plomb

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Présentation

plomb, élément chimique métallique dense et ductile, d’un gris bleuâtre, de symbole Pb et de numéro atomique 82. Le plomb fait partie du groupe 14 (ou IVa) du tableau périodique des éléments.

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État naturel

Largement répandu à la surface du globe, le plomb constitue près de 0,014 p. 100 en masse de la croûte terrestre. Il est généralement associé au zinc dans le minerai appelé galène. Dans la nature, on trouve le plomb sous huit formes isotopiques, dont quatre sont radioactives. Trois isotopes stables du plomb, le plomb-206, le plomb-207 et le plomb-208, sont respectivement les derniers éléments de la chaîne radioactive de l’uranium, de l’actinium et du thorium. Le plomb-204, stable, n’a pas de précurseur radioactif naturel (voir radioactivité).

Les principales sources de plomb sont situées en Australie, aux États-Unis, au Canada, au Mexique, au Pérou et en ex-URSS.

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Préparation et production

L’extraction du plomb de la galène s’effectue essentiellement par grillage du minerai à 700 °C, pour le transformer en oxyde de plomb (PbO). Ensuite, l’oxyde est réduit à 900 °C avec du coke dans un haut-fourneau (voir métallurgie). Une autre méthode consiste à griller le minerai dans un four à réverbère jusqu’à transformation d’une partie du sulfure de plomb en oxyde et en sulfate. L’alimentation du fourneau en air est ensuite coupée et la température est accrue. Le sulfure de plomb non transformé réagit alors avec le sulfate et l’oxyde pour donner du plomb métallique et du dioxyde de soufre.

Le plomb contenu dans différents déchets, comme les débris de batteries, est extrait par fusion et constitue une source importante du métal. Comme la galène est souvent associée à d’autres minéraux, le plomb brut obtenu à partir des procédés d’extraction contient en impuretés des métaux tels que le cuivre, le zinc, l’argent et l’or. La production de ces métaux précieux à partir des minerais de plomb est souvent aussi importante que la production de plomb elle-même. L’argent et l’or sont ainsi récupérés par le procédé Parkes : une faible quantité de zinc est mélangée au plomb fondu pour dissoudre les métaux précieux ; l’alliage fondu remonte à la surface du plomb sous forme de boues, puis le zinc est séparé de l’argent et de l’or par distillation. Le plomb brut est souvent purifié par agitation du plomb fondu en présence d’air. Les oxydes des impuretés métalliques ainsi formées montent à la surface et sont récupérées. Pour obtenir un plomb très pur, on effectue un raffinage électrolytique.

En 1995, la production mondiale de plomb s’élevait à 2,82 millions de tonnes, les principaux producteurs étant la Chine, l’Australie et les États-Unis.

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Propriétés

Le plomb métallique est mou, malléable et ductile : on le met facilement en forme lorsqu’il est chauffé à température modérée. Il présente une faible résistance à la traction et il est mauvais conducteur d’électricité. Une surface de plomb fraîchement coupée présente un aspect brillant argenté qui devient rapidement terne, d’un gris bleuâtre caractéristique. Le plomb fond à 328 °C, bout à 1 740 °C et a une densité de 11,34 ; sa masse atomique est égale à 207,20.

Soluble dans l’acide nitrique, le plomb est faiblement attaqué par les acides sulfurique et chlorhydrique à température ambiante. Lorsque le plomb est mis en présence d’acide sulfurique, il se forme une couche protectrice de sulfate (voir soufre), qui stoppe l’attaque acide. Dans l’air, il réagit lentement avec l’eau pour former l’hydroxyde de plomb. L’eau ordinaire contient souvent des sels du plomb qui se déposent sur les conduites, empêchant ainsi la formation de l’hydroxyde de plomb soluble.