Kromihydroksidirakenne, ominaisuudet ja käyttötavat



kromihydroksidi on emäksen ja kromin suolan reaktion epäorgaaninen yhdiste. Sen kemiallinen kaava vaihtelee kromin hapetustilan mukaan (+2 tai +3, tämän tyyppiselle yhdisteelle). Ottaen näin Cr (OH)2 kromin (II) ja Cr (OH): n hydroksidille3 kromihydroksidille (III).

Sähköisistä syistä Cr2+ se on epävakaa kuin Cr3+, niin Cr (OH)2 se on pelkistävä aine (se menettää elektronin siirtymään +3: een). Näin ollen, vaikka molemmat hydroksidit voidaan saada saostoksina, Cr (OH)3 -sitä kutsutaan myös kromihydroksidiksi - on vallitseva yhdiste.

Toisin kuin hydroksidit, jotka on saatu yksinkertaisesti liuottamalla metallioksideja vedessä, Cr (OH)3 sitä ei syntetisoida tällä reitillä kromi- oksidin huonon liukoisuuden vuoksi (Cr2O3, ylhäältä kuva). Cr (OH)3 Sitä pidetään Cr2O3· XH2Tai sitä käytetään smaragdinvihreänä pigmenttinä (Guinet vihreä).

Metallisen kromin laboratorio-osassa, joka liuotetaan happoliuokseen kompleksin muodostamiseksi [Cr (OH)2)6]3+. Tämä vesipitoinen kompleksi reagoi sitten emäksen (NaOH tai KOH) kanssa vastaavan kromihydroksidin muodostamiseksi.

Jos edelliset vaiheet suoritetaan olosuhteissa, jotka varmistavat hapen puuttumisen, reaktio on peräisin Cr (OH): sta.2 (kromihydroksidi). Tämän jälkeen vaaditaan saostuneen kiinteän aineen erotus ja dehydraatio. Tämän seurauksena "tosi" Cr (OH) on "syntynyt"3, vihreä jauhe, jossa on polymeerirakenne ja epävarma.

indeksi

  • 1 Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet
    • 1.1 Amfoterismi
  • 2 Kromihydroksidin synteesi teollisuusalalla
  • 3 Käyttö
  • 4 Viitteet

Ylempi kuva on Cr (OH): n yksinkertaisin esitys3 kaasufaasissa ja eristetään. Samoin ja olettaen niiden vuorovaikutusten puhtaasti ionisen luonteen, kiinteissä Cr-kationeissa voidaan visualisoida3+ vuorovaikutuksessa kolminkertaistuneen OH-anionien määrän kanssa-.

Cr-OH-sidoksen luonne on kuitenkin kovalenttinen johtuen Cr: n koordinointikemiasta3+.

Esimerkiksi kompleksi [Cr (OH2)6]3+ osoittaa, että kromin metallikeskus on koordinoitu kuuden vesimolekyylin kanssa; Koska nämä ovat neutraaleja, kompleksilla on alkuperäisen kationin positiivinen varaus, Cr3+.

Ylemmässä kuvassa kompleksin rakenne [Cr (OH)2)6]3+. Cl-ionit- ne voivat tulla esimerkiksi kloorivetyhaposta, jos sitä on käytetty suolan tai kromioksidin liuottamiseen.

Kun reaktioväliaineeseen lisätään NaOH (tai KOH), OH-ioni- deprotonoi tämän kompleksin molekyylin muodostaen [Cr (OH)2)5(OH)]2+ (Nyt on viisi vesimolekyyliä, koska kuudes menetti protonin).

Peräkkäin tämä uusi kompleksi kuivaa toisen vesipitoisen kompleksin, jolloin syntyy hydroksidisilloilla sitoutuneita dimeerejä:

(H2O)5Cr-OH-Cr (OH2)5

Kun väliaineen emäksisyys kasvaa (pH nousee) kompleksi [Cr (OH)2)4(OH)2]+, ja ne lisäävät myös uusien hydroksidisiltojen mahdollisuuksia luoda gelatiinipolymeerejä. Itse asiassa tämä "harmaa-vihreä hyytelö" kieltäytyy saostumasta kunnolla.

Lopuksi Cr (OH)2)3(OH)3 koostuu oktaedrista Cr: n kanssa3+ keskellä, ja se liittyy kolmeen vesimolekyyliin ja kolme OH: han- se neutraloi sen positiivisen varauksen; tätä ottamatta huomioon polymerointia.

Kun Cr (OH2)3(OH)3 dehydratoi, poistaa veden kanssa koordinoidun veden3+, ja koska tämä kationi koordinoidaan kuuden lajin (ligandit) kanssa, syntyy polymeerirakenteita, joissa Cr-Cr-sidokset voivat olla mukana..

