KROMIUM (III) OKSIDA: STRUKTUR, TATA NAMA, SIFAT, KEGUNAAN - KIMIA - 2025

The kromium (III) oksida atau kromat adalah anorganik hijau padat yang terbentuk pembakaran logam kromium (Cr) oksigen (O ₂ ), meninggalkan kromium keadaan oksidasi 3+. Rumus kimianya adalah Cr ₂ O ₃ . Di alam itu ditemukan di mineral Eskolaite. Tidak ada endapan alami yang dapat digunakan dari kromium (III) oksida yang diketahui.

Hal ini dapat disiapkan antara lain oleh pemanasan Cr ₂ O ₃ hidrat (Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O) untuk menghapus air. Itu juga diperoleh sebagai produk kalsinasi kromium (VI) oksida (CrO ₃ ).

Pigmen kromium (III) oksida. FK 1954. Sumber: Wikipedia Commons

Namun, cara terbaik untuk memperolehnya yang murni adalah dengan dekomposisi amonium dikromat (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ pada suhu 200 ºC. Secara industri ini diproduksi dengan mereduksi natrium dikromat padat (Na ₂ Cr ₂ O ₇ ) dengan belerang.

Saat dibelah halus, warnanya hijau cerah dengan semburat kekuningan. Tetapi jika partikelnya lebih besar, itu menunjukkan warna kebiruan. Oksida kromik adalah pigmen hijau paling stabil yang diketahui. Ketahanan termal dan kimianya membuatnya menjadi pewarna keramik yang berharga.

Ini digunakan dalam pelapis industri, pernis, dalam industri konstruksi, dalam perhiasan, sebagai pewarna dalam kosmetik atau produk farmasi, di antara aplikasi lainnya.

Struktur

Oksida α-Cr ₂ O ₃ memiliki struktur seperti korundum. Sistem kristalnya adalah rombohedral heksagonal. Ini isomorfik dengan α-alumina dan α-Fe ₂ O ₃ .

Eskolaite, mineral alami kromium (III) oksida, memiliki struktur seperti di bawah ini:

Struktur kristal dari mineral Eskolaíta. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/Eskolaite_structure.jpg. Sumber: Wikipedia Commons

Tata nama

- Kromium (III) oksida.

- Oksida kromium hijau.

- Dikrom trioksida.

- Chromium Sesquioxide.

- Chromia.

- Eskolaíta: Mineral kromium (III) oksida.

- Hidrat: Cr ₂ O _3. NH ₂ O (dimana n ≅ 2) disebut chromium (III) oxide hydrate atau Guignet Green.

Kromium (III) oksida hidrat. W. Oelen. Sumber: Wikipedia Commons

Properti

Keadaan fisik

Kristal padat.

Kekerasan Mohs

9 (kristalnya sangat keras).

Berat molekul

151,99 g / mol.

Titik lebur

Ini mencair pada 2435ºC, tetapi mulai menguap pada 2000ºC, membentuk awan asap hijau.

Massa jenis

5,22 g / cm ³

Kelarutan

Jika telah dipanaskan hingga suhu tinggi, praktis tidak dapat larut dalam air (3 mikrogram / L pada 20ºC); tidak larut dalam alkohol dan aseton; sedikit larut dalam asam dan basa; sLarut dalam asam perklorat (HClO ₄ ) pada 70%, di mana ia terurai.

pH

6.

Indeks bias

2.551.

Sifat lainnya

- Jika dikalsinasi dengan kuat maka menjadi inert terhadap asam dan basa. Jika tidak, Cr ₂ O ₃ dan bentuk terhidrasinya Cr ₂ O _3. NH ₂ O bersifat amfoter, mudah larut dalam asam menghasilkan ³⁺ aqua-ion , dan dalam alkali pekat membentuk "kromit".

- Saat dikalsinasi, secara kimiawi tahan terhadap asam, basa, dan suhu tinggi. Ini sangat stabil untuk SO ₂ .

