Organische Chemie
Organische Stoffgruppen III
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Blei ist ein giftiges Schwermetall. Wie es zu einer Vergiftung kommen kann und wofür du Blei verwendest, lernst du hier und im Video .

Was ist Blei?  

Das chemische Element Blei (englisch: lead; lateinisch: plumbum) ist ein grauer Feststoff. Du kannst es in die Gruppe der Metalle einordnen, genauer gesagt zu den Schwermetallen.

Im Periodensystem findest du Blei unter der Abkürzung Pb. In der Natur kannst du es beispielsweise in Bleierzen (Mineralien) entdecken.

Elementares Blei ist für dich nicht giftig. Aber Vorsicht! Sämtliche Bleiverbindungen (z.B. Bleichromat PbCrO4) oder Bleistäube sind krebserregend

Blei Steckbrief

Die Wärmekapazität und Dichte von Blei, seine Abkürzung und weitere Eigenschaften haben wir dir in einem Steckbrief zusammengestellt:

Blei Steckbrief
Zeichen / Symbol im Periodensystem Pb
Gruppe 14
Periode 6
Ordnungszahl 82
Elementkategorie Metalle
Molare Masse 207,1 u
Dichte 11,342 g/cm3
Vorkommen in der Natur in Bleierzen, in der Erdkruste
Besonderheiten Blei ist magnetisch.
Isotope 13 Stück: von 202Pb bis 214Pb; davon drei stabile (206Pb, 207Pb und 208Pb)
Aussehen grauer, metallisch glänzender Feststoff
Geruch geruchlos
Löslichkeit unlöslich in Wasser
Spezifische Wärmekapazität 131 J/kg \cdot K
Schmelzpunkt 327,43°C
Siedepunkt 1744°C
Elektronegativität 2,33 (Pauling-Skala)
Elektronenkonfiguration [Xe] 4f14 5d10 6s6p2
Oxidationszahlen +2, +4

Geschichtliches

Bereits die alten Ägypter nutzten das chemische Element Pb zum Glasieren von Gefäßen.

Auf den griechischen Inseln Zypern und Rhodos wurden hingegen Bleierze gefördert.

Bei den Römern diente Pb in einer Legierung (Gemisch mit mindestens einem Metall) mit dem Metall Zinn (Sn) zur Abdeckung von Dächern. Außerdem bauten sie aus Blei Wasserleitungen. So befand sich Blei im Trinkwasser der Römer. Deshalb wird der Untergang des Römischen Reichs auch oft auf Bleivergiftungen zurückgeführt.

Blei Eigenschaften

Das Element Pb ist ein sehr dehnbares Schwermetall — du kannst es also leicht verbiegen. Es ist sogar so weich, dass du mit deinem Fingernagel kleine Kerben hinein drücken kannst. Auf Papier kannst du mit Blei einen dunkelgrauen Strich zeichnen, weshalb es früher für Bleistiftminen verwendet wurde. 

Blei ist — im Gegensatz zu anderen Schwermetallen — relativ edel. Legst du unedlere Metalle , wie Zink (Zn), in eine Bleisalzlösung (z.B. Bleiacetat) hinein, bilden sich baumartige Bleikristalle. 

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Zinkgranalie in Bleiacetatlösung

Auch mit Halogenen, wie Chlor (Cl2), kann das Element reagieren. Dabei bildet sich ein weißes Pulver, dass du Blei(II)-chlorid (PbCl2) nennst:

    \[\ce{Pb + Cl2 -> PbCl2}\]

Bei einer Reaktion mit dem Element Schwefel (S) entsteht ebenfalls ein Pulver — dieses mal aber ein schwarzes. Du bezeichnest es als Blei(II)-sulfid (PbS):

    \[\ce{Pb + S -> PbS}\]

Lässt du Pb mit Säuren, wie z.B. Phosphorsäure (H3PO4), reagieren, bildet sich ein Salz — nämlich Bleiphosphat (Pb3(PO4)2):

    \[\ce{3 Pb + 2 H3PO4 -> Pb3(PO4)2 + 3 H2}\]

Frisches Blei hat den typischen metallischen Glanz und eine grau-weiße Farbe. Kommt es allerdings in Kontakt mit Luft, wechselt die Farbe zu dunkelgrau. Das liegt daran, dass eine Oxidation stattfindet und dabei Blei(II)-oxid (PbO) entsteht.

