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二氧化铅

二氧化铅( Dioxide),也被称为过氧化铅,是一种暗褐色的无定形重质粉末,其相对密度为9.375,熔点为290℃(在熔点时会发生分解),硬度为5.5,折射率为2.30。这种物质不溶于水及乙醇,但可以与盐酸硝酸过氧化氢发生溶解反应。在冰醋乙酸铵中,其溶解速度相对较慢,并且它不溶于碱溶液。当加热时,二氧化铅能与强碱反应生成高铅酸盐,与氢氧化钾热熔时则生成偏高铅酸钾。

二氧化铅具有强氧化性,当遇到氧化剂时,它会进一步氧化成高价离子。在与盐酸加热反应时,会产生氯气;与硫酸加热反应时,其分子内部会发生氧化还原反应,生成硫酸铅、水,并释放氧。此外,如果与硫、红磷可燃物混合,并在摩擦时,可能会引发燃烧。

二氧化铅在多个领域都有广泛的应用,包括作为氧化剂、电极材料、蓄电池的组成成分,以及用于分析试剂和火柴制造等。然而,二氧化铅也具有一定的毒性。在急性中毒的情况下,患者可能出现流涎、出汗、恶心、呕吐、阵发性腹部绞痛、便秘或腹泻、头痛、血压增高等症状,严重的情况下,还可能出现尿少、抽搐,甚至导致瘫痪、昏迷和循环衰竭。对于慢性中毒,患者可能会表现出神经、造血和消化等系统的综合征

物理性质

外观与性状:棕褐色结晶或粉末。

分子式:PbO2

分子量:239.21

溶解性:不溶于水、醇,溶于冰醋氢氧化钠水溶液

实际上,二氧化铅为非整比化合物。由于二氧化铅晶体内部有空穴,使得电子可以在空穴之间跳跃,就像跳棋中那样。因此,二氧化铅可以导电,可以作为铅蓄电池的电极。

化学性质

性质与稳定性:

毒理学数据:

豚鼠类腹膜内注射LD50:200mg/kg。该物质可损害造血、神经、消化系统及肾脏。

生态学数据:

水危害级别3:对水是极其危害的,即使是少量产品渗入地下也会对饮用水造成危害,若无政府许可勿将产品排入周围环境。对水中有机化合物有剧毒和危害。

计算化学数据:

1、氢键供体数量:0;

2、氢键受体数量:2;

3、可旋转化学键数量:0;

4、拓扑分子极性表面积(TPSA):34.1;

5、重原子数量:3;

6、表面电荷:0;

7、复杂度:18.3;

8、同位素原子数量:0;

9、确定原子立构中心数量:0;

10、不确定原子立构中心数量:0;

11、确定化学键立构中心数量:0;

12、不确定化学键立构中心数量:0;

13、共价键单元数量:1。

制备

可由漂白粉与碱性氢氧化铅溶液作用而得。也可用硝酸分解红铅而得。

1、有水解法、电解法和氧化法三种。水解法是由四价铅盐水解制得。电解法是铅盐溶液电解制得。氧化法是用次氯酸钠过氧化氢强氧化剂氧化铅盐或铅制得。

2、将20g四乙酸铅溶于50mL蒸馏水中,搅拌下加入由10g氢氧化钠溶于90mL水的溶液。同时用14g高效ca(clo)2或28g工业漂白粉溶于200mL水中,过滤,制得次氯酸钙溶液。取出80mL在搅拌下慢慢加入上述碱性铅盐溶液中。再经充分搅拌后,将混合物缓慢地加热并煮沸几分钟。静置,待析出褐色PbO2沉淀后,抽取少许上层溶液并过滤,加入几滴次氯酸钙溶液,若仍有沉淀生成则说明氧化还不够完全,再加入10mL或更多的次氯酸钙溶液,再将溶液煮沸。如此反复操作,直至氧化达到完全。待沉淀沉降后,用倾泻法洗涤沉淀5~6次。然后加入60mL 6mol/L硝酸,充分搅拌以除去铅酸钙或氢氧化铅,再用倾泻法洗涤数次。最后将沉淀过滤并于100℃以下干燥,产量几近定量。

3、将50g四乙酸铅(Ⅳ)置于离心沉降用的玻璃筒中,加入460mL水将其仔细地压碎并研调至醋酸铅(Ⅳ)全部水解成二氧化铅。离心沉降10min,弃去上面溶液,再用460mL水将沉淀充分搅拌,再离心沉降10min,这种操作反复4次。此时上面的液体用石蕊试剂检验呈中性。最后用50mL水将二氧化铅搅起,吸滤,用50mL水洗涤沉淀。吸滤到沉淀微微潮湿时,用丙慢慢淋洗4次,每次用25mL丙酮。然后再用碘化钠乙醚慢慢淋洗4次,每次用25mL。此时二氧化铅呈浅咖啡色。立即将它放入真空干燥器中干燥。收量23g,产率92%。用该法制得的产品有特别的活性,可用于某些特殊的氧化反应中。

4、制法 用3倍的水溶解纯品三水合四乙酸铅,加入分析纯碳酸钠浓溶液(使PbAC2·3H2O过量) ,并通入(氯气管要插到溶液底部)。

当溶液转变为棕褐色时停止通氯气,加热1.5h,静置,倾出上层清液,沉淀与24%~25%的硝酸溶液一起加热,以除去碳酸铅,洗涤沉淀数次,吸滤,再用水洗涤沉淀至犆 -离子含量合格。最后将沉淀在100℃下干燥,得析纯二氧化铅。

应用

用于染料、火柴、焰火及合成橡胶的制造。还用于高氯酸钾(KClO4)的生产、高压避雷器的制造。用作硫化橡胶如耐溶剂聚硫橡胶交联剂TAIC。二氧化铅电极是良好的阳极材料,可代替铂阳极。

注意事项

危险性概述

健康危害:损害造血、神经、消化系统及肾脏。职业中毒主要为慢性。神经系统主要表现为神经衰弱综合征、周围神经病(以运动功能受累较明显),重者出现铅中毒性脑病。消化系统表现有齿龈铅线、食欲不振、恶心、腹胀、腹泻或便秘,肠痉挛见于中度及较重病例。造血系统损害出现卟啉代谢障碍、贫血等。短时接触大剂量可发生急性或亚急性铅中毒,表现类似重症慢性铅中毒

燃爆危险:该品助燃。

急救措施

皮肤接触:脱去污染的衣着,用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。

眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。就医。

吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。

食入:饮足量温水,催吐。洗胃,导泄。就医。

消防措施

危险特性:无机化合物氧化剂。与有机化合物还原剂易燃物如硫、磷等接触或混合的时候有引起燃烧爆炸的危险。受高热分解放出有毒的气体。

有害燃烧产物:氧化铅

灭火方法:尽可能将容器从火场移至空旷处。

泄漏应急处理

应急处理:隔离泄漏污染区,限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具(全面罩),穿防毒服。用砂土、干燥生石灰碳酸钠灰混合。小心扫起,转移至安全场所。若大量泄漏,用塑料布、帆布覆盖。收集回收或运至废物处理场所处置。

操作处置与储存

操作注意事项:密闭操作,加强通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩,戴化学安全防护眼镜,穿胶布防毒衣,戴天然橡胶手套。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。避免产生粉尘。避免与还原剂碱土金属接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。

储存注意事项:储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。保持容器密封。应与还原剂、碱土金属分开存放,切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。

参考资料

二氧化铅.pubchem.2024-10-27