CHROMIUM (III) OXIDE: ISTRAKTURA, NOMENCLATURE, MGA KATANGIAN, GINAGAMIT - CHEMISTRY - 2025

Ang chromium (III) oxide o chromic ay isang hindi organikong berdeng solidong nabuo na nasusunog na metal chromium (Cr) sa oxygen (O ₂ ), na iniiwan ang estado ng chromium oxidation 3+. Ang kemikal na formula nito ay Cr ₂ O ₃ . Sa kalikasan ito ay matatagpuan sa mineral na Eskolaite. Walang magagamit na likas na mga deposito ng chromium (III) oksido.

Maaari itong maging handa ilibing alia sa pamamagitan ng pag-init Cr ₂ O ₃ hydrate (Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O) upang ganap na alisin tubig. Nakukuha rin ito bilang isang produkto ng pagkalkula ng chromium (VI) oxide (CrO ₃ ).

Pigment ng Chromium (III) na oxide. FK1954. Pinagmulan: Wikipedia Commons

Gayunpaman, ang pinakamahusay na paraan upang makuha ito dalisay ay sa pamamagitan ng agnas ng ammonium dichromate (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ sa 200 ºC. Pang-industriya ito ay ginawa sa pamamagitan ng pagbawas ng solidong sodium dichromate (Na ₂ Cr ₂ O ₇ ) na may asupre.

Kapag ito ay pinong hinati, mayroon itong maliwanag na berdeng kulay na may madilaw-dilaw na tinge. Ngunit kung ang mga particle ay mas malaki, nagpapakita ito ng isang mala-bughaw na tint. Ang Chromic oxide ay ang pinaka-matatag na berdeng pigment na kilala. Ang thermal at chemical resistance ay ginagawang isang mahalagang ceramic colorant.

Ginagamit ito sa pang-industriya coatings, varnish, sa industriya ng konstruksyon, sa alahas, bilang isang colorant sa mga pampaganda o sa mga produktong parmasyutiko, bukod sa iba pang mga aplikasyon.

Istraktura

Ang α-Cr ₂ O ₃ oxide ay may istruktura na katulad ng corundum. Ang crystal system nito ay hexagonal rhombohedral. Ito ay isomorphic na may α-alumina at α-Fe ₂ O ₃ .

Ang Eskolaite, isang natural na mineral ng chromium (III) oxide, ay may istraktura na ipinakita sa ibaba:

Ang mala-kristal na istraktura ng mineral na Eskolaíta. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/Eskolaite_structure.jpg. Pinagmulan: Wikipedia Commons

Pangngalan

- Chromium (III) oksido.

- Green chromium oxide.

- Dichrome trioxide.

- Chromium Sesquioxide.

- Chromia.

- Eskolaíta: Mineral ng Chromium (III) na mineral na oksido.

- Ang hydrate: Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O (kung saan n ≅ 2) ay tinatawag na chromium (III) oxide hydrate o Guignet Green.

Ang Chromium (III) oxide hydrate. W. Oelen. Pinagmulan: Wikipedia Commons

Ari-arian

Pisikal na estado

Ang solid ng mala-kristal.

Katigasan ng Mohs

9 (ang mga kristal nito ay sobrang mahirap).

Ang bigat ng molekular

151.99 g / mol.

Temperatura ng pagkatunaw

Natunaw ito sa 2435ºC, ngunit nagsisimula na sumingaw sa 2000ºC, na bumubuo ng mga ulap ng berdeng usok.

Density

5.22 g / cm ³

Solubility

Kapag pinainit ito sa mataas na temperatura, halos hindi ito matutunaw sa tubig (3 micrograms / L sa 20ºC); hindi matutunaw sa mga alkohol at acetone; bahagyang natutunaw sa mga acid at alkalis; sSoluble sa perchloric acid (HClO ₄ ) sa 70%, kung saan ito nabulok.

pH

6.

Refractive index

2,551.

Iba pang mga pag-aari

- Kung ito ay malakas na i-calcined ito ay nagiging mabagal patungo sa mga acid at mga base. Kung hindi man ang Cr ₂ O ₃ at ang hydrated form na Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O ay amphoteric, madaling matunaw sa acid upang magbigay ng ³⁺ aqua-ion , at sa puro alkali upang mabuo ang "chromites".

- Kapag kinakalkula, lumalaban ito sa kemikal sa mga acid, alkalis at mataas na temperatura. Ito ay lubos na matatag sa KAYA ₂ .

