Chrom(III)-oxid

Kristallstruktur
Kristallstruktur von Chrom(III)-oxid
Vorlage:Farbe Cr3+ 0 Vorlage:Farbe O2−
Kristallsystem	Hexagonal
Raumgruppe	R3c (Nr. 167)Vorlage:Raumgruppe/167
Gitterparameter	a = 0.496 nm, c = 1.359 nm
Allgemeines
Name	Chrom(III)-oxid
Andere Namen	Chromoxid Chromsesquioxid Dichromtrioxid Eskolait C.I. Pigment Green 17 C.I. Pigment Green 18 (Dihydrat) Vorlage:INCI
Verhältnisformel	Cr2O3
Kurzbeschreibung	grünes, geruchloses Pulver<ref name="GESTIS"/>
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN Vorlage:CASRN (Dihydrat) EG-Nummer 215-160-9 ECHA-InfoCard 100.013.783 PubChem 517277 ChemSpider 451305 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	151,99 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	5,21 g·cm−3<ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref>
Schmelzpunkt	2435 °C<ref name="GESTIS"/>
Siedepunkt	~3000 °C<ref name="Römpp" />
Löslichkeit	praktisch unlöslich in Wasser<ref name="GESTIS"/>
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung<ref name="GESTIS" /> keine GHS-Piktogramme H- und P-Sätze H: keine H-Sätze P: keine P-Sätze<ref name="GESTIS" />
Toxikologische Daten	>5.000 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)<ref name="MSDS_Jaeger" /> >>5,41 mg·l−1 (LC50, Ratte, 4 h)<ref name="MSDS_Jaeger" />
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Chrom(III)-oxid, Cr₂O₃, ist eine chemische Verbindung aus Chrom und Sauerstoff. Es wird oft nur Chromoxid genannt, obwohl dieser Name zu Verwechslungen mit den drei anderen Chromoxiden Chrom(II)-oxid, Chrom(IV)-oxid und Chrom(VI)-oxid führen kann.

Als synthetisch hergestelltes Pigment Chromoxidgrün wurde es 1929 von der Bayer AG auf den Markt gebracht.<ref>K. Dohnke: Die Lack-Story: 100 Jahre Farbigkeit zwischen Schutz, Schönheit und Umwelt. Dölling und Galitz, Hamburg 2000, ISBN 3-933374-64-2, S. 143. </ref>

Vorkommen

In der Natur ist Chrom(III)-oxid als selten vorkommendes Mineral Eskolait bekannt.

Eigenschaften

Chrom(III)-oxid liegt je nach Herstellungsmethode als grünes Pulver oder als buntschillernde, metallartig glänzende, sehr harte, hexagonal rhomboedrische Kristalle vor.<ref name="Römpp">Eintrag zu Chromoxide. In: Römpp Online. Georg Thieme VerlagVorlage:Abrufdatum</ref> Chrom(III)-oxid ist (im Gegensatz zum gefährlichen Chrom(VI)-oxid) ungiftig.<ref>44200 Chromoxidgrün. (PDF; 866 kB) Kremer Pigmente, November 2017, abgerufen am 18. Juli 2023. </ref>

