Chì là gì? Tìm hiểu về cấu tạo, tính chất, ứng dụng trong cuộc sống

Chu Văn An

Người xưa có câu “Nặng như chì” để chỉ trọng lượng của kim loại chì. Đúng là chì được coi là nguyên tố kim loại nặng nhất mà chúng tôi từng tìm thấy. Chúng được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp như sản xuất ắc quy, ắc quy; sản xuất vật liệu chống bức xạ… Vậy hãy cùng vietchem tìm hiểu kim loại chì là gì cũng như tính chất, đặc điểm và ứng dụng của nó trong cuộc sống qua bài viết dưới đây.

1. Chì là gì?

Chì là nguyên tố hóa học nằm ở ô thứ 82 của bảng tuần hoàn, có tên tiếng Anh là Chì. Đây là một kim loại rất mềm, có thể tạo hình được; Nó có màu trắng xanh khi cắt lần đầu nhưng dần dần chuyển sang màu xám kim loại khi để lâu trong không khí. Chì có ký hiệu hóa học Pb, là tên viết tắt của từ “plumbum” trong tiếng Latin có nghĩa là kim loại mềm.

Chì được phát hiện vào năm 6400 trước Công nguyên ở Türkiye ngày nay. Chúng thường được sử dụng do phân bố rộng rãi và dễ khai thác và chế biến. Trong thời kỳ đồ đồng, chì thường được sử dụng kết hợp với hai nguyên tố khác là asen và antimon.

2. Trạng thái tự nhiên của chì

Trong tự nhiên, chì hiếm khi tồn tại dưới dạng đơn kim loại. Chúng ta thường tìm thấy chì trong quặng khoáng sản cùng với kẽm, bạc và phổ biến nhất là đồng. Khoáng chất chì thường được tìm thấy dưới dạng galena (PbS), trong đó chì chiếm 86,6% khối lượng; cerussite (PbCO3) và Anglesite (PbSO4).

Chì có đồng vị phóng xạ phổ biến Pb202 với chu kỳ bán rã 53.000 năm. Tất cả các đồng vị của chì, ngoại trừ chì 204, có thể được tìm thấy dưới dạng sản phẩm cuối cùng của quá trình phân rã phóng xạ của các nguyên tố nặng hơn như uranium và thorium.

Màu sắc của kim loại chì

3. Tính chất và đặc tính của chì

Tính chất đặc trưng của chì bao gồm:

3.1 Tính chất vật lý của chì

• Hình thức bên ngoài: Chì là kim loại rắn, có màu xám bạc và rất mềm nên có thể dễ dàng uốn cong, dát mỏng và tạo thành nhiều hình dạng khác nhau. Khi mới cắt, bề mặt có màu bạc sáng nhưng nhanh chóng chuyển sang màu xám đen do tiếp xúc với không khí.
• Cấu trúc: Lập phương tâm mặt.
• Nhiệt độ nóng chảy: 327,46°C.
• Nhiệt độ sôi: 1749°C.
• Mật độ: 11,34 g/cm3 (ở 0 °C, 101,325 kPa). Khối lượng riêng ở dạng lỏng sẽ là: 10,66 g/cm3.
• Tính dẫn điện: Chì có tính dẫn điện kém.
• Khi ở dạng bột rất mịn, nó chỉ có thể tự bốc cháy trong không khí, tạo ra ngọn lửa trắng xanh và tạo ra khói rất độc.

3.2 Tính chất hóa học của chì

Chì là kim loại có tính khử yếu, có hóa trị chung là II, có khi lên đến IV. Các phản ứng hóa học của kim loại chì bao gồm:

Tác dụng với phi kim loại:

• Chì bị oxy hóa ở bề mặt bên ngoài tạo thành lớp oxit chì bao phủ và bảo vệ các lớp chì bên trong khỏi bị oxy hóa thêm: 2Pb + O2 → 2 PbO
• Chì phản ứng với khí flo: Pb + F2 → PbF2

Phản ứng với dung dịch axit: Chì có thế điện cực chuẩn thấp E0Pb2+/Pb= – 0,13V. Trong dãy hoạt động hóa học, Chì đứng cạnh hydro nên ở điều kiện thường chì không phản ứng được với dung dịch HCl và H2SO4 loãng. Trong dung dịch H2SO4 đậm đặc hoặc HNO3 đậm đặc nóng, chì sẽ bị oxy hóa.

Pb + 3H2SO4 → Pb(HSO4)2 + SO2 + 2H2O

3Pb + 8HNO3 (pha loãng, nóng) → 3Pb(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Phản ứng với dung dịch kiềm:

Trong dung dịch kiềm. Chì tan tạo thành muối và giải phóng khí H2:

Pb + 2NaOH (đậm đặc) + 2H2O → Na2[Pb(OH)4] + H2

Clo hóa các dung dịch muối trên sẽ tạo ra chì có trạng thái oxi hóa +4.

Pb(OH)2−4 + Cl2 → PbO2 + 2 Cl− + 2 H2O

4. Chuẩn bị chì như thế nào?

Chì được điều chế thông qua quá trình tinh chế quặng chì. Quặng chì chủ yếu chứa ít hơn 10% chì và quặng chứa ít nhất 3% chì có thể được khai thác. Quặng được nghiền và cô đặc bằng phương pháp tuyển nổi bọt.

Quặng sunfua được đốt để tạo ra oxit chì và hỗn hợp muối sunfat và silicat của chì và các kim loại khác có trong quặng. Chì sau đó được tạo ra từ quá trình khử oxit chì bằng than củi.

PbO + CO → Pb + CO2

Một số ứng dụng của kim loại chì

5. Ứng dụng của chì trong cuộc sống

Việc khai thác và sử dụng chì ngày càng gia tăng trên toàn thế giới. Chì kim loại được ứng dụng trong công nghiệp sản xuất:

• Ứng dụng lớn nhất của chì là làm nguyên liệu thô trong sản xuất ắc quy, ắc quy. Cùng với hợp chất chì oxit (PbO2) và hợp kim chì-antimon hoặc chì-canxi, nó được sử dụng trong pin lưu trữ thông thường.
• Chì được sử dụng trong sản xuất đạn dược quân sự.
• Chì là thành phần của kim loại hàn, dùng để chế tạo các hợp kim chịu lực và các hợp kim dễ nóng chảy.
• Trong máy móc công nghiệp và nặng, các tấm và các bộ phận khác làm từ hợp chất chì có thể được sử dụng để giảm tiếng ồn và độ rung.
• Vì chì hấp thụ hiệu quả bức xạ điện từ bước sóng ngắn nên nó được sử dụng làm lá chắn bảo vệ xung quanh các lò phản ứng hạt nhân, máy gia tốc hạt, thiết bị tia X và thùng vận chuyển. Vận chuyển và lưu giữ chất phóng xạ.
• Ngoài đặc tính giữ màu, chì còn là thành phần tạo nên chất màu trong men răng, đặc biệt là tạo ra màu đỏ, màu vàng; bằng chất màu sơn trắng.
• Chì thường được sử dụng trong sản xuất nhựa PVC

6. Ngộ độc chì và những tác hại tới sức khỏe

Mặc dù chì mang lại nhiều lợi ích cho con người nhưng đây là kim loại rất độc hại, ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe. Chúng ta có thể tiếp xúc với chì qua nhiều nguồn như hít phải bụi chì trong quá trình sản xuất, trong xăng pha chì; nuốt hoặc ăn phải thực phẩm, nguồn nước bị nhiễm chì hoặc sử dụng mỹ phẩm có chứa nhiều tạp chất chì bên trong…

Khi vào cơ thể, chì sẽ đến các cơ quan như não, thận, gan và xương. Chúng có thể tích tụ trong răng và xương. Ngộ độc chì gây ra những hậu quả nghiêm trọng cho sức khỏe, đặc biệt đối với trẻ em, người già hoặc phụ nữ mang thai. Ở mức độ phơi nhiễm cao, chì tấn công não và hệ thần kinh trung ương, gây hôn mê, co giật và thậm chí tử vong. Nó còn ảnh hưởng đến sự phát triển trí não của trẻ. Ở mức độ nhẹ hơn, chúng không biểu hiện triệu chứng cụ thể mà âm thầm gây tổn thương cho nhiều hệ cơ quan trong cơ thể. Tiếp xúc với chì còn là nguyên nhân gây thiếu máu, rối loạn huyết áp, suy giảm miễn dịch, suy thận và ảnh hưởng đến khả năng sinh sản…

Để giảm thiểu những tác hại mà chì gây ra cho cơ thể, khi tiếp xúc với chì chúng ta cần trang bị quần áo bảo hộ an toàn. Đồng thời, cần có biện pháp hạn chế tiếp xúc với chì. Trong trường hợp ngộ độc chì cần sơ cứu người bệnh theo hướng dẫn một cách nhanh chóng, kịp thời.

Tác hại của nhiễm độc chì

Qua bài viết trên, chúng tôi hy vọng có thể giúp bạn đọc có thêm những thông tin hữu ích về chì – một kim loại có tính ứng dụng cao trong đời sống. Để không bỏ lỡ những thông tin thú vị khác về hóa chất, độc giả nên đọc nhiều bài viết hay được đăng tải trên website vietchem.com.vn của chúng tôi.