Иодид свинца (II)

Иодид свинца (II)

Имена
Другие имена Иодид свинца
Идентификаторы
Номер CAS	10101-63-0
3D-модель (JSmol )	Интерактивное изображение
ChemSpider	23305
ECHA InfoCard	100.030.220
PubChem CID	24931
UNII	OTL90F2GLT
CompTox Dashboard (EPA )	DTXSID101014310
InChI InChI = 1S / 2HI.Pb / div class="ht" * 1H; / q ;; + 2 / p-2 Ключ: RQQRAHKHDFPBMC-UHFFFAOYSA-L InChI = 1 / 2HI.Pb / div class="ht" * 1H; / q ;; + 2 / p-2 Обозначение: RQQRAHKHDFPBMC-NUQVWONBAP
SMILES I [Pb] I
Свойства
Химическая формула	PbI. 2
Молярная масса	461,01 г / моль
Внешний вид	ярко-желтый порошок
Запах	без запаха
Плотность	6,16 г / см
Точка плавления	402 ° C (756 ° F; 675 K)
Температура кипения	953 ° C (1747 ° F; 1226 K)
Растворимость в воде	0,044 г / 100 мл (0 ° C) 0,0756 г / 100 мл (20 ° C) 0,41 г / 100 мл (100 ° C)
Произведение растворимости (Ksp)	4,41 x 10 (20 ° C)
Растворимость	нерастворим в этаноле, холодный HCl растворим в растворе щелочей, KI, метилизопропилкетон
Ширина запрещенной зоны	2,3 эВ
Магнитная восприимчивость (χ)	−126,5 · 10 см / моль
Структура
Кристаллическая структура	Ромбоэдрическая, гексагональный hP3
Пространственная группа	P-3m1, № 164
Координационная геометрия	октаэдрическая
Опасности
Классификация ЕС (DSD) (устарело)	Repr. Кошка. 1/3. Вредно (Xn). Опасно для окружающей среды (N)
R-фразы (устаревшие)	R61, R20 / 22, R33, R62, R50 / 53
S-фразы (устаревшие)	S53, S45, S60, S61
NFPA 704 (огненный алмаз)	0 3 0
Температура вспышки	Невоспламеняющееся
Родственные соединения
Прочие анионы	Фторид свинца (II) Хлорид свинца (II) Бромид свинца (II)
Другое катионы	Йодид олова (II)
Родственные соединения	Иодид таллия (I) Иодид висмута (III)
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
N (что такое ?)
Справочные данные ink

Иодид свинца (II) или иодид свинца представляет собой соль с формулой PbI. 2. При комнатной температуре он представляет собой ярко-желтое кристаллическое твердое вещество без запаха, который при нагревании становится оранжевым и красным. Ранее он назывался свинцовым йодидом.

В настоящее время это соединение имеет несколько специализированных применений, таких как производство Комплект солнечных элементов и детекторов рентгеновского и гамма-излучения. Его подготовка является занимательной и популярной демонстрацией в химии образования, для изучения таких тем, как реакции преципитации и стехиометрия. Он разлагается под действием света при умеренно высоких температурах, и этот эффект был использован в запатентованном фотографическом процессе.

Йодид свинца ранее использовался в качестве желтого пигмента в некоторых краски, имеющие название йодистый желтый . Однако его использование было в значительной степени прекращено из-за его токсичности и плохой стабильности.

• 1 Препарат
• 2 Кристаллизация
• 3 Применения
• 4 Стабильность
• 5 Токсичность
• 6 Структура
• 7 См. Также
• 8 Ссылки
• 9 Источники
• 10 Внешние ссылки

PbI. 2обычно синтезируется посредством реакции осаждения между иодидом калия KI и нитрат свинца (II) Pb (NO. 3)2в водном растворе:

Pb (NO 3)2+ 2 KI → PbI 2 + 2 KNO 3

В то время как нитрат калия KNO. 3растворим, йодид свинца PbI. 2почти нерастворим при комнатной температуре, и, таким образом, выпадает в осадок выход.

Вместо этого можно использовать другие растворимые соли, содержащие свинец (II) и йодид, например ацетат свинца (II) и йодид натрия.

. Соединение также можно синтезировать путем взаимодействия йода пар с расплавленным свинцом при температуре от 500 до 700 ° C.

Тонкую пленку PbI. 2также можно приготовить путем нанесения пленки сульфид свинца PbS и воздействие на него паров йода по реакции

PbS + I 2 → PbI 2 + S

затем серу промывают диметилсульфоксидом.

