Ólom(II)-nitrát

Ólom-dinitrát
Tábornok
Szisztematikus név	ólom(II)-nitrát
Chem. képlet	Pb ( NO3 ) 2_ _
Fizikai tulajdonságok
Állapot	színtelen anyag
Moláris tömeg	331,2 g/ mol
Sűrűség	(20 °C) 4,53 g/cm3
Termikus tulajdonságok
Hőfok
•  olvadás	(bomlás) 270 °C
•  villog	nem gyúlékony °C
Kémiai tulajdonságok
Oldhatóság
• vízben	(20 °C) 52 g/100 ml (100 °C) 127 g/100 ml
• más anyagokban	salétromsavban , etanolban : oldhatatlan
Optikai tulajdonságok
Törésmutató	1,782 [1]
Szerkezet
Koordinációs geometria	kuboktaéder
Kristályos szerkezet	arcközpontú köbös
Osztályozás
Reg. CAS szám	10099-74-8
PubChem	16683880
Reg. EINECS szám	233-245-9
MOSOLYOK	[N+](=O)([O-])O[Pb]O[N+](=O)[O-]
InChI	InChI=1S/2NO3.Pb/c2*2-1(3)4;/q2*-1;+2RLJMLMKIBZAXJO-UHFFFAOYSA-N
RTECS	OG2100000
CHEBI	37187
ENSZ szám	1469
ChemSpider	23300 és 21781774
Biztonság
Rövid karakter. veszély (H)	H318 , H360Df , H410 , H302+H332
elővigyázatossági intézkedések. (P)	P273 , P201 , P305+P351+P338 , P308+P313
jelző szó	veszélyes
GHS piktogramok
NFPA 704	0 3 egyÖKÖR
Az adatok standard körülményeken (25 °C, 100 kPa) alapulnak, hacsak nincs másképp jelezve.
Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

Az ólom(II)-nitrát ( ólom - dinitrát ) egy szervetlen kémiai vegyület , amelynek kémiai képlete Pb (NO 3 ) 2 . Normál állapotban - színtelen kristályok vagy fehér por. Mérgező, rákkeltő. Vízben jól feloldjuk.

Történelem

Történelmileg az ólom(II)-nitrát első ipari felhasználása nyersanyagként ólompigmentek, például "krómsárga" ( ólom(II)-kromát ), "króm-narancs" ( ólom(II)-hidroxid-kromát ) gyártása során történt. és analóg ólomvegyületek. Ezeket a pigmenteket textíliák festésére használták [2] .

1597-ben Andreas Libavius ​​német alkimista írta le először az ólom-nitrátot, és a plumb dulcis és calx plumb dulcis elnevezéseket adta neki , ami íze miatt „édes ólom”-ot jelent [3] .

A gyártási folyamat kémiailag egyszerű volt és az is marad: az ólmot aqua fortisba ( salétromsavba ) oldották, majd a csapadékot megtisztították. A termelés azonban sok évszázadon át kicsi maradt, és az ipari termelést, mint más ólomvegyületek előállításának nyersanyagát, csak 1835-ben jelentették [4] [5] . A 19. században az ólom-dinitrátot kereskedelmi forgalomban kezdték előállítani Európában és az Egyesült Államokban.

1974-ben az Egyesült Államokban 642 tonna volt az ólomvegyületek felhasználása, a pigmentek és benzinadalékok nélkül [6] .

Fizikai tulajdonságok

Az ólom-nitrát jól oldódik vízben (52,2 g / 100 g víz), hőelnyelő képességgel rendelkezik, rosszul oldódik etil- és metil-alkoholokban, acetonban .

Kristályszerkezet

A szilárd ólom-dinitrát kristályszerkezetét neutrondiffrakciós módszerrel határoztuk meg [7] [8] . Az ólom-nitrát színtelen diamágneses kristályokat képez, sűrűsége 4,530 g/cm³, köbös szingónia , Pa3 tércsoport , a = 0,784 nm, Z=4. Minden ólomatomot tizenkét oxigénatom vesz körül (a kötés hossza 0,281 nm). Az N-O kötések minden hossza azonos - 0,127 nm.

