CHLOREK OŁOWIU: WŁAŚCIWOŚCI, STRUKTURA, ZASTOSOWANIA - CHEMIA - 2025

Ołowiu chlorek jest nieorganiczna sól o o wzór chemiczny PbCl _n , gdzie n oznacza stopień utlenienia ołowiu. Tak więc, gdy przewód jest +2 lub +4, sól jest PbCl ₂ lub PbCl ₄ , odpowiednio. Dlatego istnieją dwa rodzaje chlorków dla tego metalu.

Z tych dwóch PbCl ₂ jest najważniejszym i stabilnym; podczas gdy PbCl ₄ jest niestabilny i mniej przydatny. Pierwsza z nich ma charakter jonowy, gdzie kation Pb ²⁺ generuje elektrostatyczne oddziaływania z anionem Cl ^- budując sieć krystaliczną; a drugi jest kowalencyjny, z wiązaniami Pb-Cl tworzącymi czworościan ołowiu i chloru.

Igły z wytrąconym PbCl2. Źródło: Rrausch1974

Inną różnicą między dwoma chlorkami ołowiu jest to, że PbCl ₂ jest ciałem stałym z białymi kryształami w kształcie igieł (górne zdjęcie); podczas gdy PbCl ₄ to żółtawy olej, który może krystalizować w temperaturze -15ºC. Od samego początku PbCl ₂ jest bardziej estetyczny niż PbCl ₄ .

Oprócz tego, co już wspomniano, PbCl ₂ występuje w naturze jako minerał kotunit; podczas PbCl ₄ nie robi, ponieważ jest podatna na rozkład. Chociaż PbCl ₄ może być wykorzystany do uzyskania PbO ₂ , niezliczoną związków metaloorganicznych pochodzą z PbCl ₂ .

Nieruchomości

Właściwości chlorku ołowiu są zasadniczo zależne od stopnia utlenienia ołowiu; ponieważ chlor się nie zmienia, ale sposób, w jaki oddziałuje z ołowiem, zmienia się. Dlatego oba związki należy rozpatrywać oddzielnie; chlorek ołowiu (II) z jednej strony i chlorek ołowiu (IV) z drugiej.

- Chlorek ołowiu (II)

Masa cząsteczkowa

278,10 g / mol.

Wygląd fizyczny

Białe kryształy z kształtami igieł.

Gęstość

5,85 g / ml.

Temperatura topnienia

501 ° C.

Temperatura wrzenia

950 ° C

Rozpuszczalność w wodzie

10,8 g / l przy 20 ° C Jest słabo rozpuszczalny i wodę należy podgrzać, aby znaczna ilość mogła się rozpuścić.

Współczynnik załamania światła

2,199.

Chlorek ołowiu (IV)

Masa cząsteczkowa

349,012 g / mol.

Wygląd fizyczny

Żółtawa oleista ciecz.

Gęstość

3,2 g / ml.

Temperatura topnienia

-15 ° C

Temperatura wrzenia

50 ° C W wyższych temperaturach rozkłada się uwalniając gazowy chlor:

PbCl ₄ (s) => PbCl ₂ (s) + Cl ₂ (g)

W rzeczywistości ta reakcja może stać się bardzo wybuchowa, więc PbCl ₄ jest przechowywany w kwasie siarkowym w temperaturze -80ºC.

Struktura

- Chlorek ołowiu (II)

Na początku wspomniano, że PbCl ₂ jest związkiem jonowym, a więc składa się z jonów Pb ²⁺ i Cl ^- , które budują kryształ, w którym ustala się stosunek Pb: Cl równy 1: 2; to znaczy, jest dwa razy więcej anionów Cl ^- niż kationów Pb ²⁺ .

W rezultacie powstają kryształy rombowe, których jony można przedstawić za pomocą modelu sfer i prętów, jak na poniższym obrazku.

Struktura cotunite. Źródło: Benjah-bmm27.

Ta struktura również odpowiada strukturze minerału kotunitu. Chociaż słupki są używane do wskazania kierunkowości wiązania jonowego, nie należy go mylić z wiązaniem kowalencyjnym (lub przynajmniej czysto kowalencyjnym).

W tych rombowych kryształach Pb ²⁺ (szare kule) ma dziewięć Cl ^- (zielonych kul) otaczających go, tak jakby był zamknięty w trójkątnym pryzmacie. Ze względu na zawiłość struktury i niską gęstość jonową Pb ²⁺ cząsteczkom trudno jest solwatować kryształ; dlatego jest słabo rozpuszczalny w zimnej wodzie.

Cząsteczka fazy gazowej

Kiedy ani kryształ, ani ciecz nie są w stanie wytrzymać wysokich temperatur, jony zaczynają odparowywać jako oddzielne cząsteczki PbCl ₂ ; to znaczy z wiązaniami kowalencyjnymi Cl-Pb-Cl i kątem 98º, jakby to był bumerang. Faza gazowa jest potem się składać z tych PbCl ₂ cząsteczkami i nie jonów przeprowadzonych przez prądy powietrza.

