Най-тежкият член на въглеродната група
В периодичната таблица на елементите оловото от тежки метали принадлежи към въглеродната група заедно с елементите въглерод, силиций, германий и калай. Във въглеродната група оловото с латинско съкращение Pb за plumbum или англосаксонското наименование олово има най-висока плътност от 11,34 грама на кубичен сантиметър.
Повечето елементи с по-висока плътност имат свойства, които силно ограничават използването им. Примери за това са радиоактивността като уран и родий, много висока токсичност като живак или високата цена поради рядкост като злато и титан. Оловото има около половината плътност на най-плътния познат елемент, осмий. Оловото е по-малко токсично от живака.
Плътност на елементи и материали
Стойностите на плътността на други известни и често срещани елементи и материали помагат при сравняване и класифициране на плътността на оловото. Те са дадени в kg / dm3 или, както тук, в g / cm³:
| Фамилия | Съкращение | Плътност в g / cm³ |
|---|---|---|
| бетон | - | 1,8 до 2,4 |
| Кварцово стъкло | - | 2.2 |
| графит | ° С. | 2.25 |
| гранит | - | 2.8 |
| цимент | - | 3,0 до 3,1 |
| диамант | ° С. | 3.51 |
| титан | Ti | 4.5 |
| ръжда | Fe3O4 | 5.1 |
| цинк | Zn | 7.13 |
| калай | Sn | 7.28 |
| Желязна стомана | - | 7.7 |
| сребро | Ag | 10.49 |
| водя | Pb | 11.34 |
| злато | Au | 19.30 |
| осмий | Операционна система | 22.61 |
Експлоатация на плътността на оловото
Два от най-известните начини за използване на висока плътност на оловото са като тежести, например при риболов или изработка на модели и като радиационна защита. В по-ранни времена голямото тегло и малкият обем също са били използвани за претегляне на завеси и завеси с оловен шнур. Токсичните свойства на оловото са направили почти напълно тези употреби.
При изработката на модели оловото се използва главно за балансиране на движещи се и мобилни конструкции като превозни средства и самолети. И тук плътността играе решаваща роля. Дори малки количества олово с размер от няколко кубически сантиметра могат да образуват необходимите противотежести. Оловният куб със странични размери два сантиметра тежи около деветдесет грама.
Плътността се използва и за компенсиране на теглото и разкъсване на джантите. Тези балансиращи тежести все повече се заменят с нетоксичните материали стомана и цинк. По-ниската им плътност обаче изисква около една трета повече пространство или броя на индивидуалните тегла.
Куршуми и изстрел
Оловото често се използва под формата на куршуми. Най-широко известните боеприпаси са оловните изстрели. Пелети с различна форма се използват и при спортна стрелба. Високата плътност на оловото осигурява прецизни и предсказуеми балистични траектории до около десет метра.
Оловото също има достатъчна твърдост, за да издържи недеформиран старт. Например може да се извърши и преброи пробив в целевите цели. Поради токсичните си свойства оловото рядко се използва като ловни боеприпаси. И тук плътността осигурява проникващи снаряди.
Високата плътност действа като радиационна защита
Защитният ефект срещу рентгенови лъчи и други източници на радиоактивно излъчване се дължи главно на молекулярната структура на оловото и неговата плътност. Казано по-просто, много атоми, които са плътно притиснати един до друг, позволяват да преминат по-малко лъчи. Оловото се избира главно, тъй като алтернативите със сходни или по-добри стойности на екраниране, т.е. плътност, са значително по-скъпи. Типични примери са мед, сребро и злато.
Въпреки своята плътност, оловото може да „прихване“ само част от лъчите, поради което и днес се правят опити да се ограничи рентгеновото облъчване до най-необходимия брой приложения. Тъй като някои оловни руди имат естествени радиоактивни изотопи, особено олово с ниска радиация трябва да се използва за производството на радиационна защита.
Намаляване на плътността при нагряване
Научните измервания показват намаляване на плътността на оловото при нагряване. Както при повечето други елементи, нагряването води до по-голямо движение на атомите или молекулите. Това създава по-големи пропуски и плътността намалява. В случай на олово обаче промяната е значителна само в научен смисъл и може да бъде пренебрегната в практическото приложение.
| Затопляне в ° C | Плътност в |
|---|---|
| 0 | 11.34 |
| 350 | 10.658 |
| 400 | 10 597 |
| 500 | 10 477 |
| 600 | 10.359 |
| 800 | 10.132 |
Средното пространствено разширение при нагряване води се оценява на 3,44%. Течният горещ олов се нуждае повече от този обем, за да поддържа същото тегло, след като плътността намалее.
съвети и трикове
Плътността на така наречения работен олово, който се получава от оловна руда и функционира като материал за всякакви приложения, е обект на леки колебания, тъй като има само между 95 и 98 процента чист работен олово. Ако попаднете на металургично олово или фино олово, чистотата на материала и по този начин първоначалната плътност е над 99 процента.
