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

2207
Jonah Lester

Il ossido di cromo (III) L'ossido cromico è un solido inorganico verde che si forma bruciando cromo metallo (Cr) in ossigeno (ODue), lasciando il cromo con uno stato di ossidazione 3+. La sua formula chimica è CrDueO3. In natura si trova nel minerale Eskolaíta. Non sono noti depositi naturali utilizzabili di ossido di cromo (III).

Può essere preparato tra l'altro riscaldando CrDueO3 idratato (CrDueO3.nHDueO) per rimuovere completamente l'acqua. Si ottiene anche come prodotto della calcinazione dell'ossido di cromo (VI) (CrO3). 

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

Tuttavia, il modo migliore per ottenerlo puro è la decomposizione del bicromato di ammonio (NH4)DueCrDueO7 a 200 ° C. Industrialmente è prodotto per riduzione del bicromato di sodio (NaDueCrDueO7) solido con zolfo.

Quando è finemente suddiviso, ha un colore verde brillante con una sfumatura giallastra. Ma se le particelle sono più grandi, mostra una tinta bluastra. L'ossido cromico è il pigmento verde più stabile conosciuto. La sua resistenza termica e chimica lo rendono un prezioso colorante ceramico.

È utilizzato nei rivestimenti industriali, nelle vernici, nell'industria edile, nella gioielleria, come colorante nei cosmetici o nei prodotti farmaceutici, tra le altre applicazioni..

Indice articolo

  • 1 Struttura
  • 2 Nomenclatura
  • 3 Proprietà
    • 3.1 Stato fisico
    • 3.2 durezza Mohs
    • 3.3 Peso molecolare
    • 3.4 Punto di fusione
    • 3.5 Densità
    • 3.6 Solubilità
    • 3,7 pH
    • 3.8 Indice di rifrazione
    • 3.9 Altre proprietà
  • 4 Usi
    • 4.1 Nell'industria della ceramica e del vetro
    • 4.2 Nei rivestimenti industriali
    • 4.3 Nell'industria dei refrattari
    • 4.4 In costruzione
    • 4.5 Come pigmento in varie applicazioni
    • 4.6 In gioielleria
    • 4.7 Nella catalisi delle reazioni chimiche
    • 4.8 Nella produzione di cromo
    • 4.9 Su materiali magnetici
    • 4.10 Recenti innovazioni
  • 5 Riferimenti

Struttura

Ossido di Α-CrDueO3 Ha la struttura di tipo corindone. Il suo sistema cristallino è romboedrico esagonale. È isomorfo con α-allumina e α-FeDueO3.

L'eskolaite, un minerale naturale di ossido di cromo (III), ha la struttura mostrata di seguito:

Struttura cristallina del minerale Eskolaíta. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/Eskolaite_structure.jpg. Fonte: Wikipedia Commons

Nomenclatura

- Ossido di cromo (III).

- Verde ossido di cromo.

- Triossido di dicromo.

- Sesquiossido di cromo.

- Chromia.

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

- Idratare: CrDueO3.nHDueO (dove n ≅ 2) è chiamato idrato di ossido di cromo (III) o verde di Guignet.

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

Proprietà

Stato fisico

Solido cristallino.

Durezza di Mohs

9 (i suoi cristalli sono estremamente duri).

Peso molecolare

151,99 g / mol.

Punto di fusione

Si scioglie a 2435 ° C, ma inizia ad evaporare a 2000 ° C, 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 20ºC); insolubile in alcoli e acetone; leggermente solubile in acidi e alcali; s Solubile in acido perclorico (HClO4) al 70%, in cui si decompone.

pH

6.

Indice di rifrazione

2.551.

Altre proprietà

- Se calcinato fortemente diventa inerte nei confronti di acidi e basi. Altrimenti il ​​CrDueO3 e la sua forma idratata CrDueO3.nHDueOppure sono anfoteri, si dissolvono facilmente in acido per dare aqua-ioni [Cr (H.DueO)6]3+, e in alcali concentrati per formare "cromiti".

- Quando calcinato, è chimicamente resistente agli acidi, agli alcali e alle alte temperature. È estremamente stabile a SODue.

- Ha un'eccezionale resistenza alla luce grazie al fatto che i suoi cristalli hanno opacità, alta attenuazione UV e trasparenza alla luce visibile..

- È un materiale estremamente duro, può graffiare quarzo, topazio e zirconio.

- Il suo idrato CrDueO3.nHDueO (dove n ≅ 2) non ha stabilità termica, la sua acqua di idratazione limita la sua applicabilità a meno di 260 ºC. Bassa tingibilità e gamma limitata di tonalità.

- Ma questo idrato ha una tonalità blu-verde molto pulita e brillante. È semitrasparente, presenta bassa coprenza, eccellente solidità alla luce e resistenza agli alcali.

- Il crDueO3 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 della ceramica e del vetro

Grazie alla sua elevata resistenza al calore e resistenza chimica, CrDueO3 calcinato è utilizzato come pigmento colorante o vetrificabile nella fabbricazione di ceramiche, smalti porcellanati e miscele di vetro.

