KROMIUM (III) OKSIDA: STRUKTUR, TATANAMA, SIFAT, KEGUNAAN - KIMIA - 2026

The kromium (III) oksida atau kromik adalah bukan organik hijau pepejal yang dibentuk membakar logam kromium (Cr) dalam oksigen (O ₂ ), meninggalkan kromium keadaan pengoksidaan 3+. Formula kimianya ialah Cr ₂ O ₃ . Secara semula jadi ia terdapat dalam mineral Eskolaite. Tidak ada deposit semula jadi kromium (III) oksida yang boleh digunakan.

Ia boleh disediakan antara lain oleh pemanasan Cr ₂ O ₃ hidrat (Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O) untuk membuang air. Ia juga diperoleh sebagai produk kalsinasi kromium (VI) oksida (CrO ₃ ).

Pigmen kromium (III) oksida. FK1954. Sumber: Wikipedia Commons

Walau bagaimanapun, kaedah terbaik untuk memperolehnya adalah dengan penguraian ammonium dikromat (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ pada suhu 200 ºC. Secara industri ia dihasilkan dengan pengurangan natrium dikromat pepejal (Na ₂ Cr ₂ O ₇ ) dengan sulfur.

Apabila dibahagikan dengan halus, ia mempunyai warna hijau terang dengan warna kekuningan. Tetapi jika zarahnya lebih besar, ia menunjukkan warna kebiruan. Kromik oksida adalah pigmen hijau yang paling stabil yang diketahui. Ketahanan haba dan kimianya menjadikannya pewarna seramik yang berharga.

Ia digunakan dalam pelapis industri, pernis, dalam industri pembinaan, perhiasan, sebagai pewarna dalam kosmetik atau produk farmaseutikal, antara aplikasi lain.

Struktur

Oksida α-Cr ₂ O ₃ mempunyai struktur seperti korundum. Sistem kristalnya adalah rhombohedral heksagon. Ia isomorfik dengan α-alumina dan α-Fe ₂ O ₃ .

Eskolaite, mineral semula jadi kromium (III) oksida, mempunyai struktur seperti di bawah:

Struktur kristal mineral Eskolaíta. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/Eskolaite_structure.jpg. Sumber: Wikipedia Commons

Tatanama

- Kromium (III) oksida.

- Kromium oksida hijau.

- Dichrome trioxide.

- Kromium Sesquioxide.

- Kromia.

- Eskolaíta: Mineral oksida kromium (III).

- hidrat: Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O (di mana n ≅ 2) dipanggil kromium (III) oksida hidrat atau Guignet Green.

Kromium (III) oksida hidrat. W. Oelen. Sumber: Wikipedia Commons

Hartanah

Keadaan fizikal

Pepejal kristal.

Mohs kekerasan

9 (kristalnya sangat keras).

Berat molekul

151.99 g / mol.

Takat lebur

Ia mencair pada suhu 2435ºC, tetapi mulai menguap pada suhu 2000ºC, membentuk awan asap hijau.

Ketumpatan

5.22 g / cm ³

Keterlarutan

Apabila dipanaskan hingga suhu tinggi, praktis tidak larut dalam air (3 mikrogram / L pada suhu 20ºC); tidak larut dalam alkohol dan aseton; sedikit larut dalam asid dan alkali; s Larut dalam asid perklorat (HClO ₄ ) pada kadar 70%, di mana ia terurai.

pH

6.

Indeks biasan

2,551.

Harta lain

- Jika dikalsinasi dengan kuat, ia menjadi lengai ke arah asid dan basa. Jika tidak, Cr ₂ O ₃ dan bentuk terhidratnya Cr ₂ O _3. NH ₂ O adalah amfoterik, larut dalam asid dengan mudah untuk menghasilkan ³⁺ akuakon , dan dalam alkali pekat untuk membentuk "kromit".

- Bila dikalsinasi, tahan kimia terhadap asid, alkali dan suhu tinggi. Ia sangat stabil untuk SO ₂ .

