sätze|53|45|60|61}}
 
−
| Radioaktiv =
 
−
| Isotope =
 
−
{{Vorlage:Infobox Chemisches Element/Isotop
 
−
| AnzahlZerfallstypen = 2
 
−
| Symbol = Pb
 
−
| Massenzahl = 202
 
−
| NH = 0
 
−
| Halbwertszeit = 52500 [[Jahr|a]]
 
−
| Zerfallstyp1ZM = [[Alphastrahlung|α]]
 
−
| Zerfallstyp1ZE = 2,598
 
−
| Zerfallstyp1ZP = [[Quecksilber|<sup>198</sup>Hg]]
 
−
| Zerfallstyp2ZM = [[Elektronen-Einfang|ε]]
 
−
| Zerfallstyp2ZE = 0,050
 
−
| Zerfallstyp2ZP = [[Thallium|<sup>202</sup>Tl]]
 
−
}}
 
−
{{Vorlage:Infobox Chemisches Element/Isotop
 
−
| AnzahlZerfallstypen = 1
 
−
| Symbol = Pb
 
−
| Massenzahl = 203
 
−
| NH = 0
 
−
| Halbwertszeit = 51,873 [[Stunde|h]]
 
−
| Zerfallstyp1ZM = [[Elektronen-Einfang|ε]]
 
−
| Zerfallstyp1ZE = 0,975
 
−
| Zerfallstyp1ZP = [[Thallium|<sup>203</sup>Tl]]
 
−
}}
 
−
{{Vorlage:Infobox Chemisches Element/Isotop
 
−
| AnzahlZerfallstypen = 1
 
−
| Symbol = Pb
 
−
| Massenzahl = 204
 
−
| NH = 1,4
 
−
| Halbwertszeit = >1,4 · 10<sup>17</sup> [[Jahr|a]]
 
−
| Zerfallstyp1ZM = [[Alphastrahlung|α]]
 
−
| Zerfallstyp1ZE = 2,186
 
−
| Zerfallstyp1ZP = [[Quecksilber|<sup>200</sup>Hg]]
 
−
}}
 
−
{{Vorlage:Infobox Chemisches Element/Isotop
 
−
| AnzahlZerfallstypen = 1
 
−
| Symbol = Pb
 
−
| Massenzahl = 205
 
−
| NH = 0
 
−
| Halbwertszeit = 1,53 · 10<sup>7</sup> [[Jahr|a]]
 
−
| Zerfallstyp1ZM = [[Elektronen-Einfang|ε]]
 
−
| Zerfallstyp1ZE = 0,051
 
−
| Zerfallstyp1ZP = [[Thallium|<sup>205</sup>Tl]]
 
−
}}
 
−
{{Vorlage:Infobox Chemisches Element/Isotop
 
−
| AnzahlZerfallstypen = 0
 
−
| Symbol = Pb
 
−
| Massenzahl = 206
 
−
| NH = 24,1
 
−
}}
 
−
{{Vorlage:Infobox Chemisches Element/Isotop
 
−
| AnzahlZerfallstypen = 0
 
−
| Symbol = Pb
 
−
| Massenzahl = 207
 
−
| NH = 22,1
 
−
}}
 
−
{{Vorlage:Infobox Chemisches Element/Isotop
 
−
| AnzahlZerfallstypen = 0
 
−
| Symbol = Pb
 
−
| Massenzahl = 208
 
−
| NH = '''52,4'''
 
−
}}
 
−
{{Vorlage:Infobox Chemisches Element/Isotop
 
−
| AnzahlZerfallstypen = 1
 
−
| Symbol = Pb
 
−
| Massenzahl = 209
 
−
| NH = 0
 
−
| Halbwertszeit = 3,253 [[Stunde|h]]
 
−
| Zerfallstyp1ZM = [[Betastrahlung|β]]<sup>−</sup>
 
−
| Zerfallstyp1ZE = 0,644
 
−
| Zerfallstyp1ZP = [[Bismut|<sup>209</sup>Bi]]
 
−
}}
 
−
{{Vorlage:Infobox Chemisches Element/Isotop
 
−
| AnzahlZerfallstypen = 2
 
−
| Symbol = Pb
 
−
| Massenzahl = 210
 
−
| NH = 0
 
−
| Halbwertszeit = 22,3 [[Jahr|a]]
 
−
| Zerfallstyp1ZM = [[Alphastrahlung|α]]
 
−
| Zerfallstyp1ZE = 3,792
 
−
| Zerfallstyp1ZP = [[Quecksilber|<sup>206</sup>Hg]]
 
−
| Zerfallstyp2ZM = [[Betastrahlung|β]]<sup>−</sup>
 
−
| Zerfallstyp2ZE = 0,064
 
−
| Zerfallstyp2ZP = [[Bismut|<sup>210</sup>Bi]]
 
−
}}
 
−
{{Vorlage:Infobox Chemisches Element/Isotop
 
−
| AnzahlZerfallstypen = 1
 
−
| Symbol = Pb
 
−
| Massenzahl = 211
 
−
| NH = 0
 
−
| Halbwertszeit = 36,1 [[Minuten|m]]
 
−
| Zerfallstyp1ZM = [[Betastrahlung|β]]<sup>−</sup>
 
−
| Zerfallstyp1ZE = 1,367
 
−
| Zerfallstyp1ZP = [[Bismut|<sup>211</sup>Bi]]
 
−
}}
 
−
| NMREigenschaften =
 
−
}}
 
−
'''Blei''' ('''Pb''', [[Latein|lat.]] '''''p'''lum'''b'''um'') ist ein [[chemisches Element]] mit dem Symbol '''Pb''' und der Ordnungszahl '''82'''. Es zählt zu den [[Schwermetalle]]n. Das Metall steht in der 4. Hauptgruppe ([[Kohlenstoffgruppe]]) und 6. Periode des [[Periodensystem|Periodensystems der Elemente]].
 
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−
Blei ist auf Grund seiner leichten Verformbarkeit und seines niedrigen Schmelzpunktes eines der am längsten verwendeten [[Metalle]] überhaupt. Es ist, wie viele Schwermetalle, [[gift]]ig.
 
−
 
 
−
Die Blei[[isotop]]e <sup>206</sup>Pb, <sup>207</sup>Pb und <sup>208</sup>Pb sind die schwersten stabilen Atomkerne. Der Grund für diese Stabilität ist die [[Magische Zahl (Physik)|magische Protonenzahl]] 82. Bei <sup>208</sup>Pb liegt sogar ein so genannter ''doppelt magischer Kern'' vor. Bleiisotope treten als Endprodukte von dreien der vier natürlichen [[Zerfallsreihe]]n der radioaktiven Elemente auf. Dadurch ist relativ viel Blei entstanden; es kommt in der Erdkruste im Vergleich zu anderen schweren Elementen (z. B. [[Quecksilber]], [[Gold]]) häufig vor.
 
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== Geschichte ==
 
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In der frühen [[Bronzezeit]] wurde Blei neben [[Antimon]] und [[Arsen]] verwendet, um [[Bronze]]n zu erzeugen, bis sich [[Zinn]] weitgehend durchsetzte. Bereits die [[Babylonier]] kannten Vasen aus Blei, die [[Römisches Reich|Römer]] verwendeten das Metall als Material für Gefäße, als [[Schleuder (Waffe)|Schleudergeschoss]], für [[Plombe]]n (daher der Name) und [[Wasserleitung]]en. Aus heutiger Sicht besonders bedenklich war die Zugabe von Blei als Süßmittel zum Wein (sogenannter „Bleizucker“, siehe auch [[Bleiacetat]]). In [[Westfalen]] gewannen die Römer bis zu ihrem Rückzug nach der [[Varusschlacht]] Blei. Die Zusammensetzung der [[Isotope]] zeigt, dass das Blei für die Herstellung römischer [[Bleisarg|Bleisärge]], die im [[Rheinland]] gefunden wurden, aus der nördlichen [[Eifel]] stammt. Da manche Bleierze einen wirtschaftlich nutzbaren Anteil von [[Silber]] enthalten, ist die Gewinnung von Blei und Silber schon seit der Antike oft miteinander verbunden. Die römische Bleiverarbeitung hat zu einer bis heute nachweisbaren Umweltverschmutzung geführt: [[Eisbohrkern|Eiskerne]] aus [[Grönland]] zeigen zwischen dem 5. Jahrhundert v. Chr. und dem 3. Jahrhundert n.&nbsp;Chr. einen messbaren Anstieg des Bleigehalts in der Atmosphäre. Auch später hatte Blei eine wichtige Bedeutung. Es wurde beispielsweise zum Einfassen von [[Bleiglasfenster]]n, z.&nbsp;B. in Kirchen oder für das Eindecken von [[Bleidach|Bleidächern]] verwendet.
 
