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二氧化铬（黑色晶体，有铁磁性）

573次浏览 | 更新时间：2022-11-09

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二氧化铬

黑色晶体，有铁磁性

二氧化铬是一种无机化合物，化学式为CrO2，为黑色的具有磁性的固体^[1]。它曾被广泛应用于磁带制作所需的乳浊液中^[2]。随着CD和DVD的日益普及，二氧化铬的使用量也有所下降。然而，它仍然用于企业级别的存储系统的数据磁带中。氧化物生产厂家和磁带制造商认为二氧化铬是曾经发明的最好的磁记录颗粒之一。

中文名

二氧化铬

外文名

Chromium dioxide

别名

氧化铬(IV)

分子量

83.9949

外观

黑色固体

沸点

0°C

CAS编号

12018-01-8

化学式

CrO2

EINECS

234-630-4

密度

4.89g/cm3

发现者

Friedrich Wöhler

EINECS号

234-630-4

闪点

0°C

熔点

375°C

相对分子质量

83.9949g/mol g·mol⁻¹

水溶性

难溶

制备

CrO2最初由Friedrich Wöhler分解铬酰氯制备。针状的二氧化铬最初在1956年由杜邦的化学家Norman L. Cox合成，所用方法为三氧化铬在水的存在下于800K、200MPa下的分解反应制备

1、将铬酸酐5.68kg和水2.25L，先搅拌10min，加入三氧化二锑11.94g、γ-Fe2O3 23.88g和三氧化铬2.88kg，再搅拌20min后，把上述混合物加入高压釜中，于270℃和45×10kPa的压力下反应15h，制得二氧化铬成品。

2、一般CrO2可由CrO3热分解来制备。

由于热分解的终点是Cr2O3，因此要得到CrO2必须保持一定的氧压。但适合于磁带用的CrO2需分两步制备。（1）在250℃，1.01×10Pa氧气压力下加热CrO3或在250～400℃加热Cr(NO3)3·9H2O，几天后可得到CrxOy。2y/x值在4与6之间，即平均氧化数在5.00与5.33之间。这种CrxOy比CrO3的水溶性小，可适用于水热法。（2）以上一步得到的CrxOy作原料，以水或酸性溶液作反应介质，在250～500℃，5.1×10～3×10Pa下制备。

所形成的磁性晶体是细长的玻璃状的，是磁带的完美材料。在20世纪60年代末，它作为记录媒介而商业化，杜邦将其命名为“Magtrieve”。

结构

CrO2和很多金属的二氧化物一样，采用的是金红石结构。因此，每个Cr(IV)中心具有八面体配位方式，每个氧的几何构型为平面三角形^[1]。

化学性质

二氧化铬（CrO₂）外观呈棕黑色磁性粉末状。相对密度为4.89。在空气中呈亚稳态，熔点为350℃。在250～500℃时分解成三氧化二铬和氧。溶于硝酸，不溶于水。

二氧化铬在碱性条件下可以被氧化为铬酸盐^[3]

二氧化铬和金属氧化物反应，可以得到铬(IV)酸盐^[4]

参考资料

1.Greenwood, Norman Neill; Earnshaw, Alan. . Chemistry of the elements : ISBN 978-0-7506-3365-9. ，2016-1

2.Gerd Anger, Jost Halstenberg, Klaus Hochgeschwende . Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry : Weinheim: Wiley-VCH ，2005-1

3.曹忠良王珍云 . 无机化学反应方程式手册 : 湖南科学技术出版社，1998-1

4.申泮文, 车云霞, 罗裕基等 . 无机化学丛书第八卷钛分族钒分族铬分族 : 科学出版社，1998-1

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