ZINKKROMAT: STRUKTUR, EGENSKAPER, ERHÅLLANDE, ANVÄNDNING - KEMI - 2026

Den zinkkromat eller zinkkromat är en oorganisk förening bestående av elementen zink (Zn), krom (Cr) och syre (O). Den har jonerna Zn ²⁺ och CrO ₄ ^2- . Dess kemiska formel är ZnCrO ₄ .

Uttrycket "zinkkromat" tjänar kommersiellt för att beteckna tre föreningar med olika molekylstruktur: (a) zinkkromatet i sig ZnCrO ₄ , (b) det grundläggande zinkkromatet ZnCrO ₄ • 4Zn (OH) ₂ och (c) ) baskromat av zink och kalium 3ZnCrO ₄ • Zn (OH) ₂ • K ₂ CrO ₄ • 2H ₂ O.

Struktur av zinkchromat. Författare: Marilú Stea.

Det används huvudsakligen i färger eller grunder som skyddar metaller mot korrosion. För detta blandas det med färger, lack och polymerer som sedan appliceras på metallens yta.

Det används också i dekorativa och skyddande ytbehandlingar som uppnås med andra kromater och syror som täcker olika föremål såsom verktyg. Det tjänar också till att bibehålla den elektriska ledningsförmågan hos metalldelar.

Det används som katalysator vid hydreringsreaktioner (tillsats av väte) i organiska föreningar. Det är en del av pigment som tidigare användes i konstnärliga målningar.

Det är ett material som orsakar cancer och det beror på att krom har krom i +6-oxidationstillståndet.

Strukturera

Zink Chromate ZnCrO ₄ är en gul förening. Författare: Marilú Stea.

Zinkkromat är en jonisk förening bildad genom zinkkatjonen Zn ²⁺ och kromat anjonen CrO ₄ ^2- . Den senare består av krom med valens +6 (sexvärt krom, Cr ⁶⁺ ) och fyra syreatomer med oxidationstillstånd -2.

Zn 2 ⁺ -jonen har följande elektroniska struktur:

1s ² , 2s ² 2p ⁶ , 3s ² 3p ⁶ 3d ¹⁰ .

Hexavalent krom har för sin del följande konformation i sina elektroniska orbitaler:

1s ² , 2s ² 2p ⁶ , 3s ² 3p ⁶ .

Båda strukturerna är mycket stabila eftersom orbitalerna är kompletta.

Nomenklatur

• Zinkkromat
• Kromsyra zinksalt
• Zinkgult (även om denna term också avser andra föreningar som innehåller ZnCrO ₄ ).

Egenskaper

Fysiskt tillstånd

Citrongul eller gul kristallin fast substans. Kristaller i form av prismor.

Molekylvikt

181,4 g / mol

Smältpunkt

316 ºC

Densitet

3,40 g / cm ^{^}

löslighet

Svagt löslig i vatten: 3,08 g / 100 g H ₂ O. Den löser sig lätt i syror och i flytande ammoniak. Olöslig i aceton.

pH

Enligt vissa källor är dess vattenhaltiga lösningar sura.

Kemiska egenskaper

Det är en starkt oxiderande förening, så den kan reagera med reduktionsmedel och alstra värme. Bland de ämnen som det kan reagera på är organiska sådana som cyanider, estrar och tiocyanater. Det kan också attackera vissa metaller.

I vattenlösning presenterar kromatjonen olika jämvikt beroende på pH och bildar olika arter.

Kromformade arter

Över pH 6 den kromatjon CrO ₄ ^2- (gul till färgen) är närvarande; mellan pH 2 och pH 6 jonen HCrO ₄ ^- och dikromat Cr ₂ O ₇ ^2- (orange-röd till färgen) är i jämvikt ; vid pH lägre än 1 de viktigaste arterna är H ₂ CrO ₄ .

När zink (II) katjonen tillsätts till dessa vattenhaltiga lösningar, ZnCrO ₄ fällningar .

