Ogled vira Svinčev(IV) oksid

{{chembox
| Verifiedfields = changed
| Watchedfields = changed
| verifiedrevid = 442343539
| ImageFile = Lead dioxide.jpg
| ImageSize = 
| ImageName = Vzorec svinčevega(IV) oksida 
| ImageFile2 = Oxid olovičitý.PNG
| ImageSize2 = 100px
| ImageName2 = Sample of lead dioxide
| IUPACName = svinčev(IV) oksid
| OtherNames = svinčev dioksid<br/>platnerit 
|Section1={{Chembox Identifiers
| CASNo = 1309-60-0
| CASNo_Ref = {{cascite|correct|CAS}}
| UNII_Ref = {{fdacite|correct|FDA}}
| UNII = 7JJD3ICL6A
| ChemSpiderID = 14109
| ChemSpiderID1 = 11421764
| PubChem = 14793
| UNNumber = 1872
| RTECS = OGO700000
 }}
|Section2={{Chembox Properties
| Formula = PbO<sub>2</sub>
| MolarMass = 239,1988 g/mol 
| Appearance = temno rjav ali črn prah
| Density = 9,38 g/cm<sup>3</sup>
| MeltingPtC = 290
| MeltingPt_notes = razpada
| Solubility = netopen
| SolubleOther = topen v [[Ocetna kislina|ocetni kislini]] <br> netopen v [[etanol]]u
| RefractIndex = 2,3
 }}
|Section3={{Chembox Structure
| Coordination = 
| CrystalStruct = [[Heksagonalni kristalni sistem|heksagonalna]]
 }}
|Section7={{Chembox Hazards
| ExternalSDS = [http://hazard.com/msds/mf/baker/baker/files/l2956.htm External MSDS]
| EUClass = [[Slika:GHS-pictogram-silhouette.svg|45px]][[Slika:GHS-pictogram-pollu.svg|45px]][[Slika:GHS-pictogram-exclam.svg|45px]]
| RPhrases = {{R61}}, R20/22, {{R33}}, R62, {{R50/53}}
| SPhrases = {{S53}}, {{S45}}, {{S60}}, {{S61}}
| NFPA-H = 4
| NFPA-F = 0
| NFPA-R = 3
| NFPA-S = OX
| FlashPt = ni vnetljiv
 }}
|Section8={{Chembox Related
| OtherAnions = 
| OtherCations = [[ogljikov dioksid]]<br/>[[silicijev dioksid]]<br/>[[germanijev dioksid]]<br/>[[kositrov dioksid]]
| OtherFunction = [[svinčev(II) oksid]]<br/>[[svinčev(II,IV) oksid]]
| OtherFunction_label = svinčevi oksidi
| OtherCompounds = [[talijev(III) oksid]]<br/>[[bizmutov(III) oksid]]
 }}
}}

'''Svinčev(IV) oksid''' ali '''svinčev dioksid'''  je [[anorganska spojina]] s formulo PbO<sub>2</sub>.<ref>Meek, Terry L.; Garner, Leah D. (1. februar 2005). "Electronegativity and the Bond Triangle". ''Journal of Chemical Education''. '''82''' (2): 325. doi: 10.1021/ed082p325. ISSN 0021-9584.</ref> Je temno rjav do črn prah, netopen v vodi.<ref name=ref2> Eagleson, Mary (1994). ''Concise Encyclopedia of Chemistry''. Walter de Gruyter. str. 590. ISBN 978-3-11-011451-5.</ref> Ima dve [[Polimorfizem (kristalografija)|kristalni obliki]] in več pomembnih aplikacij v [[Elektrokemija|elektrokemiji]], zlasti kot pozitivna plošča kislega [[svinčev akumulator|svinčevega akumulatorja]]. 

