CROM (III) OXIT: CẤU TRÚC, DANH PHÁP, TÍNH CHẤT, CÔNG DỤNG - HÓA HỌC - 2026

Các crom (III) oxit hoặc chromic là một chất vô cơ xanh rắn được hình thành đốt kim loại crom (Cr) trong oxy (O ₂ ), và rơi vào trạng thái ôxi hóa crom 3+. Công thức hóa học của nó là Cr ₂ O ₃ . Trong tự nhiên, nó được tìm thấy trong khoáng vật Eskolaite. Không có cặn crom (III) oxit tự nhiên có thể sử dụng được.

Nó có thể được chuẩn bị kể những cái khác bằng cách làm nóng Cr ₂ O ₃ hydrate (Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O) để loại bỏ hoàn toàn nước. Nó cũng thu được là sản phẩm của quá trình nung crom (VI) oxit (CrO ₃ ).

Chất màu crom (III) oxit. FK1954. Nguồn: Wikipedia Commons

Tuy nhiên, cách tốt nhất để có được nó tinh khiết là bằng cách phân hủy amoni dicromat (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ ở 200 ºC. Trong công nghiệp, nó được sản xuất bằng cách khử natri dicromat rắn (Na ₂ Cr ₂ O ₇ ) với lưu huỳnh.

Khi nó được chia mịn, nó có màu xanh lá cây tươi với một chút vàng. Nhưng nếu các hạt lớn hơn, nó có màu hơi xanh. Ôxít crom là chất màu xanh lục ổn định nhất được biết đến. Khả năng chịu nhiệt và hóa chất của nó khiến nó trở thành một chất tạo màu gốm có giá trị.

Nó được sử dụng trong lớp phủ công nghiệp, vecni, trong ngành xây dựng, đồ trang sức, làm chất tạo màu trong mỹ phẩm hoặc trong các sản phẩm dược phẩm, trong số các ứng dụng khác.

Kết cấu

Oxit α-Cr ₂ O ₃ có cấu trúc giống như corundum. Hệ thống tinh thể của nó là hình thoi lục giác. Nó đồng phân với α-alumin và α-Fe ₂ O ₃ .

Eskolait, một khoáng chất tự nhiên của crom (III) oxit, có cấu trúc như sau:

Cấu trúc tinh thể của khoáng vật Eskolaíta. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/Eskolaite_osystem.jpg. Nguồn: Wikipedia Commons

Danh pháp

- Crom (III) oxit.

- Màu xanh lá cây crom oxit.

- Đimetylic trioxit.

- Crom Sesquioxit.

- Nhiễm sắc tố.

- Eskolaíta: Khoáng vật crom (III) oxit.

- Hiđrat : Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O (trong đó n ≅ 2) được gọi là crom (III) oxit hiđrat hoặc Guignet Green.

Hiđrat crom (III) oxit. W. Oelen. Nguồn: Wikipedia Commons

Tính chất

Tình trạng thể chất

Chất rắn kết tinh.

Độ cứng Mohs

9 (tinh thể của nó cực kỳ cứng).

Trọng lượng phân tử

151,99 g / mol.

Độ nóng chảy

Nó nóng chảy ở 2435ºC, nhưng bắt đầu bốc hơi ở 2000ºC, tạo thành những đám khói xanh.

Tỉ trọng

5,22 g / cm ³

Độ hòa tan

Khi nó đã được đun nóng đến nhiệt độ cao, nó thực tế không hòa tan trong nước (3 microgam / L ở 20ºC); không hòa tan trong rượu và axeton; ít tan trong axit và kiềm; s Hòa tan trong axit pecloric (HClO ₄ ) ở 70%, trong đó nó bị phân hủy.

độ pH

6.

Chỉ số khúc xạ

2,551.

Các tài sản khác

- Nếu nung mạnh nó trở nên trơ đối với axit và bazơ. Mặt khác, Cr ₂ O ₃ và dạng ngậm nước của nó Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O là chất lưỡng tính, dễ dàng hòa tan trong axit để tạo ra ³⁺ ion thủy , và trong kiềm đậm đặc tạo thành "cromit".

- Khi nung, nó bền về mặt hóa học với axit, kiềm và nhiệt độ cao. Nó cực kỳ bền với SO ₂ .

