KROM (III) OKSID: STRUKTURA, NOMENKLATURA, SVOJSTVA, UPOTREBE - KEMIJA - 2026

Krom (III) oksid ili krom anorganska zelena krutina nastaje spaljivanje metala krom (Cr), kisika (O ₂), ostavljajući oksidacijsko stanje kroma 3+. Njegova kemijska formula je Cr ₂ O ₃. U prirodi se nalazi u mineralima Eskolaite. Nisu poznate prirodne naslage kroma (III) oksida.

Može se proizvesti, između ostalog, pomoću zagrijavanja Cr ₂ O ₃ hidrata (Cr ₂ O ₃.nH ₂ O) da se potpuno uklanjanje vode. Također je dobiven kao proizvod kalciniranja krom (VI) oksida (HR ₃).

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

Međutim, najbolji način za njega se razgradnjom čisti amonij dikromat (NH ₄) ₂ Cr ₂ O ₇ na 200 ºC. Industrijski proizveden je redukcijom krutog natrijevog dikromata (Na ₂ Cr ₂ O ₇) sa sumporom.

Kad se fino podijeli, ima svijetlo zelenu boju s žućkastim nijansama. Ali ako su čestice veće, pokazuje plavkastu nijansu. Kromov oksid je najstabilniji poznati zeleni pigment. Njegova toplinska i kemijska otpornost čine ga vrijednim keramičkim bojama.

Koristi se u industrijskim premazima, lakovima, građevinarstvu, nakitu, kao bojilo u kozmetici ili farmaceutskim proizvodima, između ostalih primjena.

Struktura

Α-Cr ₂ O ₃ oksid ima korund-strukturu. Njegov kristalni sustav je šesterokutni romboedar. On je izomorfan s a-aluminij-oksida i a-Fe ₂ O ₃.

Eskolait, prirodni mineral kroma (III) oksida, ima strukturu prikazanu u nastavku:

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

Nomenklatura

- Krom (III) oksid.

- Zeleni kromov oksid.

- Dikrom trioksid.

- Krom seskioksid.

- Kromija.

- Eskolaíta: krom (III) oksidni mineral.

- Hidrat: Cr ₂ O ₃.nH ₂ O (gdje je n ≅ 2) naziva se krom (III) oksidni hidrat ili Guignet Green.

Krom (III) oksid hidrat. W. Oelen. Izvor: Wikipedia Commons

Svojstva

Psihičko stanje

Kristalna krutina.

Mohsova tvrdoća

9 (njegovi kristali su izuzetno tvrdi).

Molekularna težina

151,99 g / mol.

Talište

Topi se na 2435 ° C, ali počinje isparavati na 2000 ° C, tvoreći oblake zelenog dima.

Gustoća

5,22 g / cm ³

Topljivost

Kada se zagrijava na visoke temperature, praktički je netopljiv u vodi (3 mikrograma / L pri 20 ° C); netopljivi u alkoholima i acetonu; slabo topiva u kiselinama i lužinama; s Topiv u perklornoj kiselini (HClO ₄) na 70%, u kojem se raspada.

pH

6.

Indeks loma

2551.

Ostala svojstva

- Ako se kalcinira snažno, postaje inertan prema kiselinama i bazama. Inače Cr ₂ O ₃ i njegov oblik hidrata Cr ₂ O ₃.nH ₂ O amfoterne, jednostavno otapanjem u kiselini da se dobije ^{3 +} aqua-ioni, te koncentrira kako bi se dobilo alkalnog „chromites”.

- Kad se kalcinira, kemijski je otporan na kiseline, lužine i visoke temperature. Izuzetno je stabilan na SO ₂.

- Ima izuzetnu otpornost na svjetlost zbog činjenice da njegovi kristali imaju neprozirnost, veliko prigušivanje UV zračenja i prozirnost na vidljivu svjetlost.

- To je izuzetno tvrd materijal, može ogrebati kvarc, topaz i cirkonij.

- Njegov hidrat Cr ₂ O ₃.nH ₂ O (gdje n ≅ 2) nema toplinsku stabilnost, njegova hidratacijska voda ograničava njegovu primjenjivost na manje od 260 ºC. Ima nizak kapacitet nijansiranja i ograničen raspon nijansi.

- Ali navedeni hidrat ima vrlo čistu i svijetloplavu nijansu. Poluprozoren je, pokazuje malu neprozirnost, izvrsnu otpornost na svjetlost i otpornost na lužine.

- Cr ₂ O ₃ nije klasificiran kao opasan materijal i smatra inertni fini prašak. Na njega se ne primjenjuju međunarodni propisi o prijevozu.

- Ne nadražuje kožu ili sluznicu.

Prijave

U industriji keramike i stakla

Zbog svoje visoke otpornosti na toplinu i kemijsku otpornost, kalciniranog Cr ₂ O ₃ koristi kao bojilo ili vitrifiable pigment u proizvodnji keramike, na porculan lakova i staklene smjese.

U industrijskim premazima

Krom (III) oksidna keramika pruža izvrsnu otpornost na većinu korozivnih sredina. Sve to kroz mehanizam isključenja supstrata iz okoline koja ga okružuje.

Iz tog razloga se koristi u prevlakama za sprečavanje korozije mnogih materijala, a koje se primjenjuju termičkim raspršivanjem (atomiziranjem ili vrućim raspršivanjem).

Koristi se i kao zaštita od abrazivnog trošenja (kada uklanjanje materijala uzrokuju čestice koje se kreću po površini).

