اقرأ في هذا المقال
- أكسيد الكروم الثلاثي
- خصائص أكسيد الكروم الثلاثي
- أهمية أكسيد الكروم الثلاثي
- استخدامات أكسيد الكروم الثلاثي
- تفاعلات أكسيد الكروم الثلاثي
في الكيمياء إن مركب أكسيد الكروم الثلاثي (أكسيد الكروم (III)) هو مركب كيميائي غير عضوي، يمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (Cr2O3)، وهو أحد أكاسيد الكروم الرئيسية، ويستخدم على نطاق واسع كمقدمة لمركبات الكروم الأخرى، يطلق عليه عادة الكروم الأخضر أو الأخضر المؤسسي عند استخدامه كصبغة، ومع ذلك تمت الإشارة إليه على أنه (viridian) عندما تم اكتشافه لأول مرة، يمتلك أكسيد الكروم الثلاثي كتلة مولية مقدارها 151.99 غرام لكل مول، ونقطة الانصهار 2435 درجة مئوية، نقطة الغليان 4000 درجة مئوية، الكثافة 5.21 غرام لكل سم مكعب.
أكسيد الكروم الثلاثي
- إن أكسيد الكروم الثلاثي هو من بين أكثر عشرة مركبات وفرة في قشرة الأرض، وهو أحد أكاسيد الكروم الأربعة، يمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (Cr2O3)، يطلق عليه عادة “الكروم الأخضر” عند استخدامه كصبغة، وأكسيد الكروم الثلاثي هو مادة تلوين خزفية شديدة المقاومة للصهر (حتى المزيج بنسبة 50٪ مع فريت البوراكس العالي لن يبدأ حتى في إذابته في بوتقة).
- أكسيد الكروم الثلاثي هو أكسيد الكروم الوحيد المستقر لمعدن الكروم، وهو مسحوق بلوري أخضر فاتح إلى داكن غير قابل للذوبان في القلويات والأحماض، يتم تصنيعه من معدن الكروميت المستخرج من جنوب إفريقيا وآسيا وتركيا وكوبا، كما هو الحال مع عوامل التلوين القوية الأخرى، يجب طحن الكروم جيدًا بما يكفي للتخلص من بقع الزجاج أو التزجيج.
- الكروم هو مادة تلوين “سريعة” ، وهذا يعني أنه يمكن أن ينتج ألوانًا خضراء قوية تحت جميع ظروف الفرن، بطيئة أو سريعة، مخفضة أو مؤكسدة، عادة ما يستخدم أكسيد الكروم الثلاثي في الزجاج الخام بينما يستخدم ثنائي كرومات البوتاسيوم في التزجيج المزجج، يتبنى أكسيد الكروم الثلاثي (Cr2O3) هيكل اكسيد الالمنيوم، الذي يتكون من أكاسيد معبأة متقاربة مع ثلثي الثقوب الاوكتاهدرا التي يشغلها الكروم.
خصائص أكسيد الكروم الثلاثي
- أكسيد الكروم الثلاثي هو أكسيد مذبذب، يذوب في الأحماض من أجل إعطاء أملاح الكروم (III) وفي القلويات المنصهرة لإعطاء الكروميت، يمتلك معامل الانكسار 2.551، يتواجد على شكل مسحوق شاحب اللون إلى أخضر غامق، وهو غير قابل للذوبان في الماء، تم إعداد أكسيد الكروم الثلاثي لأول مرة في عام 1838ميلادي من خلال عملية سرية.
- يتم تصنيعه من معدن الكروميت (Fe(CrO2)2) الذي يتم استخراجه في جنوب إفريقيا وآسيا وتركيا وكوبا، يستلزم تحويل الكروميت إلى الكروم أكسدة الهواء إلى (Na2Cr2O7)، والتي يتم اختزالها لاحقًا بالكربون أو الكبريت، يمكن أن يتم تحويل أكسيد الكروم إلى معدن كروم عنصري من خلال تفاعل الثرمايت.
- على الرغم من أن أكسيد الكروم هذا أقل شيوعًا في الاستخدام من (Fe2O3 و Fe3O4)، على عكس ثيرميت أكسيد الحديد، ينتج ثرمايت أكسيد الكروم القليل من الشرر أو الدخان أو الصوت، أو لا ينتج عنه شرارات أو دخان أو صوت، لكنه يضيء بضوء يعمي، أكسيد الكروم الثلاثي هو صبغة خضراء صفراء باهتة يمكن تحضيرها عن طريق مزج ثنائي كرومات قلوي مع الكبريت أو مع مادة كربونية.
- يتم تحقيق الاختزال إلى أكسيد الكروم (III) في فرن عند 1000 درجة مئوية، وأكسيد الكروم الثلاثي هو مركب من الكروم يكون فيه أيون الكروم في حالة الأكسدة +3، من الممكن أن يتم الحصول على ثلاثي أكسيد الكروم بالتحلل الحراري لثاني كرومات الأمونيوم، 200 درجة مئوية، يتم تشكيل منتج كبير الحجم مع إزالة النيتروجين.
