Dioxid de plumb
| Dioxid de plumb | |
|---|---|
 | |
 | |
| Numele IUPAC | |
| dioxid de plumb, oxid de plumb (IV) | |
| Denumiri alternative | |
| oxid de plumb | |
| Caracteristici generale | |
| Formula moleculară sau brută | PbO 2 |
| Masa moleculară ( u ) | 239,20 |
| Aspect | solid negru-maro închis |
| numar CAS | |
| Numărul EINECS | 215-174-5 |
| PubChem | 14793 |
| ZÂMBETE | O=[Pb]=O |
| Proprietăți fizico-chimice | |
| Densitate (g / cm 3 , în cs ) | 9,4 [1] |
| Solubilitate în apă | 0,14 mg / l [1] |
| Temperatură de topire | 290 ° C (563 K) dec. [1] |
| Proprietăți termochimice | |
| Δ f H 0 (kJ mol −1 ) | –277,6 [2] |
| Δ f G 0 (kJ mol −1 ) | –217,5 [2] |
| S 0 m (J K −1 mol −1 ) | 68,7 [2] |
| C 0 p, m (J K −1 mol −1 ) | 64,6 [2] |
| Informații de siguranță | |
| Simboluri de pericol chimic | |
    | |
| Pericol | |
| Fraze H | 272 - 360Df - 302 + 332 - 373 - 410 [1] |
| Sfaturi P | 201 - 210 - 261 - 273 - 280 - 308 + 313 [1] |
Plumb dioxid sau plumb oxid (IV) este compus anorganic cu formula PbO 2. În condiții normale, este un solid maro-negru fără miros, practic, insolubil în apă. Este un oxid în care plumbul duce la starea de oxidare +4. PbO 2 este un oxidant puternic utilizat la fabricarea chibriturilor, a materialelor pirotehnice și a altor substanțe chimice. Acumulatorii de plumb care conțin electrozi de dioxid de plumb sunt răspândiți pe toate autovehiculele . [2] [3]
Structura
Dioxid de plumb există în două forme polimorfe, denumite alfa și beta, care există în natură în cele două minerale rare scrutinyite și plattnerite respectiv . Forma β-PbO 2 fusese deja identificată în 1845, [4] în timp ce forma α-PbO 2 a fost sintetizată pentru prima dată în 1946 și găsită în natură ca mineral în 1981. [5]
Forma alfa are o structură cristalină ortorombică , grup spațial Pbcn (nr. 60), cu constante de rețea a = 497 pm , b = 596 pm și c = 544 pm , cu patru unități de formulă pe unitate de celulă . Atomii de plumb sunt hexacoordinați și structura constă din octaedre legate de laturile adiacente pentru a forma lanțuri în zig-zag. [5]
Forma beta are o structură cristalină tetragonală , grup spațial P4 2 / mnm (nr. 136), cu constante de rețea a = 496.1 pm și c = 338.5 pm , cu două unități de formulă pe unitate de celulă . Această structură este de tip rutil și este formată din coloane de octaedre care au părți opuse și sunt unite cu alte lanțuri prin vârfuri. [5] [6]
Sinteză
Dioxidul de plumb este produs industrial prin oxidarea cu clor a unei suspensii alcaline de Pb 3 O 4 . [3] [7]
În acumulatorii de plumb, dioxidul de plumb se depune pe anod prin electrolizarea unei soluții de săruri de plumb într-un mediu acid. Alte metode de sinteză sunt: (a) oxidarea cu clor dintr - o suspensie de PbSO 4 și Mg (OH) 2 , oxidarea Pb 3 O 4 cu acid azotic , fuziunea PbO cu un amestec de azotat de sodiu și clorat de sodiu . [2] Hipocloritul poate fi folosit și ca oxidant. [8]
Reactivitate
PbO 2 este un compus în care plumbul are un număr de oxidare +4. Această specie este puternic oxidantă și prezintă un comportament amfoteric (poate reacționa atât cu acizi, cât și cu baze). Reacționând cu acizi, acționează și ca oxidant și formează în general compuși de Pb (II). De exemplu, în acidul clorhidric concentrat fierbinte formează clorură de plumb (II) și degajă clor gazos; cu acid sulfuric sau azotic formează sarea de plumb (II) și eliberează oxigen: [2] [3]
