Bly(II)nitrat

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 12. oktober 2020; checks kræver 8 redigeringer .
Blydinitrat
Generel
Systematisk
navn		 bly(II)nitrat
Chem. formel Pb ( NO3 ) 2 _
Fysiske egenskaber
Stat farveløst stof
Molar masse 331,2 g/ mol
Massefylde (20 °C) 4,53 g/cm3
Termiske egenskaber
Temperatur
 •  smeltning (dekomp.) 270°C
 •  blinker ikke brændbar °C
Kemiske egenskaber
Opløselighed
 • i vand

(20 °C) 52 g/100 ml

(100 °C) 127 g/100 ml
 • i andre stoffer i salpetersyre , ethanol : uopløselig
Optiske egenskaber
Brydningsindeks 1.782 [1]
Struktur
Koordinationsgeometri cuboctaedral
Krystal struktur ansigtscentreret kubisk
Klassifikation
Reg. CAS nummer 10099-74-8
PubChem 16683880
Reg. EINECS nummer 233-245-9
SMIL   [N+](=O)([O-])O[Pb]O[N+](=O)[O-]
InChI   InChI=1S/2NO3.Pb/c2*2-1(3)4;/q2*-1;+2RLJMLMKIBZAXJO-UHFFFAOYSA-N
RTECS OG2100000
CHEBI 37187
FN nummer 1469
ChemSpider 23300 og 21781774
Sikkerhed
Kort karakter. fare (H) H318 , H360Df , H410 , H302+H332
Forebyggende foranstaltninger. (P) P273 , P201 , P305+P351+P338 , P308+P313
signalord farligt
GHS piktogrammer Piktogram "Udråbstegn" af CGS-systemetGHS sundhedsfare piktogramGHS miljø piktogramPiktogram "Korrosion" af CGS-systemet
NFPA 704 NFPA 704 firfarvet diamant 0 3 enOKSE
Data er baseret på standardbetingelser (25 °C, 100 kPa), medmindre andet er angivet.
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Bly(II)nitrat ( blydinitrat ) er en uorganisk kemisk forbindelse med den kemiske formel Pb (NO 3 ) 2 . I normal tilstand - farveløse krystaller eller hvidt pulver. Giftig, kræftfremkaldende. Lad os godt opløse i vand.

Historie

Historisk set er den første industrielle anvendelse af bly(II)nitrat som et råmateriale i fremstillingen af ​​blypigmenter såsom "kromgul" ( bly(II)chromat ), "kromorange" ( bly(II)hydroxid-chromat ) og analoge blyforbindelser. Disse pigmenter er blevet brugt til at farve tekstiler [2] .

I 1597 beskrev den tyske alkymist Andreas Libavius ​​for første gang blynitrat og gav det navnene plumb dulcis og calx plumb dulcis , hvilket betyder "sødt bly" på grund af dets smag [3] .

Produktionsprocessen var og forbliver kemisk simpel - opløser bly i aqua fortis ( salpetersyre ) og renser derefter bundfaldet. Produktionen forblev dog lille i mange århundreder, og industriel produktion som råmateriale til fremstilling af andre blyforbindelser blev først rapporteret i 1835 [4] [5] . I det 19. århundrede begyndte blydinitrat at blive produceret kommercielt i Europa og USA.

I 1974 var det amerikanske forbrug af blyforbindelser, eksklusive pigmenter og benzintilsætningsstoffer , 642 tons [6] .

Fysiske egenskaber

Blynitrat er meget opløseligt i vand (52,2 g / 100 g vand) med varmeabsorption, dårligt opløseligt i ethyl- og methylalkoholer, acetone .

Krystalstruktur

Krystalstrukturen af ​​fast blydinitrat blev bestemt ved hjælp af neutrondiffraktion [7] [8] . Blynitrat danner farveløse diamagnetiske krystaller, massefylde 4,530 g/cm³, kubisk syngoni , rumgruppe Pa3, a = 0,784 nm, Z=4. Hvert blyatom er omgivet af tolv oxygenatomer (bindingslængde 0,281 nm). Alle længder af N-O-bindinger er de samme - 0,127 nm.

Forskernes interesse for blynitrats krystalstruktur var baseret på antagelsen om fri rotation af nitratgrupper i krystalgitteret ved høje temperaturer, men dette blev ikke bekræftet [8] .

Ud over den kubiske variant af blynitrat opnåedes en monoklinisk form, som er dårligt opløselig i vand, selv ved opvarmning.

Henter

Blydinitrat forekommer ikke naturligt. Industrielle og laboratoriemæssige metoder til dets fremstilling reduceres til at opløse bly, dets oxid eller hydroxid i fortyndet salpetersyre:

syre tages i overskud for at undertrykke hydrolyse og reducere opløseligheden af ​​blynitrat.

Salpetersyrebehandling af blyholdigt affald, såsom forarbejdning af bly - vismutaffald på fabrikker, producerer blydinitrat som et biprodukt . Disse forbindelser bruges i guldcyanideringsprocessen [9] .