==Lastnosti==
===Fizikalne lastnosti===
[[Slika:ScrutinyiteStructure.png|thumb|left|120px|Kristalna struktura α-PbO<sub>2</sub>]]
[[Slika:PlattneriteStructure.png|thumb|left|120px| Kristalna struktura of β-PbO<sub>2</sub>]]

Svinčev(IV) oksid ima dva glavna [[Polimorfizem (kristalografija)|polimorfa]], α- in β-, ki se v naravi pojavljata v redkih mineralih [[skrutinit |skrutinit]]u oziroma  [[platnerit]]u. Platnerit so prepoznali že leta 1845,<ref>Haidinger, W. (1845). ''Zweite Klasse: Geogenide. II. Ordnung. Baryte VII. Bleibaryt. Plattnerit''. Handbuch der Bestimmenden Mineralogie (PDF) (nemščina). Vienna: Braumüller & Seidel. str. 500.</ref> skrutinit pa šele leta 1946. V naravi so ga našli leta 1988.<ref name=ref4>Taggard, J.E., Jr.; et al. (1988). "Scrutinyite, natural occurrence of α-PbO2 from Bingham, New Mexico, U.S.A., and Mapimi, Mexico" (PDF). ''Canadian Mineralogist''. '''26''': 905.</ref> 

α- oblika ima [[Ortorombski kristalni sistem|ortorombsko]] simetrijo, [[Prostorska skupina|prostorsko skupino]] Pbcn (No. 60),Pearsonov simbol oP12 in mrežne konstante a = 0,497 nm, b = 0,596 nm, c = 0,544 nm, Z = 4 (štiri molekule v osnovni celici).<ref name=ref4/> Svinčevi atomi imajo koordinacijo 6.

β- oblika tvori [[Tetragonalni kristalni sistem|tetragonalne]] kristale s prostorsko skupino  P4<sub>2</sub>/mnm (No. 136), Pearsonovim simbolom tP6, mrežnima konstantama a = 0,491 nm, c = 0,3385 nm in Z = 2.<ref>Harada, H.; Sasa, Y.; Uda, M. (1981). "Crystal data for β-PbO2" (PDF). ''Journal of Applied Crystallography''. '''14''' (2): 141. doi: 10.1107/S0021889881008959.</ref>  Struktura je sorodna strukturi [[rutil]]a, v kateri si stebrički oktaedrov delijo nasprotne robove in so na vogalih povezani z drugimi verigami. V α- obliki so oktaedri povezani s sosednjimi robovi, da nastanejo cik-cak verige.<ref name=ref4/>

===Kemijske lastnosti===
Svinčev(IV) oksid med segrevanjem na zraku razpade:

: 24 PbO<sub>2</sub> → 2 Pb<sub>12</sub>O<sub>19</sub> + 5 O<sub>2</sub>
: Pb<sub>12</sub>O<sub>19</sub> → Pb<sub>12</sub>O<sub>17</sub> + O<sub>2</sub>
: 2 Pb<sub>12</sub>O<sub>17</sub> → 8 Pb<sub>3</sub>O<sub>4</sub> + O<sub>2</sub>
: 2 Pb<sub>3</sub>O<sub>4</sub> → 6 PbO + O<sub>2</sub>

Stehiometrijo končnega produkta se lahko nadzira s [[Temperatura|temperaturo]]:

:PbO<sub>2</sub> <ce>->[\text{293 °C}]</ce> Pb<sub>12</sub>O<sub>19</sub> <ce>->[\text{351 °C}]</ce> Pb<sub>12</sub>O<sub>17</sub> <ce>->[\text{374 °C}]</ce> Pb<sub>3</sub>O<sub>4</sub> <ce>->[\text{605 °C}]</ce>  PbO

Termični razpad svinčevega(IV) oksida je običajen postopek za proizvodnjo različnih svinčevih oksidov.<ref name=ref6>Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). ''Chemistry of the Elements'' (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. str. 386. ISBN 978-0-08-037941-8.</ref>

Svinčev(IV) oksid je [[Amfoternost|amfoteren]] s prevladujočimi kislimi lastnostmi. Raztaplja se v močnih bazah in tvori hidroksiplumbatni ion [Pb(OH)<sub>6</sub>]<sup>2−</sup>:<ref name=ref2/> 

: PbO<sub>2</sub> + 2 NaOH + 2 H<sub>2</sub>O → Na<sub>2</sub>[Pb(OH)<sub>6</sub>]

Reagira tudi z raztaljenimi bazičnimi oksidi in tvori ortoplumbate M<sub>4</sub>[PbO<sub>4</sub>].

