Сульфат хрома(III)

Химическое соединение

Сульфат хрома(III) обычно относится к неорганическим соединениям формулы Cr 2 ( _{SO 4} ) ₃ ^. x(H ₂ O), где x может находиться в диапазоне от 0 до 18. Кроме того, известны плохо определенные, но коммерчески важные «основные сульфаты хрома». Эти соли обычно представляют собой твердые вещества фиолетового или зеленого цвета, растворимые в воде. Его обычно используют при дублении кожи .

Сульфаты хрома(III)

Хорошо охарактеризованы три сульфата хрома (III):

• Безводный сульфат хрома(III), Cr ₂ (SO ₄ ) ₃ (CAS #10101-53-8) представляет собой фиолетовое твердое вещество, которое растворяется в воде при добавлении восстановителя, в результате чего образуются сульфаты хрома(II).
• Гидратированный сульфат хрома(III), Cr ₂ (SO ₄ ) ₃ ·18H ₂ O (CAS № 13520-66-6), представляет собой фиолетовое твердое вещество, которое легко растворяется в воде с образованием аквакомплекса металла [Cr(H ₂ O ) ₆ ] ³⁺ . Более наглядно формулу этого соединения можно записать как [Cr(H ₂ O) ₆ ] ₂ (SO ₄ ) ₃ ·6H ₂ O. Шесть из восемнадцати молекул воды в этой формульной единице представляют собой кристаллизационную воду .
• Гидратированный сульфат хрома(III), Cr ₂ (SO ₄ ) ₃ ·15(H ₂ O), (CAS № 10031-37-5) представляет собой твердое вещество зеленого цвета, которое также легко растворяется в воде. Его получают путем нагревания 18-гидратного материала выше 70 °C. Дальнейшее нагревание дает безводный сульфат.

Известно множество других сульфатов хрома (III), но они также содержат гидроксидные или оксидные лиганды. Наиболее важным с коммерческой точки зрения является основной сульфат хрома , который, как полагают, представляет собой [Cr ₂ (H ₂ O) ₆ (OH) ₄ ]SO ₄ (CAS#39380-78-4). ^[2] Это происходит в результате частичной нейтрализации гексагидратов. Сообщалось о других гидроксидах хрома (III). ^[3]

Структура Cr(SO ₄ )(H ₂ O)(OH), демонстрирующая координационную сферу CrO _6, типичную для многих соединений хрома (III).

Производство

Наиболее полезным источником сульфата хрома(III) являются отходы Cr(III) хроматного окисления различных органических соединений. Антрохинон и хинон производятся в больших масштабах путем обработки антрацена и фенола хромовой кислотой. Образуется побочный продукт оксид хрома (III), который легко экстрагируется серной кислотой. Выпаривание этих кислых растворов дает описанную выше гидратную соль. Гидратные соли сульфата хрома также можно получить, хотя и нечистые, экстракцией различных других соединений хрома, но эти пути экономически невыгодны. Экстракция хромитовой руды серной кислотой в присутствии некоторого количества хромата дает растворы хрома(III). ) сульфат, загрязненный ионами других металлов. Аналогичным образом при растворении хромовых сплавов образуется сульфат хрома вместе с сульфатом железа. ^{[ нужна цитата ]}

Основной сульфат хрома(III)

Основной сульфат хрома получают из солей хромата восстановлением диоксидом серы , хотя существуют и другие методы. ^{[4] [5]} Формально сокращение можно записать так:

Na ₂ Cr ₂ O ₇ + 3 SO ₂ + H ₂ O → Cr ₂ (SO ₄ ) ₃ + 2 NaOH

Поскольку 33% анионных зарядов приходится на гидрокси-ионы, основность составляет 33% (но на жаргоне кожевенников ее называют 33% восстановленной). Продукты с более высокой основностью, например 42% или 50%, можно получить добавлением карбоната натрия , их часто используют в сочетании с формиатом натрия . Сульфат натрия часто оставляют в техническом продукте, поскольку он инертен по отношению к процессу дубления. Важно полностью восстановить шестивалентный хром до трехвалентного, поскольку шестивалентный хром с большей вероятностью вызовет проблемы со здоровьем у кожевников и потребителей кожи. ^{[ нужна цитата ]}

Естественное явление

Чистый сульфат хрома (III) как в безводной, так и в водной форме по состоянию на 2020 год неизвестен среди минеральных видов. Есть три сложных минерала, которые частично представляют собой сульфаты Cr(III): бенторит , реддингтонит и путнисит . ^{[6] [7] [8] [9]}

Рекомендации

1. Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0141». Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
2. Ковингтон, AD; Лэмпард, GS; Мендерес, О.; Чедвик, А.В.; Рафелетос, Г.; О'Брайен, П. «Исследование тонкой структуры расширенной рентгеновской абсорбции роли хрома в дублении кожи» Polyhedron 2001, том 20, 461–466. дои : 10.1016/S0277-5387(00)00611-2
3. Риу, А.; Боннин, А. (1982). «Структура моногидрата гидроксисульфата хрома». Акта Кристаллографика Б. 24 (5): 1968–38. дои : 10.1107/S0567740881005001 .
4. Герд Ангер, Йост Хальстенберг, Клаус Хохгешвендер, Кристоф Шерхаг, Ульрих Кораллус, Герберт Кнопф, Петер Шмидт, Манфред Олингер. «Соединения хрома». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a07_067. ISBN 978-3527306732.{{cite encyclopedia}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
5. CW Харланд; Джей Симпсон. «Дубильный порошок сульфата хрома» (PDF) . Farmers Fertilizer Ltd — дочерняя компания Fernz Corporation Ltd. Архивировано из оригинала (PDF) 27 января 2018 г. Проверено 4 августа 2016 г.
6. "Бенторит".
7. "Редингтонит".
8. "Путнисите".
9. «Список минералов». 21 марта 2011 г.