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Besonders wichtig wurde Blei vor allem nach Erfindung der Feuerwaffen für das Militär als Material für [[Projektil]]e von Handfeuerwaffen. Da die Soldaten ihre Geschosse selbst herstellten, war es nicht unüblich, dass sie alles Blei stahlen, das sie finden konnten, um Geschosse daraus zu machen.
 
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[[Bild:Saturn symbol.svg|thumb|left|100px|Alchemistisches Symbol für Blei]] Blei spielte auch in der [[Alchemie]] eine wichtige Rolle. Auf Grund seiner Ähnlichkeit zu [[Gold]] (ähnlich weich und schwer) galt Blei als guter Ausgangsstoff für die [[Goldsynthese]] (Synthese als Farbumwandlung von Grau nach Gelb).
 
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−
Mit Beginn der [[Industrielle Revolution|industriellen Revolution]] wurde Blei dann in großen Mengen für die [[chemische Industrie]], z.&nbsp;B. für die Schwefelsäureproduktion im [[Bleikammerverfahren]], benötigt. Es war damals das wichtigste [[Nichteisenmetall]].
 
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−
Heutzutage liegt die Menge des gewonnenen Bleis bei den Nichteisenmetallen an vierter Stelle nach [[Aluminium]], [[Kupfer]] und [[Zink]]. Es wird vor allem für Autobatterien ([[Bleiakkumulator]]en) verwendet (60 % der Gesamtproduktion).
 
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== Vorkommen ==
 
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[[Bild:LeadOreUSGOV.jpg|thumb|left|Bleierz]]
 
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Blei kommt in der [[Erdkruste]] mit einem Gehalt von etwa 0,0018 % vor.<ref>''dtv-Atlas zur Chemie.'' Bd. 1, S. 151.</ref> Es zählt zu den Element-[[Mineral]]en (''siehe auc''h [[Systematik der Minerale#I. Elemente|Systematik der Minerale]]), tritt [[gediegen]] aber nur sehr selten auf. In Bleierzen ist es zumeist als [[Galenit]] (Bleisulfid PbS, Bleiglanz) zugegen. Dieses Mineral ist auch die bedeutendste kommerzielle Quelle für die Gewinnung neuen Bleis. Weitere Bleimineralien sind [[Cerussit]] (Blei(II)-carbonat, PbCO<sub>3</sub>, auch Weißbleierz), [[Krokoit]] (Blei(II)-chromat, PbCrO<sub>4</sub>, auch Rotbleierz) und [[Anglesit]] (Blei(II)-sulfat, PbSO<sub>4</sub>). Natürlich vorkommende Bleiverbindungen sind stets zweiwertig.
 
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Die wirtschaftlich abbaubaren Vorräte werden weltweit auf 67 Millionen Tonnen geschätzt (Stand 2004).<ref name="Fraunhofer">Fraunhofer-Institut: ''[http://www.isi.fraunhofer.de/pr/2007de/pri01/Endbericht_18Jan07.pdf Trends der Angebots- und Nachfragesituation bei mineralischen Rohstoffen.]'' (PDF, 350 S.).</ref> Die größten Vorkommen findet man in [[Volksrepublik China|China]], den [[Vereinigte Staaten|USA]], [[Australien]], [[Russland]] und [[Kanada]]. In Europa sind [[Schweden]] und [[Polen]] die Länder mit den größten Vorkommen.
 
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Auch in Deutschland wurde in der nördlichen Eifel (Rescheid / Gruben Wohlfahrt und Schwalenbach; [[Mechernich]] / Grube Günnersdorf und auch Tagebau /Virginia; [[Bleialf]]), im Schwarzwald, im Harz (Goslar/[[Rammelsberg]]), in Sachsen (Freiberg), an der unteren Lahn ([[Bad Ems]], [[Holzappel]]),  sowie in Westfalen ([[Bergbau im Sauerland#Blei- und Zinkbergbau Ramsbeck|Ramsbeck/Sauerland]]) in der Vergangenheit Bleierz abgebaut, verhüttet und veredelt.
 
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Die bedeutendste Quelle für Blei ist heute das [[Recycling]] alter Bleiprodukte.
 
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Daher bestehen in Deutschland nur noch zwei Primärhütten, die Blei aus Erz herstellen, die [[Bleihütte Binsfeldhammer]] in [[Stolberg (Rheinland)|Stolberg]] bei [[Aachen]] und [[Metaleurop]] in [[Nordenham]] bei [[Bremerhaven]]. Sämtliche anderen Hütten erzeugen so genanntes Sekundärblei, indem sie alte Bleiprodukte, beispielsweise alte Autobatterien, wieder einschmelzen.
 
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== Staaten mit der größten Förderung ==
 
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<!-- Bitte Abschnittsüberschrift nicht löschen oder umbenennen, da interne Verlinkung aus anderen Artikeln (z.B. China) in Arbeit! Danke! Benutzer:Bertonymus -->
 
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−
:''Siehe auch:'' [[Liste der größten Bleiproduzenten]]
 
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{| class="prettytable"
 
−
|+ Die Länder mit der größten Bleiförderung (2004)<ref>United States Geological Survey</ref>
 
−
|-  class="hintergrundfarbe6"
 
−
! Rang
 
−
! Land
 
−
! Fördermengen<br />(in Tsd. [[Tonne (Einheit)|t]])
 
−
! Rang
 
−
! Land
 
−
! Fördermengen<br />(in Tsd. t)
 
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|-
 
−
| 1 || [[Volksrepublik China|China]] || 950
 
−
| 11 || [[Schweden]] || 33,9
 
−
|-
 
−
| 2 || [[Australien]] || 642
 
−
| 12 || [[Kasachstan]] || 33
 
−
|-
 
−
| 3 || [[Vereinigte Staaten|USA]] || 445
 
−
| 13 || [[Marokko]] || 31,3
 
−
|-
 
−
| 4 || [[Peru]] || 306,2
 
−
| 14 || [[Russische Föderation|Russische Föd.]] || 24
 
−
|-
 
−
| 5 || [[Mexiko]] || 118,5
 
−
| 15 || [[Iran]] || 22
 
−
|-
 
−
| 6 || [[Kanada]] || 76,7
 
−
| 16 || [[Nordkorea]] || 20
 
−
|-
 
−
| 7 || [[Irland]] || 65,9
 
−
| 17 || [[Bulgarien]] || 19
 
−
|-
 
−
| 8 || [[Indien]] || 39,8
 
−
| 18 || [[Türkei]] || 18,7
 
−
|-
 
−
| 9 || [[Polen]] || 38
 
−
| 19 || [[Rumänien]] || 15
 
−
|-
 
−
| 10 || [[Südafrika]] || 37,5
 
−
| 20 || [[Brasilien]] || 14,7
 
−
|-
 
−
|}
 
−
 
 
−
[[Bild:Wichtigste Bleiförderländer.PNG|200px|thumb|wichtigste Bleiförderländer]]
 
−
 
 
−
Die weltweit bedeutendsten Förderländer für Bleierz im Jahre 2004 waren die Volksrepublik China (950.000 Tonnen), Australien (642.000 Tonnen) und die USA (445.000 Tonnen), deren Anteil an den weltweit abgebauten 3,1 Millionen Tonnen zusammen etwa zwei Drittel betrug. In Europa sind Irland, Schweden und Polen als die größten Bleiproduzenten zu nennen.
 
−
 
 
−
Die wichtigsten Produzenten von raffiniertem Blei ([[Hüttenweichblei]] mit 99,9 % Reinheit) sind die Volksrepublik China (1,8 Millionen Tonnen), die USA (1,2 Millionen Tonnen) und Deutschland (403.000 Tonnen), deren Anteil zusammen rund die Hälfte der weltweit erzeugten 6,7 Millionen Tonnen beträgt. Weitere bedeutende Produzenten von raffiniertem Blei in Europa sind Großbritannien, Italien, Frankreich und Spanien.
 
−
 
 
−
== Gewinnung und Darstellung ==
 
−
 
 
−
[[Bild:Galena Galenit Bleiglanz.jpg|thumb|Bleiglanz]]
 
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−
Das mit Abstand bedeutendste Bleimineral ist das [[Galenit]]. Dieses tritt häufig vergesellschaftet mit den Sulfiden anderer Metalle (Kupfer, Bismut, Zink, Arsen, Antimon u.&nbsp;a.) auf, die naturgemäß als Verunreinigung des Rohbleis bis zu einem Anteil von 5 % enthalten sind.
 
−
 
 
−
Das durch Zerkleinerung, Klassierung und [[Flotation]] auf bis zu 60 % Mineralgehalt aufbereitete Erz wird in drei verschiedenen industriellen Prozessen in metallisches Blei überführt. Dabei treten die Verfahren der Röstreduktion und der Röstreaktion zunehmend in den Hintergrund und werden durch Direktschmelzverfahren ersetzt, die sich einerseits wirtschaftlicher gestalten lassen und die andererseits umweltverträglicher sind.
 
