CLORUR DE PLOM: PROPIETATS, ESTRUCTURA, USOS - QUIMICA - 2026

El clorur de plom és una sal inorgànica la fórmula química és PbCl _n, on n és el nombre d'oxidació de l'plom. Així, quan el plom està com +2 o +4, la sal és PbCl ₂ o PbCl ₄, respectivament. Per tant, hi ha dos tipus de clorurs per aquest metall.

Dels dos, el PbCl ₂ és el més important i estable; mentre que el PbCl ₄ és inestable i de menor utilitat. El primer és de naturalesa iònica, on el catió Pb ²⁺ genera interaccions electrostàtica amb l'anió Cl ^- per construir una xarxa cristal·lina; i el segon, és covalent, amb enllaços Pb-Cl originant un tetraedre de plom i clor.

Agulles de PbCl2 precipitades. Font: Rrausch1974

Una altra diferència entre els dos clorurs de plom és que el PbCl ₂ és un sòlid de cristalls blancs amb forma d'agulles (imatge superior); mentre que el PbCl ₄ és un oli groguenc que pot cristal·litzar a -15ºC. D'entrada el PbCl ₂ és més estètic que el PbCl ₄.

A més del que ja esmentat, el PbCl ₂ es troba en la naturalesa com el mineral cotunita; mentre que el PbCl ₄ no, ja que és susceptible a descomposicions. Si bé a partir de l'PbCl ₄ es pot obtenir el PbO ₂, de l'PbCl ₂ deriven una interminable varietat de compostos organometàl·lics.

propietats

Les propietats de l'clorur de plom depenen en essència de l'nombre d'oxidació de l'plom; ja que, el clor no canvia, sinó que ho fa la manera en què interactua amb el plom. Per tant, s'han d'abordar tots dos compostos per separats; clorur de plom (II) d'una banda, i clorur de plom (IV) per l'altre.

-Cloruro de plom (II)

massa molar

278,10 g / mol.

aparença física

Vidres de colors blancs amb formes d'agulles.

densitat

5,85 g / ml.

Punt de fusió

501ºC.

Punt d'ebullició

950ºC.

Solubilitat en aigua

10,8 g / L a 20ºC. És poc soluble i s'ha d'escalfar l'aigua perquè pugui dissoldre una quantitat considerable.

Índex de refracció

2,199.

Clorur de plom (IV)

massa molar

349,012 g / mol.

aparença física

Líquid oliós groguenc.

densitat

3,2 g / ml.

Punt de fusió

-15ºC.

Punt d'ebullició

50 ºC. A temperatures superiors es descompon alliberant clor gasós:

PbCl ₄ (s) => PbCl ₂ (s) + Cl ₂ (g)

De fet, aquesta reacció pot arribar a ser molt explosiva, de manera que s'emmagatzema el PbCl ₄ en àcid sulfúric a -80ºC.

estructura

-Cloruro de plom (II)

A el principi es va fer esment que el PbCl ₂ és un compost iònic, de manera que consisteix en ions Pb ²⁺ i Cl ^- que construeixen un cristall en el qual s'estableix una relació Pb: Cl igual a 1: 2; és a dir, hi ha el doble d'anions Cl ^- que cations Pb ²⁺.

El resultat és que es formen cristalls ortorrómbicos els ions poden representar-se amb un model d'esferes i barres com en la imatge inferior.

Estructura de la cotunita. Font: Benjah-bmm27.

Aquesta estructura correspon així mateix amb la de l'mineral cotunita. Tot i que es facin servir les barres per indicar una direccionalitat de l'enllaç iònic, no s'ha de confondre amb un enllaç covalent (o almenys, purament covalent).

En aquests cristalls ortorrómbicos el Pb ²⁺ (esferes grisenques) té a nou Cl ^- (esferes verds) envoltant-li, com si estigués tancat dins d'un prisma triangular. Per intricat de l'estructura, i la baixa densitat iònica de l'Pb ²⁺, a les molècules se'ls dificulta solvatar el vidre; raó per la qual és poc soluble en aigua freda.

Molècula en fase gasosa

Quan ni el vidre ni el líquid poden resistir les altes temperatures, els ions comencen a vaporitzar-com molècules PbCl ₂ discretes; és a dir, amb enllaços covalents Cl-Pb-Cl i un angle de 98º, com si fos un bumerang. Es diu llavors que la fase gasosa consisteix d'aquestes molècules d'PbCl ₂ i no d'ions portats pels corrents d'aire.

