Χρωμικό (CrO4) – Δομή, Ιδιότητες, Μοριακή Μάζα &Χρήσεις

Ένα άτομο χρωμίου και τέσσερα οξυγόνο συνδυάζονται για να δώσουν χρωμικό. Είναι ένα συζυγές χρωμικού οξέος. Το χρωμικό είναι ένα οξοανιόν χρωμίου που σχηματίζεται με την απομάκρυνση δύο πρωτονίων από το χρωμικό οξύ. Ως οξειδωτικός παράγοντας βρίσκει εφαρμογή σε διάφορες βιομηχανίες. Η επίστρωση μετατροπής χρωμίου προσδίδει φωτεινότητα και ενισχύει την αντοχή στη διάβρωση των γυμνών μετάλλων. Λειτουργεί επίσης ως υπόστρωμα για να εξασφαλίσει βελτιωμένη πρόσφυση βαφής σε μη σιδηρούχες επιφάνειες.

Τι είναι το Chromate;

Το οξοανιόν του χρωμίου που σχηματίζεται από το χρωμικό οξύ ονομάζεται χρωμικό. Είναι ένα δισθενές ανόργανο ανιόν. Τα άλατα του χρωμικού οξέος που περιέχουν το χρωμικό ανιόν έχουν συνήθως έντονο κίτρινο χρώμα. Τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα χρωμικά άλατα είναι τα άλατα καλίου και νατρίου.

• Όνομα IUPAC του χρωμικού:διοξείδιο(διοξο)χρώμιο
• Χημικός τύπος χρωμικού/σύμβολο χρωμικού:CrO₄

Δομή χρωμίου 

Η χρωμική δομή έχει ένα άτομο χρωμίου και τέσσερα άτομα οξυγόνου. Το ανιόν έχει αρνητικό φορτίο μείον δύο.

Ιόν χρωμικού

Η δομή Lewis του χρωμικού ιόντος δείχνει τα συνδεδεμένα και μη ηλεκτρόνια του. Το ανιόν έχει δύο απλούς ομοιοπολικούς δεσμούς και δύο διπλούς ομοιοπολικούς δεσμούς. Έχει δέκα μοναχικά ζεύγη ηλεκτρονίων. Υπάρχουν τέσσερα άτομα οξυγόνου και ένα άτομο χρωμίου. Δύο άτομα οξυγόνου φέρουν φορτίο -1 πάνω τους. Η παρακάτω εικόνα απεικονίζει τη δομή Lewis ενός χρωμικού ιόντος.

Lewis δομή του Chromate

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Chromate και Dichromate;

Το χρωμικό και το διχρωμικό είναι δύο διαφορετικά ανιόντα που περιέχουν τα ίδια στοιχεία - χρώμιο και οξυγόνο. Επομένως, και τα δύο είναι οξοανιόντα χρωμίου. Ωστόσο, τα δύο είναι αρκετά διαφορετικά μεταξύ τους.

Υπάρχει μια αξιοσημείωτη διαφορά στο χρώμα τους. Ενώ το χρωμικό εμφανίζεται έντονο κίτρινο, το διχρωμικό έχει ένα έντονο πορτοκαλί χρώμα. Συνήθως, μπορείτε να βρείτε μεγάλη ποσότητα χρωμικού σε υψηλές τιμές pH, δηλαδή σε ένα αλκαλικό μέσο, ​​ενώ σε χαμηλές τιμές pH ή σε όξινο μέσο, ​​είναι πιθανό να βρείτε περισσότερα διχρωμικά ιόντα.

Ο παρακάτω πίνακας απαριθμεί τις βασικές διαφορές μεταξύ χρωμικού και διχρωμικού:

Χαρακτηριστικά	Chromate	Διχρωμικό
Χημικός τύπος	Ο χημικός τύπος χρωμικού ανιόντος είναι CrO4 .	Ο χημικός τύπος διχρωμικού ανιόντος είναι Cr2 O7 .
Μοριακή μάζα	115,99 g/mol	215,99 g/mol
Άτομα χρωμίου	Έχει ένα άτομο χρωμίου ανά ιόν.	Έχει δύο άτομα χρωμίου ανά ιόν.
Χρώμα	Φωτεινό κίτρινο χρώμα	Έντονο πορτοκαλί χρώμα
Εμφάνιση	Βρίσκεται συνήθως σε υψηλές τιμές pH, δηλαδή πάνω από 6,5.	Εμφανίζεται σε χαμηλές τιμές pH, δηλαδή χαμηλότερες από 6,5.
Δομή