Saldot är följande:

HCrO ₄ ^- ⇔ CrO ₄ ^2- + H ⁺

H ₂ CrO ₄ ⇔ HCrO ₄ ^- + H ⁺

Cr ₂ O ₇ ^2- + H ₂ O ⇔ 2 HCrO ₄ ^-

I grundmedium inträffar följande:

Cr ₂ O ₇ ^2- + OH ^- ⇔ HCrO ₄ ^- + CrO ₄ ^2-

HCrO ₄ ^- + OH ^- ⇔ CrO ₄ ^2- + H ₂ O

ZnCrO ₄ reagerar inte snabbt med luft eller vatten.

Erhållande

Det kan framställas genom att reagera en vattenhaltig zinkoxid eller hydroxidslam med ett upplöst kromatsalt och sedan neutralisera.

Industriellt är Cronak process som används, i vilken zinkmetall är nedsänkt i en lösning av natriumdikromat (Na ₂ Cr ₂ O ₇ ) och svavelsyra (H ₂ SO ₄ ).

Det kan också beredas genom att fälla ut det från lösningar där det finns upplösta zink- och kromatsalter:

K ₂ CrO ₄ + ZnSO ₄ → ZnCrO ₄ ↓ + K ₂ SO ₄

tillämpningar

I metallskydd

I metallurgisk industri används den huvudsakligen i basfärger (förberedande färg eller initial beläggning) applicerade på metaller, till vilka den ger motstånd mot korrosion.

Det används som pigment i målarfärger och fernissar och införs i matrisen för en organisk polymer.

Denna typ av färg appliceras på rörledningar, oljetankfartyg, stålkonstruktioner som broar, kraftöverföringstorn och bildelar för att hämma korrosion.

Broarnas stålkonstruktioner är målade med en zinkkromatbas före den slutliga målningen för att skydda dem från korrosion. Författare: オ ギ ク ボ マ ン サ ク. Källa: Pixabay.

passive

Det finns också skyddande zinkbelagda metallkomponenter som har passiverats med användning av alkalimetallkromater. Passivering består av förlust av kemisk reaktivitet under vissa miljöförhållanden.

Dessa beläggningar tjänar också som dekorativa ytbehandlingar och för att bibehålla elektrisk ledningsförmåga. De appliceras vanligtvis på vardagsartiklar som verktyg och kan känna igen deras gula färg.

Vissa verktyg är belagda med zinkkromat. Författare: Duk. Källa: Wikimedia Commons.

Hur fungerar det

Vissa forskare fann att zinkkromats skydd mot metallkorrosion kan bero på att det hämmar svamptillväxt. På detta sätt förhindrar det att den antikorrosiva färgbeläggningen försämras.

Andra studier indikerar att den korrosionsskyddande effekten kan bero på att föreningen påskyndar bildandet av skyddsoxider på metaller.

Antikorrosiv zinkkromatfärg för skydd av metallytor. 水水 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Källa: Wikimedia Commons.

Vid katalys av reaktioner

Denna förening har använts som en katalysator i olika kemiska reaktioner, såsom hydrogenering av kolmonoxid (CO) för att erhålla metanol (CH ₃ OH).

Estrar kan omvandlas till primära alkoholer genom hydrering genom att använda denna förening för att påskynda reaktionen.

Enligt vissa forskare beror dess katalytiska verkan på det faktum att det fasta materialet inte uppvisar en stökiometrisk struktur, det vill säga avviker från formeln ZnCrO ₄ och är snarare:

Zn _1-x Cr _2-x O ₄

Detta innebär att det finns defekter i strukturen som energiskt gynnar katalys.

Andra appar

Det finns i vissa oljiga färgämnen, det används för tryckning, det är ett ytbehandlingsmedel, det appliceras i golvbeläggningar och det är ett reagens i kemiska laboratorier.

Avvecklade användningar

Sedan 1940-talet har ett ZnCrO _4- derivat , zink-kopparkromat, använts som en bladsvampmedel för potatisväxter.

Potatisväxter. Författare: Dirk (Beeki®) Schumacher. Källa: Pixabay.

Denna användning har sedan övergivits på grund av föreningens toxicitet och skadliga effekter.

