В этой статье мы разберемся с тем, что собой представляет оксид свинца, покажем его формулу, рассмотрим химические и физические характеристики, а также не забудем рассказать о способах его получения. В общем, эта статья понравится тем, кто хочет или уже разбирается в химии. Ведь свинец встречается повсеместно. Если вы до сих пор не знаете область его применения, то прочитайте статью, чтобы понять весь потенциал этого химического элемента таблицы Менделеева.
Видео:ОКСИДЫ ХИМИЯ — Что такое Оксиды? Химические свойства Оксидов | Реакция ОксидовСкачать
Способы его получения
Изначально разберемся, как называется оксид свинца. Он традиционно именуется окисью свинца и представляют собой группу бинарных веществ, образованных элементами металла свинца и неметалла кислорода. Существует шесть основных форм PbO: PbO2, PbO, Pb12O19, Pb12O17, Pb3O4. Каждая из них имеет свои особенности строения молекулы, способы получения и область применения. Самые распространенные формы — это оксид свинца (II) и (IV).
Видео:Несколько опытов с ДИОКСИДОМ СВИНЦАСкачать
Физические характеристики
Оксид свинца, формула которого PbO, может находиться в двухвидовых модификациях: высоко- и низкотемпературных. Переходы от высокотемпературной формы к низкотемпературной происходят медленнее, чем в обратном порядке. Вследствие этого элемент может пребывать в метастабильности при комнатной температуре, а в процессе растирания изменять модификационную форму.
Испарение протекает конгруэнтно, чаще всего в формах Pb2O2 и Pb4O4. Также данная группа оксидов является полупроводником. По типу проводимости, в зависимости от состава, но не превышая пределы гомогенности, оксиды бывают дырочными и электронными. По цвету они обычно бывают желтыми, красными и черными.
Видео:Оксиды. Химические свойства. 8 класс.Скачать
Химические особенности и свойства
Растворение хорошо протекает в азотной и кислородной кислотах, ухудшается растворимость в серной и соляной кислоте, так как образуются PbC12 и PbSO4, которые слаборастворимы. При растворении в щелочной среде образуются гексагидроксоплюмбаты (Na2[Pb(OH)4]). Они являются сильными окислителями, некоторые из них могут проявлять свойства амфотеров — окисляться и поглощать другие вещества. Все они способны окисляться до различных состояний, например, на открытом воздухе PbO при температуре 370 градусов перейдет в состояние молекулы Pb12O17, при 540 градусах образуется Pb3O4, а в водородной (H2) и монооксид углеродной (СО) среде вновь образуется металл путем восстановления.
Видео:КИСЛОТЫ В ХИМИИ — Химические Свойства Кислот. Реакция Кислот с Основаниями, Оксидами и МеталламиСкачать
Оксид свинца II
PbO является неорганическим соединением, которое в воде растворяется плохо. Это бинарное вещество в виде кристаллов красного или желтого цвета. В данном соединении свинец проявляет вторую валентность, соответствуя постоянной валентности кислорода. Встречается в природе с примесями, например, в массикоте или свинцовом глёте.
Как получить оксид свинца в промышленности? Его получают путем пропускания кислорода через свинец, нагретый до температуры 600 градусов (2Pb+O2—2PbO), путем нагревания гидроксида свинца при температурах около 100-145 градусов (Pb(OH)2—PbO+CO2), разложением нитратов (2Pb(NO3)2—2Pb+4NO2+O2), прогреванием карбоната свинца (PbCO3—PbO+CO2), разложением диоксидов свинца (2PbO2—PbO+O2) и окислением сульфидов свинца (2PbS+3O2—2PbO+2SO2).
По своим свойствам PbO (II) способен образовать кристаллы в двух модификационных вариантах, которые устойчивы при 489 градусах и выше.
Альфа модификация (свинцовый углет) представляет собой кристаллы красного цвета тетрагональной сингонии, имеют пространственную группу P 4/nmm. Показатель растворимости в воде — α 0,279 22 . Бета модификация (массикот) проявляет метастабильность при комнатных температурах, имеет желтый цвет, кристаллическую форму, ромбическую сингонию, пространственную группу P bcm. Показатель растворимости в воде — β 0,513 22 г/100 мл.
