Il piombo, numero atomico 82 nella tavola periodica, è un elemento metallico con il simbolo chimico Pb, che sta per plumbum, il nome latino dell’elemento. È un metallo morbido e duttile, di colore bianco-argenteo appena tagliato, ma esposto all’aria acquista rapidamente un aspetto grigio opaco a causa della formazione di uno strato di ossido. Sebbene si trovi occasionalmente allo stato elementare, il principale minerale di piombo è la galena, o solfuro di piombo (PbS); altri minerali di piombo includono cerussite – carbonato di piombo (PbCO3) – e anglesite – solfato di piombo (PbSO4). Storicamente, le proprietà chimiche e fisiche del piombo lo hanno reso un elemento molto utile, ma dalla fine del XX secolo il suo uso è diminuito a causa della sua tossicità. Il piombo, tuttavia, ha ancora una serie di importanti applicazioni, ad esempio nelle batterie al piombo, per la schermatura dalle radiazioni e come materiale di copertura flessibile e resiliente.
Il metallo si scioglie a 622.4 ° F (328 ° C) e bolle a 3,164 ° F (1,740 ° C). I quattro isotopi stabili del piombo sono i prodotti finali del decadimento di vari elementi radioattivi naturali, come l’uranio e il torio, attraverso una serie di passaggi. Il piombo è l’elemento stabile più pesante, una distinzione che apparteneva al bismuto – elemento numero 83 – fino a quando non si è scoperto che era leggermente radioattivo. Una delle proprietà fisiche più importanti del piombo è la sua capacità di assorbire le radiazioni elettromagnetiche ad alta frequenza, come i raggi X ei raggi gamma. Ciò è dovuto alla sua alta densità e al gran numero di elettroni nell’atomo di piombo.
Il piombo appartiene allo stesso gruppo di carbonio, silicio, germanio e stagno. Questi elementi diventano di carattere più metallico con l’aumentare del peso atomico, e mentre le proprietà chimiche del piombo hanno qualche somiglianza con quelle degli altri membri del gruppo, è chimicamente più simile al metallo, lo stagno. Nei suoi composti, il piombo ha solitamente uno stato di ossidazione di +2, il che significa che dona due elettroni ad altri atomi o molecole. Meno comunemente, può avere uno stato di ossidazione di +4.
Il metallo si combina con l’ossigeno per formare diversi ossidi. Il “piombo rosso”, formato dal riscaldamento del piombo nell’aria, ha la formula Pb3O4, ma si pensa che sia un composto di ossido di piombo (PbO) e biossido di piombo (PbO2). L’ossido di piombo, noto anche come litargirio, si forma quando il metallo viene riscaldato fortemente in aria e può assumere la forma di una polvere gialla o di un materiale cristallino rosso.
La “mina bianca” è carbonato di piombo basico (2PbCO3·Pb(OH)2). In passato era ampiamente utilizzato nelle vernici grazie al suo forte colore bianco prima di essere ampiamente sostituito dal biossido di titanio non tossico. A parte la sua tossicità, un problema con il piombo bianco era che tendeva a reagire lentamente con tracce di idrogeno solforato (H2S) nell’aria per formare solfuro di piombo nero. Questo è un buon test per H2S, ma significava che i vecchi dipinti tendevano a scurirsi nel tempo.
Il piombo è resistente alla corrosione della maggior parte degli acidi, poiché la maggior parte dei sali di piombo ha poca o nessuna solubilità in acqua e forma uno strato che protegge il piombo da ulteriori azioni. Tuttavia, reagirà con gli acidi acetico e nitrico, poiché i sali formati da queste reazioni – rispettivamente acetato di piombo e nitrato di piombo – sono molto solubili. Il piombo reagisce con l’acqua “dura” per formare carbonato di piombo basico insolubile, ma forma composti solubili con acqua dolce, il che significa che i tubi dell’acqua di piombo rappresentano un rischio maggiore di avvelenamento da piombo nelle aree con acqua dolce.
Probabilmente la più nota delle proprietà del piombo è la sua tossicità. I casi di avvelenamento acuto da piombo sono rari, ma si tratta di un veleno cumulativo e l’esposizione cronica a bassi livelli di piombo può portare a una serie di sintomi gravi. Disattiva gli enzimi che producono l’emoglobina, portando ad un accumulo della sostanza chimica precursore – questo può paralizzare l’intestino, con conseguente stitichezza e dolore addominale, e causare un accumulo di liquidi nel cervello, causando mal di testa. Per un periodo più lungo, provoca anemia e problemi neurologici.
L’avvelenamento cronico da piombo è stato un problema significativo a causa dell’uso diffuso del piombo nelle applicazioni che gli hanno permesso di entrare nell’ambiente. Ad esempio, il piombo metallico era precedentemente utilizzato nelle condutture dell’acqua e i composti di piombo sono stati utilizzati nelle vernici. Questi usi sono stati interrotti nella maggior parte dei paesi e le tubazioni in piombo sono state sostituite da alternative non tossiche. La più grande fonte di piombo nell’ambiente è stata il composto piombo tetraetile, che è stato aggiunto alla benzina per ottenere una combustione più regolare. A causa delle preoccupazioni per gli effetti sulla salute del piombo nell’ambiente, in particolare sui bambini nelle aree urbane, anche la benzina con piombo è stata gradualmente eliminata in molti paesi.