−
 
 
−
=== Röstreduktionsarbeit ===
 
−
 
 
−
Dieses Verfahren verläuft in zwei Stufen, dem [[Rösten (Metallurgie)|Rösten]] und der [[Reduktion (Chemie)|Reduktion]]. Beim Rösten wird das fein zerkleinerte Bleisulfid auf einen [[Wanderrost]] gelegt und 1000&nbsp;°C heiße Luft hindurchgedrückt. Dabei reagiert es mit dem [[Sauerstoff]] der Luft in einer exothermen Reaktion zu [[Blei(II)-oxid]] (PbO) und [[Schwefeldioxid]]. Dieses wird über die Röstgase ausgetrieben und kann für die [[Schwefelsäure]]produktion verwendet werden. Das Bleioxid ist unter diesen Bedingungen flüssig und fließt nach unten. Dort kann es [[Sintern|gesintert]] werden. 
 
−
 
 
−
::<math>\mathrm{2\ PbS\ +\ 3\ O_2\ \longrightarrow\ 2\ PbO\ +\ 2\ SO_2}\ \ \Delta H_{\mathrm{r}}^0=-836\ \mathrm{kJ \cdot mol}^{-1}</math> (Röstarbeit)
 
−
 
 
−
Anschließend erfolgt die Reduktion des Bleioxids mit Hilfe von [[Koks]] zu metallischem Blei. Dies geschieht in einem Schachtofen, ähnlich dem beim [[Hochofenprozess]] verwendeten. Dabei werden schlackebildende Zuschlagsstoffe wie [[Calciumcarbonat|Kalk]] beigefügt.
 
−
 
 
−
::<math>\mathrm{PbO\ +\ C\ \longrightarrow\ Pb\ +\ CO}\ \ \Delta H_{\mathrm{r}}^0=+107\ \mathrm{kJ \cdot mol}^{-1}</math>
 
−
 
 
−
::<math>\mathrm{PbO\ +\ CO\ \longrightarrow\ Pb\ +\ CO_2}\ \ \Delta H_{\mathrm{r}}^0=-66\ \mathrm{kJ \cdot mol}^{-1}</math> (Reduktionsarbeit)
 
−
 
 
−
=== Röstreaktionsarbeit ===
 
−
 
 
−
Dieses Verfahren kommt vor allem bei hochgradig mit PbS angereicherten Bleierzen zum Einsatz und ermöglicht die Bleierzeugung in einem Schritt. Dabei wird das sulfidische Erz nur unvollständig geröstet. Anschließend wird das Bleisulfid/Bleioxid-Gemisch weiter unter Luftabschluss erhitzt. Dabei setzt das Bleioxid sich mit dem verbliebenen PbS ohne Zugabe eines weiteren Reduktionsmittels zu Blei und Schwefeldioxid um:
 
−
 
 
−
::<math>\mathrm{2\ PbS\ +\ 3\ O_2\ \longrightarrow\ 2\ PbO\ +\ 2\ SO_2} </math> (Röstarbeit),
 
−
 
 
−
::<math>\mathrm{PbS\ +\ 2\ PbO\ \longrightarrow\ 3\ Pb\ +\ SO_2}</math> (Reaktionsarbeit).
 
−
 
 
−
=== Direktschmelzverfahren ===
 
−
 
 
−
Moderne Herstellungsverfahren für Blei basieren auf Direktschmelzverfahren, die auf Umweltverträglichkeit und Wirtschaftlichkeit hin optimiert wurden (z.&nbsp;B. das QSL-Verfahren<ref>[http://www.berzelius.de/produkte/qsl/index.html QSL bei berzelius.de]</ref>). Vorteilhaft ist die kontinuierliche Prozessführung mit Beschränkung auf einen Reaktionsraum, der als einziger [[Emittent (Umwelt)|Emittent]] für Schadstoffe auftritt&nbsp;– im Vergleich dazu weisen die klassischen Produktionsverfahren das [[Sintern]] als zusätzlichen emittierenden Schritt auf. Das Rösten und die Reduktion finden parallel in einem Reaktor statt. Das Bleisulfid wird ähnlich wie beim Röstreaktionsverfahren nicht vollständig geröstet. Ein Teil des Bleis entsteht somit durch Reaktion des Bleisulfids mit Bleioxid. Da der Reaktor leicht geneigt ist, fließen Blei und bleioxidhaltige [[Schlacke (Metallurgie)|Schlacke]] ab. Diese passiert die Reduktionszone, in welche Kohlenstaub eingeblasen und das Bleioxid so zu Blei reduziert wird. Beim Rösten wird statt Luft reiner [[Sauerstoff]] verwendet. Dadurch verringert sich das Volumen an Abgasen erheblich, die andererseits eine im Vergleich zu konventionellen Verfahren höhere Konzentration an Schwefeldioxid aufweisen. Deren Verwendung für die Schwefelsäureherstellung gestaltet sich somit einfacher und wirtschaftlicher.
 
−
 
 
−
=== Raffination ===
 
−
Das entstehende [[Werkblei]] enthält 2–5 % Verunreinigungen, darunter [[Kupfer]], [[Silber]], [[Gold]], [[Zinn]], [[Antimon]], [[Arsen]], [[Bismut]] in wechselnden Anteilen. Das Aufreinigen und Vermarkten einiger dieser Beiprodukte, insbesondere des bis zu 1 % im Werkblei enthaltenen Silbers, trägt wesentlich zur Wirtschaftlichkeit der Bleigewinnung bei.
 
−
 
 
−
Die pyrometallische Raffination des Bleis ist ein mehrstufiger Prozess. Durch Schmelzen in Gegenwart von Natriumnitrat/Natriumcarbonat bzw. von Luft werden Antimon, Zinn und Arsen oxidiert und können als Bleiantimonate, -stannate und -arsenate von der Oberfläche der Metallschmelze abgezogen werden (''Antimonabstrich''). Kupfer wie auch eventuell enthaltenes Zink, Nickel und Kobalt werden durch [[Seigerung|Seigern]] des Werkbleis aus dem Rohmetall entfernt. Dabei sinkt auch der Schwefelgehalt beträchtlich. Silber wird nach dem [[Parkes-Verfahren]] ggf. durch die Zugabe von Zink und das Ausseigern der sich bildenden Zn-Ag-[[Mischkristall]]e aus dem Blei abgeschieden (''„Parkesierung“''), während die Bedeutung des älteren Pattinson-Verfahrens stark zurückgegangen ist (''siehe auch'' Herstellung von Silber, „Blicksilber“). Bismut kann nach dem Kroll-Betterton-Verfahren durch Legieren mit [[Calcium]] und [[Magnesium]] als Bismutschaum von der Oberfläche der Bleischmelze abgezogen werden.
 
−
 
 
−
Eine weitere Reinigung kann durch elektrolytische Raffination erfolgen, jedoch ist dieses Verfahren bedingt durch den hohen Energiebedarf kostenintensiver. Blei ist zwar ein unedles Element, welches in der [[Elektrochemische Spannungsreihe|elektrochemischen Spannungsreihe]] ein negativeres [[Standardpotential]] als Wasserstoff aufweist, jedoch hat letzterer an Bleielektroden eine hohe [[Überspannung (Elektrochemie)|Überspannung]], so dass eine elektrolytische Abscheidung metallischen Bleis aus wässrigen Lösungen möglich wird.
 
−
 
 
−
Raffiniertes Blei kommt als Weichblei bzw. genormtes [[Hüttenblei]] mit 99,9 bis 99,97 %iger Reinheit (z.&nbsp;B. [[Eschweiler Raffiné]]) oder als Feinblei mit 99,985 bis 99,99 % Blei (DIN 1719, veraltet) in den Handel. Entsprechend dem Verwendungszweck sind auch Bezeichnungen wie Kabelblei für die Legierung mit ca. 0,04 % Kupfer verbreitet. Aktuelle Normen wie DIN EN 12659 kennen diese noch gebräuchlichen Bezeichnungen nicht mehr.
 
−
 
 
−
== Eigenschaften ==
 
−
 
 
−
=== Physikalische Eigenschaften ===
 
−
 
 
−
[[Bild:Cubic,_face-centered.png|150px|thumb|Kubisch-flächenzentriertes Gitter des Bleis (a=494 pm).]]
 
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Blei ist ein unedles Metall mit einem Standard[[elektrodenpotential]] von etwa −0,13&nbsp;V.<ref name="Binnewies"/> Es ist allerdings edler als viele andere Gebrauchsmetalle, wie Eisen, Zink oder Aluminium. Es ist ein [[Diamagnetismus|diamagnetisches]] Schwermetall (Dichte 11,3&nbsp;g/cm<sup>3</sup>), das [[Kubisches Kristallsystem|kubisch-flächenzentriert]] kristallisiert und damit eine kubisch [[dichteste Kugelpackung]] aufweist. Darauf gründet die ausgeprägte [[Duktilität]] des Metalls und die geringe [[Härte|Mohs-Härte]] von 1,5; natürlich vorkommendes Blei ist auf Grund von Verunreinigungen härter und weist eine Mohs-Härte von 2–2,5 auf.<ref>[http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Blei Mineralien-Atlas: Blei; 27. September 2006.]</ref> Es lässt sich daher leicht zu Blechen walzen oder zu Drähten formen, die jedoch wegen ihrer geringen Härte nur wenig beständig sind. Eine [[Diamant|diamantartige]] Modifikation, wie sie von den leichteren Homologen der Gruppe 14 bekannt ist, tritt beim Blei nicht auf. Das liegt an der [[Relativistischer Effekt|relativistisch]] bedingten Instabilität der Pb-Pb-Bindung und an der geringen Tendenz, vierwertig aufzutreten.
 
