ЦИНК ХРОМАТ: СТРУКТУРА, СВОЈСТВА, ДОБИЈАЊЕ, УПОТРЕБА - ХЕМИЈА - 2025

Цинк хромат или цинк хромат је неорганско једињење се састоји од елемената цинк (Зн), хром (Цр) и кисеоник (О). Има јоне Зн ²⁺ и ЦрО ₄ ^2- . Његова хемијска формула је ЗнЦрО ₄ .

Израз "цинк хромат" комерцијално служи да означи три једињења различите молекулске структуре: (а) сам цинков хромат ЗнЦрО ₄ , (б) основни цинк хромат ЗнЦрО ₄ • 4Зн (ОХ) ₂ , и (ц ) основни хромат цинка и калијума 3ЗнЦрО ₄ • Зн (ОХ) ₂ • К ₂ ЦрО ₄ • 2Х ₂ О.

Структура цинк хромата. Аутор: Марилу Стеа.

Користи се углавном у бојама или прајмерима који штите метале од корозије. За то се меша са бојама, лаковима и полимерима који се затим наносе на површину метала.

Такође се користи у украсним и заштитним завршним премазима који се постижу другим хроматима и киселинама које прекривају разне предмете попут алата. Служи и за задржавање електричне проводљивости металних делова.

Користи се као катализатор у реакцијама хидрогенирања (додавање водоника) у органским једињењима. Део је пигмената који су се некада користили у уметничким сликама.

То је материјал који изазива рак и то је због тога што хромат има хром у стању оксидације +6.

Структура

Цинк хромат ЗнЦрО ₄ је жуто једињење. Аутор: Марилу Стеа.

Цинк Хромат је јонско једињење образовано од стране цинк катјон Зн ²⁺ а са хромата ањон ЦРО ₄ ^2- . Потоњи се састоји од хрома са валентношћу +6 (хексавалентни хром, Цр ⁶⁺ ) и четири атома кисеоника у оксидационом стању -2.

Јон Зн ²⁺ има следећу електронску структуру:

1с ² , 2с ² 2п ⁶ , 3с ² 3п ⁶ 3д ¹⁰ .

Са своје стране, хексавалентни хром има следећу конформацију у својим електронским орбиталима:

1с ² , 2с ² 2п ⁶ , 3с ² 3п ⁶ .

Обје структуре су врло стабилне јер су орбителе завршене.

Номенклатура

• Цинк хромат
• Цинк со хромне киселине
• Цинк жуто (мада се овај термин односи и на друга једињења која садрже ЗнЦрО ₄ ).

Својства

Физичко стање

Лимунско жута или жута кристална чврста супстанца. Кристали у облику призми.

Молекуларна тежина

181,4 г / мол

Тачка топљења

316 ºЦ

Густина

3,40 г / цм ³

Растворљивост

Слабо растворљив у води: 3.08 г / 100 г Х ₂ О. раствара лако у киселинама и у течном амонијаку. Нерастворљив у ацетону.

пХ

Према неким изворима, водени раствори су кисели.

Хемијска својства

То је јако оксидирајуће једињење, тако да може реаговати са редукционим средствима, стварајући топлоту. Међу супстанцама са којима може реаговати су органске, као што су цијаниди, естри и тиоцијанати. Такође може напасти неке метале.

У воденом раствору хроматни јон представља различите равнотеже у зависности од пХ и формирања различитих врста.

Хроматске врсте

Изнад пХ 6 ТХЕ хромат јонска ЦРО ₄ ^2- (жуте боје) је присутан; између пХ 2 и пХ 6 јон ХЦрО ₄ ^{- и} дихромат Цр ₂ О ₇ ^2- (наранџасто-црвене боје) у равнотежи ; при пХ нижи од 1 главним врсте је Х ₂ ЦрО ₄ .

Када се овим воденим растворима дода катион цинка (ИИ), ЗнЦрО _{4 се} таложи .