- Memiliki ketahanan yang luar biasa terhadap cahaya karena kristalnya memiliki opasitas, atenuasi UV yang tinggi, dan transparansi terhadap cahaya tampak.

- Ini adalah bahan yang sangat keras, dapat menggores kuarsa, topas dan zirkonium.

- Hidratnya Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O (di mana n ≅ 2) tidak memiliki stabilitas termal, air hidrasinya membatasi penerapannya hingga kurang dari 260 ºC. Ini memiliki kapasitas tinting yang rendah dan kisaran warna yang terbatas.

- Tetapi hidrat tersebut memiliki rona biru-hijau yang sangat bersih dan cerah. Ini semi-transparan, menunjukkan opasitas rendah, ketahanan yang sangat baik terhadap cahaya dan ketahanan terhadap alkali.

- Cr ₂ O ₃ tidak diklasifikasikan sebagai bahan berbahaya dan dianggap sebagai bubuk halus yang lembam. Itu tidak tunduk pada peraturan transportasi internasional.

- Tidak mengiritasi kulit atau selaput lendir.

Aplikasi

Di industri keramik dan kaca

Karena ketahanannya yang tinggi terhadap panas dan ketahanan kimia, Cr ₂ O _{3 yang} dikalsinasi digunakan sebagai pigmen pewarna atau vitrifiable dalam pembuatan keramik, dalam enamel porselen dan campuran kaca.

Dalam pelapis industri

Keramik kromium (III) oksida memberikan ketahanan yang sangat baik terhadap sebagian besar lingkungan korosif. Semua ini melalui mekanisme eksklusi substrat dari lingkungan sekitarnya.

Untuk alasan ini, digunakan dalam pelapis untuk mencegah korosi pada banyak bahan, diterapkan dengan penyemprotan termal (atomisasi atau semprotan panas).

Ini juga digunakan sebagai perlindungan terhadap keausan abrasif (saat penghilangan material disebabkan oleh partikel yang bergerak melintasi permukaan).

Dalam kasus ini, penerapan lapisan Cr ₂ O ₃ dengan deposisi plasma menghasilkan ketahanan yang tinggi terhadap abrasi.

Dua kasus sebelumnya berguna, misalnya, pada mesin turbin gas di industri dirgantara.

Di industri refraktori

Ini digunakan dalam produksi batu bata tahan panas dan kimiawi, material permukaan dan beton tahan api berbasis alumina.

Dalam konstruksi

Karena sangat tahan terhadap kondisi atmosfer, cahaya dan panas, ini digunakan sebagai pewarna batu granulasi untuk atap aspal, semen beton, pelapis industri berkualitas tinggi untuk eksterior, konstruksi baja dan pelapis fasad (cat yang dapat diemulsi).

Sebagai pigmen dalam berbagai aplikasi

Ini dapat menahan kondisi vulkanisasi dan tidak menurun, itulah sebabnya digunakan dalam pigmentasi karet.

Karena tidak beracun, digunakan sebagai pigmen untuk mainan, kosmetik (terutama hidratnya), plastik, tinta cetak, cat yang bersentuhan dengan produk makanan dan farmasi.

Dalam industri pigmen digunakan sebagai bahan baku untuk menghasilkan pewarna tembus yang mengandung kromium dan pigmen berdasarkan fase oksida logam campuran. Ini juga digunakan sebagai pewarna cat untuk kumparan pelapis.

Hidratnya memiliki transparansi yang memungkinkan perumusan lapisan polikromatik dalam industri otomotif (lapisan logam untuk mobil).

Karena karakteristiknya yang unik dalam memantulkan radiasi infra merah (IR) dengan cara yang mirip dengan klorofil pada tumbuhan, di bawah cahaya infra merah tampak seperti dedaunan. Untuk alasan ini, ini banyak digunakan dalam cat atau pelapis kamuflase untuk aplikasi militer.

