Chlorid olovnatý

Chlorid olovnatý
Krystalická forma
Krystalická forma
Krystalická forma ve zkumavce
Krystalická forma ve zkumavce
Obecné
Systematický název Chlorid olovnatý
Anglický název Lead(II) chloride
Německý název Blei(II)-chlorid
Sumární vzorec PbCl2
Vzhled bílý prášek
Identifikace
Registrační číslo CAS 7758-95-4
Indexové číslo 082-001-00-6
PubChem 166945
Vlastnosti
Molární hmotnost 278,1 g/mol
Teplota tání 501 °C
Teplota varu 950 °C
Hustota 5,905 9 g/cm3
Dynamický viskozitní koeficient 4,41 cP (507 °C)
3,23 cP (567 °C)
2,47 cP (627 °C)
1,95 cP (687 °C)
Index lomu nDa= 2,199 2 (20 °C)
nDb= 2,217 2 (20 °C)
nDc= 2,259 6 (20 °C)
Rozpustnost ve vodě 0,65 g/100 g (0 °C)
0,99 g/100 g (20 °C)
1,08 g/100 g (25 °C)
1,19 g/100 g (30 °C)
1,32 g/100 g (35 °C)
1,78 g/100 g (50 °C)
1,96 g/100 g (60 °C)
2,13 g/100 g (65 °C)
2,62 g/100 g (80 °C)
3,30 g/100 g (100 °C)
Rozpustnost v polárních
rozpouštědlech 		kys. chlorovodíková
roztok čpavku
ethanol (málo)
Součin rozpustnosti 1,62×10−5
Relativní permitivita εr 33,5
Měrná elektrická vodivost −3,311 Sm−1
Povrchové napětí 135 mN/m (520 °C)
132 mN/m (550 °C)
128 mN/m (580 °C)
Struktura
Krystalová struktura kosočtverečná
Hrana krystalové mřížky a= 453,5 pm
b= 762 pm
c= 905 pm
Termodynamické vlastnosti
Standardní slučovací entalpie ΔHf° −359,2 kJ/mol
Entalpie tání ΔHt 85,8 J/g
Entalpie varu ΔHv 463,5 J/g
Standardní molární entropie S° 134,3 JK−1mol−1
Standardní slučovací Gibbsova energie ΔGf° −314,4 kJ/mol
Izobarické měrné teplo cp 0,277 JK−1g−1
Bezpečnost
GHS07 – dráždivé látky
GHS07
GHS08 – látky nebezpečné pro zdraví
GHS08
GHS09 – látky nebezpečné pro životní prostředí
GHS09
[1]
Nebezpečí[1]
H-věty H360Df H332 H302 H373 H410
R-věty R20/22, R33, R50/53, R61, R62
S-věty S45, S53, S60, S61
NFPA 704
0
3
0
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Chlorid olovnatý je anorganická sloučenina se vzorcem PbCl2, jeden z chloridů olova. Za běžných podmínek se jedná o bílou tuhou látku slabě rozpustnou ve vodě. Rozpustný je v roztoku kyseliny chlorovodíkové, amoniaku a málo v ethanolu. PbCl2 je jedno z nejdůležitějších olovnatých reagencií. V přírodě se vyskytuje v podobě minerálu cotunnitu.

Struktura a vlastnosti

Krystalová struktura cotunnitu, minerální formy PbCl2

V tuhém PbCl2 je každý iont olova koordinován s 9 chloridovými ionty. Šest z nich leží ve vrcholech trigonálního prismatu a zbývající tři jsou umístěny ve stranách prismatu. Chloridové ionty nemají od centrálního atomu olova stejnou vzdálenost, sedm jich leží ve vzdálenosti 280–309 pm a dva 370 pm daleko.[2] PbCl2 tvoří bílé ortorombické jehličky.

Molekuly par chloridu olovnatého mají zahnutou strukturu s úhlem Cl-Pb-Cl o velikosti 98° a délka každé z vazeb Pb-Cl je 2,44 Å.[3] Takový PbCl2 je součástí výfukových plynů ze zážehových motorů, pokud se jako antidetonační aditivum do benzinu používá ethylenchlorid-tetraethylolovo.

