کرومیک اسید که با نام علمی H2CrO4 شناخته می شود، یک ترکیب شیمیایی همهکاره با طیف وسیعی از کاربردها است. این ماده که به دلیل خواص اکسید کننده قوی آن شناخته شده است، نقشی محوری در فرآیندهای شیمیایی مختلف ایفا می کند.
کرومیک اسید چیست؟
اسید کرومیک که با فرمول شیمیایی H2CrO4 مشخص می شود، یک عامل اکسید کننده قوی است که حالت شش ظرفیتی کروم (Cr+6) را نشان می دهد. اتم کروم که از نظر ساختاری با یک پیکربندی چهار وجهی مشخص می شود، در مرکز قرار دارد و به طور مضاعف به چهار اتم اکسیژن پیوند دارد. هنگامی که در مورد اسید کرومیک صحبت می کنیم، مهم است که تشخیص دهیم که این ترکیبی از گونه های تشکیل شده از هیدراتاسیون تری اکسید کروم (CrO3) در محلول های آبی است. یکی از ویژگی های بارز آن رنگ قرمز مایل به قهوه ای در محلول است که نشان دهنده محتوای کروم شش ظرفیتی آن است. قدرت اکسیداتیو این مولکول، همراه با ماهیت خورنده آن، ناشی از مثبت بودن الکتریکی بالای اتم کروم مرکزی است که انتقال الکترون را در واکنشهای مختلف تسهیل میکند. وجود حالت کروم شش ظرفیتی در کرومیک اسید نیز بر پیامدهای بالقوه زیست محیطی و بهداشتی آن تأکید می کند، زیرا ترکیبات در این حالت اکسیداسیون به دلیل اهمیت سم شناسی خود شناخته شده اند. اسید کرومیک حاوی کروم هگزاوالانت است که به دلیل پتانسیل اکسایش بالای خود سمیتر از سایر اشکال کروم است.
خواص فیزیکی
- شکل ظاهری: جامد کریستالی یا پوسته پوسته قرمز تیره در حالت بی آب. هنگامی که در محلول قرار می گیرد، قرمز مایل به قهوه ای عمیق است.
- وزن مولکولی: 118.01 گرم بر مول.
- چگالی: تقریباً 1.201 گرم بر سانتی متر مکعب (برای یک محلول آبی معمولی).
- حلالیت: بسیار محلول در آب.
- نقطه ذوب: قبل از ذوب تجزیه می شود.
- نقطه جوش: با حرارت دادن قبل از جوشیدن تجزیه می شود.
- بو: بی بو.
- pH: بسیار اسیدی (PH دقیق می تواند بر اساس غلظت متفاوت باشد).
خواص شیمیایی
- فرمول شیمیایی: H2CrO4
- قابلیت اکسید کننده: عامل اکسید کننده قوی. می تواند طیف وسیعی از مواد آلی و معدنی را اکسید کند.
- پایداری: از نظر حرارتی ناپایدار. با حرارت دادن تجزیه می شود و تری اکسید کروم و آب تولید می کند.
- واکنش پذیری با مواد آلی: می تواند به شدت با مواد آلی مختلف از جمله الکل ها واکنش نشان دهد.
- هیدرولیز: تمایل به تعادل با انیدرید آن، تری اکسید کروم (CrO3) به ویژه در محلول های غلیظ وجود دارد.
- سمیت: حاوی کروم شش ظرفیتی است که بسیار سمی است و به عنوان سرطان زا طبقه بندی شده است.
- خورندگی: بسیار خورنده. می تواند باعث سوختگی شدید پوست و آسیب شدید به چشم شود.
- پیکربندی الکترون: حالت شش ظرفیتی کروم را نشان می دهد که توانایی اکسید کننده قوی آن را تسهیل می کند.
خرید و قیمت اسید کرومیک
اسید کرومیک به صورت جامد و پودری موجود است. اسید کرومیک کاربرد های فراوانی در صنایع گوناگون دارد که در ادامه به انها می پردازیم. جهت خرید اسید کرومیک چین، افریقا و ترکیه با بهترین قیمت می توانید با شرکت فروش مواد شیمیایی echemicals.ir تماس برقرار نموده و با همکاری متخصصین این شرکت خریدی ایده آل را تجربه نمایید. شرکت echemicals.ir مواد شیمیایی را به تمام نقاط ایران از جمله تهران، رشت، مشهد و ارومیه ارائه می دهد.
