CROMATO DE ZINCO: ESTRUTURA, PROPRIEDADES, OBTENÇÃO, USOS - QUÍMICA - 2025

O cromato de zinco ou cromato de zinco é um composto inorgânico que consiste nos elementos zinco (Zn), cromo (Cr) e oxigênio (O). Possui os íons Zn ²⁺ e CrO ₄ ^2-. Sua fórmula química é ZnCrO ₄.

O termo 'cromato de zinco' serve comercialmente para designar três compostos com estrutura molecular diferente: (a) o cromato de zinco em si ZnCrO ₄, (b) o cromato de zinco básico ZnCrO ₄ • 4Zn (OH) ₂, e (c) o cromato básico de zinco e potássio 3ZnCrO ₄ • Zn (OH) ₂ • K ₂ CrO ₄ • 2H ₂ O.

Estrutura do cromato de zinco. Autor: Marilú Stea.

É usado principalmente em tintas ou primers que protegem os metais da corrosão. Para isso, é misturado com tintas, vernizes e polímeros que são aplicados na superfície dos metais.

É também utilizado em acabamentos decorativos e protetores obtidos com outros cromatos e ácidos revestindo diversos objetos, como ferramentas. Também serve para reter a condutividade elétrica das peças metálicas.

É utilizado como catalisador em reações de hidrogenação (adição de hidrogênio) em compostos orgânicos. Faz parte dos pigmentos usados ​​anteriormente em pinturas artísticas.

É um material que causa câncer e isso ocorre porque o cromato tem cromo no estado de oxidação +6.

Estrutura

O cromato de zinco ZnCrO ₄ é um composto amarelo. Autor: Marilú Stea.

O cromato de zinco é um composto iônico formado pelo cátion zinco Zn ²⁺ e o ânion cromato CrO ₄ ^2-. Este último é composto de cromo com valência +6 (cromo hexavalente, Cr ⁶⁺) e quatro átomos de oxigênio com estado de oxidação -2.

O íon Zn ²⁺ tem a seguinte estrutura eletrônica:

1s ², 2s ² 2p ⁶, 3s ² 3p ⁶ 3d ¹⁰.

Por sua vez, o cromo hexavalente tem a seguinte conformação em seus orbitais eletrônicos:

1s ², 2s ² 2p ⁶, 3s ² 3p ⁶.

Ambas as estruturas são muito estáveis, pois os orbitais estão completos.

Nomenclatura

• Cromato de zinco
• Sal de zinco de ácido crômico
• Amarelo de zinco (embora este termo também se refira a outros compostos que contêm ZnCrO ₄).

Propriedades

Estado físico

Sólido cristalino amarelo-limão ou amarelo. Cristais em forma de prismas.

Peso molecular

181,4 g / mol

Ponto de fusão

316 ºC

Densidade

3,40 g / cm ³

Solubilidade

Fracamente solúvel em água: 3,08 g / 100 g de H ₂ O. Dissolve-se facilmente em ácidos e amônia líquida. Insolúvel em acetona.

pH

De acordo com algumas fontes, suas soluções aquosas são ácidas.

Propriedades quimicas

É um composto fortemente oxidante, por isso pode reagir com agentes redutores, gerando calor. Entre as substâncias com as quais pode reagir estão as orgânicas, como cianetos, ésteres e tiocianatos. Ele também pode atacar alguns metais.

Em solução aquosa, o íon cromato apresenta vários equilíbrios dependendo do pH e formando diferentes espécies.

Espécies formadas por cromato

Acima de pH 6, o íon cromato CrO ₄ ^2- (de cor amarela) está presente; entre pH 2 e pH 6 o íon HCrO ₄ ^- e o dicromato Cr ₂ O ₇ ^2- (laranja-vermelho) estão em equilíbrio; em pH inferior a 1, a espécie principal é H ₂ CrO ₄.

Quando o cátion zinco (II) é adicionado a essas soluções aquosas, o ZnCrO ₄ precipita.

Os saldos são os seguintes:

HCrO ₄ ^- ⇔ CrO ₄ ^2- + H ⁺

H ₂ CrO ₄ ⇔ HCrO ₄ ^- + H ⁺

Cr ₂ O ₇ ^2- + H ₂ O ⇔ 2 HCrO ₄ ^-

No meio básico ocorre o seguinte:

Cr ₂ O ₇ ^2- + OH ^- ⇔ HCrO ₄ ^- + CrO ₄ ^2-

HCrO ₄ ^- + OH ^- ⇔ CrO ₄ ^2- + H ₂ O

ZnCrO ₄ não reage rapidamente com o ar ou água.

Obtendo

Ele pode ser produzido pela reação de um óxido de zinco aquoso ou lama de hidróxido com um sal de cromato dissolvido e depois neutralizando.

Industrialmente, é utilizado o processo Cronak, no qual o zinco metálico é imerso em uma solução de dicromato de sódio (Na ₂ Cr ₂ O ₇) e ácido sulfúrico (H ₂ SO ₄).

Também pode ser preparado por precipitação a partir de soluções nas quais existem sais de zinco e cromato dissolvidos:

K ₂ CrO ₄ + ZnSO ₄ → ZnCrO ₄ ↓ + K ₂ SO ₄

Formulários

Em proteção de metal

Na indústria metalúrgica, é utilizado principalmente em tintas de base (tinta preparatória ou revestimento inicial) aplicadas a metais, aos quais proporciona resistência à corrosão.

É utilizado como pigmento em tintas e vernizes, sendo inserido na matriz de um polímero orgânico.

Esse tipo de tinta é aplicado em dutos, petroleiros, estruturas de aço, como pontes, torres de transmissão de energia e peças de automóveis para inibir a corrosão.

As estruturas de aço das pontes são pintadas com uma base de cromato de zinco antes da pintura final para protegê-las da corrosão. Autor: オ ギ ク ボ マ ン サ ク. Fonte: Pixabay.

Passivação

Ele também protege os componentes de metal revestidos de zinco que foram passivados usando cromatos de metal alcalino. A passivação consiste na perda de reatividade química sob certas condições ambientais.

Esses revestimentos também servem como acabamentos decorativos e para reter a condutividade elétrica. Eles são comumente aplicados a itens do dia-a-dia, como ferramentas, e podem ser reconhecidos por sua cor amarela.

Algumas ferramentas são revestidas com cromato de zinco. Autor: Duk. Fonte: Wikimedia Commons.

Como funciona

Alguns pesquisadores descobriram que a proteção do cromato de zinco contra a corrosão do metal pode ser devido ao fato de que ele inibe o crescimento de fungos. Desta forma, evita a deterioração do revestimento da tinta anticorrosiva.

Outros estudos indicam que o efeito anticorrosivo pode ser devido ao fato de o composto acelerar a formação de óxidos protetores nos metais.

Primer anticorrosivo de cromato de zinco para proteção de superfícies metálicas. 水水 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Fonte: Wikimedia Commons.

Em catálise de reações

Este composto tem sido utilizado como catalisador em várias reações químicas, como a hidrogenação do monóxido de carbono (CO) para obtenção do metanol (CH ₃ OH).

Os ésteres podem ser convertidos em álcoois primários por hidrogenação, usando este composto para acelerar a reação.

Segundo alguns pesquisadores, sua ação catalítica se deve ao fato de o sólido não apresentar estrutura estequiométrica, ou seja, se desvia de sua fórmula ZnCrO ₄ e é antes:

Zn _1-x Cr _2-x O ₄

Isso implica que há defeitos na estrutura que favorecem energeticamente a catálise.

Outros aplicativos

É encontrado em alguns corantes oleosos, é usado para impressão, é um agente de tratamento de superfície, é aplicado em revestimentos de pisos e é um reagente em laboratórios químicos.

Usos descontinuados

Desde a década de 1940, um derivado de ZnCrO ₄, cromato de cobre e zinco, tem sido usado como fungicida foliar para plantas de batata.

Plantas de batata. Autor: Dirk (Beeki®) Schumacher. Fonte: Pixabay.

Este uso foi abandonado devido à toxicidade e efeitos nocivos do composto.

Em pinturas artísticas do século 19, foi encontrada a presença de um sal de cromato de zinco complexo, 4ZnCrO ₄ • K ₂ O • 3H ₂ O (cromato de zinco e potássio hidratado), que é um pigmento amarelo chamado Amarelo Limão.

Riscos

Embora não seja combustível, quando aquecido emite gases tóxicos. Pode explodir se em contato com agentes redutores ou materiais orgânicos.

A poeira irrita os olhos e a pele causando uma reação alérgica. A inalação causa irritação no nariz e na garganta. Afeta os pulmões, causa falta de ar, bronquite, pneumonia e asma.

Sua ingestão afeta o trato digestivo, fígado, rins, sistema nervoso central, produz colapso circulatório e prejudica o sistema imunológico.

Gerador de câncer

É um carcinógeno confirmado, aumenta o risco de câncer de pulmão e cavidade nasal. É tóxico para as células (citotóxico) e também danifica os cromossomos (genotóxico).

O cromato de zinco causa câncer de pulmão e respiratório. Autor: OpenClipart-Vectors. Fonte: Pixabay.

Foi determinado que a toxicidade e carcinogenicidade deste composto são causadas principalmente pela ação do cromo no estado de oxidação +6. Porém, a presença de zinco confere insolubilidade ao produto e isso também influencia nos danos que ele produz.

Efeitos no meio ambiente

É muito tóxico para os animais e a vida aquática, causando efeitos nocivos que perduram ao longo do tempo. Este produto químico pode bioacumular em toda a cadeia alimentar.

Por tudo isso, os processos que envolvem os cromatos (cromo hexavalente) estão sendo regulamentados pelas organizações mundiais de saúde e substituídos por técnicas alternativas sem esse íon.

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