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Blei ist von bläulich-weißer Farbe. Es hinterlässt auf Papier einen grauen Strich. Aus diesem Grund wurde früher mit Blei geschrieben. Bei der Entwicklung des [[Bleistift]]es kam es deshalb zu einem Missverständnis, da man das dafür benutzte [[Graphit]] für ein Bleierz hielt. Der Schmelzpunkt des Bleis liegt bei 327&nbsp;°C, sein Siedepunkt bei 1740–1751&nbsp;°C (Werte in Fachliteratur unterschiedlich: 1740&nbsp;°C<ref>[http://chemdat.merck.de/documents/sds/emd/deu/de/1073/107362.pdf Merck.]</ref>, 1746&nbsp;°C<ref name="Binnewies">Michael Binnewies: ''Allgemeine und anorganische Chemie.'' Spektrum, Heidelberg 2004. ISBN 3-8274-0208-5.</ref>, 1751&nbsp;°C<ref name="HoWi">Arnold F. Holleman, Nils Wiberg: ''Lehrbuch der anorganischen Chemie'', de Gruyter, 1995.</ref>). Blei [[Leitfähigkeit|leitet]] als typisches Metall sowohl [[Wärme]] als auch [[Elektrischer Strom|Strom]], dies aber deutlich schlechter als andere Metalle (vgl. elektrische Leitfähigkeit Blei: 4,8&nbsp;·&nbsp;10<sup>6</sub>&nbsp;S/m<ref name="HoWi"/>, Silber: 62&nbsp;·&nbsp;10<sup>6</sup>&nbsp;S/m<ref name="HoWi"/>). Unterhalb von 7,196&nbsp;K zeigt Blei keinen [[Elektrischer Widerstand|elektrischen Widerstand]], es wird zum [[Supraleiter]] vom Typ I. Die [[Schallgeschwindigkeit]] in Blei liegt bei etwa 1200&nbsp;m/s, in der Literatur streuen die Werte etwas, wahrscheinlich bedingt durch unterschiedliche [[Reinheit]] oder Bearbeitung.
 
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=== Chemische Eigenschaften ===
 
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An der Luft wird Blei durch Bildung einer Schicht aus Bleioxid [[Passivierung|passiviert]] und damit vor weiterer [[Oxidation]] geschützt. Frische Schnitte glänzen daher zunächst metallisch, laufen jedoch schnell unter Bildung einer matten Oberfläche an. In feinverteiltem Zustand ist Blei leichtentzündlich (''pyrophores Blei'').
 
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Auch in diversen Säuren ist Blei durch Passivierung unlöslich. So ist Blei beständig gegen [[Schwefelsäure]], [[Flusssäure]] und [[Salzsäure]], da sich mit den Anionen der jeweiligen Säure unlöslichen Bleisalze bilden. Deshalb besitzt Blei für spezielle Anwendungen eine gewisse Bedeutung im chemischen Apparatebau.
 
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Löslich ist Blei dagegen in [[Salpetersäure]] ([[Blei(II)-nitrat]] ist wasserlöslich), heißer, konzentrierter Schwefelsäure (Bildung des löslichen Pb(HSO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>-Komplexes), [[Essigsäure]] (nur bei Luftzutritt) und heißen [[Alkalische Lösung|Laugen]].
 
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In Wasser, das keinen Sauerstoff enthält, ist metallisches Blei stabil. Bei Anwesenheit von Sauerstoff löst es sich jedoch langsam auf, so dass bleierne Trinkwasserleitungen eine Gesundheitsgefahr darstellen können. Wenn das Wasser dagegen  viele [[Hydrogencarbonate|Hydrogencarbonat-]] und [[Sulfate|Sulfationen]] enthält, was meist mit einer hohen [[Wasserhärte]] einhergeht, bildet sich nach einiger Zeit eine Schicht basischen [[Blei(II)-carbonat|Bleicarbonats]] und [[Blei(II)-sulfat|Bleisulfats]]. Diese schützt das Wasser vor dem Blei, jedoch geht selbst dann noch etwas Blei aus den Leitungen in das Wasser über.
 
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== Isotope ==
 
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Natürlich vorkommendes Blei besteht zu etwa 52,4 % aus dem Isotop <sup>208</sup>Pb, zu etwa 22,1 % aus <sup>207</sup>Pb, zu etwa 24,1 % aus <sup>206</sup>Pb und zu etwa 1,4 % <sup>204</sup>Pb. Die drei erstgenannten Isotope sind stabil. Bei <sup>204</sup>Pb handelt es sich um ein [[primordial]]es Isotop. Es zerfällt unter Aussendung von [[Alphastrahlung]] mit einer [[Halbwertszeit]] von 1,4&nbsp;·&nbsp;10<sup>17</sup>&nbsp;Jahren (140 [[Billiarde]]n Jahre) in <sup>200</sup>[[Quecksilber|Hg]]. <sup>208</sup>Pb besitzt einen [[Magische Zahl (Physik)|doppelt magischen Kern]]. Dies bedingt eine besondere Stabilität dieses Isotops: <sup>208</sup>Pb ist das schwerste stabile Isotop eines Elementes. Das lange Zeit für das Isotop mit dem schwersten stabilen Kern gehaltene <sup>209</sup>[[Bismut|Bi]] ist nach neueren Messungen<ref>P. de Marcillac, N. Coron, G. Dambier, J. Leblanc, J.-P. Moalic: ''Experimental detection of α-particles from the radioactive decay of natural bismuth.'' in: ''[[Nature]].'' 422.2003, S.876–878. {{ISSN|0028-0836}} {{DOI|10.1038/nature01541}}</ref> instabil und zerfällt mit einer [[Halbwertszeit]] von (1,9 +/- 0,2) · 10<sup>19</sup> Jahren (etwa 19 [[Trillion]]en Jahre) unter Aussendung von Alphateilchen in <sup>205</sup>[[Thallium|Tl]]. Der sehr langsame Zerfall des <sup>209</sup>Bi liegt begründet einerseits darin, dass es selbst einfach magisch ist und in der unmittelbaren Nähe zum doppelt magischen <sup>208</sup>Pb im Isotopenschema.
 
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Die stabilen Isotope des natürlich vorkommenden Bleis sind jeweils die Endprodukte der Uran- und Thorium-Zerfallsreihen: <sup>206</sup>Pb ist das Endisotop der beim <sup>238</sup>U beginnenden [[Uran-Radium-Reihe]], <sup>207</sup>Pb ist das Ende der beim <sup>235</sup>U beginnenden [[Uran-Actinium-Reihe]] und <sup>208</sup>Pb schließlich ist das Endisotop der beim <sup>244</sup>Pu bzw. <sup>232</sup>Th beginnenden [[Thorium-Reihe]]. Durch diese Zerfallsreihen kommt es zu dem Effekt, dass das Verhältnis der Bleiisotope in einer Probe bei Ausschluss eines stofflichen Austausches mit der Umwelt zeitlich nicht konstant ist. Dies kann zur [[Geochronologie|Altersbestimmung]] durch die Uran-Blei- bzw. Thorium-Blei-Methode genutzt werden, die auf Grund der langen Halbwertszeiten der Uran- und Thoriumisotope im Gegensatz zur [[Radiokarbonmethode]] gerade zur Datierung von Zeiträumen, die über mehrere Millionen Jahre zurückliegen, tauglich ist. Außerdem führt der Effekt zu differenzierten Isotopensignaturen im Blei aus verschiedenen Lagerstätten, was zur Erstellung eines Herkunftsnachweises herangezogen werden kann.
 
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Weiterhin existieren noch 33 instabile [[Isotop]]e und 13 instabile [[Isomer (Kernphysik)|Isomere]] von <sup>178</sup>Pb bis <sup>215</sup>Pb<ref name="nubase">G. Audia, O. Bersillonb, J. Blachotb, A.H. Wapstrac: [http://www.nndc.bnl.gov/amdc/nubase/Nubase2003.pdf ''The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties''.], in: ''Nuclear Physics'' Bd. A 729. Amsterdam 2003, S. 3–128. {{ISSN|0375-9474}}</ref> die entweder künstlich hergestellt wurden oder in den [[Zerfallsreihe]]n des [[Uran]]s bzw. des [[Thorium]]s vorkommen, wie etwa das <sup>210</sup>Pb in der Uran-Radium-Reihe. Das langlebigste Isotop unter ihnen ist das <sup>205</sup>Pb mit einer Halbwertszeit von 153 [[Million]]en Jahren.
 
