Nitrato di piombo(II)

Il nitrato di piombo (II) è tossico, un agente ossidante ed è classificato come probabilmente cancerogeno per l’uomo dall’Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro. Pertanto, deve essere maneggiato e conservato con le opportune precauzioni di sicurezza per prevenire l’inalazione, l’ingestione e il contatto con la pelle. A causa della sua natura pericolosa, il nitrato di piombo(II) ha applicazioni limitate al di fuori del laboratorio.

Ulteriori conoscenze consigliate

Contenuto

  • 1 Storia
  • 2 Chimica
    • 2.,1 Acquosa chimica
    • 2.2 struttura di Cristallo
    • 2.3 Complessazione
    • 2.4 Ossidazione e decrepitation
  • 3 Preparazione
  • 4 Applicazioni
  • 5 Sicurezza
  • 6
  • 7 Riferimenti

Storia

a partire Dal Medioevo, il piombo(II) nitrato è stato prodotto come materia prima per la produzione di pigmenti colorati in piombo, vernici, come il giallo cromo piombo (II) cromato), chrome orange (piombo(II), l’idrossido di cromo) e simili composti di piombo. Questi pigmenti sono stati utilizzati per la tintura e la stampa di calico e altri tessuti.,

Nel 1597, l’alchimista tedesco Andreas Libavius descrisse per la prima volta il composto, coniando i nomi medievali di plumb dulcis e calx plumb dulcis, che significa “piombo dolce”, a causa del suo sapore. Anche se originariamente non compreso durante i secoli successivi, la proprietà di decrepitazione del nitrato di piombo(II) ha visto il suo uso in fiammiferi ed esplosivi speciali come l’azide di piombo.

Il processo di produzione era ed è ancora chimicamente semplice, sciogliendo efficacemente il piombo in aqua fortis (acido nitrico) e successivamente raccogliendo il precipitato., Tuttavia, la produzione rimase su piccola scala per molti secoli e la produzione commerciale di nitrato di piombo(II) come materia prima per la produzione di altri composti di piombo non fu riportata fino al 1835.

Chimica

Chimica acquosa

Il nitrato di piombo(II) si dissolve facilmente in acqua per dare una soluzione limpida e incolore. Questo reagisce con ioduri solubili come lo ioduro di potassio per produrre un precipitato dello ioduro di piombo(II) giallo-arancio brillante., Questa reazione è spesso utilizzata per dimostrare la precipitazione, a causa del sorprendente cambiamento di colore osservato:

Pb(NO3)2(aq) + 2KI(aq) → PbI2(s) + 2 KNO3(aq)

La reazione simile avviene nella fase solida, in cui il nitrato di piombo e lo ioduro di potassio vengono finemente macinati e mescolati in un mortaio.

Oltre al nitrato di piombo(II), l’acetato di piombo(II) è l’unico altro composto di piombo solubile comune. Quasi tutti gli altri composti di piombo sono insolubili in acqua, anche se accoppiati con anioni comunemente molto solubili. Ad esempio,, cloruro di piombo(II), bromuro di piombo(II) e ioduro di piombo(II), noti collettivamente come alogenuri di piombo, sono debolmente solubili in acqua (meno di 0,01 mole per litro) a temperatura ambiente e solo leggermente più vicini al punto di ebollizione. Ciò significa che il nitrato di piombo(II) ha particolare importanza come punto di partenza per la produzione di composti di piombo insolubili attraverso la doppia decomposizione.,

Soluzioni calde di alogenuri di piombo possono essere portate a precipitazione al raffreddamento per creare cristalli piumosi e iridescenti sospesi in acqua, il cui colore dipende dal particolare alogenuro (cloruro = bianco, bromuro = buff, ioduro = giallo). Questi cristalli appaiono improvvisamente, quando le soluzioni scendono al di sotto della temperatura di ricristallizzazione. Questo effetto viene utilizzato per la dimostrazione della solubilità nelle aule.

