Bly(II)nitrat

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 12 oktober 2020; kontroller kräver 8 redigeringar .
Blydinitrat
Allmän
Systematiskt
namn		 bly(II)nitrat
Chem. formel Pb ( NO3 ) 2 _
Fysikaliska egenskaper
stat färglöst ämne
Molar massa 331,2 g/ mol
Densitet (20°C) 4,53 g/cm³
Termiska egenskaper
Temperatur
 •  smältning (sönderdelning) 270°C
 •  blinkar icke brandfarlig °C
Kemiska egenskaper
Löslighet
 • i vatten

(20°C) 52 g/100 ml

(100°C) 127 g/100 ml
 • i andra ämnen i salpetersyra , etanol : olöslig
Optiska egenskaper
Brytningsindex 1 782 [1]
Strukturera
Koordinationsgeometri kubiktaedral
Kristallstruktur ansiktscentrerad kubisk
Klassificering
Reg. CAS-nummer 10099-74-8
PubChem 16683880
Reg. EINECS-nummer 233-245-9
LEDER   [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 och 21781774
Säkerhet
Kort karaktär. fara (H) H318 , H360Df , H410 , H302+H332
säkerhetsåtgärder. (P) P273 , P201 , P305+P351+P338 , P308+P313
signalord farlig
GHS-piktogram Piktogram "Utropstecken" för CGS-systemetGHS hälsofara piktogramGHS miljö piktogramPiktogram "Korrosion" av CGS-systemet
NFPA 704 NFPA 704 fyrfärgad diamant 0 3 ettOXE
Data baseras på standardförhållanden (25 °C, 100 kPa) om inget annat anges.
 Mediafiler på Wikimedia Commons

Bly(II)nitrat ( blydinitrat ) är en oorganisk kemisk förening med den kemiska formeln Pb (NO 3 ) 2 . I normalt tillstånd - färglösa kristaller eller vitt pulver. Giftigt, cancerframkallande. Låt oss väl lösa i vatten.

Historik

Historiskt sett är den första industriella användningen av bly(II)nitrat som råmaterial vid framställning av blypigment som "kromgul" ( bly(II)kromat ), "kromorange" ( bly(II)hydroxid-kromat ) och analoga blyföreningar. Dessa pigment har använts för att färga textilier [2] .

År 1597 beskrev den tyske alkemisten Andreas Libavius ​​för första gången blynitrat och gav det namnen plumb dulcis och calx plumb dulcis , vilket betyder "sött bly" på grund av dess smak [3] .

Produktionsprocessen var och förblir kemiskt enkel - att lösa bly i aqua fortis ( salpetersyra ) och sedan rena fällningen. Produktionen förblev dock liten under många århundraden, och industriproduktion som råvara för framställning av andra blyföreningar rapporterades inte förrän 1835 [4] [5] . På 1800-talet började blydinitrat tillverkas kommersiellt i Europa och USA.

1974 var USA :s förbrukning av blyföreningar, exklusive pigment och bensintillsatser , 642 ton [6] .

Fysiska egenskaper

Blynitrat är mycket lösligt i vatten (52,2 g / 100 g vatten) med värmeabsorption, dåligt lösligt i etyl- och metylalkoholer, aceton .

Kristallstruktur

Kristallstrukturen hos fast blydinitrat bestämdes med hjälp av neutrondiffraktion [7] [8] . Blynitrat bildar färglösa diamagnetiska kristaller, densitet 4,530 g/cm³, kubisk syngoni , rymdgrupp Pa3, a = 0,784 nm, Z=4. Varje blyatom är omgiven av tolv syreatomer (bindningslängd 0,281 nm). Alla längder av N-O-bindningar är desamma - 0,127 nm.

Forskarnas intresse för blynitrats kristallstruktur baserades på antagandet om fri rotation av nitratgrupper i kristallgittret vid höga temperaturer, men detta bekräftades inte [8] .

Förutom den kubiska varianten av blynitrat erhölls en monoklinisk form, som är dåligt löslig i vatten även vid upphettning.

Får

Blydinitrat förekommer inte naturligt. Industriella och laboratoriemässiga metoder för dess framställning reduceras till att lösa bly, dess oxid eller hydroxid i utspädd salpetersyra:

syra tas i överskott för att undertrycka hydrolys och minska lösligheten av blynitrat.

Salpetersyrabehandling av blyhaltigt avfall, såsom bearbetning av bly - vismutavfall i fabriker, producerar blydinitrat som en biprodukt . Dessa föreningar används i guldcyanideringsprocessen [9] .

