82 Pb رصاص 207.2
فلز بعد انتقالي المستوى الفرعي p الدورة 6 المجموعة 14

رصاص

Pb · العنصر 82 · فلز بعد انتقالي

كثيف ولين ومتعدد الاستخدامات بلا نهاية، ومسؤول بهدوء عن قرون من التسمم المزمن.

الحالة عند 20°C صلب
الكتلة الذرية 207.2 u
التوزيع الإلكتروني[Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p²
81Tl كل العناصر الـ118 83Bi

البنية

ذرة رصاص

ليس مخططًا لنقاط على حلقات — بل عينة مونتِ كارلو من كثافة الاحتمال الفعلية |ψ|² لكل غلاف فرعي مشغول. اسحب للتدوير. يشير الأزرق والبنفسجي إلى الإشارتين المتعاكستين لدالة الموجة، وهذا ما يجعل الترابط ممكنًا.

سحابة المدار

القيم المقاسة

ورقة الخصائص

يوضح كل شريط موضع رصاص بين جميع العناصر الـ118 بالنسبة إلى تلك الخاصية.

الفيزيائية

الكثافة 11.342 g/cm³ 69%
نقطة الانصهار 600.6 K 31%
نقطة الغليان 2022 K 44%
الحرارة النوعية 0.129 J/g·K
الموصلية الحرارية 35.3 W/m·K 56%

الذرية

نصف القطر الذري 154 pm 48%
نصف القطر التساهمي 146 pm
نصف قطر فان دير فالس 202 pm

الإلكترونية

الكهروسلبية 2.33 87%
طاقة التأين 715.9 kJ/mol 54%
الألفة الإلكترونية 34.4 kJ/mol 31%

الوجود

الوفرة في القشرة 14 mg/kg 70%

الهوية

الرمزPb
العدد الذري82
الكتلة الذرية207.2 u
الفئةفلز بعد انتقالي
المستوى الفرعيp
البنية البلوريةمكعب مركزي الوجوه
حالات الأكسدة-4, +2, +4
سنة الاكتشافAncient
اكتشفهمعروف منذ العصور القديمة

المصادر: الأوزان الذرية القياسية لـ IUPAC لعام 2021 · دليل CRC للكيمياء والفيزياء · NIST. القيم المعلّمة بـ ~ متوقعة وليست مقاسة.

الحجم، وفق المقياس

ما حجم ذرة رصاص؟

نصف القطر 154 pm — أي 0.154 nm، ولذلك فإن نحو 3.25 مليون ذرة منها متجاورة ستغطي ملليمترًا واحدًا.

المدى الحراري

صلب، سائل، غاز — ومتى

يكون رصاص سائلًا ضمن مجال 1421 K، من 601 K إلى 2022 K.

موضعه

موضعه في الجدول

تقع رصاص في الدورة 6، والمجموعة 14. تشترك جميع العناصر في المجموعة 14 في العدد نفسه من الإلكترونات الخارجية، ولذلك تتصرف بطريقة متشابهة جدًا.

عناصر الفلزات بعد الانتقالية الأخرى

13Al 31Ga 49In 50Sn 81Tl 83Bi 84Po 113Nh 114Fl 115Mc 116Lv
جميع عناصر الفلزات بعد الانتقالية

القصة

ماهيّة رصاص وكيف اكتشفناه

الرصاص فلز ثقيل استُخدم تاريخياً في الأنابيب والطلاء، وأصبح معروفاً الآن بأنه سام.

اكتشاف رصاص

الاكتشاف القديم - قبل التاريخ المدوّن

🏺 البدايات ما قبل التاريخ

يتميّز الرصاص بكونه أحد أقدم المعادن التي اكتشفتها البشرية واستخدمتها، إذ تعود الأدلة على تشغيل الرصاص إلى نحو 6500 قبل الميلاد. وعلى خلاف كثير من العناصر التي اكتُشفت في المختبرات، يسبق اكتشاف الرصاص التاريخ المكتوب، إذ ظهر نتيجة الاحتياجات العملية للحضارات القديمة.

عُثر على أقدم القطع الأثرية المعروفة المصنوعة من الرصاص في تشاتال هيوك، تركيا، ويعود تاريخها إلى نحو 6500 قبل الميلاد. وتشير حبات الرصاص البسيطة والحُلي الصغيرة إلى أن الشعوب القديمة اكتشفت الرصاص من خلال الصهر العرضي للغالينا (كبريتيد الرصاص) في أفران الفخار أو نيران الطهي، حيث جعلت نقطة الانصهار المنخفضة نسبياً للرصاص (327°C) الحصول عليه ممكناً باستخدام تقنية بدائية.

🏛️ الحضارات القديمة

كان المصريون القدماء من أوائل من استخدموا الرصاص استخداماً منظماً، إذ وظفوه في مستحضرات التجميل (الكحل)، والأوزان، والعزل المائي. وتصف نصوص مصرية من 2000 قبل الميلاد عمليات تعدين الرصاص في الصحراء الشرقية، كما عُثر على قطع أثرية من الرصاص في كثير من المقابر الفرعونية، بما في ذلك صفائح رصاص رقيقة استُخدمت في عمليات التحنيط.

