Krominsyrestruktur, egenskaper, innhenting, bruker

Han kromsyre eller h₂Cro₄ Syren assosiert med kromoksyd (VI) eller Cro Cromic Oxide er teoretisk₃. Dette kirkesamfunnet skyldes at i de sure vandige oppløsningene av det kromoksydet hartene H₂Cro₄ Det er til stede med andre kromarter (VI).

Cromic oksid₃ Det kalles også vannfri kromsyre. CRO₃ Det er et rødlig eller lilla brunt fast stoff som oppnås når du behandler kaliumdikromatløsninger k₂Cr₂ENTEN₇ Med svovelsyre H₂SW₄.

Cromic oksid knuses₃ I en smeltedigel. Rando Tuikene [CC By-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/4.0)]. Kilde: Wikipedia Commons.

Vandige kromoksydløsninger opplever en balanse av visse kjemiske arter hvis konsentrasjon avhenger av pH i løsningen. Grunnleggende pH dominerer cromate -ioner CRO₄^2-, Mens hcro acidioner dominerer₄^- og Cr Dicromato₂ENTEN₇^2-. Det anslås at sure syre også er til stede kromsyre h₂Cro₄.

På grunn av sin store oksidasjonskraft brukes kromsyreoppløsninger i organisk kjemi for å utføre oksidasjonsreaksjoner. De brukes også i elektrokjemiske prosesser for å behandle metaller slik at de får motstand mot korrosjon og slitasje.

Visse polymermaterialer blir også behandlet med kromsyre for å forbedre vedheftet til metaller, malerier og andre stoffer.

Kromsyreoppløsninger er svært farlige for både mennesker og de fleste dyr og miljøet. Av denne grunn blir væske- eller faste prosesser avfall der kromsyre brukes behandlet for å eliminere krom (VI), for å gjenvinne alle nåværende krom og regenerere kromsyre for å gjenbruke den.

[TOC]

Struktur

Kromsyremolekylet H₂Cro₄ Det dannes av en cromato cro ion₄^2- og to hydrogenioner h⁺ Forent til dette. I kromatet er kromelementet i en +6 oksidasjonstilstand.

Den romlige strukturen til kromationet er tetrahedral, der krom er i sentrum og oksygen okkuperer de fire hjørnene i tetrahedronen.

I kromsyre er hydrogenatomer hver ved siden av et oksygen. Av de fire krombindingene med oksygenatomene er to doble og to er enkle, ettersom de har hydrogenene forenet for dem.

Kromsyrestruktur h₂Cro₄ Hvor den tetraedriske formen for krom og dobbeltbindinger blir observert. Neuroteker [Public Domain]. Kilde: Wikipedia Commons.

På den annen side, Cro -Croomic Oxide₃ Det har et oksidasjonskromatom +6 omgitt av bare tre oksygenatomer.

Nomenklatur

- Cromic Acid H₂Cro₄

- Tetraoksokromsyre H₂Cro₄

- Cromic Oxide (vannfri kromsyre) CRO₃

- Kromtrioksid (vannfri kromsyre) CRO₃

Egenskaper

Fysisk tilstand

Anhydro eller kromoksydkromsyre er et krystallinsk fast stoff av lilla til rød

Molekylær vekt

Cro₃: 118,01 g/mol

Smeltepunkt

Cro₃: 196 ºC

Over smeltepunktet er termisk ustabilt, mister det oksygen (det reduseres) for å gi kromoksid (III) CR₂ENTEN₃. Den dekomponerer med omtrent 250 ºC.

Tetthet

Cro₃: 1,67-2,82 g/cm³

Løselighet

CRO₃ Det er veldig løselig i vann: 169 g/100 g vann ved 25 ºC.

Det er løselig i mineralsyrer som svovel og nitrogen. Alkoholoppløselig.

Andre egenskaper

CRO₃ Det er veldig hygroskopisk, krystallene er deilige.

Når CRO₃ Det oppløses i vannformer sterkt sure løsninger.

Kan tjene deg: titan: historie, struktur, egenskaper, reaksjoner, bruk

Det er en veldig kraftig oksidant. Oksy kraftig organisk materiale i nesten alle former. Angriper stoffet, lær og litt plast. De fleste metaller angriper også.

Det er sterkt giftig og veldig irriterende på grunn av dets høye oksidasjonspotensial.

Kjemi av vandige oppløsninger der kromsyre er til stede

Cromic oksid₃ Det oppløses raskt i vann. I vandig løsning kan krom (VI) eksistere i forskjellige ioniske former.

En pH> 6,5 eller i alkalisk løsning Krom (VI) skaffer seg cromato -ionformen₄^2- gul.

Hvis pH er redusert (1 < pH < 6,5) el cromo (VI) forma principalmente el ion HCrO₄^- , som kan dimerisere til ion dicromato cr₂ENTEN₇^2-, Og løsningen blir oransje. Ved pH mellom 2,5 og 5,5 er den dominerende arten HCRO₄^- og Cr₂ENTEN₇^2-.

Cr Dicromate Ion Structure₂ENTEN₇^2- som ligger ved siden av to natriumnaioner⁺. Capacio [CC By-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)]. Kilde: Wikipedia Commons.

Balansen som oppstår i disse løsningene når pH går ned er følgende:

Cro₄^2- (kromat ion) + h⁺ ⇔ Hcro₄^-

Hcro₄^- + H⁺ ⇔ H₂Cro₄ (kromsyre)

2HCRO₄^- ⇔ Cr₂ENTEN₇^2- (Dikromation) + H₂ENTEN

Disse balansene oppstår bare hvis syren som tilsettes for å senke pH er₃ eller hclo₄, fordi med andre syrer dannes forskjellige forbindelser.

De sure løsningene av dikromat er veldig energiske oksidasjonsmidler. Men i alkaliske løsninger er kromationet mye mindre oksidant.

Å skaffe

I følge kildene som ble konsultert, er en av måtene å skaffe Cro Cromic Oxide₃, Dette består av tilsetning av svovelsyre til en vandig løsning av natrium eller kaliumdikromat, og danner et rødt oransje bunnfall.

Cromic oksid hydrert eller kromsyre. Himstakan [CC By-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/4.0)]. Kilde: Wikipedia Commons.

Cromic Acid H₂Cro₄ Det finnes i vandige kromoksydløsninger i surt medium.

Kromsyre bruker

I oksidasjon av kjemiske forbindelser

På grunn av dens sterkt oksidasjonskapasitet, har kromsyre blitt brukt i lang tid og vellykket for å oksidere organiske og uorganiske forbindelser.

Blant utallige eksempler er følgende: det tillater oksiderende primære alkoholer til aldehydos og disse til karboksylsyrer, alkoholer sekundært til ketoner, toluen til benzosyre, etylbenzen til acetofenon, trifenylmetano til trifenylcarbinol, formic acida co -co -co₂, oksalsyre til CO₂, melkesyre til acetaldehyd og co₂, Jernholdig tro²⁺ En jern tro tro³⁺, ionjodid til jod, etc.

Tillater konvertering av lystgass-komprimerende til nitro-komponenter, sulfider til sulfoner. Det griper inn i syntesen av ketoner basert på alkener, som oksiderte de hydroborerte alkenene til ketoner.

Forbindelser veldig motstandsdyktige mot vanlige oksidanter, for eksempel oksygen eller₂ eller hydrogenperoksyd H₂ENTEN₂, De oksideres av kromsyre. Dette er tilfelle av visse heterocykliske bastesses.

I metallanodiseringsprosesser

Kromsyreanodisering er en elektrokjemisk behandling som gjelder aluminium for å beskytte den i mange år mot oksidasjon, korrosjon og slitasje.

Anodiseringsprosessen involverer den elektrokjemiske dannelsen av et lag med aluminiumoksid eller aluminiumoksyd på metall. Dette laget blir deretter forseglet i varmt vann, som oppnås ved konvertering til trihydrert aluminiumoksyd.

Det forseglede oksydlaget er tykt, men det er strukturelt svakt og ikke veldig tilfredsstillende for påfølgende limforeninger. Imidlertid, ved å tilsette en liten mengde kromsyre til tetningsvann, utvikles en overflate som kan danne gode bindinger.

Kan tjene deg: lov om bevaring av materie

Kromsyre i tetningsvann løser opp en del av den tykke cellestrukturen og etterlater en tynn, sterk, godt festet til aluminiumoksyd, som limene stikker og danner sterke og varige ledd.

Anodisering med kromsyre gjelder også titan og legeringer.

I kjemiske konverteringsbehandlinger

Kromsyre brukes i metallbeleggingsprosesser ved kjemisk konvertering.

Under denne prosessen er metaller nedsenket i kromsyreoppløsninger. Dette reagerer og løses delvis overflaten avsetning samtidig som et tynt lag med komplekse kromforbindelser som samhandler med basismetallet.

Denne prosessen kalles kromatkonverteringsbelegg eller konvertering krom.

Metallene som generelt blir utsatt for konverteringskrom er forskjellige ståltyper, for eksempel karbonstål, rustfritt stål og sinkbelagt stål, og flere ikke -gerrous metaller, for eksempel magnesiumlegeringer, tinnlegeringer, aluminiumslegeringer, kobber, kadmium, mangan og sølv.

Denne behandlingen gir korrosjon og lysstyrke mot metall. En høyere pH i prosessen større motstand mot korrosjon. Temperaturen akselererer syrereaksjonen.

Belegg av forskjellige farger kan påføres, for eksempel blå, svart, gull, gult og gjennomsiktig. Det gir også bedre tilslutning av metalloverflaten mot malerier og lim.

I erodert eller hakket overflate

Kromsyreoppløsninger brukes til fremstilling av overflaten av termoplastisk materiale, termosystible polymerer og elastomerer for senere belegg med malerier eller lim.

H₂Cro₄ oppnår en effekt på overflatekjemi og dens struktur, fordi det hjelper til med å øke dens ruhet. Kombinasjonen av bitt og oksidasjon øker penetrasjonen av lim og kan til og med forårsake endringer i polymeregenskapene.

Det har blitt brukt til å erodere forgrenet polyetylen av lav tetthet, høy tetthet og polypropylen lineær polyetylen.

Det brukes mye i elektro-motvirkningen eller galvanoplastikkindustrien for å lette metallpolymeradhesjon.

I flere bruksområder

Kromsyre brukes som konserveringsmiddel for tre, også i magnetiske materialer og for kjemiske reaksjoner katalyse.

Cromic Acid Recovery

Det er mange prosesser som bruker kromsyre og genererer strømmer eller rester som inneholder krom (III) som ikke kan kastes fordi de har kromioner (VI) som er veldig giftige eller gjenbruk fordi konsentrasjonen av kromationer er veldig lav.

Disposisjonen krever kjemisk reduksjon av kromater til krom (III), etterfulgt av hydroksyd og filtreringsutfelling, noe som genererer ekstra kostnader.

Av denne grunn har forskjellige metoder blitt studert for å fjerne og gjenopprette kromater. Her er noen av disse.

Gjennom harpiks bruk

I mange år har ionebytterharpikser for kromatforurenset vannbehandling blitt brukt. Dette er en av behandlingene som er godkjent av det amerikanske miljøvernbyrået, eller EPA (forkortelse for engelsk Miljøvernbyrå).

Denne metoden tillater utvinning av konsentrert kromsyre siden den blir regenerert igjen fra harpiksen.

Harpikser kan være sterk eller svak base. I sterkt grunnleggende harpikser kan kromatet fjernes som HCRO -ioner₄^- og Cr₂ENTEN₇^2- De byttes ut med OH -ioner^- og cl^-. I svakt grunnleggende harpikser, for eksempel sulfat, byttes ioner med SOS₄^2-.

Kan tjene deg: nepelometri

Når det gjelder sterkt grunnleggende harpikser R- (OH), er globale reaksjoner som følger:

2ROH + HCRO₄^- + H⁺ ⇔ r₂Cro₄ + 2H₂ENTEN

R₂Cro₄ + 2HCRO₄^- ⇔ 2rhcro₄ + Cro₄^2-

R₂Cro₄ + Hcro₄^- + H⁺ ⇔ r₂Cr₂ENTEN₇ + H₂ENTEN

For hver mol av r₂Cro₄ Å konvertere en mol av Cr (VI) av løsningen fjernes, noe som gjør denne metoden veldig attraktiv.

Etter fjerning av kromatene behandles harpiksen med en sterkt alkalisk løsning for å regenerere dem på et trygt sted. Deretter omdannes kromatene til konsentrert kromsyre som skal brukes på nytt.

Gjennom elektrokjemisk regenerering

En annen metode er den elektrokjemiske regenerasjonen av kromsyre, som også er et veldig praktisk alternativ. Gjennom denne prosedyren oksideres Chrome (III) til Chrome (VI). Anodematerialet i disse tilfellene er fortrinnsvis blydioksid.

Bruk av mikroorganismer for å rydde opp avløpsvann med kromsyre gjenstår

En metode som er undersøkt og fortsatt er under studie er bruken av mikroorganismer som er til stede naturlig i visse avløp.

Skadelige avløpsvann for miljøet. Forfatter: OpenClipart-vektorer. Kilde: Pixabay.

Slik er tilfellet med visse bakterier som er til stede i solvannsvannets farvann. Disse mikrober er blitt studert og bestemt at de er resistente mot kromater og er også i stand til å redusere krom (VI) til krom (iii), noe som er mye mindre skadelig for miljøet og levende vesener.

Av denne grunn anslås det at de kan brukes som en miljøvennlig metode for sanering og avgiftning av avløpsvann som er forurenset med kromsyre, gjenstår.

Kromsyrerisiko og kromoksid

CRO₃ Det er ikke drivstoff, men kan intensivere forbrenningen av andre stoffer. Mange av reaksjonene dine kan forårsake brann eller eksplosjon.

CRO₃ Og kromsyreoppløsninger er kraftig irriterende hud (de kan forårsake dermatitt), øyne (kan brenne dem) og slimhinner (kan forårsake bronkasma) og kan forårsake de såkalte "kromhulene" i luftveissystemet.

Kromforbindelser (VI) som kromsyre og kromoksyd er sterkt giftige, mutagene og kreftfremkallende.

Referanser

1. Bomull, f. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avansert uorganisk kjemi. Fjerde utgave. John Wiley & Sons.
2. ELLER.S. National Library of Medicine. (2019). Kromsyre. Gjenopprettet fra: Pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov
3. Wegman, r.F. og Van Twisk, J. (2013). Aluminium og aluminiumslegeringer. 2.5. Kromsyre anodisere prosessen. I overflateforberedelsesteknikker for limbinding (andre utgave). Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
4. Wegman, r.F. og Van Twisk, J. (2013). Magnesium. 6.4. Forberedelse av magnesium- og magnesiumlegeringer av kromsyrebehandlingsprosessene. I overflateforberedelsesteknikker for limbinding (andre utgave). Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
5. Grot, w. (2011). applikasjoner. 5.1.8. Kromsyre regenerering. I fluorerte Ionomers (andre utgave). Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
6. Swift, k.G. og Booker, J.D. (2013). Overflateteknisk prosess. 9.7. Kromating. I håndbok for produksjonsprosessutvalg. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
7. Poulson, a.H.C. et al. (2019). Overflatemodifiseringsteknikker for PIEK, inkludert plasmaoverflatebehandling. elleve.3.2.1. Overflateetsing. I Peek Biomaterials Handbook (Second Edition). Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
8. Westheimer, f.H. (1949). Mekanismene for kromsyreoksidasjoner. Kjemiske anmeldelser 1949, 45, 3, 419-451. Gjenopprettet fra puber.ACS.org.
9. Tan, h.K.S. (1999). Kromsyreopphold ved anionutveksling. The Canadian Journal of Chemical Engineering, bind 77, februar 1999. Hentet fra online bibliotek.Wiley.com.
10. Kabir, m.M. et al. (2018). Isolasjon og karakterisjon av krom (VI) -reduserende bakterier fra garveriutløp og fast avfall. World Journal of Microbiology and Biotechnology (2018) 34: 126. NCBI kom seg.NLM.NIH.Gov.