Zwaarste lid van de koolstofgroep
In het periodiek systeem der elementen behoort het lood van zware metalen tot de koolstofgroep samen met de elementen koolstof, silicium, germanium en tin. In de koolstofgroep heeft lood, met de Latijnse afkorting Pb voor plumbum of de Angelsaksische naam lood, de hoogste dichtheid met 11,34 gram per kubieke centimeter.
De meeste elementen met een hogere dichtheid hebben eigenschappen die het gebruik ervan ernstig beperken. Voorbeelden zijn radioactiviteit zoals uranium en rhodium, zeer hoge toxiciteit zoals kwik of de hoge prijs door zeldzaamheid zoals goud en titanium. Lood heeft ongeveer de helft van de dichtheid van het dichtste bekende element, osmium. Lood is minder giftig dan kwik.
Dichtheid van elementen en materialen
De dichtheidswaarden van andere bekende en veel voorkomende elementen en materialen helpen bij het vergelijken en classificeren van de dichtheid van lood. Ze worden gegeven in kg / dm3 of, zoals hier, in g / cm³:
| Achternaam | Afkorting | Dichtheid in g / cm³ |
|---|---|---|
| beton | - | 1.8 tot 2.4 |
| Kwarts glas | - | 2.2 |
| grafiet | C. | 2,25 |
| graniet | - | 2.8 |
| cement | - | 3.0 tot 3.1 |
| diamant | C. | 3,51 |
| titanium | Ti | 4.5 |
| Roest | Fe3O4 | 5.1 |
| zink | Zn | 7.13 |
| blik | Sn | 7.28 |
| IJzer staal | - | 7.7 |
| zilver | Ag | 10.49 |
| lood | Pb | 11.34 |
| goud | Au | 19.30 uur |
| osmium | Os | 22,61 |
Benut de dichtheid van lood
Twee van de bekendste manieren om de hoge dichtheid van lood te benutten, zijn als gewichten, bijvoorbeeld bij de visserij of bij het maken van modellen, en als stralingsbescherming. In vroeger tijden werden het hoge gewicht en het kleine volume ook gebruikt om gordijnen en draperieën met een loodkoord te verzwaren. Door de giftige eigenschappen van lood zijn deze toepassingen bijna verdwenen.
Bij het maken van modellen wordt lood voornamelijk gebruikt om bewegende en mobiele constructies zoals voertuigen en vliegtuigen in evenwicht te brengen. Ook hier speelt de dichtheid de doorslaggevende rol. Zelfs kleine hoeveelheden lood van enkele kubieke centimeters kunnen de nodige contragewichten vormen. Een loden kubus met de zijafmetingen van twee centimeter weegt ongeveer negentig gram.
De dichtheid werd ook gebruikt voor gewichtscompensatie en tarrering van autovelgen. Deze balansgewichten worden steeds vaker vervangen door de niet-giftige materialen staal en zink. Hun lagere dichtheid vereist echter ongeveer een derde meer ruimte of het aantal individuele gewichten.
Kogels en schot
Lood wordt vaak gebruikt in de vorm van kogels. De meest bekende munitie is loden schot. Bij sportschieten worden ook pellets met verschillende vormen gebruikt. De hoge dichtheid van lood zorgt voor nauwkeurige en voorspelbare ballistische trajecten tot ongeveer tien meter.
Lood heeft ook voldoende hardheid om onvervormde lancering te weerstaan. Zo kan een doorbraak op doeldoelen worden gerealiseerd en geteld. Als jachtmunitie wordt lood zelden gebruikt vanwege zijn giftige eigenschappen. Ook hier zorgt de dichtheid voor penetrerende projectielen.
Hoge dichtheid fungeert als stralingsbescherming
Het beschermende effect tegen röntgenstralen en andere radioactieve stralingsbronnen is voornamelijk te danken aan de moleculaire structuur van het lood en zijn dichtheid. Simpel gezegd, veel atomen die stevig tegen elkaar zijn gedrukt, laten minder stralen door. Lood wordt voornamelijk gekozen omdat alternatieven met vergelijkbare of betere afschermwaarden, d.w.z. dichtheid, aanzienlijk duurder zijn. Typische voorbeelden zijn koper, zilver en goud.
Ondanks zijn dichtheid kan lood slechts een deel van de straling "onderscheppen", en daarom worden er vandaag de dag nog steeds pogingen ondernomen om röntgenstraling te beperken tot het meest noodzakelijke aantal toepassingen. Aangezien sommige loodertsen natuurlijke radioactieve isotopen bevatten, moet voor de productie van stralingsbescherming lood met een bijzonder laag stralingsniveau worden gebruikt.
Afname van de dichtheid bij verhitting
Wetenschappelijke metingen tonen de afname van de dichtheid van lood bij verhitting. Zoals bij de meeste andere elementen, leidt verwarming tot een grotere beweging van de atomen of moleculen. Hierdoor ontstaan grotere openingen en neemt de dichtheid af. In het geval van lood is de verandering echter alleen in wetenschappelijke zin significant en kan bij praktische toepassing verwaarloosd worden.
| Opwarming in ° C | Dichtheid in |
|---|---|
| 0 | 11.34 |
| 350 | 10.658 |
| 400 | 10.597 |
| 500 | 10.477 |
| 600 | 10.359 |
| 800 | 10.132 |
De gemiddelde ruimtelijke uitzetting bij verwarmingslood wordt geschat op 3,44 procent. Het vloeibare hete lood heeft dit volume meer nodig om hetzelfde gewicht te behouden nadat de dichtheid is afgenomen.
tips en trucs
De dichtheid van zogenaamd werklood, dat wordt gewonnen uit looderts en als materiaal voor allerlei toepassingen fungeert, is onderhevig aan kleine schommelingen, aangezien er slechts tussen de 95 en 98 procent puur werklood is. Als je metallurgisch lood of fijn lood tegenkomt, is de materiaalzuiverheid en dus de oorspronkelijke dichtheid meer dan 99 procent.
