Štruktúra, vlastnosti a použitie chrómhydroxidu



hydroxid chrómový "Produkt" je anorganický produkt zlúčeniny reakcie bázy so soľou chrómu. Jeho chemický vzorec sa mení podľa oxidačného stavu chrómu (+2 alebo +3, pre tento typ zlúčeniny). S takto Cr (OH)2 pre hydroxid chrómu (II) a Cr (OH)3 pre hydroxid chrómu (III).

Z elektronických dôvodov, Cr2+ je nestabilnejší ako Cr3+, takže Cr (OH)2 je to redukčné činidlo (stráca elektrón, ktorý prechádza do +3). Hoci sa obidva hydroxidy môžu získať ako precipitáty, Cr (OH)3 -prevládajúcou zlúčeninou je aj hydroxid chrómový.

Na rozdiel od hydroxidov získaných jednoduchým rozpúšťaním oxidov kovov vo vode, Cr (OH)3 nie je syntetizovaný touto cestou kvôli zlej rozpustnosti oxidu chrómového (Cr2O3, obrázok hore). Avšak Cr (OH)3 Považuje sa za Cr2O3XH2Alebo ako smaragdovo zelený pigment (Guinet green).

V laboratórnej časti kovového chrómu, ktorý je rozpustený v kyslom roztoku na vytvorenie komplexu [Cr (OH2)6]3+. Tento vodný komplex potom reaguje s bázou (NaOH alebo KOH) za vzniku zodpovedajúceho hydroxidu chromitého.

Ak sa predchádzajúce kroky uskutočňujú za podmienok, ktoré zabezpečujú neprítomnosť kyslíka, vznikne reakcia Cr (OH)2 (hydroxid chrómový). Následne sa vyžaduje separácia a dehydratácia vyzrážanej pevnej látky. V dôsledku toho sa "true" Cr (OH) "narodí"3, zelený prášok s polymérnou štruktúrou a neistý.

index

  • 1 Fyzikálne a chemické vlastnosti
    • 1.1 Amfotericizmus
  • 2 Syntéza hydroxidu chrómu v priemyselnej oblasti
  • 3 Použitie
  • 4 Odkazy

Horný obrázok je najjednoduchším znázornením Cr (OH)3 v plynnej fáze a izolovaný. Podobne a za predpokladu, že čisto iónový charakter ich interakcií, v tuhých Cr katiónoch možno vizualizovať3+ interakciu s trojnásobným množstvom OH aniónov-.

Povaha Cr-OH väzby je však kovalentnejšia vďaka koordinačnej chémii Cr3+.

Napríklad komplex [Cr (OH2)6]3+ znamená, že kovový stred chrómu je koordinovaný so šiestimi molekulami vody; Pretože tieto sú neutrálne, komplex vykazuje pozitívny náboj pôvodného katiónu, Cr3+.

V hornom obrázku je štruktúra komplexu [Cr (OH2)6]3+. Ióny Cl- môžu pochádzať napríklad z kyseliny chlorovodíkovej, ak sa používa na rozpustenie soli alebo oxidu chrómového.

Pri pridávaní NaOH (alebo KOH) k reakčnému médiu, OH ión- deprotonuje molekulu tohto komplexu za vzniku [Cr (OH2)5(OH)]2+ (Teraz existuje päť molekúl vody, pretože šiesty stratil protón).

Tento nový komplex následne dehydratuje ďalší vodný komplex, čím sa vytvárajú diméry viazané hydroxidovými mostíkmi:

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

Keď sa zvyšuje zásaditosť média (stúpa pH), komplex [Cr (OH2)4(OH)2]+, a tiež zvyšujú šance nových hydroxidových mostíkov na vytváranie želatínových polymérov. V skutočnosti toto "sivozelené želé" odmieta poriadne sa zrážať.

Nakoniec sa použije Cr (OH)2)3(OH)3 pozostáva z oktaedronu s kr3+ v strede a spojené s tromi molekulami vody a tromi OH- ktoré neutralizujú jeho kladný náboj; to bez zváženia polymerizácie.

Keď Cr (OH2)3(OH)3 dehydratuje, odstraňuje vodu koordinovanú s Cr3+, a pretože tento katión je koordinovaný so šiestimi druhmi (ligandy), vznikajú polymérne štruktúry, v ktorých môžu byť zahrnuté väzby Cr-Cr..

