โครงสร้างคุณสมบัติและการใช้งานของโครเมียมไฮดรอกไซด์



โครเมียมไฮดรอกไซด์ เป็นผลิตภัณฑ์สารประกอบอนินทรีย์ของปฏิกิริยาของฐานกับเกลือของโครเมียม สูตรทางเคมีของมันแตกต่างกันไปตามสถานะออกซิเดชันของโครเมียม (+2 หรือ +3 สำหรับสารประกอบชนิดนี้) การมี Cr (OH)2 สำหรับไฮดรอกไซด์ของโครเมียม (II) และ Cr (OH)3 สำหรับโครเมียมไฮดรอกไซด์ (III).

ด้วยเหตุผลทางอิเล็กทรอนิกส์ Cr2+ มันไม่เสถียรกว่า Cr3+, ดังนั้น Cr (OH)2 มันเป็นตัวรีดิวซ์ (สูญเสียอิเล็กตรอนไปที่ +3) ดังนั้นถึงแม้ว่าไฮดรอกไซด์ทั้งสองจะได้รับเป็น precipitates, Cr (OH)3 -เรียกอีกอย่างว่าโครมิกไฮดรอกไซด์ - เป็นสารประกอบเด่น.

แตกต่างจากไฮดรอกไซด์ที่ได้จากการละลายของโลหะออกไซด์ในน้ำ Cr (OH)3 มันไม่ได้ถูกสังเคราะห์โดยเส้นทางนี้เนื่องจากการละลายที่ไม่ดีของ chromic ออกไซด์ (Cr2O3, ภาพบนสุด) อย่างไรก็ตาม Cr (OH)3 ก็ถือว่าเป็น Cr2O3· XH2หรือใช้เป็นเม็ดสีเขียวมรกต (Guinet green).

ในห้องปฏิบัติการส่วนหนึ่งของโครเมียมโลหะซึ่งละลายในสารละลายกรดเพื่อสร้างคอมเพล็กซ์ [Cr (OH)2)6]3+. คอมเพล็กซ์น้ำนี้จะทำปฏิกิริยากับฐาน (NaOH หรือ KOH) เพื่อสร้างไฮดรอกไซด์ chromic ที่สอดคล้องกัน.

หากทำตามขั้นตอนก่อนหน้าภายใต้เงื่อนไขที่รับรองว่าไม่มีออกซิเจนปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นจาก Cr (OH)2 โครเมียมไฮดรอกไซด์ ต่อจากนั้นจำเป็นต้องมีการแยกและการทำให้แห้งของของแข็งที่ตกตะกอน ด้วยเหตุนี้ Cr "จริง" (OH) จึงเป็น "เกิด"3, ผงสีเขียวที่มีโครงสร้างพอลิเมอร์และไม่แน่นอน.

ดัชนี

  • 1 คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี
    • 1.1 การสะท้อนความเห็น
  • 2 การสังเคราะห์โครเมียมไฮดรอกไซด์ในด้านอุตสาหกรรม
  • 3 ใช้
  • 4 อ้างอิง

ภาพด้านบนเป็นตัวแทนที่ง่ายที่สุดของ Cr (OH)3 ในช่วงก๊าซและแยก ในทำนองเดียวกันและสมมติว่าตัวละครอิออนล้วนๆของการมีปฏิสัมพันธ์ของพวกเขาในไพเพอร์ Cr ของแข็งสามารถมองเห็นได้3+ การโต้ตอบกับประจุลบจำนวนสามเท่าของ OH-.

อย่างไรก็ตามลักษณะของพันธะ Cr-OH นั้นเป็นโควาเลนต์ที่มากขึ้นเนื่องจากการประสานงานทางเคมีของ Cr3+.

ตัวอย่างเช่นคอมเพล็กซ์ [Cr (OH)2)6]3+ บ่งชี้ว่าศูนย์กลางโลหะของโครเมียมประสานกับโมเลกุลน้ำหกโมเลกุล เนื่องจากสิ่งเหล่านี้มีความเป็นกลางคอมเพล็กซ์จะแสดงประจุบวกของประจุบวกดั้งเดิม Cr3+.

