Crom
Elementul nr. 24. Unul dintre cele mai dure metale. Are rezistență chimică ridicată. Unul dintre cele mai importante metale utilizate în producția de oțeluri aliate. Majoritatea compușilor de crom sunt viu colorați și vin într-o varietate de culori. Pentru această caracteristică, elementul a fost numit crom, care înseamnă „vopsea” în greacă.
Cum a fost găsit?
Un mineral care conține crom a fost descoperit lângă Ekaterinburg în 1766 de către I.G. Lehmann a numit-o „plumb roșu siberian”. Acum acest mineral se numește crocoit. De asemenea, este cunoscută compoziția sa - PbCrO 4. Și la un moment dat, „plumb roșu siberian” a provocat multe dezacorduri în rândul oamenilor de știință. Timp de treizeci de ani s-au certat despre compoziția sa, până când, în cele din urmă, în 1797, chimistul francez Louis Nicolas Vauquelin a izolat din el un metal, care (de asemenea, de altfel, după unele controverse) a fost numit crom.
Vauquelin a tratat crocoit cu potasiu K 2 CO 3: cromat de plumb transformat în cromat de potasiu. Cromatul de potasiu a fost apoi transformat în oxid de crom și apă folosind acid clorhidric (acidul cromic există doar în soluții diluate). Prin încălzirea pulberii de oxid de crom verde într-un creuzet de grafit cu cărbune, Vauquelin a obținut un nou metal refractar.
Academia de Științe din Paris a asistat la descoperire în întregime. Dar, cel mai probabil, Vauquelin a izolat nu cromul elementar, ci carburile acestuia. Acest lucru este dovedit de forma în formă de ac a cristalelor de culoare gri deschis obținute de Vauquelin.
Numele „crom” a fost sugerat de prietenii lui Vauquelin, dar nu i-a plăcut - metalul nu avea o culoare specială. Cu toate acestea, prietenii au reușit să-l convingă pe chimist, invocând faptul că compușii de crom viu colorați pot fi folosiți pentru a obține vopsele bune. (Apropo, în lucrările lui Vauquelin a fost explicată pentru prima dată culoarea smarald a unor silicați naturali de beriliu și aluminiu; ei, după cum a descoperit Vauquelin, au fost colorați de impuritățile compușilor de crom.) Și astfel, acest nume a fost adoptat pentru noul element.
Apropo, silaba „crom”, tocmai în sensul „colorat”, este inclusă în mulți termeni științifici, tehnici și chiar muzicali. Filmele fotografice izopancrome, pancrome și ortocrome sunt cunoscute pe scară largă. Cuvântul „cromozom” tradus din greacă înseamnă „corp care este colorat”. Există o scară „cromatică” (în muzică) și există o armonică „cromatică”.
Unde se află
Există destul de mult crom în scoarța terestră - 0,02%. Principalul mineral din care industria obține crom este cromul spinel de compoziție variabilă cu formula generală (Mg, Fe) O · (Cr, Al, Fe) 2 O 3. Minereul de crom se numește cromit sau minereu de fier de crom (pentru că aproape întotdeauna conține fier). Există zăcăminte de minereuri de crom în multe locuri. Țara noastră are rezerve uriașe de cromiți. Unul dintre cele mai mari zăcăminte este situat în Kazahstan, în regiunea Aktobe; a fost descoperit în 1936. Există rezerve semnificative de minereuri de crom în Urali.
Cromiții sunt folosiți mai ales pentru topirea ferocromului. Este unul dintre cele mai importante feroaliaje, absolut necesar pentru producerea în masă a oțelurilor aliate.
Feroaliajele sunt aliaje de fier cu alte elemente utilizate în principal pentru alierea și dezoxidarea oțelului. Ferocromul conține cel puțin 60% Cr.
Rusia țaristă nu producea aproape nicio feroaliaje. Mai multe furnale din fabricile din sud au topit ferosiliciu și feromangan în procente scăzute (aliare de metal). Mai mult, pe râul Satka, care curge în Uralii de Sud, în 1910 a fost construită o fabrică minusculă care topea cantități mici de feromangan și ferocrom.
În primii ani de dezvoltare, tânăra țară sovietică a fost nevoită să importe feroaliaje din străinătate. O astfel de dependență de țările capitaliste era inacceptabilă. Deja în 1927...1928. A început construcția fabricilor de feroaliaje sovietice. La sfârșitul anului 1930, la Chelyabinsk a fost construit primul cuptor mare de feroaliaje, iar în 1931 a intrat în funcțiune uzina Chelyabinsk, prima născută din industria feroaliajului din URSS. În 1933, au fost lansate încă două fabrici - în Zaporozhye și Zestafoni. Acest lucru a făcut posibilă oprirea importului de feroaliaje. În doar câțiva ani, Uniunea Sovietică a organizat producția a mai multor tipuri de oțeluri speciale - rulmenți cu bile, rezistente la căldură, inoxidabile, auto, de mare viteză... Toate aceste oțeluri conțin crom.
La cel de-al 17-lea Congres al partidului, comisarul poporului pentru industria grea Sergo Ordzhonikidze a spus: „...dacă nu am avea oțeluri de înaltă calitate, nu am avea o industrie de automobile și tractoare. Costul oțelului de înaltă calitate pe care îl folosim în prezent este estimat la peste 400 de milioane de ruble. Dacă ar fi necesar să se importe, ar fi 400 de milioane de ruble. în fiecare an, la naiba, ai ajunge în robia capitaliștilor...”
Uzina de pe baza câmpului Aktobe a fost construită mai târziu, în timpul Marelui Război Patriotic. El a produs prima topire a ferocromului pe 20 ianuarie 1943. Muncitorii orașului Aktyubinsk au luat parte la construcția fabricii. Construcția a fost declarată publică. Ferocromul noii uzine a fost folosit pentru a produce metal pentru tancuri și tunuri, pentru nevoile frontului.
Au trecut anii. Acum, Uzina de Feroaliaje Aktobe este cea mai mare întreprindere care produce ferocrom de toate gradele. Fabrica a produs personal metalurgic național cu înaltă calificare. De la an la an, instalația și minele de cromit își măresc capacitatea, oferind metalurgiei noastre feroase ferocrom de înaltă calitate.
Țara noastră are un depozit unic de minereuri de fier aliate natural, bogate în crom și nichel. Este situat în stepele Orenburg. Uzina metalurgică Orsko-Khalilovsky a fost construită și funcționează pe baza acestui depozit. Fonta aliată natural, care are o rezistență ridicată la căldură, este topită în furnalele instalației. O parte din el este folosită sub formă de turnare, dar cea mai mare parte este trimisă pentru prelucrare în oțel nichel; cromul se arde la topirea oțelului din fontă.
Cuba, Iugoslavia și multe țări din Asia și Africa au rezerve mari de cromiți.
Cum îl obții?
Cromitul este utilizat în principal în trei industrii: metalurgie, chimie și refractare, metalurgia consumând aproximativ două treimi din cromit.
Oțelul aliat cu crom are rezistență sporită și rezistență la coroziune în medii agresive și oxidante.
Obținerea cromului pur este un proces costisitor și care necesită forță de muncă. Prin urmare, pentru aliarea oțelului se folosește în principal ferocromul, care se obține în cuptoarele cu arc electric direct din cromit. Agentul reducător este cocs. Conținutul de oxid de crom în cromit trebuie să fie de cel puțin 48%, iar raportul Cr:Fe trebuie să fie de cel puțin 3:1.
Ferocromul produs într-un cuptor electric conține de obicei până la 80% crom și 4...7% carbon (restul este fier).
Dar pentru aliarea multor oțeluri de înaltă calitate, este nevoie de ferocrom care conține puțin carbon (motivele pentru aceasta sunt discutate mai jos, în capitolul „Crom în aliaje”). Prin urmare, o parte a ferocromului cu conținut ridicat de carbon este supusă unui tratament special pentru a reduce conținutul de carbon din acesta la zecimi și sutimi de procent.
Din cromit se obține și cromul metalic elementar. Producția de crom tehnic pur (97...99%) se bazează pe metoda aluminotermiei, descoperită încă din 1865 de celebrul chimist rus N.N. Beketov. Esența metodei este reducerea oxizilor cu aluminiu; reacția este însoțită de o eliberare semnificativă de căldură.
Dar mai întâi trebuie să obțineți oxid de crom pur Cr 2 O 3. Pentru a face acest lucru, cromit măcinat fin este amestecat cu sodă și la acest amestec se adaugă calcar sau oxid de fier. Întreaga masă este arsă și se formează cromat de sodiu:
2Cr 2 O 3 + 4Na 2 CO 3 + 3O 2 → 4Na 2 CrO 4 + 4CO 2.
Cromatul de sodiu este apoi levigat din masa calcinată cu apă; lichidul se filtrează, se evaporă şi se tratează cu acid. Rezultatul este bicromat de sodiu Na2Cr2O7. Prin reducerea lui cu sulf sau carbon la încălzire, se obține oxidul de crom verde.
Cromul metalic poate fi obținut prin amestecarea oxidului de crom pur cu pulbere de aluminiu, încălzirea acestui amestec într-un creuzet la 500...600°C și aprinderea acestuia cu peroxid de bariu Aluminiul preia oxigenul din oxidul de crom. Această reacție Cr 2 O 3 + 2Al → Al 2 O 3 + 2Сr stă la baza metodei industriale (aluminoterme) de producere a cromului, deși, desigur, tehnologia fabricii este mult mai complicată. Cromul obținut pe cale aluminotermic conține zecimi de procente de aluminiu și fier și zecimi de procente de siliciu, carbon și sulf.
O metodă silicotermă este, de asemenea, utilizată pentru a obține crom pur din punct de vedere tehnic. În acest caz, cromul este redus din oxid de siliciu în funcție de reacție
2Сr 2 О 3 + 3Si → 3SiO 2 + 4Сr.
Această reacție are loc în cuptoarele cu arc. Pentru a lega silice, se adaugă calcar la încărcătură. Puritatea cromului silicotermic este aproximativ aceeași cu cea a cromului aluminotermic, deși, desigur, conținutul de siliciu din acesta este puțin mai mare, iar conținutul de aluminiu este puțin mai mic. Pentru a obține crom, au încercat să folosească și alți agenți reducători - carbon, hidrogen, magneziu. Cu toate acestea, aceste metode nu sunt utilizate pe scară largă.
Cromul de înaltă puritate (aproximativ 99,8%) se obține electrolitic.
Cromul tehnic pur și electrolitic este utilizat în principal pentru producerea aliajelor complexe de crom.
Constante și proprietăți ale cromului
Masa atomică a cromului este de 51,996. În tabelul periodic ocupă un loc în grupa a șasea. Cei mai apropiați vecini și analogi ai săi sunt molibdenul și wolfram. Este caracteristic faptul că vecinii cromului, ca și cromul însuși, sunt folosiți pe scară largă pentru aliarea oțelurilor.
Punctul de topire al cromului depinde de puritatea acestuia. Mulți cercetători au încercat să o determine și au obținut valori de la 1513 la 1920°C. O astfel de „împrăștiere” mare se explică în primul rând prin cantitatea și compoziția impurităților conținute în crom. Acum se crede că cromul se topește la o temperatură de aproximativ 1875°C. Punct de fierbere 2199°C. Densitatea cromului este mai mică decât cea a fierului; este egal cu 7,19.
În ceea ce privește proprietățile chimice, cromul este aproape de molibden și wolfram. Cel mai mare oxid al său CrO3 este acid, este anhidrida acidului cromic H2CrO4. Crocoitul mineral, cu care ne-am început cunoștințele cu elementul nr. 24, este o sare a acestui acid. Pe lângă acidul cromic, este cunoscut acidul dicromic H 2 Cr 2 O 7, sărurile sale, dicromații, sunt folosiți pe scară largă în chimie; Cel mai comun oxid de crom, Cr 2 O 3, este amfoter. În general, în diferite condiții, cromul poate prezenta valențe de la 2 la 6. Numai compușii cromului tri- și hexavalent sunt utilizați pe scară largă.
Crom
CROM-O; m.[din greacă chrōma - culoare, vopsea]
1. Element chimic (Cr), un metal dur de culoare gri-oțel (utilizat la fabricarea aliajelor dure și pentru acoperirea produselor metalice).
2. Piele moale subțire tăbăcită cu săruri ale acestui metal. Cizme din crom.
3. Un tip de vopsea galbenă obținută din cromați.
◁ Chrome (vezi).
crom(lat. Crom), element chimic din grupa VI a sistemului periodic. Numit din greacă. chrōma - culoare, vopsea (datorită culorii strălucitoare a compușilor). Metal albăstrui-argintiu; densitate 7,19 g/cm3, t pl 1890°C. Nu se oxidează în aer. Principalele minerale sunt spinelele de crom. Cromul este o componentă esențială a oțelurilor inoxidabile, rezistente la acizi, rezistente la căldură și a unui număr mare de alte aliaje (nicrom, crom, stellit). Folosit pentru cromare. Compușii cromului sunt agenți oxidanți, pigmenți anorganici, agenți de bronzare.
CROMCROM (crom latin, din grecescul crom - culoare, culoare; compușii cromului sunt caracterizați printr-o paletă largă de culori), Cr (a se citi „crom”), un element chimic cu număr atomic 24, greutate atomică 51,9961. Situat în grupa VIB în perioada a 4-a a tabelului periodic al elementelor.
Cromul natural constă dintr-un amestec de patru nuclizi stabili: 50 Cr (conținutul amestecului 4,35%), 52 Cr (83,79%), 53 Cr (9,50%) și 54 Cr (2,36%). Configurație a două straturi electronice exterioare 3s 2
r 6
d 5
4s 1
.
Raza atomului neutru 0,127 nm, raza ionului (numărul de coordonare 6): Cr 2+ 0,073 nm, Cr 3+ 0,0615 nm, Cr 4+ 0,055 nm, Cr 5+ 0,049 nm și Cr 6+ 0,044 nm. Energiile de ionizare secvențială sunt 6,766, 16,49, 30,96, 49,1, 69,3 și 90,6 eV. Afinitate electronică 1,6 eV. Electronegativitatea după Pauling (cm. PAULING Linus) 1,66.
Istoria descoperirii
În 1766, în vecinătatea Ekaterinburgului a fost descoperit un mineral, numit „plumb roșu siberian”, PbCrO 4. Numele modern este crocoite. În 1797, chimistul francez L. N. Vauquelin (cm. VAUCLIN Louis Nicolas) a izolat din acesta un nou metal refractar (cel mai probabil Vauquelin a obținut carbură de crom).
Fiind în natură
Conținutul din scoarța terestră este de 0,035% din greutate. Conținutul de crom din apa de mare este de 2·10 -5 mg/l. Cromul nu se găsește practic niciodată în formă liberă. Face parte din peste 40 de minerale diferite (cromit FeCr 2 O 4, volkonskoit, uvarovit, vokelenit etc.). Unii meteoriți conțin compuși de sulfură de crom.
chitanta
Materia primă industrială pentru producția de crom și aliaje pe bază de crom este cromitul. Prin reducerea topirii cromitului cu cocs (agent reducător), minereu de fier și alte componente, se obține ferocrom cu un conținut de crom de până la 80% (în greutate).
Pentru a obține crom metalic pur, cromitul este arse cu sodă și calcar în cuptoare:
2Cr 2 O 3 + 2Na 2 CO 3 + 3O 2 = 4Na 2 CrO 4 + 4CO 2
Cromatul de sodiu rezultat Na2Cr04 este levigat cu apă, soluţia este filtrată, evaporată şi tratată cu acid. În acest caz, cromatul de Na 2 CrO 4 se transformă în dicromat de Na 2 Cr 2 O 7:
2Na 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = Na 2 Cr 2 O 7 + Na 2 SO 4 + H 2 O
Bicromatul rezultat este redus cu sulf:
Na 2 Cr 2 O 7 + 3S = Na 2 S + Cr 2 O 3 + 2SO 2,
Oxidul de crom(III) pur rezultat Cr2O3 este supus la aluminotermie:
Cr2O3 + 2Al = Al2O3 + 2Cr.
