ХЛОРИД СВИНЦА: СВОЙСТВА, СТРОЕНИЕ, ПРИМЕНЕНИЕ - ХИМИЯ - 2026

Хлорид свинца представляет собой неорганическую соль , имеющая в химическую формулу PbCl _п , где п число окисления свинца. Таким образом, когда свинец равен +2 или +4, солью является PbCl ₂ или PbCl ₄ соответственно. Таким образом, для этого металла существует два типа хлоридов.

Из этих двух PbCl ₂ является наиболее важным и стабильным; в то время как PbCl ₄ нестабилен и менее полезен. Первый ионный характер, где Pb ²⁺ катионом генерирует электростатические взаимодействия с Cl анионом ^- построить кристаллическую решетку; а второй - ковалентный, со связями Pb-Cl, образующими тетраэдр свинца и хлора.

Осажденные иглы PbCl2. Источник: Rrausch1974

Еще одно различие между двумя хлоридами свинца состоит в том, что PbCl ₂ представляет собой твердое вещество с белыми игольчатыми кристаллами (верхнее изображение); в то время как PbCl ₄ представляет собой желтоватое масло, которое может кристаллизоваться при -15 ° C. С самого начала PbCl ₂ более эстетичен, чем PbCl ₄ .

В дополнение к тому, что уже упоминалось, PbCl ₂ встречается в природе в виде минерального котунита; в то время как PbCl ₄ этого не делает, поскольку он подвержен разложению. Хотя PbCl ₄ можно использовать для получения PbO ₂ , бесконечное множество металлоорганических соединений получают из PbCl ₂ .

свойства

Свойства хлорида свинца существенно зависят от степени окисления свинца; поскольку хлор не меняется, но меняется способ его взаимодействия со свинцом. Следовательно, оба соединения следует рассматривать отдельно; хлорид свинца (II), с одной стороны, и хлорид свинца (IV), с другой.

-Хлорид свинца (II)

Молярная масса

278,10 г / моль.

Внешность

Кристаллы белого цвета с игольчатой ​​формой.

плотность

5,85 г / мл.

Температура плавления

501 ° С.

Точка кипения

950 ° С.

Растворимость воды

10,8 г / л при 20 ° С. Он плохо растворяется, и воду необходимо нагревать, чтобы можно было растворить значительное количество.

Показатель преломления

2199.

Свинец (IV) хлорид

Молярная масса

349,012 г / моль.

Внешность

Желтоватая маслянистая жидкость.

плотность

3,2 г / мл.

Температура плавления

-15 ° С.

Точка кипения

50 ° С. При более высоких температурах он разлагается с выделением газообразного хлора:

PbCl ₄ ( тв ) => PbCl ₂ ( тв ) + Cl ₂ (г)

Фактически, эта реакция может стать очень взрывоопасной, поэтому PbCl ₄ хранится в серной кислоте при -80ºC.

Структура

-Хлорид свинца (II)

Вначале упоминалось, что PbCl ₂ является ионным соединением, поэтому он состоит из ионов Pb ²⁺ и Cl ^- , которые создают кристалл, в котором установлено соотношение Pb: Cl, равное 1: 2; то есть анионов Cl ^- вдвое больше, чем катионов Pb ²⁺ .

В результате образуются орторомбические кристаллы, ионы которых можно представить в виде модели сфер и стержней, как на изображении ниже.

Структура котунита. Источник: Benjah-bmm27.

Эта структура также соответствует структуре минерала котунита. Хотя столбики используются для обозначения направленности ионной связи, ее не следует путать с ковалентной связью (или, по крайней мере, чисто ковалентной).

В этих ромбических кристаллах Pb ²⁺ (сероватые сферы) окружен девятью Cl ^- (зелеными сферами), как если бы он был заключен в треугольную призму. Из-за сложности структуры и низкой ионной плотности Pb ²⁺ молекулам сложно сольватировать кристалл; поэтому он плохо растворяется в холодной воде.

Молекула газовой фазы

Когда ни кристалл, ни жидкость не выдерживают высоких температур, ионы начинают испаряться в виде дискретных молекул PbCl ₂ ; то есть с ковалентными связями Cl-Pb-Cl и углом 98 °, как если бы это был бумеранг. Тогда говорят, что газовая фаза состоит из этих молекул PbCl ₂ , а не из ионов, переносимых воздушными потоками.

