stringtranslate.com

Оксид свинца(II)

Оксид свинца(II) , также называемый монооксидом свинца , представляет собой неорганическое соединение с молекулярной формулой PbO . PbO встречается в двух полиморфных модификациях : глет , имеющий тетрагональную кристаллическую структуру , и массикот, имеющий орторомбическую кристаллическую структуру . Современные применения PbO в основном связаны с промышленным стеклом и промышленной керамикой на основе свинца , включая компьютерные компоненты. Это амфотерный оксид. [3]

Типы

Оксид свинца существует двух типов:

Синтез

PbO можно получить путем нагревания металлического свинца на воздухе примерно до 600 ° C (1100 ° F). При этой температуре он также является конечным продуктом разложения других оксидов свинца на воздухе: [4]

Термическое разложение нитрата свинца(II) или карбоната свинца(II) также приводит к образованию PbO:

2  Pb(НЕТ
3)
2→ 2 PbO + 4  НО2+ О
2
PbCO
3→ PbO + CO 2

PbO производится в больших масштабах в качестве промежуточного продукта при переработке сырых свинцовых руд в металлический свинец. Обычная свинцовая руда — галенит ( сульфид свинца (II) ). При температуре около 1000 ° C (1800 ° F) сульфид превращается в оксид: [5]

2 ПбС + 3  О
2→ 2 PbO + 2  SO 2

Из свинца

Существует два основных метода получения монооксида свинца, оба из которых напоминают сжигание свинца при высокой температуре: [6]

Метод горшка Бартона.
Очищенные капли расплавленного свинца окисляются в емкости под принудительным потоком воздуха, который переносит их в систему разделения (например, циклонные сепараторы ) для дальнейшей обработки. [6] [7] : 245  Оксиды, полученные этим методом, в основном представляют собой смесь α-PbO и β-PbO. Общая реакция такая:

2 Пб + О 2450 ° С (842 ° F)→2PbO

Метод шаровой мельницы
Свинцовые шарики окисляются во вращающемся охлаждаемом барабане. Окисление достигается за счет столкновений шариков. Как и в методе Бартона, также можно использовать подачу воздуха и сепараторы. [6] [7] : 245 

Состав

Как установлено методом рентгеновской кристаллографии , обе полиморфные модификации, тетрагональная и ромбическая, имеют пирамидальный четырехкоординатный свинцовый центр. В тетрагональной форме четыре связи свинец-кислород имеют одинаковую длину, но в ромбической две короче и две длиннее. Пирамидальная природа указывает на наличие стереохимически активной неподеленной пары электронов. [8] Когда PbO имеет тетрагональную структуру решетки, его называют глетом ; а когда PbO имеет ромбическую структуру решетки, его называют массикотом . PbO можно изменить с массикота на глет или наоборот путем контролируемого нагревания и охлаждения. [9] Тетрагональная форма обычно красного или оранжевого цвета, а ромбическая обычно желтого или оранжевого цвета, но цвет не является очень надежным индикатором структуры. [10] Тетрагональная и ромбическая формы PbO встречаются в природе как редкие минералы.

Кристаллическая структура в виде глета [4] [11] [12]

Реакции

Металлический свинец получают восстановлением PbO угарным газом при температуре около 1200 ° C (2200 ° F): [13]

PbO + CO → Pb + CO 2

Красная и желтая формы этого материала связаны небольшим изменением энтальпии :

PbO (красный) → PbO (желтый)   Δ H = 1,6 кДж/моль

PbO амфотерен , то есть реагирует как с кислотами, так и с основаниями. С кислотами образует соли Pb2+
через посредничество оксокластеров, таких как [Pb
6О (ОН)
6]4+
. В присутствии сильных оснований PbO растворяется с образованием солей плюмбита (также называемого плюмбатом (II)): [14]

PbO + H 2 O + OH−
→ [Pb(OH)
3]−

Приложения

Свинцом в свинцовом стекле обычно является PbO, а PbO широко используется при производстве стекла. В зависимости от стекла, преимущество использования PbO в стекле может заключаться в увеличении показателя преломления стекла, уменьшении вязкости стекла, увеличении удельного электрического сопротивления стекла и увеличении способности стекла поглощать Рентгеновские снимки . Добавление PbO в промышленную керамику (а также в стекло) делает материалы более магнитно- и электрически инертными (за счет повышения их температуры Кюри ) и часто используется с этой целью. [15] Исторически PbO также широко использовался в керамических глазурях для бытовой керамики, и он используется до сих пор, но уже не так широко. Другие менее распространенные области применения включают вулканизацию резины и производство некоторых пигментов и красок. [3] PbO используется в стекле электронно-лучевых трубок для блокирования рентгеновского излучения, но в основном в горловине и воронке, поскольку при использовании на лицевой панели он может вызвать изменение цвета. Для лицевой панели предпочтительны оксид стронция и оксид бария . [16]

Потребление свинца и, следовательно, переработка PbO коррелирует с количеством автомобилей, поскольку он остается ключевым компонентом автомобильных свинцово-кислотных аккумуляторов . [17]

Нишевое или сокращающееся использование

Смесь PbO с глицерином образует твердый водостойкий цемент , который использовался для соединения плоских стеклянных стенок и дна аквариумов , а также когда-то использовался для герметизации стеклянных панелей в оконных рамах. Это компонент свинцовых красок .

