Тетраоксид трисвинца

Тетраокси́д трисвинца́ — неорганическое соединение свинца и кислорода с формулой Pb₃O₄, красный порошок, не растворяется в воде. Свинец входит в соединение в двух степенях окисления, II и IV, поэтому оно может рассматриваться как оксид свинца(II,IV), а также как свинцовая соль ортосвинцовой кислоты H₄PbO₄, ортоплюмбат(IV) свинца(II).

Тетраоксид трисвинца
Общие
Систематическое наименование	Тетраоксид трисвинца
Традиционные названия	Оксид свинца(II,IV); свинцовокислый свинец, ортоплюмбат свинца; свинцовый сурик
Хим. формула	Pb3O4
Рац. формула	Pb(PbO2)2
Физические свойства
Состояние	красный порошок
Молярная масса	685,60 г/моль
Плотность	8,92; 9,1 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	830 °C (под давлением)
• разложения	550 °C
Мол. теплоёмк.	146,7 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	−720 кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS	1314-41-6
PubChem	16685188
Рег. номер EINECS	215-235-6
SMILES	O1[Pb]O[Pb]12O[Pb]O2
InChI	InChI=1S/4O.3Pb XMFOQHDPRMAJNU-UHFFFAOYSA-N
Номер ООН	1479
ChemSpider	21169908 и 17215624
Безопасность
Токсичность	ядовит
NFPA 704	0 3 0
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

ПолучениеПравить

• Прокаливание мелкодисперсного монооксида свинца в токе воздуха:

$\mathsf{6}\mathsf{P}\mathsf{b}\mathsf{O}\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{{\mathsf{500}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{P}{\mathsf{b}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}$${\mathsf {6PbO+O_{2}\ {\xrightarrow {500^{o}C}}\ 2Pb_{3}O_{4}}}$ 

• Осаждение тетрагидроксоплюмбата(II) калия раствором гексагидроксоплюмбата(IV) калия :

$\mathsf{2}{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{[}\mathsf{P}\mathsf{b}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}\mathsf{+}{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{[}\mathsf{P}\mathsf{b}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{6}}\mathsf{]}\stackrel{}{\to }\mathsf{P}{\mathsf{b}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{K}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2K_{2}[Pb(OH)_{4}]+K_{2}[Pb(OH)_{6}]\ {\xrightarrow {}}\ Pb_{3}O_{4}\downarrow +6KOH+4H_{2}O}}$ 

Физические свойстваПравить

Тетраоксид трисвинца (β-фаза, существующая при температурах выше −90°C) образует красные кристаллы тетрагональной сингонии, пространственная группа P 4₂/mbc, параметры ячейки a = 0,88129 нм, c = 0,65661 нм, Z = 4 .

При температуре −90°С происходит переход в низкотемпературную α-фазу ромбической сингонии, пространственная группа P bam, параметры ячейки a = 0,91152 нм, b = 0,84696 нм, c = 0,65646 нм, Z = 4 .

Плохо растворяется в воде. Растворяется в расплаве нитрита натрия, в растворе хлорной кислоты.

β-Фаза является полупроводником. Ширина запрещённой зоны 2,1 эВ, подвижность электронов 0,6—3,0 см²/(В·с)

Химические свойстваПравить

• Разлагается при нагревании:

$\mathsf{2}\mathsf{P}{\mathsf{b}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\stackrel{{\mathsf{550}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{6}\mathsf{P}\mathsf{b}\mathsf{O}\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {2Pb_{3}O_{4}\ {\xrightarrow {550^{o}C}}\ 6PbO+O_{2}\uparrow }}$ 

• Реагирует с азотной кислотой с образованием диоксида свинца и других соединений.

$\mathsf{P}{\mathsf{b}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{H}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{P}\mathsf{b}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{P}\mathsf{b}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$$\mathsf{Pb_3O_4 + 4HNO_3 \rightarrow PbO_2 + 2Pb(NO_3)_2 + 2H_2O}$ 

• В концентрированной горячей щёлочи образует смесь комплексных соединений свинца:

$\mathsf{P}{\mathsf{b}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{\mathsf{t}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{[}\mathsf{P}\mathsf{b}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{[}\mathsf{P}\mathsf{b}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{6}}\mathsf{]}$${\mathsf {Pb_{3}O_{4}+6NaOH+4H_{2}O\xrightarrow {t} \ 2Na_{2}[Pb(OH)_{4}]+Na_{2}[Pb(OH)_{6}]}}$ 

• В кислой среде легко восстанавливается, к примеру, иодидом калия:

$\mathsf{P}{\mathsf{b}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{8}\mathsf{H}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{K}\mathsf{I}\stackrel{}{\to }\mathsf{3}\mathsf{P}\mathsf{b}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}{\mathsf{I}}_{\mathsf{2}}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{K}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$${\mathsf {Pb_{3}O_{4}+8HNO_{3}+2KI\xrightarrow {} \ 3Pb(NO_{3})_{2}+I_{2}\downarrow +4H_{2}O+2KNO_{3}}}$ 

Нахождение в природеПравить

Встречается в природе как относительно редкий минерал сурик.

ПрименениеПравить

• Пигмент для антикоррозионных красок (свинцовый сурик).
• Замазка в свинцовых аккумуляторах.

Биологическое действиеПравить

Как и многие другие соединения свинца, Pb₃O₄ (ортоплюмбат свинца) очень токсичен при попадании в организм орально (или же при ингаляции). Передозировка ионов свинца в живых организмах очень опасна.

ЛитератураПравить

• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• CRC Handbook of Chemistry and Physics. — 89th Edition. — Taylor and Francis Group, LLC, 2008-2009.
• Краткая химическая энциклопедия / Под. ред. Кнунянц И. Л.. — М.: Советская Энциклопедия, 1965. — Т. 4. — 1182 с.
• Лидин Р. А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.