Нитрат свинца (II) представляет собой неорганическое соединение с химической формулой Pb ( NO 3 ) 2 . Обычно он представляет собой бесцветный кристалл или белый порошок и, в отличие от большинства других солей свинца (II) , растворим в воде .
Характеристики | |||
---|---|---|---|
Pb (NO 3 ) 2 | |||
Молярная масса | 331,2 г / моль | ||
Появление | бесцветный или белый | ||
Плотность | 4,53 г / см 3 | ||
Температура плавления | разлагается | ||
376,5 г / л (0 ° C) 597 г / л (25 ° C) 1270 г / л (100 ° C) | |||
Опасности | |||
Паспорт безопасности | ICSC 1000 | ||
Классификация ЕС (DSD) (устаревшая) | Repr. Кот. 1/3 Токсично ( T ) Вредно ( Xn ) Опасно для окружающей среды ( N ) | ||
NFPA 704 (огненный алмаз) | |||
Смертельная доза или концентрация (LD, LC): | |||
LD Lo ( самый низкий опубликованный ) | 500 мг / кг (морская свинка, перорально) [1] | ||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |||
Ссылки на инфобоксы | |||
Известный со времен средневековья под названием plumbum dulce , производство нитрата свинца (II) из металлического свинца или оксида свинца в азотной кислоте было мелкомасштабным, для непосредственного использования в производстве других соединений свинца . В девятнадцатом веке нитрат свинца (II) начал коммерчески производиться в Европе и Соединенных Штатах. Исторически сложилось так, что основное использование в качестве сырья для производства пигментов для свинцовых красок , но такие краски были заменены менее токсичными красками на основе диоксида титана . Другие промышленные применения включали тепла стабилизации в нейлон и полиэфиров , а также в покрытиях photothermographic бумаги. Примерно с 2000 года нитрат свинца (II) начал использоваться для цианирования золота .
Нитрат свинца (II) токсичен, и с ним необходимо обращаться осторожно, чтобы предотвратить его вдыхание, проглатывание и контакт с кожей. Из-за своей опасной природы ограниченное применение нитрата свинца (II) находится под постоянным контролем.
История
Нитрат свинца был впервые обнаружен в 1597 году алхимиком Андреасом Либавиусом , который назвал это вещество plumbum dulce , что означает «сладкий свинец», из-за его вкуса. [2] Он производится в промышленных масштабах путем реакции металлического свинца с концентрированной азотной кислотой, в которой он плохо растворим. [3] [4] Он был произведен в качестве сырья для изготовления таких пигментов, как хромовый желтый (хромат свинца (II), PbCrO 4 ) и хромовый оранжевый (основной хромат свинца (II), Pb 2 CrO 5 ) и неаполитанский желтый. . Эти пигменты использовались для окрашивания и печати ситца и других тканей. [5] Он использовался в качестве окислителя в дымном порохе и вместе с азидом свинца в специальных взрывчатых веществах . [6]
Производство
Нитрат свинца получают реакцией оксида свинца (II) с концентрированной азотной кислотой: [7]
- PbO + 2 HNO 3 (концентрированный) → Pb (NO 3 ) 2 ↓ + H 2 O
Также может быть получено испарение раствора, полученного реакцией металлического свинца с разбавленной азотной кислотой . [8]
- Pb + 4 HNO 3 → Pb (NO 3 ) 2 + 2 NO 2 + 2 H 2 O
Растворы и кристаллы нитрата свинца (II) образуются при переработке свинцово- висмутовых отходов свинцовых заводов. [9]
Состав
Кристаллическая структура твердого нитрата свинца (II) была определена с помощью дифракции нейтронов . [10] [11] Соединение кристаллизуется в кубической системе с атомами свинца в гранецентрированной кубической системе. Его пространственная группа Pa3 Z = 4 ( обозначение решетки Браве ), каждая сторона куба имеет длину 784 пикометра .
Черные точки представляют атомы свинца, белые точки - нитратные группы на 27 пикометров выше плоскости атомов свинца, а синие точки - нитратные группы на том же расстоянии ниже этой плоскости. В этой конфигурации каждый атом свинца связан с двенадцатью атомами кислорода ( длина связи : 281 пм). Все длины связей N – O идентичны и составляют 127 пикометров.
Исследовательский интерес к кристаллической структуре нитрата свинца (II) частично был основан на возможности свободного внутреннего вращения нитратных групп внутри кристаллической решетки при повышенных температурах, но этого не произошло. [11]
Химические свойства и реакции
Нитрат свинца разлагается при нагревании - свойство, используемое в пиротехнике . [6] Растворим в воде и разбавленной азотной кислоте.
