Τριοξείδιο του χρωμίου

Το τριοξείδιο του χρωμίου, γνωστό και ως οξείδιο του χρωμίου(VI) ή χρωμικός ανυδρίτης, είναι μια ανόργανη ένωση με τον χημικό τύπο CrO₃. Είναι ο όξινος ανυδρίτης του χρωμικικού οξέος και μερικές φορές κυκλοφορεί στο εμπόριο με το ίδιο όνομα.^[6] Αυτή η ένωση είναι ένα σκούρο βιολετί στερεό υπό άνυδρες συνθήκες και λαμπερό πορτοκαλί όταν είναι υγρό. Η ουσία διαλύεται στο νερό συνοδευόμενη από υδρόλυση Εκατομμύρια κιλά παράγονται ετησίως, κυρίως για ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση.^[7] Το τριοξείδιο του χρωμίου είναι ένα ισχυρό οξειδωτικό, μεταλλαξιογόνο και καρκινογόνο.^[8]

Τριοξείδιο του χρωμίου

Χρώμιο, Cr   Οξυγόνο, O
Ονόματα
ΟνοματολογίαIUPAC Τριοξείδιο του χρωμίου
ΆλλαΟνόματα Χρωμικός ανυδρίτης, οξείδιο χρωμίου (VI), χρωμικό οξύ (εσφαλμένο)
Αναγνωριστικά
Αριθμός CAS	1333-82-0 Y
ChEBI	CHEBI:48240 Y
ChemSpider	14212 Y
InChI InChI=1S/Cr.3O Y Key: WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Y InChI=1/Cr.3O/rCrO3/c2-1(3)4 Key: WGLPBDUCMAPZCE-YFSAMUSXAF
Jmol 3Δ Πρότυπο	Image
PubChem	14915
Αριθμός RTECS	GB6650000
SMILES O=[Cr](=O)=O
UNII	8LV49809UC
Αριθμός UN	1463
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID0040125
Ιδιότητες
Χημικός τύπος	CrO3
Μοριακή μάζα	99,99 g·mol−1
Εμφάνιση	Σκούρο κόκκινο κοκκώδες στερεό, υγροσκοπία
Οσμή	Άοσμο
Πυκνότητα	2,7 g/cm3 (20 °C)[1]
Σημείο τήξης	197 °C (387 °F; 470 K)[1]
Σημείο βρασμού	250 °C (482 °F; 523 K) αποσυντίθεται[1]
Διαλυτότητα στο νερό	164,8 g/(100 mL) (0 °C) 169 g/(100 mL) (25 °C)[1] 172,6 g/(100 mL) (40 °C) 198,1 g/(100 mL) (100 °C)[2]
Διαλυτότητα	Διαλυτό σε H2SO4, HNO3, (CH3CH2)2O, CH3COOH, (CH3)2CO
Μαγνητική επιδεκτικότητα (χ)	+40•10−6 cm3/mol[1]
Θερμοχημεία
Πρότυπη μοριακή εντροπία (So298)	73,2 J/(mol•K)[3]
Πρότυπη ενθαλπία σχηματισμού (ΔfHo298)	−589,3 kJ/mol[4]
Κίνδυνοι
Δελτίο δεδομένων ασφάλειας	ICSC 1194
Εικονογράμματα GHS	[5]
Λέξη συμβόλου GHS	Κίνδυνος
Δηλώσεις κινδύνου GHS	H271, H301+311, H314, H317, H330, H334, H335, H340, H350, H361f, H372, H410[5]
Προληπτικές δηλώσεις GHS	P210, P260, P280, P303+361+353, P304+340+310, P305+351+338[5]
NFPA 704	0 4 2 OX
Θανάσιμη δόση ή συγκέντρωση (LD, LC):
LD50 (μέση θανατηφόρα δόση)	80 mg/kg (αρουραίοι, από το στόμα)
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες (25°C, 100 kPa).
Y (verify) Τι είναι Y/N?)
Infobox references