Dalam perhiasan

Ini digunakan sebagai pewarna untuk permata sintetis. Ketika Cr ₂ O ₃ dimasukkan sebagai pengotor ke dalam kisi kristal α-Al ₂ O ₃ , seperti pada mineral ruby ​​semi mulia, warnanya menjadi merah, bukan hijau.

Ini juga digunakan sebagai bahan penggiling dan pemoles karena sifat kekerasan dan abrasifnya yang tinggi.

Dalam katalisis reaksi kimia

Didukung pada alumina (Al ₂ O ₃ ) atau oksida lainnya, digunakan dalam kimia organik sebagai katalis, misalnya, dalam hidrogenasi ester atau aldehida untuk membentuk alkohol dan dalam siklisasi hidrokarbon. Ini mengkatalisis reaksi nitrogen (N ₂ ) dengan hidrogen (H ₂ ) untuk membentuk amonia (NH ₃ ).

Karena kapasitas reduksi oksida, yang bekerja bersama dengan kromium (VI) oksida, ia memainkan peran penting dalam dehidrogenasi alkana dengan CO ₂ untuk menghasilkan propena dan isobutena, karena siklus deaktivasi-reaktivasi katalis dengan mudah dapat dijalankan. Ini juga digunakan sebagai katalis dalam kimia anorganik.

Dalam pembuatan krom

Ini digunakan dalam produksi aluminotermik logam kromium murni. Untuk ini harus dipanaskan hingga 1000 ºC untuk meningkatkan ukuran butirannya.

Pembuatan logam kromium dengan reduksi aluminotermik kromium (III) oksida. Rando Tuvikene. Sumber: Wikipedia Commons

Tentang bahan magnet

Itu telah ditambahkan dalam jumlah kecil ke bahan magnetik dalam kaset audio dan video, memberikan efek pembersihan diri ke kepala suara.

Inovasi terbaru

Pigmen yang memiliki reflektansi yang lebih baik dari IR dekat telah diperoleh dengan doping nanopartikel Cr ₂ O ₃ dengan garam dari unsur-unsur yang termasuk dalam kelompok tanah jarang, seperti lantanum dan praseodimium.

Dengan meningkatkan konsentrasi unsur-unsur ini, reflektansi matahari inframerah dekat meningkat tanpa mempengaruhi warna hijau pigmen Cr ₂ O ₃ .

Hal ini memungkinkan Cr ₂ O _{3 yang} didoping diklasifikasikan sebagai pigmen "dingin", karena cocok untuk mengontrol akumulasi panas.

Diterapkan pada langit-langit, mobil, dan pelapis, di antara aplikasi lainnya, ini mencapai pantulan sinar matahari IR yang tinggi, yang memungkinkan untuk sangat mengurangi peningkatan panas di lingkungan.

Referensi

1. Cotton, F. Albert dan Wilkinson, Geoffrey. (1980). Kimia Anorganik Lanjut. Edisi keempat. John Wiley & Sons.
2. Kirk-Othmer (1994). Ensiklopedia Teknologi Kimia. Volume 19. Edisi Keempat. John Wiley & Sons.
3. Ensiklopedia Kimia Industri Ullmann. (1990). Edisi Kelima. Volume A7 dan A20. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
4. Elemen Amerika. (2019). Kromium (III) Oksida. Dipulihkan dari americanelements.com.
5. Perpustakaan Kedokteran Nasional. (2019). Kromium (III) Oksida. Diperoleh dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Dorfman, Mitchell R. (2012). Lapisan Semprot Termal. Dalam Buku Pegangan Kerusakan Lingkungan Bahan. Bab 19. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
7. Takehira, K. et al. (2004). CO ₂ Dehidrogenasi Propana melalui Katalis Cr-MCM-41. Dalam Studi di Ilmu Permukaan dan Katalisis 153. Diperoleh dari sciencedirect.com.
8. Selvam Sangeetha dkk. (2012). Pigmen fungsional dari nanopartikel kromium (III) oksida. Pewarna dan Pigmen 94 (2012) 548-552. Dipulihkan dari sciencedirect.com.