Chì(II) iodide, iodide chì(II) hoặc chì iodide là một hợp chất vô cơ với công thức hóa học PbI2. Ở nhiệt độ phòng, nó là chất rắn màu vàng, không mùi, khi đun nóng trở thành màu da cam và đỏ. Nó trước đây được gọi là plumbơ iodide.

Chì(II) iodide
Lead-diiodide-3D-polyhedra.png
Cấu trúc của chì(II) iodide
Lead iodide.jpg
Danh pháp IUPACMẫu chì(II) iodide
Tên khácPlumbơ iodide
Chì điodide
Nhận dạng
Số CAS10101-63-0
PubChem24931
Ảnh Jmol-3Dảnh
SMILES
InChI
Thuộc tính
Công thức phân tửPbI2
Khối lượng mol461,008 g/mol
Bề ngoàibột hoặc tinh thể vàng
Mùikhông mùi
Khối lượng riêng6,16 g/cm³
Điểm nóng chảy 402 °C (675 K; 756 °F)
Điểm sôi 953 °C (1.226 K; 1.747 °F)
Độ hòa tan trong nước
  • 0,044 g/100 mL (0 ℃)
  • 0,0756 g/100 mL (20 ℃)[1]
  • 0,41 g/100 mL (100 ℃)
Tích số tan, Ksp4,41 × 10-9 (20 ℃)
Độ hòa tan

tạo phức với amonia, thiourê
BandGap2,3 eV
MagSus-126,5·10-6 cm³/mol
Cấu trúc
Cấu trúc tinh thểTrực thoi, lục phương, hP3
Nhóm không gianP-3m1, No. 164
Tọa độbát diện
Các nguy hiểm
Phân loại của EURepr. Cat. 1/3
Harmful (Xn)
Nguy hiểm cho môi trường (N)
NFPA 704

NFPA 704.svg

0
3
0
 
Chỉ dẫn RR61, R20/22, R33, R62, R50/53
Chỉ dẫn SS53, S45, S60, S61
Điểm bắt lửakhông bắt lửa
Các hợp chất liên quan
Anion khácChì(II) fluoride
Chì(II) chloride
Chì(II) bromide
Cation khácThiếc(II) iodide
Hợp chất liên quanTali(I) iodide
Bismuth(III) iodide
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa).
KhôngN kiểm chứng (cái gì ☑YKhôngN ?)

Hợp chất này hiện có một vài ứng dụng chuyên biệt, chẳng hạn như sản xuất pin mặt trời[2] và tia X và tia gamma[3]. Nó được sử dụng phổ biến trong giáo dục hóa học cơ bản để dạy các chủ đề như phản ứng xen kẽ đôi và đo độ bền. Nó bị phân hủy bởi ánh sáng ở nhiệt độ cao vừa phải.

Chì(II) iodide được sử dụng như một chất tạo màu vàng trong một số loại sơn, với tên là vàng iodide. Tuy nhiên, việc sử dụng đó phần lớn đã bị ngưng do độc tính và sự không ổn định của nó.

Điều chếSửa đổi

PbI2 thường được tổng hợp thông qua phản ứng trao đổi giữa kali iodide (KI) và chì(II) nitrat (Pb(NO3)2) trong dung dịch nước:

Pb(NO3)2 + 2KI → PbI2 + 2KNO3

Trong khi kali nitrat KNO3 bị hòa tan, chì iodide PbI2 gần như không tan trong nhiệt độ phòng, và do đó kết tủa ở ngoài.[4]

Các muối hòa tan khác có chứa chì(II) và iodide có thể được sử dụng thay thế, ví dụ như chì(II) acetatnatri iodide. Hợp chất này cũng có thể được tổng hợp bằng cách phản ứng hơi iodide với chì nóng chảy giữa 500 và 700 ℃.

Một màng mỏng của PbI2 cũng có thể được điều chế bằng cách lắng một lớp màng chì(II) sulfide PbS và để nó tiếp xúc với hơi iodide, bởi phản ứng:

PbS + I2 → PbI2 + S

Lưu huỳnh sau đó được rửa bằng đimetyl sunfoxit.