Chrom(III)-oxid hat eine Bandlücke von 3.2 eV<ref>P. S. Robbert, H. Geisler, C. A. Ventrice, J. van Ek, S. Chaturvedi, J. A. Rodriguez, M. Kuhn, U. Diebold: Novel electronic and magnetic properties of ultrathin chromium oxide films grown on Pt(111). In: Journal of Vacuum Science & Technology A: Vacuum, Surfaces, and Films. Band 16, Nr. 3, 1. Mai 1998, S. 990–995, doi:10.1116/1.581283. </ref> und müsste in reiner Form somit ein Isolator sein. Die beobachteten halbleitenden Eigenschaften von Dünnfilmen<ref>Zhishan Mi, Li Chen, Changmin Shi, Yuan Ma, Dongchao Wang, Xiaolong Li, Hongmei Liu, Lijie Qiao: The effects of strain and vacancy defects on the electronic structure of Cr2O3. In: Computational Materials Science. Band 144, März 2018, S. 64–69, doi:10.1016/j.commatsci.2017.12.012. </ref><ref>Jarnail Singh, Vikram Verma, Rajesh Kumar, Ravi Kumar: Structural, optical and electrical characterization of epitaxial Cr 2 O 3 thin film deposited by PLD. In: Materials Research Express. Band 6, Nr. 10, 7. August 2019, S. 106406, doi:10.1088/2053-1591/ab3543. </ref> lassen sich dadurch erklären, dass einzelne fehlende Chromatome ein neues Akzeptorband erzeugen<ref>François Lebreau, Mazharul M. Islam, Boubakar Diawara, Philippe Marcus: Structural, Magnetic, Electronic, Defect, and Diffusion Properties of Cr 2 O 3 : A DFT+ U Study. In: The Journal of Physical Chemistry C. Band 118, Nr. 31, 7. August 2014, S. 18133–18145, doi:10.1021/jp5039943. </ref>. Dieser elektronische Zustand ermöglicht Löcherleitung und macht Chrom(III)-oxid zu einem p-Typ Halbleiter.

Verwendung

Datei:Chromium(III)-oxide-sample.jpg

Chrom(III)-oxid

Datei:Chromium(III)-oxide pigment.jpg

Chromoxidgrün-Pigment

Chrom(III)-oxid wird aufgrund seiner Härte in Schleifmitteln eingesetzt. In vielen organischen Reaktionen dient es als Katalysator.

Unter dem Namen Chromoxidgrün ist es als olivgrünes Pigment erhältlich.<ref name="Römpp"/> Es dient unter anderem als Emaillefarbe und zum Glasfärben.<ref>M. Binnewies et alii: Allgemeine und Anorganische Chemie. 2. Auflage. Spektrum, 2010, ISBN 3-8274-2533-6, S. 677. </ref>

Die Reisezugwagen der Deutschen Bundesbahn und der Deutschen Reichsbahn waren mit Lacken angestrichen, die Chromoxidgrün enthalten (siehe auch Kölner Brückengrün).

Das Pigment Chromoxidgrün ist nicht mit dem giftigen Chromgrün zu verwechseln, einer Mischung aus Chromgelb und Berliner Blau.

Nachweis

Chromoxid kann durch Oxidation zum gelben Chromat nachgewiesen werden. Dazu wird die Probe z. B. zusammen mit Kaliumnitrat und Natriumhydroxid eingeschmolzen (Oxidationsschmelze):

<chem>Cr2O3 + 4NaOH + 3KNO3 -> 2Na2CrO4 + 2H2O + 3KNO2</chem>

Risikobewertung

Chrom(III)-oxid wurde 2018 von der EU gemäß der Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 (REACH) im Rahmen der Stoffbewertung in den fortlaufenden Aktionsplan der Gemeinschaft (CoRAP) aufgenommen. Hierbei werden die Auswirkungen des Stoffs auf die menschliche Gesundheit bzw. die Umwelt neu bewertet und ggf. Folgemaßnahmen eingeleitet. Ursächlich für die Aufnahme von Chrom(III)-oxid waren die Besorgnisse bezüglich hoher (aggregierter) Tonnage sowie der möglichen Gefahren durch reproduktionstoxische und sensibilisierende Eigenschaften. Die Neubewertung fand ab 2019 statt und wurde von Frankreich durchgeführt. Anschließend wurde ein Abschlussbericht veröffentlicht.<ref>Europäische Chemikalienagentur (ECHA): Substance Evaluation Conclusion and Evaluation Report.</ref><ref>Community Rolling Action Plan (CoRAP) der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA): Vorlage:Linktext-CheckVorlage:Abrufdatum </ref>

Einzelnachweise

<references> <ref name="MSDS_Jaeger">Chromoxid 24. (pdf) Carl Jäger, 13. September 2016, abgerufen am 21. Dezember 2019. </ref> </references>

Vorlage:Klappleiste/Anfang Chrom(II)-oxid | Chrom(III)-oxid | Chrom(IV)-oxid | Chrom(VI)-oxid Vorlage:Klappleiste/Ende