Olovo: Porovnání verzí

Aktuální verze z 22. 11. 2025, 05:36

Šablona:Infobox - chemický prvek Olovo (chemická značka Pb, latinsky plumbum) je chemický prvek s protonovým číslem 82. Jedná se o těžký, měkký a kujný kov, známý lidstvu již od starověku. Má modrobílou barvu, na vzduchu však rychle oxiduje a získává matně šedý povlak. Díky své nízké teplotě tání, vysoké hustotě a odolnosti vůči korozi nalezlo široké uplatnění v historii i současnosti, jeho používání je však stále více omezováno kvůli jeho prokázané toxicitě.

Fyzikálně-chemické vlastnosti

Olovo je modrobílý, na čerstvém řezu lesklý, velmi měkký a těžký kov. S hustotou 11 340 kg/m³ patří mezi nejtěžší stabilní prvky. Je dobře kujné a tažné i za pokojové teploty a vyznačuje se nízkou teplotou tání (327,5 °C) a poměrně vysokou teplotou varu (1749 °C). Je špatným vodičem elektrického proudu.

Na vzduchu se povrch olova rychle pokrývá tenkou vrstvou oxidu, která ho chrání před další oxidací a korozí. Odolává působení zředěné kyseliny sírové a chlorovodíkové, ale snadno se rozpouští v kyselině dusičné. Je amfoterní, což znamená, že reaguje jak s kyselinami, tak se silnými hydroxidy.

Ve sloučeninách se vyskytuje nejčastěji v oxidačním čísle Pb^+II, které je stabilnější, ale tvoří i sloučeniny s oxidačním číslem Pb^+IV. Tyto sloučeniny jsou však nestálé a působí jako silná oxidační činidla.

Izotopy

Přírodní olovo je směsí čtyř stabilních izotopů: ²⁰⁴Pb (1,4 %), ²⁰⁶Pb (24,1 %), ²⁰⁷Pb (22,1 %) a ²⁰⁸Pb (52,4 %). Izotopy ²⁰⁶Pb, ²⁰⁷Pb a ²⁰⁸Pb jsou konečnými produkty přirozených rozpadových řad uranu (²³⁸U a ²³⁵U) a thoria (²³²Th). Díky tomu se množství olova v zemské kůře neustále mírně zvyšuje. Izotop ²⁰⁴Pb je jediný, který nevzniká radioaktivním rozpadem. Poměrné zastoupení izotopů se liší v závislosti na geologickém původu rudy, což se využívá například při datování v archeologii. Olovo je nejtěžším prvkem, který má stabilní izotopy.

Výskyt a výroba

Olovo je v zemské kůře relativně rozšířeným prvkem s průměrným obsahem 14 ppm. V elementární formě se vyskytuje vzácně. Nejvýznamnějším a nejběžnějším minerálem a hlavní rudou pro výrobu olova je galenit (sulfid olovnatý, PbS). Dalšími, méně významnými rudami jsou cerusit (uhličitan olovnatý, PbCO₃) a anglesit (síran olovnatý, PbSO₄). Olověné rudy často doprovázejí rudy zinku, stříbra a mědi.

Výroba olova z galenitu probíhá v několika krocích. Ruda se nejprve drtí a koncentruje metodou flotace. Následně se praží za přístupu vzduchu, čímž se sulfid přemění na oxid olovnatý (PbO).

2 PbS + 3 O₂ → 2 PbO + 2 SO₂

Vzniklý oxid se poté redukuje v šachtových pecích pomocí koksu a dalších přísad (např. vápenec) na surové olovo.

2 PbO + C → 2 Pb + CO₂

Surové olovo obsahuje nečistoty jako měď, cín, arsen, antimon nebo bismut, které se odstraňují v procesu rafinace, často elektrolyticky, čímž se získá kov o čistotě až 99,99 %.

Největšími producenty olova ve světě jsou Čína, Austrálie a USA. Významným zdrojem olova je také recyklace, zejména z použitých olověných akumulátorů, která v současnosti představuje více než polovinu celosvětové produkce.

Využití

Olovo je pro lidstvo známé a využívané po tisíciletí díky snadné dostupnosti a zpracovatelnosti. Jeho použití je však v posledních desetiletích výrazně omezováno kvůli jeho toxicitě.

Historické využití

Ve starověkém Římě se olovo masivně používalo na výrobu vodovodních potrubí, nádobí, mincí a jako sladidlo do vína (tzv. olovnatý cukr, octan olovnatý). Předpokládá se, že chronická otrava olovem mohla přispět k úpadku Římské říše. Ve středověku se používalo na střešní krytiny, okenní rámy v katedrálách a jako součást slitin. Po staletí bylo klíčovou složkou liteřiny v knihtisku a základem pro pigmenty, jako je olověná běloba (2PbCO₃·Pb(OH)₂) nebo suřík (Pb₃O₄).

Současné využití (k roku 2025)

I přes regulace zůstává olovo důležitým průmyslovým kovem.

Olověné akumulátory: Největší podíl (přes 80 %) světové produkce olova směřuje do výroby akumulátorů pro automobily a jako záložní zdroje energie.
Ochrana před zářením: Díky své vysoké hustotě a protonovému číslu olovo účinně pohlcuje rentgenové záření a záření gama, proto se používá jako stínicí materiál v medicíně (radiologie), jaderném průmyslu a výzkumu.
Střelivo: Olovo je stále hlavním materiálem pro výrobu střel a broků, i když se hledají ekologičtější alternativy kvůli kontaminaci životního prostředí. V Evropské unii probíhají diskuze o dalším omezení či zákazu olověného střeliva v myslivosti a sportovní střelbě.
Slitiny: Olovo je součástí různých slitin, jako jsou pájky, ložiskové kovy nebo tvrdé olovo (slitina s antimonem), které je tvrdší a odolnější.
Ostatní využití: Používá se jako závaží pro vyvažování kol, v potápěčském vybavení, jako zvuková izolace a v některých typech skel a glazur. Jeho použití v barvách, benzínu (jako tetraethylolovo) a vodovodních potrubích bylo ve většině zemí zakázáno.

