이산화 납

3. 합성 방법

실험실에서는 2가의 일산화납을 산화제로 산화시키거나, 용액을 전기분해하여 양극 산화에 의해 합성한다. 또는 질산납을 물에 녹여 수산화나트륨 수용액을 가하여 수산화납(II) 침전을 생성한다. 여기에 과황산칼륨을 가하여 pH 12~13, 30~60℃에서 교반하고, 80℃로 가열한 후 여과·세척하면 침전이 얻어진다. 이것을 질산 용액에 넣고 90℃로 가열 처리하면 α상의 이산화납이 얻어진다.

또한, 질산납을 물에 녹이고, 질산은 수용액을 가한 후 수산화나트륨 수용액을 가하여 70~80℃에서 염소를 불어넣고 교반하면 침전이 생성된다. 이것을 세척하고, 90℃의 아세트산에 넣고 교반하면 β상의 PbO₂가 얻어진다.

공업적으로는 초산납을 차아염소산칼슘으로 산화시켜 얻을 수 있다.

3. 1. 화학적 합성

3. 2. 전기화학적 합성 (전기분해)

4. 응용

이산화 납은 성냥, 화약, 염료 제조와 황화중합체의 경화에 사용된다.^[13] 또한 고전압 피뢰기 제작에도 사용된다.^[13]

이산화 납은 전기화학에서 양극 재료로 사용된다. β-PbO₂는 상대적으로 낮은 저항, 낮은 pH 매질에서도 우수한 내식성, 황산 및 질산 기반 전해질에서 산소 발생에 대한 높은 과전압을 가지고 있기 때문에 α형보다 이 목적에 더 적합하다. 이산화 납은 염산에서 염소 발생에도 견딜 수 있다. 이산화 납 양극은 저렴하고 과거에는 기존의 백금 및 흑연 전극 대신 중크롬산칼륨 재생에 사용되었다. 또한 황산욕에서 구리와 아연의 전기도금을 위한 산소 양극으로도 사용되었다. 유기 합성에서 이산화 납 양극은 황산 전해질에서 옥살산으로부터 글리옥실산을 생산하는 데 사용되었다.^[12]

납축전지의 양극으로도 사용되는데, 이산화 납의 비정상적인 금속 전도성 덕분이다.^[12] 납축전지는 금속 납, 이산화 납, 그리고 황산 속 납(II)염 사이의 평형 반응을 통해 에너지를 저장하고 방출한다.

:Pb + PbO₂ + 2 HSO₄⁻ + 2 H⁺ → 2 PbSO₄ + 2 H₂O, E° = +2.05 V

5. 안전

납 화합물은 독성이 있으므로 주의해야 한다.^[20] 피부와 장기간 접촉하면 흡수를 통해 납 중독을 일으킬 수 있으며, 단기적으로는 발적과 자극을 유발할 수 있다.^[14] 이산화 납은 가연성이 없지만, 다른 물질의 가연성을 높이고 화재 강도를 증가시킨다. 화재 발생 시 자극적이고 유독한 연기를 발생시킨다.^[15] 이산화 납은 수생 생물에 유독하지만, 불용성이기 때문에 일반적으로 물에서 침전된다.^[16][15]

6. 한국의 이산화납 관련 현황

참조

_[1] 저널 Electronegativity and the Bond Triangle 2005-02-01
_[2] 서적 Concise Encyclopedia of Chemistry https://books.google[...] Walter de Gruyter
_[3] 서적 Handbuch der Bestimmenden Mineralogie http://rruff.info/up[...] Braumüller & Seidel 1845
_[4] 저널 Scrutinyite, natural occurrence of α-PbO₂ from Bingham, New Mexico, U.S.A., and Mapimi, Mexico http://rruff.info/up[...]
_[5] 저널 Crystal data for β-PbO₂ http://journals.iucr[...]
_[6] 서적 A Textbook of Inorganic Chemistry https://books.google[...] New Age International
_[7] 서적 Electrochemical power sources: primary and secondary batteries https://books.google[...] IET
_[8] 서적 Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. Academic Press
_[9] 서적 Lehrbuch der Anorganischen Chemie de Gruyter
_[10] 서적 Practical Chemistry for Advanced Students John Murray 1930
_[11] 웹사이트 Plattnerite: Plattnerite mineral information and data. http://www.mindat.or[...] 2018-04-12
_[12] 서적 Materials Handbook: A Concise Desktop Reference https://books.google[...] Springer
_[13] 문서 Greenwood&Earnshaw2nd
_[14] 웹사이트 LEAD DIOXIDE http://hazard.com/ms[...] 2018-04-12
_[15] 웹사이트 Lead dioxide https://pubchem.ncbi[...] 2022-12-15
_[16] 웹사이트 Product and Company Identification https://www.ltschem.[...] 2024-02-29
_[17] 웹사이트 安全データシート - ナカライテスク https://www.nacalai.[...]
_[18] 저널 Electronegativity and the Bond Triangle 2005-02-01
_[19] 서적 Concise Encyclopedia of Chemistry https://books.google[...] Walter de Gruyter
_[20] 웹사이트 LEAD DIOXIDE http://hazard.com/ms[...] 2018-04-12