Tetrossido di piombo

minerale
Tetrossido di piombo
Campione di tetrossido di piombo
Nome IUPAC
tetrossido di tripiombo, ossido di piombo(II,IV)
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolarePb3O4
Massa molecolare (u)685,59
Aspettosolido rosso-arancione
Numero CAS1314-41-6
Numero EINECS215-235-6
PubChem16685188
SMILES
O1[Pb]O[Pb]12O[Pb]O2
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)8,32–9,16[1]
Solubilità in acquapraticamente insolubile[1]
Temperatura di fusione>500 °C (773 K) dec.[1]
Proprietà termochimiche
ΔfH0 (kJ·mol−1)–718,9[2]
ΔfG0 (kJ·mol−1)–601,6[2]
S0m(J·K−1mol−1)211[2]
C0p,m(J·K−1mol−1)147[2]
Proprietà tossicologiche
LD50 (mg/kg)10 g orale, roditori[1]
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
comburente tossico a lungo termine irritante pericoloso per l'ambiente
pericolo
Frasi H272 - 302 - 332 - 351 - 360Df - 372 - 410 [1]
Consigli P201 - 210 - 261 - 273 - 280 - 308+313 [1]

Il tetrossido di piombo o ossido di piombo(II, IV) è il composto inorganico di formula Pb3O4. In condizioni normali è un solido inodore di colore rosso-arancione, praticamente insolubile in acqua. È un ossido misto contenente atomi di Pb(II) e Pb(IV), per cui la formula viene scritta anche come 2PbO⋅PbO2. In Natura è presente nel minerale minio. Viene usato principalmente nella fabbricazione di vernici base antiruggine, accumulatori al piombo e vetri al piombo.[2][3]

Cenni storiciEdit

Il tetrossido di piombo è uno dei primi pigmenti ad essere stati preparati artificialmente nell'antichità. Le prime notizie del suo impiego risalgono al V secolo a.C. in Cina. Ai tempi di Vitruvio e di Plinio il Vecchio il termine minium era usato principalmente per denotare il cinabro, e secondariamente per l'ossido di piombo prodotto artificialmente. Dopo il XVI secolo il termine minio viene riferito al solo tetrossido di piombo.[4] Il tetrossido di piombo era ottenuto arrostendo la biacca o altri composti di piombo fino ad ottenere un colore arancione più o meno scuro a seconda del trattamento effettuato. Questo pigmento era facile da sintetizzare e poco costoso; nel medioevo veniva comunemente usato per decorare manoscritti miniati. Il minio odierno ha un colore decisamente più rosso.[5]

StrutturaEdit

 
Cella elementare del Pb3O4 tetragonale (Legenda:      Pb,      O).
 
Parte della struttura cristallina tetragonale di Pb3O4.

A temperatura ambiente Pb3O4 ha struttura cristallina tetragonale, gruppo spaziale Pbam (No. 55), con costanti di reticolo a = 881,1 pm e c = 656,3 pm e quattro unità di formula per cella elementare. La struttura si può descrivere come catene di ottaedri PbIVO6 che condividono lati opposti; le catene sono a loro volta collegate da atomi PbII coordinati a tre atomi di ossigeno.[3][6][7] Al di sotto di 170 K si ha la transizione a una forma ortorombica; questa transizione di fase cambia la simmetria del cristallo lasciando inalterate le distanze PbIV–O e PbII–O.[8]

Il colore del composto è dovuto ad una transizione di trasferimento di carica rappresentabile in modo semplificato come[7]

Pb(II) + Pb(IV) + → Pb(III) + Pb(III)

SintesiEdit

Il tetrossido di piombo si prepara normalmente per calcinazione di PbO all'aria a 450-500 °C. Non bisogna superare i 500 °C per evitare la decomposizione del Pb3O4 prodotto.[2][6]

6PbO + O2 → 2Pb3O4

ReattivitàEdit

Il tetrossido di piombo è un composto stabile, ma per riscaldamento al di sopra dei 500 °C si decompone formando il monossido di piombo con rilascio di ossigeno:[2]

2Pb3O4 → 6PbO + O2

Pb3O4 è praticamente insolubile in acqua e alcool, ma è solubile nell'acido cloridrico presente nello stomaco, e quindi è tossico se ingerito. Trattato con acido nitrico diluito si solubilizza il Pb(II), e rimane un residuo di diossido di piombo insolubile:[2]

Pb3O4 + 4HNO3 → PbO2 + 2Pb(NO3)2 + 2H2O

Riscaldato con riducenti come idrogeno, carbone e monossido di carbonio il tetrossido di piombo si può ridurre a piombo metallico. Ad esempio:[2]

2Pb3O4 + 4H2 → 3Pb + 4H2O

Pb3O4 reagisce su superfici di ferro formando uno strato di ossidi di ferro e piombo che non si ossidano ulteriormente.[7]

UsiEdit

Il tetrossido di piombo viene usato principalmente nelle vernici anticorrosive e negli accumulatori a piombo. Come pigmento è usato in vetri e ceramiche. Tra gli innumerevoli utilizzi minori sono compresi fuochi d'artificio ed esplosivi, vulcanizzazione della gomma, schermature per raggi X e raggi gamma, impermeabilizzazione di materiali.[2][3]

Tossicità / Indicazioni di sicurezzaEdit

Pb3O4 risulta pericoloso se ingerito o inalato. L'avvelenamento cronico provoca danni al sangue, al sistema nervoso, ai reni e all'apparato digerente. Avvelenamenti acuti provocano sapore metallico, vomito, costipazione, coliche addominali, disfunzioni renali, abbassamenti di temperatura, cali di pressione, collasso. Pb3O4 è un composto con rischi di tossicità per la riproduzione. Effetti cancerogeni sono stati osservati in animali, ma sinora non nell'uomo. Il composto è inoltre pericoloso per gli organismi acquatici.[1]

NoteEdit

BibliografiaEdit

Voci correlateEdit

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