Sulfate de chrome(III)

Sulfate de chrome(III)
Identification
Nom UICPA	Sulfate de chrome(III)
Synonymes	Sulfate de chrome basique, sulfate chromique
No CAS	10101-53-8 (anhydre) 15244-38-9 (décahydrate) 10031-37-5 (pentadécahydrate) 13520-66-6 (octadécahydrate)
No ECHA	100.030.217
No CE	233-253-2
PubChem	24930
SMILES	[Cr+3].[Cr+3].[O-]S(=O)(=O)[O-].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D InChI=1/2Cr.3H2O4S.12H2O/c;;3*1-5(2,3)4;;;;;;;;;;;;/h;;3*(H2,1,2,3,4);12*1H2/q2*+3;;;;;;;;;;;;;;;/p-6 InChIKey : ANNXSSGQVXBUEI-CYFPFDDLAL Std. InChI : vue 3D InChI=1S/2Cr.3H2O4S.12H2O/c;;3*1-5(2,3)4;;;;;;;;;;;;/h;;3*(H2,1,2,3,4);12*1H2/q2*+3;;;;;;;;;;;;;;;/p-6 Std. InChIKey : ANNXSSGQVXBUEI-UHFFFAOYSA-H
Apparence	cristaux bruns-rougeâtres (anhydre), cristaux pourpres (hydrates)
Propriétés chimiques
Formule	H24Cr2O24S3Cr2(SO4)3 • 12H2O
Masse molaire	608,363 ± 0,025 g/mol H 3,98 %, Cr 17,09 %, O 63,12 %, S 15,81 %, (dodécahydrate) 392,16 g/mol (anhydre) 716,45 g/mol (octadécahydrate)
Susceptibilité magnétique	+11800·10−6 cm3/mol
Propriétés physiques
T° fusion	90 °C
T° ébullition	> 700 °C (se décompose en acide chromique)
Solubilité	insoluble (anhydre) soluble (hydrates) soluble dans l'alcool pratiquement insoluble dans l'acide
Masse volumique	3,10 g/cm3 (anhydre) 1,86 g/cm3 (pentadécahydrate) 1,709 g/cm3 (octadécahydrate)
Point d’éclair	Ininflammable
Précautions
SGHMSDS
Attention H314, H317, H332, H334, H335, H340, H350, H373, H412, P201, P202, P260, P261, P264, P271, P272, P273, P280, P281, P285, P301+P330+P331, P302+P352, P303+P361+P353, P304+P312 et P304+P340 H314 : Provoque de graves brûlures de la peau et des lésions oculaires H317 : Peut provoquer une allergie cutanée H332 : Nocif par inhalation H334 : Peut provoquer des symptômes allergiques ou d'asthme ou des difficultés respiratoires par inhalation H335 : Peut irriter les voies respiratoires H340 : Peut induire des anomalies génétiques (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) H350 : Peut provoquer le cancer (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) H373 : Risque présumé d'effets graves pour les organes (indiquer tous les organes affectés, s'ils sont connus) à la suite d'expositions répétées ou d'une exposition prolongée (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) H412 : Nocif pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme P201 : Se procurer les instructions avant utilisation. P202 : Ne pas manipuler avant d’avoir lu et compris toutes les précautions de sécurité. P260 : Ne pas respirer les poussières/fumées/gaz/brouillards/vapeurs/aérosols. P261 : Éviter de respirer les poussières/fumées/gaz/brouillards/vapeurs/aérosols. P264 : Se laver … soigneusement après manipulation. P271 : Utiliser seulement en plein air ou dans un endroit bien ventilé. P272 : Les vêtements de travail contaminés ne devraient pas sortir du lieu de travail. P273 : Éviter le rejet dans l’environnement. P280 : Porter des gants de protection/des vêtements de protection/un équipement de protection des yeux/du visage. P281 : Utiliser l’équipement de protection individuel requis. P285 : Lorsque la ventilation du local est insuffisante, porter un équipement de protection respiratoire. P301+P330+P331 : En cas d'ingestion : rincer la bouche. NE PAS faire vomir. P302+P352 : En cas de contact avec la peau : laver abondamment à l’eau et au savon. P303+P361+P353 : En cas de contact avec la peau (ou les cheveux) : enlever immédiatement les vêtements contaminés. Rincer la peau à l’eau/se doucher. P304+P312 : En cas d'inhalation : appeler un centre antipoison ou un médecin en cas de malaise. P304+P340 : En cas d'inhalation : transporter la victime à l’extérieur et la maintenir au repos dans une position où elle peut confortablement respirer.
NFPA 704
0 1 0
Composés apparentés
Autres cations	Sulfate d'aluminium Sulfate de chrome(II)
Autres composés	Alun de chrome
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Le sulfate de chrome(III) fait généralement référence aux composés inorganiques de formule Cr₂(SO₄)₃.x(H₂O), où x peut être compris entre 0 et 18. De plus, des « sulfates de chrome basiques » mal définis mais commercialement importants sont connus. Ces sels sont généralement des solides violets ou verts qui sont solubles dans l’eau. Ils sont couramment utilisés dans le tannage du cuir.