- Mayroon itong isang natitirang pagtutol sa ilaw dahil sa ang katunayan na ang mga crystals nito ay may opacity, mataas na pagpapalabas ng UV at transparency sa nakikitang ilaw.

- Ito ay isang napaka matigas na materyal, maaari itong kumamot ng kuwarts, topaz at zirconium.

- Ang hydrate Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O (kung saan n ≅ 2) ay walang katatagan ng thermal, ang tubig ng hydration na ito ay naglilimita sa kakayahang magamit ng mas mababa sa 260 ºC. Ito ay may mababang kapasidad ng tinting at isang limitadong hanay ng mga kakulay.

- Ngunit sinabi ng hydrate ay isang napaka malinis at maliwanag na asul-berde na kulay. Ito ay semi-transparent, nagpapakita ng mababang opacity, mahusay na paglaban sa ilaw at paglaban sa alkalis.

- Ang Cr ₂ O _{3 ay} hindi inuri bilang isang mapanganib na materyal at itinuturing na isang mabangong pulbos. Hindi ito napapailalim sa mga regulasyon sa transportasyon sa internasyonal.

- Hindi nito inisin ang balat o mauhog lamad.

Aplikasyon

Sa industriya ng keramika at salamin

Dahil sa mataas na pagtutol sa paglaban ng init at kemikal, ang calcined Cr ₂ O ₃ ay ginagamit bilang isang colorant o vitrifiable na pigment sa paggawa ng mga keramika, sa mga porselana na enamel at mga mixtures ng salamin.

Sa pang-industriya coatings

Nagbibigay ang Chromium (III) keramika ng oxygen na mahusay na pagtutol laban sa karamihan sa mga kinakaing unti-unting kapaligiran. Ang lahat ng ito sa pamamagitan ng mekanismo ng pagbubukod ng substrate mula sa kapaligiran na nakapaligid dito.

Para sa kadahilanang ito, ginagamit ito sa mga coatings upang maiwasan ang kaagnasan ng maraming mga materyales, na inilalapat ng thermal spraying (atomization o hot spray).

Ginagamit din ito bilang proteksyon laban sa nakasasakit na pagsusuot (kapag ang pagtanggal ng materyal ay sanhi ng mga partikulo na lumilipat sa isang ibabaw).

Sa mga kasong ito, ang application ng isang Cr ₂ O ₃ coating sa pamamagitan ng pag-aalis ng plasma ay bumubuo ng isang mataas na pagtutol sa pag-abrasion.

Ang dalawang naunang kaso ay kapaki-pakinabang, halimbawa, sa mga gas turbine engine sa industriya ng aerospace.

Sa industriya ng refractory

Ginagamit ito sa paggawa ng thermal at chemically resistant bricks, na nakaharap sa mga materyales at konkretong batay sa alumina na refractory.

Sa konstruksyon

Dahil ito ay lubos na lumalaban sa mga kondisyon ng atmospheric, ilaw at init, inilalapat ito bilang isang butil na kulay na bato para sa mga aspalong bubong, kongkreto na semento, mataas na kalidad na pang-industriya na pinahiran para sa mga exteriors, mga konstruksyon ng bakal at facade coatings (emulsifiable paints).

Bilang isang pigment sa iba't ibang mga aplikasyon

Maaari itong mapaglabanan ang mga kondisyon ng bulkanisasyon at hindi nagpapabagal, na ang dahilan kung bakit ginagamit ito sa pigmentation ng goma.

Dahil hindi ito nakakalason, ginagamit ito bilang isang pigment para sa mga laruan, kosmetiko (lalo na ang hydrate nito), plastik, pag-print ng mga inks, mga pintura na nakikipag-ugnay sa mga pagkain at produktong parmasyutiko.

Sa industriya ng pigment ay ginagamit ito bilang isang hilaw na materyal upang makagawa ng mga natagos na tina na naglalaman ng kromo at sa mga pigment batay sa mga halo-halong mga metal na oksido na lebel. Ginagamit din ito bilang isang colorant para sa pintura para sa coils coils.

Ang hydrate nito ay may isang transparency na nagbibigay-daan sa pagbabalangkas ng polychromatic na natapos sa industriya ng automotiko (metal na natapos para sa mga sasakyan).

Dahil sa natatanging katangian nito na sumasalamin sa infrared radiation (IR) sa isang katulad na paraan sa chlorophyll sa mga halaman, sa ilalim ng infrared light ay mukhang mga dahon. Para sa kadahilanang ito, malawakang ginagamit ito sa mga pintura ng camouflage o coatings para sa mga aplikasyon ng militar.

