HYDROXID OLOVNATÝ: STRUKTURA, VLASTNOSTI, POUŽITÍ, RIZIKA - CHEMIE - 2025

Hydroxidu olovnatého je bílá pevná látka anorganická, v níž olova (Pb), je ve stavu 2+ oxidační. Jeho chemický vzorec je Pb (OH) ₂. Podle některých zdrojů informací může být připravena přidáním zásady do roztoku dusičnanu olovnatého (Pb (NO ₃) ₂). Lze jej také získat elektrolýzou alkalického roztoku olověnou anodou.

Nicméně, je zde rozpor různými autory, protože je již dlouho bylo uvedeno, že je zde pouze jeden stabilní pevná forma olova (II) hydroxidu, formulovány jako 3PbO.H ₂ O, nebo olova (II), oxidu hydrátu.

Olovnatý hydroxid Pb (OH) ₂ ve zkumavce. Autor: Ondřej Mangl. Zdroj: Vlastní sbírka. Zdroj: Wikipedia Commons.

Hydroxid olovnatý je velmi špatně rozpustný ve vodě. Mezi jeho použití patří její užitečnost k odstranění chromových (VI) iontů z odpadních vod, jako katalyzátoru při chemických reakcích nebo ke zvýšení účinnosti jiných katalyzátorů.

Rovněž se používá jako stabilizátor pH ve směsích pro utěsňování propustných útvarů, jako složka v papíru citlivém na teplo a jako elektrolyt v uzavřených nikl-kadmiových bateriích.

Další z jeho použití je v ochranných clonách proti záření v budovách a ke stabilizaci plastových pryskyřic proti degradaci.

Vyvarujte se expozici Pb (OH) _2, protože všechny sloučeniny olova jsou ve větší či menší míře toxické.

Struktura

Pb (OH) ₂ je bílá amorfní pevná látka. Nemá krystalickou strukturu.

Elektronická konfigurace

Elektronická struktura olovnatého kovu je:

4 f ¹⁴ 5 d ¹⁰⁶ 6 ^{2 2} p ²

Kde je elektronová konfigurace xenonu vzácných plynů.

Jeho nejstabilnější chemická forma v roztoku je forma iontu Pb ²⁺, který je přítomen v Pb (OH) ₂, ve kterém jsou ztraceny dva elektrony 6p vrstvy, což vede k následující elektronické konfiguraci:

4 f ¹⁴ 5 d ¹⁰ 6 s ²

Nomenklatura

- Hydroxid olovnatý.

- Hydroxid.

- Oxid (II) dihydroxid.

- Hydrát oxidu olovnatého.

Vlastnosti

Fyzický stav

Amorfní bílá pevná látka.

Molekulární váha

241,23 g / mol.

Bod tání

Dehydratuje, když dosáhne 130 ° C, a rozkládá se, když dosáhne 145 ° C.

Rozpustnost

Slabý rozpustný ve vodě, 0,0155 g / 100 ml při 20 ° C. O něco rozpustnější v horké vodě.

Je rozpustný v kyselinách a zásadách. Nerozpustný v acetonu.

Další vlastnosti

Olovnatý (II) iont, nebo Pb ^2+, je částečně hydrolyzován ve vodě. Experimentálně bylo ověřeno spektrometrií UV-viditelné oblasti, že Pb ²⁺ druhy přítomné v alkalických roztocích olova (II) perchlorát (Pb (ClO ₄) ₂), jsou následující: Pb (OH) ⁺, Pb (OH) ₂, Pb (OH) ₃ ^- a Pb (OH) ₄ ²⁺.

Aplikace

Při katalýze chemických reakcí

Pb (OH) ₂ je užitečný při syntéze amidů karboxylových kyselin, protože se používá k začlenění určitého procenta olova do katalyzátoru na bázi palladia (Pd). Tímto způsobem se zvyšuje katalytická účinnost palladia.

Používá se také jako katalyzátor pro oxidaci cyklododekanolu.

Při úpravě vody kontaminované chromem (VI)

Šestimocný chromový ion Cr ⁶⁺ je znečišťujícím prvkem, protože i při minimálních koncentracích je toxický pro ryby a jiné vodní druhy. Proto, aby voda kontaminovaná Cr ⁶⁺ byla vypouštěna do životního prostředí, musí být ošetřena až do úplného odstranění chrómu, který obsahuje.

Olovo hydroxid byl použit pro odstranění Cr ⁶⁺, a to i ve velmi malých množstvích, protože tvoří nerozpustnou chroman olovnatý sloučeniny (PbCrO ₄).

Chromát olovnatý, nerozpustný ve vodě. Autor: FK1954. Zdroj: Vlastní práce. Zdroj: Wikipedia Commons.

Při přípravě fototermografických kopií

Fototermografické kopírování bylo použito k vytváření kopií dokumentů.

Zahrnuje umístění původního dokumentu do tepelně vodivého kontaktu s prázdným listem papíru a vystavení jak intenzivnímu infračervenému záření (teplu).

To se provádí tak, že tištěná část originálu absorbuje část sálavé energie. Toto teplo způsobí, že se na předním listu vytvoří obraz originálu.

V tomto procesu musí být prázdný list papíru upraven tak, aby se po zahřátí mohl změnit na kontrastní barvu. To znamená, že papír musí být citlivý na teplo.

Tepelně generovaný obraz může být vytvořen jak fyzickou změnou ve slepém listu, tak tepelně indukovanou chemickou reakcí.

