CROMATO DI ZINCO: STRUTTURA, PROPRIETÀ, OTTENIMENTO, USI - CHIMICA - 2026

Il cromato di zinco o cromato di zinco è un composto inorganico costituito dagli elementi zinco (Zn), cromo (Cr) e ossigeno (O). Ha gli ioni Zn ²⁺ e CrO ₄ ^2- . La sua formula chimica è ZnCrO ₄ .

Il termine 'cromato di zinco' serve commercialmente a designare tre composti con diversa struttura molecolare: (a) il cromato di zinco stesso ZnCrO ₄ , (b) il cromato di zinco basico ZnCrO ₄ • 4Zn (OH) ₂ , e (c ) il cromato basico di zinco e potassio 3ZnCrO ₄ • Zn (OH) ₂ • K ₂ CrO ₄ • 2H ₂ O.

Struttura in cromato di zinco. Autore: Marilú Stea.

Viene utilizzato principalmente in vernici o primer che proteggono i metalli dalla corrosione. Per questo, viene miscelato con pitture, vernici e polimeri che vengono poi applicati sulla superficie dei metalli.

Viene anche utilizzato in finiture decorative e protettive ottenute con altri cromati e acidi che rivestono vari oggetti come gli utensili. Serve anche a mantenere la conduttività elettrica delle parti metalliche.

È usato come catalizzatore nelle reazioni di idrogenazione (aggiunta di idrogeno) in composti organici. Fa parte dei pigmenti precedentemente utilizzati nei dipinti artistici.

È un materiale che provoca il cancro e questo perché il cromato ha cromo nello stato di ossidazione +6.

Struttura

Zinc Chromate ZnCrO ₄ è un composto giallo. Autore: Marilú Stea.

Il cromato di zinco è un composto ionico formato dal catione di zinco Zn ²⁺ e dall'anione cromato CrO ₄ ^2- . Quest'ultimo è costituito da cromo con valenza +6 (cromo esavalente, Cr ⁶⁺ ) e quattro atomi di ossigeno con stato di ossidazione -2.

Lo Zn ²⁺ ion ha la seguente struttura elettronica:

1s ² , 2s ² 2p ⁶ , 3s ² 3p ⁶ 3d ¹⁰ .

Da parte sua, il cromo esavalente ha la seguente conformazione nei suoi orbitali elettronici:

1s ² , 2s ² 2p ⁶ , 3s ² 3p ⁶ .

Entrambe le strutture sono molto stabili poiché gli orbitali sono completi.

Nomenclatura

• Cromato di zinco
• Sale di zinco dell'acido cromico
• Giallo di zinco (sebbene questo termine si riferisca anche ad altri composti che contengono ZnCrO ₄ ).

Proprietà

Stato fisico

Solido cristallino giallo limone o giallo. Cristalli sotto forma di prismi.

Peso molecolare

181,4 g / mol

Punto di fusione

316 ºC

Densità

3,40 g / cm ³

solubilità

Debolmente solubile in acqua: 3,08 g / 100 g di H ₂ O. Si dissolve facilmente negli acidi e nell'ammoniaca liquida. Insolubile in acetone.

pH

Secondo alcune fonti, le sue soluzioni acquose sono acide.

Proprietà chimiche

È un composto fortemente ossidante, quindi può reagire con agenti riducenti, generando calore. Tra le sostanze con cui può reagire ci sono quelle organiche, come cianuri, esteri e tiocianati. Può anche attaccare alcuni metalli.

In soluzione acquosa lo ione cromato presenta vari equilibri a seconda del pH e forma diverse specie.

Specie formate da cromati

Al di sopra del pH 6 è presente lo ione cromato CrO ₄ ^2- (di colore giallo); tra pH 2 e pH 6 lo ione HCrO ₄ ^- e il bicromato Cr ₂ O ₇ ^2- (di colore rosso-arancio) sono in equilibrio ; a pH inferiori a 1 la specie principale è H ₂ CrO ₄ .

Quando il catione di zinco (II) viene aggiunto a queste soluzioni acquose, ZnCrO ₄ precipita .

I saldi sono i seguenti:

HCrO ₄ ^- ⇔ CrO ₄ ^2- + H ⁺

H ₂ CrO ₄ ⇔ HCrO ₄ ^- + H ⁺

Cr ₂ O ₇ ^2- + H ₂ O ⇔ 2 HCrO ₄ ^-

Nel mezzo di base si verifica quanto segue:

Cr ₂ O ₇ ^2- + OH ^- ⇔ HCrO ₄ ^- + CrO ₄ ^2-

HCrO ₄ ^- + OH ^- ⇔ CrO ₄ ^2- + H ₂ O

ZnCrO ₄ non reagisce rapidamente con l'aria o l'acqua.

Ottenere

Può essere prodotto facendo reagire un fango acquoso di ossido di zinco o idrossido con un sale cromato disciolto e quindi neutralizzando.

A livello industriale, viene utilizzato il processo Cronak, in cui il metallo di zinco viene immerso in una soluzione di bicromato di sodio (Na ₂ Cr ₂ O ₇ ) e acido solforico (H ₂ SO ₄ ).

