Chlorure de plomb(II)

Chlorure de plomb(II)
Identification
Nom UICPA	chlorure de plomb(II) dichlorure de plomb
Synonymes	chlorure plombeux cotunnite
N^o CAS	7758-95-4
N^o ECHA	100.028.950
N^o RTECS	OF9450000
PubChem	166945
SMILES	[Cl-].[Cl-].[Pb+2] PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D InChI=1S/2ClH.Pb/h2*1H;/q;;+2/p-2 InChIKey : HWSZZLVAJGOAAY-UHFFFAOYSA-L
Apparence	solide blanc inodore
Propriétés chimiques
Formule	Cl2PbPbCl2
Masse molaire[1]	278,1 ± 0,1 g/mol Cl 25,5 %, Pb 74,51 %,
Moment dipolaire	D
Diamètre moléculaire	nm
Propriétés physiques
T° fusion	501 °C[2]
T° ébullition	950 °C[2]
Solubilité	0,73 g l^−1 à 0 °C 9,9 g l^−1 à 20 °C 33,4 g l^−1 à 100 °C
Masse volumique	5,85 g cm^−3 à 25 °C[2]
Pression de vapeur saturante	1 mmHg à 547 °C[2]
Conductivité thermique	W m^−1 K^−1
Vitesse du son	m s^−1
Thermochimie
S^0gaz, 1 bar	J K^−1 mol^−1
S^0liquide, 1 bar	J K^−1 mol^−1
S^0solide	J K^−1 mol^−1
ΔfH^0gaz	kJ mol^−1
ΔfH^0liquide	kJ mol^−1
ΔfH^0solide	kJ mol^−1
Cp	J K^−1 mol^−1
Cristallographie
Système cristallin	Orthorhombique
Symbole de Pearson	${\displaystyle oP12\,}$
Classe cristalline ou groupe d’espace	(n^o 62) orthorhombique Hermann-Mauguin : ${\displaystyle P~2_{1}/n~2_{1}/m~2_{1}/a\,}$ Hermann-Mauguin court : ${\displaystyle Pnma\,}$ Schoenflies : ${\displaystyle D_{2h}^{16}\,}$
Propriétés optiques
Indice de réfraction	2,199[3]
Précautions
SGH[2]
H302, H332, H360Df, H373, H410, P201, P273, P308+P313 et P501 H302 : Nocif en cas d'ingestion H332 : Nocif par inhalation H360Df : Peut nuire au fœtus. Susceptible de nuire à la fertilité. H373 : Risque présumé d'effets graves pour les organes (indiquer tous les organes affectés, s'ils sont connus) à la suite d'expositions répétées ou d'une exposition prolongée (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) H410 : Très toxique pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme P201 : Se procurer les instructions avant utilisation. P273 : Éviter le rejet dans l’environnement. P308+P313 : En cas d’exposition prouvée ou suspectée : consulter un médecin. P501 : Éliminer le contenu/récipient dans …
NFPA 704
0 3 0
Transport[2]
-    2291    Numéro ONU : 2291 : COMPOSÉ DU PLOMB, SOLUBLE, N.S.A. Classe : 6.1 Étiquette : 6.1 : Matières toxiques
Composés apparentés
Autres cations	Chlorure de zinc Chlorure de cadmium Chlorure de plomb(IV)
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Le chlorure de plomb(II), PbCl₂, ou chlorure plombeux, est un composé ionique du plomb de valence II et d'anions chlorure. Dans les conditions normales de température et de pression, c'est un solide blanc inodore peu soluble dans l'eau.

Il apparaît naturellement sous forme d'un minéral appelé cotunnite (en). C'est aussi l'un des plus importants réactifs du plomb. Il ne doit pas être confondu avec le chlorure de plomb(IV) ou chlorure plombique, PbCl₄.

Il est classé toxique et dangereux pour l'environnement par l'Union européenne.

Structure et propriétés

Dans le cristal de dichlorure de plomb, chaque ion Pb²⁺ est coordonné à neuf ions chlorure, Cl⁻ - six occupent les sommets d'un prisme trigonal et les trois autres sont au centre des chacune des trois faces tétragonales du prisme. Les neuf ions chlorure ne sont pas équidistants de l'atome de plomb central, sept sont à 280–309 pm et deux à 370 pm^[4]. PbCl₂ forme des aiguilles orthorhombiques blanches.

