Tetroxid de plumb
| Tetroxid de plumb | |
|---|---|
 | |
 | |
| Numele IUPAC | |
| tetroxid triplu, oxid de plumb (II, IV) | |
| Caracteristici generale | |
| Formula moleculară sau brută | Pb 3 O 4 |
| Masa moleculară ( u ) | 685,59 |
| Aspect | roșu-portocaliu solid |
| numar CAS | |
| Numărul EINECS | 215-235-6 |
| PubChem | 16685188 |
| ZÂMBETE | O1[Pb]O[Pb]12O[Pb]O2 |
| Proprietăți fizico-chimice | |
| Densitate (g / cm 3 , în cs ) | 8.32–9.16 [1] |
| Solubilitate în apă | practic insolubil [1] |
| Temperatură de topire | > 500 ° C (773 K) dec. [1] |
| Proprietăți termochimice | |
| Δ f H 0 (kJ mol −1 ) | –718,9 [2] |
| Δ f G 0 (kJ mol −1 ) | –601,6 [2] |
| S 0 m (J K −1 mol −1 ) | 211 [2] |
| C 0 p, m (J K −1 mol −1 ) | 147 [2] |
| Proprietăți toxicologice | |
| LD 50 (mg / kg) | 10 g oral, rozătoare [1] |
| Informații de siguranță | |
| Simboluri de pericol chimic | |
    | |
| Pericol | |
| Fraze H | 272 - 302 - 332 - 351 - 360Df - 372 - 410 [1] |
| Sfaturi P | 201 - 210 - 261 - 273 - 280 - 308 + 313 [1] |
Tetroxidul de plumb sau oxidul de plumb (II, IV) este compusul anorganic cu formula Pb 3 O 4 . În condiții normale este un solid roșu-portocaliu inodor, practic insolubil în apă. Este un oxid mixt care conține atomi de Pb (II) și Pb (IV), deci formula este scrisă și ca 2PbO⋅PbO 2 . În natură este prezent în minerale miniu . Este utilizat în principal la fabricarea vopselelor de bază anti-rugină, a acumulatorilor de plumb și a sticlei de plumb . [2] [3]
fundal
Tetroxidul de plumb este unul dintre primii pigmenți care au fost preparați artificial în cele mai vechi timpuri. Primele înregistrări ale utilizării sale datează din secolul al V-lea î.Hr. în China. Pe vremea lui Vitruvius și Pliniu cel Bătrân , termenul minium era folosit în principal pentru a desemna cinabru și, în al doilea rând, pentru oxidul de plumb produs artificial. După secolul al XVI-lea, termenul minium se referă doar la tetroxidul de plumb. [4] Tetroxidul de plumb a fost obținut prin prăjirea plumbului alb sau a altor compuși de plumb până când s-a obținut o culoare portocalie mai mult sau mai puțin închisă, în funcție de tratamentul efectuat. Acest pigment a fost ușor de sintetizat și ieftin; în Evul Mediu era folosit în mod obișnuit pentru decorarea manuscriselor iluminate . Plumbul roșu de astăzi are o culoare decisiv mai roșie. [5]
La temperatura camerei Pb 3 O 4 are o structură cristalină tetragonală , grup spațial Pbam (nr. 55), cu constante de rețea a = 881.1 pm și c = 656,3 pm și patru unități de formulă pe unitate de celulă . Structura poate fi descrisă ca lanțuri de octaedre Pb IV O 6 care au părți opuse; lanțurile sunt la rândul lor legate de atomi Pb II coordonați cu trei atomi de oxigen. [3] [6] [7] Sub 170 K există o tranziție la o formă ortorombică ; această tranziție de fază schimbă simetria cristalului lăsând neschimbate distanțele Pb IV –O și Pb II –O. [8]
Culoarea compusului se datorează unei tranziții de transfer de încărcare care poate fi reprezentată într-un mod simplificat ca [7]
- Pb (II) + Pb (IV) + hν → Pb (III) + Pb (III)
Sinteză
Tetroxidul de plumb este preparat în mod normal prin calcinarea PbO în aer la 450-500 ° C. Nu depășiți 500 ° C pentru a evita descompunerea Pb 3 O 4 produsă. [2] [6]
