OXID DE CROM (III): STRUCTURĂ, NOMENCLATURĂ, PROPRIETĂȚI, UTILIZĂRI - CHIMIE - 2025

De crom (III) , oxid sau cromic este un verde solid format ardere crom anorganic metalic (Cr) în oxigen (O ₂ ), lăsând starea de oxidare crom 3+. Formula sa chimică este Cr ₂ O ₃ . În natură se găsește în mineralul Eskolaite. Nu se cunosc depozite naturale utilizabile de oxid de crom (III).

Acesta poate fi preparat , printre altele , prin încălzirea Cr ₂ O ₃ hidrat (Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O) apă pentru a îndepărta complet. Se obține, de asemenea, ca produs al calcinării oxidului de crom (VI) (CrO ₃ ).

Pigment de oxid de crom (III). FK1954. Sursa: Wikipedia Commons

Cu toate acestea, cel mai bun mod de a le obține pur este prin descompunerea dicromat de amoniu (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ la 200 ° C. Este produs industrial prin reducerea solid de dicromat de sodiu (Na ₂ Cr ₂ O ₇ ) cu sulf.

Când este divizat fin, are o culoare verde strălucitoare, cu o tentă gălbuie. Dar dacă particulele sunt mai mari, prezintă o tentă albăstruie. Oxidul cromic este cel mai stabil pigment verde cunoscut. Rezistența sa termică și chimică îl face un valoros colorant ceramic.

Este utilizat în acoperiri industriale, lacuri, în industria construcțiilor, în bijuterii, ca colorant în produse cosmetice sau în produse farmaceutice, printre alte aplicații.

Structura

Α-Cr ₂ O ₃ oxid are structura-corindon like. Sistemul său de cristal este romboedric hexagonal. Este izomorfă cu α-alumină și α-Fe ₂ O ₃ .

Eskolaite, un mineral natural de oxid de crom (III), are structura prezentată mai jos:

Structura cristalină a școlii minerale. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/Eskolaite_structure.jpg. Sursa: Wikipedia Commons

Nomenclatură

- Oxid de crom (III).

- Oxid verde de crom.

- Trioxid de dicrom.

- Sesquioxid de crom.

- Cromia.

- Școala: mineral de oxid de crom (III).

- Hidratul: Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O (unde n ≅ 2) se numește crom (III) hidrat de oxid sau Guignet Green.

Hidrat de oxid de crom (III). W. Oelen. Sursa: Wikipedia Commons

Proprietăți

Stare fizică

Solid solid cristalin.

Duritate Mohs

9 (cristalele sale sunt extrem de dure).

Greutate moleculară

151,99 g / mol.

Punct de topire

Se topește la 2435ºC, dar începe să se evapore la 2000ºC, formând nori de fum verde.

Densitate

5,22 g / cm ³

Solubilitate

Când a fost încălzit la temperaturi ridicate, este practic insolubil în apă (3 micrograme / L la 20ºC); insolubil în alcooli și acetonă; ușor solubil în acizi și alcaline; sSolubil în acid percloric (HClO ₄ ) la 70%, în care se descompune.

pH

6.

Indicele de refracție

2551.

Alte proprietăți

- Dacă este calcinat puternic, devine inert față de acizi și baze. Altfel Cr ₂ O ₃ și forma hidratată Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O sunt amfoteri, ușor se dizolvă în acid pentru a da ³⁺ -aqua ioni , și în concentrate alcalină pentru a forma „chromites“.

- Când este calcinat, este rezistent chimic la acizi, alcaline și temperaturi ridicate. Este extrem de stabil la SO ₂ .

- Are o rezistență deosebită la lumină datorită faptului că cristalele sale au opacitate, atenuare UV ridicată și transparență la lumina vizibilă.

- Este un material extrem de dur, poate zgâria cuarțul, topazul și zirconiul.

- hidrat Cr său ₂ O ₃ .nH ₂ O (unde n ≅ 2) nu are stabilitate termică, apa de hidratare limitează aplicabilitatea sa la mai puțin de 260 ° C. Are o capacitate scăzută de nuanțare și o gamă limitată de nuanțe.

- Dar hidratul a spus are o nuanță foarte curată și strălucitoare de un albastru-verde Este semi-transparentă, prezintă opacitate scăzută, rezistență excelentă la lumină și rezistență la alcaline.

- Cr ₂ O _{3 este} nu este clasificat ca un material periculos și este considerată o pulbere inertă fină. Nu este supus reglementărilor de transport internațional.

- Nu irita pielea sau mucoasele.

Aplicații

În industria ceramicii și a sticlei

Datorită rezistenței sale ridicate la căldură și rezistență chimică, Cr ₂ O ₃ calcinat este utilizat ca colorant sau pigment vitrificabil la fabricarea ceramicii, în glazurile din porțelan și amestecurile de sticlă.

În acoperiri industriale

Ceramica de oxid de crom (III) oferă o rezistență excelentă împotriva majorității mediilor corozive. Toate acestea prin mecanismul de excludere a substratului din mediul care îl înconjoară.

Din acest motiv, este utilizat în acoperiri pentru a preveni coroziunea multor materiale, fiind aplicat prin pulverizare termică (atomizare sau spray la cald).

De asemenea, este utilizat ca protecție împotriva uzurii abrazive (atunci când eliminarea materialului este cauzată de particulele care se deplasează pe o suprafață).

În aceste cazuri, aplicarea unui Cr ₂ O ₃ de acoperire prin depunere în plasmă generează o rezistență ridicată la abraziune.

