Lyijy
| |||||
| Yleistä | |||||
| Nimi | Lyijy | ||||
| Tunnus | Pb | ||||
| Järjestysluku | 82 | ||||
| Luokka | Metalli | ||||
| Lohko | d | ||||
| Ryhmä | 14, hiiliryhmä | ||||
| Jakso | 6 | ||||
| Tiheys | 11,34 · 103 kg/m3 | ||||
| Kovuus | 2,0[1] (Mohsin asteikko) | ||||
| Väri | Sinertävänharmaa | ||||
| Löytövuosi, löytäjä | Esihistoria, - | ||||
| Atomiominaisuudet | |||||
| Atomipaino (Ar) | 207,21[2] | ||||
| Atomisäde, mitattu (laskennallinen) | 154 pm | ||||
| Kovalenttisäde | 147 pm | ||||
| Van der Waalsin säde | 202 pm | ||||
| Orbitaalirakenne | [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p2 | ||||
| Elektroneja elektronikuorilla | 2, 8, 18, 32, 18, 4 | ||||
| Hapetusluvut | +II, +IV | ||||
| Kiderakenne | pintakeskinen kuutiollinen (face centered cubic, FCC) | ||||
| Fysikaaliset ominaisuudet | |||||
| Olomuoto | Kiinteä | ||||
| Sulamispiste | 600,61 K (327,46 °C) | ||||
| Kiehumispiste | 2 022 K (1 749 °C) | ||||
| Moolitilavuus | - · 10−3 m3/mol | ||||
| Höyrystymislämpö | 179,5 kJ/mol | ||||
| Sulamislämpö | 4,77 kJ/mol | ||||
| Höyrynpaine | - Pa - K:ssa | ||||
| Äänen nopeus | 1190 m/s 295 K:ssa | ||||
| Muuta | |||||
| Elektronegatiivisuus | 1,8 (Paulingin asteikko) | ||||
| Ominaislämpökapasiteetti | 0,130 kJ/(kg K) | ||||
| Sähkönjohtavuus | 4,8×106 S/m | ||||
| Lämmönjohtavuus | (300 K) 35,3 W/(m·K) | ||||
| CAS-numero | 7439-92-1 | ||||
| Tiedot normaalilämpötilassa ja -paineessa | |||||
Lyijy on hiiliryhmään kuuluva metallimainen painava alkuaine, jonka kemiallinen merkki on Pb (lat. plumbum) ja CAS-numero 7439-92-1.[3] Jaksollisessa järjestelmässä lyijy on 82. alkuaine.
Ominaisuudet
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Lyijy on sinertävänharmaa, kiiltävä ja pehmeä metalli, jonka vetolujuus on huono. Ilmassa lyijy hapettuu ja sen pinnalle muodostuu nopeasti himmeän harmaa emäksinen karbonaattikerros. Lyijy ja kaikki sen yhdisteet ovat myrkyllisiä, ja nykyään lyijyn käyttöä pyritään vähentämään ympäristönsuojelullisista ja terveydellisistä syistä.[4]
Kuumennettaessa lyijy reagoi helposti muun muassa hapen, rikin ja halogeenien kanssa. Laimeisiin happoihin se liukenee huonosti, sillä happojen muodostamat suolat estävät hapon syövyttävää vaikutusta. Typpihappoon ja kuumaan väkevään rikkihappoon lyijy liukenee helposti.[3] Tärkeitä lyijymineraaleja ovat lyijyhohde PbS, serusiitti PbCO3, ja anglesiitti PbSO4.
Käyttö
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Yhdisteissä lyijy on +II:n ja +IV:n arvoinen. Lyijy (II) oksidia eli lyijyoksidi tai lyijymonoksidi PbO, käytetään lasien ja emalien valmistukseen. Ruskea lyijyoksidi eli lyijydioksidi PbO2, on voimakas hapetin, jota käytetään esimerkiksi akuissa. Mönjää Pb3O4, käytetään lyijylasin valmistukseen ja korroosionestopigmenttinä. Lyijytetraetyyliä Pb(C2H5)4, käytettiin aiemmin moottoripolttoaineissa ehkäisemään ”nakutusta”.
Lyijyä käytetään erityisesti laitteisiin, jotka joutuvat kosketuksiin rikkihapon kanssa, sekä säteilysuojaukseen. Lyijy on myös tärkeä seosmetalli. Kovalyijyjä käytetään muun muassa kaapeleiden vaippoihin,[4] kemianteollisuuden laitteisiin ja akkuihin.
