Tetrossido di piombo

Tetrossido di piombo
Nome IUPAC
tetrossido di tripiombo, ossido di piombo(II,IV)
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	Pb3O4 e O4Pb3
Massa molecolare (u)	685,59
Aspetto	solido rosso-arancione
Numero CAS	1314-41-6
Numero EINECS	215-235-6
PubChem	16685188, 22833428, 134991618, 129628733, 16713084 e 16715095
SMILES	O1[Pb]O[Pb]12O[Pb]O2
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)	8,32–9,16[1]
Solubilità in acqua	praticamente insolubile[1]
Temperatura di fusione	>500 °C (773 K) dec.[1]
Proprietà termochimiche
ΔfH0 (kJ·mol−1)	–718,9[2]
ΔfG0 (kJ·mol−1)	–601,6[2]
S0m(J·K−1mol−1)	211[2]
C0p,m(J·K−1mol−1)	147[2]
Proprietà tossicologiche
DL50 (mg/kg)	10 g orale, roditori[1]
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
pericolo
Frasi H	302 - 332 - 351 - 360Df - 362 - 372 - 410 [1]
Consigli P	263 - 264 - 280 - 301+330+331 - 304+340 - 312 [1]
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Il tetrossido di piombo o ossido di piombo(II, IV) è il composto inorganico di formula Pb₃O₄. In condizioni normali è un solido inodore di colore rosso-arancione, praticamente insolubile in acqua. È un ossido misto contenente atomi di Pb(II) e Pb(IV), per cui la formula viene scritta anche come 2PbO⋅PbO₂. In Natura è presente nel minerale minio. Viene usato principalmente nella fabbricazione di vernici base antiruggine, accumulatori al piombo e vetri al piombo.^[2][3]

Il tetrossido di piombo è uno dei primi pigmenti ad essere stati preparati artificialmente nell'antichità. Le prime notizie del suo impiego risalgono al V secolo a.C. in Cina. Ai tempi di Vitruvio e di Plinio il Vecchio il termine minium era usato principalmente per denotare il cinabro, e secondariamente per l'ossido di piombo prodotto artificialmente. Dopo il XVI secolo il termine minio viene riferito al solo tetrossido di piombo.^[4] Il tetrossido di piombo era ottenuto arrostendo la biacca o altri composti di piombo fino ad ottenere un colore arancione più o meno scuro a seconda del trattamento effettuato. Questo pigmento era facile da sintetizzare e poco costoso; nel medioevo veniva comunemente usato per decorare manoscritti miniati. Il minio odierno ha un colore decisamente più rosso.^[5]

A temperatura ambiente Pb₃O₄ ha struttura cristallina tetragonale, gruppo spaziale Pbam (No. 55), con costanti di reticolo a = 881,1 pm e c = 656,3 pm e quattro unità di formula per cella elementare. La struttura si può descrivere come catene di ottaedri Pb^IVO₆ che condividono lati opposti; le catene sono a loro volta collegate da atomi Pb^II coordinati a tre atomi di ossigeno.^[3][6][7] Al di sotto di 170 K si ha la transizione a una forma ortorombica; questa transizione di fase cambia la simmetria del cristallo lasciando inalterate le distanze Pb^IV–O e Pb^II–O.^[8]

Il colore del composto è dovuto ad una transizione di trasferimento di carica rappresentabile in modo semplificato come^[7]

Pb(II) + Pb(IV) + hν → Pb(III) + Pb(III)

Il tetrossido di piombo si prepara normalmente per calcinazione di PbO all'aria a 450-500 °C. Non bisogna superare i 500 °C per evitare la decomposizione del Pb₃O₄ prodotto.^[2][6]

6PbO + O₂ → 2Pb₃O₄

Il tetrossido di piombo è un composto stabile, ma per riscaldamento al di sopra dei 500 °C si decompone formando il monossido di piombo con rilascio di ossigeno:^[2]

2Pb₃O₄ → 6PbO + O₂

Pb₃O₄ è praticamente insolubile in acqua e alcool, ma è solubile nell'acido cloridrico presente nello stomaco, e quindi è tossico se ingerito. Trattato con acido nitrico diluito si solubilizza il Pb(II), e rimane un residuo di diossido di piombo insolubile:^[2]

Pb₃O₄ + 4HNO₃ → PbO₂ + 2Pb(NO₃)₂ + 2H₂O

Riscaldato con riducenti come idrogeno, carbone e monossido di carbonio il tetrossido di piombo si può ridurre a piombo metallico. Ad esempio:^[2]

2Pb₃O₄ + 4H₂ → 3Pb + 4H₂O

Pb₃O₄ reagisce su superfici di ferro formando uno strato di ossidi di ferro e piombo che non si ossidano ulteriormente.^[7]

Il tetrossido di piombo viene usato principalmente nelle vernici anticorrosive e negli accumulatori a piombo. Come pigmento è usato in vetri e ceramiche. Tra gli innumerevoli utilizzi minori sono compresi fuochi d'artificio ed esplosivi, vulcanizzazione della gomma, schermature per raggi X e raggi gamma, impermeabilizzazione di materiali.^[2][3]

