הצגת המקור של הדף "עופרת"

{{יסוד כימי
| שכן מימין = [[ביסמוט]]
| שם = עופרת
| שכן משמאל = [[תליום]]
| שכן מלמעלה = [[בדיל|Sn]]
| סמל כימי = Pb
| שכן מלמטה = [[פלרוביום|Fl]]
| תמונת טבלה מחזורית = [[קובץ:Pb-TableImage.png|250px]]
| צבע רקע = #cccccc
| מספר אטומי = 82
| סדרה כימית = [[מתכת|מתכות]]
| צפיפות = 11,342
| מראה = אפרפר-כחלחל מתכתי
| תמונה = [[קובץ:Lead electrolytic and 1cm3 cube.jpg|280px]]
| משקל אטומי = 207.21
| רדיוס אטומי =
| רדיוס קוולנטי =
| רדיוס ואן דר ולס = 202
| רמות אנרגיה = 2, 8, 18, 32, 18, 4
| מצב צבירה = מוצק
| טמפרטורת היתוך = 600.65
| יחידות לטמפרטורה = K
| טמפרטורת היתוך צלזיוס = 327.5
| טמפרטורת רתיחה = 2,022.15
| טמפרטורת רתיחה צלזיוס = 1,749
| לחץ אדים = 4.21E-07
| טמפרטורת אדים = 600
| מהירות הקול = 1,260
| טמפרטורת מהירות הקול = 293.15
| אנרגיית יינון ראשונה = 715.6
| אלקטרושליליות = 2.33
| קיבולת חום סגולית = 129
| מוליכות חשמלית = 4.81 10<sup>6</sup>
| מוליכות תרמית = 35.3
| אנרגיית יינון שנייה = 1,450.5
| אנרגיית יינון שלישית = 3,081.5
| אנרגיית יינון רביעית = 4,083
}}
'''עוֹפֶרֶת''' (ב[[אנגלית]]: '''Lead''', ב[[לטינית]]: '''Plumbum''') היא [[יסוד כימי]] מסדרת [[מתכות מעבר עמידות|מתכות המעבר העמידות]] ש[[סמל כימי|סמלו הכימי]] Pb ו[[מספר אטומי|מספרו האטומי]] 82. עופרת היא [[מתכת כבדה]] ו[[רעל|רעילה]]. הייתה ידועה לאדם עוד מימי קדם ובמהלך ההיסטוריה קנתה לעצמה שימושים רבים.

==תכונות==
צבע העופרת [[אפרפר]] עם גוון [[כחלחל]], ההופך לאפור בתגובה עם ה[[אוויר]]. העופרת נמנית עם היסודות הצפופים ביותר, ולכן כבדה יחסית. היא מתכת רכה מאוד, תכונה המקנה לה יכולות עיבוד גבוהות. היא עמידה מאוד ל[[שיתוך]], מאחר שבמגע עם האוויר השכבה החיצונית של כלי העופרת הופכת ל[[תחמוצת]] המצטיינת בכושר בידוד, ולכן מבודדת את שאר המתכת. העופרת ותרכובותיה רעילות מאוד לבני אדם. [[מוליכות חשמלית|מוליכותה החשמלית]] ו[[מוליכות תרמית|מוליכותה התרמית]] נמוכות. תכונה המייחדת את העופרת היא שלוח עופרת עבה דיו חוסם כל [[קרינה מייננת]] (בין השאר, [[קרינת גמא]]).

ניתן למצוא בטבע עופרת בצורתה הטהורה, אך הדבר נדיר. ברוב המקרים היא נמצאת בטבע בסמיכות ליסודות אחרים, בעיקר [[נחושת]], [[אבץ]] ו[[כסף (מתכת)|כסף]]. כן ניתן להפיק עופרת מה[[סולפיד]] שלה, PbS ([[גלנה]]).

העופרת היא היסוד הכי כבד ב[[הטבלה המחזורית|טבלה המחזורית]] שקיים לו [[איזוטופ]] יציב, וכל היסודות הבאים אחרי עופרת הם [[רדיואקטיביות|רדיואקטיבים]].

==שימושים==
[[קובץ:VeniceLead1.jpg|ממוזער|250px|יציקת עופרת סביב מוט חיבור ממתכת קשה במעקה אבן של גשר ב[[ונציה|וונציה]]. ביציקה נראים חורי מדגש שנועדו ללחוץ את העופרת לתוך החלל הפנוי]]
[[קובץ:Пломбы свинцовые с клеймом.jpg|ממוזער|250px|חותמות עשויות עופרת]]
*הוספה של [[עופרת טטרה אתיל]] <math>\ Pb(C_2H_5)_4</math> ל[[בנזין]] לשם העלאת [[מספר אוקטן|דירוג האוקטן]] שלו, המאפשר קבלת הספק גבוה יותר ממנוע בנפח נתון. מאז [[שנות התשעים]] פסק השימוש בתוספי עופרת לדלק כמעט לגמרי, עקב התוצרים הרעילים (הנפלטים מן המפלט) ובמכוניות חדשות משתמשים בבנזין נטול עופרת. מכוניות אלו מצוידות ב[[ממיר קטליטי|ממירים קטליטיים]] שהעופרת מזיקה להם. תוספת העופרת נמצאת כיום רק בדלק למכוניות ישנות שמספרן פוחת עם הזמן. המנועים במכוניות אלו אינם מתוכננים לשימוש בדלק נטול עופרת ולכן דרוש להן דלק עם עופרת, בגלל תכונות הסיכה שלה.
* העופרת משמשת להכנת האלקטרודות של [[סוללת עופרת-חומצה|סוללות עופרת-חומצה]].
*צבעי עופרת: מתרכובת העופרת כדוגמת עופרת פחמתית, הנקראת גם "[[פיגמנטי צביעה#לבן עופרת|עופרת לבנה]]", מכינים צבע לבן שהוא בסיס לצבעים רבים. צבעים אלו רעילים ומשום כך אין צובעים בהם פריטים שיש סכנה כי ייאכלו על ידי ילדים, כמו רהיטים וצעצועים.
* לתרכובות אחרות של עופרת שימושים רבים - ייצור [[לכה]], [[גפרור]]ים, [[חומרי הדברה]] וצבעים (נוסף לצבע הלבן).
* בעקבות עמידות העופרת ל[[קורוזיה]] ובפני חומרים פעילים אחרים מצפים בעזרתה צינורות פליטה (ביוב וכו'), בקבוקי נוזלים שאינם מיועדים לשתייה וכו'. לעיתים אף מורחים את תחמוצת העופרת על כלי [[ברזל]] לשם מניעת החלדתם.
* בשל ה[[צפיפות החומר|מסה הסגולית]] הגבוהה של העופרת משתמשים בעיקר בה לייצור משקולות, כמו משקולות ל[[וילון|וילונות]], [[דיג]] ו[[צלילה]].
* העופרת משמשת לציפוי כבלי חשמל בשל רכותה ועמידותה.
* העופרת משמשת לציפוי ובניית קליעי נשק חם למיניהם.
* מיגון מפני [[קרינה מייננת]], בבדיקות רנטגן, ב[[כור גרעיני|כורים גרעיניים]] ובמיגון ([[מצודת עופרת]]).
* משתמשים בעופרת כדי ליצור זכוכית הנקראת [[בדולח]]. תוספת העופרת למבנה הזכוכית משנה את התכונות האופטיות, מרככת את הזכוכית (וכך ניתן לעצב אותה על ידי חיתוך) ומקנה לה יכולת עצירת קרינה מזיקה.
* לייצור פלומבות{{הערה|{{ויקימילון בשורה|פלומבה}}}}.
* בעבר השתמשו בעופרת ב[[דפוס בלט]].

עופרת מעולם לא שימשה לייצור [[עפרון|עפרונות]]; מתחילתם עפרונות הכילו [[גרפיט]]. ניתן להתחקות אחר מקור הטעות עד ל[[חרט]] ה[[רומא|רומי]], penicillus (ומכאן המילה ה[[אנגלית]] לעיפרון, pencil), ששימש לחריטה על [[פפירוס]], ולעיתים היה עשוי עופרת. סוג הגרפיט בעפרונות הראשונים כונה plumbago (מתנהג כמו עופרת), כיוון שבאותה עת ([[המאה ה-16]]) לא זיהו אותו נכונה.

==הפקה==
העופרת מופיעה ב[[קרום כדור הארץ]] בשיעור של 16 חלקים במיליון וכורים אותה כמינרל המצוי באבני גיר הנקרא [[גלניט]] (Galena), שהוא [[סולפיד]] (גופרת העופרת, PbS). המינרל מכיל 86.5% עופרת (מסתו המולרית היא 239.3). כריית המינרל מתבצעת בעיקר ב[[אמריקה הצפונית]], ב[[אוסטרליה]] וב[[מקסיקו]] אך יש ארצות אחרות שבהן כורים את הגלניט בכמויות רבות.

