ZINK KROMAT: STRUKTUR, SIFAT, MEMPEROLEH, PENGGUNAAN - KIMIA - 2024

The zink kromat atau zink kromat adalah sebatian organik yang terdiri daripada unsur-unsur zink (Zn), kromium (Cr) dan oksigen (O). Ia mempunyai ion Zn ²⁺ dan CrO ₄ ^2- . Formula kimianya ialah ZnCrO ₄ .

Istilah 'zink kromat' secara komersial berfungsi untuk menetapkan tiga sebatian dengan struktur molekul yang berbeza: (a) kromat zink itu sendiri ZnCrO ₄ , (b) kromat zink asas ZnCrO ₄ • 4Zn (OH) ₂ , dan (c ) kromat asas zink dan kalium 3ZnCrO ₄ • Zn (OH) ₂ • K ₂ CrO ₄ • 2H ₂ O.

Struktur zink kromat. Pengarang: Marilú Stea.

Ia digunakan terutamanya pada cat atau primer yang melindungi logam daripada kakisan. Untuk ini, ia dicampurkan dengan cat, varnis dan polimer yang kemudiannya disapu pada permukaan logam.

Ia juga digunakan dalam kemasan hiasan dan pelindung yang dicapai dengan kromat dan asid lain yang melapisi pelbagai objek seperti alat. Ia juga berfungsi untuk mengekalkan kekonduksian elektrik bahagian logam.

Ia digunakan sebagai pemangkin dalam reaksi hidrogenasi (penambahan hidrogen) dalam sebatian organik. Ia adalah bahagian pigmen yang sebelumnya digunakan dalam lukisan seni.

Ini adalah bahan yang menyebabkan barah dan ini kerana kromat mempunyai kromium dalam keadaan pengoksidaan +6.

Struktur

Zinc Chromate ZnCrO ₄ adalah sebatian kuning. Pengarang: Marilú Stea.

Zink kromat adalah sebatian ion yang dibentuk oleh kation zink Zn ²⁺ dan kromat anion CrO ₄ ^2- . Yang terakhir terdiri dari kromium dengan valensi +6 (kromium heksavalen, Cr ⁶⁺ ) dan empat atom oksigen dengan keadaan pengoksidaan -2.

Ion Zn ²⁺ mempunyai struktur elektronik berikut:

1s ² , 2s ² 2p ⁶ , 3s ² 3p ⁶ 3d ¹⁰ .

Sebaliknya, kromium heksavalen mempunyai konformasi berikut dalam orbital elektroniknya:

1s ² , 2s ² 2p ⁶ , 3s ² 3p ⁶ .

Kedua-dua struktur ini sangat stabil kerana orbitalnya lengkap.

Tatanama

• Zink kromat
• Garam zink asid kromik
• Kuning zink (walaupun istilah ini juga merujuk kepada sebatian lain yang mengandungi ZnCrO ₄ ).

Hartanah

Keadaan fizikal

Pepejal kuning atau kuning lemon. Kristal dalam bentuk prisma.

Berat molekul

181.4 g / mol

Takat lebur

316 ºC

Ketumpatan

3.40 g / cm ³

Keterlarutan

Mudah larut dalam air: 3.08 g / 100 g H ₂ O. Larut dengan mudah dalam asid dan ammonia cair. Tidak larut dalam aseton.

pH

Menurut beberapa sumber, larutan berairnya berasid.

Sifat kimia

Ia adalah sebatian pengoksidaan yang kuat, sehingga dapat bertindak balas dengan agen pengurang, menghasilkan haba. Antara bahan yang boleh bertindak balas adalah bahan organik, seperti sianida, ester dan tiosianat. Ia juga boleh menyerang beberapa logam.

Dalam larutan berair ion kromat menyajikan pelbagai keseimbangan bergantung pada pH dan membentuk spesies yang berbeza.

Spesies yang terbentuk kromat

Di atas pH 6 terdapat ion kromat CrO ₄ ^2- (berwarna kuning); antara pH 2 dan pH 6 ion HCrO ₄ ^- dan dikromat Cr ₂ O ₇ ^2- (warna oren-merah) berada dalam keseimbangan ; pada pH lebih rendah daripada 1 spesies utama adalah H ₂ CrO ₄ .

Apabila kation zink (II) ditambahkan ke dalam larutan berair ini, ZnCrO ₄ mendakan .

