العلومالكيمياءالكيمياء غير العضوية

يوديد الرصاص الثنائي – PbI2

في الكيمياء إن يوديد الرصاص الثنائي وفي الإنجليزية (Lead(II) iodide) أو (Lead diiodide)، هو عبارة عن ملح، وهو أحد المركبات غير العضوية ويسمى أيضًا يوديد بلامبوس أو يوديد الرصاص (الثاني)، يمتلك وزن جزيئي مقداره 461.01 غرام لكل مول وهو عبارة عن عامل مؤكسد جيد ويحترق بلهب أخضر اللون، ويستخدم على نطاق واسع في الطباعة والتصوير وبذر السحب، وثنائي يوديد الرصاص مادة صلبة بلورية عديمة الرائحة وذات لون أصفر، تمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (PbI2)، وهي غير قابلة للذوبان في الماء وأكثر كثافة (6.16 غرام لكل سم مكعب) عند مقارنتها بالماء، كما أنه تهديد للبيئة ويجب اتخاذ خطوات فورية لوقف انتشاره.

 

يوديد الرصاص الثنائي

 

  • إن مركب يوديد الرصاص (II) يمتلك خصائص بصرية غير خطية وكهربائية وحديدية وله فجوة واسعة في نطاق أشباه الموصلات (Eg = 2.3 eV) والتي تتيح تشغيل ضوضاء منخفضة في درجة حرارة الغرفة وما فوق، كما أن لديه كفاءة عالية في إيقاف الأشعة السينية وأشعة غاما ولديها استقرار بيئي ممتاز.

 

  • يظهر يوديد الرصاص كمادة صلبة بلورية صفراء، وهو غير قابل للذوبان في الماء وأكثر كثافة منها، تمتلك درجة انصهار مقدارها 402 درجة مئوية، ودرجة غليان مقدارها  953 درجة مئوية، والخطر الأساسي هو تهديده للبيئة، ويجب اتخاذ خطوات فورية للحد من انتشار المرض في البيئة.

 

  • إن بعض الأعراض المبكرة التي تحدث بسبب ابتلاع أو استنشاق يوديد الرصاص (II) هي عبارة عن اضطرابات معدية معوية، وإمساك والضعف والشلل، ويؤدي تناول كميات كبيرة من هذا المركب إلى تهيج القناة الهضمية، علما أنه غير قابل للاحتراق وعند تسخينه من أجل التحلل ينتج أبخرة سامة ومسببة للتآكل.

 

  • يستخدم يوديد الرصاص الثاني كمواد للكشف عن الأشعة السينية الكهروضوئية وكشف الأشعة السينية، وفي أفلام لتسجيل الصور البصرية، وفي البطاريات الحرارية الأولية مع اليود وفي مصابيح قوس بخار الزئبق، والمواد الحرارية شحوم التزليق، وأوراق تسجيل حساسة للكهرباء، ومرشحات لعلم فلك الأشعة تحت الحمراء البعيدة.

 

  • يستخدم يوديد الرصاص الثاني على شكل سلعة في تصنيع الخلايا الشمسية، ويستخدم كمذيب عضوي، ويتم استخدامه ككاشف للفوتون من أجل الأشعة السينية وأشعة جاما، وتستخدم في تصنيع المواد الكهروحرارية، وفي التصوير الفوتوغرافي، وفي الطباعة أيضا، كما ويستخدم في البرونز، ويستخدم في صنع مصابيح قوس بخار الزئبق، ومن أجل تسجيل الصور البصرية في الأفلام.

 

  • يستخدم يوديد الرصاص (II) كمادة كاشف للفوتونات عالية الطاقة بما في ذلك الأشعة السينية وأشعة جاما، ويتم استخدامه في التصوير الفوتوغرافي والطباعة وفسيفساء الذهب والبرونز، ويتميز بخصائص حديديّة وكفاءة في إيقاف الأشعة السينية وأشعة جاما مما يوفر استقرارًا بيئيًا ممتازًا، وفي القرن التاسع عشر لقد تم استخدامه كصبغة للفنانين تحت اسم (Iodine Yellow) ولكنه كان غير مستقر للغاية بحيث لا يمكن أن يكون مفيدًا.

 

  • عندما تتم إضافة بضع بلورات من نترات الرصاص ويوديد البوتاسيوم إلى جوانب متقابلة من طبق بتري يحتوي على ماء منزوع الأيونات فإنه بعد بضع دقائق يتشكل خط من مادة يوديد الرصاص الأصفر اللامع (II) أسفل منتصف الطبق، أي أنه يترسب يوديد الرصاص الثاني، وتذوب نترات الرصاص الصلبة يوديد البوتاسيوم الصلب وتبدأ الأيونات المكونة لها بالانتشار عبر الماء، وفي النهاية تبدأ أيونات الرصاص في التفاعل مع أيونات اليوديد وتتسرب إلى الخارج حيث “تلتقي” بالقرب من مركز طبق بتري والمعادلة النهائية تكون كالتالي وقيمة (Ksp of PbI2 is 9.8 X10-9):

 

 Pb2+(aq) + 2 I(aq) –> PbI2(s)

 

  • يوديد الرصاص (II) مادة صلبة سامة صفراء، يتم استخدامه في شكله البلوري كمادة كاشف للفوتونات عالية الطاقة، ويمتلك رقم تسجيل (CAS) مقداره (10101-63-0)، ومركب يوديد الرصاص الثاني سام بسبب محتواه من معدن الرصاص.