Основные нитраты образуются при добавлении щелочи в раствор. Pb 2 (OH) 2 (NO 3 ) 2 является преобладающим веществом, образующимся при низких значениях pH. При более высоком pH образуется Pb 6 (OH) 5 (NO 3 ). [13] Катион [Pb 6 O (OH) 6 ] 4+ необычен тем, что имеет оксидный ион внутри кластера из 3 тетраэдров PbO 4 с общими гранями. [14] Нет никаких доказательств образования гидроксида Pb (OH) 2 в водном растворе с pH ниже 12.
Растворы нитрата свинца можно использовать для образования координационных комплексов. Свинец (II) - жесткий акцептор ; образует более прочные комплексы с электронодонорными лигандами азота и кислорода . Например, объединение нитрата свинца и пентаэтиленгликоля (EO 5 ) в растворе ацетонитрила и метанола с последующим медленным испарением дает соединение [Pb (NO 3 ) 2 (EO 5 )]. [15] В кристаллической структуре этого соединения цепь EO 5 обернута вокруг иона свинца в экваториальной плоскости, аналогичной краун-эфиру . Два бидентатных нитратных лиганда находятся в транс-конфигурации . Общее координационное число равно 10, с ведущим ионом в bicapped площади антипризмы молекулярной геометрии .
Комплекс, образованный нитратом свинца с бидентатным N-донорным лигандом битиазола, является биядерным. Кристаллическая структура показывает, что нитратная группа образует мостик между двумя атомами свинца. [16] Одним из интересных аспектов этого типа комплексов является наличие физической щели в координационной сфере ; т.е. лиганды не расположены симметрично вокруг иона металла. Это потенциально связано с неподеленной парой электронов свинца, которая также обнаруживается в комплексах свинца с имидазольным лигандом. [17]
Приложения
Нитрат свинца использовался в качестве термостабилизатора в нейлоне и полиэфирах, в качестве покрытия для фототермографической бумаги и в родентицидах . [7]
Нагревание нитрата свинца - удобный способ получения диоксида азота.
- 2 Pb (NO 3 ) 2 → 2 PbO + 4 NO 2 + O 2
В процессе цианирования золота добавление раствора нитрата свинца (II) улучшает процесс выщелачивания . Требуются только ограниченные количества (от 10 до 100 миллиграммов нитрата свинца на килограмм золота). [18] [19]
В органической химии его можно использовать для получения изотиоцианатов из дитиокарбаматов . [20] Сообщалось о его использовании в качестве поглотителя бромида во время замещения S N 1 . [21]
Безопасность
Нитрат свинца (II) токсичен, и проглатывание может привести к острому отравлению свинцом, как и все растворимые соединения свинца. [22] Все неорганические соединения свинца классифицируются Международным агентством по изучению рака (IARC) как вероятно канцерогенные для человека (Категория 2A). [23] Они были связаны с раком почек и глиомой у экспериментальных животных, а также с раком почек, раком мозга и раком легких у людей, хотя исследования рабочих, подвергшихся воздействию свинца, часто осложняются одновременным воздействием мышьяка . [24] Свинец , как известно, для замены цинка в ряде ферментов , включая δ-аминолевулиновой кислоты дегидратазы (порфобилиногена - синтазы) в гема пути биосинтеза и пиримидин-5'-нуклеотидазы , важно для правильного метаболизма ДНК и может , следовательно , причиной повреждение плода. [25]
Рекомендации
- ^ «Свинцовые соединения (как Pb)» . Немедленно опасная для жизни или здоровья концентрация (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- ^ Либавиус, Андреас (1595). Алхимия Андрей Либавий . Франкофурти: Иоаннес Сауриус.
- ^ Чисхолм, Хью, изд. (1911). . Британская энциклопедия . 16 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. С. 314–320.
- ^ Макгрегор, Джон (1847). Прогресс Америки к 1846 году . Лондон: ISBN Whittaker & Co. 0-665-51791-2.
- ^ Партингтон, Джеймс Риддик (1950). Учебник неорганической химии . Макмиллан. п. 838.
- ^ а б Баркли, Дж. Б. (октябрь 1978 г.). «Нитрат свинца как окислитель черного пороха». Пиротехника . Пост Фоллс, Айдахо : Публикации Пиротехники. 4 : 16–18.
