Carbonato di piombo: sintesi, reazioni, usi

Il carbonato di piombo è un composto inorganico con formula PbCO₃ in cui il piombo ha numero di ossidazione +2. In natura si trova nel minerale cerussite e deriva dall’alterazione chimica della galena a seguito della sua reazione con biossido di carbonio

Solubilità

È un composto scarsamente solubile in acqua e il suo prodotto di solubilità vale 7.4 · 10^-14

L’equilibrio di dissociazione del carbonato di piombo è:
PbCO_3(s)⇄  Pb²⁺_(aq) + CO₃^2-_(aq)

L’espressione del prodotto di solubilità è:
K_ps = 7.4 · 10^-14 = [Pb²⁺][CO₃^2-]
Detta x la solubilità molare all’equilibrio si ha:
x = [Pb²⁺]=[CO₃^2-]

sostituendo nell’espressione del prodotto di solubilità:
7.4 · 10^-14 = (x)(x) = x²
Da cui x = √7.4 · 10^-14 = 2.7 · 10^-7 M

La solubilità, espressa in g/L,  vale quindi 2.7 · 10^-7 mol/L · 267.21 g/mol = 7.3 · 10^-5 g/L

Proprietà

È un solido bianco che si decompone a 315°C in ossido di piombo (II) PbO e biossido di carbonio. È insolubile in acqua ed etanolo e solubile in acido acetico e acido nitrico. Nonostante la sua tossicità trova utilizzo in molti campi

Sintesi del carbonato di piombo

Il carbonato di piombo, stante la sua scarsa solubilità, può essere ottenuto in laboratorio dà reazioni di precipitazione. Ad esempio si può far reagire un sale di piombo solubile come il nitrato con un carbonato solubile:
Pb(NO₃)_2(aq)+ Na₂CO_3(aq) → PbCO_3(s) + 2 NaNO_3(aq)

Industrialmente è ottenuto dalla reazione tra acetato di piombo e biossido di carbonio:
Pb(CH₃COO)_2(aq) + H₂O_(l) + CO_2(g)→ PbCO_3(s) +2 CH₃COOH_(aq)

Può essere ottenuto per reazione, sempre dall’acetato di piombo, con il carbonato di ammonio:
Pb(CH₃COO)_2(aq) + (NH₄)₂CO_3(aq) → PbCO_3(s) +2 CH₃COONH_4(aq)

Reazioni

Reagisce con:

• acido nitrico per dare nitrato di piombo (II) e biossido di carbonio
  PbCO₃ + 2 HNO₃ → Pb(NO₃)₂ + CO₂ + H₂O

• acido cloridrico per dare cloruro di piombo (II) e biossido di carbonio
  PbCO₃ + 2 HCl → PbCl₂ + CO₂ + H₂O

• idrossido di sodio per dare triidrossopiombato (II) di sodio e carbonato di sodio:
  PbCO₃ + 3 NaOH → Na[Pb(OH)₃] + Na₂CO₃

Usi

È utilizzato come catalizzatore per la polimerizzazione di:

• formaldeide a poliossimetilene
• resine siliconiche

Trova inoltre utilizzo come componente di:

• grassi lubrificanti ad alta pressione
• griglie resistenti alla corrosione negli accumulatori al piombo
• lubrificanti e stabilizzanti nel PVC
• cere antiscivolo per cavi d’acciaio per fornire una maggiore resistenza all’usura

Inoltre migliora l’adesione del policloroprene ai metalli ed è usato come rivestimento su fogli termosensibili per la copia termografica. Pigmenti madreperlacei come l’ossicloruro di bismuto, carbonato di piombo , arseniato idrogeno di piombo e  perlescenze, ottenute da conchiglie e squame e pelli di pesce, sono stati utilizzati per un periodo ma sono stati sostituiti da pigmenti madreperlacei costituiti da mica (silicato di potassio e alluminio) rivestiti con un ossido metallico