Siliciul este, de asemenea, utilizat:
2Cr 2 O 3 + 3Si = 3SiO 2 + 4Cr
Pentru a obține crom de înaltă puritate, cromul tehnic este purificat electrochimic din impurități.
Proprietăți fizice și chimice
În forma sa liberă, este un metal alb-albăstrui cu o rețea cubică centrată pe corp, O= 0,28845 nm. La o temperatură de 39°C se schimbă de la o stare paramagnetică la o stare antiferomagnetică (punctul Néel). Punct de topire 1890°C, punctul de fierbere 2680°C. Densitate 7,19 kg/dm3.
Stabil în aer. La 300°C arde pentru a forma oxidul de crom (III) verde Cr 2 O 3, care are proprietăți amfotere. Prin fuzionarea Cr 2 O 3 cu alcalii se obțin cromiți:
Cr2O3 + 2NaOH = 2NaCrO2 + H2O
Oxidul de crom (III) necalcinat se dizolvă ușor în soluții alcaline și acizi:
Cr 2 O 3 + 6HCl = 2CrCl 3 + 3H 2 O
Descompunerea termică a crom carbonil Cr(OH) 6 produce oxid roșu bazic de crom (II) CrO. Hidroxidul maro sau galben Cr(OH) 2 cu proprietăți slab bazice se precipită atunci când se adaugă alcalii la soluțiile de săruri de crom (II).
Descompunerea atentă a oxidului de crom (VI) CrO 3 în condiții hidrotermale produce dioxid de crom (IV) CrO 2, care este feromagnetic și are conductivitate metalică.
Când acidul sulfuric concentrat reacționează cu soluții de dicromați, se formează cristale roșii sau violet-roșu de oxid de crom (VI) CrO 3. Un oxid tipic acid, atunci când interacționează cu apa formează acizi cromici puternici instabili: H 2 CrO 4 cromic, H 2 Cr 2 O 7 dicromic și alții.
Se cunosc halogenuri care corespund diferitelor stări de oxidare ale cromului. Au fost sintetizate dihalogenuri de crom CrF2, CrCl2, CrBr2 şi CrI2 şi trihalogenuri CrF3, CrCl3, CrBr3 şi CrI3. Cu toate acestea, spre deosebire de compuși similari de aluminiu și fier, triclorura CrCl 3 și tribromura de crom CrBr 3 sunt nevolatile.
Dintre tetrahalogenurile de crom, CrF 4 este stabil tetraclorura de crom CrCl 4 există numai în vapori. Este cunoscută hexafluorura de crom CrF 6.
Au fost obţinute şi caracterizate oxihalogenuri de crom CrO2F2 şi CrO2CI2.
Compușii cromului cu bor (boruri Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 2, CrB 4 și Cr 5 B 3), cu carbon (carburi Cr 23 C 6, Cr 7 C 3 și Cr 3 C 2) au fost sintetizat cu siliciu (siliciuri Cr 3 Si, Cr 5 Si 3 şi CrSi) şi azot (nitruri CrN şi Cr 2 N).
Compușii de crom (III) sunt cei mai stabili în soluții. În această stare de oxidare, cromul corespunde atât formei cationice, cât și formei anionice, de exemplu, 3-anionului existent într-un mediu alcalin.
Când compușii de crom (III) sunt oxidați într-un mediu alcalin, se formează compușii de crom (VI):
2Na 3 + 3H 2 O 2 = 2Na 2 CrO 4 + 2NaOH + 8H 2 O
Cr (VI) corespunde unui număr de acizi care există numai în soluții apoase: H 2 CrO 4 cromic, H 2 Cr 2 O 7 dicromic, H 3 Cr 3 O 10 tricromic și alții care formează săruri - cromați, dicromați, tricromați, etc.
În funcție de aciditatea mediului, anionii acestor acizi se transformă cu ușurință unul în altul. De exemplu, atunci când o soluție galbenă de cromat de potasiu K 2 CrO 4 este acidulată, se formează dicromat de potasiu portocaliu K 2 Cr 2 O 7:
2K 2 CrO 4 + 2HCl = K 2 Cr 2 O 7 + 2KCl + H 2 O
Dar dacă se adaugă o soluție alcalină la soluția portocalie de K 2 Cr 2 O 7, culoarea devine din nou galbenă deoarece se formează din nou cromat de potasiu K 2 CrO 4:
K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH = 2K 2 CrO 4 + H 2 O
Când o soluție de sare de bariu este adăugată la o soluție galbenă care conține ioni de cromat, un precipitat galben de cromat de bariu BaCrO4 precipită:
Ba 2+ + CrO 4 2- = BaCrO 4
Compușii de crom (III) sunt agenți puternici de oxidare, de exemplu:
K 2 Cr 2 O 7 + 14 HCl = 2CrCl 3 + 2KCl + 3Cl 2 + 7H 2 O
Aplicație
Utilizarea cromului se bazează pe rezistența sa la căldură, duritate și rezistență la coroziune. Sunt folosite pentru producerea aliajelor: oțel inoxidabil, nicrom, etc. Pentru acoperirile decorative rezistente la coroziune se folosește o cantitate mare de crom. Compușii de crom sunt materiale rezistente la foc. Oxidul de crom (III) este un pigment de vopsea verde, inclus și în materialele abrazive (paste GOI). Schimbarea culorii la reducerea compușilor de crom (VI) este utilizată pentru a efectua o analiză rapidă a conținutului de alcool din aerul expirat.
Cationul Cr3+ face parte din alaunul potasiu-crom KCr(SO4)2·12H2O utilizat în tăbăcirea pieilor.
Acțiune fiziologică
Cromul este unul dintre elementele biogene și este inclus în mod constant în țesuturile plantelor și animalelor. La animale, cromul este implicat în metabolismul lipidelor, proteinelor (parte a enzimei tripsina) și carbohidraților. O scădere a conținutului de crom din alimente și sânge duce la o scădere a ratei de creștere și o creștere a colesterolului din sânge.
Cromul metalic este practic netoxic, dar praful de crom metal este iritant pentru țesutul pulmonar. Compușii de crom (III) provoacă dermatită. Compușii cromului (VI) conduc la diferite boli umane, inclusiv cancer. Concentrația maximă admisă de crom(VI) în aerul atmosferic este de 0,0015 mg/m3.
Dicţionar Enciclopedic. 2009 .
Sinonime:Vedeți ce este „chrome” în alte dicționare:
crom- crom și... Dicționar de ortografie rusă
crom-crom/… Dicționar morfem-ortografic
- (din grecescul chroma color, vopsea). Un metal cenușiu extras din minereu de crom. Dicționar de cuvinte străine incluse în limba rusă. Chudinov A.N., 1910. Metal CROMAT de culoare cenușie; în forma sa pură x. neutilizat; legături cu... Dicționar de cuvinte străine ale limbii ruse
CROM- vezi CROM (Cr). Compușii cromului se găsesc în apele uzate de la multe întreprinderi industriale producătoare de săruri de crom, acetilenă, taninuri, anilină, linoleum, hârtie, vopsele, pesticide, materiale plastice etc. Compușii trivalenți se găsesc în apă... ... Bolile peștilor: un ghid
CHROME, a, soț. 1. Element chimic, metal dur, gri deschis, lucios. 2. Tip de vopsea galbenă (specială). | adj. crom, aya, oh (la 1 valoare) și crom, aya, oh. Oțel crom. Minereu de crom. II. CHROME, a, soț. Un tip de piele moale, subțire. | adj... Dicționarul explicativ al lui Ozhegov
crom- a, m crom m. novolat. crom lat. croma gr. colorant. 1. Elementul chimic este un metal argintiu dur utilizat la fabricarea aliajelor dure și pentru acoperirea produselor metalice. BAS 1. Metal descoperit de Vauquelin... ...
CROM Dicționar istoric al galicismelor limbii ruse - CROM, Crom (din vopsea chroma grecească), simbol I. SG, chimic. element cu at. cântărind 52,01 (izotopi 50, 52, 53, 54); numărul de serie 24, pentru! ocupă un loc în subgrupa pară a VI a grupei j a tabelului periodic. Compușii X. se găsesc adesea în natură...
