的铬酸锌或锌铬酸盐是由元素锌(Zn)的无机化合物,铬(Cr)和氧(O)。它具有离子Zn 2+和CrO 4 2-。其化学式为ZnCrO 4。
商业上,术语“铬酸锌”用来表示三种具有不同分子结构的化合物:(a)铬酸锌本身ZnCrO 4,(b)碱性铬酸锌ZnCrO 4 •4Zn(OH)2,和(c )锌和钾3ZnCrO的基本铬酸盐4 •的Zn(OH)2 •ķ 2的CrO 4 •2H 2 O.
铬酸锌的结构。作者:MarilúStea。
它主要用于保护金属不受腐蚀的油漆或底漆中。为此,将其与油漆,清漆和聚合物混合,然后将其应用于金属表面。
它也可用于用其他铬酸盐和酸涂层的各种物体(例如工具)上实现的装饰性和防护性饰面。它还可以保持金属零件的导电性。
在有机化合物的加氢反应(加氢)中用作催化剂。它是以前用于艺术绘画的颜料的一部分。
它是导致癌症的物质,这是因为铬酸盐具有+6氧化态的铬。
结构体
铬酸锌ZnCrO 4是一种黄色化合物。作者:MarilúStea。
铬酸锌是由锌阳离子Zn 2+和铬酸根阴离子CrO 4 2-形成的离子化合物。后者由化合价为+6的铬(六价铬,Cr 6+)和四个氧化态为-2的氧原子组成。
Zn 2+离子具有以下电子结构:
1秒2,2S 2 2P 6,3S 2 3P 6 3D 10。
就其本身而言,六价铬在其电子轨道中具有以下构型:
1秒2,2S 2 2P 6,3S 2 3P 6。
由于轨道是完整的,所以两种结构都非常稳定。
命名法
- 铬酸锌
- 铬酸锌盐
- 锌黄(尽管该术语也指含有ZnCrO 4的其他化合物)。
物产
物理状态
柠檬黄色或黄色结晶固体。棱镜形式的晶体。
分子量
181.4克/摩尔
熔点
316摄氏度
密度
3.40克/厘米3
溶解度
微溶于水3.08克/ 100克H的2在酸容易且在液氨O.它溶解。不溶于丙酮。
pH值
根据一些消息来源,其水溶液是酸性的。
化学性质
它是强氧化性化合物,因此可以与还原剂反应,产生热量。它可以与之反应的物质是有机物,例如氰化物,酯和硫氰酸盐。它也可以腐蚀一些金属。
在水溶液中,铬酸根离子具有各种平衡,具体取决于pH值并形成不同的物种。
铬酸盐形成的物种
pH值高于6时,存在铬酸根离子CrO 4 2-(黄色)。pH为2和pH 6之间的离子HCRO 4 -和重铬酸的Cr 2 ö 7 2-(橙红色的颜色)处于平衡状态; pH值低于1时,主要物质为H 2 CrO 4。
当将锌(II)阳离子添加到这些水溶液中时,ZnCrO 4沉淀。
余额如下:
HCRO 4 - ⇔的CrO 4 2- + H +
ħ 2的CrO 4 ⇔HCRO 4 - + H +
的Cr 2 ö 7 2- + H 2 ö⇔2 HCRO 4 -
在基本介质中,会发生以下情况:
的Cr 2 ö 7 2- + OH - ⇔HCRO 4 - +的CrO 4 2-
HCRO 4 - + OH - ⇔的CrO 4 2- + H 2 ö
ZnCrO 4不会与空气或水迅速反应。
取得
它可以通过使含水的氧化锌或氢氧化物污泥与溶解的铬酸盐反应然后中和来生产。
在工业上,使用Cronak工艺,其中将金属锌浸入重铬酸钠(Na 2 Cr 2 O 7)和硫酸(H 2 SO 4)的溶液中。
也可以通过从溶解有锌和铬酸盐的溶液中沉淀来制备:
K 2 CrO 4 + ZnSO 4 →ZnCrO 4 ↓+ K 2 SO 4
应用领域
在金属保护中
在冶金工业中,它主要用于涂在金属上的基础涂料(预备涂料或初始涂料)中,可提供耐腐蚀性能。
它被用作油漆和清漆中的颜料,并被插入有机聚合物的基质中。
此类涂料用于管道,油轮,钢结构(例如桥梁),输电塔和汽车零件,以防止腐蚀。
桥梁的钢结构在最终涂漆之前先涂铬酸锌基底,以防止腐蚀。作者:ギンンサク。资料来源:
钝化
还发现保护已被碱金属铬酸盐钝化的镀锌金属部件。钝化包括在某些环境条件下化学反应性的丧失。
这些涂料还可以用作装饰性饰面并保持导电性。它们通常应用于工具等日常用品,并且可以通过黄色识别。
一些工具涂有铬酸锌。作者:Duk。资料来源:维基共享资源。
它是如何工作的
一些研究人员发现,铬酸锌对金属腐蚀的保护作用可能是由于它抑制了真菌的生长。这样可以防止防腐涂料的变质。
其他研究表明,防腐蚀作用可能是由于该化合物加速了金属上保护性氧化物的形成。
铬酸锌防腐底漆,可保护金属表面。水水/ CC BY-SA(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)。资料来源:维基共享资源。
在催化反应中
该化合物已在各种化学反应中用作催化剂,例如一氧化碳(CO)的加氢反应以获得甲醇(CH 3 OH)。
可以通过氢化将酯转化为伯醇,使用该化合物可加快反应速度。
一些研究人员认为,它的催化作用是由于该固体不具有化学计量结构,即偏离了其分子式ZnCrO 4,而是:
锌1-x铬2-x O 4
这意味着在结构上存在一些缺陷,在能量上有利于催化。
其他应用
它在某些油性着色剂中发现,适用于印刷,是一种表面处理剂,用于地板覆盖物,并且是化学实验室的试剂。
停止使用
自1940年代以来,ZnCrO 4的衍生物(铬酸铜锌)已被用作马铃薯植物的叶面杀菌剂。
马铃薯植株。作者:德克(Beeki®)舒马赫。资料来源:
此后由于该化合物的毒性和有害作用而放弃了该用途。
在19世纪的艺术作品中发现了一种复杂的铬酸锌盐4ZnCrO 4 •K 2 O•3H 2 O(水合铬酸锌和铬酸钾),一种称为柠檬黄的黄色颜料。
风险性
尽管它不易燃,但加热时会散发出有毒气体。与还原剂或有机物质接触可能爆炸。
灰尘刺激眼睛和皮肤,引起过敏反应。吸入会刺激鼻子和喉咙。它会影响肺部,导致呼吸急促,支气管炎,肺炎和哮喘。
它的摄入会影响消化道,肝脏,肾脏,中枢神经系统,产生循环衰竭并损害免疫系统。
癌症发生者
它是一种已确认的致癌物,增加了肺癌和鼻腔癌的风险。它对细胞有毒性(细胞毒性),也可破坏染色体(遗传毒性)。
铬酸锌会导致肺癌和呼吸道癌症。作者:OpenClipart-Vectors。资料来源:
已确定该化合物的毒性和致癌性主要是由铬在+6氧化态下的作用引起的。但是,锌的存在使产品不溶,这也影响了锌的产生。
对环境的影响
它对动物和水生生物具有剧毒,并会随着时间的流逝产生有害影响。这种化学物质可以在整个食物链中生物积累。
由于所有这些原因,涉及铬酸盐(六价铬)的工艺正受到世界卫生组织的管制,并被不含该离子的替代技术所取代。
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