Hroma hidroksīda struktūra, īpašības un pielietojumi



The hroma hidroksīds ir neorganisks savienojuma produkts, kas iegūts no bāzes un hroma sāls reakcijas. Tā ķīmiskā formula atšķiras atkarībā no hroma oksidācijas stāvokļa (+2 vai +3, šāda veida savienojumiem). Līdz ar to Cr (OH)2 hroma (II) un Cr (OH) hidroksīdam3 hroma hidroksīdam (III).

Elektronisku iemeslu dēļ Kr2+ tas ir nestabilāks par Cr3+, tā Kr (OH)2 tas ir reducējošs līdzeklis (tas zaudē elektronu, lai pārietu uz +3). Tādējādi, lai gan abus hidroksīdus var iegūt kā nogulsnes, Cr (OH)3 -ko sauc arī par hroma hidroksīdu - ir dominējošais savienojums.

Atšķirībā no hidroksīdiem, kas iegūti, vienkārši izšķīdinot metālu oksīdus ūdenī, Cr (OH)3 tas nav sintezēts ar šo ceļu, jo hromoksīds ir slikti šķīstošs (Cr2O3, augšējais attēls). Tomēr, Cr (OH)3 To uzskata par Kr2O3· XH2Vai arī lieto kā smaragda zaļo pigmentu (Guinet green).

Metāliskā hroma laboratorijas daļā, kas izšķīdina skābes šķīdumā kompleksa veidošanai [Cr (OH)2)6]3+. Pēc tam šis ūdens komplekss reaģē ar bāzi (NaOH vai KOH), veidojot atbilstošu hromoksīdu.

Ja iepriekšējās darbības tiek veiktas apstākļos, kas nodrošina skābekļa trūkumu, reakcija rodas no Cr (OH).2 (hroma hidroksīds). Pēc tam ir nepieciešama nogulsnēto cieto vielu atdalīšana un dehidratācija. Tā rezultātā "true" Cr (OH) ir "dzimis"3, zaļš pulveris ar polimēra struktūru un neskaidrs.

Indekss

  • 1 Fizikālās un ķīmiskās īpašības
    • 1.1. Amfoterisms
  • 2 Hroma hidroksīda sintēze rūpnieciskajā jomā
  • 3 Lietojumi
  • 4 Atsauces

Augšējais attēls ir vienkāršākais attēlojums Cr (OH)3 gāzes fāzē un izolēti. Tāpat, pieņemot, ka to mijiedarbība ir tīri joniska, cietajos Cr katonos var vizualizēt3+ mijiedarbojas ar trīskāršu OH anjonu daudzumu-.

Tomēr Cr-OH saite ir daudz kovalentāka, pateicoties Cr koordinācijas ķīmijai3+.

Piemēram, komplekss [Cr (OH)2)6]3+ norāda, ka hroma metāliskais centrs tiek koordinēts ar sešām ūdens molekulām; Tā kā tie ir neitrāli, komplekss uzrāda sākotnējā katjona pozitīvo uzlādi, Cr3+.

Augšējā attēlā kompleksa struktūra [Cr (OH)2)6]3+. Cl joni- tie var būt, piemēram, no sālsskābes, ja to lieto sāls vai hroma oksīda izšķīdināšanai.

Pievienojot NaOH (vai KOH) reakcijas vidē, OH jonu- deprotonē šī kompleksa molekulu, veidojot [Cr (OH)2)5(OH)]2+ (Tagad ir piecas ūdens molekulas, jo sestais zaudēja protonu).

Pēc tam šis jaunais komplekss dehidrē citu ūdens kompleksu, radot hidroksīda tiltiem saistītus dimērus:

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

Tā kā barotnes bāziskums palielinās (pH pieaugums), komplekss [Cr (OH)2)4(OH)2]+, un tie arī palielina jaunu hidroksīdu tiltu izredzes radīt želatīna polimērus. Faktiski šis "pelēkā zaļā želeja" atsakās kārtīgi nokrist.

Visbeidzot, Cr (OH)2)3(OH)3 sastāv no oktaedrera ar Kr3+ centrā, un savienots ar trim ūdens molekulām un trīs OH- kas neitralizē tās pozitīvo maksu; to neņemot vērā polimerizāciju.

Kad Cr (OH)2)3(OH)3 dehidrē, novērš ūdeni, kas tiek saskaņots ar Kr3+, un tā kā šo katjonu saskaņo ar sešām sugām (ligandiem), rodas polimēru struktūras, kurās var būt iesaistītas Cr-Cr saites..