- 6PbO + O 2 → 2Pb 3 O 4
Reactivitate
Tetroxidul de plumb este un compus stabil, dar la încălzirea peste 500 ° C se descompune formând monoxid de plumb cu eliberare de oxigen: [2]
- 2Pb 3 O 4 → 6PbO + O 2
Pb 3 O 4 este practic insolubil în apă și alcool, dar este solubil în acidul clorhidric prezent în stomac și, prin urmare, este toxic dacă este ingerat. Tratat cu acid azotic diluat, Pb (II) este solubilizat și rămâne un reziduu insolubil de dioxid de plumb : [2]
- Pb 3 O 4 + 4HNO 3 → PbO 2 + 2Pb (NO 3 ) 2 + 2H 2 O
Când este încălzit cu agenți reducători precum hidrogen, carbon și monoxid de carbon, tetroxidul de plumb poate fi redus la plumb metalic. De exemplu: [2]
- 2Pb 3 O 4 + 4H 2 → 3Pb + 4H 2 O
Pb 3 O 4 reacționează pe suprafețele de fier formând un strat de oxizi de fier și plumb care nu se oxidează în continuare. [7]
Utilizări
Tetroxidul de plumb este utilizat în principal în vopselele anticorozive și acumulatorii de plumb. Ca pigment este utilizat în sticlă și ceramică. Nenumărate utilizări minore includ artificii și explozivi, vulcanizarea cauciucului, ecranare cu raze X și gamma , impermeabilizare a materialelor. [2] [3]
Informații privind toxicitatea / siguranța
Pb 3 O 4 este periculos dacă este înghițit sau inhalat. Intoxicația cronică provoacă leziuni ale sângelui, sistemului nervos, rinichilor și sistemului digestiv. Intoxicațiile acute provoacă gust metalic, vărsături, constipație, colici abdominale, disfuncție renală, scăderea temperaturii, scăderea tensiunii arteriale, colaps. Pb 3 O 4 este un compus cu risc de toxicitate pentru reproducere. Efectele cancerigene au fost observate la animale, dar nu și la om până în prezent. Compusul este, de asemenea, periculos pentru organismele acvatice. [1]
Notă
- ^ a b c d e f g GESTIS 2016
- ^ a b c d e f g h i j Patnaik 2003
- ^ a b c Greenwood și Earnshaw 1997
- ^ Eastaugh și colab. 2004
- ^ Thompson 1956
- ^ a b Holleman și Wiberg 2007
- ^ a b c Terpstra și colab. 1997
- ^ Gavarriet al. 1978
Bibliografie
- ( EN ) DS Carr, Compuși de plumb , în Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry , Wiley-VCH, 2002, DOI : 10.1002 / 14356007.a15_249 .
- ( EN ) N. Eastaugh, V. Walsh, T. Chaplin și R. Siddall, oxid de plumb (ii, IV) , în The Pigment Compendium: A Dictionary of Historical Pigments , Oxford, Elsevier, 2004, ISBN 0 7506 57499 .
- ( FR ) JR Gavarri, D. Weigel și AW Hewat, Oxydes de plomb. IV. Evolution structurale de l'oxyde Pb 3 O 4 entre 240 et 5 ° K et mécanisme de la transition , în Journal of Solid State Chemistry , vol. 23, n. 3-4, 1978, pp. 327-339, DOI : 10.1016 / 0022-4596 (78) 90081-6 .
- GESTIS, oxid de plumb (II, IV) , pe gestis-en.itrust.de , 2016. Accesat la 6 ianuarie 2017 . Pagina de oxid de plumb (II, 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 ) 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 ) HJ Terpstra, RA de Groot și C. Haas, Structura electronică a compusului de valență mixt Pb 3 O 4 , în J. Phys. Chem. Solid , vol. 58, nr. 4, 1997, pp. 561-566, DOI : 10.1016 / S0022-3697 (96) 00165-5 .
- ( EN ) DV Thompson, Minium - Orange Lead , în The Materials and Techniques of Medieval Painting , New York, Dover, 1956, ISBN 0-486-20327-1 .