Pb₃O₄ risulta pericoloso se ingerito o inalato. L'avvelenamento cronico provoca danni al sangue, al sistema nervoso, ai reni e all'apparato digerente. Avvelenamenti acuti provocano sapore metallico, vomito, costipazione, coliche addominali, disfunzioni renali, abbassamenti di temperatura, cali di pressione, collasso. Pb₃O₄ è un composto con rischi di tossicità per la riproduzione. Effetti cancerogeni sono stati osservati in animali, ma sinora non nell'uomo. Il composto è inoltre pericoloso per gli organismi acquatici.^[1]

• (EN) D. S. Carr, Lead compounds, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, 2002, DOI:10.1002/14356007.a15_249.
• (EN) N. Eastaugh, V. Walsh, T. Chaplin e R. Siddall, Lead(ii,IV) oxide, in The Pigment Compendium: A Dictionary of Historical Pigments, Oxford, Elsevier, 2004, ISBN 0 7506 57499.
• (FR) J. R. Gavarri, D. Weigel e A. W. Hewat, Oxydes de plomb. IV. Evolution structurale de l'oxyde Pb₃O₄ entre 240 et 5°K et mécanisme de la transition, in Journal of Solid State Chemistry, vol. 23, n. 3-4, 1978, pp. 327-339, DOI:10.1016/0022-4596(78)90081-6.
• GESTIS, Lead(II,IV) oxide, su gestis.dguv.de, 2016. URL consultato il 16 dicembre 2022. Pagina dell'ossido di piombo(II, IV) nel data base GESTIS.
• (EN) N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the elements, 2ª ed., Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4.
• (DE) A. F. Holleman e N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, Berlino, Walter de Gruyter, 2007, ISBN 978-3-11-017770-1.
• (EN) P. Patnaik, Handbook of inorganic chemicals, New York, McGraw-Hill, 2003, ISBN 0-07-049439-8.
• (EN) H. J. Terpstra, R. A. de Groot e C. Haas, The electronic structure of the mixed valence compound Pb₃O₄, in J. Phys. Chem. Solids, vol. 58, n. 4, 1997, pp. 561–566, DOI:10.1016/S0022-3697(96)00165-5.
• (EN) D. V. Thompson, Minium - Orange Lead, in The Materials and Techniques of Medieval Painting, New York, Dover, 1956, ISBN 0-486-20327-1.

• Monossido di piombo
• Diossido di piombo
• Idrossido di piombo(II)

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su Minio

V · D · M Ossidi

D2O H2O                                 He Li2O BeO   B2O3 CO CO2 C2O3 NO · NO2 N2O · N2O3 N2O4 · N2O5 O F2O Ne Na2O MgO   Al2O3 SiO SiO2 PO · P2O3 P2O4 · P4O10 SO2 SO3 ClO2 · Cl2O Cl2O3 · Cl2O4 Cl2O6 · Cl2O7 Ar K2O CaO Sc2O3 TiO Ti2O3 TiO2 V2O3 VO2 V2O5 CrO · Cr2O3 CrO2 · CrO3 MnO · Mn3O4 Mn2O3 · Mn5O8 MnO2 · MnO3 Mn2O7 FeO Fe2O3 Fe3O4 CoO Co3O4 Co2O3 NiO Cu2O CuO ZnO Ga2O Ga2O3 GeO GeO2 As2O3 As2O5 SeO2 SeO3 BrO2 Br2O3 Br2O5 Kr Rb2O SrO Y2O3 ZrO2 NbO NbO2 MoO2 MoO3 Mo2O3 Tc2O7 Ru2O3 · RuO2 RuO3 · RuO4 Rh2O3 RhO2 PdO AgO CdO In2O3 SnO SnO2 Sb2O3 TeO TeO2 TeO3 I2O4 · I2O5 I2O6 · I4O9 XeO3 Cs2O3 BaO * HfO2 Ta2O5 W2O3 · WO2 WO3 · W2O5 ReO2 ReO3 Re2O7 OsO2 OsO4 IrO2 IrO4 PtO2 Au2O3 Hg2O HgO Tl2O Tl2O3 PbO PbO2 Pb3O4 Bi2O3 BiO2 Bi2O5 PoO PoO2 PoO3 At Rn Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og     ↓   * La2O3 Ce2O3 Ce3O4 CeO2 Pr2O3 PrO2 Pr6O11 Nd2O3 Pm2O3 Sm2O3 Eu2O3 Gd2O3 Tb2O3 Tb4O7 TbO2 Dy2O3 Ho2O3 Er2O3 Tm2O3 Yb2O3 Lu2O3   ** Ac2O3 ThO ThO2 PaO2 Pa2O5 UO2 · U2O5 U3O8 · UO3 UO4 · UO6 NpO2 PuO2 Am2O3 AmO2 Cm2O3 CmO2 Bk2O3 Cf2O3 CfO2 Es Fm Md No Lr

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