酸化鉛(II,IV)
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| 名前 | |
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| 推奨IUPAC名 四酸化鉛[ 1 ] | |
| その他の名前 ミニウム、鉛丹、四鉛酸化三鉛 | |
| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol） | |
| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.013.851 |
| EC番号 |
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PubChem CID | |
| ユニイ |
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| 国連番号 | 1479 |
CompToxダッシュボード（EPA） | |
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| プロパティ | |
| 鉛3 O 4 | |
| モル質量 | 685.6 g·mol −1 |
| 外観 | 鮮やかなオレンジ色の結晶 |
| 密度 | 8.3 g/cm 3 |
| 融点 | 500℃（分解） |
| 蒸気圧 | 1.3 kPa（0℃時） |
| 構造 | |
| 正方晶系、tP28 | |
| P4 2 /mbc、第135号 | |
| 危険 | |
| GHSラベル： | |
   | |
| 危険 | |
| H272、H302、H332、H360、H373、H410 | |
| P201、P220、P273、P308+P313、P501 | |
| NFPA 704（ファイアダイヤモンド） | |
| 関連化合物 | |
| 酸化鉛(II)酸化鉛(IV) | |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）における材料のものです。 | |
酸化鉛(II,IV)は、鉛丹、四酸化鉛、またはミニウムとも呼ばれ、化学式Pb 3 O 4で表される無機化合物です。鮮やかな赤色またはオレンジ色の固体で、顔料、電池の製造、防錆塗料などに用いられます。Pb (II)とPb(IV)が2対1の混合原子価化合物の一例です。[ 2 ]
構造
酸化鉛(II,IV)は、オルト鉛(IV)酸鉛(II) [Pb 2+ ] 2 [PbO4−4]。[ 3 ]室温では正方晶系の結晶構造を示すが、 170 K (-103 °C) で斜方晶系（ピアソン記号oP 28、空間群Pbam、No. 55）に相転移する。この相転移は結晶の対称性のみを変化させ、原子間の距離と角度をわずかに変化させる。[ 4 ]
- 正方晶系鉛丹の結晶構造の一部
準備
酸化鉛(II,IV)は、酸化鉛(II)（PbO、リサージとも呼ばれる）を空気中で約450～480℃で焼成することによって製造される。 [ 5 ]
- 6 PbO + O 2 → 2 Pb 3 O 4
得られた物質はPbOで汚染されています。純粋な化合物が必要な場合は、水酸化カリウム溶液でPbOを除去することができます。
- PbO + KOH + H 2 O → K[Pb(OH) 3 ]
別の製造方法では、炭酸鉛(II)（セラサイト）を空気中で 焼鈍処理します。
- 6 PbCO 3 + O 2 → 2 Pb 3 O 4 + 6 CO 2
- 3 Pb 2 CO 3 (OH) 2 + O 2 → 2 Pb 3 O 4 + 3 CO 2 + 3 H 2 O
溶液中では、鉛(II,IV)酸化物は鉛酸カリウムと酢酸鉛(II)との反応によって製造され、黄色の不溶性酸化鉛(II,IV)一水和物Pb 3 O 4 ·H 2 Oが生成され、これは穏やかに加熱することで無水の形に変えることができます。
- K 2 PbO 3 + 2 Pb(OCOCH 3 ) 2 + H 2 O → Pb 3 O 4 + 2 KOCOCH 3 + 2 CH 3 COOH
天然のミニウムは珍しく、鉛鉱石の極端な酸化条件下でのみ生成されます。最もよく知られている天然標本は、オーストラリア、ニューサウスウェールズ州ブロークンヒルで発見されたもので、鉱山火災によって生成されました。[ 6 ]
反応
赤鉛は水やエタノールにはほとんど溶けません。しかし、胃の中の塩酸には溶けるため、摂取すると有毒です。また、氷酢酸や硝酸と過酸化水素の希釈液にも溶けます。
500℃に加熱すると、酸化鉛(II)と酸素に分解します。580℃で反応は完了します。
- 2 Pb 3 O 4 → 6 PbO + O 2
硝酸は酸化鉛(II)成分を溶解し、不溶性の酸化鉛(IV)を残します。
- Pb 3 O 4 + 4 HNO 3 → PbO 2 + 2 Pb(NO 3 ) 2 + 2 H 2 O
