CHLOREK CHROMU (CRCL3): BUDOWA, WŁAŚCIWOŚCI, ZASTOSOWANIA - CHEMIA - 2026

Chlorek chromu (CrCl ₃ ) jest sól nieorganiczna składa się z kationów Kr ³⁺ i aniony Cl ^- w stosunku 1: 3; to znaczy dla każdego Cr ³⁺ są trzy Cl ^- . Jak zobaczymy później, ich interakcje nie są jonowe. Sól ta może występować w dwóch postaciach: bezwodnej i heksahydratu.

Postać bezwodna charakteryzuje się czerwonawo-fioletowym kolorem; podczas gdy heksahydrat, CrCl ₃ .6H ₂ O, jest ciemnozielony. Włączenie cząsteczek wody modyfikuje właściwości fizyczne wspomnianych kryształów; jak ich temperatury wrzenia i topnienia, gęstości itp.

Fioletowo-czerwonawe kryształy bezwodnego chlorku chromu (III). Źródło: Ben Mills

Chlorek chromu (III) (zgodnie z nomenklaturą zapasów) rozkłada się w wysokich temperaturach, przekształcając się w chlorek chromu (II), CrCl ₂ . Działa korodująco na metale, chociaż jest stosowany w chromowaniu: procedurze, w której metale są powlekane cienką warstwą chromu.

Cr ³⁺ , pochodzący z odpowiedniego chlorku, był stosowany w leczeniu cukrzycy, zwłaszcza u pacjentów z całkowitym odżywianiem pozajelitowym (TPN), którzy nie spożywają wymaganej ilości chromu. Jednak wyniki są znacznie lepsze (i bardziej wiarygodne), gdy jest dostarczany jako pikolinian.

Struktura chlorku chromu

Koordynacja ośmiościan dla CrCl3 w jego kryształach. Źródło: Ben Mills

CrCl ₃ mimo jego soli, przy czym charakter jego interakcji nie mają charakter jonowy; mają pewien kowalencyjny charakter, produkt koordynacji między Cr ³⁺ i Cl ^- , z których powstaje zdeformowany ośmiościan (górne zdjęcie). Chrom znajduje się w środku ośmiościanu, a chlor w jego wierzchołkach.

Ośmiościanu CrCl ₆ może, na pierwszy rzut oka są sprzeczne wzór CrCl ₃ ; Jednak ten kompletny ośmiościan nie definiuje komórki elementarnej kryształu, ale raczej sześcian (również zdeformowany), który przecina zielone kule lub aniony chloru na pół.

Bezwodne warstwy krystaliczne

Zatem komórka elementarna z tym ośmiościanem nadal utrzymuje stosunek 1: 3. Odtwarzając te zdeformowane kostki w przestrzeni, uzyskuje się kryształ CrCl ₃ , który jest przedstawiony na górnym obrazie za pomocą trójwymiarowego modelu wypełnienia oraz modelu kul i prętów.

Warstwa struktury krystalicznej CrCl3 przedstawiona za pomocą modelu sfer i prętów oraz trójwymiarowego wypełnienia. Źródło: Ben Mills

Ta krystaliczna warstwa jest jedną z wielu, które tworzą łuszczące się czerwono-fioletowe kryształy CrCl ₃ (nie mylić prawdziwego koloru kryształu z kolorem zielonych kul).

Jak widać, aniony Cl ^- zajmują powierzchnię, więc ich ładunki ujemne odpychają inne warstwy krystaliczne. W konsekwencji kryształy stają się łuszczące i kruche; ale błyszczące, bo chromowane.

Jeśli te same warstwy są wizualizowane z perspektywy bocznej, zamiast ośmiościanów zostaną zaobserwowane zniekształcone czworościany:

Krystaliczne warstwy CrCl3 widziane z boku. Źródło: Ben Mills.

Tutaj jest jeszcze bardziej ułatwione zrozumienie, dlaczego warstwy odpychają się, gdy aniony Cl ^- wiążą się na ich powierzchniach.

Nieruchomości

Nazwy

-Chlorek chromu (III)

-Trichlorek chromu (III)

-Bezwodny chlorek chromu (III).

Wzór chemiczny

-CrCl ₃ (bezwodny).

-CrCl ₃ .6H ₂ O (heksahydrat).

Waga molekularna

-158,36 g / mol (bezwodny).

-266,43 g / mol (heksahydrat).

Opis fizyczny

-Czerwono-fioletowe ciała stałe i kryształy (bezwodne).

-Ciemnozielony krystaliczny proszek (heksahydrat, dolny obraz). W tym hydracie widać, jak woda hamuje połysk, metaliczną cechę chromu.

Sześciowodzian chlorku chromu. Źródło: Użytkownik: Walkerma

Temperatura topnienia

-1,152 ° C (2106 ° F, 1425 K) (bezwodny)

-83 ° C (heksahydrat).

Temperatura wrzenia

1300 ° C (2370 ° F, 1570) (bezwodny).

Rozpuszczalność w wodzie

Wodne roztwory chlorku chromu (III). Źródło: Leiem

-Słabo rozpuszczalny (bezwodny).

-585 g / l (heksahydrat).

Powyższy obrazek przedstawia serię probówek wypełnionych wodnym roztworem CrCl ₃ . Zwróć uwagę, że im bardziej jest skoncentrowany, tym intensywniejszy jest kolor kompleksu ³⁺ , który odpowiada za kolor zielony.