Suuren tiheyden vuoksi lyijystä tehdään tuliaseiden luoteja ja hauleja. Ympäristöhaittojen takia lyijyhauleista on pyritty luopumaan, ja nykyään käytetään enenevässä määrin teräs- ja vismuttihauleja.
Rooman valtakunnassa lyijystä tehtiin vesijohtoja ja toisinaan ruokailuvälineitäkin. Lyijysuoloja käytettiin makeuttamaan viinejä. Ruokailuvälineistä lyijyä joutui vähitellen ihmisten elimistöön, ja tästä aiheutuvia myrkytyksiä on epäilty yhdeksi syyksi valtakunnan rappeutumiseen.[4]
Eräitä lyijy-yhdisteitä, lyijyvalkoista, on aikaisemmin käytetty myös väripigmenttinä valkoisissa maaleissa. 1960-luvulle saakka käytännössä kaikki valkoiset maalit sisälsivät lyijyä. Tietoisuus lyijyn terveyshaitoista vähensi lyijyn käyttöä maaleissa 1970-luvulla, eikä lyijyä nykyisin enää maaleissa käytetä. Sen on korvannut etenkin titaanivalkoinen eli titaanidioksidi.
Lyijyä on käytetty myös veneiden pohjamaaleissa. Myrkyllisyytensä ansiosta lyijy estää tehokkaasti eliöiden kasvun veneen pohjassa. Lyijyä sisältävien pohjamaalien käyttö on lopetettu ympäristöhaittojen takia.
Aina 1980-luvulle saakka lähes viidesosa maailmalla käytetystä lyijystä käytettiin bensiinin lisäaineena. Ympäristömääräysten takia on kehitetty korvaavia, vähemmän saastuttavia lisäaineita bensiiniin.
Lyijyä on käytetty historiassa kauneudenhoidossa vaalean ihon aikaansaamiseksi muun muassa antiikin Kreikassa ja Roomassa – tosin tuhoisin seurauksin. Kaunottarien iho kärsi verenmyrkytyksestä, minkä takia he käyttivät entistä suurempia määriä lyijynvalkoista kasvojensa peittämiseen. Kesti vuosisatoja, ennen kuin lääkärit saivat viimein todistettua lyijyn myrkyllisyyden ja voiteen käyttö lakkasi. Vielä 1700-luvullakin lyijyä käytettiin kauneudenhoidossa.
Lyijy ilmansaasteena
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Ilman lyijyhiukkasten luonnollinen pitoisuus on vähemmän kuin 0,1 mikrogrammaa kuutiometriä kohden. Lyijyä pääsee ilmaan maan eroosiossa, tulivuorien purkauksista, merivesien vaahdoista ja pensaspaloista. Lyijyä vapautuu ilmaan myös metalliteollisuudesta, hiilivoimaloista, kemianteollisuudesta ja paristoteollisuudesta. Moottoriliikenne oli aiemmin suurin päästöjen aiheuttaja, mutta ilman lyijypitoisuus putosi 98 % maissa, joissa siirryttiin lyijyttömään bensiiniin. Huoneilmaan lyijyä voi vapautua, jos lyijymaalattuja seiniä hiotaan tai käsitellään epäasiallisesti. Lyijyä sisältäviä maaleja ei enää käytetä asunto- ja toimistorakentamisessa, mutta silta- ja teollisuusrakentamisessa niitä vielä käytetään. Eläimet joutuvat alttiiksi lyijylle syödessään kasveja joihin lyijy on laskeutunut. Myös ilmakehässä ja vesissä oleva lyijy voi helposti joutua eläinten elimistöön. [5][6][7][8][9]
Lyijy ympäristömyrkkynä
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]- Pääartikkeli: Lyijymyrkytys
Suomalainen saa päivässä keskimäärin 100 mikrogrammaa lyijyä eri lähteistä[10]. Ihminen saa elimistöön kertyvää haitallista lyijyä esimerkiksi ruoasta. Etenkin kaakaota ja viljaa sisältävät ruoat sisältävät sitä runsaasti[11]. Muita elimistöön päätyvän lyijyn mahdollisia lähteitä ovat esimerkiksi lyijypitoisella maalilla maalatut lelut sekä vesijohtojen messinkiliitoksista talousveteen liuennut lyijy[12].
Myös keramiikka-astioiden lasitus ja niiden oranssit, punaiset ja keltaiset koristevärit saattavat sisältää lyijyä. Jos lyijypitoisella lasitteella käsiteltyjä astioita ei ole poltettu riittävän kuumassa lämpötilassa, lasitteen sisältämä lyijy saattaa liueta astiassa säilytettäviin elintarvikkeisiin.[13] Lyijylasitteella käsitellyistä astioista saattaa irrota päivittäiskäytössä jopa niin paljon lyijyä että lyijyn kokonaissaanti kaksinkertaistuu. Jos myyjällä ei ole esittää keramiikan vaatimustenmukaisuusilmoitusta, saattaa astioista liueta liikaa lyijyä. Seitsemänkymmenluvulla jopa joka kolmas Suomessa myyty posliiniastia ylitti lyijypitoisuuden enimmäisraja-arvon.[14] Etenkin latinalaisen Amerikan, Pohjois-Afrikan ja Itä-Euroopan pienissä savipajoissa valmistetut astiat saattavat sisältää paljon lyijyä. Yhdysvalloissa myytyjen astioiden lyijypitoisuutta alettiin säädellä jo vuonna 1971.[15] Kuluttajakäyttöön tarkoitetut lyijytestit ovat osoittautuneet hyvin epäluotettaviksi[16].
Lapset altistuvat aikuisia enemmän lyijylle, koska he nielevät enemmän likaa ja pölyä käsistään ja leluistaan. Pienet lapset ja sikiöt ovat myös helpommin riskialttiita johtuen heidän pienestä koostaan ja heidän kehonsa kasvamisesta ja kehittymisestä. He varastoivat kehoonsa 50 % niellystä lyijystä. Kesällä 2007 vedettiin 15 miljoonaa lelua pois myynnistä lyijyvärin vuoksi.[6][7][17]
Elimistöön päätynyt lyijy poistuu verestä kuukaudessa, mutta sitä kertyy luihin, hampaisiin ja pehmytkudoksiin. Äidin raskausaikainen lyijyaltistus saattaa sairastuttaa sekä syntyvän lapsen että vielä hänenkin jälkeläisensä.[18]
Lyijylle ei ole todettu alarajaa, jossa sillä ei olisi haitallisia vaikutuksia. Lyijy vaikuttaa lähes kaikkiin kehon kudoksiin. Myrkytyksen ensimmäisinä oireina esiintyy usein päänsärkyä ja vatsakipuja.[4] Pitkäaikaisemman altistumisen haittavaikutuksia ovat:
- Oppimisvaikeudet ja älyllisen kehittymisen häiriintyminen (erityisesti lapsilla)
- Käytöshäiriöt, kehitysvammat
- Muut hermostovauriot[3]
- Munuaisvauriot[3]
- Vaurioittaa ruoansulatuselimistöä ja maksaa
- Kihti lyijyn kertyessä luihin[4]
- Nostaa verenpainetta, vaurioittaa verenkiertoelimistöä.
- Sikiöillä kehityshäiriöitä, keskenmeno[3]
- Miesten hedelmällisyyden aleneminen
- Tyttöjen viivästyvä puberteetti[19]
- Lyijy voi aiheuttaa syöpää[3]
- Lihasten ja nivelten kipeytyminen
Merkittävimmät esiintymisalueet
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Vanhoja uskomuksia lyijyn ominaisuuksista
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Lyijyä pidettiin antiikin aikana taikavoimaisena aineena. Niinpä kaulassa pidetty lyijylevy suojasi uskomuksen mukaan lemmentaikoja vastaan. Keskiajan alkemistit uskoivat, että lyijy on sukua kullalle. Heidän tarinoissaan kerrottiin, kuinka lyijy oli saatu muuttumaan kullaksi sirottelemalla viisasten kiveä sulaan lyijyyn. Lyijyn arveltiin olevan maanpäällinen vastine planeetta Saturnukselle ja sen ominaisuuksiksi ajateltiin kylmyys ja märkyys.[20]
Lähteet
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]- ↑ Antti Kivinen, Osmo Mäkitie: Kemia, s. 325. Otava, 1988. 951-1-10136-6
- ↑ Michael T. Wieser & Tyler B. Coplen: Atomic Weights of the Elements 2009 (IUPAC technical report). Pure and Applied Chemistry, 2011, 83. vsk, nro 2. IUPAC. Artikkelin verkkoversio. Viitattu 16.4.2011. (englanniksi)
- ↑ a b c d e f Lyijyn kansainvälinen kemikaalikortti
- ↑ a b c d e Lyijy rappeutti Roomassa Helsingin Sanomat 27.12.2005. Arkistoitu 10.2.2010. Viitattu 13.7.2010.
