OSSIDO DI CROMO (III): STRUTTURA, NOMENCLATURA, PROPRIETÀ, USI - CHIMICA - 2025

L' ossido di cromo (III) o cromico è un cromo (Cr) metallico in fiamme formato da un solido verde inorganico in ossigeno (O ₂ ), che lascia lo stato di ossidazione del cromo 3+. La sua formula chimica è Cr ₂ O ₃ . In natura si trova nel minerale Eskolaite. Non sono noti depositi naturali utilizzabili di ossido di cromo (III).

Esso può essere preparato in particolare per il riscaldamento Cr ₂ O ₃ hydrate (Cr ₂ O ₃ .NH ₂ O) per rimuovere completamente l'acqua. Si ottiene anche come prodotto della calcinazione di ossido di cromo (VI) (CrO ₃ ).

Pigmento di ossido di cromo (III). FK1954. Fonte: Wikipedia Commons

Tuttavia, il modo migliore per ottenerlo puro è la decomposizione di bicromato di ammonio (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ a 200 ºC. Industrialmente è prodotto per riduzione di bicromato di sodio solido (Na ₂ Cr ₂ O ₇ ) con zolfo.

Quando è finemente diviso, ha un colore verde brillante con una sfumatura giallastra. Ma se le particelle sono più grandi, mostra una tinta bluastra. L'ossido cromico è il pigmento verde più stabile conosciuto. La sua resistenza termica e chimica lo rendono un prezioso colorante ceramico.

È utilizzato nei rivestimenti industriali, nelle vernici, nell'industria delle costruzioni, nella gioielleria, come colorante nei cosmetici o nei prodotti farmaceutici, tra le altre applicazioni.

Struttura

L'ossido di α-Cr ₂ O ₃ ha la struttura simile al corindone. Il suo sistema cristallino è romboedrico esagonale. È isomorfo con α-allumina e α-Fe ₂ O ₃ .

L'eskolaite, un minerale naturale di ossido di cromo (III), ha la struttura mostrata di seguito:

Struttura cristallina del minerale Eskolaíta. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/Eskolaite_structure.jpg. Fonte: Wikipedia Commons

Nomenclatura

- Ossido di cromo (III).

- Ossido di cromo verde.

- Bicromato di potassio triossido.

- Sesquiossido di cromo.

- Chromia.

- Eskolaíta: minerale di ossido di cromo (III).

- L'idrato: Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O (dove n ≅ 2) è chiamato ossido di cromo (III) idrato o Guignet Green.

Ossido di cromo (III) idrato. W. Oelen. Fonte: Wikipedia Commons

Proprietà

Stato fisico

Solido cristallino.

Durezza di Mohs

9 (i suoi cristalli sono estremamente duri).

Peso molecolare

151,99 g / mol.

Punto di fusione

Si scioglie a 2435ºC, ma inizia ad evaporare a 2000ºC, formando nuvole di fumo verde.

Densità

5,22 g / cm ³

solubilità

Quando è stato riscaldato ad alte temperature, è praticamente insolubile in acqua (3 microgrammi / L a 20ºC); insolubile in alcoli e acetone; leggermente solubile in acidi e alcali; sSolubile in acido perclorico (HClO ₄ ) al 70%, in cui si decompone.

pH

6.

Indice di rifrazione

2.551.

Altre proprietà

- Se calcinato fortemente diventa inerte verso acidi e basi. Altrimenti Cr ₂ O ₃ e la sua forma idrata Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O sono anfoteri, si dissolvono facilmente in acido per dare ³⁺ aqua-ioni , e in alcali concentrati per formare "cromiti".

- Quando calcinato, è chimicamente resistente agli acidi, agli alcali e alle alte temperature. È estremamente stabile a SO ₂ .

- Ha un'eccezionale resistenza alla luce grazie al fatto che i suoi cristalli hanno opacità, alta attenuazione UV e trasparenza alla luce visibile.

- È un materiale estremamente duro, può graffiare quarzo, topazio e zirconio.

- Il suo idrato Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O (dove n ≅ 2) non ha stabilità termica, la sua acqua di idratazione ne limita l'applicabilità a meno di 260 ºC. Ha una bassa capacità colorante e una gamma limitata di sfumature.

- Ma detto idrato ha una tonalità blu-verde molto pulita e brillante. È semitrasparente, presenta una bassa opacità, ottima resistenza alla luce e resistenza agli alcali.

- Cr ₂ O ₃ non _è classificato come materiale pericoloso ed è considerato una polvere fine inerte. Non è soggetto alle normative sul trasporto internazionale.

- Non irrita la pelle o le mucose.

applicazioni

Nell'industria della ceramica e del vetro

Per la sua elevata resistenza al calore e agli agenti chimici, il Cr ₂ O ₃ calcinato viene utilizzato come pigmento colorante o vetrificabile nella produzione di ceramiche, smalti porcellanati e miscele di vetro.

