Cromo(lat. Cromium), Cr, um elemento químico do Grupo VI do sistema periódico Mendeleev, número atômico 24, massa atômica 51,996; metal azul-aço.

Isótopos naturais estáveis: 50 Cr (4,31%), 52 Cr (87,76%), 53 Cr (9,55%) e 54 Cr (2,38%). Dos isótopos radioativos artificiais, o mais importante é o 51 Cr (meia-vida T ½ = 27,8 dias), que é usado como marcador de isótopos.

Referência histórica. O cromo foi descoberto em 1797 por LN Vauquelin no mineral crocoíto - cromato de chumbo natural РbCrО 4 . Chrome recebeu o nome da palavra grega chroma - cor, tinta (por causa da variedade de cores de seus compostos). Independentemente de Vauquelin, o cromo foi descoberto em crocoíta em 1798 pelo cientista alemão M. G. Klaproth.

Distribuição do cromo na natureza. O teor médio de cromo na crosta terrestre (clarke) é de 8,3,10 -3%. Este elemento é provavelmente mais característico do manto terrestre, uma vez que as rochas ultramáficas, que se acredita serem de composição mais próxima do manto terrestre, são enriquecidas em cromo (2,10 -4%). O cromo forma minérios maciços e disseminados em rochas ultramáficas; a formação dos maiores depósitos de cromo está associada a eles. Em rochas básicas, o teor de cromo atinge apenas 2 10 -2%, em rochas ácidas - 2,5 10 -3%, em rochas sedimentares (arenitos) - 3,5 10 -3%, xisto - 9 10 -3 %. O cromo é um migrante de água comparativamente fraco; O teor de cromo na água do mar é de 0,00005 mg/l.

Em geral, o cromo é um metal das zonas profundas da Terra; meteoritos pedregosos (análogos do manto) também são enriquecidos em cromo (2,7,10 -1%). Mais de 20 minerais de cromo são conhecidos. Apenas espinélios de cromo (até 54% Cr) são de importância industrial; além disso, o cromo está contido em vários outros minerais que geralmente acompanham os minérios de cromo, mas não têm valor prático em si mesmos (uvarovita, volkonskoite, kemerita, fucsite).

Propriedades físicas do cromo. O cromo é um metal duro, pesado e refratário. Puro Chrome é plástico. Cristaliza em uma rede centrada no corpo, a = 2,885Å (20°C); a 1830°C, a transformação em uma modificação com uma rede centrada na face é possível, a = 3,69Å.

Raio atômico 1,27 Å; raios iônicos Cr 2+ 0,83 Å, Cr 3+ 0,64 Å, Cr 6+ 0,52 Å. Densidade 7,19 g/cm3; tpl 1890°C; t salte 2480°C. Capacidade de calor específico 0,461 kJ/(kg K) (25°C); coeficiente térmico de expansão linear 8,24 10 -6 (a 20 °C); coeficiente de condutividade térmica 67 W/(m K) (20 °С); resistividade elétrica 0,414 μm m (20 °C); o coeficiente térmico de resistência elétrica na faixa de 20-600 °C é 3,01·10-3. O cromo é antiferromagnético, a suscetibilidade magnética específica é de 3,6·10 -6 . A dureza do cromo de alta pureza de acordo com Brinell é de 7-9 MN / m 2 (70-90 kgf / cm 2).

Propriedades químicas do cromo. A configuração eletrônica externa do átomo de cromo é 3d 5 4s 1 . Em compostos, geralmente apresenta estados de oxidação +2, +3, +6, dentre os quais o Cr 3+ é o mais estável; compostos individuais são conhecidos nos quais o cromo tem estados de oxidação +1, +4, +5. O cromo é quimicamente inativo. Em condições normais, é resistente ao oxigênio e à umidade, mas combina-se com o flúor, formando CrF 3 . Acima de 600 °C, interage com o vapor de água, dando Cr 2 O 3; nitrogênio - Cr2N, CrN; carbono - Cr 23 C 6, Cr 7 C 3, Cr 3 C 2; cinza - Cr 2 S 3. Quando fundido com boro, forma boreto de CrB; com silício, forma silicídios Cr 3 Si, Cr 2 Si 3, CrSi 2. O cromo forma ligas com muitos metais. A interação com o oxigênio ocorre a princípio de maneira bastante ativa, depois diminui acentuadamente devido à formação de um filme de óxido na superfície do metal. A 1200°C, o filme se decompõe e a oxidação prossegue rapidamente novamente. O cromo inflama em oxigênio a 2000°C para formar óxido de cromo (III) verde escuro Cr 2 O 3 . Além do óxido (III), existem outros compostos com oxigênio, como CrO, CrO 3 obtido indiretamente. O cromo reage facilmente com soluções diluídas de ácidos clorídrico e sulfúrico para formar cloreto e sulfato de cromo e liberar hidrogênio; aqua régia e passivador de ácido nítrico Cromo.

