Struktur asid kromik, sifat, mendapatkan, menggunakan

Dia Asid kromik atau h₂Cro₄ Asid yang dikaitkan dengan kromium oksida (VI) atau CRO cromic oksida secara teorinya₃. Denominasi ini disebabkan oleh fakta bahawa dalam larutan akueus berasid dari oksida kromik spesies h₂Cro₄ Ia hadir dengan spesies kromium lain (vi).

CROMIC OXIDE₃ Ia juga dipanggil asid kromik anhydrous. CRO₃ Ia adalah pepejal coklat kemerahan atau ungu yang diperolehi semasa merawat penyelesaian kalium dikromat k₂Cr₂Sama ada₇ Dengan asid sulfurik h₂SW₄.

Cromic Oxide Crushes₃ Dalam periuk lebur. Rando Tuikene [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/4.0)]. Sumber: Wikipedia Commons.

Penyelesaian oksida kromik berair mengalami keseimbangan spesies kimia tertentu yang kepekatannya bergantung pada pH penyelesaian. Asas pH mendominasi cro cro cro₄^2-, Sementara ion asid hcro mendominasi₄^- dan cr dicromato₂Sama ada₇^2-. Dianggarkan bahawa asid asid juga ada asid kromik h₂Cro₄.

Oleh kerana kuasa pengoksidaannya yang hebat, penyelesaian asid kromik digunakan dalam kimia organik untuk melakukan tindak balas pengoksidaan. Mereka juga digunakan dalam proses elektrokimia untuk merawat logam sehingga mereka memperoleh ketahanan terhadap kakisan dan memakai.

Bahan polimer tertentu juga dirawat dengan asid kromik untuk meningkatkan lekatan mereka kepada logam, lukisan dan bahan lain.

Penyelesaian asid kromik sangat berbahaya bagi kedua -dua manusia dan kebanyakan haiwan dan persekitaran. Atas sebab ini, sisa proses cecair atau pepejal di mana asid kromik digunakan dirawat untuk menghapuskan krom (vi) kekal atau untuk memulihkan semua krom dan asid kromik semula sekarang untuk menggunakannya semula.

[TOC]

Struktur

Molekul asid kromik h₂Cro₄ Ia dibentuk oleh cro cro ion₄^2- dan dua ion hidrogen h⁺ Bersatu dengan ini. Dalam ion kromat, elemen kromium berada dalam keadaan pengoksidaan +6.

Struktur spatial ion kromat adalah tetrahedral, di mana kromium berada di tengah dan oksigen menduduki empat titik tetrahedron.

Dalam atom hidrogen asid kromik masing -masing bersebelahan dengan oksigen. Daripada empat ikatan kromium dengan atom oksigen, dua dua dan dua adalah mudah, kerana mereka mempunyai hidrogen yang bersatu dengan mereka.

Struktur asid kromik h₂Cro₄ di mana bentuk tetrahedral kromat dan ikatan berganda diperhatikan. Neuroteker [domain awam]. Sumber: Wikipedia Commons.

Sebaliknya, CRO -CROOMIC OXIDE₃ Ia mempunyai atom krom pengoksidaan +6 dikelilingi oleh hanya tiga atom oksigen.

Nomenclature

- Asid cromik h₂Cro₄

- Asid tetraoxochromic h₂Cro₄

- CRO CROMIC OXIDE (Asid Kromik Anhydrous) CRO₃

- Kromium trioksida (asid kromik anhydrous) CRO₃

Sifat

Keadaan fizikal

Asid kromik anhydro atau kromik oksida adalah pepejal kristal ungu ke merah

Berat molekul

Cro₃: 118.01 g/mol

Takat lebur

Cro₃: 196 ºC

Di atas titik leburnya tidak stabil, ia kehilangan oksigen (ia dikurangkan) untuk memberikan kromium oksida (III) cr₂Sama ada₃. Ia terurai pada kira -kira 250 ºC.

Ketumpatan

Cro₃: 1.67-2,82 g/cm³

Kelarutan

CRO₃ Ia sangat larut dalam air: 169 g/100 g air pada 25 ºC.

Ia larut dalam asid mineral seperti sulfur dan nitrik. Larut alkohol.

Sifat lain

CRO₃ Ia sangat hygroscopic, kristalnya sedap.

Apabila CRO₃ Ia larut dalam bentuk air yang kuat penyelesaian berasid.

Boleh melayani anda: Titanium: Sejarah, Struktur, Hartanah, Reaksi, Kegunaan

Ia adalah oksidan yang sangat kuat. Oxy dengan kuat bahan organik dalam hampir semua bentuknya. Menyerang kain, kulit dan beberapa plastik. Kebanyakan logam juga menyerang.

