Просмотр кода страницы Нитрат свинца(II)

{{Вещество
 | заголовок                 = Динитрат свинца
 | картинка                  = Lead nitrate.png
 | картинка3D                = Lead(II)-nitrate-unit-cell-3D-balls.png
 | картинка3D2               = Lead(II)-nitrate-xtal-3D-SF.png
 | изображение               = Dusičnan olovnatý.PNG

 | наименование              = нитрат свинца(II)
 | традиционные названия     = азотнокислый свинец
 | сокращения                = <!-- принятые сокращения названия -->
 | хим. формула              = [[Свинец|Pb]]([[Нитрат|NO]]<sub>3</sub>)<sub>2</sub>
 | молярная масса            = 331,2

 | плотность                 = (20 °C) 4,53
 | предел прочности          = <!-- число, в Н/мм² -->
 | твёрдость                 = <!-- число (безразм.) -->
 | примеси                   = <!-- типичное кол-во, указать единицы -->
 | состояние                 = бесцветное вещество
 | динамическая вязкость     = <!-- число, в Па·с (при 20 °C) -->
 | кинематическая вязкость   = <!-- число, в см²/с (при 20 °C) -->

 | темп. плавления           = (разл.) 270
 | темп. кипения             = <!-- число, в °C -->
 | темп. разложения          = <!-- число, в °C -->
 | темп. вспышки             = негорюч
 | темп. воспламенения       = <!-- число, в °C -->
 | темп. самовоспламенения   = <!-- число, в °C -->
 | тройная точка             = <!-- ? K (? °C), ? Па -->
 | критическая точка         = <!-- ? K (? °C), ? Па -->
 | теплоёмкость              = <!-- число, в Дж/(моль·К) (молярная теп.-ём.) -->
 | теплоёмкость2             = <!-- число, в Дж/(кг·К) (удельная теп.-ём.) -->
 | теплопроводность          = <!-- число, в Вт/(м·K) -->
 | энтальпия образования     = <!-- число, в кДж/моль -->
 | удельная теплота парообразования = <!-- число, в Дж/кг -->
 | удельная теплота плавления       = <!-- число, в Дж/кг -->
 | тепловое расширение       = <!-- число (безразм.) -->
 | интервал трансформации    = <!-- число, в ° -->
 | температура размягчения   = <!-- число, в ° -->
 | давление пара             = <!-- ? Па -->

 | конст. диссоц. кислоты    = <!-- число (безразм.) -->
 | растворимость             = (20 °C) 52 г/100мл
----
(100&nbsp;°C) 127
 | растворимость1            = в [[Азотная кислота|азотной кислоте]], [[этанол]]е: нерастворим
 |   вещество1               = остальных веществах
 | растворимость2            = <!-- число, в г/100 мл -->
 |   вещество2               = <!-- веществе 2 -->
 | растворимость3            = <!-- число, в г/100 мл -->
 |   вещество3               = <!-- веществе 3 -->
 | растворимость4            = <!-- число, в г/100 мл -->
 |   вещество4               = <!-- веществе 4 -->
 | вращение                  = <!-- число, в ° -->
 | изоэлектрическая точка    = <!-- число (безразм.) -->

 | диапазон прозрачности     = <!-- число-число, в нм -->
 | показатель преломления    = 1.782<ref>{{книга |автор=Patnaik P. |заглавие=Handbook of Inorganic Chemical Compounds |издательство=[[S&P Global|McGraw-Hill Education]]|год=2003 |страницы=475 |isbn=0070494398 |ссылка=https://books.google.com/books?id=Xqj-TTzkvTEC&pg=PA475 |язык=en}}</ref>
 | угол Брюстера             = <!-- число, в ° -->

 | гибридизация              = <!-- ? -->
 | координационная геометрия = кубооктаэдрическая
 | кристаллическая структура = [[Кубическая сингония|гранецентрированная кубическая]]
 | дипольный момент          = <!-- число, в Дебай -->