 

إنتاج يوديد الرصاص الثاني

 

  • يتشكل مركب يوديد الرصاص الثاني عن طريق عملية الترسيب (تفاعل إزاحة مزدوج) من خلال خلط نترات الرصاص (II) ويوديد البوتاسيوم في الماء كما في المعادلة الكيميائية التالية:

 

Pb(NO3)2 (aq) + 2KI (aq) → PbI2 (s) + 2KNO3 (aq)

 

  • وفي درجة حرارة الغرفة تكون مادة نترات البوتاسيوم قابلة للذوبان في حين أن مركب يوديد الرصاص الثاني يكون غير قابل للذوبان وبالتالي يخضع لعملية الترسيب، ومن الممكن أيضًا أن تتم عملية إنتاجه عن طريق تفاعل بخار اليود مع الرصاص المصهور عند نطاق درجة حرارة من 500 إلى 700 درجة مئوية.

 

  • علما أن هناك طريقة أخرى من أجل الحصول على مركب يوديد الرصاص الثاني على شكل غشاء رقيق وهي من خلال ترسيب فيلم من (PbS) وتعريضه لبخار اليود، علما أنه يتم غسل الكبريت الناتج عن ثنائي ميثيل سلفوكسيد (C2H6OS)، ويكون التفاعل كما في المعادلة الكيميائية التالية:

 

PbS + I2 → PbI2 + S.

 

  • إذا قمت بإضافة محلول يوديد البوتاسيوم عديم اللون (أو أي مصدر آخر لأيونات اليوديد في المحلول) إلى محلول نترات الرصاص (II)، فإنه يتم إنتاج ترسبات صفراء زاهية من مركب يوديد الرصاص (II) كما في المعادلة الكيميائية التالية:

 

Pb(2+) (aq)+ 2I(aq) PbI2(s)

 

  • إذا ببساطة فإن مركب يوديد الرصاص الثاني والمعروف أيضًا باسم يوديد بلامبوس هو عبارة عن مادة شبه موصلة مركبة نادرًا ما يتم استخدامها، وتبدو بصورة صفراء زاهية في درجة حرارة الغرفة، ونظرًا للأعداد الذرية العالية لعناصرها فهي في الحقيقة تتمتع بكفاءة كهروضوئية عالية لفوتونات جاما بينما تعد فجوة النطاق 2.5 إلكترون فولت، بأداء عند درجات حرارة تصل إلى 250 درجة مئوية.

 

  • ومستقبل مركب يوديد الرصاص الثاني واعد كجهاز كشف الحالة الصلبة عالي الكفاءة، ولكن الأجهزة المبكرة كانت محدودة بسبب العيوب والشوائب المادية، ومع عمليات تطوير تقنيات جديدة لنمو وتنقية البلورات لقد حسنت المادة الخصائص الميكانيكية والبلورية والبصرية، وهو قابل للذوبان في الماء المغلي ويوديد البوتاسيوم.

 

الخواص الكيميائية ليوديد الرصاص الثاني

 

الخصائص الكيميائية ليوديد الرصاص هي مرتبة كما في الجدول التالي:

 

الخصائص الكيميائية
الصيغة الكيميائية PbI2
الكتلة المولية أو الوزن الجزيئي 461.01 غرام لكل مول
رقم التسجيل (CAS No) 10101-63-0
الاسم بـ (IUPAC) Lead Iodide
المجموعة التي ينتمي لها كل عنصر الرصاص –14
اليود – 17
البنية البلورية معين السطوح (Rhombohedral) hP3
مجموعة التماثل P-3m1

 

الخصائص الكهربائية ليوديد الرصاص الثاني

 

الخصائص الكهربائية لمركب يوديد الرصاص الثاني هي كما في الجدول التالي:

 

الخصائص الكهربائية
فجوة الفرقة 2.5 إلكترون فولت
القابلية الإلكترونية ≤ 8 cm2 V-1 s-1
Hole Mobility ≤ 2 cm2 s-1

 

الخصائص الحرارية والميكانيكية ليوديد الرصاص

 

إن الخصائص الحرارية والميكانيكية لمركب يوديد الرصاص الثاني هي كما في الجداول التالية:

 

الخصائص الميكانيكية
درجة الانصهار 402 درجة مئوية
درجة الغليان 953 درجة مئوية
الكثافة 6.16 غرام لكل سم مكعب

 

الخصائص الحرارية
الانتشار الحراري (25.0±0.4)×10-3cm2 s-1
التوصيل الحراري 26.864.3 10-3 W cm-1 K

 

المصدر
1. INORGANIC CHEMISTRYCATHERINE E. HOUSECROFT AND ALAN G. SHARPE, FOURTH EDITION.2. Inorganic Chemistry: Principles of Structure and Reactivity Subsequent Edition by James E. Huheey (Author), Ellen A. Keiter (Author), Richard L. Keiter (Author).3. ‘Inorganic Chemistry’ by Catherine .E. Housecroft and Alan.G. Sharpe Pearson, 5th ed. 20184. ‘Basic Inorganic Chemistry’ ‘Inorganic Chemistry’, by Miessler, Fischer, and Tarr, 5th Edition, Pearson, 2014.

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى