- Struktur
- nomenklatur
- Ejendomme
- Fysisk tilstand
- Molekylær vægt
- Smeltepunkt
- Massefylde
- Opløselighed
- pH
- Kemiske egenskaber
- Kromformede arter
- Indhentning
- Applikationer
- I metalbeskyttelse
- passivering
- Hvordan virker det
- Ved katalyse af reaktioner
- Andre apps
- Udgået anvendelse
- Risici
- Kræftgenerator
- Effekter på miljøet
- Referencer
Den zinkchromat eller zinkchromat er en uorganisk forbindelse, der består af elementerne zink (Zn), chrom (Cr) og oxygen (O). Det har ionerne Zn 2+ og CrO 4 2-. Dens kemiske formel er ZnCrO 4.
Udtrykket 'Zink' kommercielt tjener til at betegne tre forbindelser med forskellig molekylstruktur: (a) Zink selv ZnCrO 4, (b) den grundlæggende Zink ZnCrO 4 • 4Zn (OH) 2, og (c) basisk chromat af zink og kalium 3ZnCrO 4 • Zn (OH) 2 • K 2 CrO 4 • 2H 2 O.
Struktur af zinkchromat. Forfatter: Marilú Stea.
Det bruges hovedsageligt i maling eller primere, der beskytter metaller mod korrosion. Til dette blandes det med maling, lakker og polymerer, der derefter påføres overfladen af metaller.
Det bruges også i dekorative og beskyttende overflader opnået med andre kromater og syrer, der belægger forskellige genstande, såsom værktøjer. Det tjener også til at bevare den elektriske ledningsevne for metaldele.
Det bruges som katalysator i hydrogeneringsreaktioner (tilsætning af brint) i organiske forbindelser. Det er en del af pigmenter, der tidligere blev brugt i kunstneriske malerier.
Det er et materiale, der forårsager kræft, og det skyldes, at chromat har chrom i +6-oxidationstilstand.
Struktur
Zinkchromat ZnCrO 4 er en gul forbindelse. Forfatter: Marilú Stea.
Zinkchromat er en ionforbindelse dannet af zinkkationen Zn 2+ og chromatanionen CrO 4 2-. Sidstnævnte består af chrom med valens +6 (hexavalent chrom, Cr 6+) og fire oxygenatomer med oxidationstilstand -2.
Zn 2+ -ionen har følgende elektroniske struktur:
1s 2, 2s 2 2p 6, 3s 2 3p 6 3d 10.
Hexavalent krom har på sin side følgende konformation i sine elektroniske orbitaler:
1s 2, 2s 2 2p 6, 3s 2 3p 6.
Begge strukturer er meget stabile, da orbitalerne er komplette.
nomenklatur
- Zinkchromat
- Kromsyre zinksalt
- Zinkgult (selvom dette udtryk også refererer til andre forbindelser, der indeholder ZnCrO 4).
Ejendomme
Fysisk tilstand
Citrongul eller gul krystallinsk fast stof. Krystaller i form af prismer.
Molekylær vægt
181,4 g / mol
Smeltepunkt
316 ºC
Massefylde
3,40 g / cm 3
Opløselighed
Svagt opløseligt i vand: 3,08 g / 100 g H 2 O. den opløses let i syre og i flydende ammoniak. Uopløselig i acetone.
pH
Ifølge nogle kilder er dets vandige opløsninger sure.
Kemiske egenskaber
Det er en stærkt oxiderende forbindelse, så den kan reagere med reduktionsmidler og generere varme. Blandt de stoffer, det kan reagere med, er organiske stoffer, såsom cyanider, estere og thiocyanater. Det kan også angribe nogle metaller.
I vandig opløsning præsenterer chromation forskellige ligevægte afhængigt af pH og danner forskellige arter.
Kromformede arter
Over pH 6 den chromation cro 4 2- (gult) er til stede; mellem pH 2 og pH 6 ionen HCrO 4 - og dichromat Cr 2 O 7 2- (orange-rød farve) er i ligevægt; ved pH lavere end 1 de vigtigste arter er H 2 CrO 4.
Når zink (II) kation sættes til disse vandige opløsninger, ZnCrO 4 bundfald.
Saldoen er som følger:
HCrO 4 - ⇔ CrO 4 2- + H +
H 2 CrO 4 ⇔ HCrO 4 - + H +
Cr 2 O 7 2- + H 2 O ⇔ 2 HCrO 4 -
I grundlæggende medium forekommer følgende:
Cr 2 O 7 2- + OH - ⇔ HCrO 4 - + CrO 4 2-
HCrO 4 - + OH - ⇔ CrO 4 2- + H 2 O
ZnCrO 4 reagerer ikke hurtigt med luft eller vand.
Indhentning
Det kan fremstilles ved omsætning af et vandigt zinkoxid eller hydroxidslam med et opløst kromatsalt og derefter neutralisering.
Industrielt er Cronak anvendte proces, ved hvilken zinkmetallet nedsænkes i en opløsning af natriumdichromat (Na 2 Cr 2 O 7) og svovlsyre (H 2 SO 4).
Det kan også fremstilles ved at udfælde det fra opløsninger, hvor der er opløste zink- og chromatsalte:
K 2 CrO 4 + ZnSO 4 → ZnCrO 4 ↓ + K 2 SO 4
Applikationer
I metalbeskyttelse
I den metallurgiske industri bruges det hovedsageligt i basismaling (forberedende maling eller indledende belægning) påført på metaller, hvortil det giver resistens mod korrosion.
Det bruges som et pigment i malinger og lakker og indsættes i matrixen af en organisk polymer.
Denne type maling påføres rørledninger, olietankskibe, stålkonstruktioner såsom broer, kraftoverførselstårne og bildele for at forhindre korrosion.
Broens stålkonstruktioner er malet med en zinkchromatbund inden det endelige maling for at beskytte dem mod korrosion. Forfatter: オ ギ ク ボ マ ン サ ク. Kilde: Pixabay.
passivering
Det findes også beskyttelse af zinkbelagte metalkomponenter, der er passiveret ved anvendelse af alkalimetalchromater. Passivering består af tab af kemisk reaktivitet under visse miljøforhold.
Disse belægninger fungerer også som dekorative finish og for at bevare elektrisk ledningsevne. De anvendes ofte til hverdagsartikler såsom værktøjer og kan genkendes af deres gule farve.
Nogle værktøjer er belagt med zinkchromat. Forfatter: Duk. Kilde: Wikimedia Commons.
Hvordan virker det
Nogle forskere fandt, at zinkchromats beskyttelse mod metalkorrosion kunne skyldes, at det hæmmer svampevækst. På denne måde forhindrer det forringelsen af den antikorrosive maling.
Andre undersøgelser viser, at den antikorrosive virkning kan skyldes, at forbindelsen fremskynder dannelsen af beskyttende oxider på metaller.
Antikorrosiv zinkchromatgrunning til beskyttelse af metaloverflader. 水水 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Kilde: Wikimedia Commons.
Ved katalyse af reaktioner
Denne forbindelse er blevet anvendt som katalysator i forskellige kemiske reaktioner, såsom hydrogenering af carbonmonoxid (CO) til opnåelse af methanol (CH 3 OH).
Estere kan omdannes til primære alkoholer ved hydrogenering under anvendelse af denne forbindelse til at fremskynde reaktionen.
Ifølge nogle forskere skyldes dets katalytiske virkning, at det faste stof ikke præsenterer en støkiometrisk struktur, dvs. at det afviger fra dets formel ZnCrO 4 og er snarere:
Zn 1-x Cr 2-x O 4
Dette indebærer, at der er defekter i strukturen, der energisk favoriserer katalyse.
Andre apps
Det findes i nogle olieagtige farvestoffer, det bruges til udskrivning, det er et overfladebehandlingsmiddel, det påføres i gulvbelægninger, og det er et reagens i kemiske laboratorier.
Udgået anvendelse
Siden 1940'erne er et derivat af ZnCrO 4, zink-kobberchromat, blevet brugt som et bladskimmelmiddel til kartoffelplanter.
Kartoffelplanter. Forfatter: Dirk (Beeki®) Schumacher. Kilde: Pixabay.
Denne anvendelse er siden blevet opgivet på grund af forbindelsens toksicitet og skadelige virkninger.
I kunstneriske malerier fra 1800-tallet findes tilstedeværelsen af et komplekst zinkchromatsalt, 4ZnCrO 4 • K 2 O • 3H 2 O (hydreret zink og kaliumchromat), som er et gult pigment kaldet Lemon Yellow.
Risici
Selvom det ikke er brændbart, afgiver det giftige gasser, når det opvarmes. Kan eksplodere, hvis de er i kontakt med reduktionsmidler eller organiske materialer.
Støvet irriterer øjnene og huden og forårsager en allergisk reaktion. Indånding medfører irritation af næse og hals. Det påvirker lungerne, forårsager åndenød, bronkitis, lungebetændelse og astma.
Dens indtagelse påvirker fordøjelseskanalen, leveren, nyrerne, centralnervesystemet, producerer et kredsløb og skader immunforsvaret.
Kræftgenerator
Det er et bekræftet kræftfremkaldende middel, øger risikoen for kræft i lunger og næsehulen. Det er giftigt for celler (cytotoksisk) og beskadiger også kromosomer (genotoksisk).
Zinkchromat forårsager lungekræft og luftvejskræft. Forfatter: OpenClipart-Vectors. Kilde: Pixabay.
Det er blevet bestemt, at toksiciteten og carcinogeniciteten af denne forbindelse hovedsageligt er forårsaget af virkningen af krom i +6-oxidationstilstanden. Tilstedeværelsen af zink giver imidlertid produktet uopløselighed, og dette påvirker også den skade, det producerer.
Effekter på miljøet
Det er meget giftigt for dyr og akvatiske liv, hvilket forårsager skadelige virkninger, der varer over tid. Dette kemikalie kan bioakkumuleres i hele fødekæden.
Af alle disse grunde reguleres processerne, der involverer kromater (hexavalent krom), af verdenssundhedsorganisationer og erstattes af alternative teknikker uden denne ion.
Referencer
- US National Library of Medicine. (2019). Zinkchromat. Gendannes fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Lide, DR (redaktør) (2003). CRC-håndbog om kemi og fysik. 85 th CRC Press.
- Xie, H. et al. (2009). Zinkchromat inducerer kromosominstabilitet og DNA-dobbeltstrandbrud i humane lungeceller. Toxicol Appl Pharmacol 2009 1 feb; 234 (3): 293-299. Gendannes fra ncbi.nlm.nih.gov.
- Jackson, RA et al. (1991). Den katalytiske aktivitet og defektstruktur af zinkchromat. Catal Lett 8, 385-389 (1991). Gendannes fra link.springer.com.
- Yahalom, J. (2001). Metoder til korrosionsbeskyttelse. In Encyclopedia of Materials: Science and Technology. Gendannes fra sciencedirect.com.
- Stranger-Johannessen, M. (1988). Den antimikrobielle virkning af pigmenter i korrosionsbeskyttende maling. I Houghton DR, Eggins, HOW (eds) Biodeterioration 7. Genvundet fra link.springer.com.
- Barrett, generalforsamling (1991). Reduktion. I omfattende organisk syntese. Gendannes fra sciencedirect.com.
- Thurston, HW et al. (1948). Kromater som kartoffelsvampicider. American Potato Journal 25, 406-409 (1948). Gendannes fra link.springer.com.
- Lynch, RF (2001). Zink: Legering, termokemisk behandling, egenskaber og applikationer. In Encyclopedia of Materials: Science and Technology. Gendannes fra sciencedirect.com.
- Ramesh Kumar, AV og Nigam, RK (1998). Mössbauer-spektroskopiundersøgelse af korrosionsprodukter under grunderbelægning indeholdende korrosionsbeskyttende pigmenter. J Radioanal Nucl Chem 227, 3-7 (1998). Gendannes fra link.springer.com.
- Otero, V. et al. (2017). Barium-, zink- og strontiumgulge i slutningen af det 19.-begyndelsen af det 20. århundrede oliemalerier. Herit Sci 5, 46 (2017). Gendannes fra heritagesciencejournal.springeropen.com.
- Cotton, F. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avanceret uorganisk kemi. Fjerde udgave. John Wiley & sønner.
- Wikipedia (2020). Zinkchromat. Gendannet fra en.wikipedia.org.
- Wikipedia (2020). Chromatkonverteringsbelægning. Gendannet fra en.wikipedia.org.