 | CAS                       = [http://www.commonchemistry.org/ChemicalDetail.aspx?ref=10099-74-8 10099-74-8]
 | EINECS                    = <!-- № по EINECS -->
 | SMILES                    = <!-- Хим. формула по SMILES -->
 | ООН = 1469
| ЕС                        = <!-- Регистрационный № EC -->
 | RTECS                     = OG2100000

 | ЛД50                      = <!-- число, в мг/кг -->
 | NFPA 704               = {{NFPA 704
 | опасность для здоровья = 3
 | огнеопасность          = 0
 | реакционноспособность   = 1
 | прочее                 = OX
}}
| токсичность               =

| ECB = {{ECB|T|O|N}}
}}

'''Нитрат свинца(II)''' (''динитрат свинца'') — [[Неорганическое соединение|неорганическое]] [[химическое соединение]] с химической формулой Pb (NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>, [[Соли|соль]] [[Азотная кислота|азотной кислоты]]. В обычном состоянии — бесцветные кристаллы или белый порошок. Токсичен, канцерогенен, как и другие [[нитраты]], обладает свойствами сильного [[Окислитель|окислителя]]. Хорошо растворим в воде.

== История ==
Исторически первое промышленное применение нитрата свинца (II) — это использование его в качестве сырья при производстве свинцовых пигментов, таких, как «хром жёлтый» ([[хромат свинца(II)]]), «хром оранжевый» ([[гидроксид-хромат свинца(II)]]) и аналогичных соединений свинца. Эти пигменты использовались для крашения текстильных изделий<ref name="pigments">{{книга|автор=Partington J. R. |заглавие=A Text-book of Inorganic Chemistry |издательство=MacMillan |год=1950 |страницы=838 |язык=en}}</ref>.

В 1597 немецкий [[алхимик]] [[Либавий, Андреас|Андреас Либавий]] первым описал нитрат свинца, дав ему название '''plumb dulcis''' и '''calx plumb dulcis''', что означает «сладкий свинец» из-за его вкуса<ref name="libavius">{{книга |автор=[[Либавий, Андреас|Libavius A.]]|заглавие=Alchemia Andreæ Libavii |место=Francofurti |издательство=Iohannes Saurius |год=1595 |язык=la}}</ref>.

Процесс производства был и остаётся химически простым — растворение свинца в '''aqua fortis''' ([[азотная кислота]]), а затем очистка осадка. Тем не менее, производство оставалось мелким на протяжении многих веков, а о промышленном производстве в качестве сырья для производства других соединений свинца не сообщалось до 1835<ref name=britannica1911>{{cite web|url=http://www.1911encyclopedia.org/Lead|title=Lead|publisher=[[Encyclopædia Britannica Eleventh Edition]]|accessdate=|archiveurl=https://www.webcitation.org/6792s4RBU?url=http://www.1911encyclopedia.org/Lead|archivedate=2012-04-23|deadlink=yes}}</ref><ref name=macgregor>{{книга|автор=Macgregor J. |заглавие=Progress of America to year 1846 |ссылка=https://archive.org/details/cihm_51791 |место=London |издательство=Whittaker & Co |год=1847 |isbn=0665517912 |язык=en}}</ref>.
В XIX веке динитрат свинца стали производить на коммерческой основе в Европе и Соединённых Штатах.

В 1974 году в [[США]] потребление соединений свинца, за исключением пигментов и добавок в [[бензин]], составляло 642 тонны<ref name="greenwood">{{книга|автор=Greenwood N. N., Earnshaw A. |заглавие=Chemistry of the Elements |издание=2nd Ed |место=Oxford |издательство={{Нп3|Butterworth-Heinemann}}  |год=1997 |страницы=388, 456 |isbn=0-7506-3365-4 |язык=en}}</ref>.

