Plomb (II) nitrate
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| Plomb (II) nitrate | |
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Plomb (II) nitrate | |
Autres noms Nitrate de plomb | |
| Identificateurs | |
| Numéro CAS | 10099-74-8 |
| Numéro RTECS | OG2100000 |
| Propriétés | |
| Formule moléculaire | Pb (NO 3) 2 |
| Masse molaire | 331,2 g / mol |
| Apparence | Solide blanc inodore |
| Densité | 4,53 g / cm³ |
| Point de fusion | Se décompose à 290-470 ° C |
| Solubilité dans l'eau | 52 g / 100 ml (20 ° C) |
| Solubilité dans l'acide nitrique dans l'éthanol dans du methanol | insoluble 1 g / ml 2500 1 g / 75 ml |
| Structure | |
| Crystal structure | Cubique à faces centrées |
| Coordination géométrie | cuboctahedral |
| Risques | |
| FS | MSDS externe |
| Indice de l'UE | 082-001-00-6 |
| Classification UE | Toxique (T) Dangereux pour l'environnement (N) Repr. 1/3 |
| Phrases-R | R61, R20 / 22, R33, R62, R50 / 53 |
| Phrases S | S53, S45, S60, S61 |
| NFPA 704 |  0 3 3 OX |
| Point d'éclair | Ininflammable |
| Des composés apparentés | |
| D'autres anions | Plomb (II) chromate Plomb (II) de sulfure |
| D'autres cations | Le nitrate de sodium Le nitrate de magnésium |
| Des composés apparentés | L'oxyde de plomb (II) Acide nitrique |
| Page de données supplémentaire | |
| Structure et propriétés | n, ε r, etc. |
| Thermodynamique données | comportement de phase Solide, liquide, gaz |
| Les données spectrales | UV, IR, RMN , MS |
| Sauf indication contraire, les données sont données pour le matériel dans leur état standard (à 25 ° C, 100 kPa) | |
| Références d'Infobox | |
Plomb (II) nitrate est un composé inorganique avec la formule chimique Pb ( NO 3) 2. Il se produit généralement comme incolore cristal ou poudre blanche et, contrairement à la plupart des autres de plomb (II) des sels , est soluble dans l'eau .
Connu depuis les Moyen Age par l'dulcis nom d'aplomb, la production de plomb (II) nitrate de soit métallique plomb ou l'oxyde de plomb dans l'acide nitrique était à petite échelle, pour une utilisation directe dans la fabrication d'autres des composés de plomb. En tête du 19ème siècle (II) nitrate a commencé à être produit commercialement en Europe et aux États-Unis. Historiquement, la principale utilisation est en tant que matière première dans la production de pigments pour peintures au plomb, mais ces peintures ont été remplacées par des peintures moins toxiques à base de dioxyde de titane. Autres usages industriels inclus chaleur stabilisation nylon et des polyesters, et dans des revêtements de papier photothermographique. Depuis autour de l'année 2000, le plomb (II) nitrate a commencé à être utilisé dans cyanuration de l'or.
Plomb (II) nitrate est toxique, un agent oxydant, et est classé comme probablement cancérogène pour les humains par le Centre international de recherche sur le cancer. Par conséquent, il doit être manipulée et stockée avec les mesures de sécurité appropriées pour éviter l'inhalation, l'ingestion et contact avec la peau. En raison de sa nature dangereuse, les applications limitées de plomb (II) nitrate sont sous surveillance constante.
Histoire
Depuis le Moyen Age, le plomb (II) nitrate a été produit comme matière première pour la production de pigments colorés dans les peintures au plomb, tels que jaune de chrome (plomb (II) de chromate), orange de chrome (plomb (II) chromate hydroxyde) et similaires des composés de plomb. Ces pigments ont été utilisés pour teinture et l'impression calicot et d'autres textiles.
En 1597, l'Allemand alchimiste Andreas Libavius d'abord décrit le composé, frappe les noms médiévales de aplomb dulcis et chaux aplomb dulcis, qui signifie «plomb douce", en raison de son goût. Bien qu'à l'origine pas compris pendant les siècles suivants, le propriété décrépitation de plomb (II) nitrate conduit à son utilisation dans des matchs et spéciale explosifs tels que l'azoture de plomb.
