Cr2O3 có phải oxit lưỡng tính không? Tính chất và ứng dụng

Cr2O3 là oxit của chromi tồn tại dưới dạng chất rắn màu xanh lục, không tan trong nước, cồn và aceton. Chất này đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp luyện kim, tổng hợp các chất,... Theo dõi bài viết dưới đây để được giải đáp các thắc mắc về: Cr2O3 có lưỡng tính không? Cr2O3 có màu gì? Tính chất hóa học và ứng dụng ra sao.

1. Tổng quan về Cr2O3

1.1. Cr2O3 là oxit gì?

Crom III oxit (công thức Cr2O3) là một oxit của Chromi với phân tử khối 151,9942 g/mol và nhiệt độ nóng chảy ở 2435˚C.

Cr2O3 là oxit bên nhất của Crom, ở nhiệt độ 1200 độ C, nó mới bắt đầu bị hóa hơi 1 phần.

Các tên gọi khác: Chromi sesquioxide, Chromia, Chromi lục, eskolait,..

Cr2O3 có thể tồn tại dưới dạng tự nhiên hoặc dạng hợp chất kali dicromat.

Hình 1: Cấu trúc của Cr2O3

1.2. Cr2O3 có lưỡng tính không?

Cr2O3 được biết là hợp chất oxit bazo nhưng chắc hẳn nhiều người sẽ thắc mắc oxit này có lưỡng tính không? Câu trả lời là Cr2O3 là một oxit lưỡng tính, nhưng tính axit yếu hơn so với nhiều oxit khác. Phản ứng được với môi trường axit và base đặc nóng.

2. Các tính chất lý hóa của Cr2O3

2.1. Tính chất vật lý

Tính chất

Đặc điểm

Cảm quan

Tồn tại dưới dạng chất rắn, màu xanh lục

Khối lượng phân tử

151,9942 g/mol

Trọng lượng riêng

5,22 g/cm³

Nhiệt độ nóng chảy

2.435 °C tương ứng với 2.708 K hoặc 4.415 °F

Nhiệt độ sôi

4.000 °C tương ứng với 4.270 K hoặc 7.230 °F

Độ hòa tan

Không tan trong nước, cồn, aceton,...

Hình 2: Bột Cr2O3

2.2. Tính chất hóa học

Cr2O3 thể hiện tính chất đặc trưng của oxit lưỡng tính, cụ thể:

- Là oxit bền vững duy nhất của Crom, với điểm sôi 4.000°C và mật độ 5,22 g/cm³.

- Ở nhiệt độ cao, Cr2O3 tan trong axit và dung dịch kiềm.

- Trong điều kiện nhiệt độ thường, Cr2O3 không tan trong dung dịch NaOH loãng.

- Tính lưỡng tính của Cr2O3 được thể hiện khi nung với kiềm hoặc kali hidrosunfat.

- Cr2O3 là một oxit lưỡng tính mạnh, có thể phản ứng với axit đặc và kiềm đặc.

Cr2O3 + NaOH (đặc nóng) => NaCrO2 + H2O

Cr2O3 + 6HCl (đặc nóng) => 2CrCl3 + 3H2O2

3. Tổng hợp các phương pháp điều chế Cr2O3

Cr2O3 có thể được điều chế từ nhiều phương pháp khác nhau:

- Phản ứng khử K2Cr2O7 bằng Cacbon: Khi K2Cr2O7 tương tác với cacbon (C), nó sẽ khử thành Cr2O3, K2CO3, và CO2 theo phản ứng sau:

2K2Cr2O7 + 3C → 2Cr2O3 + 2K2CO3 + 3CO2

- Phản ứng khử K2Cr2O7 bằng lưu Huỳnh: Khi K2Cr2O7 tương tác với lưu huỳnh (S), nó sẽ khử thành Cr2O3 và K2SO4 như sau:

K2Cr2O7 + S → Cr2O3 + K2SO4

- Nhiệt phân nóng chảy Cr(OH)3 và (NH4)2Cr2O7: Sản phẩm tạo thành Cr2O3, H2O, NH3, và H2O theo các phản ứng sau:

- Nhiệt phân nóng chảy Cr(OH)3: 2Cr(OH)3 → Cr2O3 + 3H2O

- Nhiệt phân nóng chảy: (NH4)2Cr2O7: (NH4)2Cr2O7 → Cr2O3 + NH3 + H2O

4. Vai trò của Cr2O3 trong đời sống

4.1. Sản xuất gốm sứ

Cr2O3 được sử dụng làm chất tạo màu trong ngành công nghiệp gốm. Chất này tạo ra màu xanh lục (xanh chromium) đặc trưng, giữ nguyên màu sắc dù trong điều kiện nung chậm hay nhanh, trong môi trường lò oxy hóa hoặc khử. Tuy nhiên, nó cho màu xanh nhạt và mờ khi sử dụng một mình. Khi có sự hiện diện của CaO, màu xanh có thể chuyển sang màu xanh cỏ.

4.2. Công nghiệp xử lý khí thải

Cr2O3 được sử dụng như một chất xúc tác trong quá trình sản xuất ammonia và trong công nghiệp xử lý khí thải, nhất là trong hệ thống xử lý xúc tác SCR (Selective Catalytic Reduction). Sử dụng Cr2O3 trong quá trình này giúp cải thiện hiệu suất và giảm lượng khí thải độc hại xuất ra môi trường.

4.3. Công nghiệp dệt may, in ấn

Cr2O3 đóng vai trò là chất tạo màu (màu xanh) trong ngành công nghiệp dệt may, in ấn. Ngoài ra, nó cũng được sử dụng để nhuộm da sách và các sản phẩm nhựa khác nhằm tạo màu sắc và độ bền.

4.4. Ứng dụng khác

Với tính chất chống ăn mòn, Cr2O3 được sử dụng để che phủ bề mặt các vật liệu như thép không gỉ, hợp kim nhôm và hợp kim kim loại. Nó giúp bảo vệ các kim loại khỏi bị ăn mòn bởi các yếu tố ngoại cảnh.

Hình 3: Cr2O3 còn dùng để làm lớp che phủ bề mặt kim loại

Cr2O3 còn được sử dụng trong các ngành chế tạo máy móc, thành phần trong các dược phẩm,...

Mong rằng với những chia sẻ ở trên sẽ giúp bạn đọc có cái nhìn tổng quan rõ nét nhất về hóa chất Cr2O3. Nếu còn bất kỳ thắc mắc nào hãy để lại thông tin ở bên dưới phần bình luận để đội ngũ chuyên viên của chúng tôi giải đáp.