stringtranslate.com

Триоксид хрома

Триоксид хрома (также известный как оксид хрома (VI) или хромовый ангидрид ) — неорганическое соединение с формулой CrO 3 . Это кислотный ангидрид хромовой кислоты , и иногда продается под тем же названием. [6] Это соединение представляет собой темно-фиолетовое твердое вещество в безводных условиях и ярко-оранжевое во влажном состоянии. Вещество растворяется в воде, сопровождаясь гидролизом. [ необходимо разъяснение ] Миллионы килограммов производятся ежегодно, в основном для гальванопокрытия . [7] Триоксид хрома — мощный окислитель, мутаген и канцероген . [8]

Производство, структура и основные реакции

Триоксид хрома получают путем обработки дихромата натрия серной кислотой : [ 6]

H 2 SO 4 + Na 2 Cr 2 O 7 → 2 CrO 3 + Na 2 SO 4 + H 2 O

Ежегодно этим или аналогичным способом производится около 100 000 тонн. [7]

Твердое тело состоит из цепочек тетраэдрически координированных атомов хрома, которые делят вершины. Таким образом, каждый центр хрома делит два кислородных центра с соседями. Два атома кислорода не делятся, что дает общую стехиометрию 1:3. [9] [10]

Шаростержневая модель цепей в кристаллической структуре CrO 3
  Хром , Cr
  Кислород , О

Структура мономерного CrO 3 была рассчитана с использованием теории функционала плотности и, как предсказано, является пирамидальной ( точечная группа C 3v ), а не плоской (точечная группа D 3h ). [11]

Шаростержневая модель структуры мономера CrO3, рассчитанная методом DFT

Триоксид хрома разлагается при температуре выше 197 °C, выделяя кислород и в конечном итоге образуя Cr2O3 :

4 CrO 3 → 2 Cr 2 O 3 + 3 O 2

Он используется в органическом синтезе в качестве окислителя, часто в виде раствора в уксусной кислоте , [9] или ацетоне в случае окисления Джонса . В этих окислениях Cr(VI) преобразует первичные спирты в соответствующие карбоновые кислоты , а вторичные спирты в кетоны . Реакции показаны ниже:

Приложения

Триоксид хрома в основном используется при хромировании . Обычно он используется с добавками, которые влияют на процесс гальванизации, но не реагируют с триоксидом. Триоксид реагирует с кадмием , цинком и другими металлами, образуя пассивирующие хроматные пленки, которые устойчивы к коррозии . Он также используется в производстве синтетических рубинов . Раствор хромовой кислоты также используется при нанесении типов анодного покрытия на алюминий , которые в основном используются в аэрокосмической промышленности. На Международной космической станции он используется для контроля роста бактерий в резервуаре для хранения сточных вод. Раствор хромовой кислоты/ фосфорной кислоты также является предпочтительным средством для снятия анодных покрытий всех типов.

Безопасность

Триоксид хрома является высокотоксичным, едким и канцерогенным веществом. [12] Это основной пример шестивалентного хрома , представляющего опасность для окружающей среды . [13] Сопутствующие производные хрома (III) не представляют особой опасности; поэтому для разрушения образцов хрома (VI) используются восстановители .

Триоксид хрома, являясь мощным окислителем, при контакте с ним воспламеняет органические материалы, такие как спирты .

Изображения

Ссылки

  1. ^ abcde Lide, David R., ред. (2009). CRC Handbook of Chemistry and Physics (90-е изд.). Бока-Ратон, Флорида : CRC Press . ISBN 978-1-4200-9084-0.
  2. ^ Сейделл, Атертон; Линке, Уильям Ф. (1919). Растворимость неорганических и органических соединений (2-е изд.). D. Van Nostrand Company. стр. 250.
  3. ^ "оксид хрома(VI)". chemister.ru .
  4. ^ Pradyot, Patnaik (2003). Справочник неорганических химикатов . The McGraw-Hill Companies, Inc. ISBN 0-07-049439-8.
  5. ^ abc Sigma-Aldrich Co. , Оксид хрома (VI). Получено 22.11.2021.
  6. ^ abcd "Триоксид хрома". chemicalland21.com . AroKor Holdings Inc . Получено 2014-06-15 .
  7. ^ аб Ангер, Г.; Хальстенберг, Дж.; Хохгешвендер, К.; Шерхаг, К.; Кораллус, У.; Кнопф, Х.; Шмидт, П.; Олингер, М. (2000). «Соединения хрома». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . дои : 10.1002/14356007.a07_067. ISBN 3527306730.
  8. ^ Мамырбаев, Арстан Абдраманович; Джаркенов, Тимур Агатаевич; Имангазина, Зина Амангалиевна; Сатыбалдиева, Умит Абулхаировна (2015-04-16). «Мутагенное и канцерогенное действие хрома и его соединений». Environmental Health and Preventive Medicine . 20 (3). Springer Science and Business Media LLC: 159–167. doi :10.1007/s12199-015-0458-2. ISSN  1342-078X. PMC 4434237. PMID 25877777  . 
  9. ^ ab Коттон, Ф. Альберт ; Уилкинсон, Джеффри ; Мурильо, Карлос А.; Бохманн, Манфред (1999), Advanced Inorganic Chemistry (6-е изд.), Нью-Йорк: Wiley-Interscience, ISBN 0-471-19957-5
  10. ^ Стивенс, Дж. С.; Круикшанк, Д. В. Дж. (1970). «Кристаллическая структура (CrO 3 ) ∞ ». Acta Crystallographica Section B . 26 (3): 222. doi :10.1107/S0567740870002182.
  11. ^ Zhai, HJ; Li, S.; Dixon, DA; Wang, LS (2008). «Исследование электронных и структурных свойств кластеров оксида хрома (CrO
    3    )−
    н    и (CrO 3 ) n ( n  = 1–5): Фотоэлектронная спектроскопия и расчеты функционала плотности». Журнал Американского химического общества . 130 (15): 5167–77. doi :10.1021/ja077984d. PMID  18327905.
  12. ^ "Триоксид хрома (MSDS)". JT Baker. Архивировано из оригинала 2015-01-12 . Получено 2007-09-13 .
  13. ^ Воздействие шестивалентного хрома на окружающую среду послужило вдохновением для голливудского биографического фильма 2000 года «Эрин Брокович» .

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Триоксид хрома .