Com o aumento do grau de oxidação, as propriedades ácidas e oxidantes do cromo aumentam.Os derivados do Cr 2+ são agentes redutores muito fortes. O íon Cr 2+ é formado no primeiro estágio de dissolução do cromo em ácidos ou durante a redução do Cr 3+ em solução ácida com zinco. O hidrato nitroso Cr(OH) 2 durante a desidratação passa para Cr 2 O 3 . Os compostos de Cr 3+ são estáveis ​​no ar. Podem ser agentes redutores e oxidantes. Cr 3+ pode ser reduzido em solução ácida com zinco a Cr 2+ ou oxidado em solução alcalina a CrO 4 2- com bromo e outros agentes oxidantes. Hidróxido Cr (OH) 3 (mais precisamente, Cr 2 O 3 nH 2 O) é um composto anfotérico que forma sais com o cátion Cr 3+ ou sais de ácido crômico HCrO 2 - cromitos (por exemplo, KC-O 2, NaCrO 2). Compostos de Cr 6+: CrO 3 anidrido crômico, ácidos crômicos e seus sais, dentre os quais os mais importantes são os cromatos e dicromatos - agentes oxidantes fortes. O cromo forma um grande número de sais com ácidos contendo oxigênio. Os compostos complexos de cromo são conhecidos; compostos complexos de Cr 3+ são especialmente numerosos, em que o cromo tem um número de coordenação de 6. Há um número significativo de compostos de peróxido de cromo

Obtenha o Chrome. Dependendo da finalidade de uso, o cromo é obtido em vários graus de pureza. A matéria-prima geralmente são espinélios de cromo, que são enriquecidos e depois fundidos com potássio (ou soda) na presença de oxigênio atmosférico. Com relação ao principal componente dos minérios contendo Cr 3 +, a reação é a seguinte:

2FeCr 2 O 4 + 4K 2 CO 3 + 3,5O 2 \u003d 4K 2 CrO 4 + Fe 2 O 3 + 4CO 2.

O cromato de potássio resultante K 2 CrO 4 é lixiviado com água quente e a ação do H 2 SO 4 converte-o em dicromato K 2 Cr 2 O 7 . Além disso, pela ação de uma solução concentrada de H 2 SO 4 em K 2 Cr 2 O 7, obtém-se anidrido crômico C 2 O 3 ou por aquecimento de K 2 Cr 2 O 7 com enxofre - Óxido de cromo (III) C 2 O 3.

O cromo mais puro é obtido em condições industriais por eletrólise de soluções aquosas concentradas de CrO 3 ou Cr 2 O 3 contendo H 2 SO 4 , ou por eletrólise de sulfato de cromo Cr 2 (SO 4) 3 . Neste caso, o cromo é precipitado em um cátodo de alumínio ou aço inoxidável. A purificação completa das impurezas é alcançada pelo tratamento do cromo com hidrogênio altamente puro em alta temperatura (1500-1700 °C).

Também é possível obter cromo puro por eletrólise de CrF 3 ou CrCl 3 fundido misturado com fluoretos de sódio, potássio, cálcio a uma temperatura de cerca de 900 ° C em uma atmosfera de argônio.

O cromo é obtido em pequenas quantidades por redução de Cr 2 O 3 com alumínio ou silício. No método aluminotérmico, uma mistura pré-aquecida de pó de Cr 2 O 3 e Al ou aparas com adição de um agente oxidante é carregada em um cadinho, onde a reação é iniciada pela ignição de uma mistura de Na 2 O 2 e Al até o cadinho é preenchido com cromo e escória. O cromo é fundido silicotermicamente em fornos a arco. A pureza do cromo resultante é determinada pelo teor de impurezas em Cr 2 O 3 e em Al ou Si usado para recuperação.

