plomb - chimie.

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plomb - chimie.
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PRÉSENTATION

plomb, élément chimique métallique dense et ductile, d'un gris bleuâtre, de symbole Pb et de numéro atomique 82. Le plomb fait partie du groupe 14 (ou IVa) du tableau périodique des éléments.

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ÉTAT NATUREL

Largement répandu à la surface du globe, le plomb constitue près de 0,014 p. 100 en masse de la croûte terrestre. Il est généralement associé au zinc dans le minerai appelé galène. Dans la nature, on trouve le plomb sous huit formes isotopiques,
dont quatre sont radioactives. Trois isotopes stables du plomb, le plomb-206, le plomb-207 et le plomb-208, sont respectivement les derniers éléments de la chaîne radioactive de l'uranium, de l'actinium et du thorium. Le plomb-204, stable, n'a pas
de précurseur radioactif naturel (voir radioactivité).
Les principales sources de plomb sont situées en Australie, aux États-Unis, au Canada, au Mexique, au Pérou et en ex-URSS.

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PRÉPARATION ET PRODUCTION

L'extraction du plomb de la galène s'effectue essentiellement par grillage du minerai à 700 °C, pour le transformer en oxyde de plomb (PbO). Ensuite, l'oxyde est réduit à 900 °C avec du coke dans un haut-fourneau ( voir métallurgie). Une autre
méthode consiste à griller le minerai dans un four à réverbère jusqu'à transformation d'une partie du sulfure de plomb en oxyde et en sulfate. L'alimentation du fourneau en air est ensuite coupée et la température est accrue. Le sulfure de plomb non
transformé réagit alors avec le sulfate et l'oxyde pour donner du plomb métallique et du dioxyde de soufre.
Le plomb contenu dans différents déchets, comme les débris de batteries, est extrait par fusion et constitue une source importante du métal. Comme la galène est souvent associée à d'autres minéraux, le plomb brut obtenu à partir des procédés
d'extraction contient en impuretés des métaux tels que le cuivre, le zinc, l'argent et l'or. La production de ces métaux précieux à partir des minerais de plomb est souvent aussi importante que la production de plomb elle-même. L'argent et l'or sont
ainsi récupérés par le procédé Parkes : une faible quantité de zinc est mélangée au plomb fondu pour dissoudre les métaux précieux ; l'alliage fondu remonte à la surface du plomb sous forme de boues, puis le zinc est séparé de l'argent et de l'or par
distillation. Le plomb brut est souvent purifié par agitation du plomb fondu en présence d'air. Les oxydes des impuretés métalliques ainsi formées montent à la surface et sont récupérées. Pour obtenir un plomb très pur, on effectue un raffinage
électrolytique.
En 1995, la production mondiale de plomb s'élevait à 2,82 millions de tonnes, les principaux producteurs étant la Chine, l'Australie et les États-Unis.

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PROPRIÉTÉS

Le plomb métallique est mou, malléable et ductile : on le met facilement en forme lorsqu'il est chauffé à température modérée. Il présente une faible résistance à la traction et il est mauvais conducteur d'électricité. Une surface de plomb fraîchement
coupée présente un aspect brillant argenté qui devient rapidement terne, d'un gris bleuâtre caractéristique. Le plomb fond à 328 °C, bout à 1 740 °C et a une densité de 11,34 ; sa masse atomique est égale à 207,20.
Soluble dans l'acide nitrique, le plomb est faiblement attaqué par les acides sulfurique et chlorhydrique à température ambiante. Lorsque le plomb est mis en présence d'acide sulfurique, il se forme une couche protectrice de sulfate ( voir soufre), qui
stoppe l'attaque acide. Dans l'air, il réagit lentement avec l'eau pour former l'hydroxyde de plomb. L'eau ordinaire contient souvent des sels du plomb qui se déposent sur les conduites, empêchant ainsi la formation de l'hydroxyde de plomb soluble.

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UTILISATIONS

Le plomb est mentionné dans l'Ancien Testament ; mélangé à l'étain, il était utilisé par les Romains pour souder les conduites d'eau.
D'importantes quantités de plomb sont utilisées dans les batteries et dans les gaines des câbles électriques ainsi que dans l'industrie pour garnir les conduites, les réservoirs et les dispositifs à rayons X. Du fait de sa densité élevée et de ses propriétés
nucléaires, le plomb est largement employé pour protéger les matériaux nucléaires. Parmi les nombreux alliages contenant un pourcentage important de plomb figurent certaines soudures et différents métaux antifriction. Une quantité considérable de
plomb est également consommée sous forme de dérivés, en particulier dans les peintures et les pigments.
Le carbonate de plomb, de formule (PbCO3)2 Pb(OH)2, appelé blanc de plomb ou céruse, est utilisé depuis plus de deux mille ans comme pigment blanc. Il sert également d'enduit pour la céramique et pour la fabrication d'autres pigments. Du fait des
dangers d'empoisonnement par le plomb, l'utilisation des peintures à base de ce produit pour la décoration intérieure a été en grande partie interdite.
Le monoxyde de plomb, ou litharge (PbO), est une poudre cristalline jaune obtenue par chauffage du plomb en présence d'air. Cet oxyde est utilisé dans la fabrication du verre au plomb, pour la dessiccation dans les huiles et les vernis et dans la
production d'insecticides. Le minium, de formule Pb3O4, poudre cristalline écarlate obtenue par oxydation du monoxyde de plomb, est un pigment employé dans les peintures pour protéger de la rouille les structures en fer et en acier.
Le chromate de plomb, ou jaune de chrome, de formule PbCrO4, est une poudre cristalline utilisée comme pigment jaune. Il s'obtient par réaction de l'acétate de plomb sur le bichromate de potassium. Le rouge de chrome, le jaune orangé de chrome
et le jaune citron de chrome sont quelques-uns des pigments obtenus à partir du chromate de plomb. L'éthanoate de plomb (II) (Pb(C2H3O2)2 3H2O), composé cristallin blanc appelé sucre de plomb du fait de son goût sucré, est obtenu
industriellement par dissolution de la litharge dans l'acide éthanoïque. Il est utilisé comme mordant en teinture, pour la dessiccation des peintures et des vernis, et pour la synthèse d'autres composés du plomb.
Le tétraéthyle de plomb (IV) (Pb(C2H5)4) est le principal constituant des agents antidétonants ajoutés à l'essence pour empêcher l'explosion prématurée des mélanges air-essence dans les moteurs à combustion interne. Cependant, il semble que ce
composé contribue de façon significative à la pollution de l'air.

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EMPOISONNEMENT PAR LE PLOMB

Le plomb introduit dans le corps sous quelque forme que ce soit est très toxique. Ses effets se font généralement sentir après une période d'accumulation du métal dans l'organisme. L'empoisonnement se manifeste par l'anémie, la faiblesse, la
constipation, la colique et la paralysie, en particulier des poignets et des chevilles (voir saturnisme). Les conduites servant à l'acheminement de l'eau potable ne doivent donc pas contenir de plomb, les gouvernements tentent de promouvoir
l'utilisation d'essence sans plomb pour lutter contre cette pollution. Les enfants sont particulièrement exposés à l'empoisonnement, même pour des concentrations minimes : le plomb peut retarder le développement moteur, altérer la mémoire et
provoquer des problèmes d'audition et des troubles de l'équilibre. Chez les adultes, il peut provoquer une augmentation de la pression artérielle. On traite l'empoisonnement au plomb par ingestion d'un sel double de l'acide éthylène-diaminotétraacétique, ou EDTA. Le plomb est ensuite éliminé de l'organisme par formation d'un complexe stable avec l'EDTA, complexe soluble dans les urines.
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