Struttura di idrossido di cromo, proprietà, sintesi, usi

Lui Idrossido di cromo È un prodotto composto inorganico della reazione di una base con un sale cromatico. La sua formula chimica varia in base allo stato di ossidazione cromata (+2 o +3, per questo tipo di composto). Così avendo cr (oh)₂ Per idrossido di cromo (II) e CR (OH)₃ Per idrossido di cromo (III).

Per motivi elettronici, il CR²⁺ è più instabile del CR³⁺, Quindi cr (oh)₂ È un agente riducente (perde un elettrone per passare a +3). Pertanto, sebbene entrambi gli idrossidi possano essere ottenuti come precipitati, il CR (OH)₃ -Chiamato anche idrossido cromico- è il composto predominante.

A differenza di quegli idrossidi ottenuti dalla semplice dissoluzione degli ossidi metallici in acqua, CR (OH)₃ Non è sintetizzato da questa via a causa della scarsa solubilità dell'ossido cromico (CR₂O₃, immagine superiore). Tuttavia, CR (OH)₃ È considerato come il CR₂O₃· XH₂Oppure, usato come pigmento verde smeraldo (Guinet Green).

In laboratorio si basa sul cromo metallico, che viene sciolto in soluzione acida per la formazione del complesso [CR (OH₂)₆"³⁺. Questo complesso acquoso reagisce quindi con una base (NaOH o KOH) per formare l'idrossido cromico corrispondente.

Se i passaggi precedenti vengono eseguiti in condizioni che garantiscono l'assenza di ossigeno, la reazione ha origine CR (OH)₂ (Idrossido cromoso). Successivamente è richiesta una separazione e disidratazione del solido precipitato. Di conseguenza, il vero CR (Oh) è "nato"₃, Una polvere verde con una struttura polimerica e incerta.

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Struttura di idrossido di cromo

L'immagine superiore è la rappresentazione più semplice di CR (OH)₃ In gas e fase isolata. Anche e assumendo il carattere puramente ionico delle sue interazioni, nei cationi solidi può essere visualizzato³⁺ interagire con una quantità triplicata di anioni OH^-.

Tuttavia, la natura del collegamento CR-OH è più covalente, a causa della chimica del coordinamento CR³⁺.

Ad esempio, il complesso [CR (Oh₂)₆"³⁺ Indica che il centro cromo metallico è coordinato con sei molecole d'acqua; Poiché questi sono neutri, il complesso mostra il carico positivo del catione originale, CR³⁺.

Ottaedro e polimerizzazione

Nell'immagine superiore la struttura del complesso [Cr (OH è rappresentata₂)₆"³⁺. Cl ioni^- Possono venire, ad esempio, dall'acido cloridrico nel caso in cui sia stato usato per la dissoluzione del sale o dell'ossido cromico.

Quando NaOH (o KOH) viene aggiunto al mezzo di reazione, lo ione OH^- UNS una molecola di questo complesso, formando [Cr (OH₂)₅(OH)]²⁺ (Ora ci sono cinque molecole d'acqua perché il sesto ha perso un protone).

Consecutivamente, questo nuovo complesso di disidrati in un altro complesso acquoso, creando dímeros unite da ponti idrossido:

(H₂O)₅CR-OH-CR (Oh₂)₅

Man mano che la basicità del mezzo aumenta (il pH sale) il complesso [CR (OH₂)₄(OH)₂"⁺, e aumentare anche le probabilità dei nuovi ponti idrossido per creare gelatina. In effetti, questa "gelatina grigia" rifiuta di precipitare ordinate.

Finalmente, CR (oh₂)₃(OH)₃ È costituito da un ottaedro con il CR³⁺ Al centro e collegato a tre molecole d'acqua e tre OH^- che neutralizzano la loro carica positiva; Questo senza considerare la polimerizzazione.

Quando il CR (oh₂)₃(OH)₃ È disidratato, l'acqua coordinata con il CR viene eliminata³⁺, E poiché questo catione è coordinato con sei specie (ligandi), sorgono strutture polimeriche in cui sono coinvolti i collegamenti CR-CR.

