PhysicalEdit
Kristallstruktur von α-PbO2
Kristallstruktur von β-PbO2
Bleidioxid hat zwei Hauptpolymorphe, Alpha und Beta, die natürlich als seltene Mineralien Scrutinyit und Plattnerit vorkommen. Während die Beta-Form 1845 identifiziert worden war, wurde α-PbO2 erstmals 1946 identifiziert und als natürlich vorkommendes Mineral 1988 gefunden.
Die Symmetrie der Beta-Form ist tetragonal, Raumgruppe P42 / mnm (Nr., 136), Pearson-Symbol tP6, Gitterkonstanten a = 0,491 nm, c = 0,3385 nm, Z = 2 und bezogen auf die Rutilstruktur und können als Spalten von Oktaedern betrachtet werden, die gegenüberliegende Kanten teilen und durch Ecken mit anderen Ketten verbunden sind. Dies steht im Gegensatz zur Alpha-Form, bei der die Oktaeder durch benachbarte Kanten verbunden sind, um Zickzackketten zu erhalten.,
ChemischEdit
Bleidioxid zersetzt sich beim Erhitzen in Luft wie folgt:
24 PbO2 → 2 Pb12O19 + 5 O2 Pb12O19 → Pb12O17 + O2 2 Pb12O17 → 8 Pb3O4 + O2 2 Pb3O4 → 6 PbO + O2
Die Stöchiometrie des Endprodukts kann durch Temperaturänderung gesteuert werden – beispielsweise erfolgt bei der obigen Reaktion der erste Schritt bei 290 °C, der zweite bei 350 °C, der dritte bei 375 °Bei 600 °C. Zusätzlich kann Pb2O3 durch Zersetzung von PbO2 bei 580-620 °C unter einem Sauerstoffdruck von 1.400 atm (140 MPa) erhalten werden., Daher ist die thermische Zersetzung von Bleidioxid eine gängige Methode zur Herstellung verschiedener Bleioxide.
Bleidioxid ist eine amphotere Verbindung mit vorherrschenden sauren Eigenschaften. Es löst sich in starken Basen auf, um das Hydroxyplumbat-Ion zu bilden, 2 -:
PbO2 + 2 NaOH + 2 H2O → Na2
Es reagiert auch mit basischen Oxiden in der Schmelze und ergibt Orthoplumbate M4.,
Aufgrund der Instabilität seiner Pb4+ kation reagiert Bleidioxid mit heißen Säuren, wandelt in den stabileren Pb2+ – Zustand um und setzt Sauerstoff frei:
2 PbO2 + 2 H2SO4 → 2 PbSO4 + 2 H2O + O2 2 PbO2 + 4 HNO3 → 2 Pb(NO3)2 + 2 H2O + O2 PbO2 + 4 HCl → PbCl2 + 2 H2O + Cl2
Diese Reaktionen sind jedoch langsam.,
Bleidioxid ist bekannt als ein gutes oxidationsmittel, mit einem beispiel reaktionen unten aufgeführt:
2 MnSO4 + 5 PbO2 + 6 HNO3 → 2 HMnO4 + 2 PbSO4 + 3 Pb(NO3)2 + 2 H2O 2 Cr(OH)3 + 10 KOH + 3 PbO2 → 2 K2CrO4 + 3 K2PbO2 + 8 H2O
Elektrochemische reaktionen
Obwohl die formel von bleidioxid ist nominell gegeben als PbO2, das tatsächliche Verhältnis von Sauerstoff zu Blei variiert je nach Herstellungsverfahren zwischen 1,90 und 1,98., Ein Mangel an Sauerstoff (oder Bleiüberschuss) führt zu der charakteristischen metallischen Leitfähigkeit von Bleidioxid mit einem Widerstand von nur 10-4 Ω·cm, der in verschiedenen elektrochemischen Anwendungen ausgenutzt wird. Wie Metalle hat Bleidioxid ein charakteristisches Elektrodenpotential und kann in Elektrolyten sowohl anodisch als auch kathodisch polarisiert werden. Bleidioxidelektroden haben eine doppelte Wirkung, dh sowohl die Blei-als auch die Sauerstoffionen nehmen an den elektrochemischen Reaktionen teil.