وسّعت الحضارة الرومانية استخدام الرصاص إلى نطاق صناعي غير مسبوق في العالم القديم. وكان الرومان يسمّون الرصاص "plumbum" (ومن هنا جاء رمزه الكيميائي Pb)، ومنها اشتُقت كلمات مثل "plumber" و"plumbing". وقد استخدموا الرصاص على نطاق واسع في:

  • أنابيب المياه وبناء القنوات المائية
  • مواد التسقيف والعزل المائي
  • العملات والميداليات
  • مستحضرات التجميل والتركيبات الطبية
  • تحلية النبيذ (وهي ممارسة ربما أسهمت في انحطاط الإمبراطورية)

كانت مناجم الرصاص الرومانية في بريطانيا وإسبانيا والبلقان تنتج آلاف الأطنان سنوياً. وقد عُثر في أنحاء الإمبراطورية السابقة على سبائك رصاص مختومة بعلامات الإمبراطورية الرومانية، مما يبرهن على تطور شبكات الإنتاج والتجارة.

⚗️ الخيمياء في العصور الوسطى

خلال العصور الوسطى، أدى الرصاص دوراً محورياً في نظرية الخيمياء. وربط الخيميائيون الرصاص بكوكب زحل، واعتبروه المعدن "القاعدي" الذي نشأت منه جميع المعادن الأخرى. وقد كتب الخيميائي الشهير باراسيلسوس (1493-1541) بإسهاب عن خصائص الرصاص وتحوله المزعوم إلى ذهب.

وثّق العلماء المسلمون مثل جابر بن حيان (القرن 8) والرازي (القرن 9) السلوك الكيميائي للرصاص، بما في ذلك تفاعله مع الأحماض ودوره في تكوين مركبات مختلفة. وقد أرست ملاحظاتهم المنهجية الأساس للفهم العلمي اللاحق.

أصبحت الأديرة الأوروبية في العصور الوسطى مراكز لتشغيل الرصاص، فاستخدمته في نوافذ الكنائس، والتسقيف، وزخارف المخطوطات المذهبة. ويمثّل إطار الرصاص المميز المستخدم في النوافذ الزجاجية المعشقة ابتكاراً تقنياً لا يزال مستمراً حتى اليوم.

🔬 الثورة العلمية

بدأ الانتقال من الفهم الخيميائي إلى الفهم العلمي للرصاص خلال القرن 17. وأدرج روبرت بويل (1627-1691) الرصاص في دراسته المنهجية للعناصر، معترفاً به مادةً أساسية لا يمكن تحليلها إلى مواد أبسط.

أثبت أنطوان لافوازييه (1743-1794) بصورة قاطعة أن الرصاص عنصر في نظامه الثوري لتصنيف المواد، ومنحه الاسم الذي نستخدمه اليوم. وقد ساعدت تجاربه الدقيقة على أكاسيد الرصاص في ترسيخ قانون حفظ الكتلة ومفهوم العناصر الكيميائية.

أدرج جون دالتون الرصاص في نظريته الذرية (1803)، وأسند إليه وزناً ذرياً ورمزاً. وقد مثّل ذلك تحول الرصاص من معدن قديم إلى عنصر كيميائي حديث.

🏭 التوسع في العصر الصناعي

أحدثت الثورة الصناعية طلباً غير مسبوق على الرصاص. وقد أدى اختراع بطارية الرصاص الحمضية على يد غاستون بلانتيه في 1859 إلى ظهور تطبيق جديد تماماً لا يزال يهيمن على استهلاك الرصاص حتى اليوم.

وسّع اكتشاف رباعي إيثيل الرصاص كمادة مضافة إلى البنزين على يد توماس ميدغلي الابن في 1921 إنتاج الرصاص بدرجة كبيرة، رغم أن هذا الاستخدام اعتُرف به لاحقاً بوصفه كارثة بيئية كبرى، ثم أُوقف تدريجياً في أنحاء العالم.

جعلت تقنيات التعدين الحديثة التي تطورت في القرنين 19 و20، ومنها التعويم الرغوي لمعالجة الخامات، إنتاج الرصاص على نطاق واسع مجدياً اقتصادياً، فحوّلته من معدن ثمين إلى سلعة صناعية.

🧬 الفهم الحديث

شهد القرن 20 إدراك الخصائص السمية للرصاص، مما غيّر بصورة أساسية نظرتنا إلى هذا المعدن القديم. وقد أدى العمل الرائد لباحثين مثل كلير باترسون، الذي درس تلوث البيئة بالرصاص، إلى التخلص التدريجي من البنزين والطلاء المحتويين على الرصاص.

