Kroomhüdroksiidi struktuur, omadused ja kasutusalad



The kroomhüdroksiid on anorgaanilise ühendi produkt, mis on saadud aluse ja kroomi soola reaktsioonist. Selle keemiline valem varieerub vastavalt kroomi oksüdatsiooniastmele (+2 või +3, seda tüüpi ühendile). Võttes seega Cr (OH)2 kroomi (II) ja Cr (OH) hüdroksiidi jaoks3 kroomhüdroksiidi jaoks (III).

Elektroonilistel põhjustel Cr2+ see on ebastabiilsem kui Cr3+, nii et Cr (OH)2 see on redutseeriv aine (see kaotab elektroni läbima +3). Seega, kuigi mõlemaid hüdroksiide võib saada sadestena, Cr (OH)3 -nimetatakse ka kroomhüdroksiidiks - on ülekaalus ühend.

Erinevalt nendest hüdroksiididest, mis on saadud metallioksiidide lihtsalt lahustamisel vees, Cr (OH)3 seda ei sünteesita sellel viisil, kuna kroomoksiid on halvasti lahustuv (Cr2O3, ülemine pilt). Kuid Cr (OH)3 Seda peetakse Cr2O3· XH2Või kasutatakse smaragd rohelise pigmendina (Guinet green).

Metallist kroomi laboratoorses osas, mis lahustatakse happe lahuses kompleksi moodustamiseks [Cr (OH)2)6]3+. See vesikompleks reageerib seejärel alusega (NaOH või KOH), moodustades vastava kroomhüdroksiidi.

Kui eelmised etapid viiakse läbi tingimustes, mis tagavad hapniku puudumise, pärineb reaktsioon Cr (OH) -st.2 (kroomhüdroksiid). Seejärel on vaja sadestunud tahke aine eraldamist ja dehüdratsiooni. Selle tulemusena on "true" Cr (OH) "sündinud"3, roheline pulber polümeerkonstruktsiooniga ja ebakindel.

Indeks

  • 1 Füüsikalised ja keemilised omadused
    • 1.1 Amfoterism
  • 2 Kroomhüdroksiidi süntees tööstusvaldkonnas
  • 3 Kasutamine
  • 4 Viited

Ülemine pilt on Cr (OH) kõige lihtsam esitus3 gaasifaasis ja isoleeritud. Samamoodi ja eeldades, et nende interaktsioonid on puhtalt ioonsed, võib tahkes Cr katioonides visualiseerida3+ reageerivad OH-anioonide kolmekordse kogusega-.

Cr-OH sideme olemus on siiski kovalentsem Cr-i koordineerimiskeemia tõttu3+.

Näiteks kompleks [Cr (OH2)6]3+ näitab, et kroomi metallikeskus on kooskõlastatud kuue veemolekuliga; Kuna need on neutraalsed, on kompleksil esialgne katioon positiivne, Cr3+.

Ülemises pildis on kompleksi struktuur [Cr (OH)2)6]3+. Cl ioonid- need võivad tulla näiteks soolhappest, kui seda on kasutatud soola või kroomoksiidi lahustamiseks.

Kui reaktsioonisegule lisatakse NaOH (või KOH), siis OH ioon- deprotoneerib selle kompleksi molekuli, moodustades [Cr (OH)2)5(OH)]2+ (Nüüd on viis veemolekuli, sest kuues kaotas prootoni).

Järgnevalt dehüdreerib see uus kompleks teise vesikompleksi, luues hüdroksiidisildadega seotud dimeere:

(H2O)5Cr-OH-Cr (OH)2)5

Söötme aluselisus suurendab (pH tõuseb) kompleksi [Cr (OH)2)4(OH)2]+, ja need suurendavad ka uute hüdroksiidisildade võimalust luua želatiinpolümeere. Tegelikult keeldub see "hallikasroheline marmelaad" korrapäraselt sadestumast.

Lõpuks, Cr (OH)2)3(OH)3 koosneb oktaeedrist koos Cr3+ keskel ja seotud kolme veemolekuliga ja kolme OH-ga- see neutraliseerib selle positiivse laengu; seda ilma polümerisatsiooni arvestamata.

Kui Cr (OH2)3(OH)3 kuivatab, kõrvaldab Criga kooskõlastatud vee3+, ja kuna see katioon on koordineeritud kuue liigi (ligandidega), tekivad polümeersed struktuurid, milles võivad olla seotud Cr-Cr sidemed..