Bleivergiftung  

Die Frage „ist Blei giftig?“ lässt sich nicht pauschal beantworten. Du musst nämlich unterscheiden, in welcher Art und Weise das Element vorliegt.

Elementares Blei ist in kompakter Form nicht giftig. Wenn du es allerdings über Staub in deine Lungen aufnimmst, kann es eine Bleivergiftung auslösen. Zusätzlich ist der Staub krebserregend

Bleistäube können sich also in der Luft befinden. Aber auch beispielsweise auf den Blättern von Pflanzen. Auf die Weise gelangt das Element auch in unsere Nahrungskette. Da Blei auch in unseren Böden enthalten ist, können verschiedene Pilze ebenfalls das Element beinhalten.

Auch sämtliche Bleiverbindungen, wie Bleiarsenat (Pb3(AsO4)2) oder Bleichromat (PbCrO4) sind krebserregend und damit gefährlich für dich. Die Verbindungen können entweder durch Einatmen oder Verschlucken in deinen Körper gelangen. 

Solltest du das Element über einen längeren Zeitraum auf diese Weise in deinen Körper aufnehmen, kann es zu einer chronischen Bleivergiftung kommen. Dabei reichen schon geringe Mengen aus! Du erkennst eine chronische Vergiftung an Symptomen wie Kopfschmerzen, Müdigkeit und Abmagerung. Außerdem kann es zu Defekten bei der Blutbildung, des Nervensystems oder der Muskulatur kommen.

Besonders für Kinder und Schwangere ist Blei im Körper und die damit einhergehende Vergiftung sehr gefährlich. Das Element schädigt nämlich das Kind im Mutterleib. Im schlimmsten Falle endet eine Bleivergiftung tödlich

Blei Vorkommen

In der Natur kommt das Element kaum elementar vor. Trotzdem sind weltweit ungefähr 200 Orte bekannt, an denen du elementares Blei finden kannst. Dazu gehören beispielsweise Länder wie Argentinien, Australien, Belgien, Norwegen und Deutschland

Du kannst Pb auch in Mineralen wie Erzen entdecken. Dort kommt es meistens als Galenit (Blei(II)-sulfid PbS) vor. Galenit ist die bedeutendste Quelle, um Blei zu gewinnen. Neben Galenit kannst du das Element aber auch noch in anderen Mineralen wie Cerussit (Blei(II)-carbonat PbCO3) oder Krokoit (Blei(II)-chromat PbCrO4) finden.

Blei Verwendung

Im Folgenden wollen wir uns einige Beispiele für die Verwendung von Blei anschauen:

  • Akku: Der Großteil des Elements wird heutzutage als Blei-Akku genutzt. Du findest Bleiakkumulatoren oder Blei-Batterien beispielsweise in Autos.
  • Metall / Legierung: Vor allem früher wurde Pb oft als Metall oder Legierung (Gemisch mit mindestens einem Metall) genutzt. Große Vorteile des Elements sind seine einfache Herstellung und Verarbeitung. Aufgrund seiner Toxizität wird es aber zunehmend durch weniger giftige Alternativen ersetzt.
  • Strahlenschutz: Wenn du einen Termin zum Röntgen hast, wird dir zum Schutz deines Körpers vor Strahlen eine Art Schürze angezogen. Die ist meistens aus Blei, da es Röntgen- und Gammastrahlung sehr wirksam aufnimmt.
  • Bauwesen: Da Blei leicht zu gießen ist, wurde es häufig für verschiedene Gegenstände wie Rohre verwendet. Weil das Element aber giftig sein kann, wird es heutzutage nicht mehr so oft dafür benutzt.
  • Rohrmaterial: In der chemischen Industrie kommen Bleirohre noch zum Einsatz. Das ist der Fall, weil sie sehr beständig gegen Säuren oder andere ätzende Flüssigkeiten sind.
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Blei Verwendung Beispiele