A kutatók érdeklődése az ólom-nitrát kristályszerkezete iránt azon a feltételezésen alapult, hogy a nitrátcsoportok szabadon forognak a kristályrácsban magas hőmérsékleten, de ezt nem erősítették meg [8] .

Az ólom-nitrát köbös változata mellett monoklin formát kaptunk, amely melegítés közben is rosszul oldódik vízben.

Getting

Az ólom-dinitrát a természetben nem fordul elő. Előállításának ipari és laboratóriumi módszerei az ólom, oxidja vagy hidroxidjának híg salétromsavban való feloldására redukálódnak:

savat feleslegben vesznek fel a hidrolízis elnyomására és az ólom-nitrát oldhatóságának csökkentésére.

Az ólomtartalmú hulladékok salétromsavas kezelése, például az ólom - bizmut hulladék gyári feldolgozása során ólom-dinitrát keletkezik melléktermékként . Ezeket a vegyületeket az arany cianidálási folyamatában használják [9] .

Kémiai tulajdonságok

Az ólom-dinitrát jól oldódik vízben, így színtelen oldatot kap [10] . Az oldhatóság nagymértékben megnő hevítéssel:

A vizes oldat ólomkationokra és nitrát-anionokra bomlik :

Az ólom(II)-nitrát oldat hidrolízisen és enyhén savas reakción megy keresztül, amelynek pH-értéke 3,0-4,0 20%-os vizes oldat esetén [11] . NO 3 − ionok feleslegével az oldatban [Pb(NO 3 ) 3 ] − , [Pb(NO 3 ) 4 ] 2− és [Pb(NO 3 ) 6 ] 4− nitrátkomplexek keletkeznek . Az oldat pH-értékének növekedésével változó összetételű Pb(OH) x (NO 3 ) y hidroxonitrátok képződnek , amelyek egy része szilárd állapotban izolálódik.

Mivel csak az ólom(II)-dinitrát és az acetát oldható ólomvegyületek, az összes többi vegyület cserereakciókkal állítható elő:

Bármely ólom(II) -kationt tartalmazó vegyület reagál egy jodid - aniont tartalmazó oldattal , és narancssárga csapadékot képez ( ólom(II)-jodid ). A drámai színváltozás miatt ezt a reakciót gyakran használják az aranyesőnek nevezett demonstrációban [12] :

Hasonló cserereakció megy végbe a szilárd fázisban is. Például színtelen kálium-jodid és ólom-dinitrát keverésekor, valamint erős őrléssel, például habarcsban történő őrléssel , a reakció a következő:

A kapott keverék színe a felhasznált reagensek relatív mennyiségétől és az őrlés mértékétől függ.

Amikor az ólom-nitrátot piridinben vagy folyékony ammóniában oldjuk , addíciós termékek képződnek, például Pb(NO 3 ) 2 4C 5 H 5 N és Pb(NO 3 ) 2 n NH 3 , ahol n=1, 3, 6.

Az ólom-dinitrát oxidálószer . A reakció típusától függően lehet Pb 2+ ion , amelynek standard redoxpotenciálja (E 0 ) −0,125 V, vagy nitrátion, amelynek (E 0 ) +0,956 V savas közegben [ 13] .

Hevítéskor az ólom-dinitrát kristályok ólom(II)-oxidra , oxigénre és nitrogén-dioxidra bomlanak , a folyamatot jellegzetes repedés kíséri. Ezt a hatást dekrepitációnak nevezik :

E tulajdonsága miatt az ólom-nitrátot néha a pirotechnikában is használják [14] .

Alkalmazás

Az ólom-dinitrátot alapanyagként használják a legtöbb egyéb ólomvegyület előállításához.