يشمل فهمنا اليوم دور الرصاص في التأريخ الجيولوجي (التأريخ باليورانيوم والرصاص)، والعلوم البيئية (تتبّع التلوث)، والفيزياء النووية (الحماية من الإشعاع)، مما يوضح كيف يواصل اكتشاف قديم تقديم رؤى علمية جديدة.

الاستخدامات

استخدامات رصاص

التطبيقات الصناعية الحديثة

🔋 تكنولوجيا البطاريات

بطاريات الرصاص الحمضية هي التطبيق المهيمن، إذ تستهلك نحو 85% من إنتاج الرصاص العالمي. وتزوّد هذه البطاريات جميع أنظمة تشغيل السيارات تقريباً بالطاقة، إضافةً إلى أنظمة الطاقة الاحتياطية للاتصالات وأنظمة الإضاءة في حالات الطوارئ. وتعمل صفائح الرصاص كقطب موجب (ثاني أكسيد الرصاص، PbO₂) وقطب سالب (رصاص فلزي) في إلكتروليت حمض الكبريتيك.

تستخدم بطاريات الرصاص الحمضية المنظّمة بالصمام (VRLA) المتقدمة تقنية الحصيرة الزجاجية الممتصة للتشغيل المحكم، مما يجعلها مثالية لأنظمة UPS والمعدات الطبية والتطبيقات البحرية. وتحقق التصاميم الحديثة عمراً تشغيلياً يتراوح بين 10 و15 عاماً مع الحد الأدنى من الصيانة.

يعتمد تخزين الطاقة على نطاق الشبكة بصورة متزايدة على بنوك كبيرة من بطاريات الرصاص الحمضية لدمج الطاقة المتجددة. وتستخدم مزارع الرياح والطاقة الشمسية أنظمة بطاريات رصاص ضخمة لتخزين الطاقة أثناء ذروة الإنتاج وإطلاقها عند ارتفاع الطلب.

☢️ الحماية من الإشعاع

تجعل الكثافة العالية للرصاص (11.34 g/cm³) وارتفاع العدد الذري منه المعيار الذهبي في الحماية من أشعة غاما. وتعتمد غرف الأشعة السينية الطبية ومحطات الطاقة النووية ومرافق الأبحاث على الجدران والأبواب والنوافذ المبطنة بالرصاص لحماية العاملين والجمهور.

تحمي بطانيات ومآزر الرصاص المتخصصين الطبيين أثناء إجراءات الأشعة السينية. وتستخدم المآزر الحديثة مواد مكافئة للرصاص، مثل كبريتات الباريوم، لتقليل الوزن، لكن الرصاص النقي يظل مفضلاً لتحقيق أقصى حماية.

تستخدم عمليات تخزين النفايات النووية حاويات الرصاص لنقل المواد المشعة وتخزينها. ويجعل استقرار الرصاص وقدرته على امتصاص الإشعاع منه مادة لا غنى عنها في تطبيقات الصناعة النووية.

🏗️ الإنشاءات والبناء

تستفيد تطبيقات تغطية الأسطح والعزل ضد العوامل الجوية من مقاومة الرصاص للتآكل وقابليته للطرق. وتتميز المباني التاريخية في جميع أنحاء العالم بأسطح مغطاة بالرصاص صمدت لقرون. وتُستخدم صفائح الرصاص الحديثة في الحواف والمزاريب والعزل ضد العوامل الجوية في الإنشاءات الراقية.

تستفيد تطبيقات تخميد الصوت من كثافة الرصاص للعزل الصوتي. وتستخدم استوديوهات التسجيل والمستشفيات والمنشآت الصناعية جدراناً مبطنة بالرصاص للحد من انتقال الضوضاء. كما توفر صفائح الفينيل المحملة بالرصاص حواجز صوتية مرنة.

تحمي أغلفة الأنابيب والكابلات المرافق الموجودة تحت الأرض من التآكل وأضرار القوارض. ويجعل الاستقرار الكيميائي للرصاص منه مادة مثالية لحماية الكابلات الكهربائية في البيئات القاسية، رغم ازدياد استخدام البدائل البلاستيكية.

⚗️ المعالجة الكيميائية

يعتمد إنتاج حمض الكبريتيك على معدات مبطنة بالرصاص في عملية الغرف. وتجعل مقاومة الرصاص لتآكل حمض الكبريتيك منه مادة أساسية في التصنيع الكيميائي، رغم أن العمليات الأحدث قللت من هذا الاستخدام.

لا تزال الأصباغ والسيراميك تستخدم مركبات الرصاص في تطبيقات متخصصة. وتوفر الطلاءات الزجاجية القائمة على الرصاص ألواناً وخصائص مميزة في الخزف الفني، لكنها تخضع لتنظيم صارم بسبب مخاوف السمية.

استخدمت سبائك اللحام تقليدياً مخاليط الرصاص والقصدير في الإلكترونيات والسباكة. وبينما أصبحت البدائل الخالية من الرصاص معياراً في الإلكترونيات الاستهلاكية وأنظمة مياه الشرب، تظل لحامات الرصاص مهمة في تطبيقات الطيران والجيش عالية الموثوقية.

