Priče o elementima #8: Olovo – metal za sve i svuda

Među mnogim rečenicama koje je napisao Miroslav Krleža nalazi se i često citirana posljednja rečenica romana Banket u Blitvi: “Kutija olovnih slova, a to nije mnogo… ali je jedino što je čovjek do danas izumio kao oružje u obranu svog ljudskog ponosa”. Olovna slova kao oružje, kao olovna municija? Nema tu mjesta za (preveliko) čuđenje, jer u to se možemo, u ovo naše nemirno doba ratova svih protiv sviju, lako uvjeriti: ratovi se ne dobivaju samo na bojištima, nego i na ekranima i novinskim stupcima – nije važno samo ono što se događa, nego i ono što javnost percipira. To bi bila politika, sociologija, psihologija, taktika klasičnog i hibridnog ratovanja (da ne nabrajam dalje), no gdje je tu kemija?

Kemija se krije u riječi „olovo“, koje ovdje nije (samo) metafora nego i znanstvena istina: olovo (Pb), 82. kemijski element koji pripada 14. (4B) skupini periodnog sustava, materijal je za izradu tanadi, ali se nekoć – do pojave digitalnog ofsetnog tiska – koristio i za izradu slova, za tiskanje novina i knjiga. Zašto baš olovo?

Olovo je težak metal, gustoća mu iznosi 11,3 g cm^-3, pa se njegova primjena za izradu municije svake vrste – od kugala za kremenjače do metaka za višecjevne mitraljeze – sama po sebi razumljiva. Je li baš tako, da bi se to samo po sebi razumjelo? Razumije se ako znamo fiziku, naime da ono čime projektil djeluje na metu nije njegova kinetička energija (E_k = ½ mv²) nego njegov impuls, količina gibanja (p = mv). Kinetička energija taneta ovisi o barutnom punjenju, no impuls ovisi o masi – veća masa, veći impuls – jer ako se malo poigramo s navedene dvije jednadžbe lako ćemo doći do izraza p = √2E_km. No i bez ulaženja u labirinte fizike, svakome je jasno je gore dobiti po leđima toljagom nego šibom. No, što je s olovnim slovima?

U školi se uči da slava izuma tiska pripada Johannesu Gutenbergu (1397. – 1468.) iz Mainza, koji je napravio ključni izum, izumio je naime pokretna slova. To nije međutim sasvim točno, jer su pokretna slova poznavali Kinezi davno prije Gutenberga. Oni su naime tiskali ideograme urezane u drvene pločice. Stoga je bilo dovoljno prenijeti kinesku tehnologiju i tiskati drvenim slovima, tim više što su se slike (ilustracije) tiskale u tehnici drvoreza. No to ne bi išlo. Ne bi išlo naprosto zato što kinesko pismo ima 3000 ideograma dok naše ima samo 30 slova. To znači da se naše slovo stotinu puta više upotrebljava od kineskog znaka, pa se stoga i stotinu puta brže troši.

Gutenbergov izum ne leži zapravo u području tiskarstva, nego u području kemije, točnije metalurgije. Legura za lijevanje slova mora biti tvrda (da izliveno slovo što dulje traje), mora imati nisko talište (da se lako lijeva) i, ono najvažnije, mora se skupljati u kalupu da se iz njega može lako izvaditi (a ne da se kalup mora nakon svakog lijevanja razbijati). I evo je: legura za lijevanje slova (pismovna legura) sastoji se od olova (66 %), uz dodatak kositra (6 %) i antimona (28 %). Talište joj iznosi 350 ^oC (talište čistog olova je 327 ^oC, a eutektičke smjese triju metala 240 ^oC). Lijeva se pri temperaturi od 380 do 420 ^oC. Olovo se koristi i za izradu Woodove slitine. Ona se sastoji od 25 % olova, 50 % bizmuta, dok ostatak čine jednaki udjeli (12,5 %) kositra i kadmija. Slitina se može rastaliti već u vrućoj vodi (60 ^oC).