כדי להפיק עופרת נקייה מחומר הגלם גלניט, מחממים תחילה את הגלניט כדי להיפטר משאריות [[גופרית]], ולאחר מכן מכניסים את הגלניט הנקי אל [[כבשן]] ביחד עם פחם האבן. לאחר חימום (לטמפרטורות גבוהות) הקשר הכימי בין הגופרית לבין העופרת מתנתק והתוצר הוא עופרת מותכת ונקייה יחסית. העופרת המתקבלת מתהליך זה מכילה לעיתים קרובות [[מתכות יקרות]] כמו [[כסף (יסוד)|כסף]] ו[[זהב]], שלעיתים כדאי לזקקן מן העופרת למען רווח נוסף.

חלק מהעופרת מיוצר באמצעות [[מיחזור]] גרוטאות, בעיקר לוחות מצברים וצינורות. את הגרוטאות מתיכים והתוצר הוא גוש עופרת נקי שאינו מעובד.

==צבעים==
צבע לבן הוכן מאבקה דקה של עופרת פחמתית בסיסית <math>\ PbCO_3-Pb(OH)_2</math> המורחפת בשמן ושימש לציפוי משטחי עץ ומתכת. הצבע הוכן מעופרת מתכתית ו-<math>\ CO_2</math> ב[[קטליזה]] של [[חומץ]]. עופרת מתכתית הוכנסה לכלי חרס שבתחתיתם חומץ. סירים אלו הונחו בשכבות זה על זה כשביניהם קליפות עץ רטובות. הפירוק של קליפות העץ על ידי מיקרואורגניזמים ([[תסיסה]]) יצר חום ופליטת <math>CO_2</math> . החום אייד את החומץ בתחתית הסירים. אדי החומץ הגיבו עם העופרת ליצירת עופרת אצטט. עופרת אצטט מגיבה עם [[פחמן דו-חמצני]] לקבלת הפיגמנט: עופרת פחמתית בסיסית. לאחר כשלושה חודשים היו פותחים את הסירים ומפוררים את התוצר לקבלת הפיגמנט. תהליך זה כונה "התהליך ההולנדי" (Dutch process) והיה בשימוש נרחב במשך מאות שנים עד שהתגלו במחצית המאה העשרים מקרי פגיעה מוחית אצל ילדים שנחשפו לצבע מתפורר שהכיל את הפיגמנט הזה. ילדים שנחשפו לצבע גילו סימנים של{{הערה|1=Lead in Paint, Dust, and Soil, US Environmental Protection Agency}}:
*נזק ל[[מוח]] ול[[מערכת העצבים]].
* קשיי למידה והתנהגות (כדוגמת [[היפראקטיביות]]).
* האטה בצמיחה.
* בעיות שמיעה.
* [[כאב ראש]].
פיגמנט לבן אחר היה עופרת גופרתית (עופרת סולפט) <math>\ PbSO_4</math> ואילו פיגמנט לצבע צהוב הוכן מעופרת כרומטית <math>\ PbCrO_4</math>. [[זיהום אוויר]] בתרכובות גפרית יוצר ציפוי שחור של עופרת גופרית (סולפיד העופרת) PbS על פני השטח של משטחים הצבועים בצבעי עופרת, תופעה זו נצפית, למשל, בציורי כנסייה עתיקים באירופה. כדי לחדש את צבע התמונה יש לנקותה ב[[מי חמצן]] כך שהסולפיד מתחמצן ומתקבלת שוב עופרת [[סולפט]] <math>\ PbSO_4</math> לבנה.

==היסטוריה==
העופרת היא אחת משבע המתכות הידועות לאדם מימי קדם; ידוע שהאדם השתמש בה כבר בשנת 5000 לפנה"ס, ובשל היותה רכה וקלה לעיבוד נודעו לה שימושים רבים, המצרים השתמשו במשקלות עופרת לרשתות דייגים כבר באלף השני לפנה"ס. העופרת היא אחת משש המתכות המוזכרות ב{{תנ"ך|במדבר|לא|כב|כג}}: {{ציטוטון|אַךְ אֶת-'''הַזָּהָב''', וְאֶת-'''הַכָּסֶף'''; אֶת-'''הַנְּחֹשֶׁת''', אֶת-'''הַבַּרְזֶל''', אֶת-'''הַבְּדִיל''', וְאֶת-'''הָעֹפָרֶת'''. כָּל-דָּבָר אֲשֶׁר-יָבֹא בָאֵשׁ, תַּעֲבִירוּ בָאֵשׁ וְטָהֵר.}}

ב[[פרשת בשלח]], [[שירת הים]] נכתב: "צָלְלוּ, כַּעוֹפֶרֶת, בְּמַיִם אַדִּירִים...".{{הערה|{{תנ"ך|שמות|טו|י}}.}}

בספר ירמיהו מוזכר השימוש בעופרת לטיהור המתכת כסף מסיגים (אי נקיונות מתכתיים), היו מתיכים יחד כסף ועופרת, העופרת הייתה נשרפת (מתחמצנת) ובקירור התקבל כסף נקי
:{{ציטוטון|נָחַר מַפֻּחַ, מאשתם (מֵאֵשׁ תַּם) עֹפָרֶת לַשָּׁוְא צָרַף צָרוֹף, וְרָעִים לֹא נִתָּקוּ. כֶּסֶף נִמְאָס, קָרְאוּ לָהֶם: כִּי-מָאַס ה', בָּהֶם|{{תנ"ך|ירמיהו|ו}}}}

"[[המצודות|מצודת דוד]]" מפרש ומרחיב בתוך כך על התהליך "דרך צורף כסף להסיר הסיג מניח הכסף בכור ועמו עופרת ומעמיד על האש ונופח במפוח עד יותך הכסף והעופרת ונשרף העופרת ונשאר הכסף נקי מבלי סיג"
השימוש הנפוץ ביותר בעופרת בעולם העתיק היה לצנרת. עופרת היא חומר אידיאלי לאינסטלציה בשל תכונותיה:
*נוחה לעיבוד ולעיצוב, ובשל נקודת ההיתוך הנמוכה יחסית (כ-[[מעלות צלזיוס|C°]]{{כ}} 300), קלה לריתוך ולהלחמה.
*אינה [[חלודה|מחלידה]], ועמידה בפני [[קורוזיה]].
*גמישה דיה שלא להתבקע בעת התפשטות ה[[קרח]] בעת קפיאת מים בצינורות, כתוצאה מ[[האנומליה של המים]].
* אינה נוטה להיסדק (בניגוד ל[[ברזל]]).
בתקופת [[רומא העתיקה]] התקינו מן העופרת צינורות מים ואמבטיות, שימוש אשר נמשך עוד שנים רבות לאחר-מכן. שריד לכך נמצא כיום בשפות האירופאיות ב[[אנגלית]]: [[שרברב]]ים (אינסטלטורים) נקראים plumbers ובצרפתית Plombier - מהשם ה[[לטינית|לטיני]] של העופרת: plumbum.

בימי הביניים סברו [[אלכימיה|אלכימאים]], כי העופרת היא הראשונה שבמתכות וכי בעזרת [[אבן החכמים]] ניתן להפיק ממנה [[זהב]].
בתקופות מאוחרות יותר נמצאו לעופרת שימושים מגוונים: עשו ממנה גגות, ארונות מתים, מכלים, צבע לבן ועוד. ברם, כאשר התגלה כי העופרת רעילה לאדם הפסיקו להשתמש בעופרת בכל התחומים הנוגעים למגע ישיר ותכוף עם גוף האדם.

==רעילות והשפעות על הגוף==
{{ערך מורחב|הרעלת עופרת}}
העופרת היא מתכת רעילה. השפעותיה כוללות נזקים לקצות ה[[עצב]]ים, וכן ל[[דם]] ול[[מוח]].
כאשר עופרת מתכתית מחוממת באוויר, נוצרים עליה גבישים בצבע צהבהב-אדום: זוהי חד תחמוצת העופרת או "ליתארג'". האבקה הזו מגיבה לחומץ (תגובת סתירה), והתוצאה היא חומר הנקרא "סוכר העופרת" (עופרת אצטט) שטעמו מתקתק.
[[קובץ:Lead monoxide.jpg|שמאל|ממוזער|250px|חד תחמוצת העופרת, ליתארג' - Litharge]]

הרומאים נהגו להרתיח [[מיץ ענבים]] בכלי עופרת עד לקבלת נוזל צמיג ומתוק, שנקרא Sapa והכיל כגרם "סוכר עופרת" לליטר. ה[[סירופ]] הזה שימש כממתיק במתכונים רבים וכן כ[[חומר משמר]] ל[[יין]]. לפני המצאת בקבוקי הזכוכית האטומים של ימינו היה היין חשוף להחמצה: חיידקים הפכו את האלכוהול בנוכחות חמצן מהאוויר לחומצה (חומץ בן יין). חד-תחמוצת העופרת שמרה על היין הן על ידי נטרול החומץ שכבר נוצר בו והן על ידי קטילת ה[[חיידקים]] - שבדומה לבני האדם, מורעלים מ[[מתכות כבדות]].

