SINKKROMAT: STRUKTUR, EGENSKAPER, INNHENTING, BRUK - KJEMI - 2026

Den sinkkromat eller sink-kromat er en uorganisk forbindelse som består av elementene sink (Zn), krom (Cr) og oksygen (O). Den har ionene Zn ²⁺ og CrO ₄ ^2- . Den kjemiske formelen er ZnCrO ₄ .

Begrepet 'sinkkromat' tjener kommersielt til å betegne tre forbindelser med ulik molekylstruktur: (a) sinkchromatet i seg selv ZnCrO ₄ , (b) det grunnleggende sinkkromatet ZnCrO ₄ • 4Zn (OH) ₂ , og (c) ) basisk kromat av sink og kalium 3ZnCrO ₄ • Zn (OH) ₂ • K ₂ CrO ₄ • 2H ₂ O.

Struktur av sinkkromat. Forfatter: Marilú Stea.

Det brukes hovedsakelig i maling eller grunning som beskytter metaller mot korrosjon. For dette blir det blandet med maling, lakk og polymerer som deretter påføres overflaten av metaller.

Det brukes også i dekorative og beskyttende overflater oppnådd med andre kromater og syrer som belegger forskjellige gjenstander som verktøy. Det tjener også til å beholde den elektriske ledningsevnen til metalldeler.

Det brukes som katalysator i hydrogeneringsreaksjoner (tilsetning av hydrogen) i organiske forbindelser. Det er en del av pigmenter som tidligere ble brukt i kunstneriske malerier.

Det er et materiale som forårsaker kreft, og dette er fordi krom har krom i +6 oksidasjonstilstand.

Struktur

Zink Chromate ZnCrO ₄ er en gul forbindelse. Forfatter: Marilú Stea.

Sinkkromat er en ionisk forbindelse dannet av sinkkationen Zn ²⁺ og kromanjonen CrO ₄ ^2- . Det siste består av krom med valens +6 (sekskant krom, Cr ⁶⁺ ) og fire oksygenatomer med oksydasjonstilstand -2.

Zn ²⁺ -ionet har følgende elektroniske struktur:

1s ² , 2s ² 2p ⁶ , 3s ² 3p ⁶ 3d ¹⁰ .

På sin side har sekskantet krom følgende konformasjon i sine elektroniske orbitaler:

1s ² , 2s ² 2p ⁶ , 3s ² 3p ⁶ .

Begge strukturer er veldig stabile siden orbitalene er komplette.

nomenklatur

• Sinkkromat
• Kromsyresinksalt
• Sinkgult (selv om dette uttrykket også refererer til andre forbindelser som inneholder ZnCrO ₄ ).

Egenskaper

Fysisk tilstand

Sitrongul eller gul krystallinsk fast stoff. Krystaller i form av prismer.

Molekylær vekt

181,4 g / mol

Smeltepunkt

316 ºC

tetthet

3,40 g / cm ³

løselighet

Svakt oppløselig i vann: 3,08 g / 100 g H ₂ O. Det oppløses lett i syrer og i flytende ammoniakk. Uoppløselig i aceton.

pH-

Ifølge noen kilder er de vandige løsningene sure.

Kjemiske egenskaper

Det er en sterkt oksiderende forbindelse, så den kan reagere med reduksjonsmidler og generere varme. Organiske stoffer som cyanider, estere og tiocyanater er blandt stoffene det kan reagere med. Det kan også angripe noen metaller.

I vandig løsning presenterer kromationen forskjellige likevekt, avhengig av pH og danner forskjellige arter.

Kromformede arter

Over pH 6 på kromat ion CRO ₄ ^2- (gul farge) er til stede; mellom pH 2 og pH 6 ionet HCrO ₄ ^- og dikromatet Cr ₂ O ₇ ^2- (orange-rød farge) er i likevekt ; ved pH lavere enn 1 hovedarter er H ₂ CrO ₄ .

Når sink (II) kation tilsettes til slike vandige oppløsninger, ZnCrO ₄ utfellinger .

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 grunnleggende 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 raskt med luft eller vann.

Å skaffe

Det kan produseres ved å omsette et vandig sinkoksyd eller hydroksydslam med et oppløst kromatsalt og deretter nøytralisere.

Industrielt blir Cronak prosess anvendes, i hvilket sinkmetall er neddykket i en oppløsning av natriumdikromat (Na ₂ Cr ₂ O ₇ ) og svovelsyre (H ₂ SO ₄ ).

Det kan også fremstilles ved å utfelle det fra oppløsninger der det er oppløste sink- og kromatsalter:

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

applikasjoner

I metallbeskyttelse

I metallurgisk industri brukes den hovedsakelig i basismaling (forberedende maling eller første belegg) påført metaller, som den gir motstand mot korrosjon.

Det brukes som et pigment i maling og lakk, og settes inn i matrisen til en organisk polymer.

Denne typen maling påføres rørledninger, oljetankskip, stålkonstruksjoner som broer, kraftoverføringstårn og bildeler for å hindre korrosjon.

Stålkonstruksjonene til broene er malt med en sinkkromatbase før det endelige maleriet for å beskytte dem mot korrosjon. Forfatter: オ ギ ク ボ マ ン サ ク. Kilde: Pixabay.

passivisering

Det er også funnet beskyttende sinkbelagte metallkomponenter som er passivisert ved bruk av alkalimetallkromater. Passivering består av tap av kjemisk reaktivitet under visse miljøforhold.

Disse beleggene fungerer også som dekorative utførelser og for å opprettholde elektrisk ledningsevne. De brukes ofte på hverdagsgjenstander som verktøy og kan gjenkjennes av deres gule farge.

Noen verktøy er belagt med sinkkromat. Forfatter: Duk. Kilde: Wikimedia Commons.

Hvordan virker det

Noen forskere fant at beskyttelse av sinkkromat mot metallkorrosjon kan skyldes at det hemmer soppvekst. På denne måten forhindrer det forverring av det korrosjonsbestandige malingsbelegget.

Andre studier indikerer at den korrosjonshemmende effekten kan skyldes det faktum at forbindelsen akselererer dannelsen av beskyttende oksider på metaller.

Antikorrosiv sinkkromatgrunning for beskyttelse av metalloverflater. 水水 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Kilde: Wikimedia Commons.

Ved katalyse av reaksjoner

Denne forbindelse har vært anvendt som en katalysator i forskjellige kjemiske reaksjoner, for eksempel ved hydrogenering av karbonmonoksyd (CO) under dannelse av metanol (CH ₃ OH).

Estere kan omdannes til primære alkoholer ved hydrogenering ved å bruke denne forbindelsen for å fremskynde reaksjonen.

I følge noen forskere skyldes dets katalytiske virkning at det faste stoffet ikke har en støkiometrisk struktur, det vil si at det avviker fra formelen ZnCrO ₄ og er snarere:

Zn _1-x Cr _2-x O ₄

Dette innebærer at det er defekter i strukturen som energisk favoriserer katalyse.

Andre apper

Det finnes i noen fete fargestoffer, det brukes til utskrift, det er et overflatebehandlingsmiddel, det påføres gulvbelegg og det er et reagens i kjemiske laboratorier.

Utgåtte bruksområder

Siden 1940-tallet har et derivat av ZnCrO ₄ , sink- kobberkromat , blitt brukt som et bladet soppmiddel for potetplanter.

Potetplanter. Forfatter: Dirk (Beeki®) Schumacher. Kilde: Pixabay.

Denne bruken har siden blitt forlatt på grunn av forbindelsens toksisitet og skadelige effekter.

I kunstneriske malerier fra 1800-tallet har man funnet tilstedeværelsen av et sammensatt sinkchromatsalt, 4ZnCrO ₄ • K ₂ O • 3H ₂ O (hydrert sink og kaliumkromat), som er et gult pigment kalt Lemon Yellow.

risiko

Selv om den ikke er brennbar, avgir den giftige gasser ved oppvarming. Kan eksplodere ved kontakt med reduksjonsmidler eller organiske materialer.

