Как пишется нитрат свинца

Нитрат свинца. Химические свойства, применение

Нитрат свинца — это неорганическое соединение, имеющее следующую формулу: Pb(NO3)2. В обычном состоянии представляет собой порошок белого цвета или бесцветные кристаллы. Это вещество хорошо растворяется в воде.

Физические свойства

1. Хорошо растворяется с поглощением тепла в H2O (вода), плохо — в ацетоне , а также в метиловом и этиловом спиртах.
2. Образует диамагнитные бесцветные кристаллы, плотностью 4,530 г/сантиметр³. Каждый атом Pb (свинец) окружен двенадцатью атомами О (кислород). Длина связи Pb-O составляет 0,281 нм, а N-O — 0,127 нм. Представляет кубическую сингонию. Принадлежит к пространственной группе Pa3. Кроме кубической разновидности была получена еще и моноклинная форма, которая даже при нагревании плохо растворима в H2O (вода).
3. Свинец, температура плавления составляет 600,65 K.

Как получают нитрат свинца

Это вещество не встречается в природе. Поэтому люди создали некоторые методы (промышленные и лабораторные), которые сводятся к растворению свинца (Pb), его гидроксида или окиси в разбавленной азотной кислоте. Реакции:
3Pb (свинец) + 8HNO3 (кислота азотная) = 3Pb(NO3)2 (нитрат свинца) + 2NO (азота оксид, выделяется в виде газа) + 4H2O (вода);
PbO (окись свинца) + 2HNO3 (кислота азотная) = Pb(NO3)2 (свинца нитрат) + H2O (вода);
Pb(OH)2 (свинца гидроксид) + 2HNO3 (азотная кислота) = Pb(NO3)2 (динитрат свинца) + 3H2O (вода).

Для того чтобы подавить гидролиз и снизить растворимость динитрата свинца, азотную кислоту необходимо брать с избытком.

Также динитрат свинца получают как побочный продукт при очистке отходов кислотой азотной, например, при обработке висмуто-свинцовых отходов на заводах. В дальнейшем это соединение используют для цианирования золота.

Какие химические свойства есть у нитрата свинца

1. В водном растворе нитрат свинца диссоциирует на нитрат-анионы и катионы свинца. Вот так выглядит эта реакция:

Pb(NO3)2 (динитрат свинца) = Pb2+ (катион свинца) + 2NO3- (анион оксида азота)

Раствор динитрата свинца подвергается гидролизу. При избыточном количестве NO3- образуются нитратокомплексы: [Pb(NO3)6]3−, [Pb(NO3)4]2− и [Pb(NO3)3]−. Если повысить pH раствора, то в результате создаются гидронитраты Pb(OH)x(NO3)y переменного состава. Некоторые из них при этом выделены в твердом состоянии.

2. Так как свинца динитрат является растворимым соединением, то можно получить следующие обменные реакции:

2HCl (соляная кислота) + Pb(NO3)2 = PbCl2 (хлорид свинца, выпадает в осадок) + 2HNO3 (азотная кислота);
H2SO4 (кислота серная) + Pb(NO3)2 = PbSO4 (сульфат свинца, выпадает в осадок) + 2HNO3 (кислота азотная);
Pb(NO3)2 (свинца нитрат) + 2NaOH (натрия гидроксид) = Pb(OH)2 (свинца гидроксид, выпадает в осадок) + 2NaNO3 (нитрат натрия);
Pb(NO3)2 + 2NaN3 (азид натрия) = Pb(N3)2 (азид свинца, выпадает в осадок) + 2NaNO3 (нитрат натрия).

