Chroomhydroxidestructuur, eigenschappen en toepassingen



de chroomhydroxide is een anorganisch samengesteld product van de reactie van een base met een zout van chroom. De chemische formule varieert afhankelijk van de oxidatietoestand van chroom (+2 of +3, voor dit type verbinding). Zo Cr (OH) hebben2 voor het hydroxyde van chroom (II) en Cr (OH)3 voor het chroomhydroxide (III).

Om elektronische redenen, de Cr2+ het is meer onstabiel dan Cr3+, dus de Cr (OH)2 het is een reducerend middel (het verliest een elektron om door te geven aan +3). Dus hoewel beide hydroxiden kunnen worden verkregen als precipitaten, Cr (OH)3 -ook wel chroomhydroxide genoemd - is de overheersende stof.

In tegenstelling tot die hydroxiden verkregen door het eenvoudig oplossen van metaaloxiden in water, Cr (OH)3 het wordt niet langs deze weg gesynthetiseerd vanwege de slechte oplosbaarheid van chroomoxide (Cr2O3, bovenste afbeelding). Cr (OH)3 Het wordt beschouwd als de Cr2O3· XH2Of, gebruikt als een smaragd groen pigment (Guinet groen).

In het laboratoriumgedeelte van het metaalchroom, dat wordt opgelost in een zure oplossing voor de vorming van het complex [Cr (OH2)6]3+. Dit waterige complex reageert dan met een base (NaOH of KOH) om het overeenkomstige chroomhydroxide te vormen.

Als de voorgaande stappen worden uitgevoerd onder omstandigheden die de afwezigheid van zuurstof garanderen, is de reactie afkomstig van Cr (OH)2 (chroomhydroxide). Vervolgens is een scheiding en dehydratie van de geprecipiteerde vaste stof vereist. Als gevolg hiervan is "echte" Cr (OH) "geboren"3, een groen poeder met een polymeerstructuur en onzeker.

index

  • 1 Fysische en chemische eigenschappen
    • 1.1 Amfotericisme
  • 2 Synthese van chroomhydroxide op industrieel gebied
  • 3 Gebruik
  • 4 Referenties

De bovenste afbeelding is de eenvoudigste weergave van Cr (OH)3 in gasfase en geïsoleerd. Evenzo en uitgaande van het zuiver ionische karakter van hun interacties, kunnen in de vaste Cr-kationen worden gevisualiseerd3+ interactie met een verdrievoudigde hoeveelheid OH-anionen-.

De aard van de Cr-OH-binding is echter meer covalent, vanwege de coördinatiechemie van de Cr3+.

Het complex [Cr (OH2)6]3+ geeft aan dat het metalen centrum van chroom is gecoördineerd met zes watermoleculen; Omdat deze neutraal zijn, vertoont het complex de positieve lading van het oorspronkelijke kation, Cr3+.

In de bovenste afbeelding is de structuur van het complex [Cr (OH2)6]3+. Cl-ionen- ze kunnen bijvoorbeeld afkomstig zijn van zoutzuur als het is gebruikt voor het oplossen van zout of chroomoxide.

Bij toevoeging van NaOH (of KOH) aan het reactiemedium, het OH-ion- deprotoneert een molecuul van dit complex, waarbij [Cr (OH2)5(OH)]2+ (Nu zijn er vijf moleculen water omdat de zesde een proton heeft verloren).

Achtereenvolgens droogt dit nieuwe complex een ander waterig complex uit, waardoor dimeren worden gevormd die gebonden zijn door hydroxidebruggen:

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

Naarmate de basiciteit van het medium toeneemt (de pH stijgt) wordt het complex [Cr (OH2)4(OH)2]+, en ze vergroten ook de kans op nieuwe hydroxidebruggen om gelatineuze polymeren te maken. In feite weigert deze "grijsgroene gelei" om ordentelijk neer te slaan.

Ten slotte, de Cr (OH2)3(OH)3 bestaat uit een octaëder met de Cr3+ in het midden en gekoppeld aan drie watermoleculen en drie OH- die zijn positieve lading neutraliseert; dit zonder de polymerisatie te overwegen.

Wanneer de Cr (OH2)3(OH)3 uitdroogt, elimineert het water gecoördineerd met de Cr3+, en aangezien dit kation is gecoördineerd met zes soorten (liganden), ontstaan ​​polymere structuren waarin de Cr-Cr-bindingen mogelijk betrokken zijn..

