شیمی فلز سرب و روی

روي فلـزيست ، سفيد مايل به خاكـستري با علامت اختصاري Zn ، عدد اتمي ۳۰، جرم اتمي ۳۸/۶۵ ، دانسيته g/Cm^۳ ۱۴/۷، نقطه ذوب ۴/۴۱۹ درجه سانتيگراد و نقطه جوش ۹۰۶ درجه سانتيگراد. بخارات روي با شعله سفيد مايل به سبز مي‌سوزد و اكسيد مي‌شود. روي نسبت به قلع سختتر و از مس نرمتر است(۵/۲موهس يعني حدود ۴۰-۳۰BHN برحسب برينل)و با ضربات چکش به راحتي مي شکند بطوريکه در دماي عادي نمي توان آن را نورد کرد اما در دماي ۱۰۰ الي۱۵۰ درجه سانتيگراد مي توان آن را به راحتي نورد و تبديل به ورق نمود در جدول تناوبي با كادميم و جيوه در گروه IIB در قسمت فلزات واسطه قرار دارد و فلزيست ۲ ظرفيتي با آرايش الكتروني زير:

[Ar[4S^۲.۳d^۱۰

فلز روي داراي ۵ ايزوتوپ پايدار ۶۴ /۶۶ /۶۷ /۶۸ /۷۰ به ترتيب با درصد فراواني ۹/۵۰% ، ۳/۲۷% ، ۹/۳% ،۴/۱۷% ، ۵/۰% است و پتانسيل اكسيد و احياء آن

فلز روي داراي شبكه كريستالي منشور (Hexagonal Close Packed) H.C.P است. ويژگي ديگر اين فلز اينست كه در مواجه با اكسيژن لايه سطحي آن اكسيد و تشكيل Zno مي دهد كه باعث ايجاد يك لايه محافظ مي كند كه فلز را از اكسيداسيون بعدي محافظت مي‌كند. ZnO در آب نامحلول است به همين علت روي در مقابل اكسيژن آب و املاح دريايي مقاوم است. روي در بازها و اسيدهاي رقيق به سهولت حل مي‌شود و املاح مربوطه را توليد مي‌كند. سولفات روي به صورت ZnSO_۴.۷H_۲O رسوب كرده و از محلول جدا مي‌شود.

به طور كلي ناخالصي‌ها تأثير زيادي در خواص فيزيكي و مكانيكي مواد مي‌گذارند مثل دماي جوش و ذوب، سختي و …. ناخالصيهاي عمده روي عبارتند ازسرب ،آهن، كادميم، مس. براي مثال افزودن آهن به ميزان كمتـراز ۲/۰% به روي باعث سختي آن مي‌شود ولي اگر اين مقدار كمي بيشتر شود باعث شكستگي بالاي آن مي‌‌شود. خاصيت الکترونگاتيوي روي سبب استفاده وسيع آن در باتري هاي خشک شده است. از خواص مهم و تکنيکي روي در صنعت، حفاظت خيلي خوب پوشش هاي آن در مقابل خوردگي است.

سرب فلزيست آبي خاکستري ( که در مجاورت هوا تيره تر مي شود ) با علامت اختصاري Pb ، عدد اتمي۸۲ ، جرم اتمي ۹/۲۰۷ ، دانسيته ۳۵/۱۱ g/Cm^۳ ، نقطه ذوب ۵/۲۷۳ درجه سانتيگراد و نقطه جوش ۱۷۴۴درجه سانتيگراد. داراي جلاي فلزي و سختي ۵/۱ موهس، در جدول تناوبي به همراه کربن، ژرمانيم، قلع در گروه IVA و در دوره ششم قرار دارد و فلزيست با ظرفيت هاي ۲ – ۴ و آرايش الكتروني زير:

[Xe[5S^۲.۴f^۱۴.۵d^۱۰.۶P^۲

فلز سرب داراي ۴ ايزوتوپ ۲۰۴ /۲۰۶ /۲۰۷ /۲۰۸ به ترتيب با درصد فراواني ۴/۱% ، ۱/۲۴% ، ۱/۲۲% ،۴/۵۲% است.

فلز سرب داراي شبکه کريستالي (Cubic Close Packed) C.C.P و ايزومرف مس است. يكي از خواص مهم فلز سرب مقاوم بودن اين فلز در برابر خوردگي به ويژه مقاومت در برابر اسيد سولفوريك است از طرفي مقاومت سرب در مقابل خوردگي با اسيد کلريدريک کمتر از اسيد سولفوريك است و در مقابل اسيد نيتريك مقاومتي ندارد و در آن حل مي شود. اسيد فلوئوريدريک در حالت رقيق بر سرب اثري ندارد. اسيد تارتاريک و اسيد استيک به کندي سرب را در خود حل مي کنند. روش آزمايشگاهي و ارزان تهيه فلز سرب در مقادير کم به قرار زير است:

PbS + ^۳/_۲O_۲  →   PbO + SO_۲

PbO + C→ Pb + CO

PbO + CO →    Pb + CO_۲

در مجاورت هوا و در دماي معمولي ايجاد يك لايه نازک اکسيده و کربناته بر روي سطح فلز سرب از اکسيده شدن آن جلوگيري مي نمايد. سرب در دماي بيش از ۵۰۰ درجه سانتي گراد به سرعت اکسيده شده و به PbO تبديل مي شود که به آن ليتاژ گويند. ليتاژ در حالت مذاب با مواد قليايي ترکيب شده و توليد پلومبايت (Na_۲PbO_۲) مي کند. و سيليكاتهاي سرب در دماي ۷۰۰-۶۰۰ درجه سانتي گراد توسط منو اکسيد سرب احيا مي شوند. ناخالصيهاي عمده سرب عبارتند از آنتيموان، آرسنيك، مس، طلا، نقره، قلع و روي.