Chlorek ołowiu (IV)

Tymczasem PbCl ₄ jest związkiem kowalencyjne. Czemu? Ponieważ kation Pb ⁴⁺ jest mniejszy, a także ma wyższą gęstość ładunku jonowego niż Pb ²⁺ , co powoduje większą polaryzację chmury elektronów Cl ^- . W rezultacie zamiast oddziaływania jonowego Pb ⁴⁺ Cl ^- powstaje kowalencyjne wiązanie Pb-Cl.

Biorąc to pod uwagę podobieństwa PbCl ₄ i, na przykład, Cl ₄ rozumie ; obie występują jako pojedyncze cząsteczki tetraedryczne. Zatem wyjaśniono, dlaczego ten chlorek ołowiu jest żółtawym olejem w normalnych warunkach; Atomy Cl są luźno powiązane ze sobą i „poślizg”, gdy dwa PbCl ₄ cząsteczki zbliżyć.

Jednak, gdy temperatura spada i cząsteczki się zmniejszyć, prawdopodobieństwo oraz efekty chwilowego dipoli wzrostu (PbCl ₄ jest niepolarnych ze względu na jego symetrię); a następnie olej zamarza w postaci żółtych sześciokątnych kryształów:

Struktura krystaliczna PbCl4. Źródło: Benjah-bmm27

Zwróć uwagę, że każda szarawa kula jest otoczona czterema zielonymi kulami. Te „upakowane” cząsteczki PbCl ₄ tworzą niestabilny kryształ, który jest podatny na energiczny rozkład.

Nomenklatura

Nazwy: chlorek ołowiu (II) i chlorek ołowiu (IV) odpowiadają nazwom przypisanym zgodnie z nomenklaturą Stock. Ponieważ stopień utlenienia +2 jest najniższy dla ołowiu, a +4 najwyższy, oba chlorki można nazwać zgodnie z tradycyjną nomenklaturą odpowiednio jako chlorek plumbozy (PbCl ₂ ) i chlorek ołowiu (PbCl ₄ ).

I wreszcie istnieje systematyczna nomenklatura, która podkreśla liczbę każdego atomu w związku. Tak więc, PbCl ₂ jest prowadzić dichlorek i PbCl ₄ ołowiu czterochlorek.

Aplikacje

Nie jest znane żadne inne praktyczne zastosowanie PbCl ₄ poza jego wykorzystywaniem do syntezy PbO ₂ . Jednak PbCl ₂ jest bardziej użyteczny i dlatego tylko niektóre zastosowania tego konkretnego chlorku ołowiu zostaną wymienione poniżej:

- Ze względu na silnie luminescencyjny charakter przeznaczony jest do detektorów fotograficznych, akustycznych, optycznych i radiacyjnych.

- Ponieważ nie pochłania w obszarze widma podczerwieni, jest używany do produkcji okularów przepuszczających tego typu promieniowanie.

- Jest częścią tak zwanego złotego szkła, atrakcyjnego materiału o opalizujących niebieskawych barwach, używanego do celów dekoracyjnych.

- Podobnie, zgodnie z tematem sztuki, po alkalizacji PbCl ₂ · Pb (OH) ₂ nabiera intensywnych białawych tonów, będąc używanym jako biały pigment ołowiowy. Jednak odradza się jego stosowanie ze względu na wysoką toksyczność.

- Stopiony i zmieszany z tytanianem baru BaTiO ₃ tworzy ceramiczny tytanian baru i ołów Ba _{1 - x} Pb _x TiO ₃ . Jeśli Pb ²⁺ wchodzi do BaTiO ₃ , Ba ²⁺ musi opuścić kryształ, aby umożliwić jego włączenie, i wtedy mówi się, że zachodzi wymiana kationów; dlatego skład Ba ²⁺ jest wyrażony jako 1-x.

- I na koniec z PbCl ₂ syntetyzuje się różne metaloorganiczne związki ołowiu o ogólnym wzorze R ₄ Pb lub R ₃ Pb-PbR ₃ .

Bibliografia

1. Shiver & Atkins. (2008). Chemia nieorganiczna. (Czwarta edycja). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Chlorek ołowiu (II). Odzyskane z: en.wikipedia.org
3. Formulacja chemiczna. (2019). Chlorek ołowiu (IV). Odzyskany z: formulacionquimica.com
4. Clark Jim. (2015). Chlorki węgla, krzemu i ołowiu. Źródło: chemguide.co.uk
5. Spektralne i optyczne nieliniowe badania kryształów chlorku ołowiu (PbCl ₂ ). . Odzyskany z: shodhganga.inflibnet.ac.in
6. Narodowe Centrum Informacji Biotechnologicznej. (2019). Chlorek ołowiu. Baza danych PubChem; CID = 24459. Odzyskany z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov