Loodwit synthese

Datum:  Augustus - September 2011

Inleiding:

Het was me al een tijdje bekend dat schilders in het verleden hun eigen pigmenten moesten maken. Zelf heb ik als eens Pruisisch Blauw gemaakt maar ik wilde altijd nog eens een meer historische synthese uitproberen. Bij het luisteren (als podcast) naar het radioprogramma labyrint had men het opeens over de synthese van loodwit (2PbCO3Pb (OH)2), waarop ik me bedacht dat ik dat ook wilde proberen.

Principe:

Synthese waarbij lood eerst omgezet wordt in loodacetaat en vervolgens in loodhydroxidecarbonaat.

Materiaal:

  • pot met deksel

  • azijnzuur (schoonmaakazijn)

  • draad

  • strip lood (zoals gebruikt wordt voor dakbedekking)

  • koolzuurhoudend water (bv spa rood)

  • spatel

  • lijmpistool

  • bakje met deksel

Uitvoering:

  • Neem een streep lood en buig deze krulvormig op.

  • Let er hierbij op dat de krullen elkaar niet raken.

  • Neem draad of kabel en bind dit om de krul heen zodat deze gebalanceerd kan hangen.

  • Neem de deksel van de pot en boor er een gaatje in.

  • Trek de draad erdoor en maak de lengte van de draad in de pot dusdanig lang dat de streep lood vrij komt te hangen.

  • Fixeer de draad door het gat en draad dicht te lijmen met het lijmpistool.

  • Vul de bodem van de pot met azijnzuur dusdanig dat het azijnzuur het lood niet (!) raakt.
  • Zet de deksel op de pot en zet deze weg (bij voorkeur in de raam zodat deze wat opgewarmd kan worden).
  • Wacht.
  • Als zich na enige tijd witte kristallen gevormd hebben open dan de pot leg het lood in een bakje en schraap de witte kristallen eraf.
  • Plaats het lood weer terug in de pot en wacht weer af.

  • Dit proces kan men enkele malen herhalen.
  • Breng de kristallen over in een zwaar metalen bakje.
  • Plaats dit bakje in een afsluitbaar doorzichtig doosje.
  • Giet voorzichtig koolzuurhoudend water in de doos.
  • Zorg ervoor dat het water niet in het bakje loopt.
  • Sluit af en zet het enige tijd weg.

Resultaat:

Men kan de vorming van witte kristallen op het lood waarnemen

Het product na blootstelling aan een CO2 rijke atmosfeer.

Als men uit het bakje met koolzuurhoudend water haalt ruikt men nog steeds de geur van azijnzuur. Het duurt enige tijd voordat die verdwenen is.

Discussie en conclusie:

Loodwit is een zogenoemd dubbelzout. Het bestaat uit lood(II)ionen, hydroxide-ionen en carbonaationen. De hydroxide- en carbonaationen komen in loodwit in de molverhouding 1 : 1 voor. In deze synthese zetten we dus lood om in het basische loodcarbonaat (Pb3(OH)2(CO3)2).

Volgens de literatuur vindt de reactie in meerdere stappen plaats. Eerst vormt zich loodhydroxide (Pb(OH)2). Normaliter reageert lood niet met water. Als lood echter in contact komt met vochtige lucht zal zich een dun laagje loodoxide (PbO) op het oppervlak van het metaal vormen dat verder reageert onder de vorming van  (Pb(OH)2). De reactievergelijking kan men als volgt formuleren:

2Pb(s)+ O2(g) + 2H2O(l) -> 2 Pb(OH)2(s)

Een deel van de loodhydroxide reageert vervolgens met de azijnzuur damp wordt met omgezet tot loodethanoaat volgens:

Pb(OH)2 + 2 CH3COOH → Pb(CH3COO)2 + 2 H2O
 
Vervolgens reageert loodethanoaat met het CO2 uit de lucht door tot loodcarbonaat. Alhoewel CO2 in de lucht voorkomt is de concentratie erg laag. Om de reactie te versnellen voeren we de concentratie kunstmatig op, in dit geval door gebruik te maken van koolzuurhoudend water in het verleden door het broeien van de paardenmest.

De echte naam is dus eigenlijk:
                  lood dicarbonaat dihydroxide

Opmerkingen:

Literatuur:

  • Charles S. Tumosa, Marion F. Mecklenburg; 'The Influence of Lead Ions on the Drying of Oils'; Reviews in Conservation, 2005 6; p. 39-47.
  • G. Todd, E. Parry; 'Character of Lead Hydroxide and Basic Lead Carbonate'; Nature; 1964 4930 202; p. 386,387.

Relevante websites:

Achtergrondinformatie:

Loodwit is één van de oudst bekende kunstmatige anorganische pigmenten voor de verfindustrie en werd al  door de Grieken gebruikt. Loodwit heeft zeer goede conserverende eigenschappen, maar is ook zeer giftig. Hoewel een groot deel van het loodwit uit Engeland werd geïmporteerd, nam in de 17e eeuw de productie van loodwit in Nederland bijna industriele vormen aan.

Loodwit werd gemaakt door repen lood van 10 á 15 cm breed en ongeveer een meter lang op te rollen, hierbij lette men erop dat de lagen elkaar niet aanraakten. De opgerolde repen lood werden in aardewerkpotten op een dusdanige manier opgehangen zodat ze de bodem niet raakten.

De bodem van de pot vulde men met azijnzuur. De potten werden vervolgens in paardenmest geplaatst en tot slot werden er jute zakken over de potten gelegd. De paardenmest ging broeien waardoor het binnen in de pot warmer werd, het azijn verdampte en neersloeg  op het lood. Op het lood vormde zich een wit laagje (het loodwit), dat na verloop van tijd van het lood werd afgeschraapt en tot slot gemengd met lijnolie zodat men witte olieverf verkreeg.

16/01/2017