Iodeto de chumbo: estrutura, propriedades, produção, usos

Iodeto de chumbo: estrutura, propriedades, produção, usos

O iodeto de chumbo é um composto inorgânico formado pelo elemento chumbo (Pb) no estado de oxidação +2 e iodo (I) com valência -1. Sua fórmula química é PbI 2 . É um composto tóxico. Por ter chumbo, é prejudicial aos seres humanos, animais e ecossistemas naturais. Além disso, o iodeto também pode causar algumas doenças.

O composto PbI 4 , ou seja, com o chumbo no estado de oxidação +4, parece estar ausente , provavelmente devido à capacidade redutora do íon iodeto (I ). PbI 2 é uma cor amarela dourada sólida pouco solúvel em água.

Pode ser obtido usando uma reação de troca iônica entre um iodeto e um sal de chumbo, ambos solúveis em água.

Possui propriedades semicondutoras, razão pela qual a maioria de suas aplicações atuais são em dispositivos fotovoltaicos, determinados detectores de radiação e sensores.

Um dos usos mais estudados desse composto é o das células solares de perovskita, que provaram ser muito eficientes e baratas.

Estrutura

No iodeto de chumbo, a ligação entre seus átomos é apenas parcialmente iônica. Os átomos formam camadas com uma estrutura hexagonal e estas são unidas por forças fracas de Van der Waals.

Essas forças não são iônicas nem covalentes, são fracas interações entre as camadas eletrônicas dos átomos.

Nomenclatura

  • Iodeto de chumbo
  • Iodeto de chumbo (II)
  • Diiodeto de chumbo
  • Iodeto de Plumbato

Propriedades

Estado físico

Sólido cristalino amarelo brilhante. Cristais hexagonais.

Peso molecular

461 g / mol

Ponto de fusão

410 ºC

Ponto de ebulição

954 ° C, ferve com decomposição.

Densidade

6,16 g / cm 3

Solubilidade

Ligeiramente solúvel em água: 0,076 g / 100 mL a 25 ° C. Solúvel em água quente. Insolúvel em álcool e ácido clorídrico frio (HCl).

Propriedades quimicas

Suas propriedades oxidantes e redutoras são fracas. No entanto, pode ter reações de redução da oxidor.

Embora seja muito pouco solúvel em água, ele se dissolve em soluções concentradas de iodetos alcalinos, como o iodeto de potássio (KI). É solúvel em solução concentrada de acetato de sódio (CH 3 COONa). Dissolve-se livremente em solução de tiossulfato de sódio (Na 2 S 2 O 3 ).

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Alguns autores indicam que na água o íon PbI + pode ser gerado e se houver excesso de iodeto (I ) , espécies mais complexas, como PbI 3 e PbI 4 2-, podem ser formadas , entre outras.

Não é inflamável.

Outras propriedades físicas

Ele se comporta como um semicondutor, ou seja, pode ou não conduzir eletricidade, dependendo das condições a que está sujeito.

É um semicondutor de gap direto, ou seja, para que um de seus elétrons passe da banda de valência para a banda de condução, ele deve ter apenas uma quantidade de energia igual à largura de banda proibida.

Devido ao alto número atômico de seus elementos (Pb = 82, I = 53), possui alta capacidade fotoelétrica. Sua faixa de 2,5 eV permite performances fotovoltaicas altamente eficientes em temperaturas de até 250 ° C.

Obtenção

Pode ser preparado fazendo reagir um composto de chumbo solúvel em água com ácido iodídrico (HI) ou com iodeto de metal solúvel. Por exemplo, uma solução aquosa de acetato de chumbo é misturada com iodeto de potássio:

Pb (CH 3 COO) 2 + 2 Kl → PBI 2 ↓ + 2 K (CH 3 COO)

Esse tipo de reação é conhecido como “troca iônica” porque cátions e ânions são trocados entre sais.

No exemplo mencionado, o acetato de potássio é muito solúvel em água e permanece dissolvido, enquanto o iodeto de potássio, sendo menos solúvel, precipita e pode ser filtrado. A purificação é realizada recristalizando o composto a partir de água.

A precipitação de PbI 2 pode ser vista na imagem a seguir, mostrando um tubo de ensaio em que o nitrato de chumbo (II) (Pb (NO 3 ) 2 ) e iodeto de potássio (KI) foram misturados em solução aquosa. Este efeito é chamado de “chuva de ouro”.

Formulários

Como semicondutor

É usado como um detector para fótons de alta energia, como raios-X e raios gama. Pode ser usado em dispositivos fotovoltaicos, fotocélulas, luzes LED, detectores ópticos e em sensores para classificação e diagnóstico biológicos.

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Se for introduzido em nanoestruturas, pode ser usado em fotocatálise e células solares. Além disso, muitas nanopartículas de PbI 2 têm propriedades luminescentes.

Células solares

PbI 2 é um intermediário na síntese de perovskitas destinadas a células solares. Este tipo de células fotovoltaicas contém chumbo e iodeto de metilamio (CH 3 NH 3 PBI 3 ) sobre um TiO base 2 .

Tais dispositivos têm alta eficiência e baixo custo, motivo pelo qual foram objeto de muitos estudos e pesquisas.

No entanto, desde CH 3 NH 3 PBI 3 pode decompor com a água da chuva, que tem sido estudada como contaminante estas células pode ser tanto quando em utilização e quando eles são descartados.

CH 3 NH 3 PBI 3 em contacto com a água decompõe em metilamina (CH 3 NH 2 ), ácido iodídrico e PBI 2 . Embora o último seja pouco solúvel em água, ele pode liberar quantidades do íon Pb 2+ tóxico ao longo do tempo .

Os estudos não são conclusivos, pois o local onde ocorre a liberação do chumbo deve ser levado em consideração para determinar se a quantidade pode ser prejudicial a curto prazo. Além disso, uma liberação sustentada pode se bioacumular e ser muito perigosa.

Outros aplicativos

  • É pulverizado nas nuvens para produzir chuva.
  • Em filtros de astronomia no infravermelho distante.
  • Em fotografia, gravuras, filmes para gravar imagens ópticas, emulsões fotográficas.
  • No forro do freio. Em graxas lubrificantes.
  • Lâmpadas de arco de vapor de mercúrio. Em papel eletro-sensível.
  • Materiais termoelétricos, baterias térmicas com iodo.

Riscos

Para segurança

Deve ser armazenado longe de oxidantes como percloratos, peróxidos, permanganatos, cloratos e nitratos. O contato com metais quimicamente ativos como potássio, sódio, magnésio e zinco também deve ser evitado. Em todos esses casos, uma reação violenta pode ocorrer.

Gases venenosos de chumbo e iodo são gerados se submetidos a um forte aquecimento.

Para a saúde

É muito prejudicial para os seres humanos. Foi confirmado que é cancerígeno para animais, portanto, pode-se deduzir razoavelmente que também é cancerígeno para humanos.

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Pode causar dor de cabeça, irritabilidade, reduzir a memória e perturbar o sono. O chumbo contido neste composto pode causar danos permanentes aos rins, cérebro, nervos, células sanguíneas e risco de alta pressão.

Ele deve ser tratado como um teratogênio (um composto que pode gerar um defeito de nascença). Também pode produzir iodismo, cujos sintomas são congestão nas narinas, dor de cabeça, irritação das membranas mucosas e erupção cutânea, entre outros.

Para o ambiente natural

É classificado como poluente tóxico. Deve ser mantido longe de fontes de água e esgotos. Para evitar a contaminação, os diques devem ser construídos sempre que precisar ser retido.

É muito tóxico para a vida aquática, com efeitos que duram ao longo do tempo, pois é bioacumulável.

Referências

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