- yapı
- terminoloji
- Özellikleri
- Fiziksel durum
- Moleküler ağırlık
- Erime noktası
- Yoğunluk
- Çözünürlük
- Diğer özellikler
- Kromik asidin mevcut olduğu sulu çözeltilerin kimyası
- edinme
- Kromik asit kullanır
- Kimyasal bileşiklerin oksidasyonunda
- Metal eloksal işlemlerinde
- Kimyasal dönüşüm işlemlerinde
- Aşınmış veya çukurlu yüzeylerde
- Çeşitli kullanımlarda
- Kromik asit geri kazanımı
- Reçineler kullanarak
- Elektrokimyasal rejenerasyon yoluyla
- Mikroorganizmaların, eser miktarda kromik asit içeren atık suları temizlemek için kullanılması
- Kromik Asit ve Kromik Oksit Tehlikeleri
- Referanslar
Kromik asit ya da H 2 CrO 4 teorik olarak krom oksid (VI) veya chromia CrO ilişkili asit 3 . Bu isim dolayı krom oksit asitli sulu çözeltilerde türler H olması olan 2 CrO 4 krom (VI) 'ya ait diğer türler ile, bu arada.
Kromik oksit CrO 3 ayrıca susuz kromik asit olarak da adlandırılır. CrO 3 potasyum dikromat K çözüm işlenmesiyle elde edilen kırmızımsı kahverengi bir katı madde ya da mor 2 Cr 2 O 7 sülfürik asit H 2 SO 4 .
Bir potada krom oksit CrO 3 kristalleri . Rando Tuvikene. Kaynak: Wikipedia Commons.
Sulu kromik oksit çözeltileri, konsantrasyonu çözeltinin pH'ına bağlı olan belirli kimyasal türlerde bir denge yaşar. Bazik pH 'de kromat iyonları CrO 4 2- baskın , asit pH değerinde iyonları HCrO ise 4 - ve Cr bikromat 2 O 7 2- baskın . Asit pH kromik asit H olduğu tahmin edilmektedir 2 CrO 4 da mevcut .
Yüksek oksitleme güçlerinden dolayı, kromik asit çözeltileri organik kimyada oksidasyon reaksiyonlarını gerçekleştirmek için kullanılır. Ayrıca elektrokimyasal işlemlerde metalleri işlemek için kullanılırlar, böylece korozyona ve aşınmaya karşı direnç kazanırlar.
Bazı polimerik malzemeler ayrıca metallere, boyalara ve diğer maddelere yapışmalarını iyileştirmek için kromik asit ile muamele edilir.
Kromik asit solüsyonları insanlar, çoğu hayvan ve çevre için oldukça tehlikelidir. Bu nedenle, kromik asitin kullanıldığı işlemlerden çıkan sıvı veya katı atıklar, krom (VI) izlerini gidermek veya mevcut tüm kromu geri kazanmak ve yeniden kullanım için kromik asidi yeniden oluşturmak için işlenir.
yapı
Kromik asit H 2 CrO 4 molekülü, bir kromat iyonu CrO 4 2- ve ona bağlı iki hidrojen iyonu H + tarafından oluşturulur . Kromat iyonunda, Krom elementi +6 oksidasyon durumundadır.
Kromat iyonunun uzaysal yapısı, kromun merkezde olduğu ve oksijenin tetrahedronun dört köşesini kapladığı dört yüzlüdür.
Kromik asitte hidrojen atomlarının her biri bir oksijen ile birliktedir. Oksijen atomları ile dört krom bağından ikisi çift, ikisi de basittir, çünkü bunlara hidrojen atomları bağlıdır.
Kromik asit H 2 CrO 4 yapısı, kromatın tetrahedral formu ve çift bağlarının görüldüğü yer. Neurotiker. Kaynak: Wikipedia Commons.
