二酸化鉛の化学的特性と合成法に関する事典解説

二酸化鉛（にさんかなまり）は、鉛と酸素からなる化合物であり、化学式は PbO₂ である。酸化鉛(IV)や過酸化鉛とも呼ばれ、鉛蓄電池などの電極材料として広く利用されている物質である。

外観は暗褐色または黒色の粉末であり、水には不溶であるが酢酸に溶け、塩酸には塩素を発生しながら溶解する性質を持つ。構造的には結晶多形が存在し、黒色から褐色の斜方晶系であるα相と、黒色で正方晶系のβ相が知られている。天然においては、α相がスクルータイト（scrutinyite）、β相がプラットナー石（Plattnerite）として極めて希産ながら産出する。

合成方法

実験室においては、2価の一酸化鉛を酸化剤で酸化させる方法や、溶液の電気分解による陽極酸化によって合成される。また、硝酸鉛水溶液に水酸化ナトリウム水溶液を加えることで水酸化鉛(II)の沈殿を生成させ、これにペルオキソ二硫酸カリウムを加えてpH12〜13、30〜60℃で攪拌後、80℃に加熱して濾過・洗浄することで沈殿を得る手法もある。この沈殿を硝酸溶液に入れて90℃で加熱処理すると、α相の二酸化鉛が得られる。

一方、β相の合成では、硝酸鉛水溶液に硝酸銀水溶液と水酸化ナトリウム水溶液を加え、70〜80℃で塩素を吹き込みながら攪拌して沈殿を生成させる。これを洗浄したのち、90℃の酢酸に入れて攪拌することでβ相のPbO₂が得られる。工業的な生産においては、酢酸鉛をさらし粉で酸化する手法が用いられる。

安全性と法規制

二酸化鉛は強い酸化力を持つため、日本では毒物及び劇物取締法により劇物に指定されている。また、消防法においては第1類危険物（酸化性固体）に指定されており、取り扱いや保管には厳重な注意が必要である。