Marea Enciclopedie Medicală - (lat. Crom) Cr, element chimic din grupa VI a tabelului periodic al lui Mendeleev, număr atomic 24, masă atomică 51,9961. Nume din greacă. culoare cromatică, vopsea (datorită culorii strălucitoare a compusului). Metal argintiu albăstrui; densitate 7,19… …
Dicţionar enciclopedic mare Dicționarul explicativ al lui Ozhegov
CHROME 1, a, m. Dicționarul explicativ al lui Ozhegov. SI. Ozhegov, N.Yu. Şvedova. 1949 1992... Dicționarul explicativ al lui Ozhegov
Crom CROM 2, a, m Un tip de piele moale, subțire. Dicționarul explicativ al lui Ozhegov. SI. Ozhegov, N.Yu. Şvedova. 1949 1992...
(lat. Cromiu), Cr, element chimic din grupa VI a sistemului periodic al lui Mendeleev, număr atomic 24, masă atomică 51,996; metal de culoare albăstruie-oțel.
Cromul a fost descoperit în 1797 de L. N. Vauquelin în mineralul crocoit - cromat natural de plumb PbCrO 4 . Chrome și-a primit numele de la cuvântul grecesc chroma - culoare, vopsea (datorită varietății de culori ale compușilor săi). Independent de Vauquelin, cromul a fost descoperit în crocoit în 1798 de către omul de știință german M. G. Klaproth. Conținutul mediu de crom din scoarța terestră (clarke) este de 8,3·10 -3%. Acest element este probabil mai caracteristic mantalei Pământului, deoarece rocile ultramafice, despre care se crede că sunt cel mai apropiate ca compoziție de mantaua Pământului, sunt îmbogățite în Crom (2·10 -4%). Cromul formează minereuri masive și diseminate în rocile ultramafice; Formarea celor mai mari depozite de crom este asociată cu acestea. În rocile de bază, conținutul de Crom atinge doar 2·10 -2%, în rocile acide - 2,5·10 -3%, în rocile sedimentare (gresii) - 3,5·10 -3%, în șisturi argiloase - 9·10 -3 %. Cromul este un migrant acvatic relativ slab; Conținutul de crom în apa de mare este de 0,00005 mg/l.
În general, Cromul este un metal în zonele adânci ale Pământului; meteoriții pietroși (analogi ai mantalei) sunt și ei îmbogățiți în Crom (2,7·10 -1%). Sunt cunoscute peste 20 de minerale de crom. Doar spinelele cromate (până la 54% Cr) sunt de importanță industrială; în plus, cromul este conținut într-o serie de alte minerale, care însoțesc adesea minereurile de crom, dar nu au o valoare practică în sine (uvarovit, volkonskoit, kemerit, fuchsite).
Proprietățile fizice ale cromului. Cromul este un metal dur, greu, refractar. Pure Chrome este ductil. Cristalizează într-o rețea centrată pe corp, a = 2,885Å (20 °C); la 1830 °C este posibil să se transforme într-o modificare cu o rețea centrată pe fețe, a = 3,69 Å.
Raza atomică 1,27 Å; razele ionice ale Cr2+ 0,83 Å, Cr3+ 0,64 Å, Cr6+ 0,52 Å. Densitate 7,19 g/cm3; t pl 1890 °C; punctul de fierbere 2480 °C. Capacitate termică specifică 0,461 kJ/(kg K) (25°C); coeficient termic de dilatare liniară 8,24·10 -6 (la 20 °C); coeficient de conductivitate termică 67 W/(m K) (20 °C); rezistivitate electrică 0,414 μΩ m (20 °C); coeficientul termic al rezistenței electrice în intervalul 20-600 °C este 3,01·10 -3. Cromul este antiferomagnetic, sensibilitate magnetică specifică 3,6·10 -6. Duritatea Brinell a cromului de înaltă puritate este de 7-9 Mn/m2 (70-90 kgf/cm2).
Proprietățile chimice ale cromului. Configurația electronică externă a atomului de crom este 3d 5 4s 1. În compuși prezintă de obicei stări de oxidare +2, +3, +6, dintre care Cr 3+ este cel mai stabil; Sunt cunoscuți compuși individuali în care cromul are stări de oxidare +1, +4, +5. Cromul este inactiv din punct de vedere chimic. În condiții normale, este rezistent la oxigen și umiditate, dar se combină cu fluor pentru a forma CrF 3 . Peste 600 °C interacționează cu vaporii de apă, dând Cr 2 O 3; azot - Cr2N, CrN; carbon - Cr23C6, Cr7C3, Cr3C2; sulf - Cr2S3. Atunci când este fuzionat cu bor, formează borura CrB, iar cu siliciu formează siliciuri Cr 3 Si, Cr 2 Si 3, CrSi 2. Cromul formează aliaje cu multe metale. Interacțiunea cu oxigenul este destul de activă la început, apoi încetinește brusc din cauza formării unei pelicule de oxid pe suprafața metalului. La 1200 °C filmul este distrus și oxidarea continuă rapid din nou. Cromul se aprinde în oxigen la 2000 °C pentru a forma oxidul verde închis al cromului (III) Cr 2 O 3. Pe lângă oxidul (III) sunt cunoscuți și alți compuși cu oxigen, de exemplu CrO, CrO 3, obținuți indirect. Cromul reacționează ușor cu soluțiile diluate de acizi clorhidric și sulfuric pentru a forma clorură și sulfat de crom și eliberează hidrogen; Vodcă Regia și acid azotic pasiv crom.
Pe măsură ce gradul de oxidare crește, proprietățile acide și oxidante ale Cromului cresc. Ionul Cr 2+ se formează în prima etapă a dizolvării Cromului în acizi sau în timpul reducerii Cr 3+ într-o soluție acidă cu zinc. Oxidul hidrat Cr(OH)2 la deshidratare se transformă în Cr2O3. Compușii Cr 3+ sunt stabili în aer. Pot fi atât agenți reducători, cât și oxidanți. Cr 3+ poate fi redus într-o soluție acidă cu zinc la Cr 2+ sau oxidat într-o soluție alcalină la CrO 4 2- cu brom și alți agenți de oxidare. Hidroxidul Cr(OH) 3 (sau mai degrabă Cr 2 O 3 nH 2 O) este un compus amfoter care formează săruri cu cationul Cr 3+ sau săruri ale cromiților acidului cromos HC-O 2 (de exemplu, KS-O 2, NaCrO2). Compușii Cr 6+: anhidrida cromică CrO 3, acizii cromici și sărurile acestora, dintre care cei mai importanți sunt cromații și dicromații - agenți oxidanți puternici. Cromul formează un număr mare de săruri cu acizii care conțin oxigen. Compușii complecși de crom sunt cunoscuți; Compușii complecși Cr 3+, în care Cromul are un număr de coordonare de 6, sunt deosebit de numeroși. Există un număr semnificativ de compuși cu peroxid de crom
Obținerea Chrome.În funcție de scopul utilizării, se obține Crom de diferite grade de puritate. Materia primă este de obicei spinelele de crom, care sunt îmbogățite și apoi topite cu potasiu (sau sifon) în prezența oxigenului atmosferic. În raport cu componenta principală a minereurilor care conțin Cr 3 +, reacția este următoarea:
2FeCr 2 O 4 + 4K 2 CO 3 + 3,5 O 2 = 4K 2 CrO 4 + Fe 2 O 3 + 4CO 2.
Cromatul de potasiu rezultat K 2 CrO 4 este levigat cu apă fierbinte şi acţiunea H 2 SO 4 îl transformă în dicromat K 2 Cr 2 O 7 . In continuare, prin actiunea unei solutii concentrate de H 2 SO 4 asupra K 2 Cr 2 O 7 se obtine anhidrida cromica C 2 O 3 sau prin incalzirea K 2 Cr 2 O 7 cu sulf - Oxid de crom (III) C 2 O 3.
Cel mai pur Crom în condiții industriale se obține fie prin electroliza soluțiilor apoase concentrate de CrO 3 sau Cr 2 O 3 care conțin H 2 SO 4, fie prin electroliza sulfatului de crom Cr 2 (SO 4) 3. În acest caz, cromul este eliberat pe un catod din aluminiu sau oțel inoxidabil. Purificarea completă a impurităților se realizează prin tratarea cromului cu hidrogen deosebit de pur la temperaturi ridicate (1500-1700 °C).
De asemenea, este posibil să se obțină Crom pur prin electroliza topiturii de CrF 3 sau CrCl 3 într-un amestec cu fluoruri de sodiu, potasiu, calciu la o temperatură de aproximativ 900 ° C într-o atmosferă de argon.
Cromul se obţine în cantităţi mici prin reducerea Cr 2 O 3 cu aluminiu sau siliciu. În metoda aluminotermă, un amestec preîncălzit de Cr 2 O 3 și pulbere de Al sau așchii cu aditivi de agenți oxidanți este încărcat într-un creuzet, unde reacția este excitată prin aprinderea amestecului de Na 2 O 2 și Al până când creuzetul este umplut cu Crom și zgură. Cromul silicotermic este topit în cuptoarele cu arc. Puritatea cromului rezultat este determinată de conținutul de impurități în Cr2O3 și în Al sau Si utilizat pentru reducere.
Aliajele de crom - ferocrom și crom siliciu - sunt produse pe scară largă în industrie.
Aplicarea cromului. Utilizarea Chrome se bazează pe rezistența la căldură, duritatea și rezistența la coroziune. Cel mai mult, cromul este folosit pentru topirea oțelurilor cu crom. Aluminiul și cromul silicotermic este utilizat pentru topirea nicromului, nimonicului, altor aliaje de nichel și a stellitului.
O cantitate semnificativă de crom este utilizată pentru acoperirile decorative rezistente la coroziune. Cromul pulbere este utilizat pe scară largă în producția de produse metalo-ceramice și materiale pentru electrozi de sudare. Cromul sub formă de ion Cr 3+ este o impuritate în rubin, care este folosit ca piatră prețioasă și material laser. Compușii de crom sunt utilizați pentru a grava țesăturile în timpul vopsirii. Unele săruri de crom sunt folosite ca componentă a soluțiilor de tăbăcire în industria pielii; PbCrO 4 , ZnCrO 4 , SrCrO 4 - ca vopsele de artă. Produsele refractare crom-magnezit sunt fabricate dintr-un amestec de cromit și magnezit.
Compușii cromului (în special derivații Cr 6+) sunt toxici.
Crom în corp. Cromul este unul dintre elementele biogene și este inclus în mod constant în țesuturile plantelor și animalelor. Conținutul mediu de crom în plante este de 0,0005% (92-95% din crom se acumulează în rădăcini), la animale - de la zece miimi la zece milioane de procente. La organismele planctonice, coeficientul de acumulare al Cromului este enorm - 10.000-26.000 Plantele mai mari nu tolerează concentrații de Crom mai mari de 3-10 -4 mol/l. În frunze este prezent sub forma unui complex cu molecule scăzute, care nu este asociat cu structurile subcelulare. La animale, cromul este implicat în metabolismul lipidelor, proteinelor (parte a enzimei tripsina) și carbohidraților (o componentă structurală a factorului rezistent la glucoză). Principala sursă de crom la animale și la oameni este hrana. O scădere a conținutului de crom din alimente și sânge duce la o scădere a ratei de creștere, o creștere a colesterolului din sânge și o scădere a sensibilității țesuturilor periferice la insulină.
Otrăvirea cu crom și compușii săi are loc în timpul producerii lor; în inginerie mecanică (acoperiri galvanice); metalurgie (aditivi de aliaje, aliaje, refractare); la fabricarea pieilor, vopselelor etc. Toxicitatea compuşilor cromului depinde de structura lor chimică: dicromaţii sunt mai toxici decât cromaţii, compuşii Cr (VI) sunt mai toxici decât compuşii Cr (II), Cr (III). Formele inițiale ale bolii se manifestă printr-o senzație de uscăciune și durere la nivelul nasului, durere în gât, dificultăți de respirație, tuse etc.; pot dispărea atunci când contactul cu Chromium este oprit. În cazul contactului prelungit cu compușii de crom, se dezvoltă semne de intoxicație cronică: cefalee, slăbiciune, dispepsie, pierdere în greutate și altele. Funcțiile stomacului, ficatului și pancreasului sunt afectate. Posibilă bronșită, astm bronșic, pneumoscleroză difuză. Când este expus la Crom pe piele, se pot dezvolta dermatită și eczeme. Conform unor date, compușii de crom, în principal Cr(III), au un efect cancerigen.
Descoperirea cromului datează dintr-o perioadă de dezvoltare rapidă a studiilor chimice și analitice ale sărurilor și mineralelor. În Rusia, chimiștii au avut un interes deosebit pentru analiza mineralelor găsite în Siberia și aproape necunoscute în Europa de Vest. Unul dintre aceste minerale a fost minereul de plumb roșu siberian (crocoit), descris de Lomonosov. Mineralul a fost examinat, dar în el nu s-au găsit decât oxizi de plumb, fier și aluminiu. Totuși, în 1797, Vaukelin, fierbând o probă măcinată fin de mineral cu potasiu și precipitare de carbonat de plumb, a obținut o soluție de culoare portocalie-roșu. Din această soluție a cristalizat o sare roșu rubin, din care s-au izolat oxidul și metalul liber, diferit de toate metalele cunoscute. Vauquelin l-a sunat Crom ( Chrome ) din cuvântul grecesc- colorare, culoare; Adevărat, ceea ce s-a înțeles aici nu era proprietatea metalului, ci sărurile sale viu colorate.
Fiind în natură.
Cel mai important minereu de crom de importanță practică este cromitul, a cărui compoziție aproximativă corespunde formulei FeCrO 4.
Se găsește în Asia Mică, Urali, America de Nord și Africa de Sud. Mineralul crocoit mai sus menționat – PbCrO 4 – este de asemenea de importanță tehnică. Oxidul de crom (3) și unii dintre ceilalți compuși ai săi se găsesc și în natură. În scoarța terestră, conținutul de crom în metal este de 0,03%. Crom a fost găsit în Soare, stele și meteoriți.
Proprietăți fizice.
Cromul este un metal alb, dur și casant, extrem de rezistent chimic la acizi și alcalii. În aer se oxidează și are o peliculă subțire transparentă de oxid la suprafață. Cromul are o densitate de 7,1 g/cm3, punctul său de topire este +1875 0 C.
chitanta.
Când minereul de crom de fier este încălzit puternic cu cărbune, cromul și fierul sunt reduse:
FeO * Cr 2 O 3 + 4C = 2Cr + Fe + 4CO
Ca rezultat al acestei reacții, se formează un aliaj de crom-fier, care se caracterizează printr-o rezistență ridicată. Pentru a obține crom pur, acesta este redus din oxidul de crom (3) cu aluminiu:
Cr2O3 + 2Al = Al2O3 + 2Cr
În acest proces, se folosesc de obicei doi oxizi - Cr 2 O 3 și CrO 3
Proprietăți chimice.
Datorită peliculei de protecție subțiri de oxid care acoperă suprafața cromului, este foarte rezistentă la acizi și alcalii agresivi. Cromul nu reacționează cu acidul azotic și sulfuric concentrat, precum și cu acidul fosforic. Cromul reacționează cu alcalii la t = 600-700 o C. Cu toate acestea, cromul interacționează cu acizii sulfuric și clorhidric diluați, înlocuind hidrogenul:
2Cr + 3H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2
2Cr + 6HCI = 2CrCI3 + 3H2
La temperaturi ridicate, cromul arde în oxigen, formând oxid(III).
Cromul fierbinte reacționează cu vaporii de apă:
2Cr + 3H2O = Cr2O3 + 3H2
La temperaturi ridicate, cromul reacționează și cu halogenii, halogenul cu hidrogenul, sulful, azotul, fosforul, carbonul, siliciul, borul, de exemplu:
Cr + 2HF = CrF2 + H2
2Cr + N2 = 2CrN
2Cr + 3S = Cr 2 S 3
Cr + Si = CrSi
Proprietățile fizice și chimice de mai sus ale cromului și-au găsit aplicarea în diferite domenii ale științei și tehnologiei. De exemplu, cromul și aliajele sale sunt folosite pentru a produce acoperiri de înaltă rezistență, rezistente la coroziune în inginerie mecanică. Aliajele sub formă de ferocrom sunt folosite ca unelte de tăiere a metalelor. Aliajele de crom și-au găsit aplicație în tehnologia medicală și în fabricarea echipamentelor tehnologice chimice.
