Hroma(VI) oksīds

ķīmisks savienojums

Hroma(VI) oksīds jeb hroma trioksīds (CrO3) ir hroma un skābekļa savienojums, kas pieder pie skābajiem oksīdiem. Hroma trioksīds ir tumši sarkana, ļoti higroskopiska kristāliska viela (plāksnīšveida vai adatveida rombiskās singonijas kristāli). Labi šķīst ūdenī, veidojot hromskābes šķīdumu (H2CrO4). Tādēļ hroma trioksīdu dēvē arī par hromskābes anhidrīdu.

Hroma(VI) oksīds
CrO3-monomer-from-DFT-PW91-aD-2008-side-3D-balls.png
Hroma(VI) oksīda molekulas modelis
CrO3-from-xtal-1970-bulk-3D-balls.png
Hroma(VI) oksīda kristālrežģis ar ķēžveida struktūrām
Chrom(VI)-oxid.jpg
Hroma(VI) oksīda paraugs
Citi nosaukumi hroma trioksīds, hromskābes anhidrīds
CAS numurs 1333-82-0
Ķīmiskā formula CrO3
Molmasa 99,99 g/mol
Blīvums 2700 kg/m3
Kušanas temperatūra 197 °C
Viršanas temperatūra 250 °C (sadalās)
Šķīdība ūdenī 164,8 g/100 mL (0 °C)
169 g/100 mL (25 °C)
172,6 g/100 mL (40 °C)
198,1 g/100 mL (100 °C)

IegūšanaLabot

Iegūst, apstrādājot kālija dihromāta šķīdumu ar koncentrētu sērskābi.[1] Karstam K2Cr2O7 šķīdumam uzmanīgi pievieno sērskābi. Šķīdums ļoti sakarst un pēc atdzesēšanas no tā izkrīt kālija hidrogēnsulfāta kristāli. Šķidrumu dekantē no nogulsnēm, uzsilda ūdens vannā un pievieno vēl sērskābi. Izkritušos smalkos CrO3 kristāliņus izšķīdina, pievienojot nedaudz ūdens. Ietvaicē, kamēr virs šķīduma sāk veidoties kristāliska plēve, un lēnām atdzesē. Izveidojušos CrO3 kristālus atfiltrē ar vakuumu Bihnera piltuvē (nedrīkst lietot papīra filtrus!), bet atlikušo šķīdumu var ietvaicēt un kristalizēt atkārtoti. Otrreizējo pārpalikušo šķīdumu izmanto laboratorijas trauku mazgāšanai kā hroma maisījumu. Lai atbrīvotos no sērskābes paliekām, kristālus apstrādā ar koncentrētu slāpekļskābi, mazgā un žāvē līdz 100 °C temperatūrā, kamēr beidz izdalīties slāpekļskābes tvaiki. Uzglabā eksikatorā virs koncentrētas sērskābes.

Molekulas uzbūveLabot

Hroma(VI) oksīda molekulai ir trijstūra piramīdas forma.[2] Kristalizējoties šīs molekulas savienojas garās ķēdēs ar skābekļa tiltiņu starpniecību. Šo ķēžveida struktūru veido CrO4 tetraedriskas vienības.[3]

 

Ķīmiskās īpašībasLabot

Karsējot CrO3 kļūst tumšs, kūstot veido tumši brūnu šķidrumu. Virs 250 °C sāk sadalīties, atšķeļot skābekli un veidojot hroma(III) oksīdu. Pie 435 °C sadalās pilnībā.

4CrO3 → 2Cr2O3 +3O2

Hroma (VI) oksīds ir ļoti spēcīgs oksidētājs.

Iedarbojoties ar sārmiem, veido hromātus:

CrO3 + 2KOHK2CrO4 + H2O

IzmantošanaLabot

Pasaulē ražo tūkstošiem tonnu hroma trioksīda gadā; to izmanto galvanisko pārklājumu tehnoloģijās.[4]

Lieto organiskajā sintēzē par oksidētāju tā saucamās Džonsa reakcijas veikšanai (pirmējo spirtu oksidēšana līdz karbonskābēm un otrējo spirtu oksidēšana līdz ketoniem). Hroma trioksīda vai kālija dihromāta sērskābu šķīdumu acetonā sauc par Džonsa reaģentu.

  • Hroma trioksīda reakcija ar pirmējiem spirtiem:
4CrO3 + 3RCH2OH + 12H+ → 3RCOOH + 4Cr3+ + 9H2O
  • Hroma trioksīda reakcija ar otrējiem spirtiem:
2CrO3 + 3R2CHOH + 6H+ → 3R2C=O + 2Cr3+ + 6H2O

Hroma trioksīda kompleksu ar piridīnu lieto nepiesātināto spirtu oksidēšanai par karbonilsavienojumiem, pie kam divkāršās saites spirtu molekulās netiek skartas (Sareta reakcija).

Attēlu galerijaLabot

AtsaucesLabot

  1. Карякин Ю. В., Ангелов И. И. Чистые химические вещества. Москва : Химия, 1974, 65. lpp. (krieviski)
  2. Zhai, H. J.; Li, S.; Dixon, D. A.; Wang, L. S. (2008). "Probing the Electronic and Structural Properties of Chromium Oxide Clusters (CrO3)n−and (CrO3)n(n= 1–5): Photoelectron Spectroscopy and Density Functional Calculations". Journal of the American Chemical Society 130 (15): 5167. doi:10.1021/ja077984d.
  3. Nails Ahmetovs. Neorganiskā ķīmija. Rīga : Zvaigzne, 1978, 363. lpp.
  4. G. Anger, J. Halstenberg, K. Hochgeschwender, C. Scherhag, U. Korallus, H. Knopf, P. Schmidt, M. Ohlinger. «Chromium Compounds». Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000. ISBN 3527306730. doi:10.1002/14356007.a07_067.