Név: ólom(II)-jodid
6.1.1.4.12. fénykép. PbI2
Összegképlet: PbI2
CAS-szám: 10101-63-0
Biztonsági információk: R: 61-20/22-33-50/53-62
S: 53-45-60-61
Előállítás reakcióegyenlete:
Pb(NO3)2(aq) + 2 KI(aq) = PbI2(sz) + 2KNO3(aq) Előállítás menete:
6,6 g (0,02 mol) Pb(NO3)2-ot 20 cm3 vízben melegítés közben feloldunk. Az oldathoz lehűtés után lassan 8,0 g (0,048 mol) KI 15 cm3 vízben készült oldatát adagoljuk. Sárga ólom-jodid csapadék válik ki. Hűtés hatására több csapadék keletkezik. A kivált csapadékot 1 órán keresztül 5 oC-on ülepítjük, majd Büchner-tölcséren leszűrjük. Kevés jeges vízzel mossuk, ezt követően szárítószekrényben szárítjuk.
Kevés csapadékot tegyünk egy kémcsőbe, adjunk hozzá desztillált vizet és melegítsük az oldatot! A forró oldatot ismét hűtsük le vízcsap alatt! Írjuk tapasztalatainkat a jegyzőkönyvbe.
Tulajdonságok:
Sárga kristályos anyag, melegítve vörös színűre változik. Hideg vízben alig, de meleg vízben jól oldódik (aranyeső-próba). Régen festékiparban alkalmazták, azonban ólomtartalma miatt veszített jelentőségéből.
6.1.2. A halogének oxosavai és sói
6.1.2.1. A halogének oxosavainak és sóiknak tulajdonságai
A halogének közül a klór oxosavai és sói a legjelentősebbek (6.1.2.1.1. táblázat). A bróm és a jód oxosavai és sói kevésbé stabilak, mint a klór megfelelő oxovegyületei.
6.1.2.1.1. táblázat. A klór oxosavai A klór
oxidációfoka Összetétel A sav neve Az anion neve
+1 HOCl hipoklórossav hipoklorit
+3 HClO2 klórossav klorit
+5 HClO3 klórsav klorát
+7 HClO4 perklórsav perklorát
A klór valamennyi oxosava oxidáló tulajdonságú; savas közegben erősebb oxidálószerek, mint bázikus közegben. A klór oxidációfokának növekedésével nő az oxosavak erőssége.
A hipoklórossav egyértékű, gyenge sav, csak vizes oldatban létezik, nem izolálható. Bomlékony, reakcióképes vegyület. A hipoklórossavat és sóit, a NaOCl-ot (hipo) és a KOCl-ot felhasználják oxidálószerként, textíliák fehérítésére, a papíriparban (szerves színanyagok roncsolása oxidációval), valamint fertőtlenítőszerként. Hipoklorit keletkezik, ha klórgázt vezetünk lúgoldatba:
Cl2(g) + 2 NaOH(aq) = NaCl(aq) + NaOCl(aq) + H2O(f)
Szintén hipokloritoldat keletkezik, ha alkáli-klorid vizes oldatát indifferens elektródok között diagfragma nélkül elektrolizáljuk. A klór és a Ca(OH)2 reakciójában kalcium-klorid-hipoklorit, CaCl(OCl) keletkezik, amit „klórmész”-nek neveznek. A klórmészből sav hatására (pl. levegő CO2-ja) ismét klór keletkezik. Klórmeszet használnak uszodák vizének, szennyvizek és fekáliák fertőtlenítésére.
A klórossav és sói instabilak, nincs gyakorlati jelentőségük.
A klórsav csak vizes oldatban létezik. Sója, klorát keletkezik a hipoklorit oldat állása közben vagy melegítése következtében. Klorátok közvetlenül előállíthatók klórgáz meleg, tömény lúgba vezetésével. A keletkező klorid és klorát frakcionált kristályosítással választható el.
3 Cl2(g) + 6 NaOH(aq) = 5 NaCl(aq) + NaOCl3(aq) + 3 H2O(f) Szilárd klorátok hő hatására bomlanak perklorátok keletkezése közben.