Zaradi nestabilnosti Pb<sup>4+</sup> [[kation]]a reagira z vročimi kislinami in prehaja v bolj stabilni Pb<sup>2+</sup> kation, pri čemer se sprošča [[kisik]]:<ref name=ref6/>

: 2 PbO<sub>2</sub> + 2 H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> → 2 PbSO<sub>4</sub> + 2 H<sub>2</sub>O + O<sub>2</sub>
: 2 PbO<sub>2</sub> + 4 HNO<sub>3</sub> → 2 Pb(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub> + 2 H<sub>2</sub>O + O<sub>2</sub>
: PbO<sub>2</sub> + 4 HCl → PbCl<sub>2</sub> + 2 H<sub>2</sub>O + Cl<sub>2</sub>

Reakcije so počasne. 

Svinčev(IV) oksid je dober [[Oksidacija|oksidant]], na primer v naslednjih reakcijah:<ref>Kumar De, Anil (2007). ''A Textbook of Inorganic Chemistry''. New Age International. st. 387. ISBN 978-81-224-1384-7.</ref> 

: 2 MnSO<sub>4</sub> + 5 PbO<sub>2</sub> + 6 HNO<sub>3</sub> → 2 HMnO<sub>4</sub> + 2 PbSO<sub>4</sub> + 3 Pb(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub> + 2 H<sub>2</sub>O
: 2 Cr(OH)<sub>3</sub> + 10 KOH + 3 PbO<sub>2</sub> → 2 K2CrO<sub>4</sub> + 3 K<sub>2</sub>PbO<sub>2</sub> + 8 H<sub>2</sub>O

===Elektrokemijske lastnosti===
Uradna kemijska formula svinčevega(IV) oksida je PbO<sub>2</sub>, dejanska pa PbO<sub>1,9-1,98</sub> in je odvisna od načina priprave. Primanjkljaj kisika (ali prebitek svinca) se kaže v njegovi značilni kovinski [[Električna prevodnost|električni prevodnosti]] oziroma  [[Specifična upornost|specifični upornosti]] 10<sup>−4</sup> Ω•cm, ki se izkorišča v več elektrokemijskih aplikacijah. Podobno kot kovine ima tudi svinčev dioksid značilen elektrodni potencial in se v elektrolitu lahko anodno ali katodno polarizira. Elektrode iz svinčevega dioksida imajo dvojno delovanje, se pravi da so v elektrokemijskih reakcijah udelženi svinčevi in kisikovi ioni.<ref> Barak, M. (1980). ''Electrochemical power sources: primary and secondary batteries''. IET. str. 184 ff. ISBN 978-0-906048-26-9.</ref>

==Proizvodnja==
===Kemični procesi===
Svinčev dioksid se industrijsko proizvaja po več postopkih, ki vključujejo oksidacijo rdečega svinca (Pb<sub>3</sub>O<sub>4</sub>) v alkalnem rdečem blatu v klorovi atmosferi<ref name=ref6/> in reakcijo svinčevega(II) acetata s  "klorovim apnom" ([[Kalcijev hipoklorit|kalcijev hipoklorit]]).<ref>M. Baulder (1963). "Lead(IV) Oxide". V G. Brauer (ur.). Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. 1. NY,NY: Academic Press. str. 758.</ref><ref>Wiberg, Nils (2007). ''Lehrbuch der Anorganischen Chemie'' (nemško). Berlin: de Gruyter. str. 919. ISBN 978-3-11-017770-1.</ref>

PbO<sub>2</sub> nastane tudi v reakciji Pb<sub>3</sub>O<sub>4</sub> z [[Dušikova kislina|dušikovo kislino]]:

: Pb<sub>3</sub>O<sub>4</sub> + 4 HNO<sub>3</sub> → PbO2 + 2 Pb(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub> + 2 H<sub>2</sub>O

PbO<sub>2</sub> reagira z [[Natrijev hidroksid|natrijevim hidroksidom]] in tvori heksahidroksoplumbatne(IV) ione [Pb(OH)<sub>6</sub>]<sup>2−</sup>, topne v vodi.