Hydroxid olovnatý se používá při přípravě speciálního papíru pro fototermografické kopie. Nanáší se na papír ve formě disperze s těkavým organickým rozpouštědlem, takže se vytvoří povlak.

Povlak hydroxidu olovnatého musí být na vnitřní straně, to znamená, že na povrch je umístěn další povlak, v tomto případě derivát thiomočoviny.

Během zahřívání papíru dochází k chemické reakci, při které se tvoří tmavě zbarvené sirníky olova.

Papír vyrobený tímto způsobem vytváří dobře definované tisky, kde je grafická část na rozdíl od bělosti papíru černá.

Ve směsích pro dočasné utěsnění

Někdy je nutné dočasně utěsnit propustné útvary, ve kterých byly vytvořeny otvory. K tomu se používají směsi schopné vytvářet hmotu, která vydrží značné tlaky, a potom zkapalní, takže zátka přestane fungovat a umožňuje tok tekutin formováním.

Některé z těchto směsí obsahují gumy odvozené od cukrů, hydrofobní sloučeniny, organický polymer, který udržuje složky v suspenzi, a činidlo regulující pH.

Hydroxid olovnatý se v této směsi používá jako sloučenina regulující pH. Pb (OH) ₂ uvolňuje hydroxylové ionty (OH ^-) a pomáhá udržovat pH mezi 8 a 12. To zajišťuje, že hydrofobně ošetřený kaučuk nenapouští kvůli kyselým podmínkám.

V různých aplikacích

Pb (OH) ₂ slouží jako elektrolyt v uzavřených nikl-kadmiových bateriích. Používá se v elektroizolačním papíru, při výrobě porézního skla, při získávání uranu z mořské vody, v mazacích tucích a při výrobě radiačních štítů v budovách.

Autor: Michael Gaida. Zdroj: Pixabay

Jako surovina pro výrobu dalších olovnatých sloučenin, zejména v plastikářském průmyslu, pro výrobu stabilizátorů pro polyvinylchloridové pryskyřice odolávající tepelné degradaci způsobené UV zářením.

Nedávné studie

Použití derivátu Pb (OH) ₂, hydroxychloridu olovnatého, Pb (OH) Cl, bylo zkoumáno jako nová anoda v lithiových (Li) bateriích nebo systémech skladování energie. Bylo zjištěno, že počáteční nabíjecí kapacita Pb (OH) Cl je vysoká.

Lithium-iontové baterie. Autor: Dean Simone. Zdroj: Pixabay

Nicméně, v elektrochemickém procesu formování Pb (OH) ₂ a PbCl ₂ dochází na úkor Pb (OH) Cl a vytvoření otvorů na povrchu elektrody je pozorována. V důsledku toho se vlastnost cyklického náboje a dobíjení snižuje v důsledku poškození elektrody PB (OH) Cl během opakování těchto cyklů.

Proto musí být použití těchto elektrod Pb (OH) Cl v lithiových bateriích přezkoumáno, aby bylo nalezeno řešení tohoto problému.

Rizika

Olovo je toxické ve všech svých formách, ale v různé míře v závislosti na povaze a rozpustnosti sloučeniny. Pb (OH) ₂ je ve vodě velmi špatně rozpustný, takže je pravděpodobně méně toxický než jiné sloučeniny olova.

Toxický účinek olova je však kumulativní, proto je třeba se vyhnout dlouhodobé expozici jakékoli jeho formě.

Nejběžnějšími příznaky plumbismu (otrava olovem) jsou gastrointestinální: nevolnost, průjem, anorexie, zácpa a kolika. Absorpce olova může ovlivnit syntézu hemoglobinu a neuromuskulární funkci.

U žen může olovo snížit plodnost a poškodit plod. V případě vysokých hladin Pb v krvi dochází k encefalopatiím.

Aby se tomu zabránilo, měla by se v průmyslových odvětvích, kde existuje možnost expozice, používat ochrana dýchacích cest, ochranný oděv, nepřetržité sledování expozice, izolované jídelny a lékařský dohled.

Reference

1. Kirk-Othmer (1994). Encyklopedie chemické technologie. Svazek 15. Čtvrté vydání. John Wiley a synové.
2. Nimal Perera, W. et al. (2001). Vyšetřování olova (II) -Hydroxid Inorg. Chem. 2001, 40, 3974-3978. Obnoveno z pubs.acs.org.
3. Jie Shu, et al. (2013). Hydrotermální výroba chloridu olovnatého jako nového materiálu anody pro lithium-iontové baterie. Electrochimica Acta 102 (2013) 381-387. Obnoveno z sciposedirect.com.
4. Cotton, F. Albert a Wilkinson, Geoffrey. (1980). Pokročilá anorganická chemie. Čtvrté vydání. John Wiley a synové.
5. Otto, Edward C. (1966). US patent č. 3,260,613. List citlivý na teplo pro termografické kopírování. 12. července 1966.
6. Nimerick, Kenneth H. (1973). Způsob dočasného utěsnění propustné formace. US patent č. 3,766,984. 23. října 1973.
7. Nieuwenhuls, Garmt J. (1974). Způsob úpravy vody kontaminované šestimocným chromem. US patent č. 3,791,520. 12. února 1974.
8. Nishikido Joji, et al. (devatenáct osmdesát jedna). Způsob přípravy amidů karboxylových kyselin. US patent č. 4,304,937. 8. prosince 1981.
9. Ullmannova encyklopedie průmyslové chemie. (1990). Páté vydání. Svazek A 15. VCH Verlagsgesellschaft mbH.