2 KClO3(sz) = KClO4(sz) + KCl(sz) + O2(g)
Ha brómot, illetve jódot hideg lúgban oldunk, a klórhoz hasonlóan a megfelelő halogenid és hipohalogenit (hipobromit, OBr, illetve hipojodit OI keletkezik. A hipobromit oldatban azonban már 0 oC felett diszproporcionálódik bromiddá és bromáttá (BrO3
):
3 OBr(aq) = BrO3
(aq) + 2 Br(aq)
A hipojodid még gyorsabban diszproporcionálódik, így vizes oldatban nem létezik. A jódsav (HIO3) viszont izolálható színtelen, kristályos anyagként. A perhalogenátok közül a perbromátok a legkevésbé stabilak. A perjódsav (H5IO6) színtelen, higroszkópos kristályokat képez. Vákuumban kondenzálódik először triperjódsavvá (H7I3O14), majd (HIO4)n összetételű polimert képez.
6.1.2.2. A halogén-oxosavak sóinak előállítása
1. Hipokloritoldat előállítása: hideg lúgoldatba klórgáz bevezetése.
2. Klorátok/bromátok/jodátok előállítása:
Halogén diszproporciója meleg lúgban halogenidre és halogenátra, amelyek frakcionált kristályosítással szétválaszthatók.
Alkáli-halogenid-oldat diafragma nélküli elektrolízise. A primer keletkező hipohalogenit diszproprcionálódik.
Alkáli-jodátok a megfelelő klorátokból jóddal salétromsav jelenlétében állíthatók elő.
KClO3(aq) + I2(sz) = 2 KIO3(aq) + Cl2(g) 3. Perklorátok/perjodátok előállítása:
Klorátolvadék 500 oC alatti hevítésekor diszproporcióval klorid és perklorát keletkezik.
Klorát-, illetve jodátoldat anódos oxidációja.
Lúgos jodátoldatba klórgázt vezetve perklorát keletkezik.
KIO3(aq) + 2 KOH(aq) + Cl2(g) = KIO4(aq) + 2 KCl(aq) + H2O(f)
6.1.2.3. Feladatok a klór- és a jód-oxosavak sóinak előállításához gömblombik kisebbik nyakába csiszolattal ellátott gázbevezető csövet helyezünk, és a sztöchiometrikus mennyiségnél kb. 34-szer nagyobb mennyiségű klórgázt vezetünk az oldatba.
Eközben a gömblombikot vízfürdőn 80100 oC-on tartjuk, mágneses keverővel kevertetjük, és a lombik nagyobbik nyakába csiszolattal ellátott buborékolót illesztünk, melynek kivezetését PVC-csővel a fülke elszívónyílásához vezetjük. (A gázbevezetést, a gázfejlesztés után a készülék szétszerelését és a további műveleteket is vegyifülkében kell végezni). Ügyeljünk arra, hogy a gázbevezető cső megfelelően nagy átmérőjű legyen, nehogy a kiváló csapadék azt eltömítse. A klórgázt palackból nyerjük vagy a Laboratóriumi alapműveletek, 3.11.5.4.2. fejezetében leírtak alapján állítjuk elő. A gázbevezetést addig végezzük, míg az oldat sárga színű nem lesz az oldott klórtól.
Ekkor a gázbevezetést megszüntetjük, majd a gázbevezető csövet az oldatból eltávolítjuk. Az oldatot a gömblombikból egy főzőpohárba töltjük, a gömblombikot pár cm3 meleg vízzel átmossuk. A főzőpoharat forró vízfürdőbe helyezzük, és azzal együtt hagyjuk lehűlni, miközben kristályok válnak ki. A kivált kristályokat szűrjük, majd 20 cm3 vízből átkristályosítjuk. Az átkristályosítást addig végezzük, míg az anyag kálium-kloridot tartamaz (salétromsavas AgNO3 oldattal nem keletkezik fehér csapadék). A kristályokat szűrőpapír között szárítjuk.
Készítsük el a KCl és a KClO3 oldhatósági diagramját! (F.5. táblázat) Magyarázzuk meg, mért tudjuk a KClO3 ot a KCl-tól átkristályosítással elválasztani?
Tulajdonságok:
Fehér, vízben rosszul oldódó, jól kristályosítható vegyület. Erélyes oxidálószer, ezért nem szabad éghető, gyúlékony anyagokkal összeporítani. Hevítés hatására oxigénvesztés közben bomlik, tömény kénsavval robbanékony klór-dioxid-gázt képez. Iparban KCl-oldat elektrolízisével állítják elő.
Egyszerű előállításának köszönhetően széles körben alkalmazzák, például csíramentesítésre, a gyógyászatban fertőtlenítésre, a pirotechnikában, valamint kémiai reakciókban oxidálószerként.