Plomo (II) nitrato
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| Plomo (II) nitrato | |
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Plomo (II) nitrato | |
Otros nombres Nitrato de plomo | |
| Identificadores | |
| CAS | 10099-74-8 |
| Número RTECS | OG2100000 |
| Propiedades | |
| Fórmula molecular | Pb (NO 3) 2 |
| Masa molar | 331,2 g / mol |
| Apariencia | Sólido blanco inodoro |
| Densidad | 4,53 g / cm³ |
| Punto de fusion | Se descompone a 290-470 ° C |
| Solubilidad en agua | 52 g / 100 ml (20 ° C) |
| Solubilidad en ácido nítrico en etanol en metanol | insoluble 1 g / 2500 ml 1 g / 75 ml |
| Estructura | |
| Estructura cristalina | Cara cúbica centrada |
| Coordinación geometría | cuboctahedral |
| Peligros | |
| MSDS | MSDS externa |
| Índice de la UE | 082-001-00-6 |
| Clasificación de la UE | Tóxico (T) Peligroso para el medio ambiente (N) Repr. 1/3 |
| Frases R | R61, R20 / 22, R33, R62, R50 / 53 |
| Frases S | S53, S45, S60, S61 |
| NFPA 704 |  0 3 3 OX |
| Punto de inflamabilidad | No es inflamable |
| Compuestos relacionados | |
| Otros aniones | Plomo (II) cromato El plomo (II) sulfuro |
| Otros cationes | El nitrato de sodio Nitrato de magnesio |
| Compuestos relacionados | El plomo (II) óxido Ácido nítrico |
| Página de datos complementaria | |
| Estructura y propiedades | n, ε r, etc. |
| Termodinámica datos | Comportamiento de fase Sólido, líquido, gas |
| Los datos espectrales | UV, IR, RMN , MS |
| Excepto cuando se indique lo contrario, los datos se den materiales en su condiciones normales (25 ° C, 100 kPa) | |
| Exenciones y referencias | |
El plomo (II) nitrato es un compuesto inorgánico con la fórmula química Pb ( NO 3) 2. Se produce con frecuencia como un incoloro cristal o polvo blanco y, a diferencia de la mayoría de los otros de plomo (II) sales , es soluble en agua .
Conocido desde la Edad Media por la dulcis nombre a plomo, la producción de plomo (II) nitrato, ya sea metálico plomo o óxido de plomo en ácido nítrico era pequeña escala, para su utilización directa en la toma de otra compuestos de plomo. En el siglo 19 plomo (II) nitrato comenzó a ser producido comercialmente en Europa y los Estados Unidos. Históricamente, el uso principal era como materia prima en la producción de pigmentos para pinturas con plomo, pero estas pinturas han sido sustituidos por pinturas menos tóxicos con base en dióxido de titanio. Otros usos industriales incluyen calor estabilización en nylon y poliésteres, y en los revestimientos de papel fototermográfica. Desde alrededor del año 2000, plomo (II) nitrato ha comenzado a ser utilizado en cianuración del oro.
Plomo (II) nitrato es tóxico, una agente oxidante, y se clasifica como probablemente cancerígeno para los seres humanos por la Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer. En consecuencia, debe ser manipulado y almacenado con las medidas de seguridad necesarias para evitar la inhalación, ingestión y contacto con la piel. Debido a su naturaleza peligrosa, las aplicaciones limitadas de plomo (II) nitrato están bajo constante escrutinio.
Historia
Desde la Edad Media, el plomo (II) nitrato se ha producido como materia prima para la producción de pigmentos de color en pinturas con plomo, como amarillo de cromo (de plomo (II) cromato), naranja cromo (plomo (II) cromato hidróxido) y similar compuestos de plomo. Estos pigmentos se utilizaron para teñido y estampado percal y otros textiles.
En 1597, el alemán alquimista Andreas Libavius describió por primera vez el compuesto, acuñando los nombres medievales de dulcis a plomo y cal plomada dulcis, que significa "plomo dulce", debido a su sabor. Aunque en un principio no se entiende en los siglos siguientes, la propiedad decrepitación de plomo (II) nitrato llevó a su uso en los partidos y especial explosivos tales como azida de plomo.
