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.
Storia 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. 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.
A temperatura ambiente Pb3O4 ha struttura cristallina tetragonale, gruppo spaziale Pbam (No. 55), con costanti di reticolo a = e c = e quattro unità di formula per cella elementare. La struttura si può descrivere come catene di ottaedri PbIVO6 che condividono lati opposti; le catene sono a loro volta collegate da atomi PbII coordinati a tre atomi di ossigeno. 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 PbIV–O e PbII–O.
Il colore del composto è dovuto ad una transizione di trasferimento di carica rappresentabile in modo semplificato come
Pb(II) + Pb(IV) + hν → Pb(III) + Pb(III)
Sintesi 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.
6PbO + O2 → 2Pb3O4
Reattività 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:
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:
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:
2Pb3O4 + 4H2 → 3Pb + 4H2O
Pb3O4 reagisce su superfici di ferro formando uno strato di ossidi di ferro e piombo che non si ossidano ulteriormente.
Usi 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.
Tossicità / Indicazioni di sicurezza 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.
Note
Bibliografia
Pagina dell'ossido di piombo(II, IV) nel data base GESTIS.
Voci correlate Monossido di piombo Diossido di piombo Idrossido di piombo(II)
Altri progetti
Categoria:Composti del piombo Categoria:Ossidi e anidridi inorganiche