Na indústria, as ligas de cromo são produzidas em larga escala - ferrocromo e silicocromo.

Aplicação de cromo. O uso do cromo é baseado em sua resistência ao calor, dureza e resistência à corrosão. Acima de tudo, o cromo é usado para fundir aços cromo. O cromo alumino e silicotérmico é usado para fundir nicromo, nimônico, outras ligas de níquel e estelite.

Uma quantidade significativa de cromo é usada para revestimentos decorativos resistentes à corrosão. O pó de cromo tem sido amplamente utilizado na produção de produtos metalocerâmicos e materiais para soldagem de eletrodos. O cromo na forma do íon Cr 3+ é uma impureza do rubi, que é usado como pedra preciosa e material para laser. Compostos de cromo são usados ​​para gravar tecidos durante o tingimento. Alguns sais de cromo são usados ​​como ingrediente em soluções de curtimento na indústria do couro; PbCrO 4 , ZnCrO 4 , SrCrO 4 - como tintas artísticas. Os produtos refratários cromita-magnesita são feitos de uma mistura de cromita e magnesita.

Compostos de cromo (especialmente derivados de Cr 6 +) são tóxicos.

Cromo no corpo. O cromo é um dos elementos biogênicos que está constantemente incluído nos tecidos de plantas e animais. O teor médio de cromo nas plantas é de 0,0005% (92-95% do cromo se acumula nas raízes), nos animais - de dez milésimos a dez milionésimos de por cento. Em organismos planctônicos, o coeficiente de acumulação de cromo é enorme - 10.000-26.000. Plantas superiores não toleram concentrações de cromo acima de 3-10 -4 mol/l. Nas folhas, está presente como um complexo de baixo peso molecular não associado a estruturas subcelulares. Nos animais, o cromo está envolvido no metabolismo de lipídios, proteínas (parte da enzima tripsina), carboidratos (um componente estrutural do fator resistente à glicose). A principal fonte de cromo no corpo de animais e humanos é a alimentação. Uma diminuição no conteúdo de cromo nos alimentos e no sangue leva a uma diminuição na taxa de crescimento, um aumento no colesterol no sangue e uma diminuição na sensibilidade dos tecidos periféricos à insulina.

A intoxicação por cromo e seus compostos ocorre durante sua produção; em engenharia mecânica (revestimentos galvanizados); metalurgia (aditivos de liga, ligas, refratários); na fabricação de couro, tintas, etc. A toxicidade dos compostos de cromo depende de sua estrutura química: os dicromatos são mais tóxicos que os cromatos, os compostos de Cr (VI) são mais tóxicos que os compostos de Cr (II), os compostos de Cr (III). As formas iniciais da doença manifestam-se por sensação de secura e dor no nariz, dor de garganta, dificuldade em respirar, tosse, etc.; eles podem desaparecer quando o contato com o Chrome for interrompido. Com o contato prolongado com compostos de cromo, desenvolvem-se sinais de envenenamento crônico: dor de cabeça, fraqueza, dispepsia, perda de peso e outros. As funções de um estômago, um fígado e um pâncreas quebram-se. Bronquite, asma brônquica, pneumosclerose difusa são possíveis. Quando exposto ao cromo, dermatite e eczema podem se desenvolver na pele. De acordo com alguns relatos, os compostos de cromo, principalmente Cr(III), têm um efeito cancerígeno.

"Universidade Politécnica Nacional de Pesquisa de Tomsk"

Instituto de Recursos Naturais Geoecologia e Geoquímica

Cromo

Por disciplina:

Química

Concluído:

aluno do grupo 2G41 Tkacheva Anastasia Vladimirovna 29/10/2014

Verificado:

professor Stas Nikolay Fedorovich

Posição no sistema periódico

Cromo- um elemento de um subgrupo lateral do 6º grupo do 4º período do sistema periódico de elementos químicos de D. I. Mendeleev com número atômico 24. É indicado pelo símbolo Cr(lat. Cromo). substância simples cromo- metal duro branco-azulado. O cromo é por vezes referido como um metal ferroso.

