Міністерство освіти і науки РФ
Реферат
«Свинець і його властивості»
Виконав:
Перевірив:
-2007
СВИНЕЦЬ (лат. Plumbum), Pb, хімічний елемент IV групи періодичної системи Менделєєва, атомний номер 82, атомна маса 207,2.
1.Свойства
Свинець зазвичай має брудно-сірий колір, хоча свіжий його розріз має синюватий відлив і блищить. Проте блискучий метал швидко покривається тьмяно-сірою захисною плівкою оксиду. Щільність свинцю (11,34 г/см3) у півтора рази більше, ніж у заліза, вчетверо більше, ніж в алюмінію; навіть срібло легше свинцю. Недарма в російській мові «свинцевий» - синонім важкого: «непогожої ночі мла по небу стелиться одежею свинцевої»; «І як свинець пішов на дно» - ці пушкінські рядки нагадують, що зі свинцем нерозривно пов'язане поняття гніту, тяжкості.
Свинець дуже легко плавиться - при 327,5 ° С, кипить при 1751 ° С і помітно летючий вже при 700 ° С. Цей факт дуже важливий для працюючих на комбінатах з видобутку та переробки свинцю. Свинець - один із самих м'яких металів. Він легко дряпається нігтем і прокатується в дуже тонкі листи. Свинець сплавляється з багатьма металами. З ртуттю він дає амальгаму, яка при невеликому вмісті свинцю рідка.
2.Хіміческіе властивості
За хімічними властивостями свинець - малоактивний метал: у електрохімічному ряді напруг він стоїть безпосередньо перед воднем. Тому свинець легко витісняється іншими металами з розчинів його солей. Якщо опустити в підкислений розчин ацетату свинцю цинкову паличку, свинець виділяється на неї у вигляді пухнастого нальоту з дрібних кристаликів, що має старовинного назву «сатурнова дерева». Якщо загальмувати реакцію, обернувши цинк фільтрувальним папером, виростають більш крупні кристали свинцю. Найбільш типова для свинцю ступінь окислення +2; сполуки свинцю (IV) значно менш стійкі. У розведених соляної та сірчаної кислотах свинець практично не розчиняється, в тому числі через утворення на поверхні нерозчинної плівки хлориду або сульфату. З міцної сірчаної кислотою (при концентрації більше 80%) свинець реагує з утворенням розчинного гідросульфату Pb (HSO4) 2, а в гарячій концентрованої соляної кислоти розчинення супроводжується утворенням комплексної хлориду H 4 PbCl 6. Розведеною азотною кислотою свинець легко окислюється:
Pb + 4HNO 3 = Pb (NO 3) 2 + 2NO 2 + H 2 O.
Розкладання нітрату свинцю (II) при нагріванні - зручний лабораторний метод отримання діоксиду азоту:
2Pb (NO 3) 2 = 2PbO + 4NO 2 + O 2.
У присутності кисню свинець розчиняється також у ряді органічних кислот. При дії оцтової кислоти утворюється легкорозчинний ацетат Pb (CH 3 COO) 2 (старовинна назва - «свинцевий цукор»). Свинець помітно розчинний також у мурашиної, лимонної та винної кислотах. Розчинність свинцю в органічних кислотах могло раніше приводити до отруєнь, якщо їжу готували в посуді, лудженої або паянной свинцевим припоєм. Розчинні солі свинцю (нітрат і ацетат) у воді гідролізуються:
Pb (NO 3) 2 + H 2 O = Pb (OH) NO 3 + HNO 3.
