Hidróxido de cromo: Estrutura, Propriedades e Usos - Ciência - 2023

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o hidróxido de cromo É um produto composto inorgânico da reação de uma base com um sal de cromo. Sua fórmula química varia de acordo com o estado de oxidação do cromo (+2 ou +3, para este tipo de composto). Assim, tendo Cr (OH)2 para hidróxido de cromo (II) e Cr (OH)3 para hidróxido de cromo (III).

Por motivos eletrônicos, o Cr2+ é mais instável do que Cr3+, então o Cr (OH)2 é um agente redutor (perde um elétron para ir para +3). Assim, embora ambos os hidróxidos possam ser obtidos como precipitados, Cr (OH)3 -também chamado de hidróxido crômico- é o composto predominante.

Ao contrário dos hidróxidos obtidos pela simples dissolução de óxidos metálicos em água, Cr (OH)3 Não é sintetizado por esta rota devido à baixa solubilidade do óxido crômico (Cr2OU3, imagem superior). No entanto, Cr (OH)3 é considerado como o Cr2OU3XH2Ou, usado como um pigmento verde esmeralda (verde guinet).


No laboratório, o ponto de partida é o cromo metálico, que é dissolvido em uma solução ácida para formar o complexo [Cr (OH2)6]3+. Este complexo aquoso reage então com uma base (NaOH ou KOH) para formar o hidróxido crômico correspondente.

Se as etapas anteriores forem realizadas em condições que garantam a ausência de oxigênio, a reação origina Cr (OH)2 (hidróxido cromoso). Posteriormente, é necessária uma separação e desidratação do sólido precipitado. Como resultado, o verdadeiro Cr (OH) "nasce"3, um pó verde com uma estrutura polimérica incerta.

A imagem acima é a representação mais simples de Cr (OH)3 em fase gasosa e isolado. Da mesma forma, e assumindo o caráter puramente iônico de suas interações, os cátions podem ser visualizados no sólido.3+ interagindo com uma quantidade triplicada de ânions OH–.


No entanto, a natureza da ligação Cr - OH é mais covalente, devido à química de coordenação de Cr3+.

Por exemplo, o complexo [Cr (OH2)6]3+ indica que o centro do metal cromo é coordenado com seis moléculas de água; uma vez que estes são neutros, o complexo exibe a carga positiva do cátion original, Cr3+.

A imagem superior mostra a estrutura do complexo [Cr (OH2)6]3+. Cl ions– eles podem vir, por exemplo, do ácido clorídrico se tiver sido usado para dissolver o sal ou o óxido crômico.

Ao adicionar NaOH (ou KOH) ao meio de reação, o íon OH– desprotona uma molécula deste complexo, formando [Cr (OH2)5(OH)]2+ (Agora existem cinco moléculas de água porque a sexta perdeu um próton).


Consecutivamente, este novo complexo desidrata outro complexo aquoso, criando dímeros ligados por pontes de hidróxido:

(H2OU)5Cr - OH - Cr (OH2)5

Conforme a basicidade do meio aumenta (o pH sobe) o complexo [Cr (OH2)4(OH)2]+e também aumentam as chances de novas pontes de hidróxido para criar polímeros gelatinosos. Na verdade, essa "gelatina verde-acinzentada" se recusa a precipitar de maneira ordenada.

Finalmente, o Cr (OH2)3(OH)3 consiste em um octaedro com o Cr3+ no centro, e ligado a três moléculas de água e três OH– que neutralizam sua carga positiva; isso sem considerar a polimerização.

Quando o Cr (OH2)3(OH)3 desidrata, a água coordenada com Cr é eliminada3+, e como este cátion se coordena com seis espécies (ligantes), surgem estruturas poliméricas nas quais as ligações Cr - Cr estão possivelmente envolvidas.

Além disso, quando desidratado, sua estrutura pode ser considerada Cr2OU33H2OU; em outras palavras, o do óxido crômico tri-hidratado. No entanto, são os estudos físico-químicos do sólido que podem lançar luz sobre a verdadeira estrutura do Cr (OH)3 neste ponto.

Propriedades físicas e químicas

Cr (OH)3 Tem a aparência de um pó azul esverdeado, mas ao entrar em contato com a água forma um precipitado gelatinoso verde acinzentado.

É insolúvel em água, mas solúvel em ácidos e bases fortes. Além disso, quando aquecido se decompõe, produzindo vapores de óxido de cromo.

Anfoterismo

Por que o hidróxido de cromo é solúvel em soluções ácidas e básicas? A razão se deve ao seu caráter anfotérico, que lhe permite reagir com ácidos e bases. Esta propriedade é característica de Cr3+.

Ao reagir com ácidos, Cr (OH2)3(OH)3 ele se dissolve porque as pontes de hidroxila, responsáveis ​​pela aparência gelatinosa do precipitado, estão quebradas.

Por outro lado, quando mais base é adicionada, o OH– continuar a substituir as moléculas de água, formando o complexo negativo [Cr (OH2)2(OH)4]–. Este complexo torna a solução uma cor verde clara, que se intensifica conforme a reação continua.

Quando todo o Cr (OH2)3(OH)3 reagiu, um complexo final é obtido conforme indicado pela equação química:

Cr (OH2)3(OH)3 + 3 OH– <=> [Cr (OH)6] 3– + 3 H2OU

Este complexo negativo está associado aos cátions circundantes (Na+, se a base for NaOH), e após a evaporação da água o sal de cromita de sódio (NaCrO2, cor verde esmeralda). Assim, tanto o ambiente ácido quanto o básico são capazes de dissolver o hidróxido de cromo.

Síntese de hidróxido de cromo na área industrial

Na indústria, é produzido pela precipitação do sulfato de cromo com soluções de hidróxido de sódio ou hidróxido de amônio. Da mesma forma, o hidróxido de cromo é produzido pela reação descrita:

CrO72– + 3 SO2 + 2H+ => 2 Cr3+ + 3 SO42– + H2OU

Cr3+ + 3OH– => Cr (OH)3

Conforme mostrado no procedimento acima, a redução do cromo VI a cromo III é de grande importância ecológica.

O cromo III é relativamente inofensivo à biota, enquanto o cromo VI é tóxico e cancerígeno, além de muito solúvel, por isso sua eliminação do meio ambiente é importante.

A tecnologia de tratamento de solo e águas residuais inclui uma redução de Cr (VI) para Cr (III).

Formulários

- Formulação de maquiagem.

- Corantes capilares.

- Lixador de unha.

- Produtos de cuidados com a pele.

- Produtos de limpeza.

- No acabamento de metais, que representa 73% do seu consumo na indústria.

- Na preservação da madeira.

Referências

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Química. (8ª ed.). CENGAGE Learning, p 873, 874.
  2. PubChem. (2018). Hidróxido crômico. Obtido em 18 de abril de 2018, em: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  3. N4TR! UMbr. (2015, 22 de junho). Hidróxido de cromo (III). [Figura]. Obtido em 18 de abril de 2018, em: commons.wikimedia.org
  4. Martínez Troya, D., Martín-Pérez, J.J. Estudo para o uso experimental de óxidos e hidróxidos de cromo no ensino médio. BÓRAX nº 2 (1) -Revisão de Química Prática para o Secundário e Bacharelado-IES. Zaframagón-ISSN 2529-9581.
  5. Síntese, caracterização e estabilidade de hidróxidos de Cr (III) e Fe (III). (2014) Papassiopi, N., Vaxevanidou, K., Christou, C., Karagianni, E. e Antipas, G. J. Hazard Mater. 264: 490-497.
  6. PrebChem. (2016, 9 de fevereiro). Preparação de hidróxido de cromo (III). Obtido em 18 de abril de 2018, em: prepchem.com
  7. Wikipedia. (2018). Hidróxido de cromo (III). Obtido em 18 de abril de 2018, em: en.wikipedia.org