Все способы получения хлорида свинца

Хлорид свинца II

Хлорид свинца II
Систематическое наименование	Хлорид свинца
Традиционные названия	Хлористый свинец, дихлорид свинца
Хим. формула	PbCl2
Рац. формула	PbCl2
Состояние	прозрачные кристаллы
Молярная масса	278,11 г/моль
Плотность	5,85 г/см³
Твёрдость	2,5
Температура
• плавления	498; 501 °C
• кипения	950; 953; 954 °C
Мол. теплоёмк.	77,0 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	-360,0 кДж/моль
Растворимость
• в воде	0,978 20 ; 2,68 100 г/100 мл
Рег. номер CAS	7758-95-4
PubChem	166945
Рег. номер EINECS	231-845-5
SMILES
RTECS	OF9450000
ChEBI	88212
Номер ООН	2291
ChemSpider	22867
Токсичность	ядовит
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Хлорид свинца II — бинарное неорганическое соединение, соль металла свинца и соляной кислоты с формулой PbCl₂, прозрачные кристаллы, слабо растворимые в воде.

Содержание

Получение

• В природе встречается редкий минерал коттунит — PbCl₂ с примесями, часто с небольшой радиоактивностью.
• Действие хлора на металлический свинец:

Pb + Cl₂ → 200−300oC PbCl₂

• Растворение в соляной кислоте оксида, гидроксида или карбоната свинца:

PbO + 2 HCl → PbCl₂ ↓ + H₂O Pb(OH)₂ + 2 HCl → PbCl₂ ↓ + 2 H₂O PbCO₃ + 2 HCl → PbCl₂ ↓ + CO₂ + H₂O

Физические свойства

Хлорид свинца II образует прозрачные кристаллы ромбической сингонии, пространственная группа P nam, параметры ячейки a = 0,7623 нм, b = 0,9048 нм, c = 0,4535 нм, Z = 4.

Диамагнитен, плохо растворяется в воде и этаноле на холоде. Токсичен, следует избегать попадания вещества внутрь орально либо ингаляционно. Это может привести к очень тяжёлым отравлениям.

Химические свойства

• В горячих водных растворах подвергается гидролизу до основной соли:

PbCl₂ + H₂O → 50oC Pb(OH)Cl + HCl

• Хорошо растворяется в концентрированной соляной кислоте:

PbCl₂ + 2 HCl → H₂[PbCl₄]

• Разлагается щелочами:

PbCl₂ + 2 NaOH → Pb(OH)₂ ↓ + 2 NaCl PbCl₂ + 4 NaOH → Na₂[Pb(OH)4] + 2 NaCl

• Восстанавливается водородом:

PbCl₂ + H₂ → 300−350oC Pb + 2 HCl

• Вступает в обменные реакции:

PbCl₂ + 2 KI → PbI₂ ↓ + 2 KCl PbCl₂ + H₂S → PbS ↓ + 2 HCl

• В щелочной среде с карбонатами образует основную соль:

2 PbCl₂ + Na₂CO₃ + 2 NaOH → Pb2(OH)₂CO₃ ↓ + 4 NaCl

Токсичность

Дихлорид свинца токсичен, как и все соединения свинца. Может привести к очень тяжёлым отравлениям свинцом.

Источник

Хлорид свинца: свойства, строение, применение

Содержание:

В хлорид свинца представляет собой неорганическую соль, химическая формула которой PbCl_п, где n — степень окисления свинца. Итак, когда свинец +2 или +4, соль — это PbCl.₂ или PbCl₄соответственно. Таким образом, для этого металла существует два типа хлоридов.

Из двух PbCl₂ это самое главное и стабильное; а PbCl₄ это нестабильно и менее полезно. Первый имеет ионную природу, где катион Pb 2+ генерирует электростатические взаимодействия с анионом Cl – построить кристаллическую решетку; а второй — ковалентный, со связями Pb-Cl, образующими тетраэдр свинца и хлора.

Еще одно различие между двумя хлоридами свинца заключается в том, что PbCl₂ Это твердое тело из белых кристаллов игольчатой ​​формы (верхнее изображение); а PbCl₄ Это масло желтоватого цвета, которое может кристаллизоваться при -15 ° C. Введите PbCl₂ эстетичнее, чем PbCl₄.