== Физические свойства ==
Нитрат свинца хорошо растворяется в воде (52,2 г/100 г воды) с поглощением тепла, плохо растворяется в этиловом и метиловом спиртах, [[ацетон]]е.
[[Файл:LeadNitrateCrystalStructure.png|thumb|left|210px|Кристаллическая структура динитрата свинца, плоскость [111]]]

=== Кристаллическая структура ===
[[File:Blei(II)-nitrat crystals (GeoMuseum Cologne).jpg|thumb|Монокристаллы динитрата свинца]]
Кристаллическая структура твёрдого динитрата свинца была определена с помощью [[Нейтронная дифракция|нейтронной дифракции]]<ref>{{статья|автор=Hamilton W. C. |заглавие=A neutron crystallographic study of lead nitrate |издание={{Нп3|Acta Crystallographica|Acta Cryst.||Acta Crystallographica}} |год=1957 |том=10 |страницы=103—107 |doi=10.1107/S0365110X57000304 |язык=en }}</ref><ref name="nowotny">{{статья |автор=Nowotny H., Heger G. |заглавие=Structure refinement of lead nitrate |издание={{Нп3|Acta Crystallographica|Acta Cryst.||Acta Crystallographica}} |год=1986 |том=C42 |страницы=133—135 |doi=10.1107/S0108270186097032 |язык=en }}</ref>.
Нитрат свинца образует бесцветные диамагнитные кристаллы {{Крист|синг=к|гр=''Pa''3|a=0,784|b=|c=|alpha=|beta=|gamma=|Z=4|d=4,530|рп=1|nocat=}}. Каждый атом свинца окружён двенадцатью атомами [[кислород]]а (длина связи 0,281 нм). Все длины N—O связей одинаковы — 0,127 нм.

Интерес исследователей к кристаллической структуре нитрата свинца был основан на предположении свободного вращения нитратных групп в кристаллической решётке при высоких температурах, но это не подтвердилось<ref name="nowotny" />.

Кроме кубической разновидности нитрата свинца была получена моноклинная форма, которая плохо растворима в воде даже при нагревании.

== Получение ==
Динитрат свинца не встречается в природе. Промышленные и лабораторные методы его получения сводятся к растворению в разбавленной азотной кислоте свинца, его оксида или гидроксида:
: <math>\mathsf{3Pb + 8HNO_3 \longrightarrow 3Pb(NO_3)_2 + 2NO\uparrow + 4H_2O}</math>
: <math>\mathsf{PbO + 2HNO_3 \longrightarrow Pb(NO_3)_2 + H_2O}</math>
: <math>\mathsf{Pb(OH)_2 + 2HNO_3 \longrightarrow Pb(NO_3)_2 + 2H_2O}</math>
кислоту берут с избытком для подавления гидролиза и снижения растворимости нитрата свинца.

При очистке<!-- пропитке, обработке--> азотной кислотой отходов, содержащих свинец, например, при обработке [[Свинец|свинцово]]-[[висмут]]ных отходов на заводах, образуется динитрат свинца как [[побочный продукт]]. Эти соединения используются в процессе цианирования золота<ref name="sidech">{{cite web|title=Product catalog; other products|url=http://www.sidech.be/products.html|publisher=Sidech|location=Tilly, Belgium|accessdate=|archiveurl=https://www.webcitation.org/6792saZzC?url=http://www.sidech.be/products.html|archivedate=2012-04-23|deadlink=yes}}</ref>.

== Химические свойства ==
Динитрат свинца хорошо растворяется в воде, давая бесцветный раствор<ref name="ferris">{{статья|автор=Ferris L. M. |заглавие=Lead nitrate—Nitric acid—Water system |издание=Journal of Chemicals and Engineering Date |год=1959  |том=5 |страницы=242|doi=10.1021/je60007a002 |язык=en}}</ref>.
Растворимость сильно увеличивается при нагревании:
{| class="standard wikitable" style="text-align:center"
|-
|bgcolor="lightblue"| Растворимость в воде, г/100 г || 45,5 || 52,2 || 58,5 || 91,6 || 116,4
|-
|bgcolor="lightblue"| Температура, °C || 10 || 20 || 25 || 60 || 80
|}
Водный раствор [[Электролитическая диссоциация|диссоциирует]] на катионы свинца и нитрат-анионы:
: <math>\mathsf{Pb(NO_3)_2 \rightleftarrows Pb^{2+} + 2NO_3^- }</math>