Иодид свинца, полученный из холодных растворов солей Pb. и I., обычно состоит из множества небольших гексагональных пластинок, что дает желтый осадок шелковистого цвета. Более крупные кристаллы можно получить, используя тот факт, что растворимость иодида свинца в воде (например, хлорида свинца и бромида свинца ) резко увеличивается с температурой. Соединение бесцветное при растворении в горячей воде, но кристаллизуется при охлаждении в виде тонких, но заметно более крупных ярко-желтых хлопьев, которые медленно оседают через жидкость - визуальный эффект, часто описываемый как «золотой дождь». Более крупные кристаллы могут быть получены автоклавированием PbI. 2с водой под давлением при 200 ° С.

Даже более крупные кристаллы могут быть получены путем замедления обычной реакции. Простая установка заключается в том, чтобы погрузить два стакана с концентрированными реагентами в большую емкость с водой, избегая токов. Когда два вещества диффундируют через воду и встречаются, они медленно вступают в реакцию и откладывают йодид в пространстве между стаканами.

Другой аналогичный метод - это взаимодействие двух веществ в гель среда, которая замедляет диффузию и удерживает растущий кристалл вдали от стенок контейнера. Патель и Рао использовали этот метод для выращивания кристаллов диаметром до 30 мм и толщиной 2 мм.

Реакцию можно также замедлить, разделив два реагента проницаемой мембраной. Этот подход с мембраной из целлюлозы был использован в сентябре 1988 г. для изучения роста кристаллов PbI. 2в условиях невесомости в эксперименте, проведенном на космическом шаттле Discovery.

PbI. 2может быть также кристаллизован из порошка сублимацией при 390 ° C, почти в вакууме или в токе аргона с некоторым количеством водорода.

Крупные кристаллы высокой чистоты можно получить с помощью зонной плавки или по методике Бриджмена – Стокбаргера. Эти процессы могут удалять различные примеси из коммерческого PbI. 2.

Йодид свинца является материалом-прекурсором при производстве высокоэффективных солнечных элементов. Обычно раствор PbI. 2в органическом растворителе, таком как диметилформамид или диметилсульфоксид, наносят на слой диоксида титана посредством покрытия центрифугированием. Затем слой обрабатывают раствором иодида метиламмония CH. 3NH. 3I и отжигают, превращая его в двойную соль иодида метиламмония-свинца CH. 3NH. 3PbI. 3со структурой перовскита. В результате реакции цвет пленки меняется с желтого на светло-коричневый.

PbI. 2также используется в качестве детектора фотонов высокой энергии для гамма-лучей и рентгеновских лучей из-за его широкой запрещенной зоны, которая обеспечивает низкую шум при работе.

Иодид свинца ранее использовался в качестве пигмента краски под названием «йодно-желтый». Проспер Мериме (1830) описал его как «малоизвестное в торговле, такое же яркое, как orpiment или хромат свинца. Считается, что быть более прочным, но только время может доказать его претензию на столь важное качество. Его готовят осаждением раствора ацетата или нитрата свинца с иодидом калия: нитрат дает более ярко-желтый цвет ». Однако из-за токсичности и нестабильности соединения оно больше не используется как таковое. Его по-прежнему можно использовать в искусстве для бронзирования и в золотоподобных мозаиках tiles.

Обычная характеристика материала такие методы, как электронная микроскопия, могут повредить образцы иодида свинца (II). Тонкие пленки иодида свинца (II) нестабильны в окружающем воздухе. Кислород окружающего воздуха окисляет йодид до элементарного йода :

2 PbI 2 + O 2 → 2 PbO + 2 I 2↑

Иодид свинца очень токсичен для здоровья человека. Проглатывание вызывает множество острых и хронических последствий, характерных для отравления свинцом. Было обнаружено, что йодид свинца является канцерогеном у животных, что позволяет предположить, что то же самое можно сказать и о людях. Йодид свинца представляет опасность при вдыхании, при работе с порошками йодида свинца следует использовать соответствующий респиратор.

Структура PbI. 2, определенная с помощью порошковой дифракции рентгеновских лучей, в основном представляет собой гексагональную плотноупакованную систему с чередующимися слоями атомов свинца. и атомы йодида с преимущественно ионной связью. Между слоями иодида свинца обнаружено слабое ван-дер-ваальсово взаимодействие. Твердое вещество также может иметь ромбоэдрическую структуру.