Свинец (IV) хлорид

Между тем, PbCl ₄ является ковалентным соединением. Зачем? Поскольку катион Pb ⁴⁺ меньше по размеру и также имеет более высокую плотность ионного заряда, чем Pb ²⁺ , что вызывает большую поляризацию электронного облака Cl ^- . В результате вместо взаимодействия Pb ⁴⁺ Cl ^- ионного типа образуется ковалентная связь Pb-Cl.

Принимая во внимание это, можно понять сходство между PbCl ₄ и, например, CCl ₄ ; оба встречаются как отдельные тетраэдрические молекулы. Таким образом, объясняется, почему этот хлорид свинца при нормальных условиях представляет собой желтоватое масло; Атомы Cl слабо связаны друг с другом и «проскальзывают» при сближении двух молекул PbCl ₄ .

Однако, когда температура падает и молекулы становятся медленнее, вероятность и эффекты мгновенных диполей увеличиваются (PbCl ₄ неполярен, учитывая его симметрию); а затем масло застывает в виде желтых гексагональных кристаллов:

Кристаллическая структура PbCl4. Источник: Benjah-bmm27

Обратите внимание, что каждая сероватая сфера окружена четырьмя зелеными сферами. Эти «упакованные» молекулы PbCl ₄ образуют нестабильный кристалл, подверженный сильному разложению.

Номенклатура

Названия: хлорид свинца (II) и хлорид свинца (IV) соответствуют присвоенным согласно Товарной номенклатуре. Поскольку степень окисления +2 является самой низкой для свинца и +4 максимальной, оба хлорида могут быть названы согласно традиционной номенклатуре как хлорид плюмбозы (PbCl ₂ ) и хлорид свинца (PbCl ₄ ) соответственно.

И, наконец, есть систематическая номенклатура, в которой указывается номер каждого атома в соединении. Таким образом, PbCl ₂ представляет собой дихлорид свинца, а PbCl _{4 -} тетрахлорид свинца.

Приложения

Практическое применение PbCl _4, кроме как для синтеза PbO _{2, не известно} . Однако PbCl ₂ более полезен, и поэтому ниже будут перечислены только некоторые применения этого конкретного хлорида свинца:

- Благодаря своей высокой люминесцентности он предназначен для использования в фотографических, акустических, оптических и детекторных устройствах.

- Поскольку он не поглощает в области инфракрасного спектра, он используется для изготовления очков, пропускающих этот тип излучения.

- Он был частью так называемого золотого стекла, привлекательного материала с переливающейся голубоватой окраской, используемого в декоративных целях.

- Аналогичным образом, следуя предмету техники, при подщелачивании PbCl ₂ · Pb (OH) ₂ приобретает интенсивные белесые тона и используется в качестве свинцового белого пигмента. Однако его использование не рекомендуется из-за его высокой токсичности.

- Расплавленный и смешанный с титанатом бария, BaTiO ₃ , образуется керамический титанат бария и свинец Ba _{1 - x} Pb _x TiO ₃ . Если Pb ²⁺ входит в BaTiO ₃ , Ba ²⁺ должен покинуть кристалл, чтобы позволить его включение, и тогда говорят, что происходит катионный обмен; поэтому состав Ba ²⁺ выражается как 1-x.

- И, наконец, из PbCl ₂ синтезируются различные металлоорганические соединения свинца общей формулы R ₄ Pb или R ₃ Pb-PbR ₃ .

Ссылки

1. Шивер и Аткинс. (2008). Неорганическая химия. (Четвертое издание). Мак Гроу Хилл.
2. Wikipedia. (2019). Хлорид свинца (II). Получено с: en.wikipedia.org
3. Химический состав. (2019). Хлорид свинца (IV). Получено с: formulacionquimica.com
4. Кларк Джим. (2015). Хлориды углерода, кремния и свинца. Получено с: chemguide.co.uk
5. Спектральные и оптические нелинейные исследования кристаллов хлорида свинца (PbCl ₂ ). , Получено с: shodhganga.inflibnet.ac.in
6. Национальный центр биотехнологической информации. (2019). Хлорид свинца. База данных PubChem; CID = 24459. Получено с: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov