رنگدانه های معدنی زرد کروم

این کروماتها ممکن است یا به تنهایی مصرف شونده و یا برچسب نوع رنگشان با سایر نمکهای سرب ممزوج شده باشند. رنگ آنها از زرد کمرنگ و لیمویی تا نارنجی و سرخ متغیر است. جدول زیر رابطه بین رنگهای مختلف و ترکیبات شیمیایی آنها را نشان می دهد.

جدول – رابطه بین ترکیبات مختلف همراه با کروماتهای سرب و رنگ آنها

طرز تهیه کروماتهای سرب

تهیه این نمکها به روش رسوب دادن با استفاده از محلول نمکهای سرب و محلول کروماتها یا محلول مخلوط کروماتها با سولفات یا مولیبدات می باشد.

هرگاه بخواهیم برای تهیه این نمکها از لیتارژ(اکسید سرب) استفاده کنیم باید ابتدا آن را به نیترات با استات محلول در آب تبدیل کنیم، اما در بعضی موارد  نمکهای بازی، از قبیل استات یا کلرید بازی، به صورت تعلیقی مورد استفاده قرار می گیرند. عموما ً نیترات سرب بر استات سرب ترجیح داده می شود زیرا رنگدانه بدست آمده از آن ثبات نوری بیشتری دارد.

معمولا ً منبع کروماتهای مصرفی سدیم دی کرومات می باشد، زیرا اولا ً این ماده از نمک پتاسیم ارزانتر است و ثانیا ً خاصیت آب شوندگی (حل پذیری) آن بیشتر می باشد و در نتیجه راحت تر حل شده و تهیه محلول آن آسانتر خواهد بود. قبل از افزودن محلول این نمک به محلول سرب باید آن را از در کرومات به کرومات تبدیل کنیم. برای این کار به آن محلول کربنات سدیم مب افزاییم تا طبق معادله زیر کرومات تبدیل شود:

Na₂Cr₂O₇+Na₂CO₃→2Na₂CrO₄+CO₂↑

برای تهیه رنگ زرد کمرنگ یا لیمویی همزمان با افزودن محلول کرومات به محلول نمک سرب، به مقدار مناسب اسید سولفوریک یا محلول یک سولفات، مانند سولفات سدیم، نیز به محلول اضافه می کنیم. این عمل موجب رسوب همزمان کرومات و سولفات سرب می شود. رنگدانه ای که به این ترتیب بدست می آید نسبت به رنگدانه ای که از مخلوط کردن کرومات و سولفات سرب بدست می آید روشنتر و دارای درجه سبزی بیشتر است. شرایط رسوب گیری باید دقیقا ً کنترل شود. غلظت محلولهای مصرفی معمولا ً 10% می باشد و عمل رسوب گیری در درجات حرارت معمولی انجام می گیرد. در پایان مقداری سرب اضافی در محلول باقی می گذارند تا رنگدانه درخشانتری بدست آید. عموما ً برای دسترسی به رنگدانه های کم رنگتر PH محلول را در حدود 5 نگه می دارند.

شکل ذرات

کرومات سرب یک رنگدانه بلوری است، اما شکل بلور آن ثابت نیست. ثابت شده است که شکل بلور آن در خواص رنگدانه به دست آمده تأثیر به سزایی دارد. رنگدانه های کمرنگ تر معمولا ً به شکل لوزی متبلور می شوند اما این بلورها با گذشت زمان به تدریج به بلورهای تک محوری مورب تبدیل می گردند. این بلورها با دوامتر و از ثبات نوری خوبی برخوردار هستند. افزودن مقدار کمی آلومینا باعث پایدار شدن بلورهای لوزی شکل می گردد، که در این صورت می توان رنگدانه های زرد کمرنگ را، با درجات رنگ متفاوت، بدست آورد.

رنگدانه زرد کم رنگ کروم کم رنگترین و سبزترین رنگدانه کروم می باشد. درجه سبزی این رنگدانه به مقدار آلومینای مصرفی بستگی دارد. افزودن آلومینا باعث پایدار شدن بلورهای لوزی شکلی می شود که آلومینا در آنها رسوب می کند. از اسید تارتاریک نیز می توان به عنوان پایدار کننده استفاده کرد.