В дополнение к тому, что уже было упомянуто, PbCl₂ в природе встречается как минерал котунит; а PbCl₄ нет, так как он подвержен гниению. Хотя из PbCl₄ вы можете получить PbO₂, из PbCl₂ они производят бесконечное множество металлоорганических соединений.

Свойства

Свойства хлорида свинца существенно зависят от степени окисления свинца; поскольку хлор не меняется, но меняется способ его взаимодействия со свинцом. Следовательно, оба соединения следует рассматривать отдельно; хлорид свинца (II), с одной стороны, и хлорид свинца (IV), с другой.

-Хлорид свинца (II)

Молярная масса

Внешность

Кристаллы белого цвета с игольчатой ​​формой.

Плотность

Температура плавления

Точка кипения

Растворимость воды

10,8 г / л при 20 ° С.Он плохо растворяется, и воду необходимо нагревать, чтобы можно было растворить значительное количество.

Показатель преломления

Свинец (IV) хлорид

Молярная масса

Внешность

Желтоватая маслянистая жидкость.

Плотность

Температура плавления

Точка кипения

50 ° С. При более высоких температурах он разлагается с выделением газообразного хлора:

Фактически, эта реакция может стать очень взрывной, поэтому PbCl сохраняется.₄ в серной кислоте при -80 ° С.

Состав

-Хлорид свинца (II)

Сначала упоминалось, что PbCl₂ представляет собой ионное соединение, поэтому состоит из ионов Pb 2+ и Cl – строящие кристалл, в котором установлено соотношение Pb: Cl, равное 1: 2; то есть в два раза больше анионов Cl – какие катионы Pb 2+ .

В результате образуются орторомбические кристаллы, ионы которых можно представить в виде модели сфер и стержней, как на изображении ниже.

Эта структура также соответствует структуре минерала котунита. Хотя полосы используются для обозначения направленности ионной связи, ее не следует путать с ковалентной связью (или, по крайней мере, чисто ковалентной).

В этих орторомбических кристаллах Pb 2+ (сероватые сферы) имеет девять Cl – (зеленые сферы) окружают его, как если бы он был заключен в треугольную призму. Из-за сложности структуры и низкой ионной плотности Pb 2+ , молекулам трудно сольватировать кристалл; причина, по которой он плохо растворяется в холодной воде.

Молекула газовой фазы

Когда ни кристалл, ни жидкость не выдерживают высоких температур, ионы начинают испаряться в виде молекул PbCl.₂ сдержанный; то есть с ковалентными связями Cl-Pb-Cl и углом 98 °, как если бы это был бумеранг. Тогда говорят, что газовая фаза состоит из этих молекул PbCl₂ а не ионов, переносимых воздушными потоками.

Свинец (IV) хлорид

Между тем, PbCl₄ это ковалентное соединение. Зачем? Поскольку катион Pb 4+ меньше и также имеет более высокую плотность ионного заряда, чем Pb 2+ , что вызывает большую поляризацию электронного облака Cl – . В результате вместо взаимодействия ионного типа Pb 4+ Cl – , образуется ковалентная связь Pb-Cl.

Учитывая это, сходство между PbCl₄ и, например, CCl₄; оба встречаются как отдельные тетраэдрические молекулы. Таким образом, объясняется, почему этот хлорид свинца при нормальных условиях представляет собой желтоватое масло; Атомы Cl имеют слабое сродство друг к другу и «скользят», когда две молекулы PbCl₄ они идут.

Однако, когда температура падает и молекулы замедляются, вероятность и эффекты мгновенных диполей (PbCl₄ неполярен ввиду его симметрии); а затем масло застывает в виде желтых гексагональных кристаллов:

Обратите внимание, что каждая сероватая сфера окружена четырьмя зелеными сферами. Эти молекулы PbCl₄ «Собранные вместе» составляют кристалл, который нестабилен и подвержен интенсивному разложению.

Номенклатура

Названия: хлорид свинца (II) и хлорид свинца (IV) соответствуют присвоенным согласно Товарной номенклатуре. Поскольку степень окисления +2 — самая низкая для свинца, а +4 — самая высокая, оба хлорида могут быть названы согласно традиционной номенклатуре как хлорид плюмбозы (PbCl₂) и хлорид свинца (PbCl₄) соответственно.