ویژگی های کلیدی اسید کرومیک
- عامل اکسید کننده قوی
- در آبکاری استفاده می شود.
- برای لعاب های سرامیکی و شیشه های رنگی ضروری است.
- در شیمی آلی برای فرآیندهای اکسیداسیون حیاتی است.
واکنش های اسید کورمیک با سایر مواد
در شیمی آلی، کرومیک اسید به دلیل توانایی اکسیداسیون آلدهیدی خود مشهور است، که به خوبی الکل های اولیه را به اسیدهای کربوکسیلیک و الکل های ثانویه را به کتون تبدیل می کند. علاوه بر این، برهمکنش آن با هیدروکربن های غیر اشباع، به ویژه آلکن ها، منجر به شکاف اکسیداتیو می شود و ترکیبات کربونیل را تولید می کند. فراتر از بسترهای آلی، اسید کرومیک تمایل به واکنش با چندین گونه معدنی را نشان می دهد. به عنوان مثال، در مواجهه با یدیدها، اسید کرومیک به سرعت آنها را به ید اکسید می کند. به طور مشابه، واکنش های آن با ترکیبات حاوی گوگرد می تواند منجر به اکسیداسیون گوگرد به حالت های اکسیداسیون بالاتر شود.
همچنین توجه داشته باشید که قدرت اکسیداتیو قوی اسید کرومیک، در حالی که از نظر شیمیایی جذاب است، می تواند خطرزا نیز باشد. هنگامی که اسید کرومیک با ترکیبات آلی قابل اکسید شدن آسان، مانند الکل ها، مواجه می شود، منجر به واکنش های گرمازا می شود که می تواند به شدت خطرناک و در فضاهای محدود، باعث انفجار شود. علاوه بر این، واکنش آن با مواد قابل احتراق، به ویژه در شکل بی آب آن، خطر آتش سوزی قابل توجهی دارد. ترکیب اسید کرومیک با عوامل کاهنده مانند سولفیتها، فسفیتها یا کلرید قلع (II)، میتواند واکنشهای بسیار گرمازا را به همراه داشته باشد که گاهی اوقات با انتشار بخارهای سمی کروم همراه است. علاوه بر این، معرفی اسید کرومیک به بازها منجر به واکنش شدید و مخصوصا پاشش، تولید کرومات ها یا دی کرومات ها در کنار آب، با پتانسیل سوختگی حرارتی به دلیل گرمای ایجاد شده می شود.
تاریخچه ی اسید کرومیک
داستان با کشف ماده معدنی کروکویت (کرومات سرب) در روسیه در دهه 1760 باز می شود. در سال 1797، شیمیدان فرانسوی لوئیس نیکلاس واکلین، پس از تجزیه و تحلیل کروکویت، اکسید کروم (Cr2O3) را با موفقیت جدا کرد. واکلین اکسید کروم را در معرض ملغمه ای از فرآیندها قرار داد و در نهایت با تصفیه آن با اسید سولفوریک غلیظ، اسید کرومیک تولید کرد. این اولین سنتز و شناخت کرومیک اسید در شیمیایی بود. این اسید با رنگ متمایز قهوهای مایل به قرمز و قابلیتهای اکسیداتیو قوی خود، به زودی جایگاه خود را در شیمی تحلیلی و آمادهسازی پیدا کرد. در دهههای بعدی، ویژگیهای شیمیایی و فیزیکی اسید کرومیک با وضوح فزایندهای مشخص شد، زیرا روشها اصلاحتر و تکنیکهای تحلیلی پیچیدهتر شدند.
فرایند تولید اسید کرومیک
تولید اسید کرومیک عمدتاً از فرآوری سنگ معدن کرومیت (FeCr₂O₄) منشا می گیرد. هدف اصلی انتقال کروم از حالت سه ظرفیتی در کرومیت به حالت شش ظرفیتی آن در اسید کرومیک است.
تبدیل کرومیت به کرومات سدیم:
مرحله اولیه نیاز به همجوشی سنگ معدن کرومیت با کربنات سدیم در مجاورت هوا (شرایط اکسیداسیون) دارد. این واکنش معمولاً در دمای بالا در حدود 1200 درجه سانتیگراد انجام می شود و کرومات سدیم، Na₂CrO₄ تولید می شود.
FeCr₂O₄ + Na₂CO₃ + O₂ → Na₂CrO₄ + Fe₂O₃ + CO₂
تبدیل کرومات سدیم به دی کرومات سدیم:
محلول کرومات سدیم با استفاده از اسید سولفوریک اسیدی می شود و تبدیل آن به دی کرومات سدیم Na₂Cr₂O₇ را تسهیل می کند.
