KROM (III) OKSID: STRUKTURA, NOMENKLATURA, LASTNOSTI, UPORABE - KEMIJA - 2026

Kromov (III) oksid ali kromove anorganska zeleno trdno snov tvori gorenja kovinski krom (Cr), kisik (O ₂ ), pri čemer je kromov oksidacijsko stanje 3+. Njegova kemijska formula je Cr ₂ O ₃ . V naravi ga najdemo v mineralu Eskolaite. Naravnih nahajališč kromovega (III) oksida ni znanih.

Pripravimo jo lahko med drugim s segrevanjem Cr ₂ O ₃ hidrata (Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O), da se popolnoma odstrani vodo. Dobimo tudi kot produkt žganja kroma (VI) oksida (SLO ₃ ).

Kromov (III) oksidni pigment. FK1954. Vir: Wikipedia Commons

Vendar je najboljši način, da dobimo to čista je sledil razkroj amonijevega dikromata (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ pri 200 ° C. Industrijsko se proizvaja z redukcijo trdnega natrijevega dikromata (Na ₂ Cr ₂ O ₇ ) z žveplom.

Ko je fino razdeljen, ima svetlo zeleno barvo z rumenkastim odtenkom. Če pa so delci večji, ima modrikast odtenek. Kromov oksid je najbolj stabilen zeleni pigment, ki ga poznamo. Zaradi njegove toplotne in kemične odpornosti je dragoceno keramično barvilo.

Uporablja se v industrijskih premazih, lakih, v gradbeništvu, nakitu, kot barvilo v kozmetiki ali farmacevtskih izdelkih, med drugimi aplikacijami.

Struktura

Α-Cr ₂ O ₃ oksid ima korund podobno strukturo. Njegov kristalni sistem je šesterokotna romboedra. Izomorfna je z aluminijevim oksidom in α-Fe ₂ O ₃ .

Eskolaite, naravni mineral kroma (III) oksida, ima strukturo, prikazano spodaj:

Kristalna struktura minerala Eskolaíta. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/Eskolaite_structure.jpg. Vir: Wikipedia Commons

Nomenklatura

- Kromov (III) oksid.

- Zeleni kromov oksid.

- Dikrom trioksid.

- kromov seskioksid.

- Kromija.

- Eskolaíta: Kromov (III) oksidni mineral.

- Hidrat: Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O (kjer je n ≅ 2) se imenuje krom (III) oksidni hidrat ali Guignet Green.

Kromov (III) oksid hidrat. W. Oelen. Vir: Wikipedia Commons

Lastnosti

Fizično stanje

Kristalna trdna snov.

Mohsova trdota

9 (njeni kristali so izjemno trdi).

Molekularna teža

151,99 g / mol.

Tališče

Tali se pri 2435 ° C, vendar začne izhlapevati pri 2000 ° C in tvori oblake zelenega dima.

Gostota

5,22 g / cm ³

Topnost

Ko se segreje na visoke temperature, je v vodi praktično netopen (3 mikrogrami / L pri 20 ° C); netopno v alkoholih in acetonu; rahlo topen v kislinah in lužinah; s Topen v 70% perklorni kislini (HClO ₄ ), v kateri se razgradi.

pH

6.

Lomni količnik

2.551.

Druge lastnosti

- Če je močno kalciniran, postane inerten do kislin in baz. V nasprotnem primeru so Cr ₂ O ₃ in njegova hidrirana oblika Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O amfoterni, zlahka se raztopijo v kislini, da dobimo ³⁺ akvaione , v koncentrirani alkali pa tvorijo "kromite".

- Pri kalciniranju je kemično odporen na kisline, alkalije in visoke temperature. Je izjemno stabilen na SO ₂ .

- Ima izjemno odpornost proti svetlobi zaradi dejstva, da imajo njeni kristali motnost, visoko slabljenje UV in prosojnost na vidno svetlobo.

- Je izjemno trden material, lahko opraska kremen, topaz in cirkonij.

- Njegov hidrat Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O (kjer n ≅ 2) nima toplotne stabilnosti, njegova hidratacijska voda pa omejuje uporabnost na manj kot 260 ° C. Ima nizko sposobnost niansiranja in omejeno paleto senčil.

- Toda omenjeni hidrat ima zelo čist in svetlo modro-zelen odtenek. Je polprosojen, ima nizko motnost, odlično odpornost proti svetlobi in odpornost proti alkalijam.

- Cr ₂ O ₃ ni razvrščen kot nevaren material in velja za inerten fini prah. Zanj ne veljajo mednarodni prevozni predpisi.

- Ne draži kože ali sluznice.

Prijave

V industriji keramike in stekla

Zaradi visoke odpornosti proti toploti in kemijsko odpornost, žgane Cr ₂ O ₃ se uporablja kot barvilo ali za steklo pigment pri izdelavi keramike, iz porcelana emajli in steklene zmesi.

V industrijskih premazih

Kromi (III) oksidna keramika zagotavlja odlično odpornost proti večini jedkih okolij. Vse to skozi mehanizem izključitve substrata iz okolja, ki ga obdaja.

Zaradi tega se v prevlekah uporablja za preprečevanje korozije številnih materialov, ki se nanese s termičnim brizganjem (atomiziranjem ali vročim brizganjem).

Uporablja se tudi kot zaščita pred abrazivnimi obrabami (kadar odstranjevanje materiala povzročajo delci, ki se gibljejo po površini).

V teh primerih nanašanje prevleke Cr ₂ O ₃ s plazemskim nanašanjem ustvari visoko odpornost proti abraziji.