Kemiske egenskaber

Blydinitrat opløses godt i vand, hvilket giver en farveløs opløsning [10] . Opløseligheden øges kraftigt ved opvarmning:

Opløselighed i vand, g/100 g 45,5 52,2 58,5 91,6 116,4
Temperatur, °C ti tyve 25 60 80

En vandig opløsning dissocierer i blykationer og nitratanioner:

En opløsning af bly(II)nitrat undergår hydrolyse og har en svagt sur reaktion, som har en pH-værdi på 3,0 til 4,0 for en 20 % vandig opløsning [11] . Med et overskud af NO 3 − ioner dannes nitratkomplekser [Pb(NO 3 ) 3 ] − , [Pb(NO 3 ) 4 ] 2− og [Pb(NO 3 ) 6 ] 4− i opløsningen . Med en stigning i opløsningens pH dannes hydroxonitrater med variabel sammensætning Pb(OH) x (NO 3 ) y , nogle af dem isoleres i fast tilstand.

Da kun bly(II)dinitrat og acetat er opløselige blyforbindelser, kan alle andre forbindelser opnås ved udvekslingsreaktioner:

Enhver forbindelse, der indeholder en bly(II) -kation , vil reagere med en opløsning indeholdende iodidanion for at danne et orange-gult bundfald ( bly(II)iodid ). På grund af den dramatiske farveændring bliver denne reaktion ofte brugt i en demonstration kaldet golden shower [12] :

En lignende udvekslingsreaktion finder sted i den faste fase. For eksempel, når man blander farveløst kaliumiodid og blydinitrat og stærk formaling, for eksempel maling i en morter , sker reaktionen:

Farven på den resulterende blanding vil afhænge af den relative mængde reagenser, der anvendes, og graden af ​​formaling.

Når blynitrat opløses i pyridin eller flydende ammoniak , dannes tilsætningsprodukter, for eksempel Pb(NO 3 ) 2 4C 5 H 5 N og Pb(NO 3 ) 2 n NH 3 , hvor n=1, 3, 6.

Blydinitrat er et oxidationsmiddel . Afhængigt af reaktionstypen kan det enten være en Pb 2+ ion , som har et standard redoxpotentiale (E 0 ) -0,125 V, eller en nitrat-ion, som har (E 0 ) +0,956 V i et surt medium [ 13] .

Ved opvarmning begynder blydinitratkrystaller at nedbrydes til bly(II)oxid , oxygen og nitrogendioxid , processen ledsages af en karakteristisk revne. Denne effekt kaldes decrepitation :

På grund af denne egenskab bruges blynitrat nogle gange i pyroteknik [14] .

Ansøgning

Blydinitrat bruges som råmateriale i produktionen af ​​de fleste andre blyforbindelser.

På grund af denne forbindelses farlige natur foretrækkes alternative forbindelser i industrien. Næsten helt opgivet brugen af ​​bly i maling [15] . Andre historiske anvendelser af stoffet, i tændstikker og fyrværkeri, er også faldet eller ophørt.

Blydinitrat bruges som en inhibitor af nylon og andre polyesterpolymerer , i fototermografiske papirbelægninger og som et zoocid [ 6] .

I laboratoriepraksis bruges blydinitrat som en bekvem og pålidelig kilde til dinitrogentetroxid .

Bruges til at syntetisere blyazid , et initierende sprængstof.

Siden omkring 2000 er bly(II)nitrat blevet brugt til guldcyanidering . For at forbedre udvaskningen tilsættes blydinitrat til guldcyanideringsprocessen ved at bruge en meget begrænset mængde blydinitrat (10 til 100 mg blydinitrat pr. kg guld ) [16] [17] .

I den organiske kemi er blydinitrat blevet brugt som et oxidationsmiddel , for eksempel som et alternativ til Sommellet-reaktionen til oxidation af benzylhalogenider til aldehyder [18] . Det har også fundet anvendelse i fremstillingen af ​​isothiocyanater fra dithiocarbamater [19] . På grund af dets toksicitet er det blevet mindre og mindre brugt, men finder stadig lejlighedsvis anvendelse i S N 1-reaktionen [20] .

Forholdsregler

Blydinitrat er giftigt og kræftfremkaldende, er et oxidationsmiddel og er klassificeret (som alle uorganiske blyforbindelser) som et sandsynligt humant kræftfremkaldende stof (Kategori 2A) af International Agency for Research on Cancer [21] . Derfor skal det håndteres og opbevares med passende forholdsregler for at forhindre indånding, indtagelse eller hudkontakt. På grund af dets farlige karakter og begrænsede anvendelse skal stoffet holdes under konstant kontrol. MAC = 0,01 mg/m³.

Ved indtagelse kan det føre til akut forgiftning, såvel som andre opløselige blyforbindelser [22] .

Forgiftning resulterer i nyrekræft og gliomer hos forsøgsdyr og nyre-, hjerne- og lungecancer hos mennesker, selvom undersøgelser af arbejdere udsat for bly ofte er blevet kompliceret af samtidig eksponering for arsen [21] . Bly er kendt som en erstatning for zink i en række enzymer , herunder δ-aminolevulinsyredehydratase i hæmbiosyntese , som er vigtig for korrekt DNA- metabolisme og derfor kan forårsage skade på moderens foster [23] .  