- ↑ http://www.environment.gov.au/atmosphere/airquality/publications/leadfs.html luettu 11.5.2010
- ↑ a b http://www.cleanairtrust.org/lead.html luettu 11.5.2010
- ↑ a b http://www.environment-agency.gov.uk/business/topics/pollution/176.aspx (Arkistoitu – Internet Archive) luettu 11.5.2010
- ↑ http://epa.gov/lead/pubs/leadinfo.htm#where (Arkistoitu – Internet Archive) luettu 11.5.2010
- ↑ http://netspace.lohja.fi/sapry/Liitetiedostot/AHeino.pdf[vanhentunut linkki] luettu 11.5.2010
- ↑ Vanhoissa astioissa huikeita lyijypitoisuuksia yle.fi. 4.6.2008. Viitattu 15.12.2023.
- ↑ Riskinarviointi suomalaisten aikuisten altistumisesta elintarvikkeiden ja talousveden raskasmetalleille sekä alumiinille. Ruokaviraston tutkimuksia 2020. https://www.ruokavirasto.fi/globalassets/tietoa-meista/julkaisut/julkaisusarjat/tutkimukset/riskiraportit/ruokaviraston_tutkimuksia_1_2020_finaali.pdf
- ↑ Myös kotien metallisissa vesiputkissa ja hanoissa voi piillä myrkkyriski – tutkija suosittaa juoksutusta Vantaan Sanomat. 18.1.2018. Viitattu 5.4.2024.
- ↑ Center for Food Safety and Applied Nutrition: Questions and Answers on Lead-Glazed Traditional Pottery. FDA, Fri, 01/19/2024 - 09:05. Artikkelin verkkoversio. (englanti)
- ↑ Vanhoissa astioissa huikeita lyijypitoisuuksia yle.fi. 4.6.2008. Viitattu 15.12.2023.
- ↑ Why You Should Test Your Vintage or Imported Dishes for Lead ASAP Consumer Reports. 14.10.2021. Viitattu 5.4.2024. (englanti)
- ↑ Your Old Mugs May Contain Lead—Here's How You Can Tell Simply Recipes. Viitattu 1.8.2024. (englanniksi)
- ↑ http://www.thegoodairlady.com/lead_in_air_pollution_000207.html (Arkistoitu – Internet Archive) luettu 11.5.2010
- ↑ Juomavesi saastui lyijystä: "Tämä on todellinen painajainen, uskallan käydä vain jääkylmässä suihkussa" mtvuutiset.fi. 7.2.2016. Viitattu 5.4.2024.
- ↑ http://www.tohtori.fi/?page=6771267&id=9396681 luettu 21.11.2010
- ↑ Hans Biedermann: Suuri symbolikirja, s. 208–209. (Suom. Pertti Lempiäinen) WSOY, 1993. ISBN 951-0-18537-X
Aiheesta muualla
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
- Lyijyn kansainvälinen kemikaalikortti
- Työterveyslaitos: Lyijy (Arkistoitu – Internet Archive) (pdf)
- Periodictable: Technical data for Lead (englanniksi)
- Luettelo lyijyn isotoopeista The Isotopes Project Home Page (englanniksi))
- Human Metabolome Database: Lead (englanniksi)
- Toxin and Toxin Target Database (T3DB): Lead (englanniksi)
- Americanelements: Lead Technical and Safety Data (englanniksi)
- Mindat: Lead (englanniksi)
- Webmineral: Lead Mineral Data (englanniksi)
- Dr. Duke's Phytochemical and Ethnobotanical Databases: Lead (englanniksi)
- London Metal Exchange: Lead price (Arkistoitu – Internet Archive) (englanniksi)
- InfoMine: Lead Prices and Lead Price Charts (englanniksi)
- The Royal Society of Chemistry (RSC): Lead (englanniksi)
- PeriodicTable: Lead (Pb) (englanniksi)
- PubChem: Lead (englanniksi)