硫酸鉛(II)
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| 物質名 | |
|---|---|
lead(II) sulfate | |
別名 硫酸鉛鉱（アングレサイト）, fast white, milk white, plumbous sulfate | |
| 識別情報 | |
3D model (JSmol) |
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| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100.028.362 |
| EC番号 |
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PubChem CID |
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| UNII | |
| 国連/北米番号 | 1759 1794 |
CompTox Dashboard (EPA) |
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| 性質 | |
| PbSO4 | |
| モル質量 | 303.26 g/mol[1][2] |
| 外観 | 白色の固体 |
| 密度 | 6.29 g/cm3[3] |
| 融点 | 1,087 °C (1,989 °F; 1,360 K) 分解 |
| 0.0032 g/100 mL (15 °C) 0.00425 g/100 mL (25 °C)[4] | |
| 溶解度平衡 Ksp | 2.13 x 10−8 (20 °C) |
| 溶解度 | アルコールに溶けない。酢酸アンモニウムに溶ける (≥ 6 mol/L) 。塩化アンモニウムおよびアンモニアの存在下で酒石酸アンモニウムに溶ける。 |
| 磁化率 | −69.7·10−6 cm3/mol |
| 屈折率 (nD) | 1.877 |
| 構造 | |
| 直方晶系, 重晶石 | |
| 熱化学 | |
| 標準定圧モル比熱, Cp⦵ | 103 J/mol·K |
| 標準モルエントロピー S⦵ | 149 J·mol−1·K−1[5] |
標準生成熱 (ΔfH⦵298) |
−920 kJ·mol−1[5] |
| 危険性 | |
| GHS表示: | |
   | |
| Danger | |
| H302, H332, H360Df, H410 | |
| 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（ファイア・ダイアモンド） | |
| 引火点 | 不燃性 |
| 作業環境許容濃度 (TLV) | 0.15 mg/m3 |
| 関連する物質 | |
| その他の 陽イオン |
硫酸バリウム |
硫酸鉛(II)（りゅうさんなまり(II)、Lead(II) sulfate）は、化学式 PbSO4 で表される2価の鉛の硫酸塩である。
合成
[編集]硝酸鉛(II)あるいは酢酸鉛(II)など水に可溶性の鉛塩水溶液に、希硫酸または硫酸塩水溶液を加えると白色沈殿として得られる[6]。
![{\displaystyle {\mathrm {Pb} {\vphantom {A}}^{2+}(\mathrm {aq} )\ {}+{}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{\vphantom {A}}^{2-}{\mskip {2mu}}(\mathrm {aq} ){}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {PbSO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f6fda1fd913cfab4c840e6d6b935ca52a68cd540)
鉛蓄電池の活物質としては酸化鉛(II)に希硫酸を加えて作ったペースト状のものが用いられるが、これはPbSO4·PbO、PbSO4·2PbO、PbSO4·3PbO、PbSO4·4PbOのような組成の各種塩基性塩を含む。
![{\displaystyle {\mathrm {PbO} {}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {PbSO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/142eb866d7372ea73e52f8aa3f74bc5ab452cc62)
性質
[編集]無色の結晶または粉末であり、結晶は斜方晶系の硫酸バリウム型構造のものが安定であるが、単斜晶系の同質異像体も存在する。
![{\displaystyle {\mathrm {PbSO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}\mathrel {\longrightleftharpoons } {}\mathrm {Pb} {\vphantom {A}}^{2+}(\mathrm {aq} )\ {}+{}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{\vphantom {A}}^{2-}{\mskip {2mu}}(\mathrm {aq} ){,}{\mkern {6mu}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/97777817ad6c9715f97c14d8bd2daf1b5b22225d)
過剰のアルカリ水溶液には鉛酸塩を生じて溶解するが、濃厚アルカリ水溶液の場合は酸化鉛(II)に変化する。
![{\displaystyle {\mathrm {PbSO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}3\,\mathrm {OH} {\vphantom {A}}^{-}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\ [\mathrm {Pb} (\mathrm {OH} ){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}]{\vphantom {A}}^{-}{}+{}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{\vphantom {A}}^{2-}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/93ebe9589ebeebcef44c5a6361a8e62a6a6892d1)
濃硫酸に溶解させると硫酸水素鉛となる。
![{\displaystyle {\mathrm {PbSO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {Pb} (\mathrm {HSO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/55f6605ba21735839c710f5e0c56d05d27db8b16)
酢酸塩および酒石酸塩水溶液には錯体を生成して溶解する[8]。
1170℃で溶融するが、1000℃付近から分解が始まり二酸化硫黄および三酸化硫黄を発生しながら酸化鉛(II)あるいは四酸化三鉛となる。
用途
[編集]鉛蓄電池の正極および負極活物質として用いられる。ただし両極共に硫酸鉛(II)は放電された形態であり、充電により正極は酸化され酸化鉛(IV)に、負極は還元され単体鉛となる。
![{\displaystyle {{\text{PbO2}}{}+{}{\mathrm {4H^{+}} }{}+{}{\mathrm {SO4^{2{\text{-}}}} }{}+{}2\,{\it {{e}\mathrm {^{\text{-}}} }}{}\mathrel {\longrightleftharpoons } {}{\text{PbSO4}}{}+{}2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {,}{\mkern {3mu}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b506b42232ffd74b84b556aa08fee7b5def5052b)
![{\displaystyle {{\text{PbSO4}}{}+{}2\,{\it {{e}\mathrm {^{\text{-}}} }}{}\mathrel {\longrightleftharpoons } {}{\text{Pb}}{}+{}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{\vphantom {A}}^{2-}\ {,}{\mkern {3mu}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9b10093fbb057770242fa1c9ba3bde042d1b33a3)
脚注・参考文献
[編集]- ↑ “Molar Mass of Lead Sulphate” (英語). webbook.nist.gov. 2020年12月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年3月4日閲覧。
- ↑ “NIST data review 1980”. National Institute of Standards and Technology (NIST). 2016年12月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年3月4日閲覧。
- ↑ Lide, David R. (2002). CRC Handbook of Chemistry and Physics (83rd ed.). Taylor & Francis. ISBN 978-0-8493-0483-5[要ページ番号]
- ↑ Crockford, H. D.; Brawley, D. J. (December 1934). “The Solubility of Lead Sulfate in Water and Aqueous Solutions of Sulfuric Acid 1”. Journal of the American Chemical Society 56 (12): 2600–2601. Bibcode:1934JAChS..56.2600C. doi:10.1021/ja01327a019.
- 1 2 Zumdahl, Steven (2007). Chemical Principles. Cengage Learning. p. A22. ISBN 978-0-618-94690-7
- ↑ 日本化学会編 『新実験化学講座 無機化合物の合成II』 丸善、1977年
- ↑ H. Freiser, Q. Fernando共著、藤永太一郎、関戸栄一 共訳 『イオン平衡 －分析化学における－』 化学同人、1989年
- ↑ 『化学大辞典』 共立出版、1993年