Оксид свинца может проявлять свойства амфотеров при взаимодействии с кислотами (PbO+2HCl—PbCl2+H2O), щелочами (PbO+2NaOH—(400градусов)Na2PbO2+H2O). Способен окисляться, взаимодействуя с кислородом до Pb3O4, а в водной суспензии бромом окисляется до диоксида свинца PbO2. Восстановление до металла происходит при участии оксида углерода, водорода и алюминия. В состоянии влажности поглощает диоксид углерода, образуя при этом основные соли.
Видео:Как расставлять коэффициенты в уравнении реакции? Химия с нуля 7-8 класс | TutorOnlineСкачать
Оксид свинца IV
Оксид свинца 4, он же диоксид свинца, имеет формулу PbO2. Является оксидом высших степеней. Как и другие соединения свинца с кислородом является бинарным веществом. Это порошок тёмно-коричневого цвета, довольно тяжелый, которому присущ запах озона. Раньше его можно было встретить под названием пероксид, или перекись свинца.
Добывают PbO2 в промышленности при помощи обработки азотной кислотой сурика свинца, после чего проводится промывка, помещение в вакуум и сушка: Pb3O4+4HNO3—PbO2+2Pb(NO3)2+2H2O.
Температура плавления данного соединения равна 290 градусов, плотность составляет 9.38г/ см³, молярная масса — 239,1988г/моль. Диоксид свинца 4 является очень сильным окислителем, способен вытеснять из концентрированной соляной кислоты хлор в результате нагревания (PbO2+4HCl—PbCl2+Cl2+2H2O). Соли марганца (II) также поддаются окислению до перманганата (5PbO2+2MnSO4+3H2SO4—5PbSO4+2HMnO4+2H2O). Является весьма токсичным веществом.
Видео:ОКСИДЫ, КИСЛОТЫ, СОЛИ И ОСНОВАНИЯ ХИМИЯ 8 класс / Подготовка к ЕГЭ по Химии - INTENSIVСкачать
Применение
Области применения диоксидов свинца самые разнообразные. Оксид свинца 4 находит свое применение, выполняя функцию сиккативов (маслянистых веществ, необходимых для ускорения процесса засыхания красок), катализатора (вещества, необходимого для ускорения протекания химических реакций между соединениями, которые при этом не входят в конечный состав продуктов любых протекающих реакций) и окислителя (вещества, в состав которого входят атомы, способные присоединять к себе свободные электроны в процессе химической реакции, окислитель также можно назвать акцептором).
PbO2 широко используется в свинцово-сернокислотных аккумуляторах, в роли положительных электронных масс в гальванических элементах. Часто, но в малых количествах может применяться как покрытие для электродов, чтобы улучшить электролизный процесс. Диоксид свинца 2 используют при изготовлении суриков, PbO2 можно встретить в аккумуляторах. Оксид свинца широко используется в области изготовления свинцовых стёкол и глазурей. Pb3O4 можно встретить в свинцовых аккумуляторах в качестве замазки и как пигмент для красок против коррозии. Большинство оксидов свинца используют при изготовлении радиотехники, резинотехнической продукции. Также незаменимы они в процессе добычи свинцовых солей при химическом синтезе.
Видео:СОЛИ ХИМИЯ 8 КЛАСС: Химические Свойства Солей и Получение // Реакция Солей с Кислотами и МеталламиСкачать
Оксид свинца II
| Оксид свинца II | |
|---|---|
 | |
| Систематическое наименование | Оксид свинца |
| Традиционные названия | Окись свинца |
| Хим. формула | PbO |
| Рац. формула | PbO |
| Состояние | α-красные, β-жёлтые кристаллы |
| Молярная масса | 223,20 г/моль |
| Плотность | α 9,13; 9,40 β 9,45; 9,63 г/см³ |
| Т. плав. | 886 °C |
| Т. кип. | 1535 °C |
| Мол. теплоёмк. | 46,41 Дж/(моль·К) |
| Энтальпия образования | -218,6 кДж/моль |
| Растворимость в воде | α 0,279 22 β 0,513 22 г/100 мл |
| ГОСТ | ГОСТ 9199-77 ГОСТ 5539-73 |
| Рег. номер CAS | 1317-36-8 |
| PubChem | 14827 |
| Рег. номер EINECS | 215-267-0 |
| SMILES | |
| RTECS | OG1750000 |
| ChEBI | 81045 |
| Номер ООН | 3288 |
| ChemSpider | 14141 |
| Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного. | |
Оксид свинца II — бинарное неорганическое соединение металла свинца и кислорода с формулой PbO, красные или жёлтые кристаллы, плохо растворимые в воде.
Видео:Химические уравнения // Как Составлять Уравнения Реакций // Химия 9 классСкачать
Содержание
- 1 Получение
- 2 Физические свойства
- 3 Химические свойства
- 4 Применение
- 5 Физиологическое действие
Видео:Составление уравнений химических реакций. 1 часть. 8 класс.Скачать
Получение
- В природе встречаются минералы свинцовый глёт и массикот — оксид свинца PbO с различными примесями.
- Пропуская воздух через расплавленный свинец:
2Pb + O2 → 600oC 2PbO
- Нагревание гидроксида свинца:
Pb(OH)2 → 100−145oC PbO + H2O
- Нагревание карбоната свинца:
PbCO3 → 315oC PbO + CO2
- Разложение нитрата свинца:
2Pb(NO3)2 → 200−470oC 2PbO + 4NO2 + O2
- Разложение диоксида свинца:
2PbO2 → 600oC 2PbO + O2
- Окисление сульфида свинца:
2PbS + 3O2 → 1200oC 2PbO + 2SO2
Видео:РЕАКЦИИ ИОННОГО ОБМЕНА, ИОННОЕ УРАВНЕНИЕ - Урок Химия 9 класс / Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать
Физические свойства
Оксид свинца II образует кристаллы двух модификаций:
- α-модификация, свинцовый глёт, устойчивый до температуры 489°С, красные кристаллы тетрагональной сингонии, пространственная группа P 4/nmm, параметры ячейки a = 0,396 нм, c = 0,500 нм, Z = 4.
- β-модификация, массикот, устойчивый при температуре выше 489°С, при комнатной температуре метастабилен, жёлтые кристаллы ромбической сингонии, пространственная группа P bcm, параметры ячейки a = 0,5492 нм, b = 0,4497 нм, c = 0,5891 нм, Z = 4.
Диамагнитен, обладает полупроводниковыми свойствами, тип проводимости зависит от состава.
Видео:ОСНОВАНИЯ В ХИМИИ — Химические свойства оснований. Реакции оснований с кислотами и солямиСкачать
Химические свойства
- Проявляет амфотерные свойства, реагирует с кислотами:
PbO + 2HCl → PbCl2 + H2O
- и щелочами:
PbO + 2NaOH → 400oC Na2PbO2 + H2O
- Во влажном состоянии поглощает углекислоту с образованием основной соли:
2PbO + CO2 + H2O → Pb2(OH)2CO3
- Окисляется кислородом:
6PbO + O2 → 445−480oC 2Pb3O4
- Бромом в водной суспензии окисляется до диоксида свинца:
PbO + Br2 + H2O → PbO2 + 2HBr
- Восстанавливается до металлического свинца водородом, оксидом углерода, алюминием (со взрывом):
PbO + H2 → 200−350oC Pb + H2O PbO + CO → 3 00−400oC Pb + CO2 3PbO + 2Al → T 3Pb + Al2O3
Видео:Химия 42. Металл свинец — Академия занимательных наукСкачать
Применение
- В производстве сурика и других соединений свинца.
- Как компонент свинцово-кислотных аккумуляторов.
- В производстве свинцовых стёкол (хрусталь, флинтглас) и глазурей.
- При производстве олиф (сиккатив).