Poziția cromului în tabelul periodic al elementelor chimice:
Cromul conduce subgrupul secundar al grupei VI a tabelului periodic al elementelor. Formula sa electronică este următoarea:
24 Cr IS 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3d 5 4S 1
La umplerea orbitalilor cu electroni în atomul de crom, modelul conform căruia orbitalul 4S ar trebui mai întâi umplut până la starea 4S 2 este încălcat. Cu toate acestea, datorită faptului că orbitalul 3d ocupă o poziție energetică mai favorabilă în atomul de crom, acesta este umplut la valoarea 4d5. Acest fenomen se observă în atomii altor elemente ale subgrupurilor secundare. Cromul poate prezenta stări de oxidare de la +1 la +6. Cei mai stabili sunt compușii de crom cu stări de oxidare +2, +3, +6.
Compuși ai cromului divalent.
Oxidul de crom (II) CrO este o pulbere neagră piroforică (piroforicitate - capacitatea de a se aprinde în aer într-o stare fin zdrobită). CrO se dizolvă în acid clorhidric diluat:
CrO + 2HCI = CrCl2 + H2O
În aer, când este încălzit peste 100 0 C, CrO se transformă în Cr 2 O 3.
Sărurile de crom bivalente se formează atunci când cromul metalului este dizolvat în acizi. Aceste reacţii au loc într-o atmosferă de gaz slab activ (de exemplu H 2), deoarece în prezența aerului se produce ușor oxidarea Cr(II) în Cr(III).
Hidroxidul de crom se obține sub formă de precipitat galben prin acțiunea unei soluții alcaline asupra clorurii de crom (II):
CrCI2 + 2NaOH = Cr(OH)2 + 2NaCl
Cr(OH)2 are proprietăți bazice și este un agent reducător. Ionul Cr2+ hidratat este albastru pal. O soluție apoasă de CrCl2 este de culoare albastră. În aer în soluții apoase, compușii Cr(II) se transformă în compuși Cr(III). Acest lucru este pronunțat în special în hidroxidul de Cr(II):
4Cr(OH) 2 + 2H 2 O + O 2 = 4Cr(OH) 3
Compuși trivalenți ai cromului.
Oxidul de crom (III) Cr 2 O 3 este o pulbere verde refractară. Duritatea sa este apropiată de corindon. În laborator se poate obține prin încălzirea dicromatului de amoniu:
(NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2
Cr 2 O 3 este un oxid amfoter, atunci când este fuzionat cu alcalii formează cromiți: Cr 2 O 3 + 2NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O
Hidroxidul de crom este, de asemenea, un compus amfoter:
Cr(OH)3 + HCI = CrCI3 + 3H2O
Cr(OH)3 + NaOH = NaCrO2 + 2H2O
CrCl 3 anhidru are aspectul frunzelor violet închis, este complet insolubil în apă rece și se dizolvă foarte lent când este fiert. Sulfatul de crom (III) anhidru Cr 2 (SO 4) 3 este de culoare roz și este, de asemenea, slab solubil în apă. În prezența agenților reducători, formează sulfat de crom violet Cr 2 (SO 4) 3 *18H 2 O. Se cunosc și hidrați de sulfat de crom verzi care conțin mai puțină apă. Crom alaun KCr(SO 4) 2 *12H 2 O cristalizează din soluţii care conţin sulfat de crom violet şi sulfat de potasiu. O soluție de alaun crom devine verde când este încălzită din cauza formării de sulfați.
Reacții cu cromul și compușii acestuia
Aproape toți compușii cromului și soluțiile lor sunt intens colorate. Având o soluție incoloră sau un precipitat alb, putem concluziona cu un grad mare de probabilitate că cromul este absent.
- Să încălzim puternic în flacăra unui arzător pe o cană de porțelan o astfel de cantitate de dicromat de potasiu care să se potrivească pe vârful unui cuțit. Sarea nu va elibera apa de cristalizare, ci se va topi la o temperatura de aproximativ 400 0 C pentru a forma un lichid inchis la culoare. Să-l mai încălzim câteva minute la foc mare. După răcire, pe ciob se formează un precipitat verde. Să dizolvăm o parte din el în apă (devine galben) și să lăsăm cealaltă parte pe ciob. Sarea s-a descompus la încălzire, rezultând formarea de cromat de potasiu galben K 2 CrO 4 și Cr 2 O 3 verde.
- Se dizolvă 3 g de bicromat de potasiu în 50 ml de apă. Adăugați puțin carbonat de potasiu într-o parte. Se va dizolva odată cu eliberarea de CO 2, iar culoarea soluției va deveni galben deschis. Cromatul se formează din dicromat de potasiu. Dacă adăugați acum o soluție de acid sulfuric 50% în porții, va apărea din nou culoarea roșu-galben a dicromatului.
- Se toarnă 5 ml într-o eprubetă. soluție de bicromat de potasiu, se fierbe cu 3 ml de acid clorhidric concentrat sub presiune. Din soluție se eliberează clor gazos toxic galben-verde deoarece cromatul va oxida HCl la Cl 2 și H 2 O. Cromatul în sine se va transforma în clorură de crom trivalent verde. Poate fi izolată prin evaporarea soluției și apoi, topită cu sodă și salpetru, transformată în cromat.
- Când se adaugă o soluție de nitrat de plumb, cromat galben de plumb precipită; Când interacționează cu o soluție de azotat de argint, se formează un precipitat roșu-brun de cromat de argint.
- Se adaugă peroxid de hidrogen în soluția de bicromat de potasiu și se acidifică soluția cu acid sulfuric. Soluția capătă o culoare albastru intens datorită formării peroxidului de crom. Când este agitat cu o anumită cantitate de eter, peroxidul se va transforma într-un solvent organic și îl va colora în albastru. Această reacție este specifică cromului și este foarte sensibilă. Poate fi folosit pentru a detecta cromul în metale și aliaje. În primul rând, trebuie să dizolvați metalul. Când sunt fierte mult timp cu acid sulfuric 30% (puteți adăuga și acid clorhidric), cromul și multe oțeluri sunt parțial dizolvate. Soluția rezultată conține sulfat de crom (III). Pentru a putea efectua o reacție de detectare, o neutralizăm mai întâi cu sodă caustică. Precipită hidroxidul de crom (III) de culoare gri-verde, care se dizolvă în exces de NaOH pentru a forma cromit de sodiu verde. Se filtrează soluția și se adaugă peroxid de hidrogen 30%. Când este încălzită, soluția va deveni galbenă pe măsură ce cromitul se oxidează la cromat. Acidificarea va face ca soluția să pară albastră. Compusul colorat poate fi extras prin agitare cu eter.
Reacții analitice pentru ionii de crom.
- Se adaugă o soluție de NaOH 2M la 3-4 picături de soluție de clorură de crom CrCl 3 până când precipitatul inițial se dizolvă. Observați culoarea cromitului de sodiu format. Se încălzește soluția rezultată într-o baie de apă. Ce se întâmplă?
- La 2-3 picături de soluție de CrCl 3 se adaugă un volum egal de soluție de NaOH 8 M și 3-4 picături de soluție de H 2 O 2 3%. Se încălzește amestecul de reacție într-o baie de apă. Ce se întâmplă? Ce precipitat se formează dacă soluția colorată rezultată este neutralizată, i se adaugă CH 3 COOH și apoi se adaugă Pb(NO 3) 2?
- Se toarnă 4-5 picături de soluții de sulfat de crom Cr 2 (SO 4) 3, IMH 2 SO 4 și KMnO 4 în eprubetă. Se încălzește amestecul de reacție timp de câteva minute într-o baie de apă. Observați schimbarea culorii soluției. Ce a cauzat-o?
