Хромовата хидроксидна структура, свойства и приложения



на хром хидроксид е неорганичен продукт от реакцията на база с сол на хром. Неговата химична формула варира в зависимост от степента на окисление на хром (+2 или +3, за този тип съединение). Като по този начин Cr (OH)2 за хидроксида на хром (II) и Cr (OH)3 за хром хидроксид (III).

По електронни причини, Cr2+ тя е по-нестабилна от Cr3+, така че Cr (OH)2 той е редуциращ агент (губи електрона, за да премине на +3). Така, въпреки че и двата хидроксида могат да бъдат получени като утаени, Cr (OH)3 -наричан също хромна хидроксид - преобладаващото съединение.

За разлика от онези хидроксиди, получени чрез просто разтваряне на метални оксиди във вода, Cr (OH)3 не се синтезира по този начин поради лошата разтворимост на хромовия оксид (Cr2О3, отгоре изображение). Въпреки това, Cr (OH)3 Той се счита за Cr2О3· XH2Или използван като изумрудено-зелен пигмент (Guinet green).

В лабораторната част на металния хром, който се разтваря в киселинен разтвор за образуване на комплекса [Cr (OH2)6]3+. Този воден комплекс след това реагира с основа (NaOH или КОН) за образуване на съответния хромов хидроксид.

Ако предишните стъпки се извършват при условия, които гарантират отсъствието на кислород, реакцията произвежда Cr (OH)2 (хром хидроксид). Впоследствие се изисква разделяне и дехидратация на утаеното твърдо вещество. В резултат на това „истинското“ Cr (OH) е „родено“3, зелен прах с полимерна структура и несигурен.

индекс

  • 1 Физични и химични свойства
    • 1.1 Амфотеризъм
  • 2 Синтез на хром хидроксид в промишлеността
  • 3 Използване
  • 4 Препратки

Горното изображение е най-простото представяне на Cr (OH)3 в газова фаза и изолирани. По същия начин и като се приеме чисто йонния характер на техните взаимодействия, в твърдите Cr катиони могат да се визуализират3+ взаимодейства с трикратно количество от ОН аниони-.

Обаче, природата на Cr-OH връзката е по-ковалентна, поради координационната химия на Cr3+.

Например, комплексът [Cr (OH2)6]3+ показва, че металния център на хром е координиран с шест водни молекули; Тъй като те са неутрални, комплексът показва положителния заряд на оригиналния катион, Cr3+.

В горното изображение структурата на комплекса [Cr (OH2)6]3+. Cl йони- те могат да идват, например, от солна киселина, ако е била използвана за разтваряне на сол или хромов оксид.

При добавяне на NaOH (или КОН) към реакционната среда, OH йонът- депротонира молекула от този комплекс, образувайки [Cr (OH2)5(ОН)]2+ (Сега има пет молекули вода, защото шестият загуби протон).

Последователно този нов комплекс дехидратира друг воден комплекс, създавайки димери, свързани с хидроксидни мостове:

(Н2О)5Cr-OH-Cr (OH2)5

С увеличаването на основността на средата (рН се повишава) комплексът [Cr (OH2)4(ОН)2]+, и те също увеличават шансовете на нови хидроксидни мостове да създават желатинови полимери. Всъщност, този "сиво-зелен желе" отказва да подтикне подредбата.

Накрая, Cr (OH2)3(ОН)3 се състои от октаедър с Cr3+ в центъра, и свързан с три водни молекули и три OH- които неутрализират положителния му заряд; без да се вземе предвид полимеризацията.

Когато Cr (OH2)3(ОН)3 дехидратира, елиминира водата, съгласувана с Cr3+, и тъй като този катион е координиран с шест вида (лиганди), възникват полимерни структури, в които Cr-Cr връзки могат да бъдат включени..

Също така, когато се дехидратира, нейната структура може да се счита за Cr тип2О3· 3H2О; с други думи, трихидратният хромов оксид. Физикохимичните изследвания на твърдото вещество обаче могат да хвърлят светлина върху истинската структура на Cr (OH)3 на този етап.

