크롬산 아연 : 구조, 특성, 획득, 용도 - 화학 - 2026

크롬산 아연 또는 아연 산염은 요소 Zn으로부터 이루어지는 무기 화합물, 크롬 (CR) 및 산소 (O)이다. 그것은 Zn ²⁺ 및 CrO ₄ ^2- 이온을 가지고 있습니다. 그것의 화학 공식은 ZnCrO ₄ 입니다.

용어 "아연 크로메이트 '상업적 다른 분자 구조와 세 화합물을 지정하는 역할을한다 : 자체 ZnCrO (a) 아연 크로메이트 ₍₄₎ , (b) 기본적인 아연 크로메이트 ZnCrO ₄ • 4Zn (OH) ₂ , 및 (c를 ) 아연과 칼륨의 기본 크롬 산염 3ZnCrO ₄ • Zn (OH) ₂ • K ₂ CrO ₄ • 2H ₂ O.

아연 크롬 산염의 구조. 저자 : Marilú Stea.

주로 금속을 부식으로부터 보호하는 페인트 또는 프라이머에 사용됩니다. 이를 위해 페인트, 바니시 및 폴리머와 혼합되어 금속 표면에 적용됩니다.

또한 도구와 같은 다양한 물체를 코팅하는 다른 크롬 산염 및 산으로 달성 된 장식 및 보호 마감에 사용됩니다. 또한 금속 부품의 전기 전도성을 유지하는 역할도합니다.

유기 화합물의 수소화 반응 (수소 첨가)에서 촉매로 사용됩니다. 이전에 예술적 그림에 사용 된 안료의 일부입니다.

암을 유발하는 물질로 크롬 산염이 +6 산화 상태의 크롬을 가지고 있기 때문입니다.

구조

아연 크로메이트 ZnCrO ₄ 는 노란색 화합물입니다. 저자 : Marilú Stea.

아연 크로메이트는 아연 양이온 Zn ²⁺ 및 크로메이트 음이온 CrO ₄ ^2-에 의해 형성된 이온 화합물 입니다. 후자는 원자가 +6 (6가 크롬, Cr ⁶⁺ )의 크롬 과 산화 상태가 -2 인 4 개의 산소 원자로 구성됩니다.

Zn ²⁺ 이온 은 다음과 같은 전자 구조를 가지고 있습니다.

1s ² , 2s ² 2p ⁶ , 3s ² 3p ⁶ 3d ¹⁰ .

그 부분에서 6가 크롬은 전자 궤도에서 다음과 같은 구조를 가지고 있습니다.

1s ² , 2s ² 2p ⁶ , 3s ² 3p ⁶ .

궤도가 완전하기 때문에 두 구조 모두 매우 안정적입니다.

명명법

• 아연 크로메이트
• 크롬산 아연 염
• 아연 황색 (이 용어는 ZnCrO ₄ 를 포함하는 다른 화합물을 의미하기도 함 ).

속성

몸 상태

담황색 또는 황색 결정 성 고체. 프리즘 형태의 크리스탈.

분자 무게

181.4g / 몰

녹는 점

316ºC

밀도

3.40g / cm ³

용해도

물에 약하게 용해 됨 : 3.08g / 100g의 H ₂ O. 산과 액체 암모니아에 쉽게 용해됩니다. 아세톤에 불용성.

pH

일부 출처에 따르면 수용액은 산성입니다.

화학적 특성

그것은 강하게 산화하는 화합물이므로 환원제와 반응하여 열을 발생시킬 수 있습니다. 반응 할 수있는 물질 중에는 시안화물, 에스테르 및 티오 시아 네이트와 같은 유기 물질이 있습니다. 또한 일부 금속을 공격 할 수 있습니다.

수용액에서 크로메이트 이온은 pH와 다른 종 형성에 따라 다양한 평형을 나타냅니다.

크로메이트 형성 종

pH 6 이상에서는 크롬산 이온 CrO ₄ ^2- (노란색)가 존재합니다. pH가 2와 6 사이의 pH, 이온 HCrO ₄ ^- 및 중크롬산 CR ₂ O ₇ ^2- (오렌지색 - 적색으로) 평형 상태에있다 ; 1보다 낮은 pH에서 주요 종은 H ₂ CrO ₄ 입니다.

이 수용액에 아연 (II) 양이온을 첨가하면 ZnCrO _4가 침전 됩니다.

잔액은 다음과 같습니다.

HCrO ₄ ^- ⇔ CRO ₄ ^2- + H ⁺

H ₂ CRO ₄ ⇔ HCrO ₄ ^- + H ⁺

CR ₂ O ₇ ² + H ₂ O ⇔ 2 HCrO ₄ ^-

기본 매체에서 다음이 발생합니다.

CR ₂ O ₇ ^2- + OH ^- ⇔ HCrO ₄ ^- + CRO ₄ ^2-

HCrO ₄ ^- + OH ^- ⇔ CRO ₄ ² + H ₂ O

ZnCrO ₄ 는 공기 나 물과 빠르게 반응하지 않습니다.

구하기

수성 산화 아연 또는 수산화물 슬러지를 용해 된 크로메이트 염과 반응시킨 다음 중화시켜 생산할 수 있습니다.

산업적으로는 아연 금속을 중크롬산 나트륨 (Na ₂ Cr ₂ O ₇ )과 황산 (H ₂ SO ₄ ) 용액에 담그는 Cronak 공정이 사용됩니다 .

