Diossido di piombo

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Diossido di piombo
Campione di diossido di piombo
Nome IUPAC
diossido di piombo, ossido di piombo(IV)
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare PbO2
Massa molecolare (u) 239,20
Aspetto solido nero-marrone scuro
Numero CAS 1309-60-0
Numero EINECS 215-174-5
PubChem 14793
SMILES O=[Pb]=O
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.) 9,4[1]
Solubilità in acqua 0,14 mg/l[1]
Temperatura di fusione 290 °C (563 K) dec.[1]
Proprietà termochimiche
ΔfH0 (kJ·mol−1) –277,6[2]
ΔfG0 (kJ·mol−1) –217,5[2]
S0m(J·K−1mol−1) 68,7[2]
C0p,m(J·K−1mol−1) 64,6[2]
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
comburente tossico a lungo termine irritante pericoloso per l'ambiente

pericolo

Frasi H 272 - 360Df - 302+332 - 373 - 410 [1]
Consigli P 201 - 210 - 261 - 273 - 280 - 308+313 [1]

Il diossido di piombo o ossido di piombo(IV) è il composto inorganico di formula PbO2. In condizioni normali è un solido inodore di colore nero-marrone scuro, praticamente insolubile in acqua. È un ossido dove il piombo risulta nello stato di ossidazione +4. PbO2 è un forte ossidante utilizzato nella fabbricazione di fiammiferi, di materiali pirotecnici e di altri prodotti chimici. Su tutti gli autoveicoli sono diffusissimi gli accumulatori al piombo, contenti elettrodi di diossido di piombo.[2][3]

Struttura[modifica | modifica wikitesto]

Il diossido di piombo esiste in due polimorfi, denominati alfa e beta, che esistono in natura rispettivamente nei due minerali rari scrutinyite e plattnerite. La forma β-PbO2 era già stata identificata nel 1845,[4] mentre la forma α-PbO2 fu sintetizzata per la prima volta nel 1946 e trovata in natura come minerale nel 1981.[5]

La forma alfa ha struttura cristallina ortorombica, gruppo spaziale Pbcn (No. 60), con costanti di reticolo a = 497 pm, b = 596 pm e c = 544 pm, con quattro unità di formula per cella elementare. Gli atomi di piombo sono esacoordinati e la struttura consiste di ottaedri legati tramite lati adiacenti per formare catene a zig-zag.[5]

La forma beta ha struttura cristallina tetragonale, gruppo spaziale P42/mnm (No. 136), con costanti di reticolo a = 496,1 pm e c = 338,5 pm, con due unità di formula per cella elementare. Questa struttura è tipo rutilo, ed è costituita da colonne di ottaedri che condividono lati opposti e sono unite ad altre catene tramite i vertici.[5][6]

Sintesi[modifica | modifica wikitesto]

Il diossido di piombo viene prodotto a livello industriale tramite l'ossidazione con cloro di una sospensione alcalina di Pb3O4.[3][7]

Negli accumulatori a piombo il diossido di piombo viene depositato sull'anodo elettrolizzando una soluzione di sali di piombo in ambiente acido. Altri metodi di sintesi sono: (a) l'ossidazione con cloro di una sospensione di PbSO4 e Mg(OH)2, l'ossidazione di Pb3O4 con acido nitrico, la fusione di PbO con una miscela di nitrato di sodio e clorato di sodio.[2] Come ossidante si può usare anche ipoclorito.[8]

Reattività[modifica | modifica wikitesto]

PbO2 è un composto dove il piombo ha numero di ossidazione +4. Questa specie è fortemente ossidante e mostra un comportamento anfotero (può reagire sia con acidi che con basi). Reagendo con acidi agisce anche da ossidante e forma in genere composti di Pb(II). Ad esempio in acido cloridrico concentrato a caldo forma cloruro di piombo(II) e libera cloro gassoso; con acido solforico o nitrico forma il sale di piombo(II) e libera ossigeno:[2][3]

PbO2 + 4HCl → PbCl2 + 2H2O + Cl2
PbO2 + H2SO4 → PbSO4 + H2O + ½O2
PbO2 + 2HNO3 → Pb(NO3)2 + H2O + ½O2

In alcune condizioni si possono produrre anche sali di piombo(IV); ad esempio in acido cloridrico a freddo:

PbO2 + 4HCl → PbCl4 + 2H2O

Per fusione con NaOH forma ortopiombati e metapiombati (Na4PbO4 e Na2PbO3), mentre sciogliendosi in presenza di basi forti si forma lo ione idrossipiombato, Pb(OH)62−:[2]

PbO2 + 2NaOH + 2H2O → Na2[Pb(OH)6]

Per riscaldamento all'aria PbO2 si decompone progressivamente a seconda della temperatura:[3]

PbO2 Pb12O19 Pb12O17 Pb3O4 PbO

Usi[modifica | modifica wikitesto]

Il diossido di piombo viene usato principalmente negli accumulatori a piombo. In altri utilizzi è sfruttato come ossidante nella preparazione di prodotti chimici, pigmenti, fiammiferi, fuochi d'artificio ed esplosivi.[3]

Tossicità / Indicazioni di sicurezza[modifica | modifica wikitesto]

PbO2 è un forte ossidante, irritante per contatto con occhi e mucose. Risulta tossico se ingerito o inalato. I sintomi di avvelenamento cronico comprendono vertigini, insonnia, debolezza, dolori muscolari. A lungo andare si hanno danni al sistema nervoso centrale e ai reni. Avvelenamenti acuti provocano sapore metallico, vomito, costipazione, coliche addominali, disfunzioni renali, cali di pressione, collasso. PbO2 è un composto tossico per la riproduzione. Non risultano informazioni su eventuali effetti cancerogeni. Il diossido di piombo è inoltre pericoloso per gli organismi acquatici.[1]

Note[modifica | modifica wikitesto]

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

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