Chromsäurstruktur, Eigenschaften, erhalten, verwendet, verwendet

Er Chromsäure oder h₂Cro₄ Die mit Chromoxid (VI) oder CRO Cromicoxid assoziierte Säure ist theoretisch₃. Diese Konfession ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass in den sauren wässrigen Lösungen des Chromoxids die Spezies h₂Cro₄ Es ist mit anderen Chromarten (VI) vorhanden.

Cromicoxid₃ Es wird auch als wasserfreies Chromsäure bezeichnet. Der Cro₃ Es handelt₂Cr₂ENTWEDER₇ Mit Schwefelsäure H₂SW₄.

Cromic Oxid zerkleinert₃ In einem Schmelztiegel. Rando Tuiken [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/4.0)]]. Quelle: Wikipedia Commons.

Wässrige Chromoxidlösungen haben ein Gleichgewicht bestimmter chemischer Spezies, deren Konzentration vom pH -Wert der Lösung abhängt. Basis -pH -PH -Prädiominat Cromat Ions CRO₄^2-, Während HCRO -Säureionen vorherrschen₄^- und Cr dicromato₂ENTWEDER₇^2-. Es wird geschätzt, dass Säuresäure auch Chromsäure H aufweist₂Cro₄.

Aufgrund seiner großen Oxidationskraft werden Chromsäurelösungen in der organischen Chemie verwendet, um Oxidationsreaktionen durchzuführen. Sie werden auch in elektrochemischen Prozessen zur Behandlung von Metallen verwendet, damit sie Resistenz gegen Korrosion und Verschleiß erlangen.

Bestimmte polymere Materialien werden auch mit Chromsäure behandelt, um ihre Adhäsion an Metallen, Gemälden und anderen Substanzen zu verbessern.

Chromsäurelösungen sind sowohl für Menschen als auch für die meisten Tiere und die Umwelt sehr gefährlich. Aus diesem Grund werden die flüssigen oder festen Prozesse Abfälle, bei denen Chromsäure verwendet wird.

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Struktur

Das Chromsäuremolekül H₂Cro₄ Es wird durch ein Cromato -Cro -Ion gebildet₄^2- und zwei Wasserstoffionen H⁺ Damit vereint. Im Chromation Ion befindet sich das Chromelement in einem Oxidationszustand von +6.

Die räumliche Struktur des Chromations ist Tetraeder, wo sich Chrom in der Mitte befindet und Sauerstoff die vier Eckpunkte des Tetraeders belegen.

In Chromsäure -Wasserstoffatomen befinden sich jeweils neben einem Sauerstoff. Von den vier Chrombindungen mit den Sauerstoffatomen sind zwei doppelt und zwei einfach, da sie die Hydringen mit ihnen vereint haben.

Chromsäurstruktur H₂Cro₄ wo die tetraedrische Form des Chromats und ihre Doppelbindungen beobachtet werden. Neuroteker [Public Domain]. Quelle: Wikipedia Commons.

Andererseits Cro -Croomic -Oxid₃ Es hat ein Oxidationschromatom +6, das von nur drei Sauerstoffatomen umgeben ist.

Nomenklatur

- Cromensäure h₂Cro₄

- Tetraoxochromensäure h₂Cro₄

- Cromicoxid (wasserfreier Chromsäure) CRO₃

- Chrom -Trioxid (wasserfreier Chromsäure) CRO₃

Eigenschaften

Körperlicher Status

Anhydro- oder Chromoxidchromsäure ist ein kristalliner Feststoff von lila bis rot

Molekulargewicht

Cro₃: 118.01 g/mol

Schmelzpunkt

Cro₃: 196 ºC

Über seinem Schmelzpunkt ist thermisch instabil, es verliert Sauerstoff (er wird reduziert), um Chromoxid (III) CR zu ergeben₂ENTWEDER₃. Es zersetzt sich bei ungefähr 250 ° C.

Dichte

Cro₃: 1,67-2,82 g/cm³

Löslichkeit

Der Cro₃ Es ist sehr löslich in Wasser: 169 g/100 g Wasser bei 25 ° C.

Es ist löslich in Mineralsäuren wie Schwefel und Stillschicht. Alkohollöslich.

Andere Eigenschaften

Der Cro₃ Es ist sehr hygroskopisch, seine Kristalle sind köstlich.

Wenn der Cro₃ Es löst sich in Wasser auf, die stark saure Lösungen bilden.

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Es ist ein sehr starkes Oxidationsmittel. Oxy in fast all seinen Formen kräftig organischer Substanz. Greift den Stoff, das Leder und einige Kunststoffe an. Die meisten Metalle greifen auch an.

