De chroomzuur of HtweeCrO4 het is theoretisch het zuur geassocieerd met chroom (VI) oxide of chroomoxide CrO3. Deze naam is te danken aan het feit dat de soort HtweeCrO4 is aanwezig samen met andere soorten chroom (VI).
Chroomoxide CrO3 het wordt ook wel watervrij chroomzuur genoemd. De CrO3 is een roodbruine of paarse vaste stof die wordt verkregen door oplossingen van kalium-K-dichromaat te behandelentweeCrtweeOF7 met zwavelzuur HtweeSW4.
Waterige chroomoxide-oplossingen ervaren een evenwicht van bepaalde chemische soorten waarvan de concentratie afhangt van de pH van de oplossing. Bij basische pH overheersen de chromaationen CrO4twee-, terwijl bij zure pH de HCrO-ionen overheersen4- en Cr dichromaattweeOF7twee-. Geschat wordt dat bij zure pH ook chroomzuur H aanwezig istweeCrO4.
Vanwege hun grote oxiderende kracht worden chroomzuuroplossingen in de organische chemie gebruikt om oxidatiereacties uit te voeren. Ze worden ook gebruikt in elektrochemische processen om metalen zodanig te behandelen dat ze bestand zijn tegen corrosie en slijtage..
Bepaalde polymere materialen worden ook behandeld met chroomzuur om hun hechting aan metalen, verven en andere stoffen te verbeteren..
Chroomzuuroplossingen zijn zeer gevaarlijk voor mens, dier en milieu. Om deze reden wordt vloeibaar of vast afval van processen waarbij chroomzuur wordt gebruikt, behandeld om sporen van chroom (VI) te verwijderen of om al het aanwezige chroom terug te winnen en het chroomzuur te regenereren voor hergebruik..
Artikel index
Chroomzuur molecuul H.tweeCrO4 het wordt gevormd door een chromaation CrO4twee- en twee waterstofionen H+ hieraan verbonden. In het chromaation bevindt het element Chroom zich in een oxidatietoestand van +6.
De ruimtelijke structuur van het chromaation is tetraëder, waarbij chroom in het centrum en zuurstofatomen de vier hoekpunten van de tetraëder bezetten..
In chroomzuur zijn de waterstofatomen elk samen met een zuurstof. Van de vier bindingen van chroom met de zuurstofatomen zijn er twee dubbel en twee eenvoudig, omdat er waterstofatomen aan vastzitten.
Aan de andere kant, chroomoxide CrO3 heeft een chroomatoom in de oxidatietoestand +6 omgeven door slechts drie zuurstofatomen.
- Chroomzuur HtweeCrO4
- Tetraoxochroomzuur HtweeCrO4
- Chroomoxide (watervrij chroomzuur) CrO3
- Chroomtrioxide (watervrij chroomzuur) CrO3
Watervrij chroomzuur of chroomoxide is een paarse tot rode kristallijne vaste stof
CrO3: 118,01 g / mol
CrO3: 196 ºC
Boven zijn smeltpunt is het thermisch onstabiel, het verliest zuurstof (wordt gereduceerd) om chroom (III) oxide Cr te geventweeOF3. Het ontleedt bij ongeveer 250 ºC.
CrO3: 1,67-2,82 g / cm3
De CrO3 het is goed oplosbaar in water: 169 g / 100 g water van 25 ºC.
Het is oplosbaar in minerale zuren zoals zwavelzuur en salpeterzuur. Oplosbaar in alcohol.
De CrO3 het is erg hygroscopisch, de kristallen zijn vervloeiend.
Toen de CrO3 lost op in water vormt sterk zure oplossingen.
Het is een zeer krachtig oxidatiemiddel. Oxideert krachtig organisch materiaal in bijna al zijn vormen. Tast stof, leer en sommige kunststoffen aan. Tast ook de meeste metalen aan.
Het is sterk giftig en zeer irriterend vanwege het hoge oxidatiepotentieel..
Chroomoxide CrO3 lost snel op in water. In waterige oplossing kan chroom (VI) onder verschillende ionische vormen voorkomen.
Bij pH> 6,5 of in alkalische oplossing verkrijgt chroom (VI) de chromaationenvorm CrO4twee- geel.
Als de pH wordt verlaagd (1 < pH < 6,5) el cromo (VI) forma principalmente el ion HCrO4- , die kan dimeriseren tot Cr dichromaationtweeOF7twee-, en de oplossing wordt oranje. Bij een pH tussen 2,5 en 5,5 is HCrO de overheersende soort4- en CRtweeOF7twee-.