ในภาพด้านบนโครงสร้างของคอมเพล็กซ์ [Cr (OH)2)6]3+. Cl ไอออน- พวกมันสามารถมาจากกรดไฮโดรคลอริกได้ถ้ามันถูกใช้สำหรับการละลายของเกลือหรือโครมิกออกไซด์.

เมื่อเพิ่ม NaOH (หรือ KOH) ไปยังสื่อปฏิกิริยา, ไอออน OH- deprotonates โมเลกุลของคอมเพล็กซ์นี้ก่อตัว [Cr (OH)2)5(OH)]2+ (ตอนนี้มีห้าโมเลกุลของน้ำเพราะที่หกสูญเสียโปรตอน).

คอมเพล็กซ์ใหม่นี้จะทำการขจัดน้ำคอมเพล็กซ์ที่เป็นน้ำออกไปอย่างต่อเนื่องสร้าง dimers จากสะพานไฮดรอกไซด์

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

เมื่อความพื้นฐานของสื่อเพิ่มขึ้น (ค่า pH เพิ่มขึ้น) คอมเพล็กซ์ [Cr (OH)2)4(OH)2]+, และพวกเขายังเพิ่มโอกาสของสะพานไฮดรอกไซด์ใหม่เพื่อสร้างเจลาตินโพลีเมอร์ ในความเป็นจริง "เยลลี่สีเขียวสีเขียว" นี้ปฏิเสธที่จะเร่งรัดอย่างเป็นระเบียบ.

ในที่สุด Cr (OH)2)3(OH)3 ประกอบด้วยรูปแปดด้านกับ Cr3+ ตรงกลางและเชื่อมโยงกับโมเลกุลของน้ำสามโมเลกุลและสาม OH- ที่ต่อต้านประจุบวกของมัน สิ่งนี้โดยไม่คำนึงถึงกระบวนการพอลิเมอไรเซชัน.

เมื่อ Cr (OH)2)3(OH)3 ขจัดน้ำออก, กำจัดน้ำที่ประสานกับ Cr3+, และเนื่องจากไอออนบวกนี้มีการประสานงานกับหกสปีชีส์ (ลิแกนด์) โครงสร้างโพลีเมอร์จึงเกิดขึ้นซึ่งพันธะของ Cr-Cr อาจเกี่ยวข้อง.

นอกจากนี้เมื่อขาดน้ำโครงสร้างของมันก็สามารถพิจารณาได้ว่าเป็นประเภท Cr2O3· 3H2O; กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ chromic ออกไซด์ tri-hydrated อย่างไรก็ตามเป็นการศึกษาทางเคมีฟิสิกส์ของของแข็งที่สามารถส่องแสงในโครงสร้างที่แท้จริงของ Cr (OH)3 ณ จุดนี้.

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี

The Cr (OH)3 มันมีลักษณะของผงสีน้ำเงินสีเขียว แต่เมื่อสัมผัสกับน้ำจะเกิดตะกอนสีเทาสีเขียวอมเทา.

มันไม่ละลายในน้ำ แต่ละลายได้ในกรดและเบส นอกจากนี้เมื่อถูกความร้อนจะสลายตัวทำให้เกิดไอระเหยของโครเมียมออกไซด์.

amphoterism

ทำไมโครเมียมไฮดรอกไซด์จึงละลายได้ในสารละลายที่เป็นกรดและพื้นฐาน? สาเหตุเกิดจากลักษณะของแอมโฟเทอริกซึ่งทำให้มันสามารถทำปฏิกิริยากับทั้งกรดและเบส คุณสมบัตินี้เป็นคุณสมบัติของ Cr3+.

เมื่อทำปฏิกิริยากับกรด Cr (OH)2)3(OH)3 ละลายเนื่องจากสะพานไฮดรอกซิลแตกตัวทำให้เกิดลักษณะเป็นวุ้นของตะกอน.

ในทางกลับกันเมื่อเพิ่มฐานมากขึ้น OH- พวกมันยังคงแทนที่โมเลกุลของน้ำต่อไปสร้างเป็นลบเชิงซ้อน [Cr (OH)2)2(OH)4]-. คอมเพล็กซ์นี้ทำให้การแก้ปัญหาเป็นสีเขียวอ่อนซึ่งทวีความรุนแรงมากขึ้นเมื่อปฏิกิริยาเกิดขึ้น.