И, наконец, есть систематическая номенклатура, в которой указывается номер каждого атома в соединении. Таким образом, PbCl₂ это дихлорид свинца, а PbCl₄ тетрахлорид свинца.

Приложения

Практическое применение PbCl неизвестно.₄ помимо того, что служит для синтеза PbO₂. Однако PbCl₂ Это более полезно, и поэтому ниже будут перечислены только некоторые применения этого конкретного хлорида свинца:

— Благодаря своей высокой люминесцентности он предназначен для использования в фотографических, акустических, оптических и радиационных детекторах.

— Поскольку он не поглощает в области инфракрасного спектра, он используется для изготовления очков, пропускающих этот тип излучения.

— Он был частью так называемого золотого стекла, привлекательного материала с переливающейся голубоватой окраской, используемого в декоративных целях.

— Также, в соответствии с предметом искусства, при подщелачивании PbCl₂Свинец (ОН)₂ приобретает интенсивные белесые тона, используется как белила. Однако его использование не рекомендуется из-за его высокой токсичности.

— Плавлен и смешан с титанатом бария, BaTiO.₃, берет начало керамический титанат бария свинца Ba_{1 — х}Pb_ИксДядя₃. Если Pb 2+ войти в БАТИО₃, а Ba 2+ он должен покинуть кристалл, чтобы позволить его включению, и тогда говорят, что происходит катионный обмен; следовательно, состав Ba 2+ выражается как 1-x.

— И наконец, из PbCl₂ синтезировано несколько металлоорганических соединений свинца общей формулы R₄Pb или R₃Pb-PbR₃.

Ссылки

1. Шивер и Аткинс. (2008). Неорганическая химия. (Четвертый выпуск). Мак Гроу Хилл.
2. Википедия. (2019). Хлорид свинца (II). Получено с: en.wikipedia.org
3. Химический состав. (2019). Хлорид свинца (IV). Получено с: formulacionquimica.com
4. Кларк Джим. (2015). Хлориды углерода, кремния и свинца. Получено с: chemguide.co.uk
5. Спектральные и оптические нелинейные исследования хлорида свинца (PbCl₂) кристаллы. [PDF]. Получено с: shodhganga.inflibnet.ac.in
6. Национальный центр биотехнологической информации. (2019). Хлорид свинца. База данных PubChem; CID = 24459. Получено с: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov

10 упражнений на осознанность для детей и взрослых

Источник

Способ получения хлорида свинца

Изобретение относится к технологии получения соединений свинца, а именно к способам получения солей свинца, в частности хлорида свинца. Способ получения хлорида свинца заключается в том, что отход вторичного производства свинца обрабатывают водным раствором азотной кислоты с концентрацией 0,1-58,2 мас.% HNO₃, при перемешивании и нагревании до температуры 50-100 o С. Соотношение отход: раствор азотной кислоты должно быть равным 1:5 — 1:22,5. Полученную пульпу подвергают фильтрации. Фильтрат — маточный раствор — охлаждают, выделившиеся при этом кристаллы свинца отфильтровывают, промывают и сушат. Отход вторичного производства свинца имеет следующий состав, мас.%: Pb 6869; S 7,47,8; MgO 5,05,3; С 2,53,0; SiO₂ 1,51,84; Cu 1,01,2; Sb 1,41,5; Sn 0,951,2; Al₂0₃ 0,80,88; СаО 0,50,87; Fe 0,290,3; Ni 0,34; Cl 3,05,0; частицы углеродсодержащих материалов — остальное. Технический результат: упрощение способа за счет снижения температуры обработки отхода и исключение использования хлоридсодержащих агентов, а также утилизация кислотно-растворимых форм отхода вторичного производства свинца. 3 з.п.ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к технологии получения соединений свинца, а именно к способам получения солей свинца, в частности хлорида свинца (II).

Известны способы получения хлорида свинца, заключающиеся во взаимодействии растворов солей свинца (II) с хлор-ионами, соляной кислоты с металлическим свинцом, окисью, гидроокисью или карбонатом свинца (II), а также путем взаимодействия оксида свинца с раствором хлорида аммония [1, 2, 3].

