رصاص

في الكون

إضافةً إلى ذلك، إنّ الرصاص الابتدائي، والمتكوّن من نظائر الرصاص 204 و206 و207 و208، كان قد تشكّل نتيجة عمليات التقاط نيوترون متكرّرة داخل النجوم؛ وهي تشمل كِلَا النوعين: العمليّات البطيئة والسريعة.

كذلك، على الرغم من ارتفاع العدد الذرّي للرصاص إلّا أنّ وفرته في الكون تفوق أغلب العناصر ذات العدد الأكبر من 40؛ إذ تبلغ وفرته في النظام الشمسي نسبةً إلى عدد الجسيمات مقدار 0.121 جزء في البليون (ppb)، وهو مقدار أكثر بمرّتين ونصف من وفرة البلاتين، وأكثر بثمانِ مرّات من وفرة الزئبق، وأكثر بحوالي 17 مرّة من وفرة الذهب في الكون. على العموم فإنّ كمّيّة الرصاص في الكون بازديادٍ ضئيلٍ مستمرٍّ، لأنّ أغلب العناصر الأثقل منهُ تضمحلّ إليه تدريجياً؛ وتُقدّر نسبة ازدياد الرصاص في الكون منذ نشأته بحوالي 0.75%.

ومن ناحية أخرى، تفصل بين عمليات التقاط النيوترون البطئية سنوات أو عقود، ممّا يسمح للنوى الأقلّ استقراراً بأن تخضع لاضمحلال بيتا. يمكن كذلك لعمليات التقاط النيوترون أن تحدث بشكلٍ بطيءٍ جدّاً، يستمرّ الالتقاط لملايين السنين، بحيث يستحصل بالنهاية من نواة ثاليوم مستقرّة على نظائر الرصاص المستقرّة. بالمقابل، فإنّ عمليات التقاط النيوترون السريعة تحدث بشكلٍ أسرع من اضمحلال النواة نفسها؛ وتكون مفضّلةَ الحدوث في الأوساط ذات الكثافة النيوترونية المرتفعة مثل المستعرّات العظمى أو مناطق اندماج النجوم النيوترونية؛ والتي يمكن أن يقدّر معدّل تدفّق النيوترونات فيها بحوالي 2210 نيوترون لكلّ سم2 كل ثانية. من جهةٍ أخرى، فإنّ كمّيّة الرصاص المتشكّلة عن طريق عمليّات التقاط النيوترون السريعة أقلّ من نظيرتها في العمليات البطيئة؛ إذ أنّها تميل لأن تتوقّف في الغالب عندما يصلُ عدد النيوترونات في النواة إلى 126؛ عند تلك النقطة تترتّب النيوترونات في أغلفة مكتملة في نواة الذرّة، ويصبح من الصعب طاقياً استيعاب كمّيّة أكبر.

الاستخراج والإنتاج

وعلى صعيد آخر، إنّ الإنتاج العالمي من الرصاص (وفق بيانات سنة 2014) في ازدياد مستمرّ نتيجةً لاستخدامه بشكلٍ رئيسي في صناعة بطّاريات السيارات. وفق تقدير مخزون الفلزّات في المجتمع الصادر سنة 2010 عن لجنة المصادر العالمية التابعة لبرنامج الأمم المتّحدة للبيئة فإنّ المجموع الكلي لكمّيّات الرصاص المستعملة أو المخزّنة أو المطروحة أو المبدّدة هي 8 كغ لكلّ نسمة وسطياً على نطاق العالم؛ مع أخذ الفروقات بين الدول المتطوّرة (20–150 كغ لكلّ نسمة) والدول النامية (1–4 كغ لكلّ نسمة).

ومن ناحية أخرى، عموماً يمكن تصنيف استخراج الرصاص حسب مصدر الحصول عليه إلى استخراج أوّلي من الخامات في القشرة الأرضية؛ وإلى استخراج ثانوي من تدوير الخردة. استُخرج سنة 2014 مقدار 4.58 مليون طنّ من الرصاص من مصادرَ أوّلية، مقابل 5.64 مليون طنّ من مصادر ثانوية؛ وكانت حينها الصين وأستراليا والولايات المتحدة هي الدول في صدارة الإنتاج العالمي بتعدين الرصاص، في حين أنّ الصين والولايات المتّحدة والهند هي التي كانت في صدارة الدول بتدوير الرصاص. إنّ عمليات إنتاج الرصاص الأوّلية والثانوية متشابهة؛ وتلجأ بعض منشآت تعدين الرصاص إلى مواءمة خطوط إنتاجها بحيث يمكن معالجة خردة الرصاص في عملياتها، خاصّةً أنّه في أغلب الأحيان وعند تطبيق تقنيات مناسبة يكون من الصعب التمييز بين الرصاص الناتج عن التعدين والرصاص الناتج عن التدوير. تحتاج بعض مصادر الرصاص الثانوية إلى عمليّات تنقية، وعندما لا تقتضي الحاجة لإعادة معالجة رصاص الخردة تنخفض التكاليف إلى أكثر من النصف، وخاصّةً عند المقارنة بالاحتياجات الطاقيّة اللازمة للعمليّات في أسلوب التعدين.

العمليّة المباشرة

من جانب آخر، إذا كانت المادّة الأوّلية غنيّة المحتوى يمكن الحصول منها على مردود يصل إلى 80% على شكل صَبّات من فلزّ الرصاص، وتكون نسبة 20% المتبقيّة غنيّة بأكسيد الرصاص. أمّا إذا كانت المادّة الأوّلية فقيرة المحتوى، فيمكن أكسدة كلّ الرصاص إلى خبث مرتفع المحتوى، والذي يُختزَل لاحقاً إلى فلزّ الرصاص؛

كذلك، في هذه العمليّة يُستحصَل على صَبّات الرصاص وعلى الخَبَث الناتج من العمليّات بشكلٍ مباشرٍ من مُرَكّز الرصاص. يُصهَر الرصاص في البداية في فرن ويُؤكسَد بواسطة تيّار من الأكسجين مشكّلاً أحادي أكسيد الرصاص؛ وبعد إضافة مسحوق فحم الكوك يُختزَل الأكسيد إلى فلزّ الرصاص وسط الخبث المتشكّل من الشوائب المرافقة.

العمليّة ثنائية المرحلة

علاوةً على ذلك، يمكن أن يُستخدَم غاز SO2 في تحضير حمض الكبريتيك؛ أمّا أكسيد الرصاص فيكون على شكل مصهور. بما أنّ المُرَكَّز الكبريتيدي ليس نقياً، لذلك تعطي عمليّة التحميص مزيجاً من أكاسيد وكبريتات وسيليكات لفلزّ الرصاص ولفلزّات أخرى موجودة في الخامة. يلي ذلك إجراء عمليّة اختزال بفحم الكوك إلى الرصاص (غير النقيّ) بتفاعل من مرحلتين.

ومن ناحية أخرى، في حال كانت الخامة الأوّلية غنيّة بالرصاص يمكن أن تُجرَى العمليّة السابقة بخطوة واحدة، وذلك بإجراء عمليّة تحميص غير كامل للخامة الكبريتيدية؛ ثمّ في مرحلةٍ لاحقة يُسخَّن مزيج أكسيد وكبريتيد الرصاص بوجود الهواء ممّا يسهم في اختزال القسم المتبقّي من PbS دون الحاجة إلى إضافة فحم الكوك:

من جهة ثانية، تُجرَى أوّلاً عمليّة تحميص للمُرَكَّز الكبريتيدي لدرجات حرارة تفوق 1000 °س في الهواء وبوجود كمّيّة كافية من الأكسجين لأكسدة كبريتيد الرصاص الثنائي إلى أكسيد الرصاص الثنائي وثنائي أكسيد الكبريت:

مطيافية الكتلة

في هذا الإطار، يمكن استخدام التقنيات المختلفة في مطيافية الكتلة لتحليل آثار من الفلزّات باستخدام البلازما المقترنة بالتحريض مصدراً للأيونات، فمثلًا يصل حدّ الكشف عن الرصاص في عيّنة بول إلى 4.2 بيكوغرام/غرام.

عمليّات التدوير

علاوةً على ذلك، يمكن أن يُستحصَل على الرصاص المُدوّر من بطّاريات السيارات كما هو الحال في عملية ، والتي تعالِج عجينةَ الرصاص الحاوية على أكاسيد الرصاص حرارياً في قمين بعد إزالة الكبريتات بالقلوي للحصول على فلزّ الرصاص، والذي يكون غير نقيٍّ لاحتوائه على شوائب من الإثمد. يمكن إجراء عمليّة تنقية لاحقة للرصاص، ولكن ذلك يعتمد على الكلفة وعلى درجة النقاوة المطلوبة وعلى نوع الشوائب الموجودة. من المصادر الثانوية الأخرى للرصاص إلى جانب البطاريات كلّ من الصفائح والأنابيب والكبلات المستعملة في بعض الإنشاءات.

وعلى صعيد آخر، عادةً ما يتمّ تجاوز مرحلة الصهر في عمليّة تدوير الرصاص، ولا تُطبَّق إلّا عندما يكون الرصاص قد تأكسد بشكلٍ واضح. بشكلٍ مشابه لعمليّات التعدين يُعالَج الرصاص في أفرانٍ مناسبة، والتي تعطي ناتجاً من الرصاص متفاوتاً في نسبة الشوائب وذلك حسب نوع الفرن؛ إذ أنّ الفرن اللافح يعطي رصاصاً قاسياً (يحوي على 10% إثمد)، في حين أنّ القَمينَ الدَوّار يعطي رصاصاً شبهَ طريٍّ (يحوي على 3-4% إثمد).

التنقية

من جهة ثانية، يمكن أن تُجرى عملية التنقية بأسلوبٍ آخر مغاير للمعالجات الحرارية اعتماداً على أسلوب كهركيميائي لمصهور الرصاص بواسطة عملية بيتس. في تلك العمليّة يُغمَس مصعد من الرصاص المشوب ومهبط من الرصاص النقيّ في كهرل من سداسي فلوروسيليكات الرصاص PbSiF6؛ وعند تطبيق فرق الجهد الكهربائي المناسب ينحلّ الرصاص الموجود على المصعد، ويترسّب على المهبط تاركاً أغلب الشوائب في المحلول. يَعيبُ تلك العمليّة كلفتها المرتفعة، بسبب الحاجة إلى تطبيق جهد زائد في حوض التنقية؛ ولذلك لا تستعمل إلّا في تنقيّة صبّات الرصاص الحاوية على نسبٍ مرتفعة من الشوائب.