Kemiska egenskaper

Blydinitrat löser sig väl i vatten och ger en färglös lösning [10] . Lösligheten ökar kraftigt med uppvärmning:

Löslighet i vatten, g/100 g 45,5 52,2 58,5 91,6 116,4
Temperatur, °C tio tjugo 25 60 80

En vattenlösning dissocierar till blykatjoner och nitratanjoner:

En lösning av bly(II)nitrat genomgår hydrolys och har en svagt sur reaktion, som har ett pH-värde på 3,0 till 4,0 för en 20 % vattenlösning [11] . Med ett överskott av NO 3 − joner bildas nitratkomplex [Pb(NO 3 ) 3 ] − , [Pb(NO 3 ) 4 ] 2− och [Pb(NO 3 ) 6 ] 4− i lösningen . Med en ökning av lösningens pH bildas hydroxonitrater med variabel sammansättning Pb(OH) x (NO 3 ) y , några av dem isoleras i fast tillstånd.

Eftersom endast bly(II)dinitrat och acetat är lösliga blyföreningar, kan alla andra föreningar erhållas genom utbytesreaktioner:

Varje förening som innehåller en bly(II) -katjon kommer att reagera med en lösning som innehåller jodidanjon för att bilda en orangegul fällning ( bly(II)jodid ). På grund av den dramatiska färgförändringen används denna reaktion ofta i en demonstration som kallas golden shower [12] :

En liknande utbytesreaktion äger rum i den fasta fasen. Till exempel, när man blandar färglös kaliumjodid och blydinitrat, och stark malning, till exempel malning i en mortel , sker reaktionen:

Färgen på den resulterande blandningen kommer att bero på den relativa mängden reagens som används och malningsgraden.

När blynitrat löses i pyridin eller flytande ammoniak bildas tillsatsprodukter, till exempel Pb(NO 3 ) 2 4C 5 H 5 N och Pb(NO 3 ) 2 n NH 3 , där n=1, 3, 6.

Blydinitrat är ett oxidationsmedel . Beroende på typen av reaktion kan det vara antingen en Pb 2+-jon , som har en standard redoxpotential (E 0 ) -0,125 V, eller en nitratjon, som har (E 0 ) +0,956 V i ett surt medium [ 13] .

Vid upphettning börjar blydinitratkristaller att sönderdelas till bly(II)oxid , syre och kvävedioxid , processen åtföljs av en karakteristisk spricka. Denna effekt kallas decrepitation :

På grund av denna egenskap används ibland blynitrat i pyroteknik [14] .

Applikation

Blydinitrat används som råvara vid tillverkningen av de flesta andra blyföreningar.

På grund av den farliga naturen hos denna förening är alternativa föreningar att föredra i industrin. Nästan helt övergav användningen av bly i färger [15] . Andra historiska användningar av ämnet, i tändstickor och fyrverkerier, har också minskat eller upphört.

Blydinitrat används som en inhibitor av nylon och andra polyesterpolymerer , i fototermografiska pappersbeläggningar och som en zoocid [ 6] .

I laboratoriepraxis används blydinitrat som en bekväm och pålitlig källa till dikvävetetroxid .

Används för att syntetisera blyazid , ett initierande sprängämne.

Sedan omkring 2000 har bly(II)nitrat använts vid guldcyanidering . För att förbättra urlakningen tillsätts blydinitrat till guldcyanideringsprocessen, med en mycket begränsad mängd blydinitrat (10 till 100 mg blydinitrat per kilogram guld ) [16] [17] .

Inom organisk kemi har blydinitrat använts som oxidationsmedel , till exempel som ett alternativ till Sommellet-reaktionen för oxidation av bensylhalogenider till aldehyder [18] . Det har också funnit tillämpning vid framställning av isotiocyanater från ditiokarbamater [19] . På grund av dess toxicitet har det blivit mindre och mindre använt, men hittar fortfarande enstaka användning i S N 1-reaktionen [20] .

Försiktighetsåtgärder

Blydinitrat är giftigt och cancerframkallande, är ett oxidationsmedel och klassificeras (som alla oorganiska blyföreningar) som troligt cancerframkallande för människor (Kategori 2A) av International Agency for Research on Cancer [21] . Därför måste den hanteras och förvaras med lämpliga försiktighetsåtgärder för att förhindra inandning, förtäring eller hudkontakt. På grund av dess farliga natur och begränsade användning måste ämnet hållas under konstant kontroll. MAC = 0,01 mg/m³.

Vid intag kan det leda till akut förgiftning, liksom andra lösliga blyföreningar [22] .

Förgiftning resulterar i njurcancer och gliom hos försöksdjur och njur-, hjärn- och lungcancer hos människor, även om studier av arbetare som exponerats för bly ofta har komplicerats av samtidig exponering för arsenik [21] . Bly är känt som ett substitut för zink i ett antal enzymer , inklusive δ-aminolevulinsyradehydratas i hembiosyntes , vilket är viktigt för korrekt DNA- metabolism och därför kan orsaka skador på moderns foster [23] .  