Arī tad, ja tas ir dehidrēts, tā struktūru var uzskatīt par Cr tipu2O3· 3H2O; citiem vārdiem sakot, trihidrēts hromoksīds. Tomēr cietā materiāla fizikāli ķīmiskie pētījumi var izskaidrot Cr (OH) patieso struktūru.3 šajā brīdī.

Fizikālās un ķīmiskās īpašības

Cr (OH)3 Tā izskats ir zilganzaļš pulveris, bet, kad tas nonāk saskarē ar ūdeni, tas veido želatīna pelēkā zaļā nokrišņus.

Tas nešķīst ūdenī, bet šķīst spēcīgās skābēs un bāzēs. Turklāt, sakarsējot, tā sadalās, radot hroma oksīda tvaikus.

Anfoterismo

Kāpēc hroma hidroksīds šķīst skābos un pamata šķīdumos? Iemesls tam ir tā amfoteriskais raksturs, kas ļauj reaģēt ar skābēm un bāzēm. Šis īpašums ir raksturīgs Kr3+.

Reaģējot ar skābēm, Cr (OH)2)3(OH)3 izšķīst, jo hidroksila tilti sadalās, kas ir atbildīgs par nogulšņu izskatu.

No otras puses, ja pievieno vairāk bāzes, OH- tie turpina aizstāt ūdens molekulas, veidojot negatīvu kompleksu [Cr (OH)2)2(OH)4]-. Šis komplekss padara šķīdumu gaiši zaļu krāsu, kas pastiprinās, kad reakcija notiek.

Kad viss Cr (OH)2)3(OH)3 Pēc tam, kad tā ir reaģējusi, tiek iegūts galīgais komplekss, kā norādīts ķīmiskā vienādojumā:

Cr (OH)2)3(OH)3 + 3 OH- <=> [Cr (OH)6] 3- + 3 H2O

Šis negatīvais komplekss ir saistīts ar apkārtējiem katjoniem (Na+, ja bāze ir NaOH), un pēc ūdens iztvaicēšanas nātrija hromīta sāls nogulsnējas (NaCrO2, smaragda zaļā krāsa). Tādējādi gan skāba, gan bāzes barotne spēj izšķīdināt hroma hidroksīdu.

Hroma hidroksīda sintēze rūpniecībā

Rūpniecībā tas tiek iegūts, nogulsnējot hroma sulfātu ar nātrija hidroksīda vai amonija hidroksīda šķīdumiem. Tāpat, izmantojot shematizētu reakciju, rodas hroma hidroksīds:

CrO72- + 3 SO2 + 2H+ => 2 Kr3+ + 3 SO42- + H2O

Kr3+ + 3OH- => Cr (OH)3

Kā parādīts iepriekšējā procedūrā, hroma VI reducēšanai uz hroma III ir liela ekoloģiskā nozīme.

Hroms III ir relatīvi nekaitīgs biotai, bet hroms VI ir toksisks un kancerogēns, kā arī ļoti šķīstošs, tāpēc ir svarīgi to novērst no vides..

Notekūdeņu un augsnes apstrādes tehnoloģija ietver Cr (VI) samazināšanu līdz Cr (III).

Lietojumi

- Aplauzums.

- Matu krāsvielas.

- Nagu krāsas.

- Ādas kopšanas līdzekļi.

- Tīrīšanas līdzekļi.

- Metālu apdarei, kas veido 73% no tā patēriņa nozarē.

- Koksnes saglabāšanā.

Atsauces

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Ķīmija (8. izdevums). CENGAGE Learning, 873., 874. lpp.
  2. PubChem. (2018). Hromiskais hidroksīds. Saturs iegūts 2018. gada 18. aprīlī no: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  3. N4TR! UMbr. (2015. gada 22. jūnijs). Hroma (III) hidroksīds. [Attēls] Saturs iegūts 2018. gada 18. aprīlī no: commons.wikimedia.org
  4. Martinez Troya, D., Martín-Pérez, J.J. Pētījums par hroma oksīdu un hidroksīdu eksperimentālo izmantošanu vidusskolās. BORAX Nr. 2 (1) - praktiskās ķīmijas apskats sekundārajiem un bakalaura diplomiem. Zaframagón-ISSN 2529-9581.
  5. Cr (III) un Fe (III) hidroksīdu sintēze, raksturojums un stabilitāte. (2014) Papassiopi, N., Vaxevanidou, K., Christou, C., Karagianni, E. un Antipas, G. J. Hazard Mater. 264: 490-497.
  6. PrebChem. (2016. gada 9. februāris). Hroma (III) hidroksīda sagatavošana. Saturs iegūts 2018. gada 18. aprīlī no: prepchem.com
  7. Vikipēdija. (2018). Hroma (III) hidroksīds. Saturs iegūts 2018. gada 18. aprīlī no: en.wikipedia.org