황산 납(II)

3. 제조

산화 납, 수산화 납 또는 탄산 납을 따뜻한 황산으로 처리하거나 가용성 납 염을 황산으로 처리하여 황산 납(II)을 제조한다.

질산 납(II)과 황산 나트륨 용액을 반응시켜서도 만들 수 있다. 질산 납(II) 또는 아세트산 납(II) 등 물에 녹는 납염 수용액에 묽은 황산이나 황산염 수용액을 가하면 흰색 침전물이 생성된다.^[11]

납 축전지의 활물질로는 산화 납(II)에 묽은 황산을 첨가하여 만든 페이스트 형태의 물질이 사용되는데, 이는 PbSO4·PbO, PbSO4·2PbO, PbSO4·3PbO, PbSO4·4PbO와 같은 조성을 가진 다양한 염기성 염을 포함한다.

4. 성질

황산 납(II)은 진한 HNO₃, HCl, H₂SO₄에 용해되어 산성 염 또는 착물을 생성하며, 진한 알칼리에는 가용성 테트라히드록시도플럼베이트(II) [Pb(OH)₄]²⁻ 착물을 생성하며 용해된다.^[12] 1000 °C 이상으로 가열하면 분해된다.

무색의 결정 또는 분말이며, 결정은 사방정계의 황산 바륨형 구조가 안정적이지만, 단사정계의 동질이상체도 존재한다. 물에 잘 녹지 않으며, 용해도곱은 다음과 같다.

:$K\_\{sp\}\; =\; 7.2\{\backslash times\}10^\{-8\}$

과량의 알칼리 수용액에는 납산염을 생성하여 용해되지만, 농후 알칼리 수용액의 경우에는 산화 납(II)로 변화한다. 농황산에 용해시키면 황산수소납이 된다. 아세트산염 및 주석산염 수용액에는 착체를 생성하여 용해된다.^[13] 1170℃에서 용융되지만, 1000℃ 부근부터 분해가 시작되어 이산화 황 및 삼산화 황을 발생하면서 산화 납(II) 또는 사산화 삼납이 된다.

5. 용도

황산 납(II)은 납 축전지의 양극 및 음극 활물질로 사용된다.^[19][9] 양극과 음극 모두 방전된 형태이며, 충전 시 양극은 산화되어 산화 납(IV)으로, 음극은 환원되어 단체 납이 된다.

:{PbO2} + {4H^+} + {SO4^{2-}} + 2{\it{e}^-} <=> {PbSO4} + 2H2O , $E^\backslash circ\; =\; 1.698\backslash mbox\{\; V\}$

:{PbSO4} + 2{\it{e}^-} <=> {Pb} + SO4^{2-}\ , $E^\backslash circ\; =\; -0.3505\backslash mbox\{\; V\}$

안료^[19], 페인트 안료^[9], 실험실 시약^[19][9]으로도 사용된다.

6. 염기성 황산납

납 염기성 황산염으로 다음과 같은 물질들이 알려져 있다.

• PbSO₄·PbO
• PbSO₄·2PbO
• PbSO₄·3PbO
• PbSO₄·4PbO

7. 독성

황산 납(II)은 흡입, 섭취 및 피부 접촉에 의해 독성을 나타낸다. 이는 누적 독극물이며, 반복적으로 노출되면 빈혈, 신장 손상, 시력 손상 또는 중추 신경계 손상(특히 어린이에게)을 유발할 수 있다. 또한 부식성이 있어 눈에 접촉하면 심한 자극이나 화상을 유발할 수 있다. 일반적인 임계 허용 농도는 0.15mg/m3이다.

참조

_[1] 웹사이트 Molar Mass of Lead Sulphate https://webbook.nist[...] 2022-03-04
_[2] 웹사이트 NIST data review 1980 https://web.archive.[...] National Institute of Standards and Technology (NIST) 2022-03-04
_[3] 논문 CRC Handbook of Chemistry and Physics. 83rd Edition https://doi.org/10.1[...] National Institute of Standards and Technology (NIST); CRC Press: Boca Raton 2022-03-04
_[4] 웹사이트 Lead sulfate https://pubchem.ncbi[...] 2022-03-04
_[5] 서적 Chemical Principles https://books.google[...] Houghton Mifflin Company
_[6] 논문 Structural trends for celestite (SrSO₄), anglesite (PbSO₄), and barite (BaSO₄): Confirmation of expected variations within the SO₄ groups
_[7] 서적 Structural Inorganic Chemistry Oxford University Press
_[8] 웹사이트 Министерство образования и науки РФ, Реферат "Свинец и его свойства" https://revolution.a[...] Ministry of Education and Science of the Russian Federation
_[9] 간행물 Hazardous Substance Fact Sheet https://nj.gov/healt[...] 2007-09
_[10] 문서 D.D. Wagman, W.H. Evans, V.B. Parker, R.H. Schumm, I. Halow, S.M. Bailey, K.L. Churney, R.I. Nuttal, K.L. Churney and R.I. Nuttal, The NBS tables of chemical thermodynamics properties, ''J. Phys. Chem.'' Ref. Data 11 Suppl. 2 (1982).
_[11] 문서 日本化学会編 『新実験化学講座 無機化合物の合成II』 丸善、1977年
_[12] 문서 H. Freiser, Q. Fernando共著、藤永太一郎、関戸栄一 共訳 『イオン平衡 －分析化学における－』 化学同人、1989年
_[13] 문서 『化学大辞典』 共立出版、1993年
_[14] 웹인용 Molar Mass of Lead Sulphate https://webbook.nist[...] 2022-03-04
_[15] 웹인용 NIST data review 1980 https://web.archive.[...] National Institute of Standards and Technology (NIST) 2022-03-04
_[16] 논문 CRC Handbook of Chemistry and Physics. 83rd Edition https://doi.org/10.1[...] National Institute of Standards and Technology (NIST); CRC Press: Boca Raton 2022-03-04
_[17] 웹인용 Lead sulfate https://pubchem.ncbi[...] 2022-03-04
_[18] 서적 Chemical Principles https://www.google.c[...] Houghton Mifflin Company
_[19] 인용 Hazardous Substance Fact Sheet https://nj.gov/healt[...] 2007-09