Cấu trúc, tính chất và công dụng của Chromium Hydroxide



các hydroxit crom là một sản phẩm hợp chất vô cơ của phản ứng của một bazơ với muối crôm. Công thức hóa học của nó thay đổi theo trạng thái oxy hóa của crom (+2 hoặc +3, đối với loại hợp chất này). Do đó có Cr (OH)2 cho hydroxit của crom (II) và Cr (OH)3 cho crom hydroxit (III).

Vì lý do điện tử, Cr2+ nó không ổn định hơn Cr3+, vì vậy Cr (OH)2 nó là một chất khử (nó mất một electron để vượt qua +3). Do đó, mặc dù cả hai hydroxit đều có thể thu được dưới dạng kết tủa, Cr (OH)3 -còn được gọi là hydroxit cromic - là hợp chất chiếm ưu thế.

Không giống như các hydroxit thu được bằng cách hòa tan đơn giản các oxit kim loại trong nước, Cr (OH)3 nó không được tổng hợp bởi con đường này do độ hòa tan kém của oxit cromic (Cr2Ôi3, hình trên cùng). Tuy nhiên, Cr (OH)3 Nó được coi là Cr2Ôi3· XH2Hoặc, được sử dụng làm sắc tố xanh ngọc lục bảo (xanh Guinet).

Trong phòng thí nghiệm của crom kim loại, được hòa tan trong dung dịch axit để tạo thành phức [Cr (OH2)6]3+. Sau đó, phức hợp nước này phản ứng với một bazơ (NaOH hoặc KOH) để tạo thành hydroxit crom tương ứng.

Nếu các bước trước được thực hiện trong các điều kiện đảm bảo không có oxy, phản ứng bắt nguồn Cr (OH)2 (crom hydroxit). Sau đó, cần phải tách và khử nước chất rắn kết tủa. Kết quả là Cr "OH" thực sự được "sinh ra"3, Một loại bột màu xanh lá cây với cấu trúc polymer và không chắc chắn.

Chỉ số

  • 1 Tính chất lý hóa
    • 1.1 Thuyết lưỡng tính
  • 2 Tổng hợp crom hydroxit trong lĩnh vực công nghiệp
  • 3 công dụng
  • 4 tài liệu tham khảo

Hình trên là đại diện đơn giản nhất của Cr (OH)3 trong pha khí và cô lập. Tương tự như vậy và giả sử đặc tính ion hoàn toàn của các tương tác của chúng, trong các cation Cr rắn có thể được hình dung3+ tương tác với một lượng gấp ba lần anion OH-.

Tuy nhiên, bản chất của liên kết Cr - OH là cộng hóa trị nhiều hơn, do hóa học phối hợp của Cr3+.

Ví dụ: phức [Cr (OH2)6]3+ chỉ ra rằng trung tâm kim loại của crom được phối hợp với sáu phân tử nước; Vì đây là trung tính, phức chất thể hiện điện tích dương của cation ban đầu, Cr3+.

Trong hình trên, cấu trúc của phức [Cr (OH2)6]3+. Các ion Cl- họ có thể đến, ví dụ, từ axit hydrochloric nếu nó đã được sử dụng để hòa tan muối hoặc oxit cromic.

Khi thêm NaOH (hoặc KOH) vào môi trường phản ứng, ion OH- làm mất tác dụng của một phân tử phức tạp này, tạo thành [Cr (OH2)5(OH)]2+ (Bây giờ có năm phân tử nước vì thứ sáu bị mất một proton).

Liên tiếp, phức hợp mới này làm mất nước một phức chất nước khác, tạo ra các độ mờ bị ràng buộc bởi các cầu hydroxit:

(H2Ô)5Cr-OH-Cr (OH2)5

Khi tính cơ bản của môi trường tăng (độ pH tăng), phức [Cr (OH2)4(OH)2]+, và chúng cũng làm tăng cơ hội của các cầu hydroxit mới để tạo ra các polyme gelatin. Trên thực tế, "thạch xanh xám" này từ chối kết tủa có trật tự.

Cuối cùng, Cr (OH2)3(OH)3 bao gồm một khối tám mặt với Cr3+ ở trung tâm, và liên kết với ba phân tử nước và ba OH- mà trung hòa điện tích dương của nó; cái này mà không xem xét sự trùng hợp.

Khi Cr (OH2)3(OH)khử nước, loại bỏ nước phối hợp với Cr3+, và vì cation này được phối hợp với sáu loài (phối tử), nên các cấu trúc polyme phát sinh trong đó các liên kết Cr-Cr có thể được tham gia..

Ngoài ra, khi mất nước, cấu trúc của nó có thể được coi là loại Cr2Ôi3· 3 giờ2O; nói cách khác, oxit crom ba hydrat hóa. Tuy nhiên, chính các nghiên cứu hóa lý của chất rắn có thể làm sáng tỏ cấu trúc thực sự của Cr (OH)3 tại thời điểm này.

