Struktura oxidu chromitého, názvosloví, vlastnosti, použití

2495
Anthony Golden

The oxid chromitý Oxid chromový je zelená anorganická pevná látka, která se vytváří spalováním kovového chromu (Cr) v kyslíku (Odva), přičemž chrom zanechává oxidační stav 3+. Jeho chemický vzorec je CrdvaNEBO3. V přírodě se nachází v minerálu Eskolaíta. Nejsou známy žádné použitelné přírodní usazeniny oxidu chromitého.

Může být připraven mimo jiné zahřátím CrdvaNEBO3 hydratované (CrdvaNEBO3.nHdvaO) k úplnému odstranění vody. Rovněž se získává jako produkt kalcinace oxidu chromitého (CrO)3). 

Pigment oxidu chromitého. FK1954 [Public domain]. Zdroj: Wikipedia Commons

Nejlepším způsobem, jak jej získat, je však rozklad dichromanu amonného (NH4)dvaCrdvaNEBO7 při 200 ° C Průmyslově se vyrábí redukcí dichromanu sodného (NadvaCrdvaNEBO7) pevná látka se sírou.

Když je jemně rozdělen, má jasně zelenou barvu se nažloutlým nádechem. Pokud jsou však částice větší, vykazuje namodralý odstín. Oxid chromový je nejstabilnější známý zelený pigment. Díky své tepelné a chemické odolnosti je cenným keramickým barvivem.

Používá se mimo jiné v průmyslových nátěrech, lacích, ve stavebnictví, ve špercích, jako barvivo v kosmetice nebo ve farmaceutických výrobcích..

Rejstřík článků

  • 1 Struktura
  • 2 Názvosloví
  • 3 Vlastnosti
    • 3.1 Fyzický stav
    • 3.2 Mohsova tvrdost
    • 3.3 Molekulová hmotnost
    • 3.4 Bod tání
    • 3.5 Hustota
    • 3.6 Rozpustnost
    • 3,7 pH
    • 3.8 Index lomu
    • 3.9 Další vlastnosti
  • 4 použití
    • 4.1 V keramickém a sklářském průmyslu
    • 4.2 V průmyslových nátěrech
    • 4.3 V žáruvzdorném průmyslu
    • 4.4 Ve výstavbě
    • 4.5 Jako pigment v různých aplikacích
    • 4.6 Ve špercích
    • 4.7 Při katalýze chemických reakcí
    • 4.8 Při výrobě chromu
    • 4.9 Na magnetických materiálech
    • 4.10 Nedávné inovace
  • 5 Reference

Struktura

O-Cr oxiddvaNEBO3 Má strukturu korundového typu. Jeho krystalový systém je šestihranný kosodélník. Je izomorfní s α-oxidem hlinitým a α-FedvaNEBO3.

Eskolait, přírodní minerál oxidu chromitého, má strukturu uvedenou níže:

Krystalická struktura minerálu Eskolaíta. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/Eskolaite_structure.jpg. Zdroj: Wikipedia Commons

Nomenklatura

- Oxid chromitý.

- Oxid chromový zelený.

- Oxid dichromový.

- Oxid chromitý.

- Chromie.

- Eskolaíta: minerál oxidu chromitého (III).

- Hydrát: CrdvaNEBO3.nHdvaO (kde n ≅ 2) se nazývá hydrát oxidu chromitého (III) nebo Guignet Green.

Hydrát oxidu chromitého. W. Oelen [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]. Zdroj: Wikipedia Commons

Vlastnosti

Fyzický stav

Krystalická pevná látka.

Mohsova tvrdost

9 (jeho krystaly jsou extrémně tvrdé).

Molekulární váha

151,99 g / mol.

Bod tání

Taje při 2435 ° C, ale začíná se odpařovat při 2000 ° C a vytváří mraky zeleného kouře..

Hustota

5,22 g / cm3

Rozpustnost

Po zahřátí na vysokou teplotu je prakticky nerozpustný ve vodě (3 mikrogramy / l při 20 ° C); nerozpustný v alkoholech a acetonu; málo rozpustný v kyselinách a zásadách; sRozpustný v kyselině chloristé (HClO4) na 70%, ve kterých se rozloží.

pH

6.

Index lomu

2,551.

Další vlastnosti

- Pokud je silně kalcinován, stává se inertním vůči kyselinám a zásadám. Jinak CrdvaNEBO3 a jeho hydratovaná forma CrdvaNEBO3.nHdvaNebo jsou amfoterní, snadno se rozpouští v kyselině za vzniku vodných iontů [Cr (HdvaNEBO)6]3+, a v koncentrované zásadě za vzniku „chromitů“.

- Po kalcinaci je chemicky odolný vůči kyselinám, zásadám a vysokým teplotám. Je extrémně stabilní vůči SOdva.

- Má vynikající odolnost vůči světlu díky skutečnosti, že jeho krystaly mají neprůhlednost, vysoký UV útlum a průhlednost vůči viditelnému světlu..

- Je to extrémně tvrdý materiál, může poškrábat křemen, topaz a zirkon.

- Jeho hydrát CrdvaNEBO3.nHdvaO (kde n ≅ 2) nemá tepelnou stabilitu, jeho hydratační voda omezuje jeho použitelnost na méně než 260 ° C. Nízká barvitelnost a omezená škála odstínů.

- Ale tento hydrát má velmi čistý a jasný modrozelený odstín. Je poloprůhledný, vykazuje nízkou opacitu, vynikající stálost vůči světlu a odolnost proti alkáliím.

- KrdvaNEBO3 Není klasifikován jako nebezpečný materiál a je považován za inertní jemný prášek. Nepodléhá mezinárodním přepravním předpisům.

- Nedráždí pokožku ani sliznice.

Aplikace

V keramickém a sklářském průmyslu

Díky své vysoké tepelné a chemické odolnosti CrdvaNEBO3 kalcinovaný se používá jako barvivo nebo zeskelnitelný pigment při výrobě keramiky, v porcelánových emailech a skleněných směsích.

V průmyslových nátěrech

Keramika z oxidu chromitého (III) poskytuje vynikající odolnost proti většině korozivním prostředím. To vše prostřednictvím mechanismu vylučování substrátu z prostředí, které jej obklopuje..

Z tohoto důvodu se používá v nátěrech, aby se zabránilo korozi mnoha materiálů, které se nanáší tepelným stříkáním (atomizací nebo horkým stříkáním)..

Používá se také jako ochrana proti abrazivnímu opotřebení (pokud je úběr materiálu způsoben částicemi pohybujícími se po povrchu).

V těchto případech se nanáší povlak CrdvaNEBO3 depozicí v plazmě vytváří vysokou odolnost proti oděru.

Dva předchozí případy jsou užitečné například u motorů s plynovými turbínami v leteckém průmyslu..

V žáruvzdorném průmyslu

Používá se při výrobě tepelně a chemicky odolných cihel, obkladových materiálů a žáruvzdorného betonu na bázi oxidu hlinitého.

Ve výstavbě

Protože je extrémně odolný vůči povětrnostním podmínkám, světlu a teplu, nanáší se jako granulované skalní barvivo na asfaltové střechy, betonový cement, vysoce kvalitní průmyslové nátěry pro exteriéry, ocelové konstrukce a fasádní nátěry (emulgovatelné barvy)..

Jako pigment v různých aplikacích

Vydrží podmínky vulkanizace a nedegraduje se, proto se používá při pigmentaci kaučuku.

Protože není toxický, používá se jako pigment pro hračky, kosmetiku (zejména její hydráty), plasty, tiskařské barvy, barvy, které přicházejí do styku s potravinami a farmaceutickými výrobky..

V pigmentovém průmyslu se používá jako surovina k výrobě penetračních barviv obsahujících chrom a v pigmentech na bázi směsných fází oxidů kovů. Používá se také jako barvivo pro potahování cívek.

Jeho hydrát má průhlednost, která umožňuje formulaci polychromatických povrchových úprav v automobilovém průmyslu (kovové povrchové úpravy automobilů).