Clorur de plom (IV)

Mentrestant, el PbCl ₄ és un compost covalent. Per què? Perquè el catió Pb ⁴⁺ és més petit i té a més una major densitat de càrrega iònica que el Pb ²⁺, el que ocasiona una major polarització del núvol electrònic de l'Cl ^-. El resultat és que en lloc d'existir una interacció de l'tipus iònica Pb ⁴⁺ Cl ^-, es forma l'enllaç covalent Pb-Cl.

Considerant això, es comprèn la similitud entre el PbCl ₄ i, per exemple, el CCl ₄; tots dos es presenten com a molècules individuals tetraèdriques. Així, s'explica per què aquest clorur de plom és un oli groguenc en condicions normals; els àtoms de Cl són pocs afins entre si i "rellisquen" quan dues molècules de PbCl ₄ s'aproximen.

No obstant això, quan la temperatura descendeix i les molècules es tornen més lentes, s'incrementa la probabilitat i efectes dels dipols instantanis (el PbCl ₄ és apolar donada la seva simetria); i llavors, l'oli es congela com vidres hexagonals grocs:

Estructura cristal·lina de l'PbCl4. Font: Benjah-bmm27

Cal notar que cada esfera grisenca està envoltada de quatre esferes verds. Aquestes molècules d'PbCl ₄ "apinyades" componen un vidre inestable i susceptible a descompondre vigorosament.

Nomenclatura

Els noms: clorur de plom (II) i clorur de plom (IV) corresponen als assignats d'acord a la nomenclatura Stock. Atès que el nombre d'oxidació +2 és el menor per al plom, i +4 el més gran, tots dos clorurs poden nomenar-se segons la nomenclatura tradicional com clorur plumboso (PbCl ₂), i clorur plúmbico (PbCl ₄), respectivament.

I finalment hi ha la nomenclatura sistemàtica, la qual ressalta el nombre de cada àtom de l'compost. Així, el PbCl ₂ és el diclorur de plom, i el PbCl ₄ el tetraclorur de plom.

usos

No es coneix un ús pràctic per al PbCl ₄ a més de servir per a la síntesi de l'PbO ₂. No obstant això, el PbCl ₂ és de major utilitat i per això només s'enlistaran a continuació alguns usos per a aquest clorur de plom en específic:

- A causa de la seva naturalesa altament luminiscent, es destina per a dispositius fotogràfics, acústics, òptics i detectors de radiació.

- A l'no absorbir a la regió de l'espectre infraroig, s'utilitza per a la fabricació de vidres que transmetin aquest tipus de radiació.

- Ha format part del que anomenen el vidre aureno, un material atractiu de coloracions blavoses iridescents emprat per a fins ornamentals.

- Així mateix, seguint en el tema de l'art, quan es alcaniliza, PbCl ₂ · Pb (OH) ₂ adquireix tonalitats blanquinoses intenses, utilitzant-se com el pigment blanc de plom. Això no obstant, s'ha desaconsellat el seu ús a causa de la seva elevada toxicitat.

- Fos i barrejat amb titanat de bari, va batre ₃, origina la ceràmica titanat de bari i plom Ba _1-x Pb _x TiO ₃. Si un Pb ²⁺ entra a l'batre ₃, 1 Ba ²⁺ ha d'abandonar el vidre per permetre la seva incorporació, i es diu llavors que passa un intercanvi catiònic; per això la composició de l'Ba ²⁺ s'expressa com 1-x.

- I finalment, a partir de l'PbCl ₂ es sintetitzen diversos compostos organometàl·lics de plom de fórmula general R ₄ Pb o R ₃ Pb-PBR ₃.

referències

1. Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgànica. (Quarta edició). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Lead (II) chloride. Recuperat de: en.wikipedia.org
3. Formulació Química. (2019). Clorur de plom (IV). Recuperat de: formulacionquimica.com
4. Clark Jim. (2015). The chlorides of carbon, silicon, and lead. Recuperat de: chemguide.co.uk
5. Spectral and Optical Nonlinear studies on Lead Chloride (PbCl ₂) crystals.. Recuperat de: shodhganga.inflibnet.ac.in
6. National Center for Biotechnology Information. (2019). Lead chloride. PubChem Database; CID = 24459. Recuperat de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov