Membre le plus lourd du groupe du carbone
Dans le tableau périodique des éléments, le plomb de métal lourd appartient au groupe du carbone avec les éléments carbone, silicium, germanium et étain. Dans le groupe du carbone, le plomb avec l'abréviation latine Pb pour plumbum ou le nom anglo-saxon plomb a la densité la plus élevée avec 11,34 grammes par centimètre cube.
La plupart des éléments avec une densité plus élevée ont des propriétés qui limitent fortement leur utilisation. Des exemples sont la radioactivité comme l'uranium et le rhodium, la toxicité très élevée comme le mercure ou le prix élevé dû à la rareté comme l'or et le titane. Le plomb a environ la moitié de la densité de l'élément le plus dense connu, l'osmium. Le plomb est moins toxique que le mercure.
Densité des éléments et des matériaux
Les valeurs de densité d'autres éléments et matériaux connus et fréquents aident à comparer et à classer la densité du plomb. Ils sont donnés en kg / dm3 ou, comme ici, en g / cm³:
| Nom de famille | Abréviation | Densité en g / cm³ |
|---|---|---|
| béton | - | 1,8 à 2,4 |
| Verre de quartz | - | 2.2 |
| graphite | C. | 2,25 |
| granit | - | 2,8 |
| ciment | - | 3,0 à 3,1 |
| diamant | C. | 3,51 |
| titane | Ti | 4,5 |
| rouille | Fe3O4 | 5.1 |
| zinc | Zn | 7.13 |
| étain | Sn | 7,28 |
| Acier de fer | - | 7,7 |
| argent | Ag | 10,49 |
| conduire | Pb | 11,34 |
| or | Au | 19h30 |
| osmium | Os | 22,61 |
Exploiter la densité du plomb
Deux des moyens les plus connus d'exploiter la haute densité de plomb sont les poids, par exemple dans la pêche ou la fabrication de modèles et comme radioprotection. Autrefois, le poids élevé et le petit volume étaient également utilisés pour alourdir les rideaux et les rideaux avec un cordon de plomb. Les propriétés toxiques du plomb ont fait disparaître ces utilisations presque entièrement.
Dans la fabrication de modèles, le plomb est principalement utilisé pour équilibrer les structures mobiles et mobiles telles que les véhicules et les avions. Ici aussi, la densité joue le rôle déterminant. Même de petites quantités de plomb d'une taille de quelques centimètres cubes peuvent former les contrepoids nécessaires. Un cube de plomb avec des dimensions latérales de deux centimètres pèse environ quatre-vingt dix grammes.
La densité a également été utilisée pour la compensation du poids et le tarage des jantes de voiture. Ces poids d'équilibrage sont de plus en plus remplacés par les matériaux non toxiques acier et zinc. Leur densité plus faible, cependant, nécessite environ un tiers d'espace supplémentaire ou le nombre de poids individuels.
Balles et tir
Le plomb est souvent utilisé sous forme de balles. La munition la plus populaire est la grenaille de plomb. Des pastilles de formes différentes sont également utilisées dans le tir sportif. La haute densité du plomb assure des trajectoires balistiques précises et prévisibles jusqu'à une dizaine de mètres.
Le plomb a également une dureté suffisante pour résister au lancement sans déformation. Par exemple, une percée sur des cibles cibles peut être réalisée et comptée. En raison de ses propriétés toxiques, le plomb est rarement utilisé comme munition de chasse. Ici aussi, la densité assure la pénétration des projectiles.
La haute densité agit comme radioprotection
L'effet protecteur contre les rayons X et d'autres sources de rayonnement radioactif est principalement dû à la structure moléculaire du plomb et à sa densité. En termes simples, de nombreux atomes étroitement pressés ensemble permettent à moins de rayons de passer à travers. Le plomb est principalement choisi parce que les alternatives avec des valeurs de blindage similaires ou meilleures, c'est-à-dire la densité, sont nettement plus coûteuses. Les exemples typiques sont le cuivre, l'argent et l'or.
Malgré sa densité, le plomb ne peut «intercepter» qu'une partie des rayons, c'est pourquoi on cherche encore aujourd'hui à limiter la radiographie au nombre d'applications le plus nécessaire. Comme certains minerais de plomb contiennent des isotopes radioactifs naturels, le plomb à faible rayonnement doit être utilisé pour la production de radioprotection.
Diminution de la densité lorsqu'il est chauffé
Des mesures scientifiques montrent que la densité du plomb diminue lorsqu'il est chauffé. Comme avec la plupart des autres éléments, le chauffage entraîne un plus grand mouvement des atomes ou des molécules. Cela crée des espaces plus grands et la densité diminue. Dans le cas du plomb, cependant, le changement n'est significatif que dans un sens scientifique et peut être négligé dans l'application pratique.
| Réchauffement en ° C | Densité en |
|---|---|
| 0 | 11,34 |
| 350 | 10,658 |
| 400 | 10 597 |
| 500 | 10 477 |
| 600 | 10,359 |
| 800 | 10.132 |
L'expansion spatiale moyenne lors du chauffage du plomb est estimée à 3,44%. Le plomb chaud liquide a davantage besoin de ce volume pour maintenir le même poids après que la densité a diminué.
trucs et astuces
La densité du soi-disant plomb de travail, qui est obtenu à partir du minerai de plomb et fonctionne comme un matériau pour toutes sortes d'applications, est sujette à de légères fluctuations, car il n'y a qu'entre 95 et 98% de plomb de travail pur. Si vous rencontrez du plomb métallurgique ou du plomb fin, la pureté du matériau et donc la densité d'origine sont supérieures à 99%.
