LOODCHLORIDE: EIGENSCHAPPEN, STRUCTUUR, GEBRUIK - CHEMIE - 2025

De loodchloride een anorganisch zout met de chemische formule PbCl _n , waarbij n het oxidatiegetal van lood. Wanneer aldus lead is 2 of 4, het zout PbCl ₂ of PbCl ₄ resp. Daarom zijn er twee soorten chloriden voor dit metaal.

Van de twee is PbCl ₂ de belangrijkste en meest stabiele; terwijl PbCl ₄ onstabiel en minder bruikbaar is. De eerste is ionisch van aard, waarbij het Pb ²⁺ -kation elektrostatische interacties genereert met het Cl-anion ^- om een ​​kristalrooster te bouwen; en de tweede is covalent, waarbij Pb-Cl-bindingen een lood- en chloortetraëder vormen.

Neergeslagen PbCl2-naalden. Bron: Rrausch1974

Een ander verschil tussen de twee loodchloriden is dat PbCl ₂ een vaste stof is met witte, naaldvormige kristallen (bovenste afbeelding); terwijl PbCl ₄ een gelige olie is die kan kristalliseren bij -15ºC. PbCl ₂ is van meet af aan esthetischer dan PbCl ₄ .

Naast wat al is genoemd, wordt PbCl ₂ in de natuur aangetroffen als het mineraal cotuniet; terwijl PbCl ₄ dat niet doet, aangezien het vatbaar is voor ontleding. Hoewel PbCl ₄ kan worden gebruikt om PbO ₂ te verkrijgen , wordt een eindeloze verscheidenheid aan organometaalverbindingen afgeleid van PbCl ₂ .

Eigendommen

De eigenschappen van loodchloride zijn in wezen afhankelijk van het oxidatiegetal van lood; omdat chloor niet verandert, maar de manier waarop het met lood samenwerkt. Daarom moeten beide verbindingen afzonderlijk worden behandeld; lood (II) chloride enerzijds en lood (IV) chloride anderzijds.

-Lood (II) chloride

Molaire massa

278,10 g / mol.

Fysiek uiterlijk

Wit gekleurde kristallen met naaldvormen.

Dichtheid

5,85 g / ml.

Smeltpunt

501 ° C.

Kookpunt

950 ° C.

Oplosbaarheid in water

10,8 g / L bij 20 ° C. Het is slecht oplosbaar en het water moet worden verwarmd zodat een aanzienlijke hoeveelheid kan oplossen.

Brekingsindex

2.199.

Lood (IV) chloride

Molaire massa

349.012 g / mol.

Fysiek uiterlijk

Geelachtige olieachtige vloeistof.

Dichtheid

3,2 g / ml.

Smeltpunt

-15 ° C.

Kookpunt

50 ° C. Bij hogere temperaturen ontleedt het waarbij chloorgas vrijkomt:

PbCl ₄ (s) => PbCl ₂ (s) + Cl ₂ (g)

In feite kan deze reactie zeer explosief worden, dus wordt PbCl ₄ opgeslagen in zwavelzuur bij -80ºC.

Structuur

-Lood (II) chloride

In het begin werd vermeld dat PbCl ₂ een ionische verbinding is, zodat het bestaat uit Pb ²⁺ en Cl ^- ionen die een kristal vormen waarin een Pb: Cl-verhouding gelijk aan 1: 2 wordt vastgesteld; dat wil zeggen, er zijn twee keer zoveel Cl ^- anionen als er Pb ²⁺ -kationen zijn .

Het resultaat is dat orthorhombische kristallen worden gevormd waarvan de ionen kunnen worden weergegeven met een model van bollen en staven zoals in de afbeelding hieronder.

Structuur van de cotuniet. Bron: Benjah-bmm27.

Deze structuur komt ook overeen met die van het cotunietmineraal. Hoewel staven worden gebruikt om de richting van de ionische binding aan te geven, moet deze niet worden verward met een covalente binding (of op zijn minst puur covalent).

In deze orthorhombische kristallen, Pb ²⁺ (grijze bollen) heeft negen Cl ^- (groene bolletjes) eromheen, alsof het op een driehoekig prisma zijn ingesloten. Vanwege de complexiteit van de structuur en de lage ionische dichtheid van Pb ²⁺ , is het moeilijk voor de moleculen om het kristal te solvateren; daarom is het slecht oplosbaar in koud water.

Gasfase molecuul

Wanneer noch het kristal, noch de vloeistof de hoge temperaturen kunnen weerstaan, beginnen de ionen te verdampen als afzonderlijke PbCl _2- moleculen ; dat wil zeggen, met Cl-Pb-Cl covalente bindingen en een hoek van 98 °, alsof het een boemerang is. De gasfase zou dan bestaan ​​uit deze PbCl _2- moleculen en niet uit ionen die worden meegevoerd door luchtstromen.

Lood (IV) chloride

Ondertussen is PbCl ₄ een covalente verbinding. Waarom? Omdat het Pb ⁴⁺ kation kleiner is en ook een hogere ionische ladingsdichtheid heeft dan Pb ²⁺ , zorgt dit voor een grotere polarisatie van de Cl ^- elektronenwolk . Het resultaat is dat in plaats van een ionische Pb ⁴⁺ Cl ^- interactie , de covalente Pb-Cl-binding wordt gevormd.

Dit in aanmerking nemend, wordt de gelijkenis tussen PbCl ₄ en bijvoorbeeld CCl ₄ begrepen ; beide komen voor als enkele tetraëdrische moleculen. Zo wordt uitgelegd waarom dit loodchloride onder normale omstandigheden een gelige olie is; Cl-atomen zijn losjes aan elkaar verwant en "glijden" wanneer twee PbCl _4- moleculen naderen.

Wanneer de temperatuur daalt en de moleculen trager worden, de waarschijnlijkheid en effecten van onmiddellijke verhoging dipolen (PbCl ₄ wordt apolaire gezien de symmetrieas); en dan bevriest de olie als gele hexagonale kristallen:

Kristalstructuur van PbCl4. Bron: Benjah-bmm27

Merk op dat elke grijsachtige bol wordt omgeven door vier groene bollen. Deze "ingepakt" PbCl ₄ moleculen vormen een onstabiele kristal dat gevoelig is voor krachtige ontleding.

Nomenclatuur

De namen: lood (II) chloride en lood (IV) chloride komen overeen met de namen die zijn toegekend volgens de voorraadnomenclatuur. Aangezien het oxidatiegetal +2 het laagste is voor lood en +4 het hoogste, kunnen beide chloriden volgens de traditionele nomenclatuur respectievelijk plumbosechloride (PbCl ₂ ) en loodchloride (PbCl ₄ ) genoemd worden.

En tot slot is er de systematische nomenclatuur, die het nummer van elk atoom in de verbinding benadrukt. PbCl ₂ is dus looddichloride en PbCl _{4 is} loodtetrachloride.

Toepassingen

Er is geen praktisch gebruik bekend voor PbCl ₄ anders dan dienen voor de synthese van PbO ₂ . PbCl ₂ is echter nuttiger en daarom worden hieronder slechts enkele toepassingen voor dit specifieke loodchloride vermeld:

- Vanwege zijn sterk luminescerende aard is het bedoeld voor fotografische, akoestische, optische en stralingsdetectoren.

- Omdat het niet absorbeert in het gebied van het infraroodspectrum, wordt het gebruikt voor de vervaardiging van glazen die dit soort straling doorlaten.

- Het maakt deel uit van wat wordt genoemd gouden glas, een aantrekkelijk materiaal met iriserende blauwachtige kleuren dat wordt gebruikt voor decoratieve doeleinden.

- Ook, in navolging van het onderwerp kunst, krijgt PbCl ₂ · Pb (OH) ₂ , wanneer het alkalisch is gemaakt, intense witachtige tinten en wordt het gebruikt als het witte loodpigment. Het gebruik ervan werd echter afgeraden vanwege de hoge toxiciteit.

- Gesmolten en gemengd met bariumtitanaat, BaTiO ₃ , geeft aanleiding tot het keramische bariumtitanaat en lood Ba _{1 - x} Pb _x TiO ₃ . Als een Pb ²⁺ BaTiO ₃ binnengaat , moet een Ba ²⁺ het kristal verlaten om zijn opname mogelijk te maken, en er wordt gezegd dat er een kationuitwisseling plaatsvindt; daarom wordt de samenstelling van Ba ²⁺ uitgedrukt als 1-x.

- En tenslotte worden uit PbCl ₂ verschillende organometallische loodverbindingen met de algemene formule R ₄ Pb of R ₃ Pb-PbR ₃ gesynthetiseerd .

Referenties

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganische scheikunde. (Vierde druk). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Lood (II) chloride. Hersteld van: en.wikipedia.org
3. Chemische formulering. (2019). Lood (IV) chloride. Hersteld van: Formulacionquimica.com
4. Clark Jim. (2015). De chloriden van koolstof, silicium en lood. Hersteld van: chemguide.co.uk
5. Spectrale en optische niet-lineaire onderzoeken naar loodchloride (PbCl ₂ ) -kristallen. . Hersteld van: shodhganga.inflibnet.ac.in
6. Nationaal centrum voor informatie over biotechnologie. (2019). Loodchloride. PubChem-database; CID = 24459. Hersteld van: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov