Krom (III) oxidstruktur, nomenklatur, egenskaper, användningsområden

1325
Abraham McLaughlin

De krom (III) oxid Kromoxid är ett grönt oorganiskt fast ämne som bildas genom förbränning av krommetall (Cr) i syre (Otvåoch lämnar krom med ett 3+ oxidationstillstånd. Dess kemiska formel är CrtvåELLER3. I naturen finns den i mineralet Eskolaíta. Inga användbara naturliga avlagringar av krom (III) oxid är kända.

Den kan beredas bland annat genom att värma CrtvåELLER3 hydratiserad (CrtvåELLER3.nHtvåO) för att helt ta bort vattnet. Det erhålls också som en produkt av kalcineringen av krom (VI) oxid (CrO3). 

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

Det bästa sättet att få det rent är dock genom sönderdelning av ammoniumdikromat (NH4)tvåCrtvåELLER7 vid 200 ° C. Industriellt framställs den genom reduktion av natriumdikromat (NatvåCrtvåELLER7fast substans med svavel.

När den är finfördelad har den en ljusgrön färg med en gulaktig nyans. Men om partiklarna är större uppvisar den en blåaktig nyans. Kromoxid är det mest stabila gröna pigmentet som är känt. Dess termiska och kemiska beständighet gör den till ett värdefullt keramiskt färgämne.

Det används i industriella beläggningar, lacker, inom byggbranschen, i smycken, som färgämne i kosmetika eller i farmaceutiska produkter, bland andra applikationer..

Artikelindex

  • 1 Struktur
  • 2 Nomenklatur
  • 3 fastigheter
    • 3.1 Fysiskt tillstånd
    • 3.2 Mohs hårdhet
    • 3.3 Molekylvikt
    • 3.4 Smältpunkt
    • 3.5 Densitet
    • 3.6 Löslighet
    • 3,7 pH
    • 3.8 Brytningsindex
    • 3.9 Andra egenskaper
  • 4 användningsområden
    • 4.1 Inom keramik- och glasindustrin
    • 4.2 I industriella beläggningar
    • 4.3 I eldfasta branschen
    • 4.4 Under uppbyggnad
    • 4.5 Som ett pigment i olika applikationer
    • 4.6 I smycken
    • 4.7 Vid katalys av kemiska reaktioner
    • 4.8 Vid tillverkning av krom
    • 4.9 På magnetiska material
    • 4.10 Senaste innovationer
  • 5 Referenser

Strukturera

Α-Cr-oxidtvåELLER3 Den har korundstrukturen. Dess kristallsystem är sexkantigt rombohedral. Den är isomorf med α-aluminiumoxid och α-FetvåELLER3.

Eskolaite, ett naturligt mineral av krom (III) oxid, har strukturen som visas nedan:

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

Nomenklatur

- Krom (III) oxid.

- Kromoxidgrön.

- Dikrom trioxid.

- Kromsesquioxide.

- Chromia.

- Eskolaíta: Krom (III) oxidmineral.

- Hydrat: CrtvåELLER3.nHtvåO (där n ≅ 2) kallas krom (III) oxidhydrat eller guignetgrön.

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

Egenskaper

Fysiskt tillstånd

Kristallint fast ämne.

Mohs hårdhet

9 (dess kristaller är extremt hårda).

Molekylvikt

151,99 g / mol.

Smältpunkt

Det smälter vid 2435 ° C men börjar avdunsta vid 2000 ° C och bildar moln av grön rök..

Densitet

5,22 g / cm3

Löslighet

När den har värmts upp till höga temperaturer är den praktiskt taget olöslig i vatten (3 mikrogram / l vid 20 ° C); olöslig i alkoholer och aceton; lätt löslig i syror och alkalier; sLöslig i perklorsyra (HClO4) till 70%, där den sönderdelas.

pH

6.

Brytningsindex

2,551.

Andra egenskaper

- Om det kalcineras kraftigt blir det inert mot syror och baser. Annars CrtvåELLER3 och dess hydratiserade form CrtvåELLER3.nHtvåEller så är de amfotera, löser sig lätt i syra för att ge vattenjoner [Cr (HtvåELLER)6]3+, och i koncentrerad alkali för att bilda "kromiter".

- När det kalcineras är det kemiskt resistent mot syror, alkalier och höga temperaturer. Det är extremt stabilt mot SOtvå.

- Den har enastående motståndskraft mot ljus på grund av att dess kristaller har opacitet, hög UV-dämpning och genomskinlighet för synligt ljus..

- Det är ett extremt hårt material, det kan repa kvarts, topas och zirkonium.

- Dess hydrat CrtvåELLER3.nHtvåO (där n ≅ 2) inte har termisk stabilitet, begränsar dess hydratiseringsvatten dess tillämplighet till mindre än 260 ºC. Låg färgbarhet och begränsat utbud av nyanser.

- Men detta hydrat har en mycket ren och ljusblågrön nyans. Det är halvtransparent, uppvisar låg opacitet, utmärkt ljusbeständighet och alkalibeständighet.

- CrtvåELLER3 Det klassificeras inte som farligt material och anses vara ett inert fint pulver. Det omfattas inte av internationella transportregler.

- Det irriterar inte huden eller slemhinnorna.

Applikationer

Inom keramik- och glasindustrin

På grund av sin höga värmebeständighet och kemiska beständighet, CrtvåELLER3 kalcinerad används som färgämne eller glasfärgbart pigment vid tillverkning av keramik, i porslinemaljer och glasblandningar.

I industriella beläggningar

Krom (III) oxidkeramik ger utmärkt beständighet mot de flesta frätande miljöer. Allt detta genom att substratet utesluts från omgivningen som omger det..

Av denna anledning används den i beläggningar för att förhindra korrosion av många material, appliceras genom termisk sprutning (finfördelning eller het spray)..

Det används också som skydd mot nötande slitage (när materialborttagning orsakas av partiklar som rör sig över en yta).

I dessa fall appliceras en beläggning av CrtvåELLER3 genererar hög motståndskraft mot nötning genom plasmadeposition.

De två föregående fallen är till exempel användbara i gasturbinmotorer inom flygindustrin..

I eldfast industri

Används vid tillverkning av termiskt och kemiskt beständiga tegelstenar, mot material och aluminiumoxidbaserad eldfast betong.

Under konstruktion

Eftersom den är extremt motståndskraftig mot atmosfäriska förhållanden, ljus och värme, appliceras den som ett granulerat bergfärgmedel för asfaltak, betongcement, högkvalitativa industriella beläggningar för exteriörer, stålkonstruktioner och fasadbeläggningar (emulgerbar färg)..

Som ett pigment i olika applikationer

Det tål vulkaniseringsförhållanden och bryts inte ned, varför det används i gummipigmentering.

Eftersom den är giftfri används den som ett pigment för leksaker, kosmetika (särskilt dess hydrat), plast, tryckfärger, färger som kommer i kontakt med livsmedel och farmaceutiska produkter..

I pigmentindustrin används den som råvara för att producera penetrerande färgämnen som innehåller krom och i pigment baserade på blandade metalloxidfaser. Det används också som färgfärgämne för spolbeläggning.

Dess hydrat har en genomskinlighet som möjliggör beredning av polykromatiska ytbehandlingar inom fordonsindustrin (metallbearbetning av bilar).

På grund av sin unika egenskap att reflektera infraröd strålning (IR) på samma sätt som klorofyll i växter, under infrarött ljus ser det ut som lövverk. Av denna anledning används den i stor utsträckning i kamouflagefärger eller beläggningar för militära applikationer..

I smycken

Det används som färgämne för syntetiska pärlor. När Cr introducerastvåELLER3 som en förorening i kristallgitteret av a-AltvåELLER3, som i den halvedelbara mineralrubinen är färgen röd istället för grön.

Det används också som slip- och polermedel för sin höga hårdhet och slipande egenskaper..

Vid katalys av kemiska reaktioner

Stöds i aluminiumoxid (AltvåELLER3eller andra oxider, används den i organisk kemi som en katalysator, till exempel vid hydreringen av estrar eller aldehyder för att bilda alkoholer och vid cyklisering av kolväten. Katalyserar kvävereaktionen (Ntvåmed väte (Htvåför att bilda ammoniak (NH3).

På grund av dess oxidationsreduktionsförmåga, som verkar tillsammans med krom (VI) oxid, spelar den en viktig roll vid dehydrogenering av alkaner med CO.två för att producera propen och isobuten, eftersom katalysatorns deaktiverings-reaktiveringscykel lätt kan köras. Det används också som en katalysator i oorganisk kemi.

Vid tillverkning av krom

Den används vid aluminotermisk produktion av ren krommetall. För detta måste den värmas upp till 1000 ºC för att öka kornstorleken..

Framställning av krommetall genom aluminoterm reduktion av krom (III) oxid. Rando Tuvikene [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]. Källa: Wikipedia Commons

På magnetiska material

Det har tillsatts magnetiska material i ljud- och videoband i små mängder, vilket ger en ljudrengörande effekt på ljudhuvudena..

Senaste innovationer

Pigment som har förbättrats nära IR-reflektans har erhållits genom dopning av Cr-nanopartiklartvåELLER3 med salter av element som tillhör gruppen sällsynta jordartsmetaller, såsom lantan och praseodym.

Genom att öka koncentrationen av dessa element ökar den nära infraröda solreflektansen utan att påverka den gröna färgen på Cr-pigmentet.tvåELLER3.

Detta möjliggör CrtvåELLER3 dopad som ett "kallt" pigment, eftersom det är lämpligt för att kontrollera värmeuppbyggnaden.

Tillämpad på tak, bilar och klädsel, bland andra applikationer, uppnår den en hög reflektion av IR-solljus, vilket gör det möjligt att avsevärt minska värmeökningen i miljöerna.

Referenser

  1. Cotton, F. Albert och Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avancerad oorganisk kemi. Fjärde upplagan. John Wiley & Sons.
  2. Kirk-Othmer (1994). Encyclopedia of Chemical Technology. Volym 19. Fjärde upplagan. John Wiley & Sons.
  3. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. (1990). Femte upplagan. Volym A7 och A20. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
  4. Amerikanska element. (2019). Krom (III) oxid. Återställd från americanelements.com.
  5. National Library of Medicine. (2019). Krom (III) oxid. Återställd från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  6. Dorfman, Mitchell R. (2012). Termiska spraybeläggningar. I Handbok för miljöförstöring av material. Kapitel 19. Återställs från sciencedirect.com.
  7. Takehira, K. et al. (2004). COtvå Dehydrogenering av propan över Cr-MCM-41-katalysator. I studier inom ytvetenskap och katalys 153. Återställd från sciencedirect.com.
  8. Selvam Sangeetha et al. (2012). Funktionella pigment från nanopartiklar från krom (III) oxid. Färgämnen och pigment 94 (2012) 548-552. Återställd från sciencedirect.com.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.