Недостатком указанных способов является использование специальных хлорсодержащих агентов и соединений свинца реактивной квалификации.

Известен способ получения хлорида свинца из сульфидных руд, содержащих сульфид свинца. Он предусматривает взаимодействие руды с водным раствором хлорида меди (II) в присутствии хлорида натрия при нагревании и перемешивании [4]. Образовавшийся хлорид свинца наряду с другими твердыми компонентами руды отделяют фильтрацией от раствора и обрабатывают концентрированным раствором диссоциированных хлоридов металлов с целью избирательного растворения хлорида свинца. Образовавшийся маточный раствор отфильтровывают и выделяют из него кристаллизацией чистый хлорид свинца.

Недостатками способа получения хлорида свинца из сульфидных руд являются его сложность (многостадийность), а также использование целого ряда хлоридов металлов (хлорид меди (II), хлорид натрия).

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения хлорида свинца, заключающийся в обработке возгонов (пылей) электродуговых печей состава, мас. %: РbО — 3,3; ZnO — 30,4; Сr₂O₃ — 0,28; CdO — 0,07; Fе₂O₃ — 28,4; MnO — 3,5; SiO₂ — 14,8; CaO — 3,7; MgO — 2,0 водным раствором хлорида железа (III) в присутствии хлоридов других металлов с общей высокой концентрацией (до 199 г/л по Сl — -иону). Обработку проводят в автоклаве при температуре не ниже 140 o С в течение 240 мин (оптимальный режим — 175 o С, 90 мин). Образовавшуюся при этом пульпу фильтруют для отделения гематита от маточного раствора, содержащего хлориды свинца и цинка. Маточный раствор охлаждают до температуры ниже 80 o С, при этом происходит кристаллизация (осаждение) хлорида свинца, который отделяют фильтрацией, промывают и сушат [5].

Признаки прототипа, которые совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения, следующие: обработка пылевидного отхода производства свинца при нагревании водным раствором реагента; фильтрация образовавшейся пульпы; охлаждение образовавшегося при фильтрации маточного раствора; отделение от маточного раствора фильтрацией хлорида свинца, его промывка и сушка.

Недостатком способа является использование высокой температуры обработки (автоклавный процесс) и хлоридных растворов высокой концентрации.

Задача изобретения — упрощение способа за счет снижения температуры обработки отхода и исключение использования хлоридсодержащих агентов, а также утилизация кислотно-растворимых форм отхода вторичного производства свинца.

Поставленная задача была решена за счет того, что в известном способе получения хлорида свинца, включающем обработку пылевидного отхода производства свинца водным раствором реагента при нагревании с последующими фильтрацией, охлаждением, повторной фильтрацией, промывкой и сушкой полученного продукта, в качестве пылевидного отхода используют отход вторичного производства свинца состава, мас.%: Рb — 68-69; S — 7,4-7,8; MgO — 5,0-5,3; С — 2,5-3,0; SiO₂ — 1,5-1,84; Сu — 1,0-1,2; Sb — 1,4-1,5; Sn — 0,95-1,2; Аl₂О₃ — 0,8-0,88; CaO — 0,5-0,87; Fe — 0,29-0,3; Ni — 0,34; Сl — 3,0-5,0; частицы углеродсодержащих материалов — остальное. В качестве реагента для обработки отхода используют раствор азотной кислоты с концентрацией 0,1-58,2 мас.% НNО₃, а обработку ведут при перемешивании и нагревании до температуры 50-100 o С. Причем соотношение отход: раствор азотной кислоты выбирают равным 1: 5-1:22,5.

Отличительными признаками заявляемого изобретения от прототипа являются: использование в качестве пылевидного отхода производства свинца отхода вторичного производства свинца состава, мас.%: Рb — 68-69; S -7,4-7,8; MgO — 5,0-5,3; С — 2,5-3,0; SiO₂ — 1,5-1,84; Сu — 1,0-1,2; Sb — 1,4-1,5; Sn — 0,95-1,2; Аl₂О₃ — 0,8-0,88; CaO — 0,5-0,87; Fe — 0,29-0,3; Ni — 0,34; Сl — 3,0-5,0; частицы углеродсодержащих материалов — остальное; использование в качестве реагента раствора азотной кислоты с концентрацией 0,1-58,2 мас.% НNО₃; обработка отхода реагентом при перемешивании и нагревании до температуры 50-100 o С; соотношение отход: раствор азотной кислоты должно быть равным 1:5-1:22,5.

