Solfato di piombo: solubilità, sintesi, reazioni

Il solfato di piombo è un sale in cui lo zolfo ha numero di ossidazione + 6 e il piombo +2 e ha formula PbSO₄. Si forma negli accumulatori al piombo, accumulatore che converte l’energia chimica in energia elettrica e viceversa. La reazione complessiva è

Pb_(s)  +PbO_2(s) + 4 H⁺ +2 SO₄^2- _(aq) → 2 PbSO_4(s) + 2 H₂O
che ha un potenziale di + 2.04 V

Solubilità del solfato di piombo

Il solfato di piombo è scarsamente solubile in acqua e ha un valore di K_sp pari 1.8 · 10^-8.

Si dissocia secondo l’equilibrio eterogeneo:
PbSO_4(s)  ⇄ Pb²⁺_(aq) + SO₄^2- _(aq)
L’espressione del prodotto di solubilità è:
K_ps = [Pb²⁺][SO₄^2-]
Detta x la solubilità molare all’equilibrio si ha:
[Pb²⁺]=[SO₄^2-]
Sostituendo nell’espressione del K_ps:
K_ps = 1.8 · 10^-8= (x)(x) = x²
Da cui x  = √1.8 · 10^-8 = 1.3· 10^-4 mol/L
pertanto la solubilità espressa in g/L vale 1.3· 10^-4 mol/L · 303.26  g/mol = 0.041  g/L

Proprietà

Si presenta sotto forma di polvere bianca cristallina solubile in soluzione di idrossido di sodio, acido iodidrico concentrato e nei sali di ammonio. È scarsamente solubile in acido solforico diluito e solubile in acido solforico concentrato.

Si trova in natura nell’anglesite, minerale secondario, che si forma per alterazione di minerali contenenti solfuro di piombo come la galena.

Sintesi del solfato di piombo

Il solfato di piombo può essere ottenuto per precipitazione dalla reazione tra un sale solubile di piombo come il nitrato e un solfato solubile.

Si verifica una reazione di doppio scambio un cui precipita il sale:
Pb(NO₃)_2(aq) + Na₂SO_4(aq)→ PbSO_4(s)  + 2 NaNO_3(aq)

Si può ottenere dalla reazione tra ossido di piombo e acido solforico:
PbO_(s) + H₂SO_4(aq)→ PbSO_4(s)  + H₂O_(l)

Reazioni

Alla temperatura di 1000°C dà luogo a decomposizione termica con formazione di ossido di piombo e anidride solforica:
PbSO_4(s)  → PbO_(s) + SO_3(g)

In presenza di idrossido di sodio dà luogo alla formazione del complesso tetraidrossopiombato (II):
PbSO_4(s)  + 4 NaOH_(aq)→ Na₂[Pb(OH)₄]_(aq) +  Na₂SO_4(aq)

Reagisce con ioduro di potassio per dare ioduro di piombo e solfato di potassio:
PbSO_4(s)  + 2 KI_(aq) → PbI_2(s) + K₂SO_4(aq)

Reagisce con l’ossalato di sodio per dare ossalato di piombo:
PbSO_4(s)  + Na₂C₂O_4(aq) → PbC₂O_4(s) + Na₂SO_4(aq)
In eccesso di ione ossalato si forma il complesso Pb(C₂O₄)₂²⁻

Usi

È utilizzato quale pigmento bianco e come additivo per stabilizzare il terreno argilloso.

È usato in fotografia in combinazione con il bromuro di argento e nella preparazione di vernici ad olio a rapida essiccazione