De balansen die in deze oplossingen optreden als de pH daalt, zijn de volgende:
CrO4twee- (chromaation) + H+ ⇔ HCrO4-
HCrO4- + H.+ ⇔ HtweeCrO4 (chroomzuur)
2HCrO4- ⇔ CrtweeOF7twee- (dichromaat-ion) + HtweeOF
Deze balansen treden alleen op als het zuur dat wordt toegevoegd om de pH te verlagen HNO is3 of HClO4, omdat met andere zuren verschillende verbindingen worden gevormd.
Zure dichromaatoplossingen zijn zeer sterke oxidatiemiddelen. Maar in alkalische oplossingen is het chromaation veel minder oxiderend.
Volgens de geraadpleegde bronnen is dit een van de manieren om chroomoxide CrO te verkrijgen3, Dit bestaat uit het toevoegen van zwavelzuur aan een waterige oplossing van natrium- of kaliumdichromaat, waardoor een roodoranje neerslag ontstaat..
Chroomzuur HtweeCrO4 Het wordt aangetroffen in waterige oplossingen van chroomoxide in zuur milieu.
Vanwege het sterk oxiderende vermogen wordt chroomzuur al lang met succes gebruikt om organische en anorganische verbindingen te oxideren..
Ontelbare voorbeelden zijn de volgende: het maakt het mogelijk om primaire alcoholen te oxideren tot aldehyden en deze tot carbonzuren, secundaire alcoholen tot ketonen, tolueen tot benzoëzuur, ethylbenzeen tot acetofenon, trifenylmethaan tot trifenylcarbinol, mierenzuur tot COtwee, oxaalzuur naar COtwee, melkzuur tot aceetaldehyde en COtwee, ferro-ion Fetwee+ naar ferri-ion Fe3+, jodide-ion naar jodium, enz.
Het maakt de omzetting van nitrosoverbindingen in nitroverbindingen, sulfiden in sulfonen mogelijk. Het is betrokken bij de synthese van ketonen uitgaande van alkenen, aangezien het gehydroboreerde alkenen oxideert tot ketonen.
Verbindingen die zeer resistent zijn tegen veel voorkomende oxidanten, zoals zuurstof Otwee of waterstofperoxide HtweeOFtwee, ze worden geoxideerd door chroomzuur. Dit is het geval voor bepaalde heterocyclische boranen.
Chroomzuuranodisatie is een elektrochemische behandeling die op aluminium wordt toegepast om het jarenlang te beschermen tegen oxidatie, corrosie en slijtage..
Het anodisatieproces omvat de elektrochemische vorming van een laag aluminiumoxide of aluminiumoxide op het metaal. Deze laag wordt vervolgens verzegeld in heet water, waarmee de omzetting naar aluminiumoxidetrihydraat wordt bereikt..
De afgedichte oxidelaag is dik, maar structureel zwak en niet erg bevredigend voor daaropvolgende hechting. Door echter een kleine hoeveelheid chroomzuur aan het afdichtingswater toe te voegen, ontstaat een oppervlak dat goede hechtingen kan vormen..
Het chroomzuur in het afdichtingswater lost een deel van de grove celachtige structuur op en laat een dunne, sterke, stevig aangehechte laag aluminiumoxide achter, waarop de lijmen hechten en een sterke en duurzame verbinding vormen..
Anodisatie met chroomzuur is ook van toepassing op titanium en zijn legeringen.
Chroomzuur wordt gebruikt in metaalcoatingprocessen door chemische omzetting.
Tijdens dit proces worden metalen ondergedompeld in chroomzuuroplossingen. Dit reageert en lost gedeeltelijk het oppervlak op terwijl een dunne laag van complexe chroomverbindingen wordt afgezet die een interactie aangaan met het basismetaal..
Dit proces wordt chromaatconversiecoating of conversieverchromen genoemd..
De metalen die doorgaans worden onderworpen aan conversieverchromen zijn verschillende soorten staal, zoals koolstofstaal, roestvrij staal en verzinkt staal, en verschillende non-ferrometalen, zoals magnesiumlegeringen, tinlegeringen, aluminiumlegeringen, koper. , cadmium, mangaan en zilver.
Deze behandeling zorgt voor corrosiebestendigheid en glans aan het metaal. Hoe hoger de pH van het proces, hoe groter de weerstand tegen corrosie. Temperatuur versnelt de zuurreactie.
Er kunnen coatings in verschillende kleuren worden aangebracht, zoals blauw, zwart, goud, geel en transparant. Het zorgt ook voor een betere hechting van het metalen oppervlak op verf en lijm.
Chroomzuuroplossingen worden gebruikt bij de voorbereiding van het oppervlak van voorwerpen gemaakt van thermoplastisch materiaal, thermohardende polymeren en elastomeren voor de daaropvolgende coating met verf of kleefstoffen..
De HtweeCrO4 het heeft een effect op de chemie van het oppervlak en zijn structuur, aangezien het helpt om de ruwheid te vergroten. De combinatie van putcorrosie en oxidatie verhoogt de penetratie van de lijmen en kan zelfs veranderingen in de eigenschappen van het polymeer veroorzaken..
Het is gebruikt om vertakt polyethyleen met lage dichtheid, lineair polyethyleen met hoge dichtheid en polypropyleen te eroderen.
Het wordt veel gebruikt in de galvanische of galvanische industrie om de hechting van metaal en polymeer te vergemakkelijken.
Chroomzuur wordt gebruikt als houtconserveringsmiddel, ook in magnetische materialen en voor katalyse van chemische reacties.
Er zijn veel processen die chroomzuur gebruiken en stromen of residuen genereren die chroom (III) bevatten die niet kunnen worden verwijderd omdat ze chroom (VI) -ionen bevatten die zeer giftig zijn, en ze kunnen ook niet worden hergebruikt omdat de concentratie van chromaationen erg hoog is. laag..
De verwijdering ervan vereist de chemische reductie van chromaten tot chroom (III), gevolgd door precipitatie van het hydroxide en filtratie, wat extra kosten met zich meebrengt.
Om deze reden zijn verschillende methoden bestudeerd om chromaten te verwijderen en terug te winnen. Hier zijn er enkele van.
Ionenuitwisselingsharsen worden al vele jaren gebruikt voor de behandeling van met chromaten verontreinigd water. Dit is een van de behandelingen die zijn goedgekeurd door de Amerikaanse Environmental Protection Agency of EPA. Bureau voor milieubescherming.
Deze methode maakt het mogelijk om geconcentreerd chroomzuur terug te winnen, aangezien het weer wordt geregenereerd uit de hars..
De harsen kunnen sterk of zwak zijn. In sterk basische harsen kan het chromaat worden verwijderd vanwege de HCrO-ionen4- en CRtweeOF7twee- worden uitgewisseld met OH-ionen- en Cl-. In zwak basische harsen, bijvoorbeeld sulfaatharsen, worden ionen uitgewisseld met SO4twee-.
In het geval van de sterk basische R- (OH) -harsen zijn de algemene reacties als volgt:
2ROH + HCrO4- + H.+ ⇔ RtweeCrO4 + 2HtweeOF
RtweeCrO4 + 2HCrO4- ⇔ 2RHCrO4 + CrO4twee-
RtweeCrO4 + HCrO4- + H.+ ⇔ RtweeCrtweeOF7 + H.tweeOF
Voor elke mol RtweeCrO4 Omgerekend wordt één mol Cr (VI) uit de oplossing verwijderd, wat deze methode erg aantrekkelijk maakt..
Na verwijdering van de chromaten wordt de hars behandeld met een sterk alkalische oplossing om ze op een veilige plaats te regenereren. Vervolgens worden de chromaten omgezet in geconcentreerd chroomzuur om te worden hergebruikt..
Een andere methode is de elektrochemische regeneratie van chroomzuur, wat ook een erg handig alternatief is. Door dit proces wordt chroom (III) anodisch geoxideerd tot chroom (VI). Het anodemateriaal is in deze gevallen bij voorkeur looddioxide..
Een methode die is onderzocht en die nog wordt bestudeerd, is het gebruik van micro-organismen die van nature aanwezig zijn in bepaalde effluenten die zijn verontreinigd met zeswaardige chroomionen, die aanwezig zijn in chroomzuuroplossingen..
Dit is het geval met bepaalde bacteriën die aanwezig zijn in afvalwater van leerlooierijen. Deze microben zijn onderzocht en er is vastgesteld dat ze resistent zijn tegen chromaten en ook in staat zijn om chroom (VI) te reduceren tot chroom (III), wat veel minder schadelijk is voor het milieu en levende wezens..
Om deze reden wordt geschat dat ze kunnen worden gebruikt als een milieuvriendelijke methode voor de sanering en ontgifting van afvalwater dat is verontreinigd met sporen van chroomzuur..
De CrO3 Het is niet brandbaar, maar het kan de verbranding van andere stoffen versterken. Veel van hun reacties kunnen brand of explosies veroorzaken.
De CrO3 en chroomzuuroplossingen zijn sterk irriterend voor de huid (kunnen dermatitis veroorzaken), ogen (kunnen brandwonden) en slijmvliezen (kunnen bronchoasma veroorzaken) en kunnen zogenaamde "chroomgaten" in de luchtwegen veroorzaken.
Chroom (VI) -verbindingen zoals chroomzuur en chroomoxide zijn zeer giftig, mutageen en kankerverwekkend voor de meeste levende wezens..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.