Ennek a vegyületnek a veszélyes természete miatt az iparban az alternatív vegyületeket részesítik előnyben. Szinte teljesen felhagyott az ólom festékekben való felhasználásával [15] . Az anyag egyéb történelmi felhasználásai, például gyufákban és tűzijátékokban szintén csökkentek vagy megszűntek.

Az ólom-dinitrátot a nylon és más poliészter polimerek inhibitoraként , fototermográfiai papírbevonatokban és zoocidként használják [6] .

A laboratóriumi gyakorlatban az ólom-dinitrátot a dinitrogén-tetroxid kényelmes és megbízható forrásaként használják .

Ólom-azid szintézisére használják , ami egy indító robbanóanyag.

2000 körül az ólom(II)-nitrátot használják az arany cianidálására . A kioldódás javítása érdekében ólom-dinitrátot adnak az arany-cianidálási folyamathoz, nagyon korlátozott mennyiségű ólom-dinitrátot (10-100 mg ólom-dinitrátot arany kilogrammonként ) [16] [17] .

A szerves kémiában az ólom-dinitrátot oxidálószerként használták , például a Sommellet-reakció alternatívájaként a benzil-halogenidek aldehidekké történő oxidálására [18] . Alkalmazást találtak izotiocianátok ditiokarbamátokból történő előállításában is [19] . Toxicitása miatt egyre ritkábban használják, de alkalmanként még mindig alkalmazzák az S N 1 reakcióban [20] .

Óvintézkedések

Az ólom-dinitrát mérgező és rákkeltő, oxidálószer, és a Nemzetközi Rákkutató Ügynökség (mint minden szervetlen ólomvegyületet) valószínűleg emberi rákkeltőnek minősítette ( 2A kategória) [21] . Ezért megfelelő óvintézkedésekkel kell kezelni és tárolni a belélegzés, lenyelés vagy bőrrel való érintkezés elkerülése érdekében. Veszélyes természete és korlátozott felhasználása miatt az anyagot folyamatos ellenőrzés alatt kell tartani. MAC = 0,01 mg/m3.

Lenyelve akut mérgezést okozhat, valamint más oldható ólomvegyületeket [22] .

A mérgezés kísérleti állatokban veserákot és gliómákat , emberben vese-, agy- és tüdőrákot eredményez, bár az ólomnak kitett dolgozók vizsgálatait gyakran bonyolítja az arzén együttes expozíciója [21] . Az ólom számos enzimben a cink helyettesítőjeként ismert , köztük a hem bioszintézisében a δ-aminolevulinsav -dehidratázban , amely fontos a megfelelő DNS- anyagcsere szempontjából, és ezért károsíthatja az anya magzatát [23] .  