PbO был одним из сырьевых материалов для производства яиц века , разновидности китайских консервированных яиц . но его постепенно заменили из-за проблем со здоровьем. На некоторых небольших фабриках это была недобросовестная практика, но она получила широкое распространение в Китае и вынудила многих честных производителей маркировать свои коробки как «не содержащие свинец» после того, как скандал стал массовым в 2013 году.

В виде порошкообразного тетрагонального глета его можно смешать с льняным маслом , а затем кипятить, чтобы получить устойчивую к погодным условиям проклейку , используемую при позолоте . Глет придавал проклейке темно-красный цвет, благодаря чему сусальное золото выглядело теплым и блестящим, а льняное масло придавало клейкость и плоскую прочную поверхность скрепления.

PbO используется в некоторых реакциях конденсации в органическом синтезе . [18]

PbO — это входной фотопроводник в трубке видеокамеры, называемой «Плюмбикон» .

Вопросы здравоохранения

Оксид свинца может быть смертельным при проглатывании или вдыхании. Вызывает раздражение кожи, глаз и дыхательных путей. Он поражает ткани десен, центральную нервную систему, почки, кровь и репродуктивную систему. Он может биоаккумулироваться в растениях и млекопитающих. [19]

Рекомендации

  1. ^ Блей(II)-оксид. Мерк
  2. ^ «Соединения свинца (как Pb)» . Непосредственно опасные для жизни и здоровья концентрации (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  3. ^ Аб Карр, Додд С. (2005). «Соединения свинца». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a15_249. ISBN 978-3527306732.
  4. ^ аб Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . стр. 382–387. ISBN 978-0-08-037941-8.
  5. ^ Абдель-Рехим, AM (2006). «Термический и рентгеноструктурный анализ египетского галенита». Журнал термического анализа и калориметрии . 86 (2): 393–401. дои : 10.1007/s10973-005-6785-6. S2CID  96393940.
  6. ^ abc Дикс, JE (1 февраля 1987). «Сравнение процессов производства оксида свинца в бартонной и шаровой мельницах». Журнал источников энергии . 19 (2): 157–161. Бибкод : 1987JPS....19..157D. дои : 10.1016/0378-7753(87)80024-1. ISSN  0378-7753.
  7. ^ аб Павлов, Д. (2017). Свинцово-кислотные аккумуляторы: наука и техника: справочник по технологии свинцово-кислотных аккумуляторов и ее влиянию на изделие (2-е изд.). Сент-Луис. ISBN 978-0-444-59560-7. ОКЛК  978538577.{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
  8. ^ Уэллс, AF (1984), Структурная неорганическая химия (5-е изд.), Оксфорд: Clarendon Press, ISBN 0-19-855370-6[ нужна страница ]
  9. ^ Простой пример приведен в работе Анила Кумара Де (2007). «§9.2.6 Свинец (Pb): монооксид свинца PbO». Учебник неорганической химии . Нью Эйдж Интернэшнл. п. 383. ИСБН 978-81-224-1384-7.Более сложный пример приведен в Туровой, штат Нью-Йорк (2002). «§9.4 Алкоксиды германия, олова, свинца». Химия алкоксидов металлов . Спрингер. п. 115. ИСБН 978-0-7923-7521-0.
  10. ^ Роу, Дэвид Джон (1983). Производство свинца в Великобритании: история. Крумский шлем. п. 16. ISBN 978-0-7099-2250-6.
  11. ^ Пировано, Кэролайн; Ислам, М. Сайфул ; Ваннье, Роза-Ноэль; Новогроцкий, Гай; Майресс, Гаэтан (2001). «Моделирование кристаллических структур фаз Ауривиллиуса». Твердотельный ион. 140 (1–2): 115–123. дои : 10.1016/S0167-2738(01)00699-3.
  12. ^ «Запись ICSD: 94333» . Кембриджская структурная база данных : Структуры доступа . Кембриджский центр кристаллографических данных . Проверено 1 июня 2021 г.
  13. ^ Обработка лидов @ Universalium.academic.ru. Альтернативный адрес: Обработка потенциальных клиентов @ Enwiki.net.
  14. ^ Холлеман, Арнольд Фредерик; Виберг, Эгон (2001), Виберг, Нильс (ред.), Неорганическая химия , перевод Иглсона, Мэри; Брюэр, Уильям, Сан-Диего/Берлин: Academic Press/De Gruyter, ISBN 0-12-352651-5[ нужна страница ]
  15. ^ Глава 9, «Соединения свинца», в книге «Керамические и стеклянные материалы: структура, свойства и обработка», опубликованной Springer, 2008 год.
  16. ^ Комптон, Кеннет (5 декабря 2003 г.). Качество изображения на ЭЛТ-дисплеях. СПАЙ Пресс. ISBN 9780819441447– через Google Книги.
  17. ^ Сазерленд, Чарльз А.; Милнер, Эдвард Ф.; Керби, Роберт С.; Тейндл, Герберт; Мелин, Альберт; Болт, Герман М. «Свинец». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a15_193.pub2. ISBN 978-3527306732.
  18. ^ Корсон, BB (1936). «1,4-Дифенилбутадиен». Органические синтезы . 16:28 .; Коллективный том , том. 2, с. 229
  19. ^ «Оксид свинца (II)» . Международный информационный центр по безопасности и гигиене труда. Архивировано из оригинала 15 декабря 2011 г. Проверено 6 июня 2009 г.

Внешние ссылки