🎯 تطبيقات متخصصة

يستخدم تصنيع الذخائر الرصاص في الرصاصات والطلقات بسبب كثافته وقابليته للطرق وانخفاض نقطة انصهاره. وتوفر رصاصات الرصاص أداءً بالستياً متفوقاً، رغم أن المخاوف البيئية تدفع إلى تطوير مواد بديلة لتطبيقات الصيد.

يحتوي الزجاج الكريستالي (كريستال الرصاص) على أكسيد الرصاص لزيادة معامل الانكسار والكثافة، مما ينتج خصائص بصرية brilliant تُقدَّر في الأدوات الزجاجية الفاخرة. ويحدد محتوى الرصاص البالغ 24% أو أكثر الزجاج الكريستالي الحقيقي.

تستفيد تطبيقات الأثقال الموازنة وثقل الاتزان من الكثافة العالية للرصاص في المصاعد والرافعات والسفن البحرية. ويجعل استقرار الرصاص وسهولة تشكيله مادة مثالية لتطبيقات الموازنة الدقيقة.

♻️ إعادة التدوير والاستدامة

يُعد الرصاص أحد أكثر الفلزات إعادةً للتدوير على مستوى العالم، إذ تتجاوز معدلات إعادة تدوير بطاريات السيارات 95%. ويوفر إنتاج الرصاص الثانوي من إعادة التدوير الآن نحو 60% من الطلب العالمي على الرصاص، مما يقلل الأثر البيئي ويحافظ على الموارد.

الاستخدامات اليومية

🚗 بطاريات السيارات

تعتمد كل سيارة وشاحنة ودراجة نارية تقريباً على بطارية الرصاص الحمضية لتشغيل المحرك والأنظمة الكهربائية. تحتوي هذه البطاريات بجهد 12 فولت على صفائح من الرصاص في حمض الكبريتيك، وتوفر طاقة موثوقة لعقود. وحتى المركبات الهجينة والكهربائية غالباً ما تستخدم بطاريات رصاص حمضية أصغر حجماً للملحقات وأنظمة الطاقة الاحتياطية.

تستخدم بطاريات السيارات الحديثة سبائك الكالسيوم والرصاص لتحسين الأداء وإطالة العمر، ويستمر بعضها من 5 إلى 7 سنوات في الظروف العادية.

🏥 الحماية الطبية

تستخدم وسائل الحماية من الأشعة السينية في المستشفيات وعيادات طب الأسنان مآزر الرصاص وقفازاته وواقيات الغدة الدرقية لحماية المرضى والموظفين. وتتيح النوافذ الزجاجية المحتوية على الرصاص للفنيين مراقبة الإجراءات مع البقاء محميين من الإشعاع.

تستخدم مرافق العلاج الإشعاعي أبواباً وجدراناً من الرصاص ضخمة (غالباً ما يكون سمكها عدة بوصات) لاحتواء حزم الإشعاع عالية الطاقة المستخدمة في علاج السرطان.

🏠 المنزل والمباني

كانت أثقال العجلات المستخدمة لموازنة إطارات السيارات والشاحنات تُصنع تقليدياً من الرصاص، رغم أن البدائل أصبحت شائعة بصورة متزايدة بسبب المخاوف البيئية.

تعتمد أثقال الصيد والمغاطس على كثافة الرصاص لإغراق الخيوط بسرعة. ويستخدم الصيادون أثقالاً مختلفة من الرصاص، بدءاً من الثقالات المشقوقة ووصولاً إلى المغاطس الهرمية الثقيلة، رغم أن بعض المناطق تقيّد استخدام أدوات الصيد المحتوية على الرصاص بالقرب من مواطن الطيور المائية.

تستخدم نوافذ الزجاج المعشق شرائط رصاصية «came» (على شكل حرف H) لتثبيت قطع الزجاج الملون معاً. وتُنشئ هذه التقنية التقليدية، المستخدمة منذ قرون في الكنائس والنوافذ الزخرفية، وصلات مرنة تستوعب حركة المبنى.

🔋 الطاقة الاحتياطية

تستخدم مصادر الطاقة غير المنقطعة (UPS) في المكاتب والمستشفيات ومراكز البيانات بطاريات الرصاص الحمضية لتوفير الطاقة في حالات الطوارئ أثناء انقطاع التيار الكهربائي. ويمكن لهذه البطاريات المحكمة الإغلاق أن تعمل لسنوات من دون صيانة.

تعتمد أنظمة إضاءة الطوارئ في المباني على بطاريات الرصاص الحمضية لتشغيل لافتات المخارج وتجهيزات الطوارئ أثناء أعطال الكهرباء، وفقاً لما تتطلبه قوانين البناء.