Раствор нитрата свинца(II) подвергается гидролизу и имеет слабокислую реакцию, которая имеет показатель рН от 3,0 до 4,0 для 20 % водного раствора<ref>[http://www.mallbaker.com/americas/msds/english/L3130_msds_us_Default.pdf MSDS — описание нитрата свинца<sup>{{ref-en}}</sup>]{{Недоступная ссылка|date=Октябрь 2018 |bot=InternetArchiveBot }}</ref>. При избытке ионов NO<sub>3</sub><sup>−</sup> в растворе образуются [[нитратокомплекс]]ы [Pb(NO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>]<sup>−</sup>, [Pb(NO<sub>3</sub>)<sub>4</sub>]<sup>2−</sup> и [Pb(NO<sub>3</sub>)<sub>6</sub>]<sup>4−</sup>. При повышении pH раствора образуются [[гидроксонитраты]] переменного состава Pb(OH)<sub>x</sub>(NO<sub>3</sub>)<sub>y</sub>, некоторые из них выделены в твёрдом состоянии.

Так как только динитрат и [[ацетат свинца(II)]] являются растворимыми соединениями свинца, то все остальные соединения можно получить обменными реакциями:
: <math>\mathsf{Pb(NO_3)_2 + 2HCl \longrightarrow PbCl_2\downarrow + 2HNO_3}</math>
: <math>\mathsf{Pb(NO_3)_2 + H_2SO_4 \longrightarrow PbSO_4\downarrow + 2HNO_3}</math>
: <math>\mathsf{Pb(NO_3)_2 + 2NaOH \longrightarrow Pb(OH)_2\downarrow + 2NaNO_3}</math>
: <math>\mathsf{Pb(NO_3)_2 + 2NaN_3 \longrightarrow Pb(N_3)_2\downarrow + 2NaNO_3}</math>
Любое соединение, содержащее [[катион]] свинца(II), будет реагировать с раствором, содержащим [[иодид]]-[[анион]], с образованием осадка оранжево-жёлтого цвета ([[иодид свинца(II)]]). Из-за разительной перемены цвета эта реакция часто используется для демонстрации под названием ''золотой дождь''<ref name="adlam">{{книга|автор=Adlam G. H. J., Price L. S. |заглавие=A Higher School Certificate Inorganic Chemistry |место=London |издательство=John Murray |год=1938 |язык=en }}</ref>:
: <math>\mathsf{Pb^{2+} + 2I^- \longrightarrow PbI_2\downarrow }</math>

Аналогичная реакция обмена проходит и в твёрдой фазе. Например, при смешении бесцветных [[иодид калия|иодида калия]] и динитрата свинца и сильном измельчении, например, перетиранием в [[Ступа|ступке]], происходит реакция:
: <math>\mathsf{Pb(NO_3)_2 + 2KI \longrightarrow PbI_2 + 2KNO_3 }</math>
Цвет полученной смеси будет зависеть от относительного количества использованных реагентов и степени измельчения.

При растворении нитрата свинца в [[пиридин]]е или жидком [[аммиак]]е образуются продукты присоединения, например, Pb(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>·4C<sub>5</sub>H<sub>5</sub>N и Pb(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>·{{math|''n''}} NH<sub>3</sub>, где {{nobr|{{math|''n''}} {{=}} 1, 3, 6}}.

Динитрат свинца является [[Окислитель|окислителем]]. В зависимости от типа реакции он может быть как Pb<sup>2+</sup>-ион, который имеет стандартный [[редокс-потенциал]] ({{math|''E''<sup>0</sup>}}) −0,125 В, или нитрат-ион, который в кислой среде имеет {{math|''E''<sup>0</sup>}} +0,956 В<ref name="HillPetrucci">{{книга|автор=Hill J. W., Petrucci R. H. |заглавие=General Chemistry |издательство=[[Prentice Hall]] |место=Upper Saddle River, New Jersey |год=1999 |страницы=781 |издание=2nd Ed |isbn=0-13-010318-7 |язык=en}}</ref>.

При нагревании кристаллов динитрата свинца они начинают разлагаться на [[оксид свинца(II)]], [[кислород]] и [[диоксид азота]], процесс сопровождается характерным треском. Этот эффект называется [[декрепитация]]:
: <math>\mathsf{2Pb(NO_3)_2 \longrightarrow 2PbO + 4NO_2 + O_2 }</math>
Благодаря этому свойству нитрат свинца иногда используется в [[Пиротехника|пиротехнике]]<ref name="pyrotechnica">{{статья |автор=Barkley J. B. |заглавие=Lead nitrate as an oxidizer in blackpowder |издание=Pyrotechnica |том=IV |год=1978|номер=10 |pp.&nbsp;16–18 |издательство=Pyrotechnica Publications |место=[[Пост-Фолс|Post Falls]] |язык=en  }}</ref>.

== Применение ==
Динитрат свинца используется в качестве исходного сырья при производстве большинства других соединений свинца.

В связи с опасным характером данного соединения, в промышленной сфере отдаётся предпочтение использованию альтернативных соединений. Практически полностью отказались от использования свинца в красках<ref name="millennium">{{cite web|url=http://www.millenniumchem.com/Products+and+Services/Products+by+Type/Titanium+Dioxide+-+Paint+and+Coatings/r_TiO2+Fundamentals/Historical+Development+of+Titanium+Dioxide_EN.htm|title=Historical development of titanium dioxide|publisher=Millennium Inorganic Chemicals|accessdate=|deadlink=yes|archiveurl=https://web.archive.org/web/20030801075801/http://www.millenniumchem.com/Products+and+Services/Products+by+Type/Titanium+Dioxide+-+Paint+and+Coatings/r_TiO2+Fundamentals/Historical+Development+of+Titanium+Dioxide_EN.htm|archivedate=2003-08-01}}</ref>.
Другие исторические применения данного вещества, например в [[спичка]]х и фейерверках, также уменьшились или прекратились.

Динитрат свинца используется как {{Comment|ингибитор|Вещество, которое имеет свойство подавлять реакцию между двумя или более химическими веществами}} полимеров [[нейлон]]а и других [[Полиэфиры|полиэфиров]], в покрытиях [[Термография|фототермографической]] бумаги, а также в качестве [[Зооциды|зооцида]]<ref name="greenwood"/>.

В лабораторной практике динитрат свинца используется как удобный и надёжный источник [[Тетраоксид диазота|тетраоксида диазота]].

Используется для синтеза [[азид свинца|азида свинца]], инициирующего взрывчатого вещества.

Примерно с 2000 года нитрат свинца(II) начал использоваться при {{iw|Цианирование золота|цианировании золота|en|Gold cyanidation}}. Для улучшения выщелачивания в процессе цианирования [[Золото|золота]] добавляется динитрат свинца, при этом используется очень ограниченное его количество (от 10 до 100 мг динитрата свинца на килограмм золота)<ref name="habashi">{{книга|автор=Habashi F. |заглавие=Recent advances in gold metallurgy |издательство=Laval University |место=Quebec City, Canada |год=1998 (est) |ссылка=http://www.ucv.ve/cifi/16%5CArticuloh.htm |язык=en |archive-date=2008-03-30 |archive-url=https://web.archive.org/web/20080330234816/http://www.ucv.ve/cifi/16%5CArticuloh.htm }} </ref><ref>{{cite web|url=http://www.e-goldprospecting.com/html/auxiliary_agents_in_gold_cyani.html|title=Auxiliary agents in gold cyanidation|publisher=Gold Prospecting and Gold Mining|accessdate=|archiveurl=https://www.webcitation.org/6792t5gZn?url=http://www.e-goldprospecting.com/html/auxiliary_agents_in_gold_cyani.html|archivedate=2012-04-23|deadlink=yes}}</ref>.

В [[Органическая химия|органической химии]] динитрат свинца используется в качестве [[Окислитель|окислителя]], например, в качестве альтернативы [[Реакция Соммелета|реакции Соммелета]] для окисления бензилов галогенидов до [[альдегид]]ов<ref name=SchulzeBerichte1884>{{статья
|автор=Schulze K. E.
|заглавие=Über α- und β-Methylnaphtalin
|издание={{Нп3|Chemische Berichte|Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft||Chemische Berichte}}
|год=1884
|том=17
|страницы=1530
|doi=10.1002/cber.188401701384
|язык=de
}}</ref>. Он также нашёл применение для получения [[изотиоцианат]]ов из [[дитиокарбамат]]ов<ref name="OrgSynDains">{{cite doi|10.15227/orgsyn.006.0072}} </ref>. Из-за своей токсичности он стал находить всё меньшее применение, но по-прежнему находит нерегулярное использование в [[Реакция мономолекулярного нуклеофильного замещения|S<sub>N</sub>1 реакции]]<ref name="OrgSynRapoport">{{cite doi|10.15227/orgsyn.071.0226}}</ref>.

== Меры предосторожности ==
Динитрат свинца токсичен и канцерогенен, является [[Окислитель|окислителем]] и классифицируется (как и все неорганические соединения свинца) ''вероятно канцерогенное вещество для человека'' (категория 2А) со стороны [[Международное агентство по изучению рака|Международного агентства по изучению рака]]<ref name="IARC1">{{книга|автор=|часть=|заглавие=Inorganic and Organic Lead Compounds|оригинал= |ссылка=http://monographs.iarc.fr/ENG/Monographs/vol87/volume87.pdf|издание=|ответственный=|место=|издательство=World Health Organization, [[International Agency for Research on Cancer]]|год=2006|том=|страницы=|страниц=|isbn=92-832-1287-8|серия=IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans; Vol.87|язык=en|archiveurl=https://www.webcitation.org/6792tg9AT?url=http://monographs.iarc.fr/ENG/Monographs/vol87/volume87.pdf|archivedate=2012-04-23}}</ref>. Следовательно, он должен обрабатываться и храниться с соблюдением соответствующих мер предосторожности для того, чтобы предотвратить вдыхание, приём внутрь или контакт с кожей. Из-за опасного характера и ограниченного применения вещество должно находиться под постоянным контролем. {{nobr|[[ПДК]] {{=}} 0,01 мг/м³}}.

При приёме внутрь может привести к острому отравлению, так же как и другие растворимые соединения свинца<ref name="icsc">{{cite web|title=Lead nitrate, International Chemical Safety Card 1000|url=http://www.ilo.org/public/english/protection/safework/cis/products/icsc/dtasht/_icsc10/icsc1000.htm|publisher=[[International Labour Organization]], International Occupational Safety and Health Information Centre|month=March|year=1999|accessdate=|archiveurl=https://www.webcitation.org/6792u9P6n?url=http://www.ilo.org/safework/lang--en/index.htm|archivedate=2012-04-23|deadlink=no}}</ref>.

Отравления приводят к раку почек и [[Глиома|глиоме]] у подопытных животных и раку почек, раку мозга и раку лёгких у людей, хотя исследования работников, подвергающихся воздействию свинца, часто осложнялись одновременным воздействием мышьяка<ref name="IARC1" />.

Свинец известен как заменитель [[цинк]]а в ряде [[фермент]]ов, в том числе [[АЛК-дегидратаза|дегидратазы δ-аминолевулиновой кислоты]] (в [[биосинтез]]е [[Гем (биохимия)|гема]]) и [[Нуклеотидаза|пиримидин-5'-нуклеотидазы]], которая важна для правильного [[метаболизм]]а [[ДНК]]. Поэтому свинец может вызывать эмбриональные нарушения<ref name=mohammed>{{статья |автор=Mohammed-Brahim B., Buchet J. P., Lauwerys R. |заглавие=Erythrocyte pyrimidine 5'-nucleotidase activity in workers exposed to lead, mercury or cadmium |издание={{Нп3|International Archives of Occupational and Environmental Health|Int Arch Occup Environ Health||International Archives of Occupational and Environmental Health}}|год=1985 |том=55 |номер=3 |страницы=247—252 |pmid=2987134 |doi=10.1007/BF00383757 |язык=en }}</ref>.

== Примечания ==
{{примечания}}

{{Соединения свинца}}
{{Нитраты}}

[[Категория:Нитраты|свинца]]
[[Категория:Соединения азота по алфавиту]]
[[Категория:Соли свинца]]