Нітрат свинцю(II) — неорганічна сполука з хімічною формулою Pb(NO3)2. Зазвичай зустрічається у вигляді безбарвних кристалів або білого порошку і, на відміну від більшості інших солей свинцю(II), добре розчинна у воді.

Сполука відома з часів Середньовіччя під назвою plumbum dulce («солодкий свинець»). У ті часи її отримували в невеликих масштабах із металевого свинцю або оксиду свинцю в азотній кислоті для подальшого використання у синтезі інших сполук свинцю. У XIX столітті в Європі та США розпочалося комерційне виробництво нітрату свинцю(II).

Історично основним застосуванням цієї речовини було використання як сировини для виробництва пігментів свинцевих фарб, проте згодом вони були витіснені менш токсичними аналогами на основі діоксиду титану. Інші промислові застосування включали термостабілізацію нейлону та поліестерів, а також покриття фототермографічного паперу. Приблизно з 2000 року нітрат свинцю(II) почали використовувати для ціанування золота.

Нітрат свинцю(II) є токсичним; з ним слід поводитися обережно, запобігати вдиханню, проковтуванню та контакту зі шкірою. Через небезпечну природу речовини її використання суворо обмежене та регулюється міжнародними стандартами, зокрема регламентом ЄС REACH та рекомендаціями ВООЗ.

Історія Нітрат свинцю вперше був ідентифікований у 1597 році алхіміком Андреасом Лібавієм, який назвав речовину plumbum dulce («солодкий свинець») через її смак.

Комерційно він виробляється шляхом реакції металевого свинцю з концентрованою азотною кислотою, в якій він мало розчинний. Сполука використовувалася як сировина для виготовлення пігментів, таких як: хромовий жовтий (хромат свинцю(II), PbCrO4 та хромовий помаранчевий (основний хромат свинцю(II),Pb2CrO5) та неаполітанський жовтий (антимонат свинцю, Pb2Sb2O7). Ці пігменти використовувалися для фарбування та набивання ситцю та інших тканин. Також нітрат свинцю використовувався як окисник у чорному поросі та разом з азидом свинцю(II) у спеціальних вибухових речовинах.

Виробництво Нітрат свинцю зазвичай отримують розчиненням оксиду свинцю(II) у концентрованій азотній кислоті:

 PbO + 2 HNO3 -> Pb(NO3)2 + H2O

Його також можна отримати випаровуванням розчину, що утворюється при реакції металевого свинцю з розбавленою азотною кислотою:

 Pb + 4 HNO3 -> Pb(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O

Крім того, розчини та кристали нітрату свинцю(II) утворюються як побічний продукт при переробці свинцево-бісмутових відходів на свинцевих заводах.

Структура

Кристалічна структура твердого нітрату свинцю(II) була визначена методом нейтронної дифракції. Сполука кристалізується в кубічній системі, де атоми свинцю утворюють гранецентровану кубічну ґратку. Просторова група - Pa3z=4(нотація решітки Браве), довжина ребра куба становить 784 пікометри (7,84 Å).

Чорні точки позначають атоми свинцю, білі точки — нітратні групи, розташовані на 27 пікометрів (0,27 Å) вище площини атомів свинцю, а сині точки — нітратні групи, що знаходяться на тій самій відстані нижче цієї площини. У цій конфігурації кожен атом свинцю зв'язаний з дванадцятьма атомами кисню (довжина зв'язку: ). Усі довжини зв'язків ідентичні й становлять .

Науковий інтерес до кристалічної структури нітрату свинцю(II) частково ґрунтувався на припущенні про можливість вільного внутрішнього обертання нітратних груп усередині кристалічної ґратки при підвищених температурах, проте це припущення не підтвердилося.

Хімічні властивості та реакції +Розчинність нітрату свинцю(II) в азотній кислоті (26°С)Концентрація азотної кислоти, мас. %Розчинність нітрату свинцю(II), мас. %037,414,9324,7512,9612,2225,994,2650,260,5363,840,0671,350,008 Нітрат свинцю є окисником і в цій якості використовувався в піротехніці.

При додаванні лугу до розчину утворюються основні нітрати. При низькому pH переважаючим видом є Pb2(OH)4(NO3)2. При вищому pH утворюється Pb6(OH)5NO3. Катіон [Pb6O(OH)6]^4+є незвичайним, оскільки містить оксид-іон всередині кластера з трьох тетраедрів PbO4, що мають спільні грані. Немає доказів утворення простого гідроксиду Pb(OH)2 у водному розчині при pH нижче 12.

Розчини нітрату свинцю можна використовувати для утворення координаційних комплексів. Свинець(II) є твердим акцептором; він утворює міцніші комплекси з лігандами, що містять донорні атоми азоту та кисню. Наприклад, при поєднанні нітрату свинцю та пентаетиленгліколю (EO5) у розчині ацетонітрилу та метанолу з подальшим повільним випарюванням утворюється сполука [Pb(NO3)2EO5]. У кристалічній структурі цієї сполуки ланцюг EO5 огортає іон свинцю в екваторіальній площині, подібно до краун-етеру. Два бідентатні нітратні ліганди знаходяться в транс-конфігурації. Загальне координаційне число становить 10, а іон свинцю має молекулярну геометрію двошапкової квадратної антипризми.

Комплекс, утворений нітратом свинцю з бітіазольним бідентатним N-донорним лігандом, є біядерним. Кристалічна структура показує, що нітратна група виконує роль містка між двома атомами свинцю. Однією з особливостей комплексів такого типу є наявність фізичного розриву в координаційній сфері, тобто ліганди розташовані навколо іона металу несиметрично. Це, ймовірно зумовлено наявністю неподіленої електронної пари свинцю; подібне явище також спостерігається в комплексах свинцю з імідазольним лігандом.

Застосування Нітрат свинцю використовувався як термічний стабілізатор у нейлоні та поліестерах, як покриття для фототермографічного паперу, а також у складі родентицидів.

Нагрівання нітрату свинцю є зручним лабораторним способом отримання діоксиду азоту:

2Pb(NO3)2 ->[{∆}] 2PbO + 4NO2 + O2

У процесі ціанування золота додавання розчину нітрату свинцю(II) покращує процес вилуговування. Для цього потрібна зовсім невелика кількість речовини (від 10 до 100 мг нітрату свинцю на кілограм золота).

В органічній хімії сполука може застосовуватись для приготування ізотіоціанатів із дитіокарбаматів. Також існують повідомлення про її використання як акцептора бромідіонів під час реакцій нуклеофільного заміщення типу SN1.

Безпека

Нітрат свинцю(II) є токсичним, і його проковтування може призвести до гострого отруєння свинцем, що характерно для всіх розчинних сполук свинцю. Усі неорганічні сполуки свинцю (але не елементарний свинець) класифікуються Міжнародним агентством з дослідження раку (IARC) як ймовірно канцерогенні для людини (категорія 2А). Їх пов'язують з раком нирок та гліомою у піддослідних тварин, а також з раком нирок, раком мозку та раком легень у людей, хоча дослідження робітників, які зазнали впливу свинцю, часто ускладнюються одночасним впливом арсену. Відомо, що свинець заміщує цинк у низці ферментів, включаючи δ-амінолевулінат-дегідратазу (порфобіліноген-синтазу) у шляху біосинтезу гему та піримідин-5'-нуклеотидазу, що є важливим для правильного метаболізму ДНК, і тому може спричинити ураження плода.

Примітки