Chrom (III) oxidstruktur, nomenklatur, egenskaber, anvendelser

4978
Sherman Hoover

Det chrom (III) oxid Kromoxid er et grønt uorganisk fast stof, der dannes ved at brænde chrommetal (Cr) i ilt (Oto), hvilket efterlader krom med en 3+ oxidationstilstand. Dens kemiske formel er CrtoELLER3. I naturen findes det i mineralet Eskolaíta. Der kendes ingen anvendelige naturlige aflejringer af chrom (III) oxid.

Det kan fremstilles blandt andet ved opvarmning af CrtoELLER3 hydreret (CrtoELLER3.nHtoO) for at fjerne vandet fuldstændigt. Det opnås også som et produkt af calcinering af chrom (VI) oxid (CrO3). 

Krom (III) oxidpigment. FK1954 [Public domain]. Kilde: Wikipedia Commons

Den bedste måde at opnå den rene er imidlertid ved nedbrydning af ammoniumdichromat (NH4)toCrtoELLER7 ved 200 ° C. Industrielt fremstilles det ved reduktion af natriumdichromat (NatoCrtoELLER7fast stof med svovl.

Når den er fint opdelt, har den en lysegrøn farve med en gullig nuance. Men hvis partiklerne er større, udviser den en blålig farvetone. Chromoxid er det mest stabile grønne pigment, der er kendt. Dens termiske og kemiske modstandsdygtighed gør det til et værdifuldt keramisk farvestof.

Det bruges i industrielle belægninger, lakker, i byggebranchen, i smykker, som et farvestof i kosmetik eller i farmaceutiske produkter, blandt andre applikationer..

Artikelindeks

  • 1 Struktur
  • 2 Nomenklatur
  • 3 egenskaber
    • 3.1 Fysisk tilstand
    • 3.2 Mohs hårdhed
    • 3.3 Molekylvægt
    • 3.4 Smeltepunkt
    • 3.5 Densitet
    • 3.6 Opløselighed
    • 3,7 pH
    • 3.8 Brydningsindeks
    • 3.9 Andre egenskaber
  • 4 anvendelser
    • 4.1 I keramik- og glasindustrien
    • 4.2 I industrielle belægninger
    • 4.3 I den ildfaste industri
    • 4.4 Under opførelse
    • 4.5 Som et pigment i forskellige anvendelser
    • 4.6 I smykker
    • 4.7 I katalyse af kemiske reaktioner
    • 4.8 Ved fremstilling af krom
    • 4.9 På magnetiske materialer
    • 4.10 Seneste nyskabelser
  • 5 Referencer

Struktur

Cr-Cr oxidtoELLER3 Det har korundstruktur. Dens krystalsystem er sekskantet romboeder. Det er isomorft med α-aluminiumoxid og α-FetoELLER3.

Eskolaite, et naturligt mineral af chrom (III) oxid, har nedenstående struktur:

Krystallinsk struktur af mineralet Eskolaíta. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/Eskolaite_structure.jpg. Kilde: Wikipedia Commons

Nomenklatur

- Chrom (III) oxid.

- Kromoxidgrøn.

- Dichrome trioxid.

- Chrom Sesquioxide.

- Chromia.

- Eskolaíta: Chrom (III) oxid mineral.

- Hydrat: CrtoELLER3.nHtoO (hvor n ≅ 2) kaldes Chrom (III) oxidhydrat eller Guignet Green.

Chrom (III) oxidhydrat. W. Oelen [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]. Kilde: Wikipedia Commons

Ejendomme

Fysisk tilstand

Krystallinsk fast stof.

Mohs hårdhed

9 (dens krystaller er ekstremt hårde).

Molekylær vægt

151,99 g / mol.

Smeltepunkt

Det smelter ved 2435 ° C, men begynder at fordampe ved 2000 ° C og danner skyer af grøn røg..