Le processus de production a été et est encore chimiquement simple, efficace dissolution du plomb dans l'eau-forte ( acide nitrique ), et par la suite la récolte précipiter. Cependant, la production est restée à petite échelle pendant de nombreux siècles, et la production commerciale de plomb (II) nitrate comme matière première pour la fabrication d'autres composés de plomb n'a pas été signalé jusqu'en 1835. En 1974, l' US la consommation de composés de plomb, à l'exclusion des pigments et des additifs d'essence, était de 642 tonnes.
Chimie
La chimie aqueuse
Plomb (II) nitrate facilement dissout dans l'eau pour donner une solution limpide, incolore. Comme substance ionique, la dissolution du plomb (II) nitrate implique dissociation en ses ions constitutifs.
- Pb (NO 3) 2 ( s ) → Pb 2+ ( aq) + 2 NO 3 - (aq)
Toute solution sera contenant le plomb (II) réagir avec un cation contenant la solution anion iodure pour produire un précipité du jaune orangé vif plomb (II) d'iodure. Cette réaction est souvent utilisé pour démontrer les précipitations, en raison du changement de couleur frappante observée, sous le nom de Pot-o-Or ou Golden Rain:
- Pb 2+ (aq) + 2 I - (aq) → PbI 2 (s)
Similaire réactions de métathèse ont lieu dans la phase solide lors de solides appropriés, tels que l'iodure de potassium et le plomb (II) nitrate, on mélange et broie finement en utilisant un mortier et un pilon.
- Pb (NO 3) 2 (s) + 2 KI (s) PbI 2 → (s) + 2 KNO 3 (s)
La couleur du mélange résultant dépend de la quantité relative de la des réactifs utilisés, et le degré de broyage; en tout état de cause, la couleur sera plus pâle que celle du plomb (II) d'iodure pur dû à la présence de solides blancs dans le mélange.
En dehors de plomb (II) nitrate, plomb (II) acétate est le seul autre composé de plomb soluble commun. Presque tous les autres composés de plomb sont insolubles dans l'eau, même lorsqu'il est couplé avec des anions couramment très solubles. Par exemple, plomb (II) chlorure, le bromure de plomb (II) et plomb (II) d'iodure, collectivement connu sous le nom de plomb halogénures, ne sont que faiblement solubles dans l'eau (moins de 0,01 mol / l) à la température ambiante, et seulement légèrement plus proche du point d'ébullition. Cela signifie que le plomb (II) nitrate a une importance particulière en tant que point de départ pour la production de composés de plomb insolubles par double décomposition.
Hot solutions d'halogénures de plomb peuvent être portées à la précipitation par le refroidissement de créer plumeux, cristaux irisés suspension dans l'eau, dont la couleur cristal dépend de l'halogénure particulier (chlorure = blanc, le bromure = buff, iodure = jaune). Ces cristaux apparaissent soudainement, ne nécessitant qu'une nucléation site une fois que la température de la solution a diminué suffisamment pour que la solution soit sursaturée. Cet effet est utilisé pour la démonstration de la solubilité dans les salles de classe.
Lorsque concentrée d'hydroxyde de sodium est ajouté à une solution plomb (II) une solution de nitrate, nitrates de base sont formées, même bien après la point d'équivalence. Jusqu'à la moitié par le point d'équivalence, Pb (NO 3) 2 · Pb (OH) 2 prédomine, puis après ce point Pb (NO 3) 2 · 5PB (OH) 2 est formé. Aucune simples Pb (OH) 2 est formé à au moins pH 12.
Crystal structure
Le Structure de cristal de plomb solide (II) nitrate a été déterminée par diffraction de neutrons. Le composé cristallise dans le système cubique, avec les atomes de plomb dans un à faces centrées système cubique. Son groupe d'espace est Pa3 Z = 4 ( Bravais de notation de maille), avec chaque face du cube de longueur 784 picomètres.
