Википедија

Олово(II) јодид

хемиско соединение

Олово(II) јодид (or олово јодид) iе хемиско соединение со формула PbI2. На собна температура, тоа е светло жолта кристална цврста материја без мирис, која станува портокалова и црвена кога ќе се загрее.[7] Порано се нарекуваше плумбосен јодид.

Олово(II) јодид
Lead(II) iodide
Други називи

Плумбосен јодид

Назнаки
10101-63-0 Ок
ChemSpider 23305 Ок
EC-број 233-256-9
3Д-модел (Jmol) Слика
PubChem 24931
UNII OTL90F2GLT Ок
ОН-бр. 2291 3077
Својства
Хемиска формула
Моларна маса 0 g mol−1
Изглед свело жолт прашок
Мирис без мирис
Густина 6.16 g/cm3
Точка на топење
Точка на вриење
  • 0.44 g/L (0 °C)
  • 0.76 g/L (20 °C)
  • 4.1 g/L (100 °C)[1][2]
Производ на растворливост, Ksp 4.41×10−9 (20 °C)
Растворливост
Забранет појас 2.34 eV (direct)[4][5]
−126.5·10−6 cm3/mol[6]
Структура
Кристална структура Шестаголна hP6
P63mc, No. 186
octahedral
Термохемија
Стандардна моларна
ентропија So298 		174.9 J/(mol·K)
Специфичен топлински капацитет, C 77.4 J/(mol·K)
Опасност
GHS-ознаки:
Пиктограми
 GHS07: ИзвичникGHS08: Опасност по здравјетоGHS09: Опасност по животната средина
Сигнални зборови
 Опасност
Изјави за опасност
 H302, H332, H360, H373, H410
Изјави за претпазливост
 P201, P202, P260, P261, P264, P270, P271, P273, P281, P301+P312, P304+P312, P304+P340, P308+P313, P312, P314, P330, P391, P405, P501
NFPA 704
3
0
0
Температура на запалување Non-flammable
Слични супстанци
Други анјони
Други катјони Калај(II) јодид
Дополнителни податоци
 Ок(што е ова?)  (провери)
Освен ако не е поинаку укажано, податоците се однесуваат на материјалите во нивната стандардна состојба (25 °C, 100 kPa)
Наводи

Соединението моментално има неколку специјализирани примени, како што е производството на соларни ќелии[8] и детектори за Х-зраци и гама-зраци.[9] Нејговата подготовка е забавна и популарна демонстрација во образованието по хемија, за предавање на теми како што се реакции на таложење и стехиометрија.[10] Се распаѓа од светлина на температури над 125 °C (257 °F), и овој ефект е користен во патентиран фотографски процес.[2][11]

Оловото јодид порано се користел како жолт пигмент во некои бои, со име јодид жолто. Сепак, таа употреба во голема мера е прекината поради неговата токсичност и лошата стабилност.[12]

Подготовка

уреди

PbI2 најчесто се синтетизира преку реакција на таложење помеѓу калиум јодид KI and олово(II) нитрат Pb(NO3)2 во воден раствор:

Pb(NO3)2 + 2 KI → PbI2 + 2 KNO3

Додека калиум нитратот KNO3 е растворлив, олово јодид PbI2 PbI2 е речиси нерастворлив на собна температура и на тој начин се таложи.[13]

Наместо тоа, може да се користат други растворливи соединенија кои содржат олово(II) и јодид, на пример олово(II) ацетат[8] and натриум јодид.

Соединението може да се синтетизира и со реакција на јодна пареа со стопено олово на помеѓу 500 и 700 °C.[14]

Тенок филм на PbI2 исто така, може да се подготви со депонирање на филм од олово сулфид PbS и изложување на пареа на јод, со реакција

PbS + I2 → PbI2 + S

Сулфурот потоа се мие со диметилсулфоксид.[15]

Кристализација

уреди

Оловото јодид подготвен од ладни раствори обично се состои од многу мали шестоаголни кристали, давајќи му на жолтиот талог свиленкаст изглед. Поголемите кристали може да се добијат со искористување на фактот дека растворливоста на оловото јодид во вода (како оние на оловo хлорид и оловo бромид) драстично се зголемува со покачување на температурата. Соединението е безбојно кога се раствора во топла вода, но се кристализира при ладењето како тенки, но видливо поголеми светло жолти снегулки, кои полека се таложат низ течноста - визуелен ефект често опишан како „златен дожд“.[16] Поголемите кристали може да се добијат со автоклавирање на PbI2 со вода под притисок на 200 °C.[17]

