CHROMO (III) OKSIDAS: STRUKTŪRA, NOMENKLATŪRA, SAVYBĖS, PANAUDOJIMAS - CHEMIJA - 2025

Chromo (III) oksido arba chromo yra neorganinis žalios susidariusi kieta medžiaga degimo metalo chromo (Cr) deguonies (O ₂ ), paliekant chromo oksidacijos 3+. Jo cheminė formulė yra Cr ₂ O ₃ . Gamtoje jis randamas Eskolaite minerale. Nežinomos jokios tinkamos gamtinės chromo (III) oksido sankaupos.

Jis gali būti paruošti, inter alia, pagal šildymas Cr ₂ O ₃ hidratas (Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O), kad visiškai pašalinti vandenį. Jis taip pat gaunamas kaip chromo (VI) oksido (CrO ₃ ) kalcinavimo produktas .

Chromo (III) oksido pigmentas. FK1954. Šaltinis: „Wikipedia Commons“

Tačiau, geriausias būdas gauti jis gaminamas iš grynos yra pagal irimą amonio dichromato (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ ne 200 ° C. Pramoniniu būdu jis gaunamas redukuojant kietą natrio dichromatą (Na ₂ Cr ₂ O ₇ ) siera.

Smulkiai padalijus, jis turi ryškiai žalią spalvą su gelsvu atspalviu. Bet jei dalelės yra didesnės, tai turi melsvą atspalvį. Chromo oksidas yra stabiliausias žinomas žaliasis pigmentas. Dėl šiluminio ir cheminio atsparumo jis tampa vertingu keraminiu dažikliu.

Jis naudojamas pramoninėse dangose, lakuose, statybų pramonėje, juvelyriniuose dirbiniuose, kaip dažiklis kosmetikoje ar farmacijos gaminiuose, be kitų programų.

Struktūra

Α-Cr ₂ O ₃ oksidas turi korundo struktūrą. Jo kristalų sistema yra šešiakampė romboedrinė. Jis yra izomorfinis su α-aliuminio oksidu ir α-Fe ₂ O ₃ .

Natūralaus chromo (III) oksido mineralo eskolaito struktūra yra tokia:

Kristalinė mineralo Eskolaíta struktūra. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/Eskolaite_structure.jpg. Šaltinis: „Wikipedia Commons“

Nomenklatūra

- chromo (III) oksidas.

- Žaliojo chromo oksidas.

- Dichromo trioksidas.

- Chromo seskioksidas.

- Chromija.

- Eskolaíta: chromo (III) oksido mineralas.

- Hidratas: Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O (kur n ≅ 2) yra vadinamas chromo (III) oksido hidratu arba Guignet Green.

Chromo (III) oksido hidratas. W. Oelen. Šaltinis: „Wikipedia Commons“

Savybės

Fizinė būklė

Kristalinė kieta medžiaga.

Mocso kietumas

9 (jo kristalai yra ypač kieti).

Molekulinė masė

151,99 g / mol.

Lydymosi temperatūra

Jis ištirpsta esant 2435ºC, bet pradeda išgaruoti esant 2000ºC, sudarydamas žalių dūmų debesis.

Tankis

5,22 g / cm ³

Tirpumas

Kai jis yra pašildytas iki aukštos temperatūros, jis praktiškai netirpsta vandenyje (3 mikrogramai / L, esant 20ºC); netirpsta alkoholiuose ir acetone; mažai tirpsta rūgštyse ir šarmuose; stirpsta 70% perchloro rūgštyje (HClO ₄ ), kurioje ji skyla.

pH

6.

Lūžio rodiklis

2551.

Kitos savybės

- Jei jis stipriai kalkinamas, jis tampa inertiškas rūgščių ir bazių atžvilgiu. Priešingu atveju Cr ₂ O ₃ ir jo hidratuota forma Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O yra amfoteriniai, lengvai tirpstantys rūgštyje, kad gautų ³⁺ vandens jonų , o koncentruotame šarme susidarant „chromitams“.

- Deginant, jis chemiškai atsparus rūgštims, šarmams ir aukštai temperatūrai. Itin stabilus SO _{2 atžvilgiu} .

- Jis pasižymi išskirtiniu atsparumu šviesai dėl to, kad jo kristalai yra nepermatomi, pasižymi dideliu UV silpnėjimu ir skaidrumu matomoje šviesoje.

- Tai ypač kieta medžiaga, galinti subraižyti kvarcą, topazą ir cirkonį.

- Jo hidrato Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O (kur n ≅ 2) šiluminis stabilumas nėra didelis , jo hidratacijos vanduo yra mažesnis nei 260 ºC. Jis pasižymi mažu atspalviu ir ribotu atspalvių diapazonu.

- Bet minėtas hidratas turi labai švarų ir ryškų mėlynai žalią atspalvį. Jis yra pusiau skaidrus, pasižymi mažu neskaidrumu, puikiu atsparumu šviesai ir atsparumu šarmams.

- Cr ₂ O ₃ neklasifikuojamas kaip pavojinga medžiaga ir yra laikomas inertiškais smulkiais milteliais. Jai netaikomos tarptautinės gabenimo taisyklės.

- nedirgina odos ar gleivinių.

Programos

Keramikos ir stiklo pramonėje

Dėl didelio atsparumo karščiui ir cheminio atsparumo kalcinuotas Cr ₂ O ₃ naudojamas kaip dažiklis arba stiklėjantis pigmentas gaminant keramiką, porceliano emaliuose ir stiklo mišiniuose.

Pramoninėse dangose

Chromo (III) oksido keramika užtikrina puikų atsparumą korozijai. Visa tai per substrato pašalinimo iš jį supančios aplinkos mechanizmą.

Dėl šios priežasties jis naudojamas dangose, kad būtų išvengta daugelio medžiagų korozijos, dedamas termiškai purškiant (purškiant arba karštu purškimu).

Jis taip pat naudojamas kaip apsauga nuo abrazyvinio dilimo (kai medžiagas pašalina dalelės, judančios per paviršių).

Tokiais atvejais, padengus Cr ₂ O ₃ dangą nusodinant plazmą, gaunamas didelis atsparumas dilimui.

Du ankstesni atvejai yra naudingi, pavyzdžiui, aviacijos ir kosmoso pramonėje naudojant dujų turbinų variklius.

Ugniai atsparių medžiagų pramonėje

Jis naudojamas šilumai ir chemiškai atsparių plytų, apdailos medžiagų ir ugniai atsparaus aliuminio oksido pagrindu gaminant.

Statybose

Kadangi jis yra ypač atsparus atmosferos sąlygoms, šviesai ir karščiui, jis naudojamas kaip granuliuotas akmens spalvos dažiklis asfaltiniams stogams, betoniniam cementui, aukštos kokybės pramoninėms išorės dangoms, plieninėms konstrukcijoms ir fasadų dangoms (emulsiniams dažams).

Kaip pigmentas įvairiose srityse

Jis gali atlaikyti vulkanizacijos sąlygas ir nesuyra, todėl naudojamas gumos pigmentacijai.

Kadangi jis nėra toksiškas, jis naudojamas kaip žaislų, kosmetikos (ypač jo hidrato), plastikų, spausdinimo dažų, dažų, liečiančių su maistu ir farmacijos gaminiais, pigmentas.

Pigmentų pramonėje jis naudojamas kaip žaliava skvarbių dažų, turinčių chromo, gamybai, ir pigmentuose, kurių pagrindinės sudėtinės dalys yra mišrios metalo oksido fazės. Jis taip pat naudojamas kaip dažų dažiklis ritėms dengti.

Jo hidratas turi skaidrumą, leidžiantį automobilių pramonėje formuoti polichromines apdailos medžiagas (metalines apdailos medžiagas automobiliams).

Dėl savo išskirtinės savybės atspindėti infraraudonąją spinduliuotę (IR) panašiai kaip chlorofilas augaluose, infraraudonųjų spindulių šviesoje atrodo kaip lapija. Dėl šios priežasties jis plačiai naudojamas kamufliažiniuose dažuose ar dangose ​​kariniams tikslams.