Παραγωγή, δομή και κύριες αντιδράσεις

Το τριοξείδιο του χρωμίου παράγεται με επεξεργασία διχρωμικού νατρίου με θειικό οξύ^[6]:

H₂SO₄ + Na₂Cr₂O₇ → 2 CrO₃ + Na₂SO₄ + H₂O

Περίπου 100.000 τόνοι παράγονται ετησίως από αυτήν ή παρόμοια οδό.^[7] Το στερεό αποτελείται από αλυσίδες τετραεδρικά συντονισμένων ατόμων χρωμίου που μοιράζονται τις κορυφές. Επομένως, κάθε κέντρο χρωμίου μοιράζεται δύο κέντρα οξυγόνου με τους γείτονες. Δύο άτομα οξυγόνου δεν μοιράζονται, δίνοντας μια συνολική στοιχειομετρία 1:3.^[9][10]

Πρότυπο αλυσίδων με σφαίρες και ράβδους στην κρυσταλλική δομή του CrO₃

  Χρώμιο, Cr

   Οξυγόνο, Ο

Η δομή του μονομερούς CrO₃ έχει υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τη συναρτησιακή θεωρία πυκνότητας και προβλέπεται να είναι πυραμιδική ομάδα σημείων C_3v) αντί επίπεδη ομάδα σημείων D_3h).^[11]

Το τριοξείδιο του χρωμίου αποσυντίθεται πάνω από τους 197 °C, απελευθερώνοντας οξυγόνο και τελικά δίνοντας οξείδιο του χρωμίου(III) Cr₂O₃:

4 CrO₃ → 2 Cr₂O₃ + 3 O₂

Χρησιμοποιείται στην οργανική σύνθεση ως οξειδωτικό, συχνά ως διάλυμα σε οξικό οξύ,^[9] ή ακετόνη στην περίπτωση της οξείδωσης Jones. Σε αυτές τις οξειδώσεις, το Cr(VI) μετατρέπει τις πρωτοταγείς αλκοόλες στα αντίστοιχα καρβοξυλικά οξέα και τις δευτεροταγείς αλκοόλες σε κετόνες. Οι αντιδράσεις φαίνονται παρακάτω:

• Πρωτογενείς αλκοόλες σε καρβοξυλικά οξέα

  4 CrO₃ + 3 RCH₂OH + 12 H⁺ → 3 RCOOH + 4 Cr³⁺ + 9 H₂O

• Δευτεροταγείς αλκοόλες σε κετόνες

  2 CrO₃ + 3 R₂CHOH + 6 H⁺ → 3 R₂C=O + 2 Cr³⁺ + 6 H₂O

Εφαρμογές

Το τριοξείδιο του χρωμίου χρησιμοποιείται κυρίως στην επιχρωμίωση. Χρησιμοποιείται συνήθως με πρόσθετα που επηρεάζουν τη διαδικασία επιμετάλλωσης αλλά δεν αντιδρούν με το τριοξείδιο. Το τριοξείδιο αντιδρά με κάδμιο, ψευδάργυρο και άλλα μέταλλα για να δημιουργήσει παθητικοποιημένες χρωμικές ταινίες που αντιστέκονται στη διάβρωση. Χρησιμοποιείται επίσης στην παραγωγή συνθετικών ρουμπινιών. Το διάλυμα χρωμικού οξέος χρησιμοποιείται επίσης για την εφαρμογή τύπων ανοδικής επικάλυψης σε αλουμίνιο, οι οποίοι χρησιμοποιούνται κυρίως σε εφαρμογές αεροδιαστημικής. Στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της ανάπτυξης βακτηρίων στη δεξαμενή αποθήκευσης λυμάτων. Ένα διάλυμα χρωμικού οξέος/φωσφορικού οξέος είναι επίσης ο προτιμώμενος παράγοντας απογύμνωσης ανοδικών επικαλύψεων όλων των τύπων.

Ασφάλεια

Το τριοξείδιο του χρωμίου είναι εξαιρετικά τοξικό, διαβρωτικό και καρκινογόνο.^[12] Είναι το κύριο παράδειγμα του εξασθενούς χρωμίου, ενός περιβαλλοντικού κινδύνου.^[13] Τα σχετικά παράγωγα χρωμίου (III) δεν είναι ιδιαίτερα επικίνδυνα. Έτσι, τα αναγωγικά σώματα χρησιμοποιούνται για την καταστροφή δειγμάτων χρωμίου(VI). Το τριοξείδιο του χρωμίου, ως ισχυρό οξειδωτικό, θα αναφλέξει οργανικά υλικά όπως αλκοόλες κατά την επαφή.

Εικόνες

• 
  Συμπυκνωμένο διάλυμα διχρωμικού καλίου σε νερό.
• 
  Προσθήκη θειικού οξέος στο διάλυμα.
• 
  Κρυστάλλωση τριοξειδίου του χρωμίου από την αντίδραση.

• 
  Αντίδραση μεταξύ τριοξειδίου του χρωμίου και αιθανόλης
• 
• 

Παραπομπές

1. Lide, David R., επιμ. (2009). CRC Handbook of Chemistry and Physics (90th έκδοση). Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN 978-1-4200-9084-0.
2. Seidell, Atherton· Linke, William F. (1919). Solubilities of Inorganic and Organic Compounds (2nd έκδοση). D. Van Nostrand Company. σελ. 250.
3. «chromium(VI) oxide». chemister.ru.
4. Pradyot, Patnaik (2003). Handbook of Inorganic Chemicals. The McGraw-Hill Companies, Inc. ISBN 0-07-049439-8.
5. Sigma-Aldrich Co., Chromium(VI) oxide. Ανακτήθηκε στις 2021-11-22.
6. «Chromium trioxide». chemicalland21.com. AroKor Holdings Inc. Ανακτήθηκε στις 15 Ιουνίου 2014.
7. Anger, G.· Halstenberg, J.· Hochgeschwender, K.· Scherhag, C.· Korallus, U.· Knopf, H.· Schmidt, P.· Ohlinger, M. (2000). «Chromium Compounds». Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. doi:10.1002/14356007.a07_067. ISBN 3527306730.
8. Mamyrbaev, Arstan Abdramanovich; Dzharkenov, Timur Agataevich; Imangazina, Zina Amangalievna; Satybaldieva, Umit Abulkhairovna (2015-04-16). «Mutagenic and carcinogenic actions of chromium and its compounds». Environmental Health and Preventive Medicine (Springer Science and Business Media LLC) 20 (3): 159–167. doi:10.1007/s12199-015-0458-2. ISSN 1342-078X. PMID 25877777.
9. Πρότυπο:Cotton&Wilkinson6th
10. Stephens, J. S.; Cruickshank, D. W. J. (1970). «The crystal structure of (CrO₃)_∞». Acta Crystallographica Section B 26 (3): 222. doi:10.1107/S0567740870002182.
11. Zhai, H. J.; Li, S.; Dixon, D. A.; Wang, L. S. (2008). «Probing the Electronic and Structural Properties of Chromium Oxide Clusters (CrO₃)−
    n and (CrO₃)_n (n = 1–5): Photoelectron Spectroscopy and Density Functional Calculations». Journal of the American Chemical Society 130 (15): 5167–77. doi:10.1021/ja077984d. PMID 18327905.
12. «Chromium Trioxide (MSDS)». J. T. Baker. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 12 Ιανουαρίου 2015. Ανακτήθηκε στις 13 Σεπτεμβρίου 2007.
13. The environmental impact of hexavalent chromium inspired the 2000 biographical Hollywood movie Erin Brockovich.

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

Commons logo

Τα Wikimedia Commons έχουν πολυμέσα σχετικά με το θέμα    Τριοξείδιο του χρωμίου

• ATSDR Case Studies in Environmental Medicine: Chromium Toxicity U.S. Department of Health and Human Services
• Chromium Trioxide at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
• Reactions with Chromium Trioxide as Oxidizing Agent