- يتم الحصول على الصبغة بعد إضافة الأملاح القلوية (على سبيل المثال، كبريتات الصوديوم) والتكليس اللاحق، وفي العملية الصناعية، يتم تكليس خليط من كبريتات الأمونيوم أو كلوريد وثاني كرومات الصوديوم:
Na2Cr2O7.2 H2O + (NH4)2SO4 →Cr2O3 + Na2SO4 + 6 H2O + N2
أهمية أكسيد الكروم الثلاثي
- أكسيد الكروم الثلاثي هو مسحوق أخضر لامع، عديم الرائحة، أصباغ أكسيد الكروم الثلاثي مستقرة حرارياً وغير قابلة للذوبان في الماء، وأصباغ أكسيد الكروم، وتسمى أيضًا أصباغ أكسيد الكروم الخضراء، تتكون من أكسيد الكروم الثلاثي، يعد أكسيد الكروم الأخضر أحد الأصباغ القليلة المكونة منفردة ذات اللون الأخضر.
- الكروم الأخضر هو عبارة عن مزيج من أصباغ الكروم الأصفر والأزرق الحديدي، وتستخدم ثنائي كرومات القلوية كمواد أولية لإنتاج أصباغ أكسيد الكروم الثلاثي، لم يتم تصنيفها على أنها مواد خطرة ولا تخضع لأنظمة النقل الدولية، طالما يتم الاحتفاظ بها جافة، فإن فائدتها كصبغة غير محدودة عمليًا، ولأكسيد الكروم الثلاثي نظام بلوري سداسي أخضر.
- هيكل أكسيد الكروم الثلاثي من نوع اكسيد الالمنيوم، الكثافة 5.22 جم لكل سم مكعب، يذوب عند 2330 درجة مئوية، ويتبخر فوق 3000 درجة مئوية، وهو غير قابل للذوبان في الماء والكحول.
استخدامات أكسيد الكروم الثلاثي
- أكسيد الكروم الثلاثي عبارة عن صبغة غير عضوية اصطناعية خضراء باهتة، يمكن استخدامها في جميع أنواع أنظمة الطلاء التي تتطلب مقاومة كيميائية عالية وثباتًا رائعًا للضوء، وفي المواد الكاشطة والمواد المقاومة للحرارة وأشباه الموصلات الكهربائية، كصبغة خاصة في تلوين الزجاج، في السبائك وفي طباعة الأقمشة والأوراق النقدية، وكمحفز للتفاعلات العضوية وغير العضوية.
- يستخدم أكسيد الكروم الثلاثي في تلوين الزجاج، وفي تعزيز الشيخوخة، وفي صباغة البوليمرات، وفي صناعة معدن الكروم، وكعامل مساعد لتحضير البوتادين، ويستخدم في تلميع الفولاذ المقاوم للصدأ، وكمخدر، كما يتم استخدامه لإضافة الألوان في الأدوية، وفي لحام المعادن، ويستخدم أكسيد الكروم (III) كصبغة للتلوين باللون الأخضر على الزجاج والأقمشة.
- التطبيقات الهامة الأخرى في علم المعادن، كعنصر من مكونات الطوب الحراري والمواد الكاشطة والسيراميك، وكمحفز في الهدرجة والتحلل الهيدروجيني والعديد من تفاعلات التحويل العضوية الأخرى، كما أنه يستخدم من أجل تحضير أملاح الكروم الأخرى.
تفاعلات أكسيد الكروم الثلاثي
- أكسيد الكروم (III) مذبذب، على الرغم من أنه غير قابل للذوبان في الماء، فإنه يذوب في الحمض لينتج أيون الكروم المائي (+3[Cr (H2O) 6])، يذوب في القلويات المركزة لينتج أيون الكروميت، وعند تسخينه باستخدام الألومنيوم أو الكربون المقسم بدقة، فإنه يتحول إلى معدن الكروم، تبعا للتفاعل التالي:
Cr2O3 + 2Al → 2Cr + Al2O3
- ينتج عن تسخين أكسيد الكروم الثلاثي بالكلور والكربون كلوريد الكروم (III):
Cr2O3 + 3Cl2 + 3C2CrCl3 + 3CO
- إذا تم تسخين أكسيد الكروم (III) (المعروف أيضًا باسم الكروم الأخضر) باستخدام كربونات البوتاسيوم ونترات البوتاسيوم، يتحول الخليط ببطء إلى اللون الأصفر، ينبع هذا التغيير اللوني من تكوين كرومات البوتاسيوم (K2CrO4) حيث يوجد الكروم في حالة الأكسدة 6.
- ينتج عن أكسدة أكسيد الكروم (III) مادة الكرومات، وذلك تبعا للتفاعل الكيميائي التالي:
2Cr2O3 + 4MO + 3O2 → 4MCrO4