Использование в качестве пылевидного отхода производства — отхода вторичного производства свинца — позволяет исключить использование хлоридсодержащих агентов, т.к. хлорид-ионы содержатся в составе отхода.

Обработка отхода вторичного производства свинца раствором азотной кислоты позволяет перевести свинец в водорастворимую форму и тем самым получить хлорид свинца.

Процесс взаимодействия отхода с азотной кислотой начинается практически уже при комнатной температуре, повышение температуры до 100 o С существенно ускоряет это взаимодействие и увеличивает выход продукта.

На количество получаемого хлорида свинца оказывает влияние и концентрация раствора азотной кислоты: первоначально с ростом концентрации азотной кислоты выход хлорида свинца увеличивается, а затем при очень высоких значениях концентрации азотной кислоты он падает за счет роста его растворимости.

Выбор соотношения отход: раствор азотной кислоты 1:5 обусловлен удобством проведения процесса перемешивания (чем больше твердой фазы, тем труднее осуществлять перемешивание), другой предел соотношения 1:22,5 обусловлен вообще возможностью выделения хлорида свинца в виде твердого продукта.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Пылевидный отход вторичного производства свинца в количестве 20-62,5 г помещали в коническую колбу, добавляли 300-1406 мл 0,1-58,2 мас.% раствора НNО₃ и, перемешивая, нагревали до температуры 50-100 o С. Полученную пульпу выдерживали при заданной температуре в течение 1 ч при перемешивании. Затем пульпу отфильтровывали и охлаждали до комнатной температуры. Полученный осадок отфильтровывали от маточного раствора, промывали водой и сушили при температуре 105 o С.

Результаты экспериментов приведены в таблице.

Выход хлорида свинца определен из соотношения масс получившегося хлорида свинца к исходной массе использованного отхода вторичного производства свинца.

Предлагаемый способ получения хлорида свинца путем обработки отхода вторичного производства свинца раствором азотной кислоты позволяет существенно снизить (по сравнению с прототипом) температуру обработки, тем самым отказаться от процесса обработки отхода в автоклаве, отказаться от использования хлоридсодержащих агентов, т.е. упростить способ.

Источники информации: 1. Рипан Р. , Четяну И. Неорганическая химия, т.1, M., Мир, 1971, с. 451-452.

2. Михайленко Я.И. Курс общей и неорганической химии. M., Высшая школа, 1966, с. 502-503.

3. Кокозей В. Н., Поляков В.Р., Павленко В.А. Способ получения хлорида свинца. А.с. СССР 1710509, 1988.

4. J.M. Demarthe, A. Georgeaux. Pat. USA N 4902343, 1990.

5. Mc Elroy, O. Roderick. luternat. Pat. N WO 94/19501, 1994.

1. Способ получения хлорида свинца, включающий обработку пылевидного отхода производства свинца водным раствором реагента при нагревании с последующими фильтрацией, охлаждением, повторной фильтрацией, промывкой и сушкой полученного продукта, отличающийся тем, что в качестве реагента используют раствор азотной кислоты, а в качестве пылевидного отхода — отход вторичного производства следующего состава, мас.%: Pb 68-69; S 7,4-7,8; MgO 5,0-5,3; С 2,5-3,0; SiO₂, 1,5-1,84; Сu 1,0-1,2; Sb 1,4-1,5; Sn 0,95-1,2; А1₂О₃ 0,8-0,88; СаО 0,5-0,87; Fe 0,29-0,3; Ni 0,34; Cl 3,0-5,0, частицы углеродсодержащих материалов — остальное.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку отхода ведут раствором азотной кислоты с концентрацией 0,1-58,2 мас.% HNO₃.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку отхода реагентом ведут при перемешивании и нагревании до температуры 50-100С.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что соотношение отход : раствор азотной кислоты выбирают равным 1:5-1:22,5.

Источник