Fil (II) nitrate

Fil de (II) le nitrate est un composé inorganique avec du Pb de la formule chimique (NO₃) ₂. C'est un cristal sans couleur ou la poudre et, à la différence de la plupart d'autre fil (II) les sels blancs, c'est le soluble dans l'eau . Connu depuis les Moyens Âges par les dulcis nommés de plomb de , son utilisation principale a été car matière première première dans la production des colorants en fil des peintures à base de plomb (II) la production de nitrate à partir du plomb métallique ou de l'oxyde de plomb de en acide nitrique était de petite taille, pour l'usage direct dans d'autres composés de plomb seulement, jusqu'à la commercialisation au 19ème siècle en à l'Europe et aux Etats-Unis. Au 20ème siècle, elle a été employée dans l'industrie comme stabilisateur de la chaleur en nylon et polyester et dans les enduits de papier photothermographic du .

Fil (II) le nitrate est le toxique, un agent de oxydation , et il est classé par catégorie comme probablement cancérogène aux humains par l'agence internationale de pour la recherche sur le Cancer . Par conséquent, il doit être manipulé et stocké avec les mesures de sécurité appropriées pour empêcher l'inhalation, l'ingestion et le contact de peau. En raison de sa nature dangereuse , fil de (II) le nitrate a limité des applications en dehors du laboratoire.

Histoire

Depuis les Moyens Âges, fil (II) le nitrate a été produit comme matière première première pour la production des colorants colorés en peintures à base de plomb tel que le jaune de chrome (fil (II) chromate), chrome orange (plomb (II) chromate d'hydroxyde) et composés de plomb de semblables. Ces colorants ont été employés pour le teignant et calicot d'impression et d'autres textiles.

En 1597, le allemand Andreas Libavius de l'alchimiste a décrit la première fois le composé, inventant les noms médiévaux des dulcis de plomb de et des dulcis de plomb de calx de , signifiant le " ; lead" doux ; , en raison de son goût. Bien qu'à l'origine non compris pendant les siècles suivants, la propriété du Decrepitation du fil (II) le nitrate a vu son utilisation en allumettes et explosifs spéciaux tel que l'azoture de plomb de .

Chimie

Chimie aqueuse

Fil (II) le de nitrate aisément dissout dans l'eau pour donner une solution sans couleur claire. Ceci réagit avec des iodures solubles tel que l'iodure de potassium pour produire un précipité du fil jaune-orange lumineux de (II) iodure . Cette réaction est employée souvent pour démontrer la précipitation, en raison du changement de couleur saisissant observé : Pb ( NO₃ ) ₂ (aq de de ) + 2 du PbI₂ ( s ) de → du KI (aq) + 2 KNO₃ (aq) La réaction semblable a lieu dans la phase pleine, l'où le nitrate de plomb et l'iodure de potassium sont finement moulus et mélangés dans un mortier .

Indépendamment du fil (II) nitrate, fil de (II) l'acétate est le seul l'autre composé de plomb soluble commun. Presque tous autres composés de plomb sont insolubles dans l'eau, même lorsqu'ajouté aux anions généralement très solubles. Par exemple, fil de (II) chlorure , fil de (II) le bromure et le mènent (II) l'iodure , collectivement connu sous le nom d'halogénures de fil, sont faiblement soluble dans l'eau (plus moins de 0.01 mole par litre) à la température ambiante, et seulement légèrement plus plus près du point d'ébullition. Ceci signifie que mener (II) le nitrate a l'importance particulière car un point de départ pour la production des composés de plomb insolubles par l'intermédiaire de la double décomposition .

Des solutions chaudes des halogénures de plomb peuvent être apportées à la précipitation sur se refroidir pour créer les cristaux plumeux et iridescents suspendus dans l'eau, la couleur dont le cristal dépend de l'halogénure particulier (chlorure = blanc, bromure = de couleur chamois, iodure = jaune). Ces cristaux apparaissent soudainement, quand les solutions plongent au-dessous de la température de recristallisation. Cet effet est employé pour la démonstration de la solubilité dans les salles de classe.

Quand la solution concentrée de l'hydroxyde de sodium est ajoutée au fil (II) la solution de nitrate, les nitrates de base sont formées, même bien après le point d'équivalence . Vers le haut de par la moitié de point d'équivalence, Pb (NO₃) ₂·Le Pb (OH) ₂ prédomine, puis après ce Pb de point (NO₃) ₂·5Pb (OH) ₂ est formé. Aucun Pb simple (OH) ₂ n'est formé jusqu'au moins au pH 12.

Structure cristalline

La structure cristalline du fil plein (II) le nitrate a été déterminé par la diffraction de neutrons . Le composé cristallise dans le système cubique avec les atomes de fil dans un système cubique face au centre du . Son groupe d'espace est Pa3_Z=4 (notation de trellis de Bravais ), avec chaque côté du cube avec le Picometres de la longueur 784

Les points noirs représentent les atomes de fil, les points de blanc le nitrate groupe le picometre 27 au-dessus du plan des atomes de fil, et le bleu pointille les groupes de nitrate la même distance au-dessous de cet avion. Dans cette configuration, chaque atome de fil est métallisé à 12 atomes d'oxygène (longueur en esclavage : picometre 281). Toutes les longueurs en esclavage de NON sont identiques, au picometre 127.

Rechercher l'intérêt pour la structure cristalline du fil (II) le nitrate a été en partie basé sur la possibilité de rotation interne libre des groupes de nitrate dans le réseau cristallin aux températures elevated, mais ceci n'a pas matérialisé. Dans la structure cristalline pour ce composé, la chaîne d'EO₅ est enroulée autour de l'ion de fil dans un avion équatorial semblable à celui d'un éther de couronne . Les deux Ligands bidentés de nitrate sont dans la configuration de transport de . Tout le nombre de coordination de est 10, avec l'ion de fil dans une géométrie moléculaire bicapped de l'antiprism de place de .

Le complexe constitué par le fil (II) nitrate, fil de (II) le perchlorate et un ligand bidenté de N-donateur du bithiazole est binucléaire, avec un groupe de nitrate jetant un pont sur les atomes de fil avec le nombre de coordination de 5 et de 6. Un aspect intéressant de ce type de complexes est la présence d'un espace physique dans la sphère de coordination , c., les ligands ne sont pas placés symétriquement autour de l'ion en métal. C'est potentiellement dû paire de fil à une seule d'électrons, également trouvée dans des complexes de fil avec un ligand de l'imidazol .

Ce type de chimie n'est pas toujours unique au nitrate de plomb ; l'autre fil (II) les composés tels que le mènent (II) le bromure forment également des complexes, mais le nitrate est fréquemment employé en raison de ses propriétés de solubilité et de sa nature bidentée.

Oxydation et decrepitation

Fil (II) le nitrate est un agent de oxydation . Selon la réaction, ceci peut être dû à l'ion de Pb²⁺ (aq), qui a un potentiel standard (E⁰) de réduction de de -0.125 V, ou à l'ion de nitrate, qui dans des conditions acides a un E⁰ de +0.

Une fois de chauffage, fil (II) les cristaux de nitrate se décomposent en fil de (II) oxyde , dioxygen et bioxyde d'azote , accompagné d'un bruit de crépitement. Cet effet désigné sous le nom du Decrepitation . du → 2 du Pb du
2 de
(NO₃) ₂ ( s ) PbO (s) + 4 NO₂ ( g ) + O₂ (G) En raison de cette propriété, le nitrate de plomb est parfois employé en pyrotechnie tel que les feux d'artifice .

Préparation

Le composé peut être obtenu en dissolvant le fil métallique du en acide nitrique aqueux : Pb du
3 de
+ 8 Pb du → 3 de HNO₃ (NO₃) ₂ + 2 AUCUNS + 4H₂O Généralement, fil (II) le nitrate est obtenu en dissolvant l'oxyde de plomb de , qui est facilement disponible comme minerai , en acide nitrique aqueux :
PbO de
de + Pb de → 2 HNO₃ (NO₃) ₂ + H₂O Depuis le Pb (NO₃) ₂ a la solubilité très basse en acide nitrique, le fil (II) le nitrate est cristallisé directement de la solution. Le fil le plus disponible dans le commerce (II) le nitrate, aussi bien que laboratorium-mesurent le matériel, est produit en conséquence.

Applications

En raison de la nature toxique du fil (II) nitrate, il y a une préférence pour l'usage des solutions de rechange dans des applications industrielles. Dans l'application autrefois principale des peintures à base de plomb elle a été en grande partie remplacée par le bioxyde titanique . Applications courantes de fil (II) le nitrate incluent l'utilisation comme stabilisateur de chaleur dans le nylon et des polyester, car un enduit pour le papier photothermographic du , et dans les rodenticides tous les deux de la cyanuration elle-même, aussi bien que l'utilisation des composés de plomb dans le processus, sont dû controversé considéré à la nature toxique des composés.

Sûreté

voient également :

l'empoisonnement de fil Fil (II) le nitrate est toxique, et l'ingestion peut mener à l'empoisonnement de fil aigu, de même que pour tous les composés de plomb solubles. Tous les composés de plomb inorganiques sont classifiés par l'agence internationale de pour la recherche sur le Cancer (IARC) comme probablement cancérogène aux humains (Category ; 2A). Ils ont été liés au cancer rénal et au Glioma chez des animaux d'expérience et au cancer rénal, au cancer de cerveau et au cancer de poumon chez l'homme, bien que des études des ouvriers exposés au fil soient souvent compliquées par exposition concourante à l'arsenic . Le fil est connu pour remplacer le zinc en un certain nombre d'enzymes comprenant la dehydratase acide δ-aminolévulinique (synthase de de porphobilinogen) dans le ′ biosynthétique de voie et de pyrimidine-5 du Heme - le nucleotidase , important pour le métabolisme correct d'ADN .

Pour empêcher l'inhalation, l'ingestion et l'exposition à la peau, mènent (II) le nitrate doit être manipulé dans un compartiment de vapeur, avec la protection de visage, de corps et de main. Des instructions spéciales pour manipuler sont incluses en toutes les fiches techniques matérielles de sûreté (MSDS). L'après utilisation, tout le matériel et ses récipients doivent être débarrassés comme déchets dangereux . Le débordement et le dégagement à l'environnement doivent être évités.

Voir également

Pigmente, comme le fil blanc , le Naples jaune, et le fil rouge
Historique compose, comme l'acide chlorhydrique , le vitriol et le mirabilis de sel de

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