Биланси су следећи:

ХЦрО ₄ ^- ⇔ ЦрО ₄ ^2- + Х ⁺

Х ₂ ЦрО ₄ ⇔ ХЦрО ₄ ^- + Х ⁺

Цр ₂ О ₇ ^2- + Х ₂ О ⇔ 2 ХЦрО ₄ ^-

У основном медију долази до следећег:

Цр ₂ О ₇ ^2- + ОХ ^- ⇔ ХЦрО ₄ ^- + ЦрО ₄ ^2-

ХЦрО ₄ ^- + ОХ ^- ⇔ ЦрО ₄ ^2- + Х ₂ О

ЗнЦрО ₄ не реагује брзо са ваздухом или водом.

Прибављање

Може се произвести реакцијом воденог цинковог оксида или хидроксидног муља са раствореном хроматном соли и затим неутрализацијом.

Индустријски је Цронак поступак се користи у којима цинк метал се потапа у раствор натријум дихромат (На ₂ Цр ₂ О ₇ ) и сумпорне киселине (Х ₂ СО ₄ ).

Такође се може припремити таложењем из раствора у којима су растворени соли цинка и хромата:

К ₂ ЦрО ₄ + ЗнСО ₄ → ЗнЦрО ₄ ↓ + К ₂ СО ₄

Апликације

У заштити метала

У металуршкој индустрији користи се углавном у основним бојама (припремна боја или почетна превлака) нанетих на метале, којима пружа отпорност на корозију.

Користи се као пигмент у бојама и лаковима, убачен у матрицу органског полимера.

Ова врста боје наноси се на цевоводе, танкере за нафту, челичне конструкције као што су мостови, куле за пренос енергије и аутомобилски делови како би се спречила корозија.

Челичне конструкције мостова фарбане су постољем цинк хромата прије финалне фарбе како би се заштитиле од корозије. Аутор: オ キ ク ホ マ ン サ ク. Извор: Пикабаи.

Пасивација

Такође је откривено да штите металне компоненте са поцинкованим цинком које су пасивиране хроматима алкалних метала. Пасивизација се састоји од губитка хемијске реактивности под одређеним условима окружења.

Ови премази служе и као украсни слојеви и задржавају електричну проводљивост. Обично се примењују за свакодневне предмете као што су алати и могу се препознати по жутој боји.

Неки алати су обложени цинковим хроматом. Аутор: Дук. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Како то функционише

Неки истраживачи открили су да заштита цинковог хромата од корозије метала може бити последица чињенице да инхибира раст гљивица. На тај начин спречава пропадање антикорозивног премаза боје.

Друга истраживања показују да би антикорозивни ефекат могао бити последица чињенице да једињење убрзава стварање заштитних оксида на металима.

Антикорозивни цинк хроматни премаз за заштиту металних површина. 水水 / ЦЦ БИ-СА (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/4.0). Извор: Викимедиа Цоммонс.

У катализи реакција

Ово једињење се користи као катализатор у разним хемијским реакцијама, попут хидрогенизацијом угљен моноксид (ЦО) да се добије метанол (ЦХ ₃ ОХ).

Естери се могу претворити у примарне алкохоле хидрогенацијом, користећи ово једињење да убрза реакцију.

Према неким истраживачима, његово каталитичко дејство је последица чињенице да чврста супстанца нема стехиометријску структуру, односно одступа од своје формуле ЗнЦрО ₄ и радије је:

Зн _1-к Цр _2-к О ₄

То имплицира да постоје недостаци у структури који енергетски погодују катализи.

Друге апликације

Налази се у неким масним бојама, користи се за штампање, средство за површинску обраду, наноси се у подне облоге и реагент је у хемијским лабораторијама.

Прекинуте употребе

Од 1940-их, дериват ЗнЦрО ₄ , цинков бакарни хромат, користи се као фолиарни фунгицид за биљке кромпира.

Биљке крумпира. Аутор: Дирк (Бееки®) Сцхумацхер. Извор: Пикабаи.

Ова употреба је од тада напуштена због токсичности и штетних ефеката овог једињења.

На уметничким сликама из 19. века откривено је присуство сложене соли цинковог хромата, 4ЗнЦрО ₄ • К ₂ О • 3Х ₂ О (хидратизовани цинк и калијум хромат), који је жути пигмент који се зове Лимунско жута.

Ризици

Иако није запаљив, када се загрева емитује отровне гасове. Може експлодирати ако дође у контакт са редукционим средствима или органским материјалима.

Прашина надражује очи и кожу изазивајући алергијску реакцију. Удисање изазива иритацију носа и грла. Утјече на плућа, изазива краткоћу даха, бронхитис, упалу плућа и астму.

Његов унос утиче на пробавни тракт, јетру, бубреге, централни нервни систем, ствара крвоток и оштећује имунолошки систем.

Генератор рака

То је потврђени канцероген, повећава ризик од рака плућа и носне шупљине. Токсичан је за ћелије (цитотоксични) и такође оштећује хромозоме (генотоксичне).

Цинк хромат изазива рак плућа и дисајних путева. Аутор: ОпенЦлипарт-Вецторс. Извор: Пикабаи.

Утврђено је да је токсичност и канцерогеност овог једињења узрокована углавном дејством хрома у стању оксидације +6. Међутим, присуство цинка даје нерастворљивост производа и то такође утиче на штету коју ствара.

Утицај на животну средину

Веома је токсичан за животиње и живот у води, узрокујући штетне ефекте који трају временом. Ова хемикалија може биоакумулирати се у читавом ланцу исхране.

Из свих ових разлога, процесе који укључују хромате (хексавалентни хром) регулишу светске здравствене организације и замењују их алтернативним техникама без овог јона.

Референце

1. Америчка национална медицинска библиотека. (2019). Цинк хромат. Опоравак од пубцхем.нцби.нлм.них.гов.
2. Лиде, ДР (уредник) (2003). ЦРЦ Приручник хемије и физике. 85 ^-ог : ЦРЦ Пресс.
3. Ксие, Х. и др. (2009). Цинк хромат изазива нестабилност хромосома и разбијање двоструког ланца ДНК у станицама људских плућа. Токицол Аппл Пхармацол 2009, феб 1; 234 (3): 293-299. Опоравак од нцби.нлм.них.гов.
4. Јацксон, РА и др. (1991). Каталитичка активност и структура дефекта цинков хромат. Цатал Летт 8, 385-389 (1991). Опоравак са линка.спрингер.цом.
5. Иахалом, Ј. (2001). Методе заштите од корозије. У Енциклопедији материјала: Наука и технологија. Опоравак од сциенцедирецт.цом.
6. Странгер-Јоханнессен, М. (1988). Антимикробни ефекат пигмената у бојама против корозије. У Хоугхтон ДР, Еггинс, ХОВ (едс) Биодетериоратион 7. Опоравак са линка.спрингер.цом.
7. Барретт, АГМ (1991). Редукција. У свеобухватној органској синтези. Опоравак од сциенцедирецт.цом.
8. Тхурстон, ХВ и др. (1948). Хроматирају као Фунгициде за кромпир. Америцан Потато Јоурнал 25, 406-409 (1948). Опоравак са линка.спрингер.цом.
9. Линцх, РФ (2001). Цинк: Легирање, термохемијска обрада, својства и примене. У Енциклопедији материјала: Наука и технологија. Опоравак од сциенцедирецт.цом.
10. Рамесх Кумар, АВ и Нигам, РК (1998). Моссбауерова спектроскопска студија производа корозије испод темељног премаза који садржи антикорозивне пигменте. Ј Радиоанал Нуцл Цхем 227, 3-7 (1998). Опоравак са линка.спрингер.цом.
11. Отеро, В. и др. (2017). Баријум, цинк и стронцијум жуте у уљним сликама крајем 19. и почетком 20. века. Херит Сци 5, 46 (2017). Опоравак од херитагесциенцејоурнал.спрингеропен.цом.
12. Цоттон, Ф. Алберт и Вилкинсон, Геоффреи. (1980). Напредна неорганска хемија. Четврто издање. Јохн Вилеи & Сонс.
13. Википедиа (2020). Цинк хромат. Опоравак са ен.википедиа.орг.
14. Википедиа (2020). Хроматни премаз за конверзију. Опоравак са ен.википедиа.орг.