El proceso de producción fue y aún es químicamente sencillo, disolver eficazmente el plomo en agua fuerte ( ácido nítrico ), y, posteriormente, la cosecha de la precipitar. Sin embargo, la producción se mantuvo en pequeña escala durante muchos siglos, y la producción comercial de plomo (II) nitrato como materia prima para la fabricación de otros compuestos de plomo no se informó hasta 1835. En 1974, la Estados Unidos el consumo de compuestos de plomo, con exclusión de los pigmentos y aditivos para gasolina, era 642 toneladas.
Química
Química acuosa
Plomo (II) nitrato fácilmente se disuelve en agua para dar una solución transparente e incolora. Como sustancia iónica, la disolución de plomo (II) nitrato implica disociación en sus iones constituyentes.
- Pb (NO 3) 2 ( s ) → Pb 2+ ( aq) + 2 NO 3 - (aq)
Cualquier solución que contiene el plomo (II) catiónico va a reaccionar con una solución que contiene el anión yoduro para producir una precipitado del amarillo-naranja brillante yoduro de plomo (II). Esta reacción se utiliza a menudo para demostrar la precipitación, debido al cambio llamativo color observado, bajo el nombre de Pot-o-Oro o Lluvia de Oro:
- Pb 2+ (aq) + 2 I - (aq) → 2 PBI (s)
Similar reacciones de metátesis tienen lugar en la fase sólida cuando los sólidos apropiados, tales como yoduro de potasio y el plomo (II) nitrato, se mezclan y se muelen finamente utilizando una mortero.
- Pb (NO3) 2 (s) + 2 KI (s) → PBI 2 (s) + 2 KNO3 (s)
El color de la mezcla resultante dependerá de la cantidad relativa de la reactivos utilizados, y el grado de molienda; En cualquier caso, el color será más pálido que el de plomo (II) de yoduro puro debido a la presencia de sólidos de color blanco dentro de la mezcla.
Aparte de plomo (II) nitrato, plomo (II) acetato es el único otro compuesto de plomo soluble común. Casi todos los otros compuestos de plomo son insolubles en agua, incluso cuando se combina con aniones comúnmente muy solubles. Por ejemplo, plomo (II), cloruro de plomo (II) y bromuro de plomo (II) yoduro, colectivamente conocidos como el plomo haluros, son meramente débilmente soluble en agua (menos de 0,01 mol / l) a temperatura ambiente, y sólo ligeramente más cerca del punto de ebullición. Esto significa que el plomo (II) nitrato tiene especial importancia como punto de partida para la producción de compuestos de plomo insolubles a través doble descomposición.
Soluciones calientes de haluros de plomo pueden ser llevados a la precipitación en el enfriamiento para crear plumoso, cristales iridiscentes suspenden en agua, el color de cristal que depende de la particular, haluro (cloruro de = blanco, bromuro = buff, yoduro = amarillo). Estos cristales aparecen de repente, que requiere sólo una sitio de nucleación una vez que la temperatura de la solución se ha reducido suficientemente para que la solución sea sobresaturada. Este efecto se utiliza para la demostración de solubilidad en las aulas.
Cuando concentrada de hidróxido de sodio se añadió una solución para dirigir solución de nitrato de (II), nitratos básicos se forman, incluso mucho más allá de la punto de equivalencia. Hasta por el punto medio de equivalencia, Pb (NO3) 2 · Pb (OH) 2 predomina, a continuación, después de este punto Pb (NO3) 2 · 5PB (OH) 2 se forma. No sencilla Pb (OH) 2 se forma hasta al menos pH 12.
Estructura cristalina
La estructura de cristal de plomo sólido (II) nitrato ha sido determinado por difracción de neutrones. El compuesto cristaliza en el sistema cúbico con los átomos de plomo en una centrada en las caras sistema cúbico. Su grupo espacial es Pa3 Z = 4 ( Bravais notación de celosía), con cada lado del cubo con una longitud de 784 picómetros.