وفي هذا السياق، غالباً ما تكون الشوائب الموجودة هي من فلزّات الزرنيخ والإثمد والبزموت والزنك والنحاس والفضّة والذهب؛ والتي عادةً ما تزال بسلسلةٍ من المعالجات والعمليات الحرارية. يُعالَج المصهور في فرن عاكس مع الهواء والبخار والكبريت بوجود نترات الصوديوم/كربونات الصوديوم ممّا يؤكسد الشوائب عدا الذهب والفضة والبزموت. تزال تلك الشوائب المتأكسدة بقشطها على هيئة كدارة طافية على السطح؛ في حين أنّ شوائب النحاس والزنك تزال بالانفصال الحبيبي؛ أمّا الشوائب الثمينة من الفضّة والذهب فتزال وتستعاد وفق عملية باركس، التي تتضمّن إضافة الزنك إلى مصهور الرصاص لاستحصالهما، إذ أنّ الزنك لا يمتزج مع الرصاص، ممّا يُسهِّل من فصله على هيئة محلول جامد. فيما بعد، وللتخلّص من البزموت الموجود في الرصاص تُجرى عملية بترتون-كرول، التي تتضمّن المعالجة بالكالسيوم والمغنسيوم، ثمّ المعالجة الحرارية اللاحقة للتخلّص من خبث البزموت.

في اللغة العربية

كذلك، يسمّى الرصاص في اللغة العربية كذلك باسم الصَرَفان. وأمّا الآنك هو: الأُسْرُبُّ. وهو: الرصاص القلعيُّ، أو القزدير، أو الرصاص الأبيض، وقيل: الأسود، وقيل هو: الخالص منه.

الشكل الأوّلي العنصري

ومن جهة أخرى، كثافة الرصاص العالية وعدده الذرّي وقابليته على التشكيل جعلت منه مادة أساسية لتصنيع الحواجز التي تمتصّ الصوت والاهتزازات والإشعاع. ليس للرصاص تردّدات صدى طبيعية؛ نتيجةً لذلك، تستعمل صفائح الرصاص في تركيب طبقات لتخفيت الأصوات في الجدران والأرضيات والأسقف في الاستديوهات الصوتية. تصنع أنابيب الأرغن من سبائك الرصاص عادةً وذلك بمزجها بكمّيّات مختلفة من القصدير للتحكّم في نغمة كلّ أنبوب.الرصاص مادّة مهمّة في صناعة الدروع الواقية من الإشعاعات المؤيّنة في الفيزياء النووية وغرف التصوير بالأشعّة السينية وذلك بسبب كثافته ومعامل امتصاصه المرتفع.

وفي هذا السياق، لمعدن الرصاص الكثير من الخصائص الميكانيكية المفيدة، بما في ذلك الكثافة العالية، ونقطة الانصهار المنخفضة، والليونة، والخمول النسبي. تتفوّق الكثير من المعادن على الرصاص في بعض هذه الخصائص، لكنّها أقلّ شيوعاً واستخراجها من خاماتها أكثر صعوبةً. ونظراً لسمّيّة الرصاص، فقد استبعد من بعض الصناعات والاستخدامات.

في هذا الإطار، يستعمل الرصاصُ المصهور مادّةَ تبريد في المفاعلات السريعة بتبريد الرصاص.

من جهة ثانية، عام 1993، تمّ تدعيم قاعدة برج بيزا المائل بحوالي 600 طنّ من الرصاص. وبسبب مقاومته للتآكل، يُستعمل الرصاص كغمدٍ وقائي للكابلات تحت الماء.

وفي هذا الصدد، يستعمل الرصاص في كوابل الطاقة ذات الجهد العالي كمادّة تغليف لمنع انتشار المياه إلى العازل الكهربائي؛ إلّا أنّ استخدام الرصاص لهذا الغرض أصبح يتراجع تدريجياً. كمّا أنّ استخدامه في سبائك لحام القصدير المستعملة في الإلكترونيات تراجع في بعض الدول، وذلك بهدف تقليل كمّيّة النفايات الضارّة بالبيئة. يعتبر الرصاص أحد ثلاثة معادن تستعمل في «» المتّبع لفحص مواد المتاحف، التي تستعمل للكشف عن الأحماض العضوية والألدهيدات والغازات الحمضية.

علاوةً على ذلك، يستعمل الرصاص في الكثير من التطبيقات بفضل كثافته العالية ومقاومته للتآكل. فهو يستعمل في صناعة صابورة توازن القوارب الشراعية؛ إذ تتيح كثافته بالحدّ من مقاومة الماء، وبالتالي موازنة تأثير الرياح على الأشرعة. كما يستعمل في التثقيل المتّبع في عمليات الغوص بجهاز التنفس المكتفي ذاتيا لمقاومة طفو الغطّاس.

وفي هذا الصدد، يضاف الرصاص إلى سبائك النحاس، كالنحاس الأصفر والبرونز، لتحسين إمكانية استخدامها في صناعة المياكن. ولكونه غير قابل للذوبان في النحاس عملياً، يشكّل الرصاص كريّات صلبة في السبيكة على هيئة حدٍّ حُبَيبيّ وهذا من عيوبه. في التركيزات المنخفضة وعند استخدامه مادةَ تشحيم، تعوق الكريّات تشكيل الرايش أثناء عمل السبائك، وبالتالي تستعمل سبائك الرصاص ذي التركيزات الأكبر في صناعة المحامل. يوفّر الرصاص خاصّية التشحيم، ودعم المحامل.

وعلى صعيد آخر، أكبر استخدامات الرصاص في أوائل القرن 21 هو «بطاريات الرصاص الحمضية». حيث توفّر التفاعلات في البطّارية بين الرصاص وثاني أكسيد الرصاص وحمض الكبريتيك مصدراً جيّداً للجهد الكهربائي. تمّ تركيب المكثّفات الفائقة التي تتضمّن بطاريات الرصاص الحمضية في تطبيقات تعتمد مقاييس الكيلووات والميغاوايت في أستراليا واليابان والولايات المتحدة لتنظيم التردّدات وتحويل الطاقة الشمسية وتطويع الرياح وتطبيقات أخرى. تتميّز هذه البطاريات بكثافة طاقة أقلّ وكفاءة أكبر في تفريغ الشحنات من بطاريات أيونات الليثيوم، لكنّها أرخص بكثير

من جانب آخر، استعمل معدن الرصاص في تصنيع طلقات الأسلحة منذ اختراعها في العصور الوسطى. نظراً لكونه غير مكلف ونقطة انصهاره منخفضة، فقد كان من المفضّل استخدامه لصنع ذخائر الأسلحة الصغيرة وقذائف الطلقات النارية الصغيرة بطريقة الصبّ وبمعدّات تقنية بسيطة؛ وذلك نظراً لكون كثافته أعلى من كثافة بعض المعادن الأخرى الشائعة، الأمر الذي ساعد في الحفاظ على تسارع المقذوفات. أمّا اليوم، فلا يزال الرصاص المادّة الأساسية لصناعة طلقات الأسلحة، ويستعمل لخلطه مع معادن أخرى لتصليبها. أثيرت مخاوف من استخدام طلقات الرصاص في الصيد لمضارّها البيئية. لذا بدأت ولاية كاليفورنيا حظر استخدام طلقات الرصاص للصيد في تمّوز (يوليو) 2015.

من جهة ثانية، للرصاص استخدامات عديدة في صناعات البناء والتشييد؛ تستعمل صفائح الرصاص في الإنشاءات، وذلك في مواد تدعيم الأسقف، والتصفيح والحشوات المعدنية المانعة للتسرّب وفي صناعة المزاريب ووصلاتها وفي حواجز الأسقف. تستعمل قوالب الرصاص المفصّلة في قطع الزخرفة المستعملة لإصلاح صفائح الرصاص. كما لا يزال مستعملاً لصناعة التماثيل والمنحوتات. بما في ذلك دعامات التماثيل. في الماضي، كان الرصاص يستعمل عادةً في موازنة الإطارات؛ لكن توقّف استخدامه لهذا الغرض لأسباب بيئية.

العصور الوسطى

وفي هذا الصدد، علاوةً على ذلك فقد استُخدِم الرصاص منذ بداية القرن الثالث عشر في صناعة الزجاج المعشّق؛ كما استخدِم في غشّ الخمر، الأمرِ الذي أدّى إلى حالات تسمّم كثيرة موثّقة حتى نهاية القرن الثامن عشر. من جهة أخرى فقد كان الرصاص مادّةً أساسيةً في صناعة أجزاء من آلة الطباعة التي اختُرعت قرابة منتصف القرن الخامس عشر، الأمر الذي عرّض الكثير من العمّال لحالات التسمّم بالرصاص كذلك. دخل الرصاص في صناعة مقذوفات وطلقات الأسلحة النارية نظراً لرخص ثمنهِ وتوفّره ولارتفاع كثافتهِ وانخفاض نقطة انصهاره.

وفي السياق ذاته، شاع استخدام أبيض الرصاص في مستحضرات التجميل في ذلك العصر، لأجل تبييض الوجه، وكان يسمّى حينها إسبيداج (أو الإسفيداج)؛ كما كان يُستعمل للطلاء، إلّا أنّ تلك الاستخدامات تراجعت تدريجياً للسمّيّة. كان ذلك الاستخدام شائعاً ضمن الطبقات الأرستقراطية الأوروبية؛ وكذلك في اليابان كذلك، والتي شاع فيها تقليد غيشا في تبييض الوجوه حتّى القرن العشرين، إذ كانت الوجوه البيضاء للنساء في ذلك العصر دلالةً على أنوثة المرأة اليابانية.

في هذا الإطار، كان الرصاص عنصراً حاضراً في تجارب الخيميائيين سواء في عصر الحضارة الإسلامية أو ما قبل عصر النهضة الأوروبي؛ وكان له الرمز الخيميائي في مدوّنات ذلك العصر،، والذي كان مخصّصاً كذلك لكوكب زحل. كان الرصاص عند الخيميائيين يُعتبر من الفلزّات الوضيعة الشائبة، والذي يمكن لجوهرهِ أن يتحوّل إلى فلزّ نبيلٍ نقيٍّ مثل الذهب بالعمليات والتقنيات الخيميائية المناسبة. وقد ذكره البيروني في كتابهِ الجماهر في معرفة الجواهر وخصّص لهُ قِسماً.

في هذا الإطار، مع سقوط الإمبراطورية الرومانية الغربية تراجع إنتاج الرصاص في أوروبا الغربية، خاصّةً مع صعود دولة الأمويّين في الأندلس، إذ كانت تلك المنطقة الوحيدة ذات الإنتاج المهمّ في أوروبا في ذلك الوقت؛ بالمقابل ازداد الإنتاج في مناطق أخرى من العالم مثل الصين والهند.

المركّبات الكيميائية

اللاعضوية

وفي السياق ذاته، للرصاص حالَتا أكسدة رئيسيتان، وهما +2 و+4؛ ويعود ذلك إلى تأثير الزوج الخامل؛ والذي يبرز بشكل واضح عند وجود فرق كبير في الكهرسلبية بين الرصاص وبين أنيونات الأكسيد أو الهاليد أو النتريد مسبّباً وجودَ شحنةٍ كهربائية جزئية موجبة ظاهرة على الرصاص. هناك فرق كبير نسبياً بين كهرسلبية الرصاص الثنائي (قيمتها 1.87) والرصاص الرباعي (قيمتها 2.33). في حالة الفرق الكبير في الكهرسلبية يؤدّي تأثير الزوج الخامل إلى حدوث انكماش أكبر لمدار 6s في الرصاص أكثر ممّا هو الحال في مدار 6p؛ ممّا يجعل مساهمة الإلكترونات في المدار 6s غير مفضّلاً، ولذلك تكون السمة السائدة في مركّبات الرصاص الأيونية أنّها ثنائية التكافؤ. بالمقابل، فإنّ تأثير الزوج الخامل أقلّ تطبيقاً في مركّبات الرصاص التساهمية، حيث يتشارك الرصاص بالرابطة مع عناصر مقاربة في الكهرسلبية مثل الكربون في مركّبات الرصاص العضوية، والتي تكون فيها المدارات 6s و6p متقاربة، ممّا يتيح حدوث تهجين مداري على النمط sp3؛ إذ أنّ الرصاص كما الكربون يكون رباعي التكافؤ في تلك المركّبات. يمكن للرصاص أن يشكّل سلسلة من ذرّات الرصاص المترابطة مع بعضها تساهمياً، وتلك خاصّيّة يتشارك بها مع مجانساته الأخفّ في مجموعة الكربون؛ إلّا أنّ مدى طول السلسلة أقصر بكثير مما تفعله باقي تلك العناصر، وذلك لأنّ طاقة الرابطة Pb–Pb أصغر بأكثر بثلاث مرّات من طاقة الرابطة C–C. يمكن أن يصل طول سلسلة الرصاص إلى ثلاث ذرّات كحدّ أقصى.

الرصاص الرباعي

من جهة ثانية، من مركّبات الرصاص الرباعي اللاعضوية المستحصلة كلّ من كبريتيد الرصاص الرباعي (ثنائي كبريتيد الرصاص) PbS2، وسيلينيد الرصاص الرباعي (ثنائي سيلينيد الرصاص)PbSe2، المستقرّان عند ضغوط مرتفعة فقط. وهناك كذلك فلوريد الرصاص الرباعي (رباعي فلوريد الرصاص) PbF4، وهو الهاليد الوحيد المستقرّ للرصاص الرباعي، رغم أنّه أقلّ استقراراً من ثنائي الفلوريد؛ أمّا باقي الهاليدات مثل كلوريد الرصاص الرباعي (رباعي كلوريد الرصاص) PbCl4 فهي غير مستقرّة وتتفكّك تلقائياً.

وفي هذا السياق، من النادر وجود مركّبات لاعضوية للرصاص الرباعي، وهي تتشكّل فقط في أوساط المحاليل المؤكسدة القويّة، ولا توجد على شكل مركّبات صلبة في الشروط القياسية. يمكن لأكسيد الرصاص الثنائي أن يتأكسد بشكل أكبر ممّا هو عليه، ولكن إلى أكسيد الرصاص الثنائي والرباعي 2PbO·PbO2 والذي يمكن كتابة صيغته على الشكل Pb3O4؛ وله لون أحمر فاقع، ويسمّى . أمّا أكسيد الرصاص الرباعي PbO2 فهو ذو لون أسود؛ وهو مؤكسد قويّ، إذ بإمكانه أن يؤكسد الكلوريد في حمض الهيدروكلوريك إلى غاز الكلور، وذلك لأنّ رباعي كلوريد الرصاص المفترض تشكّله غير مستقرّ، ويتفكّك تلقائياً إلى ثنائي كلوريد الرصاص PbCl2 وغاز الكلورCl2. بشكلٍ مشابه لأكسيد الرصاص الثنائي الذي يشكّل أملاح الرصاصيت فإنّ أكسيد الرصاص الرباعي يشكّل أملاح الرصاصات، وذلك عند المعالجة بالقلويات.

الكشف عن الرصاص بالترسيب

ومن جهة أخرى، يمكن أن يُجرَى التفاعل مع أملاح أخرى للرصاص، مثل ملح كبريتيد الرصاص الثنائي أسود اللون، أو ملح كرومات الرصاص أصفر اللون.

كذلك، يمكن الكشف عن أيونات الرصاص في المحاليل المائية بإجراء تفاعل ترسيب لأملاح الرصاص، ومن بين تفاعلات الكشف تلك تفاعل ترسيب الرصاص على شكل ملح يوديد الرصاص الثنائي أصفر اللون:

مطيافية الامتصاص الذري

ومن ناحية أخرى، تعدّ تقنية مطيافية الامتصاص الذري، إمّا عبر أنبوب الغرافيت أو الكوارتز، من أفضل الأساليب للكشف عن الكمّيّات النزرة القليلة من الرصاص؛ حيث يمكن أن يصل الحد الأدنى للكشف إلى 4.5 نانوغرام/مل. عادةً ما يُعالَج الرصاص مع بورهيدريد الصوديوم للحصول على المتطاير، والذي يجمع في كويب مخبري ثم يُسخَّن كهربائياً إلى درجات حرارة تتجاوز 900 °س؛ وعندئذٍ تَتَذَرَّر العيّنة، ويمكن الكشف عن الرصاص حينها باستخدام مصباح المهبط المجوف، حيث يبدي الرصاص امتصاصية عند 283.3 نم. يمكن أن تُجرَى عمليّة التذرير باستخدام مزيج من شعلة مزيج من الهواء والأسيتيلين أو بلازما أشعّة الميكرويف.

العصر القديم

من جانب آخر، يعدّ الرصاص من أقدم الفلزّات المستعملة في تاريخ البشرية. وكان هو فضلًا عن الزرنيخ والإثمد أحدَ الفلزّات التي جرى تجريبها في العصر البرونزي الأول من أجل تحضير البرونز، إلى أن اكتشف القصدير. عُثر على قطعٍ من الرصاص الفلزّي يعود تاريخها إلى نحو 7000 سنة قبل الميلاد في منطقة الأناضول بالقرب من جاتال هويوك، وهي تمثّل أقدم موجودات تاريخية جرى معالجتها بالصهر. في ذلك الوقت لم يكن للرصاص أيَّ تطبيقٍ معروف بسبب طراوته ومظهره الكامد؛ وكان العامل الرئيسي في انتشار استخراجه هو مرافقته للفضة في الخامات في القشرة الأرضية.

في هذا الإطار، كان المصريون القدماء أوّل من استعمل الرصاص في التجميل، وهو تطبيق انتشر لاحقًا إلى اليونان القديمة وغيرها من الحضارات؛ فضلًا عن ذلك فمن المحتمل أن يكون المصريون القدماء قد استعملوا الرصاص كذلك في تثقيل شباك صيد السمك وفي صناعة الزجاج والمينا المزجج وكذلك في صناعة أغراض الزينة. استعملت عدّة حضارات في منطقة الهلال الخصيب الرصاص في عددٍ من التطبيقات المختلفة مثل استخدامه في الكتابة وسكّ العملة وضمن مواد البناء. أمّا في الشرق الأدنى فاستعمل الصينيون القدماء الرصاص من إحدى الوسائل لضبط النسل، وكذلك في سكّ العملة؛ بالمقابل دخل الرصاص في صناعة التمائم في حضارتي وادي السند ووسط أمريكا؛ في حين أنّ شعوب أفريقيا الشرقية والجنوبية استعملته في سحب الأسلاك.

القياس الضوئي

ومن ناحية أخرى، تعدّ طريقة الديثيزون أكثر طرق الكشف عن الرصاص بواسطة القياس الضوئي شيوعاً. ديثيزون هو مركب عضوي عطري يستعمل ربيطةً ثنائية السن، ويشكّل مع أيونات الرصاص عند مجال pH يتراوح بين 9–11.5 معقّداً تناسقياً أحمر اللون له امتصاصية عند 520 نانومتر. من مشكلات هذا الأسلوب تداخل أيونات البزموت والثاليوم في التحليل، لذلك ينبغي ترسيبها أو استخلاصها أولاً.

العلاج

في الحياة والثقافة العامة

في اللغة

من جانب آخر، يتضمّن علاج التسمّم بالرصاص عادةً استخدام ديمركابرول وسوكيمير قد تتطلّب الحالات الحادّة استخدام إيديتات كالسيوم ثنائي الصوديوم والكالسيوم بطريقة الاستخلاب، وأملاح ثنائي أمين الإيثيلين رباعي حمض الأسيتيك EDTA. إذ تكوّن تآلفاً أكبر مع الرصاص من الكالسيوم، فينتج عن ذلك خُلابة الرصاص التي تُفرَز خارج الجسم مع البول تاركةً خلفها الكالسيوم غير المؤذي.

في اللغات الأجنبية

في هذا الإطار، لكلمة «» في اللغة الإنجليزية أصلٌ يعود إلى الإنجليزية الوسطى من كلمة «»، والتي بدورها مشتقّة من الإنجليزية القديمة «» (مع وجود علامة مكرون فوق حرف "e" للإشارة إلى مدّ الحرف). أمّا الكلمة الإنجليزية القديمة فيفترض أنّها مشتقّة من اللغة الجرمانية البدائية «»؛ والتي لا يوجد اتفاقٌ على أصلها اللغوي بين علماء اللسانيات. تقول إحدى الفرضيات أنّها مشتقّة من الهندية الأوروبية البدائية «»؛ في حين أنّ فرضية أخرى تقول أنّها مستعارة من الكلتية البدائية «»، وهذه الكلمة لها صلة قرابة مع الكلمة اللاتينية «» التي أعطت العنصر رمزه الكيميائي Pb، كما أنّ كلمة «» يعتقد أنها أصلُ كلمة «» الجرمانية البدائية، والتي هي أصل كلمة «» في اللغة الألمانية (التي تعني رصاص).

علاوةً على ذلك، منذ العصر الكلاسيكي القديم ولفترات لاحقة (وصلت حتى إلى القرن السابع عشر) كان هناك خلطٌ بين عنصري القصدير والرصاص، ولذلك أصلٌ لغوي، فالرومان أسْمَوا الرصاص «» (رصاص أسود أو داكن)، في حين أنّهم أسموا القصدير «» (رصاص ناصع). يمكن ملاحظة ذلك الترافق في لغات أخرى؛ فمثلًا فإنّ كلمة «» في اللغة التشيكية تعني «رصاص»، ولكن بالمقابل فإنّ اللفظ القريب «» (أولوفو) في اللغة الروسية يعني «قصدير». وفي تداخل آخر يتمّ أحياناً الخلط بين الرصاص والإثمد؛ خاصّةً أنّ كلاً منهما يوجد على شكل معدن كبريتيدي (الغالينا والإستبنيت على الترتيب) وغالباً سويةً؛ ولذلك فقد أورد بلينيوس الأكبر وبشكلٍ خاطئ أنّ تسخين الاستيبنيت يعطي الرصاص بدل الإثمد. ويمكن ملاحظة ذلك التداخل في بعض الدول مثل تركيا أو الهند حيث كلمة «» ذات الأصل الفارسي تشير إلى كبريتيد الإثمد أو كبريتيد الرصاص. وفي بعض اللغات مثل الروسية فإنّ كلمة «» (سورما) تشير إلى عنصر الإثمد.

عمليات التعدين

وفي هذا الصدد، +الدول المتصدّرة في إنتاج الرصاص (بيانات 2016) البلد الناتج(آلاف الأطنان) 2,400 500 335 310 250 225 135 80 76 75 41 41 40 40 35 33 33 دول أخرى 170

وعلى صعيد آخر، من أكثر الخامات أهمّيّةً في تعدين الرصاص هو معدن غالينا، والذي غالباً ما يوجد على شكل معدن مرافق مع كبريتيدات الفلزّات الأخرى. إنّ أغلب خامات الرصاص تحوي على نسبٍ قليلةٍ من الفلزّ، إذ أنّ أغناها به هي التي تحوي نمطياً على نسبة تتراوح بين 3–8%، ولذلك ينبغي إجراء عمليّات تركيز من أجل الاستخلاص. في الخطوات الأولى من عمليّة التعدين تُسحَق الخامات وتُطحَن ثمّ تُفصَل وفق الكثافة وتُعوَّم ثمّ تُجفَّف. يحوي المركّز الناتج على نسبةٍ تصل في بعض الأحيان إلى 80% (نمطياً بين 50-60%) من الرصاص، والذي يخضع إلى معالجة لاحقة للحصول على الرصاص (غير النقيّ)، وهناك أسلوبان رئيسيان لإجرائها؛ الأوّل منهما يعتمد على عملية ثنائية المرحلة تتضمّن عمليّة تحميص للمُركَّز الناتج في فرن صناعيّ، ثمّ استخراج للفلز في فرن لافح بعمليّة اختزال؛ أو بإجراء عمليّة مباشرة يتمّ فيها استخراج الرصاص من المُركَّز في فرن واحد؛ والعمليّة الأخيرة هي الأكثر شيوعاً.

التحليل الكيميائي

إضافةً إلى ذلك، يمكن الكشف عن الرصاص إمّا باستخدام الأساليب التقليدية أو بوسائل التحليل الآلي الحديثة.

حالات أكسدة أخرى

في هذا الإطار، يمكن الحصول على الرصاص الثلاثي (III) في بعض الحالات، وذلك في بعض معقّدات الرصاص العضوية التناسقية الضخمة، ولكنّها حالة غير مستقرّة، إذ توجد في العادة على شكل جذري وسرعان ما تتحوّل إلى إحدى حالتي الرصاص المستقرّة. ينطبق الأمر ذاته على حالة أكسدة الرصاص الأحادية (I) والتي توجد فقط في المعقّدات الجذرية.

ومن جهة أخرى، يمكن الحصول على حالة أكسدة كسرية للرصاص في مزائجه الأكسدية فقط، فمثلاً يُستحصَل على الأكسيد الأحادي النصفي Pb2O3 عند ضغوط مرتفعة مع مزائج أكسيدية أخرى. كما يمكن في بعض الحالات الحصول على حالة أكسدة سالبة القيمة للرصاص، وذلك في مركّبات طور زنتل بين الفلزّية، مثل مركّب Ba2Pb الذي يكون فيه الرصاص نظرياً بحالة أكسدة -4؛ أو في بعض المعقّدات الأيونية العنقودية مثل 2−Pb5 التي لها بنية جزيئية هرمية مزدوجة ثلاثية، تكون فيها ذرّتا رصاص في حالة الأكسدة -1 والذرّات الثلاث المتبقية في حالة الأكسدة الصفرية الحرّة (0). في أمثال تلك الأنيونات تكون كلّ ذرّة متموضعة على رأس المضلّع وتساهم بإلكترونين لكل رابطة تساهمية على الضلعين المجاورين من مدارات sp3، أمّا الإلكترونين الآخرَين فيبقيان على شكل زوج غير رابط. يمكن الحصول على أمثال حالات الأكسدة السالبة للرصاص بالاختزال بواسطة الصوديوم في وسط من الأمونيا.

العضوية

ومن جهة أخرى، يشكّل الرصاص مع الكربون مركّبات عضوية فلزّية، وهي ذات استقرار أقلّ من المركّبات العضوية الشائعة، وذلك بسبب ضعف الرابطة رصاص-كربون Pb–C؛ ممّا يجعل الكيمياء العضوية الفلزية للرصاص أقلّ أهمّيّة من نظيرتها في القصدير مثلًا. في مركّباته العضوية يكون الرصاص غالباً بحالة الأكسدة العليا +4، رغم وجود بعض مركّبات الرصاص الثنائي العضوية؛ ومن أمثلتها: أسيتات الرصاص الثنائي Pb(C2H3O2)2 (الذي كان يعرف سابقاً باسم ) وبلمبوسين Pb(η5-C5H5)2.

وفي هذا السياق، يستطيع الرصاص أن يناظر الكربون في تشكيله للميثان وذلك بمركّب البلومبان ، وهو رباعي هيدريد الرصاص PbH4، وهو غير مستقرّ ويمكن الحصول عليه نظرياً من مفاعلة الرصاص مع الهيدروجين بوجود حفّاز مناسب. بالمقابل، فإنّ من أشهر مركّبات الرصاص العضوية المستقرّة كلّ من رباعي ميثيل الرصاص Pb(CH3)4 ورباعي إيثيل الرصاص Pb(C2H5)4، والتي لا تتفكّك إلا عند تعريضها للحرارة، أو بتعريضها للأشعّة فوق البنفسجية؛ وكذلك مركّب ، الذي يتفكّك عند الدرجة 270 °س. يمكن تشكيل مركّبات الرصاص العضوية من مفاعلة الرصاص أولاً مع الصوديوم، ثم بالمفاعلة مع هاليدات الألكيل في وسط مناسب. وكان أكثرها تحضيراً مركّب رباعي إيثيل الرصاص، إذ كان يستعمل ضمن الإضافات لوقود السيارات قبل منعه لسمّيّته. أمّا باقي مركّبات الرصاص العضوية فهي غير مستقرّة؛ والكثير منها لا يمكن تحضيره بالمقارنة مع العناصر الأخرى.

من جانب آخر، تمتلك مركّبات الرصاص العضوية لذلك صفة مؤكسدة، كما هو الحال مع أسيتات الرصاص الرباعي وهو كاشف مهمّ للأكسدة في تفاعلات الاصطناع العضوي.

المخاطر

ومن جهة أخرى، لا يوجد للرصاص دورٌ حيوي مؤكّد، ولا يوجد مستوى أمان مؤكّد للتعرّض للرصاص. خَلُصت دراسةٌ أجريت عام 2009 إلى أنّ «التعرّض لمستويات تعتبر آمنة بشكلٍ عام من الرصاص قد يؤدّي إلى نتائج سلبية على الصحّة العقلية». متوسّط مستوى وجود الرصاص في جسم الإنسان البالغ قرابة 120 ميليغراماً، ومن المعادن الثقيلة التي توجد بنسب أكبر في جسم الإنسان الزنك (2500 ميليغراماً) والحديد (4000 ميليغراماً). كما يتمّ امتصاص أملاح الرصاص بكفاءة عالية في جسم الإنسان . تُخزَّن نسبة قليلة من الرصاص (أي 1% في العظام)؛ أمّا الكمّيّة الباقية فتفرَز مع البول والبراز في غضون أسابيع قليلة من دخولها للجسم. يؤدّي التعرّض المستمرّ إلى التراكم الحيوي للرصاص.

التأثيرات

وفي هذا السياق، بالنسبة لدماغ الطفل في طور النمو، يتداخل الرصاص مع تكوين التشابك العصبي في القشرة المخّية وتطوّر الجهاز العصبي (بما في ذلك النواقل العصبية)، وتنظيم القنوات الأيونية. يتسبّب التعرّض للرصاص في الطفولة المبكرة بزيادة مخاطر اضطرابات النوم، أمّا في مراحل الطفولة المتأخّرة فيسبّب النعاس المفرط في النهار. كما ترتبط مستويات الدم المرتفعة بتأخّر سنّ البلوغ عند الفتيات. في القرن العشرين، تمّ الربط بين تباين التعرّض للرصاص (ارتفاعاً وانخفاضاً) الموجود في الجوّ الناتج عن احتراق رباعي إيثيل الرصاص في البنزين وبين تباين معدّلات الجريمة ارتفاعاً وانخفاضاً، ويعرف ذلك باسم «» التي لم تكن مقبولة عالمياً.

ومن جهة أخرى، تتضمّن أعراض التسمّم بالرصاص اعتلال الكلى ومغص شبيه بآلام البطن وضعف في الأصابع والرسغين والكاحلين، وتحدث زيادة قليلة في ضغط الدم، لا سيّما لدى الأشخاص في منتصف العمر وكبار السن، لكن قد تكون الزيادة واضحة فتسبّب فقر الدم. وجدت الكثير من الدراسات صلة وصلٍ بين زيادة التعرّض للرصاص وانخفاض معدّل ضربات القلب. أمّا في النساء الحوامل، فقد يؤدّي التعرّض للرصاص بمستوياتٍ مرتفعة إلى الإجهاض. أمّا التعرّض المزمن للرصاص بمستويات مرتفعة فيقلّل الخصوبة عند الذكور.

وعلى صعيد آخر، يمكن أن يسبّب الرصاص أضرار بالغة للدماغ والكلى، الأمر الذي يؤدّي للموت في نهاية المطاف. يمكن أن يَعبُر الرصاص الحاجز الدموي الدماغي بتقليده عمل الكالسيوم. يعمل الرصاص على إتلاف أغمدة الميالين في العصبونات، ويقلّل عددها، كما يتداخل مع مسارات النواقل العصبية ويحدّ من نموّ الخلايا العصبية في جسم الإنسان، يثبّط الرصاص إنزيم بورفوبيلينوجين سينثاز وإنزيم فيروكيلاتيز فيمنع تكوّن البورفوبيلينوجين ويمنع اندماج الحديد مع بروتوبورفيرين 9، وهي آخر خطوة في عمليّة تركيب الهيم. يسبّب هذا كلّه تخليقاً غيرَ فعّال للهيم وحدوثَ فقر الدم الجزئي.

على الأرض

من جانب آخر، خامات الزنك. ترتبط أغلب معادن الرصاص الأخرى بالغالينا بطريقةٍ ما؛ فمعدن البولانغيرايت Pb5Sb4S11، هو كبريتيدٌ مختلَطٌ مشتقٌّ من الغالينا؛ أمّا أنغلزيت، PbSO4، فهو ناتجٌ عن أكسدة الغالينا؛ وسيروسيت أو خام الرصاص الأبيض، PbCO3، فهو ناتج عن تحلّل الغالينا. تعدّ معادن الزرنيخ والقصدير والأنتيموان (الإثمد) والفضّة والذهب ونحاس والبزموت شوائبَ شائعة في معادن الرصاص.

علاوةً على ذلك، تتجاوز الموارد العالمية من الرصاص قرابة ملياري طنّ؛ وتوجد منه مخزونات كبيرة في أستراليا والصين وأيرلندا والمكسيك والبيرو والبرتغال وروسيا والولايات المتّحدة؛ وهذه الموارد الاحتياطية العالمية قابلة للاستخراج لأغراضٍ اقتصادية. بلغ مجموع الكمّيّات المستخرجة منه 88 مليون طن عام 2016 منها 35 مليون طن في أستراليا و17 مليون طن في الصين و6.4 مليون طن في روسيا.

وفي هذا السياق، يصنّف الرصاص بحسب تصنيف غولدشميت عنصراً أليفاً لعناصر مجموعة الكالكوجين، بمعنى أنّه يُعثَر عليه بشكلٍ عامّ مع الكبريت. ومن النادر العثور عليه بصورته المعدنية على هيئة فلز طبيعي. تعدّ الكثير من معادن الرصاص خفيفةً نسبياً، وعلى مدار تاريخ الأرض بقيت في طبقة القشرة الأرضية السطحية ولم تترسّب في باطن الأرض. لذا يعتبر الرصاص من العناصر المتقدّمة نسبياً من حيث وفرته الطبيعية في القشرة الأرضية بنسبة 14 جزء في المليون (ppm)؛ وهو العنصر الثامن والثلاثين من حيث غزارة وفرته في القشرة الأرضية.

إضافةً إلى ذلك، أهم المعادن التي تقترن بالرصاص هو معدن الغالينا (PbS) والذي يوجد غالباً مع

من جانب آخر، لا تتجاوز التركيزات النموذجية من الرصاص 0.1 ميكروغرام/م3 في الجوّ؛ و100 ملغم/كغ في التربة؛ في حين أن تركيزه في في المياه العذبة ومياه البحر حوال 5 ميكروغرام/لتر

مطيافية الانبعاث الذري

وفي هذا الصدد، لإجراء التحاليل على عيّنات الرصاص باستخدام تقنية مطيافية الانبعاث الذري (AES) يتمّ في العادة استخدام البلازما، إمّا من بلازما أشعّة الميكروييف (MIP-AES) أو بلازما الآرغون المقترنة بالتحريض (ICP-AES). عادةً ما يتمّ الكشف عن الرصاص عند أطوال موجة 283.32 نم و405.78 نم. تكون مستويات حدّ الكشف في هذه التقنية منخفضة كذلك؛ فمثلًا جرى الكشف باستخدام MIP-AES عن أيونات ثلاثي ميثيل الرصاص +CH3)3Pb) بتراكيز دنيا وصلت إلى 0.19 بيكوغرام/غ؛ في حين أنّ استخدام أسلوب ICP-AES مكّن من تحليل آثار من الرصاص في مياه الشرب ذات تركيز مُتَدَنٍّ وصل إلى 15.3 نانوغرام/مل.

في الثقافة العامة

وفي السياق ذاته، خلافاً للاعتقاد الشائع، لا توجد مادّة الرصاص بتاتاً في أقلام الرصاص الخشبية. عندما صُنعَت أقلام الرصاص أداةً للكتابة من مادّة الغرافيت الملفوفة، كان نوع الغرافيت المستعمل آنذاك يعرف باسم «الرصاص الأسود plumbago» (ويعني الاسم حرفياً «تصرّف كالرصاص» أو «نموذج الرصاص»). كان الرصاص المعدني يترك أثراً على الألواح، ولذلك كان يستعمل في الكتابة؛ وعند اكتشاف الغرافيت واستخدامه لاحقاً في الكتابة وفي صناعة لب الأقلام بقيت النسبة للرصاص خطأً؛ رغم عدم احتواء قلم الرصاص على عنصر الرصاص، وهذا الخلط في التسمية موجود كذلك في اللغة الألمانية وفي اللغة الأيرلندية .

وفي هذا الصدد، ينتشر تقليد صبّ الرصاص في عددٍ من الثقافات؛ ففي بعض المجتمعات العربية يشيع صب الرصاص لصدّ عين الحسد أو إبطال السحر. بالمقابل يستعمل صبّ الرصاص في الماء البارد في بعض المجتمعات الغربية مثل ألمانيا لمعرفة الطالع، خاصّةً يوم عيد رأس السنة الميلادية.

• مراجع
• المصادر مرتبة أبجدياً
• وصلات خارجية

النظائر

وعلى صعيد آخر، للرصاص الطبيعي أربعة نظائر مستقرّة لها الكتل الذرّية التالية: 204 و206 و207 و208؛ إلى جانب آثار من خمس نظائر مشعّة قصيرة عمر النصف. تتوزّع الوفرة الطبيعية لنظائر الرصاص المستقرّة بين 52.4% للنظير رصاص-208 208Pb ونحو 22.1% للنظير رصاص-207 207Pb ونحو 24.1% للنظير رصاص-206 206Pb، في حين يوجد النظير رصاص-204 204Pb بنسبة 1.4%.

إضافةً إلى ذلك، مع ارتفاع عدده الذرّي يكون الرصاص أثقل عنصر كيميائي تكون نظائره الطبيعية مستقرّة، إذ أنّ الرصاص-208 هو أثقل نظير مستقر (أصبح هذا الأمر حقيقةً بعد اكتشاف أنّ النظير الابتدائي البزموت-209 له نشاط إشعاعي.). يمكن لنظائر الرصاص الأربع المستقرّة أن تضمحّل نظرياً بنشاط إشعاعي عبر اضمحلال ألفا إلى نظائر الزئبق مع تَحرّر كمّيّة من الطاقة، إلّا أنّ ذلك لم يلاحظ على الإطلاق، وجرى تقدير عمر النصف لها بحوالي 1035 إلى 10189 سنة، وهو ما يفوق العمر الحالي للكون.

وفي السياق ذاته، يوجد للرصاص نظائر نظائر مشعّة نادرة توجد بكمّيّات نزرة. من بين تلك النظائر هناك الرصاص-210، والذي يبلغ عمر النصف له 22.3 سنة؛ ولكن على الرغم من ذلك يوجد في الطبيعة إذ ينتج من سلسلة اضمحلال طويلة تبدأ من اليورانيوم-238. كما أنّ النظائر الرصاص-211 والرصاص-212 والرصاص-214 تنتج كذلك في سلسلة اضمحلال اليورانيوم والثوريوم ولذلك توجد طبيعياً. يُحصَل على نسب ضئيلة من الرصاص-209 من الاضمحلال العنقودي نادر الحدوث للراديوم-223، وهو بدوره ناتج اضمحلال لليورانيوم-235؛ وكذلك كذلك من سلسلة اضمحلال النبتونيوم-237، والذي يُستحصَل من عمليّة التقاط نيوترون في خامات اليورانيوم. تُستخدَم نظائر الرصاص المشعّة في عمليّات التأريخ، فيفيد قياس نسبة الرصاص-210 إلى الرصاص-206 مثلاً في معرفة عمر العيّنات.

من جانب آخر، يتوافق العدد الكبير من نظائر الرصاص مع حقيقة كون العدد الذرّي للرصاص زوجياً؛ إذ أنّ العدد الزوجي من الجسيمات دون الذرّية في النواة يرفع من استقرارها. يتميّز الرصاص بأنّ له عدد سحري من البروتونات (82)، وبحسب ذلك فإنّ النواة تكون مستقرّة بدرجة كبيرة حسب نظرية نموذج الغلاف النووي. علاوةً على ذلك، فإنّ للرصاص-208 126 نيوتروناً، وهو عدد سحري آخر، وذلك يفسّر لِمَ لنظير الرصاص-208 استقرارية فوق العادة.

من جهة ثانية، إجمالياً فهناك نحو 43 نظير مشع مصطنع للرصاص تتراوح كتلها الذرية بين 178–220. الرصاص-205 أكثر نظائر الرصاص المشعّة استقراراً، فعمر النصف له 1.5 سنة؛ يليه الرصاص-202 بعمر نصف مقداره 53 ألف سنة، وذلك بشكل أطول من أيّ نظير مشعّ طبيعي نزر للرصاص.

إضافةً إلى ذلك، توجد ثلاثة من نظائر الرصاص المستقرّة في ثلاث من سلاسل الاضمحلال الرئيسية؛ إذ أنّ الرصاص-206 والرصاص-207 والرصاص-208 هي المنتجات النهائية لاضمحلال اليورانيوم-238 (سلسلة اليروانيوم) واليورانيوم-235 (سلسلة الأكتينيوم) والثوريوم-232 (سلسلة الثوريوم) على الترتيب. يعتمد تركيز نظائر الرصاص المذكورة في عيّنات الصخور الطبيعية إلى حدّ كبير على وجود نظائر اليورانيوم والثوريوم؛ فمثلًا يمكن أن تتراوح الوفرة النسبية لنظير الرصاص-208 من 52% في العيّنات العادية إلى 90% في خامات الثوريوم، ولذلك السبب فإنّ الوزن الذرّي القياسي يعطى بدرجة عشريّة واحدة فقط. مع مرور الزمن تزداد نسبة الرصاص-206 والرصاص-207 إلى الرصاص-204، وذلك لأنّ النظيرين الأوّلَين يوجدان في سلسلة اضمحلال العناصر المشعّة، في حين أنّ الأخيرَ ليس كذلك؛ ممّا يسمح في النهاية بتحديد العمر الجيولوجي للعيّنات باستخدام أسلوب تأريخ بنظائر رصاص-رصاص مثلًا. من جهة أخرى، فإنّ اضمحلال اليورانيوم إلى الرصاص يمكّن من إجراء تأريخ بنظائر يورانيوم-رصاص.

كذلك، يتميّز النظير رصاص-207 بأنّ له رنين مغناطيسي نووي، وتلك خاصّية تساعد في دراسة مركّباته في المحاليل والحالة الصلبة، وفي جسم الإنسان كذلك.