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:''→ [[Liste der Isotope/6. Periode#82 Blei|Liste der Blei-Isotope]]''
 
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== Verwendung ==
 
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Die größten Bleiverbraucher sind die USA, Japan, Deutschland und die Volksrepublik China. Der Verbrauch ist stark von der [[Konjunktur]] in der Automobilindustrie abhängig, in der etwa 60 % des Weltbedarfs an Blei verwendet werden. Weitere 20 % werden in der chemischen Industrie verarbeitet. Die Weltmarktpreise für Blei (Stand Mai 2008: ca. 2400 US-Dollar/Tonne<ref>[[London Metal Exchange]]: [http://www.lme.co.uk/lead.asp Standard Lead.]</ref>) sind seit Anfang des 21. Jahrhunderts wegen der starken Nachfrage in der Volksrepublik China gestiegen.
 
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=== Metall ===
 
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[[Bild:Bleigelakku.jpg|thumb|Bleiakku]]
 
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Blei wird vorwiegend als Metall oder [[Legierung]] verwendet. Im Gegensatz zu früheren Zeiten, als Blei eines der wichtigsten und meistverwendeten Metalle war, versucht man heute, Blei durch andere, ungiftige Elemente oder Legierungen zu ersetzen. Wegen seiner wichtigen Eigenschaften, vor allem seiner [[Korrosion]]sbeständigkeit und hohen [[Dichte]] sowie seiner einfachen Herstellung und Verarbeitung, hat es aber immer noch eine große Bedeutung in der Industrie. Elemente mit einer ähnlichen oder noch höheren Dichte beispielsweise sind entweder noch problematischer ([[Quecksilber]], [[Uran]]) oder sehr selten und teuer ([[Wolfram]], [[Gold]], [[Platin]]).
 
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==== Elektrotechnik ====
 
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Das meiste Blei wird heutzutage als chemischer Energiespeicher in [[Bleiakkumulator]]en (z.&nbsp;B. Autobatterien) verwendet. Eine Autobatterie besteht aus einer Blei- und einer Blei(IV)-oxid-Elektrode sowie Schwefelsäure als Elektrolyt. Aus den bei der elektrochemischen Reaktion entstehenden Pb<sup>2+</sup>-Ionen bildet sich in der Schwefelsäure unlösliches Blei(II)-sulfat. Wiederaufladen ist durch Rückreaktion von Blei(II)-sulfat zu Blei und Blei(IV)-oxid möglich. Ein Vorteil des Bleiakkumulators ist die hohe [[Nennspannung]] einer [[Galvanische Zelle|Akkuzelle]] von 2,06&nbsp;[[Volt]].
 
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==== Maschinenbau ====
 
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Da Blei eine hohe Dichte besitzt, wird es als Gewicht benutzt. Umgangssprachlich gibt es deshalb die Bezeichnung „bleischwer“ für sehr schwere Dinge. Bleigewichte wurden unter anderem als Ausgleichsgewichte zum [[Auswuchten]] von Autorädern benutzt. Dies ist aber seit dem 1. Juli 2003 bei PKW Neuwagen und seit dem 1. Juli 2005 bei allen PKW (bis 3,5 t) verboten, die Bleigewichte sind durch Zink- oder Kupfergewichte ersetzt worden. Weitere Anwendungen unter Ausnutzung der hohen Dichte sind: Bleiketten zur Straffung von Gardinen und Tauchgewichte, um beim Tauchen den Auftrieb von Taucher und Ausrüstung auszugleichen. Außerdem wird Blei als Schwingungsdämpfer in vibrationsempfindlichen (Auto-)Teilen, zur Stabilisierung von Schiffen und für Sonderanwendungen des Schallschutzes verwendet.
 
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==== Apparatebau ====
 
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[[Bild:Lead shielding.jpg|thumb|Bleiklötze zur Abschirmung einer radioaktiven Strahlenquelle im Labor]]
 
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Durch seine hohe Dichte hat es gute Abschirmwirkung gegen hochenergetische [[Strahlung]], z.&nbsp;B. [[Röntgenstrahlung]] und [[Elementarteilchen]] (außer [[Neutron]]en) es wird deshalb zum Schutz vor Röntgenstrahlung in Röntgengeräten, sowie für schärfere Röntgenbilder als [[Streustrahlenraster]] eingesetzt. Außerdem ist es in den [[Bleischürze]]n enthalten. Diese schützen einerseits den untersuchenden [[Radiologe]]n vor einer Strahlenexposition (wenn dieser sich nicht vor der Aufnahme in einen Nebenraum begibt) und dienen andererseits als [[Gonaden]]schutz des Patienten.
 
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Einen besonderen Anwendungsfall in diesem Zusammenhang stellt die Abschirmung von [[Gammaspektrometer|Gamma-Spektrometern]] dar. Hier ist der Gehalt an radioaktiven <sup>210</sup>Pb störend. Er fällt umso niedriger aus, je länger der Verhüttungszeitpunkt zurückliegt, denn mit der Verhüttung wird das Mutter-Nuklid <sup>238</sup>U (Begleiter im Erz) vom Blei abgetrennt. Das <sup>210</sup>Pb klingt damit ab dem Zeitpunkt der Verhüttung ab (Halbwertszeit: 22,3&nbsp;Jahre) ohne dass neues nachgebildet wird. Damit sind metallurgische Hinterlassenschaften des [[Imperium Romanum]] (z.&nbsp;B. Trimmgewichte aus versunkenen Schiffen) zur Herstellung solcher Geräte begehrt.
 
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Da Blei durch [[Passivierung]] chemisch sehr beständig ist und u.&nbsp;a. [[Schwefelsäure]] und [[Brom]] widersteht, wird es als [[Korrosionsschutz]] im Apparate- und Behälterbau eingesetzt. Eine früher wichtige Anwendung war so das [[Bleikammerverfahren]] zur Schwefelsäureherstellung, da damals Blei das einzige bekannte Metall war, das den Schwefelsäuredämpfen widerstand. Auch wurden frühere Anlagen und Räume zur Herstellung von Nitroglyzerin an Boden und Wand mit Blei ausgekleidet.<ref>F. Scheiding: ''Über die Schutzmaassregeln bei Herstellung des Nitroglycerins''. In: ''[[Angewandte Chemie (Zeitschrift)|Angewandte Chemie]]'', 1890, 3, 20, S. 609-613, {{DOI|10.1002/ange.18900032002}}.</ref> Blei wurde auch häufig zur Ummantelung von Kabeln zum Schutz vor Umwelteinflüssen benutzt. Bleimäntel fanden beispielsweise bei Telefonkabeln Verwendung. Heute ist Blei dabei meist durch [[Kunststoff]]e, z.&nbsp;B. PVC, abgelöst worden. Bis heute wird Blei zur Ummantelung von Kabeln in [[Raffinerie]]n eingesetzt, da Blei gegen [[Kohlenwasserstoffe]] inert ist.
 
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==== Bauwesen ====
 
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[[Bild:Salemer Münster Orgel innen Pneumatische Traktur.jpg|thumb|Bleirohre der pneumatischen [[Traktur]] einer Orgel]]
 
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Da Blei leicht zu bearbeiten und zu gießen ist, wurde Blei in der Vergangenheit häufig für metallische Gegenstände verwendet. Zu den wichtigsten Bleiprodukten zählten u.&nbsp;a. Rohre. Aufgrund der Toxizität der aus dem Blei evtl. entstehenden chemischen Verbindungen ([[Bleivergiftung]]) kommen Bleirohre aber seit den 1970er Jahren nicht mehr zum Einsatz. Trotz einer gebildeten Karbonatschicht in den Rohren löst sich das Blei weiterhin im [[Trinkwasser]]. Erfahrungsgemäß wird bereits nach wenigen Metern der Grenzwert der geltenden [[Trinkwasserverordnung]] nicht mehr eingehalten.
 
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Weitere Verwendung im Gebäudebau fand Blei zur Verbindung von Steinen durch eingegossene Metallklammern oder Metalldübel, etwa um [[Scharnier]]e an einen steinernen Türstock zu befestigen oder ein Eisen[[geländer]] an einer Steintreppe. Auch für Fensterfassungen, z.&nbsp;B. an [[Mittelalter|mittelalterlichen]] Kirchenfenstern, wurde oft Blei verwendet.
 
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Blei (Walzblei) findet auch Verwendung als [[Dachdeckung]] (z.&nbsp;B. die Hauptkuppeln der [[Hagia Sophia]]) oder für Dachabschlüsse (z.&nbsp;B. bei den berühmten „[[Bleikammern]]“, dem ehemaligen Gefängnis von [[Venedig]], Kölner Dom) und zur Einfassung von Dachöffnungen.
 
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==== Militärtechnik ====
 
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Ein wichtiger Abnehmer für Bleimetall war und ist das Militär. Blei dient als Grundstoff für Geschosse, sowohl für [[Schleuder (Waffe)|Schleudern]] als auch für Feuerwaffen. In sogenannten [[Kartätsche (Munition)|Kartätschen]] wurde gehacktes Blei verschossen. Der Grund für die Verwendung von Blei waren und sind einerseits die hohe Dichte und damit hohe Durchschlagskraft und andererseits die leichte Herstellung durch Gießen. Heutzutage wird das Blei meist von einem Mantel (daher „[[Mantelgeschoss]]“) aus einer Kupferlegierung umschlossen. Vorteile sind vor allem eine höhere erreichbare Geschossgeschwindigkeit, bei der ein nicht ummanteltes Bleigeschoss aufgrund seiner Weichheit nicht mehr verwendet werden kann und die Verhinderung von  Bleiablagerungen im Laufinneren.
 
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==== Brauchtum ====
 
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Ein alter [[Orakel]]-Brauch, den bereits die Römer pflegten, ist das [[Bleigießen]], bei dem flüssiges Blei (heutzutage auch Zinn) in kaltem Wasser zum Erstarren gebracht wird. Anhand der zufällig entstehenden Formen sollen Weissagungen über die Zukunft getroffen werden. Heute wird der Brauch noch gerne zu [[Neujahr]] geübt, um einen (nicht unbedingt ernst genommenen) Ausblick auf das kommende Jahr zu bekommen.
 
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=== Legierungsbestandteil ===
 
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Blei wird auch in einigen wichtigen [[Legierung]]en eingesetzt. Durch das Zulegieren weiterer Metalle ändern sich je nach Metall die [[Härte]], der [[Schmelzpunkt]] oder die [[Korrosion]]sbeständigkeit des Materials. Die wichtigste Bleilegierung ist das [[Hartblei]], eine Blei-Antimon-Legierung, die erheblich härter und damit mechanisch belastbarer als reines Blei ist. Spuren einiger anderer Elemente (Kupfer, Arsen, Zinn) sind meist in Hartblei enthalten und beeinflussen ebenfalls maßgeblich die Härte und Festigkeit. Verwendung findet Hartblei beispielsweise im Apparatebau, bei dem es neben der chemischen Beständigkeit auch auf Stabilität ankommt.
 
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[[Bild:Metal movable type.jpg|thumb|Bleilettern]]
 
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Eine weitere Bleilegierung ist das [[Letternmetall]], eine Bleilegierung mit 60–90 % Blei, die als weitere Bestandteile Antimon und Zinn enthält. Es wird für [[Lettern]] im klassischen [[Buchdruck]] verwendet, spielt heute allerdings in der Massenproduktion von Druckgütern keine Rolle mehr, sondern allenfalls für [[Bibliophilie|bibliophile]] Editionen. Daneben wird Blei in [[Lager (Maschinenelement)|Lagern]] als so genanntes [[Lagermetall]] verwendet.
 
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Blei spielt eine Rolle als Legierungsbestandteil in [[Weichlot]], das unter anderem in der [[Elektrotechnik]] Verwendung findet. In Weichloten ist Zinn neben Blei der wichtigste Bestandteil. Die Verwendung von Blei in Loten betrug 1998 weltweit etwa 20.000 Tonnen. Die EG-Richtlinie 2002/95/EG [[RoHS]] verbannt Blei seit Juli 2006 weitgehend aus der [[Löten|Löttechnik]].
 
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Blei ist ein häufiger Nebenbestandteil in [[Messing]]. Dort hilft ein Bleianteil (bis 3 %), die Zerspanbarkeit zu verbessern. Auch in anderen Legierungen, wie z.&nbsp;B. [[Rotguss]], kann Blei als Nebenbestandteil enthalten sein.
 
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=== Bleifrei ===
 
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Bleihaltige Produkte und Anwendungen werden entweder vollständig ersetzt (wie [[Tetraethylblei]] im [[Motorenbenzin|Benzin]]) oder der Bleigehalt durch Grenzwerte auf einen der technischen Verunreinigung entsprechenden Wert beschränkt (z.&nbsp;B. Zinn und [[Lot (Metall)|Lot]]). Diese Produkte werden gern „bleifrei“ genannt. Grenzwerte gibt es u.&nbsp;a. in der Gesetzgebung um die so genannte [[RoHS]] (Richtlinie 2002/95/EG), die 1000&nbsp;[[parts per million|ppm]] (0,1 %) vorsieht. Strenger ist der Grenzwert für Verpackungen mit 100&nbsp;ppm (Richtlinie 94/62/EG).
 
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Der politische Wille zum Ersetzen des Bleis gilt auch dort, wo die Verwendung aufgrund der Eigenschaften technisch oder wirtschaftlich interessant wäre, die Gesundheitsgefahr gering und ein Recycling mit sinnvollem Aufwand möglich wäre (z.&nbsp;B. Blei als Dacheindeckung). Interessanterweise findet aber kaum eine Einschränkung der Verwendung von Blei für die Jagd statt. Dabei ist es nur seit einiger Zeit untersagt, in direkter Umgebung von Gewässern mit Bleischrot zu schießen; und das, obwohl die Jäger in Deutschland etwa zehn mal so viel Blei pro Jahr verbrauchen, wie es die Elektronikindustrie vor dem Inkrafttreten des Bleiverbotes tat.
 
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=== Bleiglas ===
 
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Wegen der abschirmenden Wirkung des Bleis bestehen [[Kathodenstrahlröhre]]n für [[Fernseher]], Computer[[bildschirm]]e etc. aus durchsichtigem [[Bleiglas]]. Dabei absorbiert das Blei die in Kathodenstrahlröhren zwangsläufig entstehenden weichen [[Röntgenstrahlung|Röntgenstrahlen]]. Für diesen Verwendungszweck ist Blei noch nicht sicher zu ersetzen, daher wird die RoHS-Richtlinie hier nicht angewendet. Glas mit sehr hohem Bleigehalt wird wegen dieser Abschirmwirkung auch in der Radiologie sowie in der (Radioaktivitäts-)Forschung als Strahlenschutzglas (zum Beispiel in Fensterscheiben) verwendet. Ferner wird Bleiglas für hochwertige Glaswaren als sogenanntes [[Bleikristall]] verwendet.<!-- das ist keine Begründung! Selen ist auch giftig ...
 
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== Biologische Bedeutung ==
 
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Auf Grund seiner Giftigkeit hat Blei keine biologische Bedeutung.
 
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== Toxizität ==
 
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:''→ Hauptartikel:'' '''[[Bleivergiftung]]'''
 
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Elementares Blei ist in kompakter Form für den Menschen nicht giftig. Metallisches Blei bildet an der Luft eine dichte, schwer wasserlösliche Schutzschicht aus Bleicarbonat. Bei metallischem Blei kann deshalb auf die Gefahrstoffkennzeichnung verzichtet werden. Toxisch sind gelöstes Blei und Bleiverbindungen, sowie Bleistäube, die durch Verschlucken oder Einatmen in den Körper gelangen können. Besonders toxisch sind Organobleiverbindungen, z. B. [[Tetraethylblei]], die stark [[lipophil]] sind und rasch über die Haut aufgenommen werden.
 
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Bei einmaliger Aufnahme von metallischem Blei oder schwer löslichen Bleisalzen ist nur bei hoher Dosierung eine Giftwirkung zu bemerken. Jedoch reichern sich selbst kleinste Mengen, über einen längeren Zeitraum stetig eingenommen, im Körper an, da sie z.&nbsp;B. in die Knochen eingelagert und nur sehr langsam wieder ausgeschieden werden. Blei kann so eine chronische Vergiftung hervorrufen, die sich unter anderem in Kopfschmerzen, Müdigkeit, Abmagerung und Defekten der Blutbildung, des Nervensystems und der Muskulatur zeigt. Bleivergiftungen sind besonders für Kinder und Schwangere gefährlich. Es kann auch Fruchtschäden und Zeugungsunfähigkeit bewirken. Im Extremfall kann die Bleivergiftung zum Tode führen. Die Giftigkeit von Blei beruht unter anderem auf einer Störung der [[Hämoglobin]]synthese. Es hemmt mehrere [[Enzym]]e und behindert dadurch den Einbau des Eisens in das Hämoglobinmolekül. Dadurch wird die Sauerstoff-Versorgung der Körperzellen gestört.
 
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== Bleibelastung der Umwelt ==
 
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=== Luft ===
 
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Die Bleibelastung der Luft wird hauptsächlich durch bleihaltige [[Stäube]] verursacht. Hauptquellen für Bleistäube sind die bleierzeugende Industrie, das Verbrennen von Kohle und vor allem der Autoverkehr. Auch beim Reinigen und Entfernen alter [[Mennige]]-Anstriche durch [[Sandstrahlen]] entsteht Bleistaub. Die bei der Bleiraffination und bei der Verbrennung von Kohle entstehenden Bleioxidstäube konnten durch geeignete Filter verringert werden. Eine weitere Quelle, die mengenmäßig aber kaum ins Gewicht fällt, ist die Verbrennung von Hausmüll in Müllverbrennungsanlagen.
 
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Die größte Quelle für Bleistäube in der Luft war bis vor einigen Jahren die Verbrennung bleihaltiger Kraftstoffe in Automotoren. Bei der Verbrennung in Motoren entstand aus dem zugesetzten [[Bleitetraethyl]] Blei und [[Blei(II)-oxid]] neben geringeren Mengen an [[Blei(II)-chlorid]] und [[Blei(II)-bromid]], die durch Reaktion mit dem Benzin zugesetzten halogenierten Kohlenwasserstoffen entstanden. Vor allem wegen des Verbotes bleihaltiger Kraftstoffe ist die Luftbelastung durch Blei in den letzten Jahren deutlich zurückgegangen. Am höchsten ist die Bleibelastung durch Bleistäube gegenwärtig für Arbeiter in bleiproduzierenden und -verarbeitenden Betrieben.
 
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=== Boden ===
 
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Auch Böden können mit Blei belastet sein. Der mittlere Bleigehalt der kontinentalen [[Erdkruste]] liegt bei 15 mg/kg. Böden enthalten von Natur aus zwischen 2 und 60 mg/kg Blei, wenn sie aus bleierzhaltigen Gesteinen entstanden, kann der Gehalt deutlich höher sein <ref name="Scheffer">Scheffer, Schachtschabel: ''Lehrbuch der Bodenkunde'', Kap. XXII 4 d. Enke, Stuttgart 1992 (13. Aufl.). ISBN 3-432-84772-6.</ref>. Der Großteil der Bleibelastung von Böden ist [[anthropogen]], die Quellen dafür sind vielfältig. Der Großteil des Eintrags erfolgt über Bleistäube aus der Luft, welche mit dem Regen oder durch trockene Deposition in die Böden gelangen. Für Deutschland und das Jahr 2000 wurde der atmosphärische Eintrag in Böden auf 571 t Blei/Jahr geschätzt. Eine weitere Quelle ist belasteter [[Dünger]], sowohl [[Mineraldünger]] (136 t Pb/a), insbesondere [[Ammonsalpeter]], als auch [[Wirtschaftsdünger]] (182 t Pb/a). [[Klärschlamm|Klärschlämme]] (90 t Pb/a) und [[Kompost]] (77 t Pb/a) tragen ebenfalls zur Bleibelastung der Böden bei.<ref>[http://www.umweltdaten.de/publikationen/fpdf-l/2936.pdf Umweltdaten (S.&nbsp;31).]</ref> Bei Altlasten, wie z.&nbsp;B. an ehemaligen Standorten von bleiproduzierenden Industriebetrieben oder in der Umgebung von alten bleiummantelten Kabeln, kann der Boden ebenfalls eine hohe Bleibelastung aufweisen. Eine Besonders große Bleiverseuchung  gibt es in dem Ort [[Santo Amaro da Purificação]] in [[Brasilien]].<ref>[http://daserste.ndr.de/weltspiegel/2007/t_cid-4588950_.html Weltspiegel.]</ref>
 
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=== Wasser ===
 
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Die Bleibelastung von Flüssen und Seen resultiert hauptsächlich durch Ausschwemmen von Blei aus belasteten Böden. Auch das Lösen geringer Mengen an Blei durch den Regen aus Bleiwerkstoffen, beispielsweise Dachplatten aus Blei, trägt zur Bleibelastung der Gewässer bei. Die direkte Verschmutzung von Gewässern durch die Bleiindustrie und den Bleibergbau spielt (zumindest in Deutschland) auf Grund des Baus von [[Kläranlage]]n fast keine Rolle mehr. Der Jahreseintrag von Blei in Gewässer ist in Deutschland von ca. 900 t im Jahr 1985 auf ungefähr 300 t im Jahr 2000 zurückgegangen <ref>[http://www.umweltdaten.de/publikationen/fpdf-l/2936.pdf Umweltdaten (S.&nbsp;28 und 35).]</ref>.
 
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=== Nahrung und Trinkwasser ===
 
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Durch die Bleibelastung von Luft, Boden und Wasser gelangt das Metall über Pilze, Pflanzen und Tiere in die Nahrungskette des Menschen. Besonders hohe Bleibelastungen können in verschiedenen Pilzen enthalten sein. Auf den Blättern von Pflanzen lagert sich Blei als Staub ab. Dieser Staub kann durch sorgfältiges Waschen entfernt werden. Wasserleitungen aus Bleirohren können das Trinkwasser belasten, sie sind heute nur noch in wenigen Gebäuden vorhanden. Aus bleihaltigem [[Essgeschirr]] kann Blei durch saure Lebensmittel (Obst, Wein, Gemüse) herausgelöst werden.
 
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== Nachweis ==
 
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=== Qualitativ ===
 
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[[Bild:FlammenfärbungPb.png|thumb|100px|Fahlblaue Flammenfärbung durch Blei]]
 
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Eine Möglichkeit, eine mikroskopische [[Nachweisreaktion]] für Bleiionen durchzuführen, ist der Nachweis als [[Blei(II)-iodid]]. Dabei wird die Probe in verdünnter [[Salzsäure]] gelöst und vorsichtig bis zur [[Kristall]]isation eingedampft. Der Rückstand wird mit einem Tropfen Wasser aufgenommen und anschließend mit einem Kristall eines wasserlöslichen Iodids, z.&nbsp;B. [[Kaliumiodid]], versetzt. Es entstehen nach kurzer Zeit gelbe, hexagonale Blättchen des Blei(II)-iodids, die zwischen gekreuzten [[Polarisator]]en intensive [[Interferenz (Physik)|Interferenzfarben]] zeigen. Wurde ein Überschuss des Iodids zugesetzt, kommt es zur Wiederauflösung des anfänglich ausgefallenen, feinkristallinen gelben Niederschlags, und es entsteht ein farbloses, wasserlösliches Tetraiodoplumbat(II).
 
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:<math>\mathrm{Pb^{2+}\ +\ 2\ I^-\ \longrightarrow\ PbI_2 \downarrow},</math>
 
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:<math>\mathrm{PbI_2\ +\ 2 I^- \ \longrightarrow\ [PbI_4]^{2-}}.</math>
 
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Bleikationen in Lösung kann man alternativ durch Fällung als schwarzes [[Bleisulfid]] (PbS) nachweisen:
 
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:<math>\mathrm{Pb^{2+}\ +\ S^{2-}\ \longrightarrow\ PbS \downarrow}</math>
 
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Der Nachweis wird jedoch durch andere [[Schwermetalle|Schwermetall]]-Kationen gestört.
 
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Mit saurer, orangefarbener [[Kaliumdichromat|Dichromatlösung]] fällt gelbes [[Blei(II)-chromat]] (PbCrO<sub>4</sub>) aus.
 
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Blei [[Flammenfärbung|färbt]] die Flamme fahlblau.
 
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=== Quantitativ ===
 
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Mögliche quantitative Bestimmungsmöglichkeiten sind [[Gravimetrie (Chemie)|gravimetrische Fällungen]] von Bleiionen als [[Blei(II)-sulfat]] oder Blei(II)-chromat:
 
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:<math>\mathrm{Pb^{2+}\ +\ SO_4^{2-}\ \longrightarrow\ PbSO_4 \downarrow}</math>
 
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:<math>\mathrm{Pb^{2+}\ +\ CrO_4^{2-}\ \longrightarrow\ PbCrO_4 \downarrow}</math>
 
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Auch die komplexometrische Titration mit [[EDTA]] gegen [[Eriochromschwarz T]] als [[Indikator (Chemie)|Indikator]] ist möglich.
 