Kết tinhSửa đổi

Chì(II) iodide được điều chế từ dung dịch lạnh của Pb2+ và I, muối thường chứa nhiều tiểu cầu lục giác nhỏ, làm cho chất kết tủa màu vàng có mượt. Các tinh thể lớn có thể thu được bằng cách khai thác thực tế độ tan của chì iodide trong nước (như chì chloride và chì bromide) tăng lên đáng kể do nhiệt độ. Hợp chất này không màu khi hòa tan trong nước nóng, nhưng kết tinh khi làm mát tạo ra những mảnh màu vàng tươi sáng, nhưng rõ ràng là lớn hơn, lắng xuống từ chất lỏng - hiệu ứng hình ảnh thường được mô tả là "mưa vàng". Các tinh thể lớn có thể thu được bằng cách hấp tiệt PbI2 với nước dưới áp suất ở 200 ℃.

Ngay cả các tinh thể lớn hơn cũng có thể thu được bằng cách làm chậm lại phản ứng thông thường. Một thiết lập đơn giản là ngâm dưới hai cốc chứa các chất phản ứng tập trung trong một bình nước lớn hơn, cẩn thận để tránh dòng chảy. Khi hai chất này khuếch tán qua nước và gặp nhau, chúng từ từ phản ứng và lắng cặn dung dịch iod trong không gian giữa các cốc.

Một phương pháp tương tự, do E. Hatschek tiên phong vào đầu thế kỷ XX, là phản ứng hai chất trong môi trường gel, làm chậm sự khuếch tán và hỗ trợ tinh thể đang phát triển xa các thành của thùng chứa. Patel và Rao đã sử dụng phương pháp này để phát triển các tinh thể có đường kính lên đến 30 mm và dày 2 mm.

Phản ứng có thể được làm chậm cũng bằng cách tách hai chất phản ứng với một màng thẩm thấu. Cách này, với một màng cellulose, đã được sử dụng vào tháng 9 năm 1988 để nghiên cứu sự tăng trưởng của PbI2 tinh thể không trọng lực, trong một thí nghiệm bay trên tàu con thoi Discovery[5].

PbI2 cũng có thể được kết tinh từ bột bằng cách thăng hoa ở nhiệt độ 390 ℃, gần chân không hoặc trong một dòng điện của argon với một số hydro.[6]

Các tinh thể này có độ tinh khiết cao có thể thu được bằng cách nóng chảy theo vùng hoặc bằng kỹ thuật Bridgman-Stockbarger. Các quá trình này có thể loại bỏ các tạp chất khác nhau từ PbI2.[7].

Ứng dụngSửa đổi

Chì(II) iodide là chất liệu tiền thân trong việc chế tạo pin mặt trời hiệu quả cao. Thông thường, một dung dịch PbI2 trong một dung môi hữu cơ, chẳng hạn như đimetylformamua hoặc đimetylsunfoxit, được sử dụng trên lớp titan(IV) oxit bằng lớp phủ spin. Lớp này sau đó được xử lý với dung dịch metylammoni iodide CH3NH3I và ủ, biến nó thành muối metylamoni iodide đôi CH3NH3PbI3 với cấu trúc perovskit. Phản ứng làm thay đổi màu sắc của phim từ màu vàng sang nâu nhạt.

PbI2 cũng được sử dụng như là một máy dò photon năng lượng cao cho tia gammatia X, do khoảng cách băng rộng của nó đảm bảo hoạt động tiếng ồn thấp[3].

Chì(II) iodide trước đây được sử dụng như một chất nhuộm màu sơn có tên "iodine yellow". Nó được điều chế bằng cách kết tủa một dung dịch axetat hoặc nitrat của chì với kali hydroclorat: nitrat tạo ra màu vàng rực rỡ hơn. Tuy nhiên, do tính độc hại và sự bất ổn của hợp chất nó không còn được sử dụng như vậy[8]. Nó vẫn có thể được sử dụng trong nghệ thuật làm bằng đồng và trong những bức tranh mosaic màu vàng.

Độc hạiSửa đổi

Chì(II) iodide rất độc đối với sức khoẻ con người. Nó gây ra các bênh về đường tiêu hóa cấp tính và mãn tính đặc trưng của ngộ độc chì[9][10]. Chì(II) iodide đã được phát hiện là một chất gây ung thư ở động vật, cho thấy có thể đúng với con người.

Cấu trúcSửa đổi

Cấu trúc của PbI2, được xác định bằng nhiễu xạ tia X, chủ yếu là hệ thống đóng gói hình lục giác với xen kẽ giữa các lớp nguyên tử chì và các nguyên tử iod, với liên kết ion chủ yếu. Sự tương tác yếu Van der Waals đã được quan sát thấy giữa các lớp dẫn iod. Chất rắn cũng có thể có một cấu trúc hình thoi[11][12].