Физични и химични свойства

The Cr (OH)3 Прилича на синьозелен прах, но когато влезе в контакт с водата, образува желатинова сиво-зелена утайка..

Той е неразтворим във вода, но е разтворим в силни киселини и основи. В допълнение, когато се нагрява, той се разлага, произвеждайки пари на хромов оксид.

амфотерност

Защо хромният хидроксид е разтворим в кисели и базични разтвори? Причината се дължи на неговата амфотерна природа, която му позволява да реагира както с киселини, така и с основи. Това свойство е характерно за Cr3+.

Когато реагира с киселини, Cr (OH)2)3(ОН)3 разтваря се, защото хидроксилните мостове се разрушават, което е отговорно за желатиновия вид на утайката.

От друга страна, когато се добави повече база, ОН- те продължават да заменят водните молекули, образувайки отрицателния комплекс [Cr (OH2)2(ОН)4]-. Този комплекс прави светлозеления цвят, което се усилва с протичането на реакцията.

Когато всички Cr (OH2)3(ОН)3 След като реагира, се получава краен комплекс, както е посочено от химичното уравнение:

Cr (OH2)3(ОН)3 + 3 OH- <=> [Cr (OH)]6] 3- + 3 Н2О

Този отрицателен комплекс е свързан с околните катиони (Na+, ако основата е NaOH) и след изпаряването на водата, натриевата хромитна сол се утаява (NaCrO)2, изумрудено зелен цвят). Така, както киселинната, така и основната среда са способни да разтварят хромния хидроксид.

Синтез на хромов хидроксид в промишлената област

В промишлеността се получава чрез утаяване на хромов сулфат с разтвори на натриев хидроксид или амониев хидроксид. По същия начин, чрез схематизирана реакция се получава хром хидроксид:

СгОз72- + 3 SO2 + 2H+ => 2 Кр3+ + 3 SO42- + Н2О

Cr3+ + 3OH- => Cr (OH)3

Както е показано в предишната процедура, редукцията на хром VI до хром III има голямо екологично значение.

Хром III е относително безвреден за биотата, докато хром VI е токсичен и канцерогенен, както и много разтворим, така че е важно да се елиминира от околната среда..

Технологията за пречистване на отпадъчни води и почви включва намаляване на Cr (VI) до Cr (III).

приложения

- Формулиране на грим.

- Оцветители за коса.

- Бои за нокти.

- Продукти за грижа за кожата.

- Почистващи продукти.

- При довършването на метали, което представлява 73% от потреблението му в индустрията.

- В опазването на дървесината.

препратки

  1. Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. Химия. (8-мо изд.). CENGAGE Learning, стр. 873, 874.
  2. PubChem. (2018). Хромен хидроксид. Възстановен на 18 април 2018 г. от: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  3. N4TR! UMbr. (22 юни 2015 г.). Хром (III) хидроксид. [Фигура]. Възстановен на 18 април 2018 г. от: commons.wikimedia.org
  4. Martinez Troya, D., Martín-Pérez, J.J. Проучване за експериментално използване на хромови оксиди и хидроксиди в средните учения. BORAX nº 2 (1) - Преглед на практическата химия за средно и бакалавърска степен IES. Zaframagón-ISSN 2529-9581.
  5. Синтез, характеризиране и стабилност на Cr (III) и Fe (III) хидроксиди. (2014) Papassiopi, N., Vaxevanidou, K., Christou, C., Karagianni, E. и Antipas, G. J. Hazard Mater. 264: 490-497.
  6. PrebChem. (9 февруари 2016 г.). Получаване на хром (III) хидроксид. Възстановен на 18 април 2018 г. от: prepchem.com
  7. Wikipedia. (2018). Хром (III) хидроксид. Възстановен на 18 април 2018 г. от: en.wikipedia.org