Bly, atomnummer 82 i det periodiska systemet, är ett metalliskt grundämne med den kemiska symbolen Pb, som står för plumbum, det latinska namnet på grundämnet. Det är en mjuk, följsam metall som är silvervit till färgen när den är nyskuren, men vid exponering för luft får den snabbt ett matt grått utseende på grund av bildandet av ett lager av oxid. Även om den ibland finns i sitt elementära tillstånd, är den huvudsakliga blymalmen galena eller blysulfid (PbS); andra blymalmer inkluderar cerussit – blykarbonat (PbCO3) – och anglesite – blysulfat (PbSO4). Historiskt sett har blyets kemiska och fysikaliska egenskaper gjort det till ett mycket användbart grundämne, men sedan slutet av 20-talet har användningen minskat på grund av dess toxicitet. Bly har dock fortfarande ett antal viktiga användningsområden – till exempel i blybatterier, för strålskydd och som ett flexibelt, fjädrande takmaterial.
Metallen smälter vid 622.4 °F (328 °C) och kokar vid 3,164 1,740 °F (83 XNUMX °C). De fyra stabila isotoper av bly är slutprodukterna av sönderfallet av olika naturligt förekommande radioaktiva grundämnen, såsom uran och torium, genom ett antal steg. Bly är det tyngsta stabila grundämnet, en distinktion som brukade tillhöra vismut – grundämne nummer XNUMX – tills det visade sig vara mycket lite radioaktivt. En av de viktigaste fysikaliska egenskaperna hos bly är dess förmåga att absorbera högfrekvent elektromagnetisk strålning, såsom röntgenstrålar och gammastrålar. Detta beror på dess höga densitet och det stora antalet elektroner i blyatomen.
Bly tillhör samma grupp som kol, kisel, germanium och tenn. Dessa grundämnen blir mer metalliska till sin karaktär med ökande atomvikt, och även om blyets kemiska egenskaper liknar de andra medlemmarna i gruppen, är det kemiskt mest likt metallen, tenn. I sina föreningar har bly vanligtvis ett oxidationstillstånd på +2, vilket innebär att det donerar två elektroner till andra atomer eller molekyler. Mindre vanligt kan det ha ett oxidationstillstånd på +4.
Metallen kombineras med syre för att bilda flera oxider. ”Rött bly”, som bildas genom att värma bly i luft, har formeln Pb3O4, men tros vara en förening av blyoxid (PbO) och blydioxid (PbO2). Blyoxid, även känd som litharge, bildas när metallen värms upp kraftigt i luft och kan ta formen av ett gult pulver eller ett rött kristallint material.
”Vit bly” är basiskt blykarbonat (2PbCO3·Pb(OH)2). Det användes tidigare mycket i färger på grund av sin starka vita färg innan det till stor del ersattes av giftfri titandioxid. Bortsett från dess toxicitet var ett problem med vitt bly att det tenderade att långsamt reagera med spår av vätesulfid (H2S) i luften för att bilda svart blysulfid. Detta är ett bra test för H2S, men det innebar att gamla målningar tenderade att mörkna med tiden.
Bly är motståndskraftigt mot korrosion av de flesta syror, på grund av att majoriteten av blysalterna har liten eller ingen löslighet i vatten och bildar ett lager som skyddar blyet från ytterligare verkan. Det kommer dock att reagera med ättiksyra och salpetersyra, eftersom de salter som bildas av dessa reaktioner – blyacetat respektive blynitrat – är mycket lösliga. Bly reagerar med ”hårt” vatten och bildar olösligt basiskt blykarbonat, men bildar lösliga föreningar med mjukt vatten, vilket gör att blyvattenledningar utgör en större risk för blyförgiftning i mjukvattenområden.
Den förmodligen mest kända av blyets egenskaper är dess toxicitet. Fall av akut blyförgiftning är sällsynta, men det är ett kumulativt gift, och kronisk exponering för låga nivåer av bly kan leda till en mängd allvarliga symtom. Det inaktiverar enzymerna som tillverkar hemoglobin, vilket leder till en uppbyggnad av prekursorkemikalien – detta kan förlama tarmen, vilket resulterar i förstoppning och buksmärtor, och orsaka en ansamling av vätska i hjärnan, vilket orsakar huvudvärk. Under en längre period orsakar det anemi och neurologiska problem.
Kronisk blyförgiftning har varit ett betydande problem på grund av den utbredda användningen av bly i applikationer som har låtit det komma in i miljön. Till exempel användes metalliskt bly tidigare i vattenledningar och blyföreningar har använts i färger. Dessa användningar har upphört i de flesta länder, och blyrör har ersatts av giftfria alternativ. Den största blykällan i miljön har varit föreningen tetraetylbly, som tillsattes bensin för att uppnå jämnare förbränning. På grund av oro över hälsoeffekterna av bly i miljön, särskilt på barn i stadsområden, har blyhaltig bensin också fasats ut i många länder.