Ossido di piombo (IV): proprietà, sintesi, reazioni, usi

L’ossido di piombo (IV) o biossido di piombo è un composto inorganico in cui il piombo ha numero di ossidazione +4 e ha formula PbO₂ .
FÈ uno degli ossidi del piombo insieme all’ossido di piombo (II) PbO in cui il piombo ha numero di ossidazione +2 e all’ossido di piombo (II) e (IV) 2 PbO·PbO₂ spesso indicato come Pb₃O₄.

Proprietà

Si presenta in due forme polimorfiche:

• α-PbO₂ nel minerale scrutinyite dove cristallizza in un sistema ortorombico
• β-PbO₂ nel minerale plattnerite dove si trova sotto forma di cristalli aciculari

È di colore marrone scuro ed è praticamente insolubile in acqua.

Poiché il piombo si trova nel suo stato di ossidazione più alto è un energico ossidante

Sintesi

Il biossido di piombo può essere prodotto dall’ossidazione anodica di soluzioni di sali di piombo o dall’ossidazione di Pb₃O₄ in presenza di acido nitrico:

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

Dalla reazione si ottiene anche il nitrato di piombo (II)

Reazioni

L’ossido di piombo (IV) reagisce con:

• acido solforico per dare solfato di piombo, ossigeno e acqua:

2 PbO₂ + 2 H₂SO₄ → 2 PbSO₄ + O₂ + 2 H₂O

• acido nitrico a caldo per dare nitrato di piombo, ossigeno e acqua:

2 PbO₂ + 4 HNO₃ → 2 Pb(NO₃)₂ + O₂ + 2 H₂O

• acido cloridrico per dare cloruro di piombo (II), cloro e acqua:

PbO₂ + 4 HCl → PbCl₂ + Cl₂ + 2 H₂O

Si noti che queste sono reazioni di ossidoriduzione in cui il piombo passa da numero di ossidazione + 4 a numero di ossidazione +2 che è più stabile.

Poiché il biossido di piombo è un ossido anfotero reagisce con idrossido di sodio secondo la reazione netta:

PbO₂ + 2 OH^– + 2 H₂O → [Pb(OH)₆]^–

per dare l’esaidrossopiombato (IV)

Usi

Oltre che come agente ossidante è utilizzato quale catodo negli accumulatori al piombo. In esse l’anodo è costituito da piombo e gli elettrodi sono immersi in una soluzione contenente acido solforico. nella fase di scarica avviene la reazione di comproporzione:

Pb + PbO₂ + 2 H₂SO₄ → 2 PbSO₄ + 2 H₂O

L’ossido di piombo (IV) è utilizzato inoltre quale additivo nella produzione di fiammiferi, fuochi pirotecnici e coloranti, quale agente vulcanizzante nella produzione della gomma