Struktura, lastnosti in uporaba kromovega hidroksida



The krom hidroksid je anorganski spojina produkta reakcije baze s soljo kroma. Njegova kemijska formula se spreminja glede na oksidacijsko stanje kroma (+2 ali +3 za to vrsto spojine). S tem Cr (OH)2 za hidroksid kroma (II) in Cr (OH)3 za kromov hidroksid (III).

Za elektronske razloge, Cr2+ je bolj nestabilen kot Cr3+, tako da Cr (OH)2 je reducirno sredstvo (izgubi elektron, da preide na +3). Čeprav lahko oba hidroksida dobimo kot oborine, Cr (OH)3 -imenovan tudi kromov hidroksid - je prevladujoča spojina.

Za razliko od tistih, ki so pridobljeni s preprostim raztapljanjem kovinskih oksidov v vodi, Cr (OH)3 na tej poti se ne sintetizira zaradi slabe topnosti kromovega oksida (Cr2O3, top image). Vendar pa Cr (OH)3 Šteje se za Cr2O3· XH2Ali pa se uporablja kot smaragdno zelen pigment (Guinet zelen).

V laboratoriju del kovinskega kroma, ki se raztopi v raztopini kisline za tvorbo kompleksa [Cr (OH2)6]3+. Ta vodni kompleks nato reagira z bazo (NaOH ali KOH), da nastane ustrezen kromov hidroksid.

Če se predhodni koraki izvajajo pod pogoji, ki zagotavljajo odsotnost kisika, reakcija izvira iz Cr (OH).2 (kromov hidroksid). Nato je potrebna ločitev in dehidracija oborjene trdne snovi. Posledično je "res" Cr (OH) "rojen"3, zeleni prah s polimerno strukturo in negotov.

Indeks

  • 1 Fizikalne in kemijske lastnosti
    • 1.1 Amfoterika
  • 2 Sinteza kromovega hidroksida na industrijskem področju
  • 3 Uporabe
  • 4 Reference

Zgornja slika je najpreprostejša predstavitev Cr (OH)3 v plinski fazi in izolirani. Podobno lahko in pod predpostavko čisto ionski značaj njihovih interakcij, v trdnih Cr kationov je mogoče vizualizirati3+ interakcijo s trojno količino OH anionov-.

Vendar je narava povezave Cr-OH bolj kovalentna zaradi koordinacijske kemije Cr3+.

Na primer, kompleks [Cr (OH2)6]3+ kaže, da je kovinsko središče kroma usklajeno s šestimi vodnimi molekulami; Ker so ti nevtralni, kompleks pokaže pozitivni naboj prvotnega kationa, Cr3+.

V zgornji sliki je struktura kompleksa [Cr (OH2)6]3+. Cl ioni- lahko pridejo npr. iz klorovodikove kisline, če je bila uporabljena za raztapljanje soli ali kromovega oksida.

Ko dodamo NaOH (ali KOH) v reakcijski medij, OH ion- deprotonira molekulo tega kompleksa in tvori [Cr (OH2)5(OH)]2+ (Sedaj je pet molekul vode, ker je šesti izgubil proton).

Ta novi kompleks zaporedoma dehidrira še en vodni kompleks, ki ustvarja dimerje, vezane z hidroksidnimi mostovi:

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

S povečevanjem bazičnosti medija (pH se dviguje) kompleks [Cr (OH2)4(OH)2]+, in povečujejo tudi možnosti novih hidroksidnih mostov za tvorbo želatinastih polimerov. Pravzaprav ta "sivo-zeleni žele" zavrača urejanje.

Končno, Cr (OH2)3(OH)3 sestoji iz oktaedra s Cr3+ v sredini, in vezan na tri vodne molekule in tri OH- ki nevtralizirajo njegov pozitivni naboj; to brez upoštevanja polimerizacije.

Ko je Cr (OH2)3(OH)3 dehidrira, odpravlja vodo, usklajeno s Cr3+, in ker je ta kation usklajen s šestimi vrstami (ligandi), nastanejo polimerne strukture, v katere lahko sodelujejo Cr-Cr vezi..

