kromium(lat. Cromium), Cr, unsur kimia Golongan VI dari sistem periodik Mendeleev, nomor atom 24, massa atom 51.996; logam biru-baja.

Isotop stabil alami: 50 Cr (4,31%), 52 Cr (87,76%), 53 Cr (9,55%) dan 54 Cr (2,38%). Dari isotop radioaktif buatan, yang paling penting adalah 51 Cr (waktu paruh T = 27,8 hari), yang digunakan sebagai pelacak isotop.

Referensi sejarah. Kromium ditemukan pada tahun 1797 oleh LN Vauquelin dalam mineral krokoit - timbal kromat alami bCrО 4 . Chrome mendapatkan namanya dari kata Yunani chroma - warna, cat (karena variasi warna senyawanya). Terlepas dari Vauquelin, kromium ditemukan di crocoite pada tahun 1798 oleh ilmuwan Jerman M. G. Klaproth.

Distribusi Kromium di alam. Rata-rata kandungan Chromium dalam kerak bumi (clarke) adalah 8,3·10 -3%. Elemen ini mungkin lebih khas dari mantel bumi, karena batuan ultramafik, yang diyakini paling dekat komposisinya dengan mantel bumi, diperkaya dengan Chromium (2·10 -4%). Kromium membentuk bijih masif dan tersebar di batuan ultrabasa; pembentukan deposit terbesar Chromium dikaitkan dengan mereka. Pada batuan dasar, kandungan Chromium hanya mencapai 2 10 -2%, pada batuan asam - 2,5 10 -3%, pada batuan sedimen (batupasir) - 3,5 10 -3%, serpih - 9 10 -3%. Chromium adalah migran air yang relatif lemah; Kandungan kromium dalam air laut adalah 0,00005 mg/l.

Secara umum, Chromium adalah logam dari zona dalam Bumi; meteorit berbatu (analog dari mantel) juga diperkaya dengan Chromium (2,7·10 -1%). Lebih dari 20 mineral kromium diketahui. Hanya spinel krom (hingga 54% Cr) yang penting bagi industri; selain itu, kromium terkandung dalam sejumlah mineral lain yang sering menyertai bijih kromium, tetapi tidak memiliki nilai praktis dalam dirinya sendiri (uvarovite, volkonskoite, kemerite, fuchsite).

Sifat fisik Kromium. Kromium adalah logam yang keras, berat, tahan api. Chrome murni adalah plastik. Mengkristal dalam kisi yang berpusat pada tubuh, a = 2,885Å (20 °C); pada 1830 °C, transformasi menjadi modifikasi dengan kisi berpusat muka dimungkinkan, a = 3,69Å.

Jari-jari atom 1,27 ; jari-jari ionik Cr 2+ 0,83Å, Cr 3+ 0,64Å, Cr 6+ 0,52 . Kepadatan 7,19 g/cm 3 ; t pl 1890 °C; t kip 2480 °C. Kapasitas panas spesifik 0,461 kJ/(kg K) (25 °C); koefisien termal ekspansi linier 8,24 10 -6 (pada 20 °C); koefisien konduktivitas termal 67 W/(m K) (20 °С); resistivitas listrik 0,414 m m (20 °C); koefisien termal hambatan listrik pada kisaran 20-600 °C adalah 3,01·10 -3 . Kromium bersifat antiferromagnetik, suseptibilitas magnetik spesifiknya adalah 3,6·10 -6 . Kekerasan Chromium dengan kemurnian tinggi menurut Brinell adalah 7-9 MN / m 2 (70-90 kgf / cm 2).

Sifat kimia Kromium. Konfigurasi elektron luar atom Chromium adalah 3d 5 4s 1 . Dalam senyawa, biasanya menunjukkan bilangan oksidasi +2, +3, +6, di antaranya Cr 3+ adalah yang paling stabil; senyawa individu diketahui di mana Chromium memiliki bilangan oksidasi +1, +4, +5. Chromium secara kimiawi tidak aktif. Dalam kondisi normal, ia tahan terhadap oksigen dan kelembaban, tetapi bergabung dengan fluor, membentuk CrF 3 . Di atas 600 °C, ia berinteraksi dengan uap air, menghasilkan Cr 2 O 3; nitrogen - Cr 2 N, CrN; karbon - Cr 23 C 6, Cr 7 C 3, Cr 3 C 2; abu-abu - Cr 2 S 3. Ketika menyatu dengan boron, ia membentuk CrB borida; dengan silikon, ia membentuk silisida Cr 3 Si, Cr 2 Si 3, CrSi 2. Kromium membentuk paduan dengan banyak logam. Interaksi dengan oksigen pada awalnya cukup aktif, kemudian melambat tajam karena pembentukan lapisan oksida pada permukaan logam. Pada 1200 ° C, film rusak dan oksidasi berlangsung dengan cepat lagi. Kromium terbakar dalam oksigen pada 2000°C untuk membentuk kromium (III) oksida hijau tua Cr 2 O 3 . Selain oksida (III), ada senyawa lain dengan oksigen, seperti CrO, CrO3 yang diperoleh secara tidak langsung. Kromium mudah bereaksi dengan larutan encer asam klorida dan asam sulfat untuk membentuk klorida dan kromium sulfat dan melepaskan hidrogen; aqua regia dan asam nitrat pasif Chromium.

Dengan peningkatan derajat oksidasi, sifat asam dan pengoksidasi Chromium meningkat.Derivat Cr2+ adalah agen pereduksi yang sangat kuat. Ion Cr2+ terbentuk pada tahap pertama pelarutan Chromium dalam asam atau selama reduksi Cr3+ dalam larutan asam dengan seng. Nitrous hidrat Cr(OH) 2 selama dehidrasi masuk ke Cr 2 O 3 . Senyawa Cr3+ stabil di udara. Mereka dapat menjadi agen pereduksi dan pengoksidasi. Cr3+ dapat direduksi dalam larutan asam dengan seng menjadi Cr2+ atau dioksidasi dalam larutan basa menjadi CrO42- dengan bromin dan zat pengoksidasi lainnya. Hidroksida Cr (OH) 3 (lebih tepatnya, Cr 2 O 3 nH 2 O) adalah senyawa amfoter yang membentuk garam dengan kation Cr 3+ atau garam asam kromat HCrO 2 - kromit (misalnya, KC-O 2, NaCrO 2). Senyawa Cr 6+: CrO 3 chromic anhydride, asam kromat dan garamnya, di antaranya yang paling penting adalah kromat dan dikromat - zat pengoksidasi kuat. Kromium membentuk sejumlah besar garam dengan asam yang mengandung oksigen. Senyawa kompleks kromium diketahui; senyawa kompleks Cr 3+ sangat banyak, di mana Kromium memiliki bilangan koordinasi 6. Ada sejumlah besar senyawa Kromium peroksida

Dapatkan Chrome. Tergantung pada tujuan penggunaan, kromium diperoleh dalam berbagai tingkat kemurnian. Bahan bakunya biasanya adalah spinel krom, yang diperkaya dan kemudian digabungkan dengan kalium (atau soda) dengan adanya oksigen atmosfer. Berkenaan dengan komponen utama bijih yang mengandung Cr 3 +, reaksinya adalah sebagai berikut:

2FeCr 2 O 4 + 4K 2 CO 3 + 3.5O 2 \u003d 4K 2 CrO 4 + Fe 2 O 3 + 4CO 2.

Kalium kromat K 2 CrO 4 yang dihasilkan dilarutkan dengan air panas dan aksi H 2 SO 4 mengubahnya menjadi dikromat K 2 Cr 2 O 7 . Selanjutnya, dengan aksi larutan pekat H 2 SO 4 pada K 2 Cr 2 O 7, diperoleh kromat anhidrida C 2 O 3 atau dengan memanaskan K 2 Cr 2 O 7 dengan belerang - Kromium oksida (III) C 2 O 3.

Kromium paling murni diperoleh dalam kondisi industri baik dengan elektrolisis larutan berair pekat CrO 3 atau Cr 2 O 3 yang mengandung H 2 SO 4 , atau dengan elektrolisis Kromium sulfat Cr 2 (SO 4) 3 . Dalam hal ini, kromium diendapkan pada katoda aluminium atau baja tahan karat. Pemurnian lengkap dari kotoran dicapai dengan memperlakukan Chromium dengan hidrogen yang sangat murni pada suhu tinggi (1500-1700 °C).

Dimungkinkan juga untuk memperoleh Chromium murni dengan elektrolisis CrF 3 atau CrCl 3 lelehan yang dicampur dengan natrium, kalium, kalsium fluorida pada suhu sekitar 900 °C dalam atmosfer argon.

Kromium diperoleh dalam jumlah kecil dengan mereduksi Cr2O3 dengan aluminium atau silikon. Pada metode aluminotermik, campuran Cr 2 O 3 dan serbuk Al atau serutan yang telah dipanaskan dengan penambahan zat pengoksidasi dimasukkan ke dalam krus, dimana reaksi dimulai dengan menyalakan campuran Na 2 O 2 dan Al sampai krus diisi dengan Chromium dan terak. Kromium dilebur secara silicothermally di tungku busur. Kemurnian Chromium yang dihasilkan ditentukan oleh kandungan pengotor dalam Cr 2 O 3 dan dalam Al atau Si yang digunakan untuk recovery.

Dalam industri, paduan kromium diproduksi dalam skala besar - ferrochrome dan silicochrome.

aplikasi kromium. Penggunaan Chromium didasarkan pada ketahanan panas, kekerasan dan ketahanan korosi. Kebanyakan dari semua Chromium digunakan untuk peleburan baja kromium. Kromium alumino dan silicothermic digunakan untuk peleburan nichrome, nimonic, paduan nikel lainnya, dan stellite.

Sejumlah besar Chromium digunakan untuk pelapis tahan korosi dekoratif. Serbuk kromium telah banyak digunakan dalam produksi produk logam-keramik dan bahan untuk elektroda las. Kromium dalam bentuk ion Cr 3+ adalah pengotor dalam ruby, yang digunakan sebagai batu permata dan bahan laser. Senyawa kromium digunakan untuk mengetsa kain selama pencelupan. Beberapa garam Chromium digunakan sebagai bahan dalam larutan penyamakan di industri kulit; PbCrO 4 , ZnCrO 4 , SrCrO 4 - sebagai cat seni. Produk refraktori kromit-magnesit dibuat dari campuran kromit dan magnesit.

Senyawa kromium (terutama turunan Cr 6+) bersifat racun.

Kromium dalam tubuh. Kromium merupakan salah satu unsur biogenik yang selalu terdapat dalam jaringan tumbuhan dan hewan. Kandungan rata-rata Chromium pada tanaman adalah 0,0005% (92-95% Chromium terakumulasi di akar), pada hewan - dari sepuluh ribu hingga sepuluh juta persen. Dalam organisme planktonik, koefisien akumulasi Chromium sangat besar - 10.000-26.000 Tanaman tingkat tinggi tidak mentolerir konsentrasi Chromium di atas 3-10 -4 mol/l. Pada daun, ia hadir sebagai kompleks dengan berat molekul rendah yang tidak terkait dengan struktur subseluler. Pada hewan, kromium terlibat dalam metabolisme lipid, protein (bagian dari enzim tripsin), karbohidrat (komponen struktural dari faktor resistensi glukosa). Sumber utama Chromium dalam tubuh hewan dan manusia adalah makanan. Penurunan kandungan Chromium dalam makanan dan darah menyebabkan penurunan laju pertumbuhan, peningkatan kolesterol darah dan penurunan sensitivitas jaringan perifer terhadap insulin.