A estrutura do átomo

17 Cl) 2) 8) 7 - diagrama da estrutura do átomo

1s2s2p3s3p - fórmula eletrônica

O átomo está localizado no período III, e tem três níveis de energia

O átomo está localizado em VII no grupo, no subgrupo principal - no nível de energia externa de 7 elétrons

Propriedades do elemento

Propriedades físicas

O cromo é um metal branco brilhante com uma rede cúbica centrada no corpo, \u003d 0,28845 nm, caracterizada por dureza e fragilidade, com densidade de 7,2 g / cm 3, um dos metais puros mais duros (perdendo apenas para berílio, tungstênio e urânio), com um ponto de fusão de 1903 graus. E com um ponto de ebulição de cerca de 2570 graus. C. No ar, a superfície do cromo é coberta com uma película de óxido, que a protege de mais oxidação. A adição de carbono ao cromo aumenta ainda mais sua dureza.

Propriedades quimicas

O cromo em condições normais é um metal inerte, quando aquecido torna-se bastante ativo.

Interação com não metais

Quando aquecido acima de 600°C, o cromo queima em oxigênio:

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

Reage com flúor a 350°C, com cloro a 300°C, com bromo em temperatura de calor vermelho, formando haletos de cromo (III):

2Cr + 3Cl2 = 2CrCl3.

Ele reage com nitrogênio em temperaturas acima de 1000°C para formar nitretos:

2Cr + N 2 = 2CrN

ou 4Cr + N2 = 2Cr2N.

2Cr + 3S = Cr 2 S 3 .

Reage com boro, carbono e silício para formar boretos, carbonetos e silicetos:

Cr + 2B = CrB 2 (é possível a formação de Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 4),

2Cr + 3C \u003d Cr 2 C 3 (a formação de Cr 23 C 6, Cr 7 B 3 é possível),

Cr + 2Si = CrSi 2 (possível formação de Cr 3 Si, Cr 5 Si 3, CrSi).

Não interage diretamente com o hidrogênio.

Interação com a água

Em um estado quente finamente moído, o cromo reage com a água, formando óxido de cromo (III) e hidrogênio:

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

Interação com ácidos

Na série eletroquímica de voltagens dos metais, o cromo está antes do hidrogênio, ele desloca o hidrogênio das soluções de ácidos não oxidantes:

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

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

Na presença de oxigênio atmosférico, sais de cromo (III) são formados:

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

Os ácidos nítrico e sulfúrico concentrados passivam o cromo. O cromo pode se dissolver neles apenas com forte aquecimento, sais de cromo (III) e produtos de redução de ácido são formados:

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.

Interação com reagentes alcalinos

Em soluções aquosas de álcalis, o cromo não se dissolve; ele reage lentamente com álcalis fundidos para formar cromitas e liberar hidrogênio:

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

Reage com derretimentos alcalinos de agentes oxidantes, como o clorato de potássio, enquanto o cromo passa para o cromato de potássio:

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

Recuperação de metais de óxidos e sais

O cromo é um metal ativo, capaz de deslocar metais de soluções de seus sais: 2Cr + 3CuCl 2 = 2CrCl 3 + 3Cu.

Propriedades de uma substância simples

Estável no ar devido à passivação. Pela mesma razão, não reage com os ácidos sulfúrico e nítrico. A 2000 °C, ele queima com a formação de óxido de cromo (III) verde Cr 2 O 3, que tem propriedades anfotéricas.

Compostos sintetizados de cromo com boro (boretos Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 2, CrB 4 e Cr 5 B 3), com carbono (carbonetos Cr 23 C 6, Cr 7 C 3 e Cr 3 C 2) , com silício (silicidas Cr 3 Si, Cr 5 Si 3 e CrSi) e nitrogênio (nitretos CrN e Cr 2 N).

Compostos de Cr(+2)

O estado de oxidação +2 corresponde ao óxido básico CrO (preto). Os sais de Cr 2+ (soluções azuis) são obtidos reduzindo os sais de Cr 3+ ou dicromatos com zinco em meio ácido (“hidrogênio no momento do isolamento”):

Todos esses sais de Cr 2+ são fortes agentes redutores, na medida em que deslocam o hidrogênio da água em repouso. O oxigênio no ar, especialmente em um ambiente ácido, oxida o Cr 2+, fazendo com que a solução azul rapidamente fique verde.

O hidróxido de Cr(OH) 2 marrom ou amarelo precipita quando álcalis são adicionados a soluções de sais de cromo(II).

