עופרת הידרוקסיד: מבנה, תכונות, שימושים, סיכונים - כִּימִיָה - 2025

הידרוקסיד העופרת הוא ב מוצק אורגניים לבנים בו הרצועה (Pb) נמצאת במצב 2+ החמצון. הנוסחה הכימית שלו היא Pb (OH) ₂ . על פי מקורות מידע, ניתן להכין אותו על ידי הוספת אלקלי לתמיסה של חנקה עופרת (Pb (NO ₃ ) ₂ ). ניתן להשיג אותו גם באמצעות אלקטרוליזה של תמיסה אלקליין עם אנודה עופרת.

עם זאת, קיימת סתירה בין המחברים השונים, שכן זה כבר מזמן נאמר כי יש רק אחד יציב בצורה מוצקה של עופרת (II) הידרוקסיד, כפי שנוסחה 3PbO.H ₂ O, או עופרת (II) תחמוצת מימה.

הוביל הידרוקסיד Pb (OH) ₂ במבחנה. מחבר: Ondřej Mangl. מקור: Vlastní sbírka. מקור: Wikipedia Commons.

עופרת הידרוקסיד מסיסה מאוד במים. השימושים שלו כוללים את שימושיותו לפינוי יוני כרום (VI) ממי השפכים, כזרז בתגובות כימיות, או כדי להגביר את היעילות של זרזים אחרים.

זה שימש גם כמייצב pH בתערובות לאיטום תצורות חדירות, כמרכיב בנייר רגיש לחום, וכאלקטרוליט בסוללות ניקל-קדמיום אטומות.

שימוש אחר בה הוא במסכי מגן מפני קרינה במבנים ולייצוב שרפים פלסטיים מפני השפלה.

יש להימנע מחשיפה ל- Pb (OH) ₂ מכיוון שכל תרכובות העופרת רעילות במידה רבה יותר או פחות.

מִבְנֶה

Pb (OH) ₂ הוא מוצק אמורפי לבן. אין לו מבנה גבישי.

תצורה אלקטרונית

המבנה האלקטרוני של מתכת עופרת הוא:

4 f ¹⁴ 5 d ¹⁰ 6 s ² 6 p ²

איפה תצורת האלקטרונים של קסנון הגז האצילי.

צורתו הכימית היציבה ביותר בתמיסה היא זו של יון Pb ²⁺ , שהוא נוכח ב- Pb (OH) ₂ , בו אבדו שני האלקטרונים של שכבת 6 p, וכתוצאה מכך התצורה האלקטרונית הבאה:

4 f ¹⁴ 5 d ¹⁰ 6 s ²

מִנוּחַ

- עופרת (II) הידרוקסיד.

- הידרוקסיד אינסטלמי.

- עופרת (II) דיהידרוקסיד.

- עופרת (II) חמצן.

נכסים

מצב פיזי

אמורפי לבן מוצק.

משקל מולקולרי

241.23 גרם / מול.

נקודת המסה

הוא מתייבש כשהוא מגיע ל 130 מעלות צלזיוס ומתפרק כשהוא מגיע ל 145 מעלות צלזיוס.

מְסִיסוּת

מסיסים מעט במים, 0.0155 גרם / 100 מ"ל בטמפרטורה של 20 מעלות צלזיוס. מסיס מעט יותר במים חמים.

זה מסיס בחומצות ובאלקליות. בלתי מסיס באצטון.

נכסים אחרים

יון העופרת (II), או Pb ^2+, מנוזל באופן חלקי במים. אומת באופן ניסיוני על ידי ספקטרומטריה של האזור הנראה UV, כי המינים Pb ²⁺ שנמצאים בתמיסות אלקליות של עופרת (II) פרכלורט (Pb (ClO ₄ ) ₂ ) הם הבאים: Pb (OH) ⁺ , Pb (OH) ₂ , Pb (OH) ₃ ^- ו- Pb (OH) ₄ ²⁺ .

יישומים

בקטליזה של תגובות כימיות

Pb (OH) ₂ שימושי בסינתזה של חומצות קרבוקסיליות של amides שכן הוא משמש לשילוב אחוז מסוים של עופרת לזרז המתכתי של הפלדיום (Pd). בדרך זו מוגברת היעילות הקטליטית של פלדיום.