Tính chất hóa lý

Cr (OH)3 Nó có hình dạng của một loại bột màu xanh lam, nhưng khi tiếp xúc với nước, nó tạo thành kết tủa màu xám xanh xám.

Nó không hòa tan trong nước, nhưng hòa tan trong axit và bazơ mạnh. Ngoài ra, khi đun nóng, nó bị phân hủy, tạo ra hơi oxit crom.

Anfoterismo

Tại sao crom hydroxit hòa tan trong dung dịch axit và cơ bản? Lý do là do bản chất lưỡng tính của nó, cho phép nó phản ứng với cả axit và bazơ. Đặc tính này là đặc trưng của Cr3+.

Khi phản ứng với axit, Cr (OH)2)3(OH)3 hòa tan vì các cầu hydroxyl bị phá vỡ, chịu trách nhiệm cho sự xuất hiện gelatin của kết tủa.

Mặt khác, khi thêm nhiều bazơ, OH- chúng tiếp tục thay thế các phân tử nước, tạo thành phức chất âm [Cr (OH2)2(OH)4]-. Sự phức tạp này làm cho dung dịch có màu xanh nhạt, tăng cường khi phản ứng tiến hành.

Khi tất cả các Cr (OH2)3(OH)3 Một khi nó đã phản ứng, một phức chất cuối cùng thu được như được chỉ ra bởi phương trình hóa học:

Cr (OH2)3(OH)3 + 3 OH- <=> [Cr (OH)6] 3- + 3 giờ2Ôi

Phức tạp âm này được liên kết với các cation xung quanh (Na+, nếu bazơ là NaOH) và sau khi bay hơi nước, muối natri crom kết tủa (NaCrO2, màu xanh ngọc lục bảo). Do đó, cả môi trường axit và môi trường cơ bản đều có khả năng hòa tan crom hydroxit.

Tổng hợp crom hydroxit trong lĩnh vực công nghiệp

Trong công nghiệp, nó được tạo ra bởi sự kết tủa của crom sunfat với các dung dịch natri hydroxit hoặc amoni hydroxit. Tương tự như vậy, crom hydroxit được tạo ra bởi phản ứng schematized:

CrO72- + 3 SO2 + 2 giờ+ => 2 Cr3+ + 3 SO42- + H2Ôi

Cr3+ + 3 giờ- => Cr (OH)3

Như đã trình bày trong quy trình trước, việc khử crom VI thành crom III có tầm quan trọng sinh thái rất lớn.

Chromium III tương đối vô hại đối với biota, trong khi crom VI độc hại và gây ung thư, cũng như rất dễ hòa tan, vì vậy điều quan trọng là phải loại bỏ nó khỏi môi trường.

Công nghệ xử lý nước thải và đất bao gồm giảm Cr (VI) xuống Cr (III).

Công dụng

- Công thức trang điểm.

- Chất nhuộm tóc.

- Sơn móng tay.

- Sản phẩm chăm sóc da.

- Sản phẩm tẩy rửa.

- Trong hoàn thiện kim loại, chiếm 73% lượng tiêu thụ trong ngành.

- Trong bảo quản gỗ.

Tài liệu tham khảo

  1. Whites, Davis, Peck & Stanley. Hóa học (Tái bản lần thứ 8). Học tập CENGAGE, trang 873, 874.
  2. PubChem. (2018). Hydroxit cromic. Truy cập ngày 18 tháng 4 năm 2018, từ: pubool.ncbi.nlm.nih.gov
  3. N4TR! UMbr. (Ngày 22 tháng 6 năm 2015). Hydroxit crom (III). [Hình] Truy cập ngày 18 tháng 4 năm 2018, từ: commons.wikidia.org
  4. Martinez Troya, D., Martín-Pérez, J.J. Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm oxit crom và hydroxit trong giáo lý giữa. BORAX số 2 (1) -Nhận xét về Hóa học thực hành cho Trung học và tú tài-IES. Zaframagón-ISSN 2529-9581.
  5. Tổng hợp, đặc tính và tính ổn định của hydroxit Cr (III) và Fe (III). (2014) Papassiopi, N., Vaxevanidou, K., Christou, C., Karagianni, E. và Antipas, G. J. Hazard Mater. 264: 490-497.
  6. PrebChem. (Ngày 9 tháng 2 năm 2016). Điều chế hydroxit crom (III). Truy cập vào ngày 18 tháng 4 năm 2018, từ: Prepool.com
  7. Wikipedia. (2018). Hydroxit crom (III). Truy cập ngày 18 tháng 4 năm 2018, từ: en.wikipedia.org