Blei Herstellung

In der Regel wird Pb aus dem Mineral Galenit (Blei(II)-sulfid PbS) gewonnen. Dafür wird das sogenannte Röstreduktionsverfahren angewandt. Der Prozess läuft in zwei Schritten ab:

In einem ersten Schritt wird PbS bei 1000°C geröstet. Es reagiert dabei mit Sauerstoff (O2):

    \[\ce{2 PbS + 3 O2 -> 2 PbO + 2 SO2}\]

Im zweiten Schritt wird das entstandene Blei(II)-oxid (PbO) reduziert. Damit die Reduktion eintritt, musst du dem PbO Kohlenstoff (C) bzw. Kohlenstoffmonoxid (CO) zugeben:

    \[\ce{PbO + C -> Pb + CO}\]

    \[\ce{PbO + CO -> Pb + CO2}\]

Bei dem Verfahren wird allerdings nur ein Teil des Galenits (PbS) geröstet. Ein Teil des entstandenen Blei(II)-oxids (PbO) dient dann dazu, das restliche Bleisulfid zu rösten:

    \[\ce{3 PbS + 3 O2 -> PbS + 2 PbO + 2 SO2}\]

    \[\ce{PbS + 2 PbO -> 3 Pb + SO2}\]

Um reines Blei zu erhalten, muss das hier entstandene Pb noch durch andere Verfahren, wie eine Raffination, gereinigt werden.

Blei Nachweis  

Du kannst die Ionen des Elements auf unterschiedliche Arten nachweisen, in den meisten Fällen aber durch Fällungsreaktionen. Wir haben dir einige Reaktionen aufgelistet:

Fällungsreaktionen

Bleisalzlösungen bilden mit Salzsäure (HCl) oder Chloriden, wie Natriumchlorid (NaCl) oder  Blei(II)-chlorid (PbCl2). Gibst du Blei(II)-chlorid in heißes Wasser und lässt es abkühlen, fällt es in weißen Nadeln aus.

Füllst du eine Kaliumchromat(K2CrO4)-Lösung in eine Bleisalzlösung, entsteht gelbes, unlösliches Blei(II)-chromat (PbCrO4). Das wurde früher als gelbes Pigment verwendet.

Auch mithilfe von Kaliumiodid (KI) in einer Bleisalzlösung kannst du die Pb-Ionen nachweisen. Bei der Reaktion fällt nämlich Blei(II)-iodid (PbI2) aus. Auch das erkennst du an einer gelben Farbe. Mit einem Mikroskop kannst du die besondere Struktur erkennen: Du siehst dann viele gelbe, sechseckige Plättchen. 

Das Gas Schwefelwasserstoff (H₂S) bildet in einer Bleisalzlösung Blei(II)-sulfid (PbS). Die Verbindung fällt als brauner Niederschlag aus.

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Blei-Nachweis mit Fällungsreaktionen

Blei Verbindungen

Zum Schluss wollen wir uns noch Beispiele für organische und anorganische Verbindungen des Elements ansehen:

Organische Bleiverbindungen

Die meisten Verbindungen von Pb sind anorganisch. Die wohl bekannteste organische Pb-Verbindung ist Tetraethylblei (Pb(C2H5)4). Das ist eine giftige Flüssigkeit, die du heute hauptsächlich in Flugbenzin findest. 

Anorganische Bleiverbindungen

  • Oxide: Darunter kannst du Verbindungen mit Sauerstoff verstehen. Beispiele dafür sind Blei(II)-oxid (PbO) oder Blei(IV)-oxid (PbO2)
  • Salze: Um das Element nachzuweisen, wird meistens eine Bleisalzlösung gebraucht. Es gibt zahlreiche Bleisalze wie z.B. Bleiacetat (Pb(CH3COO)4), Blei(II)-nitrat (Pb(NO3)2) oder Blei(II)-chlorid (PbCl2).
  • Schwefelverbindungen: Um Pb zu gewinnen, benötigst du meist das Mineral Galenit, also Blei(II)-sulfid (PbS). 

Welche Verbindungen Schwefel noch eingehen kann und wo du es in der Natur überall findest, zeigen wir dir im nächsten Video. Bis gleich!

Zum Video: Schwefel
Zum Video: Schwefel

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