السمّيّة

من جانب آخر، الرصاص معدنٌ سامّ للغاية (سواء أكان ذلك باستنشاقه أم بابتلاعه)، ما يؤثّر على كلّ أجهزة جسم الإنسان وأعضائه على وجه التقريب. في حال وصول التراكيز منه في الجوّ إلى مستويات تصل إلى 100 ملغم\م 3 فإنّها تعدّ ذات خطورة فورية للحياة أو الصحة. أغلب الرصاص الذي يتمّ ابتلاعه يُمتصّ إلى مجرى الدمّ. السبب الرئيسي للسمّية هو ميله لتغيير أداء الإنزيمات. حيث يقوم بالارتباط بالثيولات الموجودة في الكثير من الإنزيمات، أو تقليد المعادن الأخرى التي تدخل عاملاً مرافقاً في الكثير من التفاعلات الإنزيمية. من بين المعادن الأساسية التي يتفاعل الرصاص معها الحديد والكالسيوم والزنك. تميل المستويات العالية من الكالسيوم والحديد إلى توفير بعض الحماية ضد التسمّم بالرصاص؛ لكنّ المستويات المنخفضة منهما تسبّب زيادة في التعرّض لسمّيّة الرصاص.

القياس الفولتي

وفي السياق ذاته، تستعمل تقنيات القياس الفولتي المختلفة في تحليل آثار الرصاص، وذلك بتراكيز دنيا من حدّ الكشف تصل إلى 50 بيكومول في اللتر.

الأثر البيئي

وفي السياق ذاته، يتأثّر السمك بالرصاص من المياه والرواسب ، وبالتالي فإنّ التراكم الحيوي في السلسلة الغذائية يشكّل خطراً على الأسماك والطيور والثدييات البحرية.

ومن جهة أخرى، إذا ابتُلع الرصاص من الحيوانات أو استُنشق أو امتصه الجلد، فإنه يسبّب سمّية في الكثير من الأجهزة الحيوية، فيضرّ بالجهاز العصبي والكلى والتكاثر وتكوّن الدم وأنظمة القلب والأوعية الدموية

وعلى صعيد آخر، إنّ استخراج وإنتاج واستخدام الرصاص والتخلّص منه ومن منتجاته عملياتٌ تسبّبت بتلوّث التربة والمياه. وقد بلغت انبعاثات الرصاص إلى الجوّ ذروتَها أثناء الثورة الصناعية، وفترة استخدام البنزين المحتوي على الرصاص في النصف الثاني من القرن العشرين. تنتج انبعاثات الرصاص من مصادر طبيعية (أي تركيز الرصاص الطبيعي) والإنتاج الصناعي والحرق وإعادة التدوير وإعادة استخراج الرصاص المدفون سابقاً. ولا يزال تركيز الرصاص مرتفعاً في التربة والرواسب في المناطق الصناعية والحضرية؛ تتضمّن الانبعاثات الناتجة عن الصناعة حرق الفحم الحجري ، الذي لا يزال متّبعاً في الكثير من مناطق العالم، تحديداً في الدول النامية.

ومن ناحية أخرى، يشمل الرصاص الاصطناعي ذلك المستعمل في طلقات الأسلحة وغطّاسات الصيد. وهذان من بين أقوى مصادر التلوّث بالرصاص إلى جانب مواقع إنتاج الرصاص . تمّ حظر استخدام الرصاص في طلقات الأسلحة وغطّاسات الصيد في الولايات المتحدة عام 2017، على الرغم من أنّ هذا الحظر استمرّ لمدّة شهر واحد فقط، كما يُدرس مثل هذا الحظر في الوقت الحالي في الاتّحاد الأوروبي.

كذلك، يمكن أن يتراكم الرصاص في التربة، خاصّةً تلك ذات المحتوى العضوي المرتفع، حيث يتبقّى فيها لمئات بل آلاف السنين. ينافس الرصاص البيئي غيره من المعادن التي وجدت في أو على سطح النباتات، ما قد يمنع عملية التركيب الضوئي ويؤثّر سلباً على نموّ النبات وبقائه إن وجد بتركيزات عالية بما فيه الكفاية. يؤدّي تلوّث التربة والنباتات بالرصاص إلى دخوله السلسلة الغذائية، مما يؤثّر على الكائنات الحيّة الدقيقة والحيوانات.

وفي هذا السياق، تتضمّن الطرق التحليلية المتّبعة لتقدير نسب الرصاص في البيئة استخدام قياس الضوء الطيفي وفلورية الأشعة السينية والمطيافية الذرية والكيمياء الكهربائية. ومن المقايسات الحيوية المهمّة للتسمّم بالرصاص فحص مستويات حمض أمينوليفولينيك في بلازما الدمّ والمصل والبول.

الخواص الفيزيائية

من جانب آخر، الرصاص النقيّ فلزّ طريّ، إذ تبلغ صلادته وفق مقياس موس 1.5، بحيث يمكن خدشه بظفر اليد. تبلغ قيمة معامل الحجم للرصاص (وهي مقياس مدى قدرة المادّة على الانضغاط) 45.8 غيغاباسكال (GPa)؛ وللمقارنة فإنّ قيمتها بالنسبة للألومنيوم تبلغ 75.2 غيغاباسكال وللنحاس 137.8 غيغاباسكال، في حين أنّها للفولاذ الكربوني 160–169 غيغاباسكال. تعدّ قيمة مقاومة الشدّ للرصاص منخفضة نسبياً (تتراوح بين 12–17 ميغاباسكال)، وهي أقلّ بستّ مرات من قيمتها للألومنيوم، وبعشر مرّات من النحاس، وبحوالي 15 مرّة من الفولاذ الكربوني. يمكن على العموم رفع قيمتها بالنسبة للرصاص عند إضافة كمّيّات صغيرة من النحاس أو الإثمد.

ومن ناحية أخرى، الرصاص من الفلزّات الثقيلة، إذ يتميّز بأنّه ذي كثافة مرتفعة، والتي تعود إلى البنية المتراصّة وفق النظام البلّوري المكعّب مركزيّ الوجوه، فضلًا عن الوزن الذرّي المرتفع. تبلغ كثافة الرصاص مقدار 11.34 غ/سم3 وهي بذلك أكبر من كثافة الفلزّات الشائعة مثل الحديد (7.87 غ/سم3) والنحاس (8.93 غ/سم3) والزنك (7.14 غ/سم3). هناك بعض الفلزّات النادرة ذات كثافة أعلى من الرصاص من ضمنها التنغستن والذهب (كلاهما ذي كثافة 19.3 غ/سم3) وكذلك الأوزميوم أكثر الفلزّات المعروفة كثافةً بمقدار (22.59 غ/سم3)، وهي قيمة تبلغ قرابة ضعف كثافة الرصاص. تبلغ قيمة ثابت الشبكة في البنبة البلّورية المكعّبة للرصاص مقدار 0.4950 نانومتر (4.95 أنغستروم)؛ مع وجود 4 وحدات صيغة في كلّ وحدة خليّة.

وفي هذا السياق، تبلغ نقطة انصهار الرصاص 327.5 °س، وهي منخفضة نسبياً بالمقارنة مع باقي الفلزّات؛ أمّا نقطة الغليان فتبلغ 1749 °س وقيمتها هي الأخفض من بين عناصر مجموعة الكربون. للرصاص مقاومية كهربائية 192 نانوأوم-متر، وهي بذلك أكبر بحوالي قيمة أسّيّة من قيمة مقاومية الفلزّات الصناعية المعروفة (النحاس: 15.43 والذهب 20.51 والألومنيوم 24.15).)؛ بالتالي فللرصاص موصلية كهربائية أقلّ من الفلزّات المذكورة، فقيمتها عند الرصاص 4.8 · 106 سيمنز/متر، في حين أنّها للفضّة 62 · 106 S/m مثلًا. الرصاص موصل فائق عند درجات حرارة أدنى من 7.19 كلفن، وهي بذلك أعلى نقطة حرجة من بين الموصلات الفائقة من النمط الأول، وثالث أعلى قيمة من بين الموصلات الفائقة العنصرية.

وفي السياق ذاته، يوجد الرصاص النقيّ في الحالة القياسية من الضغط ودرجة الحرارة على شكل فلزٍّ صلبٍ ذي لون فضّي برّاق مائل قليلاً إلى الزرقة؛ وهو من الفلزّات غير النبيلة، إذ عند التماس مع الهواء الرطب يفقد الرصاص بريقه ويصبح ذي مظهر باهت، وتعتمد صبغة اللون على الشروط المحيطة؛ وهو يترك خدشاً ذي لون رمادي مزرق على الورق؛ وكان يستعمل فيما مضى للكتابة ومن ذلك أتت تسمية قلم رصاص، والمستعملة للآن رغم أنّ المادّة المستعملة في الوقت الحالي هي من الغرافيت. تبلغ قيمة كمون القطب الكهربائي للرصاص −0.13 فولت؛ وهو فلز ذي مغناطيسية معاكسة وهو قابل للسحب والطرق، وله مقاومة للتآكل بسبب خاصّية التخميل.

العصر الحديث

وفي السياق ذاته، بعد اكتشاف العالم الجديد أنتج المستوطنون الأوروبيون عنصر الرصاص؛ وتعود أقدم السجلّات التي تشير إلى إنتاجهِ في تلك المرحلة إلى سنة 1621 في مستعمرة فرجينيا البريطانية، وذلك بعد أربع عشر سنةٍ من تأسيسها. أمّا في أستراليا فقد كان أوّل منجم افتُتِح هناك للرصاص في سنة 1841.

وعلى صعيد آخر، مع تقدّم العلم وفهم آليات الإصابة بتسمّم الرصاص انتقل موضوع التعامل مع هذا الفلز من ردهات المخابر إلى قاعات البرلمان، إذ بدأت التشريعات التي تحدّ من التعامل بهِ بالظهور. وقد صدر أوّل قانونٌ لفرض رقابة على إنتاج الرصاص في المصانع في المملكة المتّحدة أواخر القرن التاسع عشر؛ كما جرى تعيين هيئةٍ طبّية لفحص العمال؛ ممّا أدّى في النهاية إلى انخفاض حوادث التسمّم بالرصاص بحوالي 25 ضعفا ما بين سنتي 1900 و1944. فضلًا عن ذلك فقد منعت أغلب الدول الأوروبية دهانات الرصاص في الأماكن الداخلية المغلقة منذ سنة 1930. كانت إضافة رباعي إيثيل الرصاص إلى وقود السيارات لمنع خبط المحرك آخر وسيلة تعرض فيها الإنسان للتماسٍ المباشر مع الرصاص؛ إلّا أنّها تراجعت تدريجياً مع مرور الزمن، خاصّةً مع جهود عدّة ناشطين بيئيين مثل كلير باترسون؛ إلى أن منعت نهائياً في أوروبا والولايات المتّحدة أواخر القرن العشرين؛ بصدور تشريعاتٍ لمنع استعماله منذ عقد السبعينات للحدّ من تلوّث الهواء بالرصاص؛ مثل توجيه الحد من المواد الخطرة في أوروبا. جرّاءَ ذلك انخفض مستوى الرصاص في الدم وفق دراسات أجرتها مراكز مكافحة الأمراض واتقائها في الولايات المتّحدة من 77.8% أواخر سبعينات القرن العشرين إلى 2.2% في أوائل تسعينات ذلك القرن. وفي نهاية القرن العشرين كان المُنَتج الوحيد الحاوي على الرصاص والمستعمل بكثرة هو بطّارية الرصاص الحمضية؛ إلّا أنّها لا تمثّل خطراً مباشراً على صحّة الإنسان. وازداد إنتاج الرصاص في الصين بشكل مطّرد، إلى أن أصبحت في صدارة الإنتاج العالمي منذ بداية القرن الحادي والعشرين؛ إلّا أنّ الأمر لم يخلو من مشاكل صحّيّة هناك كذلك.

الأصل والوفرة

ومن ناحية أخرى، ساعدت الثورة الصناعية على زيادة إنتاج الرصاص في أوروبا والولايات المتّحدة، إذ كان من أهمّ الفلزّات اللاحديدية المعروفة حينئذ. كانت بريطانيا رائدةً في ذلك المجال بادئ الأمر، ثمّ تراجعت مع نضوب مناجمها مع مرور الوقت؛ ومع بداية القرن العشرين أضحت الولايات المتّحدة الرائدة في الإنتاج العالمي للرصاص، كما بدأت دول أخرى غير أوروبية بالظهور على ساحة الإنتاج العالمي مثل كندا والمكسيك وأستراليا. كان الرصاص مطلوباً في ذلك الوقت بشكلٍ أساسيٍ للسباكة ولصنع الدهان؛ كما استعمل في صناعة الغرف والحجرات لتحضير حمض الكبريتيك. بالمقابل ازداد تعرّض الطبقة العاملة للتسمم بالرصاص، ممّا أدّى إلى ظهور مخاطره للعلن، الأمر الذي استدعى إجراء أبحاثٍ لدراسة تأثير الرصاص على الإنسان؛ وكان الطبيب ألفريد بارينغ غارود ممّن قاموا بذلك، والذي ربط بين ضحايا التسمّم بالرصاص ومهنتهم، فوجد أنّ نسبة الثلث منهم من السبّاكين والدهّانين.

عصر اليونان والرومان

من جهة ثانية، نصحَ عددٌ من الكتّاب الرومان، مثل كاتو الأكبر وكولوميلا وبلينيوس الأكبر، باستخدام أواني الرصاص لتحضير دبس العنب الذي كان يضاف إلى الخمر؛ وذلك لأن الرصاص كان يضفي في بعض الأحيان مذاقاً حلواً (بسبب تشكّل «سكّر الرصاص»، وهو مركب أسيتات الرصاص الثنائي)؛ في حين أنّ الأواني المصنوعة من النحاس أو البرونز كانت تعطي مذاقاً مرّاً بسبب تشكّل الزنجار. من جهةٍ أخرى، وثَّقَ الكاتب الروماني فيتروفيو المخاطر الصحّية للرصاص، وقد يكون للاستخدام المفرط للرصاص في مجالات الحياة اليومية دوراً في انحدار الإمبراطورية الرومانية، وذلك بحسب رأي بعض المحلّلين التاريخيين المتأخرّين؛ إلّا أنّ ذلك الرأي وجد معارضةً من بعض الباحثين الآخرين، الذين أشاروا مثلًا بأنّ ليس كلَّ ألمٍ معويِّ سببه التسمّم بالرصاص، وشكّكوا بدور أنابيب نقل المياه المصنوعة من الرصاص بحدوث حالات التسمّم.

ومن ناحية أخرى، أدّى توسّع الجمهورية الرومانية في منطقة حوض المتوسط إلى انتشار تعدين الرصاص، خاصّةً مع التطوّر النسبي لوسائل التعدين أثناء فترة العصر الكلاسيكي القديم؛ إذ قُدِّرَت سَعةُ الإنتاج العظمى من الرصاص حينئذٍ بحوالي 80 ألف طنّ سنوياً؛ وذلك من المعالجة الحرارية لخامات الفضّة الحاوية على الرصاص. استُخدِم الرصاص في الكتابة على الألواح؛ وكذلك في صناعة النعوش. كما شاع استخدام الرصاص في صناعة قنوات المجاري وفي الإنشاءات المدنية والصناعات العسكرية، خاصّةً مع سهولة سبكه والتعامل الحرفي معه، ومقاومته للتآكل؛ فضلًا عن سهولة الحصول عليه، ورخص ثمنه.

وعلى صعيد آخر، بما أنّ الفضّة كانت مستعملة بكثرة في التجارة وفي صناعة مواد الزينة منذ التاريخ القديم، وبسبب مرافقتها للرصاص في الخامات، لذلك انتشرت معالجة الرصاص في منطقة الأناضول منذ 3000 سنة قبل الميلاد، ولاحقاً في مناطق مختلفة في اليونان مثل الجزر الإيجية ومدينة لافريو؛ والتي بقيت مسيطرةً على إنتاج الرصاص حتّى 1200 سنة قبل الميلاد. منذ نحو 2000 سنة قبل الميلاد بدأت مناطق أخرى تُعرَف بإنتاج الرصاص بالظهور والازدهار؛ فمثلاً تمكّن الفينيقيون من معالجة الرصاص في مناطق مختلفة منها شبه الجزيرة الإيبيرية، وكذلك في اليونان وقبرص وسردينيا.

مركّباته

كذلك، أمّا التطبيقات الأخرى لمركّبات الرصاص فمتخصّصة جدّاً وفي في طريقها للتلاشي. تستعمل عوامل التلوين التي يدخل الرصاص في تكوينها في تزجيج الخزف والزجاج، خاصّةً ظلال اللونين الأحمر والأصفر.

من جانب آخر، ويمكن استخدامه لمعالجة فتائل الشموع لضمان فترة احتراق أطول وأقوى. لكن وبسبب سمّيّته، يستعمل المصنّعون الأوروبيون والأمريكيون الشماليون الآن بدائل مثل الزنك.

((s) + (s) + 2(aq) → 2(s) + 2(l

وفي السياق ذاته، يحتوي الزجاج الرصاصي على 12-28% أكسيد الرصاص الثنائي، الذي يعمل على تغيير خصائصه البصرية ويقلّل من انتقال الإشعاع المؤيّن.

ومن جهة أخرى، إضافةً لتطبيقات معدن الرصاص الرئيسية، تعتبر بطّاريات الرصاص الحمضي أكبر مستهلك لمركّبات الرصاص. إذ تستعمل تفاعلات التخزين وإلإطلاق مركّبات كبريتات الرصاص الثنائي وأكسيد الرصاص الرباعي:

علاوةً على ذلك، تستعمل أشباه الموصلات القائمة على الرصاص مثل تيلوريد وسيلينيد الرصاص المستعملان في خلايا الألواح الضوئية وأجهزة استكشاف الأشعة تحت الحمراء.

وعلى صعيد آخر، تستعمل مركّبات رباعي أسيتيات الرصاص وثاني أكسيد الرصاص من العوامل المؤكسدة في الكيمياء العضوية. كما يستعمل الرصاص في طلاء الأسلاك الكهربائية مع كلوريد متعدد الفاينيل.

وفي هذا الصدد، تمّ التخلّص من الألوان التي يدخل الرصاص في تكوينها في أوروبا وأمريكا الشمالية، لكنّها لا تزال مستعملةً في الدول الأقلّ تقدّماً مثل الصين والهند وإندونيسيا.

الرصاص الثنائي

وفي هذا السياق، يشكّل الرصاص الثنائي مختلف أملاح الكالكوجينيد حتى الثقيلة منها؛ فمركّب كبريتيد الرصاص الثنائي PbS معروف، وهو من أشباه الموصلات وله ناقلية ضوئية، ويستعمل في تركيب مكاشيف الأشعّة تحت الحمراء الحسّاسة، ويوجد طبيعياً على شكل معدن غالينا؛ أمّا سيلينيد الرصاص PbSe وتيلوريد الرصاص PbTe فلها ناقلية ضوئية كذلك، وتتميّز أنّها ذات درجات لونية فاتحة بخلاف العادة.

وعلى صعيد آخر، إنّ هاليدات الرصاص الثنائي هي مركّبات معروفة ومدروسة الخواص، وهي تشمل أملاح الفلوريد PbF2 (والذي كان من أوّل المركّبات الأيونية التي اكتشفت فيها خواص الناقلية الأيونية من مايكل فاراداي سنة 1834.) والكلوريد PbCl2 والبروميد PbBr2 واليوديد PbI2؛ وحتّى ملح الأستاتيد، إلى جانب المركّبات بين الهالوجينية مثل مركّب PbFCl الذي يستعمل في إحدى طرق التحليل الوزني للفلور. تتفكّك هاليدات الرصاص الثنائي عند التعرّض للأشعّة فوق البنفسجية، وخاصّةً ثنائي يوديد الرصاص. للرصاص الثنائي قدرة جيّدة على تشكيل الكثير من المعقّدات التناسقية مع أملاح الهاليدات مثل PbCl4]−2]

علاوةً على ذلك، من بين المركّبات الأخرى المعروفة للرصاص الثنائي كلّ من أملاح الفوسفات Pb3(PO4)2 والزرنيخات Pb3(AsO4)2 والزرنيخات الهيدروجينية PbHAsO4 والكرومات PbCrO4 والسيليكات PbSiO3 وسداسي فلورو السيليكات [Pb[SiF6 والبيركلورات Pb(ClO4)2 والسيلينات PbSeO4 والتيتانات PbTiO3 والتنغستات PbWO4 وكذلك الأزيد Pb(N3)2 إلى جانب الأملاح المزدوجة مثل تيتانات زركونات الرصاص وغيرها.

من جهة ثانية، و PbCl6]−4]. كذلك فإنّ مركّبات الهاليدات الزائفة للرصاص الثنائي معروفة، ومنها ملح الثيوسيانات Pb(SCN)2 مثلًا.

وعلى صعيد آخر، إنّ كبريتات الرصاص الثنائي PbSO4 غير منحلّة في الماء، مثلما هو الحال مع كبريتات كاتيونات الفلزّات الثقيلة ثنائية التكافؤ؛ بالمقابل فإنّ أملاح النترات Pb(NO3)2 ذات انحلالية جيّدة في الماء، ولذلك فإنّها تستعمل مخبرياً في تحضير مركّبات الرصاص الأخرى.

وفي هذا السياق، يوجد أكسيد الرصاص الثنائي (أو أحادي أكسيد الرصاص) في الحالة الطبيعية على شكلين مختلفين؛ الأوّل يدعى «مرتك» (أو المرداسنج) وهو الشكل ألفا α-PbO من الأكسيد وهو ذو لون أحمر؛ أمّا الثاني فهو الشكل بيتّا β-PbO ويدعى «ماسيكوت» (أو الإسفيداج المكلس) وهو ذو لون أصفر. يعدّ الشكل ألفا (مرتك) الأكثر شيوعاً، إذ أنّ الشكل بيتّا (الماسيكوت) مستقرّ عند درجات حرارة تفوق 488 °س.

علاوةً على ذلك، لا يمكن عمليّاً الحصول على ملح هيدروكسيد الرصاص الثنائي Pb(OH)2؛ إذ يؤدّي رفع pH محاليل أملاح الرصاص الثنائي إلى حدوث تفاعل حلمهة؛ ويترسّب جرّاءَ ذلك ملح كربونات الرصاص القاعدية 2PbCO3·Pb(OH)2، والمعروف باسم «». أمّا كربونات الرصاص الثنائي (الإسفيداج) PbCO3 فهو مركّب معروف، ويدخل في تركيب الطبقة الواقية على الرصاص.

كذلك، إنّ مركّبات الرصاص الثنائي هي السائدة في الكيمياء اللاعضوية لهذا العنصر؛ إذ أنّه حتى المؤكسدات القويّة مثل الفلور أو الكلور تتفاعل مع الرصاص لتعطي فقط هاليدات الرصاص الثنائي الموافقة PbF2 وPbCl2. عادةً ما تكون أيونات الرصاص الثنائي عديمة اللون في محاليلها، وهي ليست ذات صفة اختزالية مثلما هو الحال مع أيونات القصدير الثنائي؛ وهي تتحلمه جزئياً لتشكّل (+Pb(OH، ثمّ لاحقاً لتعطي في النهاية 4+[Pb4(OH)4] (والذي تشكّل فيه أيونات الهيدروكسيل ربيطات جسرية.)

القيود والمعالجة

ومن ناحية أخرى، حدث تحوّلٌ كبير في استخدام الرصاص بحلول منتصف ثمانينيات القرن الماضي. ففي الولايات المتحدة خفَّضَت اللوائح البيئية أو ألغت استخدام الرصاص في المنتجات غير المتعلّقة بالبطارية، بما في ذلك البنزين والدهانات وشبكات المياه. وأمكن استخدام أجهزة تحكّم الجسيمات في محطّات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم من أجل التقاط انبعاثات الرصاص.

الاستخدامات

مصادر التعرّض

من جهة ثانية، يعتبر دخول الدهانات المحتوية على الرصاص إلى الجسم المصدر الرئيسي للتعرّض بالنسبة للأطفال:

وفي هذا الصدد، قد يكون تعرّض الجلد للرصاص خطيراً بالنسبة للأشخاص الذين يعملون بمركّبات الرصاص العضوية، حيث أنّ معدّل امتصاص الجلد للرصاص غير العضوي يكون أقلّ.

وفي هذا الصدد، من مصادر دخول الدهان إلى الجسم مضغ عتبات النوافذ القديمة المدهونة. كذلك، عندما يبلى الدهان الجاف، فإنه يتقشّر ويتفتّت ويصبح بعضه غباراً، ثم يدخل إلى الجسم من خلال اليدين أو الطعام أو المشروبات الملوّثة. كما يؤدّي تناول بعض المواد التي تقدّم في الطب التقليدي إلى التعرّض لبعض مركّبات الرصاص.

وفي السياق ذاته، ينتج التسمّم عادةً عند ابتلاع الطعام أو الماء الملوّث بالرصاص، أو ابتلاع تربة ملوّثة أو غبار أو طلاء يستعمل فيه الرصاص، وهي الحالات الأقلّ شيوعاً. قد تحتوي منتجات مياه البحر على الرصاص إذا تعرّضت لتلوّث بالمياه الصناعية الناتجة عن المنشآت القريبة. يمكن أن تتلوّث الفواكة والخضراوات كذلك بمستويات عالية من الرصاص الموجود في التربة التي تزرع فيها. وتتلوّث التربة من تراكم الجزيئات التي مصدرها الأنابيب والطلاء والانبعاثات المتبقية من البنزين المحتوي على الرصاص.

وفي هذا الصدد، يعتبر استخدام الرصاص لتصنيع أنابيب المياه أمراً جدلياً، خاصّةَ في الدول التي فيها ماء يسر أو مياه حمضية. يشكّل الماء العسر طبقةً غير قابلة للذوبان داخل الأنابيب؛ في حين يذيب الماء اليسر والماء الحمضي أنابيب الرصاص. يؤدّي ثاني أكسيد الكربون الذائب في الماء المنقول بواسطة أنابيب مصنوعة من الرصاص إلى تكوين بيكربونات الرصاص القابلة للذوبان؛ قد يؤدّي الماء المشبَّع بالأكسجين إلى تذويب الرصاص على شكل هيدروكسيد الرصاص الثنائي. يمكن أن يسبب شرب هذه المياه، ومع مرور الوقت، مشاكل صحّيّة بسبب سمّيّة الرصاص المذاب. كلّما زاد محتوى الماء العسر من بيكربونات الكالسيوم وكبريتات الكالسيوم، كلّما زادت طبقة كربونات الرصاص وكبريتات الرصاص الواقية التي تتشكّل داخل الأنابيب.

وفي هذا الصدد، أمّا طريقة التعرّض الرئيسية الثانية فهي "الاستنشاق، حيث يتأثّر بهذه الطريقة العمّال الذين يعملون بمهنٍ ترتبط بالرصاص ومركّباته، والمدخّنون، حيث يحتوي دخان السجائر على نظائر الرصاص الإشعاعية، بالإضافة للعديد من المواد السامّة الأخرى.

وفي هذا السياق، أصبح التعرّض للرصاص مشكلةً عالمية منذ أن أصبح التعدين وصهر المعادن عمليّاتٍ صناعيةٍ رئيسيةٍ، فضلًا عن شيوع صناعة البطّاريات والتخلّص منها وإعادة تدويرها في الكثير من دول العالم. يدخل الرصاص إلى الجسم عن طريق الاستنشاق أو الابتلاع أو امتصاص الجلد. الطريقة الأكثر شيوعاً هي استنشاق الرصاص إلى الجسم، أمّا بالنسبة للابتلاع فتتراوح نسبة حدوثه بين 20 - 70%، حيث يكون الأطفال أكثر عرضةً لابتلاع الرصاص من البالغين.

الخواص الكيميائية

وعلى صعيد آخر، يتأكسد الرصاص عند تعرّضه للهواء الرطب ويشكّل طبقة واقية ذات تركيب متفاوت تجمع بين أكاسيد الرصاص ومركّبات أخرى، من بينها كربونات الرصاص الثنائي (الإسفيداج)، والذي يُعتبر أحد المكوّنات الشائعة لها؛ كما يمكن لكبريتات أو كلوريد الرصاص الثنائي أن تكون داخلةً في تركيب تلك الطبقة، وخاصّةً في التجهيزات المدنية أو البحرية. تجعل تلك الطبقة من الرصاص خاملاً في الهواء؛ وبالمقابل فإنّ مسحوق الرصاص الناعم يشتعل تلقائياً، وذلك بلهب أزرق باهت.

ومن ناحية أخرى، يتفاعل الفلور مع الرصاص عند درجة حرارة الغرفة مشكّلاً فلوريد الرصاص الثنائي؛ في حين أنّ التفاعل مع الكلور يتطلّب تسخيناً، إذ أنّ دخول الكلوريد في تركيب الطبقة على الرصاص يقلّل من تفاعليته. يتفاعل مصهور الرصاص مع الكالكوجينات (عناصر مجموعة الأكسجين) ليعطي كالكوجينيدات الرصاص الثنائي.

وفي هذا السياق، يستطيع الرصاص الفلزّي مقاومة أثرَ حَمضَي الكبريتيك والفوسفوريك، ولكن ليس في حالة حمض النتريك، لأنّ ملح نترات الرصاص قابل للانحلال؛ إذ تعتمد نتيجة مقاومة الرصاص للانحلال في الحموض على عدم الانحلالية وعلى التخميل اللاحق للملح الناتج. بالمقابل، تستطيع المحاليل القلويّة المركّزة أن تذيب الرصاص مشكّلةً بذلك أملاح الرصاصيت.

وفي هذا السياق، يكون لمجانسات الرصاص الخفيفة في مجموعة الكربون متآصلات مستقرّة أو شبه مستقرّة يكون لبعضها بنية الألماس المكعّبة ذات رابطة تساهمية رباعية السطوح، وذلك لأنّ مستويات الطاقة في المدارات الذرّية s وp متقاربة بشكل يسمح تهجينها إلى مدارات sp3؛ في حين أنّ تأثير الزوج الخامل في الرصاص يزيد المسافة بين المدارات s وp بحيث لا يمكن التغلّب على تلك الفجوة الطاقية. بالمقابل فإنّ الرصاص فلزّ، وذلك يتوافق مع ازدياد الخواص الفلزّية للعناصر نزولاً في مجموعات الجدول الدوري؛ ولذلك فإنّ ذرّات الرصاص تترابط فيما بينها برابطة فلزّية تساهم فيها الإلكترونات p فقط غير المتمركزة والمتشارَكة بين أيونات الرصاص الثنائي 2+Pb؛ وبحسب ذلك فإنّ البنية البلّورية للرصاص تكون حسب نظام مكعّب مركزيّ الوجوه، وذلك بشكل مماثل للعناصر ثنائية التكافؤ القريبة في قياس الذرّة، مثل الكالسيوم والسترونتيوم.

إضافةً إلى ذلك، تحوي ذرّة الرصاص على 82 إلكتروناً موزّعة على التشكيل التالي:Xe]4f145d106s26p2]. إنّ مجموع طاقتي التأيّن الأولى والثانية للرصاص مقارب في قيمته من القيمة المقابلة للقصدير، وهو العنصر الذي يعلو الرصاص في مجموعة الكربون، وهو أمرٌ غير اعتيادي، إذ أنّ طاقات التأيّن عادةً ما تتناقص نزولاً في مجموعات الجدول الدوري. يعود ذلك التقارب في قيم طاقات التأيّن بين عنصري القصدير والرصاص إلى ظاهرة الانكماش اللانثانيدي، وهو تناقص في قيمة نصف القطر الذرّي في دورة اللانثانيدات (من عنصر اللانثانوم ذي العدد الذري 57 إلى عنصر اللوتيشيوم ذي العدد الذري 71)، ومع وجود نصف قطر ذرّي صغير نسبياً من عنصر الهافنيوم (72) إلى نهاية الدورة)؛ وذلك بسبب الحجب الضعيف على نوى تلك العناصر من الإلكترونات 4f. تبدو تلك الظاهرة بشكل أوضح عند جمع طاقات التأيّن الأربع الأولى للعنصرين، حيث إنّ مجموعها أعلى في الرصاص من نظيره في القصدير. يمكن تفسير تلك الظاهرة وفق مبادئ كيمياء الكم النسبية؛ مثل مبدأ تأثير الزوج الخامل، إذ أن الإلكترونات 6s في الرصاص صعبة التأيّن ولا تساهم في الترابط الكيميائي، وهذا السبب الذي يجعل المسافة بين ذرّات الرصاص في الشبكة البلورية كبيرة نسبياً.