เมื่อ Cr ทั้งหมด (OH)2)3(OH)3 เมื่อได้ทำปฏิกิริยาแล้วจะได้รับความซับซ้อนสุดท้ายตามที่ระบุโดยสมการทางเคมี:

Cr (OH)2)3(OH)3 + 3 OH- <=> [Cr (OH)6] 3- + 3 ชม2O

คอมเพล็กซ์เชิงลบนี้เกี่ยวข้องกับไพเพอร์รอบข้าง (นา+, ถ้าฐานเป็น NaOH) และหลังจากการระเหยของน้ำเกลือโซเดียมโครไมต์จะตกตะกอน (NaCrO)2, สีเขียวมรกต) ดังนั้นทั้งสื่อที่เป็นกรดและสื่อกลางสามารถละลายโครเมียมไฮดรอกไซด์ได้.

การสังเคราะห์โครเมียมไฮดรอกไซด์ในด้านอุตสาหกรรม

ในอุตสาหกรรมผลิตโดยการตกตะกอนของโครเมียมซัลเฟตด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์หรือแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ ในทำนองเดียวกันโครเมียมไฮดรอกไซด์ผลิตโดยปฏิกิริยา schematized:

โครมันยอง72- + 3 ศ2 + 2H+ => 2 Cr3+ + 3 ศ42- + H2O

Cr3+ + 3OH- => Cr (OH)3

ดังที่แสดงในขั้นตอนก่อนหน้าการลดลงของโครเมียม VI ถึงโครเมียม III มีความสำคัญทางนิเวศวิทยาอย่างมาก.

Chromium III นั้นไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตในขณะที่ Chromium VI นั้นเป็นพิษและเป็นสารก่อมะเร็งรวมทั้งสามารถละลายได้ดีดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องกำจัดมันออกจากสิ่งแวดล้อม.

เทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียและดินรวมถึงการลด Cr (VI) เป็น Cr (III).

การใช้งาน

- สูตรของการแต่งหน้า.

- ตัวแทนทำสีผม.

- สีทาเล็บ.

- ผลิตภัณฑ์ดูแลผิว.

- ผลิตภัณฑ์ทำความสะอาด.

- ในการตกแต่งโลหะซึ่งคิดเป็น 73% ของการบริโภคในอุตสาหกรรม.

- ในการถนอมไม้.

การอ้างอิง

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley เคมี (8th ed.) CENGAGE การเรียนรู้, หน้า 873, 874.
  2. PubChem (2018) Chromic Hydroxide สืบค้นเมื่อวันที่ 18 เมษายน 2018 จาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  3. N4TR! UMbr (22 มิถุนายน 2558) โครเมียม (III) ไฮดรอกไซด์ [รูป] สืบค้นเมื่อวันที่ 18 เมษายน 2018 จาก: commons.wikimedia.org
  4. Martinez Troya, D. , Martín-Pérez, J.J. ศึกษาการใช้โครเมียมออกไซด์และไฮดรอกไซด์ในการสอนระดับกลาง BORAX nº 2 (1) - รีวิวเคมีปฏิบัติสำหรับมัธยมศึกษาและบัณฑิต - IES Zaframagón-ISSN 2529-9581.
  5. การสังเคราะห์ลักษณะและความเสถียรของไฮดรอกไซด์ Cr (III) และ Fe (III) (2014) Papassiopi, N. , Vaxevanidou, K. , Christou, C. , Karagianni, E. และ Antipas, G. J. Hazard Mater 264: 490-497.
  6. PrebChem (9 กุมภาพันธ์ 2559) การเตรียมไฮดรอกไซด์โครเมียม (III) สืบค้นเมื่อวันที่ 18 เมษายน 2018 จาก: prepchem.com
  7. วิกิพีเดีย (2018) โครเมียม (III) ไฮดรอกไซด์ สืบค้นเมื่อวันที่ 18 เมษายน 2018 จาก: en.wikipedia.org