Krom (III) oksydstruktur, nomenklatur, egenskaper, bruksområder

2324
Anthony Golden

De krom (III) oksid Kromoksid er et grønt uorganisk fast stoff som dannes ved å brenne krommetall (Cr) i oksygen (Oto), og etterlater krom med en 3+ oksidasjonstilstand. Dens kjemiske formel er CrtoELLER3. I naturen finnes det i mineralet Eskolaíta. Ingen brukbare naturlige avleiringer av krom (III) oksid er kjent.

Det kan tilberedes blant annet ved oppvarming av CrtoELLER3 hydrert (CrtoELLER3.nHtoO) for å fjerne vannet helt. Det oppnås også som et produkt av kalsinering av krom (VI) oksid (CrO3). 

Krom (III) oksydpigment. FK1954 [Offentlig domene]. Kilde: Wikipedia Commons

Den beste måten å oppnå den på er imidlertid ved spaltning av ammoniumdikromat (NH4)toCrtoELLER7 ved 200 ° C. Industrielt produseres den ved reduksjon av natriumdikromat (NatoCrtoELLER7) fast med svovel.

Når den er finfordelt, har den en lysegrønn farge med et gulaktig skjær. Men hvis partiklene er større, viser den en blålig fargetone. Kromoksid er det mest stabile grønne pigmentet som er kjent. Dens termiske og kjemiske motstandsdyktighet gjør det til et verdifullt keramisk fargestoff.

Den brukes i industrielle belegg, lakker, i byggebransjen, i smykker, som fargestoff i kosmetikk eller i farmasøytiske produkter, blant andre applikasjoner..

Artikkelindeks

  • 1 Struktur
  • 2 Nomenklatur
  • 3 eiendommer
    • 3.1 Fysisk tilstand
    • 3.2 Mohs hardhet
    • 3.3 Molekylvekt
    • 3.4 Smeltepunkt
    • 3,5 Tetthet
    • 3.6 Løselighet
    • 3,7 pH
    • 3.8 Brytningsindeks
    • 3.9 Andre egenskaper
  • 4 bruksområder
    • 4.1 I keramikk- og glassindustrien
    • 4.2 I industrielle belegg
    • 4.3 I ildfast industri
    • 4.4 Under oppføring
    • 4.5 Som pigment i forskjellige bruksområder
    • 4.6 I smykker
    • 4.7 I katalyse av kjemiske reaksjoner
    • 4.8 Ved fremstilling av krom
    • 4.9 På magnetiske materialer
    • 4.10 Nylige nyvinninger
  • 5 Referanser

Struktur

Α-Cr oksidtoELLER3 Den har korundstruktur. Dens krystallsystem er sekskantet rombohedral. Det er isomorf med α-aluminiumoksyd og α-FetoELLER3.

Eskolaite, et naturlig mineral av krom (III) oksid, har strukturen vist nedenfor:

Krystallstruktur av mineralet Eskolaíta. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/Eskolaite_structure.jpg. Kilde: Wikipedia Commons

Nomenklatur

- Krom (III) oksid.

- Kromoksidgrønn.

- Dichrome trioxide.

- Kromseskvoksyd.

- Chromia.

- Eskolaíta: Krom (III) oksydmineral.

- Hydrat: CrtoELLER3.nHtoO (hvor n ≅ 2) kalles krom (III) oksidhydrat eller guignetgrønn.

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

Eiendommer

Fysisk tilstand

Krystallinsk fast stoff.

Mohs hardhet

9 (krystallene er ekstremt harde).

Molekylær vekt

151,99 g / mol.

Smeltepunkt

Den smelter ved 2435 ° C, men begynner å fordampe ved 2000 ° C og danner skyer av grønn røyk..

Tetthet

5,22 g / cm3

Løselighet

Når den er oppvarmet til høye temperaturer, er den praktisk talt uløselig i vann (3 mikrogram / l ved 20 ºC); uoppløselig i alkoholer og aceton; lett løselig i syrer og baser; s Løselig i perklorsyre (HClO4) til 70%, der den nedbrytes.

pH

6.

Brytningsindeks

2.551.

Andre egenskaper

- Hvis det kalsineres kraftig blir det inert mot syrer og baser. Ellers er CrtoELLER3 og dens hydratiserte form CrtoELLER3.nHtoEller de er amfotere, og oppløses lett i syre for å gi vann-ioner [Cr (HtoELLER)6]3+, og i konsentrert alkali for å danne "kromitter".

- Når det er kalsinert, er det kjemisk motstandsdyktig mot syrer, baser og høye temperaturer. Det er ekstremt stabilt mot SOto.

- Den har enestående motstand mot lys på grunn av at krystallene har opasitet, høy UV-demping og gjennomsiktighet for synlig lys..

- Det er et ekstremt hardt materiale, det kan skrape kvarts, topas og zirkonium.

- Dens hydrat CrtoELLER3.nHtoO (hvor n ≅ 2) ikke har termisk stabilitet, begrenser dens hydratiseringsvann anvendbarheten til mindre enn 260 ºC. Lav fargelighet og begrenset utvalg av nyanser.

- Men dette hydratet har en veldig ren og lys blågrønn fargetone. Den er halvtransparent, har lav opasitet, utmerket lysfasthet og alkalimotstand.

- CrtoELLER3 Det er ikke klassifisert som farlig materiale og regnes som et inert fint pulver. Det er ikke underlagt internasjonale transportbestemmelser.

- Det irriterer ikke huden eller slimhinnene.

applikasjoner

I keramikk- og glassindustrien

På grunn av sin høye varmebestandighet og kjemiske bestandighet, CrtoELLER3 kalsinert brukes som fargestoff eller forglassbart pigment ved fremstilling av keramikk, i porselenemaljer og glassblandinger.