Φυσικές ιδιότητες του χρωμίου 

• Οσμή:Άοσμη
• Μοριακό βάρος/ Μοριακή μάζα:194,1896 g/mol
• Εμφάνιση:Κίτρινη σκόνη
• Σθένος:-2
• Διαλυτότητα:αδιάλυτο στο νερό
• Πυκνότητα:2,73 g/cm³
• Συζευγμένο οξύ‎:‎Χρωμικό οξύ (H₂ CrO₄ )
• Κατάσταση οξείδωσης:+6

Χημικές ιδιότητες του χρωμικού 

Ακολουθούν μερικές από τις σημαντικές χημικές αντιδράσεις στις οποίες συμμετέχει το χρωμικό:

Αντίδραση με νερό

Το ιόν χρωμικού είναι ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας όταν υπάρχει σε διάλυμα οξέος. Ωστόσο, σε ένα αλκαλικό διάλυμα, συνδυάζεται με νερό για να δώσει υδροξείδιο του χρωμίου(III).

CrO₄ + 4 H₂ O + 3 e− → Cr(OH)₃ + 5 OH−

Αντίδραση με νιτρικό βάριο

Το άλας του καλίου:χρωμικό κάλιο, αντιδρά με το νιτρικό βάριο. Η ισορροπημένη χημική εξίσωση για την αντίδραση είναι η εξής:

K₂ CrO₄ + Ba(NO₃ )₂ ↔ BaCrO₄ + 2 KNO₃

Αντίδραση με νιτρικό άργυρο

Το χρωμικό κάλιο αντιδρά με το νιτρικό άργυρο για να δώσει ένα ίζημα χρωμικού αργύρου στο υδατικό μίγμα αντίδρασης. Το ίζημα έχει τούβλο κόκκινο χρώμα. Η ισορροπημένη χημική εξίσωση για την αντίδραση είναι η εξής:

2 AgNO₃ (aq) + K2CrO₄ (aq) → 2 KNO₃ (aq) + Ag₂ CrO₄ (s)

Αντίδραση με υδροχλωρικό οξύ

Το χρωμικό κάλιο υφίσταται ισχυρή αντίδραση με υδροχλωρικό οξύ για να δώσει χλωριούχο κάλιο, διχρωμικό κάλιο και νερό. Η ακόλουθη χημική εξίσωση αντιπροσωπεύει την αντίδραση:

2 K₂ CrO₄ +2 HCl→K₂ Cr₂ O₇ +2 KCl + H₂ O

Αντίδραση με νιτρικό οξύ

Το αραιό νιτρικό οξύ αντιδρά με το χρωμικό κάλιο για να δώσει διχρωμικό κάλιο και νιτρικό κάλιο. Το νερό απελευθερώνεται κατά τη διαδικασία. Η ακόλουθη χημική εξίσωση αντιπροσωπεύει την αντίδραση:

2 K₂ CrO₄ +2 HNO₃ → K₂ Cr₂ O₇ +2 KNO₃ + H₂ O

Παρασκευή χρωμικού καλίου

Το χρωμικό κάλιο είναι ένα ανόργανο άλας που περιέχει κατιόν καλίου και χρωμικό ανιόν. Έχει τον ακόλουθο χημικό τύπο:K₂ CrO₄ . Υπάρχει ένας ιοντικός δεσμός μεταξύ ιόντων καλίου και χρωμικού, και επομένως είναι μια ιοντική ένωση. Είναι ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας. Το χρωμικό κάλιο είναι ένα κίτρινο κρυσταλλικό στερεό που χρησιμοποιείται ευρέως στα εργαστήρια.

Μπορεί να παρασκευαστεί χρησιμοποιώντας τις ακόλουθες μεθόδους:

Αντίδραση διχρωμικού καλίου και υδροξειδίου του καλίου

Όταν δύο γραμμομόρια υδροξειδίου του καλίου αντιδρούν με ένα γραμμομόριο διχρωμικού καλίου, δίνονται δύο γραμμομόρια χρωμικού καλίου και νερό. Η χημική εξίσωση για την αντίδραση είναι η εξής:

K₂ Cr₂ O₇ (aq) +2 KOH→2 K₂ CrO₄ + H₂ O

Αντίδραση οξειδίου του χρωμίου και υδροξειδίου του καλίου

Το χρωμικό κάλιο λαμβάνεται όταν το υδροξείδιο του καλίου αντιδρά με το οξείδιο του χρωμίου. Το νερό απελευθερώνεται κατά τη διαδικασία και η χημική εξίσωση μπορεί να αναπαρασταθεί ως εξής:

2 KOH + Cr₂ O₃ →2 K₂ CrO₄ + H₂ O

Χρήσεις του Chromate 

Το χρωμικό ανιόν και τα άλατά του είναι εξαιρετικά διαβρωτικά και βρίσκουν εφαρμογή σε διάφορες βιομηχανίες.

