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鉻酸鋅

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鉻酸鋅
英文名 Zinc chromate
識別
CAS號 13530-65-9  checkY
PubChem 26089
RTECS GB3290000
性質
化學式 ZnCrO4
莫耳質量 181.403 g/mol g·mol⁻¹
外觀 黃綠色結晶；黃色粉末
密度 3.43 g/cm3
熔點 316 °C（589 K）
沸點 732 °C（1005 K）
溶解性（水） 不溶於水
危險性
歐盟分類 未列入。
NFPA 704
0
2
0
 
PEL 0.1 mg/m3[1]
致死量或濃度：
LD50（中位劑量）
 0.5至5 g/kg
相關物質
其他陰離子 重鉻酸鋅
其他陽離子 鉻酸鉀
鉻酸鈉
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

鉻酸鋅（化學式：ZnCrO4）是一種含鉻酸根陰離子的鋅化合物，室溫下為無氣味的黃色粉末或黃綠色晶體，常添加於抗腐蝕底漆與美術顏料等。[2][3][4]

1920年代，福特汽車研發出鉻酸鹽處理（英語：Chromate conversion coating）製程，將鉻酸鋅鍍在金屬表面上，後廣泛地應用於工業製程。[5]1930至1940年代，美國軍方也廣泛地將鉻酸鋅塗料應用於軍用飛機上。由於近年來發現鉻酸鹽具有致癌性，因此鉻酸鋅使用量大為減少。

製備

目前工業上常用的鉻酸鋅製備方法為鉻酸鹽處理（英語：Cronak process），此方式是將鋅或鍍鋅金屬放置在重鉻酸鈉與硫酸混和溶液數秒，使金屬表面產生鉻酸鋅塗層。[6]另外，透過鉻酸鉀（K2CrO4）與硫酸鋅（ZnSO4）的混和反應，也可產生鉻酸鋅沉澱物，其反應式如下：[7]

應用

1942年，美軍B-25米切爾型轟炸機在裝配時常使用含有鉻酸鋅的底漆當金屬塗層。

鉻酸鋅在工業中主要用途為鐵或鋁材上的塗層[8]，特別是1930至1940年代的美國軍方將鉻酸鋅塗料廣泛地用於軍用飛機上，另外在太空與汽車工業上也常使用鉻酸鋅塗料當作金屬塗層。[9]鉻酸鋅塗料最初應用於商用飛機中鋁合金部件的抗腐蝕劑，後來廣泛地應用於軍用飛機中。在1940至1950年代期間，鉻酸鋅塗料通常用於美國軍用飛機上伸縮起落架輪艙內，增加此區域的鋁材抗腐蝕能力。這類型的化合物塗料抗腐蝕能力非常有用，非常適合當作抗腐蝕或防銹底漆。[8]後來研究人員發現鉻酸鋅具有高毒性，並且會破壞金屬表面的有機物生長。除了當作抗腐蝕底漆外，鉻酸鋅還應用於噴漆、美術顏料、清漆油料、油氈等，當作顏色染料用。[5]

當用作美術顏料時又稱為鋅黃[2]、毛茛黃、36鋅鉻黃等[10]。這類型顏料在藝術作品中很少人使用，因為當顏料退色後很容易從黃色轉變為棕色，在法國畫家喬治·修拉的作品《大碗島的星期天下午》可觀察到這種氧化現象。[11]研究人員針對修拉的繪畫作品徹底調查鋅黃退色現象[12]，並利用顏料退色的變化過程，應用在繪畫的數位修復技術上。[13][14][15]

在航太技術上，鉻酸鋅油灰被用來當作O形環密封膠，挑戰者號太空梭的固體火箭推進器曾用這類型O形環。發生災難後，研究人員認為密封膠上的氣孔可能是造成氣體洩漏的原因之一。[16]

毒性

近期研究顯示，鉻酸鋅不僅毒性很強，而且還是致癌物質之一。[17]在過度暴露鉻酸鋅下，會導致組織潰瘍和癌症發生。[1][3]《英國工業醫學雜志（英語：British Journal of Industrial Medicine）》針對鉻酸鋅的毒性發表一項研究結果，顯示工廠使用鉻酸鋅的數量，與患得肺癌的工人數有著顯著相關性。[18]由於其毒性很強，近年來鉻酸鋅的使用量大大減少。

