铅的氧化物

铅除了 PbO、PbO2 外,还有常见的“混合氧化物”Pb3O4。

一氧化铅 PbO 俗称“密陀僧”,由铅在空气中加热或 Pb(OH)2 加热脱水制得。有两种变体,橙红色四方晶体与黄色正交晶体,常温下橙红色较稳定,不溶于水,易溶于醋酸和硝酸,较难溶于碱,偏碱性。PbO 用于制铅蓄电池,铅玻璃和铅的化合物等。

用熔融的 KClO3 或硝酸盐氧化 PbO,或者电解 Pb(Ⅱ)盐溶液,或者用

NaOCl 氧化亚铅酸盐都可以得到 PbO2。

Pb(OH) + ClO - →PbO +Cl - +OH - +H O

PbO2 是两性的,其酸性大于碱性,与强碱共热可得铅酸盐:

铅的氧化物 - 图1PbO2+2NaOH+2H2O Na2Pb(OH)6

铅的氧化物 - 图2PbO2 为 强 氧 化 剂 , 例 如 : 2Mn(NO3)2+5PbO2+6HNO3→2HMnO4+5Pb(NO3)2+2H2O

铅的氧化物 - 图3PbO2+4HCl PbCl2+Cl2↑+2H2O 2PbO2+2H2SO4 2PbSO4+O2↑+2H2O

PbO2 实际上也是非整比化合物,在它的晶体中氧原子与铅原子的数量比为 O∶Pb=1.88,而不是 2,因为有些应为氧原子占据的位置成为空穴,所以它能导电,用于做铅蓄电池的正极材料,蓄电池的电极反应为:

负极:Pb + SO2- →PbSO

+2e

ϕφ = -0.356V

正极:PbO2

+4H + +SO2- + 2e- →PbSO

4 +2H2 O

铅的氧化物 - 图4铅的氧化物 - 图5ϕ =1.69V 电池内的总反应:

ε =2.04V

将 Pb 在 O2 中加热,或者在 673—773K 间将 PbO 小心地加热,都可得到红色四氧化三铅粉末。这种化合物俗名“铅丹”或“红铅”。在它的晶体中含有 Pb(Ⅳ)和 Pb(Ⅱ),可由它与 HNO3 反应得到 Pb(Ⅳ)PbO2 和 Pb(Ⅱ) Pb(NO3)2 来证实:

Pb3O4+4HNO3→PbO2↓+2Pb(NO3)2+2H2O

属混合氧化态化合物,是铅酸亚铅盐 Pb2[PbO4]。铅丹防锈效果好,主要用于油漆、船舶和桥梁,钢架。

铅的多种氧化物稳定存在的温度范围为:

PbO 563−593K→ Pb O 663−693K→ Pb O 803-823K→ PbO

由上可知,温度越高,低氧化态越稳定。