• Τα χρωμικά άλατα νατρίου και καλίου χρησιμοποιούνται στα σμάλτα.
• Χρησιμοποιείται επίσης στο φινίρισμα του δέρματος.
• Κατάλληλο για αντισκωριακά μέταλλα
• Οι κρύσταλλοι χρωμικού καλίου που έχουν ανοιχτό κίτρινο χρώμα χρησιμοποιούνται ως χρωστική ουσία σε βαφές και μελάνια.
• Τα βιομηχανικά κραγιόνια αποτελούνται από χρωμικό μόλυβδο.
• Όταν χρησιμοποιούνται σε επιχρωμίωση, τα ιόντα χρωμίου βοηθούν στην πρόληψη της διάβρωσης. Είναι καλός αναστολέας της διάβρωσης.
• Λειτουργεί ως αστάρι.
• Βοηθά να προσδώσει ένα διακοσμητικό φινίρισμα.
• Τα ιόντα χρωμίου συμβάλλουν στη διατήρηση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας.
• Το χρωμικό κάλιο χρησιμοποιείται ως μυκητοκτόνο.
• Γιατί χρησιμοποιείται το χρωμικό κάλιο ως δείκτης;
• Το χρωμικό κάλιο χρησιμοποιείται ως δείκτης στις τιτλοδοτήσεις καθίζησης καθώς γίνεται κόκκινο παρουσία περίσσειας ιόντων αργύρου.

Είναι τοξικό το χρωμικό άλας;

Το χρωμικό είναι εξασθενές χρώμιο. Το εξασθενές χρώμιο είναι οποιαδήποτε χημική ένωση με χρώμιο σε κατάσταση οξείδωσης +6 (άρα εξασθενές). Όλες οι ενώσεις εξασθενούς χρωμίου είναι τοξικές, και έτσι το χρωμικό είναι επίσης τοξικό. Η οξειδωτική ισχύς είναι υπεύθυνη για την τοξικότητά του.

Είναι καρκινογόνο, ειδικά εάν διαβιβάζεται στον αέρα. Έτσι, εάν ένα άτομο εισπνεύσει χρωμικό, μπορεί να οδηγήσει σε καρκίνο του πνεύμονα. Επιπλέον, έχουν βρεθεί αρκετές θετικές συσχετίσεις μεταξύ της έκθεσης σε ένωση εξασθενούς χρωμίου και του καρκίνου της μύτης και των ρινικών κόλπων.

Σημαντικές χρωμικές ενώσεις

Το χρωμικό ενώνεται με πολλά κατιόντα για να σχηματίσει πολλές χρήσιμες ενώσεις, όπως το

Lead Chromate

• Χημικός τύπος χρωμικού μολύβδου :PbCrO₄
• Μοριακή μάζα χρωμάτων μολύβδου ε:323,1937 g/mol
• Εφαρμογές χρωμικού μολύβδου :Χρησιμοποιείται σε χρώματα και ως χρωστική σε λάδι και νερομπογιές. Χρησιμοποιείται επίσης σε κεραμικά, καουτσούκ και πλαστικά.

Χρωματικό κάλιο

• Χημικός τύπος χρωμικού καλίου: K2CrO4
• Μοριακή μάζα χρωμικού καλίου: 1896 g/mol
• Εφαρμογές χρωμικού καλίου: Χρησιμοποιείται ως αντιδιαβρωτικό σε αστάρια και επιστρώσεις.

Χρωματικό στρόντιο

• Χημικός τύπος χρωμικού στροντίου: SrCrO₄
• Μοριακή μάζα χρωμικού στροντίου: 614 g/mol
• Εφαρμογές του  χρωμικού στροντίου: Είναι εξαιρετικός αναστολέας διάβρωσης για μεταλλικά υποστρώματα.