Støvet irriterer øynene og huden og forårsaker en allergisk reaksjon. Innånding gir irritasjon i nese og svelg. Det påvirker lungene, forårsaker pustebesvær, bronkitt, lungebetennelse og astma.

Inntaket påvirker fordøyelseskanalen, leveren, nyrene, sentralnervesystemet, produserer en sirkulasjons kollaps og skader immunforsvaret.

Kreftgenerator

Det er et bekreftet karsinogen, øker risikoen for kreft i lunge- og nesehulen. Det er giftig for celler (cytotoksisk) og skader også kromosomer (genotoksisk).

Sinkkromat forårsaker kreft i lunger og luftveier. Forfatter: OpenClipart-Vectors. Kilde: Pixabay.

Det er bestemt at toksisiteten og karsinogenisiteten til denne forbindelsen hovedsakelig er forårsaket av virkningen av krom i +6 oksidasjonstilstand. Tilstedeværelsen av sink gir imidlertid produktet uoppløselighet, og dette påvirker også skaden det gir.

Effekter på miljøet

Det er veldig giftig for dyr og vann i livet, og forårsaker skadelige effekter som varer over tid. Dette kjemikaliet kan bioakkumulere i hele næringskjeden.

Av alle disse grunnene blir prosessene som involverer kromater (sekskantet krom) regulert av verdens helseorganisasjoner og erstattet av alternative teknikker uten dette ionet.

referanser

1. US National Library of Medicine. (2019). Sinkkromat. Gjenopprettet fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Lide, DR (redaktør) (2003). CRC Håndbok for kjemi og fysikk. 85 ^th CRC Press.
3. Xie, H. et al. (2009). Sinkkromat induserer kromosominstabilitet og DNA-dobbeltstrandbrudd i humane lungeceller. Toxicol Appl Pharmacol 2009 1 feb; 234 (3): 293-299. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.
4. Jackson, RA et al. (1991). Den katalytiske aktiviteten og defektstrukturen til sinkkromat. Catal Lett 8, 385-389 (1991). Gjenopprettet fra link.springer.com.
5. Yahalom, J. (2001). Metoder for korrosjonsbeskyttelse. I Encyclopedia of Materials: Science and Technology. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
6. Stranger-Johannessen, M. (1988). Den antimikrobielle effekten av pigmenter i korrosjonsbeskyttende maling. I Houghton DR, Eggins, HOW (eds) Biodeterioration 7. Gjenopprettet fra link.springer.com.
7. Barrett, generalforsamling (1991). Reduksjon. I omfattende organisk syntese. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
8. Thurston, HW et al. (1948). Kromater som potet soppdrepende midler. American Potato Journal 25, 406-409 (1948). Gjenopprettet fra link.springer.com.
9. Lynch, RF (2001). Sink: Legering, termokjemisk prosessering, egenskaper og applikasjoner. I Encyclopedia of Materials: Science and Technology. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
10. Ramesh Kumar, AV og Nigam, RK (1998). Mössbauer spektroskopiundersøkelse av korrosjonsprodukter under grunningbelegg som inneholder antikorrosive pigmenter. J Radioanal Nucl Chem 227, 3-7 (1998). Gjenopprettet fra link.springer.com.
11. Otero, V. et al. (2017). Barium, sink og strontium gule i slutten av 1800-begynnelsen av det 20. århundre oljemalerier. Herit Sci 5, 46 (2017). Gjenopprettet fra heritagesciencejournal.springeropen.com.
12. Cotton, F. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avansert uorganisk kjemi. Fjerde utgave. John Wiley & Sons.
13. Wikipedia (2020). Sinkkromat. Gjenopprettet fra en.wikipedia.org.
14. Wikipedia (2020). Chromate-konverteringsbelegg. Gjenopprettet fra en.wikipedia.org.