Les points noirs représentent les atomes de plomb, les points blancs les groupes nitrate 27 picomètres-dessus du plan des atomes de plomb, et les points bleus les groupes nitrate à la même distance au-dessous de ce plan. Dans cette configuration, chaque atome de plomb est lié à douze atomes d'oxygène ( longueur de la liaison: 281 h). Toutes les longueurs N-O obligataires sont identiques, à 127 picomètres.
Intérêts de recherche dans la structure de cristal de plomb (II) nitrate reposait en partie sur la possibilité de rotation interne libre des groupes de nitrate dans le réseau cristallin à des températures élevées, mais cela ne se est pas concrétisé.
Complexation
Plomb (II) nitrate intéressante est associée à chimie supramoléculaire en raison de sa la coordination de l'azote et de l'oxygène des composés donneurs d'électrons. L'intérêt est en grande partie théorique, mais avec plusieurs applications potentielles. Par exemple, en combinant le nitrate de plomb et pentaéthylèneglycol (EO 5) dans une solution de l'acétonitrile et du methanol puis lentement évaporation produit un nouveau matériau cristallin [Pb (NO 3) 2 (EO 5)]. Dans la structure cristalline de ce composé, la chaîne EO 5 est enroulé autour de l'ion de plomb dans un plan équatorial similaire à celui d'une éther couronne. Les deux nitrate bidenté les ligands sont en configuration trans. Le total nombre de coordination est de 10, avec l'ion de plomb dans un bicouronné antiprisme carré géométrie moléculaire.
Le complexe formé par le plomb (II) nitrate, plomb (II) et un perchlorate ligand bidenté N-bithiazole donneur est binucléaire, par un groupe pontant les atomes nitrate de plomb avec un nombre de coordination de 5 et 6. Un aspect intéressant de ce type de complexes est la présence d'un espace physique dans le sphère de coordination; ce est à dire, les ligands ne sont pas placés de façon symétrique autour de l'ion métallique. Ce est potentiellement due à un plomb seule paire d'électrons, également trouvé dans les complexes de plomb avec un ligand imidazole.
Ce type de chimie ne est pas unique pour le sel de nitrate; autres plomb (II) des composés tels que plomb (II) forment également des complexes bromure, le nitrate, mais est souvent utilisé en raison de ses propriétés de solubilité et sa nature bidentate.
L'oxydation et la décrépitation
Plomb (II) nitrate est un agent oxydant. En fonction de la réaction, cela peut être dû au Pb 2+ (aq) ion, qui a un écart potentiel de réduction (E 0) de -0,125 V, ou l'ion nitrate, dans des conditions acides qui possède un E 0 de 0,956 V.
Lorsqu'il est chauffé, le plomb (II) des cristaux de nitrate à décomposer plomb (II) oxyde, le dioxygène et le dioxyde d'azote, accompagné par un bruit de craquement. Cet effet est appelé décrépitation.
En raison de cette propriété, le nitrate de plomb est parfois utilisé dans pyrotechniques tels que feux d'artifice.
Préparation et la production
Plomb (II) nitrate ne se produit pas naturellement. Le composé peut être obtenu par dissolution métallique de plomb dans une solution aqueuse d'acide nitrique :
- Pb 3 (s) + 8 H + (aq) + 2 NO 3 - (aq) → 3 Pb 2+ (aq) + 2 NO (g) + 4H 2 O (l)
Plus communément, le plomb (II) nitrate est obtenu par dissolution plomb (II) oxyde, qui est facilement disponible en tant que minéral , dans l'acide nitrique aqueux:
- PbO (s) + 2 H + (aq) → Pb 2+ (aq) + H 2 O (l)
Dans les deux cas, étant donné que le solvant est de l'acide nitrique concentré (qui contiennent du plomb (II) nitrate a une très faible solubilité) et la solution résultante contient des nitrates , des ions de cristaux anhydres de plomb (II) nitrate former spontanément:
- Pb 2+ + 2 NO 3 - → Pb (NO 3) 2 (s)
La plupart disponibles dans le commerce de plomb (II) nitrate, ainsi que matériau échelle du laboratoire, est produit en conséquence. L'offre est en sacs de 25 kg jusqu'à 1000 kg grands sacs, et dans des récipients de laboratoire, à la fois par les producteurs générales de produits chimiques de laboratoire et par les producteurs de plomb et des composés de plomb. Pas de production à grande échelle a été rapporté.
Dans le traitement à l'acide nitrique des déchets contenant du plomb, par exemple, dans le traitement des leaders de bismuth déchets provenant de raffineries de plomb, de solutions impures de plomb (II) sont réalisés sous forme de nitrate sous-produit. Ces solutions sont présentées pour être utilisé dans la processus de cyanuration or.
Applications
En raison de la nature dangereuse du plomb (II) nitrate, il existe une préférence pour l'utilisation dans des applications industrielles alternatives. Dans la majeure anciennement application de peintures au plomb, il a été largement remplacée par dioxyde de titane. Autres applications historiques de plomb (II) nitrate, comme dans les matchs et feux d'artifice, ont diminué ou cessé ainsi. Les applications actuelles de plomb (II) nitrate comprennent l'utilisation comme stabilisateur de chaleur en nylon et les polyesters, en tant que revêtement pour papier photothermographique, et rodenticides.
A l'échelle du laboratoire, le plomb (II) nitrate fournit l'un des deux sources commodes et fiables de le tétroxyde de diazote. En séchant soigneusement plomb (II) nitrate et ensuite en le chauffant dans un récipient en acier, le dioxyde d'azote est produit avec le dioxygène suivant l'équation de decripitation ci-dessus. En variante, le dioxyde d'azote est formé lorsque l'acide nitrique concentré est ajouté à des tournures de cuivre ; dans ce cas, le monoxyde d'azote substantielle peut également être produit. Dans les deux cas, le dioxyde d'azote résultant existe en équilibre avec son dimère:
- 2 NO 2 ⇌ N 2 O 4
Afin d'éliminer les impuretés ou l'autre, le mélange gazeux est condensé et une distillation fractionnée pour donner un mélange de NO 2 et de N 2 O 4. Comme la dimérisation est exothermique, des températures basses favorisent N 2 O 4 en tant que l'espèce dominante.
Pour améliorer la processus de lixiviation dans le cyanuration de l'or, du plomb (II) une solution de nitrate est ajouté. Bien qu'un processus vrac, que des quantités limitées (de 10 à 100 milligrammes de plomb (II) nitrate par kg d'or) est nécessaire. Tant la cyanuration lui-même, ainsi que l'utilisation de composés de plomb dans le processus, sont réputés controversée en raison de la nature toxique des composés.
Sécurité
Plomb (II) nitrate est toxique, et l'ingestion peut conduire à une intoxication aiguë par le plomb, comme ce est applicable pour tous les composés solubles de plomb. Tous composés inorganiques du plomb sont classés par la Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) comme probablement cancérogène pour l'homme (catégorie 2A). Ils ont été liés à le cancer du rein et gliome chez les animaux expérimentaux et de cancer du rein, cancer du cerveau et le cancer du poumon chez les humains, bien que des études sur des travailleurs exposés au plomb sont souvent compliquées par une exposition simultanée à l'arsenic . Le plomb est connu de remplacer le zinc dans un certain nombre de enzymes, y compris δ-aminolévulinique déshydratase d'acide (porphobilinogène synthase) dans le voie de biosynthèse de l'hème et pyrimidine-5'-nucléotidase, important pour le métabolisme correcte de l'ADN .
Pour éviter l'inhalation, l'ingestion et l'exposition de la peau, de plomb (II) nitrate doit être manipulé dans une sorbonne, avec le visage, le corps et la protection des mains. Des instructions spéciales pour la manutention sont inclus dans tous les Fiches de données de sécurité (FDS). Après utilisation, tout le matériel et de ses contenants doivent être éliminés comme déchets dangereux. Déversement d'rejet dans l'environnement doivent être évités.