Nei rivestimenti industriali

La ceramica all'ossido di cromo (III) offre un'eccellente resistenza alla maggior parte degli ambienti corrosivi. Tutto questo attraverso il meccanismo di esclusione del supporto dall'ambiente che lo circonda..

Per questo motivo viene utilizzato nei rivestimenti per prevenire la corrosione di molti materiali, essendo applicato mediante spruzzatura termica (atomizzazione o hot spray)..

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

In questi casi, l'applicazione di un rivestimento di CrDueO3 mediante deposizione al plasma, genera un'elevata resistenza all'abrasione.

I due casi precedenti sono utili, ad esempio, nei motori a turbina a gas nell'industria aerospaziale..

Nell'industria dei refrattari

Utilizzato nella produzione di mattoni termicamente e chimicamente resistenti, materiali di rivestimento e calcestruzzo refrattario a base di allumina.

In costruzione

Essendo estremamente resistente alle condizioni atmosferiche, alla luce e al calore, trova applicazione come colorante da roccia granulare per tetti in asfalto, cemento cementizio, rivestimenti industriali di alta qualità per esterni, costruzioni in acciaio e rivestimenti per facciate (vernici emulsionabili)..

Come pigmento in varie applicazioni

Può resistere alle condizioni di vulcanizzazione e non si degrada, motivo per cui viene utilizzato nella pigmentazione della gomma.

Essendo atossico viene utilizzato come pigmento per giocattoli, cosmetici (soprattutto il suo idrato), plastiche, inchiostri da stampa, vernici che entrano in contatto con prodotti alimentari e farmaceutici.

Nell'industria dei pigmenti viene utilizzato come materia prima per produrre coloranti penetranti contenenti cromo e in pigmenti a base di fasi di ossido metallico misto. Viene anche utilizzato come colorante per vernici per coil coating.

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

A causa della sua caratteristica unica di riflettere la radiazione infrarossa (IR) in modo simile alla clorofilla nelle piante, sotto la luce infrarossa sembra fogliame. Per questo motivo, è ampiamente utilizzato nelle vernici o nei rivestimenti mimetici per applicazioni militari..

In gioielleria

È usato come colorante per gemme sintetiche. Quando viene introdotto CrDueO3 come impurità nel reticolo cristallino di α-AlDueO3, come nel rubino minerale semiprezioso, il colore è rosso anziché verde.

Viene anche utilizzato come agente levigante e lucidante per la sua elevata durezza e proprietà abrasive..

Nella catalisi delle reazioni chimiche

Supportato in allumina (AlDueO3) o altri ossidi, è 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 dell'azoto (NDue) con idrogeno (HDue) per formare ammoniaca (NH3).

Per la sua capacità di ossidoriduzione, agendo insieme all'ossido di cromo (VI), svolge un ruolo importante nella deidrogenazione degli alcani con CO.Due produrre propene e isobutene, poiché il ciclo di disattivazione-riattivazione del catalizzatore è facilmente eseguibile. È anche usato come catalizzatore nella chimica inorganica.

Nella produzione di cromo

Viene utilizzato nella produzione alluminotermica di puro cromo metallico. Per questo, deve essere riscaldato a 1000 ºC per aumentare la sua granulometria..

Preparazione del cromo metallico mediante riduzione alluminotermica dell'ossido di cromo (III). Rando Tuvikene [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]. Fonte: Wikipedia Commons

Su materiali magnetici

È stato aggiunto in piccole quantità a materiali magnetici in nastri audio e video, conferendo un effetto autopulente alle testine del suono..

Recenti innovazioni

Pigmenti che hanno migliorato la riflettanza vicino all'IR sono stati ottenuti drogando nanoparticelle di CrDueO3 con sali di elementi appartenenti al gruppo delle terre rare, come il lantanio e il praseodimio.

Aumentando la concentrazione di questi elementi, la riflettanza solare del vicino infrarosso aumenta senza influenzare il colore verde del pigmento Cr.DueO3.

Ciò consente a CrDueO3 drogato come pigmento “freddo”, in quanto adatto per controllare l'accumulo di calore.

Applicato a soffitti, automobili e tappezzeria, tra le altre applicazioni, raggiunge un'elevata riflettanza della luce solare IR, che consente di ridurre notevolmente l'aumento di calore negli ambienti.

Riferimenti

  1. Cotton, 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.
  3. Enciclopedia della chimica industriale di Ullmann. (1990). Quinta edizione. Volume A7 e A20. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
  4. Elementi americani. (2019). Ossido di cromo (III). Recuperato da americanelements.com.
  5. Biblioteca nazionale di medicina. (2019). Ossido di cromo (III). Estratto da: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  6. Dorfman, Mitchell R. (2012). Rivestimenti a spruzzo termico. In Handbook of Environmental Degradation of Materials. Capitolo 19. Recupero da sciencedirect.com.
  7. Takehira, K. et al. (2004). CODue Deidrogenazione del propano su catalizzatore Cr-MCM-41. In Studies in Surface Science and Catalysis 153. Recupero da sciencedirect.com.
  8. Selvam Sangeetha et al. (2012). Pigmenti funzionali da nanoparticelle di ossido di cromo (III). Coloranti e pigmenti 94 (2012) 548-552. Recupero da sciencedirect.com.

Nessun utente ha ancora commentato questo articolo.