KROM (III) OXID: STRUKTUR, NOMENKLATUR, EGENSKAPER, ANVÄNDNINGSOMRÅDEN - KEMI - 2026

Den krom (III) oxid eller krom är en oorganisk grön fast substans bildades brinnande metall krom (Cr) i syre (O ₂ ), som lämnar krom oxidationstillstånd 3+. Dess kemiska formel är Cr ₂ O ₃ . I naturen finns det i Eskolait-mineralet. Inga användbara naturliga avlagringar av krom (III) oxid är kända.

Den kan framställas bland annat genom upphettning Cr ₂ O ₃ hydrat (Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O) för att fullständigt avlägsna vatten. Det erhålles också som en produkt av kalcinering av krom (VI) oxid (CrO ₃ ).

Krom (III) oxidpigment. FK1954. Källa: Wikipedia Commons

Emellertid, är det bästa sättet att erhålla det rena genom sönderdelning av ammoniumdikromat (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ vid 200 ° C. Industriellt den produceras genom reduktion av fast natriumdikromat (Na ₂ Cr ₂ O ₇ ) med svavel.

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

Det används i industriella beläggningar, lack, inom byggindustrin, i smycken, som färgämne i kosmetika eller i farmaceutiska produkter, bland andra tillämpningar.

Strukturera

Den α-Cr ₂ O ₃ -oxid har korund liknande struktur. Dess kristallsystem är hexagonal rombohedral. Det är isomorf med α-aluminiumoxid och α-Fe ₂ O ₃ .

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

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

Nomenklatur

- Krom (III) oxid.

- Grön kromoxid.

- Dikromtrioxid.

- Kromsekvioxid.

- Krom.

- Eskolaíta: Krom (III) oxidmineral.

- Hydratet: Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O (där n ≅ 2) kallas krom (III) oxidhydrat eller Guignet Green.

Krom (III) oxidhydrat. W. Oelen. Källa: Wikipedia Commons

Egenskaper

Fysiskt tillstånd

Kristallint fast ämne.

Mohs hårdhet

9 (dess kristaller är extremt hårda).

Molekylvikt

151,99 g / mol.

Smältpunkt

Den smälter vid 2435 ° C, men börjar förångas vid 2000 ° C och bildar moln av grön rök.

Densitet

5,22 g / cm ^{^}

löslighet

När det har upphettats till höga temperaturer är det praktiskt taget olösligt i vatten (3 mikrogram / L vid 20 ° C); olöslig i alkoholer och aceton; något lösligt i syror och alkalier; sSoluble i perklorsyra (HCIO ₄ ) vid 70%, i vilken den sönderdelas.

pH

6.

Brytningsindex

2551.

Andra egenskaper

- Om den kalcineras starkt blir den inert mot syror och baser. Annars Cr ₂ O ₃ och dess hydratiserad form Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O är amfotera, lätt upplösning i syra för att ge ³⁺ aqua-joner , och i koncentrerad alkali för att bilda "kromiter".

- När den är kalcinerad är den kemiskt resistent mot syror, alkalier och höga temperaturer. Det är extremt stabilt för SO ₂ .

- Den har en enastående ljusbeständighet på grund av att dess kristaller har opacitet, hög UV-dämpning och transparens för synligt ljus.

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

- Dess hydrat Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O (där n ≅ 2) inte har termisk stabilitet, begränsar dess hydratisering vatten dess tillämplighet på mindre än 260 ° C. Den har en låg toningskapacitet och ett begränsat antal nyanser.

- Men sagda hydrat har en mycket ren och ljus blågrön nyans. Den är halvgenomskinlig, uppvisar låg opacitet, utmärkt ljusbeständighet och motståndskraft mot alkalier.

- Cr ₂ O _{3 är} inte klassificerad som ett farligt material och anses en inert fint pulver. Det omfattas inte av internationella transportregler.

- Det irriterar inte huden eller slemhinnorna.

tillämpningar

Inom keramik- och glasindustrin

På grund av dess höga motståndskraft mot värme och kemisk beständighet, kalcinerad Cr ₂ O ₃ används som ett färgämne eller förglasningsbart pigment vid framställning av keramer, i porslinsemalj och glasblandningar.

I industriella beläggningar

Krom (III) oxidkeramik ger utmärkt motstånd mot de flesta frätande miljöer. Allt detta genom mekanismen för att utesluta substratet från miljön som omger det.

Av detta skäl används det i beläggningar för att förhindra korrosion av många material, som appliceras genom termisk sprutning (finfördelning eller varm spray).