Cele două cazuri anterioare sunt utile, de exemplu, în motoarele cu turbină pe gaz din industria aerospațială.

În industria refractară

Se folosește la producerea cărămizilor rezistente termic și chimic, a materialelor de față și a betonului refractar pe bază de alumină.

In constructie

Întrucât este extrem de rezistent la condițiile atmosferice, la lumină și la căldură, este aplicat sub formă de colorant de rocă granulată pentru acoperișuri de asfalt, ciment de beton, acoperiri industriale de înaltă calitate pentru exterior, construcții din oțel și acoperiri de fațadă (vopsele emulsionabile).

Ca pigment în diferite aplicații

Poate rezista la condiții de vulcanizare și nu se degradează, motiv pentru care este utilizat în pigmentarea cauciucurilor.

Deoarece este non-toxic, este utilizat ca un pigment pentru jucării, produse cosmetice (în special hidratul său), materiale plastice, cerneluri de imprimare, vopsele care vin în contact cu produsele alimentare și produsele farmaceutice.

În industria pigmenților este utilizat ca materie primă pentru a produce coloranți penetranți care conțin crom și în pigmenți pe bază de faze mixte de oxid de metal. De asemenea, este utilizat ca colorant pentru vopsea pentru acoperirea serpentinelor.

Hidratul său are o transparență care permite formularea finisajelor policromatice în industria auto (finisaje metalice pentru automobile).

Datorită caracteristicii sale unice de a reflecta radiația infraroșie (IR) într-un mod similar cu clorofila la plante, sub lumină infraroșie apare frunziș. Din acest motiv, este utilizat pe scară largă în vopselele sau învelișurile de camuflaj pentru aplicații militare.

În bijuterii

Este utilizat ca colorant pentru pietrele sintetice. Când Cr ₂ O ₃ este introdusă ca o impuritate în rețeaua cristalină a α-Al ₂ O ₃ , la fel ca în rubinul mineral semipretioasa, culoarea este roșu în loc de verde.

De asemenea, este utilizat ca agent de șlefuire și de lustruit pentru duritatea ridicată și proprietățile abrazive.

În cataliza reacțiilor chimice

Sprijinit pe alumină (Al ₂ O ₃ ) sau alți oxizi, este utilizat în chimia organică ca un catalizator, de exemplu, în hidrogenarea esterilor sau aldehide la alcooli formă și în ciclizarea hidrocarburilor. Se catalizează reacția de azot (N ₂ ) cu hidrogen (H ₂ ) în forma de amoniac (NH ₃ ).

Datorită capacității sale de reducere a oxidului, care acționează împreună cu oxidul de crom (VI), acesta joacă un rol important în deshidrogenarea alcanilor cu CO ₂ pentru a produce propenă și izobutenă, deoarece ciclul de dezactivare-reactivare a catalizatorului este ușor de executat. Este de asemenea utilizat ca catalizator în chimia anorganică.

La fabricarea cromului

Este utilizat în producția aluminotermică a metalului crom pur. Pentru aceasta trebuie încălzit la 1000 ºC pentru a crește dimensiunea cerealelor sale.

Prepararea metalului crom prin reducerea aluminotermică a oxidului de crom (III). Rando Tuvikene. Sursa: Wikipedia Commons

Pe materiale magnetice

Acesta a fost adăugat în cantități mici la materiale magnetice în casete audio și video, oferind un efect de auto-curățare capetelor sonore.

Inovații recente

Pigmenții cu reflectanță îmbunătățită a apropiat IR au fost obținute prin doparea Cr ₂ O ₃ nanoparticule cu săruri ale elementelor care aparțin grupului de pământuri rare, cum ar fi lantan și praseodim.

Prin creșterea concentrației acestor elemente, in infrarosu apropiat crește reflectane solară , fără a afecta culoarea verde a Cr ₂ O ₃ pigment .

Acest lucru permite dopat Cr ₂ O ₃ trebuie clasificată ca pigment „rece“, așa cum este potrivit pentru controlul acumulării de căldură.

Aplicat plafoanelor, automobilelor și tapițeriei, printre alte aplicații, realizează o reflectare ridicată a luminii solare IR, ceea ce permite reducerea considerabilă a creșterii căldurii în mediu.

Referințe

1. Cotton, F. Albert și Wilkinson, Geoffrey. (1980). Chimie anorganică avansată. A patra editie. John Wiley & Sons.
2. Kirk-Othmer (1994). Enciclopedia tehnologiei chimice. Volumul 19. Ediția a patra. John Wiley & Sons.
3. Enciclopedia de chimie industrială a lui Ullmann. (1990). Ediția a cincea. Volumul A7 și A20. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
4. Elemente americane (2019). Oxid de crom (III). Recuperat de la americanelements.com.
5. Biblioteca Națională de Medicină. (2019). Oxid de crom (III). Recuperat din: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Dorfman, Mitchell R. (2012). Acoperiri prin pulverizare termică. În Manualul degradării mediului. Capitolul 19. Recuperat de la sciencedirect.com.
7. Takehira, K. et al. (2004). CO ₂ Deshidrogenarea propanului asupra catalizatorului Cr-MCM-41. În Studii de științe de suprafață și cataliză 153. Recuperat de la sciencedirect.com.
8. Selvam Sangeetha și colab. (2012). Pigmenți funcționali din nanoparticule de oxid de crom (III). Coloranți și pigmenți 94 (2012) 548-552. Recuperat de la sciencedirect.com.