- Ia mempunyai ketahanan yang luar biasa terhadap cahaya kerana kristalnya mempunyai kelegapan, pelemahan UV yang tinggi dan ketelusan terhadap cahaya yang dapat dilihat.

- Ini adalah bahan yang sangat keras, boleh menggaru kuarza, topaz dan zirkonium.

- Hidratnya Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O (di mana n ≅ 2) tidak mempunyai kestabilan terma, air penghidratannya mengehadkan penggunaannya hingga kurang dari 260 ºC. Ia mempunyai kapasiti warna yang rendah dan warna yang terhad.

- Tetapi kata hidrat mempunyai rona biru-hijau yang sangat bersih dan terang. Ia separa telus, menunjukkan kelegapan rendah, ketahanan yang sangat baik terhadap cahaya dan ketahanan terhadap alkali.

- Cr ₂ O ₃ tidak dikelaskan sebagai bahan berbahaya dan dianggap sebagai serbuk halus lengai. Tidak tertakluk kepada peraturan pengangkutan antarabangsa.

- Ia tidak merengsakan kulit atau membran mukus.

Permohonan

Dalam industri seramik dan kaca

Oleh kerana ketahanannya yang tinggi terhadap haba dan ketahanan kimia, Cr ₂ O _{3 yang} dikalsinasi digunakan sebagai pigmen pewarna atau sangat penting dalam pembuatan seramik, dalam enamel porselin dan campuran kaca.

Dalam pelapis industri

Seramik kromium (III) oksida memberikan ketahanan yang sangat baik terhadap kebanyakan persekitaran yang menghakis. Semua ini melalui mekanisme pengecualian substrat dari persekitaran yang mengelilinginya.

Atas sebab ini, ia digunakan dalam pelapis untuk mencegah kakisan banyak bahan, yang digunakan dengan penyemburan haba (pengaburan atau penyemburan panas).

Ia juga digunakan sebagai perlindungan terhadap keausan yang kasar (ketika penyingkiran bahan disebabkan oleh partikel yang bergerak melintasi permukaan).

Dalam kes ini, penggunaan lapisan Cr ₂ O ₃ oleh pemendapan plasma menghasilkan daya tahan tinggi terhadap lelasan.

Dua kes sebelumnya berguna, misalnya, dalam mesin turbin gas di industri aeroangkasa.

Dalam industri refraktori

Ia digunakan dalam pembuatan batu bata tahan panas dan kimia, bahan menghadap dan konkrit tahan api berasaskan alumina.

Dalam pembinaan

Oleh kerana ia sangat tahan terhadap keadaan atmosfera, cahaya dan panas, ia digunakan sebagai pewarna batu granul untuk atap aspal, simen konkrit, lapisan industri berkualiti tinggi untuk bahagian luar, pembinaan keluli dan lapisan fasad (cat yang dapat diemulsikan).

Sebagai pigmen dalam pelbagai aplikasi

Ia dapat menahan keadaan pemvulkanan dan tidak merosot, sebab itulah ia digunakan dalam pigmentasi getah.

Kerana tidak beracun, ia digunakan sebagai pigmen untuk mainan, kosmetik (terutama hidratnya), plastik, dakwat percetakan, cat yang bersentuhan dengan makanan dan produk farmasi.

Dalam industri pigmen digunakan sebagai bahan mentah untuk menghasilkan pewarna menembusi yang mengandung kromium dan dalam pigmen berdasarkan fasa oksida logam campuran. Ia juga digunakan sebagai pewarna cat untuk gegelung pelapis.

Hidratnya mempunyai ketelusan yang memungkinkan perumusan kemasan polikromatik dalam industri automotif (kemasan logam untuk kenderaan).

Oleh kerana ciri uniknya memantulkan radiasi inframerah (IR) dengan cara yang serupa dengan klorofil pada tanaman, di bawah cahaya inframerah ia kelihatan seperti dedaunan. Atas sebab ini, ia digunakan secara meluas dalam cat penyamaran atau pelapis untuk aplikasi ketenteraan.

