KRÓM (III) OXID: SZERKEZET, NÓMENKLATÚRA, TULAJDONSÁGOK, FELHASZNÁLÁSOK - KÉMIA - 2026

A króm (III) -oxid vagy a króm egy szervetlen zöld szilárd anyag, amelyben égő fémkróm (Cr) van oxigénben (O ₂), és így a króm oxidációs állapota 3+ marad. Kémiai képlete Cr ₂ O ₃. A természetben az eskolaite ásványban található. A króm (III) -oxid felhasználható természetes lerakódásai nem ismertek.

Úgy lehet előállítani, többek között a fűtés Cr ₂ O ₃ -hidrát (Cr ₂ O ₃.nH ₂ O), hogy teljesen eltávolítsuk a vizet. A króm (VI) -oxid (CrO ₃) kalcinálásának terméke is.

Króm (III) -oxid pigment. FK1954. Forrás: Wikipedia Commons

Azonban a legjobb módja, hogy megkapjuk azt a tiszta van lebontásával ammónium-dikromát (NH ₄) ₂ Cr ₂ O ₇ 200 ° C-on. Ipari szempontból szilárd nátrium-dikromát (Na ₂ Cr ₂ O ₇) kén redukciójával állítják elő.

Finom eloszlás esetén élénkzöld színű, sárgás árnyalatú. De ha a részecskék nagyobbak, akkor kékes árnyalatot mutat. A króm-oxid a legstabilabb ismert zöld pigment. Hő- és kémiai ellenállása miatt értékes kerámia-színezékré válik.

Ipari bevonatokban, lakkokban, az építőiparban, ékszerekben, színezőanyagként használják kozmetikumokban vagy gyógyszeripari termékekben, többek között az alkalmazásokban.

Szerkezet

Az α-Cr ₂ O ₃ -oxidnak a korundszerű szerkezete van. Kristályrendszere hatszögletű rombométer. Izomorf az α-alumínium-oxiddal és az α-Fe ₂ O ₃ -dal.

Az Eskolaite, a króm (III) -oxid természetes ásványa, szerkezete az alábbiakban látható:

Az Eskolaíta ásvány kristályszerkezete. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/Eskolaite_structure.jpg. Forrás: Wikipedia Commons

Elnevezéstan

- Króm (III) -oxid.

- Zöld króm-oxid.

- Dikróm-trioxid.

- Króm-szeszioxid.

- Chromia.

- Eskolaíta: Króm (III) -oxid ásvány.

- A hidrát: Cr ₂ O _3. NH ₂ O (ahol n ≅ 2) króm (III) oxid hidrát vagy Guignet Green nevezik.

Króm (III) -oxid-hidrát. W. Oelen. Forrás: Wikipedia Commons

Tulajdonságok

Fizikai állapot

Kristályos szilárd anyag.

Mohs keménysége

9 (a kristályai rendkívül kemények).

Molekuláris tömeg

151,99 g / mol.

Olvadáspont

2435ºC-on olvad, de 2000ºC-on elkezdi elpárologni, zöld füstöt képezve.

Sűrűség

5,22 g / cm ³

Oldhatóság

Magas hőmérsékletre hevítve vízben gyakorlatilag nem oldódik (3 mikrogramm / L 20 ° C-on); alkoholokban és acetonban nem oldódik; savakban és lúgokban kevéssé oldódik; sSperklórsavban (HClO ₄) oldódik 70% -ban, amelyben bomlik.

pH

6.

Törésmutató

2551.

Egyéb tulajdonságok

- Ha erősen kalcinálódik, akkor semleges semleges sem a savak, sem a bázisok szempontjából. Egyébként a Cr ₂ O ₃ és hidratált formája a Cr ₂ O _3. NH ₂ O amfoter, könnyen feloldódik a savban, hogy ³⁺ vízionokat kapjon, és koncentrált lúgban "kromit" képződik.

- Kalcinálva kémiailag ellenálló savakkal, lúgokkal és magas hőmérsékletekkel. Rendkívül stabil SO _{2 -vel szemben}.

- Kiemelkedő fényállósággal rendelkezik, mivel a kristályok átlátszatlansága, nagy UV-csillapítása és a látható fény átlátszósága miatt nagy.

- Rendkívül kemény anyag, megkarcolhatja a kvarcot, a topázot és a cirkóniumot.

- Hidrátja, Cr ₂ O ₃.nH ₂ O (ahol n ≅ 2) nem rendelkezik termikus stabilitással, hidratáló vízének alkalmazhatósága kevesebb mint 260 ºC-ra korlátozódik. Kis színezőképessége és korlátozott árnyalattartománya van.

- De a hidrátnak nagyon tiszta és világos kék-zöld színű volt. Félig átlátszó, alacsony átlátszatlanságú, kitűnő fény- és lúgállósággal rendelkezik.

- A Cr ₂ O ₃ nem minősül veszélyes anyagnak, és inert finom pornak minősül. Nem vonatkozik a nemzetközi szállítási előírásokra.

- Nem irritálja a bőrt vagy a nyálkahártyákat.

Alkalmazások

A kerámia- és üvegiparban

Magas hő- és kémiai ellenállása miatt a kalcinált Cr ₂ O ₃ -ot színezőanyagként vagy üvegezhető pigmentekként használják kerámia, porcelán zománcok és üvegkeverékek gyártásában.

Ipari bevonatokban

A króm (III) -oxid kerámia kiváló ellenállást biztosít a legtöbb korrozív környezettel szemben. Mindezt a szubsztrátumnak a körülvevő környezetből való kizárásának mechanizmusán keresztül.

Ezért bevonatokban alkalmazzák számos anyag korróziójának megakadályozására, hőkezeléssel (porlasztással vagy forró permettel).