Rozpustnost PbCl2 je nízká (9,9 g/l při 20 °C) a pro praktické účely se považuje za nerozpustný. Jeho Ksp je 1,7×10−5. Je jedním z pouhých čtyř běžně nerozpustných chloridů, těmi zbývajícími jsou chlorid stříbrný (AgCl), měďný (CuCl) a rtuťný (Hg2Cl2).[4][5]

Výskyt

PbCl2 se v přírodě vyskytuje ve formě minerálu cotunnitu. Ten je bezbarvý, bílý, žlutý nebo zelený s hustotou 5,3–5,8 g/cm3. Tvrdost podle Mohse je 1,5–2. Krystalová struktura je orthorhombická dipyramidální, bodová grupa je 2/m 2/m 2/m. Každý atom olova má koordinační číslo 9. Složení je 74,50 % Pb a 25,50 % Cl. Cotunnit se objevuje poblíž sopek: Vesuv (Itálie), Tarapacá (Chile) a Tolbačik (Rusko).[6]

Syntéza

Chlorid olovnatý se sráží z roztoku po přidání zdroje chloridového iontu (HCl, NaCl, KCl...) do vodného roztoku olovnaté sloučeniny, například dusičnanu olovnatého Pb(NO3)2.

Pb(NO3)2(aq) + 2 NaCl(aq) → PbCl2(s) + 2 NaNO3(aq)
Pb(CH3COO)2(aq) + HCl(aq) → PbCl2(s) + 2 CH3COOH(aq)
PbCO3 + 2 HCl(aq) → PbCl2(s) + CO2(g) + H2O[7]
Pb(NO3)2(aq) + 2 HCl(aq) → PbCl2(s) + 2 HNO3(aq)

Reakcí oxidu olovičitého s kyselinou chlorovodíkovou vzniká chlorid olovnatý, plynný chlor a voda:

PbO2(s) + 4 HCl → PbCl2(s) + Cl2 + 2 H2O

Použije-li se místo toho oxid olovnatý nebo hydroxid olovnatý, vzniká jen chlorid olovnatý a voda (nikoli však už chlor):

PbO(s) + 2 HCl → PbCl2(s) + H2O
Pb(OH)2 + 2 HCl → PbCl2 + 2 H2O

PbCl2(s) lze získat také působením plynného chloru na kovové olovo:

Pb + Cl2 → PbCl2

Reakce

Přidáním chloridového iontu do suspenze PbCl2 získáme komplexní ionty. V těchto reakcích přidaný chlorid (nebo jiné ligandy) štěpí chloridové můstky, které tvoří polymerní základ tuhého PbCl2(s).

PbCl2(s) + Cl− → [PbCl3]−(aq)
PbCl2(s) + 2 Cl− → [PbCl4]2−(aq)

PbCl2 reaguje s roztaveným NaNO2 za vzniku PbO:

PbCl2(l) + 3 NaNO2 → PbO + NaNO3 + 2 NO + 2 NaCl

PbCl2 se využívá při syntéze chloridu olovičitého (PbCl4): Cl2 probublává skrz nasycený roztok PbCl2 ve vodném roztoku NH4Cl a tvoří [NH4]2[PbCl6]. Ten se pak nechává reagovat se studenou koncentrovanou kyselinou sírovou za vzniku olejovitého PbCl4.[8]

Chlorid olovnatý je hlavním prekurzorem organokovových derivátů olova, například plumbocenu.[9] Používají se obvyklá alkylační činidla, například Grignardovo činidlo nebo organolithné sloučeniny:

2 PbCl2 + 4 RLi → R4Pb + 4 LiCl + Pb
2 PbCl2 + 4 RMgBr → R4Pb + Pb + 4 MgBrCl
3 PbCl2 + 6 RMgBr → R3Pb-PbR3 + Pb + 6 MgBrCl[10]

Tyto reakce produkují deriváty, které jsou podobnější organokřemíkovým sloučeninám, tedy olovnatý iont má při alkylaci tendenci k disproporcionaci.

