هيكل هيدروكسيد الكروم ، خصائصه واستخداماته



ال هيدروكسيد الكروم هو منتج مركب غير عضوي لتفاعل القاعدة مع ملح من الكروم. تختلف تركيبته الكيميائية وفقًا لحالة أكسدة الكروم (+2 أو +3 ، لهذا النوع من المركب). بعد ذلك Cr (OH)2 لهيدروكسيد الكروم (II) و Cr (OH)3 لهيدروكسيد الكروم (III).

لأسباب إلكترونية ، فإن Cr2+ أنها غير مستقرة أكثر من الكروم3+, لذلك كر (OH)2 إنه عامل اختزال (يفقد إلكترون لتمريره إلى +3). وهكذا ، على الرغم من أنه يمكن الحصول على كل من هيدروكسيدات كترسبات ، Cr (OH)3 -كما دعا هيدروكسيد الكروم - هو المركب السائد.

على عكس تلك الهيدروكسيدات التي تم الحصول عليها عن طريق إذابة بسيطة من أكاسيد المعادن في الماء ، Cr (OH)3 لا يتم تصنيعه بواسطة هذا الطريق بسبب ضعف قابلية ذوبان أكسيد الكروم (الكروم2O3, الصورة العليا). ومع ذلك ، Cr (OH)3 ويعتبر كر2O3XH2أو ، تستخدم كصباغ أخضر الزمرد (جينيت الأخضر).

في الجزء المختبري من الكروم المعدني ، الذي يذوب في محلول حمض لتشكيل المجمع [Cr (OH2)6]3+. يتفاعل هذا المركب المائي مع قاعدة (NaOH أو KOH) لتشكيل هيدروكسيد الكروم المطابق.

إذا تم تنفيذ الخطوات السابقة في ظل ظروف تضمن عدم وجود الأكسجين ، فإن التفاعل ينشأ عن Cr (OH)2 (هيدروكسيد الكروم). بعد ذلك ، يلزم فصل وتجفيف المادة الصلبة المترسبة. نتيجة لذلك ، "صحيح" Cr (OH) "مولود"3, مسحوق أخضر مع هيكل البوليمر وغير مؤكد.

مؤشر

  • 1 الخصائص الفيزيائية والكيميائية
    • 1.1 Amphotericism
  • 2 تخليق هيدروكسيد الكروم في المجال الصناعي
  • 3 الاستخدامات
  • 4 المراجع

الصورة العليا هي أبسط تمثيل Cr (OH)3 في مرحلة الغاز ومعزولة. بالمثل وبافتراض الطابع الأيوني البحت لتفاعلاتهم ، في الكاتيونات الكربونية الصلبة يمكن تصورها3+ التفاعل مع كمية ثلاثة أضعاف من الأنيونات OH-.

ومع ذلك ، فإن طبيعة رابطة Cr-OH أكثر تساهمية ، بسبب كيمياء التنسيق في Cr3+.

على سبيل المثال ، المجمع [Cr (OH2)6]3+ يشير إلى أن المركز المعدني للكروم منسق مع ستة جزيئات الماء ؛ نظرًا لأن هذه العناصر محايدة ، يعرض المجمع شحنة موجبة من الكاتيون الأصلي ، Cr3+.

في الصورة العلوية هيكل المجمع [Cr (OH2)6]3+. أيونات الكلور- يمكن أن تأتي ، على سبيل المثال ، من حمض الهيدروكلوريك إذا تم استخدامه لذوبان الملح أو أكسيد الكروم.

عند إضافة هيدروكسيد الصوديوم (أو KOH) إلى وسط التفاعل ، أيون OH- ينحل جزيء هذا المركب ، ويشكل [Cr (OH2)5(OH)]2+ (الآن هناك خمسة جزيئات من الماء لأن السادس فقد بروتون).

على التوالي ، يعمل هذا المجمع الجديد على تجفيف مركب مائي آخر ، مما يؤدي إلى خلق قاتمة مرتبطة بجسور الهيدروكسيد:

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

كما يزداد أساس الوسط (يرتفع الرقم الهيدروجيني) المجمع [Cr (OH2)4(OH)2]+, كما أنها تزيد من فرص إنشاء جسور هيدروكسيد جديدة لإنشاء بوليمرات جيلاتينية. في الواقع ، يرفض هذا "الجيلي الأخضر الرمادي" التعجيل المنظم.

أخيرًا ، Cr (OH2)3(OH)3 يتكون من المثمن مع كر3+ في الوسط ، وترتبط بثلاثة جزيئات ماء وثلاثة OH- أن تحيد شحنتها الإيجابية ؛ هذا دون النظر في البلمرة.

عندما الكروم (OH2)3(OH)3 يجفف ، ويزيل الماء بالتنسيق مع الكروم3+, ونظرًا لتنسيق هذا الكاتيون مع ستة أنواع (ليجند) ، تنشأ هياكل بوليمرية قد تشارك فيها روابط Cr-Cr..