===Elektroliza===
Alternativni postopek za sintezo svinčevega(IV) oksida je [[elektroliza]]: PbO<sub>2</sub> nastaja na elektrodi iz čistega svinca, če je anodno polarizirana na elektrodni potencial okoli 1,5 V pri sobni temperaturi. Postopek se uporablja za masovno industrijsko proizvodno PbO<sub>2</sub> anod. Svinčena in bakrena elektroda se potopita v raztopino H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> s pretokom 5-10 L/min in za približno 30 minut izpostavita električnemu toku z gostoto okoli 100 A/m<sup>2</sup>. Pomanjkljivost svinčene elektrode je njena mehkost, predvsem  v primerjavi s trdim in krhkim PbO<sub>2</sub>, ki ima [[Mohsova trdotna lestvica|Mohsovo trdoto]] 5,5.<ref>''"Plattnerite: Plattnerite mineral information and data"''. www.mindat.org. Pridobljeno 12. aprila 2018.</ref> Posledica različnih mehanskih lastnosti je luščenje obloge PbO<sub>2</sub>. Problem je rešljiv z uporabo tršega nosilca za odlaganje PbO<sub>2</sub>, na primer [[Titan (element)|titan]]a, [[niobij]]a, [[tantal]]a ali [[grafit]]a v stoječi ali tekoči [[Dušikova kislina|dušikovi kislini]]. Nosilec se pred uporabo običajno peska, s čimer se s površine odstranijo oksidi, površina pa postane bolj groba in bolj oprijemljiva za prevleko.<ref name=ref13>François Cardarelli (2008). Materials Handbook: A Concise Desktop Reference. Springer. str. 574. ISBN 978-1-84628-668-1.</ref>

==Uporaba==
Svinčev dioksid se uporablja za proizvodnjo [[Vžigalica|vžigalic]], [[Pirotehnični izdelek|pirotehničnih izdelkov]], barvil in utrjevanju sulfidnih polimerov. Uporablja se tudi za proizvodnjo visokonapetostnih odvodnikov strele.<ref name=ref6/>

V elektrokemiji se uporablja za izdelavoi [[Anoda|anod]]. Za ta namen je bolj uporaben β-PbO<sub>2</sub>, ker ima relativno nizko [[Električna upornost|električno upornost]], dobro odpornost proti [[Korozija|koroziji]] tudi v medijih z nizkim [[pH]] in visoko prenapetost za razvoj kisika v elektrolitih na osnovi žveplove in dušikove kisline. Svinčev dioksid prenese tudi razvijanje [[klor]]a v [[Klorovodikova kislina|klorovodikovi kislini]]. Anode iz svinčevega dioksida so poceni in so se nekoč uporabljale  namesto običajnih elektrod iz [[Platina|platine]] in grafita za regeneracijo kalijevega dikromata. Uporabljali so jih tudi kot kisikove anode za galvanizacijo bakra in cinka v sulfatnih kopelih. V organskih sintezah so se  anode iz svinčevega dioksida uporabljale za proizvodnjo glioksilne kisline iz oksalne kisline v elektrolitu iz žveplove kisline.<ref name=ref13/> 

Najpomembnejša raba svinčevega dioksida so katode svinčevega akumulatorja. Njegova uporabnost izhaja iz anomalne kovinske prevodnosti PbO<sub>2</sub>. Svinčav akumulator shranjuje in sprošča električno energijo s premikanjem ravnotežja (komproporcionacija) med kovinskim svincem, svinčevim dioksidom in svinčevimi(II) solmi v žveplovi kislini: 

: Pb + PbO<sub>2</sub> + 2 HSO<sub>4</sub><sup>−</sup> + 2 H<sup>+</sup> → 2 PbSO<sub>4</sub> + 2 H<sub>2</sub>O;      E° = +2,05 V

==Varnost==
Svinčeve spojine so strupene.<ref>"Lead Dioxide". hazard.com. Pridobljeno 12. aprika 2018.</ref>

==Sklici==
{{sklici|2}}

{{Normativna kontrola}}

[[Kategorija:Svinčeve spojine]]
[[Kategorija:Oksidi]]