Оксид свинца (II, IV) , также называемый свинцовым суриком или суриком , является неорганическим соединением с формулой Pb 3 O 4 . Ярко-красное или оранжевое твердое вещество, оно используется в качестве пигмента в производстве аккумуляторов и грунтовочных красок , защищающих от ржавчины . Это пример соединения со смешанной валентностью , состоящего из Pb (II) и Pb (IV) в соотношении два к одному. [2]
Оксид свинца(II,IV) представляет собой ортоплюмбат(IV) свинца(II) [Pb 2+ ] 2 [PbO4−4] . [3] Он имеет тетрагональную кристаллическую структуру при комнатной температуре , которая затем трансформируется в орторомбическую ( символ Пирсона oP 28, пространственная группа Pbam, № 55) форму при температуре 170 К (−103 °C). Этот фазовый переход изменяет только симметрию кристалла и слегка изменяет межатомные расстояния и углы. [4]
Оксид свинца (II, IV) получают путем прокаливания оксида свинца (II) (PbO; также называемого глетом ) на воздухе при температуре около 450–480 °C: [5]
Полученный материал загрязнен PbO. Если требуется чистое соединение, PbO можно удалить раствором гидроксида калия :
Другой метод приготовления основан на отжиге карбоната свинца(II) ( церуссита ) на воздухе:
Еще один метод – окислительный отжиг свинцовых белил :
В растворе оксид свинца (II, IV) может быть получен путем реакции плюмбата калия с ацетатом свинца (II) , в результате чего образуется желтый нерастворимый моногидрат оксида свинца (II, IV) Pb 3 O 4 ·H 2 O , который можно перевести в безводную форму путем осторожного нагревания:
Природный сурик встречается редко, образуясь только в экстремальных окислительных условиях свинцовых рудных тел. Самые известные природные образцы происходят из Брокен-Хилла , Новый Южный Уэльс , Австралия, где они образовались в результате пожара в шахте . [6]
Красный свинец практически нерастворим в воде и этаноле . Однако он растворяется в соляной кислоте, присутствующей в желудке , и поэтому токсичен при попадании внутрь. Он также растворяется в ледяной уксусной кислоте и разбавленной смеси азотной кислоты и перекиси водорода .
При нагревании до 500 °C разлагается на оксид свинца(II) и кислород. При 580 °C реакция завершается.
Азотная кислота растворяет компонент оксида свинца(II), оставляя нерастворимый оксид свинца(IV) :
С оксидами железа и элементарным железом оксид свинца (II, IV) образует нерастворимые плюмбаты железа (II) и железа (III) , что является основой антикоррозионных свойств свинцовых красок, наносимых на железные предметы.
Красный свинец использовался в качестве пигмента для грунтовочных красок для железных предметов. Из-за своей токсичности его применение ограничено. Он находит ограниченное применение в некоторых любительских пиротехнических изделиях в качестве замедлителя и использовался в прошлом при изготовлении пиротехнических звезд в виде драконьего яйца .
Красный свинец используется в качестве отвердителя в некоторых полихлоропреновых резиновых смесях. Он используется вместо оксида магния для обеспечения лучших водостойких свойств.
Красный свинец использовался для инженерного соскабливания , прежде чем был вытеснен инженерным синим . Хотя красный свинец все еще обеспечивает более точную маркировку, поскольку он не течет так же легко, как инженерный синий под давлением.
Он также используется в качестве фальсификатора в порошке куркумы .
При вдыхании оксид свинца (II, IV) раздражает легкие. В случае высокой дозы у пострадавшего появляется металлический привкус, боль в груди и животе. При попадании внутрь он растворяется в желудочной кислоте и всасывается, что приводит к отравлению свинцом . Высокие концентрации могут всасываться и через кожу, поэтому важно соблюдать меры предосторожности при работе с краской на основе свинца.
Длительный контакт с оксидом свинца (II, IV) может привести к накоплению соединений свинца в организме с развитием симптомов острого отравления свинцом. Хроническое отравление проявляется возбуждением, раздражительностью, нарушением зрения, гипертонией , сероватым оттенком лица.
Было показано, что оксид свинца (II,IV) является канцерогенным для лабораторных животных . Его канцерогенность для человека не доказана.
Латинское название этого соединения — миниум — происходит от названия реки Миниус на северо-западе Иберии , где его впервые начали добывать.
Оксид свинца (II,IV) использовался в качестве красного пигмента в Древнем Риме , где его получали путем прокаливания свинцовых белил . В античные и средневековые периоды он использовался в качестве пигмента при изготовлении иллюминированных рукописей и дал свое название сурику или миниатюре , стилю изображения, написанного этим цветом.
Сделанный в краску с льняным маслом , сурик использовался как долговечная краска для защиты внешних металлических изделий. В 1504 году решетка в замке Стерлинг в Шотландии была окрашена суриком, как и пушки, включая Монс Мег . [7]
В виде мелкодисперсного порошка его также наносили на диэлектрические поверхности для изучения фигур Лихтенберга .
В традиционной китайской медицине свинцовый сурик используется для лечения стригущего лишая и язв , хотя практика ограничена из-за его токсичности. Кроме того, азаркон , мексиканское народное средство от желудочно-кишечных расстройств, содержит до 95% оксида свинца (II, IV). [8]
До XVIII века его также использовали в качестве лекарства. [9]