Díky své jedinečné vlastnosti odrážející infračervené záření (IR) podobným způsobem jako chlorofyl v rostlinách vypadá pod infračerveným světlem jako listí. Z tohoto důvodu je široce používán v maskovacích barvách nebo nátěrech pro vojenské aplikace..

V klenotnictví

Používá se jako barvivo pro syntetické drahokamy. Když je zaveden CrdvaNEBO3 jako nečistota v krystalové mřížce α-AldvaNEBO3, jako v polodrahokamu rubín, barva je červená místo zelené.

Používá se také jako brusný a lešticí prostředek pro svou vysokou tvrdost a abrazivní vlastnosti..

Při katalýze chemických reakcí

Podporováno v oxidu hlinitém (AldvaNEBO3) nebo jiných oxidů, používá se v organické chemii jako katalyzátor, například při hydrogenaci esterů nebo aldehydů za vzniku alkoholů a při cyklizaci uhlovodíků. Katalyzuje dusíkovou reakci (Ndva) s vodíkem (Hdva) za vzniku amoniaku (NH3).

Díky své oxidačně-redukční schopnosti působí společně s oxidem chromitým (VI) důležitou roli při dehydrogenaci alkanů s CO.dva k výrobě propenu a isobutenu, protože cyklus deaktivace-reaktivace katalyzátoru je snadno proveditelný. Používá se také jako katalyzátor v anorganické chemii.

Při výrobě chromu

Používá se při aluminotermické výrobě čistého chromového kovu. Za tímto účelem musí být zahřátý na 1 000 ° C, aby se zvětšila zrnitost..

Příprava kovového chromu aluminotermickou redukcí oxidu chromitého (III). Rando Tuvikene [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]. Zdroj: Wikipedia Commons

Na magnetických materiálech

Byl přidáván v malých množstvích do magnetických materiálů v audio a video páskách, což zvukovým hlavám propůjčilo samočisticí efekt..

Nedávné inovace

Pigmenty, které mají zlepšenou odrazivost blízkou IR, byly získány dopováním nanočástic CrdvaNEBO3 se solemi prvků patřících do skupiny vzácných zemin, jako je lanthan a praseodym.

Zvyšováním koncentrace těchto prvků se zvyšuje sluneční odrazivost blízké infračervené oblasti, aniž by to ovlivnilo zelenou barvu pigmentu Cr.dvaNEBO3.

To umožňuje CrdvaNEBO3 dopovaný jako „studený“ pigment, protože je vhodný pro řízení hromadění tepla.

Kromě jiných aplikací na stropy, automobily a čalounění dosahuje vysoké odrazivosti infračerveného záření, což umožňuje výrazně snížit nárůst tepla v prostředí..

Reference

  1. Cotton, F. Albert a Wilkinson, Geoffrey. (1980). Pokročilá anorganická chemie. Čtvrté vydání. John Wiley & Sons.
  2. Kirk-Othmer (1994). Encyclopedia of Chemical Technology. Svazek 19. Čtvrté vydání. John Wiley & Sons.
  3. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. (1990). Páté vydání. Svazek A7 a A20. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
  4. Americké prvky. (2019). Oxid chromitý. Obnoveno z americanelements.com.
  5. Národní lékařská knihovna. (2019). Oxid chromitý. Obnoveno z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  6. Dorfman, Mitchell R. (2012). Tepelné nástřiky. In Handbook of Environmental Degradation of Materials. Kapitola 19. Obnoveno ze sciencedirect.com.
  7. Takehira, K. a kol. (2004). COdva Dehydrogenace propanu na katalyzátoru Cr-MCM-41. In Studies in Surface Science and Catalysis 153. Obnoveno ze sciencedirect.com.
  8. Selvam Sangeetha a kol. (2012). Funkční pigmenty z nanočástic oxidu chromitého. Dyes and Pigments 94 (2012) 548-552. Obnoveno ze sciencedirect.com.

Zatím žádné komentáře