Chì(II) iodide

Chì(II) iodide
	Cấu trúc của chì(II) iodide
Danh pháp IUPAC	Mẫu chì(II) iodide
Tên khác	Plumbơ iodide; Chì điodide
Nhận dạng
Số CAS	10101-63-0
PubChem	24931
Ảnh Jmol-3D	ảnh
SMILES	đầy đủ I[Pb]I ;
InChI	đầy đủ 1/2HI.Pb/h2*1H;/q;;+2/p-2;
UNII	OTL90F2GLT
Thuộc tính
Công thức phân tử	PbI2
Khối lượng mol	461,008 g/mol
Bề ngoài	bột hoặc tinh thể vàng
Mùi	không mùi
Khối lượng riêng	6,16 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 ℃); 0,41 g/100 mL (100 ℃);
Tích số tan, Ksp	4,41 × 10-9 (20 ℃)
Độ hòa tan	không tan trong ethanol, HCl lạnh; tan trong alkalis, dung dịch KI, methyl isopropyl ketone; ; tạo phức với amonia, thiourê
BandGap	2,3 eV
MagSus	-126,5·10-6 cm³/mol
Cấu trúc
Cấu trúc tinh thể	Trực thoi, lục phương, hP3
Nhóm không gian	P-3m1, No. 164
Tọa độ	bát diện
Các nguy hiểm
Phân loại của EU	Repr. Cat. 1/3; Harmful (Xn); Nguy hiểm cho môi trường (N)
NFPA 704	0 3 0
Chỉ dẫn R	R61, R20/22, R33, R62, R50/53
Chỉ dẫn S	S53, S45, S60, S61
Điểm bắt lửa	không bắt lửa
Các hợp chất liên quan
Anion khác	Chì(II) fluoride; Chì(II) chloride; Chì(II) bromide
Cation khác	Thiếc(II) iodide
Hợp chất liên quan	Tali(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). kiểm chứng (cái gì ?) Tham khảo hộp thông tin

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.

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 chế

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) acetat và natri 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 tinh

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 dụng

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 gamma và tia 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 hại

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 trúc

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].

Hợp chất khác

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 khảo

^ Clever & Johnston 1980.
^ Dhiaputra và đồng nghiệp 2016.
^ ^a ^b Shah và đồng nghiệp 1996.
^ Ahmad & Prakash 2012.
^ Scaife và đồng nghiệp 1990.
^ Liu và đồng nghiệp 2015.
^ Tonn và đồng nghiệp 2015.
^ Eastaugh và đồng nghiệp 2004.
^ Flora, Gupta & Tiwari 2012.
^ Patrick 2006.
^ Bhavsar 2011.
^ Hassan và đồng nghiệp 2010.
^ ^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.
^ 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.
^ 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.
^ 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

[FOOTNOTECleverJohnston1980-1] Clever & Johnston 1980.

[FOOTNOTEDhiaputraPermanaMaulanaDwi_Inayatie2016-2] Dhiaputra và đồng nghiệp 2016.

[FOOTNOTEShahOlschnerMoyBennett1996-3] Shah và đồng nghiệp 1996.

[FOOTNOTEAhmadPrakash2012-4] Ahmad & Prakash 2012.

[FOOTNOTEScaifeCavoliBlantonMorse1990-5] Scaife và đồng nghiệp 1990.

[FOOTNOTELiuHaZhangde_la_Mata2015-6] Liu và đồng nghiệp 2015.

[FOOTNOTETonnMatuchovaDanilewskyCröll2015-7] Tonn và đồng nghiệp 2015.

[FOOTNOTEEastaughWalshChaplinSiddall2004-8] Eastaugh và đồng nghiệp 2004.

[FOOTNOTEFloraGuptaTiwari2012-9] Flora, Gupta & Tiwari 2012.

[FOOTNOTEPatrick2006-10] Patrick 2006.

[FOOTNOTEBhavsar2011-11] Bhavsar 2011.

[FOOTNOTEHassanJafarMatuchovaBulos2010-12] Hassan và đồng nghiệp 2010.

[A-13] 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.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]