二氧化铅( 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 及 过氧化氢 发生溶解反应。在 冰醋 或 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 等 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 : PbO 2
分子量:239.21
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 或 过氧化氢 等 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PbA C2·3 H2O过量) ,并通入 氯 (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 的 聚硫橡胶 的 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 和 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 或 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。