Cloreto de chumbo: propriedades, estrutura, usos - Ciência - 2023

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o cloreto de chumbo é um sal inorgânico cuja fórmula química é PbCln, onde n é o número de oxidação do chumbo. Então, quando o chumbo é +2 ou +4, o sal é PbCl2 ou PbCl4, respectivamente. Portanto, existem dois tipos de cloretos para esse metal.

Dos dois, o PbCl2 é o mais importante e estável; enquanto PbCl4 é instável e menos útil. O primeiro é de natureza iônica, onde o cátion Pb2+ gera interações eletrostáticas com o ânion Cl– para construir uma estrutura de cristal; e o segundo é covalente, com ligações Pb-Cl criando um tetraedro de chumbo e cloro.

Outra diferença entre os dois cloretos de chumbo é que o PbCl2 É um sólido de cristais brancos em forma de agulha (imagem superior); enquanto PbCl4 É um óleo amarelado que pode cristalizar a -15ºC. Insira o PbCl2 é mais estético do que PbCl4.


Além do que já foi mencionado, o PbCl2 é encontrado na natureza como o mineral cotunito; enquanto o PbCl4 não, pois é suscetível à decomposição. Embora de PbCl4 você pode obter o PbO2, de PbCl2 eles derivam uma variedade infinita de compostos organometálicos.

Propriedades

As propriedades do cloreto de chumbo dependem essencialmente do número de oxidação do chumbo; já que o cloro não muda, mas sim a maneira como ele interage com o chumbo. Portanto, ambos os compostos devem ser tratados 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 de cor branca com formas de agulhas.

Densidade

5,85 g / mL.

Ponto de fusão

501 ° C


Ponto de ebulição

950 ° C

Solubilidade em água

10,8 g / L a 20 ° CÉ pouco solúvel e a água deve ser aquecida para que uma quantidade considerável se dissolva.

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, ele se decompõe liberando gás cloro:

PbCl4(s) => PbCl2(s) + Cl2(g)

Na verdade, esta reação pode se tornar muito explosiva, então o PbCl é armazenado4 em ácido sulfúrico a -80 ° C.

Estrutura

- Cloreto de chumbo (II)

A princípio, foi mencionado que o PbCl2 é um composto iônico, portanto consiste em íons de Pb2+ e Cl– que constroem um cristal no qual uma razão Pb: Cl igual a 1: 2 é estabelecida; isto é, há duas vezes mais ânions Cl– quais cátions Pb2+.


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

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

Nestes cristais ortorrômbicos, o Pb2+ (esferas acinzentadas) tem nove Cl– (esferas verdes) em torno dele, como se ele estivesse dentro de um prisma triangular. Devido à complexidade da estrutura e à baixa densidade iônica do Pb2+, é difícil para as moléculas solvatarem o cristal; por isso é pouco solúvel em água fria.

Molécula de fase gasosa

Quando nem o cristal nem o líquido podem suportar as altas temperaturas, os íons começam a vaporizar como moléculas de PbCl.2 discreto; ou seja, com ligações covalentes Cl-Pb-Cl e um ângulo de 98º, como se fosse um bumerangue. A fase gasosa é então considerada consistir nessas moléculas de PbCl2 e não de íons transportados por correntes de ar.

Cloreto de chumbo (IV)

Enquanto isso, o PbCl4 é um composto covalente. Por quê? Porque o cátion Pb4+ é menor e também tem uma densidade de carga iônica maior do que o Pb2+, o que provoca uma maior polarização da nuvem eletrônica de Cl–. O resultado é que em vez de uma interação do tipo iônico Pb4+Cl–, a ligação covalente Pb-Cl é formada.

Considerando isso, a similaridade entre PbCl4 e, por exemplo, o CCl4; ambos ocorrem como moléculas tetraédricas únicas. Assim, explica-se por que esse cloreto de chumbo é um óleo amarelado em condições normais; Os átomos de Cl têm pouca afinidade entre si e "escorregam" quando duas moléculas de PbCl4 eles estão vindo.

No entanto, quando a temperatura cai e as moléculas desaceleram, a probabilidade e os efeitos dos dipolos instantâneos (PbCl4 é apolar dada a sua simetria); e então o óleo congela como cristais hexagonais amarelos:

Observe que cada esfera acinzentada é cercada por quatro esferas verdes. Estas moléculas de PbCl4 "Empacotados juntos" formam um cristal que é instável e suscetível à decomposição vigorosa.

Nomenclatura

Os nomes: cloreto de chumbo (II) e cloreto de chumbo (IV) correspondem aos atribuídos de acordo com a nomenclatura de estoque. Uma vez que o número de oxidação +2 é o mais baixo para o chumbo e +4 o mais alto, ambos os cloretos podem ser nomeados de acordo com a nomenclatura tradicional como cloreto de plumbose (PbCl2), e cloreto de chumbo (PbCl4), respectivamente.

E, por fim, há a nomenclatura sistemática, que destaca o número de cada átomo no composto. Assim, o PbCl2 é dicloreto de chumbo e PbCl4 tetracloreto de chumbo.

Formulários

Não há uso prático conhecido para PbCl4 além de servir para a síntese de PbO2. No entanto, PbCl2 É mais útil e é por isso que apenas alguns usos para este cloreto de chumbo específico serão 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 para a fabricação de vidros que transmitem este tipo de radiação.

- Tem feito parte do que se chama de vidro dourado, um material atraente com colorações azuladas iridescentes, usado para fins ornamentais.

- Ainda, seguindo no assunto da arte, quando alcalinizado, PbCl2Pb (OH)2 adquire tons esbranquiçados intensos, sendo utilizado como pigmento branco de chumbo. No entanto, seu uso tem sido desencorajado devido à sua alta toxicidade.

- Derretido e misturado com titanato de bário, BaTiO3, origina o titanato de bário de chumbo de cerâmica Ba1 - xPbxTio3. Se um Pb2+ entrar no BaTiO3, um Ba2+ deve deixar o cristal para permitir sua incorporação, e diz-se que ocorre uma troca catiônica; daí a composição do Ba2+ é expresso como 1-x.

- E finalmente, do PbCl2 vários compostos organometálicos de chumbo da fórmula geral R são sintetizados4Pb ou R3Pb-PbR3.

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 espectrais e ópticos não lineares sobre cloreto de chumbo (PbCl2) cristais. [PDF]. Recuperado de: shodhganga.inflibnet.ac.in
  6. Centro Nacional de Informações sobre Biotecnologia. (2019). Cloreto de chumbo. PubChem Database; CID = 24459. Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov