Le plomb, de numéro atomique 82 dans le tableau périodique, est un élément métallique portant le symbole chimique Pb, qui signifie plumbum, le nom latin de l’élément. Il s’agit d’un métal souple et pliable qui est de couleur blanc argenté lorsqu’il est fraîchement coupé, mais qui, exposé à l’air, acquiert rapidement un aspect gris terne en raison de la formation d’une couche d’oxyde. Bien qu’occasionnellement présent à l’état élémentaire, le principal minerai de plomb est la galène, ou sulfure de plomb (PbS) ; les autres minerais de plomb comprennent la cérusite — carbonate de plomb (PbCO3) — et l’anglésite — sulfate de plomb (PbSO4). Historiquement, les propriétés chimiques et physiques du plomb en ont fait un élément très utile, mais depuis la fin du 20e siècle, son utilisation a diminué en raison de sa toxicité. Le plomb, cependant, a encore un certain nombre d’applications importantes – par exemple dans les batteries au plomb-acide, pour la protection contre les rayonnements et comme matériau de toiture flexible et résilient.
Le métal fond à 622.4 °F (328 °C) et bout à 3,164 1,740 °F (83 XNUMX °C). Les quatre isotopes stables du plomb sont les produits finaux de la désintégration de divers éléments radioactifs naturels, tels que l’uranium et le thorium, en plusieurs étapes. Le plomb est l’élément stable le plus lourd, une distinction qui appartenait au bismuth – élément numéro XNUMX – jusqu’à ce qu’il se révèle très légèrement radioactif. L’une des propriétés physiques les plus importantes du plomb est sa capacité à absorber les rayonnements électromagnétiques à haute fréquence, tels que les rayons X et les rayons gamma. Cela est dû à sa densité élevée et au grand nombre d’électrons dans l’atome de plomb.
Le plomb appartient au même groupe que le carbone, le silicium, le germanium et l’étain. Ces éléments deviennent de plus en plus métalliques avec l’augmentation du poids atomique, et bien que les propriétés chimiques du plomb ressemblent à celles des autres membres du groupe, il est chimiquement le plus similaire au métal, l’étain. Dans ses composés, le plomb a généralement un état d’oxydation de +2, ce qui signifie qu’il donne deux électrons à d’autres atomes ou molécules. Moins fréquemment, il peut avoir un état d’oxydation de +4.
Le métal se combine avec l’oxygène pour former plusieurs oxydes. Le plomb rouge, formé en chauffant le plomb dans l’air, a la formule Pb3O4, mais on pense qu’il s’agit d’un composé d’oxyde de plomb (PbO) et de dioxyde de plomb (PbO2). L’oxyde de plomb, également connu sous le nom de litharge, se forme lorsque le métal est fortement chauffé dans l’air et peut prendre la forme d’une poudre jaune ou d’un matériau cristallin rouge.
Le blanc de plomb est du carbonate de plomb basique (2PbCO3·Pb(OH)2). Il était autrefois largement utilisé dans les peintures en raison de sa forte couleur blanche avant d’être largement remplacé par du dioxyde de titane non toxique. Outre sa toxicité, un problème avec le plomb blanc était qu’il avait tendance à réagir lentement avec des traces de sulfure d’hydrogène (H2S) dans l’air pour former du sulfure de plomb noir. C’est un bon test pour le H2S, mais cela signifiait que les vieilles peintures auraient tendance à s’assombrir avec le temps.
Le plomb est résistant à la corrosion par la plupart des acides, du fait que la majorité des sels de plomb ont peu ou pas de solubilité dans l’eau et forment une couche qui protège le plomb de toute action ultérieure. Il réagira cependant avec les acides acétique et nitrique, car les sels formés par ces réactions – acétate de plomb et nitrate de plomb, respectivement – sont très solubles. Le plomb réagit avec l’eau dure pour former du carbonate de plomb basique insoluble, mais forme des composés solubles avec l’eau douce, ce qui signifie que les conduites d’eau en plomb présentent un risque accru d’empoisonnement au plomb dans les zones d’eau douce.
La plus connue des propriétés du plomb est probablement sa toxicité. Les cas d’intoxication aiguë au plomb sont rares, mais il s’agit d’un poison cumulatif, et une exposition chronique à de faibles niveaux de plomb peut entraîner divers symptômes graves. Il désactive les enzymes qui fabriquent l’hémoglobine, entraînant une accumulation du précurseur chimique – cela peut paralyser l’intestin, entraînant constipation et douleurs abdominales, et provoquer une accumulation de liquide dans le cerveau, provoquant des maux de tête. Sur une plus longue période, il provoque une anémie et des problèmes neurologiques.
L’empoisonnement chronique au plomb a été un problème important en raison de l’utilisation généralisée du plomb dans des applications qui lui ont permis de pénétrer dans l’environnement. Par exemple, le plomb métallique était autrefois utilisé dans les conduites d’eau et des composés de plomb ont été utilisés dans les peintures. Ces utilisations ont été abandonnées dans la plupart des pays et les canalisations en plomb ont été remplacées par des alternatives non toxiques. La plus grande source de plomb dans l’environnement a été le plomb tétraéthyle, qui a été ajouté à l’essence pour obtenir une combustion plus douce. En raison des préoccupations concernant les effets sur la santé du plomb dans l’environnement, en particulier sur les enfants des zones urbaines, l’essence au plomb a également été progressivement supprimée dans de nombreux pays.