Rozpuszczalność w rozpuszczalnikach organicznych

Rozpuszczalny w etanolu, ale nierozpuszczalny w eterze (bezwodny).

Gęstość

-2,87 g / cm ³ (bezwodny).

-2,76 g / cm ³ (heksahydrat).

Temperatura przechowywania

Rozkład

Po podgrzaniu do rozkładu chlorek chromu (III) wydziela toksyczne opary związków zawierających chlor. Związki te są również uwalniane, gdy chlorek chromu (III) wchodzi w kontakt z mocnymi kwasami.

Korozja

Jest silnie korozyjny i może atakować niektóre stale.

Reakcje

Jest niekompatybilny z silnymi utleniaczami. Reaguje również silnie z litem i azotem.

Po podgrzaniu w obecności wodoru redukuje się do chlorku chromu (II), z utworzeniem chlorowodoru.

2 CrCl ₃ + H ₂ => 2 CrCl ₂ + 2 HCl

pH

W roztworze wodnym o stężeniu 0,2 M: 2,4.

Synteza

Sześciowodzian chlorku chromu (III) jest wytwarzany w reakcji wodorotlenku chromu z kwasem solnym i wodą.

Cr (OH) ₃ + 3 HCl + 3 H ₂ O => CrCl _3, 6H ₂ O

Następnie, w celu uzyskania bezwodnej soli, CrCl ₃ .6H ₂ O ogrzewa się w obecności chlorku tionylu, SOCl ₂ , kwasu solnego i ogrzewa:

Cl ₃ + 6 SOCl ₂ + ∆ → CrCl ₃ + 12 HCl + 6SO ₂

Alternatywnie CrCl ₃ uzyskuje się poprzez przepuszczanie gazowego chloru przez mieszaninę chromu i tlenku węgla.

Cr ₂ O ₃ + 3 C + Cl ₂ => 2 CrCl ₃ + 3 CO

I wreszcie, najczęściej stosowaną metodą, jest ogrzewanie jego tlenku środkiem halogenującym, takim jak czterochlorek węgla:

Cr ₂ O ₃ + 3CCl ₄ + ∆ → 2CrCl ₃ + 3COCl ₂

Aplikacje

Przemysłowy

Chlorek chromu bierze udział w wytwarzaniu chlorku chromu (II) in situ; odczynnik zaangażowany w redukcję halogenków alkilowych oraz w syntezę halogenków (E) -alkenylu.

-Jest stosowany w technice chromowania. Polega ona na osadzaniu za pomocą galwanizacji cienkiej warstwy chromu na przedmiotach metalowych lub innym materiale z celem dekoracyjnym, zwiększając w ten sposób odporność na korozję, a także twardość powierzchni.

-Służy jako zaprawa do tekstyliów, służąc jako łącznik między materiałem barwiącym a tkaniną do barwienia. Ponadto znajduje zastosowanie jako katalizator do produkcji olefin i środków hydroizolacyjnych.

Lecznictwo

Stosowanie suplementu chlorku chromu USP jest zalecane u pacjentów otrzymujących wyłącznie roztwory dożylne, podawane w celu całkowitego żywienia pozajelitowego (TPN). Dlatego tylko wtedy, gdy ci pacjenci nie spełniają wszystkich swoich potrzeb żywieniowych.

Chrom (III) jest częścią czynnika tolerancji glukozy, aktywatora reakcji promujących insulinę. Uważa się, że chrom (III) aktywuje metabolizm glukozy, białek i lipidów, ułatwiając działanie insuliny u ludzi i zwierząt.

Chrom jest obecny w wielu produktach spożywczych. Jednak jego stężenie nie przekracza 2 na porcję, przy czym brokuły są pokarmem o największej zawartości (11 µg). Dodatkowo wchłanianie chromu przez jelita jest niskie i wynosi od 0,4 do 2,5% spożytej ilości.

Utrudnia to ustalenie diety dostarczającej chrom. W 1989 roku National Academy of Sciences zaleciła od 50 do 200 µg / dzień jako odpowiednie spożycie chromu.

Ryzyka

Wśród możliwych zagrożeń związanych ze spożywaniem tej soli jako suplementu chromu są:

-Silne bóle brzucha.

- Nieprawidłowe krwawienie, które może obejmować trudności w gojeniu się rany, zaczerwienienie siniaków lub ciemnienie stolca spowodowane krwawieniem wewnętrznym.

-Podrażnienia układu pokarmowego powodujące wrzody żołądka lub jelit.

-Zapalenie skóry

Bibliografia

1. Shiver & Atkins. (2008). Chemia nieorganiczna. (Czwarta edycja). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Chlorek chromu (III). Odzyskane z: en.wikipedia.org
3. Chlorek chromu (III). Odzyskany z: alpha.chem.umb.edu
4. PubChem. (2019). Sześciowodzian chlorku chromu. Odzyskany z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Narodowy Instytut Zdrowia. (21 września 2018). Chrom: Arkusz informacyjny dotyczący suplementów diety. Odzyskany z: ods.od.nih.gov
6. Tomlinson Carole A. (2019). Skutki uboczne chlorku chromu. Leaf Group Ltd. Źródło: healthfully.com