Любое химическое соединение, содержащее в себе свинцовый катион (Pb+2), будет реагировать с раствором, в котором есть анион йодид. При этом образуется осадок желто-оранжевого цвета (Pbl2, свинца йодид). Так выглядит данная реакция:

Pb2+ + 2l- = Pbl2 (осадок)

Такая же обменная реакция и в твердой фазе. Например:

Pb(NO3)2 + 2Kl (калий) = Pbl2 (выпадает в осадок) + 2KNO3 (нитрат калия)

Применение нитрата свинца

— используется в качестве начального сырья для производства большинства других соединений Pb (свинец);
— в качестве ингибитора нейлоновых полимеров и некоторых других полиэфиров, в роли зооцида, в покрытиях бумаги фототермографической;
— так как нитрат свинца — это доволно опасное соединение, в промышленной сфере в настоящее время используют другие соединения. Например, при производстве красок, спичек и фейерверков полностью отказались от соединений свинца.
— в лабораторной практике свинца нитрат используют как хороший и удобный источник диазота тетраоксида;
— сравнительно недавно в очень ограниченных количествах это химическое соединение используется при цианировании золота.
— в органической химии Pb(NO3)2 используется в качестве окислителя, для получения из дитиокарбаматов изотиоцианатов. Из-за своей высокой токсичности его применяют все реже.

Безопасность

Нитрат свинца классифицируется как категория 2А (вероятно канцерогенное соединение для человека). Недопустимо вдыхание его ядовитых паров или прием внутрь, а также контакт с кожными покровами или слизистой оболочкой. Динитрат свинца должен постоянно находиться под контролем. Отравления этим химическим соединением приводят к отравлениям, глиомам и раку почек, головного мозга и легких.

Источник статьи: http://fb.ru/article/47130/nitrat-svintsa-himicheskie-svoystva-primenenie

Как пишется нитрат свинца

Исторически первое промышленное применение нитрата свинца (II) — это использование его в качестве сырья при производстве свинцовых пигментов, таких, как «хром желтый» (хромат свинца(II)), «хром оранжевый» (гидроксид-хромат свинца(II)) и аналогичных соединений свинца. Эти пигменты использовались для крашения текстильных изделий [2] .

В 1597 немецкий алхимик Андреас Либавиус первым описал нитрат свинца, дав ему название plumb dulcis и calx plumb dulcis, что означает «сладкий свинец» из-за его вкуса [3] .

Процесс производства был и остается химически простым — растворение свинца в aqua fortis (азотная кислота), а затем очистка осадка. Тем не менее, производство оставалось мелким на протяжении многих веков, а о промышленном производстве в качестве сырья для производства других соединений свинца не сообщалось до 1835 [4] [5] . В XIX веке динитрат свинца стали производить на коммерческой основе в Европе и Соединенных Штатах.

В 1974 году в США потребление соединений свинца, за исключением пигментов и добавок в бензин, было 642 тонн [6] .

Физические свойства

Нитрат свинца хорошо растворяется в воде (52,2 г/100 г воды) с поглощением тепла, плохо растворяется в этиловом и метиловом спиртах, ацетоне.

Кристаллическая структура

Нитрат свинца образует бесцветные диамагнитные кристаллы, плотность 4,530 г/см³, кубическая сингония, пространственная группа Pa3, а = 0,784 нм, Z=4. Каждый атом свинца окружён двенадцатью атомами кислорода (длина связи 0,281 нм). Все длины N—O связей одинаковы — 0,127 нм.

Интерес исследователей к кристаллической структуре нитрата свинца был основан на предположении свободного вращения нитратных групп в кристаллической решетке при высоких температурах, но это не подтвердилось [7] .

Кроме кубической разновидности нитрата свинца была получена моноклинная форма, которая плохо растворима в воде даже при нагревании.

Получение

Динитрат свинца не встречается в природе. Промышленные и лабораторные методы его получения сводятся к растворению в разбавленной азотной кислоте свинца, его оксида или гидроксида:

кислоту берут с избытком для подавления гидролиза и снижения растворимости нитрата свинца.

При очистке азотной кислотой отходов, содержащих свинец, например, при обработке свинцово-висмутных отходов на заводах, образуется динитрат свинца как побочный продукт. Эти соединения используются в процессе цианирования золота [8] .

Химические свойства

Динитрат свинца хорошо растворяется в воде, давая бесцветный раствор [9] . Растворимость сильно увеличивается при нагревании:

Водный раствор диссоциирует на катионы свинца и нитрат-анионы:

Раствор нитрата свинца(II) подвергается гидролизу и имеет слабокислую реакцию, которая имеет показатель рН от 3,0 до 4,0 для 20 % водного раствора [10] . При избытке ионов NO₃ − в растворе образуются нитратокомплексы [Pb(NO₃)₃] − , [Pb(NO₃)₄] 2− и [Pb(NO₃)₆] 3− . При повышении pH раствора образуются гидроксонитраты переменного состава Pb(OH)_x(NO₃)_y, некоторые из них выделены в твёрдом состоянии.