Es ist stark giftig und sehr irritierend aufgrund seines hohen Oxidationspotentials.

Chemie wässriger Lösungen, bei denen Chromsäure vorhanden ist

Cromicoxid₃ Es löst sich schnell im Wasser auf. In wässrigen Lösung Chrom (VI) kann in verschiedenen ionischen Formen existieren.

Ein Ph> 6,5 oder in alkalischer Lösungchrom (VI) erhält die Cromato -Ionenform₄^2- Gelb.

Wenn der pH -Wert verringert ist (1 < pH < 6,5) el cromo (VI) forma principalmente el ion HCrO₄^- , die zu Ion Dicromato Cr dimerisieren können₂ENTWEDER₇^2-, Und die Lösung wird orange. Bei pH zwischen 2,5 und 5,5 sind die vorherrschenden Spezies HCRO₄^- und Cr₂ENTWEDER₇^2-.

Kriminalionionenstruktur₂ENTWEDER₇^2- Das ist neben zwei Natriumna -Ionen⁺. Capacio [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0)]]. Quelle: Wikipedia Commons.

Die in diesen Lösungen auftreten, wenn der pH -Wert untergeht, sind die folgenden:

Cro₄^2- (Chromation) + h⁺ ⇔ hcro₄^-

HCRO₄^- + H⁺ ⇔ h₂Cro₄ (Chromsäure)

2HCRO₄^- ⇔ Cr₂ENTWEDER₇^2- (Dicromation) + H₂ENTWEDER

Diese Guthaben treten nur dann auf, wenn die Säure, die zugesetzt wird, um den pH -Wert zu senken₃ oder HCLO₄, Weil mit anderen Säuren verschiedene Verbindungen gebildet werden.

Die sauren Lösungen von Dichromat sind sehr energetische Oxidationsmittel. Aber in alkalischen Lösungen ist das Chromation viel weniger oxidationsmäßig.

Erhalten

Nach den konsultierten Quellen ist eine Möglichkeit, das CRO -Cromicoxid zu erhalten₃, Dies besteht darin, Schwefelsäure zu einer wässrigen Lösung von Natrium- oder Kaliumdichromat hinzuzufügen und einen rot-orangefarbenen Niederschlag zu bilden.

Cromicoxid hydratisiert oder Chromsäure. Himstakan [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/4.0)]]. Quelle: Wikipedia Commons.

Cromensäure h₂Cro₄ Es kommt in wässrigen Chromoxidlösungen in saurem Medium vor.

Chromsäure verwendet

In der Oxidation chemischer Verbindungen

Aufgrund seiner stark oxidierenden Kapazität wurde Chromsäure seit langem und erfolgreich zum Oxidieren von organischen und anorganischen Verbindungen verwendet.

Unter den unzähligen Beispielen befinden sich Folgendes: Es ermöglicht die oxidierende oxidierende primäre Alkohole zu Aldehydos und diese an Carboxylsäuren, Alkohole, die sekundär zu Ketonen, Toluol an Benzoesäure, Ethylbenzol an Acetophenon, Triflenylmetano zu Tifenylcarbinol, Formic Säure a co -Coco₂, Oxalsäure an co₂, Milchsäure zu Acetaldehyd und CO₂, Eisen Glaube²⁺ Ein Eisenglauben Glaubensgläubiger³⁺, Ionenjodid zu Jod usw.

Ermöglicht die Umwandlung von Lachkritiken in Nitro-Kompounds, Sulfide in Sulfone. Es interveniert in die Synthese von Ketonen, die auf Alkenen basieren, wie die hydroborierten Alkene zu Ketonen oxidierten.

Verbindungen, die sehr resistent gegen übliche Oxidationsmittel wie Sauerstoff oder₂ oder Wasserstoffperoxid H₂ENTWEDER₂, Sie werden durch Chromsäure oxidiert. Dies ist der Fall bestimmter heterocyclischer Bastessen.

In Metallanodisierungsprozessen

Chromsäure -Anodisierung ist eine elektrochemische Behandlung, die für Aluminium anwendbar ist, um sie viele Jahre vor Oxidation, Korrosion und Verschleiß zu schützen.

Der Anodisierungsprozess beinhaltet die elektrochemische Bildung einer Schicht aus Aluminiumoxid oder Aluminiumoxid auf Metall. Diese Schicht wird dann in heißem Wasser versiegelt, was durch Umwandlung in trihydratisiertes Aluminiumoxid erreicht wird.

Die versiegelte Oxidschicht ist dick, aber strukturell schwach und für nachfolgende Klebergewerkschaften nicht sehr zufriedenstellend. Indem jedoch eine kleine Menge Chromsäure zum Versiegelungswasser hinzugefügt wird, wird eine Oberfläche entwickelt, die gute Bindungen bilden kann.