Sa alahas

Ginagamit ito bilang isang kulay para sa mga sintetikong hiyas. Kapag ipinakilala ang Cr ₂ O ₃ bilang isang karumihan sa kristal na sala ng α-Al ₂ O ₃ , tulad ng sa semi-mahalagang mineral na rubi, ang kulay ay pula sa halip na berde.

Ginagamit din ito bilang isang paggiling at buli ng ahente para sa mataas na tigas at nakasasakit na mga katangian.

Sa catalysis ng mga reaksyon ng kemikal

Sinuportahan sa alumina (Al ₂ O ₃ ) o iba pang mga oxides, ginagamit ito sa organikong kimika bilang isang katalista, halimbawa, sa hydrogenation ng mga esters o aldehydes upang mabuo ang mga alkohol at sa pag-ikot ng hydrocarbons. Ito catalyzes ang reaksyon ng nitrogen (N ₂ ) na may hydrogen (H ₂ ) upang mabuo ang ammonia (NH ₃ ).

Dahil sa kapasidad na pagbabawas ng oksiheno, na kumikilos kasama ang chromium (VI) oxide, ito ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa pag-aalis ng tubig ng mga alkanes na may CO ₂ upang makagawa ng propene at isobutene, dahil ang deactivation-reaktibasyon na siklo ng katalista ay madaling maipapatupad. Ginagamit din ito bilang isang katalista sa hindi organikong kimika.

Sa paggawa ng chrome

Ginagamit ito sa paggawa ng aluminothermic ng purong chromium metal. Para sa mga ito dapat itong pinainit sa 1000 ºC upang madagdagan ang laki ng butil nito.

Paghahanda ng chromium metal sa pamamagitan ng aluminothermic pagbawas ng chromium (III) oxide. Rando Tuvikene. Pinagmulan: Wikipedia Commons

Sa mga magnetic na materyales

Naidagdag ito sa maliit na halaga sa mga magnetic material sa audio at video tapes, na nagbibigay ng epekto sa paglilinis ng sarili sa mga tunog ng ulo.

Kamakailang mga pagbabago

Ang mga pigment na napabuti ang pagmuni-muni ng malapit sa IR ay nakuha ng doping nanoparticles ng Cr ₂ O _{3 na} may mga asing-gamot ng mga elemento na kabilang sa grupo ng mga bihirang mga lupa, tulad ng lanthanum at praseodymium.

Sa pamamagitan ng pagtaas ng konsentrasyon ng mga elementong ito, ang malapit na pagsasalamin ng solar na solar ay tumataas nang hindi naaapektuhan ang berdeng kulay ng Cr ₂ O _{3 na} pigment .

Pinapayagan nito ang doped Cr ₂ O ₃ na maiuri bilang isang "cold" na pigment, dahil angkop ito para sa pagkontrol ng akumulasyon ng init.

Inilapat sa mga kisame, sasakyan at tapiserya, bukod sa iba pang mga aplikasyon, nakamit nito ang isang mataas na pagmuni-muni ng IR na sinag ng araw, na nagbibigay-daan upang mas mabawasan ang pagtaas ng init sa mga kapaligiran.

Mga Sanggunian

1. Cotton, F. Albert at Wilkinson, Geoffrey. (1980). Advanced na Diorganikong Chemistry. Pang-apat na Edisyon. John Wiley at Mga Anak.
2. Kirk-Othmer (1994). Encyclopedia ng Chemical Technology. Dami 19. Ikaapat na Edisyon. John Wiley at Mga Anak.
3. Ang Encyclopedia ng Ullmann ng Pang-industriya na Chemistry. (1990). Ikalimang Edisyon. Dami ng A7 at A20. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
4. Mga Elementong Amerikano. (2019). Chromium (III) Oxide. Nabawi mula sa americanelements.com.
5. National Library of Medicine. (2019). Chromium (III) Oxide. Nabawi mula sa: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Dorfman, Mitchell R. (2012). Mga Thermal Spray Coatings. Sa Handbook ng Kalikasan ng Pagkalugi ng Mga Materyales. Kabanata 19. Nabawi mula sa sciencedirect.com.
7. Takehira, K. et al. (2004). Ang CO ₂ Dehydrogenation of Propane over Cr-MCM-41 Catalyst. Sa Mga Pag-aaral sa Surface Science at Catalysis 153. Nabawi mula sa sciencedirect.com.
8. Selvam Sangeetha et al. (2012). Functional pigment mula sa chromium (III) oxide nanoparticles. Mga Pinturahan at Mga Puro 94 (2012) 548-552. Nabawi mula sa sciencedirect.com.