Aj keď je dehydratovaná, jej štruktúra môže byť považovaná za typ Cr2O33H2O; inými slovami, trihydrát oxidu chrómového. Je to však fyzikálno-chemické skúmanie pevnej látky, ktorá môže vrhnúť svetlo na skutočnú štruktúru Cr (OH)3 v tomto bode.

Fyzikálne a chemické vlastnosti

Cr (OH)3 Má vzhľad modrozeleného prášku, ale keď prichádza do styku s vodou, vytvára želatínovo sivozelenú zrazeninu..

Je nerozpustný vo vode, ale rozpustný v silných kyselinách a zásadách. Okrem toho, keď sa zahrieva, rozkladá sa, produkuje výpary oxidu chrómu.

amfoterita

Prečo je hydroxid chrómu rozpustný v kyslých a zásaditých roztokoch? Dôvodom je jeho amfoterná povaha, ktorá mu umožňuje reagovať s kyselinami aj zásadami. Táto vlastnosť je charakteristická pre Cr3+.

Pri reakcii s kyselinami Cr (OH)2)3(OH)3 rozpúšťa sa, pretože hydroxylové mostíky sa rozkladajú, čo je zodpovedné za želatínový vzhľad zrazeniny.

Na druhej strane, keď sa pridá viac bázy, OH- pokračujú vo výmene molekúl vody, čím vytvárajú negatívny komplex [Cr (OH2)2(OH)4]-. Tento komplex robí z roztoku svetlozelenú farbu, ktorá sa zintenzívňuje pri pokračovaní reakcie.

Keď všetko Cr (OH2)3(OH)3 Po zreagovaní sa získa finálny komplex, ako je naznačené chemickou rovnicou:

Cr (OH)2)3(OH)3 + 3OH- <=> [Cr (OH)6] 3- + 3H2O

Tento negatívny komplex je spojený s okolitými katiónmi (Na+, ak je bázou NaOH) a po odparení vody sa vyzráža soľ chromitanu sodného (NaCrO)2, smaragdovo zelená farba). Tak kyslé, ako aj zásadité médium sú schopné rozpúšťať hydroxid chrómu.

Syntéza hydroxidu chrómu v priemyselnej oblasti

V priemysle sa vyrába zrážaním síranu chrómu s roztokmi hydroxidu sodného alebo hydroxidu amónneho. Podobne sa pomocou schematickej reakcie vyrába hydroxid chrómu:

CrO72- + 3 SO2 + 2H+ => 2 Kr3+ + 3 SO42- + H2O

Cr3+ + 3OH- => Cr (OH)3

Ako je uvedené v predchádzajúcom postupe, redukcia VI chrómu na chróm III má veľký ekologický význam.

Chróm III je relatívne neškodný pre biotu, zatiaľ čo chróm VI je toxický a karcinogénny, rovnako ako veľmi rozpustný, preto je dôležité ho odstrániť z prostredia.

Technológia spracovania odpadových vôd a pôd zahŕňa redukciu Cr (VI) na Cr (III)..

aplikácie

- Formulácia make-upov.

- Farbivá na vlasy.

- Farby na nechty.

- Výrobky starostlivosti o pleť.

- Čistiace prostriedky.

- Pri konečnej úprave kovov, čo predstavuje 73% jeho spotreby v priemysle.

- Pri konzervovaní dreva.

referencie

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chémia. (8. vydanie). CENGAGE Learning, str. 873, 874.
  2. PubChem. (2018). Hydroxid chrómový. Získané dňa 18. apríla 2018, z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  3. N4TR! UMbr. (22. jún 2015). Hydroxid chrómový. [Obrázok]. Získané dňa 18. apríla 2018, z: commons.wikimedia.org
  4. Martinez Troya, D., Martín-Pérez, J.J. Štúdia experimentálneho použitia oxidov a hydroxidov chrómu v strednom učení. BORAX nº 2 (1) -Prehľad praktickej chémie pre stredoškolské a bakalárske štúdium IES. Zaframagón-ISSN 2529-9581.
  5. Syntéza, charakterizácia a stabilita hydroxidov Cr (III) a Fe (III). (2014) Papassiopi, N., Vaxevanidou, K., Christou, C., Karagianni, E. a Antipas, G. J. Hazard Mater. 264: 490-497.
  6. PrebChem. (9. február 2016). Príprava hydroxidu chromitého. Získané dňa 18. apríla 2018, z: prepchem.com
  7. Wikipedia. (2018). Hydroxid chrómový. Získané dňa 18. apríla 2018, z: en.wikipedia.org