Los puntos negros representan los átomos de plomo, los puntos blancos de los grupos de nitrato de 27 picómetros por encima del plano de los átomos de plomo, y los puntos azules los grupos nitrato la misma distancia por debajo de este plano. En esta configuración, cada átomo de plomo se une a doce átomos de oxígeno ( longitud del enlace: 281 pm). Todas las longitudes N-O bonos son idénticos, en 127 picómetros.
La investigación de interés en la estructura cristalina de plomo (II) nitrato se basa en parte en la posibilidad de la rotación interna libre de los grupos nitrato dentro de la red cristalina a temperaturas elevadas, pero esto no se materializó.
Complejación
El plomo (II) nitrato se asocia con interesante la química supramolecular debido a su coordinación de nitrógeno y de oxígeno compuestos donantes de electrones. El interés es en gran parte académica, pero con varias aplicaciones potenciales. Por ejemplo, la combinación de nitrato de plomo y pentaetilenglicol (EO 5) en una solución de acetonitrilo y metanol seguido de lenta la evaporación produce un nuevo material cristalino [Pb (NO 3) 2 (EO 5)]. En la estructura cristalina de este compuesto, la cadena de EO 5 se envuelve alrededor del ion plomo en una plano ecuatorial similar a la de una éter corona. Los dos nitrato bidentado ligandos están en configuración trans. El total número de coordinación es 10, con el ion plomo en una bicapped antiprisma cuadrado la geometría molecular.
El complejo formado por el plomo (II) nitrato, plomo (II) perclorato y una ligando bidentado bithiazole N-donante es binuclear, con un grupo nitrato de puente los átomos de plomo con número de coordinación de 5 y 6. Un aspecto interesante de este tipo de complejos es la presencia de un espacio físico en el esfera de coordinación; es decir, los ligandos no están colocados simétricamente alrededor del ión metálico. Esto es posiblemente debido a una ventaja par solitario de electrones, también se encuentra en los complejos de plomo con una ligando de imidazol.
Este tipo de química no es única para la sal de nitrato; otros plomo (II) compuestos tales como plomo (II) también forman complejos de bromuro, pero el nitrato se utiliza debido a sus propiedades de solubilidad y su naturaleza bidentado frecuencia.
La oxidación y la decrepitacion
Plomo (II) nitrato es un agente oxidante. Dependiendo de la reacción, esto puede ser debido a la Pb 2+ ion (aq), que tiene un nivel potencial de reducción (E 0) de -0.125 V, o el ion nitrato, que en condiciones ácidas tiene un 0 E de 0.956 V.
Cuando, plomo (II) cristales de nitrato de calefacción se descomponen para plomo (II), óxido de dioxígeno y dióxido de nitrógeno, acompañado por un ruido de chisporroteo. Este efecto se conoce como decrepitación.
Debido a esta propiedad, nitrato de plomo se utiliza a veces en pirotecnia, tales como fuegos artificiales.
Preparación y producción
Plomo (II) nitrato no se produce de forma natural. El compuesto se puede obtener disolviendo metálico de plomo en solución acuosa de ácido nítrico :
- 3 Pb (s) + 8 H + (ac) + 2 NO 3 - (ac) → 3 Pb 2+ (aq) + 2 NO (g) + 4H 2 O (l)
Más comúnmente, plomo (II) nitrato se obtiene disolviendo plomo (II) óxido, que está fácilmente disponible como un mineral , en ácido nítrico acuoso:
- PbO (s) + 2 H + (aq) → Pb 2+ (aq) + H 2 O (l)
En cualquier caso, ya que el disolvente se concentra ácido nítrico (en el que el plomo (II) nitrato tiene una solubilidad muy baja) y la solución resultante contiene nitrato de iones, cristales anhidros de plomo (II) nitrato de formar espontáneamente:
- Pb 2+ + 2 NO 3 - → Pb (NO 3) 2 (s)
La mayoría de plomo comercialmente disponible (II) nitrato, así como materiales a escala de laboratorio, se produce en consecuencia. La oferta es en sacos de 25 kilos hasta 1000 kg bolsos grandes, y en recipientes de laboratorio, tanto de los productores generales de productos químicos de laboratorio y de los productores de plomo y compuestos de plomo. No se han notificado la producción a gran escala.
