ХЛОРИД СВИНЦЮ: ВЛАСТИВОСТІ, СТРУКТУРА, ВИКОРИСТАННЯ - ХІМІЯ - 2025

Хлорид свинцю являє собою неорганічну сіль , що має в хімічну формулу PbCl _п , де п число окислення свинцю. Таким чином, коли свинець становить +2 або +4, сіль становить PbCl ₂ або PbCl ₄ відповідно. Тому для цього металу є два типи хлоридів.

З двох PbCl ₂ є найважливішим і стабільним; тоді як PbCl ₄ нестабільний і менш корисний. Перший має іонний характер, де катіон Pb ²⁺ породжує електростатичні взаємодії з аніоном Cl ^- для створення кристалічної решітки; а другий є ковалентним, зв'язки Pb-Cl створюють тетраедр свинцю та хлору.

Осаджені голки PbCl2. Джерело: Rrausch1974

Інша відмінність двох хлоридів свинцю полягає в тому, що PbCl ₂ являє собою тверду речовину з білими голкоподібними кристалами (зображення зверху); тоді як PbCl ₄ - жовтувата олія, яка може кристалізуватися при температурі -15 ° C. З самого початку PbCl ₂ є більш естетичним, ніж PbCl ₄ .

Крім того, що вже було сказано, PbCl ₂ зустрічається в природі як мінеральний котуніт; тоді як PbCl ₄ цього не робить, оскільки він схильний до розкладання. Хоча PbCl ₄ може бути використаний для отримання PbO ₂ , нескінченна кількість органічних металевих сполук походить від PbCl ₂ .

Властивості

Властивості хлориду свинцю по суті залежать від кількості окислення свинцю; оскільки хлор не змінюється, а спосіб його взаємодії зі свинцем. Тому обидва сполуки потрібно розглядати окремо; хлорид свинцю (II), з одного боку, та хлорид свинцю (IV), з іншого.

-Хлорид (II)

Молярна маса

278,10 г / моль.

Зовнішність

Кристали білого кольору з голкою.

Щільність

5,85 г / мл

Точка плавлення

501 ° С.

Точка кипіння

950 ° С.

Розчинність у воді

10,8 г / л при 20 ° С. Він погано розчинний, і вода повинна нагріватися, щоб значна кількість могла розчинитися.

Показник заломлення

2199.

Хлорид свинцю (IV)

Молярна маса

349,012 г / моль.

Зовнішність

Жовтувата масляниста рідина.

Щільність

3,2 г / мл

Точка плавлення

-15 ° С.

Точка кипіння

50 ° С. При більш високій температурі він розкладається, виділяючи газ хлору:

PbCl ₄ (s) => PbCl ₂ (s) + Cl ₂ (g)

Насправді ця реакція може стати дуже вибухонебезпечною, тому PbCl ₄ зберігається в сірчаній кислоті при температурі -80 ° C.

Будова

-Хлорид (II)

На початку було зазначено, що PbCl ₂ є іонною сполукою, так що вона складається з іонів Pb ²⁺ та Cl ^-, що створюють кристал, у якому встановлено співвідношення Pb: Cl, рівне 1: 2; тобто є вдвічі більше Cl ^- аніонів, ніж є катіони Pb ²⁺ .

Результат полягає в тому, що утворюються орторомбічні кристали, іони яких можна представити за допомогою моделей сфер і брусків, як на зображенні нижче.

Будова котуніту. Джерело: Benjah-bmm27.

Ця структура також відповідає структурі мінералу котуніту. Хоча бруски використовуються для вказівки спрямованості іонного зв’язку, його не слід плутати з ковалентним зв’язком (або, принаймні, чисто ковалентним).

У таких орторомбічних кристалах Pb ²⁺ (сіруваті сфери) має дев'ять Cl ^- (зелених кульок), що оточують його, як ніби вони укладені в трикутну призму. Через складність структури та низьку іонну щільність Pb ²⁺ молекулам важко розчинити кристал; причина, чому він погано розчинний у холодній воді.

Молекула газової фази

Коли ні кристал, ні рідина не витримують високих температур, іони починають випаровуватися як дискретні молекули PbCl ₂ ; тобто з ковалентними зв’язками Cl-Pb-Cl та кутом 98º, як би бумерангом. Потім, як кажуть, газова фаза складається з цих молекул PbCl ₂ , а не з іонів, що здійснюються повітряними струмами.

