LYIJYHYDROKSIDI: RAKENNE, OMINAISUUDET, KÄYTTÖ, RISKIT - KEMIA - 2026

Johtaa hydroksidi on valkoinen epäorgaaninen kiinteä aine, jossa lyijyä (Pb) on hapetustilassa 2+. Sen kemiallinen kaava on Pb (OH) ₂. Joidenkin tietolähteiden mukaan se voidaan valmistaa lisäämällä alkalia lyijinitraattiliuokseen (Pb (NO ₃) ₂). Sitä voidaan saada myös elektrolyysillä emäksistä liuosta lyijianodilla.

Kuitenkin, on ristiriita, jonka eri kirjoittajat, koska se on jo pitkään katsottu, että on olemassa vain yksi stabiili kiinteässä muodossa lyijy (II) hydroksidi, formuloidaan 3PbO.H ₂ O, tai lyijyn (II) oksidi-hydraatti.

Lyijyhydroksidi Pb (OH) ₂ koeputkessa. Kirjoittaja: Ondřej Mangl. Lähde: Vlastní sbírka. Lähde: Wikipedia Commons.

Lyijyhydroksidi liukenee huonosti veteen. Sen käyttötarkoituksiin kuuluu sen käyttökelpoisuus kromi (VI) -ionien poistamiseksi jätevesistä, katalysaattorina kemiallisissa reaktioissa tai muiden katalyyttien tehokkuuden lisäämiseksi.

Sitä on käytetty myös pH-stabiloijana seoksissa läpäisevien muodostumien tiivistämiseksi, lämpöherkän paperin aineosana ja elektrolyyttinä suljetuissa nikkeli-kadmium-akkuissa.

Toinen sen käyttö on suojaava suojaus rakennusten säteilyä vastaan ​​ja muovihartsien stabiloimiseksi hajoamista vastaan.

Altistumista Pb (OH) _{2: lle} tulisi välttää, koska kaikki lyijyyhdisteet ovat suuressa tai pienemmässä määrin myrkyllisiä.

Rakenne

Pb (OH) ₂ on valkoinen amorfinen kiinteä aine. Sillä ei ole kiteistä rakennetta.

Sähköinen kokoonpano

Lyijimetallin sähköinen rakenne on:

4 f ¹⁴ 5 d ¹⁰ 6 s ² 6 p ²

Missä on jalokaasuksenonin elektronikonfiguraatio.

Sen stabiilin kemiallinen muoto liuoksessa on Pb ²⁺ -ionin, joka on läsnä Pb (OH) _{2: ssa}, jossa 6 p-kerroksen kaksi elektronia menetetään, mistä seuraa seuraava elektroninen kokoonpano:

4 f ¹⁴ 5 d ¹⁰ 6 s ²

nimistö

- Lyijy (II) hydroksidi.

- Plumbhydroksidi.

- Lyijy (II) dihydroksidi.

- Lyijy (II) oksidihydraatti.

ominaisuudet

Fyysinen tila

Amorfinen valkoinen kiinteä aine.

Molekyylipaino

241,23 g / mol.

Sulamispiste

Se kuivuu, kun se saavuttaa 130ºC, ja hajoaa, kun se saavuttaa 145ºC.

Liukoisuus

Liukenee heikosti veteen, 0,0155 g / 100 ml 20 ° C: ssa. Liukenee vähän kuumempaan veteen.

Se liukenee hapoihin ja alkaliin. Liukenematon asetoniin.

Muut ominaisuudet

Lyijy (II) -ioni tai Pb2 ⁺ hydrolysoituu osittain vedessä. UV-näkyvän alueen spektrometrialla on kokeellisesti varmistettu, että lyijy (II) perkloraatin (Pb (ClO ₄) ₂) emäksisissä liuoksissa olevat Pb ²⁺ -lajit ovat seuraavat: Pb (OH) ⁺, Pb (OH) ₂, Pb (OH) ₃ ^- ja Pb (OH) ₄ ²⁺.

Sovellukset

Kemiallisten reaktioiden katalysoinnissa

Pb (OH) ₂ on käyttökelpoinen karboksyylihappoamidien synteesissä, koska sitä käytetään sisällyttämään tietty prosenttiosuus lyijyä palladium (Pd) -metallikatalyyttiin. Tällä tavoin palladiumin katalyyttinen tehokkuus kasvaa.

Sitä on käytetty myös katalysaattorina syklododekanolin hapettumiseen.

Kromilla (VI) saastuneen veden käsittelyssä

Kuusiarvoinen kromi-ioni Cr ⁶⁺ on saastuttava alkuaine, koska jopa pienissä pitoisuuksissa se on myrkyllistä kaloille ja muille vesieläimille. Siksi, jotta Cr ^{6 +: lla} saastunut vesi pääsee ympäristöön, sitä on käsiteltävä, kunnes sen sisältämä kromi on poistettu kokonaan.

Lyijyhydroksidi on käytetty poistamaan Kr ⁶⁺, jopa hyvin pieninä määrinä, koska se muodostaa liukenemattoman lyijykromaatin yhdiste (PbCrO ₄).

Lyijykromaatti, veteen liukenematon. Kirjoittaja: FK1954. Lähde: Oma työ. Lähde: Wikipedia Commons.

Valmistusvalokuvauskopioiden valmistelussa

Valokuvien kopiointia on käytetty asiakirjojen kopiointiin.

Se tarkoittaa alkuperäisen asiakirjan asettamista lämpöä johtavaan kosketukseen tyhjän paperiarkin kanssa ja molemmille altistamista voimakkaalle infrapunasäteilylle (kuumuudelle).

Tämä tehdään siten, että alkuperäisen painettu osa imee osan säteilyenergiasta. Tämä lämpö aiheuttaa alkuperäisen kuvan kehittymisen tyhjälle arkille.

Tässä prosessissa tyhjä paperiarkki on muotoiltava siten, että kuumennettuna se voi muuttua eriväriseksi. Eli paperin on oltava herkkä lämmölle.

Lämmön tuottama kuva voidaan muodostaa sekä fyysisen muutoksen avulla tyhjälle levylle että lämmön aiheuttamaan kemialliseen reaktioon.

Lyijyhydroksidia on käytetty valmistettaessa erityistä paperia fototermografisiin kopioihin. Sitä levitetään paperille dispersion muodossa haihtuvan orgaanisen liuottimen kanssa siten, että muodostuu pinnoite.

Lyijyhydroksidipäällysteen on oltava sisäpuolella, mikä tarkoittaa, että päälle asetetaan toinen päällyste, tässä tapauksessa tioureajohdannainen.

Paperin kuumennuksen aikana tapahtuu kemiallinen reaktio, jossa muodostuu tummanvärisiä lyijysulfideja.

Tällä tavalla valmistetulla paperilla saadaan hyvin määriteltyjä tulosteita, joissa graafinen osa on mustaa, toisin kuin paperin valkoisuus.

Seoksissa väliaikaista sulkemista varten

Joskus on tarpeen tiivistää tilapäisesti läpäisevät muodostelmat, joihin on tehty aukkoja. Tätä varten käytetään seoksia, jotka pystyvät muodostamaan tuntuvia paineita kestävän massan, ja nesteytetään sitten niin, että tulppa lakkaa toimimasta ja sallii nesteiden virtauksen muodostumisen läpi.

Jotkut näistä seoksista sisältävät sokereista johdettuja kumia, hydrofobisia yhdisteitä, orgaanista polymeeriä, joka pitää aineosat suspensiossa, ja pH: ta säätelevää ainetta.

Lyijyhydroksidia on käytetty pH: ta säätelevänä yhdisteenä tämän tyyppisissä seoksissa. Pb (OH) ₂ vapauttaa hydroksyyli-ioneja (OH ^-) ja auttaa pitämään pH: n välillä 8 - 12. Tämä varmistaa, että hydrofobisesti käsitelty kumi ei turpoa happamien olosuhteiden vuoksi.

Eri sovelluksissa

Pb (OH) ₂ toimii elektrolyyttinä suljetuissa nikkeli-kadmium-akkuissa. Sitä on käytetty sähköeristepaperissa, huokoisen lasin valmistuksessa, uraanin talteenottoon merivedestä, voitelurasvoihin ja rakennusten säteilykilpeiden valmistukseen.

Kirjoittaja: Michael Gaida. Lähde: Pixabay

Raaka-aineena muiden lyijyyhdisteiden tuottamiseksi, erityisesti muoviteollisuudessa, stabilointiaineiden valmistamiseksi polyvinyylikloridihartseille kestämään lämpöhajoamista ja UV-valon aiheuttamaa.

Viimeisimmät tutkimukset

Pb (OH) _2- johdannaisen, lyijy (II) hydroksikloridin, Pb (OH) Cl, käyttöä on tutkittu uutena anodina litium (Li) akkuissa tai energian varastointijärjestelmissä. Pb (OH) Cl: n alkuperäisen latauskapasiteetin todettiin olevan korkea.

Litiumioniakut. Kirjoittaja: Dean Simone. Lähde: Pixabay

Kuitenkin, että sähkökemiallisessa prosessissa muodostumista Pb (OH) ₂ ja PbCI ₂ tapahtuu kustannuksella Pb (OH) Cl ja reikien muodostumisen pinnalle elektrodin havaitaan. Seurauksena on, että sykliset varaus- ja latausominaisuudet vähenevät PB (OH) Cl-elektrodin vaurioitumisen seurauksena näiden syklien toiston aikana.

Siksi näiden Pb (OH) Cl-elektrodien käyttöä litiumparistoissa on tarkasteltava ratkaisun löytämiseksi tähän ongelmaan.

riskit

Lyijy on myrkyllistä kaikissa muodoissaan, mutta vaihtelevassa määrin yhdisteen luonteesta ja liukoisuudesta riippuen. Pb (OH) ₂ liukenee huonosti veteen, joten se on todennäköisesti vähemmän myrkyllinen kuin muut lyijyyhdisteet.

Lyijyn toksinen vaikutus on kuitenkin kumulatiivinen, joten pitkäaikaista altistumista kaikille sen muodoille tulisi välttää.

Plumbismuksen (lyijymyrkytys) yleisimmät oireet ovat maha-suolikanavat: pahoinvointi, ripuli, ruokahaluttomuus, ummetus ja koliikka. Lyijyn imeytyminen voi vaikuttaa hemoglobiinisynteesiin ja neuromuskulaariseen toimintaan.

Naisilla lyijy voi vähentää hedelmällisyyttä ja vahingoittaa sikiöitä. Tapauksissa, joissa veressä on korkea Pb-pitoisuus, esiintyy enkefalopatiaa.

Tämän välttämiseksi teollisuudessa, jossa on mahdollista altistumista, tulisi käyttää hengityssuojaimia, suojavaatetusta, jatkuvaa altistumisen seurantaa, eristettyjä ruokalat ja lääkärin valvontaa.

Viitteet

1. Kirk-Othmer (1994). Kemiallisen tekniikan tietosanakirja. Osa 15. Neljäs painos. John Wiley & Sons.
2. Nimal Perera, W. et ai. (2001). Lyijy (II) -hydroksidinorgin tutkimus. Chem., 2001, 40, 3974 - 3978. Palautettu pubs.acs.org-sivustosta.
3. Jie Shu, et ai. (2013). Lyijyhydroksidikloridin hydroterminen valmistus uutena anodimateriaalina litium-ioni-akkuille. Electrochimica Acta 102 (2013) 381-387. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
4. Cotton, F. Albert ja Wilkinson, Geoffrey. (1980). Kehittynyt epäorgaaninen kemia. Neljäs painos. John Wiley & Sons.
5. Otto, Edward C. (1966). US-patentti nro 3 260 613. Lämpöherkkä arkki termografiseen kopiointiin. 12. heinäkuuta 1966.
6. Nimerick, Kenneth H. (1973). Menetelmä läpäisevän muodon tilapäiseksi sulkemiseksi. US-patentti nro 3 766 984. 23. lokakuuta 1973.
7. Nieuwenhuls, Garmt J. (1974). Menetelmä kuusiarvoisella kromilla saastuneen veden käsittelemiseksi. US-patentti nro 3 791 520. 12. helmikuuta 1974.
8. Nishikido Joji, et ai. (yhdeksäntoista kahdeksankymmentäyksi). Karboksyylihappoamidien valmistusprosessi. US-patentti nro 4 304 937. 8. joulukuuta 1981.
9. Ullmannin teollisuuskemian tietosanakirja. (1990). Viides painos. Nide A 15. VCH Verlagsgesellschaft mbH.