En el tratamiento con ácido nítrico de los desechos que contienen plomo, por ejemplo, en el tratamiento de los líderes de bismuto desechos de refinerías de plomo, soluciones impuras de plomo (II) nitrato se forman como por producto. Estas soluciones son reportados para ser utilizado en el proceso de cianuración de oro.
Aplicaciones
Debido a la naturaleza peligrosa de plomo (II) nitrato, existe una preferencia por el uso de alternativas en aplicaciones industriales. En el antiguo principal aplicación de pinturas con plomo, que en gran medida ha sido sustituida por dióxido de titanio. Otras aplicaciones históricas de plomo (II) nitrato, como en los partidos y los fuegos artificiales, han disminuido o cesado también. Las aplicaciones actuales de plomo (II) nitrato incluyen el uso como un estabilizador de calor en nylon y poliésteres, como recubrimiento para fototermográfica papel, y, en raticidas.
A escala de laboratorio, plomo (II) nitrato ofrece una de dos fuentes convenientes y fiables de tetróxido de dinitrógeno. Mediante secado cuidadosamente plomo (II) nitrato y luego calentándola en un recipiente de acero, el dióxido de nitrógeno se produce junto con dioxígeno siguiente para la ecuación decripitation se muestra arriba. Alternativamente, se forma cuando se añade ácido nítrico concentrado para el dióxido de nitrógeno virutas de cobre ; En este caso, el monóxido de nitrógeno sustancial también puede ser producido. En cualquier caso, existe el dióxido de nitrógeno que resulta en equilibrio con su dímero:
- 2 NO 2 ⇌ N 2 O 4
Con el fin de eliminar ya sea impureza, la mezcla de gas se condensa y se destila fraccionadamente para dar una mezcla de NO 2 y N 2 O 4. A medida que la dimerización es exotérmica, las temperaturas bajas favorecen N 2 O 4 como la especie dominante.
Para mejorar la proceso de lixiviación en el cianuración de oro, se añade plomo (II) solución de nitrato. Aunque se requiere un proceso a granel, sólo cantidades limitadas (10 a 100 miligramos de plomo (II) nitrato por kilogramo de oro). Tanto la cianuración en sí, así como el uso de compuestos de plomo en el proceso, se considera controversial debido a la naturaleza tóxica de los compuestos.
Seguridad
Plomo (II) nitrato es tóxico y la ingestión puede conducir a la intoxicación aguda por plomo, como es aplicable para todos los compuestos solubles de plomo. Todos compuestos inorgánicos de plomo se clasifican por el Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer (IARC) como Probablemente carcinógeno para los humanos (Categoría 2A). Ellos se han vinculado a cáncer renal y glioma en animales de experimentación y para el cáncer renal, cáncer cerebral y cáncer de pulmón en los seres humanos, aunque los estudios de los trabajadores expuestos al plomo a menudo se complican por la exposición simultánea a arsénico . El plomo se conoce para sustituir zinc en una serie de enzimas, incluyendo δ-aminolevulínico deshidratasa ácido (porfobilinógeno-sintasa) en el heme ruta biosintética y pirimidina-5'-nucleotidasa, importante para el metabolismo correcto de ADN .
Para prevenir la inhalación, ingestión y exposición a la piel, el plomo (II) nitrato debe ser manejado en una campana de humos, con la cara, el cuerpo y las manos. Instrucciones especiales para la manipulación se incluyen en todos Hojas de datos sobre seguridad de materiales (MSDS). Después de su uso, todo el material y sus envases, deben eliminarse como residuos peligrosos. Derrames y liberación al medio ambiente deben ser evitados.
