سرب (Pb): از فلز باستانی تا چالش‌های مدرن
سرب چیست و از کجا می‌آید؟
سرب یک عنصر شیمیایی است؛ یعنی از ترکیب عناصر دیگر ساخته نمی‌شود و خودش یک مادهٔ پایه است. این فلز به صورت طبیعی در پوستهٔ زمین یافت می‌شود. مهم‌ترین سنگ معدن سرب، گالن (Galena) نام دارد که ترکیبی از سرب و گوگرد است و با فرمول شیمیایی $ PbS $ نشان داده می‌شود.
برای استخراج سرب، سنگ معدن گالن را ابتدا خرد کرده و سپس در کوره‌های بسیار داغ حرارت می‌دهند. در این فرآیند، ناخالصی‌ها جدا شده و فلز سرب خالص به دست می‌آید. این فرآیند «ذوب» نام دارد. برای درک بهتر، می‌توانید به ذوب شدن بستنی در یک روز گرم فکر کنید؛ با این تفاوت که اینجا به جای بستنی، سنگ و به جای آفتاب، یک کورهٔ بسیار قوی داریم!
ویژگی‌های فیزیکی: چگونه سرب را تشخیص دهیم؟
سرب ویژگی‌های فیزیکی منحصر به فردی دارد که آن را برای بسیاری از کارها مناسب کرده است:
| ویژگی | توضیح | مثال کاربردی |
|---|---|---|
| چگالی بالا | سرب بسیار سنگین است. یک تکه سرب نسبت به هم‌اندازهٔ خود از بسیاری فلزات دیگر وزن بیشتری دارد. | ساخت وزنهٔ ماهیگیری یا لباس‌های حفاظتی در برابر پرتوهای ایکس. |
| نرمی و چکش‌خواری | سرب به راحتی و بدون شکسته شدن، شکل می‌پذیرد. می‌توان آن را به راحتی با چکش صاف کرد. | در گذشته برای ساخت و مهر و موم کردن درز لوله‌ها از آن استفاده می‌شد. |
| نقطه ذوب پایین | سرب در دمای 327.5°C ذوب می‌شود که نسبت به بسیاری فلزات دیگر پایین‌تر است. | ذوب و قالب‌گیری آسان برای ساخت حروف چاپی یا لوازم تزئینی. |
| رنگ و ظاهر | هنگام برش تازه، به رنگ نقرهای متمایل به آبی است اما به سرعت در هوا اکسید شده و به رنگ خاکستری مات درمی‌آید. | سرباخته‌های قدیمی که بیرون خانه نگهداری شده‌اند، ظاهری کدر و خاکستری دارند. |
ویژگی‌های شیمیایی: سرب چگونه با دنیا واکنش می‌دهد؟
از نظر شیمیایی، سرب رفتاری نسبتاً آرام دارد اما برخی واکنش‌های آن بسیار مهم هستند.
مقاومت در برابر خوردگی: سرب در برابر اسید سولفوریک ($ H2SO4 $) بسیار مقاوم است. وقتی سرب در معرض این اسید قرار می‌گیرد، یک لایهٔ نازک و محافظ از سولفات سرب روی آن تشکیل می‌شود که از خوردگی بیشتر فلز جلوگیری می‌کند. به همین دلیل از آن برای پوشش داخلی مخازن نگهداری اسید سولفوریک استفاده می‌شود.
واکنش با اکسیژن: سرب در مجاورت هوا با اکسیژن واکنش داده و لایه‌ای از اکسید سرب ($ PbO $) تشکیل می‌دهد. این لایه، همان رنگ خاکستری مات روی سرب است که از خوردگی بیشتر آن جلوگیری می‌کند.
سفر در زمان: کاربردهای سرب از گذشته تا امروز
بشر هزاران سال است که از سرب استفاده می‌کند. مصریان باستان از آن برای ساخت لوازم آرایشی، سکه و مجسمه استفاده می‌کردند. رومیان نیز از آن برای ساخت لوله‌های انتقال آب (که به آن لوله‌کشی می‌گفتند) و ظروف غذا استفاده می‌کردند. جالب است بدانید برخی مورخان معتقدند مسمومیت گسترده با سرب در میان اشراف روم، یکی از عوامل انحطاط امپراتوری روم بوده است!
