Structura hidroxidului de crom, proprietăți și utilizări



crom hidroxid este un compus compus anorganic al reacției unei baze cu o sare de crom. Formula chimică variază în funcție de starea de oxidare a cromului (+2 sau +3, pentru acest tip de compus). Având astfel Cr (OH)2 pentru hidroxidul de crom (II) și Cr (OH)3 pentru hidroxidul de crom (III).

Din motive electronice, Cr2+ este mai instabilă decât Cr3+, deci Cr (OH)2 este un agent de reducere (pierde un electron pentru a trece la +3). Astfel, deși ambii hidroxizi pot fi obținuți ca precipitanți, Cr (OH)3 - denumit și hidroxid cromic - este compusul predominant.

Spre deosebire de hidroxizii obținuți prin dizolvarea simplă a oxizilor metalici în apă, Cr (OH)3 nu este sintetizată pe această cale din cauza solubilității slabe a oxidului cromic (Cr2O3, imagine superioară). Cu toate acestea, Cr (OH)3 Este considerat Cr2O3· XH2Sau, folosit ca un pigment verde smarald (verde Guinet).

În partea de laborator a cromului metalic, care este dizolvată în soluție acidă pentru formarea complexului [Cr (OH) 2]2)6]3+. Acest complex apos reacționează apoi cu o bază (NaOH sau KOH) pentru a forma hidroxidul cromic corespunzător.

Dacă etapele anterioare sunt efectuate în condiții care asigură absența oxigenului, reacția provine din Cr (OH)2 (hidroxid de crom). Ulterior, este necesară o separare și deshidratare a solidului precipitat. Ca rezultat, "adevărat" (OH) este "născut"3, o pulbere verde cu o structură polimerică și nesigură.

index

  • 1 Structura
    • 1.1 Octaedrul și polimerizarea
  • 2 Proprietăți fizice și chimice
    • 2.1 Amfoterismul
  • 3 Sinteza hidroxidului de crom în domeniul industrial
  • 4 Utilizări
  • 5 Referințe

structură

Imaginea superioară este cea mai simplă reprezentare a Cr (OH)3 în fază gazoasă și izolată. De asemenea, și presupunând caracterul pur ionic al interacțiunilor lor, în cationii solizi Cr pot fi vizualizați3+ interacționând cu o cantitate triplă de anioni OH-.

Cu toate acestea, natura legăturii Cr-OH este mai covalentă, datorită chimiei de coordonare a Cr3+.

De exemplu, complexul [Cr (OH)2)6]3+ indică faptul că centrul metalic al cromului este coordonat cu șase molecule de apă; Deoarece acestea sunt neutre, complexul prezintă sarcina pozitivă a cationului original, Cr3+.

Octaedrul și polimerizarea

În imaginea superioară, structura complexului [Cr (OH)2)6]3+. Cl ioni- acestea pot proveni, de exemplu, din acid clorhidric dacă s-au utilizat pentru dizolvarea sarii sau a oxidului cromic.

Când se adaugă NaOH (sau KOH) în mediul de reacție, ionul OH- deprotonizează o moleculă din acest complex, formând [Cr (OH)2)5(OH)]2+ (Acum există cinci molecule de apă, deoarece al șaselea a pierdut un proton).

În mod consecvent, acest nou complex deshidratează un alt complex apos, creând dimeri legați de punți de hidroxid:

(H2O)5Cr-OH-Cr (OH)2)5

Odată cu creșterea bazicității mediului (creșterea pH-ului) complexul se formează [Cr (OH2)4(OH)2]+, și, de asemenea, crește probabilitatea de punți de hidroxid noi pentru a crea polimeri gelatinoși. De fapt, acest "jeleu gri-verde" refuză să se grăbească ordonat.

În final, Cr (OH)2)3(OH)3 constă dintr-un octaedru cu Cr3+ în centru, și legate de trei molecule de apă și trei OH- care îi neutralizează sarcina pozitivă; acest lucru fără a se lua în considerare polimerizarea.

Atunci când Cr (OH2)3(OH)3 se deshidratează, apa coordonată cu Cr este eliminată3+, și deoarece acest cation este coordonat cu șase specii (liganzi), apar structuri polimerice în care pot fi implicate legături Cr-Cr.

De asemenea, atunci când este deshidratat, structura sa poate fi considerată tip Cr2O33H2O; cu alte cuvinte, oxidul cromic trihidrat. Cu toate acestea, studiile fizico-chimice ale solidului pot arunca o lumină asupra structurii reale a Cr (OH)3 în acest moment.

Proprietăți fizice și chimice

Cr (OH)3 Are aspectul unei pulberi albastre-verzi, dar când vine în contact cu apa, formează un precipitat gelatinos gri-verde.

Este insolubil în apă, dar solubil în acizi și baze puternice. În plus, atunci când este încălzit, se descompune, producând vapori de oxid de crom.

amphoterism

De ce este hidroxidul de crom solubil în soluții acide și bazice? Motivul se datorează naturii sale amfoterice, care îi permite să reacționeze atât cu acizi cât și cu baze. Această proprietate este caracteristică Cr3+.

Când reacționează cu acizi, Cr (OH)2)3(OH)3 se dizolvă deoarece punțile de hidroxil se descompun, răspunzând de aspectul gelatos al precipitatului.

Pe de altă parte, când se adaugă mai multă bază, OH- ele continuă să înlocuiască moleculele de apă, formând complexul negativ [Cr (OH)2)2(OH)4]-. Acest complex face soluția o culoare verde deschis, care se intensifică odată cu reacția.

Când tot Cr (OH2)3(OH)3 Odată ce reacționează, se obține un complex final indicat de ecuația chimică:

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

Acest complex negativ este asociat cu cationii din jur (Na+, dacă baza este NaOH) și după evaporarea apei precipită sarea de cromit de sodiu (NaCrO2, verde smarald). Astfel, atât mediul acid, cât și cel bazic sunt capabile să dizolve hidroxidul de crom.

Sinteza hidroxidului de crom în domeniul industrial

În industrie este produsă prin precipitarea sulfatului de crom cu soluții de hidroxid de sodiu sau hidroxid de amoniu. De asemenea, hidroxidul de crom este produs prin reacția schematizată:

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

Cr3+ + 3OH- => Cr (OH)3

După cum sa arătat în procedura precedentă, reducerea cromului VI la cromul III are o mare importanță ecologică.

Cromul III este relativ inofensiv pentru biota, în timp ce cromul VI este toxic și carcinogen, precum și foarte solubil, deci este important să îl eliminați din mediul înconjurător.

Tehnologia de tratare a apelor reziduale și a solului include o reducere a Cr (VI) la Cr (III).

aplicații

- Formularea machiajelor.

- Agenți de colorare a părului.

- Vopsele de unghii.

- Produse pentru îngrijirea pielii.

- produse de curățat.

- la finisarea metalelor, care reprezintă 73% din consumul său în industrie.

- În conservarea lemnului.

referințe

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chimie. (Ediția a 8-a). CENGAGE Learning, p 873, 874.
  2. Extract. (2018). Hidroxidul cromic. Adus la 18 aprilie 2018 de la: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  3. N4TR! UMbr. (22 iunie 2015). Chromium (III) hidroxid. [Figura]. Adus la 18 aprilie 2018 de la: commons.wikimedia.org
  4. Martínez Troya, D., Martín-Pérez, J.J. Studiu privind utilizarea experimentală a oxizilor și hidroxilor de crom în clasele de mijloc. BORAX nº 2 (1) - Revista de chimie practică pentru secundar și Bachillerato-IES. Zaframagón-ISSN 2529-9581.
  5. Sinteza, caracterizarea și stabilitatea hidroxizilor de Cr (III) și Fe (III). (2014) Papassiopi, N., Vaxevanidou, K., Christou, C., Karagianni, E. și Antipas, G. J. Hazard Mater. 264: 490-497.
  6. PrebChem. (9 februarie 2016). Prepararea hidroxidului de crom (III). Adus pe 18 aprilie 2018 de la: prepchem.com
  7. Wikipedia. (2018). Chromium (III) hidroxid. Adus pe 18 aprilie 2018, de la: en.wikipedia.org