- Nó có khả năng chống ánh sáng vượt trội do các tinh thể của nó có độ mờ, độ suy giảm tia cực tím cao và độ trong suốt đối với ánh sáng nhìn thấy.

- Là một vật liệu cực kỳ cứng, nó có thể làm xước thạch anh, topaz và zirconium.

- Hiđrat Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O (trong đó n ≅ 2) không có tính ổn định nhiệt, nước hiđrat hóa của nó giới hạn khả năng ứng dụng của nó dưới 260 ºC. Nó có khả năng pha màu thấp và phạm vi sắc thái hạn chế.

- Nhưng cho biết hydrat có màu xanh lam rất sạch và sáng. Nó bán trong suốt, có độ mờ thấp, khả năng chống ánh sáng và chống kiềm tuyệt vời.

- Cr ₂ O ₃ không được xếp vào loại vật liệu nguy hiểm và được coi là chất bột mịn trơ. Nó không phải tuân theo các quy định vận chuyển quốc tế.

- Nó không gây kích ứng da hoặc màng nhầy.

Các ứng dụng

Trong ngành gốm sứ và thủy tinh

Do khả năng chịu nhiệt và kháng hóa chất cao, Cr ₂ O ₃ nung được sử dụng làm chất tạo màu hoặc chất màu có thể thủy tinh hóa trong sản xuất gốm sứ, trong men sứ và hỗn hợp thủy tinh.

Trong sơn công nghiệp

Crom (III) oxit gốm cung cấp khả năng chống lại hầu hết các môi trường ăn mòn tuyệt vời. Tất cả điều này thông qua cơ chế loại trừ chất nền khỏi môi trường xung quanh nó.

Vì lý do này, nó được sử dụng trong lớp phủ để ngăn chặn sự ăn mòn của nhiều vật liệu, được áp dụng bằng cách phun nhiệt (phun hoặc phun nóng).

Nó cũng được sử dụng để bảo vệ chống mài mòn (khi vật liệu bị loại bỏ do các hạt di chuyển trên bề mặt).

Trong những trường hợp này, việc áp dụng lớp phủ Cr ₂ O ₃ bằng cách lắng đọng plasma tạo ra khả năng chống mài mòn cao.

Hai trường hợp trước rất hữu ích, ví dụ, trong động cơ tuabin khí trong ngành hàng không vũ trụ.

Trong ngành công nghiệp vật liệu chịu lửa

Nó được sử dụng trong sản xuất gạch chịu nhiệt và hóa chất, vật liệu ốp lát và bê tông chịu lửa dựa trên alumin.

Đang xây dựng

Vì nó có khả năng chống chịu cực tốt với điều kiện khí quyển, ánh sáng và nhiệt, nó được ứng dụng làm chất tạo màu đá hạt cho mái nhựa đường, xi măng bê tông, chất phủ công nghiệp chất lượng cao cho ngoại thất, kết cấu thép và lớp phủ mặt tiền (sơn có thể nhũ hóa).

Là một chất màu trong các ứng dụng khác nhau

Nó có thể chịu được các điều kiện lưu hóa và không bị phân hủy, đó là lý do tại sao nó được sử dụng trong sắc tố cao su.

Bởi vì nó không độc hại, nó được sử dụng làm chất màu cho đồ chơi, mỹ phẩm (đặc biệt là hydrat của nó), nhựa, mực in, sơn tiếp xúc với thực phẩm và dược phẩm.

Trong ngành công nghiệp bột màu, nó được sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất thuốc nhuộm thâm nhập có chứa crom và trong các chất màu dựa trên pha oxit kim loại hỗn hợp. Nó cũng được sử dụng làm chất tạo màu sơn cho các cuộn dây.

Hydrat của nó có độ trong suốt cho phép tạo ra các chất hoàn thiện đa sắc trong ngành công nghiệp ô tô (chất liệu kim loại cho ô tô).

Do đặc tính độc đáo của nó là phản xạ bức xạ hồng ngoại (IR) theo cách tương tự như chất diệp lục trong thực vật, dưới ánh sáng hồng ngoại, nó trông giống như những tán lá. Vì lý do này, nó được sử dụng rộng rãi trong các loại sơn hoặc lớp phủ ngụy trang cho các ứng dụng quân sự.

Trong trang sức

Nó được dùng làm chất tạo màu cho đá quý tổng hợp. Khi Cr ₂ O ₃ được đưa vào dưới dạng tạp chất vào mạng tinh thể của α-Al ₂ O ₃ , như trong ruby ​​khoáng chất bán quý, màu của nó là đỏ thay vì xanh lục.

Nó cũng được sử dụng như một chất mài và đánh bóng vì có độ cứng và tính chất mài mòn cao.

Trong xúc tác của các phản ứng hóa học

Được hỗ trợ trong alumin (Al ₂ O ₃ ) hoặc các oxit khác, nó được sử dụng trong hóa học hữu cơ như một chất xúc tác, ví dụ, trong quá trình hydro hóa este hoặc andehit để tạo thành rượu và trong chu trình của hydrocacbon. Nó xúc tác phản ứng của nitơ (N ₂ ) với hydro (H ₂ ) để tạo thành amoniac (NH ₃ ).

Do khả năng oxi hóa - khử của nó, tác dụng với crom (VI) oxit, nó đóng vai trò quan trọng trong quá trình khử hydro của ankan bằng CO ₂ để tạo ra propen và isobutan, vì chu trình khử hoạt tính của chất xúc tác được thực hiện dễ dàng. Nó cũng được sử dụng như một chất xúc tác trong hóa học vô cơ.

Trong sản xuất chrome

Nó được sử dụng trong sản xuất nhiệt quang của kim loại crom nguyên chất. Đối với điều này, nó phải được làm nóng đến 1000 ºC để tăng kích thước hạt của nó.

Điều chế kim loại crom bằng phương pháp khử nhiệt nhôm crom (III) oxit. Rando Tuvikene. Nguồn: Wikipedia Commons

Trên vật liệu từ tính

Nó đã được thêm một lượng nhỏ vào vật liệu từ tính trong băng âm thanh và video, mang lại hiệu ứng tự làm sạch cho đầu âm thanh.

Những đổi mới gần đây

Các chất màu đã cải thiện khả năng phản xạ của IR gần đã thu được bằng cách pha tạp các hạt nano Cr ₂ O ₃ với muối của các nguyên tố thuộc nhóm đất hiếm, chẳng hạn như lantan và praseodymium.

Bằng cách tăng nồng độ của các nguyên tố này, hệ số phản xạ mặt trời hồng ngoại gần tăng lên mà không ảnh hưởng đến màu xanh lục của sắc tố Cr ₂ O ₃ .

Điều này cho phép Cr ₂ O ₃ pha tạp chất được phân loại là chất màu "lạnh", vì nó thích hợp để kiểm soát sự tích tụ nhiệt.

Được áp dụng cho trần nhà, ô tô và bọc ghế, trong số các ứng dụng khác, nó đạt được độ phản xạ ánh sáng mặt trời IR cao, cho phép giảm đáng kể sự gia tăng nhiệt trong môi trường.

Người giới thiệu

1. Cotton, F. Albert và Wilkinson, Geoffrey. (1980). Hóa học Vô cơ nâng cao. Ấn bản thứ tư. John Wiley và các con trai.
2. Kirk-Othmer (1994). Encyclopedia of Chemical Technology. Tập 19. Tái bản lần thứ tư. John Wiley và các con trai.
3. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. (1990). Phiên bản thứ năm. Khối lượng A7 và A20. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
4. Yếu tố Mỹ. (2019). Crom (III) Oxit. Phục hồi từ americanelements.com.
5. Thư viện Y học Quốc gia. (2019). Crom (III) Oxit. Đã khôi phục từ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Dorfman, Mitchell R. (2012). Sơn phun nhiệt. Trong Sổ tay Suy thoái Môi trường của Vật liệu. Chương 19. Phục hồi từ sciricalirect.com.
7. Takehira, K. và cộng sự. (2004). Khí CO ₂ khử propan qua chất xúc tác Cr-MCM-41. Trong Nghiên cứu Khoa học Bề mặt và Xúc tác 153. Được khôi phục từ sciricalirect.com.
8. Selvam Sangeetha và cộng sự. (2012). Sắc tố chức năng từ các hạt nano crom (III) oxit. Thuốc nhuộm và chất màu 94 (2012) 548-552. Được khôi phục từ sciricalirect.com.