โครเมียม (III) ออกไซด์: โครงสร้างระบบการตั้งชื่อคุณสมบัติการใช้งาน - เคมี - 2026

โครเมียม (III)ออกไซด์หรือโครเป็นอนินทรีสีเขียวรูปแบบการเผาไหม้โลหะโครเมียม (Cr) ออกซิเจน (O ₂ ) ออกจากรัฐโครเมียมออกซิเดชัน 3+ สูตรทางเคมีของมันคือ Cr ₂ O 3 ในธรรมชาติจะพบแร่ Eskolaite ไม่ทราบแหล่งสะสมของโครเมียม (III) ออกไซด์ตามธรรมชาติที่ใช้งานได้

มันสามารถเตรียมอนึ่ง โดย ความร้อน Cr ₂ O ₃ไฮเดรต (Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O) ที่จะเอาน้ำ นอกจากนี้ยังได้รับเป็นผลิตภัณฑ์จากการเผาโครเมียม (VI) ออกไซด์ (CrO ₃ )

สีโครเมียม (III) ออกไซด์ FK1954 ที่มา: Wikipedia Commons

อย่างไรก็ตามวิธีที่ดีที่สุดในการทำให้มันบริสุทธิ์คือการสลายตัวของแอมโมเนียมไดโครเมต (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ที่ 200 ºC ผลิตโดยการลดโซเดียมไดโครเมตที่เป็นของแข็ง(Na ₂ Cr ₂ O ₇ ) ด้วยกำมะถัน

เมื่อแบ่งอย่างประณีตจะมีสีเขียวสดใสออกสีเหลือง แต่ถ้าอนุภาคมีขนาดใหญ่ขึ้นก็จะมีโทนสีน้ำเงิน Chromic oxide เป็นเม็ดสีเขียวที่เสถียรที่สุด ความทนทานต่อความร้อนและสารเคมีทำให้เป็นสีเซรามิกที่มีคุณค่า

ใช้ในการเคลือบอุตสาหกรรมเคลือบเงาในอุตสาหกรรมการก่อสร้างในเครื่องประดับเป็นสีในเครื่องสำอางหรือในผลิตภัณฑ์ยาและการใช้งานอื่น ๆ

โครงสร้าง

ออกไซด์α-Cr ₂ O ₃มีโครงสร้างคล้ายคอรันดัม ระบบคริสตัลเป็นรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนหกเหลี่ยม มันเป็น isomorphic กับαอะลูมินาและα-Fe ₂ O 3

Eskolaite ซึ่งเป็นแร่ธรรมชาติของโครเมียม (III) ออกไซด์มีโครงสร้างดังต่อไปนี้:

โครงสร้างผลึกของแร่Eskolaíta https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/Eskolaite_structure.jpg ที่มา: Wikipedia Commons

ศัพท์เฉพาะ

- โครเมียม (III) ออกไซด์

- โครเมียมออกไซด์สีเขียว

- ไดโครมไตรออกไซด์

- โครเมียมเซสควิออกไซด์

- โครเมีย

- Eskolaíta: แร่โครเมียม (III) ออกไซด์

- ไฮเดรต: Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O (โดยที่ n ≅ 2) เรียกว่าโครเมียม (III) ออกไซด์ไฮเดรตหรือ Guignet Green

โครเมียม (III) ออกไซด์ไฮเดรต W. Oelen. ที่มา: Wikipedia Commons

คุณสมบัติ

สภาพร่างกาย

ผลึกแข็ง

ความแข็ง Mohs

9 (ผลึกแข็งมาก)

น้ำหนักโมเลกุล

151.99 ก. / โมล.