זה שימש גם כזרז לחמצון של ציקלודודקנול.

בטיפול במים מזוהמים בכרום (VI)

הכרום המשושה Cr ⁶⁺ הוא מרכיב מזהם מכיוון שאפילו בריכוזים מינימליים הוא רעיל לדגים ולמינים אחרים במים. לכן, על מנת שהמים המזוהמים ב- Cr ^{6+ ישוחררו} לסביבה, יש לטפל בהם עד להסרה מוחלטת של הכרום שהם מכילים.

עופרת הידרוקסיד שימשה להסרת Cr ⁶⁺ , אפילו בכמויות קטנות מאוד, שכן היא יוצרת תרכובת כרומט עופרת בלתי מסיסה (PbCrO ₄ ).

להוביל כרומט, בלתי מסיס במים. מחבר: FK1954. מקור: עבודה משלו. מקור: Wikipedia Commons.

בהכנת עותקים פוטותרמוגרפיים

העתקה פוטותרמוגרפית שימשה לייצור עותקים של מסמכים.

זה כרוך בהצבת המסמך המקורי במגע מוליך חום עם דף נייר ריק ולהטיל את שניהם בקרינה אינפרא אדום עזה (חום).

זה נעשה בצורה כזו שהחלק המודפס של המקור סופג חלק מהאנרגיה הקורנת. חום זה גורם לדימוי המקור להתפתח על הסדין הריק.

בתהליך זה, יש לנסח את גליון הנייר הריק כך שכאשר הוא מחומם הוא יכול להשתנות לצבע מנוגד. כלומר, הנייר חייב להיות רגיש לחום.

התמונה שנוצרת בחום יכולה להיווצר גם על ידי שינוי פיזי בסדין הריק וגם כתגובה כימית הנגרמת על ידי חום.

עופרת הידרוקסיד שימשה להכנת נייר מיוחד לעותקים פוטותרמוגרפיים. זה מוחל על נייר בצורה של פיזור עם ממס אורגני נדיף כך שנוצר ציפוי.

ציפוי ההידרוקסיד העופרת חייב להיות מבפנים, פירוש הדבר שמניחים ציפוי נוסף על גביו, במקרה זה נגזרת תיוריאה.

במהלך חימום הנייר מתרחשת תגובה כימית בה נוצרות גופרית עופרת בצבע כהה.

נייר המיוצר בדרך זו מייצר הדפסים מוגדרים היטב שבהם החלק הגרפי הוא שחור בניגוד ללובן הנייר.

בתערובות לאיטום זמני

לעיתים יש צורך לאטום תצורות חדירות באופן זמני בהן נעשו פתחים. לשם כך משתמשים בתערובות המסוגלות ליצור מסה העומדת בפני לחצים ניכרים ואז נוזלים כך שהתקע יפסיק לפעול ומאפשר זרימת נוזלים דרך ההיווצרות.

חלק מהתערובות הללו מכילות חניכיים המופקות מסוכרים, תרכובות הידרופוביות, פולימר אורגני השומר על החומרים במתחם, וחומר לבקרת pH.

עופרת הידרוקסיד שימשה כתרכובת לשליטה על pH בסוג זה של תערובת. Pb (OH) ₂ משחרר יוני הידרוקסיל (OH ^- ) ומסייע בשמירה על החומציות בין 8 ל 12. הדבר מבטיח כי הגומי המטופל הידרופובי אינו מתנפח כתוצאה ממצבים חומציים.

ביישומים שונים

Pb (OH) ₂ משמש כאלקטרוליט בסוללות ניקל-קדמיום אטומות. הוא שימש בנייר בידוד חשמלי, בייצור זכוכית נקבובית, בהתאוששות אורניום ממי ים, בשומני סיכה וייצור מגני קרינה במבנים.

מחבר: מייקל גאידה. מקור: Pixabay

כחומר גלם לייצור תרכובות עופרת אחרות, בייחוד בתעשיית הפלסטיק, לייצור מייצבים עבור שרפים פוליוויניל כלוריד כדי להתנגד לשפלות תרמית וזה הנגרם על ידי אור UV.

מחקרים אחרונים

השימוש בנגזרת של Pb (OH) ₂ , עופרת (II) הידרוקסיכלוריד, Pb (OH) Cl, נחקר כאנודה חדשה בסוללות או במערכות אחסון אנרגיות ליתיום (Li). יכולת הטעינה הראשונית של Pb (OH) Cl הייתה גבוהה.

בטריות ליתיום. מחבר: דין סימון. מקור: Pixabay

עם זאת, בתהליך האלקטרוכימי היווצרותם של Pb (OH) ₂ ו- PbCl ₂ מתרחשת על חשבון Pb (OH) Cl ונוצרת היווצרות חורים על פני האלקטרודה. כתוצאה מכך, המטען המחזורי ורכוש הטעינה יורדים כתוצאה מפגיעה באלקטרודה Cl PB (OH) במהלך החזרה על מחזורים אלה.

לכן, יש לבדוק את השימוש באלקטרודות ה- Pb (OH) Cl בסוללות ליתיום כדי למצוא פיתרון לבעיה זו.

סיכונים

עופרת רעילה בכל צורותיה אך בדרגות שונות תלויה באופי התרכובת ובמסיסותו. Pb (OH) ₂ מסיס במים בצורה גרועה מאוד, כך שהוא עשוי להיות רעיל פחות מתרכובות עופרת אחרות.

עם זאת, ההשפעה הרעילה של עופרת היא מצטברת, ולכן יש להימנע מחשיפה ממושכת לכל צורה שהיא.

התסמינים השכיחים ביותר של פלומבמוס (הרעלת עופרת) הם מערכת העיכול: בחילה, שלשול, אנורקסיה, עצירות וקוליק. ספיגת עופרת יכולה להשפיע על סינתזת המוגלובין ועל תפקוד עצבי-שרירי.

אצל נשים עופרת יכולה להפחית את הפוריות ולפגוע בעוברים. במקרים של רמות גבוהות של Pb בדם, אנצפלופתיות מתרחשות.

כדי להימנע מכך, יש להשתמש בתעשיות בהן קיימת אפשרות לחשיפה, יש להשתמש בהגנה נשימתית, ביגוד מגן, פיקוח על חשיפה רציפה, קנטנים מבודדים ופיקוח רפואי.

הפניות

1. קירק-אחר (1994). אנציקלופדיה לטכנולוגיה כימית. כרך 15. המהדורה הרביעית. ג'ון וויילי ובניו.
2. Nimal Perera, W. et al. (2001). חקירת המוליך (II) - הידרוקסיד אינורג. Chem. 2001, 40, 3974-3978. התאושש מ- pubs.acs.org.
3. ג'י שו ואח '. (2013). ייצור הידרותרמי של כלוריד עופרת הידרוקסיד כחומר אנודה חדשני לסוללות ליתיום-יון. Electrochimica Acta 102 (2013) 381-387. התאושש מ- sciencedirect.com.
4. כותנה, פ. אלברט ווילקינסון, ג'פרי. (1980). כימיה אורגנית מתקדמת. גרסה רביעית. ג'ון וויילי ובניו.
5. אוטו, אדוארד סי (1966). פטנט אמריקאי מס '3,260,613. גיליון רגיש לחום להעתקה תרמוגרפית. 12 ביולי 1966.
6. Nimerick, Kenneth H. (1973). שיטה לאיטום זמני של תצורה חדורה. פטנט אמריקאי מס '3,766,984. 23 באוקטובר 1973.
7. Nieuwenhuls, Garmt J. (1974). תהליך לטיפול במים מזוהמים בכרום משושה. פטנט אמריקאי מס '3,791,520. 12 בפברואר 1974.
8. Nishikido Joji, et al. (תשע עשרה שמונים ואחת). תהליך הכנת אמיד חומצות קרבוקסיליות. פטנט אמריקאי מס '4,304,937. 8 בדצמבר 1981.
9. אנציקלופדיה של כימיה תעשייתית של אולמן. (1990). מהדורה חמישית. כרך א 15. VCH Verlagsgesellschaft mbH.