Как и все соединения свинца, оксид свинца(II) токсичен.
Видео:8 класс. Составление уравнений химических реакций.Скачать
Физиологическое действие
Оксид свинца ядовит, как и все его соединения. Относится ко 2-му классу опасности.
Видео:Химия 9 класс (Урок№13 - Оксид серы (VI). Серная кислота и ее соли.)Скачать
Примеры решения задач по химии
Пример 1. Докажите, что оксид свинца (II) имеет амфотерный характер.
Р е ш е н и е. Для доказательства амфотерного характера любого оксида (или гидроксида) необходимо привести уравнения химических реакций, в которых эти соединения проявляют основные и кислотные свойства.
1) Основные свойства оксида свинца (II) можно проиллюстрировать на примере взаимодействия РbО с веществами, имеющими кислотный характер, т.е. с кислотой и кислотным оксидом: РbО + 2НNO3 = Pb(NO3)2 + Н2О
PbO + SiO2 = PbSiO3
В приведенных реакциях РЬО проявляет свойства основного оксида, так как реагирует с кислотой и кислотным оксидом и образует соли, в состав которых свинец входит в виде катиона Pb2 + .
2) Кислотные свойства оксида свинца (II) можно продемонстрировать с помощью реакций взаимодействия РbО со щелочами и с основными оксидами:
РbО + 2NaOH = Na2PbO2 + Н2О – в расплаве
РbО + Na2O = Na2PbO2 – в расплаве
РbО + 2NaOH + Н2О = Na2 [Pb(OH)4] – в растворе
В этих реакциях РbО выступает в роли кислотного оксида и образует соли, в состав которых свинец входит в виде аниона РbО22- или комплексного иона [Рb(ОН)4 ]2-.
Таким образом, РbО является амфотерным оксидом, так как он проявляет и основные, и кислотные свойства.
Пример 2. Напишите уравнения всех возможных реакций между следующими веществами, взятыми попарно: оксид калия, оксид фосфора (V), гидроксид натрия, серная кислота, гидросульфат натрия, гидроксид бериллия.
Р е ш е н и е. 1) Устанавливаем принадлежность каждого из этих веществ к определенному классу неорганических соединений: К2О – основный оксид, Р2О5 – кислотный оксид, NaOH – основание (щелочь), H2SO4 – кислота, NaHSO4 – кислая соль, Ве(ОН)2 – амфотерный гидроксид.
2) Используя сведения о химических свойствах оксидов, гидроксидов и солей, напишем уравнения реакций между представителями этих классов соединений.
Основный оксид К2О может взаимодействовать с кислотным оксидом, кислотой и амфотерным гидроксидом: 3К2О + 2Р2О5 = 2К3РО4
К2О + H2SO4 = K2SO4 + Н2О
К2О + Ве(ОН)2 = К2ВеО2 + Н2О
Кислотный оксид Р2О5 может взаимодействовать с основным оксидом, основанием и амфотерным гидроксидом:
Р2О5 + ЗК2О = 2К3РО4
Р2О5+ 6NaOH = 2Na3PO4 + 3Н2О
Р2О5 + ЗВе(ОН)2 = Ве3(РО4)2 + 3Н2О
Основный гидроксид NaOH реагирует с кислотным оксидом, кислотой, амфотерным гидроксидом и кислой солью:
6NaOH + Р2О5 = 2Na3PO4 + ЗН2О
2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2Н2О
2NaOH + Ве(ОН)2 = Na2BeО2 + 2H2O
NaOH + NaHSO4 = Na2SO4 + H2O
Амфотерный гидроксид Ве(ОН)2 ( или H2BeО2) реагирует с основным оксидом, основанием, кислотным оксидом и кислотой :
H2BeО2 + К2О = К2ВеО2 + Н2О
H2BeО2 + 2NaOH = Na2BeО2 + 2H2O
Амфотерный гидроксид Ве(ОН)2 при взаимодействии с основным оксидом и щелочью проявляет свойства кислоты H2BeО2:
3Ве(ОН)2 + Р2О5 = Ве3(РО4)2 + ЗН2О
Ве(ОН)2 + H2SO4 = BeSO4 + 2Н2О
Амфотерный гидроксид Ве(ОН)2 при взаимодействии с кислотным оксидом и кислотой проявляет основные свойства.
