Trióxido de cromo

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Compuesto químico

Trióxido de cromo (también conocido como óxido de cromo (VI) o Anhídrido cromático) es un compuesto inorgánico con la fórmula CrO3. Es el anhídrido ácido del ácido cromo, y a veces se comercializa bajo el mismo nombre. Este compuesto es un sólido de púrpura oscura bajo condiciones anhídricas y naranja brillante cuando está mojado. La sustancia se disuelve en agua acompañada de hidrólisis. Millones de kilogramos se producen anualmente, principalmente para el electroplating. El trióxido de cromo es un poderoso óxido, un mutageno y un carcinógeno.

Producción, estructura y reacciones básicas

El trióxido de cromo se genera al tratar dicromato de sodio con ácido sulfúrico:

H2Así que...4 + Na2Cr2O7 → 2 CrO3 + Na2Así que...4 + H2O

Aproximadamente 100.000 toneladas se producen anualmente mediante esta ruta o similares.

El sólido está formado por cadenas de átomos de cromo coordinados tetraédricamente que comparten vértices. Por lo tanto, cada centro de cromo comparte dos centros de oxígeno con sus vecinos. Dos átomos de oxígeno no se comparten, lo que da una estequiometría general de 1:3.

Modelo de cadenas en la estructura de cristal CrO3
Cromo, Cr
Oxygen, O

La estructura del CrO3 monomérico se ha calculado utilizando la teoría funcional de la densidad y se prevé que ser piramidal (grupo de puntos C3v) en lugar de plano (grupo de puntos D3h).

Ball-and-stick model of the DFT-calculated structure of the CrO3 monomer

El trióxido de cromo se descompone por encima de 197 °C, liberando oxígeno y finalmente dando Cr2O3:

4 CrO3 → 2 Cr2O3 + 3 O2

Se utiliza en síntesis orgánica como oxidante, a menudo como solución en ácido acético o acetona en el caso de la oxidación de Jones. En estas oxidaciones, el Cr(VI) convierte los alcoholes primarios en los correspondientes ácidos carboxílicos y los alcoholes secundarios en cetonas. Las reacciones se muestran a continuación:

  • Alcoholes primarios a ácidos carboxílicos
    4 CrO3 + 3 RCH2OH + 12 H+ → 3 RCOOH + 4 Cr3+ + 9 H2O
  • Alcoholes secundarios a cetonas
    2 CrO3 + 3 R2CHOH + 6 H+ → 3 R2C=O + 2 Cr3+ + 6 H2O

Aplicaciones

El trióxido de cromo se utiliza principalmente en el cromado. Normalmente se emplea con aditivos que afectan el proceso de revestimiento pero que no reaccionan con el trióxido. El trióxido reacciona con cadmio, zinc y otros metales para generar películas de cromato pasivantes que resisten la corrosión. También se utiliza en la producción de rubíes sintéticos. La solución de ácido crómico también se utiliza para aplicar tipos de recubrimiento anódico al aluminio, que se utilizan principalmente en aplicaciones aeroespaciales. En la Estación Espacial Internacional, se utiliza para controlar el crecimiento de bacterias en el tanque de almacenamiento de aguas residuales. Una solución de ácido crómico/ácido fosfórico es también el agente decapante preferido de recubrimientos anódicos de todo tipo.

Seguridad

El trióxido de cromo es altamente tóxico, corrosivo y cancerígeno. Es el principal ejemplo de cromo hexavalente, un peligro para el medio ambiente. Los derivados relacionados del cromo (III) no son particularmente peligrosos; por tanto, se utilizan reductores para destruir muestras de cromo (VI).

El trióxido de cromo, al ser un potente oxidante, encenderá materiales orgánicos como los alcoholes al entrar en contacto.

Imágenes

  • A concentrated solution of potassium dichromate in water.
    Una solución concentrada de dicromato de potasio en agua.
  • Addition of sulfuric acid to the solution.
    Adición de ácido sulfúrico a la solución.
  • Crystallization of chromium trioxide from the reaction.
    Cristalización de trióxido de cromo de la reacción.
  • Reaction between chromium trioxide and ethanol
    Reacción entre trióxido de cromo y etanol