Baki adalah seperti berikut:

HCrO ₄ ^- ⇔ CrO ₄ ^2- + H ⁺

H ₂ CrO ₄ ⇔ HCrO ₄ ^- + H ⁺

Cr ₂ O ₇ ^2- + H ₂ O ⇔ 2 HCrO ₄ ^-

Dalam medium asas, perkara berikut berlaku:

Cr ₂ O ₇ ^2- + OH ^- ⇔ HCrO ₄ ^- + CrO ₄ ^2-

HCrO ₄ ^- + OH ^- ⇔ CrO ₄ ^2- + H ₂ O

ZnCrO ₄ tidak bertindak balas dengan cepat dengan udara atau air.

Mendapatkan

Ia dapat dihasilkan dengan mereaksikan zink oksida berair atau lumpur hidroksida dengan garam kromat terlarut dan kemudian meneutralkan.

Secara industri, proses Cronak digunakan, di mana logam zink direndam dalam larutan natrium dikromat (Na ₂ Cr ₂ O ₇ ) dan asid sulfurik (H ₂ SO ₄ ).

Ia juga dapat dibuat dengan mempercepatnya dari larutan di mana terdapat garam zink dan kromat terlarut:

K ₂ CrO ₄ + ZnSO ₄ → ZnCrO ₄ ↓ + K ₂ SO ₄

Permohonan

Dalam perlindungan logam

Dalam industri metalurgi, ia digunakan terutamanya dalam cat asas (cat persediaan atau lapisan awal) yang digunakan pada logam, yang mana ia memberikan ketahanan terhadap kakisan.

Ini digunakan sebagai pigmen dalam cat dan pernis, dimasukkan ke dalam matriks polimer organik.

Cat jenis ini digunakan pada saluran paip, kapal tangki minyak, struktur keluli seperti jambatan, menara penghantaran kuasa, dan bahagian kenderaan untuk menghalang kakisan.

Struktur keluli jambatan dicat dengan pangkalan zink kromat sebelum lukisan akhir untuk melindunginya daripada kakisan. Pengarang: オ ギ ク ボ マ ン サ ク. Sumber: Pixabay.

Pasif

Ia juga didapati melindungi komponen logam bersalut zink yang telah dipasifkan menggunakan kromat logam alkali. Passivation terdiri daripada kehilangan kereaktifan kimia dalam keadaan persekitaran tertentu.

Lapisan ini juga berfungsi sebagai kemasan hiasan dan mengekalkan kekonduksian elektrik. Mereka biasanya digunakan pada barang-barang sehari-hari seperti alat dan dapat dikenali dengan warna kuningnya.

Beberapa alat dilapisi dengan zink kromat. Pengarang: Duk. Sumber: Wikimedia Commons.

Bagaimanakah ia berfungsi

Beberapa penyelidik mendapati bahawa perlindungan zink kromat terhadap kakisan logam mungkin disebabkan oleh fakta bahawa ia menghalang pertumbuhan kulat. Dengan cara ini dapat mencegah kemerosotan lapisan cat antikorosif.

Kajian lain menunjukkan bahawa kesan antikorosif disebabkan oleh fakta bahawa sebatian mempercepat pembentukan oksida pelindung pada logam.

Primer zink kromat antikorosif untuk perlindungan permukaan logam. 水水 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Sumber: Wikimedia Commons.

Dalam pemangkin reaksi

Sebatian ini telah digunakan sebagai pemangkin dalam pelbagai reaksi kimia, seperti hidrogenasi karbon monoksida (CO) untuk mendapatkan metanol (CH ₃ OH).

Ester boleh ditukar menjadi alkohol primer dengan hidrogenasi, menggunakan sebatian ini untuk mempercepat tindak balas.

Menurut beberapa penyelidik, tindakan pemangkinnya disebabkan oleh fakta bahawa pepejal tersebut tidak menunjukkan struktur stoikiometrik, iaitu, ia menyimpang dari formula ZnCrO ₄ dan agak:

Zn _1-x Cr _2-x O ₄

Ini menunjukkan bahawa terdapat kecacatan pada struktur yang secara aktif mendorong pemangkin.

Aplikasi lain

Ia terdapat dalam beberapa pewarna berminyak, digunakan untuk mencetak, ini adalah agen rawatan permukaan, digunakan pada penutup lantai dan merupakan reagen di makmal kimia.

Penggunaan yang dihentikan

Sejak tahun 1940-an, turunan ZnCrO ₄ , zink tembaga kromat, telah digunakan sebagai racun kulat daun untuk tanaman kentang.

Tumbuhan kentang. Pengarang: Dirk (Beeki®) Schumacher. Sumber: Pixabay.

Penggunaan ini sejak dulu ditinggalkan kerana ketoksikan dan kesan berbahaya dari sebatian tersebut.

Dalam lukisan seni dari abad ke-19, terdapat garam zink kromat kompleks, 4ZnCrO ₄ • K ₂ O • 3H ₂ O (zink terhidrat dan kalium kromat), telah dijumpai, yang merupakan pigmen kuning yang disebut Lemon Yellow.

Risiko

Walaupun tidak mudah terbakar, apabila dipanaskan, ia memancarkan gas beracun. Boleh meletup jika bersentuhan dengan agen pengurangan atau bahan organik.

Debu merengsakan mata dan kulit menyebabkan reaksi alergi. Penyedutan menyebabkan kerengsaan hidung dan tekak. Ia menyerang paru-paru, menyebabkan sesak nafas, bronkitis, radang paru-paru, dan asma.

Pengambilannya mempengaruhi saluran pencernaan, hati, ginjal, sistem saraf pusat, menghasilkan keruntuhan peredaran darah dan merosakkan sistem imun.

Penjana barah

Ia adalah karsinogen yang disahkan, meningkatkan risiko barah rongga paru-paru dan hidung. Ia toksik kepada sel (sitotoksik) dan juga merosakkan kromosom (genotoksik).

Zink kromat menyebabkan barah paru-paru dan pernafasan. Pengarang: OpenClipart-Vectors. Sumber: Pixabay.

Telah ditentukan bahawa ketoksikan dan kekarsinogenan sebatian ini disebabkan terutamanya oleh tindakan kromium dalam keadaan pengoksidaan +6. Walau bagaimanapun, kehadiran zink memberikan larutan produk dan ini juga mempengaruhi kerosakan yang dihasilkannya.

Kesan terhadap persekitaran

Ia sangat toksik kepada haiwan dan hidupan air, menyebabkan kesan berbahaya yang berlanjutan dari masa ke masa. Bahan kimia ini boleh terkumpul secara bio di seluruh rantai makanan.

Atas semua alasan ini, proses yang melibatkan kromat (kromium heksavalen) diatur oleh organisasi kesihatan dunia dan digantikan dengan teknik alternatif tanpa ion ini.

Rujukan

1. Perpustakaan Perubatan Nasional AS. (2019). Zink kromat. Dipulihkan dari pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Lide, DR (penyunting) (2003). Buku Panduan CRC Kimia dan Fizik. CRC Press ^ke- 85 .
3. Xie, H. et al. (2009). Zink Chromate Menimbulkan Ketidakstabilan Kromosom dan Keretakan Double Strand DNA pada Sel-sel Paru Manusia. Toxicol Appl Pharmacol 2009 1 Feb; 234 (3): 293-299. Dipulihkan dari ncbi.nlm.nih.gov.
4. Jackson, RA et al. (1991). Aktiviti Pemangkin dan Struktur Kecacatan Zink Chromate. Catal Lett 8, 385-389 (1991). Dipulihkan dari link.springer.com.
5. Yahalom, J. (2001). Kaedah Perlindungan Hakisan. Dalam Ensiklopedia Bahan: Sains dan Teknologi. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
6. Stranger-Johannessen, M. (1988). Kesan Antimikrob Pigmen pada Cat Pelindung Korosi. Dalam Houghton DR, Eggins, CARA (eds) Biodeteriorasi 7. Dipulihkan dari link.springer.com.
7. Barrett, AGM (1991). Pengurangan. Dalam Sintesis Organik Komprehensif. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
8. Thurston, HW et al. (1948). Kromat sebagai racun kulat kentang. Jurnal Kentang Amerika 25, 406-409 (1948). Dipulihkan dari link.springer.com.
9. Lynch, RF (2001). Zink: Alloying, Thermochemical Processing, Properties, and Applications. Dalam Ensiklopedia Bahan: Sains dan Teknologi. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
10. Ramesh Kumar, AV dan Nigam, RK (1998). Kajian spektroskopi Mössbauer terhadap produk kakisan di bawah lapisan primer yang mengandungi pigmen antikorosif. J Radioanal Nucl Chem 227, 3-7 (1998). Dipulihkan dari link.springer.com.
11. Otero, V. et al. (2017). Barium, zink dan strontium kuning pada lukisan minyak abad ke-19-awal abad ke-20. Herit Sci 5, 46 (2017). Dipulihkan dari heritagesciencejournal.springeropen.com.
12. Cotton, F. Albert dan Wilkinson, Geoffrey. (1980). Kimia Anorganik Lanjutan. Edisi Keempat. John Wiley & Anak.
13. Wikipedia (2020). Zink kromat. Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
14. Wikipedia (2020). Salutan penukaran kromat. Dipulihkan dari en.wikipedia.org.