Použití

  • Roztavený PbCl2 se používá při syntéze titaničitanu olovnatého (PbTiO3) a titaničitanu barnato-olovnatého (pro keramické materiály) náhradou kationtu:[11]
xPbCl2(l) + BaTiO3(s) → Ba1-xPbxTiO3 + xBaCl2
  • PbCl2 se používá pro výrobu skla propouštějícího infračervené záření[7] a ornamentálního skla nazývaného aurenové sklo. To má duhový povrch vzniklý nástřikem PbCl2 a opětovným zahříváním za řízených podmínek. Podobně se využívá také chlorid cínatý (SnCl2).[12]
  • Kovové olovo může být použito jako konstrukční materiál pro práci v HCl, přestože vznikající PbCl2 je v HCl trochu rozpustný. Odolnost lze zvýšit přidáním 6–25 % antimonu.[13]
  • Zásaditý chlorid olovnatý (PbCl2·Pb(OH)2) je znám jako Pattinsonova olovnatá běloba a používá se jako bílý pigment do barev.[14]
  • PbCl2 je meziproduktem při rafinaci rudy bismutu. Z této rudy se nejprve pomocí roztaveného hydroxidu sodného odstraní stopy kyselých prvků, například arsenu a teluru. Pak následuje Parkesův odstříbřovací proces, který odstraní jakékoli přítomné stříbro či zlato. Nyní ruda obsahuje Bi, Pb a Zn. Nechá se na ni působit plynný chlor při teplotě 500 °C. Nejdřív se tvoří ZnCl2 a je odstraněn. Pak se podobně odstraní vznikající PbCl2 a zbývá čistý bismut. BiCl3 by se tvořil jako poslední.[15]

Toxicita

Podobně jako u jiných sloučenin olova, může expozice PbCl2 vést k otravě olovem.

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Lead(II) chloride na anglické Wikipedii.

  1. ↑ a b Lead chloride. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-23]. Dostupné online. (anglicky) 
  2. ↑ Wells A.F. (1984) Structural Inorganic Chemistry 5th edition Oxford Science Publications ISBN 0-19-855370-6
  3. ↑ HARGITTAI, I; TREMMEL, J; VAJDA, E; ISHCHENKO, A; IVANOV, A; IVASHKEVICH, L; SPIRIDONOV, V. Two independent gas electron diffraction investigations of the structure of plumbous chloride. Journal of Molecular Structure. 1977, s. 147. DOI 10.1016/0022-2860(77)87038-5. (anglicky) 
  4. ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics, 79th Edition, David R. Lide (Ed), p. 8-108
  5. ↑ Brown, Lemay, Burnsten. "Chemistry The Central Science". Solubility-Product Constants for Compounds at 25 °C. (ed 6, 1994). p. 1017
  6. ↑ Cotunnite
  7. ↑ a b Dictionary of Inorganic and Organometallic Compounds. Lead(II) Chloride. CHEMnetBASE Chemical Databases & Dictionaries – Presented by CRCnetBASE
  8. ↑ HOUSECROFT, C. E.; SHARPE, A. G. Inorganic Chemistry. 2nd. vyd. [s.l.]: Prentice Hall, 2004. ISBN 978-0130399137. S. 365. (anglicky) 
  9. ↑ LOWACK, R. Decasubstituted decaphenylmetallocenes. J. Organomet. Chem.. 1994, s. 25. DOI 10.1016/0022-328X(94)84136-5. (anglicky) 
  10. ↑ HOUSECROFT, C. E.; SHARPE, A. G. Inorganic Chemistry. 2nd. vyd. [s.l.]: Prentice Hall, 2004. ISBN 978-0130399137. S. 524. (anglicky) 
  11. ↑ ABOUJALIL, Almaz; DELOUME, Jean-Pierre; CHASSAGNEUX, Fernand; SCHARFF, Jean-Pierre; DURAND, Bernard. Molten salt synthesis of the lead titanate PbTiO3, investigation of the reactivity of various titanium and lead salts with molten alkali-metal nitrites. Journal of Materials Chemistry. 1998, s. 1601. DOI 10.1039/a800003d. (anglicky) 
  12. ↑ Stained Glass Terms and Definitions. aurene glass
  13. ↑ Kirk-Othmer. "Encyclopedia of Chemical Technology". (ed 4). p 913
  14. ↑ Perry & Phillips. "Handbook of Inorganic Compounds". (1995). p 213
  15. ↑ Kirk-Othmer. "Encyclopedia of Chemical Technology". (ed 4). p 241

Externí odkazy

Literatura

  • VOHLÍDAL, JIŘÍ; ŠTULÍK, KAREL; JULÁK, ALOIS. Chemické a analytické tabulky. 1. vyd. Praha: Grada Publishing, 1999. ISBN 80-7169-855-5. 

Zdroj