Dva prejšnja primera sta na primer uporabna pri plinskoturbinskih motorjih v vesoljski industriji.

V ognjevzdržni industriji

Uporablja se pri proizvodnji termičnih in kemično odpornih opek, oblazinjenih materialov in ognjevzdržnega betona na osnovi glinice.

V gradbeništvu

Ker je izjemno odporen na atmosferske pogoje, svetlobo in toploto, se uporablja kot granulirano kamninsko barvilo za asfaltne strehe, betonski cement, visokokakovostne industrijske prevleke za zunanjost, jeklene konstrukcije in fasadne prevleke (emulzibilne barve).

Kot pigment v različnih aplikacijah

Lahko prenese pogoje vulkanizacije in se ne razgradi, zato se uporablja pri pigmentaciji gume.

Ker ni strupen, se uporablja kot pigment za igrače, kozmetiko (zlasti njen hidrat), plastiko, tiskarske barve, barve, ki pridejo v stik s hrano in farmacevtskimi izdelki.

V industriji pigmentov se uporablja kot surovina za proizvodnjo prodornih barvil, ki vsebujejo krom in v pigmentih na osnovi mešanih faz kovinskih oksidov. Uporablja se tudi kot barvilo za barvanje tuljav.

Njegov hidrat ima prosojnost, ki omogoča oblikovanje polikromatnih dodelav v avtomobilski industriji (kovinske obloge za avtomobile).

Zaradi svoje edinstvene značilnosti, da odseva infrardeče sevanje (IR) na podoben način kot klorofil v rastlinah, pod infrardečo svetlobo izgleda kot listje. Zaradi tega se pogosto uporablja v maskirnih barvah ali premazih za vojaške namene.

V nakitu

Uporablja se kot barvilo za sintetične dragulje. Ko Cr ₂ O ₃ uvedemo kot nečistoča v kristalne mreže α-Al ₂ O ₃ , kot v poldragi mineralne rubina, je barva rdeča namesto zeleno.

Uporablja se tudi kot sredstvo za brušenje in poliranje zaradi svoje visoke trdote in abrazivnih lastnosti.

V katalizi kemičnih reakcij

Podprta z glinico (Al ₂ O ₃ ) ali drugimi oksidi se uporablja v organski kemiji kot katalizator, na primer pri hidrogeniranju estrov ali aldehidov za tvorbo alkoholov in pri ciklizaciji ogljikovodikov. To katalizira reakcijo dušika (N ₂ ) z vodikom (H ₂ ), da nastane amoniak (NH ₃ ).

Zaradi svoje sposobnosti oksidacijske redukcije, ki deluje skupaj s kromovim (VI) oksidom, igra pomembno vlogo pri dehidrogenaciji alkanov s CO _2, da nastane propen in izobuten, saj je cikel deaktivacije in reaktivacije katalizatorja enostavno izvedljiv. Uporablja se tudi kot katalizator v anorganski kemiji.

Pri izdelavi kroma

Uporablja se v aluminotermični proizvodnji čiste kovine kroma. Za to ga je treba segreti na 1000 ° C, da se poveča njegova velikost zrn.

Priprava kromove kovine z aluminotermično redukcijo kromovega (III) oksida. Rando Tuvikene. Vir: Wikipedia Commons

Na magnetnih materialih

V majhnih količinah je dodan magnetnim materialom v avdio in video kasetah, ki zvočnim glavam daje učinek samočiščenja.

Zadnje novosti

Pigmenti z izboljšano odbojnostjo bližnje IR so bili dobljeni z dopingiranjem nanodelcev Cr ₂ O ₃ s solmi elementov iz redke zemeljske skupine, kot sta latan in praseodim.

S povečanjem koncentracije teh elementov se poveča bližnji infrardeči odboj sonca, ne da bi to vplivalo na zeleno barvo pigmenta Cr ₂ O ₃ .

To omogoča, da se dopirani Cr ₂ O ₃ uvrsti med "hladen" pigment, saj je primeren za nadzor akumulacije toplote.

Med drugim se uporablja za strope, avtomobile in oblazinjenje, dosega velik odboj IR sončne svetlobe, kar omogoča znatno zmanjšanje povečanja toplote v okolju.

Reference

1. Cotton, F. Albert in Wilkinson, Geoffrey. (1980). Napredna anorganska kemija. Četrta izdaja. John Wiley & Sons.
2. Kirk-Othmer (1994). Enciklopedija kemijske tehnologije. Zvezek 19. Četrta izdaja. John Wiley & Sons.
3. Ullmannova enciklopedija industrijske kemije. (1990). Peta izdaja. Prostornina A7 in A20. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
4. Ameriški elementi. (2019). Kromov (III) oksid. Pridobljeno s strani americanelements.com.
5. Nacionalna medicinska knjižnica. (2019). Kromov (III) oksid. Pridobljeno: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Dorfman, Mitchell R. (2012). Prevleke za toplotno razprševanje. V priročniku o degradaciji materialov v okolju. Poglavje 19. Obnovljeno iz sciencedirect.com.
7. Takehira, K. et al. (2004). CO ₂ Dehidriranje propana preko Cr-MCM-41 katalizatorja. V študijah s področja površinske znanosti in katalize 153. Pridobljeno iz sciencedirect.com.
8. Selvam Sangeetha in sod. (2012). Funkcionalni pigmenti iz nanodelcev kromovega (III) oksida. Barvila in pigmenti 94 (2012) 548–552. Pridobljeno od sciencedirect.com.