Óxido de cromo (III): estrutura, nomenclatura, propriedades, usos - Ciência - 2023

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o óxido de cromo (III) O óxido crômico é um sólido inorgânico verde que é formado pela queima de cromo metálico (Cr) em oxigênio (O₂), deixando o cromo com um estado de oxidação 3+. Sua fórmula química é Cr₂OU₃. Na natureza, é encontrado no mineral Eskolaíta. Não são conhecidos depósitos naturais utilizáveis de óxido de cromo (III).

Pode ser preparado, entre outras formas, pelo aquecimento de Cr₂OU₃ hidratado (Cr₂OU₃.nH₂O) para remover completamente a água. Também é obtido como produto da calcinação do óxido de cromo (VI) (CrO₃).

Porém, a melhor maneira de obtê-lo puro é pela decomposição do dicromato de amônio (NH₄)₂Cr₂OU₇ a 200 ° C. Industrialmente é produzido por redução de dicromato de sódio (Na₂Cr₂OU₇) sólido com enxofre.

Quando está finamente dividido, apresenta uma cor verde brilhante com matizes amarelados. Mas se as partículas forem maiores, ele exibe uma tonalidade azulada. O óxido crômico é o pigmento verde mais estável conhecido. Sua resistência térmica e química o torna um valioso corante cerâmico.

É utilizado em tintas industriais, vernizes, na construção civil, em joalheria, como corante em cosméticos ou produtos farmacêuticos, entre outras aplicações.

Estrutura

Óxido Α-Cr₂OU₃ Possui estrutura do tipo corindo. Seu sistema cristalino é romboédrico hexagonal. É isomórfico com α-alumina e α-Fe₂OU₃.

Eskolaíta, um mineral natural de óxido de cromo (III), tem a estrutura mostrada a seguir:

Nomenclatura

- Óxido de cromo (III).

- Óxido de cromo verde.

- Trióxido dicrômico.

- Sesquióxido de cromo.

- Chromia.

- Eskolaíta: Mineral de óxido de cromo (III).

- O hidrato: Cr₂OU₃.nH₂O (onde n ≅ 2) é chamado de Hidrato de Óxido de Cromo (III) ou Verde Guignet.

Propriedades

Estado físico

Sólido cristalino.

Dureza de Mohs

9 (seus cristais são extremamente duros).

Peso molecular

151,99 g / mol.

Ponto de fusão

Ele derrete a 2.435ºC, mas começa a evaporar a 2.000ºC, formando nuvens de fumaça verde.

Densidade

5,22 g / cm³

Solubilidade

Quando aquecido a altas temperaturas, é praticamente insolúvel em água (3 microgramas / L a 20ºC); insolúvel em álcoois e acetona; ligeiramente solúvel em ácidos e álcalis; sSolúvel em ácido perclórico (HClO₄) a 70%, nos quais se decompõe.

pH

Índice de refração

2,551.

Outras propriedades

- Calcinada fortemente torna-se inerte em relação aos ácidos e bases. Caso contrário, o Cr₂OU₃ e sua forma hidratada Cr₂OU₃.nH₂Ou eles são anfotéricos, dissolvendo-se facilmente em ácido para dar íons água [Cr (H₂OU)₆]³⁺, e em álcali concentrado para formar "cromitas".

- Quando calcinado, é quimicamente resistente a ácidos, álcalis e altas temperaturas. É extremamente estável para SO₂.

- Possui excelente resistência à luz, pois seus cristais possuem opacidade, alta atenuação UV e transparência à luz visível.

- É um material extremamente duro, pode riscar quartzo, topázio e zircônio.

- Seu hidrato Cr₂OU₃.nH₂O (onde n ≅ 2) não possui estabilidade térmica, sua água de hidratação limita sua aplicabilidade a menos de 260 ºC. Possui baixa capacidade de tingimento e uma gama limitada de tonalidades.

- Mas o dito hidrato tem uma tonalidade azul esverdeada muito limpa e brilhante. É semitransparente, possui baixa opacidade, excelente estabilidade à luz e resistência a álcalis.

- o cr₂OU₃ Não é classificado como um material perigoso e é considerado um pó fino inerte. Não está sujeito aos regulamentos de transporte internacionais.

- Não irrita a pele nem as mucosas.

Formulários

Na indústria de cerâmica e vidro

Devido à sua alta resistência ao calor e resistência química, Cr₂OU₃ Calcinado é utilizado como corante ou pigmento vitrificável na fabricação de cerâmicas, em esmaltes de porcelana e misturas de vidro.

Em tintas industriais

A cerâmica de óxido de cromo (III) oferece excelente resistência contra a maioria dos ambientes corrosivos. Tudo isso através do mecanismo de exclusão do substrato do ambiente que o circunda.

Por esse motivo, é utilizado em revestimentos para evitar a corrosão de diversos materiais, sendo aplicado por pulverização térmica (atomização ou spray quente).

Também é usado para proteger contra o desgaste abrasivo (quando a remoção do material é causada por partículas que se movem pela superfície).

Nestes casos, a aplicação de um revestimento de Cr₂OU₃ por deposição de plasma, gera uma alta resistência à abrasão.

Os dois casos anteriores são úteis, por exemplo, em motores de turbina a gás na indústria aeroespacial.

Na indústria de refratários

É utilizado na produção de tijolos com resistência térmica e química, materiais de revestimento e concreto refratário à base de alumina.

Em construção

Extremamente resistente às condições atmosféricas, à luz e ao calor, é aplicado como corante de rocha granulada em telhados asfálticos, cimento-cimento, revestimentos industriais de alta qualidade para exteriores, construções em aço e revestimentos de fachadas (tintas emulsionáveis).

Como pigmento em várias aplicações

Pode suportar condições de vulcanização e não se degrada, por isso é usado na pigmentação de borracha.

Por ser atóxico, é utilizado como pigmento para brinquedos, cosméticos (principalmente seu hidrato), plásticos, tintas de impressão, tintas que entram em contato com alimentos e produtos farmacêuticos.

Na indústria de pigmentos, é utilizado como matéria-prima para a produção de corantes penetrantes contendo cromo e em pigmentos à base de fases mistas de óxidos metálicos. Também é usado como corante de tinta para revestimento de bobinas.

Seu hidratado tem uma transparência que permite a formulação de acabamentos policromáticos na indústria automotiva (acabamentos metálicos para automóveis).

Devido à sua característica única de refletir a radiação infravermelha (IR) de forma semelhante à clorofila nas plantas, sob luz infravermelha parece folhagem. Por esse motivo, é amplamente utilizado em tintas ou revestimentos de camuflagem para aplicações militares.

Em joias

É usado como corante para gemas sintéticas. Quando Cr é introduzido₂OU₃ como uma impureza na rede cristalina de α-Al₂OU₃, como no mineral rubi semiprecioso, a cor é vermelha em vez de verde.

Também é usado como agente de lixamento e polimento por sua alta dureza e propriedades abrasivas.

Na catálise de reações químicas

Suportado em alumina (Al₂OU₃) ou outros óxidos, é usado em química orgânica como um catalisador, por exemplo, na hidrogenação de ésteres ou aldeídos para formar álcoois e na ciclização de hidrocarbonetos. Catalisa a reação de nitrogênio (N₂) com hidrogênio (H₂) para formar amônia (NH₃).

Devido à sua capacidade de oxidação-redução, atuando em conjunto com o óxido de cromo (VI), desempenha importante papel na desidrogenação de alcanos com CO.₂ para produzir propeno e isobuteno, uma vez que o ciclo de desativação-reativação do catalisador é facilmente executável. Também é usado como catalisador em química inorgânica.

Na fabricação de cromo

É utilizado na produção aluminotérmica de cromo metálico puro. Para isso, deve ser aquecido a 1000 ºC para aumentar seu tamanho de grão.

Em materiais magnéticos

Foi adicionado em pequenas quantidades a materiais magnéticos em fitas de áudio e vídeo, conferindo um efeito de autolimpeza às cabeças de som.

Inovações recentes

Pigmentos que melhoraram a refletância do infravermelho próximo foram obtidos por dopagem de nanopartículas de Cr₂OU₃ com sais de elementos pertencentes ao grupo das terras raras, como lantânio e praseodímio.

Ao aumentar a concentração desses elementos, a refletância solar no infravermelho próximo aumenta sem afetar a cor verde do pigmento Cr.₂OU₃.

Isso permite Cr₂OU₃ dopado como um pigmento “frio”, pois é adequado para controlar o aumento de calor.

Aplicado em tetos, automóveis e estofados, entre outras aplicações, atinge uma alta refletância da luz solar infravermelha, o que permite reduzir consideravelmente o aumento do calor nos ambientes.

Referências

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