- ^ а б Greenwood, Norman N .; Эрншоу, А. (1997). Химия элементов (2-е изд.). Оксфорд: Баттерворт-Хайнеманн. стр. 388 , 456. ISBN 0-7506-3365-4.
- ^ Отмер, Д. Ф. (1967). Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера . 12 (От железа к марганцу) (второе полностью переработанное издание). Нью-Йорк: Джон Вили и сыновья . п. 272. ISBN. 0-471-02040-0.
- ^ «Каталог продукции; прочие товары» . Тилли, Бельгия: Sidech. Архивировано из оригинала на 2007-07-01 . Проверено 5 января 2008 .
- ^ Гамильтон, WC (1957). «Нейтронно-кристаллографическое исследование нитрата свинца» . Acta Crystallogr. 10 (2): 103–107. DOI : 10.1107 / S0365110X57000304 .
- ^ а б Новотны, Х .; Г. Хегер (1986). «Уточнение структуры нитрата свинца» . Acta Crystallogr. C . 42 (2): 133–35. DOI : 10.1107 / S0108270186097032 .
- ^ Феррис, LM (1959). «Нитрат свинца - Азотная кислота - Водная система». Журнал химических и технических данных . 5 (3): 242. DOI : 10.1021 / je60007a002 .
- ^ Pauley, JL; М.К. Тестерман (1954). «Основные соли нитрата свинца, образующиеся в водных средах». Журнал Американского химического общества . 76 (16): 4220–4222. DOI : 10.1021 / ja01645a062 .
- ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.п. 395
- ^ Роджерс, Робин Д .; Эндрю Х. Бонд; Дебра М. Роден (1996). «Структурная химия полиэтиленгликоля. Комплексы нитрата свинца (II) и бромида свинца (II)». Неорг. Chem. 35 (24): 6964–6973. DOI : 10.1021 / ic960587b . PMID 11666874 .
- ^ Махджуб, Али Реза; Али Морсали (2001). «Комплекс димерного смешанного аниона свинца (II): синтез и структурная характеристика [Pb 2 (BTZ) 4 (NO 3 ) (H 2 O)] (ClO 4 ) 3 {BTZ = 4,4'-битиазол}» . Письма по химии . 30 (12): 1234. DOI : 10,1246 / cl.2001.1234 .
- ^ Шуан-И Ван; Цзянь Фань; Така-аки Окамура; Хуэй-Фан Чжу; Син-Мэй Оуян; Вэй-Инь Сун и Норикадзу Уэяма (2002). «2D 4.8 2 Сеть с тройным параллельным взаимным проникновением нанометрового триподального лиганда и нитрата свинца (II)». Chem. Commun. (21): 2520–2521. DOI : 10.1039 / b207568g .
- ^ Хабаши, Фатхи (1998). «Последние достижения золотой металлургии». Revisa de la Facultad de Ingeniera, Центральный университет Венесуэлы . 13 (2): 43–54.
- ^ «Вспомогательные вещества при цианировании золота» . Разведка и добыча золота . Проверено 5 января 2008 .
- ^ Dains, FB; Брюстер, RQ; Olander, CP "Фенилизотиоцианат" . Органический синтез .; Сборник , 1 , стр. 447
- ^ Rapoport, H .; Джеймисон, Т. (1998). «(S) -N- (9-фенилфлуорен-9-ил) аланин и (S) -диметил-N- (9-фенилфлуорен-9-ил) аспартат» . Органический синтез .; Сборник , 9 , стр. 344
- ^ «Нитрат свинца, карта химической безопасности 1000» . Международная организация труда , Международный информационный центр по безопасности и гигиене труда. Март 1999 года . Проверено 19 января 2008 .
- ^ «Неорганические и органические соединения свинца» (PDF) . Монографии МАИР по оценке канцерогенных рисков для людей . Международное агентство по изучению рака . Дополнение 7: 239. 1987. Архивировано из оригинального (PDF) 06.03.2008 . Проверено 19 января 2008 .
- ^ Всемирная организация здравоохранения, Международное агентство по изучению рака (2006 г.). «Неорганические и органические соединения свинца» (PDF) . Монографии МАИР по оценке канцерогенных рисков для людей . Международное агентство по изучению рака . 87 . ISBN 92-832-1287-8. Архивировано из оригинального (PDF) 21 октября 2007 года . Проверено 1 января 2008 .
- ^ Мохаммед-Брахим, Б .; Buchet, JP; Lauwerys, R. (1985). «Активность пиримидин-5'-нуклеотидазы эритроцитов у рабочих, подвергшихся воздействию свинца, ртути или кадмия». Int Arch Occup Environ Health . 55 (3): 247–52. DOI : 10.1007 / BF00383757 . PMID 2987134 . S2CID 40092031 .