Inoltre, quando disidratato, la sua struttura può essere considerata di un tipo CR₂O₃· 3h₂O; In altre parole, quello dell'ossido cromico tri-idratato. Tuttavia, sono gli studi fisico -chimici del solido che possono far luce sulla vera struttura di CR (OH)₃ A questo punto.

Proprietà fisiche e chimiche dell'idrossido di cromo

CR (OH)₃ Sembra una polvere blu-verde, ma quando entra in contatto con l'acqua perché forma una gelatina verde grigiastra.

È insolubile nell'acqua, ma solubile in acidi e basi forti. Inoltre, quando viene riscaldato si rompe, producendo vapori di ossido di cromo.

Anfoterismo

Perché l'idrossido di cromo è solubile in acido e soluzioni di base? Il motivo è dovuto al suo carattere anfoter, che consente di reagire con acidi e basi. Questa proprietà è caratteristica di CR³⁺.

Quando reagi con gli acidi, Cr (oh₂)₃(OH)₃ È sciolto perché i ponti idrossilici sono rotti, responsabili della gelatina del precipitato.

D'altra parte, quando viene aggiunta più base, oh^- Continuano a sostituire le molecole d'acqua, formando il complesso negativo [CR (OH₂)₂(OH)₄"^-. Questo complesso trasforma la soluzione di un colore verde chiaro, che si intensifica mentre la reazione continua.

Quando tutto Cr (oh₂)₃(OH)₃ Hai reagito, un ultimo complesso è ottenuto come indicato dall'equazione chimica:

Cr (Oh₂)₃(OH)₃ + 3 Oh^- [CR (OH)₆" ^3- + 3 h₂O

Questo complesso negativo è associato ai cationi circostanti (Na⁺, Se la base è NaOH) e dopo l'evaporazione dell'acqua, il sale di sodio Chromito (Nacro₂, colore verde smeraldo). Pertanto, sia l'acido che il mezzo di base sono in grado di dissolvere l'idrossido di cromo.

Sintesi di idrossido di cromo nel campo industriale

Nell'industria, è prodotto mediante precipitazione del solfato cromatico con soluzioni di idrossido di sodio o idrossido. Allo stesso modo, l'idrossido di cromo è prodotto dalla reazione schematizzata:

CRO₇^2- + 3 Quindi₂ + 2h⁺ => 2 cr³⁺ + 3 Quindi₄^2- + H₂O

Cr³⁺ + 3oh^- => Cr (oh)₃

Come mostrato nella procedura precedente, la riduzione del cromo VI a Chrome III ha una grande importanza ecologica.

Il cromo III è relativamente innocuo per il biota, mentre il cromo VI è tossico e cancerogeno, oltre a molto solubile, quindi la sua eliminazione dell'ambiente è importante.

La tecnologia del trattamento dell'acqua e del suolo comprende una riduzione da CR (VI) a CR (III).

Applicazioni

Il cromo idrossido ha varie applicazioni:

• Formulazione del trucco.
• Tinture per capelli.
• Smalto per unghie.
• Prodotti per la cura della pelle.
• Prodotti per la pulizia.
• Nella finitura metallica, che rappresenta il 73 % del suo consumo nel settore.
• Nella conservazione del legno.

Riferimenti

1. Whitten, Davis, Peck e Stanley. Chimica. (8 ° ed.). Cengage Learning, p 873, 874.
2. PUBCHEM. Idrossido cromico. Recuperato da Pubchem.NCBI.Nlm.NIH.Gov
3. Sintesi, caratterizzazione e stabilità degli idrossidi Cr (III) e Fe (III). Papassiopi, n., Vaxivanidou, k., Christou, c., Karagianni, e. e antipas, G.  J. Hazard Mater. 264: 490-497.
4. Prebchem. Preparazione dell'idrossido di cromo (iii). Recuperato da Prepchem.com
5. Wikipedia. (2018). Chromium (III) idrossido. Recuperato da.Wikipedia.org