Jegyzetek

1. ↑ Patnaik, Pradyot. Szervetlen kémiai vegyületek kézikönyve  (határozatlan idejű) . - McGraw-Hill Education , 2003. - P. 475. - ISBN 0070494398 .
2. ↑ Partington, James Riddick. A szervetlen kémia  tankönyve (neopr.) . - MacMillan, 1950. - S. 838.
3. ↑ Libavius, Andreas . Alchemia Andreæ Libavii  (neopr.) . — Francofurti: Johannes Saurius, 1595.
4. ↑ Lead (downlink) . Encyclopædia Britannica tizenegyedik kiadás . Archiválva az eredetiből 2012. április 23-án. (határozatlan) 
5. ↑ Macgregor, John. Amerika előrehaladása 1846-ig  (határozatlan ideig) . - London: Whittaker & Co, 1847. - ISBN 0665517912 .
6. ↑ 1 2 Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. Az elemek kémiája  (neopr.) . — 2. — Oxford: Butterworth-Heinemann, 1997. - S. 388, 456. - ISBN 0-7506-3365-4 .
7. ↑ Hamilton, W.C. Az ólom-nitrát neutronkrisztallográfiai vizsgálata   // Acta Cryst .. - International Union of Crystalography , 1957. - Vol. 10 . - 103-107 . o . - doi : 10.1107/S0365110X57000304 .
8. ↑ 1 2 Nowotny, H.; G. Heger. Az ólom-nitrát szerkezeti finomítása  (angol)  // Acta Cryst.. - International Union of Crystalography , 1986. - Vol. C42 . - 133-135 . o . - doi : 10.1107/S0108270186097032 .
9. ↑ Termékkatalógus; egyéb termékek (nem elérhető link) . Tilly, Belgium: Sidech. Archiválva az eredetiből 2012. április 23-án. (határozatlan) 
10. ↑ Ferris, L.M. Ólom-nitrát – Salétromsav –  Vízrendszer (neopr.)  // Journal of Chemicals and Engineering Date. - 1959. - T. 5 . - S. 242 . - doi : 10.1021/je60007a002 .
11. ↑ MSDS - az ólom-nitrát leírása (angolul)   (elérhetetlen link)
12. ↑ Adlam, George Henry Joseph; Price, Leslie Slater. Felsőfokú iskolai bizonyítványSzervetlen kémia  . – London: John Murray, 1938.
13. ↑ Hill, John W.; Petrucci, Ralph H. Általános kémia  (meghatározatlan) . — 2. - Upper Saddle River, New Jersey: Prentice Hall , 1999. - P. 781. - ISBN 0-13-010318-7 .
14. ↑ Barkley, JB Ólom-nitrát, mint oxidálószer a  feketeporban (neopr.)  // Pyrotechnica. - Post Falls : Pyrotechnica Publications, 1978. - október ( IV . köt. ).
15. ↑ A titán-dioxid történelmi fejlődése (hozzáférhetetlen kapcsolat) . Millenniumi szervetlen vegyszerek. Archiválva az eredetiből 2003. augusztus 1-jén. (határozatlan) 
16. ↑ Habashi, Fathi. Az aranykohászat legújabb fejlesztései  (neopr.) . – Quebec City, Kanada: Laval University, 1998 (est). Archivált másolat (nem elérhető link) . Letöltve: 2010. április 21. Az eredetiből archiválva : 2008. március 30.. (határozatlan) 
17. ↑ Segédanyagok az arany cianidálásában (downlink) . Aranykutatás és aranybányászat. Archiválva az eredetiből 2012. április 23-án. (határozatlan) 
18. ↑ Schulze, KE Über α- und β-  Methylnaftalin (neopr.)  // Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. - 1884. - T. 17 . - S. 1530 . - doi : 10.1002/cber.188401701384 .
19. ↑ Dains, FB; Brewster, RQ; Olander, CP Fenil-izotiocianát 1 , 447 oldal
20. ↑ Rapoport, H.; Jamison, T. (1998), "(S)-N-(9-Fenilfluoren-9-il)alanin és (S)-Dimetil-N-(9-fenilfluoren-9-il)aszpartát" Archiválva : 2011. június 6. the Wayback Machine , Org.synthesis ; 344 oldal
21. ↑ 1 2 Egészségügyi Világszervezet, Nemzetközi Rákkutató Ügynökség. Szervetlen és szerves ólomvegyületek (PDF)  (hivatkozás nem érhető el) . Nemzetközi Rákkutató Ügynökség (2006). Archiválva az eredetiből 2012. április 23-án. (határozatlan)
22. ↑ Ólom-nitrát, Nemzetközi Kémiai Biztonsági Kártya 1000 . Nemzetközi Munkaügyi Szervezet , Nemzetközi Munkavédelmi Információs Központ (1999. március). Archiválva az eredetiből 2012. április 23-án. (határozatlan)
23. ↑ Mohammed-Brahim, B.; JP Buchet, R. Lauwerys. Az eritrocita pirimidin 5'-nukleotidáz aktivitása ólomnak, higanynak vagy kadmiumnak kitett munkavállalókban  //  Int Arch Occup Environ Health : folyóirat. - 1985. - 1. évf. 55 , sz. 3 . - P. 247-252 . - doi : 10.1007/BF00383757 . — PMID 2987134 .