Nejtěžší člen uhlíkové skupiny
V periodické tabulce prvků patří olovo těžkého kovu do skupiny uhlíku společně s prvky uhlík, křemík, germanium a cín. Ve skupině uhlíku má olovo s latinskou zkratkou Pb pro plumbum nebo anglosaské jméno olovo nejvyšší hustotu 11,34 gramů na kubický centimetr.
Většina prvků s vyšší hustotou má vlastnosti, které výrazně omezují jejich použití. Příkladem je radioaktivita, jako je uran a rhodium, velmi vysoká toxicita, jako je rtuť, nebo vysoká cena v důsledku vzácnosti, jako je zlato a titan. Olovo má zhruba poloviční hustotu nejhustšího známého prvku, osmium. Olovo je méně toxické než rtuť.
Hustota prvků a materiálů
Hodnoty hustoty jiných známých a často se vyskytujících prvků a materiálů pomáhají při porovnávání a klasifikaci hustoty olova. Udávají se v kg / dm3 nebo, jako zde, v g / cm³:
| Příjmení | Zkratka | Hustota v g / cm³ |
|---|---|---|
| beton | - | 1,8 až 2,4 |
| Křemenné sklo | - | 2.2 |
| grafit | C. | 2.25 |
| žula | - | 2.8 |
| cement | - | 3,0 až 3,1 |
| diamant | C. | 3.51 |
| titan | Ti | 4.5 |
| rez | Fe3O4 | 5.1 |
| zinek | Zn | 7.13 |
| cín | Sn | 7.28 |
| Železná ocel | - | 7.7 |
| stříbrný | Ag | 10,49 |
| Vést | Pb | 11,34 |
| zlato | Au | 19.30 |
| osmium | Os | 22.61 |
Využití hustoty olova
Dva z nejznámějších způsobů využití vysoké hustoty olova jsou váhy, například při rybaření nebo výrobě modelů a jako radiační ochrana. V dřívějších dobách se vysoká hmotnost a malý objem používaly také k vážení záclon a závěsů pomocí olověné šňůry. Díky toxickým vlastnostem olova byla tato použití téměř pryč.
Při výrobě modelů se olovo používá hlavně k vyvážení pohyblivých a mobilních struktur, jako jsou vozidla a letadla. I zde hraje rozhodující roli hustota. I malé množství olova o velikosti několika centimetrů krychlových může vytvořit potřebná protizávaží. Olověná kostka o bočních rozměrech dva centimetry váží asi devadesát gramů.
Hustota byla také použita pro kompenzaci hmotnosti a tárování ráfků automobilů. Tyto váhy jsou stále více nahrazovány netoxickými materiály ocel a zinek. Jejich nižší hustota však vyžaduje přibližně o třetinu více prostoru nebo počet jednotlivých závaží.
Kulky a výstřel
Olovo se často používá ve formě střel. Nejoblíbenější munice je olověná střela. Pelety různých tvarů se také používají při sportovní střelbě. Vysoká hustota olova zajišťuje přesné a předvídatelné balistické trajektorie až do přibližně deseti metrů.
Olovo má také dostatečnou tvrdost, aby vydrželo spuštění nedeformované. Lze například provést a spočítat průlom na cílových cílech. Díky svým toxickým vlastnostem se olovo zřídka používá jako lovecká munice. I zde hustota zajišťuje pronikání projektilů.
Vysoká hustota působí jako ochrana před zářením
Ochranný účinek proti rentgenovým paprskům a jiným zdrojům radioaktivního záření je způsoben hlavně molekulární strukturou olova a jeho hustotou. Jednoduše řečeno, mnoho atomů, které jsou pevně stlačeny, umožňuje průchod méně paprsků. Olovo se volí hlavně proto, že alternativy s podobnými nebo lepšími hodnotami stínění, tj. Hustotou, jsou výrazně dražší. Typickými příklady jsou měď, stříbro a zlato.
Přes svoji hustotu může olovo „zachytit“ pouze část paprsků, a proto se i dnes stále pokoušíme omezit rentgenování na nejnutnější počet aplikací. Protože některé olověné rudy mají přirozené radioaktivní izotopy, musí se k výrobě radiační ochrany používat zejména olovo s nízkým zářením.
Snížení hustoty při zahřátí
Vědecká měření ukazují pokles hustoty olova při zahřívání. Stejně jako u většiny ostatních prvků vede zahřívání k většímu pohybu atomů nebo molekul. To vytváří větší mezery a hustota klesá. V případě olova je však změna významná pouze ve vědeckém smyslu a při praktické aplikaci ji lze opomenout.
| Oteplování ve ° C | Hustota v |
|---|---|
| 0 | 11,34 |
| 350 | 10,658 |
| 400 | 10 597 |
| 500 | 10,477 |
| 600 | 10,359 |
| 800 | 10,132 |
Průměrná prostorová expanze při zahřívání olova se odhaduje na 3,44 procenta. Tekuté horké olovo potřebuje tento objem více, aby si po snížení hustoty udrželo stejnou hmotnost.
tipy a triky
Hustota takzvaného pracovního olova, které se získává z olověné rudy a funguje jako materiál pro všechny druhy aplikací, podléhá mírným výkyvům, protože čistého pracovního olova je pouze mezi 95 a 98 procenty. Pokud narazíte na metalurgické olovo nebo jemné olovo, je čistota materiálu a tím i původní hustota přes 99 procent.