Juvelyrikoje

Jis naudojamas kaip sintetinių brangakmenių dažiklis. Kai Cr ₂ O ₃ įterpiamas į α-Al ₂ O ₃ kristalų gardelę kaip priemaiša , kaip pusbrangiame mineraliniame rubine, spalva yra raudona, o ne žalia.

Dėl didelio kietumo ir šlifavimo savybių jis taip pat naudojamas kaip šlifavimo ir poliravimo priemonė.

Katalizuojant chemines reakcijas

Palaikomas ant aliuminio oksido (Al ₂ O ₃ ) ar kitų oksidų, jis naudojamas organinėje chemijoje kaip katalizatorius, pavyzdžiui, hidrinant esterius ar aldehidus, kad susidarytų alkoholiai, ir ciklizuojant angliavandenilius. Ji katalizuoja azoto reakcija (N ₂ ) su vandenilio (H ₂ ), kad suformuotų amoniako (NH ₃ ).

Dėl savo redukuojamo oksido, veikdamas kartu su chromo (VI) oksidu, jis vaidina svarbų vaidmenį dehidrinant alkanus su CO _2, kad būtų gautas propenas ir izobutenas, nes katalizatoriaus dezaktyvavimo-reaktyvacijos ciklas yra lengvai vykdomas. Jis taip pat naudojamas kaip neorganinės chemijos katalizatorius.

Gaminant chromą

Jis naudojamas gryno chromo metalo aluminoterminėje gamyboje. Tam jis turi būti pašildytas iki 1000 ºC, kad padidėtų jo grūdelių dydis.

Chromo metalo paruošimas aluminoterminiu redukuojant chromo (III) oksidą. Rando Tuvikene. Šaltinis: „Wikipedia Commons“

Ant magnetinių medžiagų

Mažais kiekiais jo buvo pridėta prie magnetinių medžiagų garso ir vaizdo juostose, suteikiant garso galvutėms savaiminio valymo efektą.

Naujausios naujovės

Pigmentai, kurie pagerino artimojo IR atspindėjimą, buvo gauti dopingo būdu iš Cr ₂ O ₃ nanodalelių darant elementų, priklausančių retųjų žemių grupei, tokias kaip lantanas ir prazeodimis, druskas.

Padidėjus šių elementų koncentracijai, padidėja artimojo infraraudonųjų spindulių saulės atspindys, nepaveikdamas žaliosios spalvos Cr ₂ O ₃ pigmento .

Tai leidžia nuskaidytą Cr ₂ O ₃ priskirti „šaltajam“ pigmentui, nes jis yra tinkamas šilumos kaupimuisi kontroliuoti.

Taikant lubas, automobilius ir apmušalus, be kitų programų, pasiekiamas didelis IR saulės šviesos atspindėjimas, kuris leidžia žymiai sumažinti šilumos padidėjimą aplinkoje.

Nuorodos

1. Cotton, F. Albert ir Wilkinson, Geoffrey. (1980). Pažangi neorganinė chemija. Ketvirtasis leidimas. Johnas Wiley ir sūnūs.
2. Kirkas-Othmeras (1994). Cheminės technologijos enciklopedija. 19 tomas. Ketvirtasis leidimas. Johnas Wiley ir sūnūs.
3. Ullmanno pramoninės chemijos enciklopedija. (1990). Penktasis leidimas. A7 ir A20 tomai. „VCH Verlagsgesellschaft mbH“.
4. Amerikos elementai. (2019 m.). Chromo (III) oksidas. Atgauta iš americanelements.com.
5. Nacionalinė medicinos biblioteka. (2019 m.). Chromo (III) oksidas. Atkurta iš: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Dorfmanas, Mitchell R. (2012). Terminio purškimo dangos. Medžiagų aplinkos degradacijos vadovas. 19 skyrius. Atkurta iš sciencedirect.com.
7. Takehira, K. ir kt. (2004). Propano CO ₂ dehidrinimas per Cr-MCM-41 katalizatorių. Tyrimuose apie paviršiaus mokslą ir katalizę 153. Atkurta iš sciencedirect.com.
8. Selvam Sangeetha ir kt. (2012). Funkciniai pigmentai iš chromo (III) oksido nanodalelių. Dažai ir pigmentai 94 (2012) 548–552. Atgauta iš „sciencedirect.com“.