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Óxido de plomo (II)

El óxido de plomo ( II) , también llamado monóxido de plomo , es el compuesto inorgánico de fórmula molecular Pb O. El PbO se presenta en dos polimorfos : litargirio que tiene una estructura cristalina tetragonal y masicot que tiene una estructura cristalina ortorrómbica . Las aplicaciones modernas del PbO se encuentran principalmente en vidrio y cerámica industriales a base de plomo , incluidos componentes de computadoras. Es un óxido anfótero . [3]

Tipos

El óxido de plomo existe en dos tipos:

Síntesis

El PbO se puede preparar calentando plomo metálico en aire a aproximadamente 600 °C (1100 °F). A esta temperatura también es el producto final de la descomposición de otros óxidos de plomo en el aire: [4]

La descomposición térmica del nitrato de plomo (II) o del carbonato de plomo (II) también da como resultado la formación de PbO:

libras(NO
3
)
2
→ 2PbO +  4NO2+ O
2
PbCO
3
→ PbO + CO2

El PbO se produce a gran escala como producto intermedio en el refinado de minerales de plomo en bruto para convertirlos en plomo metálico. El mineral de plomo habitual es la galena ( sulfuro de plomo (II) ). A una temperatura de alrededor de 1000 °C (1800 °F), el sulfuro se convierte en óxido: [5]

2PbS +  3O
2
→ 2 PbO + 2  SO 2

De plomo

Hay dos métodos principales para producir monóxido de plomo, los cuales se asemejan a la combustión del plomo a alta temperatura: [6]

Método de la olla de Barton.
Las gotitas de plomo fundido refinadas se oxidan en un recipiente bajo un flujo de aire forzado que las lleva al sistema de separación (por ejemplo, separadores ciclónicos ) para su posterior procesamiento. [6] [7] : 245  Los óxidos producidos por este método son principalmente una mezcla de α-PbO y β-PbO. La reacción general es:

2Pb + O2450°C (842°F)2PbO

metodo del molino de bolas
Las bolas de plomo se oxidan en un tambor giratorio enfriado. La oxidación se consigue mediante colisiones de bolas. Al igual que en el método de olla Barton, también se puede utilizar el suministro de aire y separadores. [6] [7] : 245 

Estructura

Según lo determinado por cristalografía de rayos X , ambos polimorfos, tetragonal y ortorrómbico, presentan un centro principal piramidal de cuatro coordenadas. En la forma tetragonal los cuatro enlaces plomo-oxígeno tienen la misma longitud, pero en la forma ortorrómbica dos son más cortos y dos más largos. La naturaleza piramidal indica la presencia de un par de electrones solitarios estereoquímicamente activos . [8] Cuando el PbO se presenta en una estructura reticular tetragonal, se llama litargirio ; y cuando el PbO tiene estructura reticular ortorrómbica se llama masicot . El PbO se puede cambiar de masicot a litargirio o viceversa mediante calentamiento y enfriamiento controlados. [9] La forma tetragonal suele ser de color rojo o naranja, mientras que la ortorrómbica suele ser amarilla o naranja, pero el color no es un indicador muy fiable de la estructura. [10] Las formas tetragonal y ortorrómbica del PbO se encuentran naturalmente como minerales raros.

Reacciones

El plomo metálico se obtiene reduciendo PbO con monóxido de carbono a unos 1200 °C (2200 °F): [13]

PbO + CO → Pb + CO 2

Las formas roja y amarilla de este material están relacionadas por un pequeño cambio de entalpía :

PbO (rojo) → PbO (amarillo)   Δ H = 1,6 kJ/mol

El PbO es anfótero , lo que significa que reacciona tanto con ácidos como con bases. Con ácidos forma sales de Pb.2+
a través de la intermediación de grupos oxo como [Pb
6
OH)
6
]4+
. Con bases fuertes, el PbO se disuelve para formar sales de plumbita (también llamadas plumbate(II)): [14]

PbO + H2O + OH
[Pb(OH)
3
]

Aplicaciones

El tipo de plomo presente en el vidrio de plomo suele ser PbO, y el PbO se utiliza ampliamente en la fabricación de vidrio. Dependiendo del vidrio, el beneficio de usar PbO en vidrio puede ser uno o más: aumentar el índice de refracción del vidrio, disminuir la viscosidad del vidrio, aumentar la resistividad eléctrica del vidrio y aumentar la capacidad del vidrio para absorber. Rayos X . Agregar PbO a la cerámica industrial (así como al vidrio) hace que los materiales sean más inertes magnética y eléctricamente (al elevar su temperatura Curie ) y a menudo se usa para este propósito. [15] Históricamente, el PbO también se usó ampliamente en esmaltes cerámicos para cerámica doméstica, y todavía se usa, pero ya no de manera extensiva. Otras aplicaciones menos dominantes incluyen la vulcanización del caucho y la producción de ciertos pigmentos y pinturas. [3] El PbO se utiliza en el vidrio de los tubos de rayos catódicos para bloquear la emisión de rayos X , pero principalmente en el cuello y el embudo del tubo, porque puede provocar decoloración cuando se utiliza en la placa frontal. Para la placa frontal se prefieren el óxido de estroncio y el óxido de bario . [dieciséis]

El consumo de plomo y, por tanto, el procesamiento de PbO, se correlaciona con el número de automóviles, porque el plomo sigue siendo el componente clave de las baterías de plomo-ácido de los automóviles . [17]

Usos especializados o en declive

Una mezcla de PbO con glicerina se convierte en un cemento duro e impermeable que se ha utilizado para unir los lados y fondos de vidrio plano de los acuarios , y que también se usó alguna vez para sellar paneles de vidrio en marcos de ventanas. Es un componente de las pinturas con plomo .

El PbO fue una de las materias primas para los huevos centenarios , un tipo de huevo en conserva chino . pero ha sido sustituido paulatinamente por problemas de salud. Era una práctica sin escrúpulos en algunas fábricas pequeñas, pero se volvió rampante en China y obligó a muchos fabricantes honestos a etiquetar sus cajas como "libres de plomo" después de que el escándalo se generalizara en 2013.

En forma de litargirio tetragonal en polvo, se puede mezclar con aceite de linaza y luego hervir para crear un apresto resistente a la intemperie que se utiliza para dorar . El litargirio le daría al apresto un color rojo oscuro que hacía que la hoja de oro pareciera cálida y brillante, mientras que el aceite de linaza impartiría adherencia y una superficie de unión plana y duradera.

El PbO se utiliza en determinadas reacciones de condensación en síntesis orgánica . [18]

PbO es el fotoconductor de entrada en un tubo de cámara de vídeo llamado Plumbicon .

Problemas de salud

El óxido de plomo puede ser mortal si se ingiere o se inhala. Provoca irritación en la piel, los ojos y las vías respiratorias. Afecta el tejido de las encías, el sistema nervioso central, los riñones, la sangre y el sistema reproductivo. Puede bioacumularse en plantas y mamíferos. [19]

Referencias

  1. ^ Blei (II) -óxido. merck
  2. ^ "Compuestos de plomo (como Pb)". Concentraciones inmediatamente peligrosas para la vida o la salud (IDLH) . Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
  3. ^ ab Carr, Dodd S. (2005). "Compuestos de plomo". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a15_249. ISBN 978-3527306732.
  4. ^ ab Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Química de los Elementos (2ª ed.). Butterworth-Heinemann . págs. 382–387. ISBN 978-0-08-037941-8.
  5. ^ Abdel-Rehim, AM (2006). "Análisis térmico y XRD de galena egipcia". Revista de Análisis Térmico y Calorimetría . 86 (2): 393–401. doi :10.1007/s10973-005-6785-6. S2CID  96393940.
  6. ^ abc Dix, JE (1 de febrero de 1987). "Una comparación de los procesos de molino de bolas y de olla Barton para producir óxido de plomo". Revista de fuentes de energía . 19 (2): 157–161. Código Bib : 1987JPS....19..157D. doi :10.1016/0378-7753(87)80024-1. ISSN  0378-7753.
  7. ^ ab Pavlov, D. (2017). Baterías de plomo-ácido: ciencia y tecnología: un manual de tecnología de baterías de plomo-ácido y su influencia en el producto (2 ed.). San Luis. ISBN 978-0-444-59560-7. OCLC  978538577.{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
  8. ^ Wells, AF (1984), Química inorgánica estructural (5ª ed.), Oxford: Clarendon Press, ISBN 0-19-855370-6[ página necesaria ]
  9. ^ Anil Kumar De (2007) ofrece un ejemplo sencillo . "§9.2.6 Plomo (Pb): Monóxido de plomo PbO". Un libro de texto de química inorgánica . Nueva Era Internacional. pag. 383.ISBN 978-81-224-1384-7.Un ejemplo más complejo se encuentra en Turova, NY (2002). "§9.4 Alcóxidos de germanio, estaño y plomo". La química de los alcóxidos metálicos . Saltador. pag. 115.ISBN 978-0-7923-7521-0.
  10. ^ Rowe, David John (1983). Fabricación de plomo en Gran Bretaña: una historia. Yelmo de Croom. pag. 16.ISBN 978-0-7099-2250-6.
  11. ^ Pirovano, Carolina; Islam, M. Saiful ; Vannier, Rose-Noëlle; Nowogrocki, Guy; Mairesse, Gaëtan (2001). "Modelado de las estructuras cristalinas de las fases de Aurivillius". Ión de estado sólido. 140 (1–2): 115–123. doi :10.1016/S0167-2738(01)00699-3.
  12. ^ "Entrada ICSD: 94333". Base de datos estructural de Cambridge : estructuras de acceso . Centro de datos cristalográficos de Cambridge . Consultado el 1 de junio de 2021 .
  13. ^ Procesamiento de clientes potenciales @ Universalium.academic.ru. Dirección alternativa: Procesamiento de clientes potenciales @ Enwiki.net.
  14. ^ Holleman, Arnold Frederik; Wiberg, Egon (2001), Wiberg, Nils (ed.), Inorganic Chemistry , traducido por Eagleson, Mary; Brewer, William, San Diego/Berlín: Academic Press/De Gruyter, ISBN 0-12-352651-5[ página necesaria ]
  15. ^ Capítulo 9, "Compuestos de plomo", en el libro Ceramic and Glass Materials: Structure, Properties and Processing, publicado por Springer, año 2008.
  16. ^ Compton, Kenneth (5 de diciembre de 2003). Rendimiento de imagen en pantallas CRT. Prensa SPIE. ISBN 9780819441447- a través de libros de Google.
  17. ^ Sutherland, Charles A.; Milner, Edward F.; Kerby, Robert C.; Teindl, Herbert; Melín, Albert; Bolt, Hermann M. "Plomo". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a15_193.pub2. ISBN 978-3527306732.
  18. ^ Corson, BB (1936). "1,4-difenilbutadieno". Síntesis orgánicas . 16 : 28; Volúmenes recopilados , vol. 2, pág. 229.
  19. ^ "Óxido de plomo (II)". Centro Internacional de Información sobre Seguridad y Salud en el Trabajo. Archivado desde el original el 15 de diciembre de 2011 . Consultado el 6 de junio de 2009 .

enlaces externos