Triossido di dicromo

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Triossido di dicromo
Polvere di triossido di dicromo
Nome IUPAC
Triossido di dicromo
Nomi alternativi
Sesquiossido di cromo
Verde di cromo
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare Cr2O3
Massa molecolare (u) 151,99 g/mol
Aspetto solido verde
Numero CAS [1308-38-9]
Numero EINECS 215-160-9
PubChem 517277
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.) 5,22 (25 °C)
Solubilità in acqua (20 °C) insoluble
Temperatura di fusione 2.435 °C (2.708 K)
Temperatura di ebollizione 4.000 °C (4.273 K)
Proprietà termochimiche
ΔfH0 (kJ·mol−1) −1141
Proprietà tossicologiche
LD50 (mg/kg) 10000 (ratto, orale)
Indicazioni di sicurezza
Frasi H ---
Consigli P --- [1]

Il triossido di dicromo o ossido di cromo(III) è il composto chimico di formula Cr2O3. È il più stabile ossido di cromo e viene usato principalmente come pigmento verde. Si trova anche in natura nel raro minerale eskolaite.

Cenni storici[modifica | modifica sorgente]

I primi a preparare una forma di Cr2O3 adatta ad essere usata come pigmento verde furono i parigini Pannetier e Binet nel 1838. Il procedimento fu tenuto segreto, e solo nel 1859 Guignet brevettò il metodo di fabbricazione.[2] Il composto era venduto come pigmento verde con il nome francese di viride, dal latino viridis = verde. I nomi corrispondenti in italiano e inglese sono rispettivamente verde Veronese e viridian.

Struttura e proprietà[modifica | modifica sorgente]

Cr2O3 a temperatura ambiente è un solido verde inodore. Ha una struttura tipo corindone, come analoghi ossidi di titanio, vanadio e ferro. Questa struttura consiste di un reticolo esagonale compatto di ioni ossido, dove gli ioni Cr3+ occupano 2/3 delle cavità ottaedriche. Cr2O3 è un semiconduttore ed è antiferromagnetico sino a 307 K, la sua temperatura di Néel.[3][4]

Il minerale eskolaite è un materiale duro e fragile, con un valore di 8-8,5 nella scala di Mohs.[5]

Produzione[modifica | modifica sorgente]

Campione di eskolaite

Cr2O3 esiste anche in natura nel minerale eskolaite, che prende il nome dal geologo finlandese Pentti Eskola.[5] Questo minerale non è però una fonte utile di triossido di dicromo, dato che è raro (si trova in skarn di tremoliti ricche di cromo, metaquarziti, vene di clorite, nonché a volte in condriti).

Cr2O3 si prepara per riduzione del dicromato di sodio con zolfo, ad alta temperatura:[6]

Na2Cr2O7 + S → Na2SO4 + Cr2O3

Se interessa produrre Cr2O3 particolarmente puro si usa la decomposizione termica di composti di cromo come CrO3 o dicromato d'ammonio:[6]

(NH4)2Cr2O7 → Cr2O3 + N2 + 4H2O

Questa ultima reazione ha una temperatura di accensione di meno di 200 °C, ed è spesso usata nelle dimostrazioni come "vulcano chimico".[7]

Reattività[modifica | modifica sorgente]

Il Cr2O3 preparato con processi ad alta temperatura è in genere poco reattivo a temperatura ambiente. Lo stesso vale per il minerale eskolaite. Se riscaldato in forma polverizzata assieme a polvere di alluminio si riduce a cromo metallico formando ossido di alluminio in una reazione violenta tipo termite:

Cr2O3 + 2Al → 2Cr + Al2O3

A differenza di termiti utilizzanti ossidi di ferro, la reazione con ossido di cromo crea meno scintille e meno fumo. La termite con ossido di cromo non è però di uso pratico per fondere cromo, perché questo metallo ha un punto di fusione molto alto (1857 °C).

Per riscaldamento con cloro e carbonio si forma tricloruro di cromo:

Cr2O3 + 3Cl2 + 3C → 2CrCl3 + 3CO

Per ossidazione di Cr2O3 tramite fusione alcalina si formano cromati:

2Cr2O3 + 4NaOH + 3KNO3 → 2Na2CrO4 + 2H2O + 3KNO2

Le forme idrate ottenute per via umida da soluzioni di Cr(III) sono invece più reattive a temperatura ambiente, e mostrano un comportamento anfotero. Sono insolubili in acqua, ma si sciolgono in acidi formando lo ione [Cr(H2O)6]3+. In alcali si formano cromiti, cioè ossianioni di Cr(III) largamente idrolizzati tipo Cr2O42−.

Usi[modifica | modifica sorgente]

Cr2O3 è molto stabile ed è comunemente usato come pigmento, anche in forma idrata. Viene usato in vernici, inchiostri e vetri. È inoltre usato come abrasivo e come materiale di partenza per ottenere il pigmento magnetico diossido di cromo, secondo la reazione:[6]

Cr2O3 + 3CrO3 → 5CrO2 + O2

Sicurezza[modifica | modifica sorgente]

Il cromo metallico e composti di Cr(III) non sono considerati cancerogeni, a differenza di composti del Cr(VI). In particolare, Cr2O3 non è classificato pericoloso secondo le direttive 67/548/CEE e 1999/45/CE.[8] Tuttavia va evitato qualsiasi comportamento improprio, soprattutto con il composto in polvere. Il contatto con la pelle e gli occhi provoca irritazioni. Per inalazione provoca tosse e difficoltà respiratorie. L'ingestione provoca dolori con vomito e diarrea.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ scheda dell'ossido di cromo(III) su IFA-GESTIS
  2. ^ N. Eastaugh, V. Walsh, T. Chaplin e R. Siddall, The pigment compendium: a dictionary of historical pigments, Butterworth-Heinemann, 2004. ISBN 0-7506-5749-9.
  3. ^ J. E. Greedan, Magnetic oxides in Encyclopedia of Inorganic chemistry, 2ª ed., John Wiley & Sons, 2005. DOI:10.1002/0470862106.ia123, ISBN =9780470862100.
  4. ^ A. F. Holleman e E. Wiberg, Inorganic Chemistry, New York, Academic Press, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
  5. ^ a b Eskolaite, in Mineralogy Database. URL consultato il 24 gennaio 2011.
  6. ^ a b c G. Anger, J. Halstenberg, K. Hochgeschwender, C. Scherhag, U. Korallus, H. Knopf, P. Schmidt, M. Ohlinger, Chromium Compounds in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim, Wiley-VCH, 2005.
  7. ^ Ammonium dichromate volcano. URL consultato il 24 gennaio 2011.
  8. ^ Scheda di sicurezza di Cr2O3. URL consultato il 25 gennaio 2011.

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

  • C. E. Housecroft, A. G. Sharpe, Inorganic chemistry, 3ª ed., Harlow (England), Pearson Education Limited, 2008. ISBN 978-0-13-175553-6.
  • N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the elements, 2ª ed., Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997. ISBN 0-7506-3365-4.