Anteckningar

  1. ↑ Patnaik, Pradyot. Handbok för oorganiska kemiska föreningar  (obestämd) . - McGraw-Hill Education , 2003. - S. 475. - ISBN 0070494398 .
  2. ↑ Partington, James Riddick. En lärobok i oorganisk kemi  (neopr.) . - MacMillan, 1950. - S. 838.
  3. ↑ Libavius, Andreas . Alchemia Andreæ Libavii  (neopr.) . — Francofurti: Johannes Saurius, 1595.
  4. ↑ Bly (nedlänk) . Encyclopædia Britannica elfte upplagan . Arkiverad från originalet den 23 april 2012. 
  5. ↑ Macgregor, John. Amerikas framsteg till år 1846  (obestämd) . - London: Whittaker & Co, 1847. - ISBN 0665517912 .
  6. ↑ 1 2 Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements  (neopr.) . — 2:a. — Oxford: Butterworth-Heinemann, 1997. - S. 388, 456. - ISBN 0-7506-3365-4 .
  7. ↑ Hamilton, W.C. En neutronkristallografisk studie av blynitrat   // Acta Cryst .. - International Union of Crystallography , 1957. - Vol. 10 . - S. 103-107 . - doi : 10.1107/S0365110X57000304 .
  8. ↑ 1 2 Nowotny, H.; G. Heger. Strukturförfining av blynitrat  (engelska)  // Acta Cryst.. - International Union of Crystallography , 1986. - Vol. C42 . - S. 133-135 . - doi : 10.1107/S0108270186097032 .
  9. ↑ Produktkatalog; andra produkter (inte tillgänglig länk) . Tilly, Belgien: Sidech. Arkiverad från originalet den 23 april 2012. 
  10. ↑ Ferris, L.M. Blynitrat—Salpetersyra—  Vattensystem (neopr.)  // Journal of Chemicals and Engineering Date. - 1959. - T. 5 . - S. 242 . - doi : 10.1021/je60007a002 .
  11. ↑ MSDS - beskrivning av blynitrat (engelska)   (otillgänglig länk)
  12. ↑ Adlam, George Henry Joseph; Pris, Leslie Slater. Ett gymnasiebevisOorganisk kemi  . — London: John Murray, 1938.
  13. ↑ Hill, John W.; Petrucci, Ralph H. Allmän kemi  (ospecificerad) . — 2:a. - Upper Saddle River, New Jersey: Prentice Hall , 1999. - P. 781. - ISBN 0-13-010318-7 .
  14. ↑ Barkley, JB Blynitrat som oxidationsmedel i svartkrut  (neopr.)  // Pyrotechnica. - Post Falls : Pyrotechnica Publications, 1978. - Oktober ( vol. IV ).
  15. ↑ Historisk utveckling av titandioxid (otillgänglig länk) . Millennium oorganiska kemikalier. Arkiverad från originalet den 1 augusti 2003. 
  16. ↑ Habashi, Fathi. De senaste framstegen inom guldmetallurgi  (neopr.) . — Quebec City, Kanada: Laval University, 1998 (est). Arkiverad kopia (inte tillgänglig länk) . Hämtad 21 april 2010. Arkiverad från originalet 30 mars 2008. 
  17. ↑ Hjälpmedel i guldcyanidering (nedlänk) . Guldprospektering och guldbrytning. Arkiverad från originalet den 23 april 2012. 
  18. ↑ Schulze, KE Über α- och 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 isothiocyanate 1 , 447 sidor
  20. ↑ Rapoport, H.; Jamison, T. (1998), "(S)-N-(9-fenylfluoren-9-yl)alanin och (S)-dimetyl-N-(9-fenylfluoren-9-yl)aspartat" Arkiverad 6 juni 2011 kl . Wayback Machine , Org.synthesis ; 344 sidor
  21. ↑ 1 2 Världshälsoorganisationen, Internationell byrå för cancerforskning. Oorganiska och organiska blyföreningar (PDF)  (länk ej tillgänglig) . Internationella byrån för cancerforskning (2006). Arkiverad från originalet den 23 april 2012.
  22. ↑ Blynitrat, International Chemical Safety Card 1000 . International Labour Organization , International Occupational Safety and Health Information Centre (mars 1999). Arkiverad från originalet den 23 april 2012.
  23. ↑ Mohammed-Brahim, B.; JP Buchet, R. Lauwerys. Erytrocytpyrimidin 5'-nukleotidasaktivitet hos arbetare som exponeras för bly, kvicksilver eller kadmium  //  Int Arch Occup Environ Health : journal. - 1985. - Vol. 55 , nr. 3 . - S. 247-252 . - doi : 10.1007/BF00383757 . — PMID 2987134 .
 Blyföreningar _
 Nitrater