Внешние ссылки
- Вудбери, Уильям Д. (1982). «Свинец» . Минеральный Ежегодник Металлы и минералы . Бюро шахт : 515-42 . Проверено 18 января 2008 .
- «Свинец» . Карманный справочник NIOSH по химической опасности . Национальный институт охраны труда и здоровья. Сентябрь 2005 г. NIOSH 2005-149 . Проверено 19 января 2008 .
- «Свинец и свинцовые соединения» . Национальный кадастр загрязнителей . Правительство Австралии, Департамент окружающей среды и водных ресурсов. Июль 2007. Архивировано из оригинального 11 - го января 2008 года . Проверено 19 января 2008 .
- «Свинец» . Здоровая домашняя среда, опасность для здоровья . Альянс США за здоровый дом. Архивировано из оригинала на 2008-02-20 . Проверено 19 января 2008 .
- Паспорта безопасности
- MSDS для нитрата свинца, PTCL, Оксфордский университет
- Паспорт безопасности материалов для нитрата свинца, Science Stuff Inc
- Паспорт безопасности материалов для нитрата свинца, Университет штата Айова
HNO 3 | Он | ||||||||||||||||
LiNO 3 | Быть (NO 3 ) 2 | B (НЕТ3)- 4 | РОНО 2 | НЕТ- 3 NH 4 NO 3 | HOONO 2 | FNO 3 | Ne | ||||||||||
NaNO 3 | Mg (NO 3 ) 2 | Al (NO 3 ) 3 | Si | п | S | ClONO 2 | Ar | ||||||||||
KNO 3 | Ca (NO 3 ) 2 | СБН (NO 3 ) 3 | Ti (NO 3 ) 4 | VO (NO 3 ) 3 | Cr (NO 3 ) 3 | Mn (NO 3 ) 2 | Fe (NO 3 ) 2 Fe (NO 3 ) 3 | Co (NO 3 ) 2 Co (NO 3 ) 3 | Ni (NO 3 ) 2 | CuNO 3 Cu (NO 3 ) 2 | Zn (NO 3 ) 2 | Ga (NO 3 ) 3 | Ge | В виде | Se | Br | Kr |
RbNO 3 | Sr (NO 3 ) 2 | Д (НЕТ 3 ) 3 | Zr (NO 3 ) 4 | Nb | Пн | Tc | Ru (NO 3 ) 3 | Rh (NO 3 ) 3 | Pd (NO 3 ) 2 Pd (NO 3 ) 4 | AgNO 3 Ag (NO 3 ) 2 | CD (NO 3 ) 2 | В (NO 3 ) 3 | Sn (NO 3 ) 4 | Сб (NO 3 ) 3 | Te | INO 3 | Xe (NO 3 ) 2 |
CsNO 3 | Ba (NO 3 ) 2 | Hf (NO 3 ) 4 | Та | W | Re | Операционные системы | Ir | Pt (NO 3 ) 2 Pt (NO 3 ) 4 | Au (NO 3 ) 3 | Hg 2 (NO 3 ) 2 Hg (NO 3 ) 2 | TlNO 3 Tl (NO 3 ) 3 | Pb (NO 3 ) 2 | Би (NO 3 ) 3 BiO (NO 3 ) | Po (NO 3 ) 4 | В | Rn | |
Пт № 3 | Ра (NO 3 ) 2 | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Ур. | Ц | Og | |
↓ | |||||||||||||||||
Ла (NO 3 ) 3 | Ce (NO 3 ) 3 Ce (NO 3 ) 4 | Pr (NO 3 ) 3 | Nd (NO 3 ) 3 | PM (NO 3 ) 3 | См (NO 3 ) 3 | Eu (NO 3 ) 3 | Б-г (NO 3 ) 3 | Tb (NO 3 ) 3 | Dy (NO 3 ) 3 | Хо (нет 3 ) 3 | Er (NO 3 ) 3 | Тм (№ 3 ) 3 | Yb (NO 3 ) 3 | Лу (NO 3 ) 3 | |||
Ac (NO 3 ) 3 | Чт (NO 3 ) 4 | PaO 2 (NO 3 ) 3 | UO 2 (NO 3 ) 2 | Np (NO 3 ) 4 | Pu (NO 3 ) 4 | Am (NO 3 ) 3 | См (NO 3 ) 3 | Bk | Cf | Es | FM | Мкр | Нет | Lr |