Тетраоксид трисвинцю

Тетраоксид трисвинцю має тетрагональну кристалічну структуру при кімнатній температурі, яка потім перетворюється в орторомбічну (символ Пірсона oP28, просторова група Pbam, No. 55) форму при температурі 170 K (−103 °C). Цей фазовий перехід лише змінює симетрію кристала і незначно змінює міжатомні відстані та кути.[1]

• 
  Кристалічна структура тетрагонального Pb₃O₄
  
  (Позначення:      Pb      O)
• 
  Частина тетрагональної кристалічної структури червоного сурику

Тетраоксид трисвинцю отримують кальцинацією оксиду свинцю (II) (${\displaystyle {\ce {PbO}}}$; також називають глет) у повітрі при приблизно 450—480 ° C[2]:

${\displaystyle {\ce {6 PbO + O2 -> 2 Pb3O4}}}$

Отриманий матеріал забруднений PbO. Якщо є бажаною чиста сполука, то PbO можна видалити розчином гідроксиду калію :

${\displaystyle {\ce {PbO + KOH + H2O -> K[Pb(OH)3]}}}$

Інший спосіб приготування спирається на відпал карбонату свинцю (II) (церусит) на повітрі:

${\displaystyle {\ce {6PbCO3 + O2 -> 2Pb3O4 + 6CO2}}}$

Ще одним методом є окислювальний відпал білого свинцю :

${\displaystyle {\ce {3Pb2CO3(OH)2 + O2 -> 2Pb3O4 + 3CO2 + 3H2O}}}$

У розчині оксид свинцю (II, IV) може бути отриманий шляхом реакції плюмбату калію з ацетаттом свинцю (II) з отриманням жовтого нерозчинного моногідрату оксиду свинцю (II, IV) ${\displaystyle {\ce {Pb3O4.H2O}}}$, який можна перетворити в безводну форму шляхом легкого нагрівання:

${\displaystyle {\ce {K2PbO3 + 2Pb(OCOCH3)2 + H2O -> Pb3O4 + 2KOCOCH3 + 2 CH3COOH}}}$

Природний сурик зустрічається рідко, утворюється лише в екстремальних умовах окислення свинцевих руд. Найвідоміші природні екземпляри походять з Брокен-Гілл в австралійському Новому Південному Уельсі, де вони утворилися внаслідок пожежі на шахті.[3]

Свинцевий сурик практично не розчиняється у воді та етанолі. Однак він розчинний у соляній кислоті, яка присутня у шлунку, і тому токсичний при прийомі всередину. Він також розчиняється в оцтовій кислоті та розведеній суміші азотної кислоти та перекису водню.

При нагріванні до 500 ° C він розкладається на оксид свинцю (II) та кисень. На 580 ° С, реакція завершена.

${\displaystyle {\ce {2Pb3O4 -> 6PbO + O2}}}$

Азотна кислота розчиняє компонент оксиду свинцю (II), залишаючи нерозчинний оксид свинцю (IV) :

${\displaystyle {\ce {Pb3O4 + 4HNO3 -> PbO2 + 2Pb(NO3)2 + 2H2O}}}$

З оксидами заліза і елементарним залізом оксид свинцю (II, IV) формує нерозчинні плюмбати заліза (II) і (III), які є основою антикорозійних властивостей фарб на основі свинцю, що застосовуються до об'єктів із заліза.

Свинцевий сурик використовується як пігмент для ґрунтовки фарб для залізних предметів. Через токсичність його використання обмежене. Також знаходить обмежене використання в деяких аматорських піротехнічних засобах як заряд із затримкою і раніше використовувався у виробництві піротехнічних зірок.

Свинцевий сурик використовується як затверджувач у деяких сумішах поліхлоропренового каучуку. Використовується замість оксиду магнію для забезпечення кращих водостійких властивостей.

Використовується при підробці порошку куркуми.

При вдиханні оксид свинцю (II, IV) подразнює легені. У разі застосування високої дози потерпілий відчуває присмак металу, біль у грудях та біль у животі. При потраплянні всередину він розчиняється в шлунковій кислоті і всмоктується, що призводить до отруєння свинцем . Високі концентрації також можуть поглинатися через шкіру, і важливо дотримуватися техніки безпеки під час роботи з фарбою на основі свинцю.

Тривалий контакт з оксидом свинцю (II, IV) може призвести до накопичення сполук свинцю в організмах з розвитком симптомів гострого отруєння свинцем. Хронічне отруєння проявляється як збудження, дратівливість, порушення зору, гіпертонія та сіруватий відтінок обличчя.

Показано, що оксид свинцю (II, IV) канцерогенний для лабораторних тварин. Канцерогенність для людини не доведена.

Латинська назва сурику minium бере початок від річки Міню на північному заході Іберії, де його було вперше добуто.

Оксид свинцю (II, IV) використовувався як червоний пігмент у Стародавньому Римі, де його готували кальцинацією білого свинцю. У стародавні та середньовічні періоди він використовувався як пігмент у виробництві ілюміновваних рукописів, що дало назву мініатюрі, стилю зображення, пофарбованому в такий колір.

Свинцевий сурик, доданий до фарби з лляною олією, використовувався як міцна фарба для захисту зовнішніх металоконструкцій. У 1504 р. герса у замку Стерлінг у Шотландії була пофарбована червоним суриком, як і гармати, включаючи Монс Мег .[4]

У вигляді дрібнодисперсного порошку його також розпорошували на діелектричні поверхні для вивчення фігур Ліхтенберга.

У традиційній китайській медицині червоний свинець використовується для лікування стригучих лишаїв та виразок, хоча ця практика обмежена через його токсичність. Азаркон, мексиканський народний засіб проти шлунково -кишкових розладів, містить до 95 % оксиду свинцю (II, IV).[5]

Також використовувався до 18 століття як ліки.[6]

1. Gavarri, J; Weigel, Dominique; Hewat, A. W. (1978). Oxydes de plomb. IV. Évolution structurale de l'oxyde Pb₃O₄ entre 240 et 5 °K et mécanisme de la transition [Lead oxides. IV. Structural evolution of the oxide Pb₃O₄ between 240 and 5 K and mechanism of transition]. Journal of Solid State Chemistry 23 (3–4): 327. doi:10.1016/0022-4596(78)90081-6.
2. Carr, Dodd S. (2000). Lead Compounds. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (англ.). American Cancer Society. ISBN 978-3-527-30673-2. doi:10.1002/14356007.a15_249.
3. Minium
4. James Balfour Paul, Accounts of the Treasurer of Scotland, vol. 2 (Edinburgh, 1900), p. 277.
5. Bose, A.; Vashistha, K; O'Loughlin, B. J. (1983). Azarcón por empacho – another cause of lead toxicity. Pediatrics 72: 108–118.
6. The London Lancet: A Journal of British and Foreign Medicine, Physiology, Surgery, Chemistry, Criticism, Literature and News. 1853.