Myös dehydratoituna sen rakenne voidaan katsoa Cr-tyypiksi2O3· 3H2O; toisin sanoen tri-hydratoitu kromioksidi. Kuitenkin kiinteän aineen fysikaalis-kemialliset tutkimukset voivat valaista Cr (OH): n todellista rakennetta.3 tässä vaiheessa.

Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Cr (OH)3 Sen ulkonäkö on sinivihreä jauhe, mutta kun se joutuu kosketuksiin veden kanssa, se muodostaa gelatiinisen harmaanvihreän sakan.

Se on liukenematon veteen, mutta liukenee vahvoihin happoihin ja emäksiin. Lisäksi kuumennettaessa se hajoaa ja tuottaa kromioksidihöyryjä.

amfoteerisuus

Miksi kromihydroksidi liukenee happamiin ja emäksisiin liuoksiin? Syynä on sen amfoteerinen luonne, joka mahdollistaa sen reagoida sekä happojen että emästen kanssa. Tämä ominaisuus on ominaista Cr3+.

Kun reagoi happojen kanssa, Cr (OH)2)3(OH)3 liukenee, koska hydroksyylisillat hajoavat, mikä vastaa saostuman geeliytymisestä.

Toisaalta, kun lisää emästä lisätään, OH- ne jatkavat vesimolekyylien korvaamista muodostaen negatiivisen kompleksin [Cr (OH)2)2(OH)4]-. Tämä kompleksi tekee liuoksesta vaaleanvihreän värin, joka tehostuu reaktion edetessä.

Kun kaikki Cr (OH)2)3(OH)3 Kun se on reagoinut, saadaan lopullinen kompleksi kemiallisen yhtälön osoittamalla tavalla:

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

Tämä negatiivinen kompleksi liittyy ympäröiviin kationeihin (Na+, jos emäs on NaOH), ja veden haihduttamisen jälkeen natriumkromin suola saostuu (NaCrO2, smaragdinvihreä väri). Niinpä sekä happama että emäksinen väliaine kykenevät liuottamaan kromihydroksidia.

Kromihydroksidin synteesi teollisuusalalla

Teollisuudessa se tuotetaan kromisulfaatin saostuksella natriumhydroksidin tai ammoniumhydroksidin liuoksilla. Samoin kromihydroksidi tuotetaan kaavamaisen reaktion avulla:

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

op3+ + 3OH- => Cr (OH)3

Kuten edellisessä menettelyssä on esitetty, kromin VI pelkistäminen kromiksi III on erittäin ekologinen.

Kromi III on suhteellisen vaaraton biotalle, kun taas kromi VI on myrkyllistä ja karsinogeenista sekä hyvin liukoista, joten on tärkeää poistaa se ympäristöstä.

Jäteveden ja maaperän käsittelytekniikka sisältää Cr (VI): n vähentämisen Cr (III): ksi..

sovellukset

- Meikkien formulointi.

- Hiusten väriaineet.

- Kynsien maalit.

- Ihonhoitotuotteet.

- Puhdistusaineet.

- Metallien viimeistelyssä, joka edustaa 73% sen kulutuksesta teollisuudessa.

- Puun säilyttämisessä.

viittaukset

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kemia. (8. painos). CENGAGE Learning, s. 873, 874.
  2. Pubchem. (2018). Kromihydroksidi. Haettu 18. huhtikuuta 2018 osoitteesta: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  3. N4TR! UMbr. (22. kesäkuuta 2015). Kromi (III) -hydroksidi. [Kuva]. Haettu 18. huhtikuuta 2018 osoitteesta: commons.wikimedia.org
  4. Martinez Troya, D., Martín-Pérez, J.J. Tutkimus kromioksidien ja hydroksidien kokeellisesta käytöstä keskiopetuksissa. BORAX nº 2 (1) - Käytännön kemian tarkastelu toisen ja toisen asteen tutkinnon suorittaneille. Zaframagón-ISSN 2529-9581.
  5. Cr (III) - ja Fe (III) -hydroksidien synteesi, karakterisointi ja stabiilisuus. (2014) Papassiopi, N., Vaxevanidou, K., Christou, C., Karagianni, E. ja Antipas, G. J. Hazard Mater. 264: 490 - 497.
  6. PrebChem. (9. helmikuuta 2016). Kromi (III) -hydroksidin valmistus. Haettu 18. huhtikuuta 2018 alkaen: prepchem.com
  7. Wikipedia. (2018). Kromi (III) -hydroksidi. Haettu 18. huhtikuuta 2018 osoitteesta: en.wikipedia.org