Massefylde

5,22 g / cm3

Opløselighed

Når den er opvarmet til høje temperaturer, er den praktisk talt uopløselig i vand (3 mikrogram / l ved 20 ° C); uopløselig i alkoholer og acetone; let opløselig i syrer og baser; s Opløselig i perchlorsyre (HClO4) til 70%, hvor det nedbrydes.

pH

6.

Brydningsindeks

2.551.

Andre egenskaber

- Hvis det kalcineres stærkt, bliver det inaktivt over for syrer og baser. Ellers CrtoELLER3 og dens hydratiserede form CrtoELLER3.nHtoEller de er amfotere og opløses let i syre for at give vand-ioner [Cr (HtoELLER)6]3+, og i koncentreret alkali til dannelse af "kromitter".

- Når det er brændt, er det kemisk resistent over for syrer, baser og høje temperaturer. Det er ekstremt stabilt over for SOto.

- Det har enestående modstandsdygtighed over for lys på grund af det faktum, at dets krystaller har opacitet, høj UV-dæmpning og gennemsigtighed over for synligt lys..

- Det er et ekstremt hårdt materiale, det kan ridse kvarts, topas og zirconium.

- Dens hydrat CrtoELLER3.nHtoO (hvor n ≅ 2) ikke har termisk stabilitet, begrænser dets hydratiseringsvand dets anvendelighed til mindre end 260 ºC. Lav farvestof og begrænset rækkevidde af nuancer.

- Men dette hydrat har en meget ren og lys blågrøn nuance. Det er semi-transparent, udviser lav opacitet, fremragende lysfasthed og alkalimodstand.

- CrtoELLER3 Det er ikke klassificeret som et farligt materiale og betragtes som et inaktivt fint pulver. Det er ikke underlagt internationale transportregler.

- Det irriterer ikke huden eller slimhinderne.

Ansøgninger

I keramik- og glasindustrien

På grund af sin høje varmebestandighed og kemiske resistens, CrtoELLER3 kalcineret bruges som farvestof eller glasfrit pigment til fremstilling af keramik, i porcelænsemaljer og glasblandinger.

I industrielle belægninger

Krom (III) oxidkeramik giver fremragende modstandsdygtighed mod de fleste ætsende miljøer. Alt dette gennem mekanismen for udelukkelse af substratet fra det miljø, der omgiver det..

Af denne grund bruges det i belægninger for at forhindre korrosion af mange materialer, der påføres ved termisk sprøjtning (forstøvning eller varm spray)..

Det bruges også som beskyttelse mod slid (når materialefjernelse skyldes partikler, der bevæger sig over en overflade).

I disse tilfælde påføres påføring af CrtoELLER3 ved plasmaaflejring genererer høj modstandsdygtighed over for slid.

De to tidligere sager er nyttige, for eksempel i gasturbinemotorer i luftfartsindustrien..

I den ildfaste industri

Anvendes til fremstilling af termisk og kemisk modstandsdygtig mursten, overfor materialer og aluminiumoxidbaseret ildfast beton.

I konstruktion

Da det er ekstremt modstandsdygtigt over for atmosfæriske forhold, lys og varme, anvendes det som et granuleret stenfarvestof til asfalttag, betoncement, industriel belægning af høj kvalitet til udvendige, stålkonstruktioner og facadebelægninger (emulgerbar maling)..

Som et pigment i forskellige anvendelser

Det kan modstå vulkaniseringsforhold og nedbrydes ikke, hvorfor det bruges i gummipigmentering.

Da det ikke er giftigt, bruges det som et pigment til legetøj, kosmetik (især dets hydrat), plast, trykfarver, maling, der kommer i kontakt med mad og farmaceutiske produkter..

I pigmentindustrien bruges det som råmateriale til at producere gennemtrængende farvestoffer indeholdende krom og i pigmenter baseret på blandede metaloxidfaser. Det bruges også som et malingsfarvestof til coilcoating.

Dens hydrat har en gennemsigtighed, der tillader formulering af polykromatiske overflader i bilindustrien (metalliske finish på biler).

På grund af sin unikke egenskab ved at reflektere infrarød stråling (IR) på samme måde som klorofyl i planter, ligner det under infrarødt lys løv. Af denne grund bruges det i vid udstrækning i camouflagemaling eller belægning til militære anvendelser..

I smykker

Det bruges som farvestof til syntetiske perler. Når Cr introducerestoELLER3 som en urenhed i krystalgitteret af α-AltoELLER3, Som i den halvedle mineralsk rubin er farven rød i stedet for grøn.

Det bruges også som slibemiddel og poleringsmiddel på grund af dets høje hårdhed og slibende egenskaber..

I katalyse af kemiske reaktioner

Understøttet i aluminiumoxid (AltoELLER3) eller andre oxider, anvendes det i organisk kemi som en katalysator, for eksempel ved hydrogenering af estere eller aldehyder til dannelse af alkoholer og ved cyklisering af carbonhydrider. Katalyserer nitrogenreaktionen (Ntomed hydrogen (Hto) til dannelse af ammoniak (NH3).

På grund af dets oxidationsreduktionsevne, der virker sammen med chrom (VI) oxid, spiller det en vigtig rolle i dehydrogenering af alkaner med CO.to til fremstilling af propen og isobuten, da deaktiverings-reaktiveringscyklussen for katalysatoren let kan eksekveres. Det bruges også som en katalysator i uorganisk kemi.

Til fremstilling af krom

Det bruges i den aluminotermiske produktion af rent chrommetal. Til dette skal det opvarmes til 1000 ºC for at øge dets kornstørrelse..

Fremstilling af chrommetal ved aluminoterm reduktion af chrom (III) oxid. Rando Tuvikene [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]. Kilde: Wikipedia Commons

På magnetiske materialer

Det er blevet tilsat i små mængder til magnetiske materialer i lyd- og videobånd, hvilket giver en selvrensende effekt til lydhovederne..

Nylige innovationer

Pigmenter, der har forbedret sig nær IR-reflektans, er opnået ved doping af Cr nanopartiklertoELLER3 med salte af grundstoffer, der hører til gruppen af ​​sjældne jordarter, såsom lanthanum og praseodym.

Ved at øge koncentrationen af ​​disse grundstoffer øges den nær infrarøde solreflektans uden at påvirke Cr-pigmentets grønne farve.toELLER3.

Dette muliggør CrtoELLER3 doteret som et "koldt" pigment, da det er velegnet til at kontrollere varmeopbygningen.

Anvendes på lofter, biler og polstring, blandt andre applikationer, opnår det en høj refleksion af IR-sollys, hvilket gør det muligt at reducere stigningen i varme betydeligt i omgivelserne.

Referencer

  1. Cotton, F. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avanceret uorganisk kemi. Fjerde udgave. John Wiley & Sons.
  2. Kirk-Othmer (1994). Encyclopedia of Chemical Technology. Bind 19. fjerde udgave. John Wiley & Sons.
  3. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. (1990). Femte udgave. Volumen A7 og A20. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
  4. Amerikanske elementer. (2019). Krom (III) oxid. Gendannet fra americanelements.com.
  5. National Library of Medicine. (2019). Krom (III) oxid. Gendannet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  6. Dorfman, Mitchell R. (2012). Termisk spraybelægning. I håndbog om miljømæssig nedbrydning af materialer. Kapitel 19. Gendannet fra sciencedirect.com.
  7. Takehira, K. et al. (2004). COto Dehydrogenering af propan over Cr-MCM-41 katalysator. I studier i overfladevidenskab og katalyse 153. Gendannet fra sciencedirect.com.
  8. Selvam Sangeetha et al. (2012). Funktionelle pigmenter fra chrom (III) oxid nanopartikler. Farvestoffer og pigmenter 94 (2012) 548-552. Gendannet fra sciencedirect.com.

Endnu ingen kommentarer