در دنیای مدرن، کاربردهای سرب بسیار متنوع شده اما به دلیل سمی بودن، بسیاری از آن‌ها محدود یا متوقف شده‌اند:
| کاربرد | توضیح | وضعیت امروزی |
|---|---|---|
| باتری‌های سرب-اسید | پرکاربردترین نوع باتری در خودروها برای استارت زدن و تأمین برق است. | کاربرد فعلی |
| لوله‌کشی | در گذشته برای انتقال آب استفاده می‌شد. | متوقف شده |
| بنزین سرب‌دار | برای بهبود عملکرد موتور به بنزین افزوده می‌شد. | متوقف شده |
| محافظت در برابر پرتو | به دلیل چگالی بالا، برای ساخت دیواره‌های محافظ در مقابل پرتوهای ایکس و گاما در بیمارستان‌ها استفاده می‌شود. | کاربرد فعلی |
| لحیم کاری | آلیاژی از سرب و قلع برای اتصال قطعات الکترونیکی به کار می‌رود. | کاربرد فعلی (محدود) |
نقطه تاریک سرب: خطرات و مسمومیت
متأسفانه سرب یک سم عصبی قوی است. این به آن معنی است که می‌تواند به سیستم عصبی، به ویژه در کودکان، آسیب جدی وارد کند. بدن انسان به راحتی سرب را با کلسیم اشتباه می‌گیرد و آن را در استخوان‌ها و دندان‌ها ذخیره می‌کند. از آنجا که سرب تجزیه نمی‌شود، به تدریج در بدن انباشته شده و باعث مسمومیت می‌شود.
راه‌های ورود سرب به بدن:
- تنفس: استنشاق گرد و غبار حاوی سرب (مثلاً در حین بازسازی خانه‌های قدیمی با رنگ‌های سرب‌دار).
- بلعیدن: خوردن خاک یا آب آلوده، یا دست زدن به اشیاء حاوی سرب و سپس گذاشتن دست در دهان (که در کودکان بسیار شایع است).
علائم مسمومیت با سرب: درد شکم، سردرد، کم‌خونی، مشکلات حافظه و یادگیری، و در موارد شدید، تشنج و کما.
چگونه از خود و خانواده‌مان در برابر سرب محافظت کنیم؟
خوشبختانه با رعایت چند نکتهٔ ساده می‌توانیم مسمومیت به سرب را به حداقل برسانیم:
- اگر در خانه‌ای قدیمی زندگی می‌کنید، از سالم بودن رنگ دیوارها اطمینان حاصل کنید. اگر رنگ می‌ریزد یا ترک خورده، آن را توسط یک متخصص تعمیر کنید.
- قبل از غذا خوردن و بعد از بازی بیرون از خانه، دست‌های خود را به خوبی با آب و صابون بشویید.
- اسباب‌بازی‌های کودکان را به طور منظم تمیز کنید.
- از ظروف شکسته یا چینی‌های قدیمی که ممکن است لعاب حاوی سرب داشته باشند برای سرو غذا و نوشیدنی استفاده نکنید.
- آب سرد را برای آشامیدن و پخت و پز استفاده کنید، زیرا آب گرم ممکن است سرب بیشتری از لوله‌ها حل کند.
پرسش‌های متداول و باورهای نادرست
این یک باور نادرست بسیار رایج است! مغز مداد از گرافیت (یک شکل از کربن) ساخته شده است، نه سرب. نام انگلیسی مداد (Pencil) از کلمه لاتین سرب (Pb) گرفته شده که به دلیل شباهت ظاهری گرافیت و سرب است و این اشتباه را به وجود آورده است.
باتری‌های سرب-اسید زمانی خطرناک هستند که شکسته یا نشت کنند. اسید داخل آن می‌سوزاند و صفحات سرب داخل آن در صورت تماس مستقیم می‌توانند خطرناک باشند. اما اگر باتری سالم باشد و به درستی در خودرو نصب شده باشد، خطری ایجاد نمی‌کند. باتری‌های فرسوده باید به مراکز بازیافت تحویل داده شوند.
بله، اما پیشگیری بسیار مهم‌تر است. در موارد مسمومیت، پزشکان از روشی به نام کیلیشن تراپی استفاده می‌کنند. در این روش، دارویی به بیمار تزریق می‌شود که به سرب متصل شده و کمک می‌کند تا بدن آن را از طریق ادرار دفع کند. این درمان می‌تواند عوارض جانبی داشته و همیشه هم آسیب‌های قبلی وارد شده به سیستم عصبی را به طور کامل برطرف نمی‌کند.
پاورقی
1Exposure (اِکسپوژر): به معنی در معرض قرار گرفتن یک مادهٔ شیمیایی یا خطر است.
2Pb: نماد شیمیایی سرب که از کلمه لاتین Plumbum گرفته شده است.
3Galan (گالن): مهم‌ترین کانی و سنگ معدن سرب با فرمول شیمیایی PbS.
4Chelation Therapy (کیلیشن تراپی): یک درمان پزشکی برای حذف فلزات سنگین از بدن.