Struttura di ossido di cromo (III), nomenclatura, proprietà, usi

Lui Ossido cromatico (III) L'ossido cromico u è un solido verde inorganico che si forma dalla combustione di metallo di cromo (CR) in ossigeno (o₂), lasciando Chrome con lo stato di ossidazione 3+. La sua formula chimica è CR₂O₃. In natura si trova nel minerale di Eskolaíta. Non sono noti depositi naturali di ossido di cromo (III).

Può essere preparato tra l'altro riscaldando CR₂O₃ Idratato (Cr₂O₃.NH₂O) per rimuovere completamente l'acqua. Si ottiene anche come prodotto della calcinazione dell'ossido di cromo (VI) (CRO₃). 

Pigmento di ossido cromatico (III). FK1954 [dominio pubblico]. Fonte: Wikipedia Commons

Tuttavia, il modo migliore per ottenerlo puro è per decomposizione del dicromato di ammonio (NH₄)₂Cr₂O₇ a 200 ºC. Industrialmente è prodotto per riduzione del dicromato di sodio (NA₂Cr₂O₇) solido con zolfo.

Quando è finemente diviso, presenta un colore verde brillante con sfumature giallastre. Ma se le particelle sono più grandi, mostra un colorante bluastro. L'ossido cromico è il pigmento verde più stabile che è noto. La sua resistenza termica e chimica lo rende un prezioso colorante in ceramica.

È utilizzato in rivestimenti industriali, vernici, nel settore delle costruzioni, nei gioielli, come colorazione in cosmetici o in prodotti farmaceutici, tra le altre applicazioni.

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Struttura

Ossido α-CR₂O₃ Ha la struttura di tipo Corindon. Il suo sistema cristallino è romboonico esagonale. È isomorfo con α-allumina e α-Fe₂O₃.

L'eskolaíta, minerale naturale dell'ossido cromato (III), presenta la struttura mostrata di seguito:

Struttura cristallina di Eskolaíta Mineral. https: // caricamento.Wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/eskolaite_structure.Jpg. Fonte: Wikipedia Commons

Nomenclatura

- Ossido cromatico (III).

- Ossido di cromo verde.

- Triossido di dicroma.

- Cromium Seasquiossido.

- Chromia.

- Eskolaíta: minerale di ossido di cromo (III).

- Idrato: cr₂O₃.NH₂O (dove n ≅ 2) è chiamato ossido di cromo idrato (III) o verde Guignet.

Ossido di cromo idrato (III). W. Oelen [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)]. Fonte: Wikipedia Commons

Proprietà

Stato fisico

Solido cristallino.

Durezza MOHS

9 (i loro cristalli sono estremamente difficili).

Peso molecolare

151,99 g/mol.

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Punto di fusione

Si scioglie a 2435 ºC, ma inizia a evaporare a 2000 ºC formando nuvole di fumo verde.

Densità

5,22 g/cm³

Solubilità

Quando è stato riscaldato ad alte temperature, è praticamente insolubile in acqua (3 microgrammi/L a 20 ° C); insolubile in alcoli e acetone; leggermente solubile in acidi e alcali; acido perclorico ssolubile (HCLO₄) al 70%, in cui si rompe.

ph

6.

Indice di rifrazione

2.551.

Altre proprietà

- Se è fortemente calcolato, diventa inerte verso acidi e basi. Altrimenti il ​​cr₂O₃ e la sua forma idratata CR₂O₃.NH₂O Sono anfoterici, si dissolvono facilmente in acido per dare aqua -ioni [CR (H₂O)₆"³⁺, e in alcali concentrato per formare "cromitos".

- Quando è stato calcolato, è chimicamente resistente agli acidi, agli alcali e alle alte temperature. È estremamente stabile per così₂.

- Ha una resistenza eccezionale alla luce perché i suoi cristalli hanno opacità, alta attenuazione UV e trasparenza alla luce visibile.

- È un materiale estremamente duro, puoi graffiare quarzo, tapacia e zirconio.

- Il suo idrato cr₂O₃.NH₂O (dove N ≅ 2) non ha stabilità termica, la sua idratazione l'acqua limita la sua applicabilità a meno di 260 ºC. Presenta una bassa capacità di tintura e sfumature limitate di sfumature.

- Ma questo idrato ha una tonalità blu verde molto pulita e luminosa. È semi -trasparente, presenta una bassa opacità, un'eccellente resistenza alla luce e resistenza agli alcali.

- Il cr₂O₃ Non è classificato come materiale pericoloso ed è considerato una polvere fine inerte. Non è soggetto alle normative sui trasporti internazionali.

- Non irrita la pelle o le mucose.

Applicazioni

Nell'industria ceramica e di vetro

A causa della sua elevata resistenza al calore e alla resistenza chimica, il CR₂O₃ Calcinato viene utilizzato come colorazione da colorare o pigmento vetrificabile nella produzione in ceramica, negli smalti in porcellana e miscele per il vetro.