Кислая соль NaHSO4 реагирует с основным оксидом и основанием:
2NaHSO4 + К2О = Na2SO4 + K2SO4 + Н2О
NaHSO4 + NaOH = Na2SO4 + H2O
Следовательно, из всех приведенных веществ попарно не взаимодействуют только К2О и NaOH, поскольку основные оксиды не вступают в реакции с основаниями.
Пример 3. Объясните закономерность в изменении кислотно-основных свойств гидроксидов элементов третьего периода Периодической системы
Д.И. Менделеева в их высших степенях окисления.
Р е ш е н и е. 1) Введем понятие «гидроксиды». Гидроксиды – это сложные вещества, в состав которых входит гидроксильная группа ОН–. Условно класс гидроксидов можно описать с помощью общей формулы Э−О−Н (Э – химический элемент).
2) Гидроксиды делят на три группы: основные, кислотные и амфотерные. Рассмотрим, как определяется принадлежность гидроксидов к кислотам, основаниям или амфотерным гидроксидам. Принадлежность гидроксида к классу кислот или оснований определяется местом разрыва химических связей в Э−О−Н. Если разрывается связь О−Н (Э −О ↓−Н → Н+ + ЭО-), то такой гидроксид относится к классу кислот, поскольку при разрыве связи образуется ион H+ – носитель кислотных свойств. Если разрывается связь Э −О (Э ↓−О−Н → Э+ + ОН–), то гидроксид относится к классу оснований, так как образуется ион ОН– – носитель основных свойств. Если же, в зависимости от среды, разрываются обе связи Э−О и О−Н, то такие гидроксиды проявляют двойственность свойств и называются амфотерными.
3) Место разрыва химической связи в гидроксиде Э−О−Н зависит от положения элемента в Периодической системе, что и определяет относительную прочность связи между Э−О и О−Н. Силы притяжения между противоположно заряженными частицами тем значительнее, чем больше заряд каждой из них и меньше радиус.
4) Записываем формулы гидроксидов элементов третьего периода Периодической системы в их высших степенях окисления (высшая степень окисления атома элемента соответствует номеру группы):
NaOH — Mg(OH)2 — А1(ОН)3 — H2SiО3 — HNO3 — H2SO4 — НС1О4
5) Сравниваем относительную прочность связей Э−O и О−Н у высших гидроксидов третьего периода, учитывая, что при переходе от Na к CI наблюдается уменьшение радиуса атома. Благодаря своим малым размерам ион водорода Н+ в NaOH и Mg(OH)2 сильнее взаимодействует с кислородом, чем ион металла. Вследствие этого менее прочными оказываются связи Na−О и Mg−О, поэтому NaOH и Mg(OH)2 являются основаниями. В результате дальнейшего увеличения заряда и уменьшения радиуса атома при переходе к А1 связи А1−О и О−Н становятся близки по прочности, и А1(ОН)3 является типичным амфотерным гидроксидом. Наконец, у последних четырех соединений вследствие еще большего увеличения заряда и уменьшения радиуса атомов заметно увеличивается прочность связи Э−О и уменьшается прочность связи О−Н, поэтому гидроксиды H2SiO3, HNO3, H2SO4 и НСlO4 являются кислотами.
📸 Видео
Химические уравнения. СЕКРЕТНЫЙ СПОСОБ: Как составлять химические уравнения? Химия 8 классСкачать
Химия 8 класс (Урок№11 - Кислород: получение, физические и химические свойства,применение. Оксиды.)Скачать
Химия 9 класс (Урок№14 - Азот: свойства и применение. Аммиак. Физические и химические свойства.)Скачать
Кислотный оксид + вода = ??? Основной оксид + вода = ???Скачать
ОксидыСкачать
Химия | Молекулярные и ионные уравненияСкачать