À l'état gazeux, les molécules de PbCl₂ ont une structure coudée avec un angle Cl-Pb-Cl de 98° et chaque distance Pb-Cl de 244 pm (2,44 Å)^[5]. De telles molécules PbCl₂ volatilisées sont émises par les moteurs à combustion qui utilisent des carburants contenant des additifs 1,2-dichloroéthane-plomb tétraéthyle ajoutés pour leur action anti-détonante (cliquetis).

La solubilité du chlorure de plomb(II) dans l'eau est faible (9,9 g/l à 20 °C) et pour des applications pratiques, il est considéré comme insoluble. Son produit de solubilité (K_s) est de 1,7 × 10⁻⁵. Ainsi il est un des quatre chlorures communs les moins solubles avec le chlorure d'argent (AgCl) de K_s = 1,8 × 10⁻¹⁰, le chlorure de cuivre(I) (CuCl) de K_s = 1,72 × 10⁻⁷ et le chlorure de mercure(I) (Hg₂Cl₂) de K_s = 1,3 × 10^−18[6],[7].

Minéraux naturels

Structure cristalline de la cotunnite, PbCl₂

PbCl₂ apparaît naturellement sous la forme d'un minéral, la cotunnite (en). Il est incolore, blanc, jaune ou vert avec une masse volumique de 5,3 à 5,8 g cm⁻³. Sa dureté sur l'échelle de Mohs est de 1,5 à 2,5. Sa structure cristalline est orthorhombique dipyramidale et son groupe ponctuel de symétrie est 2/m 2/m 2/m. Chaque Pb²⁺ a une coordination de 9 et la composition est de 74,50 % de plomb et 25,50 % de chlore. La cotunnite apparaît près des volcans : Vésuve en Italie, Tarapacá au Chili et Tolbatchik en Russie^[8],[9].

Synthèse

Le chlorure de plomb(II) précipite par ajout d'une source d'ion chlorure telle que HCl, NaCl, KCl, etc. à une solution aqueuse d'un composé du plomb(II) soluble comme Pb(NO₃)₂.

Pb(NO₃)_2(aq) + 2 NaCl_(aq) → PbCl_2(s) + 2 NaNO_3(aq)

Pb(CH₃COO)_2(aq) + HCl_(aq) → PbCl_2(s) + 2 CH₃COOH_(aq)

PbCO₃ + 2 HCl_(aq) → PbCl_2(s) + CO_2(g) + H₂O^[10]

Pb(NO₃)_2(aq) + 2 HCl_(aq) → PbCl_2(s) + 2 HNO_3(aq)

Le traitement du dioxyde de plomb par de l'acide chlorhydrique donne le chlorure de plomb(II) et du chlore gazeux :

PbO_2(s) + 4 HCl → PbCl_2(s) + Cl₂ + 2 H₂O

Le traitement du monoxyde de plomb par de l'acide chlorhydrique donne le chlorure de plomb(II) et de l'eau :

PbO_(s) + 2 HCl → PbCl_2(s) + H₂O

PbCl₂ se forme aussi par action du chlore sur le métal :

Pb + Cl₂ → PbCl₂

Réactions

L'addition d'ions chlorure à une suspension de PbCl₂ dans l'eau, donne lieu à la formation de complexes ioniques solubles. Dans ces réactions, les chlorures additionnels (ou d'autres ligands) coupent les ponts chlore qui forment le réseau tridimensionnel du PbCl₂ solide.

PbCl_2(s) + Cl⁻ → [PbCl₃]⁻_(aq)

PbCl_2(s) + 2 Cl⁻ → [PbCl₄]²⁻_(aq)

PbCl₂ réagit sur le nitrite de sodium fondu pour donner PbO

PbCl_2(l) + 3 NaNO₂ → PbO + NaNO₃ + 2 NO + 2 NaCl

PbCl₂ est utilisé pour la synthèse du chlorure de plomb(IV). Du chlore est mis à buller dans une solution saturée de chlorure d'ammonium, NH₄Cl et de PbCl₂ qui forment [NH₄]₂[PbCl₆]. Ce dernier réagit avec de l'acide sulfurique concentré et froid pour former PbCl₄ sous forme d'une huile^[11].

Le chlorure de plomb(II) est le principal précurseur des dérivés organo-métalliques du plomb comme les plombocènes^[12]. Les réactifs alkylants habituels comme des réactifs de Grignard ou des composés organolithiens sont utilisés :

2 PbCl₂ + 4 RLi → R₄Pb + 4 LiCl + Pb

2 PbCl₂ + 4 RMgBr → R₄Pb + Pb + 4 MgBrCl

3 PbCl₂ + 6 RMgBr → R₃Pb-PbR₃ + Pb + 6 MgBrCl^[13].

Ces réactions produisent des dérivés qui sont plus semblables à des composés organosiliciés, c'est-à-dire que le Pb II tend à dismuter lors de son alkylation.

