Óxido de plomo
El óxido de plomo (II), también llamado monóxido de plomo, es un compuesto inorgánico con la fórmula molecular PbO. El PbO se presenta en dos polimorfos: litharge, con una estructura cristalina tetragonal, y massicot, con una estructura cristalina ortorrómbica. Las aplicaciones modernas del PbO son principalmente el vidrio industrial con base de plomo y la cerámica industrial, incluidos los componentes informáticos. Es un óxido anfótero[3].
El PbO se produce a gran escala como producto intermedio en la refinación de minerales de plomo en bruto para obtener plomo metálico. El mineral de plomo habitual es la galena (sulfuro de plomo (II)). A una temperatura de unos 1.000 °C (1.800 °F) el sulfuro se convierte en el óxido:[5]
Según la cristalografía de rayos X, ambos polimorfos, tetragonal y ortorrómbico, presentan un centro de plomo piramidal de cuatro coordenadas. En la forma tetragonal los cuatro enlaces plomo-oxígeno tienen la misma longitud, pero en la ortorrómbica dos son más cortos y dos más largos. La naturaleza piramidal indica la presencia de un par de electrones solitarios estereoquímicamente activos[7] Cuando el PbO se presenta en estructura reticular tetragonal se denomina lito; y cuando el PbO tiene estructura reticular ortorrómbica se denomina masico. El PbO puede pasar de massicot a litharge o viceversa mediante calentamiento y enfriamiento controlados.[8] La forma tetragonal suele ser de color rojo o naranja, mientras que la ortorrómbica suele ser amarilla o naranja, pero el color no es un indicador muy fiable de la estructura.[9] Las formas tetragonal y ortorrómbica del PbO se dan de forma natural como minerales raros.
Nitrato de plomo
Los estudios sobre las técnicas de producción de las baterías de plomo son bien conocidos por la industria, y siguen en curso, para descubrir los misterios y aumentar constantemente el rendimiento de esta tecnología.
Una de las principales ventajas de este tipo de baterías, con respecto a otras, es la fiabilidad del ciclo de vida y el rendimiento con el tiempo. Para conseguirlo, uno de los elementos esenciales es contar con un óxido de plomo que forme una pasta que se adhiera perfectamente a la rejilla.
Las superficies de las capas están compuestas por iones Pb2+ y cada ion de oxígeno está rodeado por cuatro iones de plomo. Las capas de la cadena están estabilizadas por enlaces de van der Waals. Por lo tanto, los cristales ortorrómbicos de PbO son propensos a escamarse” [D. Pavlov, ‘Lead Acid Batteries, publisher – p. 223’].
Lo primero que nos llamó la atención de estos resultados fue la ausencia total de óxido ortorrómbico, y esto es fantástico porque significa que las baterías producidas con este óxido serán fiables a lo largo del tiempo, con un rendimiento constante.
Fórmula del dióxido de plomo
El óxido de plomo (IV) es un compuesto inorgánico de fórmula PbO2. Se trata de un óxido en el que el plomo se encuentra en un estado de oxidación de +4.[1] Es un sólido de color marrón oscuro e insoluble en agua.[2] Existe en dos formas cristalinas. Tiene varias aplicaciones importantes en electroquímica, en particular como placa positiva de las baterías de plomo-ácido.
El dióxido de plomo tiene dos polimorfos principales, el alfa y el beta, que se presentan de forma natural como minerales raros, la scrutinyita y la plattnerita, respectivamente. Mientras que la forma beta se identificó en 1845,[3] el α-PbO2 se identificó por primera vez en 1946 y se encontró como mineral natural en 1988[4].
La forma alfa tiene simetría ortorrómbica, grupo espacial Pbcn (nº 60), símbolo de Pearson oP12, constantes de red a = 0,497 nm, b = 0,596 nm, c = 0,544 nm, Z = 4 (cuatro unidades de fórmula por celda unitaria)[4] Los átomos de plomo son de seis coordenadas.
La simetría de la forma beta es tetragonal, grupo espacial P42/mnm (n.º 136), símbolo de Pearson tP6, constantes de red a = 0,491 nm, c = 0,3385 nm, Z = 2[5] y está relacionada con la estructura del rutilo y puede considerarse que contiene columnas de octaedros que comparten aristas opuestas y están unidas a otras cadenas por esquinas. Esto contrasta con la forma alfa, en la que los octaedros están unidos por aristas adyacentes para dar lugar a cadenas en zigzag[4].
Plomo rojo
ResumenSe investigó la influencia de la morfología del electrodo en las propiedades electroquímicas de los electrodos de dióxido de plomo (β-PbO2) para las reacciones de evolución de oxígeno-ozono en medio ácido mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), voltamperometría cíclica (CV), curvas de polarización (PC) y determinación de la eficiencia de la corriente (Φ). Los resultados experimentales revelaron que la aplicación de altas densidades de corriente de electrodeposición proporciona películas de β-PbO2 más rugosas. Las características superficiales se verificaron mediante imágenes SEM y el análisis de las pseudocapacidades interfaciales y el factor de morfología (φ). El estudio cinético del proceso global del electrodo (O2 + O3) basado en el análisis de la pendiente de Tafel reveló que la morfología del electrodo y la composición del electrolito afectan considerablemente a la cinética del mismo. En la mayoría de los casos, se observó la existencia de dos pendientes de Tafel distribuidas en los dominios de sobrepotencial bajo y alto. Las pendientes de Tafel anormales (b ≠ 120 mV) obtenidas para el paso de descarga de agua primaria durante la electrólisis del agua se interpretaron considerando el coeficiente de transferencia de carga aparente (α