Ia sangat beracun dan sangat menjengkelkan kerana potensi pengoksidaan yang tinggi.

Kimia penyelesaian berair di mana asid kromik hadir

CROMIC OXIDE₃ Ia larut dengan cepat di dalam air. Dalam penyelesaian berair Chrome (vi) boleh wujud dalam bentuk ionik yang berbeza.

Ph> 6.5 atau dalam larutan alkali krom (vi) memperoleh bentuk ion cromato₄^2- kuning.

Sekiranya pH berkurangan (1 < pH < 6,5) el cromo (VI) forma principalmente el ion HCrO₄^- , yang boleh dimerize ke ion dicroomato cr₂Sama ada₇^2-, Dan penyelesaiannya menjadi oren. Pada pH antara 2.5 dan 5.5 spesies utama adalah HCRO₄^- dan Cr₂Sama ada₇^2-.

Struktur ion cr dikromat₂Sama ada₇^2- yang bersebelahan dengan dua ion natrium⁺. Kapasi [cc by-sa 3.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0)]. Sumber: Wikipedia Commons.

Baki yang berlaku dalam penyelesaian ini apabila pH turun adalah yang berikut:

Cro₄^2- (ion kromat) + h⁺ ⇔ Hcro₄^-

Hcro₄^- + H⁺ ⇔ h₂Cro₄ (Asid Kromik)

2Hcro₄^- ⇔ cr₂Sama ada₇^2- (Dicromate ion) + h₂Sama ada

Baki ini hanya berlaku jika asid yang ditambah untuk menurunkan pH₃ atau hclo₄, kerana dengan asid lain sebatian yang berbeza terbentuk.

Penyelesaian berasid dikromat adalah agen pengoksidaan yang sangat bertenaga. Tetapi dalam penyelesaian alkali ion kromat adalah kurang oksida.

Memperoleh

Menurut sumber yang dirujuk, salah satu cara untuk mendapatkan CRO CROMIC OXIDE₃, Ini terdiri daripada menambahkan asid sulfurik kepada larutan natrium atau kalium dikromat, membentuk endapan merah oren.

Oksida kromik terhidrat atau asid kromik. Himstakan [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/4.0)]. Sumber: Wikipedia Commons.

Asid cromik h₂Cro₄ Ia terdapat dalam penyelesaian oksida kromik berair dalam medium berasid.

Asid kromik menggunakan

Dalam pengoksidaan sebatian kimia

Oleh kerana kapasiti pengoksidaannya yang kuat, asid kromik telah digunakan untuk masa yang lama dan berjaya mengoksidakan sebatian organik dan bukan organik.

Antara contoh yang tidak terhitung adalah seperti berikut: ia membolehkan pengoksidaan alkohol utama ke aldehid dan ini kepada asid karboksilik, alkohol sekunder kepada keton, toluena kepada asid benzoik, etilbenzena kepada acetophenone, trifenylmetano kepada trifenylcarbinol, asid formik₂, asid oksalik ke co₂, Asid laktik ke acetaldehid dan Co₂, Iman ferus²⁺ Kepercayaan Ferric Faith³⁺, ion iodida ke iodin, dll.

Membolehkan penukaran nitrous-komprehensif kepada nitro-compounds, sulfides ke sulfon. Ia campur tangan dalam sintesis keton berdasarkan alkenes, seperti yang dioksidakan alkena yang hidroborated ke keton.

Sebatian sangat tahan terhadap oksidan biasa, seperti oksigen atau₂ atau hidrogen peroksida h₂Sama ada₂, Mereka dioksidakan oleh asid kromik. Ini adalah kes benteng heterosiklik tertentu.

Dalam proses anodisasi logam

Anodisasi asid kromik adalah rawatan elektrokimia yang digunakan untuk aluminium untuk melindunginya selama bertahun -tahun dari pengoksidaan, kakisan dan haus.

Proses anodisasi melibatkan pembentukan elektrokimia lapisan aluminium oksida atau alumina pada logam. Lapisan ini kemudian dimeteraikan dalam air panas, yang dicapai dengan penukaran kepada aluminium oksida trihydrated.

Lapisan oksida tertutup tebal, tetapi ia lemah secara struktur dan tidak memuaskan untuk kesatuan pelekat berikutnya. Walau bagaimanapun, dengan menambahkan sedikit asid kromik untuk menyegel air, permukaan dibangunkan yang dapat membentuk ikatan yang baik.

