- Estrutura
- Nomenclatura
- Propriedades
- Estado físico
- Dureza de Mohs
- Peso molecular
- Ponto de fusão
- Densidade
- Solubilidade
- pH
- Índice de refração
- Outras propriedades
- Formulários
- Na indústria de cerâmica e vidro
- Em tintas industriais
- Na indústria de refratários
- Em construção
- Como pigmento em várias aplicações
- Em joias
- Na catálise de reações químicas
- Na fabricação de cromo
- Em materiais magnéticos
- Inovações recentes
- Referências
O óxido de cromo (III) ou cromo é um sólido inorgânico verde formado pela queima do metal cromo (Cr) em oxigênio (O 2), saindo do estado de oxidação do cromo 3+. Sua fórmula química é Cr 2 O 3. Na natureza, é encontrado no mineral Eskolaíta. Não são conhecidos depósitos naturais utilizáveis de óxido de cromo (III).
Ele pode ser preparado, inter alia, por aquecimento de Cr 2 O 3 hidrato de (Cr 2 O 3.nH 2 O) para remover completamente a água. Também é obtido como produto da calcinação do óxido de cromo (VI) (CrO 3).
Pigmento de óxido de cromo (III). FK1954. Fonte: Wikipedia Commons
Porém, a melhor forma de obtê-lo puro é pela decomposição do dicromato de amônio (NH 4) 2 Cr 2 O 7 a 200 ºC. Industrialmente é produzido pela redução do dicromato de sódio sólido (Na 2 Cr 2 O 7) com enxofre.
Quando está finamente dividido, apresenta uma cor verde brilhante com matizes amarelados. Mas se as partículas forem maiores, ele exibe uma tonalidade azulada. O óxido crômico é o pigmento verde mais estável conhecido. Sua resistência térmica e química o torna um valioso corante cerâmico.
É utilizado em tintas industriais, vernizes, na construção civil, em joalheria, como corante em cosméticos ou produtos farmacêuticos, entre outras aplicações.
Estrutura
O óxido de α-Cr 2 O 3 tem uma estrutura semelhante ao corindo. Seu sistema cristalino é romboédrico hexagonal. É isomórfico com α-alumina e α-Fe 2 O 3.
Eskolaíta, um mineral natural de óxido de cromo (III), tem a estrutura mostrada a seguir:
Estrutura cristalina do mineral Eskolaíta. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/Eskolaite_structure.jpg. Fonte: Wikipedia Commons
Nomenclatura
- Óxido de cromo (III).
- Óxido de cromo verde.
- Trióxido dicrômico.
- Sesquióxido de cromo.
- Chromia.
- Eskolaíta: Mineral de óxido de cromo (III).
- O hidrato: Cr 2 O 3.nH 2 O (onde n ≅ 2) é denominado hidrato de óxido de cromo (III) ou Verde de Guignet.
Hidrato de óxido de cromo (III). W. Oelen. Fonte: Wikipedia Commons
Propriedades
Estado físico
Sólido cristalino.
Dureza de Mohs
9 (seus cristais são extremamente duros).
Peso molecular
151,99 g / mol.
Ponto de fusão
Ele derrete a 2.435ºC, mas começa a evaporar a 2.000ºC, formando nuvens de fumaça verde.
Densidade
5,22 g / cm 3
Solubilidade
Quando aquecido a altas temperaturas, é praticamente insolúvel em água (3 microgramas / L a 20ºC); insolúvel em álcoois e acetona; ligeiramente solúvel em ácidos e álcalis; sSolúvel em ácido perclórico (HClO 4) a 70%, no qual se decompõe.
pH
6
Índice de refração
2.551.
Outras propriedades
- Calcinada fortemente torna-se inerte em relação aos ácidos e bases. Caso contrário, o Cr 2 O 3 e sua forma hidratada Cr 2 O 3.nH 2 O são anfotéricos, dissolvendo-se facilmente em ácido para dar 3+ íons aqua, e em álcali concentrado para formar "cromita".
- Quando calcinado, é quimicamente resistente a ácidos, álcalis e altas temperaturas. É extremamente estável ao SO 2.
- Possui excelente resistência à luz devido ao fato de seus cristais possuírem opacidade, alta atenuação UV e transparência à luz visível.
- É um material extremamente duro, pode riscar quartzo, topázio e zircônio.
- Seu hidrato Cr 2 O 3.nH 2 O (onde n ≅ 2) não possui estabilidade térmica, sua água de hidratação limita sua aplicabilidade a menos de 260 ºC. Possui baixa capacidade de tingimento e uma gama limitada de tonalidades.
- Mas o dito hidrato tem uma tonalidade azul esverdeada muito limpa e brilhante. É semitransparente, apresenta baixa opacidade, excelente resistência à luz e resistência a álcalis.
- O Cr 2 O 3 não é classificado como material perigoso e é considerado um pó fino inerte. Não está sujeito aos regulamentos de transporte internacionais.
- Não irrita a pele nem as mucosas.
Formulários
Na indústria de cerâmica e vidro
Por sua alta resistência ao calor e química, o Cr 2 O 3 calcinado é utilizado como corante ou pigmento vitrificável na fabricação de cerâmicas, em esmaltes de porcelana e misturas de vidros.
Em tintas industriais
A cerâmica de óxido de cromo (III) oferece excelente resistência contra a maioria dos ambientes corrosivos. Tudo isso através do mecanismo de exclusão do substrato do ambiente que o circunda.
Por esse motivo, é utilizado em revestimentos para evitar a corrosão de diversos materiais, sendo aplicado por pulverização térmica (atomização ou spray quente).
Também é usado como proteção contra o desgaste abrasivo (quando a remoção do material é causada pelo movimento de partículas na superfície).
Nestes casos, a aplicação de um revestimento de Cr 2 O 3 por deposição de plasma gera uma alta resistência à abrasão.
Os dois casos anteriores são úteis, por exemplo, em motores de turbina a gás na indústria aeroespacial.
Na indústria de refratários
É utilizado na produção de tijolos com resistência térmica e química, materiais de revestimento e concreto refratário à base de alumina.
Em construção
Por ser extremamente resistente às condições atmosféricas, luz e calor, é aplicado como corante de rocha granulada em telhados asfálticos, cimento de concreto, revestimentos industriais de alta qualidade para exteriores, construções de aço e revestimentos de fachadas (tintas emulsionáveis).
Como pigmento em várias aplicações
Pode suportar condições de vulcanização e não se degrada, por isso é usado na pigmentação de borracha.
Por ser atóxico, é utilizado como pigmento para brinquedos, cosméticos (principalmente seu hidrato), plásticos, tintas de impressão, tintas que entram em contato com alimentos e produtos farmacêuticos.
Na indústria de pigmentos é utilizado como matéria-prima para a produção de corantes penetrantes contendo cromo e em pigmentos à base de fases de óxido metálico misto. Também é usado como corante de tinta para o revestimento de bobinas.
Seu hidratado tem uma transparência que permite a formulação de acabamentos policromáticos na indústria automotiva (acabamentos metálicos para automóveis).
Devido à sua característica única de refletir a radiação infravermelha (IR) de maneira semelhante à clorofila nas plantas, sob luz infravermelha parece folhagem. Por esse motivo, é amplamente utilizado em tintas de camuflagem ou revestimentos para aplicações militares.
Em joias
É usado como corante para gemas sintéticas. Quando o Cr 2 O 3 é introduzido como uma impureza na rede cristalina de α-Al 2 O 3, como no mineral rubi semiprecioso, a cor é vermelha em vez de verde.
Também é usado como agente de lixamento e polimento por sua alta dureza e propriedades abrasivas.
Na catálise de reações químicas
Suportado em alumina (Al 2 O 3) ou outros óxidos, é utilizado em química orgânica como catalisador, por exemplo, na hidrogenação de ésteres ou aldeídos para formar álcoois e na ciclização de hidrocarbonetos. Catalisa a reação de nitrogênio (N 2) com hidrogênio (H 2) para formar amônia (NH 3).
Devido à sua capacidade de oxidação-redução, atuando em conjunto com o óxido de cromo (VI), desempenha um papel importante na desidrogenação de alcanos com CO 2 para a produção de propeno e isobuteno, uma vez que o ciclo de desativação-reativação do catalisador é facilmente executável. Também é usado como catalisador em química inorgânica.
Na fabricação de cromo
É utilizado na produção aluminotérmica de cromo metálico puro. Para isso deve ser aquecido a 1000 ºC para aumentar o tamanho do grão.
Preparação de cromo metálico por redução aluminotérmica de óxido de cromo (III). Rando Tuvikene. Fonte: Wikipedia Commons
Em materiais magnéticos
Foi adicionado em pequenas quantidades a materiais magnéticos em fitas de áudio e vídeo, conferindo um efeito de autolimpeza às cabeças de som.
Inovações recentes
Pigmentos com refletância melhorada do IV próximo foram obtidos dopando nanopartículas de Cr 2 O 3 com sais de elementos pertencentes ao grupo das terras raras, como lantânio e praseodímio.
Ao aumentar a concentração desses elementos, a refletância solar no infravermelho próximo aumenta sem afetar a cor verde do pigmento Cr 2 O 3.
Isso permite que o Cr 2 O 3 dopado seja classificado como um pigmento “frio”, pois é adequado para controlar o acúmulo de calor.
Aplicado em tetos, carros e estofados, entre outras aplicações, atinge uma alta refletância da luz solar infravermelha, o que permite reduzir consideravelmente o aumento do calor nos ambientes.
Referências
- Cotton, F. Albert e Wilkinson, Geoffrey. (1980). Química Inorgânica Avançada. Quarta edição. John Wiley & Sons.
- Kirk-Othmer (1994). Enciclopédia de Tecnologia Química. Volume 19. Quarta edição. John Wiley & Sons.
- Enciclopédia de Química Industrial de Ullmann. (1990). Quinta edição. Volume A7 e A20. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
- Elementos americanos. (2019). Óxido de cromo (III). Recuperado de americanelements.com.
- Biblioteca Nacional de Medicina. (2019). Óxido de cromo (III). Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Dorfman, Mitchell R. (2012). Revestimentos de spray térmico. In Handbook of Environmental Degradation of Materials. Capítulo 19. Recuperado de sciencedirect.com.
- Takehira, K. et al. (2004). CO 2 Desidrogenação de propano através Cr-MCM-41 Catalisador. Em Studies in Surface Science and Catalysis 153. Recovered from sciencedirect.com.
- Selvam Sangeetha et al. (2012). Pigmentos funcionais de nanopartículas de óxido de cromo (III). Dyes and Pigments 94 (2012) 548-552. Recuperado de sciencedirect.com.