 
Thử nghiệm "mưa vàng", nơi chì(II) iodide được kết tinh lại từ dung dịch nóng bằng cách nguội, tạo thành các tinh thể vàng.

Hợp chất khácSửa đổi

PbI2 còn tạo một số hợp chất với NH3, như:

  • PbI2·NH3 (bột màu vàng nhạt);[13]
  • PbI2·2NH3 (chất rắn màu trắng);[14]
  • PbI2·4NH3 (chất rắn màu trắng);
  • PbI2·5NH3 (chất rắn màu vàng);[15]
  • PbI2·8NH3 (chất rắn màu trắng).[13]

PbI2 còn tạo một số hợp chất với CS(NH2)2, như PbI2·2CS(NH2)2 là tinh thể hình kim màu vàng đậm.[16]

Tham khảoSửa đổi

  1. ^ Clever & Johnston 1980.
  2. ^ Dhiaputra và đồng nghiệp 2016.
  3. ^ a b Shah và đồng nghiệp 1996.
  4. ^ Ahmad & Prakash 2012.
  5. ^ Scaife và đồng nghiệp 1990.
  6. ^ Liu và đồng nghiệp 2015.
  7. ^ Tonn và đồng nghiệp 2015.
  8. ^ Eastaugh và đồng nghiệp 2004.
  9. ^ Flora, Gupta & Tiwari 2012.
  10. ^ Patrick 2006.
  11. ^ Bhavsar 2011.
  12. ^ Hassan và đồng nghiệp 2010.
  13. ^ a b A comprehensive treatise on inorganic and theoretical chemistry, tập 7 (J. W. Mellor; 1922), trang 761–762. Truy cập 18 tháng 3 năm 2021.
  14. ^ Elementary Chemistry: With Special Reference to the Chemistry of Medicinal Substances, Tập 1 (Harry Mann Gordin; Medico-dental Publishing Company, 1913), trang 399. Truy cập 20 tháng 6 năm 2020.
  15. ^ International Critical Tables of Numerical Data, Physics, Chemistry and Technology, Tập 7 (National Research Council (U.S.), Callie Hull; National Research Council, 1930), trang 249. Truy cập 20 tháng 6 năm 2020.
  16. ^ Gmelin-Kraut's Handbuch der anorganischen chemie... unter mitwirkung hervorragender fachgenossen (Gmelin, Leopold, 1788-1853; Kraut, Karl Johann, 1829-1912; 1905), trang 515. Truy cập 19 tháng 3 năm 2021.
HI He
LiI BeI2 BI3 CI4 NI3 I2O4,
I2O5,
I4O9
IF,
IF3,
IF5,
IF7
Ne
NaI MgI2 AlI3 SiI4 PI3,
P2I4
S ICl,
ICl3
Ar
KI CaI2 ScI3 TiI2,
TiI3,
TiI4
VI2,
VI3,
VOI2
CrI2,
CrI3,
CrI4
MnI2 FeI2,
FeI3
CoI2 NiI2 CuI,
CuI2
ZnI2 GaI,
GaI2,
GaI3
GeI2,
GeI4
AsI3 Se IBr Kr
RbI SrI2 YI3 ZrI2,
ZrI4
NbI2,
NbI3,
NbI4,
NbI5
MoI2,
MoI3,
MoI4
TcI3,
TcI4
RuI2,
RuI3
RhI3 PdI2 AgI CdI2 InI3 SnI2,
SnI4
SbI3 TeI4 I Xe
CsI BaI2   HfI4 TaI3,
TaI4,
TaI5
WI2,
WI3,
WI4
ReI,
ReI2,
ReI3,
ReI4
OsI,
OsI2,
OsI3
IrI,
IrI2,
IrI3
PtI2,
PtI3,
PtI4
AuI,AuI3 Hg2I2,
HgI2
TlI,
TlI3
PbI2,
PbI4
BiI2,
BiI3
PoI2.
PoI4
AtI Rn
Fr Ra   Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
LaI2,
LaI3
CeI2,
CeI3
PrI2,
PrI3
NdI2,
NdI3
PmI3 SmI2,
SmI3
EuI2,
EuI3
GdI2,
GdI3
TbI3 DyI2,
DyI3
HoI3 ErI3 TmI2,
TmI3
YbI2,
YbI3
LuI3
Ac ThI2,
ThI3,
ThI4
PaI3,
PaI4,
PaI5
UI3,
UI4,
UI5
NpI3 PuI3 AmI2,
AmI3
CmI2,
CmI3
BkI3 CfI2,
CfI3
EsI3 Fm Md No Lr