الاستخدامات التاريخية (الكثير منها مقيّد الآن)

🎨 الدهانات والأصباغ

كان الطلاء القائم على الرصاص مستخدماً على نطاق واسع حتى سبعينيات القرن العشرين بسبب متانته وألوانه الزاهية. وكان الرصاص الأبيض (كربونات الرصاص) يوفر تغطية ممتازة ومقاومة للعوامل الجوية. إلا أن طلاء الرصاص يسبب مخاطر صحية شديدة، ولا سيما للأطفال، وهو محظور الآن للاستخدام السكني في معظم البلدان.

لا تزال كثير من المباني التاريخية تحتوي على طلاء رصاص، ما يتطلب إجراءات خاصة عند الترميم والإزالة لمنع التعرض لغبار الرصاص.

⛽ مادة مضافة إلى البنزين

أُضيف رباعي إيثيل الرصاص إلى البنزين من عشرينيات القرن العشرين حتى ثمانينياته بوصفه مادة مانعة للطرق لتحسين أداء المحركات. وأدى هذا الاستخدام إلى إطلاق كميات هائلة من الرصاص في البيئة قبل التخلص التدريجي منه بسبب المخاوف الصحية والبيئية.

يُعد التخلص من البنزين المحتوي على الرصاص أحد أعظم إنجازات الصحة العامة في القرن العشرين، إذ أدى إلى خفض تعرض الأطفال للرصاص بصورة كبيرة.

🚰 أنظمة السباكة

كانت أنابيب الرصاص شائعة في أنظمة المياه حتى منتصف القرن العشرين بسبب قابلية الرصاص للطرق ومقاومته للتآكل. ولا تزال كثير من المدن القديمة تحتوي على خطوط خدمة من الرصاص تصل المنازل بأنابيب المياه الرئيسية، رغم استبدالها بصورة منهجية.

كان لحام الرصاص يُستخدم لضم أنابيب النحاس حتى حُظر في أنظمة مياه الشرب في ثمانينيات القرن العشرين. ويُشترط الآن استخدام لحام خالٍ من الرصاص في جميع تمديدات مياه الشرب.

تدابير السلامة الحديثة

رغم بقاء الرصاص مهماً في كثير من التطبيقات، فإن الاستخدام الحديث يركز على الاحتواء وإعادة التدوير. وتُعاد تدوير بطاريات الرصاص الحمضية بمعدلات تتجاوز 95%، ويجب على التطبيقات الجديدة إثبات تقليل التعرض للرصاص طوال دورة حياة المنتج.

تتطلب اللوائح الآن بدائل خالية من الرصاص لمعظم تطبيقات المستهلكين، مع قصر الاستخدامات التقليدية للرصاص على التطبيقات الصناعية التي لا توجد لها بدائل أكثر أماناً أو التي يمكن فيها إدارة المخاطر على نحو مناسب.

مصدره

الوجود الطبيعي

14 mg/kg من القشرة الأرضية · أوفر من 70% من العناصر

الوفرة الجيولوجية

🌍 التوزيع في القشرة الأرضية

يحتل الرصاص المرتبة 38 بين أكثر العناصر وفرةً في قشرة الأرض، بتركيز متوسط يبلغ حوالي 14 جزءًا في المليون. وهذا يجعله أكثر شيوعًا من الفضة والزئبق والكادميوم، وهو ما يفسر معرفة الإنسان بالرصاص واستخدامه منذ العصور القديمة.

يتركز الرصاص في القشرة القارية بدلًا من القشرة المحيطية، إذ تحتوي الصخور الغرانيتية عادةً على 15-20 ppm من الرصاص، مقارنةً بالصخور البازلتية التي لا تحتوي إلا على 3-8 ppm. ويعكس هذا النمط من التركيز سلوك الرصاص غير المتوافق أثناء العمليات الصهارية.

يوجد معظم الرصاص الموجود في القشرة على شكل كميات ضئيلة موزعة في المعادن المكوِّنة للصخور، لكن العمليات الجيولوجية يمكن أن تركزه في رواسب خام مجدية اقتصاديًا من خلال العمليات الحرارية المائية والرسوبية.

⛏️ معادن الخام الأولية

يُعد الغالينا (PbS) أهم معدن لخام الرصاص، إذ يمثل أكثر من 90% من إنتاج الرصاص العالمي. ويكوّن هذا المعدن الرمادي الفضي بلورات مكعبة مميزة، وقد استُخرج لأكثر من 5,000 عام. وغالبًا ما تحتوي رواسب الغالينا الرئيسية على الفضة أيضًا، مما يجعلها ذات قيمة لإنتاج عدة معادن.

يتكوّن السيروسيت (PbCO₃) من تجوية رواسب الغالينا، ويظهر على شكل بلورات عديمة اللون إلى بيضاء. وعلى الرغم من أنه أقل شيوعًا من الغالينا، فقد يكون السيروسيت مهمًا محليًا، ولا سيما في المناطق القاحلة حيث تكون معادن الكربونات مستقرة.

يتكوّن الأنغليسيت (PbSO₄) أيضًا من تجوية الغالينا، لكنه أقل أهمية من الناحية الاقتصادية. ويظهر على شكل بلورات صفراء إلى عديمة اللون، وغالبًا ما يوجد مع السيروسيت في المناطق المؤكسدة من رواسب الرصاص.

