Cloreto de chumbo: propriedades, estrutura, usos

O cloreto de chumbo é um sal inorgânico que tem a fórmula química PbCl n , onde n é o número de oxidação de chumbo. Assim, quando o chumbo é como 2 ou 4, o sal é PbCl 2 ou PbCl 4 , respectivamente. Portanto, existem dois tipos de cloretos para este metal.

Dos dois, o PbCl 2 é o mais importante e estável; enquanto PbCl 4 é instável e menos útil. O primeiro é de natureza iônica, onde o cátion Pb 2+ gera interações eletrostáticas com o ânion Cl para construir uma rede cristalina; e o segundo é covalente, com ligações Pb-Cl originando um tetraedro de chumbo e cloro.

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Agulhas de PbCl2 precipitaram. Fonte: Rrausch1974 [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Outra diferença entre os dois cloretos de chumbo é que PbCl 2 é um sólido cristais aciculares brancos (parte superior); enquanto PbCl 4 é um óleo amarelado que pode cristalizar a -15 ° C. O PbCl 2 de entrada é mais estético que o PbCl 4 .

Além do que já foi mencionado, o PbCl 2 é encontrado na natureza como mineral de cotunita; enquanto PbCl 4 não, pois é suscetível a decomposições. Enquanto que, de PbCl 4 pode obter o PbO 2 , o PbCl 2 derivar uma infinita variedade de compostos organometálicos.

Propriedades

As propriedades do cloreto de chumbo dependem essencialmente do número de oxidação do chumbo; desde então, o cloro não muda, mas a maneira como interage com o chumbo. Portanto, ambos os compostos devem ser abordados separadamente; cloreto de chumbo (II), por um lado, e cloreto de chumbo (IV), por outro.

– Cloreto de chumbo (II)

Massa molar

278,10 g / mol.

Aparência física

Cristais brancos com formas de agulha.

Densidade

5,85 g / mL.

Ponto de fusão

501 ° C.

Ponto de ebulição

950 ° C.

Solubilidade em água

10,8 g / L a 20 ° C. É pouco solúvel e a água deve ser aquecida para que uma quantidade considerável possa ser dissolvida.

Índice de refração

2.199.

Cloreto de chumbo (IV)

Massa molar

349,012 g / mol.

Aparência física

Líquido oleoso amarelado.

Densidade

3,2 g / mL.

Ponto de fusão

-15 ° C.

Ponto de ebulição

50 ° C Em temperaturas mais altas, decompõe-se liberando cloro gasoso:

PbCl 4 (s) => PbCl 2 (s) + Cl 2 (g)

De facto, esta reacção pode ser muito explosivo, de modo que o armazenado PbCl 4 em ácido sulfúrico a -80 ° C.

Estrutura

– Cloreto de chumbo (II)

No início, foi mencionado que o PbCl 2 é um composto iônico, de modo que consiste em íons Pb 2+ e Cl que formam um cristal no qual é estabelecida uma razão Pb: Cl igual a 1: 2; isto é, há o dobro de ânions Cl que catiônicos Pb 2+ .

O resultado é que cristais ortorrômbicos são formados cujos íons podem ser representados com um modelo de esferas e barras como na imagem abaixo.

Cloreto de chumbo: propriedades, estrutura, usos 2

Estrutura cotunita. Fonte: Benjah-bmm27 [Domínio público].

Essa estrutura também corresponde à do mineral cotunita. Embora as hastes sejam usadas para indicar uma direcionalidade da ligação iônica, ela não deve ser confundida com uma ligação covalente (ou pelo menos puramente covalente).

Nesses cristais ortorrômbicos, o Pb 2+ (esferas cinza) possui nove Cl (esferas verdes) ao seu redor, como se estivesse dentro de um prisma triangular. Devido à complexidade da estrutura e à baixa densidade iônica do Pb 2+ , as moléculas acham difícil solvatar o cristal; razão pela qual é pouco solúvel em água fria.

Molécula em fase gasosa

Quando o vidro ou líquido pode suportar as altas temperaturas, os iões de começar a vaporizar como moléculas PbCl 2 discreta; isto é, com ligações covalentes Cl-Pb-Cl e um ângulo de 98º, como se fosse um bumerangue. Diz-se que a fase gasosa consiste dessas moléculas de PbCl 2 e não de íons transportados pelas correntes de ar.

Cloreto de chumbo (IV)

Enquanto isso, o PbCl 4 é um composto covalente. Porque Como o cátion Pb 4+ é menor e também possui uma densidade de carga iônica maior que o Pb 2+ , o que causa uma maior polarização da nuvem eletrônica Cl . O resultado é que, em vez de haver uma interacção de tipo iónico Pb 4+ Cl , a ligação covalente de Pb-Cl é formado.

Considerando isso, a semelhança entre PbCl 4 e, por exemplo, CCl 4 é entendida ; ambos são apresentados como moléculas tetraédricas individuais. Assim, é explicado por que esse cloreto de chumbo é um óleo amarelado em condições normais; Os átomos de Cl são poucos relacionados entre si e “escorregam” quando duas moléculas de PbCl 4 se aproximam.

No entanto, quando a temperatura cai e as moléculas se tornam mais lentas, a probabilidade e os efeitos dos dipolos instantâneos aumentam (o PbCl 4 é apolar, dada sua simetria); e então, o óleo congela como cristais hexagonais amarelos:

Cloreto de chumbo: propriedades, estrutura, usos 3

Estrutura cristalina de PbCl4. Fonte: Benjah-bmm27 [Domínio público]

Observe que cada esfera cinza é cercada por quatro esferas verdes. Essas moléculas “apertadas” de PbCl 4 formam um cristal instável e suscetível a se decompor vigorosamente.

Nomenclatura

Os nomes: cloreto de chumbo (II) e cloreto de chumbo (IV) correspondem àqueles atribuídos de acordo com a nomenclatura de ações. Uma vez que o número de oxidação dois, é a mais pequena para o chumbo, e 4 o mais, ambos os cloretos pode ser chamado como o cloreto de nomenclatura tradicional como plumbous (PbCl 2 ), e cloreto de plumbic (PbCl 4 ), respectivamente.

E, finalmente, há a nomenclatura sistemática, que destaca o número de cada átomo do composto. Assim, PbCl 2 é o dicloreto de chumbo, e PbCl 4 chumbo tetracloreto.

Usos

Não há uso prático conhecido para PbCl 4, além de servir para a síntese de PbO 2 . No entanto, o PbCl 2 é mais útil e é por isso que apenas alguns usos para esse cloreto de chumbo específico estão listados abaixo:

– Devido à sua natureza altamente luminescente, destina-se a dispositivos fotográficos, acústicos, ópticos e detectores de radiação.

– Por não absorver na região do espectro infravermelho, é utilizado na fabricação de óculos que transmitem esse tipo de radiação.

– Faz parte do que eles chamam de vidro aurene, um material atraente de cores azuladas iridescentes usado para fins ornamentais.

– Além disso, seguindo o tema da arte, quando atingido, o PbCl 2 · Pb (OH) 2 adquire tons esbranquiçados intensos, sendo usado como pigmento de chumbo branco. No entanto, seu uso é desencorajado devido à sua alta toxicidade.

– Derretido e misturado com titanato de bário, BaTiO 3 , origina o titanato de bário cerâmico e chumbo Ba 1 – x Pb x TiO 3 . Se um Pb 2+ entra no BaTiO 3 , um Ba 2+ deve deixar o cristal para permitir sua incorporação, e é dito que ocorre uma troca catiônica; É por isso que a composição de Ba 2+ é expressa como 1-x.

– E, finalmente, de PbCl 2 Diversos compostos organometálicos de fórmula geral R vantagem de serem sintetizados quatro Pb ou R 3 Pb-RBB 3 .

Referências

  1. Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgânica (Quarta edição). Mc Graw Hill
  2. Wikipedia (2019). Cloreto de chumbo (II). Recuperado de: en.wikipedia.org
  3. Formulação química (2019). Cloreto de chumbo (IV). Recuperado de: formulacionquimica.com
  4. Clark Jim (2015). Os cloretos de carbono, silício e chumbo. Recuperado de: chemguide.co.uk
  5. Estudos não lineares espectrais e ópticos em cristais de cloreto de chumbo (PbCl 2 ). [PDF]. Recuperado de: shodhganga.inflibnet.ac.in
  6. Centro Nacional de Informação Biotecnológica. (2019). Cloreto de chumbo Banco de dados PubChem; CID = 24459. Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov

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