- Структура
- Номенклатура
- Свойства
- Физическое состояние
- Твердость по Моосу
- Молекулярный вес
- Температура плавления
- плотность
- Растворимость
- pH
- Показатель преломления
- Другие свойства
- Приложения
- В керамической и стекольной промышленности
- В промышленных покрытиях
- В огнеупорной промышленности
- В разработке
- В качестве пигмента в различных применениях
- В украшениях
- В катализе химических реакций
- При изготовлении хрома
- О магнитных материалах
- Последние новинки
- Ссылки
Хром (III) , оксид или хромовый представляет собой неорганический твердый вещество зеленого цвета образуется горение металла хром (Cr) , кислород (O 2 ), в результате чего степени окисления хрома 3+. Его химическая формула - Cr 2 O 3 . В природе он содержится в минерале эсколаит. Пригодные к использованию природные месторождения оксида хрома (III) неизвестны.
Он может быть получен , в частности путем нагревания Cr 2 O 3 гидрата (Cr 2 O 3 · nH 2 O) , чтобы полностью удалить воду. Его также получают как продукт прокаливания оксида хрома (VI) (CrO 3 ).
Пигмент оксида хрома (III). FK1954. Источник: Wikipedia Commons
Однако лучший способ получить его в чистом виде - это разложить дихромат аммония (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 при 200 ºC. Промышленно его получают путем восстановления твердого дихромата натрия (Na 2 Cr 2 O 7 ) серой.
В мелком виде имеет ярко-зеленый цвет с желтоватым оттенком. Но если частицы больше, они приобретают голубоватый оттенок. Оксид хрома - самый стабильный из известных зеленых пигментов. Его термическая и химическая стойкость делают его ценным керамическим красителем.
Он используется в промышленных покрытиях, лаках, в строительной отрасли, в ювелирных изделиях, в качестве красителя в косметических или фармацевтических продуктах, среди прочего.
Структура
Оксид α-Cr 2 O 3 имеет корундоподобную структуру. Его кристаллическая система - гексагональный ромбоэдр. Он изоморфен α-оксиду алюминия и α-Fe 2 O 3 .
Эсколаит, природный минерал оксида хрома (III), имеет структуру, показанную ниже:
Кристаллическая структура минерала Эсколайта. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/Eskolaite_structure.jpg. Источник: Wikipedia Commons
Номенклатура
- Оксид хрома (III).
- Зеленый оксид хрома.
- Триоксид дихрома.
- Полуторный оксид хрома.
- Хромия.
- Эсколайта: минерал оксида хрома (III).
- Гидрат: Cr 2 O 3 · nH 2 O (где n 2) называется гидратом оксида хрома (III) или зеленым Guignet Green.
Гидрат оксида хрома (III). W. Oelen. Источник: Wikipedia Commons
Свойства
Физическое состояние
Кристаллическое твердое вещество.
Твердость по Моосу
9 (его кристаллы чрезвычайно твердые).
Молекулярный вес
151,99 г / моль.
Температура плавления
Он тает при 2435ºC, но начинает испаряться при 2000ºC, образуя облака зеленого дыма.
плотность
5,22 г / см 3
Растворимость
Когда он нагревается до высоких температур, он практически не растворяется в воде (3 мкг / л при 20ºC); не растворим в спиртах и ацетоне; мало растворим в кислотах и щелочах; sРастворим в хлорной кислоте (HClO 4 ) на уровне 70%, в которой он разлагается.
pH
6.
Показатель преломления
2,551.
Другие свойства
- При сильном прокаливании он становится инертным по отношению к кислотам и щелочам. В противном случае Cr 2 O 3 и его гидратированная форма Cr 2 O 3 .nH 2 O являются амфотерными, легко растворяются в кислоте с образованием акваионов 3+ и в концентрированной щелочи с образованием «хромитов».
- При прокаливании химически устойчив к кислотам, щелочам и высоким температурам. Он чрезвычайно устойчив к SO 2 .
- Он обладает исключительной светостойкостью благодаря тому, что его кристаллы обладают непрозрачностью, высоким ослаблением УФ-излучения и прозрачностью для видимого света.
- Это чрезвычайно твердый материал, он может поцарапать кварц, топаз и цирконий.
- Его гидрат Cr 2 O 3 .nH 2 O (где n 2) не обладает термической стабильностью, его гидратная вода ограничивает его применимость до температуры ниже 260 ºC. Обладает низкой тонирующей способностью и ограниченным диапазоном оттенков.
- Но указанный гидрат имеет очень чистый и яркий сине-зеленый оттенок. Он полупрозрачен, обладает низкой непрозрачностью, отличной светостойкостью и стойкостью к щелочам.
- Cr 2 O 3 не классифицируется как опасный материал и считается инертным мелкодисперсным порошком. На него не распространяются международные правила перевозки.
- Не раздражает кожу и слизистые оболочки.
Приложения
В керамической и стекольной промышленности
Из-за своей высокой термостойкости и химической стойкости кальцинированный Cr 2 O 3 используется в качестве красителя или стекловидного пигмента при производстве керамики, фарфоровых эмалей и смесей стекла.
В промышленных покрытиях
Керамика из оксида хрома (III) обеспечивает отличную стойкость к большинству агрессивных сред. Все это за счет механизма исключения субстрата из окружающей его среды.