To je međutim tek početak priče o olovu, jednom od sedam od davnine poznatih metala, koji je simbolički bio vezan s planetom Saturnom. Grci su njime, u rastaljnom stanju, povezivali kamene blokove u stupove, Rimljani su ga koristili za izradu posuda za čuvanje i kuhanje vina, jer su primijetili da ono daje vinu slatkoću. Slatkoću? Da, točno je, olovna sol octene kiseline, olovni acetat, (CH₃COO)₂Pb, je sladak („olovni šećer“), ali i otrovan. Postoji čak teorija da je pijenje takvog, olovom zaslađenog vina, dovelo do pada Rimskog carstva jer kronično otrovanje olovom (uz druge nevolje) izaziva i neplodnost. Druga pak sol olova, olovni bazični karbonat, Pb₃(CO₃)₂(OH)₂, služilo je kao pigment za bijelu boju (olovno bjelilo) sve dok zbog otrovnosti nije zamijenjen titanijevim dioksidom (TiO₂). Žuti olovni oksid (PbO) služi pak za izradu glazure na keramičkim posudama (gleđa), a svatko tko ima željeznu ogradu poznaje minij, a to nije ništa drugo nego još jedan njegov oksid (Pb₃O₄), no ovaj put crvene boje.

I tako, eto, olovo putuje kroz stoljeća. Rimljani su ga zvali plumbum, od čega dolazi njegov kemijski simbol (Pb), a i mnoge riječi, posebice u engleskom jezku (plumber je vodoinstalater jer su se vodovodne cijevi izrađivale od olova). Pa evo još jedne konfuzije s imenima metala u latinskom jeziku! Olovo je zapravo bilo plumbum nigrum (crno olovo) da bi se razlikovalo od „bijelog olova“ (plumbum album), tj. kositra.

Olovo je, kao što rekoh, otrovno. Ono je otrov, ali podmukao otrov jer se njegovi simptomi teško prepoznaju. Kronično otrovanje olovom izaziva slabost, malaksavost, umor, razdražljivost s bolovima u mišićima i zglobovima. Nekoć su trovanju olovom bili izloženi većinom radnici, no kad se benzinu počelo dodavati tetraetilolovo, (C₂H₅)₄Pb, malo ga je tko bio pošteđen. Mjerenja u američkim gradovima su pokazala da koncentracija olova u zraku doseže i 1 μg m^-3, što je 200 do 1000 puta više od koncentracije tog metala u zraku u doba otkrića Amerike. Još gore, ne postoji granica koncentracije olova u okolišu ili u krvi pri kojem bi ono bilo posve bezopasno. (Nasuprot tome, olovo je prilično bezopasno kao uzročnik akutnih otrovanja. Procjenjuje se da mu letalna doza iznosi čak 30 grama!) Naročito su olovu bila izložena mala djeca koja su, igrajući se u prašini, gutala olovno bjelilo što je otpadalo s prozora i balkonskih ograda. Štoviše, budući da olovo djeluje na mozak (uz ometanje sinteze hemoglobina), izlaganje djece olovu može omesti njihov mentalni razvoj. Danas smo, srećom, mnogo manje izloženi tom otrovu nego prije dvadeset ili trideset godina, prije svega zahvaljujući bezolovnom benzinu, a odnedavno i električnim automobilima.

Pa ipak, bez olova se ne može. Najbolja podloga za teške strojeve je olovna ploča jer ona guši vibracije; pogledate li ispod kakvog većeg mosta vidjet ćete da njegovi potpornji leže na olovnoj ploči – jer je olovo, osim što guši vibracije, otporno na koroziju. Na kraju, olovo ćete naći ispod poklopca svoga automobila jer se elektrode akumulatora sastoje od tog kemijskog elementa – električna energija se pohranjuje reakcijom prelaska Pb(II) u Pb(IV) i Pb(0). Sve u svemu, olova se treba čuvati, ali bez njega se ne može.

Nenad Raos, rođen u Zagrebu 1951., je kemičar, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, sada u mirovini. Bio je pročelnik Sekcije za izobrazbu Hrvatskog kemijskog društva, glavni urednik časopisa Priroda i urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Piše za časopis Čovjek i svemir, te mrežne stranice Panopticum i, naravno, Bug-online. Autor je 16 znanstveno-popularnih knjiga, od kojih treba izvojiti „Kemijski leksikon u stripu“, „Metali života – metali smrti“ te „Kemičar u kući – kemija svakodnevnog života“.