จุดหลอมเหลว

มันละลายที่2435ºC แต่เริ่มระเหยที่2000ºCกลายเป็นกลุ่มควันสีเขียว

ความหนาแน่น

5.22 ก. / ซม. ³

การละลาย

เมื่อได้รับความร้อนจนถึงอุณหภูมิสูงจะไม่ละลายในน้ำ (3 ไมโครกรัม / ลิตรที่20ºC) ไม่ละลายในแอลกอฮอล์และอะซิโตน ละลายได้เล็กน้อยในกรดและด่าง s ละลายในกรดเปอร์คลอริก (HClO ₄ ) ที่ 70% ซึ่งจะสลายตัว

พีเอช

6.

ดัชนีหักเห

2,551.

คุณสมบัติอื่น ๆ

- ถ้าเผาอย่างแรงมันจะเฉื่อยต่อกรดและเบส มิฉะนั้น Cr ₂ O ₃และรูปแบบไฮเดรต Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O เป็นแอมโฟเทอริกที่ละลายได้ง่ายในกรดเพื่อให้ไอออน³⁺น้ำและในอัลคาไลเข้มข้นจะสร้าง "โครไมต์"

- เมื่อเผาแล้วจะมีความทนทานทางเคมีต่อกรดด่างและอุณหภูมิสูง จะมีเสถียรภาพมากที่จะ SO 2

- มีความต้านทานต่อแสงที่โดดเด่นเนื่องจากคริสตัลมีความทึบแสงการลดทอน UV สูงและความโปร่งใสต่อแสงที่มองเห็นได้

- เป็นวัสดุที่แข็งมากสามารถขูดควอตซ์บุษราคัมและเซอร์โคเนียมได้

- ไฮเดรต Cr ₂ O ₃ .nH ₂ O (โดยที่ n ≅ 2) ไม่มีเสถียรภาพทางความร้อนน้ำที่ให้ความชุ่มชื้นจะ จำกัด การบังคับใช้ให้น้อยกว่า 260 ºC มีความสามารถในการย้อมสีต่ำและเฉดสีที่ จำกัด

- แต่ไฮเดรตกล่าวว่ามีสีเขียวอมฟ้าที่สะอาดและสดใสมาก มีลักษณะกึ่งโปร่งใสมีความทึบต่ำทนต่อแสงและทนต่อด่างได้ดีเยี่ยม

- Cr ₂ O ₃ไม่จัดเป็นวัสดุอันตรายและถือว่าเป็นผงละเอียดเฉื่อย ไม่อยู่ภายใต้กฎระเบียบการขนส่งระหว่างประเทศ

- ไม่ระคายเคืองผิวหนังหรือเยื่อเมือก

การประยุกต์ใช้งาน

ในอุตสาหกรรมเซรามิกและแก้ว

เนื่องจากมีความทนทานต่อความร้อนและความต้านทานต่อสารเคมีสูงจึงใช้ Cr ₂ O _{3 ที่ผ่านการ}เผาเป็นสีหรือเม็ดสีที่ละลายได้ในการผลิตเซรามิกในเคลือบพอร์ซเลนและส่วนผสมของแก้ว

ในการเคลือบอุตสาหกรรม

โครเมียม (III) ออกไซด์เซรามิกให้ความต้านทานที่ดีเยี่ยมกับสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนส่วนใหญ่ ทั้งหมดนี้ผ่านกลไกการแยกวัสดุพิมพ์ออกจากสภาพแวดล้อมที่ล้อมรอบ

ด้วยเหตุนี้จึงใช้ในการเคลือบเพื่อป้องกันการกัดกร่อนของวัสดุหลายชนิดโดยการฉีดพ่นด้วยความร้อน (การทำให้เป็นละอองหรือสเปรย์ร้อน)

นอกจากนี้ยังใช้เพื่อป้องกันการสึกหรอจากการขัดถู (เมื่อการกำจัดวัสดุเกิดจากอนุภาคที่เคลื่อนที่ไปบนพื้นผิว)

ในกรณีเหล่านี้การใช้การเคลือบ Cr ₂ O ₃โดยการสะสมของพลาสมาจะทำให้เกิดความต้านทานต่อการขัดถูสูง

สองกรณีก่อนหน้านี้มีประโยชน์ตัวอย่างเช่นในเครื่องยนต์กังหันก๊าซในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ

ในอุตสาหกรรมวัสดุทนไฟ

ใช้ในการผลิตอิฐทนความร้อนและเคมีวัสดุที่หันหน้าเข้าหากันและคอนกรีตทนไฟที่ทำจากอลูมินา

ในการก่อสร้าง

เนื่องจากมีความทนทานต่อสภาพบรรยากาศแสงและความร้อนอย่างมากจึงถูกนำมาใช้เป็นสีหินเม็ดสำหรับหลังคายางมะตอยปูนซีเมนต์คอนกรีตสารเคลือบอุตสาหกรรมคุณภาพสูงสำหรับภายนอกอาคารเหล็กและสีเคลือบภายนอกอาคาร (สีอิมัลชันที่ละลายได้)

เป็นเม็ดสีในการใช้งานต่างๆ

สามารถทนต่อสภาวะการวัลคาไนซ์และไม่ย่อยสลายซึ่งเป็นสาเหตุที่ใช้ในการสร้างเม็ดสียาง

เนื่องจากไม่เป็นพิษจึงใช้เป็นเม็ดสีสำหรับของเล่นเครื่องสำอาง (โดยเฉพาะไฮเดรต) พลาสติกหมึกพิมพ์สีที่สัมผัสกับอาหารและผลิตภัณฑ์ยา

ในอุตสาหกรรมเม็ดสีใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตสีย้อมที่มีโครเมียมและในเม็ดสีที่ใช้เฟสโลหะออกไซด์ผสม นอกจากนี้ยังใช้เป็นสีสำหรับเคลือบขดลวด

ไฮเดรตมีความโปร่งใสที่ช่วยให้สามารถกำหนดรูปแบบของการเคลือบผิวหลายสีในอุตสาหกรรมยานยนต์ (ผิวโลหะสำหรับรถยนต์)

เนื่องจากลักษณะเฉพาะของการสะท้อนรังสีอินฟราเรด (IR) ในลักษณะเดียวกับคลอโรฟิลล์ในพืชภายใต้แสงอินฟราเรดจึงดูเหมือนใบไม้ ด้วยเหตุนี้จึงใช้กันอย่างแพร่หลายในสีลายพรางหรือสีเคลือบสำหรับงานทางทหาร

ในเครื่องประดับ

ใช้เป็นสีสำหรับอัญมณีสังเคราะห์ เมื่อนำ Cr ₂ O ₃มาเป็นสิ่งเจือปนในตาข่ายคริสตัลของα-Al ₂ O ₃เช่นเดียวกับทับทิมแร่กึ่งมีค่าสีจะเป็นสีแดงแทนที่จะเป็นสีเขียว

นอกจากนี้ยังใช้เป็นสารเจียรและขัดเงาเพื่อให้มีความแข็งและคุณสมบัติในการขัดสูง

ในการเร่งปฏิกิริยาทางเคมี

ได้รับการสนับสนุนในอลูมินา (Al ₂ O ₃ ) หรือออกไซด์อื่น ๆ ใช้ในเคมีอินทรีย์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาตัวอย่างเช่นในการเติมไฮโดรเจนของเอสเทอร์หรืออัลดีไฮด์เพื่อสร้างแอลกอฮอล์และในการไซโคลไลเซชันของไฮโดรคาร์บอน เร่งปฏิกิริยาของไนโตรเจน (N ₂ ) กับไฮโดรเจน (H ₂ ) เพื่อสร้างแอมโมเนีย (NH ₃ )

เนื่องจากความสามารถในการลดออกไซด์ทำหน้าที่ร่วมกับโครเมียม (VI) ออกไซด์จึงมีบทบาทสำคัญในการดีไฮโดรจีเนชันของอัลเคนด้วย CO ₂เพื่อผลิตโพรพีนและไอโซบิวทีนเนื่องจากวงจรการปิดใช้งาน - การเปิดใช้งานใหม่ของตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถดำเนินการได้ง่าย นอกจากนี้ยังใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในเคมีอนินทรีย์

ในการผลิตโครเมี่ยม

ใช้ในการผลิตอลูมิเนียมความร้อนของโลหะโครเมียมบริสุทธิ์ สำหรับสิ่งนี้จะต้องอุ่นถึง 1,000 ºCเพื่อเพิ่มขนาดเกรน

การเตรียมโลหะโครเมียมโดยการลดความร้อนของโครเมียม (III) ออกไซด์ Rando Tuvikene ที่มา: Wikipedia Commons

บนวัสดุแม่เหล็ก

มีการเพิ่มวัสดุแม่เหล็กในเทปเสียงและวิดีโอในปริมาณเล็กน้อยทำให้เกิดเอฟเฟกต์การทำความสะอาดตัวเองให้กับหัวเสียง

นวัตกรรมล่าสุด

เม็ดสีที่มีการสะท้อนแสงที่ดีขึ้นของ IR ที่อยู่ใกล้ได้รับโดยการเติมอนุภาคนาโน Cr ₂ O ₃ด้วยเกลือของธาตุที่อยู่ในกลุ่มดินหายากเช่นแลนทานัมและพราซีโอไดเมียม

โดยการเพิ่มความเข้มข้นขององค์ประกอบเหล่านี้ที่อยู่ใกล้อินฟราเรดสะท้อนพลังงานแสงอาทิตย์เพิ่มขึ้นโดยไม่มีผลต่อสีเขียวของ Cr ₂ O ₃เม็ดสี

สิ่งนี้ช่วยให้ Cr ₂ O _{3 ที่}เจืออยู่ถูกจัดเป็นเม็ดสี "เย็น" เนื่องจากเหมาะสำหรับควบคุมการสะสมความร้อน

นำไปใช้กับเพดานรถยนต์และเบาะรวมถึงการใช้งานอื่น ๆ ทำให้มีการสะท้อนแสงอาทิตย์ IR สูงซึ่งช่วยลดการเพิ่มขึ้นของความร้อนในสิ่งแวดล้อมได้มาก

อ้างอิง

1. ฝ้ายเอฟอัลเบิร์ตและวิลคินสันจอฟฟรีย์ (1980) เคมีอนินทรีย์ขั้นสูง. พิมพ์ครั้งที่สี่. John Wiley & Sons
2. เคิร์ก - โอ ธ เมอร์ (1994). สารานุกรมเทคโนโลยีเคมี. เล่ม 19. พิมพ์ครั้งที่สี่. John Wiley & Sons
3. สารานุกรมเคมีอุตสาหกรรมของ Ullmann (2533). ฉบับที่ห้า Volume A7 และ A20 VCH Verlagsgesellschaft mbH.
4. องค์ประกอบอเมริกัน (2019) โครเมียม (III) ออกไซด์ กู้คืนจาก americanelements.com.
5. หอสมุดแห่งชาติแพทยศาสตร์. (2019) โครเมียม (III) ออกไซด์ สืบค้นจาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Dorfman, Mitchell R. (2012). การเคลือบสเปรย์ความร้อน ในคู่มือการย่อยสลายวัสดุในสิ่งแวดล้อม บทที่ 19 กู้คืนจาก sciencedirect.com.
7. Takehira, K. et al. (2547). CO _{2 การ}คายน้ำของโพรเพนเหนือตัวเร่งปฏิกิริยา Cr-MCM-41 ในการศึกษาวิทยาศาสตร์พื้นผิวและการเร่งปฏิกิริยา 153 กู้คืนจาก sciencedirect.com.
8. Selvam Sangeetha และคณะ (2012) เม็ดสีที่ใช้งานได้จากอนุภาคนาโนออกไซด์ของโครเมียม (III) สีย้อมและเม็ดสี 94 (2555) 548-552. กู้คืนจาก sciencedirect.com.