Nei rivestimenti industriali

La ceramica all'ossido di cromo (III) fornisce un'eccellente resistenza alla maggior parte degli ambienti corrosivi. Tutto questo attraverso il meccanismo di esclusione del supporto dall'ambiente che lo circonda.

Per questo motivo viene utilizzato nei rivestimenti per prevenire la corrosione di molti materiali, essendo applicato mediante spruzzatura termica (atomizzazione o spruzzo caldo).

Viene anche utilizzato come protezione contro l'usura abrasiva (quando la rimozione del materiale è causata da particelle che si muovono su una superficie).

In questi casi, l'applicazione di un rivestimento Cr ₂ O ₃ mediante deposizione al plasma genera un'elevata resistenza all'abrasione.

I due casi precedenti sono utili, ad esempio, nei motori a turbina a gas nell'industria aerospaziale.

Nell'industria dei refrattari

Viene utilizzato nella produzione di mattoni termici e chimicamente resistenti, materiali di rivestimento e calcestruzzo refrattario a base di allumina.

In costruzione

Essendo estremamente resistente alle condizioni atmosferiche, alla luce e al calore, trova applicazione come colorante da roccia granulare per tetti in asfalto, cemento cementizio, rivestimenti industriali di alta qualità per esterni, costruzioni in acciaio e rivestimenti per facciate (vernici emulsionabili).

Come pigmento in varie applicazioni

Può resistere alle condizioni di vulcanizzazione e non si degrada, motivo per cui viene utilizzato nella pigmentazione della gomma.

Poiché non è tossico, viene utilizzato come pigmento per giocattoli, cosmetici (soprattutto il suo idrato), plastica, inchiostri da stampa, vernici che entrano in contatto con alimenti e prodotti farmaceutici.

Nell'industria dei pigmenti viene utilizzato come materia prima per produrre coloranti penetranti contenenti cromo e in pigmenti a base di fasi di ossido metallico misto. Viene anche usato come colorante per vernici per bobine di rivestimento.

Il suo idrato ha una trasparenza che consente la formulazione di finiture policromatiche nell'industria automobilistica (finiture metalliche per automobili).

A causa della sua caratteristica unica di riflettere la radiazione infrarossa (IR) in modo simile alla clorofilla nelle piante, sotto la luce infrarossa sembra fogliame. Per questo motivo è ampiamente utilizzato nelle vernici o nei rivestimenti mimetici per applicazioni militari.

In gioielleria

È usato come colorante per gemme sintetiche. Quando Cr ₂ O ₃ viene introdotto come impurità nel reticolo cristallino di α-Al ₂ O ₃ , come nel minerale semiprezioso rubino, il colore è rosso anziché verde.

Viene anche utilizzato come agente levigante e lucidante per la sua elevata durezza e proprietà abrasive.

Nella catalisi delle reazioni chimiche

Supportato su allumina (Al ₂ O ₃ ) o altri ossidi, viene utilizzato in chimica organica come catalizzatore, ad esempio, nell'idrogenazione di esteri o aldeidi per formare alcoli e nella ciclizzazione di idrocarburi. Catalizza la reazione dell'azoto (N ₂ ) con l'idrogeno (H ₂ ) per formare ammoniaca (NH ₃ ).

Per la sua capacità di riduzione dell'ossido, agendo insieme all'ossido di cromo (VI), svolge un ruolo importante nella deidrogenazione degli alcani con CO ₂ per produrre propene e isobutene, poiché il ciclo di disattivazione-riattivazione del catalizzatore è facilmente eseguibile. È anche usato come catalizzatore nella chimica inorganica.

Nella produzione di cromo

Viene utilizzato nella produzione alluminotermica di cromo metallico puro. Per questo deve essere riscaldato a 1000 ºC per aumentare la sua granulometria.

Preparazione del cromo metallico mediante riduzione alluminotermica dell'ossido di cromo (III). Rando Tuvikene. Fonte: Wikipedia Commons

Su materiali magnetici

È stato aggiunto in piccole quantità a materiali magnetici in nastri audio e video, conferendo un effetto autopulente alle testine del suono.

Recenti innovazioni

Se ha logrado obtener pigmentos que tienen reflection mejorada of the seekers IR al dopar nanopartículas de Cr ₂ O ₃ con sales de elementos pertenecientes al grupo de las tierras raras, como el lantano y el praseodimio.

Aumentando la concentrazione degli elementi dicosici, aumenta la riflessione solare dell'infrarosso cercano sin afectar el color verde del pigmento de Cr ₂ O ₃ .

Esto permite clasificar al Cr ₂ O ₃ dopado como pigmento "frío", pues resulta adecuado para controlar la acumulación de calor.

Applica a techos, automóviles y tapicería, entre altre applicazioni, logra una alta reflancia de luz solar IR, lo que permite riduce considerevolmente el aumento del calor negli ambienti.

referencias

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