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In der [[Analytik]] spielen diese Verfahren bei der Untersuchung von Umweltproben (Flusswasser) oder Blut wegen geringer Empfindlichkeit und Genauigkeit keine Rolle mehr. Die moderne Analytische Chemie setzt dazu die verschiedenen Methoden der [[Atomspektroskopie]] ein. Besonders leistungsfähig ist die Graphitrohrtechnik. Für das relativ leicht flüchtige Blei kommt dabei vorteilhaft ein [[Matrixmodifier]] aus [[Palladium]]- und [[Magnesiumnitrat]] zum Einsatz. Dies gestattet eine höhere [[Pyrolyse]]temperatur zur Entfernung der [[Analysenprobe|Matrix]]. Bei hoher Salzfracht bietet sich die inverse [[Voltammetrie]].<ref name="Neeb">R. Neeb, ''Inverse Polarographie und Voltammetrie'', Akademie-Verlag, Berlin, 1969, S. 167–171.</ref> an hängenden Quecksilbertropfen-, Quecksilberfilm- oder Bismutfilmelektroden an, wobei Blei(II) [[Kathode|kathodisch]] als Element abgeschieden und [[Anode|anodisch]] wieder gelöst wird. Alternativ kann Blei(II) auch an einer Platinanode zum [[Bleidioxid]] oxidiert werden, wonach es kathodisch wieder gelöst wird.<ref name="Neeb" />
 
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== Bleiverbindungen ==
 
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Bleiverbindungen kommen in den [[Oxidationsstufe]]n +II und +IV vor. Aufgrund des [[Relativistischer Effekt|relativistischen Effekts]] ist die Oxidationsstufe +II dabei – im Gegensatz zu den leichteren Homologen der Gruppe 14, wie [[Kohlenstoff]] und [[Silicium]] – stabiler als die Oxidationsstufe +IV. Blei(IV)-Verbindungen sind deshalb starke Oxidationsmittel. In [[Intermetallische Verbindung|intermetallischen Verbindungen]] des Bleis (''Plumbide'': M<sub>x</sub>Pb<sub>y</sub>), vor allem mit [[Alkalimetalle|Alkali-]] und [[Erdalkalimetalle]]n, nimmt es auch negative Oxidationsstufen bis -IV an. Viele Bleiverbindungen sind [[Salze]], es gibt aber auch organische Bleiverbindungen, die kovalent aufgebaut sind. Ebenso wie bei Bleimetall wird heutzutage versucht, Bleiverbindungen durch andere, ungiftige Verbindungen zu substituieren. So wurde "Bleiweiß" (basisches Blei(II)-carbonat) als Weißpigment durch [[Titandioxid]] ersetzt.
 
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[[Bild:Lead monoxide.jpg|thumb|Blei(II)-oxid]]
 
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=== Oxide ===
 
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[[Blei(II)-oxid]] PbO tritt in zwei Modifikationen, als rote Bleiglätte und als gelbes Massicolit, auf. Beide Modifikationen wurden früher als Pigmente verwendet. Es dient als Ausgangsstoff für andere Bleiverbindungen.
 
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[[Blei(II,IV)-oxid]] Pb<sub>3</sub>O<sub>4</sub>, auch Mennige genannt, ist ein leuchtend rotes Pulver, das früher verbreitet als Pigment und Rostschutzfarbe verwendet wurde. Es ist in Deutschland, seit 2005 auch in der Schweiz, als Rostschutz verboten. Pb<sub>3</sub>O<sub>4</sub> wird in der Glasherstellung für die Bereitung von [[Bleikristall]] verwendet.
 
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[[Blei(IV)-oxid]] PbO<sub>2</sub> ist ein schwarz-braunes Pulver, das als Elektrodenmaterial in Bleiakkumulatoren und als Oxidationsmittel in der chemischen Industrie (z.&nbsp;B. Farbstoffherstellung) verwendet wird.
 
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[[Bild:Red_lead.jpg|thumb|Mennige]]
 
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=== Schwefelverbindungen ===
 
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[[Blei(II)-sulfid]] PbS ist als [[Bleiglanz]] das wichtigste Bleimineral. Es dient v.&nbsp;a. zur Herstellung metallischen Bleis.
 
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[[Blei(II)-sulfat]] PbSO<sub>4</sub> kommt als [[Anglesit]] ebenfalls in der Natur vor und wurde als Weißpigment verwendet.
 
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=== Weitere wichtige Bleisalze ===
 
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[[Blei(II)-acetat]] Pb(CH<sub>3</sub>COO)<sub>2</sub> · 3H<sub>2</sub>O, auch Bleizucker genannt, war früher ein [[Zucker]]ersatzstoff z.&nbsp;B. für das Süßen von Wein. Aufgrund der Giftigkeit von Bleizucker starben früher Menschen an solcherart vergiftetem Wein.
 
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[[Bild:Lead(II) sulfate.jpg|thumb|Bleisulfat]]
 
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[[Blei(IV)-acetat]] (Pb(CH<sub>3</sub>COO)<sub>4</sub>) bildet farblose, an feuchter Luft nach Essig riechende Kristallnadeln. Mit Wasser zersetzt es sich zu Blei(IV)-oxid und Essigsäure. Es dient in der Organischen Chemie als starkes Oxidationsmittel.
 
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[[Bleiweiß]], basisches Bleicarbonat 2 PbCO<sub>3</sub> · Pb(OH)<sub>2</sub>, war früher ein beliebtes Weißpigment; es ist heute meist durch Titanoxid abgelöst.
 
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[[Blei(II)-nitrat]] Pb(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub> ist ein giftiges, weißes Pulver, das für Sprengstoffe und zur Herstellung von Streichhölzern verwendet wurde.
 
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[[Blei(II)-chlorid]] PbCl<sub>2</sub> dient als Ausgangsstoff zur Herstellung von Bleichromat.
 
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[[Blei(II)-chromat]] PbCrO<sub>4</sub> ist ein orange-gelbes Pulver, welches früher als Pigment diente und heute wegen seiner Giftigkeit nicht mehr eingesetzt wird.
 
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[[Bleiazid]] Pb(N<sub>3</sub>)<sub>2</sub> ist ein wichtiger [[Initialsprengstoff]].
 
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=== Organische Bleiverbindungen ===
 
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[[Tetraethylblei]] Pb(C<sub>2</sub>H<sub>5</sub>)<sub>4</sub> (TEL) ist eine giftige Flüssigkeit, die als [[Antiklopfmittel]] Benzin zugesetzt wurde. Heute wird Tetraethylblei nur noch in [[Avgas|Flugbenzin]] verwendet.
 
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== Einzelnachweise ==
 
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<references/>
 
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== Literatur ==
 
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−
* Hans Breuer: ''Allgemeine und anorganische Chemie.'' dtv-Atlas Chemie. Bd. 1. dtv, München 2000 (9. Aufl.), ISBN 3-423-03217-0
 
−
* Arnold F. Holleman, Nils Wiberg: ''Lehrbuch der Anorganischen Chemie.'' de Gruyter, Berlin 1995 (101. Aufl.), ISBN 3-11-012641-9
 
−
* Jander, Blasius: ''Einführung in das anorganisch-Chemische Praktikum.'' S.Hirzel, Leipzig 1995 (14. Aufl.), ISBN 3-7776-0672-3
 
−
* William H. Brock: ''Viewegs Geschichte der Chemie.'' Vieweg, Braunschweig 1997, ISBN 3-540-67033-5
 
−
* Stefan Meier: ''Blei in der Antike. Bergbau, Verhüttung, Fernhandel.'' Zürich 1995.
 
−
* Raymund Gottschalk, Albrecht Baumann: ''Material provenance of late-Roman lead coffins in the Rheinland, Germany.'' in: ''European Journal of Mineralogy.'' Stuttgart 2001,13, 197–200, {{ISSN|0935-1221}}
 
−
* Heiko Steuer, Ulrich Zimmermann: ''Alter Bergbau in Deutschland''. Archäologie in Deutschland. Sonderheft. Konrad Theiss, Stuttgart 1993, ISBN 3-8062-1066-7
 
−
 
 
−
== Weblinks ==
 
−
 
 
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{{Commons|Lead|Blei}}
 
−
{{Wiktionary|Blei}}
 
−
* [[Mineralienatlas:Blei]] (Wiki)
 
−
* [http://www.epa.gov/history/topics/perspect/lead.htm Lead Poisoning: A Historical Perspective – Historische Perspektive zur Bleivergiftung] (englisch)
 
−
* [http://www.umweltdaten.de/medien/battdfiu.pdf Untersuchung von Batterieverwertungsverfahren-moderne Bleiproduktionsverfahren (2001)] (PDF, S. 215–226)
 
−
* [http://www.baua.de/nn_16714/sid_A777626090B59C722655FC36CE999089/nsc_true/de/Themen-von-A-Z/Gefahrstoffe/TRGS/pdf/TRGS-505.pdf TRGS 505-Technische Regeln für Gefahrstoffe-Blei] (PDF)
 
−
* [http://www.umweltdaten.de/publikationen/fpdf-l/2936.pdf Einträge von Blei in die Umwelt] (PDF)
 
−
* [http://www.umweltdaten.de/daten/monitor/pbmono.pdf Umweltbundesamt: Stoffmonografie Blei (1996)] (PDF)
 
−
* [http://chemdat.merck.de/documents/sds/emd/deu/de/1073/107362.pdf Sicherheitsdatenblatt (Merck)] (PDF)
 
−
* [http://www.organische-chemie.ch/chemie/2007jan/bleivergiftung.shtm Molekulare Ursache für Bleivergiftungen]
 
−
* [http://sis.nlm.nih.gov/enviro/lead.html Lead and Human Health], Environmental Health & Toxicology, Specialized Information Services, [[National Library of Medicine]] (en.)
 
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Version vom 14. November 2019, 21:17 Uhr

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