Utilisations

• du chlorure de plomb(II) fondu est utilisé dans la synthèse de céramiques de titanate de plomb, PbTiO₃ et de titanate de baryum et de plomb, par des réactions de remplacement de cation^[14] :

xPbCl_2(l) + BaTiO_3(s) → Ba_1-xPb_xTiO₃ + xBaCl₂

• PbCl₂ est utilisé dans la production de verre transmettant l'infrarouge^[10] et d'un verre d'ornement appelé verre d'Aurène. Ce verre d'Aurène a une surface iridescente obtenue par pulvérisation de PbCl₂ et recuit sous conditions contrôlées. Le chlorure d'étain, SnCl₂ peut être utilisé dans le même but^[15].
• Un chlorure de plomb basique, PbCl₂·Pb(OH)₂, est connu comme le blanc de plomb Pattinson et est utilisé comme pigment pour peinture blanche^[16].
• PbCl₂ est un intermédiaire dans le raffinage des minerais de bismuth. Le minerai contenant Bi, Pb et Zn, est d'abord traité avec de la soude caustique liquide pour éliminer les traces d'éléments acides, tels que l'arsenic et le tellure. Ce traitement est suivi par un procédé de désargentisation de Parkes (en) pour enlever tout l'argent et l'or présents. Le minerai ne contient plus alors que Bi, Pb et Zn. Il est traité avec du gaz Cl₂ à 500 °C. ZnCl₂ se forme en premier et est éliminé. Puis PbCl₂ se forme et est éliminé en laissant du bismuth pur. BiCl₂ peut alors être formé en dernier^[17].

Sécurité

Comme pour les autres composés contenant du plomb, l'exposition à PbCl₂ peut provoquer un empoisonnement au plomb.

Notes et références

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Lead(II) chloride » (voir la liste des auteurs).

1. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
2. Lead(II) chloride chez Sigma-Aldrich.
3. Pradyot Patnaik, Handbook of Inorganic Chemicals, 2002, McGraw-Hill. (ISBN 0-07-049439-8).
4. A.F. Wells, Structural Inorganic Chemistry, 1984, 5^e éd., Oxford Science Publications. (ISBN 0-19-855370-6)
5. I. Hargittai, J. Tremmel, E. Vajda, A. Ishchenko, A. Ivanov, L. Ivashkevich, V. Spiridonov, Two independent gas electron diffraction investigations of the structure of plumbous chloride, Journal of Molecular Structure, 1977, vol. 42, p. 147. DOI 10.1016/0022-2860(77)87038-5.
6. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 79^e éd., David R. Lide, pp. 8-108.
7. Brown, Lemay, Burnsten, Chemistry The Central Science, Solubility-Product Constants for Compounds at 25 °C., 1994, 6^e éd., p. 1017.
8. Cotunnite sur webmineral.com.
9. [PDF] cotunnite sur rruff.geo.arizona.edu
10. Dictionary of Inorganic and Organometallic Compounds. Lead(II) Chloride. [1]
11. C. E. Housecroft, A. G. Sharpe, Inorganic Chemistry, 2004, 2^e éd., Prentice Hall, p. 365. (ISBN 978-0130399137).
12. R. Lowack, « Decasubstituted decaphenylmetallocenes », Journal of Organometallic Chemistry, 1994, vol. 476, p. 25. DOI 10.1016/0022-328X(94)84136-5.
13. C. E. Housecroft, A. G. Sharpe, Inorganic Chemistry, 2004, 2^e éd., Prentice Hall, p. 524. (ISBN 978-0130399137)
14. Almaz Aboujalil, Jean-Pierre Deloume, Fernand Chassagneux, Jean-Pierre Scharff, Bernard Durand,Molten salt synthesis of the lead titanate PbTiO3, investigation of the reactivity of various titanium and lead salts with molten alkali-metal nitrites, Journal of Materials Chemistry, 1998, vol. 8(7), p. 1601. DOI 10.1039/a800003d.
15. (en) Termes des vitraux etdéfinitions. aurene glass.
16. Perry & Phillips, Handbook of Inorganic Compounds, 1995, p. 213.
17. Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4^e éd., p. 241.

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