Piombo in natura

LAB_2014_008_ALBERTI SITO1Il piombo (Pb) è un metallo, non molto diffuso in natura, la cui caratteristica peculiare è l’elevata densità (11.340 kg/m3), per la quale viene classificato come metallo pesante. Nonostante tale proprietà, è malleabile e tenero quindi molto adatto alla lavorazione. Deriva, probabilmente, dal decadimento dell’uranio e si conoscono quattro suoi isotopi stabili: 204Pb, 206Pb, 207Pb, 208Pb (l’ultimo è il più abbondante in natura). Il piombo, in natura, esiste solo raramente allo stato elementare, mentre numerosi sono i suoi composti minerali che, nel complesso, rappresentano la quasi totalità del metallo presente nella crosta terrestre. Il più comune e sfruttato a scopo estrattivo è sicuramente la galena (PbS), alla quale si aggiungono la cerussite (PbCO3) e l’anglesite (PbSO4). Rimane comunque un componente minoritario della crosta terrestre e in generale si può affermare che, per un suolo non contaminato, il valore medio di piombo si aggira intorno ai 17 mg/kg. LAB_2014_008_ALBERTI SITO2
Il piombo presente nei minerali non risulta biodisponibile e di conseguenza non rappresenta una fonte di pericolo per la fauna e la flora terrestre. Diviene tossico invece quando, in presenza di acqua e ossigeno, dallo stato elementare viene ossidato a Pb2+ e questa forma è quella biodisponibile per gli organismi viventi. Come si può osservare dal grafico sottostante (grafico 1), che mette in relazione il potenziale di ossido-riduzione (controllato tramite la quantità di ossigeno disponibile nell’ambiente) con il pH, la forma Pb2+, in presenza di carbonati e solfati, precipita come anglesite e cerussite oppure, in assenza di ossigeno, come galena. La forma ionica e mobile del piombo si trova quindi solo a pH molto acidi (< 2).
Per quanto riguarda la contaminazione di acque naturali, un punto cruciale è la valutazione della solubilità del metallo in funzione del pH anche in assenza di altri agenti precipitanti.
Nel grafico 2, ottenuto (con il software Medusa2) considerando una forza ionica intermedia tra quella di un’acqua dolce (10-2 M) e di un’acqua di mare (0.7 M) e una concentrazione di piombo pari a quella considerata anche nel grafico 1 (10-6 M), si osserva che il pH di transizione tra il Pb2+ e Pb(OH)2 (precipitato principale in assenza di altri complessanti) è intorno a 7.5, quindi molto più alto rispetto a quanto osservato per i terreni dove la forma libera era presente solo a pH molto acidi. Ovviamente, all’aumentare della concentrazione di piombo, la precipitazione di Pb(OH)2 si sposta verso sinistra a pH più bassi, come evidenziato nel successivo grafico 3 (ottenuto sempre con il software Medusa2). Quindi studiando matrici acquose naturali diverse e con diverso pH, si possono manifestare situazioni completamente differenti e conseguentemente diversi potranno essere i rischi di inquinamento e contaminazione ambientale.LAB_2014_008_ALBERTI SITO3

Bibliografia
(1) Andreotti A., Borghesi F., Il piombo nelle munizioni da caccia: problematiche e possibili soluzioni, Rapporti ISPRA, 158/2012.
(2) Puidomenech I., Medusa – Make Equilibrium Diagram Using Sophisticated Algorithms. Software Windows 32 bit vers. 2010.

di G. Fosco, R. Biesuz, G. Alberti, Dip.di Chimica- Università di Pavia  e Luigi Vecchio  di Piscina Idea Blu, Pavia

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