Хлорид свинцю (IV)

Тим часом PbCl ₄ є ковалентним з'єднанням. Чому? Оскільки катіон Pb ⁴⁺ менший, а також має більш високу щільність іонного заряду, ніж Pb ²⁺ , що спричиняє більшу поляризацію хмари електрона Cl ^- електронів . Результат полягає в тому, що замість іонного типу Pb ⁴⁺ Cl ^- взаємодії утворюється ковалентний зв'язок Pb-Cl.

Враховуючи це, розуміється подібність між PbCl ₄ і, наприклад, CCl ₄ ; обидві виникають як поодинокі тетраедричні молекули. Таким чином, пояснюється, чому цей хлорид свинцю є жовтуватим маслом у нормальних умовах; Атоми Cl слабко пов'язані один з одним і «ковзають», коли наближаються дві молекули PbCl ₄ .

Однак, коли температура падає і молекули стають повільнішими, ймовірність та ефекти миттєвих диполів зростають (PbCl ₄ є аполярним , враховуючи його симетрію); а потім масло замерзає у вигляді жовтих гексагональних кристалів:

Кристалічна структура PbCl4. Джерело: Benjah-bmm27

Зауважте, що кожна сірувата сфера оточена чотирма зеленими сферами. Ці "упаковані" молекули PbCl ₄ складають нестабільний кристал, чутливий до енергійного розкладання.

Номенклатура

Назви: хлорид свинцю (II) та хлорид свинцю (IV) відповідають назвам, визначеним відповідно до номенклатури запасів. Оскільки окислювальне число +2 є найнижчим для свинцю і +4 найвищим, обидва хлориди можна назвати відповідно до традиційної номенклатури як хлорид пламбози (PbCl ₂ ), так і хлорид свинцю (PbCl ₄ ) відповідно.

І нарешті, існує систематична номенклатура, яка висвітлює кількість кожного атома у складі. Таким чином, PbCl ₂ є діхлоридом свинцю, а PbCl _{4 -} тетрахлоридом свинцю.

Програми

Немає відомого практичного використання для PbCl _4, окрім як для синтезу PbO ₂ . Однак PbCl ₂ є більш корисним, і тому лише деякі види використання цього специфічного хлориду свинцю будуть перераховані нижче:

- Завдяки сильно люмінесцентній природі призначений для фотографічних, акустичних, оптичних та радіаційних детекторів.

- Оскільки він не поглинає в області інфрачервоного спектру, його використовують для виготовлення окулярів, які передають цей вид випромінювання.

- Це було частиною того, що називають золотим склом, привабливим матеріалом з райдужними синюватими кольорами, що використовуються для орнаментальних цілей.

- Також, слідуючи предмету мистецтва, при лугуванні PbCl ₂ · Pb (OH) ₂ набуває інтенсивні білуваті тони, використовуючись як білий пігмент свинцю. Однак його використання було відмовлено через високу токсичність.

- Розплавлений і змішаний з титанатом барію, BaTiO ₃ , утворює керамічний титанат барію та свинцю Ba _{1 - x} Pb _x TiO ₃ . Якщо Pb ²⁺ потрапляє в BaTiO ₃ , Ba ²⁺ повинен залишити кристал, щоб дозволити його включенню, і тоді, як кажуть, відбувається катіонний обмін; тому склад Ba ²⁺ виражається як 1-x.

- І нарешті, з PbCl ₂ синтезується кілька металоорганічних свинцевих сполук загальної формули R ₄ Pb або R ₃ Pb-PbR ₃ .

Список літератури

1. Шивер і Аткінс. (2008). Неорганічна хімія. (Четверте видання). Mc Graw Hill.
2. Вікіпедія. (2019). Хлорид свинцю (II). Відновлено з: en.wikipedia.org
3. Хімічна рецептура. (2019). Хлорид свинцю (IV). Відновлено з: formulacionquimica.com
4. Кларк Джим. (2015). Хлориди вуглецю, кремнію та свинцю. Відновлено з: chemguide.co.uk
5. Спектральні та оптичні нелінійні дослідження кристалів хлориду свинцю (PbCl ₂ ). . Відновлено з: shodhganga.inflibnet.ac.in
6. Національний центр інформації про біотехнології. (2019). Хлорид свинцю. PubChem База даних; CID = 24459. Відновлено з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov