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Dieser Abschnitt bietet einen Überblick über Blei-Sulfat sowie ihre Anwendungen und Funktionsweisen. Werfen Sie auch einen Blick auf die Liste der 9 Hersteller von Blei-Sulfat und deren Firmenranking.
Inhaltsübersicht
Bleisulfat ist ein anorganischer Stoff, der aus Sulfat- und Bleiionen besteht und die chemische Formel PbSO4 hat.
Der Stoff hat eine Masse von 303,26 g/mol, eine Dichte von 6,29 g/cm3 und eine Dichte von 1170 °C. Bei normaler Temperatur und normalem Druck hat es ein weißes, festes Aussehen.
Bleisulfat wird als aktives Kathoden- und Anodenmaterial für die Elektroden von Blei-Säure-Batterien verwendet. Die relativ geringen Kosten von Blei als Elektrodenmaterial ermöglichen die Herstellung kostengünstiger Akkumulatoren. Als Elektrode für die positive Elektrode wird Bleidioxid und für die negative Elektrode Blei verwendet und als Elektrolyt für beide wurde Schwefelsäure eingesetzt.
Verdünnte Schwefelsäure wird durch Wasser zu SO₄²- und H⁺ ionisiert, die an der Anode mit Sulfat-Ionen zu Bleisulfat PbSO₄ reagieren. Dieses Bleisulfat wird fest und haftet an der Oberfläche der Anode, so dass die Masse der Anode schnell zunimmt. Außerdem werden die durch die Oxidation des Bleis erzeugten Elektronen durch die Leiterbahnen auf die Kathode übertragen.
Zudem werden Wasserstoffionen in den Elektrolyten freigesetzt und das Prinzip der Batterie besteht darin, dass sich die Wasserstoffionen durch den Elektrolyten zur Kathode bewegen, wo sich die freien Elektronen gesammelt haben. Die Kathodenplatte wiederum nimmt die freien Elektronen und Wasserstoffionen von der Anode auf und geht eine chemische Reaktion mit Bleidioxid und verdünnter Schwefelsäure ein. Dabei bilden sich Bleisulfat und Wasser und wie bei der Anodenplatte haftet das Bleisulfat an der Kathodenplatte.
Das Bleisulfat und andere Stoffe, die durch die Entladung an den Oberflächen der Kathodenplatten anhaften, bewirken eine Wiederaufladungsreaktion, die die Batterie in den Zustand vor der Entladung zurückversetzt, so dass sie wiederholt verwendet werden kann. Die positive Elektrode wird durch die Aufladung zu Bleioxid (IV) oxidiert, während die negative Elektrode zu festem Blei reduziert wird, was eine Eigenschaft von Blei-Säure-Batterien ist.
Bleisulfat wird wegen seiner weißen Farbe seit dem Altertum in verschiedenen Situationen als Weißpigment verwendet. Gegenstände, die Bleisulfat enthalten, wurden auch in den Schätzen des Shosoin-Repositoriums in Nara gefunden.
Bleisulfat wird in der Regel auch als Rohstoff für Farbpigmente wie Bleigelb und Molybdat-Orange verwendet. In den letzten Jahren gibt es jedoch eine wachsende Bewegung zur Beseitigung von bleihaltigen Farben aufgrund von Bedenken über ihre schädlichen Auswirkungen auf den menschlichen Körper.
Weitere Verwendungen sind Glasuren, Katalysatoren und Harzstabilisatoren.
Es ist ein weißer oder farbloser, kristalliner oder kristalliner Pulverfeststoff. Es ist in überschüssigem Alkalihydroxid als Bleihydroxidionen löslich, aber seine Löslichkeit in Wasser ist mit 0,0425 g/1 bei 25 °C fast vernachlässigbar. Es ist auch in organischen Lösungsmitteln wie Ethanol und Aceton unlöslich.
Die Kristallstruktur ist stabil und rechteckig mit einer bariumsulfatartigen Struktur. Sein Schmelzpunkt liegt bei 1170 °C, aber die Zersetzung beginnt bei etwa 1000 °C, wo es sich in Blei(II)-oxid oder Blei(III)-tetroxid zersetzt, wobei Schwefeldioxid und Schwefeltrioxid entstehen.
Bleisulfat wird durch die Reaktion einer wasserlöslichen Bleiverbindung mit einer starken Säure, z. B. Schwefelsäure und Bleinitrat oder Schwefelsäure und Bleiacetat, unter Erhitzung hergestellt. Man erhält Bleisulfat als weißen Niederschlag.
Darüber hinaus wird eine Paste, die durch Zugabe von verdünnter Schwefelsäure zu Blei(II)-oxid hergestellt wird, als aktives Material in Blei-Säure-Batterien verwendet, die verschiedene basische Salze mit Zusammensetzungen wie PbSO4-PbO, PbSO4-2PbO, PbSO4-3PbO und PbSO4-4PbO enthalten. Außerdem entsteht bei dieser Reaktion Wasser als Nebenprodukt.
Bei der Reaktion von Schwefelsäure mit Blei entstehen Bleisulfat und Wasserstoff, aber auf der Oberfläche der Reaktanten bildet sich ein Film aus unlöslichen Salzen, der erhitzt werden muss, um die Reaktion zu erleichtern.
Bleisulfat ist hochgiftig und birgt die Gefahr der Karzinogenese, der Schädigung des Fötus bei Schwangeren und der Schädigung von Organen (Nieren, Nervensystem, Verdauungssystem, Blutsystem). Daher müssen beim Umgang mit diesem Stoff die Hände gründlich gewaschen und Gummihandschuhe, Laborkittel, Masken und Schutzbrillen getragen werden.
Da es außerdem erhebliche negative Auswirkungen auf Wasserorganismen hat, ist seine Freisetzung in Gewässer strengstens untersagt.
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