Keracunan kromium dan senyawanya terjadi selama produksinya; dalam teknik mesin (pelapis dilapisi); metalurgi (aditif paduan, paduan, refraktori); dalam pembuatan kulit, cat, dll. Toksisitas senyawa kromium tergantung pada struktur kimianya: dikromat lebih beracun daripada kromat, senyawa Cr(VI) lebih beracun daripada senyawa Cr(II), Cr(III). Bentuk awal penyakit dimanifestasikan oleh rasa kering dan nyeri di hidung, sakit tenggorokan, kesulitan bernapas, batuk, dll .; mereka mungkin hilang saat kontak dengan Chrome dihentikan. Dengan kontak yang lama dengan senyawa Chromium, tanda-tanda keracunan kronis berkembang: sakit kepala, kelemahan, dispepsia, penurunan berat badan, dan lainnya. Fungsi lambung, hati, dan pankreas rusak. Bronkitis, asma bronkial, pneumosklerosis difus mungkin terjadi. Ketika terkena Chromium, dermatitis dan eksim dapat berkembang pada kulit. Menurut beberapa laporan, senyawa Chromium, terutama Cr(III), memiliki efek karsinogenik.

"Universitas Politeknik Tomsk Riset Nasional"

Institut Geoekologi dan Geokimia Sumber Daya Alam

kromium

Dengan disiplin:

Kimia

Lengkap:

siswa kelompok 2G41 Tkacheva Anastasia Vladimirovna 29/10/2014

Diperiksa:

guru Stas Nikolay Fedorovich

Posisi dalam sistem periodik

kromium- elemen dari subkelompok samping dari kelompok ke-6 periode ke-4 sistem periodik unsur kimia D. I. Mendeleev dengan nomor atom 24. Hal ini ditunjukkan dengan simbol Cr(lat. kromium). bahan sederhana kromium- logam keras berwarna putih kebiruan. Kromium kadang-kadang disebut sebagai logam besi.

Struktur atom

17 Cl) 2) 8) 7 - diagram struktur atom

1s2s2p3s3p - rumus elektronik

Atom terletak pada periode III, dan memiliki tiga tingkat energi

Atom terletak di VII dalam kelompok, di subkelompok utama - pada tingkat energi eksternal 7 elektron

Properti Elemen

Properti fisik

Kromium adalah logam putih mengkilap dengan kisi berpusat badan kubik, a \u003d 0,28845 nm, ditandai dengan kekerasan dan kerapuhan, dengan kerapatan 7,2 g / cm 3, salah satu logam murni paling keras (kedua setelah berilium, tungsten dan uranium), dengan titik leleh 1903 derajat. Dan dengan titik didih sekitar 2570 derajat. C. Di udara, permukaan kromium ditutupi dengan film oksida, yang melindunginya dari oksidasi lebih lanjut. Penambahan karbon ke kromium semakin meningkatkan kekerasannya.

Sifat kimia

Kromium dalam kondisi normal adalah logam inert, ketika dipanaskan menjadi cukup aktif.

Interaksi dengan non-logam

Ketika dipanaskan di atas 600 ° C, kromium terbakar dalam oksigen:

4Cr + 3O 2 \u003d 2Cr 2 O 3.

Bereaksi dengan fluor pada 350 ° C, dengan klorin pada 300 ° C, dengan brom pada suhu panas merah, membentuk kromium (III) halida:

2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3 .

Bereaksi dengan nitrogen pada suhu di atas 1000 ° C untuk membentuk nitrida:

2Cr + N2 = 2CrN

atau 4Cr + N 2 = 2Cr 2 N.

2Cr + 3S = Cr 2 S 3 .

Bereaksi dengan boron, karbon dan silikon untuk membentuk borida, karbida dan silisida:

Cr + 2B = CrB 2 (pembentukan Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 4 dimungkinkan),

2Cr + 3C \u003d Cr 2 C 3 (pembentukan Cr 23 C 6, Cr 7 B 3 dimungkinkan),

Cr + 2Si = CrSi 2 (kemungkinan pembentukan Cr 3 Si, Cr 5 Si 3, CrSi).

Itu tidak berinteraksi langsung dengan hidrogen.

Interaksi dengan air

Dalam keadaan panas yang digiling halus, kromium bereaksi dengan air, membentuk kromium (III) oksida dan hidrogen:

2Cr + 3H 2 O \u003d Cr 2 O 3 + 3H 2

Interaksi dengan asam

Dalam deret elektrokimia tegangan logam, kromium sebelum hidrogen, menggantikan hidrogen dari larutan asam non-pengoksidasi:

Cr + 2HCl \u003d CrCl 2 + H 2;

Cr + H 2 SO 4 \u003d CrSO 4 + H 2.

Dengan adanya oksigen atmosfer, garam krom (III) terbentuk:

4Cr + 12HCl + 3O 2 = 4CrCl 3 + 6H 2 O.

Asam nitrat dan asam sulfat pekat mempasifkan kromium. Kromium dapat larut di dalamnya hanya dengan pemanasan kuat, garam krom (III) dan produk reduksi asam terbentuk:

2Cr + 6H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O;

Cr + 6HNO 3 \u003d Cr (NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O.

Interaksi dengan reagen alkali

Dalam larutan alkali, kromium tidak larut; perlahan-lahan bereaksi dengan lelehan alkali untuk membentuk kromit dan melepaskan hidrogen:

2Cr + 6KOH \u003d 2KCrO 2 + 2K 2 O + 3H 2.

Bereaksi dengan lelehan basa dari zat pengoksidasi, seperti kalium klorat, sementara kromium masuk ke kalium kromat:

Cr + KClO 3 + 2KOH = K 2 CrO 4 + KCl + H 2 O.

Pemulihan logam dari oksida dan garam

Kromium adalah logam aktif, mampu menggantikan logam dari larutan garamnya: 2Cr + 3CuCl 2 = 2CrCl 3 + 3Cu.

Sifat-sifat zat sederhana

Stabil di udara karena pasivasi. Untuk alasan yang sama, ia tidak bereaksi dengan asam sulfat dan nitrat. Pada 2000 °C, ia terbakar dengan pembentukan kromium (III) oksida hijau Cr 2 O 3, yang memiliki sifat amfoter.

Senyawa kromium yang disintesis dengan boron (borida Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 2, CrB 4 dan Cr 5 B 3), dengan karbon (karbida Cr 23 C 6, Cr 7 C 3 dan Cr 3 C 2) , dengan silikon (silisida Cr 3 Si, Cr 5 Si 3 dan CrSi) dan nitrogen (nitrida CrN dan Cr 2 N).

Senyawa Cr(+2)

Tingkat oksidasi +2 sesuai dengan oksida dasar CrO (hitam). Garam Cr2+ (larutan biru) diperoleh dengan mereduksi garam Cr3+ atau dikromat dengan seng dalam lingkungan asam ("hidrogen pada saat isolasi"):

Semua garam Cr2+ ini adalah zat pereduksi kuat, sejauh mereka menggantikan hidrogen dari air saat berdiri. Oksigen di udara, terutama di lingkungan asam, mengoksidasi Cr 2+, akibatnya larutan biru dengan cepat berubah menjadi hijau.

Cr(OH) 2 hidroksida berwarna coklat atau kuning mengendap bila basa ditambahkan ke dalam larutan garam kromium(II).

Chromium dihalides CrF 2 , CrCl 2 , CrBr 2 dan CrI 2 disintesis

Senyawa Cr(+3)

Tingkat oksidasi +3 sesuai dengan oksida amfoter Cr 2 O 3 dan hidroksida Cr (OH) 3 (keduanya berwarna hijau). Ini adalah keadaan oksidasi krom yang paling stabil. Senyawa kromium dalam keadaan oksidasi ini memiliki warna dari ungu kotor (ion 3+) hingga hijau (anion terdapat dalam bidang koordinasi).

Cr 3+ rentan terhadap pembentukan sulfat ganda dalam bentuk M I Cr (SO 4) 2 12H 2 O (tawas)

Kromium (III) hidroksida diperoleh dengan bekerja dengan amonia pada larutan garam kromium (III):

Cr+3NH+3H2O→Cr(OH)↓+3NH

Larutan alkali dapat digunakan, tetapi dalam kelebihannya terbentuk kompleks hidrokso yang larut:

Cr+3OH→Cr(OH)↓

Cr(OH)+3OH→

Dengan menggabungkan Cr 2 O 3 dengan alkali, kromit diperoleh:

Cr2O3+2NaOH→2NaCrO2+H2O

Kromium (III) oksida yang tidak dikalsinasi larut dalam larutan basa dan asam:

Cr2O3+6HCl→2CrCl3+3H2O

Ketika senyawa kromium(III) dioksidasi dalam media basa, senyawa kromium(VI) terbentuk:

2Na+3H2O→2NaCrO+2NaOH+8H2O

Hal yang sama terjadi ketika kromium (III) oksida menyatu dengan alkali dan zat pengoksidasi, atau dengan alkali di udara (cairan menjadi kuning dalam kasus ini):

2Cr2O3+8NaOH+3O2→4Na2CrO4+4H2O

Senyawa kromium (+4)[

Dengan dekomposisi kromium oksida (VI) CrO 3 secara hati-hati dalam kondisi hidrotermal, diperoleh kromium oksida (IV) CrO 2, yang bersifat feromagnetik dan memiliki konduktivitas logam.

Di antara kromium tetrahalida, CrF 4 stabil, kromium tetraklorida CrCl 4 hanya ada dalam uap.

Senyawa kromium (+6)

Keadaan oksidasi +6 sesuai dengan asam kromium oksida (VI) CrO 3 dan sejumlah asam di antaranya terdapat kesetimbangan. Yang paling sederhana adalah krom H 2 CrO 4 dan dua krom H 2 Cr 2 O 7 . Mereka membentuk dua seri garam: kromat kuning dan dikromat oranye, masing-masing.