Förekomsten av ett komplext zinkkromatsalt, 4ZnCrO ₄ • K ₂ O • 3H ₂ O (hydratiserat zink och kaliumkromat), som är ett gult pigment som kallas Lemon Yellow , har hittats i konstnärliga målningar från 1800-talet .

risker

Även om det inte är brännbart, emitterar det giftiga gaser vid uppvärmning. Kan explodera om de är i kontakt med reduktionsmedel eller organiska material.

Dammet irriterar ögonen och huden och orsakar en allergisk reaktion. Inandning orsakar irritation i näsan och halsen. Det påverkar lungorna, orsakar andnöd, bronkit, lunginflammation och astma.

Intag påverkar matsmältningskanalen, levern, njurarna, centrala nervsystemet, producerar en cirkulationscirkulation och skadar immunsystemet.

Cancergenerator

Det är en bekräftad karcinogen, ökar risken för lung- och näshålcancer. Det är giftigt för celler (cytotoxiskt) och skadar också kromosomer (genotoxiskt).

Zinkkromat orsakar lung- och andningscancer. Författare: OpenClipart-Vectors. Källa: Pixabay.

Det har fastställts att toxiciteten och karcinogeniciteten hos denna förening huvudsakligen orsakas av verkan av krom i +6-oxidationstillståndet. Närvaron av zink ger emellertid produkten olöslighet och detta påverkar också den skada den producerar.

Effekter på miljön

Det är mycket giftigt för djur och vattenlevande liv och orsakar skadliga effekter som varar över tiden. Denna kemikalie kan bioackumuleras i hela livsmedelskedjan.

Av alla dessa skäl regleras processerna med kromater (hexavalent krom) av världshälsoorganisationer och ersätts av alternativ teknik utan denna jon.

referenser

1. US National Library of Medicine. (2019). Zinkkromat. Återställs från pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Lide, DR (redaktör) (2003). CRC-handbok för kemi och fysik. 85: ^e CRC-tryck.
3. Xie, H. et al. (2009). Zinkkromat inducerar kromosominstabilitet och DNA-dubbelsträngsbrott i mänskliga lungceller. Toxicol Appl Pharmacol 2009 1 feb; 234 (3): 293-299. Återställs från ncbi.nlm.nih.gov.
4. Jackson, RA et al. (1991). Den katalytiska aktiviteten och defektstrukturen hos zinkchromat. Catal Lett 8, 385-389 (1991). Återställdes från link.springer.com.
5. Yahalom, J. (2001). Metoder för korrosionsskydd. In Encyclopedia of Materials: Science and Technology. Återställs från sciencedirect.com.
6. Stranger-Johannessen, M. (1988). Den antimikrobiella effekten av pigment i korrosionsskyddande färger. I Houghton DR, Eggins, HOW (eds) Biodeterioration 7. Återställdes från link.springer.com.
7. Barrett, årsstämma (1991). Minskning. I omfattande organisk syntes. Återställs från sciencedirect.com.
8. Thurston, HW et al. (1948). Kromater som potatisfungicider. American Potato Journal 25, 406-409 (1948). Återställdes från link.springer.com.
9. Lynch, RF (2001). Zink: Legering, termokemisk bearbetning, egenskaper och applikationer. In Encyclopedia of Materials: Science and Technology. Återställs från sciencedirect.com.
10. Ramesh Kumar, AV och Nigam, RK (1998). Mössbauer-spektroskopiundersökning av korrosionsprodukter under grundbeläggning innehållande korrosionspigment. J Radioanal Nucl Chem 227, 3-7 (1998). Återställdes från link.springer.com.
11. Otero, V. et al. (2017). Barium-, zink- och strontiumgulor i sena 1800-början av 1900-talets oljemålningar. Herit Sci 5, 46 (2017). Återställs från heritagesciencejournal.springeropen.com.
12. Cotton, F. Albert och Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avancerad oorganisk kemi. Fjärde upplagan. John Wiley & Sons.
13. Wikipedia (2020). Zinkkromat. Återställs från en.wikipedia.org.
14. Wikipedia (2020). Chromatkonverteringsbeläggning. Återställs från en.wikipedia.org.