Dalam perhiasan

Ia digunakan sebagai pewarna untuk permata sintetik. Apabila Cr ₂ O ₃ diperkenalkan sebagai kekotoran pada kisi kristal α-Al ₂ O ₃ , seperti pada rubi mineral semi-berharga, warnanya berwarna merah dan bukannya hijau.

Ia juga digunakan sebagai agen penggiling dan penggilap kerana kekerasan dan sifat kasar yang tinggi.

Dalam pemangkinan tindak balas kimia

Disokong pada alumina (Al ₂ O ₃ ) atau oksida lain, ia digunakan dalam kimia organik sebagai pemangkin, misalnya, dalam hidrogenasi ester atau aldehid untuk membentuk alkohol dan dalam siklisasi hidrokarbon. Ia memangkinkan tindak balas nitrogen (N ₂ ) dengan hidrogen (H ₂ ) untuk membentuk ammonia (NH ₃ ).

Oleh kerana keupayaan pengurangan oksida, bertindak bersama dengan kromium (VI) oksida, ia memainkan peranan penting dalam dehidrogenasi alkana dengan CO ₂ untuk menghasilkan propena dan isobutena, kerana kitaran kereaktifan-pengaktifan semula pemangkin mudah dilaksanakan. Ia juga digunakan sebagai pemangkin dalam kimia anorganik.

Dalam pembuatan krom

Ia digunakan dalam pengeluaran aluminotermik logam kromium tulen. Untuk ini mesti dipanaskan hingga 1000 ºC untuk meningkatkan ukuran butirannya.

Penyediaan logam kromium dengan pengurangan aluminotermik kromium (III) oksida. Rando Tuvikene. Sumber: Wikipedia Commons

Pada bahan magnet

Ini telah ditambahkan dalam jumlah kecil ke bahan magnetik dalam kaset audio dan video, memberikan kesan pembersihan diri ke kepala suara.

Inovasi terkini

Pigmen yang mempunyai refleksi yang lebih baik dari IR dekat telah diperoleh dengan doping nanopartikel Cr ₂ O ₃ dengan garam unsur-unsur yang tergolong dalam kumpulan nadir bumi, seperti lanthanum dan praseodymium.

Dengan meningkatkan kepekatan unsur-unsur ini, pantulan solar inframerah dekat meningkat tanpa mempengaruhi warna hijau pigmen Cr ₂ O ₃ .

Ini membolehkan Cr ₂ O _{3 yang} dicabut diklasifikasikan sebagai pigmen "sejuk", kerana ia sesuai untuk mengawal pengumpulan haba.

Diaplikasikan pada siling, mobil dan pelapis, antara aplikasi lain, ia mencapai pantulan cahaya matahari IR yang tinggi, yang memungkinkan untuk mengurangi peningkatan panas di persekitaran.

Rujukan

1. Cotton, F. Albert dan Wilkinson, Geoffrey. (1980). Kimia Anorganik Lanjutan. Edisi Keempat. John Wiley & Anak.
2. Kirk-Othmer (1994). Ensiklopedia Teknologi Kimia. Jilid 19. Edisi Keempat. John Wiley & Anak.
3. Ensiklopedia Kimia Industri Ullmann. (1990). Edisi Kelima. Jilid A7 dan A20. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
4. Elemen Amerika. (2019). Kromium (III) Oksida. Dipulihkan dari americanelements.com.
5. Perpustakaan Perubatan Nasional. (2019). Kromium (III) Oksida. Dipulihkan dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Dorfman, Mitchell R. (2012). Salutan Semburan Termal. Dalam Buku Panduan Kemerosotan Alam Sekitar Bahan. Bab 19. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
7. Takehira, K. et al. (2004). CO ₂ Dehidrogenasi Propana berbanding Pemangkin Cr-MCM-41. Dalam Kajian dalam Sains Permukaan dan Pemangkin 153. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
8. Selvam Sangeetha et al. (2012). Pigmen berfungsi dari nanopartikel kromium (III) oksida. Pewarna dan Pigmen 94 (2012) 548-552. Dipulihkan dari sciencedirect.com.