용해 된 아연 및 크롬 산염이있는 용액에서 침전시켜 준비 할 수도 있습니다.

K ₂ CrO ₄ + ZnSO ₄ → ZnCrO ₄ ↓ + K ₂ SO ₄

응용

금속 보호

야금 산업에서 주로 금속에 적용되는 기본 페인트 (준비 페인트 또는 초기 코팅)에 사용되며 부식에 대한 저항력을 제공합니다.

그것은 유기 고분자의 매트릭스에 삽입되는 페인트와 바니시의 안료로 사용됩니다.

이 유형의 페인트는 파이프 라인, 유조선, 교량과 같은 철 구조물, 송전탑 및 자동차 부품에 적용되어 부식을 방지합니다.

교량의 철골 구조는 부식으로부터 보호하기 위해 최종 도장 전에 아연 크롬 산염베이스로 도장됩니다. 저자 : オ ギ ク ボ マ ン サ ク. 출처 : Pixabay.

패시베이션

또한 알칼리 금속 크롬 산염을 사용하여 부동 태화 된 아연 코팅 된 금속 성분을 보호하는 것으로 밝혀졌습니다. 패시베이션은 특정 환경 조건에서 화학적 반응성의 손실로 구성됩니다.

이러한 코팅은 장식 마감재로도 사용되며 전기 전도성을 유지합니다. 일반적으로 도구와 같은 일상 용품에 적용되며 노란색으로 식별 할 수 있습니다.

일부 도구는 크롬산 아연으로 코팅되어 있습니다. 저자 : Duk. 출처 : Wikimedia Commons.

작동 원리

일부 연구자들은 아연 크롬 산염이 금속 부식에 대한 보호가 곰팡이 성장을 억제한다는 사실 때문일 수 있음을 발견했습니다. 이러한 방식으로 부식 방지 페인트 코팅의 열화를 방지합니다.

다른 연구에 따르면 부식 방지 효과는 화합물이 금속에 대한 보호 산화물 형성을 가속화한다는 사실 때문일 수 있습니다.

금속 표면 보호를위한 부식 방지 아연 크롬 산염 프라이머. 水水 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). 출처 : Wikimedia Commons.

반응의 촉매 작용에서

이 화합물은 메탄올 (CH ₃ OH) 을 얻기위한 일산화탄소 (CO)의 수소화와 같은 다양한 화학 반응에서 촉매로 사용되었습니다 .

에스테르는 반응 속도를 높이기 위해이 화합물을 사용하여 수소화에 의해 1 차 알코올로 전환 될 수 있습니다.

일부 연구자들에 따르면, 촉매 작용은 고체가 화학 양 론적 구조를 나타내지 않는다는 사실 때문입니다. 즉, 공식 ZnCrO ₄ 에서 벗어나 오히려 다음과 같습니다.

Zn _1-x Cr _2-x O ₄

이것은 에너지 적으로 촉매 작용을 선호하는 구조에 결함이 있음을 의미합니다.

기타 앱

일부 유성 착색제에서 발견되며 인쇄에 사용되며 표면 처리제이며 바닥 깔개에 적용되며 화학 실험실의 시약입니다.

중단 된 사용

1940 년대부터 ZnCrO ₄ , 아연 구리 크롬 산염 의 유도체는 감자 식물의 잎 살균제로 사용되었습니다.

감자 식물. 저자 : Dirk (Beeki®) Schumacher. 출처 : Pixabay.

이 사용은 화합물의 독성과 유해한 영향으로 인해 포기되었습니다.

19 세기의 예술 그림에서 복잡한 아연 크롬 산염 인 4ZnCrO ₄ • K ₂ O • 3H ₂ O (수화 아연 및 크롬산 칼륨)가 발견되었으며, 이는 레몬 옐로우라고하는 노란색 안료입니다.

위험

가연성은 아니지만 가열하면 독성 가스를 방출합니다. 환원제 또는 유기 물질과 접촉하면 폭발 할 수 있습니다.

먼지는 눈과 피부를 자극하여 알레르기 반응을 일으 킵니다. 흡입하면 코와 목에 염증이 생깁니다. 폐에 영향을 미치고 숨가쁨, 기관지염, 폐렴 및 천식을 유발합니다.

그것의 섭취는 소화관, 간, 신장, 중추 신경계에 영향을 미치고 순환계 붕괴를 일으키고 면역 체계를 손상시킵니다.

암 발생기

확인 된 발암 물질로 폐암 및 비강 암의 위험을 증가시킵니다. 세포에 독성 (세포 독성)이 있으며 염색체 (유전 독성)도 손상시킵니다.

크롬산 아연은 폐암과 호흡 기암을 유발합니다. 저자 : OpenClipart-Vectors. 출처 : Pixabay.

이 화합물의 독성 및 발암 성은 주로 +6 산화 상태에서 크롬의 작용에 의해 발생하는 것으로 확인되었습니다. 그러나 아연의 존재는 제품 불용성을 제공하며 이는 또한 생성되는 손상에도 영향을 미칩니다.

환경에 미치는 영향

동물과 수생 생물에 매우 유독하여 시간이 지남에 따라 유해한 영향을줍니다. 이 화학 물질은 먹이 사슬 전체에 걸쳐 생체 축적 될 수 있습니다.

이러한 모든 이유로 크롬 산염 (6가 크롬)을 포함하는 공정은 세계 보건기구에 의해 규제되고 있으며이 이온이없는 대체 기술로 대체되고 있습니다.

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