Kromium oksida (VI) CrO 3 dibentuk oleh interaksi asam sulfat pekat dengan larutan dikromat. Oksida asam yang khas, ketika berinteraksi dengan air, membentuk asam kromat kuat yang tidak stabil: kromat H 2 CrO 4, dikromat H 2 Cr 2 O 7 dan asam isopoli lainnya dengan rumus umum H 2 Cr n O 3n + 1. Peningkatan derajat polimerisasi terjadi dengan penurunan pH, yaitu, peningkatan keasaman:

2CrO+2H→Cr2O+H2O

Tetapi jika larutan alkali ditambahkan ke dalam larutan oranye K 2 Cr 2 O 7, bagaimana warnanya menjadi kuning lagi, karena kromat K 2 CrO 4 terbentuk lagi:

Cr2O+2OH→2CrO+HO

Itu tidak mencapai tingkat polimerisasi yang tinggi, seperti yang terjadi pada tungsten dan molibdenum, karena asam polikromat terurai menjadi kromium (VI) oksida dan air:

H2CrO3n+1→H2O+nCrO3

Kelarutan kromat secara kasar sesuai dengan kelarutan sulfat. Secara khusus, barium kromat kuning BaCrO 4 mengendap ketika garam barium ditambahkan ke larutan kromat dan dikromat:

Ba+CrO→BaCrO

2Ba+CrO+H2O→2BaCrO↓+2H

Pembentukan kromat perak berwarna merah darah yang kurang larut digunakan untuk mendeteksi perak dalam paduan menggunakan asam uji.

Chromium pentafluoride CrF 5 dan chromium hexafluoride CrF 6 yang tidak stabil telah diketahui. Kromium oksihalida yang mudah menguap CrO2F2 dan CrO2Cl2 (kromil klorida) juga telah diperoleh.

Senyawa krom(VI) merupakan oksidator kuat, misalnya:

K2Cr2O7+14HCl→2CrCl3+2KCl+3Cl2+7H2O

Penambahan hidrogen peroksida, asam sulfat, dan pelarut organik (eter) ke dikromat mengarah pada pembentukan kromium peroksida biru CrO 5 L (L adalah molekul pelarut), yang diekstraksi ke dalam lapisan organik; reaksi ini digunakan sebagai reaksi analitik.

Kromium (Cr) adalah unsur dengan nomor atom 24 dan massa atom 51,996 dari subkelompok samping dari kelompok keenam periode keempat sistem periodik unsur kimia D. I. Mendeleev. Kromium adalah logam keras berwarna putih kebiruan. Ini memiliki ketahanan kimia yang tinggi. Pada suhu kamar, Cr tahan terhadap air dan udara. Elemen ini adalah salah satu logam terpenting yang digunakan dalam industri paduan baja. Senyawa kromium memiliki warna cerah dari berbagai warna, yang sebenarnya sesuai dengan namanya. Lagi pula, diterjemahkan dari bahasa Yunani, "chrome" berarti "cat".

Ada 24 isotop kromium yang diketahui dari 42Cr hingga 66Cr. Isotop alami yang stabil 50Cr (4,31%), 52Cr (87,76%), 53Cr (9,55%) dan 54Cr (2,38%). Dari enam isotop radioaktif buatan, 51Cr adalah yang paling penting, dengan waktu paruh 27,8 hari. Ini digunakan sebagai pelacak isotop.

Tidak seperti logam kuno (emas, perak, tembaga, besi, timah, dan timbal), kromium memiliki "penemu" sendiri. Pada tahun 1766, sebuah mineral ditemukan di sekitar Yekaterinburg, yang disebut "timbal merah Siberia" - PbCrO4. Pada tahun 1797, L. N. Vauquelin menemukan unsur No. 24 dalam mineral crocoite - timbal kromat alami.Pada waktu yang hampir bersamaan (1798), terlepas dari Vauquelin, kromium ditemukan oleh ilmuwan Jerman M. G. Klaproth dan Lovitz dalam sampel mineral hitam berat ( itu adalah kromit FeCr2O4) ditemukan di Ural. Kemudian, pada tahun 1799, F. Tassert menemukan logam baru dalam mineral yang sama yang ditemukan di tenggara Prancis. Diyakini bahwa Tassert-lah yang pertama kali berhasil memperoleh logam kromium yang relatif murni.

Logam kromium digunakan untuk pelapisan krom, dan juga sebagai salah satu komponen terpenting dari baja paduan (khususnya, baja tahan karat). Selain itu, kromium telah menemukan aplikasi di sejumlah paduan lain (baja tahan asam dan tahan panas). Bagaimanapun, pengenalan logam ini ke dalam baja meningkatkan ketahanannya terhadap korosi baik dalam media berair pada suhu biasa dan dalam gas pada suhu tinggi. Baja kromium ditandai dengan peningkatan kekerasan. Kromium digunakan dalam termokromisasi, suatu proses di mana efek perlindungan Cr disebabkan oleh pembentukan lapisan oksida tipis namun kuat pada permukaan baja, yang mencegah logam berinteraksi dengan lingkungan.

Senyawa kromium juga telah menemukan aplikasi yang luas, sehingga kromit berhasil digunakan dalam industri tahan api: tungku perapian terbuka dan peralatan metalurgi lainnya dilapisi dengan batu bata magnesit-kromit.

Kromium merupakan salah satu unsur biogenik yang selalu terdapat dalam jaringan tumbuhan dan hewan. Tanaman mengandung kromium di daun, di mana ia hadir sebagai kompleks dengan berat molekul rendah yang tidak terkait dengan struktur subseluler. Hingga saat ini, para ilmuwan belum dapat membuktikan kebutuhan unsur ini bagi tanaman. Namun, pada hewan, Cr terlibat dalam metabolisme lipid, protein (bagian dari enzim tripsin), dan karbohidrat (komponen struktural dari faktor resistensi glukosa). Diketahui bahwa hanya kromium trivalen yang terlibat dalam proses biokimia. Seperti kebanyakan elemen biogenik penting lainnya, kromium masuk ke tubuh hewan atau manusia melalui makanan. Penurunan unsur mikro ini dalam tubuh menyebabkan keterbelakangan pertumbuhan, peningkatan tajam kadar kolesterol darah dan penurunan sensitivitas jaringan perifer terhadap insulin.

Pada saat yang sama, dalam bentuk murni, kromium sangat beracun - debu logam Cr mengiritasi jaringan paru-paru, senyawa kromium (III) menyebabkan dermatitis. Senyawa kromium (VI) menyebabkan berbagai penyakit manusia, termasuk kanker.

Sifat biologis

Kromium merupakan unsur biogenik penting, yang tentunya merupakan bagian dari jaringan tumbuhan, hewan dan manusia. Rata-rata kandungan unsur ini pada tumbuhan adalah 0,0005%, dan hampir seluruhnya terakumulasi di akar (92-95%), selebihnya terdapat di daun. Tumbuhan tingkat tinggi tidak mentolerir konsentrasi logam ini di atas 3∙10-4 mol/L. Pada hewan, kandungan kromium berkisar antara sepuluh ribu hingga sepuluh juta persen. Tetapi di plankton, koefisien akumulasi kromium luar biasa - 10.000-26.000. Dalam tubuh manusia dewasa, kandungan Cr berkisar antara 6 hingga 12 mg. Selain itu, kebutuhan fisiologis kromium bagi manusia belum ditetapkan dengan cukup akurat. Ini sangat tergantung pada diet - ketika makan makanan tinggi gula, kebutuhan tubuh akan kromium meningkat. Secara umum diterima bahwa seseorang membutuhkan sekitar 20–300 mcg elemen ini per hari. Seperti unsur biogenik lainnya, kromium mampu terakumulasi dalam jaringan tubuh, terutama pada rambut. Di dalamnya kandungan kromium menunjukkan tingkat penyediaan tubuh dengan logam ini. Sayangnya, seiring bertambahnya usia, "cadangan" kromium dalam jaringan semakin menipis, kecuali paru-paru.

Kromium terlibat dalam metabolisme lipid, protein (ada dalam enzim tripsin), karbohidrat (itu adalah komponen struktural dari faktor resistensi glukosa). Faktor ini memastikan interaksi reseptor seluler dengan insulin, sehingga mengurangi kebutuhan tubuh akan insulin. Faktor toleransi glukosa (GTF) meningkatkan aksi insulin dalam semua proses metabolisme dengan partisipasinya. Selain itu, kromium terlibat dalam pengaturan metabolisme kolesterol dan merupakan aktivator enzim tertentu.

Sumber utama kromium dalam tubuh hewan dan manusia adalah makanan. Para ilmuwan telah menemukan bahwa konsentrasi kromium dalam makanan nabati jauh lebih rendah daripada dalam makanan hewani. Sumber kromium terkaya adalah ragi bir, daging, hati, kacang-kacangan, dan biji-bijian. Penurunan kandungan logam ini dalam makanan dan darah menyebabkan penurunan laju pertumbuhan, peningkatan kolesterol darah, dan penurunan sensitivitas jaringan perifer terhadap insulin (keadaan diabetes). Selain itu, risiko mengembangkan aterosklerosis dan gangguan aktivitas saraf yang lebih tinggi meningkat.

Namun, sudah pada konsentrasi fraksi miligram per meter kubik di atmosfer, semua senyawa kromium memiliki efek toksik pada tubuh. Keracunan kromium dan senyawanya sering terjadi dalam produksinya, dalam teknik mesin, metalurgi, dan dalam industri tekstil. Tingkat toksisitas kromium tergantung pada struktur kimia senyawanya - dikromat lebih beracun daripada kromat, senyawa Cr + 6 lebih beracun daripada senyawa Cr + 2 dan Cr + 3. Tanda-tanda keracunan dimanifestasikan oleh perasaan kering dan nyeri di rongga hidung, sakit tenggorokan akut, kesulitan bernapas, batuk dan gejala serupa. Dengan sedikit kelebihan uap atau debu kromium, tanda-tanda keracunan hilang segera setelah penghentian pekerjaan di bengkel. Dengan kontak konstan yang berkepanjangan dengan senyawa kromium, tanda-tanda keracunan kronis muncul - kelemahan, sakit kepala terus-menerus, penurunan berat badan, dispepsia. Gangguan dalam kerja saluran pencernaan, pankreas, hati dimulai. Bronkitis, asma bronkial, pneumosklerosis berkembang. Penyakit kulit muncul - dermatitis, eksim. Selain itu, senyawa kromium merupakan karsinogen berbahaya yang dapat menumpuk di jaringan tubuh sehingga menyebabkan kanker.

Pencegahan keracunan adalah pemeriksaan medis berkala terhadap personel yang bekerja dengan kromium dan senyawanya; pemasangan ventilasi, alat pencegah debu dan pengumpulan debu; penggunaan alat pelindung diri (respirator, sarung tangan) oleh pekerja.

Akar "krom" dalam konsep "warna", "cat" adalah bagian dari banyak kata yang digunakan di berbagai bidang: sains, teknologi, dan bahkan musik. Begitu banyak nama film fotografi mengandung akar ini: "orthochrome", "panchrome", "isopanchrome" dan lain-lain. Kata "kromosom" terdiri dari dua kata Yunani: "krom" dan "soma". Secara harfiah, ini dapat diterjemahkan sebagai "tubuh yang dicat" atau "tubuh yang dicat." Elemen struktural kromosom, yang terbentuk pada interfase inti sel sebagai hasil penggandaan kromosom, disebut "kromatid". "Kromatin" - zat kromosom, terletak di inti sel tumbuhan dan hewan, yang sangat diwarnai dengan pewarna nuklir. "Kromatofor" adalah sel pigmen pada hewan dan manusia. Dalam musik, konsep "skala kromatik" digunakan. "Khromka" adalah salah satu jenis akordeon Rusia. Dalam optik, ada konsep "aberasi kromatik" dan "polarisasi kromatik". "Kromatografi" adalah metode fisikokimia untuk memisahkan dan menganalisis campuran. "Chromoscope" - perangkat untuk memperoleh gambar berwarna dengan menggabungkan dua atau tiga gambar fotografis yang dipisahkan warna secara optik yang diterangi melalui filter cahaya berwarna berbeda yang dipilih secara khusus.

