- estructura
- Nomenclatura
- propietats
- estat físic
- duresa Mohs
- pes molecular
- Punt de fusió
- densitat
- solubilitat
- pH
- Índex de refracció
- altres propietats
- usos
- En la indústria de la ceràmica i vidre
- En revestiments industrials
- En la indústria dels refractaris
- en construcció
- Com pigment en variades aplicacions
- en joieria
- En catàlisi de reaccions químiques
- En la fabricació de l'crom
- En materials magnètics
- innovacions recents
- referències
El òxid de crom (III) o òxid cròmic és un sòlid inorgànic de color verd que es forma cremant el metall crom (Cr) en oxigen (O 2), quedant el crom amb estat d'oxidació 3+. La seva fórmula química és Cr 2 O 3. En la naturalesa es troba en el mineral eskolaíta. No es coneixen dipòsits naturals aprofitable d'òxid de crom (III).
Es pot preparar entre altres maneres escalfant Cr 2 O 3 hidratat (Cr 2 O 3.nH 2 O) per eliminar completament l'aigua. També s'obté com a producte de la calcinació de l'òxid de crom (VI) (CrO 3).
Pigment d'òxid de crom (III). FK1954. Font: Wikipedia Commons
No obstant això, la millor manera d'obtenir-pur és per descomposició de l'dicromat d'amoni (NH 4) 2 Cr 2 O 7 a 200 º. Industrialment es produeix per reducció de l'dicromat de sodi (Na 2 Cr 2 O 7) sòlid amb sofre.
Quan es troba finament dividit presenta un color verd brillant amb matís groguenc. Però si les partícules són més grans exhibeix un tint blavós. L'òxid cròmic és el pigment verd més estable que es conegui. La seva resistència tèrmica i química el converteix en un valuós colorant de ceràmica.
S'empra en revestiments industrials, vernissos, en la indústria de la construcció, en joieria, com a colorant en cosmètics o en productes farmacèutics, entre altres aplicacions.
estructura
L'òxid α-Cr 2 O 3 posseeix l'estructura tipus corindó. El seu sistema cristal·lí és hexagonal romboèdric. És isomorf amb el α-alúmina i α-Fe 2 O 3.
La eskolaíta, mineral natural de l'òxid de crom (III), presenta l'estructura que es mostra a continuació:
Estructura cristal·lina el mineral Eskolaíta. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/Eskolaite_structure.jpg. Font: Wikipedia Commons
Nomenclatura
- Òxid de crom (III).
- Òxid de crom verd.
- Trióxido d'dicromo.
- sesquiòxid de crom.
- Cromia.
- Eskolaíta: Mineral d'òxid de crom (III).
- El hidrat: Cr 2 O 3.nH 2 O (on n ≅ 2) s'anomena hidrat d'òxid de crom (III) o Verd de Guignet.
Hidrat d'òxid de crom (III). W. Oelen. Font: Wikipedia Commons
propietats
estat físic
Sòlid cristal·lí.
duresa Mohs
9 (els seus cristalls són extremadament durs).
pes molecular
151,99 g / mol.
Punt de fusió
Fon a 2435 ºC, però es comença a evaporar a 2000 ºC formant núvols de fum verd.
densitat
5,22 g / cm 3
solubilitat
Quan ha estat escalfat a altes temperatures resulta pràcticament insoluble en aigua (3 micrograms / L a 20ºC); insoluble en alcohols i acetona; lleugerament soluble en àcids i àlcalis; sSoluble en àcid perclòric (HClO 4) a l'70%, en el qual es descompon.
pH
6.
Índex de refracció
2,551.
altres propietats
- Si es calcina fortament es torna inert cap a àcids i bases. D'una altra forma el Cr 2 O 3 i la seva forma hidratada Cr 2 O 3.nH 2 O són anfotéricos, dissolent-se fàcilment en àcid per donar aqua-ions 3+, i en àlcali concentrat per formar "cromitos".
- Quan s'ha calcinat, és resistent químicament a àcids, àlcalis i altes temperatures. És extremadament estable a l'SO 2.
- Posseeix una resistència excel·lent a la llum a causa de que els seus vidres presenten opacitat, alta atenuació UV i transparència a la llum visible.
- És un material extremadament dur, pot ratllar el quars, topazi i zirconi.
- La seva hidrat Cr 2 O 3.nH 2 O (on n ≅ 2) no té estabilitat tèrmica, la seva aigua d'hidratació limita la seva aplicabilitat a menys de 260 ºC. Presenta baixa capacitat de tenyit i rang limitat de matisos.
- Però dit hidrat posseeix una tonalitat verd-blavosa molt neta i brillant. És semitransparent, presenta baixa opacitat, excel·lent resistència a la llum i resistència als àlcalis.
- El Cr 2 O 3 no es classifica com a material perillós i es considera una pols fina inert. No està subjecte a regulacions internacionals de transport.
- No irrita la pell ni les mucoses.
usos
En la indústria de la ceràmica i vidre
A causa de la seva alta resistència a la calor i resistència química, el Cr 2 O 3 calcinat s'empra com a colorant o pigment vitrificable en la fabricació de ceràmica, en esmalts de porcellana i mescles per a vidres.
En revestiments industrials
La ceràmica amb òxid de crom (III) proporciona una excel·lent resistència contra la majoria d'ambients corrosius. Tot això mitjançant el mecanisme d'exclusió de l'substrat de l'ambient que l'envolta.
Per aquesta raó, s'usa en revestiments per prevenir la corrosió de molts materials, sent aplicat mitjançant polvorització tèrmica (atomització o rosada en calent).
També s'empra com a protecció contra el desgast abrasiu (quan la remoció el material és ocasionat per partícules que es mouen a través d'una superfície).
En aquests casos, l'aplicació d'un recobriment de Cr 2 O 3 mitjançant deposició amb plasma, genera una alta resistència a l'abrasió.
Els dos casos anteriors tenen utilitat, per exemple, en motors de turbines de gas de la indústria aeroespacial.
En la indústria dels refractaris
S'empra en la producció de maons tèrmica i químicament resistents, materials de revestiment i concret refractari basat en alúmina.
en construcció
Atès que és extremadament resistent a les condicions atmosfèriques, llum i calor, s'aplica com a colorant de roca granulada per a sostres d'asfalt, ciment concret, recobriments industrials d'alta qualitat per a exteriors, construccions d'acer i recobriment de façanes (pintures emulsionables).
Com pigment en variades aplicacions
Pot suportar condicions de vulcanització i no es degrada, per la qual cosa s'empra en la pigmentació de gomes.
Per ser no-tòxic s'usa com a pigment per a joguines, cosmètics (especialment la seva hidrat), plàstics, tintes d'impressió, pintures que entren en contacte amb aliments i productes farmacèutics.
En la indústria dels pigments s'utilitza com a matèria primera per produir tints penetrants que contenen crom i en pigments basats en fases d'òxids metàl·lics mixtes. També s'empra com a colorant de pintures per al recobriment de bobines.
El seu hidrat posseeix una transparència que permet la formulació d'acabats policromàtics en la indústria automotriu (acabats metàl·lics d'automòbils).
Per la seva característica única de reflectir la radiació infraroja (IR) de manera similar a la clorofil·la de les plantes, sota llum infraroja sembla fullatge. Per aquesta raó, és molt estès el seu ús en pintures o revestiments de camuflatge per a aplicacions militars.
en joieria
S'empra com a colorant de gemmes sintètiques. Quan s'introdueix Cr 2 O 3 com a impuresa a la xarxa cristal·lina de l'α-A l' 2 O 3, com en el mineral semi-preciós robí, el color és vermell en lloc de verd.
També s'utilitza com a agent de mòlta i polit per la seva alta duresa i propietats abrasives.
En catàlisi de reaccions químiques
Suportat en alúmina (A l' 2 O 3) o altres òxids, s'empra en química orgànica com a catalitzador, per exemple, en la hidrogenació d'èsters o aldehids per formar alcohols i en la ciclización d'hidrocarburs. Catalitza la reacció de l'nitrogen (N 2) amb l'hidrogen (H 2) per formar amoníac (NH 3).
Per la seva capacitat d'òxid-reducció actuant juntament amb l'òxid de crom (VI) juga un paper important en la deshidrogenació d'alcans amb CO 2 per produir propè i isobutè, ja que el cicle desactivació-reactivació de l'catalitzador és fàcilment executable. També s'usa com a catalitzador en química inorgànica.
En la fabricació de l'crom
S'utilitza en la producció aluminotèrmica de l'metall de crom pur. Per això ha de ser escalfat a 1000 ºC amb la finalitat d'augmentar la seva mida de gra.
Preparació de metall crom per reducció aluminotèrmica d'òxid de crom (III). Rant Tuvikene. Font: Wikipedia Commons
En materials magnètics
Ha estat afegit en petites quantitats a materials magnètics de cintes d'àudio i vídeo impartint un efecte autonetejant als capçals de so.
innovacions recents
S'ha aconseguit obtenir pigments que tenen reflectància millorada de l'proper IR a l'dopar nanopartícules de Cr 2 O 3 amb sals d'elements pertanyents a el grup de les terres rares, com el lantà i el praseodimi.
Augmentant la concentració d'aquests elements, augmenta la reflectància solar de l'infraroig proper sense afectar el color verd de l'pigment de Cr 2 O 3.
Això permet classificar el Cr 2 O 3 dopat com a pigment "fred", ja que resulta adequat per controlar l'acumulació de calor.
Aplicat a sostres, automòbils i tapisseria, entre altres aplicacions, aconsegueix una alta reflectància de llum solar IR, el que permet reduir considerablement l'augment de calor en els ambients.
referències
- Cotton, F. Albert and Wilkinson, Geoffrey. (1980). Advanced Inorganic Chemistry. Fourth Edition. John Wiley & Sons.
- Kirk-Othmer (1994). Encyclopedia of Chemical Technology. Volume 19. Fourth Edition. John Wiley & Sons.
- Ullmann 's Encyclopedia of Industrial Chemistry. (1990). Fifth Edition. Volume A7 and A20. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
- American Elements. (2019). Chromium (III) Oxide. Recuperat de americanelements.com.
- National Library of Medicine. (2019). Chromium (III) Oxide. Recuperat de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Dorfman, Mitchell R. (2012). Thermal Spray Coatings. In Handbook of Environmental Degradation of Materials. Chapter 19. Recuperat de sciencedirect.com.
- Takehira, K. et al. (2004). CO 2 Dehydrogenation of Propane over Cr-MCM-41 Catalyst. In Studies in Surface Science and Catalysis 153. Recuperat de sciencedirect.com.
- Selvam Sangeetha et al. (2012). Functional Pigments from chromium (III) s'oxidi nanoparticles. Dyes and Pigments 94 (2012) 548-552. Recuperat de sciencedirect.com.