A kopás elleni védelemként is használják (amikor az anyag eltávolítását a felületen mozgó részecskék okozzák).

Ezekben az esetekben egy Cr ₂ O ₃ bevonat plazma lerakással történő alkalmazása nagy kopásállóságot eredményez.

A két előző eset hasznos lehet például a repülőgépgyártás gázturbina motorjainál.

A tűzálló iparban

Hő- és kémiailag ellenálló téglák, burkolóanyagok és alumínium-oxid alapú tűzálló betonok előállításánál használják.

Építés alatt

Mivel rendkívül ellenáll a légköri viszonyoknak, a fénynek és a hőnek, granulált kőzetfestékként alkalmazzák aszfalttetőkben, betoncementekben, kiváló minőségű ipari bevonatokhoz külső, acélszerkezetekben és homlokzati bevonatokban (emulgeálható festékek).

Pigmentként különféle alkalmazásokban

Bírja a vulkanizációs körülményeket és nem bomlik, ezért használják gumi pigmentációban.

Mivel nem mérgező, ezért pigmentekként használják játékokhoz, kozmetikumokhoz (különösen annak hidrátjához), műanyagokhoz, nyomdafestékekhez, festékekhez, amelyek érintkezésbe kerülnek élelmiszerekkel és gyógyszerészeti termékekkel.

A pigmentiparban nyersanyagként behatoló krómtartalmú festékek előállításához és vegyes fém-oxid fázisú pigmentekhez használják. Festékként alkalmazzák a tekercsek bevonására is.

Hidrátjának átlátszósága lehetővé teszi a polikromatikus felületek készítését az autóiparban (fém bevonatok gépjárművekhez).

Az egyedülálló tulajdonsága miatt az infravörös sugárzást (IR), hasonlóan a növények klorofilljéhez, infravörös fényben úgy néz ki, mint lombozat. Ezért széles körben használják álcázási festékekben vagy bevonatokban katonai felhasználásra.

Ékszerekben

Szintetikus drágakövek színezőanyagaként használják. Amikor Cr ₂ O ₃ -ot vezet be szennyeződésként az α-Al ₂ O ₃ kristályrácsába, mint például a féldrágakő ásványi rubinban, a szín zöld szín helyett piros.

Csiszoló- és polírozószerként is használják, nagy keménység és koptató tulajdonságai miatt.

A kémiai reakciók katalizálásában

Alumínium-oxidon (Al ₂ O ₃) vagy más oxidokon tartva, ezt a szerves kémiában katalizátorként használják, például észterek vagy aldehidek hidrogénezésén alkoholok előállításához és a szénhidrogének ciklizációjához. Katalizálja a reakciót a nitrogén (N ₂) és a hidrogén (H ₂), hogy az ammónia (NH ₃).

Köszönhetően oxidációs-redukciós kapacitás, eljárva együtt króm (VI) oxidot, ez fontos szerepet játszik a dehidrogénezési alkánok CO ₂ termelni propén és izobutén, mivel a deaktiválás-reaktiválása ciklus a katalizátor könnyen végrehajtható. Katalizátorként használják a szervetlen kémiában is.

Króm gyártásakor

A tiszta króm fém aluminotermikus előállításához használják. Ehhez 1000 ºC-ra kell melegíteni annak szemcseméretének növelése érdekében.

Krómfém előállítása króm (III) -oxid alumínium-terápiás redukciójával. Rando Tuvikene. Forrás: Wikipedia Commons

Mágneses anyagokon

Kis mennyiségben hozzáadták az audio- és a videószalagok mágneses anyagaihoz, így öntisztító hatást fejtettek ki a hangfejek számára.

Legújabb innovációk

Azokat a pigmenteket, amelyek javították a közeli IR visszaverő képességét, úgy kaptuk, hogy Cr ₂ O ₃ nanorészecskéket a ritkaföldfémek csoportjába tartozó elemek sóival, például a lantán és a prazeodímium sóval doppolták.

Ezen elemek koncentrációjának növelésével a közeli infravörös napelemek reflexiója növekszik anélkül, hogy befolyásolná a Cr ₂ O ₃ pigment zöld színét.

Ez lehetővé teszi, hogy az adalékolt Cr ₂ O ₃ "hideg" pigmentek legyenek besorolva, mivel alkalmasak a hő felhalmozódásának szabályozására.

A mennyezetekre, az autókra és a kárpitokra alkalmazva - többek között - magas infravörös fényvisszaverő képességet ér el, amely lehetővé teszi a környezet hőszigetelésének növekedését.

Irodalom

1. Cotton, F. Albert és Wilkinson, Geoffrey. (1980). Fejlett szervetlen kémia. Negyedik kiadás. John Wiley & Sons.
2. Kirk-Othmer (1994). Kémiai Technológia Enciklopédia. 19. kötet. Negyedik kiadás. John Wiley & Sons.
3. Ullmann ipari kémia enciklopédia. (1990). Ötödik kiadás. A7 és A20 kötet. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
4. Amerikai elemek. (2019). Króm (III) -oxid. Helyreállítva az americanelements.com webhelyről.
5. Országos Orvostudományi Könyvtár. (2019). Króm (III) -oxid. Helyreállítva: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Dorfman, Mitchell R. (2012). Hőszóró bevonatok. Az anyagok környezeti lebomlásának kézikönyve. 19. fejezet. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
7. Takehira, K. et al. (2004). CO ₂ dehidrogénezése Propán mint Cr-MCM-41 katalizátor. A felszíni tudomány és a katalízis tanulmányaiban 153. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
8. Selvam Sangeetha et al. (2012). Króm (III) -oxid nanorészecskékből származó funkcionális pigmentek. Dyes and Pigments 94 (2012) 548-552. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.