Štruktúra hydroxidu chrómu, vlastnosti, syntéza, použitie

On Chrómový hydroxid Je to anorganický zlúčenina produktu reakcie bázy s chrómovou soľou. Jeho chemický vzorec sa líši v závislosti od stavu oxidácie chrómu (+2 alebo +3 pre tento typ zlúčeniny). Teda CR (OH)₂ Pre chrómový hydroxid (II) a CR (OH)₃ Pre hydroxid chróm (III).

Z elektronických dôvodov CR²⁺ je nestabilnejší ako CR³⁺, Takže cr (oh)₂ Je to redukčné činidlo (stráca elektrón na presun na +3). Teda, aj keď obidva hydroxidy možno získať ako zrazeniny, CR (OH)₃ -Nazýva sa tiež chromický hydroxid- je prevládajúcou zlúčeninou.

Na rozdiel od hydroxidov získaných jednoduchým rozpustením oxidov kovov vo vode, CR (OH)₃ Touto cestou nie je syntetizovaná kvôli zlej rozpustnosti chromického oxidu (CR₂Ani₃, horný obrázok). Avšak CR (OH)₃ Považuje sa za CR₂Ani₃· Xh₂Alebo sa používa ako smaragdový zelený pigment (Guinet Green).

V laboratóriu je založený na kovovom chróme, ktorý sa rozpustí v kyslom roztoku na tvorbu komplexu [Cr (OH₂)₆]³⁺. Tento vodný komplex potom reaguje so bázou (NaOH alebo KOH) za vzniku zodpovedajúceho chromického hydroxidu.

Ak sa predchádzajúce kroky vykonávajú za podmienok, ktoré zabezpečujú neprítomnosť kyslíka, reakcia pochádza z CR (OH)₂ (Chrómový hydroxid). Následne sa vyžaduje separácia a dehydratácia tuhej látky zrazeniny. Výsledkom je, že skutočný CR (OH) je „narodený“₃, Zelený prášok s polymérnou a neistou štruktúrou.

[TOC]

Štruktúra hydroxidu chrómu

Horný obrázok je najjednoduchšou reprezentáciou CR (OH)₃ v plyne a izolovanej fáze. Tiež a predpokladanie čisto iónového charakteru jeho interakcií, v tuhých katiónoch je možné vizualizovať³⁺ Interakcia s trojitým množstvom OH aniónov^-.

Povaha spojenia CR-OH je však kovalentnejšia v dôsledku koordinačnej chémie CR³⁺.

Napríklad komplex [cr (OH₂)₆]³⁺ Znamená to, že kovové chrómové centrum je koordinované so šiestimi molekulami vody; Pretože sú neutrálne, komplex vykazuje pozitívne zaťaženie pôvodného katiónu, Cr³⁺.

Oktadron a polymerizácia

Na hornom obrázku štruktúra komplexu [CR (OH je zastúpená₂)₆]³⁺. Ióny^- Môžu pochádzať napríklad z kyseliny chlorovodíkovej v prípade, že sa použila na rozpustenie soli alebo chromického oxidu.

Keď sa do reakčného média pridá NaOH (alebo KOH), OH ión^- Uns a molekula tohto komplexu, ktorá sa vytvára [cr (OH₂)₅(Oh)]²⁺ (Teraz je k dispozícii päť molekúl vody, pretože šiesta stratila protón).

Tento nový dehydrátový komplex v inom vodnom komplexe, ktorý vytvára Dímeros United pomocou hydroxidových mostov:

(H₂Buď)₅Cr-oh-cr (oh₂)₅

Ako sa zvyšuje zásaditosť média (pH stúpa) komplex [cr (OH₂)₄(Oh)₂]⁺, a tiež zvyšujte pravdepodobnosť nových mostov hydroxidu, aby sa vytvorili želé -polyméry. V skutočnosti táto „šedo zelená želé“ odmieta urýchliť usporiadanie.

Nakoniec, cr (oh₂)₃(Oh)₃ Pozostáva z oktadronu s CR³⁺ V strede a spojený s tromi molekulami vody a tromi oh^- To neutralizuje ich pozitívny náboj; To bez zváženia polymerizácie.

Keď CR (Oh₂)₃(Oh)₃ Je dehydratovaná, koordinovaná voda s CR je eliminovaná³⁺, A keďže táto katión je koordinovaný so šiestimi druhmi (ligandy), vznikajú polymérne štruktúry, v ktorých sú zapojené spojenia CR-CR.

Keď je dehydratácia, môže sa jej štruktúra považovať za typ CR₂Ani₃· 3H₂Buď; Inými slovami, trikhydratovaný chrómový oxid. Sú to však fyzikálno -chemické štúdie tuhej látky, ktoré môžu objasniť skutočnú štruktúru CR (OH)₃ v tomto bode.

Fyzikálne a chemické vlastnosti hydroxidu chrómu

CR (OH)₃ Vyzerá to ako modro-zelený prášok, ale keď príde do kontaktu s vodou, tvorí šeditá zelená želé.

Je nerozpustný vo vode, ale rozpustný v kyselinách a silných základoch. Okrem toho, keď sa zahrieva, rozpadá sa a produkuje výpary oxidu chrómového oxidu.

Anfoterizmus

Prečo je hydroxid chróm rozpustný v kyslých a základných roztokoch? Dôvod je z dôvodu jeho znaku amfoter, ktorý vám umožňuje reagovať s kyselinami aj základňami. Táto vlastnosť je charakteristická pre Cr³⁺.

Pri reagovaní s kyselinami, CR (OH₂)₃(Oh)₃ Je rozpustená, pretože hydroxylové mosty sú zlomené a zodpovedné za želé precipitátu.

Na druhej strane, keď sa pridá viac základne, OH^- Naďalej nahradia molekuly vody a tvoria negatívny komplex [cr (OH₂)₂(Oh)₄]^-. Tento komplex premení roztok svetlozelenej farby, ktorá sa zintenzívňuje, keď reakcia pokračuje.

Keď všetky Cr (Oh₂)₃(Oh)₃ Reagovali ste, jeden posledný komplex sa získa, ako je naznačené chemickou rovnicou:

Cr (Oh₂)₃(Oh)₃ + 3 oh^- [Cr (OH)₆] ^3- + 3 h₂Ani

Tento negatívny komplex je spojený s okolitými katiónmi (NA⁺, Ak je základ NaOH) a po odparovaní vody, soľ chromito sodného (Nacro₂, smaragdová zelená farba). Teda kyslé aj základné médium sú schopné rozpustiť hydroxid chrómu.

Syntéza hydroxidu chrómu v priemyselnej oblasti

V priemysle sa vyrába zrážaním sulfátu chrómom s roztokmi hydroxidu sodíka alebo hydroxidu. Podobne sa hydroxid chrómu vyrába schematizovanou reakciou:

Croch₇^2- + 3 SO₂ + 2h⁺ => 2 cr³⁺ + 3 SO₄^2- + H₂Ani

Cr³⁺ + 3OH^- => Cr (OH)₃

Ako je uvedené v predchádzajúcom postupe, redukcia chrómu VI na Chrome III má veľký ekologický význam.

Chróm III je relatívne neškodný pre biotu, zatiaľ čo chróm VI je toxický a karcinogénny, okrem veľmi rozpustných, takže jeho eliminácia životného prostredia je dôležité.

Technológia úpravy vody a pôdy zahŕňa zníženie z CR (VI) na CR (III).

Žiadosti

Hydroxid chrómu má rôzne aplikácie:

• Formulácia make -upu.
• Farbivá na vlasy.
• Lak na nechty.
• Produkty starostlivosti o pleť.
• Čistiace produkty.
• V kovovej povrchu, ktorá predstavuje 73 % svojej spotreby v priemysle.
• Pri uchovávaní dreva.

Odkazy

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chémia. (8. vydanie.). Cengage Learning, s. 873, 874.
2. Publikácia. Chromický hydroxid. Obnovený z pubchem.Ncbi.NLM.NIH.Vláda
3. Syntéza, charakterizácia a stabilita hydroxidov CR (III) a Fe (III). Papassiopi, n., Vaxevanidou, K., Christou, c., Karagianni, e. a antipas, g.  J. Nebezpečenstvo. 264: 490-497.
4. Prebchem. Príprava hydroxidu chrómu (III). Získané z prepchemu.com
5. Wikipedia. (2018). Chrómový hydroxid. Získaný z.Wikipedia.orgán