Na₂CrO₄ + H₂SO₄ → Na₂Cr₂O₇ + NaHSO₄
تولید اسید کرومیک از دی کرومات سدیم:
دی کرومات سدیم، زمانی که با اسید سولفوریک بیشتری درمان شود، می تواند به اسید کرومیک تبدیل شود. این واکنش باعث تولید اسید کرومیک در محلول می شود که در صورت لزوم می توان آن را بیشتر غلیظ کرد.
Na₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ → H₂CrO₄ + NaHSO₄
کاربرد های اسید کرومیک
در ادامه به برسی برخی از بیشترین کاربرد های اسید کرومیک می پردازیم:
لعاب شیشه و سرامیک
کرومیک اسید به دلیل محتوای کروم شش ظرفیتی خود، طیف وسیعی از امکانات رنگی را به این لعاب ها معرفی می کند. در فرایند پخت اکسیداتیو خاصی، وجود اسید کرومیک میتواند منجر به ایجاد رنگهای سبز غنی شود، که مظهر حالت کروم ۳+ کروم است. بهعلاوه، در اتمسفرهای احیایی، کروم میتواند به حالت Cr2+ تبدیل شود و رنگ آبی فریبنده ایجاد کند. سایه و شدت دقیق بستگی به غلظت خاص اسید کرومیک، وجود سایر اکسیدهای فلزی و شرایط پخت دارد. علاوه بر این، اسید کرومیک نسوز لعاب های خاص را افزایش می دهد، در نتیجه نقطه ذوب را تنظیم می کند و بر بافت و پوشش لعاب تأثیر می گذارد.
ابکاری کروم
این فرآیند که اغلب به عنوان “آبکاری کروم شش ظرفیتی” یا “آبکاری کروم تزئینی” نامیده می شود، شامل استفاده از اسید کرومیک به عنوان الکترولیت اصلی در یک سلول الکتروشیمیایی است. هنگامی که جریان الکتریکی اعمال می شود، یون های کروم شش ظرفیتی به حالت سه ظرفیتی خود کاهش می یابد و یک لایه نازک و منسجم از کروم بر روی بستر کاتدی رسوب می کند. این لایه کروم چندین ویژگی بسیار مورد توجه را به زیرلایه می بخشد: مقاومت در برابر خوردگی قابل توجه، افزایش سختی سطح، کاهش اصطکاک، و یک روکش آینه مانند از نظر زیبایی.
رنگ امیزی چوب
کرومیک اسید که به واسطه خواص شیمیایی و فعل و انفعالات منحصر به فردش کاربرد زیادی در زمینه رنگ آمیزی چوب پیدا کرده است. نقش آن به ویژه در فرآیند “رنگآمیزی چوب بر پایه کروم” قابل توجه است، جایی که از آن برای اصلاح لیگنین چوب و در نتیجه تنظیم رنگ چوب استفاده میشود. هنگامی که چوب با محلول اسید کرومیک درمان می شود، اسید به طور خاص با لیگنین، پلیمر آلی پیچیده ای که به چوب استحکام می بخشد. این فعل و انفعال یک اکسیداسیون کنترل شده را القا می کند که منجر به تشکیل کروموفورها می شود که موجودات مولکولی مسئول رنگ آمیزی هستند. رنگ حاصل، اغلب قهوهای عمیق و پررنگ، میتواند بر اساس غلظت محلول اسید کرومیک، مدت زمان استفاده از آن و نوع خاصی از چوب تحت درمان متفاوت باشد. این روش رنگ آمیزی هم امکان لکه گیری سطحی و هم عمقی را فراهم می کند و لحن یکنواخت و یکنواختی را در سراسر چوب درمان شده ایجاد می کند.
تولید مواد ریخته گری
در حوزه پیچیده ریخته گری و متالورژی، اسید کرومیک نقش اساسی در فرمولاسیون مواد ریخته گری، به ویژه در قلمرو قالب های نسوز و چسب های هسته ای ایفا می کند. این چسبها که برای حفظ یکپارچگی قالبها و هستههای ماسه در طول فرآیند ریختهگری ضروری هستند، اغلب از اسید کرومیک به عنوان عامل سختکننده یا سختکننده استفاده میکنند. سیستم بایندر تخصصی که معمولاً از یک رزین و یک عامل پخت تشکیل میشود، بر واکنشپذیری اسید کرومیک با ترکیبات آلی متکی است. هنگامی که اسید کرومیک به مخلوط بایندر وارد می شود، یک واکنش اتصال عرضی را تحریک می کند و یک ساختار شبکه ای قوی در داخل قالب یا مواد هسته تشکیل می دهد. این پیوستگی تقویت شده از نظر شیمیایی بسیار مهم است و تضمین می کند که قالب در دمای شدیدی که در هنگام ریختن فلز با آن مواجه می شود، شکل خود را حفظ می کند.