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Chromsäure im Dichtungswasser löst einen Teil der Zellstruktur vom dicken Zell und hinterlässt eine dünne, starke, fest an Aluminiumoxid befestigt.

Die Anodierung mit Chromsäure gilt auch für Titan und seine Legierungen.

Bei chemischen Umwandlungsbehandlungen

Chromsäure wird in Metallbeschichtungsprozessen durch chemische Umwandlung verwendet.

Während dieses Prozesses werden Metalle in Chrominsäurelösungen getaucht. Dies reagiert und löst teilweise die Oberfläche ab, die gleichzeitig eine dünne Schicht komplexer Chromverbindungen abhebt, die mit dem Grundmetall interagieren.

Dieser Prozess wird als Chromat -Umwandlungsbeschichtung oder Umwandlungschrom bezeichnet.

Die Metalle, die im Allgemeinen einem Umwandlungschrom ausgesetzt sind Mangan und Silber.

Diese Behandlung bietet Korrosion und Helligkeitsresistenz gegen Metall. Ein höherer pH -Wert des Prozesses größerer Widerstand gegen Korrosion. Die Temperatur beschleunigt die Säurereaktion.

Die Beschichtung verschiedener Farben kann angewendet werden, wie Blau, Schwarz, Gold, Gelb und transparent. Es bietet auch eine bessere Annahme der Metalloberfläche gegenüber Gemälden und Klebstoffen.

In erodierter oder gehackter Oberfläche

Chromsäurelösungen werden zur Herstellung der Oberfläche von thermoplastischem Material, thermosystemischen Polymeren und Elastomeren für die spätere Beschichtung mit Gemälden oder Klebstoffen verwendet.

Die h₂Cro₄ Erreicht einen Einfluss auf die Oberflächenchemie und ihre Struktur, da es dazu beiträgt, seine Rauheit zu erhöhen. Die Kombination von Bissen und Oxidation erhöht die Durchdringung von Klebstoffen und kann sogar Veränderungen der Polymereigenschaften verursachen.

Es wurde verwendet, um verzweigtes Polyethylen aus niedriger Dichte, hoher Dichte und Polypropylen linearem Polyethylen zu erodieren.

Es wird in der Electro-Receipt- oder Galvanoplastikindustrie häufig verwendet, um die Metallpolymeradhäsion zu erleichtern.

In mehreren Verwendungen

Chromsäure wird als Holzkonservierungsmittel verwendet, auch in magnetischen Materialien und zur Katalyse der chemischen Reaktionen.

Cromensäurewiederherstellung

Es gibt viele Prozesse, die Chromsäure verwenden und Ströme oder Reste erzeugen, die Chrom (III) enthalten, die nicht verworfen werden können.

Seine Disposition erfordert die chemische Reduktion von Chromaten gegenüber Chrom (III), gefolgt von Hydroxid- und Filtrationsniederschlag, was zusätzliche Kosten erzeugt.

Aus diesem Grund wurden verschiedene Methoden untersucht, um Chromate zu entfernen und wiederherzustellen. Hier sind einige davon.

Durch die Verwendung von Harzen

Seit vielen Jahren werden Ionenaustauschharze für chromatisch kontaminierte Wasserbehandlung verwendet. Dies ist eine der Behandlungen, die von der US -amerikanischen Umweltschutzbehörde oder der EPA (Akronym für Englisch Umweltschutzbehörde).

Diese Methode ermöglicht die Wiederherstellung konzentrierter Chromsäure, da sie erneut aus dem Harz regeneriert wird.

Harze können stark oder schwach sein. In stark grundlegenden Harzen kann das Chromat als HCRO -Ionen entfernt werden₄^- und Cr₂ENTWEDER₇^2- Sie werden mit OH -Ionen ausgetauscht^- und Cl^-. In schwach grundlegenden Harzen, zum Beispiel Sulfat, werden Ionen mit SOS ausgetauscht₄^2-.

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Bei stark grundlegenden Harzen R- (OH) sind globale Reaktionen wie folgt:

2RoH + HCRO₄^- + H⁺ ⇔ r₂Cro₄ + 2H₂ENTWEDER

R₂Cro₄ + 2HCRO₄^- ⇔ 2RHCRO₄ + Cro₄^2-

R₂Cro₄ + HCRO₄^- + H⁺ ⇔ r₂Cr₂ENTWEDER₇ + H₂ENTWEDER

Für jeden Mol von r₂Cro₄ Das Umwandeln eines Mol Cr (VI) der Lösung wird entfernt, was diese Methode sehr attraktiv macht.

Nach der Entfernung der Chromate wird das Harz mit einer stark alkalischen Lösung behandelt, um sie an einem sicheren Ort zu regenerieren. Dann werden die Chromate in konzentrierte Chromsäure umgewandelt, um wiederverwendet zu werden.

Durch elektrochemische Regeneration

Eine andere Methode ist die elektrochemische Regeneration von Chromsäure, die auch eine sehr bequeme Alternative ist. Durch dieses Verfahren ist Chrom (III) oxidal zu Chrom (VI) oxidiert oxidiert. Das Anodenmaterial in diesen Fällen ist vorzugsweise Bleidioxid.

Verwendung von Mikroorganismen zur Bereinigung von Abwässern mit Chromsäureresten

Eine Methode, die untersucht wurde und noch untersucht wird.

Schädliche Abwässer für die Umwelt. Autor: OpenClipart-Vektoren. Quelle: Pixabay.

Dies ist der Fall bei bestimmten Bakterien, die im Bräunungsabwassergewässer vorhanden sind. Diese Mikroben wurden untersucht und festgestellt, dass sie gegen Chromate resistent sind und auch Chrom (VI) auf Chrom (III) reduzieren können, was für die Umwelt und Lebewesen viel weniger schädlich ist.

Aus diesem Grund wird geschätzt, dass sie als umweltfreundliche Methode für die Sanierung und Entgiftung von mit Chromsäurwellen kontaminierten Abwässer verwendet werden können.

Chromsäurerisiken und Chromoxid

Der Cro₃ Es ist kein Kraftstoff, sondern kann die Verbrennung anderer Substanzen intensivieren. Viele Ihrer Reaktionen können Feuer oder Explosion verursachen.

Der Cro₃ und Chromsäurlösungen sind starke reizende Haut (sie können Dermatitis verursachen), Augen (können sie verbrennen) und Schleimhautmembranen (können Bronchasma verursachen) und können die sogenannten "Chrom -Hohls" im Atmungssystem verursachen.

Chromverbindungen (VI) wie Chromsäure und Chromoxid sind für die meisten Lebewesen stark toxisch, mutagen und krebserregend.

Verweise

1. Baumwolle, f. Albert und Wilkinson, Geoffrey. (1980). Fortgeschrittene anorganische Chemie. Vierte Edition. John Wiley & Söhne.
2. ODER.S. Nationalbibliothek für Medizin. (2019). Chromsäure. Erholt von: Pubchem.NCBI.NLM.NIH.Regierung
3. Wegman, r.F. und Van Twisk, j. (2013). Aluminium- und Aluminiumlegierungen. 2.5. Chromsäure -Anodisierungsprozess. In Oberflächenvorbereitungstechniken für die Kleberbindung (zweite Ausgabe). Von Scientedirect erholt.com.
4. Wegman, r.F. und Van Twisk, j. (2013). Magnesium. 6.4. Herstellung von Magnesium- und Magnesiumlegierungen durch die Chromsäurebehandlungsprozesse. In Oberflächenvorbereitungstechniken für die Kleberbindung (zweite Ausgabe). Von Scientedirect erholt.com.
5. Grot, w. (2011). Anwendungen. 5.1.8. Chromsäureregeneration. In fluorierten Ionomeren (zweite Ausgabe). Von Scientedirect erholt.com.
6. Swift, k.G. und Booker, J.D. (2013). Oberflächen -Engineering -Prozess. 9.7. Verchromatisch. Im Herstellungsprozessauswahlhandbuch. Von Scientedirect erholt.com.
7. Poulson, a.H.C. et al. (2019). Oberflächenmodifikationstechniken von Peek, einschließlich Plasmaoberflächenbehandlung. elf.3.2.1. Oberflächenätzung. In Peek Biomaterials Handbook (zweite Ausgabe). Von Scientedirect erholt.com.
8. Westheimer, f.H. (1949). Die Mechanismen von Chromsäuroxidationen. Chemische Rezensionen 1949, 45, 3, 419-451. Aus Pubs geborgen.ACS.Org.
9. Tan, h.K.S. (1999). Chromsäure Remival durch Anionenaustausch. The Canadian Journal of Chemical Engineering, Band 77, Februar 1999. Aus der Online -Bibliothek abgerufen.Wiley.com.
10. Kabir, m.M. et al. (2018). Isolierung und Charakterung von Chrom (VI) -reduzierenden Bakterien aus Gerbereiabwässern und festen Abfällen. World Journal of Microbiology and Biotechnology (2018) 34: 126. NCBI erholte sich.NLM.NIH.Regierung.