Yang paling beracun adalah kromium oksida (VI) CrO3, termasuk dalam kelas bahaya 1. Dosis mematikan untuk manusia (oral) adalah 0,6 g. Etil alkohol menyala ketika bersentuhan dengan CrO3 yang baru disiapkan!

Kelas baja tahan karat yang paling umum mengandung 18% Cr, 8% Ni, sekitar 0,1% C. Baja tahan karat dan oksidasi ini sangat baik dan mempertahankan kekuatannya pada suhu tinggi. Dari baja inilah lembaran yang digunakan dalam konstruksi kelompok pahatan V.I. Mukhina "Pekerja dan Gadis Petani Kolektif".

Ferrochromium, yang digunakan dalam industri metalurgi dalam produksi baja kromium, memiliki kualitas yang sangat buruk pada akhir abad ke-90. Ini karena kandungan kromium yang rendah di dalamnya - hanya 7-8%. Kemudian disebut "besi babi Tasmania" mengingat fakta bahwa bijih besi-kromium asli diimpor dari Tasmania.

Telah disebutkan sebelumnya bahwa tawas krom digunakan dalam penyamakan kulit. Berkat ini, konsep sepatu bot "chrome" muncul. Kulit yang disamak dengan senyawa kromium menghasilkan kilau, kilap, dan kekuatan.

Banyak laboratorium menggunakan "campuran kromium" - campuran larutan jenuh kalium dikromat dengan asam sulfat pekat. Ini digunakan dalam degreasing permukaan kaca dan peralatan gelas laboratorium baja. Ini mengoksidasi lemak dan menghilangkan residunya. Tangani campuran ini dengan hati-hati, karena ini adalah campuran asam kuat dan zat pengoksidasi kuat!

Saat ini, kayu masih digunakan sebagai bahan bangunan, karena murah dan mudah diolah. Tetapi juga memiliki banyak sifat negatif - kerentanan terhadap kebakaran, penyakit jamur yang menghancurkannya. Untuk menghindari semua masalah ini, pohon itu diresapi dengan senyawa khusus yang mengandung kromat dan bikromat ditambah seng klorida, tembaga sulfat, natrium arsenat dan beberapa zat lainnya. Berkat komposisi seperti itu, kayu meningkatkan ketahanannya terhadap jamur dan bakteri, serta terhadap api terbuka.

Chrome menempati ceruk khusus di industri percetakan. Pada tahun 1839, ditemukan kertas yang diresapi dengan natrium dikromat, setelah disinari dengan cahaya terang, tiba-tiba berubah menjadi coklat. Kemudian ternyata lapisan bikromat di atas kertas, setelah terpapar, tidak larut dalam air, tetapi, ketika dibasahi, memperoleh warna kebiruan. Properti ini digunakan oleh printer. Pola yang diinginkan difoto pada piring dengan lapisan koloid yang mengandung bikromat. Area yang diterangi tidak larut selama pencucian, tetapi yang tidak terbuka larut, dan pola tetap ada di piring dari mana dimungkinkan untuk mencetak.

Cerita

Sejarah penemuan elemen No. 24 dimulai pada 1761, ketika mineral merah yang tidak biasa ditemukan di tambang Berezovsky (kaki timur Pegunungan Ural) dekat Yekaterinburg, yang, ketika digosok menjadi debu, memberi warna kuning. Temuan itu milik Profesor Johann Gottlob Lehmann dari Universitas St. Petersburg. Lima tahun kemudian, ilmuwan mengirimkan sampel ke kota St. Petersburg, di mana ia melakukan serangkaian percobaan pada mereka. Secara khusus, ia memperlakukan kristal yang tidak biasa dengan asam klorida, memperoleh endapan putih di mana timbal ditemukan. Berdasarkan hasil yang diperoleh, Leman menamai mineral tersebut sebagai timbal merah Siberia. Ini adalah kisah penemuan crocoite (dari bahasa Yunani "krokos" - safron) - timbal kromat alami PbCrO4.

Tertarik dengan penemuan ini, Peter Simon Pallas, seorang naturalis dan pengelana Jerman, mengorganisir dan memimpin ekspedisi Akademi Ilmu Pengetahuan St. Petersburg ke jantung Rusia. Pada 1770, ekspedisi mencapai Ural dan mengunjungi tambang Berezovsky, tempat sampel mineral yang dipelajari diambil. Beginilah cara pelancong itu sendiri menggambarkannya: “Mineral timbal merah yang menakjubkan ini tidak ditemukan di deposit lain. Berubah menjadi kuning saat digiling menjadi bubuk dan dapat digunakan dalam seni miniatur. Perusahaan Jerman mengatasi semua kesulitan dalam mengekstraksi dan mengirimkan crocoite ke Eropa. Terlepas dari kenyataan bahwa operasi ini memakan waktu setidaknya dua tahun, segera gerbong para bangsawan Paris dan London bepergian dicat dengan crocoite yang dihancurkan halus. Koleksi museum mineralogi dari banyak universitas di Dunia Lama telah diperkaya dengan sampel terbaik mineral ini dari perut Rusia. Namun, para ilmuwan Eropa tidak dapat mengungkap komposisi mineral misterius tersebut.

Ini berlangsung selama tiga puluh tahun, sampai sampel timah merah Siberia jatuh ke tangan Nicolas Louis Vauquelin, profesor kimia di Sekolah Mineral Paris, pada tahun 1796. Setelah menganalisis crocoite, ilmuwan tidak menemukan apa pun di dalamnya kecuali oksida besi, timah, dan aluminium. Selanjutnya, Vauquelin memperlakukan crocoite dengan larutan kalium (K2CO3) dan, setelah pengendapan endapan putih timbal karbonat, mengisolasi larutan kuning dari garam yang tidak diketahui. Setelah melakukan serangkaian percobaan tentang perawatan mineral dengan garam dari berbagai logam, profesor, menggunakan asam klorida, mengisolasi larutan "asam timbal merah" - kromium oksida dan air (asam kromat hanya ada dalam larutan encer). Setelah menguapkan larutan ini, ia memperoleh kristal merah delima (kromik anhidrida). Pemanasan lebih lanjut dari kristal dalam wadah grafit dengan adanya batubara memberikan banyak kristal abu-abu seperti jarum yang tumbuh - logam baru yang sampai sekarang tidak diketahui. Serangkaian percobaan berikutnya menunjukkan refraktori tinggi dari elemen yang dihasilkan dan ketahanannya terhadap asam. Akademi Ilmu Pengetahuan Paris segera menyaksikan penemuan itu, ilmuwan, atas desakan teman-temannya, memberi nama elemen baru - kromium (dari bahasa Yunani "warna", "warna") karena variasi corak senyawa itu terbentuk. Dalam karya selanjutnya, Vauquelin dengan percaya diri menyatakan bahwa warna zamrud dari beberapa batu mulia, serta berilium dan aluminium silikat alami, disebabkan oleh campuran senyawa kromium di dalamnya. Contohnya adalah zamrud, yang merupakan beril berwarna hijau di mana aluminium sebagian digantikan oleh kromium.

Jelas bahwa Vauquelin tidak menerima logam murni, kemungkinan besar karbidanya, yang dikonfirmasi oleh bentuk acicular dari kristal abu-abu muda. Kromium logam murni kemudian diperoleh oleh F. Tassert, mungkin pada tahun 1800.

Juga, terlepas dari Vauquelin, kromium ditemukan oleh Klaproth dan Lovitz pada tahun 1798.

Berada di alam

Di perut bumi, kromium adalah elemen yang cukup umum, meskipun faktanya tidak terjadi dalam bentuk bebasnya. Clarke-nya (kandungan rata-rata di kerak bumi) adalah 8,3,10-3% atau 83 g/t. Namun, distribusinya di seluruh breed tidak merata. Elemen ini terutama merupakan karakteristik mantel bumi, faktanya adalah bahwa batuan ultrabasa (peridotit), yang diduga komposisinya dekat dengan mantel planet kita, adalah yang terkaya dalam kromium: 2 10-1% atau 2 kg / t. Dalam batuan seperti itu, Cr membentuk bijih masif dan tersebar, yang terkait dengan pembentukan endapan terbesar elemen ini. Kandungan kromium juga tinggi pada batuan dasar (basal, dll.) 2 10-2% atau 200 g/t. Ada jauh lebih sedikit Cr dalam batuan asam: 2,5 10-3%, sedimen (batupasir) - 3,5 10-3%, serpih juga mengandung kromium - 9 10-3%.

Dapat disimpulkan bahwa kromium adalah elemen litofilik yang khas dan hampir semuanya terkandung dalam mineral yang berada jauh di perut bumi.

Ada tiga mineral utama kromium: magnochromite (Mn, Fe)Cr2O4, chrompicotite (Mg, Fe)(Cr, Al)2O4 dan aluminochromite (Fe, Mg)(Cr, Al)2O4. Mineral ini memiliki nama tunggal - chromium spinel dan rumus umum (Mg, Fe)O (Cr, Al, Fe) 2O3. Mereka tidak dapat dibedakan dalam penampilan dan secara tidak akurat disebut sebagai "kromit". Komposisi mereka dapat berubah. Kandungan komponen yang paling penting bervariasi (berat%): Cr2O3 dari 10,5 hingga 62,0; Al2O3 dari 4 hingga 34,0; Fe2O3 dari 1,0 hingga 18,0; FeO dari 7,0 hingga 24,0; MgO dari 10,5 hingga 33,0; SiO2 dari 0,4 hingga 27,0; pengotor TiO2 hingga 2; V2O5 hingga 0,2; ZnO hingga 5; MnO hingga 1. Beberapa bijih kromium mengandung 0,1-0,2 g/t unsur golongan platinum dan hingga 0,2 g/t emas.

Selain berbagai kromit, kromium adalah bagian dari sejumlah mineral lain - krom vesuvian, kromium klorit, turmalin krom, kromium mika (fuksit), kromium garnet (uvarovite), dll., yang sering menyertai bijih, tetapi tidak memiliki industri makna. Chromium adalah migran air yang relatif lemah. Dalam kondisi eksogen, kromium, seperti besi, bermigrasi dalam bentuk suspensi dan dapat disimpan di tanah liat. Chromates adalah bentuk yang paling mobile.

Yang penting secara praktis, mungkin, hanya kromit FeCr2O4, yang termasuk dalam spinel - mineral isomorfik dari sistem kubik dengan rumus umum MO Me2O3, di mana M adalah ion logam divalen, dan Me adalah ion logam trivalen. Selain spinel, kromium terdapat dalam banyak mineral yang kurang umum, seperti melanochroite 3PbO 2Cr2O3, wakelenite 2(Pb,Cu)CrO4(Pb,Cu)3(PO4)2, tarapakaite K2CrO4, ditzeite CaIO3 CaCrO4 dan lainnya.

Kromit biasanya ditemukan dalam bentuk massa granular warna hitam, lebih jarang - dalam bentuk kristal oktahedral, memiliki kilau logam, terjadi dalam bentuk susunan kontinu.

Pada akhir abad ke-20, cadangan kromium (teridentifikasi) di hampir lima puluh negara di dunia dengan deposit logam ini berjumlah 1674 juta ton. ). Tempat kedua dalam hal sumber daya kromium adalah milik Kazakhstan, di mana bijih berkualitas sangat tinggi ditambang di wilayah Aktobe (Kempirsai massif). Negara lain juga memiliki stok elemen ini. Turki (di Guleman), Filipina di pulau Luzon, Finlandia (Kemi), India (Sukinda), dll.

Negara kita memiliki simpanan kromium sendiri yang sedang dikembangkan - di Ural (Donskoye, Saranovskoye, Khalilovskoye, Alapaevskoye, dan banyak lainnya). Selain itu, pada awal abad ke-19, endapan Ural yang merupakan sumber utama bijih kromium. Hanya pada tahun 1827, orang Amerika Isaac Tison menemukan deposit besar bijih kromium di perbatasan Maryland dan Pennsylvania, merebut monopoli pertambangan selama bertahun-tahun. Pada tahun 1848, deposit kromit berkualitas tinggi ditemukan di Turki, tidak jauh dari Bursa, dan segera (setelah menipisnya deposit Pennsylvania) negara inilah yang mengambil peran sebagai perusahaan monopoli. Ini berlanjut sampai tahun 1906, ketika deposit kaya kromit ditemukan di Afrika Selatan dan India.

Aplikasi

Total konsumsi logam kromium murni saat ini adalah sekitar 15 juta ton. Produksi kromium elektrolitik - yang paling murni - menyumbang 5 juta ton, yang merupakan sepertiga dari total konsumsi.

Kromium banyak digunakan untuk paduan baja dan paduan, memberi mereka ketahanan korosi dan tahan panas. Lebih dari 40% dari logam murni yang dihasilkan dihabiskan untuk pembuatan "superalloy" semacam itu. Paduan resistansi yang paling terkenal adalah nichrome dengan kandungan Cr 15-20%, paduan tahan panas - 13-60% Cr, stainless - 18% Cr dan baja bantalan bola 1% Cr. Penambahan kromium ke baja konvensional meningkatkan sifat fisiknya dan membuat logam lebih rentan terhadap perlakuan panas.

Logam kromium digunakan untuk pelapisan krom - menerapkan lapisan tipis kromium ke permukaan paduan baja untuk meningkatkan ketahanan korosi paduan ini. Lapisan berlapis krom dengan sempurna menahan efek udara atmosfer yang lembab, udara laut yang asin, air, nitrat, dan sebagian besar asam organik. Pelapisan semacam itu memiliki dua tujuan: pelindung dan dekoratif. Ketebalan lapisan pelindung sekitar 0,1 mm, mereka diterapkan langsung ke produk dan memberikannya peningkatan ketahanan aus. Pelapis dekoratif memiliki nilai estetika, mereka diterapkan pada lapisan logam lain (tembaga atau nikel), yang sebenarnya melakukan fungsi pelindung. Ketebalan lapisan seperti itu hanya 0,0002-0,0005 mm.

Senyawa kromium juga aktif digunakan di berbagai bidang.

Bijih kromium utama - kromit FeCr2O4 digunakan dalam produksi refraktori. Batu bata magnesit-kromit secara kimia pasif dan tahan panas, tahan terhadap perubahan suhu yang tajam, sehingga digunakan dalam konstruksi lengkungan tungku perapian terbuka dan ruang kerja perangkat dan struktur metalurgi lainnya.

Kekerasan kristal krom (III) oksida - Cr2O3 sepadan dengan kekerasan korundum, yang memastikan penggunaannya dalam komposisi pasta gerinda dan lapping yang digunakan dalam industri teknik mesin, perhiasan, optik, dan jam tangan. Ini juga digunakan sebagai katalis untuk hidrogenasi dan dehidrogenasi senyawa organik tertentu. Cr2O3 digunakan dalam lukisan sebagai pigmen hijau dan untuk mewarnai kaca.

Kalium kromat - K2CrO4 digunakan dalam penyamakan kulit, sebagai mordan dalam industri tekstil, dalam produksi pewarna, dan dalam pemutihan lilin.

Kalium dikromat (kromik) - K2Cr2O7 juga digunakan dalam penyamakan kulit, mordan saat mewarnai kain, adalah penghambat korosi logam dan paduan. Ini digunakan dalam pembuatan korek api dan untuk keperluan laboratorium.

Kromium (II) klorida CrCl2 adalah zat pereduksi yang sangat kuat, mudah teroksidasi bahkan oleh oksigen atmosfer, yang digunakan dalam analisis gas untuk penyerapan kuantitatif O2. Selain itu, digunakan sampai batas tertentu dalam produksi kromium dengan elektrolisis garam cair dan kromatometri.

Kalium kromium tawas K2SO4.Cr2(SO4)3 24H2O terutama digunakan dalam industri tekstil - dalam penyamakan kulit.

Kromium klorida anhidrat CrCl3 digunakan untuk menerapkan pelapis kromium pada permukaan baja dengan deposisi uap kimia, dan merupakan bagian integral dari beberapa katalis. Menghidrasi CrCl3 - mordan saat mewarnai kain.

Berbagai pewarna dibuat dari timbal kromat PbCrO4.

Larutan natrium dikromat digunakan untuk membersihkan dan mengasinkan permukaan kawat baja sebelum menggembleng, dan juga mencerahkan kuningan. Asam kromat diperoleh dari natrium bikromat, yang digunakan sebagai elektrolit dalam pelapisan krom pada bagian logam.

Produksi

Di alam, kromium terjadi terutama dalam bentuk bijih besi krom FeO Cr2O3, ketika direduksi dengan batubara, diperoleh paduan kromium dengan besi - ferrochromium, yang langsung digunakan dalam industri metalurgi dalam produksi baja kromium. Kandungan kromium dalam komposisi ini mencapai 80% (berat).

Pengurangan krom (III) oksida dengan batubara dimaksudkan untuk menghasilkan kromium karbon tinggi, yang diperlukan untuk produksi paduan khusus. Proses ini dilakukan dalam tungku busur listrik.

Untuk mendapatkan kromium murni, terlebih dahulu diperoleh kromium (III) oksida, dan kemudian direduksi dengan metode aluminotermik. Pada saat yang sama, campuran serbuk atau dalam bentuk serutan aluminium (Al) dan muatan kromium oksida (Cr2O3) dipanaskan hingga suhu 500-600 ° C. Kemudian, reduksi dimulai dengan campuran barium. peroksida dengan bubuk aluminium, atau dengan menyalakan sebagian muatan, diikuti dengan penambahan bagian yang tersisa . Dalam proses ini, penting bahwa energi panas yang dihasilkan cukup untuk melelehkan kromium dan memisahkannya dari terak.

Cr2O3 + 2Al = 2Cr + 2Al2O3

Kromium yang diperoleh dengan cara ini mengandung sejumlah pengotor: besi 0,25-0,40%, belerang 0,02%, karbon 0,015-0,02%. Kandungan zat murni adalah 99,1–99,4%. Kromium tersebut rapuh dan mudah digiling menjadi bubuk.

Realitas metode ini telah dibuktikan dan didemonstrasikan sejak tahun 1859 oleh Friedrich Wöhler. Pada skala industri, reduksi aluminotermik kromium menjadi mungkin hanya setelah metode memperoleh aluminium murah tersedia. Goldschmidt adalah orang pertama yang mengembangkan cara aman untuk mengontrol proses reduksi yang sangat eksotermis (karenanya eksplosif).

Jika perlu untuk mendapatkan kromium dengan kemurnian tinggi dalam industri, metode elektrolitik digunakan. Elektrolisis dikenakan campuran anhidrida kromat, amonium kromium tawas atau kromium sulfat dengan asam sulfat encer. Kromium yang diendapkan selama elektrolisis pada katoda aluminium atau stainless mengandung gas terlarut sebagai pengotor. Kemurnian 99,90–99,995% dapat dicapai dengan menggunakan pemurnian suhu tinggi (1500-1700 °C) dalam aliran hidrogen dan penghilangan gas vakum. Teknik pemurnian kromium elektrolitik yang canggih menghilangkan belerang, nitrogen, oksigen, dan hidrogen dari produk "mentah".

Selain itu, dimungkinkan untuk memperoleh logam Cr dengan elektrolisis CrCl3 atau CrF3 lelehan yang dicampur dengan kalium, kalsium, dan natrium fluorida pada suhu 900 °C dalam argon.

Kemungkinan metode elektrolitik untuk memperoleh kromium murni dibuktikan oleh Bunsen pada tahun 1854, dengan memasukkan larutan kromium klorida ke dalam elektrolisis.

Industri ini juga menggunakan metode silikotermik untuk mendapatkan kromium murni. Dalam hal ini, kromium oksida direduksi oleh silikon:

2Cr2O3 + 3Si + 3CaO = 4Cr + 3CaSiO3

Kromium dilebur secara silicothermally di tungku busur. Penambahan kapur memungkinkan untuk mengubah silikon dioksida tahan api menjadi terak kalsium silikat dengan titik leleh rendah. Kemurnian kromium silikotermal kira-kira sama dengan kromium aluminotermik, namun, tentu saja, kandungan silikon di dalamnya agak lebih tinggi, dan kandungan aluminium agak lebih rendah.

Cr juga dapat diperoleh dengan mereduksi Cr2O3 dengan hidrogen pada 1500 °C, mereduksi CrCl3 anhidrat dengan hidrogen, logam alkali atau alkali tanah, magnesium dan seng.

Untuk mendapatkan kromium, mereka mencoba menggunakan zat pereduksi lain - karbon, hidrogen, magnesium. Namun, metode ini tidak banyak digunakan.

Dalam proses Van Arkel-Kuchman-De Boer, dekomposisi krom (III) iodida digunakan pada kawat yang dipanaskan hingga 1100 ° C dengan pengendapan logam murni di atasnya.

Properti fisik

Kromium adalah logam abu-abu baja yang keras, sangat berat, tahan api, dan dapat ditempa. Kromium murni cukup plastis, mengkristal dalam kisi yang berpusat pada tubuh, a = 2,885Å (pada suhu 20°C). Pada suhu sekitar 1830 ° C, probabilitas transformasi menjadi modifikasi dengan kisi berpusat muka tinggi, a = 3,69 . Jari-jari atom 1,27 ; jari-jari ionik Cr2+ 0.83Å, Cr3+ 0.64Å, Cr6+ 0.52 .

Titik leleh kromium berhubungan langsung dengan kemurniannya. Oleh karena itu, penentuan indikator ini untuk kromium murni adalah tugas yang sangat sulit - lagi pula, bahkan sedikit pengotor nitrogen atau oksigen dapat secara signifikan mengubah nilai titik leleh. Banyak peneliti telah menangani masalah ini selama lebih dari satu dekade dan telah memperoleh hasil yang jauh satu sama lain: dari 1513 hingga 1920 ° C. Sebelumnya diyakini bahwa logam ini meleleh pada suhu 1890 ° C, tetapi penelitian modern menunjukkan a suhu 1907 ° C, kromium mendidih pada suhu di atas 2500 ° C - datanya juga bervariasi: dari 2199 ° C hingga 2671 ° C. Kepadatan krom lebih kecil daripada besi; itu adalah 7,19 g/cm3 (pada 200 °C).

Kromium dicirikan oleh semua karakteristik utama logam - ia menghantarkan panas dengan baik, ketahanannya terhadap arus listrik sangat kecil, seperti kebanyakan logam, kromium memiliki kilau yang khas. Selain itu, elemen ini memiliki satu fitur yang sangat menarik: faktanya pada suhu 37 ° C perilakunya tidak dapat dijelaskan - ada perubahan tajam dalam banyak sifat fisik, perubahan ini memiliki karakter yang tiba-tiba. Kromium, seperti orang sakit pada suhu 37 ° C, mulai beraksi: gesekan internal krom mencapai maksimum, modulus elastisitas turun ke minimum. Nilai konduktivitas listrik melompat, gaya gerak termoelektromotif dan koefisien ekspansi linier terus berubah. Para ilmuwan belum bisa menjelaskan fenomena ini.

Kapasitas kalor jenis kromium adalah 0,461 kJ / (kg.K) atau 0,11 kal / (g ° C) (pada suhu 25 ° C); koefisien konduktivitas termal 67 W / (m K) atau 0,16 kal / (cm detik ° C) (pada suhu 20 ° C). Koefisien termal ekspansi linier 8,24 10-6 (pada 20 °C). Kromium pada suhu 20 ° C memiliki hambatan listrik spesifik 0,414 m m, dan koefisien termal hambatan listriknya dalam kisaran 20-600 ° C adalah 3,01 10-3.

Diketahui bahwa kromium sangat sensitif terhadap pengotor - fraksi terkecil dari elemen lain (oksigen, nitrogen, karbon) dapat membuat kromium sangat rapuh. Sangat sulit untuk mendapatkan kromium tanpa pengotor ini. Untuk alasan ini, logam ini tidak digunakan untuk tujuan struktural. Tetapi dalam metalurgi, secara aktif digunakan sebagai bahan paduan, karena penambahannya pada paduan membuat baja keras dan tahan aus, karena kromium adalah yang paling sulit dari semua logam - ia memotong kaca seperti berlian! Kekerasan kromium dengan kemurnian tinggi menurut Brinell adalah 7-9 MN/m2 (70-90 kgf/cm2). Kromium dicampur dengan pegas, pegas, perkakas, die dan baja bantalan bola. Di dalamnya (kecuali untuk baja bantalan bola), kromium hadir bersama dengan mangan, molibdenum, nikel, vanadium. Penambahan kromium ke baja biasa (sampai 5% Cr) meningkatkan sifat fisiknya dan membuat logam lebih rentan terhadap perlakuan panas.

Kromium bersifat antiferromagnetik, suseptibilitas magnetik spesifik adalah 3,6 10-6. Hambatan listrik spesifik 12,710-8 Ohm. Koefisien suhu ekspansi linier kromium 6.210-6. Panas penguapan logam ini adalah 344,4 kJ/mol.

Chrome tahan terhadap korosi di udara dan air.

Sifat kimia

Secara kimiawi, kromium agak lembam, hal ini disebabkan adanya lapisan oksida tipis yang kuat pada permukaannya. Cr tidak teroksidasi di udara, bahkan dengan adanya uap air. Ketika dipanaskan, oksidasi berlangsung secara eksklusif pada permukaan logam. Pada 1200 ° C film rusak dan oksidasi berlangsung lebih cepat. Pada 2000 °C, kromium terbakar untuk membentuk kromium (III) oksida hijau Cr2O3, yang memiliki sifat amfoter. Fusing Cr2O3 dengan alkali, kromit diperoleh:

Cr2O3 + 2NaOH = 2NaCrO2 + H2O

Kromium (III) oksida yang tidak dikalsinasi mudah larut dalam larutan basa dan asam:

Cr2O3 + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2O

Dalam senyawa, kromium terutama menunjukkan bilangan oksidasi Cr+2, Cr+3, Cr+6. Yang paling stabil adalah Cr+3 dan Cr+6. Ada juga beberapa senyawa di mana kromium memiliki bilangan oksidasi Cr+1, Cr+4, Cr+5. Senyawa kromium sangat beragam warnanya: putih, biru, hijau, merah, ungu, hitam dan banyak lainnya.

Kromium mudah bereaksi dengan larutan encer asam klorida dan asam sulfat untuk membentuk kromium klorida dan sulfat dan melepaskan hidrogen:

Cr + 2HCl = CrCl2 + H2

Aqua regia dan asam nitrat pasif kromium. Selain itu, kromium yang dipasifkan dengan asam nitrat tidak larut dalam asam sulfat dan asam klorida encer, bahkan dengan perebusan yang lama dalam larutannya, tetapi pada titik tertentu pelarutan masih terjadi, disertai dengan pembusaan cepat dari hidrogen yang dilepaskan. Proses ini dijelaskan oleh fakta bahwa kromium berpindah dari keadaan pasif ke keadaan aktif, di mana logam tidak dilindungi oleh lapisan pelindung. Selain itu, jika asam nitrat ditambahkan lagi dalam proses pelarutan, reaksi akan berhenti, karena kromium dipasifkan kembali.

Dalam kondisi normal, kromium bereaksi dengan fluor untuk membentuk CrF3. Pada suhu di atas 600 °C terjadi interaksi dengan uap air, hasil interaksi ini adalah kromium oksida (III) Cr2O3:

4Cr + 3O2 = 2Cr2O3

Cr2O3 adalah mikrokristal hijau dengan densitas 5220 kg/m3 dan titik leleh tinggi (2437°C). Kromium (III) oksida menunjukkan sifat amfoter, tetapi sangat lembam, sulit untuk melarutkannya dalam asam dan basa berair. Kromium(III) oksida cukup beracun. Kontak dengan kulit dapat menyebabkan eksim dan penyakit kulit lainnya. Oleh karena itu, ketika bekerja dengan kromium (III) oksida, sangat penting untuk menggunakan alat pelindung diri.

Selain oksida, senyawa lain dengan oksigen diketahui: CrO, CrO3, diperoleh secara tidak langsung. Bahaya terbesar adalah aerosol oksida yang dihirup, yang menyebabkan penyakit parah pada saluran pernapasan bagian atas dan paru-paru.

Kromium membentuk sejumlah besar garam dengan komponen yang mengandung oksigen.

• Penunjukan - Cr (Chromium);
• Periode - IV;
• Grup - 6 (VIb);
• Massa atom - 51,9961;
• Nomor atom - 24;
• Jari-jari atom = 130 pm;
• Jari-jari kovalen = 118 pm;
• Distribusi elektron - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 ;
• titik leleh = 1857°C;
• titik didih = 2672°C;
• Keelektronegatifan (menurut Pauling / menurut Alpred dan Rochov) = 1,66 / 1,56;
• Keadaan oksidasi: +6, +3, +2, 0;
• Kepadatan (n.a.) \u003d 7,19 g / cm 3;
• Volume molar = 7,23 cm 3 / mol.

Chrome (warna, cat) pertama kali ditemukan di deposit emas Berezovsky (Ural Tengah), penyebutan pertama berasal dari tahun 1763, dalam karyanya "The First Foundations of Metallurgy" M.V. Lomonosov menyebutnya "bijih timah merah".

Beras. Struktur atom kromium.

Konfigurasi elektron atom kromium adalah 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 (lihat Struktur elektron atom). Dalam pembentukan ikatan kimia dengan unsur lain, 1 elektron yang terletak di level 4s terluar + 5 elektron dari sublevel 3d (total 6 elektron) dapat berpartisipasi, oleh karena itu, dalam senyawa, kromium dapat mengambil bilangan oksidasi dari +6 menjadi +1 (yang paling umum adalah +6 , +3, +2). Kromium adalah logam yang tidak aktif secara kimia, ia bereaksi dengan zat sederhana hanya pada suhu tinggi.

Sifat fisik krom:

• logam putih kebiruan;
• logam yang sangat keras (dengan adanya kotoran);
• rapuh di n. y.;
• plastik (dalam bentuk murni).

Sifat kimia kromium

• pada t=300 °C bereaksi dengan oksigen:
  4Cr + 3O 2 \u003d 2Cr 2 O 3;
• pada t>300 °C bereaksi dengan halogen, membentuk campuran halida;
• pada t>400 °C bereaksi dengan belerang untuk membentuk sulfida:
  Cr + S = CrS;
• pada t=1000 °C, kromium yang digiling halus bereaksi dengan nitrogen untuk membentuk kromium nitrida (semikonduktor dengan ketahanan kimia yang tinggi):
  2Cr + N2 = 2CrN;
• bereaksi dengan asam klorida dan asam sulfat encer untuk melepaskan hidrogen:
  Cr + 2HCl \u003d CrCl 2 + H 2;
  Cr + H 2 SO 4 \u003d CrSO 4 + H 2;
• asam nitrat dan sulfat pekat hangat melarutkan kromium.

Dengan asam sulfat dan nitrat pekat pada no. kromium tidak berinteraksi, kromium juga tidak larut dalam aqua regia, perlu dicatat bahwa kromium murni tidak bereaksi bahkan dengan asam sulfat encer, alasan untuk fenomena ini belum ditetapkan. Selama penyimpanan jangka panjang dalam asam nitrat pekat, kromium ditutupi dengan film oksida yang sangat padat (pasif), dan berhenti bereaksi dengan asam encer.

senyawa kromium

Telah disebutkan di atas bahwa bilangan oksidasi "favorit" dari kromium adalah +2 (CrO, Cr (OH) 2), +3 (Cr 2 O 3, Cr (OH) 3), +6 (CrO 3, H 2CrO4).

Chrome adalah kromofor, yaitu, unsur yang memberi warna pada zat yang dikandungnya. Misalnya, dalam keadaan oksidasi +3, kromium memberikan warna merah-ungu atau hijau (rubi, spinel, zamrud, garnet); dalam keadaan oksidasi +6 - warna kuning-oranye (crocoite).

Kromofor, selain kromium, juga besi, nikel, titanium, vanadium, mangan, kobalt, tembaga - semua ini adalah elemen-d.

Warna senyawa umum yang termasuk kromium:

• kromium dalam keadaan oksidasi +2:
  • kromium oksida CrO - merah;
  • kromium fluorida CrF 2 - biru-hijau;
  • kromium klorida CrCl 2 - tidak berwarna;
  • kromium bromida CrBr 2 - tidak berwarna;
  • kromium iodida CrI 2 - merah-coklat.
• kromium dalam keadaan oksidasi +3:
  • Cr 2 O 3 - hijau;
  • CrF 3 - hijau muda;
  • CrCl 3 - ungu-merah;
  • CrBr 3 - hijau tua;
  • CrI 3 - hitam.
• kromium dalam keadaan oksidasi +6:
  • CrO3 - merah;
  • kalium kromat K 2 CrO 4 - kuning lemon;
  • amonium kromat (NH 4) 2 CrO 4 - kuning keemasan;
  • kalsium kromat CaCrO 4 - kuning;
  • timbal kromat PbCrO 4 - coklat muda-kuning.

Kromium oksida:

• Cr +2 O - oksida basa;
• Cr 2 +3 O 3 - oksida amfoter;
• Cr +6 O 3 - oksida asam.

Kromium hidroksida:

• ".

  Aplikasi kromium

  • sebagai aditif paduan dalam peleburan paduan tahan panas dan tahan korosi;
  • untuk pelapisan krom produk logam untuk memberi mereka ketahanan korosi yang tinggi, ketahanan abrasi dan penampilan yang indah;
  • paduan kromium-30 dan kromium-90 digunakan dalam nozel obor plasma dan dalam industri penerbangan.

Penemuan kromium termasuk dalam periode perkembangan pesat studi kimia-analitik garam dan mineral. Di Rusia, ahli kimia menaruh minat khusus pada analisis mineral yang ditemukan di Siberia dan hampir tidak dikenal di Eropa Barat. Salah satu mineral ini adalah bijih timbal merah Siberia (crocoite), yang dijelaskan oleh Lomonosov. Mineral itu diselidiki, tetapi hanya oksida timbal, besi, dan aluminium yang ditemukan di dalamnya. Namun, pada tahun 1797, Vauquelin, dengan merebus sampel mineral yang ditumbuk halus dengan kalium dan mengendapkan timbal karbonat, memperoleh larutan berwarna merah jingga. Dari larutan ini, ia mengkristalkan garam merah delima, dari mana oksida dan logam bebas, berbeda dari semua logam yang dikenal, diisolasi. Vauquelin memanggilnya kromium ( Chrome ) dari kata Yunani- mewarnai, warna; Benar, di sini bukan milik logam yang dimaksud, tetapi garamnya yang berwarna cerah.

Menemukan di alam.

Bijih kromium yang paling penting dari kepentingan praktis adalah kromit, komposisi perkiraan yang sesuai dengan rumus FeCrO ​​4.

Ini ditemukan di Asia Kecil, di Ural, di Amerika Utara, di Afrika selatan. Mineral crocoite yang disebutkan di atas - PbCrO 4 - juga penting secara teknis. Kromium oksida (3) dan beberapa senyawa lainnya juga ditemukan di alam. Di kerak bumi, kandungan kromium dalam hal logam adalah 0,03%. Chromium ditemukan di Matahari, bintang, meteorit.

Properti fisik.

Kromium adalah logam putih, keras dan rapuh, sangat tahan secara kimia terhadap asam dan alkali. Ini mengoksidasi di udara dan memiliki film oksida transparan tipis di permukaan. Kromium memiliki kerapatan 7,1 g / cm 3, titik lelehnya +1875 0 C.

Resi.

Dengan pemanasan kuat bijih besi kromium dengan batu bara, kromium dan besi berkurang:

FeO * Cr 2 O 3 + 4C = 2Cr + Fe + 4CO

Sebagai hasil dari reaksi ini, paduan kromium dengan besi terbentuk, yang ditandai dengan kekuatan tinggi. Untuk mendapatkan kromium murni, ia direduksi dari kromium(3) oksida dengan aluminium:

Cr 2 O 3 + 2Al \u003d Al 2 O 3 + 2Cr

Dua oksida biasanya digunakan dalam proses ini - Cr 2 O 3 dan CrO 3

Sifat kimia.

Berkat film oksida pelindung tipis yang menutupi permukaan kromium, ia sangat tahan terhadap asam dan alkali yang agresif. Kromium tidak bereaksi dengan asam nitrat dan sulfat pekat, serta dengan asam fosfat. Kromium berinteraksi dengan basa pada t = 600-700 o C. Namun, kromium berinteraksi dengan asam sulfat dan asam klorida encer, menggantikan hidrogen:

2Cr + 3H 2 SO 4 \u003d Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2
2Cr + 6HCl = 2CrCl 3 + 3H 2

Pada suhu tinggi, kromium terbakar dalam oksigen untuk membentuk oksida(III).

Kromium panas bereaksi dengan uap air:

2Cr + 3H 2 O \u003d Cr 2 O 3 + 3H 2

Kromium juga bereaksi dengan halogen pada suhu tinggi, halogen dengan hidrogen, belerang, nitrogen, fosfor, batu bara, silikon, boron, misalnya:

Cr + 2HF = CrF2 + H2
2Cr + N2 = 2CrN
2Cr + 3S = Cr2S3
Cr + Si = CrSi

Sifat fisik dan kimia kromium di atas telah ditemukan penerapannya dalam berbagai bidang ilmu pengetahuan dan teknologi. Misalnya, kromium dan paduannya digunakan untuk memperoleh lapisan tahan korosi berkekuatan tinggi dalam teknik mesin. Paduan berupa ferrochrome digunakan sebagai alat pemotong logam. Paduan berlapis krom telah digunakan dalam teknologi medis, dalam pembuatan peralatan proses kimia.

Posisi kromium dalam tabel periodik unsur kimia:

Kromium mengepalai subkelompok samping golongan VI dari sistem periodik unsur. Rumus elektroniknya adalah sebagai berikut:

24 Cr IS 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3d 5 4S 1

Dalam mengisi orbital dengan elektron pada atom kromium, keteraturan dilanggar, yang menurutnya orbital 4S seharusnya diisi terlebih dahulu ke keadaan 4S 2 . Namun, karena fakta bahwa orbital 3d menempati posisi energi yang lebih menguntungkan dalam atom kromium, orbital ini diisi hingga nilai 4d 5 . Fenomena seperti itu diamati pada atom dari beberapa elemen lain dari subkelompok sekunder. Kromium dapat menunjukkan keadaan oksidasi dari +1 hingga +6. Yang paling stabil adalah senyawa kromium dengan bilangan oksidasi +2, +3, +6.

Senyawa kromium divalen

Kromium oksida (II) CrO - bubuk hitam piroforik (piroforik - kemampuan untuk menyala di udara dalam keadaan terbagi halus). CrO larut dalam asam klorida encer:

CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

Di udara, jika dipanaskan di atas 100 0 C, CrO berubah menjadi Cr 2 O 3.

Garam kromium divalen dibentuk dengan melarutkan logam kromium dalam asam. Reaksi-reaksi ini berlangsung di atmosfer gas tidak aktif (misalnya, H 2), karena dengan adanya udara, Cr(II) mudah teroksidasi menjadi Cr(III).

Kromium hidroksida diperoleh dalam bentuk endapan kuning dengan aksi larutan alkali pada kromium (II) klorida:

CrCl2 + 2NaOH = Cr(OH)2 + 2NaCl

Cr(OH)2 memiliki sifat basa, merupakan reduktor. Ion Cr2+ terhidrasi berwarna biru pucat. Larutan CrCl 2 berair memiliki warna biru. Di udara dalam larutan berair, senyawa Cr(II) berubah menjadi senyawa Cr(III). Ini terutama diucapkan untuk Cr(II) hidroksida:

4Cr(OH) 2 + 2H 2 O + O 2 = 4Cr(OH) 3

Senyawa kromium trivalen.

Kromium oksida (III) Cr 2 O 3 adalah bubuk hijau tahan api. Ini dekat dengan korundum dalam kekerasan. Di laboratorium, dapat diperoleh dengan memanaskan amonium dikromat:

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 \u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2

Cr 2 O 3 - oksida amfoter, ketika menyatu dengan alkali, membentuk kromit: Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O

Kromium hidroksida juga merupakan senyawa amfoter:

Cr(OH) 3 + HCl = CrCl 3 + 3H 2 O
Cr(OH)3 + NaOH = NaCrO2 + 2H2O

CrCl 3 anhidrat memiliki penampilan daun ungu tua, benar-benar tidak larut dalam air dingin, dan larut sangat lambat saat direbus. Kromium sulfat (III) Cr 2 (SO 4) 3 anhidrat berwarna merah muda, juga sukar larut dalam air. Dengan adanya zat pereduksi, ia membentuk kromium sulfat ungu Cr 2 (SO 4) 3 *18H 2 O. Hidrat kromium sulfat hijau juga dikenal, mengandung lebih sedikit air. Krom tawas KCr(SO 4) 2 *12H 2 O mengkristal dari larutan yang mengandung kromium sulfat ungu dan kalium sulfat. Larutan tawas krom berubah menjadi hijau ketika dipanaskan karena pembentukan sulfat.

Reaksi dengan kromium dan senyawanya

Hampir semua senyawa kromium dan larutannya berwarna pekat. Memiliki larutan tidak berwarna atau endapan putih, kita dapat menyimpulkan dengan probabilitas tinggi bahwa kromium tidak ada.

1. Kami sangat panas dalam nyala api kompor pada cangkir porselen sejumlah kalium dikromat yang akan muat di ujung pisau. Garam tidak akan melepaskan air hasil kristalisasi, tetapi akan meleleh pada suhu sekitar 400 0 C dengan terbentuknya cairan berwarna gelap. Mari kita panaskan selama beberapa menit lagi dengan api yang kuat. Setelah pendinginan, endapan hijau terbentuk di beling. Sebagian larut dalam air (berubah menjadi kuning), dan sebagian lagi tertinggal di beling. Garam terurai ketika dipanaskan, menghasilkan pembentukan kalium kromat kuning larut K 2 CrO 4 dan Cr 2 O 3 hijau.
2. Larutkan 3g bubuk kalium dikromat dalam 50ml air. Untuk satu bagian tambahkan beberapa kalium karbonat. Ini akan larut dengan pelepasan CO 2 , dan warna larutan akan menjadi kuning muda. Kromat terbentuk dari kalium dikromat. Jika sekarang kita menambahkan larutan asam sulfat 50% dalam porsi, maka warna merah-kuning dari bikromat akan muncul lagi.
3. Tuang ke dalam tabung reaksi 5 ml. larutan kalium dikromat, didihkan dengan 3 ml asam klorida pekat. Gas klorin beracun berwarna kuning-hijau dilepaskan dari larutan, karena kromat akan mengoksidasi HCl menjadi Cl2 dan H2O. Kromat itu sendiri akan berubah menjadi kromium klorida trivalen berwarna hijau. Ini dapat diisolasi dengan menguapkan larutan, dan kemudian, menyatu dengan soda dan nitrat, diubah menjadi kromat.
4. Ketika larutan timbal nitrat ditambahkan, endapan timbal kromat kuning; ketika berinteraksi dengan larutan perak nitrat, endapan perak kromat merah-coklat terbentuk.
5. Tambahkan hidrogen peroksida ke dalam larutan kalium bikromat dan asamkan larutan dengan asam sulfat. Solusinya memperoleh warna biru tua karena pembentukan kromium peroksida. Peroksida, ketika dikocok dengan beberapa eter, akan berubah menjadi pelarut organik dan berubah menjadi biru. Reaksi ini khusus untuk kromium dan sangat sensitif. Ini dapat digunakan untuk mendeteksi kromium dalam logam dan paduan. Pertama-tama, perlu untuk melarutkan logam. Dengan perebusan berkepanjangan dengan asam sulfat 30% (asam klorida juga dapat ditambahkan), kromium dan banyak baja larut sebagian. Larutan yang dihasilkan mengandung krom (III) sulfat. Untuk dapat melakukan reaksi pendeteksian, terlebih dahulu kita netralkan dengan soda api. Endapan kromium (III) hidroksida abu-abu-hijau, yang larut dalam NaOH berlebih dan membentuk natrium kromit hijau. Saring larutan dan tambahkan 30% hidrogen peroksida. Ketika dipanaskan, larutan akan berubah menjadi kuning, karena kromit dioksidasi menjadi kromat. Pengasaman akan menghasilkan warna biru pada larutan. Senyawa berwarna dapat diekstraksi dengan mengocok dengan eter.

Reaksi analitik untuk ion kromium.

1. Ke dalam 3-4 tetes larutan kromium klorida CrCl 3 tambahkan larutan NaOH 2M sampai endapan awal larut. Perhatikan warna natrium kromit yang terbentuk. Panaskan larutan yang dihasilkan dalam bak air. Apa yang terjadi?
2. Ke dalam 2-3 tetes larutan CrCl 3 tambahkan larutan NaOH 8M dengan volume yang sama dan 3-4 tetes larutan H 2 O 2 3%. Panaskan campuran reaksi dalam penangas air. Apa yang terjadi? Endapan apa yang terbentuk jika larutan berwarna yang dihasilkan dinetralkan, ditambahkan CH 3 COOH, dan kemudian Pb (NO 3) 2 ?
3. Tuang 4-5 tetes larutan kromium sulfat Cr 2 (SO 4) 3, IMH 2 SO 4 dan KMnO 4 ke dalam tabung reaksi. Panaskan tempat reaksi selama beberapa menit di atas penangas air. Perhatikan perubahan warna larutan. Apa penyebabnya?
4. Ke dalam 3-4 tetes larutan K 2 Cr 2 O 7 yang diasamkan dengan asam nitrat, tambahkan 2-3 tetes larutan H 2 O 2 dan aduk. Warna biru dari larutan yang muncul adalah karena munculnya asam perkromat H 2 CrO 6:

Cr 2 O 7 2- + 4H 2 O 2 + 2H + = 2H 2 CrO 6 + 3H 2 O

Perhatikan dekomposisi cepat H 2 CrO 6:

2H 2 CrO 6 + 8H+ = 2Cr 3+ + 3O 2 + 6H 2 O
warna biru warna hijau

Asam perkromat jauh lebih stabil dalam pelarut organik.

1. Ke dalam 3-4 tetes larutan K 2 Cr 2 O 7 yang diasamkan dengan asam nitrat, tambahkan 5 tetes isoamil alkohol, 2-3 tetes larutan H 2 O 2 dan kocok campuran reaksi. Lapisan pelarut organik yang mengapung ke atas berwarna biru cerah. Warna memudar sangat lambat. Bandingkan stabilitas H 2 CrO 6 dalam fase organik dan berair.
2. Ketika ion CrO 4 2- dan Ba ​​2+ berinteraksi, endapan kuning barium kromat BaCrO 4 mengendap.
3. Perak nitrat membentuk endapan merah bata dari perak kromat dengan ion CrO 4 2 .
4. Ambil tiga tabung reaksi. Masukkan 5-6 tetes larutan K 2 Cr 2 O 7 ke dalam salah satunya, larutan K 2 CrO 4 dengan volume yang sama ke dalam larutan kedua, dan tiga tetes kedua larutan tersebut ke dalam larutan ketiga. Kemudian tambahkan tiga tetes larutan kalium iodida ke masing-masing tabung. Jelaskan hasilnya. Asamkan larutan dalam tabung kedua. Apa yang terjadi? Mengapa?

Eksperimen menghibur dengan senyawa kromium

1. Campuran CuSO 4 dan K 2 Cr 2 O 7 berubah menjadi hijau ketika ditambahkan alkali, dan menjadi kuning dengan adanya asam. Dengan memanaskan 2 mg gliserol dengan sedikit (NH 4) 2 Cr 2 O 7 dan kemudian menambahkan alkohol, larutan hijau terang diperoleh setelah penyaringan, yang berubah menjadi kuning ketika asam ditambahkan, dan berubah menjadi hijau dalam netral atau media alkali.
2. Tempatkan di tengah kaleng dengan "campuran ruby" termit - ditumbuk sampai halus dan ditempatkan dalam aluminium foil Al 2 O 3 (4,75 g) dengan penambahan Cr 2 O 3 (0,25 g). Agar toples tidak mendingin lebih lama, perlu untuk menguburnya di bawah tepi atas di pasir, dan setelah termit dinyalakan dan reaksi dimulai, tutupi dengan lembaran besi dan isi dengan pasir. Bank untuk menggali dalam sehari. Hasilnya adalah bubuk ruby ​​merah.
3. 10 g kalium bikromat ditriturasi dengan 5 g natrium atau kalium nitrat dan 10 g gula. Campuran dibasahi dan dicampur dengan collodion. Jika bubuk dikompresi dalam tabung gelas, dan kemudian tongkat didorong keluar dan dibakar dari ujungnya, maka "ular" akan mulai merangkak keluar, hitam pertama, dan setelah pendinginan - hijau. Sebuah tongkat dengan diameter 4 mm terbakar dengan kecepatan sekitar 2 mm per detik dan memanjang 10 kali.
4. Jika Anda mencampur larutan tembaga sulfat dan kalium dikromat dan menambahkan sedikit larutan amonia, maka endapan coklat amorf dari komposisi 4СuCrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O akan rontok, yang larut dalam asam klorida untuk membentuk larutan kuning, dan lebih dari amonia solusi hijau diperoleh. Jika alkohol lebih lanjut ditambahkan ke larutan ini, endapan hijau akan terbentuk, yang, setelah penyaringan, menjadi biru, dan setelah pengeringan, biru-ungu dengan kilau merah, terlihat jelas dalam cahaya yang kuat.
5. Kromium oksida yang tersisa setelah eksperimen "gunung berapi" atau "ular firaun" dapat diregenerasi. Untuk melakukan ini, perlu untuk menggabungkan 8 g Cr 2 O 3 dan 2 g Na 2 CO 3 dan 2,5 g KNO 3 dan mengolah paduan yang didinginkan dengan air mendidih. Kromat larut diperoleh, yang juga dapat diubah menjadi senyawa Cr(II) dan Cr(VI) lainnya, termasuk amonium dikromat asli.

Contoh transisi redoks yang melibatkan kromium dan senyawanya

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 \u003d 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
Cr2+

a) CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O
b) CrO + H 2 O \u003d 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) 4Cr (NO 3) 3 \u003d 2Cr 2 O 3 + 12NO 2 + O 2
f) Cr 2 O 3 + 2 NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O

Elemen Chrome sebagai artis

Ahli kimia cukup sering beralih ke masalah menciptakan pigmen buatan untuk melukis. Pada abad ke-18-19, teknologi untuk memperoleh banyak bahan bergambar dikembangkan. Louis Nicolas Vauquelin pada tahun 1797, yang menemukan unsur kromium yang sebelumnya tidak diketahui dalam bijih merah Siberia, menyiapkan cat baru yang sangat stabil - hijau krom. Kromofornya adalah kromium (III) oksida berair. Di bawah nama "hijau zamrud" itu mulai diproduksi pada tahun 1837. Belakangan, L. Vauquelen mengusulkan beberapa cat baru: barit, seng, dan kuning krom. Seiring waktu, mereka digantikan oleh pigmen kuning oranye yang lebih persisten berdasarkan kadmium.

Chrome hijau adalah cat paling tahan lama dan tahan cahaya yang tidak terpengaruh oleh gas atmosfer. Digosok dalam minyak, chrome green memiliki daya sembunyi yang besar dan mampu mengering dengan cepat, oleh karena itu, sejak abad ke-19. itu banyak digunakan dalam lukisan. Ini sangat penting dalam lukisan porselen. Faktanya adalah bahwa produk porselen dapat didekorasi dengan lukisan underglaze dan overglaze. Dalam kasus pertama, cat hanya diterapkan pada permukaan produk yang sedikit dibakar, yang kemudian ditutup dengan lapisan glasir. Ini diikuti oleh penembakan suhu tinggi utama: untuk sintering massa porselen dan melelehkan glasir, produk dipanaskan hingga 1350 - 1450 0 C. Sangat sedikit cat yang dapat menahan suhu setinggi itu tanpa perubahan kimia, dan pada yang lama hari hanya ada dua dari mereka - kobalt dan kromium. Oksida hitam kobalt, diterapkan pada permukaan barang porselen, menyatu dengan glasir selama pembakaran, berinteraksi secara kimia dengannya. Akibatnya, silikat kobalt biru cerah terbentuk. Barang pecah belah biru kobalt ini sudah dikenal semua orang. Kromium oksida (III) tidak berinteraksi secara kimia dengan komponen glasir dan hanya terletak di antara pecahan porselen dan glasir transparan dengan lapisan "tuli".

Selain krom hijau, seniman menggunakan cat yang berasal dari Volkonskoite. Mineral ini dari kelompok montmorillonit (mineral lempung dari subkelas silikat kompleks Na (Mo, Al), Si 4 O 10 (OH) 2) ditemukan pada tahun 1830 oleh ahli mineral Rusia Kemmerer dan dinamai M.N. Volkonskaya, putri pahlawan Pertempuran Borodino, Jenderal N N. Raevsky, istri Desembris S. G. Volkonsky. Volkonskoite adalah tanah liat yang mengandung hingga 24% kromium oksida, serta oksida aluminium dan besi (III). Variabilitas dari komposisi mineral yang ditemukan di Ural, di wilayah Perm dan Kirov menentukan warnanya yang beragam - dari warna cemara musim dingin yang gelap hingga warna hijau terang dari katak rawa.

Pablo Picasso menoleh ke ahli geologi negara kita dengan permintaan untuk mempelajari cadangan Volkonskoite, yang memberikan warna segar yang unik pada cat. Saat ini, sebuah metode telah dikembangkan untuk mendapatkan wolkonskoite buatan. Sangat menarik untuk dicatat bahwa, menurut penelitian modern, pelukis ikon Rusia menggunakan cat dari bahan ini sejak Abad Pertengahan, jauh sebelum penemuan "resmi". Guinier green (dibuat pada tahun 1837), yang kromoformnya merupakan hidrat dari kromium oksida Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O, di mana sebagian air terikat secara kimia, dan sebagian teradsorpsi, juga dikenal di kalangan seniman. Pigmen ini memberi cat warna zamrud.

blog.site, dengan penyalinan materi secara penuh atau sebagian, diperlukan tautan ke sumbernya.