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

I dessa fall, tillämpningen av en Cr ₂ O ₃ beläggning genom plasmaavsättning genererar en hög motståndskraft mot nötning.

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

I eldfast industri

Det används för tillverkning av termiska och kemiskt resistenta tegelstenar, fasade material och aluminiumoxidbaserad eldfast betong.

Under konstruktion

Eftersom det är extremt motståndskraftigt mot atmosfäriska förhållanden, ljus och värme, appliceras det som ett granulerat bergfärgämne för asfalttak, betongcement, högkvalitativa industriella beläggningar för exteriörer, stålkonstruktioner och fasadbeläggningar (emulgerbara färger).

Som pigment i olika tillämpningar

Den tål vulkaniseringsförhållanden och försämras inte, varför den används vid gummipigmentering.

Eftersom det är giftigt, används det som ett pigment för leksaker, kosmetika (särskilt dess hydrat), plast, tryckfärger, färger som kommer i kontakt med livsmedel och läkemedelsprodukter.

I pigmentindustrin används det som råmaterial för att producera penetrerande färgämnen som innehåller krom och i pigment baserade på blandade metalloxidfaser. Det används också som en färgfärgningsmedel för att belägga spolar.

Dess hydrat har en transparens som möjliggör formulering av polykromatiska ytbehandlingar i fordonsindustrin (metallfinish för bilar).

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

I smycken

Det används som färgämne för syntetiska ädelstenar. När Cr ₂ O ₃ införes som en förorening i kristallgittret av α-Al ₂ O ₃ , som i den halvädelstenar mineral rubin, är den röda färgen i stället för grönt.

Det används också som ett slip- och polermedel för dess höga hårdhet och slipegenskaper.

Vid katalys av kemiska reaktioner

Uppburen på aluminiumoxid (Al ₂ O ₃ ), eller andra oxider, det används i organisk kemi som en katalysator, till exempel, vid hydrering av estrar eller aldehyder till formulär alkoholer och i cykliseringen av kolväten. Det katalyserar reaktionen av kväve (N ₂ ) med väte (H ₂ ) för att bilda ammoniak (NH ₃ ).

På grund av sin oxidreduceringsförmåga och verkar tillsammans med krom (VI) -oxid spelar den en viktig roll i dehydrogeneringen av alkaner med CO _{2 för} att producera propen och isobuten, eftersom katalysatorns deaktiverings-reaktiveringscykel lätt kan köras. Det används också som katalysator i oorganisk kemi.

Vid tillverkning av krom

Det används i aluminiumoxidproduktionen av ren krommetall. För detta måste den värmas upp till 1000 ºC för att öka kornstorleken.

Framställning av krommetall genom aluminotermisk reduktion av krom (III) oxid. Rando Tuvikene. Källa: Wikipedia Commons

På magnetiska material

Det har lagts till i små mängder till magnetiska material i ljud- och videoband, vilket ger ljudhuvudena en självrengörande effekt.

Nya innovationer

Pigment med förbättrad reflektans nära IR har erhållits genom dopning Cr ₂ O ₃ nanopartiklar med salter av element tillhörande den sällsynta jordartsmetaller-gruppen, t ex lantan och praseodym.

Genom ökning av koncentrationen av dessa element, de nära infraröda solar reflektans ökar utan att påverka den gröna färgen hos Cr ₂ O ₃ pigment .

Detta medger att dopad Cr ₂ O ₃ för att klassificeras som en "kall" pigment, som den är lämplig för styrning värmeackumulering.

Tillämpat på tak, bilar och klädsel, bland andra tillämpningar, uppnår det en hög reflektion av IR-solljus, vilket gör det möjligt att avsevärt minska ökningen av värme i miljön.

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. Ullmanns encyklopedi för industriell kemi. (1990). Femte upplagan. Volym A7 och A20. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
4. Amerikanska element. (2019). Krom (III) oxid. Återställs 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 sprutbeläggningar. I handbok för miljöförstöring av material. Kapitel 19. Återställs från sciencedirect.com.
7. Takehira, K. et al. (2004). CO ₂ Dehydrogenering av propan över Cr-MCM-41 katalysator. I studier i ytvetenskap och katalys 153. Återställs från sciencedirect.com.
8. Selvam Sangeetha et al. (2012). Funktionella pigment från krom (III) oxid nanopartiklar. Färgämnen och pigment 94 (2012) 548-552. Återställs från sciencedirect.com.