Χρωματικό νάτριο

• Χημικός τύπος  χρωμικού νατρίου: Na₂ CrO₄
• Μοριακή μάζα χρωμικού νατρίου :161,97 g/mol
• Εφαρμογές χρωμικού νατρίου: Χρησιμοποιείται κυρίως για την παραγωγή χρωμικού οξέος και χρωστικών χρωμίου που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία δέρματος.

Χρωματικός ψευδάργυρος

• Χημικός τύπος χρωμικού ψευδαργύρου :ZnCrO₄
• Μοριακή μάζα χρωμικού ψευδαργύρου :181,403 g/mol
• Εφαρμογές  χρωμικού ψευδαργύρου :Χρησιμοποιούνται σε αστάρωμα βαφής μετάλλων. Είναι επίσης δημοφιλές σε χρώματα σπρέι, χρώματα καλλιτεχνών και βερνίκια. Χρησιμοποιείται στην κατασκευή λινοτάπητα.

Χρωματικό βάριο

• Χημικός τύπος χρωμικού βαρίου :BaCrO4
• Μοριακή μάζα χρωμικού βαρίου :253,37 g/mol
• Εφαρμογές χρωμικού βαρίου :Χρησιμοποιείται ως χρωστική σε αντιδιαβρωτικές πάστες αρμών.

Χρωματικό ασβέστιο

• Χημικός τύπος χρωμικού ασβεστίου: CaCrO₄
• Μοριακή μάζα χρωμικού ασβεστίου: 072 g/mol
• Εφαρμογές χρωμικού ασβεστίου: Χρησιμοποιείται ευρέως ως οξειδωτικός παράγοντας και ως αναστολέας διάβρωσης.

Χρωματικό Καίσιο

• Χημικός τύπος χρωμικού καισίου :Cs2CrO4
• Μοριακή μάζα χρωμικού καισίου: 8 g/mol
• Εφαρμογές του  χρωμικού καισίου :Παλαιότερα χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία σωλήνων κενού.

Χρώμιο χρωμικό

• Χημικός τύπος χρωμικού χρωμίου :Cr₂ (CrO₄ )₃
• Μοριακή μάζα χρωμικού χρωμίου: 99 g/mol
• Εφαρμογές του  Chromium Chromate :Χρησιμοποιείται σε εξαρτήματα αεροσκαφών, χύτευση ψευδαργύρου, παθητικοποίηση γαλβανισμένου χάλυβα και χύτευση μαγνησίου.

Συμπέρασμα 

Το χρωμικό είναι ένα οξοανιόν που περιέχει τέσσερα άτομα οξυγόνου και ένα άτομο χρωμίου. Προκύπτει από την απομάκρυνση δύο πρωτονίων από το χρωμικό οξύ. Φέρει αρνητικό φορτίο μείον δύο. Τα άλατά του σε κάλιο και νάτριο χρησιμοποιούνται ευρέως στις βιομηχανίες βαφής καθώς έχουν ένα ξεχωριστό κίτρινο χρώμα. Το χρωμικό είναι ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας. Το χρωμικό δεν πρέπει να συγχέεται με το διχρωμικό, αν και και τα δύο είναι οξοανιόντα χρωμίου.

Συχνές ερωτήσεις

1. Το χρωμικό είναι όξινο ή βασικό;

Α. Το χρωμικό είναι το κυρίαρχο είδος στα αλκαλικά διαλύματα. Ωστόσο, το διχρωμικό μπορεί να γίνει το κυρίαρχο ιόν στα όξινα διαλύματα.

2. Είναι το χρωμικό και το χρώμιο το ίδιο;

Α. Όχι, το χρώμιο είναι ένα στοιχείο με ατομικό αριθμό 24 που αντιπροσωπεύεται από το Cr. Έχει γκρι χρώμα. Ταυτόχρονα, το χρωμικό είναι ένα ανιόν που περιέχει άτομα χρωμίου και οξυγόνου, που αντιπροσωπεύεται από το CrO₄ . Τα άλατά του έχουν κίτρινο χρώμα.

3. Σε τι διαφέρει το χρώμιο από το χρωμικό;

Α. Ενώ το χρωμικό είναι ένα ανιόν που περιλαμβάνει άτομα χρωμίου και οξυγόνου, το χρώμιο είναι η βραχεία μορφή του στοιχείου χρώμιο. Το όνομα χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία επιμετάλλωσης. Η επιχρωμίωση επικαλύπτεται σε μέταλλα και αποτελείται αποκλειστικά από χρώμιο. Είναι τυπικά γυαλισμένο και έχει πολύ γυαλιστερή επίστρωση.