În unele condiții, pot fi produse și săruri de plumb (IV); de exemplu în acidul clorhidric rece:
- PbO 2 + 4HCl → PbCl 4 + 2H 2 O
Prin fuziunea cu NaOH formează ortoplombate și metaplombate (Na 4 PbO 4 și Na 2 PbO 3 ), în timp ce se dizolvă în prezența bazelor puternice ionul hidroxi-cuplat, se formează Pb (OH) 6 2− : [2]
- PbO 2 + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 [Pb (OH) 6 ]
Prin încălzirea în aer PbO 2 se descompune progresiv în funcție de temperatură: [3]
- PbO 2 Pb 12 O 19 Pb 12 O 17 Pb 3 O 4 PbO
![{\ displaystyle {\ ce {-> [{\ text {293 ° C}}]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/d41a6e5e7456402468f8e3f0cb5d423456507594)
![{\ displaystyle {\ ce {-> [{\ text {351 ° C}}]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/a73b41efe81b44a230f520ba9cdaf70fc0a67352)
![{\ displaystyle {\ ce {-> [{\ text {374 ° C}}]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5327ecbdb3c6cb878fe168b9116a7ed8a8a1545f)
![{\ displaystyle {\ ce {-> [{\ text {605 ° C}}]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9cf9a466b21692b5cb9711e564158aa970a6bc4a)
Utilizări
Dioxidul de plumb este utilizat în principal în acumulatorii de plumb. În alte utilizări este exploatat ca oxidant în prepararea substanțelor chimice, pigmenți, chibrituri, artificii și explozivi. [3]
Informații privind toxicitatea / siguranța
PbO 2 este un oxidant puternic, iritant pentru contactul cu ochii și membranele mucoase. Este toxic dacă este ingerat sau inhalat. Simptomele otrăvirii cronice includ amețeli, insomnie, slăbiciune, dureri musculare. Pe termen lung, apar leziuni ale sistemului nervos central și ale rinichilor. Intoxicațiile acute provoacă gust metalic, vărsături, constipație, colici abdominale, disfuncție renală, scădere de presiune, colaps. PbO 2 este un compus toxic pentru reproducere . Nu există informații despre efectele cancerigene. Dioxidul de plumb este, de asemenea, periculos pentru organismele acvatice. [1]
Notă
Bibliografie
- ( EN ) DS Carr, Compuși de plumb , în Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry , Wiley-VCH, 2002, DOI : 10.1002 / 14356007.a15_249 .
- GESTIS, oxid de plumb (IV) , pe gestis-en.itrust.de , 2016. Adus pe 2 ianuarie 2017 . Pagina de oxid de plumb (IV) din baza de date GESTIS.
- ( EN ) NN Greenwood și A. Earnshaw, Chimia elementelor , ediția a II-a, Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4 .
- ( DE ) W. Haidinger, Handbuch der Bestimmenden Mineralogie ( PDF ), Viena, Braumüller & Seidel, 1845, p. 504.
- ( EN ) H. Harada, Y. Sasa și M. Uda, Crystal data for β-PbO 2 , în Journal of Applied Crystallography , vol. 14, 1981, pp. 141-142, DOI : 10.1107 / S0021889881008959 .
- ( DE ) AF Holleman și N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie , Berlin, Walter de Gruyter, 2007, ISBN 978-3-11-017770-1 .
- ( EN ) P. Patnaik, Manual de produse chimice anorganice , New York, McGraw-Hill, 2003, ISBN 0-07-049439-8 .
- ( EN ) JE Taggart Jr., EE Foord, A. Rosenzweig și T. Hanson, Scrutinyite, apariție naturală a α-PbO 2 din Bingham, New Mexico, SUA și Mapimi, Mexic ( PDF ), în Canadian Mineralogist , vol. 26, 1988, pp. 905-910.