Sulfates de chrome(III)

Trois sulfates de chrome(III) sont bien caractérisés :

• Le sulfate de chrome(III) anhydre, Cr₂(SO₄)₃, (CAS #10101-53-8) est un solide violet qui se dissout dans l’eau lors de l’ajout d’un agent réducteur, ce qui génère des sulfates de chrome(II).
• Le sulfate de chrome(III) hydraté, Cr₂(SO₄)₃·18H₂O, (CAS #13520-66-6) est un solide violet qui se dissout facilement dans l’eau pour donner le complexe métallique aqua, [Cr(H₂O)₆]³⁺. La formule de ce composé peut être écrite de manière plus descriptive comme [Cr(H₂O)₆]₂(SO₄)₃·6H₂O. Six des dix-huit molécules d’eau de cette unité de formule sont de l'eau de cristallisation.
• Le sulfate de chrome(III) hydraté, Cr₂(SO₄)₃·15(H₂O), (CAS #10031-37-5) est un solide vert qui se dissout facilement dans l’eau. Il est obtenu en chauffant le matériau à 18 hydrates au-dessus de 70 °C. Un chauffage supplémentaire donne le sulfate anhydre.

Une variété d’autres sulfates de chrome(III) sont connus, mais ils contiennent également des ligands hydroxyde ou oxyde. Le plus important commercialement est le sulfate de chrome basique, que l’on pense être [Cr₂(H₂O)₆(OH)₄]SO₄ (CAS # 39380-78-4). Il résulte de la neutralisation partielle des hexahydrates. D’autres hydroxydes de chrome(III) ont été signalés.

Structure du Cr(SO₄)(H₂O)(OH), montrant la sphère de coordination CrO₆ typique de nombreux composés de chrome(III).

Production

La source la plus utile de sulfate de chrome(III) sont les déchets de Cr(III) provenant de l’oxydation au chromate de divers composés organiques. L’anthraquinone et la quinone sont produites à grande échelle par traitement de l’anthracène et du phénol avec de l’acide chromique. Un coproduit d’oxyde de chrome(III) est généré qui est facilement extrait en acide sulfurique. L’évaporation de ces solutions acides permet d’obtenir le sel hydraté décrit ci-dessus. Les sels hydratés du sulfate de chrome peuvent également être produits, bien qu’impurs, par l’extraction de divers autres composés du chrome, mais ces voies ne sont pas économiquement viables. L’extraction du minerai de chromite avec de l’acide sulfurique en présence d’une certaine quantité de chromate donne des solutions de sulfate de chrome(III) contaminées par d’autres ions métalliques. De même, la dissolution des alliages de chrome donne du sulfate de chrome avec du sulfate ferreux.

Sulfate de chrome(III) basique

Le sulfate de chrome basique est produit à partir de sels de chromate par réduction avec du dioxyde de soufre, bien que d’autres méthodes existent. La réduction pourrait formellement s’écrire :

Na₂Cr₂O₇ + 3 SO₂ + H₂O → Cr₂(SO₄)₃ + 2 NaOH

Étant donné que 33 % des charges anioniques sont dues aux ions hydroxyde, la basicité est de 33 % (mais dans le jargon du tannage, elle est connue sous le nom de 33 % réduite). Des produits avec des basicités plus élevées, par exemple 42 % ou 50 %, peuvent être obtenus par l’ajout de carbonate de sodium, ceux-ci sont souvent utilisés en combinaison avec du formiate de sodium. Le sulfate de sodium est souvent laissé dans le produit technique car il est inerte par rapport au processus de tannage. Il est important de réduire complètement le chrome hexavalent en chrome trivalent, car l'hexavalent est plus susceptible de causer des problèmes de santé aux tanneurs et aux consommateurs de cuir.

Occurrence naturelle

Le sulfate de chrome(III) pur, à la fois sous forme anhydre et hydratée, est encore (2020) inconnu parmi les espèces minérales. Il existe trois minéraux complexes étant, en partie, des sulfates de Cr(III) : la bentorite, la redingtonite et la putnisite.