Boleh melayani anda: undang -undang mengenai pemuliharaan bahan

Asid kromik dalam pengedap air membubarkan sebahagian daripada struktur sel jenis tebal dan meninggalkan nipis, kuat, tegas dilekatkan pada aluminium oksida, yang mana pelekat melekat dan membentuk sendi yang kuat dan berkekalan.

Anodisasi dengan asid kromik juga terpakai kepada titanium dan aloinya.

Dalam rawatan penukaran kimia

Asid kromik digunakan dalam proses salutan logam oleh penukaran kimia.

Semasa proses ini, logam tenggelam dalam penyelesaian asid kromik. Ini bertindak balas dan larut sebahagiannya permukaan mendepositkan pada masa yang sama lapisan nipis sebatian kromium kompleks yang berinteraksi dengan logam asas.

Proses ini dipanggil salutan penukaran kromat atau krom penukaran.

Logam yang umumnya tertakluk kepada krom penukaran adalah pelbagai jenis keluli, seperti keluli karbon, keluli tahan karat dan keluli bersalut zink, dan beberapa logam bukan ferus, seperti aloi magnesium, aloi timah, aloi aluminium, tembaga, kadmium, Mangan dan perak.

Rawatan ini memberikan ketahanan kakisan dan kecerahan kepada logam. PH yang lebih tinggi dari proses rintangan yang lebih besar terhadap kakisan. Suhu mempercepat tindak balas asid.

Lapisan pelbagai warna boleh digunakan, seperti biru, hitam, emas, kuning dan telus. Ia juga menyediakan pematuhan permukaan logam yang lebih baik ke arah lukisan dan pelekat.

Di permukaan terkikis atau dicincang

Penyelesaian asid kromik digunakan dalam penyediaan permukaan bahan termoplastik, polimer thermosystable dan elastomer untuk salutan kemudian dengan lukisan atau pelekat.

H₂Cro₄ mencapai kesan pada kimia permukaan dan strukturnya, kerana ia membantu meningkatkan kekasarannya. Gabungan gigitan dan pengoksidaan meningkatkan penembusan pelekat dan bahkan dapat menyebabkan perubahan dalam sifat polimer.

Ia telah digunakan untuk mengikis polietilena bercabang dengan ketumpatan rendah, ketumpatan tinggi dan polypropylene linear polyethylene.

Ia banyak digunakan dalam industri elektro atau industri galvaneplasti untuk memudahkan lekatan logam-polimer.

Dalam beberapa kegunaan

Asid kromik digunakan sebagai pengawet kayu, juga dalam bahan magnet dan untuk reaksi kimia pemangkinan.

Pemulihan asid krom

Terdapat banyak proses yang menggunakan asid kromik dan menghasilkan arus atau sisa yang mengandungi krom (III) yang tidak dapat dibuang kerana mereka mempunyai ion krom (vi) yang sangat toksik, atau digunakan semula kerana kepekatan ion kromat adalah sangat rendah.

Pelupusannya memerlukan pengurangan kimia kromat kepada kromium (iii), diikuti oleh hidroksida dan pemendakan penapisan, yang menghasilkan kos tambahan.

Atas sebab ini, pelbagai kaedah telah dikaji untuk menghapuskan dan memulihkan kromat. Berikut adalah beberapa perkara ini.

Melalui penggunaan resin

Selama bertahun -tahun, resin pertukaran ion untuk rawatan air tercemar kromat telah digunakan. Ini adalah salah satu rawatan yang diluluskan oleh Agensi Perlindungan Alam Sekitar AS, atau EPA (akronim untuk Bahasa Inggeris Agensi Perlindungan Alam Sekitar).

Kaedah ini membolehkan pemulihan asid kromik pekat kerana ia diperbaharui semula dari resin.

Resin boleh menjadi asas yang kuat atau lemah. Dalam resin yang sangat asas, kromat boleh dikeluarkan sebagai ion hcro₄^- dan Cr₂Sama ada₇^2- Mereka ditukar dengan ion oh^- dan Cl^-. Dalam resin asas yang lemah, contohnya sulfat, ion ditukar dengan SOS₄^2-.

Boleh melayani anda: nepelometri

Dalam hal resin yang sangat asas r- (OH), reaksi global adalah seperti berikut:

2roh + hcro₄^- + H⁺ ⇔ r₂Cro₄ + 2h₂Sama ada

R₂Cro₄ + 2Hcro₄^- ⇔ 2rhcro₄ + Cro₄^2-

R₂Cro₄ + Hcro₄^- + H⁺ ⇔ r₂Cr₂Sama ada₇ + H₂Sama ada

Untuk setiap mol r r₂Cro₄ Menukar satu mol Cr (vi) penyelesaian dikeluarkan, yang menjadikan kaedah ini sangat menarik.

Setelah penyingkiran kromat, resin dirawat dengan penyelesaian alkali yang kuat untuk menjana semula mereka di tempat yang selamat. Kemudian kromat ditukarkan kepada asid kromik pekat untuk digunakan semula.

Melalui regenerasi elektrokimia

Kaedah lain ialah regenerasi elektrokimia asid kromik, yang juga merupakan alternatif yang sangat mudah. Melalui prosedur ini, Chrome (III) dioksidakan secara oksida kepada Chrome (VI). Bahan anod dalam kes ini lebih disukai memimpin dioksida.

Penggunaan mikroorganisma untuk membersihkan efluen dengan asid kromik kekal

Kaedah yang telah disiasat dan masih dalam kajian adalah penggunaan mikroorganisma yang hadir secara semulajadi dalam efluen tertentu yang tercemar dengan ion krom heksavalen yang merupakan kandungan dalam penyelesaian asid kromik.

Efluen yang berbahaya bagi alam sekitar. Pengarang: OpenClipart-Vectors. Sumber: Pixabay.

Begitu juga bakteria tertentu yang terdapat di perairan air sisa penyamakan. Mikroba ini telah dikaji dan ditentukan bahawa mereka tahan kromat dan juga dapat mengurangkan krom (vi) ke krom (iii) yang jauh lebih berbahaya kepada alam sekitar dan makhluk hidup.

Atas sebab ini, dianggarkan bahawa mereka boleh digunakan sebagai kaedah yang mesra alam untuk pemulihan dan detoksifikasi efluen yang tercemar dengan asid kromik kekal.

Risiko asid kromik dan oksida kromik

CRO₃ Ia bukan bahan bakar tetapi dapat meningkatkan pembakaran bahan lain. Banyak reaksi anda boleh menyebabkan kebakaran atau letupan.

CRO₃ dan penyelesaian asid kromik adalah kulit yang menjengkelkan yang kuat (mereka boleh menyebabkan dermatitis), mata (boleh membakarnya) dan membran mukus (boleh menyebabkan bronchasma) dan boleh menyebabkan "hollows krom" yang dipasang di dalam sistem pernafasan.

Sebat.

Rujukan

1. Kapas, f. Albert dan Wilkinson, Geoffrey. (1980). Kimia bukan organik maju. Edisi keempat. John Wiley & Sons.
2. Atau.S. Perpustakaan Perubatan Negara. (2019). Asid kromik. Pulih dari: pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov
3. Wegman, r.F. dan Van Twisk, J. (2013). Aloi aluminium dan aluminium. 2.5. Proses anodize asid kromik. Dalam teknik penyediaan permukaan untuk ikatan pelekat (edisi kedua). Pulih dari Scientedirect.com.
4. Wegman, r.F. dan Van Twisk, J. (2013). Magnesium. 6.4. Penyediaan aloi magnesium dan magnesium oleh proses rawatan asid kromik. Dalam teknik penyediaan permukaan untuk ikatan pelekat (edisi kedua). Pulih dari Scientedirect.com.
5. Grot, w. (2011). Aplikasi. 5.1.8. Penjanaan semula asid kromik. Dalam ionomer fluorinated (edisi kedua). Pulih dari Scientedirect.com.
6. Swift, k.G. dan Booker, J.D. (2013). Proses kejuruteraan permukaan. 9.7. Kromat. Dalam Buku Panduan Pemilihan Proses Pembuatan. Pulih dari Scientedirect.com.
7. Poulson, a.H.C. et al. (2019). Teknik pengubahsuaian permukaan mengintip, termasuk rawatan permukaan plasma. sebelas.3.2.1. Etching permukaan. Dalam Buku Panduan Peek Biomaterials (edisi kedua). Pulih dari Scientedirect.com.
8. Westheimer, f.H. (1949). Mekanisme pengoksidaan asid kromik. Ulasan Kimia 1949, 45, 3, 419-451. Pulih dari pub.ACS.org.
9. Tan, h.K.S. (1999). Semula Asid Kromis dengan pertukaran anion. Jurnal Kejuruteraan Kimia Kanada, Jilid 77, Februari 1999. Diperolehi dari perpustakaan dalam talian.Wiley.com.
10. Kabir, m.M. et al. (2018). Pengasingan dan ciri -ciri bakteria kromium (VI) yang mengurangkan efluen penyamakan dan buangan pepejal. Jurnal Dunia Mikrobiologi dan Bioteknologi (2018) 34: 126. NCBI pulih.NLM.NIH.Gov.