Ook wanneer gedehydrateerd, kan de structuur ervan worden beschouwd als het Cr-type2O3· 3H2O; met andere woorden, het tri-gehydrateerde chroomoxide. Het is echter de fysisch-chemische studie van de vaste stof die licht kan werpen op de ware structuur van Cr (OH)3 op dit punt.

Fysische en chemische eigenschappen

The Cr (OH)3 Het heeft het uiterlijk van een blauwgroen poeder, maar als het in contact komt met het water vormt het een gelatineachtig grijsgroen neerslag.

Het is onoplosbaar in water, maar oplosbaar in sterke zuren en basen. Bovendien, wanneer het wordt verwarmd, ontleedt het en produceert het chroomoxidedampen.

Amfoteer

Waarom is chroomhydroxide oplosbaar in zure en basische oplossingen? De reden is vanwege de amfotere aard ervan, waardoor het kan reageren met zowel zuren als basen. Deze eigenschap is kenmerkend voor Cr3+.

Wanneer reageert met zuren, Cr (OH)2)3(OH)3 lost op omdat de hydroxylbruggen afbreken, verantwoordelijk voor het gelatineuze uiterlijk van het precipitaat.

Aan de andere kant, wanneer meer base wordt toegevoegd, de OH- ze blijven de watermoleculen vervangen en vormen het negatieve complex [Cr (OH2)2(OH)4]-. Dit complex maakt de oplossing lichtgroen van kleur, die sterker wordt naarmate de reactie voortschrijdt.

Wanneer alle Cr (OH2)3(OH)3 Zodra het heeft gereageerd, wordt een uiteindelijk complex verkregen zoals aangegeven door de chemische vergelijking:

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

Dit negatieve complex is geassocieerd met de omringende kationen (Na+, als de base NaOH is), en na de verdamping van het water precipiteert het natriumchromietzout (NaCrO2, smaragdgroene kleur). Aldus zijn zowel het zure als het basische medium in staat chroomhydroxide op te lossen.

Synthese van chroomhydroxide op industrieel gebied

In de industrie wordt het geproduceerd door de precipitatie van chroomsulfaat met oplossingen van natriumhydroxide of ammoniumhydroxide. Evenzo wordt chroomhydroxide geproduceerd door de geschematiseerde reactie:

CrO72- + 3 SO2 + 2H+ => 2 Cr3+ + 3 SO42- + H2O

Cr3+ + 3OH- => Cr (OH)3

Zoals in de vorige procedure is aangetoond, is de reductie van chroom VI tot chroom III van groot ecologisch belang.

Chroom III is relatief onschadelijk voor biota, terwijl chroom VI toxisch en carcinogeen is, evenals zeer oplosbaar, dus het is belangrijk om het uit het milieu te verwijderen.

Afvalwater- en grondbehandelingstechnologie omvat een reductie van Cr (VI) tot Cr (III).

toepassingen

- Formulering van make-ups.

- Haarkleurmiddelen.

- Nagellakken.

- Huidverzorgingsproducten.

- Reinigingsproducten.

- Bij de afwerking van metalen, die 73% van het verbruik in de industrie vertegenwoordigt.

- In het behoud van hout.

referenties

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chemie. (8e druk). CENGAGE Learning, p 873, 874.
  2. PubChem. (2018). Chromisch hydroxide. Opgehaald op 18 april 2018, van: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  3. N4TR! UMbr. (22 juni 2015). Chroom (III) hydroxide. [Afbeelding]. Opgehaald op 18 april 2018, van: commons.wikimedia.org
  4. Martinez Troya, D., Martín-Pérez, J.J. Studie voor het experimenteel gebruik van chroomoxiden en hydroxiden in de middelste leer. BORAX nº 2 (1) -Beoordeling van praktische chemie voor secundair en baccalaureaat-IES. Zaframagón-ISSN 2529-9581.
  5. Synthese, karakterisering en stabiliteit van Cr (III) en Fe (III) hydroxiden. (2014) Papassiopi, N., Vaxevanidou, K., Christou, C., Karagianni, E. and Antipas, G. J. Hazard Mater. 264: 490-497.
  6. PrebChem. (9 februari 2016). Bereiding van chroom (III) hydroxide. Opgehaald op 18 april 2018, uit: prepchem.com
  7. Wikipedia. (2018). Chroom (III) hydroxide. Opgehaald op 18 april 2018, vanaf: en.wikipedia.org