Так как только динитрат и ацетат свинца(II) являются растворимыми соединениями свинца, то все остальные соединения можно получить обменными реакциями:

Любое соединение, содержащее катион свинца(II), будет реагировать с раствором, содержащим йодид анион с образованием осадка оранжево-желтого цвета (иодид свинца(II)). Из-за разительной перемены цвета эта реакция часто используется для демонстрации под названием золотой дождь [11] :

Аналогичная реакция обмена проходит и в твердой фазе. Например, при смешении бесцветных йодида калия и динитрата свинца, и сильного измельчения, например, перетиранием в ступе, происходит реакция:

Цвет полученной смеси будет зависеть от относительного количества использованных реагентов и степени измельчения.

При растворении нитрата свинца в пиридине или жидком аммиаке образуются продукты присоединения, например Pb(NO₃)₂·4C₅H₅N и Pb(NO₃)₂·n NH₃, где n=1, 3, 6.

Динитрат свинца является окислителем. В зависимости от типа реакции он может быть как Pb 2+ -ион, который имеет стандартный редокс-потенциал (E 0 ) −0.125 V, или нитрат-ион, который в кислой среде имеет (E 0 ) +0.956 V [12] .

При нагревании кристаллов динитрата свинца они начинают разлагаться на диоксид свинца, кислород и диоксид азота, процесс сопровождается характерным треском. Этот эффект называется декрепитация:

Благодаря этому свойству нитрат свинца иногда используется в пиротехнике [13] .

Применение

Динитрат свинца используется в качестве исходного сырья при производстве большинства других соединений свинца.

В связи с опасным характером данного соединения, в промышленной сфере отдается предпочтение в использовании альтернативных соединений. Практически полностью отказались от использования свинца в красках [14] . Другие исторические применения данного вещества в спичках и фейерверках, также уменьшились или прекратились.

Динитрат свинца используется как ингибитор полимеров нейлона и других полиэфиров, в покрытиях фототермографической бумаги, а также в качестве зооцида [6] .

В лабораторной практике динитрат свинца используется как удобный и надежный источник тетраоксида диазота.

Примерно с 2000 года нитрат свинца(II) начал использоваться при цианировании золота. Для улучшения выщелачивания в процессе цианирования золота добавляется динитрат свинца, при этом используется очень ограниченное его количество (от 10 до 100 мг динитрата свинца на килограмм золота) [15] [16] .

В органической химии динитрат свинца был использован в качестве окислителя, например, в качестве альтернативы реакции Соммелета для окисления бензилов галогенидов до альдегидов [17] . Он также нашел применение для получения изотиоцианатов из дитиокарбаматов [18] . Из-за своей токсичности он стал находить все меньшее применение, но по прежнему находит нерегулярное использование в [19] .

Меры предосторожности

Динитрат свинца токсичен, является окислителем и классифицируется (как и все неорганические соединения свинца) вероятно канцерогенное вещество для человека (категория 2А) со стороны Международного агентства по изучению рака [20] . Следовательно, он должен обрабатываться и храниться с соблюдением соответствующих мер предосторожности для того, чтобы предотвратить вдыхание, приём внутрь или контакт с кожей. Из-за опасного характера и ограниченного применения вещество должно находиться под постоянным контролем. ПДК = 0,01 мг/м³.

При приеме внутрь может привести к острому отравлению, так же как и другие растворимые соединения свинца [21] .

Отравления приводят к раку почек и глиомы у подопытных животных и рака почек, рака мозга и рака легких у людей, хотя исследования работников, подвергающихся воздействию свинца, часто осложнялись одновременным воздействием мышьяка [20] . Свинец известен как заменитель цинка в ряде ферментов, в том числе дегидратазы δ-аминолевулиновой кислоты (англ. δ-aminolevulinic acid dehydratase ) в биосинтезе гема, который важен для правильного метаболизма ДНК, следовательно может вызывать ущерб плоду матери [22] .

Источник статьи: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1356600