Иодид свинца (II) выпадает в осадок при объединении растворов йодида калия и нитрата свинца (II)

Эксперимент «золотой дождь», где йодид свинца (II) перекристаллизовывался из горячего раствора путем охлаждения с образованием кристаллов золотисто-желтого цвета

• Бромид свинца (II)
• Хлорид свинца (II)
• Йодид олова (II)
• Метод Бриджмена – Стокбаргера
• Перовскитовый фотоэлемент

1. ^Clever Johnston 1980.
2. ^ P. Патнаик (2002): Справочник по неорганическим химическим веществам. Макгроу-Хилл. ISBN 978-0070494398
3. ^Филип Уэст, Джек К. Карлтон (1952): Экстракция йодида свинца метилизопропилкетоном ". Analytica Chimica Acta, том 6, стр. 406-411. doi : 10.1016 / S0003-2670 (00) 86967-6
4. ^«Каталог Sigma-Aldrich: иодид свинца (II) 99%». Www.sigmaaldrich.com. Проверено 29 апреля 2016 г.
5. ^ Дхиапутра и др. 2016.
6. ^ Шах и др. 1996.
7. ^Сет Энтони (2014): I. Когнитивные и учебные факторы, связанные с развитием учащихся личные модели химических систем в лаборатории общей химии. [...]. Докторская диссертация, Государственный университет Колорадо
8. ^Дж. Джейкобс и Р. Корриган (1970): Пленка иодистого свинца. Патент США US3764368-A Подана 22 февраля 1972 г.; опубликована 9 октября 1973 г.
9. ^ Eastaugh et al. 2004.
10. ^Ahmad Prakash 2012.
11. ^ М. Матухова, К. Здански, Дж. Завадил, А. Данилевский, Ф. Рис., MAS Hassan, D. Alexiew, R. Kral (2009): Исследование влияния редкоземельных элементов на свойства иодида свинца. Journal of Crystal Growth, том 311, выпуск 14, страницы 3557–3562. doi : 10.1016 / j.jcrysgro.2009.04.043
12. ^Т.К. Чаудхури и Х.Н. Ачарья (1982): Получение пленок йодида свинца йодированием химически осажденных пленок сульфида свинца. Бюллетень материаловедения. том 17, выпуск 3, страницы 279-286. doi : 10.1016 / 0025-5408 (82) 90074-5
13. ^Флеминг, Деклан (6 января 2015 г.). «Золотой дождь». Химическое образование. Vol. 52 нет. 1. Королевское химическое общество. п. 10. ISSN 0013–1350. Проверено 19 июня 2018 г.
14. ^Синхуа Чжу, Пейхуа Ванян, Хуэй Сун, Динъю Янг, Сюин Гао, Хайбо Тянь (2016) Легкий рост и характеристика отдельно стоящей монокристаллической пленки PbI2. Материалы Письма, том 180, страницы 59–62. doi : 10.1016 / j.matlet.2016.05.101
15. ^W. Конард Фернелиус и Кеннет Д. Детлинг (1934): Получение кристаллов труднорастворимых солей. J. Chem. Образов., Том 11, выпуск 3, стр. 176. doi : 10.1021 / ed011p176.
16. ^E. Hatschek (1906) Zeit. анорг. Chem., Том 48, стр. 364.
17. ^А. Р. Патель и А. Венкатешвара Рао (1980): Улучшенная конструкция для выращивания более крупных и более совершенных монокристаллов в гелях Journal of Crystal Growth, том 49, выпуск 3, страницы 589-590. doi : 10.1016 / 0022-0248 (80) 90134-7
18. ^Scaife et al. 1990.
19. ^ Л. Форнаро, Э. Сауседо, Л. Муссио, Л. Йерман, X. Ма, А. Бургер (2001): Нанесение пленки с использованием йодида свинца и определение характеристик Proc. 11-й Int. Семинар по полупроводниковым детекторам рентгеновского и гамма-излучения для комнатной температуры и связанной с ними электронике; в Ядерных приборах и методах в физических исследованиях Раздел A: Ускорители, спектрометры, детекторы и связанное с ними оборудование, том 458, выпуски 1–2, страницы 406–412. doi : 10.1016 / S0168-9002 (00) 00933-5
20. ^ Лю и др. 2015.
21. ^Тонн и др. 2015.
22. ^Сорок, А. Дж. (Август 1960 г.). «Наблюдения за разложением кристаллов иодида свинца в электронном микроскопе». Философский журнал. 5 (56): 787–797. doi : 10.1080 / 14786436008241217. ISSN 0031-8086.
23. ^Попов Георгий; Маттинен, Мийка; Хатанпяя, Тимо; Вехкамяки, Марко; Кемелл, Марианна; Мизохата, Кеничиро; Ряйсянен, Юрки; Ритала, Микко; Лескеля, Маркку (12 февраля 2019 г.). «Атомно-послойное осаждение тонких пленок PbI 2». Химия материалов. 31 (3): 1101–1109. doi : 10.1021 / acs.chemmater.8b04969. ISSN 0897-4756.
24. ^Flora, Gupta Tiwari 2012.
25. ^«Подробная информация о категории Haz-Map». hazmap.nlm.nih.gov. Проверено 29 апреля 2016 г.

.

На Викискладе есть медиафайлы, связанные с иодидом свинца (II).

• Портал токсичных веществ - свинец