Öte yandan, krom oksit CrO 3 , sadece üç oksijen atomuyla çevrili +6 oksidasyon durumunda bir krom atomuna sahiptir.
terminoloji
- Kromik asit H 2 CrO 4
- Tetraokokromik asit H 2 CrO 4
- Kromik oksit (susuz kromik asit) CrO 3
- Krom trioksit (susuz kromik asit) CrO 3
Özellikleri
Fiziksel durum
Susuz Kromik Asit veya Kromik Oksit, mor ila kırmızı kristalli bir katıdır
Moleküler ağırlık
CrO 3 : 118.01 g / mol
Erime noktası
CrO 3 : 196ºC
Erime noktasının üstünde bunun oksijen (azalır) krom (III) oksit Cr elde kaybeder, termal olarak kararlı olmayan bir 2 O 3 . Yaklaşık 250 ° C'de ayrışır.
Yoğunluk
CrO 3 : 1.67-2.82 g / cm 3
Çözünürlük
CrO 3 suda çok çözünür: 25 gC'de 169 g / 100 g su.
Sülfürik ve nitrik gibi mineral asitlerde çözünür. Alkolde çözünür.
Diğer özellikler
CrO 3 çok higroskopiktir, kristalleri nem ile eriyebilir .
CrO 3 suda çözündüğünde kuvvetli asidik solüsyonlar oluşturur.
Çok güçlü bir oksidandır. Organik maddeyi neredeyse tüm biçimlerinde kuvvetli bir şekilde okside eder. Kumaşa, deriye ve bazı plastiklere tesir eder. Ayrıca çoğu metale saldırır.
Yüksek oksitleme potansiyeli nedeniyle çok zehirlidir ve çok rahatsız edicidir.
Kromik asidin mevcut olduğu sulu çözeltilerin kimyası
Krom oksit CrO 3 suda hızla çözünür. Sulu çözeltide, krom (VI) farklı iyonik formlar altında mevcut olabilir.
PH> 6.5'te veya alkali solüsyonda, kromat iyonu CrO 4 2 - sarı renkte kromat iyonu formunu alır .
PH değeri azaltılır (1 <pH <6.5), krom (VI) esas HCrO oluşturan 4 - iyon dikromat iyonu Cr için dimerize olabilir, 2 O 7 2- ve çözelti döner turuncu. 2.5 ve 5.5 baskın türler arasında pH'ta HCrO olan 4 - ve Cr 2 O 7 2- .
İki sodyum Na + iyonu ile birlikte bulunan dikromat iyonu Cr 2 O 7 2- nin yapısı . Capaccio. Kaynak: Wikipedia Commons.
PH düştükçe bu solüsyonlarda oluşan dengeler şu şekildedir:
CrO 4 2- (kromat iyonu) + H + ⇔ HCrO 4 -
HCrO 4 - + H + ⇔ H 2 CrO 4 (kromik asit)
2HCrO 4 - ⇔ Cr 2 O 7 2- (dikromat iyonu) + H 2 O
Bu dengeler, yalnızca pH'ı düşürmek için eklenen asit HNO 3 veya HClO 4 olduğunda oluşur, çünkü diğer asitlerle farklı bileşikler oluşur.
Asidik dikromat çözeltileri çok güçlü oksitleyici maddelerdir. Ancak alkali çözeltilerde kromat iyonu çok daha az oksitleyicidir.
edinme
Başvurulan kaynaklar göre, kromik oksit elde edilmesi için yollarından biri cro 3 kırmızı-turuncu bir çökelek oluşturarak, sodyum ya da potasyum dikromat sulu çözeltisine sülfürik asit ilave edilmesinden oluşur.
Kromik oksit hidrat veya kromik asit. Himstakan. Kaynak: Wikipedia Commons.
Kromik asit H 2 CrO 4 , bir asit ortamında sulu kromik oksit çözeltilerinde bulunur.
Kromik asit kullanır
Kimyasal bileşiklerin oksidasyonunda
Güçlü oksitleme kabiliyeti nedeniyle, kromik asit organik ve inorganik bileşikleri oksitlemek için uzun süredir başarıyla kullanılmaktadır.
Sayısız örnekleri arasında aşağıdakiler vardır: Bu ketonlara Aldehit ve bu karboksilik asitlere, sekonder alkoller primer alkoller okside sağlar, benzoik asit, toluen, asetofona etilbenzen, triphenylcarbinol için trifenilmetan, CO formik asit 2 , CO oksalık asit 2 , laktik asitten asetaldehite ve CO 2'ye , demir iyonu Fe 2+' den demir iyonuna Fe 3+ , iyodür iyonu iyoda vb.
Nitrozo bileşiklerin nitro bileşiklere, sülfitlerin sülfonlara dönüştürülmesini sağlar. Hidroboratlı alkenleri ketonlara oksitlediği için alkenlerden başlayarak ketonların sentezinde rol oynar.
Oksijen, O her zamanki gibi oksidanlar karşı yüksek direnç bileşikler, 2 ya da hidrojen, H peroksit 2 O 2 , kromik asit ile oksitlenir. Bazı heterosiklik boranlar için durum budur.
Metal eloksal işlemlerinde
Kromik asit anodizasyonu, alüminyumu oksidasyon, korozyon ve aşınmadan yıllarca korumak için uygulanan elektrokimyasal bir işlemdir.
Eloksal işlemi, metal üzerinde bir alüminyum oksit veya alümina tabakasının elektrokimyasal oluşumunu içerir. Bu tabaka daha sonra sıcak su ile kapatılır ve bununla alüminyum oksit trihidrata dönüşüm sağlanır.
Sızdırmaz oksit katmanı kalındır, ancak yapısal olarak zayıftır ve sonraki yapışkan bağlama için çok tatmin edici değildir. Bununla birlikte, sızdırmazlık suyuna az miktarda kromik asit eklenmesi, iyi bağlar oluşturabilen bir yüzey geliştirir.
Sızdırmazlık suyundaki kromik asit, kaba hücre benzeri yapının bir kısmını çözer ve yapıştırıcıların yapıştığı ve güçlü ve dayanıklı bağlar oluşturduğu ince, güçlü, sıkıca bağlanmış bir alüminyum oksit tabakası bırakır.
Kromik asit anodizasyonu, titanyum ve alaşımları için de geçerlidir.
Kimyasal dönüşüm işlemlerinde
Kromik asit, metal kaplama işlemlerinde kimyasal dönüşüm yoluyla kullanılır.
Bu işlem sırasında metaller kromik asit çözeltilerine daldırılır. Bu, baz metal ile etkileşime giren ince bir karmaşık krom bileşikleri tabakası biriktirirken yüzeyi reaksiyona sokar ve kısmen çözer.
Bu işleme kromat dönüşümlü kaplama veya dönüşümlü krom kaplama denir.
Genel olarak dönüşümlü krom kaplamaya maruz kalan metaller, karbon çeliği, paslanmaz çelik ve çinko kaplı çelik gibi çeşitli çelik türleri ve magnezyum alaşımları, kalay alaşımları, alüminyum alaşımları, bakır gibi çeşitli demir dışı metallerdir. , kadmiyum, manganez ve gümüş.
Bu işlem metalde korozyona ve parlamaya karşı direnç sağlar. İşlemin pH'ı ne kadar yüksekse, korozyona karşı direnç o kadar büyük olur. Sıcaklık asit reaksiyonunu hızlandırır.
Mavi, siyah, altın, sarı ve şeffaf gibi çeşitli renklerde kaplamalar uygulanabilir. Metal yüzeyin boya ve yapıştırıcılara daha iyi yapışmasını da sağlar.
Aşınmış veya çukurlu yüzeylerde
Kromik asit çözeltileri, termoplastik malzemeden, termoset polimerlerden ve elastomerlerden yapılmış nesnelerin yüzeylerinin boyalarla veya yapıştırıcılarla sonraki kaplama için hazırlanmasında kullanılır.
H 2 CrO 4 pürüzlülüğünün artmasına yardımcı olduğu için yüzeyin kimyasına ve yapısına etki eder. Çukurlaşma ve oksidasyon kombinasyonu, yapıştırıcıların penetrasyonunu arttırır ve hatta polimerin özelliklerinde değişikliklere neden olabilir.
Dallı düşük yoğunluklu polietilen, doğrusal yüksek yoğunluklu polietilen ve polipropileni aşındırmak için kullanılmıştır.
Metal-polimer yapışmasını kolaylaştırmak için elektro kaplama veya elektro kaplama endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Çeşitli kullanımlarda
Kromik asit, ahşap koruyucu olarak, ayrıca manyetik malzemelerde ve kimyasal reaksiyonların katalizinde kullanılır.
Kromik asit geri kazanımı
Kromik asit kullanan ve çok toksik olan krom (VI) iyonlarına sahip oldukları için bertaraf edilemeyen krom (III) içeren akımlar veya kalıntılar üreten birçok işlem vardır ve kromat iyonlarının konsantrasyonu çok düşük olduğu için tekrar kullanılamazlar.
Bunların bertarafı, kromatların kimyasal olarak krom (III) 'e indirgenmesini, ardından hidroksitin çökeltilmesini ve filtrasyonu gerektirir, bu da ek maliyetler oluşturur.
Bu nedenle, kromatların uzaklaştırılması ve geri kazanılması için çeşitli yöntemler incelenmiştir. İşte bunlardan bazıları.
Reçineler kullanarak
İyon değişim reçineleri, kromatlarla kirlenmiş suyun arıtılması için uzun yıllardır kullanılmaktadır. Bu, ABD Çevre Koruma Ajansı veya EPA (Çevre Koruma Ajansı) tarafından onaylanan işlemlerden biridir.
Bu yöntem, reçineden yeniden üretilirken konsantre kromik asidin geri kazanılmasına izin verir.
Reçineler güçlü veya zayıf bazlı olabilir. Güçlü bazik reçinelerde, kromat, HCrO 4 - ve Cr 2 O 7 2- iyonları OH - ve Cl - iyonları ile değiştirildiği için uzaklaştırılabilir . Zayıf bazik reçine, örneğin sülfat olanlar için, iyonlar SO ile değiş tokuş edilir 4 2 - .
Güçlü bazik R- (OH) reçineleri durumunda, genel reaksiyonlar aşağıdaki gibidir:
2ROH + HCrO 4 - + H + ⇔ R 2 CrO 4 + 2H 2 O
R 2 CrO 4 + 2HCrO 4 - ⇔ 2RHCrO 4 + CrO 4 2-
R 2 CrO 4 + HCrO 4 - + H + ⇔ R 2 Cr 2 O 7 + H 2 O
R, her bir mol 'ü için 2 CrO 4 Cr, bir mol (VI)' ya, bu yöntem çok cazip hale solüsyonu çıkarılır dönüştürülür.
Kromatları çıkardıktan sonra reçine, güvenli bir yerde yeniden oluşturmak için güçlü bir alkali çözelti ile muamele edilir. Kromatlar daha sonra yeniden kullanılmak üzere konsantre kromik aside dönüştürülür.
Elektrokimyasal rejenerasyon yoluyla
Diğer bir yöntem de kromik asidin elektrokimyasal rejenerasyonudur ki bu da çok uygun bir alternatiftir. Krom (III), bu prosedürle anodik olarak krom (VI) 'ya oksitlenir. Bu durumlarda anot malzemesi tercihen kurşun dioksittir.
Mikroorganizmaların, eser miktarda kromik asit içeren atık suları temizlemek için kullanılması
Araştırılan ve halen üzerinde çalışılmakta olan bir yöntem, kromik asit çözeltilerinde bulunanlar olan altı değerlikli krom iyonları ile kirlenmiş bazı atık sularda doğal olarak bulunan mikroorganizmaların kullanılmasıdır.
Çevreye zararlı atıklar. Eser sahibi: OpenClipart-Vectors. Kaynak: Pixabay.
Deri tabaklama atık suyunda bulunan bazı bakteriler için durum böyledir. Bu mikroplar üzerinde çalışılmış ve kromatlara dirençli oldukları ve aynı zamanda çevreye ve canlılara çok daha az zararlı olan krom (VI) 'yı krom (III)' e indirgeyebildikleri tespit edilmiştir.
Bu nedenle, kromik asit izleri ile kirlenmiş atık suların iyileştirilmesi ve detoksifikasyonu için çevre dostu bir yöntem olarak kullanılabileceği tahmin edilmektedir.
Kromik Asit ve Kromik Oksit Tehlikeleri
CrO 3 yanıcı değildir ancak diğer maddelerin yanmasını yoğunlaştırabilir. Reaksiyonlarının çoğu yangına veya patlamaya neden olabilir.
CrO 3 ve kromik asit solüsyonları ciltte (dermatite neden olabilir), gözlerde (yanabilir) ve mukozalarda ( bronkoazmaya neden olabilir) güçlü tahriş edicidir ve solunum sisteminde "krom deliklerine" neden olabilir. .
Kromik asit ve kromik oksit gibi krom (VI) bileşikleri, çoğu canlı için ciddi derecede toksik, mutajenik ve kanserojendir.
Referanslar
- Cotton, F. Albert ve Wilkinson, Geoffrey. (1980). İleri İnorganik Kimya. Dördüncü baskı. John Wiley & Sons.
- ABD Ulusal Tıp Kütüphanesi. (2019). Kromik asit. Kaynak: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Wegman, RF ve Van Twisk, J. (2013). Alüminyum ve Alüminyum Alaşımları. 2.5. Kromik Asit Eloksal İşlemi. Yapıştırıcı Bağlama için Yüzey Hazırlama Tekniklerinde (İkinci Baskı). Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
- Wegman, RF ve Van Twisk, J. (2013). Magnezyum. 6.4. Magnezyum ve Magnezyum Alaşımlarının Kromik Asit Arıtma Prosesleriyle Hazırlanması. Yapıştırıcı Bağlama için Yüzey Hazırlama Tekniklerinde (İkinci Baskı). Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
- Grot, W. (2011). Uygulamaları. 5.1.8. Kromik Asit Rejenerasyonu. Florlu İyonomerlerde (İkinci Baskı). Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
- Swift, KG ve Booker, JD (2013). Yüzey Mühendisliği Süreçleri. 9.7. Kromatlama. Üretim Süreci Seçim El Kitabında. Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
- Poulsson, AHC ve diğerleri. (2019). Plazma Yüzey İşlemi Dahil PEEK Yüzey Modifikasyon Teknikleri. 11.3.2.1. Yüzey Aşındırma. PEEK Biyomalzeme El Kitabında (İkinci Baskı). Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
- Westheimer, FH (1949). Kromik asit oksidasyon mekanizmaları. Chemical Reviews 1949, 45, 3, 419-451. Pubs.acs.org'dan kurtarıldı.
- Tan, HKS (1999). Anyon Değişimi ile Kromik Asit Giderimi. Kanada Kimya Mühendisliği Dergisi, Cilt 77, Şubat 1999. Onlinelibrary.wiley.com adresinden erişildi.
- Kabir, MM vd. (2018). Tabakhane atıklarından ve katı atıklardan krom (VI) indirgeyen bakterilerin izolasyonu ve karakterizasyonu. World Journal of Microbiology and Biotechnology (2018) 34: 126. Ncbi.nlm.nih.gov'dan kurtarıldı.