Nei rivestimenti industriali

La ceramica con ossido di cromo (III) offre un'eccellente resistenza contro la maggior parte degli ambienti corrosivi. Tutto questo attraverso il meccanismo di esclusione del substrato circostante.

Per questo motivo, viene utilizzato nei rivestimenti per prevenire la corrosione di molti materiali, applicata mediante spray termico (atomizzazione o rugiada calda).

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Viene anche usato come protezione contro l'usura abrasiva (quando la rimozione del materiale è causata da particelle che si muovono attraverso una superficie).

In questi casi, l'applicazione di un rivestimento CR₂O₃ Per deposizione con plasma, genera un'alta resistenza all'abrasione.

I due casi precedenti hanno l'utilità, ad esempio, nei motori a turbina turpaciale a gas.

Nel settore refrattario

Viene utilizzato in mattoni termicamente e chimicamente resistenti, materiali di rivestimento e calcestruzzo refrattario a base di allumina.

In costruzione

Poiché è estremamente resistente alle condizioni atmosferiche, alla luce e al calore, viene applicato come tintura di roccia granulata per tetti in asfalto, cemento in cemento, rivestimenti industriali di alta qualità per esterno, costruzioni in acciaio e rivestimento di facciate (vernici emulsionabili).

Come pigmento in varie applicazioni

Può supportare le condizioni di vulcanizzazione e non si degrada, quindi viene utilizzato nella pigmentazione in gomma.

Poiché sono non tecnici, viene usato come pigmento per giocattoli, cosmetici (in particolare il suo idrato), materie plastiche, inchiostri da stampa, dipinti che entrano in contatto con alimenti e prodotti farmaceutici.

Nell'industria dei pigmenti viene utilizzato come materia prima per produrre coloranti penetranti che contengono cromo e pigmenti basati su fasi di ossidi di metallo misti. Viene anche usato come colorazione di dipinti per il rivestimento bobina.

Il suo idrato ha una trasparenza che consente la formulazione di finiture policromatiche nell'industria automobilistica (finiture per auto metalliche).

A causa della sua caratteristica unica di riflettere le radiazioni a infrarossi (IR) simili alla clorofilla delle piante, sotto la luce a infrarossi sembra il fogliame. Per questo motivo, il suo utilizzo nei dipinti mimetici o nei rivestimenti per applicazioni militari è molto diffuso.

In gioielli

È usato come colorante di gemme sintetiche. Quando viene introdotto CR₂O₃ come impurità nella rete cristallina di α-al₂O₃, Come nel minerale di rubino semi-prezioso, il colore è rosso anziché verde.

Viene anche usato come agente di macinatura e lucidato per alta durezza e proprietà abrasive.

Sulle reazioni chimiche

Supportato in allumina (a₂O₃) o altri ossidi, viene utilizzato in chimica organica come catalizzatore, ad esempio nell'idrogenazione di esteri o aldeidi per formare alcoli e nella ciclizzazione di idrocarburi. Catalizza la reazione di azoto (n₂) con idrogeno (H₂) Per formare ammoniaca (NH₃).

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Per la sua capacità di riduzione dell'ossido che agisce insieme all'ossido di cromo (VI) svolge un ruolo importante nella deidrogenazione degli alcani₂ Per produrre propeno e isobutene, poiché il ciclo di reattivazione della disattivazione del catalizzatore è facilmente eseguibile. Viene anche usato come catalizzatore in chimica inorganica.

Nella produzione di Chrome

È usato nella produzione di alluminotermia di metallo cromato puro. Per fare ciò, deve essere riscaldato a 1000 ºC per aumentare la dimensione del grano.

Preparazione del metallo cromato mediante riduzione alluminotermica dell'ossido di cromo (III). Rando Tuikene [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)]. Fonte: Wikipedia Commons

In materiali magnetici

È stato aggiunto in piccole quantità a materiali magnetici di nastri audio e video insegnando un effetto auto -impressionante alle teste del suono.

Recenti innovazioni

È stato ottenuto pigmenti che hanno migliorato la riflettanza di quasi andare a nanoparticelle Dopar CR₂O₃ con sali di elementi appartenenti al gruppo di terre rare, come il Lantano e il praseodimio.

Aumentando la concentrazione di questi elementi, la riflettanza solare del vicino infrarosso aumenta senza influire sul colore verde del maiale CR₂O₃.

Ciò consente di classificare CR₂O₃ Doping come pigmento "freddo", perché è adatto per il controllo dell'accumulo di calore.

Applicato a soffitti, automobili e tappezzerie, tra le altre applicazioni, ottiene un'elevata riflettanza della luce solare IR, che ci consente di ridurre significativamente l'aumento del calore negli ambienti.

Riferimenti

1. Cotone, f. Albert e Wilkinson, Geoffrey. (1980). Chimica inorganica avanzata. Quarta edizione. John Wiley & Sons.
2. Kirk-Othmer (1994). Enciclopedia della tecnologia chimica. Volume 19. Quarta edizione. John Wiley & Sons.
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