По этой причине его используют в покрытиях для предотвращения коррозии многих материалов, применяя термическое напыление (распыление или горячее распыление).
Он также используется в качестве защиты от абразивного износа (когда удаление материала вызвано движением частиц по поверхности).
В этих случаях нанесение покрытия из Cr 2 O 3 путем плазменного осаждения обеспечивает высокую стойкость к истиранию.
Два предыдущих случая полезны, например, в газотурбинных двигателях в аэрокосмической промышленности.
В огнеупорной промышленности
Он используется в производстве теплового и химически стойкого кирпич, облицовочные материалов и на основе оксида алюминия огнеупорного бетона.
В разработке
Поскольку он чрезвычайно устойчив к атмосферным условиям, свету и теплу, он применяется в качестве гранулированного каменного красителя для асфальтовых крыш, бетонного цемента, высококачественных промышленных покрытий для наружных работ, стальных конструкций и фасадных покрытий (эмульгируемые краски).
В качестве пигмента в различных применениях
Он выдерживает условия вулканизации и не разлагается, поэтому его используют для пигментации резины.
Поскольку он нетоксичен, он используется в качестве пигмента для игрушек, косметики (особенно его гидрата), пластмасс, печатных красок, красок, которые контактируют с пищевыми продуктами и фармацевтическими продуктами.
В пигментной промышленности он используется в качестве сырья для производства проникающих красителей, содержащих хром, и пигментов на основе смешанных фаз оксидов металлов. Он также используется в качестве красителя для покрытия змеевиков.
Его гидрат имеет прозрачность, которая позволяет создавать полихроматические покрытия в автомобильной промышленности (металлические покрытия для автомобилей).
Благодаря своей уникальной способности отражать инфракрасное излучение (ИК) подобно хлорофиллу в растениях, в инфракрасном свете он выглядит как листва. По этой причине он широко используется в маскировочных красках или покрытиях для военных целей.
В украшениях
Он используется как краситель для синтетических драгоценных камней. Когда Cr 2 O 3 вводится в качестве примеси в кристаллическую решетку α-Al 2 O 3 , как в полудрагоценном минерале рубине, цвет становится красным, а не зеленым.
Он также используется в качестве шлифовального и полировального средства из-за его высокой твердости и абразивных свойств.
В катализе химических реакций
Нанесенный на оксид алюминия (Al 2 O 3 ) или другие оксиды, он используется в органической химии в качестве катализатора, например, при гидрировании сложных эфиров или альдегидов с образованием спиртов и при циклизации углеводородов. Он катализирует реакцию азота (N 2 ) с водородом (H 2 ) с образованием аммиака (NH 3 ).
Благодаря своей окислительно-восстановительной способности, действующей вместе с оксидом хрома (VI), он играет важную роль в дегидрировании алканов с помощью CO 2 с образованием пропена и изобутена, поскольку цикл дезактивации-реактивации катализатора легко реализуется. Он также используется в качестве катализатора в неорганической химии.
При изготовлении хрома
Он используется в алюминотермическом производстве чистого металлического хрома. Для этого его необходимо нагреть до 1000 ºC, чтобы увеличить размер зерна.
Получение металлического хрома алюмотермическим восстановлением оксида хрома (III). Рандо Тувикене. Источник: Wikipedia Commons
О магнитных материалах
Он был добавлен в небольших количествах к магнитным материалам на аудио- и видеокассетах, придавая звуковым головкам эффект самоочистки.
Последние новинки
Пигменты, обладающие улучшенной отражательной способностью в ближней ИК-области, были получены путем легирования наночастиц Cr 2 O 3 солями элементов, принадлежащих к группе редкоземельных элементов, таких как лантан и празеодим.
При увеличении концентрации этих элементов коэффициент отражения солнечного света в ближней инфракрасной области увеличивается, не влияя на зеленый цвет пигмента Cr 2 O 3 .
Это позволяет классифицировать легированный Cr 2 O 3 как «холодный» пигмент, поскольку он подходит для регулирования накопления тепла.
Применительно к потолкам, автомобилям и обивке, среди прочего, он обеспечивает высокую отражательную способность инфракрасного солнечного света, что позволяет значительно снизить повышение температуры в окружающей среде.
Ссылки
- Коттон, Ф. Альберт и Уилкинсон, Джеффри. (1980). Продвинутая неорганическая химия. Четвертое издание. Джон Вили и сыновья.
- Кирк-Отмер (1994). Энциклопедия химической технологии. Том 19. Издание четвертое. Джон Вили и сыновья.
- Энциклопедия промышленной химии Ульмана. (1990). Пятое издание. Том A7 и A20. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
- Американские элементы. (2019). Оксид хрома (III). Получено с сайта americanelements.com.
- Национальная медицинская библиотека. (2019). Оксид хрома (III). Получено с: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Дорфман, Митчелл Р. (2012). Покрытия с термическим напылением. В Справочнике по экологической деградации материалов. Глава 19. Восстановлено с sciencedirect.com.
- Takehira, K. et al. (2004). CO 2 дегидрирование пропана на катализаторе Cr-MCM-41. In Studies in Surface Science and Catalysis 153. Получено с sciencedirect.com.
- Selvam Sangeetha et al. (2012). Функциональные пигменты из наночастиц оксида хрома (III). Красители и пигменты 94 (2012) 548-552. Восстановлено с sciencedirect.com.