Può anche essere preparato precipitandolo da soluzioni in cui sono disciolti sali di zinco e cromati:

K ₂ CrO ₄ + ZnSO ₄ → ZnCrO ₄ ↓ + K ₂ SO ₄

applicazioni

Nella protezione del metallo

Nell'industria metallurgica, viene utilizzato principalmente nelle pitture di base (pittura preparatoria o rivestimento iniziale) applicate ai metalli, a cui fornisce resistenza alla corrosione.

È usato come pigmento in pitture e vernici, essendo inserito nella matrice di un polimero organico.

Questo tipo di vernice viene applicato a condutture, petroliere, strutture in acciaio come ponti, torri di trasmissione di potenza e parti di automobili per inibire la corrosione.

Le strutture in acciaio dei ponti vengono verniciate con una base in zinco cromato prima della verniciatura finale per proteggerle dalla corrosione. Autore: オ ギ ク ボ マ ン サ ク. Fonte: Pixabay.

Passivazione

Si trova anche a proteggere i componenti metallici zincati che sono stati passivati ​​utilizzando cromati di metalli alcalini. La passivazione consiste nella perdita di reattività chimica in determinate condizioni ambientali.

Questi rivestimenti servono anche come finiture decorative e per mantenere la conduttività elettrica. Sono comunemente applicati a oggetti di uso quotidiano come gli strumenti e possono essere riconosciuti dal loro colore giallo.

Alcuni strumenti sono rivestiti con cromato di zinco. Autore: Duk. Fonte: Wikimedia Commons.

Come funziona

Alcuni ricercatori hanno scoperto che la protezione del cromato di zinco contro la corrosione dei metalli potrebbe essere dovuta al fatto che inibisce la crescita dei funghi. In questo modo si previene il deterioramento della vernice anticorrosiva.

Altri studi indicano che l'effetto anticorrosivo potrebbe essere dovuto al fatto che il composto accelera la formazione di ossidi protettivi sui metalli.

Primer anticorrosivo al cromato di zinco per la protezione delle superfici metalliche. 水水 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Fonte: Wikimedia Commons.

Nella catalisi delle reazioni

Questo composto è stato utilizzato come catalizzatore in varie reazioni chimiche, come l'idrogenazione del monossido di carbonio (CO) per ottenere metanolo (CH ₃ OH).

Gli esteri possono essere convertiti in alcoli primari mediante idrogenazione, utilizzando questo composto per accelerare la reazione.

Secondo alcuni ricercatori, la sua azione catalitica è dovuta al fatto che il solido non presenta una struttura stechiometrica, cioè si discosta dalla sua formula ZnCrO ₄ ed è piuttosto:

Zn _1-x Cr _2-x O ₄

Ciò implica che ci sono difetti nella struttura che energeticamente favoriscono la catalisi.

Altre app

Si trova in alcuni coloranti oleosi, è utilizzato per la stampa, è un agente di trattamento delle superfici, è applicato nei rivestimenti per pavimenti ed è un reagente nei laboratori chimici.

Usi sospesi

Dagli anni '40, un derivato dello ZnCrO ₄ , cromato di zinco rame, è stato utilizzato come fungicida fogliare per le piante di patate.

Piante di patate. Autore: Dirk (Beeki®) Schumacher. Fonte: Pixabay.

Da allora questo uso è stato abbandonato a causa della tossicità e degli effetti nocivi del composto.

La presenza di un complesso sale cromato di zinco, 4ZnCrO ₄ • K ₂ O • 3H ₂ O (zinco idrato e cromato di potassio), che è un pigmento giallo chiamato Lemon Yellow , è stata riscontrata in dipinti artistici del XIX secolo .

rischi

Sebbene non sia combustibile, quando riscaldato emette gas tossici. Può esplodere se a contatto con agenti riducenti o materiali organici.

La polvere irrita gli occhi e la pelle provocando una reazione allergica. L'inalazione provoca irritazione al naso e alla gola. Colpisce i polmoni, provoca mancanza di respiro, bronchite, polmonite e asma.

La sua ingestione colpisce il tratto digestivo, il fegato, i reni, il sistema nervoso centrale, produce un collasso circolatorio e danneggia il sistema immunitario.

Generatore di cancro

È un cancerogeno confermato, aumenta il rischio di cancro ai polmoni e alla cavità nasale. È tossico per le cellule (citotossico) e danneggia anche i cromosomi (genotossico).

Il cromato di zinco provoca il cancro ai polmoni e alle vie respiratorie. Autore: OpenClipart-Vectors. Fonte: Pixabay.

È stato determinato che la tossicità e cancerogenicità di questo composto è causata principalmente dall'azione del cromo nello stato di ossidazione +6. Tuttavia, la presenza di zinco conferisce al prodotto insolubilità e questo influenza anche il danno che produce.

Effetti sull'ambiente

È molto tossico per gli animali e la vita acquatica, provocando effetti nocivi che durano nel tempo. Questa sostanza chimica può bioaccumularsi lungo la catena alimentare.

Per tutti questi motivi i processi che coinvolgono i cromati (cromo esavalente) vengono regolati dalle organizzazioni sanitarie mondiali e sostituiti da tecniche alternative senza questo ione.

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