I industrielle belegg

Krom (III) oksydkeramikk gir utmerket motstand mot de fleste korroderende miljøer. Alt dette gjennom mekanismen for utelukkelse av underlaget fra omgivelsene som omgir det..

Av denne grunn brukes den i belegg for å forhindre korrosjon av mange materialer, og påføres ved termisk sprøyting (forstøvning eller varm spray)..

Det brukes også som beskyttelse mot slitasje (når materialfjerning skyldes partikler som beveger seg over en overflate).

I disse tilfellene påføres et belegg av CrtoELLER3 genererer høy motstand mot slitasje ved plasmadeponering.

De to foregående tilfellene er nyttige, for eksempel i gasturbinemotorer i luftfartsindustrien..

I den ildfaste industrien

Brukes til produksjon av termisk og kjemisk motstandsdyktig murstein, motstående materialer og aluminiumoksydbasert ildfast betong.

Under konstruksjon

Siden den er ekstremt motstandsdyktig mot atmosfæriske forhold, lys og varme, påføres den som granulert bergfarge for asfaltak, betongsement, industrielle belegg av høy kvalitet for utvendig, stålkonstruksjoner og fasadebelegg (emulgerbar maling)..

Som et pigment i forskjellige bruksområder

Den tåler vulkaniseringsforhold og brytes ikke ned, og det er derfor den brukes i gummipigmentering.

Siden den er giftfri, brukes den som pigment for leker, kosmetikk (spesielt dens hydrat), plast, trykkfarger, maling som kommer i kontakt med mat og farmasøytiske produkter..

I pigmentindustrien brukes det som råmateriale til å produsere gjennomtrengende fargestoffer som inneholder krom, og i pigmenter basert på blandede metalloksydfaser. Det brukes også som malingsfargestoff for coilbelegg.

Hydratet har en gjennomsiktighet som gjør det mulig å formulere polykromatiske overflater i bilindustrien (metalliske utførelser av biler).

På grunn av sin unike egenskap for å reflektere infrarød stråling (IR) på samme måte som klorofyll i planter, ser det ut som løvverk under infrarødt lys. Av denne grunn er det mye brukt i kamuflasjonsmaling eller belegg for militære applikasjoner..

I smykker

Den brukes som fargestoff for syntetiske perler. Når Cr introduserestoELLER3 som en urenhet i krystallgitteret til α-AltoELLER3, som i den halvedle mineralsk rubin, er fargen rød i stedet for grønn.

Det brukes også som et slipemiddel for sin høye hardhet og slipeegenskaper..

I katalyse av kjemiske reaksjoner

Støttet i aluminiumoksyd (AltoELLER3) eller andre oksider, blir den brukt i organisk kjemi som en katalysator, for eksempel i hydrogenering av estere eller aldehyder for å danne alkoholer og ved syklisering av hydrokarboner. Katalyserer nitrogenreaksjonen (Nto) med hydrogen (Hto) for å danne ammoniakk (NH3).

På grunn av sin oksidasjonsreduksjonsevne, som virker sammen med krom (VI) oksid, spiller den en viktig rolle i dehydrogenering av alkaner med CO.to for å produsere propen og isobuten, siden deaktiverings-reaktiveringssyklusen til katalysatoren lett kan kjøres. Det brukes også som en katalysator i uorganisk kjemi.

Ved produksjon av krom

Den brukes i den aluminotermiske produksjonen av rent krommetall. For dette må den varmes opp til 1000 ºC for å øke kornstørrelsen..

Fremstilling av krommetall ved aluminoterm reduksjon av krom (III) oksid. Rando Tuvikene [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]. Kilde: Wikipedia Commons

På magnetiske materialer

Det har blitt tilsatt magnetiske materialer i lyd- og videobånd i små mengder, noe som gir lydhodene en selvrensende effekt..

Nylige innovasjoner

Pigmenter som har forbedret seg nær IR-reflektans er oppnådd ved doping av Cr nanopartiklertoELLER3 med salter av elementer som tilhører gruppen sjeldne jordarter, som lantan og praseodym.

Ved å øke konsentrasjonen av disse elementene øker den nærmeste infrarøde solreflektansen uten å påvirke den grønne fargen på Cr-pigmentet.toELLER3.

Dette gjør at CrtoELLER3 dopet som et "kaldt" pigment, da det er egnet for å kontrollere varmeoppbyggingen.

Anvendes blant annet på tak, biler og polstring, og oppnår en høy refleksjon av IR-sollys, noe som gjør det mulig å redusere økningen i varme betydelig i miljøene..

Referanser

  1. Cotton, F. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avansert uorganisk kjemi. Fjerde utgave. John Wiley & Sons.
  2. Kirk-Othmer (1994). Encyclopedia of Chemical Technology. Volum 19. Fjerde utgave. John Wiley & Sons.
  3. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. (1990). Femte utgave. Volum A7 og A20. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
  4. Amerikanske elementer. (2019). Krom (III) oksid. Gjenopprettet fra americanelements.com.
  5. National Library of Medicine. (2019). Krom (III) oksid. Gjenopprettet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  6. Dorfman, Mitchell R. (2012). Thermal Spray Coatings. I håndbok for miljønedbrytning av materialer. Kapittel 19. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
  7. Takehira, K. et al. (2004). COto Dehydrogenering av propan over Cr-MCM-41 katalysator. I studier i overflatevitenskap og katalyse 153. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
  8. Selvam Sangeetha et al. (2012). Funksjonelle pigmenter fra krom (III) oksid nanopartikler. Fargestoffer og pigmenter 94 (2012) 548-552. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.