تشمل المعادن الثانوية البيرومورفيت والميمتيت والفانادينيت، وهي معادن الفوسفات والزرنيخات والفانادات للرصاص على الترتيب. وتحظى هذه المعادن الملونة بتقدير جامعي المعادن، لكنها نادرًا ما توجد بتركيزات تبلغ درجة الخام.

🗺️ مناطق التعدين الرئيسية

تهيمن الصين على إنتاج الرصاص العالمي، بحوالي 45% من الإنتاج العالمي، ولا سيما من المناجم الموجودة في مقاطعات هونان ويوننان ومنغوليا الداخلية. ويُعد منجم هوانزالا في بيرو ومنجم ريد دوغ في ألاسكا من بين أكبر منتجي الرصاص المنفردين في العالم.

تضم أستراليا رواسب مهمة من الرصاص، ولا سيما منطقة بروكن هيل في نيو ساوث ويلز، التي كانت واحدة من أكثر مناطق تعدين الرصاص والفضة والزنك إنتاجية في العالم لأكثر من 130 عامًا. وينتج مكمن أولمبيك دام في جنوب أستراليا الرصاص بوصفه منتجًا ثانويًا لتعدين النحاس واليورانيوم.

تُعد بيرو والمكسيك من المنتجين الرئيسيين في الأمريكتين، إذ تتمتع منطقة سيرو دي باسكو في بيرو بأهمية تاريخية في إنتاج الرصاص والزنك. وقد استُغلت منطقة سانتا يولاليا في المكسيك باستمرار منذ العهد الاستعماري.

أنتجت رواسب نوع وادي المسيسيبي (MVT) في وسط الولايات المتحدة، بما في ذلك حزام الرصاص القديم في ميزوري ومنطقة جنوب شرق ميزوري للرصاص، كميات هائلة من الرصاص خلال القرنين الماضيين.

🔄 العمليات الجيوكيميائية

تتكوّن رواسب خام الرصاص من خلال عدة عمليات جيولوجية. وتُعد الرواسب الحرارية المائية الأكثر شيوعًا، حيث ترسّب السوائل الساخنة الغنية بالمعادن كبريتيد الرصاص في العروق ورواسب الإحلال والرواسب المنتشرة. وتنشأ هذه السوائل غالبًا من غرف الصهارة التي تبرد أو من العمليات التحولية.

تتكوّن رواسب الزفير الرسوبي (SEDEX) عندما تُصرّف المحاليل الملحية الغنية بالمعادن إلى قيعان البحار القديمة، فتُنشئ رواسب طباقية من الرصاص والزنك. وقد تكوّن مكمن ريد دوغ العملاق في ألاسكا من خلال هذه العملية.

تتطور رواسب الإسْكارن حيث تتلامس الصخور النارية المتداخلة مع الحجر الجيري، فتتكوّن مناطق تحولية عالية الحرارة يمكن أن تترسب فيها معادن الرصاص إلى جانب الكبريتيدات والأكاسيد الأخرى.

تتكوّن رواسب الكبريتيدات الكتلية البركانية (VMS) عند المراكز البركانية القديمة في قاع البحر، رغم أنها تحتوي عادةً على النحاس والزنك أكثر من الرصاص.

🌊 التوزيع البيئي

تتراوح المستويات الخلفية الطبيعية للرصاص في التربة بين 10-50 ppm، رغم ارتفاعها بدرجة كبيرة في مناطق كثيرة بسبب الأنشطة البشرية. وقد تحتوي التربة الحضرية الملوثة على مئات إلى آلاف الأجزاء في المليون من الرصاص نتيجة الاستخدام التاريخي للبنزين المحتوي على الرصاص والطلاء والأنشطة الصناعية.

تحتوي مياه البحر على تركيزات منخفضة جدًا من الرصاص (حوالي 0.002 ppm) بسبب ميل الرصاص إلى الارتباط بالجسيمات والترسب في قاع البحر. ومع ذلك، يمكن للكائنات البحرية أن تراكم الرصاص حيويًا، مما يؤدي إلى ارتفاع مستوياته في بعض المأكولات البحرية.

انخفض الرصاص الجوي بدرجة كبيرة منذ التخلص التدريجي من البنزين المحتوي على الرصاص، لكن الانبعاثات الصناعية والتعدين والصهر ما تزال تسهم في تلوث الهواء المحلي. ويمكن لجسيمات الرصاص أن تنتقل لمسافات طويلة في الغلاف الجوي قبل أن تترسب.

☢️ التركيب النظائري

يتكوّن الرصاص الطبيعي من أربعة نظائر مستقرة: Pb-208 (52.4%) وPb-206 (24.1%) وPb-207 (22.1%) وPb-204 (1.4%). والنظائر الثلاثة الأولى نواتج لسلاسل الاضمحلال المشع (سلاسل الثوريوم واليورانيوم والأكتينيوم على الترتيب)، في حين أن Pb-204 بدائي.