Quando la soluzione concentrata di idrossido di sodio viene aggiunta alla soluzione di nitrato di piombo(II), si formano nitrati basici, anche ben oltre il punto di equivalenza., Fino al punto di metà equivalenza, predomina Pb(NO3)2·Pb(OH)2, quindi dopo questo punto si forma Pb(NO3)2·5Pb(OH)2. Nessun semplice Pb (OH) 2 è formato fino ad almeno pH 12.

Struttura cristallina

La struttura cristallina del nitrato di piombo solido(II) è stata determinata dalla diffrazione dei neutroni. Il composto cristallizza nel sistema cubico con gli atomi di piombo in un sistema cubico centrato sulla faccia. Il suo gruppo spaziale è Pa3Z=4 (notazione reticolo Bravais), con ogni lato del cubo con lunghezza 784 picometri.,

I punti neri rappresentano gli atomi di piombo, i punti bianchi i gruppi di nitrati 27 picometre sopra il piano degli atomi di piombo e i punti blu i gruppi di nitrati alla stessa distanza sotto questo piano. In questa configurazione, ogni atomo di piombo è legato a 12 atomi di ossigeno (lunghezza del legame: 281 picometre). Tutte le lunghezze di legame N–O sono identiche, a 127 picometre.

L’interesse della ricerca per la struttura cristallina del nitrato di piombo(II) si basava in parte sulla possibilità di una libera rotazione interna dei gruppi nitrati all’interno del reticolo cristallino a temperature elevate, ma ciò non si è concretizzato.,

Complessazione

Il nitrato di piombo(II) è associato ad un’interessante chimica supramolecolare a causa della sua coordinazione con composti che donano azoto e ossigeno. L’interesse è in gran parte accademico, ma con diverse potenziali applicazioni. Ad esempio, la combinazione di nitrato di piombo e glicole pentaetilenico (EO5) in una soluzione di acetonitrile e metanolo seguita da lenta evaporazione produce un nuovo materiale cristallino . Nella struttura cristallina di questo composto, la catena EO5 è avvolta attorno allo lead piombo in un piano equatoriale simile a quello di un etere di corona., I due ligandi nitrati bidentati sono in configurazione trans. Il numero totale di coordinazione è 10, con lo lead piombo in una geometria molecolare antiprisma quadrato bicappato.

Il complesso formato dal nitrato di piombo(II), dal perclorato di piombo(II) e da un ligando N-donatore bithiazole bidentato è binucleare, con un gruppo nitrato che collega gli atomi di piombo con il numero di coordinazione di 5 e 6. Un aspetto interessante di questo tipo di complessi è la presenza di uno spazio fisico nella sfera di coordinazione, cioè i ligandi non sono posizionati simmetricamente attorno allo ion metallico., Ciò è potenzialmente dovuto ad una coppia solitaria di elettroni di piombo, che si trova anche nei complessi di piombo con un ligando imidazolico.

Questo tipo di chimica non è sempre unico per il nitrato di piombo; altri composti di piombo(II) come il bromuro di piombo(II) formano anche complessi, ma il nitrato è spesso usato a causa delle sue proprietà di solubilità e della sua natura bidentata.

Ossidazione e decrepitazione

Quando riscaldati, i cristalli di nitrato di piombo(II) si decompongono in ossido di piombo(II), diossigeno e biossido di azoto, accompagnati da un rumore scoppiettante. Questo effetto è indicato come decrepitazione.,

2 Pb(NO3)2(s) → 2 PbO(s) + 4 NO2(g) + O2(g)

A causa di questa proprietà, il nitrato di piombo viene talvolta utilizzato in pirotecnica come i fuochi d’artificio.

Preparazione

Il composto può essere ottenuto facendo sciogliere il piombo metallico in soluzione acquosa di acido nitrico:

3 Pb + 8 HNO3 → 3 Pb(NO3)2 + 2 NO + 4H2O

Più comunemente, il piombo(II) nitrato è ottenuto facendo sciogliere l’ossido di piombo, che è prontamente disponibile come un minerale, in soluzione acquosa di acido nitrico:

PbO + 2 HNO3 → Pb(NO3)2 + H2O

Dato che il Pb(NO3)2 è molto bassa solubilità in acido nitrico, il piombo(II) nitrato è cristallizzato direttamente dalla soluzione., La maggior parte del nitrato di piombo(II) disponibile in commercio, così come il materiale su scala laboratoria, viene prodotto di conseguenza. La fornitura avviene in sacchi da 25 kg, o più piccoli, e in contenitori di laboratorio.