הצורך בשימור יין (מזון בסיסי לאורך תקופות היסטוריות ארוכות) היה כה חזק עד שגם כשהתבררה הרעילות של החומר במאה ה-18 נמשך השימוש. רק החלת [[עונש מוות]] לממתיקי יינות עצרה את השימוש בליתארג'.

היסטוריונים רבים מיחסים את שקיעת האריסטוקרטיה הרומית לנזק הנוירולוגי הכבד שגרמה החשיפה לעופרת. ייתכן שטירופם של קיסרים כ[[קליגולה]], [[נירון]] ו[[קומודוס]] היה תוצאה של צריכת יין וממתקים רוויי עופרת. כמו כן, חשיפה לעופרת עלולה לגרום לפגיעה במערכת העצבים וב[[מערכת הרבייה|פוריות]] אצל נשים.

בדיקה שנערכה ב-2024 במעבדה מיוחדת בבית החולים [[מאיו קליניק|Mayo Clinic]] בחנה שלוש קווצות שיער, שבדיקה גנטית אישרה כי הגיעו מראשו של המלחין [[לודוויג ואן בטהובן]]. הבדיקה מצאה בשיערו של בטהובן ריכוז גבוה מאוד של עופרת. הדבר מראה שבטהובן נחשף לריכוזים גבוהים מאוד של עופרת, אולי כתוצאה משתייה מרובה של יין זול, שהכיל "סוכר עופרת". צוות חוקרים מסר כי כמות העופרת בגופו של בטהובן הייתה מספיקה כדי להסביר את חירשותו בסוף ימיו, ומחלות אחרות מהן סבל{{הערה|{{הארץ||שרידי עופרת בשיערו של בטהובן עשויים לרמז על הסיבות להתחרשותו|0000018f-520b-dc9e-a7df-571fc5990000|8 במאי 2024}}}}.

בשל רעילותה של העופרת, כיום משתמשים בה פחות ופחות במוצרים שהאדם בא במגע תכוף עמם: צבעים, ציפוי כלי אוכל ומכשירים המעורבים בתהליך ייצור מזון ושתייה. החומר [[RoHS|הוגבל לשימוש]] על ידי [[האיחוד האירופי]].

== במחקר ==
{{הפניה לערך מורחב|פרדריק סודי}}
הכימאי הבריטי [[פרדריק סודי]] ('''Soddy''') שעבד בקנדה עם [[ארנסט רתרפורד]] גילה ב-1901, שבתהליך הרדיואקטיבי אטום כבד מתפרק והופך לאטום אחר וכן שאורניום (היסוד ה-92 בטבלה המחזורית) מתפרק תחילה לתוריום, שבתורו מתפרק לרדיום, ולראדון, פולוניום ועופרת. התפרקות כזו, כפי שהראה רתרפורד, נגרמת מפליטה של גרעין הליום מתוך גרעין האטום המקורי, כלומר שני פרוטונים ושני נייטרונים.

{{הפניה לערך מורחב|סטפני הורוביץ}}
הכימאית '''סטפני/סטפניה הורוביץ''' ('''Horovitz''') למדה כימיה באוניברסיטת וינה וב-1914 סיימה לימודי דוקטורט בתחום. הורוביץ זיהתה את המשקל האטומי של העופרת. היא והוניגשמיד פרסמו את ממצאיהם במאמר משותף ב-1914, שעורר הדים רבים בקהילה המדעית. הורוביץ גילתה שאיוניום הוא איזוטופ של היסוד תוריום, שמספרו בטבלה המחזורית הוא 90. תגלית שאפשרה ארגון נכון של הטבלה המחזורית והבנה שליסודות רבים יש איזוטופים.

== ראו גם ==
* [[גלנה]]
* [[סוללת עופרת-חומצה]]

==קישורים חיצוניים==
{{מיזמים|ויקימילון=עופרת}}
* [http://www.sviva.gov.il/subjectsEnv/SvivaAir/PollutantHealth/Pages/Lead.aspx עופרת] - אתר [[המשרד להגנת הסביבה]]
* [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Pb/key.html עופרת באתר Webelements]
* {{בריטניקה}}
* {{דף שער בספרייה הלאומית|987007560411305171|עופרת}}
{{-}}
== הערות שוליים ==
{{הערות שוליים|יישור=שמאל}}

{{הטבלה המחזורית|Pb}}
{{בקרת זהויות}}

[[קטגוריה:עופרת|*]]
[[קטגוריה:יסודות כימיים]]
[[קטגוריה:טוקסיקולוגיה]]
[[קטגוריה:זיהום אוויר]]
[[קטגוריה:מתכות מעבר עמידות]]