Noter

  1. ↑ Patnaik, Pradyot. Håndbog for uorganiske kemiske forbindelser  (ubestemt) . - McGraw-Hill Education , 2003. - S. 475. - ISBN 0070494398 .
  2. ↑ Partington, James Riddick. En lærebog i uorganisk kemi  (neopr.) . - MacMillan, 1950. - S. 838.
  3. ↑ Libavius, Andreas . Alchemia Andreæ Libavii  (neopr.) . — Francofurti: Johannes Saurius, 1595.
  4. ↑ Lead (downlink) . Encyclopædia Britannica ellevte udgave . Arkiveret fra originalen den 23. april 2012. 
  5. ↑ Macgregor, John. Amerikas fremskridt til år 1846  (ubestemt) . - London: Whittaker & Co, 1847. - ISBN 0665517912 .
  6. ↑ 1 2 Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements  (neopr.) . — 2. — Oxford: Butterworth-Heinemann, 1997. - S. 388, 456. - ISBN 0-7506-3365-4 .
  7. ↑ Hamilton, W.C. En neutronkrystallografisk undersøgelse af blynitrat   // Acta Cryst .. - International Union of Crystallography , 1957. - Vol. 10 . - S. 103-107 . - doi : 10.1107/S0365110X57000304 .
  8. ↑ 1 2 Nowotny, H.; G. Heger. Strukturforfining af blynitrat  (engelsk)  // Acta Cryst.. - International Union of Crystallography , 1986. - Vol. C42 . - S. 133-135 . - doi : 10.1107/S0108270186097032 .
  9. ↑ Produktkatalog; andre produkter (ikke tilgængeligt link) . Tilly, Belgien: Sidech. Arkiveret fra originalen den 23. april 2012. 
  10. ↑ Ferris, L.M. Blynitrat—Salpetersyre—Vandsystem  (neopr.)  // Journal of Chemicals and Engineering Date. - 1959. - T. 5 . - S. 242 . - doi : 10.1021/je60007a002 .
  11. ↑ MSDS - beskrivelse af blynitrat (engelsk)   (utilgængeligt link)
  12. ↑ Adlam, George Henry Joseph; Price, Leslie Slater. Et videregående eksamensbevisUorganisk kemi  . — London: John Murray, 1938.
  13. ↑ Hill, John W.; Petrucci, Ralph H. Generel kemi  (uspecificeret) . — 2. - Upper Saddle River, New Jersey: Prentice Hall , 1999. - S. 781. - ISBN 0-13-010318-7 .
  14. ↑ Barkley, JB Blynitrat som oxidationsmiddel i sortkrudt  (neopr.)  // Pyrotechnica. - Post Falls : Pyrotechnica Publications, 1978. - Oktober ( vol. IV ).
  15. ↑ Historisk udvikling af titaniumdioxid (utilgængeligt link) . Millennium uorganiske kemikalier. Arkiveret fra originalen den 1. august 2003. 
  16. ↑ Habashi, Fathi. Nylige fremskridt inden for guldmetallurgi  (neopr.) . — Quebec City, Canada: Laval University, 1998 (est.). Arkiveret kopi (ikke tilgængeligt link) . Hentet 21. april 2010. Arkiveret fra originalen 30. marts 2008. 
  17. ↑ Hjælpemidler i guldcyanidering (downlink) . Guldprospektering og guldminedrift. Arkiveret fra originalen den 23. april 2012. 
  18. ↑ Schulze, KE Über α- og β-Methylnaphtalin  (neopr.)  // Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. - 1884. - T. 17 . - S. 1530 . - doi : 10.1002/cber.188401701384 .
  19. ↑ Dains, FB; Brewster, RQ; Olander, CP Phenyl isothiocyanat 1 , 447 sider
  20. ↑ Rapoport, H.; Jamison, T. (1998), "(S)-N-(9-Phenylfluoren-9-yl)alanin og (S)-Dimethyl-N-(9-phenylfluoren-9-yl)aspartat" Arkiveret 6. juni 2011 kl. Wayback Machine , Org.synthesis ; 344 sider
  21. ↑ 1 2 Verdenssundhedsorganisationen, International Agency for Research on Cancer. Uorganiske og organiske blyforbindelser (PDF)  (link ikke tilgængeligt) . International Agency for Research on Cancer (2006). Arkiveret fra originalen den 23. april 2012.
  22. ↑ Blynitrat, International Chemical Safety Card 1000 . International Labour Organization , International Occupational Safety and Health Information Center (marts 1999). Arkiveret fra originalen den 23. april 2012.
  23. ↑ Mohammed-Brahim, B.; JP Buchet, R. Lauwerys. Erytrocyt pyrimidin 5'-nukleotidase aktivitet hos arbejdere udsat for bly, kviksølv eller cadmium  //  Int Arch Occup Environ Health : journal. - 1985. - Bd. 55 , nr. 3 . - S. 247-252 . - doi : 10.1007/BF00383757 . — PMID 2987134 .
 Blyforbindelser _
 Nitrater