Завись основного ацетату свинцю («свинцева примочка») має обмежене медичне застосування в якості зовнішнього в'яжучого засобу. Свинець повільно розчиняється і в концентрованих лугах із виділенням водню:
Pb + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 Pb (OH) 4 + H 2
що вказує на амфотерні властивості сполук свинцю. Білий гідроксид свинцю (II), легко осідає, з розчинів його солей, також розчиняється як у кислотах, так і в сильних лугах:
Pb (OH) 2 + 2HNO 3 = Pb (NO 3) 2 + 2H 2 O;
Pb (OH) 2 + 2NaOH = Na 2 Pb (OH) 4
При стоянні чи нагріванні Pb (OH) 2 розкладається з виділенням PbO. При сплаві PbO з лугом утворюється плюмбіт складу Na 2 PbO 2. З лужного розчину тетрагідроксоплюмбата натрію Na2Pb (OH) 4 теж можна витіснити свинець більш активним металом. Якщо в такій нагрітий розчин покласти маленьку гранулу алюмінію, швидко утворюється сірий пухнастий кулька, який насичений дрібними бульбашками виділяється водню і тому спливає. Якщо алюміній взяти у вигляді дроту, що виділяється на ній свинець перетворює її в сіру «змію». При нагріванні свинець реагує з киснем, сіркою і галогенами. Так, у реакції з хлором утворюється тетрахлорид PbCl 4 - жовта рідина, димить на повітрі через гідролізу, а при нагріванні розкладається на PbCl 2 і Cl 2. (Галогеніди PbBr 4 і PbI 4 не існують, так як Pb (IV) - сильний окислювач, який окислила б бромід-і йодид-аніони.) Тонкоподрібнений свинець має пірофорні властивостями - спалахує на повітрі. При тривалому нагріванні розплавленого свинцю він поступово переходить спочатку в жовтий оксид PbO (свинцевий глет), а потім (при хорошому доступі повітря) - в червоний сурик Pb 3 O 4 або 2PbO · PbO 2. Це з'єднання можна розглядати також як свинцеву сіль ортосвінцовой кислоти Pb 2 [PbO 4]. За допомогою сильних окисників, наприклад, хлорного вапна, сполуки свинцю (II) можна окислити до діоксиду:
Pb (CH 3 COO) 2 + Ca (ClO) Cl + H 2 O = PbO 2 + CaCl 2 + 2CH 3 COOH
Діоксид утворюється також при обробці сурику азотною кислотою:
Pb 3 O 4 + 4HNO 3 = PbO 2 + 2Pb (NO 3) 2 + 2H 2 O.
Якщо сильно нагрівати коричневий діоксид, то при температурі близько 300 ° С він перетвориться в помаранчевий Pb 2 O 3 (PbO · PbO 2), при 400 ° С - в червоний Pb 3 O 4, а вище 530 ° С - в жовтий PbO ( розкладання супроводжується виділенням кисню). У суміші з безводним гліцерином свинцевий глет повільно, протягом 30-40 хвилин реагує з утворенням водотривкої і термостійкої твердої замазки, якою можна склеювати метал, скло і камінь. Діоксид свинцю - сильний окислювач. Струмінь сірководню, спрямована на сухій діоксид, загоряється; концентрована соляна кислота окислюється їм до хлору:
PbO 2 + 4HCl = PbCl 2 + Cl 2 + H 2 O,
сірчистий газ - до сульфату:
PbO 2 + SO 2 = PbSO 4,
а солі Mn 2 + - до перманганат-іонів:
5PbO 2 + 2MnSO 4 + H 2 SO 4 = 5PbSO 4 + 2HMnO 4 + 2H 2 O.
Діоксид свинцю утворюється, а після цього витрачається при зарядці і наступному розряді найпоширеніших кислотних акумуляторів. Сполуки свинцю (IV) мають ще більш типовими амфотерними властивостями. Так, нерозчинний гідроксид Pb (OH) 4 бурого кольору легко розчиняється в кислотах і лугах:
Pb (OH) 4 + 6HCl = H 2 PbCl 6;
Pb (OH) 4 + 2NaOH = Na 2 Pb (OH) 6.
Діоксид свинцю, реагуючи з лугом, також утворює комплексний плюмбат (IV):
PbO 2 + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 [Pb (OH) 6].
Якщо ж PbO2 сплавити з твердою лугом, утворюється плюмбат складу Na2PbO3. З сполук, в яких свинець (IV) входить до складу катіона, найбільш важливий тетраацетат. Його можна отримати кип'ятінням сурику з безводній оцтовою кислотою:
Pb 3 O 4 + 8CH 3 COOH = Pb (CH 3 COO) 4 + 2Pb (CH 3 COO) 2 + 4H 2 O.
При охолодженні з розчину виділяються безбарвні кристали тетраацетата свинцю. Інший спосіб - окислення ацетату свинцю (II) хлором:
2Pb (CH 3 COO) 2 + Cl 2 = Pb (CH 3 COO) 4 + PbCl 2.
Водою тетраацетат миттєво гідролізується до PbO 2 і CH 3 COOH. Тетраацетат свинцю знаходить застосування в органічній хімії в якості селективного окислювача. Наприклад, він досить вибірково окисляє тільки деякі гідроксильні групи в молекулах целюлози, а 5-феніл-1-пентанол під дією тетраацетата свинцю окислюється з одночасною циклізації і утворенням 2-бензілфурана. Органічні похідні свинцю - безбарвні дуже отруйні рідини. Один з методів їх синтезу - дія алкилгалогенидов на сплав свинцю з натрієм:
4C 2 H 5 Cl + 4PbNa = (C 2 H 5) 4 Pb + 4NaCl + 3Pb
Дією газоподібного HCl можна відщеплювати від тетразамещенних свинцю один алкільних радикал за іншим, замінюючи їх на хлор. З'єднання R4Pb розкладаються при нагріванні з утворенням тонкої плівки чистого металу. Таке розкладання тетраметілсвінца було використано для визначення часу життя вільних радикалів. Тетраетилсвинець - антидетонатор моторного палива.
3.Застосування
Використовують для виготовлення пластин для акумуляторів (близько 30% виплавленого свинцю), оболонок електричних кабелів, захисту від гамма-випромінювання (стінки з свинцевих цеглин), як компонент друкарських та антифрикційних сплавів, напівпровідникових матеріалів
Реферат
«Свинець і його властивості»
Виконав:
Перевірив:
-2007
СВИНЕЦЬ (лат. Plumbum), Pb, хімічний елемент IV групи періодичної системи Менделєєва, атомний номер 82, атомна маса 207,2.
1.Свойства
Свинець зазвичай має брудно-сірий колір, хоча свіжий його розріз має синюватий відлив і блищить. Проте блискучий метал швидко покривається тьмяно-сірою захисною плівкою оксиду. Щільність свинцю (11,34 г/см3) у півтора рази більше, ніж у заліза, вчетверо більше, ніж в алюмінію; навіть срібло легше свинцю. Недарма в російській мові «свинцевий» - синонім важкого: «непогожої ночі мла по небу стелиться одежею свинцевої»; «І як свинець пішов на дно» - ці пушкінські рядки нагадують, що зі свинцем нерозривно пов'язане поняття гніту, тяжкості.
Свинець дуже легко плавиться - при 327,5 ° С, кипить при 1751 ° С і помітно летючий вже при 700 ° С. Цей факт дуже важливий для працюючих на комбінатах з видобутку та переробки свинцю. Свинець - один із самих м'яких металів. Він легко дряпається нігтем і прокатується в дуже тонкі листи. Свинець сплавляється з багатьма металами. З ртуттю він дає амальгаму, яка при невеликому вмісті свинцю рідка.
2.Хіміческіе властивості
За хімічними властивостями свинець - малоактивний метал: у електрохімічному ряді напруг він стоїть безпосередньо перед воднем. Тому свинець легко витісняється іншими металами з розчинів його солей. Якщо опустити в підкислений розчин ацетату свинцю цинкову паличку, свинець виділяється на неї у вигляді пухнастого нальоту з дрібних кристаликів, що має старовинного назву «сатурнова дерева». Якщо загальмувати реакцію, обернувши цинк фільтрувальним папером, виростають більш крупні кристали свинцю. Найбільш типова для свинцю ступінь окислення +2; сполуки свинцю (IV) значно менш стійкі. У розведених соляної та сірчаної кислотах свинець практично не розчиняється, в тому числі через утворення на поверхні нерозчинної плівки хлориду або сульфату. З міцної сірчаної кислотою (при концентрації більше 80%) свинець реагує з утворенням розчинного гідросульфату Pb (HSO4) 2, а в гарячій концентрованої соляної кислоти розчинення супроводжується утворенням комплексної хлориду H 4 PbCl 6. Розведеною азотною кислотою свинець легко окислюється:
Pb + 4HNO 3 = Pb (NO 3) 2 + 2NO 2 + H 2 O.
Розкладання нітрату свинцю (II) при нагріванні - зручний лабораторний метод отримання діоксиду азоту:
2Pb (NO 3) 2 = 2PbO + 4NO 2 + O 2.
У присутності кисню свинець розчиняється також у ряді органічних кислот. При дії оцтової кислоти утворюється легкорозчинний ацетат Pb (CH 3 COO) 2 (старовинна назва - «свинцевий цукор»). Свинець помітно розчинний також у мурашиної, лимонної та винної кислотах. Розчинність свинцю в органічних кислотах могло раніше приводити до отруєнь, якщо їжу готували в посуді, лудженої або паянной свинцевим припоєм. Розчинні солі свинцю (нітрат і ацетат) у воді гідролізуються:
Pb (NO 3) 2 + H 2 O = Pb (OH) NO 3 + HNO 3.
Завись основного ацетату свинцю («свинцева примочка») має обмежене медичне застосування в якості зовнішнього в'яжучого засобу. Свинець повільно розчиняється і в концентрованих лугах із виділенням водню:
Pb + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 Pb (OH) 4 + H 2
що вказує на амфотерні властивості сполук свинцю. Білий гідроксид свинцю (II), легко осідає, з розчинів його солей, також розчиняється як у кислотах, так і в сильних лугах:
Pb (OH) 2 + 2HNO 3 = Pb (NO 3) 2 + 2H 2 O;
Pb (OH) 2 + 2NaOH = Na 2 Pb (OH) 4
При стоянні чи нагріванні Pb (OH) 2 розкладається з виділенням PbO. При сплаві PbO з лугом утворюється плюмбіт складу Na 2 PbO 2. З лужного розчину тетрагідроксоплюмбата натрію Na2Pb (OH) 4 теж можна витіснити свинець більш активним металом. Якщо в такій нагрітий розчин покласти маленьку гранулу алюмінію, швидко утворюється сірий пухнастий кулька, який насичений дрібними бульбашками виділяється водню і тому спливає. Якщо алюміній взяти у вигляді дроту, що виділяється на ній свинець перетворює її в сіру «змію». При нагріванні свинець реагує з киснем, сіркою і галогенами. Так, у реакції з хлором утворюється тетрахлорид PbCl 4 - жовта рідина, димить на повітрі через гідролізу, а при нагріванні розкладається на PbCl 2 і Cl 2. (Галогеніди PbBr 4 і PbI 4 не існують, так як Pb (IV) - сильний окислювач, який окислила б бромід-і йодид-аніони.) Тонкоподрібнений свинець має пірофорні властивостями - спалахує на повітрі. При тривалому нагріванні розплавленого свинцю він поступово переходить спочатку в жовтий оксид PbO (свинцевий глет), а потім (при хорошому доступі повітря) - в червоний сурик Pb 3 O 4 або 2PbO · PbO 2. Це з'єднання можна розглядати також як свинцеву сіль ортосвінцовой кислоти Pb 2 [PbO 4]. За допомогою сильних окисників, наприклад, хлорного вапна, сполуки свинцю (II) можна окислити до діоксиду:
Pb (CH 3 COO) 2 + Ca (ClO) Cl + H 2 O = PbO 2 + CaCl 2 + 2CH 3 COOH
Діоксид утворюється також при обробці сурику азотною кислотою:
Pb 3 O 4 + 4HNO 3 = PbO 2 + 2Pb (NO 3) 2 + 2H 2 O.
Якщо сильно нагрівати коричневий діоксид, то при температурі близько 300 ° С він перетвориться в помаранчевий Pb 2 O 3 (PbO · PbO 2), при 400 ° С - в червоний Pb 3 O 4, а вище 530 ° С - в жовтий PbO ( розкладання супроводжується виділенням кисню). У суміші з безводним гліцерином свинцевий глет повільно, протягом 30-40 хвилин реагує з утворенням водотривкої і термостійкої твердої замазки, якою можна склеювати метал, скло і камінь. Діоксид свинцю - сильний окислювач. Струмінь сірководню, спрямована на сухій діоксид, загоряється; концентрована соляна кислота окислюється їм до хлору:
PbO 2 + 4HCl = PbCl 2 + Cl 2 + H 2 O,
сірчистий газ - до сульфату:
PbO 2 + SO 2 = PbSO 4,
а солі Mn 2 + - до перманганат-іонів:
5PbO 2 + 2MnSO 4 + H 2 SO 4 = 5PbSO 4 + 2HMnO 4 + 2H 2 O.
Діоксид свинцю утворюється, а після цього витрачається при зарядці і наступному розряді найпоширеніших кислотних акумуляторів. Сполуки свинцю (IV) мають ще більш типовими амфотерними властивостями. Так, нерозчинний гідроксид Pb (OH) 4 бурого кольору легко розчиняється в кислотах і лугах:
Pb (OH) 4 + 6HCl = H 2 PbCl 6;
Pb (OH) 4 + 2NaOH = Na 2 Pb (OH) 6.
Діоксид свинцю, реагуючи з лугом, також утворює комплексний плюмбат (IV):
PbO 2 + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 [Pb (OH) 6].
Якщо ж PbO2 сплавити з твердою лугом, утворюється плюмбат складу Na2PbO3. З сполук, в яких свинець (IV) входить до складу катіона, найбільш важливий тетраацетат. Його можна отримати кип'ятінням сурику з безводній оцтовою кислотою:
Pb 3 O 4 + 8CH 3 COOH = Pb (CH 3 COO) 4 + 2Pb (CH 3 COO) 2 + 4H 2 O.
При охолодженні з розчину виділяються безбарвні кристали тетраацетата свинцю. Інший спосіб - окислення ацетату свинцю (II) хлором:
2Pb (CH 3 COO) 2 + Cl 2 = Pb (CH 3 COO) 4 + PbCl 2.
Водою тетраацетат миттєво гідролізується до PbO 2 і CH 3 COOH. Тетраацетат свинцю знаходить застосування в органічній хімії в якості селективного окислювача. Наприклад, він досить вибірково окисляє тільки деякі гідроксильні групи в молекулах целюлози, а 5-феніл-1-пентанол під дією тетраацетата свинцю окислюється з одночасною циклізації і утворенням 2-бензілфурана. Органічні похідні свинцю - безбарвні дуже отруйні рідини. Один з методів їх синтезу - дія алкилгалогенидов на сплав свинцю з натрієм:
4C 2 H 5 Cl + 4PbNa = (C 2 H 5) 4 Pb + 4NaCl + 3Pb
Дією газоподібного HCl можна відщеплювати від тетразамещенних свинцю один алкільних радикал за іншим, замінюючи їх на хлор. З'єднання R4Pb розкладаються при нагріванні з утворенням тонкої плівки чистого металу. Таке розкладання тетраметілсвінца було використано для визначення часу життя вільних радикалів. Тетраетилсвинець - антидетонатор моторного палива.
3.Застосування
Використовують для виготовлення пластин для акумуляторів (близько 30% виплавленого свинцю), оболонок електричних кабелів, захисту від гамма-випромінювання (стінки з свинцевих цеглин), як компонент друкарських та антифрикційних сплавів, напівпровідникових матеріалів