Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение
• 1. Нахождение в природе
• 2. Применение оксидов свинца
• 3. Физические свойства
• 4. Химические свойства
• 4.1 Химические свойства PbO
• 4.2 Химические свойства PbO₂
• 4.3 Химические свойства Pb₃O₄
• 5. Способы синтеза оксида свинца (II) - PbO
• 6. Техника безопасности при работе с высокими температурами
• 7. ГОСТ выпуска PbO
• Заключение
• Список литературы

Введение

Данная работа направлена на исследование химических свойств оксида свинца и нахождении самого рационального способа получения оксида свинца (II) - PbO.

Целью курсовой работы является проведение синтеза оксида свинца (II) - PbO.

В соответствии с поставленными целями в курсовой работе решались следующие задачи:

· Изучение химических и физических свойств оксидов свинца, а так же их применение;

· Изучение методик получения оксида свинца (II) - PbO и техники безопасности при работе с высокими температурами;

Актуальность данной темы заключается в том, что оксиды свинца являются одними из наиболее востребованных соединений, используемых в повседневной жизни.

1. Нахождение в природе

Оксиды свинца встречаются в виде минералов: сурик, глёт, массикот, платтнерит

Сурик - относительно редкий минерал, по составу - оксид свинца с формулой Pb₃O₄. Цвет яркий кирпично-красный, блеск жирный или тусклый. Непрозрачен. Твёрдость 2-3, плотность 8,2. В природе находится в виде сплошных масс или же в виде вторичного минерала на галените. Месторождения в Российской Федерации: Рудный Алтай (Змеиногорск).

Глёт - относительно редкий минерал, по составу - оксид свинца с формулой PbO. Цвет желтый или разные оттенки желтого. Месторождения в Российской Федерации: Пермский край, Кольский п-ов.

Массикот - относительно редкий минерал, по составу - оксид свинца с формулой PbO. Цвет желтый, твердость 2. Месторождения в Российской Федерации: Челябинская область, Пермский край, Свердловская область.

Платтнерит - относительно редкий минерал, по составу - оксид свинца с формулой PbO₂.Цвет чёрно-фиолетовый с характерной побежалостью. Месторождения в Российской Федерации: Забайкальский край.

Соединения свинца в очень малых количествах присутствуют в организме человека, некоторых животных и растениях, а также в отдельных минеральных водах.

2. Применение оксидов свинца

Оксид PbO - амфотерное соединение, легко растворяется как в кислотах, так и в щелочах. Он широко используется в производстве стекла, т.к стекла с высоким содержанием свинца обладают большой плотностью, меньшей теплопроводимостью, высоким показателем преломления, высокой устойчивостью и плотностью. Замещение очень подвижных ионов щелочных металлов на ионы Pb приводит к увеличению электрической емкости стекла и делает ее близкой к соответствующему значению для слюды. PbO также используют для получения устойчивых глазури для керамики и эмали для стекла. Кроме того PbO в больших количествах идет на изготовление электрических аккумуляторов. Электроды аккумуляторов представляют собой инертные пластины, на которые нанесена паста PbO/H₂SO₄. На аноде PbO окисляется до PbO₂, а на катоде - PbO восстанавливается до Pb. PbO - применяется в производстве пигментов.

Оксид Pb₃O₄ - свинцовый сурик. Производится ежегодно в количестве 20 тыс. т и используется в основном как покрытие для защиты чугуна и стали от коррозии. Кроме того Pb₃O₄ находит применение в производстве свинцового стекла и керамической глазури, а также в качестве активатора, вулканизатора и пигмента в производстве натуральных и искусственных каучуков и пластмассы.

Оксид PbO₂ - сильный окислитель. Помимо того что он используется в свинцовых аккумуляторах, его получают независимо для применения в качестве окислителя в производстве химических реактивов, красок, спичек и пиротехнических изделий. PbO₂ также используется в больших количествах как вулканизатор для сульфидных полимеров и в высоковольтных молниеотводах. Поскольку Pb^IV неустойчиво, PbO₂ при обработке кислотами дает соли Pb^II_, при это выделяется O₂:

3. Физические свойства

PbO - образует кристаллы двух модификаций:

· б-модификация, свинцовый глёт, устойчивый до температуры 489°С, красные кристаллы.

· в-модификация, массикот, устойчивый при температуре выше 489°С, при комнатной температуре метастабилен, жёлтые кристаллы

Диамагнитен, обладает полупроводниковыми свойствами, тип проводимости зависит от состава.

PbO₂ - существует как в виде аморфного коричневого порошка, так и в виде коричневато-черных тетраэдрических кристаллов (изоморфных с рутилом TiO₂, касситеритом SnO₂, пиролюзитом MnO₂, ZrO₂, ТhО₂ и т. д.). Плотность их 9,36 г/см ³, они трудно растворяются в воде.

Рb₃O₄- представляет собой либо красный порошок, либо оранжево-желтые призмы (при нагревании черно-фиолетовые) с плотностью 9,16 г/см³. Ортоплюмбат свинца ядовит. Он трудно растворяется в воде, разлагается на воздухе выше 565° с образованием РЬО и выделением кислорода (или при 550° и давлении 150 мм)

4. Химические свойства

4.1 Химические свойства PbO

4.2 Химические свойства PbO₂

4.3 Химические свойства Pb₃O₄

5. Способы синтеза оксида свинца (II) - PbO

оксид свинец химический температура

Желтые кристаллы ромбической систему("массикот") p=8,0 г/см³ красные кристаллы тетрагональной системы "глет" p=9,53 г/см³. Цвет колеблется в зависимости от метода получения от зеленовато-желтого до гранатового красного. Выше 587^oC красная модификация переходит желтую t_плав=890^oC, t_кип=1473^oC . На воздухе медленно поглощает CO₂. Расплавленная PbO сильно действует на фарфор.

Окись свинца очень мало растворима в воде (1,7*10^-3% водная вытяжка имеет слабощелочную реакцию) растворима в горячих растворах КОН и NaOH с образованием плюмбитов в кислотах азотной и уксусной, соляной кислотой переводится в PbCl_2.

По приведенным ниже способам можно получить PbO

1. Прокаливают 100 г Pb(OH)₂ или PbCO₃(ч.д.а) в никелевой чашке при 750-800^oC перемешивая массу никелевым шпателем. Прокаливание ведут 2-3 часа до получения равномерного коричнево-оранжевого цвета.

Выход: 90 г

2. Окись свинца можно получить исходя из уксуснокислой соли

Pb(CH₃COO)₂+2KOH=Pb(OH)₂(осадок)+CH₃COOK

Pb(OH)₂=PbO+H₂O

Растворяют 400 г Pb(CH₃COO)₂*3H₂O(ч.д.а) в 1,2 л воды, добавляют 1 мл HCl(p=1,19) и смесь оставляют на 1 час. Затем отфильтровывают в большую фарфоровую чашку. Полученный раствор нагревают до 60 гр приливают к нему тонкой струйкой слегка перемешивая прозрачный раствор 120г KOH(или 90 г NaOH ч.д.а)в 1,1 л воды и кипятят от перехода белого гидроксида свинца в желтый оксид свинца(1-1,5 ч). Осадок промывают декантацией горячей водой до удаления Cl^- (проба с AgNO₃) заnем прокаливают в фарфоровой чашке 1 ч при 600-650^оС и охлаждают на воздухе.

Выход: 200 г (85%)

3. Термическим разложением карбоната, нитрата и основного карбоната свинца

PbCO₃ = PbO + CO₂

Pb(NO₃)₂ = PbO + 2NO₂

2PbCO₃*Pb(OH)₂ = PbO + 2CO₂ + H₂O

4. Оксидированием расплава 650-700^оС элементного свинца, а также оксидированием свинцорганических соединений в потоке кислорода или воздуха по схеме:

2Pb + O₂ = 2PbO

4Pb(CH₃COO)₂ + 3O₂ = 4PbO + 6CO₂ + 6H₂O

Для синтеза PbO на практике будем использовать первый способ, т.к он наиболее рационален.

6. Техника безопасности при работе с высокими температурами

Для проведения опытов при высоких температурах используют кварцевую посуду. Кварцевое стекло содержит 99,95% оксида кремния (IV), температура его размягчения +1650 єС. Тонкое кварцевое стекло вследствие очень низкого коэффициента термического расширения выдерживает резкое охлаждение (даже водой!) с любой температуры.

В зависимости от температуры используют различные способы нагревания тиглей. Для прокаливания веществ в тигле без контроля тем- пературы обычно используют газовую горелку. Температура тигля при этом обычно не превышает 400 °С. До более высоких температур (до 600 °С) тигель можно нагреть паяльной горелкой. Тигель помещают в фарфоровый треугольник установленный на кольце штатива. О примерной температуре тигля можно судить косвенно по его свечению (табл. 2). Для переноса горячей фарфоровой посуды используют тигельные щипцы. Использование тигельных, трубчатых и муфельных электрических печей позволяет вести нагревание при контролируемой температуре от 100 до 1100°С.

Свечение твердых тел

7. ГОСТ выпуска PbO

Раздел: Глет свинцовый

ГОСТ 5539-73 | CAS 1317-36-8

Химическая формула: PbO

Применение:

· в производстве желтого свинцового и свинцово-молибдатных кронов, сиккативов, стабилизаторов поливинилхлоридов, армирования;

· в производстве резинотехнических изделий;

· в лакокрасочной промышленности;

· в стекольной промышленности.

Форма выпуска:

Мелкодисперсный порошок желтого цвета с различными оттенками. Продукт фасуется в полипропиленовые мешки по 25 кг или биг-бэги по 1000 кг.

Заключение

В ходе курсовой работы были выполнены поставленные задачи. А именно выбрана рациональная методика синтеза PbO, изучены химические свойства оксидов свинца.

Список литературы

1. Ахметов Т.Г. Химическая технология неорганических веществ. - М.: "Высшая школа", 202. - 689 с.

2. Бауэр Г. Руководство по неорганическому синтезу. - 2 изд. - М.: "Мир", 1985.

3. Гринвуд Н., Эрншо А. Химия элементов. - М.: "БИНОМ. Лаборатория знаний", 2008. - 603 с.

4. Карякин Ю.В., И.И. Ангелов Чистые химические вещества. - 4 изд. - М.: "Химия", 1974.

5. Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. - 3-е изд., испр. - М.: Химия, 2000. - 480 с.

6. Минералы и месторождения России URL: http://webmineral.ru/

7. Некрасов Б.В Курс общей химии. - М.: "Государственное издательство химической литературы", 1954.

8. Оксид свинца // Ставропольский завод химических реактивов URL: http://szchr.ru/produkciya/oksid-svinca.html

9. Реми Г. Курс неорганической химии. - М.: "Издательство иностранной литературы", 1963. - 919 с.

10. Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. - М.: Мир, 1971. - Т. 1. - 561 с.

11. Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. - М.: Советская энциклопедия, 1995. - Т. 4. - 639 с.

Размещено на Allbest.ru