- La 3-4 picături de soluție de K 2 Cr 2 O 7 acidulată cu acid azotic, se adaugă 2-3 picături de soluție de H 2 O 2 și se amestecă. Culoarea albastră emergentă a soluției se datorează apariției acidului percromic H 2 CrO 6:
Cr 2 O 7 2- + 4H 2 O 2 + 2H + = 2H 2 CrO 6 + 3H 2 O
Atenție la descompunerea rapidă a H 2 CrO 6:
2H 2 CrO 6 + 8H+ = 2Cr 3+ + 3O 2 + 6H 2 O
culoare albastru verde
Acidul percromic este mult mai stabil în solvenții organici.
- La 3-4 picături de soluție de K 2 Cr 2 O 7 acidulată cu acid azotic, se adaugă 5 picături de alcool izoamilic, 2-3 picături de soluție de H 2 O 2 și se agită amestecul de reacție. Stratul de solvent organic care plutește în partea de sus este colorat în albastru strălucitor. Culoarea se estompează foarte lent. Comparați stabilitatea H2CrO6 în faze organice și apoase.
- Când CrO 4 2- interacționează cu ionii Ba 2+, se formează un precipitat galben de cromat de bariu BaCrO 4.
- Nitratul de argint formează un precipitat de cromat de argint roșu cărămidă cu ioni de CrO 4 2.
- Luați trei eprubete. Puneți 5-6 picături de soluție de K 2 Cr 2 O 7 într-una dintre ele, același volum de soluție de K 2 CrO 4 în a doua și trei picături din ambele soluții în a treia. Apoi adăugați trei picături de soluție de iodură de potasiu în fiecare eprubetă. Explicați rezultatul dvs. Acidificați soluția în a doua eprubetă. Ce se întâmplă? De ce?
Experimente distractive cu compuși de crom
- Un amestec de CuSO4 și K2Cr2O7 devine verde când se adaugă alcali și devine galben în prezența acidului. Prin încălzirea a 2 mg de glicerol cu o cantitate mică de (NH 4) 2 Cr 2 O 7 și apoi adăugarea de alcool, după filtrare se obține o soluție de culoare verde strălucitor, care se îngălbenește când se adaugă acid și devine verde într-un mediu neutru sau alcalin. mediu.
- Pune un „amestec de rubin” în centrul unei cutii de tablă cu termită - măcinat cu grijă și așezat în folie de aluminiu Al 2 O 3 (4,75 g) cu adaos de Cr 2 O 3 (0,25 g). Pentru ca borcanul să nu se răcească mai mult, este necesar să-l îngropați sub marginea de sus în nisip, iar după ce termita este aprinsă și începe reacția, acoperiți-l cu o foaie de fier și acoperiți-l cu nisip. Scoate borcanul într-o zi. Rezultatul este o pudră roșie de rubin.
- 10 g dicromat de potasiu se macina cu 5 g azotat de sodiu sau potasiu si 10 g zahar. Amestecul este umezit și amestecat cu colodion. Dacă pulberea este comprimată într-un tub de sticlă, apoi bățul este împins afară și dat foc la sfârșit, un „șarpe” va începe să se târască afară, mai întâi negru, iar după răcire - verde. Un bețișor cu diametrul de 4 mm arde cu o viteză de aproximativ 2 mm pe secundă și se extinde de 10 ori.
- Dacă amestecați soluții de sulfat de cupru și dicromat de potasiu și adăugați puțină soluție de amoniac, se va forma un precipitat maro amorf din compoziția 4СuCrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O, care se dizolvă în acid clorhidric pentru a forma o soluție galbenă și în exces de amoniac se obţine o soluţie verde. Dacă mai adăugați alcool la această soluție, se va forma un precipitat verde, care după filtrare devine albastru, iar după uscare, albastru-violet cu sclipici roșii, clar vizibil la lumină puternică.
- Oxidul de crom rămas după experimentele „vulcan” sau „șerpii faraonului” poate fi regenerat. Pentru a face acest lucru, trebuie să topiți 8 g de Cr 2 O 3 și 2 g de Na 2 CO 3 și 2,5 g de KNO 3 și tratați aliajul răcit cu apă clocotită. Rezultatul este un cromat solubil, care poate fi transformat în alți compuși Cr(II) și Cr(VI), inclusiv dicromatul de amoniu original.
Exemple de tranziții redox care implică cromul și compușii săi
1. Cr 2 O 7 2- -- Cr 2 O 3 -- CrO 2 - -- CrO 4 2- -- Cr 2 O 7 2-
a) (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O 
b) Cr 2 O 3 + 2NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O
c) 2NaCrO 2 + 3Br 2 + 8NaOH = 6NaBr + 2Na 2 CrO 4 + 4H 2 O
d) 2Na 2 CrO 4 + 2HCl = Na 2 Cr 2 O 7 + 2NaCl + H 2 O
2. Cr(OH) 2 -- Cr(OH) 3 -- CrCl 3 -- Cr 2 O 7 2- -- CrO 4 2-
a) 2Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
b) Cr(OH) 3 + 3HCl = CrCl 3 + 3H 2 O
c) 2CrCl 3 + 2KMnO 4 + 3H 2 O = K 2 Cr 2 O 7 + 2Mn(OH) 2 + 6HCl
d) K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH = 2K 2 CrO 4 + H 2 O
3. CrO -- Cr(OH) 2 -- Cr(OH) 3 -- Cr(NO 3) 3 -- Cr 2 O 3 -- CrO - 2
Cr 2+
a) CrO + 2HCl = CrCl2 + H2O
b) CrO + H2O = Cr(OH)2
c) Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
d) Cr(OH) 3 + 3HNO 3 = Cr(NO 3) 3 + 3H 2 O
e) 4Сr(NO 3) 3 = 2Cr 2 O 3 + 12NO 2 + O 2
e) Cr 2 O 3 + 2 NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O
Element de crom ca artist
Chimiștii au apelat destul de des la problema creării pigmenților artificiali pentru pictură. În secolele XVIII-XIX a fost dezvoltată tehnologia pentru producerea multor materiale de pictură. Louis Nicolas Vauquelin în 1797, care a descoperit elementul necunoscut anterior crom în minereul roșu siberian, a pregătit o vopsea nouă, remarcabil de stabilă - verde crom. Cromoforul său este oxidul de crom (III) hidratat. A început să fie produs sub numele de „verde smarald” în 1837. Ulterior, L. Vauquelin a propus mai multe vopsele noi: barit, zinc și galben crom. De-a lungul timpului, au fost înlocuiți cu pigmenți mai persistenti pe bază de cadmiu galben și portocaliu.
Cromul verde este cea mai durabilă și rezistentă la lumină, care nu este susceptibilă la gazele atmosferice. Crom verde măcinat în ulei are putere mare de acoperire și este capabil să se usuce rapid, motiv pentru care este folosit încă din secolul al XIX-lea. este utilizat pe scară largă în pictură. Este de mare importanță în pictura pe porțelan. Faptul este că produsele din porțelan pot fi decorate atât cu vopsea subglazură, cât și cu supraglazură. În primul caz, vopselele sunt aplicate doar pe suprafața unui produs ușor ars, care este apoi acoperit cu un strat de glazură. Urmează arderea principală, la temperatură înaltă: pentru a sinteriza masa de porțelan și a topi glazura, produsele sunt încălzite la 1350 - 1450 0 C. Foarte puține vopsele pot rezista la o temperatură atât de ridicată fără modificări chimice, iar în vechiul zilele erau doar două - cobalt și crom. Oxidul de cobalt negru aplicat pe suprafața unui produs din porțelan fuzionează cu glazura în timpul arderii, interacționând chimic cu acesta. Ca rezultat, se formează silicați de cobalt albastru strălucitor. Toată lumea cunoaște bine această veselă din porțelan albastru decorat cu cobalt. Oxidul de crom (III) nu reacționează chimic cu componentele glazurii și pur și simplu se află între cioburi de porțelan și glazura transparentă ca un strat „oarb”.