Дури и поголеми кристали може да се добијат со забавување на заедничката реакција. Едноставно поставување е да се потопат две чаши кои содржат концентрирани реактанти во поголем сад со вода, внимавајќи да се избегни струење. Како што двете супстанции дифузираат низ водата и се среќаваат, тие полека реагираат и го депонираат јодидот во просторот помеѓу чашите.[18]

Друг сличен метод[19] е да се реагира на двете супстанции во гел медиум, кој ја забавува дифузијата и го поддржува растечкиот кристал подалеку од ѕидовите на контејнерот. Пател и Рао го користеле овој метод за одгледување кристали со дијаметар до 30 mm дебелина од 2 mm.[20]

Реакцијата може да се забави и со одвојување на двата реагенси со пропустлива мембрана. Овој пристап, со целулозна мембрана, беше користен во септември 1988 година за проучување на растот на PbI2 кристали во нулта гравитација, во експеримент спроведен на спејс шатлот Дискавери.[21]

PbI2 исто така, може да се кристализира од прав со сублимација на 390 °C, во речиси вакуум[22] или во струја на аргон со малку водород.[23]

Големи кристали со висока чистота може да се добијат со зонско топење или со техниката Бриџман-Стокбаргер.[14][22] Овие процеси можат да отстранат различни нечистотии од комерцијалните PbI2.[24]

Употреба

уреди

Оловото јодид е прекурсорен материјал во производството на високоефикасни соларни ќелии. Типично, решение на PbI2 во органски растворувач, како што се диметилформамид или диметилсулфоксид, се нанесува преку слој од титаниум диоксид со обложување со центрифугирање. Слојот потоа се третира со раствор од метиламониум јодид CH3NH3I и се варат, претворајќи го во двојна сол метиламониум олово јодид CH3NH3PbI3, со перовскит структура. Реакцијата ја менува бојата на филмот од жолта во светло кафена.[8]

PbI2 исто така се користи како детектор на фотони со висока енергија за гама-зраци и Х-зраци, поради неговата широка појасна празнина што обезбедува работа со низок шум.[2][9][22]

Јодидот на олово порано се користел како пигмент за боја под името „јодно жолто“. Тој беше опишан од Проспер Мериме (1830) како „сè уште не е многу познат во трговијата, е светол како орпимент или хромат од олово. Се смета дека е потрајно; но само времето може да ја докаже неговата претензија за толку суштински квалитет. се подготвува со таложење на раствор од ацетат или нитрат од олово, со калиум јодид: нитратот произведува поблескава жолта боја.[12] Сепак, поради токсичноста и нестабилноста на соединението тој повеќе не се користи како таков.[12] Сè уште може да се користи во уметноста за бронзирање и во златни мозаични плочки.[2]

Стабилност

уреди

Вообичаените техники за карактеризација на материјалите, како што е електронската микроскопија, може да ги оштетат примероците на оловото(II) јодид.[25] Тенките филмови на олово(II) јодид се нестабилни во амбиенталниот воздух.[26] Кислородот од амбиенталниот воздух го оксидира јодидот во елементарен јод:

2 PbI2 + O2 → 2 PbO + 2 I2↑

Токсичност

уреди

Оловото јодид е многу токсичен за здравјето на луѓето. Голтањето може да предизвика многу акутни и хронични последици карактеристични за труење со олово.[27] Откриено е дека олово јодид е канцероген кај животните, што укажува дека истото може да важи и за луѓето.[28] Откриено е дека олово јодид е канцероген кај животните, што укажува дека истото може да важи и за луѓето.

Структура

уреди

Структурата на PbI2, како што е определено на прав со дифракција на Х-зраци, е првенствено шестаголен блиску спакуван систем со наизменични слоеви на атоми на олово и атоми на јод, со јонско поврзување. Слаби Ван дер Валс-ови интеракции се забележани помеѓу слоевите на олово јодид.[9] Најчестите форми на редење се 2H и 4H. Полиморфот 4H е најстабилен во примероците израснати од растопи, со таложење или со сублимација, додека полиморфот 2H обично се формира со синтеза на сол-гел. Кристалот може да земе и R6 ромбоедрална структура.[29]