شدت رنگ رنگدانه لیمویی کروم را می توان با تغییر نسبت سولفات سرب به کرومات سرب در هنگام رسوب گیری رنگدانه، تنظیم کرد. افزایش مقدار سولفات سرب منجر به تولید رنگدانه کم رنگتر می شود. رنگدانه لیمویی کروم معمولا ً در سه نوع کم رنگ، طبیعی و پر رنگ تهیه می شود.درجه قرمزی این سه رنگدانه نسبت به رنگدانه زرد کم رنگ بیشتر است و دارای ساختمان بلوری تک محوری مورب می باشند.

رنگدانه زرد متوسط کرومات سرب معمولی، PbCrO₄، می باشد که ساختمان بلوری تک محوری مورب دارد. شدت رنگ این رنگدانه نسبت به رنگدانه لیمویی بیشتر است و درجه قرمزی آن نیز بالاتر می باشد.

رنگدانه نارنجی کرومات بازی سرب می باشد که درجه رنگ آن را میتوان با تغییر دادن نسبت کرومات سرب به هیدروکسید سرب تنظیم کرد.

اگر کرومات سرب را توأم با مولیبدات سرب رسوب گیری کنیم محصولات عمل رنگدانه های سرخ یا نارنجی پر رنگ با درخشندگی و پوشانندگی استثنایی می باشند. اغلب مقداری سولفات سرب نیز همزمان رسوب داده می شود تا رنگ و پایداری رنگدانه بهبود یابد. نسبت اجزای متشکله رنگدانه سرخ تقریبا ً 80% کرومات سرب، 12% مولیبدات سرب و 8% سولفات سرب می باشد. رنگدانه سرخ بسته به میزان اجزای متشکله آن در سه نوع مختلف از نظر درجه رنگ تهیه می شود.

خصوصیات کروماتهای سرب

مهمترین خصصیات کرومات سرب عبارتند از:

وزن مخصوص.................................2/6- 9/5

جذب روغن.....................................16- 12

ضربی انکساری...............................4/2

این رنگدانه ها همگی درخشان هستند، و از قدرت پوشانندگی خوب و قدرت همرنگ کنندگی بالا برخوردارند. پایداری عمومی آنها خوب است اما در گذشته هنگامی که فیلم رنگهای حاوی این رنگدانه ها به مدت طولانی در معرض هوا قرار می گرفتند، به خصوص در سطوح خارجی، کمی تیره رنگ می شدند. امروزه این رنگدانه اها را طوری می سازند که عیب یادشده را نداشته باشند، با وجود این، وقتی که رنگ حاوی این رنگدانه ها در مناطق شهری (صنعتی) مورد استفاده قرار می گیرد به خاطر وجود گاز سولفید هیدروژن فیلم رنگ تیره می شود و زمانی که در معرض گاز دی اکسید گوگرد قرار می گیرند تمایل به سفید شدگی پیدا می کند.

کروماتهای سرب در مقابل فازهای مایع رنگ غیر فعال بوده و با اکثر رنگدانه های دیگر سازگاری دارند. با وجود این، توصیه می شود که این رنگدانه ها با رنگدانه های حاوی سولفید ها از قبیل آبی لاجورد، مخلوط نگردد، زیرا در این صورت به خاطر تشکیل ماده سیاه رنگ سولفید سرب رنگ رنگدانه تیره می شود. وقتی که این رنگدانه ها با آبی پروس مخلوط می شوند رنگدانه های سبز کروم بدست می آید.

سمیت کروماتهای سرب

ترکیبات سرب اساسا ً در دسته مواد سمی قرار دارند و معمولا ً در قوانین محیط زیست برای استفاده از آنها مقررات خاصی برای تولید کنندگان و مصرف کنندگان وضع می شود.

استفاده از رنگهای دارای رنگدانه های سرب برای رنگ کردن وسایلی که در دسترس بچه هاست (مانند اسباب بازیها و غیره) به طور اکید و خاصی منع شده است. حتی توصیه می شود که در ساخت رنگهای تزئینی که بیشتر در دسترس کودکان می باشند از این قبیل رنگدانه ها استفاده نشود. موارد استفاده رنگدانه های کرومات سرب و مشتقات آن بیشتر در رنگهایی است که چه مستقیم و چه غیر مستقیم از دسترس انسان دور باشد، برای مثال در بعضی از انواع رنگهای تعمیراتی صنعتی.

شاید در آینده قوانینی وضع شود که به طور کلی مصرف این قبیل رنگدانه ها را در تمام رنگها محدود کند. مقدار مجاز ایمنی ذرات موجود در هوا برای این رنگدانه ها 1/0 میلی گرم در متر مکعب می باشد که بر اساس CrO₃ محاسبه شده است.