Pe lângă verdele crom, artiștii folosesc vopsele obținute din volkonskoit. Acest mineral din grupul montmorilloniților (un mineral argilos din subclasa silicaților complecși Na(Mo,Al), Si 4 O 10 (OH) 2 a fost descoperit în 1830 de mineralogul rus Kemmerer și numit în onoarea lui M.N. Volkonskaya, fiica eroului Bătăliei de la Borodino, generalul N. .N Raevsky, soția Decembristului S.G. Volkonskoite este o argilă care conține până la 24% oxid de crom, precum și oxizi de aluminiu și fier culoarea sa variată - de la culoarea bradului întunecat de iarnă la culoarea verde strălucitor a unei broaște de mlaștină.
Pablo Picasso s-a adresat geologilor țării noastre cu o solicitare de a studia rezervele de volkonskoit, care produce vopsea cu un ton unic de proaspăt. În prezent, a fost dezvoltată o metodă de producere a volkonskoitului artificial. Este interesant de observat că, conform cercetărilor moderne, pictorii de icoane ruși au folosit vopsele din acest material încă din Evul Mediu, cu mult înainte de descoperirea sa „oficială”. Verdele Guinier (create în 1837), a cărei cromoformă este oxidul de crom hidrat Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O, în care o parte din apă este legată chimic și o parte este adsorbită, a fost, de asemenea, cunoscut printre artiști. Acest pigment conferă vopselei o nuanță de smarald.
blog.site, atunci când copiați materialul integral sau parțial, este necesar un link către sursa originală.
Metal dur de culoare alb-albăstruie. Cromul este uneori clasificat ca un metal feros. Acest metal este capabil să picteze compuși în diferite culori, motiv pentru care a fost numit „crom”, ceea ce înseamnă „vopsea”. Cromul este un oligoelement necesar pentru dezvoltarea și funcționarea normală a corpului uman. Rolul său biologic cel mai important este reglarea metabolismului carbohidraților și a nivelului de glucoză din sânge.
Vezi și:
STRUCTURA
În funcție de tipurile de legături chimice - ca toate metalele, cromul are un tip metalic de rețea cristalină, adică există atomi de metal la locurile rețelei.
În funcție de simetria spațială - cubic, centrat pe corp a = 0,28839 nm. O caracteristică a cromului este o schimbare bruscă a proprietăților sale fizice la o temperatură de aproximativ 37°C. Rețeaua cristalină a unui metal este formată din ionii săi și electronii mobili. În mod similar, atomul de crom în starea sa fundamentală are o configurație electronică. La 1830 °C este posibil să se transforme într-o modificare cu o rețea centrată pe față, a = 3,69 Å.
PROPRIETĂȚI
Cromul are o duritate Mohs de 9, unul dintre cele mai dure metale pure (al doilea numai după iridiu, beriliu, wolfram și uraniu). Cromul foarte pur poate fi prelucrat destul de bine. Stabil în aer datorită pasivării. Din același motiv, nu reacționează cu acizii sulfuric și azotic. La 2000 °C arde pentru a forma oxidul de crom (III) verde Cr 2 O 3, care are proprietăți amfotere. Când este încălzit, reacţionează cu multe nemetale, formând adesea compuşi cu compoziţie nestoichiometrică: carburi, boruri, siliciuri, nitruri etc. Cromul formează numeroşi compuşi în diferite stări de oxidare, în principal +2, +3, +6. Cromul are toate proprietățile caracteristice metalelor - conduce bine căldura și electricitatea și are strălucirea caracteristică majorității metalelor. Este antiferomagnetic și paramagnetic, adică la o temperatură de 39 °C se schimbă dintr-o stare paramagnetică într-o stare antiferomagnetică (punctul Néel).
REZERVE ȘI PRODUCȚIE
Cele mai mari zăcăminte de crom sunt situate în Africa de Sud (locul 1 în lume), Kazahstan, Rusia, Zimbabwe și Madagascar. De asemenea, există zăcăminte în Turcia, India, Armenia, Brazilia și Filipine.n Principalele zăcăminte de minereuri de crom din Federația Rusă sunt cunoscute în Urali (Don și Saranovskoye). Rezervele explorate în Kazahstan se ridică la peste 350 de milioane de tone (locul 2 în lume Cromul se găsește în natură în principal sub formă de minereu de crom de fier Fe(CrO 2) 2 (cromit de fier). Ferocromul se obține din acesta prin reducerea în cuptoare electrice cu cocs (carbon). Pentru a obține crom pur, reacția se efectuează după cum urmează:
1) cromitul de fier este fuzionat cu carbonat de sodiu (cenusa de sodiu) in aer;
2) se dizolvă cromatul de sodiu și se separă de oxidul de fier;
3) se transformă cromatul în dicromat, acidificând soluția și cristalizând dicromatul;
4) oxidul de crom pur se obţine prin reducerea dicromatului de sodiu cu cărbune;
5) cromul metalic se obţine prin aluminotermie;
6) prin electroliză, cromul electrolitic se obține dintr-o soluție de anhidridă cromică în apă care conține adaos de acid sulfuric.
ORIGINE
Conținutul mediu de crom din scoarța terestră (clarke) este de 8,3·10 -3%. Acest element este probabil mai caracteristic mantalei Pământului, deoarece rocile ultramafice, despre care se crede că sunt cel mai apropiate ca compoziție de mantaua Pământului, sunt îmbogățite în Crom (2·10 -4%). Cromul formează minereuri masive și diseminate în rocile ultramafice; Formarea celor mai mari depozite de crom este asociată cu acestea. În rocile de bază, conținutul de Crom atinge doar 2·10 -2%, în rocile acide - 2,5·10 -3%, în rocile sedimentare (gresii) - 3,5·10 -3%, în șisturi argiloase - 9·10 -3 %. Cromul este un migrant acvatic relativ slab; Conținutul de crom în apa de mare este de 0,00005 mg/l.
În general, Cromul este un metal în zonele adânci ale Pământului; meteoriții pietroși (analogi ai mantalei) sunt și ei îmbogățiți în Crom (2,7·10 -1%). Sunt cunoscute peste 20 de minerale de crom. Doar spinelele cromate (până la 54% Cr) sunt de importanță industrială; în plus, cromul este conținut într-o serie de alte minerale, care însoțesc adesea minereurile de crom, dar nu au o valoare practică în sine (uvarovit, volkonskoit, kemerit, fuchsite).
Există trei minerale principale de crom: magnocromit (Mg, Fe)Cr 2 O 4 , cropicotita (Mg, Fe) (Cr, Al) 2 O 4 și aluminocromit (Fe, Mg) (Cr, Al) 2 O 4 . Ele nu se pot distinge ca aspect și sunt numite inexact „cromiți”.
APLICARE
Cromul este o componentă importantă în multe oțeluri aliate (în special oțeluri inoxidabile), precum și într-un număr de alte aliaje. Adăugarea de crom crește semnificativ duritatea și rezistența la coroziune a aliajelor. Utilizarea Chrome se bazează pe rezistența la căldură, duritatea și rezistența la coroziune. Cel mai mult, cromul este folosit pentru topirea oțelurilor cu crom. Aluminiul și cromul silicotermic este utilizat pentru topirea nicromului, nimonicului, altor aliaje de nichel și a stellitului.
O cantitate semnificativă de crom este utilizată pentru acoperirile decorative rezistente la coroziune. Cromul pulbere este utilizat pe scară largă în producția de produse metalo-ceramice și materiale pentru electrozi de sudare. Cromul, sub formă de ion Cr 3+, este o impuritate în rubin, care este folosit ca piatră prețioasă și material laser. Compușii de crom sunt utilizați pentru a grava țesăturile în timpul vopsirii. Unele săruri de crom sunt folosite ca componentă a soluțiilor de tăbăcire în industria pielii; PbCrO 4 , ZnCrO 4 , SrCrO 4 - ca vopsele de artă. Produsele refractare crom-magnezit sunt fabricate dintr-un amestec de cromit și magnezit.
Folosit ca acoperiri galvanice rezistente la uzură și frumoase (cromare).
Cromul este utilizat pentru producerea de aliaje: crom-30 și crom-90, care sunt indispensabile pentru producerea de duze pentru torțe cu plasmă puternice și în industria aerospațială.
Chrome (ing. Chromium) - Cr