أيضا ، عندما المجففة ، يمكن اعتبار هيكلها نوع الكروم2O33 ساعات2O؛ بمعنى آخر ، أكسيد الكروم الثلاثي المائي. ومع ذلك ، فإن الدراسات الفيزيائية والكيميائية للمادة الصلبة هي التي يمكنها إلقاء الضوء على التركيب الحقيقي لـ Cr (OH)3 في هذه المرحلة.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية

Cr (OH)3 له مظهر مسحوق أزرق-أخضر ، لكن عندما يتلامس مع الماء ، فإنه يشكّل ترسبات جيلاتينية رمادية-خضراء.

إنه غير قابل للذوبان في الماء ، ولكنه قابل للذوبان في الأحماض والقواعد القوية. بالإضافة إلى ذلك ، عند تسخينها ، تتحلل ، وتنتج أبخرة أكسيد الكروم.

تذبذبية التفاعل

لماذا هيدروكسيد الكروم قابل للذوبان في المحاليل الحمضية والأساسية؟ السبب هو طبيعته المبتذلة ، والتي تسمح لها بالتفاعل مع كل من الأحماض والقواعد. هذه الخاصية هي سمات Cr3+.

عند التفاعل مع الأحماض ، Cr (OH)2)3(OH)3 يذوب لأن جسور الهيدروكسيل تتحلل ، مسؤولة عن المظهر الهلامي للمادة المترسبة.

من ناحية أخرى ، عندما تضاف قاعدة أكثر ، فإن OH- أنها تستمر في استبدال جزيئات الماء ، وتشكيل المجمع السلبي [الكروم (OH2)2(OH)4]-. يجعل هذا المركب المحلول لونًا أخضر فاتحًا ، يزداد حدة مع استمرار التفاعل.

عندما كل الكروم (OH2)3(OH)3 بمجرد تفاعله ، يتم الحصول على مركب نهائي كما هو مبين في المعادلة الكيميائية:

Cr (OH2)3(OH)3 + 3 OH- <=> [Cr (OH)6] 3- + 3 ساعات2O

يرتبط هذا المركب السلبي بالكاتيونات المحيطة (Na+, إذا كانت القاعدة عبارة عن NaOH) ، وبعد تبخر الماء ، يترسب ملح كروميت الصوديوم (NaCrO)2, اللون الأخضر الزمردي اللون). وبالتالي ، فإن كل من الحمضية والوسط الأساسي قادران على إذابة هيدروكسيد الكروم.

تخليق هيدروكسيد الكروم في المجال الصناعي

في الصناعة يتم إنتاجه عن طريق ترسيب كبريتات الكروم مع حلول هيدروكسيد الصوديوم أو هيدروكسيد الأمونيوم. وبالمثل ، يتم إنتاج هيدروكسيد الكروم بواسطة التفاعل المخطط:

CRO72- + 3 SO2 + 2H+ => 2 كر3+ + 3 SO42- + H2O

كر3+ + 3OH- => Cr (OH)3

كما هو موضح في الإجراء السابق ، يكون لخفض الكروم السادس إلى الكروم الثالث أهمية بيئية كبيرة.

Chromium III غير ضار نسبيًا بالنباتات ، في حين أن Chromium VI سام ومسبب للسرطان ، كما أنه قابل للذوبان بشدة ، لذلك من المهم القضاء عليه من البيئة.

تشمل تكنولوجيا معالجة المياه العادمة والتربة تخفيض Cr (VI) إلى Cr (III).

تطبيقات

- صياغة الماكياج.

- وكلاء تلوين الشعر.

- الدهانات الأظافر.

- منتجات العناية بالبشرة.

- منتجات التنظيف.

- في الانتهاء من المعادن ، والتي تمثل 73 ٪ من استهلاكها في هذه الصناعة.

- في الحفاظ على الخشب.

مراجع

  1. بياض ، ديفيس ، بيك وستانلي. الكيمياء. (الطبعة الثامنة). CENGAGE Learning ، ص 873 ، 874.
  2. بوب كيم. (2018). هيدروكسيد الكروم. تم الاسترجاع في 18 أبريل 2018 من: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  3. N4TR! (22 يونيو 2015). الكروم (الثالث) هيدروكسيد. [الشكل]. تم الاسترجاع في 18 أبريل 2018 من: commons.wikimedia.org
  4. مارتينيز ترويا ، د. ، مارتين بيريز ، جيه. دراسة للاستخدام التجريبي لأكاسيد الكروم وهيدروكسيدات في التعاليم الوسطى. بوراكس رقم 2 (1) - مراجعة الكيمياء العملية للبكالوريا والثانوية. Zaframagón-ISSN 2529-9581.
  5. تصنيع وتوصيف واستقرار هيدروكسيدات الكروم (III) و Fe (III). (2014) Papassiopi، N.، Vaxevanidou، K.، Christou، C.، Karagianni، E. and Antipas، G. J. Hazard Mater. 264: 490-497.
  6. PrebChem. (9 فبراير 2016). تحضير هيدروكسيد الكروم (III). تم الاسترجاع في 18 أبريل 2018 من: prepchem.com
  7. ويكيبيديا. (2018). الكروم (الثالث) هيدروكسيد. تم الاسترجاع في 18 أبريل 2018 من: en.wikipedia.org