Tudi, ko je dehidrirana, se lahko njena struktura šteje za tip Cr2O3· 3H2O; z drugimi besedami, trihidriran kromov oksid. Vendar pa fizikalno-kemijske študije trdne snovi lahko osvetlijo resnično strukturo Cr (OH).3 na tej točki.

Fizikalne in kemijske lastnosti

Cr (OH)3 Ima videz modro-zelenega prahu, toda ko pride v stik z vodo, tvori želatinasto sivo-zeleno oborino..

V vodi je netopen, vendar topen v močnih kislinah in bazah. Poleg tega se pri segrevanju razgradi in proizvaja pare kromovega oksida.

Anfoterismo

Zakaj je kromov hidroksid topen v kislih in bazičnih raztopinah? Razlog za to je amfoterna narava, ki ji omogoča, da reagira s kislinami in bazami. Ta lastnost je značilna za Cr3+.

Ko reagira s kislinami, Cr (OH)2)3(OH)3 raztopi, ker se hidroksilni mostovi razgradijo in so odgovorni za želatinast videz oborine.

Po drugi strani, ko dodamo več baze, OH- nadaljujejo z zamenjavo vodnih molekul in tvorijo negativni kompleks [Cr (OH2)2(OH)4]-. Ta kompleks naredi raztopino svetlo zeleno barvo, ki se intenzivira, ko se reakcija nadaljuje.

Ko vse Cr (OH2)3(OH)3 Ko reagira, dobimo končni kompleks, kot kaže kemijska enačba:

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

Ta negativni kompleks je povezan z okoliškimi kationi (Na+, če je baza NaOH), in po izhlapevanju vode se obori natrijev kromitna sol (NaCrO)2, smaragdno zelene barve). Tako sta kisli in bazični medij sposobni raztapljanja kromovega hidroksida.

Sinteza kromovega hidroksida na industrijskem področju

V industriji se proizvaja z obarjanjem kromovega sulfata z raztopinami natrijevega hidroksida ali amonijevega hidroksida. Prav tako se s shematizirano reakcijo proizvaja kromov hidroksid:

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

Cr3+ + 3OH- => Cr (OH)3

Kot je prikazano v prejšnjem postopku, ima redukcija kroma VI na krom III velik ekološki pomen.

Krom III je razmeroma neškodljiv za žive organizme, krom VI pa je strupen in rakotvoren ter zelo topen, zato je pomembno, da ga odstranimo iz okolja.

Tehnologija čiščenja odpadne vode in tal vključuje zmanjšanje Cr (VI) v Cr (III)..

Uporabe

- Oblikovanje make-upov.

- Sredstva za barvanje las.

- Barve za nohte.

- Izdelki za nego kože.

- Sredstva za čiščenje.

- Pri obdelavi kovin, ki predstavlja 73% njene porabe v industriji.

- Pri ohranjanju lesa.

Reference

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kemija (8. izd.). CENGAGE Learning, str. 873, 874.
  2. PubChem. (2018). Kromov hidroksid. Pridobljeno 18. aprila 2018, iz: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  3. N4TR! UMbr. (22. junij 2015). Kromov (III) hidroksid. [Slika] Pridobljeno 18. aprila 2018, iz: commons.wikimedia.org
  4. Martinez Troya, D., Martín-Pérez, J.J. Študija za eksperimentalno uporabo kromovih oksidov in hidroksidov v srednjih učenjih. BORAX nº 2 (1) - Pregled praktične kemije za sekundarne in maturitetne študije IES. Zaframagón-ISSN 2529-9581.
  5. Sinteza, karakterizacija in stabilnost hidroksidov Cr (III) in Fe (III). (2014) Papassiopi, N., Vaxevanidou, K., Christou, C., Karagianni, E. in Antipas, G. J. Hazard Mater. 264: 490-497.
  6. PrebChem. (9. februar 2016). Priprava kromovega (III) hidroksida. Vzpostavljeno 18. aprila 2018, od: prepchem.com
  7. Wikipedija. (2018). Kromov (III) hidroksid. Vzpostavljeno 18. aprila 2018, z: en.wikipedia.org