 
Олово(II) јодид таложи кога раствор на калиум јодид се меша со олово(II) нитрат
 
Experiment "златен дожд" каде јодид од олово(II) е прекристализиран од врел раствор, а потоа изладен, формира златно-жолти кристали

Наводи

уреди
  1. ↑ Haynes, p. 5.171
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 Patnaik, P. (2002). Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill. ISBN 978-0070494398
  3. ↑ West, Philip W.; Carlton, Jack K. (1952). „The extraction of lead iodide by methyl iso-propyl ketone“. Analytica Chimica Acta. 6: 406–411. doi:10.1016/S0003-2670(00)86967-6.
  4. ↑ Ahuja, R.; Arwin, H.; Ferreira Da Silva, A.; Persson, C.; Osorio-Guillén, J. M.; Souza De Almeida, J.; Moyses Araujo, C.; Veje, E.; Veissid, N.; An, C. Y.; Pepe, I.; Johansson, B. (2002). „Electronic and optical properties of lead iodide“. Journal of Applied Physics. 92 (12): 7219–7224. Bibcode:2002JAP....92.7219A. doi:10.1063/1.1523145. hdl:10495/11556. S2CID 29398039.
  5. ↑ Zhong, Mianzeng; Zhang, Shuai; Huang, Le; You, Jingbi; Wei, Zhongming; Liu, Xinfeng; Li, Jingbo (2017). „Large-scale 2D PbI2 monolayers: experimental realization and their indirect band-gap related properties“. Nanoscale. 9 (11): 3736–3741. doi:10.1039/c6nr07924e. PMID 28102404.
  6. ↑ Haynes, p. 4.128
  7. ↑ „Sigma-Aldrich catalog: Lead(II) iodide 99%“. www.sigmaaldrich.com. Посетено на 2016-04-29.
  8. ↑ 8,0 8,1 8,2 Dhiaputra, I.; Permana, B.; Maulana, Y.; Dwi Inayatie, Y.; Purba, Y. R.; Bahtiar, A. (2016). Composition and crystal structure of perovskite films attained from electrodes of used car battery. The 2nd Padjadjaran International Physics Symposium 2015 (PIPS-2015). 1712. Jatinangor, Indonesia. doi:10.1063/1.4941896.
  9. ↑ 9,0 9,1 9,2 Shah, K. S.; Olschner, F.; Moy, L. P.; Bennett, P.; Misra, M.; Zhang, J.; Squillante, M. R.; Lund, J. C. (1996). „Lead iodide X-ray detection systems“. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. Proceedings of the 9th International Workshop on Room Temperature Semiconductor X- and γ-Ray Detectors, Associated Electronics and Applications. 380 (1–2): 266–270. Bibcode:1996NIMPA.380..266S. doi:10.1016/S0168-9002(96)00346-4.
  10. ↑ Anthony, Seth (2014): I. Cognitive and instructional factors relating to students' development of personal models of chemical systems in the general chemistry laboratory. [...]. Ph. D. Thesis, Colorado State University
  11. ↑ Jacobs, J. and Corrigan, R. (1970): Lead iodide film. U.S. Patent 3.764.368. Filed February 22, 1972; published October 9, 1973
  12. ↑ 12,0 12,1 12,2 Eastaugh, N.; Walsh, V.; Chaplin, T.; Siddall, R. (2004). The Pigment Compendium: a Dictionary of Historical Pigments. Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0750657495.
  13. ↑ Ahmad, S.; Prakash, G. V. (2012). „Fabrication of excitonic luminescent inorganicПредлошка:Nbhyphorganic hybrid nano and microcrystals“. International Conference on Fibre Optics and Photonics. OSA: MPo.40. doi:10.1364/photonics.2012.mpo.40.
  14. ↑ 14,0 14,1 Matuchova, M.; Zdansky, K.; Zavadil, J.; Danilewsky, A.; Riesz, F.; Hassan, M.A.S.; Alexiew, D.; Kral, R. (2009). „Study of the influence of the rare-earth elements on the properties of lead iodide“. Journal of Crystal Growth. 311 (14): 3557–3562. Bibcode:2009JCrGr.311.3557M. doi:10.1016/j.jcrysgro.2009.04.043.
  15. ↑ Chaudhuri, T.K.; Acharya, H.N. (1982). „Preparation of lead iodide films by iodination of chemically deposited lead sulphide films“. Materials Research Bulletin. 17 (3): 279–286. doi:10.1016/0025-5408(82)90074-5.
  16. ↑ Fleming, Declan (6 January 2015). „Golden rain“. Education in Chemistry. 52 (1): 10.
  17. ↑ Zhu, Xinghua; Wangyang, Peihua; Sun, Hui; Yang, Dingyu; Gao, Xiuying; Tian, Haibo (2016). „Facile growth and characterization of freestanding single crystal PbI2 film“. Materials Letters. 180: 59–62. doi:10.1016/j.matlet.2016.05.101.
  18. ↑ Fernelius, W. Conard; Detling, Kenneth D. (1934). „Preparation of crystals of sparingly soluble salts“. Journal of Chemical Education. 11 (3): 176. Bibcode:1934JChEd..11..176F. doi:10.1021/ed011p176..
  19. ↑ Hatschek, E. (1906). „Zeit. anorg. Chem“. 48: 364. Наводот journal бара |journal= (help)
  20. ↑ Patel, A.R.; Rao, A. Venkateswara (1980). „An improved design to grow larger and more perfect single crystals in gels“. Journal of Crystal Growth. 49 (3): 589–590. Bibcode:1980JCrGr..49..589P. doi:10.1016/0022-0248(80)90134-7.
  21. ↑ Scaife, C. W. J.; Cavoli, S. R.; Blanton, T. N.; Morse, M. D.; Sever, B. R.; Willis, W. S.; Suib, S. L. (1990). „Synthesis and characterization of lead(II) iodide grown in space“. Chemistry of Materials. 2 (6): 777–780. doi:10.1021/cm00012a034.
  22. ↑ 22,0 22,1 22,2 Fornaro, L.; Saucedo, E.; Mussio, L.; Yerman, L.; Ma, X.; Burger, A. (2001). „Lead iodide film deposition and characterization“. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 458 (1–2): 406–412. Bibcode:2001NIMPA.458..406F. doi:10.1016/S0168-9002(00)00933-5.
  23. ↑ Liu, X.; Ha, S. T.; Zhang, Qing; de la Mata, M.; Magen, C.; Arbiol, J.; Sum, T. C.; Xiong, Q. (2015). „Whispering Gallery Mode Lasing from Hexagonal Shaped Layered Lead Iodide Crystals“. ACS Nano. 9 (1): 687–695. doi:10.1021/nn5061207. hdl:10220/38493. PMID 25562110.
  24. ↑ Tonn, J.; Matuchova, M.; Danilewsky, A. N.; Cröll, A. (2015). „Removal of oxidic impurities for the growth of high purity lead iodide single crystals“. Journal of Crystal Growth. 416: 82–89. Bibcode:2015JCrGr.416...82T. doi:10.1016/j.jcrysgro.2015.01.024.
  25. ↑ Forty, A. J. (August 1960). „Observations of the decomposition of crystals of lead iodide in the electron microscope“. Philosophical Magazine. 5 (56): 787–797. Bibcode:1960PMag....5..787F. doi:10.1080/14786436008241217.
  26. ↑ Popov, Georgi; Mattinen, Miika; Hatanpää, Timo; Vehkamäki, Marko; Kemell, Marianna; Mizohata, Kenichiro; Räisänen, Jyrki; Ritala, Mikko; Leskelä, Markku (2019-02-12). „Atomic Layer Deposition of PbI2 Thin Films“. Chemistry of Materials. 31 (3): 1101–1109. doi:10.1021/acs.chemmater.8b04969.
  27. ↑ Flora, G.; Gupta, D.; Tiwari, A. (2012). „Toxicity of lead: a review with recent updates“. Interdisciplinary Toxicology. 5 (2): 47–58. doi:10.2478/v10102-012-0009-2. PMC 3485653. PMID 23118587.
  28. ↑ „Haz-Map Category Details“. hazmap.nlm.nih.gov. Архивирано од изворникот на 2016-05-31. Посетено на 2016-04-29.
  29. ↑ Sears, W. M.; Klein, M. L.; Morrison, J. A. (1979). „Polytypism and the vibrational properties of I2“. Physical Review B. 19 (4): 2305–2313. Bibcode:1979PhRvB..19.2305S. doi:10.1103/PhysRevB.19.2305. hdl:11375/12129.

Цитирани извори

уреди

Надворешни врски

уреди
Преземено од „https://mk.wikipedia.org/w/index.php?title=Олово(II)_јодид&oldid=5223059“