شیمی فلز سرب و روی

روی فلـزیست ، سفید مایل به خاکـستری با علامت اختصاری Zn ، عدد اتمی 30، جرم اتمی 38/65 ، دانسیته g/Cm³ 14/7، نقطه ذوب 4/419 درجه سانتیگراد و نقطه جوش 906 درجه سانتیگراد. بخارات روی با شعله سفید مایل به سبز می‌سوزد و اکسید می‌شود. روی نسبت به قلع سختتر و از مس نرمتر است(5/2موهس یعنی حدود 40-30BHN برحسب برینل)و با ضربات چکش به راحتی می شکند بطوریکه در دمای عادی نمی توان آن را نورد کرد اما در دمای 100 الی150 درجه سانتیگراد می توان آن را به راحتی نورد و تبدیل به ورق نمود در جدول تناوبی با کادمیم و جیوه در گروه IIB در قسمت فلزات واسطه قرار دارد و فلزیست 2 ظرفیتی با آرایش الکترونی زیر:

[Ar[4S².3d¹⁰

فلز روی دارای 5 ایزوتوپ پایدار 64 /66 /67 /68 /70 به ترتیب با درصد فراوانی 9/50% ، 3/27% ، 9/3% ،4/17% ، 5/0% است و پتانسیل اکسید و احیاء آن

فلز روی دارای شبکه کریستالی منشور (Hexagonal Close Packed) H.C.P است. ویژگی دیگر این فلز اینست که در مواجه با اکسیژن لایه سطحی آن اکسید و تشکیل Zno می دهد که باعث ایجاد یک لایه محافظ می کند که فلز را از اکسیداسیون بعدی محافظت می‌کند. ZnO در آب نامحلول است به همین علت روی در مقابل اکسیژن آب و املاح دریایی مقاوم است. روی در بازها و اسیدهای رقیق به سهولت حل می‌شود و املاح مربوطه را تولید می‌کند. سولفات روی به صورت ZnSO₄.7H₂O رسوب کرده و از محلول جدا می‌شود.

به طور کلی ناخالصی‌ها تأثیر زیادی در خواص فیزیکی و مکانیکی مواد می‌گذارند مثل دمای جوش و ذوب، سختی و …. ناخالصیهای عمده روی عبارتند ازسرب ،آهن، کادمیم، مس. برای مثال افزودن آهن به میزان کمتـراز 2/0% به روی باعث سختی آن می‌شود ولی اگر این مقدار کمی بیشتر شود باعث شکستگی بالای آن می‌‌شود. خاصیت الکترونگاتیوی روی سبب استفاده وسیع آن در باتری های خشک شده است. از خواص مهم و تکنیکی روی در صنعت، حفاظت خیلی خوب پوشش های آن در مقابل خوردگی است.

سرب فلزیست آبی خاکستری ( که در مجاورت هوا تیره تر می شود ) با علامت اختصاری Pb ، عدد اتمی82 ، جرم اتمی 9/207 ، دانسیته 35/11 g/Cm³ ، نقطه ذوب 5/273 درجه سانتیگراد و نقطه جوش 1744درجه سانتیگراد. دارای جلای فلزی و سختی 5/1 موهس، در جدول تناوبی به همراه کربن، ژرمانیم، قلع در گروه IVA و در دوره ششم قرار دارد و فلزیست با ظرفیت های 2 – 4 و آرایش الکترونی زیر:

[Xe[5S².4f¹⁴.5d¹⁰.6P²

فلز سرب دارای 4 ایزوتوپ 204 /206 /207 /208 به ترتیب با درصد فراوانی 4/1% ، 1/24% ، 1/22% ،4/52% است.

فلز سرب دارای شبکه کریستالی (Cubic Close Packed) C.C.P و ایزومرف مس است. یکی از خواص مهم فلز سرب مقاوم بودن این فلز در برابر خوردگی به ویژه مقاومت در برابر اسید سولفوریک است از طرفی مقاومت سرب در مقابل خوردگی با اسید کلریدریک کمتر از اسید سولفوریک است و در مقابل اسید نیتریک مقاومتی ندارد و در آن حل می شود. اسید فلوئوریدریک در حالت رقیق بر سرب اثری ندارد. اسید تارتاریک و اسید استیک به کندی سرب را در خود حل می کنند. روش آزمایشگاهی و ارزان تهیه فلز سرب در مقادیر کم به قرار زیر است:

PbS + ³/₂O₂  →   PbO + SO₂

PbO + C→ Pb + CO

PbO + CO →    Pb + CO₂

در مجاورت هوا و در دمای معمولی ایجاد یک لایه نازک اکسیده و کربناته بر روی سطح فلز سرب از اکسیده شدن آن جلوگیری می نماید. سرب در دمای بیش از 500 درجه سانتی گراد به سرعت اکسیده شده و به PbO تبدیل می شود که به آن لیتاژ گویند. لیتاژ در حالت مذاب با مواد قلیایی ترکیب شده و تولید پلومبایت (Na₂PbO₂) می کند. و سیلیکاتهای سرب در دمای 700-600 درجه سانتی گراد توسط منو اکسید سرب احیا می شوند. ناخالصیهای عمده سرب عبارتند از آنتیموان، آرسنیک، مس، طلا، نقره، قلع و روی.