酸化鉛(II,IV)は、鉄酸化物および元素鉄とともに、不溶性の鉄(II)および鉄(III)鉛酸塩を形成します。これが、鉄製品に塗布される鉛ベースの塗料の防錆特性の基礎となります。
使用
鉛丹は鉄製品の下塗り塗料の顔料として使用されてきました。毒性があるため、使用が制限されています。一部のアマチュア花火では遅延剤（delay charge）として限定的に使用されており、過去にはドラゴンズエッグ花火の星の製造にも使用されていました。
鉛丹は、一部のポリクロロプレンゴムコンパウンドの硬化剤として使用されています。酸化マグネシウムの代わりに使用され、耐水性が向上します。
赤鉛は、エンジニアズブルーに取って代わられるまで、エンジニアズスクレーピングに使用されていました。しかし、圧力をかけると赤鉛はエンジニアズブルーほど流動性がないため、より正確なマーキングが可能です。
ウコン粉末の偽和剤としても使用される。
生理学的効果
酸化鉛(II,IV)は吸入すると肺を刺激します。高用量の場合、金属味、胸痛、腹痛などの症状が現れます。経口摂取すると胃酸で溶解・吸収され、鉛中毒を引き起こします。高濃度では皮膚からも吸収されるため、鉛塗料を取り扱う際は安全対策を講じることが重要です。
酸化鉛(II,IV)との長期接触は、体内に鉛化合物が蓄積し、急性鉛中毒の症状を発症する可能性があります。慢性中毒は、興奮、易刺激性、視覚障害、高血圧、顔面蒼白などの症状として現れます。
酸化鉛(II,IV)は実験動物において発がん性があることが示されています。ヒトに対する発がん性は証明されていません。
歴史
この化合物のラテン語名「minium」は、この化合物が最初に採掘されたイベリア半島北西部の川、ミニウス川に由来しています。
酸化鉛(II,IV)は古代ローマにおいて赤色顔料として用いられ、白鉛を焼成することで製造された。古代および中世には、彩飾写本制作の顔料として用いられ、この色で描かれた絵画様式 「ミニアム」または「ミニアチュール」の名称の由来となった。
亜麻仁油と混ぜて塗料に加工された鉛丹は、耐久性のある塗料として外部の鉄骨を保護するために使用されました。1504年には、スコットランドのスターリング城の落とし格子や、モンス・メグなどの大砲にも鉛丹が塗られました。[ 7 ]
細かく砕いた粉末として誘電体表面に散布し、リヒテンベルク図形を研究することも行われました。
伝統的な中国医学では、鉛丹は白癬や潰瘍の治療に用いられますが、その毒性のため、その使用は限定されています。また、メキシコの民間療法で胃腸障害の治療に用いられるアザルコンには、最大95%の酸化鉛(II,IV)が含まれています。[ 8 ]
18世紀以前には薬としても使われていました。[ 9 ]
参照
参考文献
- ^ 「鉛および一部の無機鉛化合物に関する自主リスク評価報告書」 。 2012年12月25日閲覧。
- ^ Greenwood, Norman N. ; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (第2版). Butterworth-Heinemann . doi : 10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN 978-0-08-037941-8。
- ^エゴン・ウィバーグ、ニルス・ウィバーグ、アーノルド・フレデリック・ホレマン (2001).無機化学. アカデミック・プレス. p. 920. ISBN 0-12-352651-5。
- ^ガヴァリ、J;ヴァイゲル、ドミニク。ヒューワット、AW (1978)。 「Oxydes de plomb. IV. Evolution Structuree de l'oxyde Pb 3 O 4 entre 240 et 5 K et mécanisme de latransition」 [酸化鉛。 IV. 240 K と 5 K の間の酸化物 Pb 3 O 4の構造進化と遷移のメカニズム]。固体化学ジャーナル。23 ( 3–4 ): 327。Bibcode : 1978JSSCh..23..327G。土井：10.1016/0022-4596(78)90081-6。
- ^ Carr, Dodd S. 「鉛化合物」. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a15_249 . ISBN 978-3-527-30673-2。
- ^ミニウム
- ^ジェームズ・バルフォア・ポール『スコットランド財務長官の記録』第2巻（エディンバラ、1900年）、277ページ。
- ^ボーズ、A.;ヴァシスタ、K;オローリン、BJ (1983)。 「アザルコン・ポル・エンパチョ– 鉛毒性のもう一つの原因」。小児科。72 : 108–118 .土井: 10.1542/peds.72.1.106。S2CID 37730169。
- ^ 「ロンドン・ランセット：英国および海外の医学、生理学、外科、化学、批評、文学、ニュースのジャーナル」 1853年。
外部リンク