Blei(IV)-oxid

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Kristallstruktur
Kristallstruktur von Blei(IV)-oxid (Rutil)
__ Pb4+      __ O2−
Kristallsystem

tetragonal (Rutil-Typ) [1]

Raumgruppe

P42/mnm [1]

Gitterkonstanten

a=496 pm, c=338 pm[1]

Koordinationszahlen

Pb: 6, O: 3[1]

Allgemeines
Name Blei(IV)-oxid
Andere Namen
  • Bleidioxid
  • Bleiperoxid
  • Bleisuperoxid
  • Plattnerit
Verhältnisformel PbO2
CAS-Nummer 1309-60-0
Kurzbeschreibung

brauner bis dunkelbrauner Feststoff[2]

Eigenschaften
Molare Masse 239,2 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

9,4 g·cm−3[2]

Schmelzpunkt

thermische Zersetzung: 290 °C[2]

Löslichkeit

fast unlöslich in Wasser[2]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [3]
03 – Brandfördernd 07 – Achtung 08 – Gesundheitsgefährdend 09 – Umweltgefährlich

Gefahr

H- und P-Sätze H: 272​‐​360Df​‐​302​‐​332​‐​410
P: 201​‐​273​‐​308+313 [4]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [5] aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [3]
Giftig Umweltgefährlich
Giftig Umwelt-
gefährlich
(T) (N)
R- und S-Sätze R: 61​‐​20/22​‐​33​‐​62​‐​50/53
S: 53​‐​45​‐​60​‐​61
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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Blei(IV)-oxid ist eine Verbindung der Elemente Blei und Sauerstoff mit der Verhältnisformel PbO2. Es ist ein dunkelbraunes Pulver, das eine stark oxidierende Wirkung besitzt.

Vorkommen[Bearbeiten]

Natürlich kommt Blei(IV)-oxid als Mineral Plattnerit vor.[6]

Gewinnung und Darstellung[Bearbeiten]

Blei(IV)-oxid wird technisch entweder über elektrolytische Oxidation oder über chemische Oxidation mit starken Oxidationsmitteln wie Chlor hergestellt:

\mathrm{Pb^{2+} + 2\,H_2O \rightarrow PbO_2 + 4\,H^+ + 2\,e^-}
\mathrm{Pb^{2+} + 2\,H_2O \cdot Cl_2 \rightarrow PbO_2 + 4\,H^+ + 2\,Cl^-}

Eigenschaften[Bearbeiten]

Blei(IV)-oxid

Physikalische Eigenschaften[Bearbeiten]

Es sind fünf Modifikationen von Blei(IV)-oxid bekannt. Sie lassen sich durch Druck- und Temperaturänderungen ineinander überführen. Bis zu einem Druck von 4 GPa (bei 200 °C 1,3 GPa) kristallisiert Blei(IV)-oxid in der tetragonalen β-Modifikation mit Rutilstruktur. Bei höheren Drücken bis zu 7 GPa (bei 300 °C 6 GPa) liegt die orthorhombische α-Struktur vor. Anschließend verändert sich die Struktur zu einem kubischen Kristallsystem und entspricht dabei einer defekten Fluorit-Struktur. Ab 11,4 GPa ist die Struktur orthorhombisch und entspricht derjenigen von Zirconiumdioxid. Ab 29 GPa liegt schließlich eine orthorhombische, dem Cotunnit entsprechende Struktur vor.[7]

Chemische Eigenschaften[Bearbeiten]

α-PbO2 ist aufgrund des Inert-Pair-Effekts ein starkes Oxidationsmittel, wobei die Oxidationsstufe 2 der Oxidationsstufe 4 bevorzugt ist.
Es geht beim Erhitzen unter Abspaltung von Sauerstoff zuerst in das Blei(II,IV)-Mischoxid und oberhalb von 550 °C in Blei(II)-oxid über.

Verwendung[Bearbeiten]

Aufgrund des hohen Oxidationsvermögens wird Bleidioxid sowohl großtechnisch als auch im Labor viel verwendet. Man verwendet es zur Herstellung von Farbstoffen, Chemikalien und als Reibmasse an Streichhölzern. Außerdem findet es Anwendung in der Feuerwerkerei, als Elektrode in Akkumulatoren und zur Härtung von Sulfidpolymeren.

Blei(IV)-oxid wird in der organischen Chemie als starkes Oxidationsmittel verwendet.

Toxizität[Bearbeiten]

Blei(IV)-oxid ist teratogen, gesundheitsschädlich und umweltgefährlich. Außerdem ist es seit 2006 als karzinogen für den Menschen eingestuft (Kategorie 2: "Stoffe, die als krebserzeugend für den Menschen anzusehen sind, weil durch hinreichende Ergebnisse aus Langzeit-Tierversuchen oder Hinweise aus Tierversuchen und epidemiologischen Untersuchungen davon auszugehen ist, dass sie einen Beitrag zum Krebsrisiko leisten").[8] Blei(IV)-oxid ist in die CH-Giftklasse 1 (sehr starke Gifte) eingestuft.[9]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c d P. D'Antonio: Powder Neutron Diffraction Study of Chemically Prepared β-Lead Dioxide, in: Acta Cryst., 1980, B36, 2394-2397
  2. a b c d Datenblatt Blei(IV)-oxid bei Merck, abgerufen am 19. Januar 2011.
  3. a b Nicht explizit in EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) gelistet, fällt aber dort mit der angegebenen Kennzeichnung unter den Sammelbegriff „Bleiverbindungen“; Eintrag aus der CLP-Verordnung zu Bleiverbindungen in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 8. April 2012 (JavaScript erforderlich)
  4. Eintrag zu CAS-Nr. 1309-60-0 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 13. März 2011 (JavaScript erforderlich).
  5. Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Gemischen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  6. Mineralienatlas: Plattnerit
  7. J. Haines, J. M. Léger and O. Schulte: "The high-pressure phase transition sequence from the rutile-type through to the cotunnite-type structure in PbO2", J. Phys.: Condens. Matter 1996, 8, S. 1631–1646. doi:10.1088/0953-8984/8/11/009
  8. MAK- und BAT-Werte-Liste 2013 (PDF 4,6 MB), Mitteilung 49, Senatskommission zur Prüfung gesundheitsschädlicher Arbeitsstoffe, Wiley-VCH Verlag, ISBN 978-3-527-67513-5, 2. Juli 2013
  9. IGS-Giftliste (PDF; 508 kB)