تختلف نسب نظائر الرصاص جغرافيًا، وتوفر معلومات قيّمة عن نشأة رواسب الخام ومصادر التلوث البيئي ودراسات أصل المواد الأثرية. ويساعد هذا التوصيف النظائري في تتبع مصادر التلوث وفهم طرق التجارة القديمة.

التعامل

السلامة

معدن ثقيل سام - سم تراكمي

الرصاص سم عصبي مستمر يتراكم في الجسم بمرور الوقت. لا يوجد مستوى آمن للتعرّض له، وخاصةً بالنسبة إلى الأطفال.

🧠 التأثيرات الصحية

الأضرار العصبية: يؤثر الرصاص بصورة تفضيلية في الجهاز العصبي، مسبباً انخفاض معدل الذكاء، وصعوبات التعلم، ومشكلات الانتباه، ومشكلات سلوكية لدى الأطفال. ويمكن أن يسبب التعرّض له لدى البالغين فقدان الذاكرة، واضطرابات المزاج، واعتلال الأعصاب المحيطية.

التأثيرات النمائية: الأطفال دون سن 6 أعوام هم الأكثر عرضة للخطر. ويمكن حتى للمستويات المنخفضة من التعرّض أن تسبب ضعفاً إدراكياً دائماً، وانخفاضاً في الأداء الدراسي، وزيادة خطر الإصابة باضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه والسلوك المعادي للمجتمع.

التأثيرات القلبية الوعائية: يزيد التعرّض المزمن للرصاص من ضغط الدم، وخطر الإصابة بأمراض القلب، وخطر السكتة الدماغية لدى البالغين. ويتداخل الرصاص مع وظيفة الجهاز القلبي الوعائي على المستوى الخلوي.

السمية التناسلية: يمكن أن يسبب التعرّض للرصاص مشكلات في الخصوبة، ومضاعفات الحمل، والولادة المبكرة، وانخفاض وزن المولود. كما يعبر المشيمة ويمكن أن يلحق الضرر بالأجنّة النامية.

مستوى التدخل في الدم: يعتبر CDC مستويات الرصاص في الدم التي تبلغ ≥5 μg/dL لدى الأطفال مرتفعة وتتطلب التدخل، رغم أن كثيراً من الخبراء يدعون إلى اعتماد حدود أدنى من ذلك.

🏠 مصادر التعرّض الشائعة

طلاء الرصاص: قد تحتوي المنازل المبنية قبل عام 1978 على طلاء رصاص. ويمكن أن تؤدي أعمال التجديد أو الإصلاح أو الطلاء إلى إنتاج غبار رصاص خطير. ويلزم الاستعانة بمتخصصين لإزالة الرصاص بأمان.

التربة الملوثة: قد تحتوي المناطق القريبة من المباني القديمة، أو الطرق المزدحمة، أو المواقع الصناعية السابقة على تربة ملوثة بالرصاص نتيجة رقائق الطلاء، أو البنزين المحتوي على الرصاص، أو الأنشطة الصناعية.

مياه الشرب: يمكن أن تؤدي أنابيب الرصاص، أو مواد اللحام، أو التركيبات إلى تسرّب الرصاص إلى الماء، وخاصةً في المنازل القديمة أو أثناء حدوث تغيرات في كيمياء الماء. وحتى التركيبات «الخالية من الرصاص» قد تحتوي على ما يصل إلى 8% من الرصاص.

التعرّض المهني: يواجه عمال البناء، والدهانون، ومصنّعو البطاريات، ومدربو الأسلحة النارية، وميكانيكيو السيارات مخاطر مرتفعة للتعرّض للرصاص.

المنتجات الاستهلاكية: قد تحتوي بعض المجوهرات، والألعاب، ومستحضرات التجميل، والأدوية التقليدية، والفخاريات المستوردة على مستويات خطرة من الرصاص رغم اللوائح التنظيمية.

🛡️ تدابير الحماية

الحماية الشخصية: استخدم أجهزة تنفس معتمدة من NIOSH (مرشحات P100 كحد أدنى) عند العمل مع الرصاص. وارتدِ ملابس واقية للاستعمال مرة واحدة، وقفازات، وأغطية للأحذية. لا تأكل أو تشرب أو تدخن مطلقاً في مناطق العمل التي يوجد فيها الرصاص.

ضوابط مكان العمل: استخدم ضوابط هندسية مثل التهوية الموضعية للعادم، والطرق الرطبة لكبح الغبار، والترشيح باستخدام HEPA. وأنشئ مناطق منظّمة ذات وصول مقيّد.

ممارسات النظافة: اغسل يديك ووجهك قبل الأكل أو الشرب أو التدخين. واستحم وغيّر ملابسك قبل العودة إلى المنزل. واستخدم غسيلاً منفصلاً لملابس العمل.

