עופרת היא מתכת רכה, אפורה ומבריקה עם צפיפות גבוהה ונקודת התכה נמוכה. למרות שמסוכן לבריאותנו, בני האדם מחלצים ועושים שימוש בעופרת כבר למעלה מ 6000 שנה.
נכסים
- סמל אטומי: Pb
- מספר אטומי: 82
- מיסה אטומית: 207.2 אמה
- נקודת התכה: 327.5 ° C (600.65 K, 621.5 ° F)
- נקודת רתיחה: 1740.0 ° C (2013.15 K, 3164.0 ° F)
- צפיפות: 11.36 גרם / ס"מ3
הִיסטוֹרִיָה
מצרים קדומים היו ככל הנראה הראשונים לחלץ עופרת, שאותם השתמשו לייצר פסלים קטנים. תרכובות עופרת נמצאו גם בזיגוגי חרס מצריים. בסין, עופרת שימשה לזיוף מטבעות עד שנת 2000 לפני הספירה.
היוונים היו הראשונים שזיהו בתכונות העמידות בפני קורוזיה והטילו עופרת ככיסוי מגן על קליפות הספינה. שימוש זה הוא יישום בו משתמשים עדיין בתרכובות עופרת עד היום. כתוצאה מכך החלו הרומאים להפיק כמויות גדולות של עופרת למערכות המים הרחבות שלהם.
עד המאה הראשונה לספירה, ההערכה היא כי ייצור העופרת הרומית היה כ- 80,000 טון בשנה. יריעות עופרת שימשו לציפוי אמבטיות, ואילו צנרת עופרת נוצרה על ידי גלישת יריעות מתכת עופרת סביב מוט והלחמת הקצוות. צנרת עופרת, ששימשה עד המאה ה -20, סייעה בהגנה מפני קורוזיה, אך הביא גם להרעלת עופרת רחבה.
בימי הביניים, עופרת שימשה כחומר קירוי באזורים מסוימים באירופה בגלל עמידותה באש. גם במנזר ווסטמינסטר וגם בקתדרלת סנט פול בלונדון יש גגות עופרת שתוארכו מאות שנים. מאוחר יותר, פיוטר (אנ סַגסוֹגֶת של פח ועופרת) שימש לייצור ספלים, צלחות וסכו"ם.
בעקבות התפתחות כלי הנשק, הצפיפות הגבוהה של העופרת זוהתה כחומר אידיאלי לכדורים - או ליריית עופרת. זריקת עופרת הופקה לראשונה באמצע המאה ה -17 על ידי מתן טיפות עופרת מומסות ליפול למים שם יתמצקו בצורה כדורית.
הפקה
כמחצית מכל העופרת המיוצרת מדי שנה מגיעה מחומר ממוחזר, מה שאומר שעופרת היא בשיעורי המיחזור הגבוהים ביותר מבין כל החומרים הנפוצים כיום. בשנת 2008 ייצור העופרת העולמי עלה על שמונה מיליון טונות.
היצרניות הגדולות ביותר של עופרת ממוקשת הן סין, אוסטרליה וארה"ב, ואילו היצרניות הגדולות ביותר של עופרת ממוחזרת הן ארה"ב, סין וגרמניה. סין לבדה מהווה כ- 60 אחוזים מכל ייצור העופרת.
עפרת העופרת החשובה ביותר מבחינה כלכלית נקראת גאלה. Galena מכיל עופרת גופרית (PbS), כמו גם אָבָץ וכסף, שניתן לחלץ ולזקק את כל אלה כדי לייצר מתכות טהורות. עפרות אחרות אשר ממוקשות לעופרת כוללות אנגלסייט וקרוסיט.
חלק גדול (כ -90 אחוז) מכל העופרת משמש בסוללות חומצות עופרת, יריעות עופרת ויישומי מתכת אחרים הניתנים למיחזור. כתוצאה מכך, כחמישה מיליון טון עופרת (או 60 אחוז מכלל הייצור) הופקו מחומרים ממוחזרים בשנת 2009.
יישומים
היישום העיקרי לעופרת ממשיך להיות בסוללות חומצות עופרת, המהוות כ- 80 אחוז מהשימוש במתכת. סוללות עופרת חומצה אידיאליות לכל סוגי הרכבים בגלל הגדולות יחסית שלהן יחס כוח ומשקל, המאפשר להם לספק את זרמי הזינוק הגבוהים הנדרשים על ידי רכב מנועים מתנעים.
ההתקדמות במחזורי פריקה / טעינה של סוללות עופרת הפכו את אלה לקיימים כאחסון חשמל תאים בתחנות כוח חירום לבתי חולים ומתקני מחשב, כמו גם לאזעקה מערכות. הם משמשים גם כתאי אגירה למקורות אנרגיה מתחדשים, כמו טורבינות רוח ותאי שמש.
למרות שעופרת טהורה היא תגובתי מאוד, תרכובות עופרת, כגון תחמוצת עופרת, יכולות להיות יציבות מאוד, מה שהופך אותן למתאימות כמרכיבים ציפוי עמיד בפני קורוזיה לברזל ופלדה. ציפויי עופרת משמשים להגנה על גוף הספינה, ואילו מייצבי עופרת ומעטפות משמשים להגנה על כבלי חשמל ותקשורת מתחת למים.
סגסוגות עופרת עדיין משמשות בכדורים מסוימים, ובעקבות נקודת ההיתוך הנמוכה של המתכת, אצל מוכרי מתכת. לזכוכית עופרת יש יישומים מיוחדים בעדשות מצלמה ומכשירים אופטיים, ואילו קריסטל עופרת המכיל עד 36 אחוז עופרת משמש ליצירת חתיכות דקורטיביות. תרכובות עופרת אחרות עדיין משמשות בכמה פיגמנטים של צבע, כמו גם בגפרורים וזיקוקים.
הרעלת עופרת
במהלך 40 השנים האחרונות, מודעות גדולה יותר להשפעות הבריאותיות השליליות של עופרת הביאה לכך שמדינות רבות אוסרות על מוצרי עופרת רבים. דלק עופרת, שהיה בשימוש נרחב בחלק גדול מהמאה ה -20, אסור כיום ברוב המדינות המפותחות. איסורים דומים קיימים עבור צבעים עם פיגמנטים עופרת, כיורי דיג עופרת וצנרת עופרת.
הפניות:
רחוב, ארתור. ואלכסנדר, וו. או 1944. מתכות בשירות האדם. מהדורה 11 (1998).
ווטס, סוזן. 2002. עוֹפֶרֶת. ספרי אמת מידה.