參考文獻

  1. ^ 1.0 1.1 OHSA Chemical Sampling Information for Zinc Chromate. Occupational Safety and Health Administration（英語：Occupational Safety and Health Administration）. [2011-03-24]. （原始內容存檔於2017-08-14） （英語）. 
  2. ^ 2.0 2.1 ZINC CHROMATE - CAMEO Chemicals. National Oceanic and Atmospheric Administration. [2011-03-24]. （原始內容存檔於2011-07-24） （英語）. 
  3. ^ 3.0 3.1 OHSA Guideline for Zinc Chromate. Occupational Safety and Health Administration（英語：Occupational Safety and Health Administration）. [2011-03-24]. （原始內容存檔於2011-05-21） （英語）. 
  4. ^ Richard P. Pohanish. HazMat data: for first response, transportation, storage, and security. John Wiley and Sons. 2004-02-09: 1155 [2011-03-24]. ISBN 978-0-471-27328-8. （原始內容存檔於2013-05-27） （英語）. 
  5. ^ 5.0 5.1 Waligorski, Martin. Everything You Need to Know About Zinc Chromate. [2011-03-23]. （原始內容存檔於2021-03-11） （英語）. 
  6. ^ What is Zinc Chromate Used For. innovateus. [2014-12-11]. （原始內容存檔於2014-12-11） （英語）. 
  7. ^ Paint and Coating Testing Manual. Philadelphia, PA: American Society for Testing and Materials. 1995: 241 （英語）. 
  8. ^ 8.0 8.1 Tencer, Michal. Electrical conductivity of chromate conversion coating on electrodeposited zinc. Applied Surface Science. 2006-09-30, 252 (23): 8229–8234. doi:10.1016/j.apsusc.2005.10.039 （英語）. 
  9. ^ Hall, A.F. Occupational contact dermatitis among aircraft workers. American Journal of Medicine. 1944, 125 （英語）. 
  10. ^ Basic Zinc Chromate. Chemical Land21. [2011-03-24]. （原始內容存檔於2018-04-15） （英語）. 
  11. ^ Gage, John. Color and Culture: Practice and Meaning from Antiquity to Abstraction. Boston: Little, Brown. 1993: 220, 224 （英語）. 
  12. ^ Casadio, F.; Xie, S.; Rukes, S. C.; Myers, B.; Gray, K. A.; Warta, R.; Fiedler, I. Electron energy loss spectroscopy elucidates the elusive darkening of zinc potassium chromate in Georges Seurat’s A Sunday on La Grande Jatte–1884.. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 2011, 399 (9): 2909–2920. doi:10.1007/s00216-010-4264-9 （英語）. 
  13. ^ Digital restoration of paintings. ColourLex. [2011-03-23]. （原始內容存檔於2018-08-09） （英語）. 
  14. ^ Berns, R. S.; Byrns, S.; Casadio, F.; Fiedler, I.; Gallagher, C.; Imai, F. H.; Taplin, L. A. Rejuvenating the color palette of Georges Seurat’s A Sunday on La Grande Jatte—1884: A simulation.. Color Research & Application. 2006, 31 (4): 278–293. doi:10.1002/col.20223 （英語）. 
  15. ^ Georges Seurat, A Sunday Afternoon on the Island of La Grande Jatte. ColourLex. [2011-03-23]. （原始內容存檔於2015-04-10） （英語）. 
  16. ^ J.A. Hickman. Polymeric Seals and Sealing Technology. iSmithers Rapra Publishing. 1997: 25 [2011-03-24]. ISBN 978-1-85957-096-8. （原始內容存檔於2014-01-05） （英語）. 
  17. ^ Holmes, A.L. Chronic exposure to zinc chromate induces centrosome amplification and spindle assembly checkpoint bypass in human lung fibroblasts. Chemical Research in Toxicology. 2011-02-15, 23 (2): 386–395. PMC 2822114 可免費查閱. PMID 20030412. doi:10.1021/tx900360w （英語）. 
  18. ^ Davies, J.M. Lung cancer mortality among workers making lead chromate and zinc chromate pigments at three English factories. British Journal of Industrial Medicine. 1984-05, (41): 158–169 （英語）. 
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