Evropská komise zvažuje další omezení, například pro olověné zátěže v rybářství. Pro některé specifické průmyslové a zdravotnické výrobky jsou však udělovány výjimky.

Sloučeniny olova

Olovo tvoří řadu anorganických i organických sloučenin. Většina rozpustných sloučenin olova je jedovatá.

Oxidy:
- Oxid olovnatý (PbO) existuje ve dvou formách, červené a žluté. Používá se při výrobě skla a glazur.
- Oxid olovnato-olovičitý (Pb₃O₄), známý jako suřík nebo minium, je jasně červený pigment používaný jako základní antikorozní nátěr.
- Oxid olovičitý (PbO₂) je tmavě hnědý prášek a tvoří kladnou elektrodu v olověných akumulátorech.
Sulfidy:
- Sulfid olovnatý (PbS), v přírodě jako minerál galenit, je černá, nerozpustná látka s polovodičovými vlastnostmi, využívaná v detektorech infračerveného záření.
Soli:
- Dusičnan olovnatý (Pb(NO₃)₂) je jedna z mála dobře rozpustných solí olova a slouží jako výchozí látka pro přípravu jiných olovnatých sloučenin.
- Uhličitan olovnatý (PbCO₃) a síran olovnatý (PbSO₄) jsou bílé, nerozpustné látky. Uhličitan byl součástí pigmentu olověné běloby.
Organokovové sloučeniny:
- Tetraethylolovo (Pb(C₂H₅)₄) se dříve přidávalo do benzínu jako antidetonační přísada pro zvýšení oktanového čísla. Jeho používání bylo celosvětově zakázáno kvůli masivní kontaminaci životního prostředí olovem.

Biologická toxicita a zdravotní rizika

Olovo je vysoce toxický kov, který nemá v lidském těle žádnou známou biologickou funkci. Hromadí se v organismu, zejména v kostech, kde nahrazuje vápník, a dále v játrech a ledvinách. Vylučuje se velmi pomalu, poločas v kostech je 5–10 let.

Zdroje expozice

Historicky byla hlavním zdrojem expozice aditiva v benzínu, což vedlo ke globální kontaminaci ovzduší a půdy. Po zákazu olovnatého benzínu (v ČR v roce 2001) se koncentrace v ovzduší výrazně snížily. V současnosti (2025) jsou hlavními zdroji expozice pro běžnou populaci:

Potrava: Pěstování plodin na kontaminované půdě.
Pracovní prostředí: Hutě, výroba akumulátorů, slévárny, opravy a recyklace.
Staré nátěry a potrubí: Zbytky olovnatých barev v budovách a staré vodovodní rozvody.
Některé spotřební výrobky: Levné šperky, hračky, kosmetika nebo keramika s olovnatou glazurou, zejména z dovozu.

Účinky na zdraví

Olovo poškozuje prakticky všechny orgánové systémy, nejcitlivější je však nervová soustava.

Nervový systém: Olovo je silný neurotoxin. U dětí může i velmi nízká expozice vést k nevratnému poškození mozku, snížení IQ, poruchám učení, hyperaktivitě a problémům s chováním. Epidemiologické studie ukázaly, že na každých 10 µg Pb / 100 ml krve se IQ snižuje o 1–3 body.
Krvetvorba: Olovo blokuje enzymy potřebné pro syntézu hemu, což vede k anémii.
Ledviny a játra: Vysoké dávky mohou způsobit poškození ledvin a jater.
Kardiovaskulární systém: Dlouhodobá expozice zvyšuje riziko vysokého krevního tlaku a kardiovaskulárních onemocnění. Studie z roku 2019 odhadla, že olovo bylo zodpovědné za 5,5 milionu úmrtí na tyto nemoci celosvětově.
Reprodukční systém: Olovo negativně ovlivňuje plodnost u mužů i žen.

Zvláště zranitelnou skupinou jsou děti (zejména do 5 let) a těhotné ženy, protože olovo prochází placentou a může poškodit vyvíjející se plod. Děti vstřebávají z trávicího traktu 4–5krát více olova než dospělí. Mezinárodní agentura pro výzkum rakoviny (IARC) řadí anorganické sloučeniny olova do skupiny 2A (pravděpodobně karcinogenní pro lidi) a samotné olovo do skupiny 2B (možná karcinogenní pro lidi).

Ekologická rizika

Olovo uvolněné do životního prostředí, ať už z průmyslu, dopravy nebo používáním olověného střeliva a rybářských zátěží, v něm dlouho přetrvává, protože je málo reaktivní. Kumuluje se v půdě, kde zůstává v povrchových vrstvách a může být přijímáno rostlinami. Ve vodním prostředí se váže na sedimenty.

Olovo je toxické pro vodní organismy i suchozemské živočichy. Zvláště ohroženi jsou vodní ptáci a dravci, kteří se mohou otrávit pozřením olověných broků nebo rybářských olůvek, které si spletou s potravou nebo kamínky na trávení. V Evropské unii se ročně do prostředí rozptýlí tisíce tun olova jen z loveckého střeliva.

Odkazy

Reference

Související články