السلامة المنزلية: اختبر المنازل المبنية قبل عام 1978 للكشف عن طلاء الرصاص. واستخدم مقاولين معتمدين من EPA لأعمال التجديد. واختبر الماء للكشف عن الرصاص، وخاصةً في المنازل القديمة.

المراقبة الطبية: يحتاج العمال الذين يحتمل تعرّضهم للرصاص إلى مراقبة منتظمة لمستويات الرصاص في الدم. وتتطلب المستويات >40 μg/dL إبعاداً طبياً عن مصدر التعرّض.

🩺 التدبير الطبي

العلاج بالاستخلاب: في حالات التسمم الشديد (مستويات الدم >45 μg/dL لدى الأطفال، و>80 μg/dL لدى البالغين)، يمكن استخدام عوامل الاستخلاب مثل EDTA أو DMSA أو BAL لإزالة الرصاص من الجسم.

الدعم الغذائي: يمكن أن يساعد الحصول على كميات كافية من الكالسيوم والحديد وفيتامين C في تقليل امتصاص الرصاص. ويزيد نقص الحديد امتصاص الرصاص بدرجة كبيرة.

المعالجة البيئية: تتمثل أهم معالجة في إزالة مصدر التعرّض. وغالباً ما يكون العلاج الطبي من دون تنظيف البيئة غير فعال.

المراقبة الطويلة الأمد: يمكن أن تستمر آثار التسمم بالرصاص لسنوات. وقد تكون هناك حاجة إلى متابعة طبية منتظمة ودعم تعليمي.

⚖️ المعايير التنظيمية

معايير OSHA: حد تعرّض مسموح به يبلغ 50 μg/m³ بوصفه متوسطاً مرجحاً زمنياً على مدى 8 ساعات. ويؤدي مستوى تدخل يبلغ 30 μg/m³ إلى تفعيل متطلبات سلامة معززة.

لوائح EPA: متطلبات الإفصاح عن الطلاء المحتوي على الرصاص، وقواعد التجديد والإصلاح (RRP)، ومعايير مياه الشرب (مستوى التدخل 15 ppb).

الحظر الدولي: يُحظر البنزين المحتوي على الرصاص في جميع أنحاء العالم. وتقيّد بلدان كثيرة استخدام الرصاص في الطلاء، والألعاب، والمنتجات الاستهلاكية إلى مستويات منخفضة جداً.

إجابات سريعة

أسئلة شائعة عن رصاص

ما هو رصاص؟

رصاص (رمزه Pb) هو العنصر 82 في الجدول الدوري، وينتمي إلى فلز بعد انتقالي في الدورة 6 والمجموعة 14. كثيف ولين ومتعدد الاستخدامات بلا نهاية، ومسؤول بهدوء عن قرون من التسمم المزمن. في درجة حرارة الغرفة، يكون صلباً.

ما التوزيع الإلكتروني لـ رصاص؟

التوزيع الإلكتروني للحالة الأرضية لـرصاص هو [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p²، ويشغل 6 مستويات من مستويات الطاقة بتوزيع 2, 8, 18, 32, 18, 4. يحتوي غلافه الخارجي على 4 إلكتروناتٍ، وهذا ما يحدد سلوكه في الترابط.

ما نقطتا انصهار وغليان رصاص؟

ينصهر رصاص عند 600.6 K (327.5 °C) ويغلي عند 2022 K (1748.9 °C).

ما الكتلة الذرية لـ رصاص؟

تبلغ الكتلة الذرية القياسية لـ رصاص ‏207.2 u. وهذا متوسط موزون لنظائره الموجودة طبيعياً، ولذلك نادراً ما يكون عدداً صحيحاً.

ما كثافة رصاص؟

تبلغ كثافة رصاص مقدار 11.342 g/cm³. تبلغ كثافة الماء 1.0 g/cm³، لذا تكون كتلة من رصاص أثقل بنحو 11.3×.

ما الكهروسلبية لـ رصاص؟

تبلغ كهروسلبية رصاص وفق مقياس باولنغ 2.33. ويتراوح المقياس من 0.70 (الفرانسيوم، الأقل ميلاً إلى جذب الإلكترونات) إلى 3.98 (الفلور، الأكثر ميلاً). تميل القيم ضمن هذا النطاق المتوسط إلى تكوين روابط تساهمية بدلًا من الروابط الأيونية القوية.

من اكتشف رصاص ومتى؟

عُرف رصاص منذ العصور القديمة — فهو يوجد في صورة يمكن استخدامها دون صهر، لذلك لا يمكن نسب اكتشافه إلى شخص واحد. يأتي الاسم من lead في اللغة الأنغلوسكسونية؛ الرمز من اللاتينية plumbum.

ما مدى وفرة رصاص على الأرض؟

يشكّل رصاص حوالي 14 mg/kg من قشرة الأرض — وهو غير شائع، لكنه ليس نادرًا.

→ السابق Tl ثاليوم العنصر 81 · فلز بعد انتقالي التالي ← Bi بزموت العنصر 83 · فلز بعد انتقالي