کالتالیزور
مهم ترین نقش اسید کرومیک در اکسیداسیون الکل های اولیه و ثانویه است. هنگامی که کرومیک اسید به عنوان کاتالیزور استفاده می شود، بسته به شرایط واکنش، تبدیل الکل های اولیه به آلدهیدها یا اسیدهای کربوکسیلیک را به دقت تسهیل می کند و همزمان الکل های ثانویه را به کتون های مربوطه اکسید می کند. مکانیسم این تبدیل با توانایی کروم شش ظرفیتی برای پذیرش الکترون ها، در نتیجه اکسیداسیون سوبسترای الکل، پشتیبانی می شود. قابل ذکر است، کارایی، انتخابپذیری و بازده این تبدیلهای اکسیداتیو عمیقاً تحت تأثیر پارامترهای واکنش دقیق است که شامل غلظت اسید کرومیک، انتخاب حلال و دما میشود.
دستورالعمل استفاده:
- در جای خشک و خنک و دور از نور مستقیم خورشید نگهداری شود.
- با استفاده از تجهیزات ایمنی مناسب با احتیاط رفتار کنید.
- از تماس مستقیم با پوست یا چشم خودداری کنید.
ملاحظات امنیتی:
- بسیار واکنش پذیر است و می تواند باعث آتشسوزی یا انفجار شود.
- تماس مستقیم می تواند منجر به سوختگی شدید شود.
- استنشاق ممکن است منجر به مشکلات تنفسی شود.
- همیشه هنگام دست زدن از دستکش و عینک محافظ استفاده کنید.
ارسال و تحویل:
- ظرف مدت [به عنوان مثال، 24-48 ساعت] پس از ثبت سفارش ارسال می شود.
- برای حمل و نقل بین المللی موجود است.
- ارسال رایگان برای سفارشها بیش از [مقدار مشخص].
احتیاطهای امنیتی:
اسید کرومیک یک ماده خطرناک است. به دلیل خصوصیات اکسیدان قوی خود میتواند باعث آتشسوزی یا انفجار شود. تماس مستقیم میتواند منجر به سوختگی شدید، آسیب بافتی و دیگر مشکلات بهداشتی شود. استنشاق ممکن است منجر به علائم شبیه به آسم یا دیگر مشکلات تنفسی شود. باید با دقت اسید کرومیک را کنترل کرد، با استفاده از تجهیزات ایمنی مناسب و نگهداری آن در یک منطقه خشک و خوب تهویه شده دور از مواد قابل اشتعال.
بازار جهانی و تجارت:
تولیدکنندگان اصلی اسید کرومیک شامل کشورهایی مانند آلمان، آفریقای جنوبی، ترکیه، قزاقستان و چین است. قیمت اسید کرومیک در بازار شیمیایی تحت تأثیر عوامل مختلفی است، از جمله حجم محصول، درصد خلوص، نرخهای ارز و شرکت تولیدکننده.
نتیجهگیری
اسید کرومیک، یک عامل اکسید کننده که با رنگ قرمز روشن آن متمایز می شود، از لحاظ تاریخی نقشی محوری در کاربردهای مختلف صنعتی از آبکاری فلز تا سنتز آلی ایفا کرده است. این ماده با ظرفیت خود در انجام واکنش های اکسیداسیون مشخص می شود، در فرآیندهایی مانند اکسیداسیون الکل و به عنوان یک عامل کاتالیزوری قوی در مسیرهای مصنوعی مختلف یکپارچه شده است. علاوه بر این، استفاده از آن در بخشهایی مانند رنگآمیزی شیشه، حکاکی و پردازش چوب بر تطبیق پذیری آن تأکید میکند. با این حال، استفاده از اسید کرومیک بدون چالش نیست. کروم شش ظرفیتی، جزء ذاتی اسید کرومیک، با نگرانی های زیست محیطی و بهداشتی قابل توجهی مرتبط است.
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.