Nel trattamento con acido nitrico di rifiuti contenenti piombo, ad esempio nel trattamento di rifiuti di piombo-bismuto provenienti da raffinerie di piombo, si formano soluzioni impure di nitrato di piombo(II) come sottoprodotto. Queste soluzioni sono segnalate per essere utilizzate nel processo di cianurazione dell’oro.

Applicazioni

A causa della natura tossica del nitrato di piombo(II), si preferisce utilizzare alternative nelle applicazioni industriali., Nell’applicazione precedentemente importante delle vernici al piombo, è stato in gran parte sostituito dal biossido di titanio. Le attuali applicazioni del nitrato di piombo(II) includono l’uso come stabilizzante termico in nylon e poliesteri, come rivestimento per carta fototermografica e nei rodenticidi.

Su scala di laboratorio, il nitrato di piombo(II) fornisce una fonte affidabile di tetrossido di dinitrogeno. Quando il sale viene accuratamente essiccato e riscaldato in un recipiente di acciaio, produce biossido di azoto e diossigeno.,

2 Pb(NO3)2(s) → 2 PbO(s) + 4 NO2(g) + O2(g) 2 NO2 N N2O4

I gas vengono condensati e distillati frazionalmente per dare N2O4.

Per migliorare il processo di lisciviazione nella cianurazione dell’oro, viene aggiunta una soluzione di nitrato di piombo(II). Sebbene si tratti di un processo sfuso, sono necessarie solo quantità limitate (da 10 a 100 grammi di piombo(II) nitrato per tonnellata d’oro). Sia la cianurazione stessa, così come l’uso di composti di piombo nel processo, sono considerati controversi a causa della natura tossica dei composti.,

Sicurezza

Articolo principale: Avvelenamento da piombo

Il nitrato di piombo(II) è tossico e l’ingestione può portare ad avvelenamento da piombo acuto, come applicabile a tutti i composti di piombo solubili. Tutti i composti inorganici di piombo sono classificati dall’Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (IARC) come probabilmente cancerogeni per l’uomo (Categoria 2A). Sono stati collegati al cancro renale e al glioma negli animali da esperimento e al cancro renale, al cancro al cervello e al cancro ai polmoni negli esseri umani, sebbene gli studi sui lavoratori esposti al piombo siano spesso complicati dall’esposizione concomitante all’arsenico., Il piombo è noto per sostituire lo zinco in un certo numero di enzimi, tra cui l’acido δ-aminolevulinico disidratasi (porfobilinogeno sintasi) nella via biosintetica dell’eme e la pirimidina-5′-nucleotidasi, importante per il corretto metabolismo del DNA.

Per evitare l’inalazione, l’ingestione e l’esposizione alla pelle, il nitrato di piombo(II) deve essere maneggiato in una cappa aspirante, con protezione per il viso, il corpo e le mani. Istruzioni speciali per la manipolazione sono incluse in tutte le schede di sicurezza dei materiali (MSDS). Dopo l’uso, tutto il materiale e i suoi contenitori devono essere smaltiti come rifiuti pericolosi., Evitare la fuoriuscita e il rilascio nell’ambiente.

Vedi anche

Chimica Portale

  • Pigmenti, come il Bianco di piombo, Giallo di Napoli, e il cavo Rosso
  • Storico composti, come l’acido Muriatico, Vetriolo e Sal mirabilis

schede di Dati di Sicurezza

  • scheda di dati di sicurezza nitrato di piombo, Mallinckrodt/J. T.,Baker
  • MSDS per nitrato di piombo, PTCL, Oxford University
  • MSDS per nitrato di piombo, ProSciTechPDF (126 KiB)
  • MSDS per nitrato di piombo, Science Stuff Inc
  • MSDS per nitrato di piombo, Iowa State University
  • MSDS per nitrato di piombo, NIST

Categorie: IARC Gruppo 2A cancerogeni | Composti di piombo | nitrati

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