Kromhydroxidstruktur, egenskaber og anvendelser



den kromhydroxid er et uorganisk sammensat produkt af reaktionen af ​​en base med et salt af chrom. Dens kemiske formel varierer alt efter oxidationstilstanden af ​​krom (+2 eller +3, for denne type forbindelse). Efter at have Cr (OH)2 for hydroxidet af chrom (II) og Cr (OH)3 for kromhydroxidet (III).

Af elektroniske grunde er Cr2+ det er mere ustabilt end Cr3+, så Cr (OH)2 det er et reduktionsmiddel (det taber en elektron til at overgå til +3). Således kan, selv om begge hydroxider kan opnås som bundfald, Cr (OH)3 -også kaldet kromisk hydroxid - er den overvejende forbindelse.

Til forskel fra de hydroxider, der opnås ved simpel opløsning af metaloxider i vand, Cr (OH)3 den syntetiseres ikke ved denne rute på grund af den ringe opløselighed af kromoxid (Cr2O3, topbillede). Imidlertid er Cr (OH)3 Det betragtes som Cr2O3· XH2Eller bruges som et smaragdgrøn pigment (Guinet green).

I laboratoriekomponenten af ​​metallisk chrom, der opløses i syreopløsning til dannelsen af ​​komplekset [Cr (OH2)6]3+. Dette vandige kompleks reagerer derefter med en base (NaOH eller KOH) til dannelse af det tilsvarende chromhydroxid.

Hvis de foregående trin udføres under betingelser, der sikrer mangel på oxygen, kommer reaktionen ud fra Cr (OH)2 (chromhydroxid). Efterfølgende kræves en separation og dehydrering af det udfældede faste stof. Som et resultat er "ægte" Cr (OH) "født"3, et grønt pulver med en polymerstruktur og usikker.

indeks

  • 1 Fysiske og kemiske egenskaber
    • 1.1 amphotericism
  • 2 Syntese af kromhydroxid i industriområdet
  • 3 anvendelser
  • 4 referencer

Det øverste billede er den enkleste gengivelse af Cr (OH)3 i gasfase og isoleret. Ligeledes og i form af den rene ioniske karakter af deres interaktioner kan i de faste Cr kationer visualiseres3+ interagerer med en tredobbelt mængde OH-anioner-.

Imidlertid er karakteren af ​​Cr-OH-bindingen mere kovalent på grund af koordinationskemien af ​​Cr3+.

For eksempel er det komplekse [Cr (OH2)6]3+ indikerer at metallets centrum af krom er koordineret med seks vandmolekyler; Da disse er neutrale, udviser komplekset den positive ladning af den oprindelige kation, Cr3+.

I det øverste billede er strukturen af ​​komplekset [Cr (OH2)6]3+. Cl ioner- de kan for eksempel komme fra saltsyre, hvis det er blevet brugt til opløsning af salt eller kromoxid.

Når der tilsættes NaOH (eller KOH) til reaktionsmediet, er OH-ionet- deprotonerer et molekyle af dette kompleks, hvilket danner [Cr (OH2)5(OH)]2+ (Nu er der fem molekyler vand, fordi den sjette tabte en proton).

Efterfølgende dehydrerer dette nye kompleks et andet vandigt kompleks, hvilket skaber dimerer bundet af hydroxidbroer:

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

Efterhånden som mediumets basisitet stiger (pH stiger), komplekset [Cr (OH2)4(OH)2]+, og de øger også chancerne for nye hydroxidbroer til dannelse af gelatinøse polymerer. Faktisk nægter denne "grå-grønne gelé" at udfylde ordnet.

Endelig er Cr (OH2)3(OH)3 består af en oktaedron med Cr3+ i midten og forbundet med tre vandmolekyler og tre OH- som neutraliserer sin positive ladning dette uden at overveje polymerisationen.

Når Cr (OH2)3(OH)3 dehydrater eliminerer vandet koordineret med Cr3+, og da denne kation koordineres med seks arter (ligander), opstår der polymere strukturer, hvori Cr-Cr-bindingerne kan være involveret..

Også, når dehydratiseres, kan dens struktur betragtes som Cr-type2O3· 3H2O; med andre ord det trihydratiserede kromoxid. Det er imidlertid de fysisk-kemiske undersøgelser af det faste stof, der kan kaste lys på den sande struktur af Cr (OH)3 på dette tidspunkt.

Fysiske og kemiske egenskaber

Cr (OH)3 Det har udseende af et blågrønt pulver, men når det kommer i kontakt med vandet danner det et gelatineagt gråt-grønt bundfald.

Det er uopløseligt i vand, men opløseligt i stærke syrer og baser. Derudover nedbrydes det, når det opvarmes, og producerer kromoxid dampe.

amphoterism

Hvorfor er chromhydroxid opløselig i sure og basale opløsninger? Årsagen skyldes dens amfotere natur, som gør det muligt at reagere med både syrer og baser. Denne egenskab er karakteristisk for Cr3+.

Når man omsætter med syrer, Cr (OH)2)3(OH)3 opløses, fordi hydroxylbroerne bryder ned, der er ansvarlige for det gelatineagtige udseende af bundfaldet.

På den anden side, når mere base tilsættes, OH- de fortsætter med at erstatte vandmolekylerne, der danner det negative kompleks [Cr (OH2)2(OH)4]-. Dette kompleks gør opløsningen til en lysegrøn farve, som intensiveres efterhånden som reaktionen fortsætter.

Når alle Cr (OH2)3(OH)3 Når først det har reageret, opnås et endeligt kompleks som angivet ved den kemiske ligning:

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

Dette negative kompleks er forbundet med de omgivende kationer (Na+, hvis basen er NaOH), og efter inddampningen af ​​vandet præcipiterer natriumchromitsaltet (NaCrO2, smaragdgrøn farve). Således er både det sure og det basiske medium i stand til at opløse kromhydroxid.

Syntese af kromhydroxid i industriområdet

I industrien produceres det ved udfældning af chromsulfat med opløsninger af natriumhydroxid eller ammoniumhydroxid. Ligeledes fremstilles chromhydroxid ved den skematiserede reaktion:

CrO72- + 3 SO2 + 2H+ => 2 Cr3+ + 3 SO42- + H2O

Cr3+ + 3OH- => Cr (OH)3

Som vist i den foregående fremgangsmåde har reduktionen af ​​chrom VI til krom III stor økologisk betydning.

Chrom III er relativt uskadelig for biota, mens chrom VI er toksisk og kræftfremkaldende såvel som meget opløselig, så det er vigtigt at fjerne det fra miljøet.

Spildevands- og jordbehandlingsteknologi omfatter en reduktion af Cr (VI) til Cr (III).

applikationer

- Formulering af makeup.

- Hårfarvningsmidler.

- Negle maling.

- Hudplejeprodukter.

- Rengøringsprodukter.

- Ved efterbehandling af metaller, som repræsenterer 73% af forbruget i industrien.

- Ved bevaring af træ.

referencer

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kemi. (8. udgave). CENGAGE Learning, s. 873, 874.
  2. Pubchem. (2018). Kromisk hydroxid. Hentet den 18. april 2018, fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  3. N4TR! UMbr. (22. juni 2015). Chrom (III) hydroxid. [Figur]. Hentet den 18. april 2018, fra: commons.wikimedia.org
  4. Martinez Troya, D., Martín-Pérez, J.J. Undersøgelse for den eksperimentelle anvendelse af kromoxider og hydroxider i de mellemliggende lære. BORAX nr. 2 (1) -oversigt over praktisk kemi for sekundær og bacheloruddannelse-IES. Zaframagón-ISSN 2529-9581.
  5. Syntese, karakterisering og stabilitet af Cr (III) og Fe (III) hydroxider. (2014) Papassiopi, N., Vaxevanidou, K., Christou, C., Karagianni, E. og Antipas, G.J. Hazard Mater. 264: 490-497.
  6. PrebChem. (9. februar 2016). Fremstilling af chrom (III) hydroxid. Hentet den 18. april 2018, fra: prepchem.com
  7. Wikipedia. (2018). Chrom (III) hydroxid. Hentet den 18. april 2018, fra: en.wikipedia.org