U tim slučajevima, primjena Cr ₂ O ₃ omatanju pomoću taloženja plazmi stvara visoku otpornost na habanje.

Dva prethodna slučaja korisna su, na primjer, u motorima s plinskim turbinama u zrakoplovnoj industriji.

U vatrostalnoj industriji

Koristi se za proizvodnju termički i kemijski otpornih opeka, obloženih materijala i vatrostalnog betona na bazi glinice.

U građevinarstvu

Budući da je izuzetno otporan na atmosferske uvjete, svjetlost i toplinu, primjenjuje se kao granulirano kameno sredstvo za asfaltne krovove, betonski cement, visokokvalitetne industrijske premaze za vanjske dijelove, čelične konstrukcije i fasadne obloge (emulgirajuće boje).

Kao pigment u raznim primjenama

Može izdržati uvjete vulkanizacije i ne propada, zbog čega se koristi u gumenoj pigmentaciji.

Budući da nije toksičan, koristi se kao pigment za igračke, kozmetiku (posebno njezin hidrat), plastiku, tiskarske boje, boje koje dolaze u kontakt s hranom i farmaceutskim proizvodima.

U industriji pigmenata koristi se kao sirovina za proizvodnju prodornih boja koje sadrže krom i u pigmentima na osnovi miješanih faza metalnih oksida. Koristi se i kao boja za premazivanje zavojnica.

Njegov hidrat ima prozirnost koja omogućava formuliranje polikromnih završnih slojeva u automobilskoj industriji (metalne završne obrade za automobile).

Zbog svoje jedinstvene karakteristike da reflektira infracrveno zračenje (IR) na sličan način kao i klorofil u biljkama, pod infracrvenim svjetlom izgleda kao lišće. Iz tog razloga se široko koristi u maskirnim bojama ili premazima za vojne primjene.

U nakitu

Koristi se kao bojilo za sintetičke dragulje. Kada Cr ₂ O ₃ se uvodi kao nečistoća u α-Al ₂ O ₃ kristalne rešetke, kao što je u polu-dragog mineralne rubin, boja je crvena umjesto zeleno.

Također se koristi kao sredstvo za brušenje i poliranje zbog svoje visoke tvrdoće i abrazivnih svojstava.

U katalizi kemijskih reakcija

Nosaču od aluminijevog oksida (Al ₂ O ₃) ili druge okside, što se koristi u organskoj kemiji, kao katalizatora, na primjer, u hidrogenaciji estera ili aldehida u obliku alkohola, a ciklizaciju ugljikovodika. Što katalizira reakciju dušika (N ₂) s vodikom (H ₂) u obliku amonijaka (NH ₃).

Zbog svoje sposobnosti redukcije oksida, djelujući zajedno s kromovim (VI) oksidom, igra važnu ulogu u dehidrogenaciji alkana s CO ₂ u proizvodnji propena i izobutena, jer je ciklus deaktivacije i reaktivacije katalizatora lako izvršljiv. Također se koristi kao katalizator u anorganskoj kemiji.

U proizvodnji kroma

Koristi se u aluminotermičkoj proizvodnji čistog metala kroma. Za to se mora zagrijati na 1000 ºC kako bi se povećala njegova zrna.

Priprema metala kroma aluminotermičkom redukcijom krom (III) oksida. Rando Tuvikene. Izvor: Wikipedia Commons

Na magnetskim materijalima

U malim količinama je dodan magnetskim materijalima u audio i video vrpci, što zvučnim glavama daje učinak samočišćenja.

Najnovije inovacije

Pigmenti imaju poboljšanu reflektirane bliskoj IR dobiveni dopiranjem Cr ₂ O ₃ nanočestica sa solima elemenata koji spadaju u grupu rijetkih zemalja, kao što je lantana i praseodimij.

Povećanjem koncentracije tih elemenata, blizini infracrvenog solarne refleksije povećava bez utjecaja na zelenu boju Cr ₂ O ₃ pigmenta.

To omogućuje dopiran Cr ₂ O ₃ biti klasificiran kao „hladno” pigmenta, kao što je pogodna za kontrolu akumulacije topline.

Primjenjujući se na stropove, automobile i presvlake, između ostalih primjena postiže visoku refleksiju IR sunčeve svjetlosti, što omogućava znatno smanjenje povećanja topline u okolišu.

Reference

1. Cotton, F. Albert i Wilkinson, Geoffrey. (1980). Napredna anorganska kemija. Četvrto izdanje. John Wiley & Sinovi.
2. Kirk-Othmer (1994). Enciklopedija kemijske tehnologije. Svezak 19. Četvrto izdanje. John Wiley & Sinovi.
3. Ullmannova enciklopedija industrijske kemije. (1990). Peto izdanje. Svezak A7 i A20. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
4. Američki elementi. (2019). Krom (III) oksid. Oporavak od americanelements.com.
5. Nacionalna medicinska knjižnica. (2019). Krom (III) oksid. Oporavak od: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Dorfman, Mitchell R. (2012). Termalni sprejevi. U Priručniku ekološka degradacija materijala. Poglavlje 19. Obnovljeno od sciencedirect.com.
7. Takehira, K. i sur. (2004). CO ₂ Dehidriranje propana preko Cr-MCM-41 katalizatora. In Studies in Surface Science and Catalysis 153. Ostvareno od sciencedirect.com.
8. Selvam Sangeetha i sur. (2012). Funkcionalni pigmenti iz nanočestica krom (III) oksida. Boje i pigmenti 94 (2012) 548-552. Oporavljeno od sciencedirect.com.