Ka siis, kui see on veetustatud, võib selle struktuuri pidada Cr-tüüpi2O3· 3H2O; teisisõnu, trihüdraatne kroomoksiid. Kuid tahke aine füüsikalis-keemilised uuringud võivad valgustada Cr (OH) tegelikku struktuuri.3 siinkohal.

Füüsikalised ja keemilised omadused

Cr (OH)3 See on sinine-roheline pulber, kuid kui see puutub kokku veega, moodustab see želatiinse hallikasrohelise sademe.

See on vees lahustumatu, kuid lahustub tugevates hapetes ja alustes. Peale selle laguneb see kuumutamisel kroomoksiidi aurudena.

Anfoterismo

Miks on kroomhüdroksiid happelistes ja põhilahustes lahustuv? Põhjuseks on selle amfoteeriline olemus, mis võimaldab tal reageerida nii hapete kui alustega. See omadus on iseloomulik Crile3+.

Happega reageerimisel Cr (OH)2)3(OH)3 lahustub hüdroksüülsildade lagunemise tõttu, mis põhjustab sademe želatiinse välimuse.

Teisest küljest, kui lisatakse rohkem alust, siis OH- nad jätkavad veemolekulide asendamist, moodustades negatiivse kompleksi [Cr (OH)2)2(OH)4]-. See kompleks muudab lahuse heleroheliseks, mis intensiivistub, kui reaktsioon jätkub.

Kui kõik Cr (OH2)3(OH)3 Pärast reageerimist saadakse lõplik kompleks, nagu on näidatud keemilise võrrandiga:

Cr (OH2)3(OH)3 + 3OH- <=> [Cr (OH)6] 3- + 3 H2O

See negatiivne kompleks on seotud ümbritsevate katioonidega (Na+, kui alus on NaOH) ja pärast vee aurustamist sadestub naatriumkromiidi sool (NaCrO2, smaragd roheline värv). Seega on nii happeline kui ka baaskeskkond kroomhüdroksiidi lahustamiseks võimelised.

Kroomhüdroksiidi süntees tööstusvaldkonnas

Tööstuses toodetakse seda kroomsulfaadi sadestamisel naatriumhüdroksiidi või ammooniumhüdroksiidi lahustega. Samamoodi toodetakse skemaatilise reaktsiooni abil kroomhüdroksiidi:

CrO72- + 3 SO2 + 2H+ => 2 Kr3+ + 3 SO42- + H2O

Kr3+ + 3OH- => Cr (OH)3

Nagu on näidatud eelmises menetluses, on kroomi VI redutseerimine kroom III-le väga oluline.

Kroom III on elustikule suhteliselt kahjutu, samas kui kroom VI on toksiline ja kantserogeenne, samuti väga lahustuv, mistõttu on oluline see keskkonnast kõrvaldada.

Reovee ja mulla töötlemise tehnoloogia hõlmab Cr (VI) redutseerimist Cr (III) \ t.

Kasutamine

- Kompositsioonide koostamine.

- Juuste värvained.

- Küünte värvid.

- Nahahooldustooted.

- Puhastusvahendid.

- Metallide viimistluses, mis moodustab 73% selle tarbimisest tööstuses.

- Puidu säilitamisel.

Viited

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Keemia (8. väljaanne). CENGAGE Learning, lk 873, 874.
  2. PubChem. (2018). Kroomhüdroksiid. Välja otsitud 18. aprillil 2018 kellelt: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  3. N4TR! UMbr. (22. juuni 2015). Kroom (III) hüdroksiid. [Joonis] Välja otsitud 18. aprillil 2018, alates: commons.wikimedia.org
  4. Martinez Troya, D., Martín-Pérez, J.J. Uuring kromioksiidide ja hüdroksiidide eksperimentaalseks kasutamiseks keskastmes. BORAXi nr 2 (1) - Praktilise keemia ülevaade keskhariduse ja küpsustunnistuse jaoks. Zaframagón-ISSN 2529-9581.
  5. Cr (III) ja Fe (III) hüdroksiidide süntees, iseloomustus ja stabiilsus. (2014) Papassiopi, N., Vaxevanidou, K., Christou, C., Karagianni, E. ja Antipas, G. J. Hazard Mater. 264: 490-497.
  6. PrebChem. (9. veebruar 2016). Kroom (III) hüdroksiidi valmistamine. Välja otsitud 18. aprillil 2018 kellelt: prepchem.com
  7. Wikipedia. (2018). Kroom (III) hüdroksiid. Välja otsitud 18. aprillil 2018 kellelt: en.wikipedia.org