Dihaletos de cromo CrF 2 , CrCl 2 , CrBr 2 e CrI 2 foram sintetizados

Compostos de Cr(+3)

O estado de oxidação +3 corresponde ao óxido anfotérico Cr 2 O 3 e ao hidróxido Cr (OH) 3 (ambos verdes). Este é o estado de oxidação mais estável do cromo. Os compostos de cromo neste estado de oxidação têm uma cor de roxo sujo (íon 3+) a verde (ânions estão presentes na esfera de coordenação).

Cr 3+ é propenso à formação de sulfatos duplos da forma M I Cr (SO 4) 2 12H 2 O (alum)

O hidróxido de cromo (III) é obtido agindo com amônia em soluções de sais de cromo (III):

Cr+3NH+3H2O→Cr(OH)↓+3NH

Soluções alcalinas podem ser usadas, mas em seu excesso forma-se um complexo hidroxo solúvel:

Cr+3OH→Cr(OH)↓

Cr(OH)+3OH→

Ao fundir Cr 2 O 3 com álcalis, as cromitas são obtidas:

Cr2O3+2NaOH→2NaCrO2+H2O

O óxido de cromo (III) não calcinado se dissolve em soluções alcalinas e em ácidos:

Cr2O3+6HCl→2CrCl3+3H2O

Quando os compostos de cromo(III) são oxidados em um meio alcalino, os compostos de cromo(VI) são formados:

2Na+3HO→2NaCrO+2NaOH+8HO

A mesma coisa acontece quando o óxido de cromo (III) é fundido com álcalis e agentes oxidantes, ou com álcalis no ar (o fundido fica amarelo neste caso):

2Cr2O3+8NaOH+3O2→4Na2CrO4+4H2O

Compostos de cromo (+4)[

Com a decomposição cuidadosa do óxido de cromo (VI) CrO 3 em condições hidrotérmicas, obtém-se o óxido de cromo (IV) CrO 2, que é ferromagnético e possui condutividade metálica.

Entre os tetrahaletos de cromo, CrF 4 é estável, tetracloreto de cromo CrCl 4 existe apenas em vapor.

Compostos de cromo (+6)

O estado de oxidação +6 corresponde ao óxido de cromo ácido (VI) CrO 3 e uma série de ácidos entre os quais existe um equilíbrio. Os mais simples deles são H 2 CrO 4 crômico e H 2 Cr 2 O 7 de dois cromos. Eles formam duas séries de sais: cromatos amarelos e dicromatos laranja, respectivamente.

Óxido de cromo (VI) CrO 3 é formado pela interação de ácido sulfúrico concentrado com soluções de dicromatos. Um óxido ácido típico, ao interagir com a água, forma ácidos crômicos fortes e instáveis: H 2 CrO 4 crômico, H 2 Cr 2 O 7 dicrômico e outros isopoliácidos com a fórmula geral H 2 Cr n O 3n+1. Um aumento no grau de polimerização ocorre com uma diminuição do pH, ou seja, um aumento na acidez:

2CrO+2H→Cr2O+H2O

Mas se uma solução alcalina é adicionada a uma solução laranja de K 2 Cr 2 O 7, como a cor fica amarela novamente, já que o cromato K 2 CrO 4 é formado novamente:

Cr2O+2OH→2CrO+HO

Não atinge um alto grau de polimerização, como ocorre no tungstênio e molibdênio, pois o ácido policrômico se decompõe em óxido de cromo (VI) e água:

H2CrnO3n+1→H2O+nCrO3

A solubilidade dos cromatos corresponde aproximadamente à solubilidade dos sulfatos. Em particular, o cromato de bário amarelo BaCrO 4 precipita quando sais de bário são adicionados a soluções de cromato e dicromato:

Ba+CrO→BaCrO↓

2Ba+CrO+H2O→2BaCrO↓+2H

A formação de um cromato de prata vermelho-sangue pouco solúvel é usado para detectar prata em ligas usando ácido de ensaio.

O pentafluoreto de cromo CrF 5 e o hexafluoreto de cromo instável CrF 6 são conhecidos. Oxihaletos de cromo voláteis CrO 2 F 2 e CrO 2 Cl 2 (cloreto de cromo) também foram obtidos.

Os compostos de cromo (VI) são agentes oxidantes fortes, por exemplo:

K2Cr2O7+14HCl→2CrCl3+2KCl+3Cl2+7H2O

A adição de peróxido de hidrogênio, ácido sulfúrico e um solvente orgânico (éter) aos dicromatos leva à formação de peróxido de cromo azul CrO 5 L (L é uma molécula de solvente), que é extraído para a camada orgânica; esta reação é usada como analítica.

O cromo (Cr) é um elemento com número atômico 24 e massa atômica 51.996 de um subgrupo lateral do sexto grupo do quarto período do sistema periódico de elementos químicos de D. I. Mendeleev. O cromo é um metal duro branco-azulado. Possui alta resistência química. À temperatura ambiente, o Cr é resistente à água e ao ar. Este elemento é um dos metais mais importantes utilizados na liga industrial de aços. Os compostos de cromo têm uma cor brilhante de várias cores, pela qual, de fato, ele recebeu seu nome. Afinal, traduzido do grego, “cromo” significa “pintura”.

Existem 24 isótopos conhecidos de cromo de 42Cr a 66Cr. Isótopos naturais estáveis ​​50Cr (4,31%), 52Cr (87,76%), 53Cr (9,55%) e 54Cr (2,38%). Dos seis isótopos radioativos artificiais, o 51Cr é o mais importante, com meia-vida de 27,8 dias. É usado como um traçador de isótopos.

Ao contrário dos metais da antiguidade (ouro, prata, cobre, ferro, estanho e chumbo), o cromo tem seu próprio “descobridor”. Em 1766, um mineral foi encontrado nas proximidades de Yekaterinburg, que foi chamado de "chumbo vermelho da Sibéria" - PbCrO4. Em 1797, L. N. Vauquelin descobriu o elemento nº 24 no mineral crocoite - cromato de chumbo natural. Mais ou menos na mesma época (1798), independentemente de Vauquelin, o cromo foi descoberto pelos cientistas alemães M. G. Klaproth e Lovitz em uma amostra de mineral preto pesado ( era cromita FeCr2O4) encontrada nos Urais. Mais tarde, em 1799, F. Tassert descobriu um novo metal no mesmo mineral encontrado no sudeste da França. Acredita-se que foi Tassert quem primeiro conseguiu obter cromo metálico relativamente puro.

O metal cromo é usado para cromagem e também como um dos componentes mais importantes de aços ligados (em particular, aços inoxidáveis). Além disso, o cromo encontrou aplicação em várias outras ligas (aços resistentes ao ácido e resistentes ao calor). Afinal, a introdução desse metal no aço aumenta sua resistência à corrosão tanto em meios aquosos em temperaturas normais quanto em gases em temperaturas elevadas. Os aços cromo são caracterizados pelo aumento da dureza. O cromo é utilizado na termocromização, processo em que o efeito protetor do Cr se deve à formação de um filme de óxido fino, porém forte, na superfície do aço, que impede que o metal interaja com o meio ambiente.

Os compostos de cromo também encontraram ampla aplicação, de modo que as cromitas são usadas com sucesso na indústria refratária: fornos de lareira aberta e outros equipamentos metalúrgicos são revestidos com tijolos de magnesita-cromita.

O cromo é um dos elementos biogênicos que estão constantemente incluídos nos tecidos de plantas e animais. As plantas contêm cromo nas folhas, onde está presente como um complexo de baixo peso molecular não associado a estruturas subcelulares. Até agora, os cientistas não conseguiram provar a necessidade desse elemento para as plantas. No entanto, em animais, o Cr está envolvido no metabolismo de lipídios, proteínas (parte da enzima tripsina) e carboidratos (um componente estrutural do fator de resistência à glicose). Sabe-se que apenas o cromo trivalente está envolvido em processos bioquímicos. Como a maioria dos outros elementos biogênicos importantes, o cromo entra no corpo animal ou humano através dos alimentos. Uma diminuição desse microelemento no corpo leva ao retardo do crescimento, a um aumento acentuado dos níveis de colesterol no sangue e à diminuição da sensibilidade dos tecidos periféricos à insulina.

Ao mesmo tempo, em sua forma pura, o cromo é muito tóxico - o pó de metal Cr irrita os tecidos pulmonares, os compostos de cromo (III) causam dermatite. Os compostos de cromo (VI) levam a várias doenças humanas, incluindo câncer.

Propriedades biológicas

O cromo é um importante elemento biogênico, que certamente faz parte dos tecidos de plantas, animais e humanos. O teor médio desse elemento nas plantas é de 0,0005%, e quase todo ele se acumula nas raízes (92-95%), o restante está contido nas folhas. Plantas superiores não toleram concentrações deste metal acima de 3∙10-4 mol/L. Nos animais, o teor de cromo varia de dez milésimos a dez milionésimos de um por cento. Mas no plâncton, o coeficiente de acúmulo de cromo é incrível - 10.000 a 26.000. Em um corpo humano adulto, o teor de Cr varia de 6 a 12 mg. Além disso, a necessidade fisiológica de cromo para humanos não foi estabelecida com precisão suficiente. Depende em grande parte da dieta - ao comer alimentos ricos em açúcar, a necessidade de cromo do corpo aumenta. É geralmente aceito que uma pessoa precisa de cerca de 20 a 300 mcg desse elemento por dia. Assim como outros elementos biogênicos, o cromo é capaz de se acumular nos tecidos do corpo, principalmente no cabelo. É neles que o teor de cromo indica o grau de provisão do corpo com esse metal. Infelizmente, com a idade, as "reservas" de cromo nos tecidos se esgotam, com exceção dos pulmões.

O cromo está envolvido no metabolismo de lipídios, proteínas (está presente na enzima tripsina), carboidratos (é um componente estrutural do fator resistente à glicose). Esse fator garante a interação dos receptores celulares com a insulina, reduzindo assim a necessidade do corpo dela. O fator de tolerância à glicose (GTF) potencializa a ação da insulina em todos os processos metabólicos com sua participação. Além disso, o cromo está envolvido na regulação do metabolismo do colesterol e é um ativador de certas enzimas.

A principal fonte de cromo no corpo de animais e humanos é a alimentação. Os cientistas descobriram que a concentração de cromo em alimentos vegetais é muito menor do que em alimentos de origem animal. As fontes mais ricas de cromo são levedura de cerveja, carne, fígado, legumes e grãos integrais. Uma diminuição no conteúdo desse metal nos alimentos e no sangue leva a uma diminuição na taxa de crescimento, um aumento no colesterol no sangue e uma diminuição na sensibilidade dos tecidos periféricos à insulina (um estado diabético). Além disso, o risco de desenvolver aterosclerose e distúrbios de maior atividade nervosa aumenta.

No entanto, já em concentrações de frações de um miligrama por metro cúbico na atmosfera, todos os compostos de cromo têm um efeito tóxico no corpo. A intoxicação por cromo e seus compostos são frequentes em sua produção, na engenharia mecânica, metalurgia e na indústria têxtil. O grau de toxicidade do cromo depende da estrutura química de seus compostos - os dicromatos são mais tóxicos que os cromatos, os compostos Cr + 6 são mais tóxicos que os compostos Cr + 2 e Cr + 3. Os sinais de envenenamento manifestam-se por sensação de secura e dor na cavidade nasal, dor de garganta aguda, dificuldade em respirar, tosse e sintomas semelhantes. Com um leve excesso de vapor ou poeira de cromo, os sinais de envenenamento desaparecem logo após a interrupção do trabalho na oficina. Com contato constante prolongado com compostos de cromo, aparecem sinais de envenenamento crônico - fraqueza, dores de cabeça constantes, perda de peso, dispepsia. Distúrbios no trabalho do trato gastrointestinal, pâncreas, fígado começam. Bronquite, asma brônquica, pneumosclerose se desenvolvem. Doenças de pele aparecem - dermatite, eczema. Além disso, os compostos de cromo são cancerígenos perigosos que podem se acumular nos tecidos do corpo, causando câncer.

A prevenção do envenenamento são exames médicos periódicos do pessoal que trabalha com cromo e seus compostos; instalação de ventilação, meios de supressão de poeira e coleta de poeira; uso de equipamentos de proteção individual (respiradores, luvas) pelos trabalhadores.

A raiz "cromo" em seu conceito de "cor", "pintura" faz parte de muitas palavras utilizadas em uma ampla variedade de campos: ciência, tecnologia e até música. Tantos nomes de filmes fotográficos contêm essa raiz: "ortocromo", "pancromo", "isopancromo" e outros. A palavra "cromossomo" consiste em duas palavras gregas: "cromo" e "soma". Literalmente, isso pode ser traduzido como "corpo pintado" ou "corpo que é pintado". O elemento estrutural do cromossomo, que é formado na interfase do núcleo da célula como resultado da duplicação do cromossomo, é chamado de "cromátide". "Cromatina" é uma substância de cromossomos, localizada nos núcleos de células vegetais e animais, que é intensamente corada com corantes nucleares. "Cromatóforos" são células de pigmento em animais e humanos. Na música, o conceito de "escala cromática" é usado. "Khromka" é um dos tipos de acordeão russo. Em óptica, existem conceitos de "aberração cromática" e "polarização cromática". "Cromatografia" é um método físico-químico para separar e analisar misturas. "Cromoscópio" - um dispositivo para obter uma imagem colorida combinando opticamente duas ou três imagens fotográficas separadas por cores, iluminadas por filtros de luz de cores diferentes especialmente selecionados.

O mais venenoso é o óxido de cromo (VI) CrO3, que pertence à 1ª classe de perigo. A dose letal para humanos (oral) é de 0,6 g. O álcool etílico inflama quando entra em contato com CrO3 recém-preparado!

A classe mais comum de aço inoxidável contém 18% Cr, 8% Ni, cerca de 0,1% C. Resiste excelentemente à corrosão e oxidação e mantém sua resistência em altas temperaturas. É deste aço que as chapas utilizadas na construção do grupo escultórico de V.I. Mukhina "Trabalhadora e Garota da Fazenda Coletiva".

O ferrocromo, utilizado na indústria metalúrgica na produção de aços ao cromo, era de péssima qualidade no final do século 90. Isso se deve ao baixo teor de cromo - apenas 7-8%. Em seguida, foi chamado de "ferro-gusa da Tasmânia" devido ao fato de que o minério de ferro-cromo original foi importado da Tasmânia.

Foi mencionado anteriormente que o alúmen de cromo é usado no curtimento de peles. Graças a isso, surgiu o conceito de botas "cromadas". O couro curtido com compostos de cromo adquire brilho, brilho e resistência.

Muitos laboratórios usam uma "mistura de cromo" - uma mistura de uma solução saturada de dicromato de potássio com ácido sulfúrico concentrado. É utilizado no desengorduramento de superfícies de vidro e vidraria de laboratório de aço. Oxida a gordura e remove seus resíduos. Apenas manuseie essa mistura com cuidado, pois é uma mistura de um ácido forte e um agente oxidante forte!

Atualmente, a madeira ainda é utilizada como material de construção, por ser barata e fácil de processar. Mas também tem muitas propriedades negativas - suscetibilidade a incêndios, doenças fúngicas que a destroem. Para evitar todos esses problemas, a árvore é impregnada com compostos especiais contendo cromatos e bicromatos, além de cloreto de zinco, sulfato de cobre, arseniato de sódio e algumas outras substâncias. Graças a essas composições, a madeira aumenta sua resistência a fungos e bactérias, além de abrir fogo.

O Chrome ocupou um nicho especial na indústria de impressão. Em 1839, descobriu-se que o papel impregnado com dicromato de sódio, após ser iluminado com uma luz forte, de repente se torna marrom. Então descobriu-se que os revestimentos de bicromato no papel após a exposição não se dissolveram na água, mas, quando molhados, adquiriram um tom azulado. Esta propriedade foi usada por impressoras. O padrão desejado foi fotografado em uma placa com revestimento coloidal contendo bicromato. As áreas iluminadas não se dissolveram durante a lavagem, mas as não expostas se dissolveram, e um padrão permaneceu na placa a partir do qual foi possível imprimir.

História

A história da descoberta do elemento nº 24 começou em 1761, quando um mineral vermelho incomum foi encontrado na mina Berezovsky (o sopé oriental dos Montes Urais) perto de Yekaterinburg, que, quando esfregado em pó, deu uma cor amarela. A descoberta pertencia ao professor da Universidade de São Petersburgo, Johann Gottlob Lehmann. Cinco anos depois, o cientista entregou as amostras à cidade de São Petersburgo, onde realizou uma série de experimentos com elas. Em particular, ele tratou cristais incomuns com ácido clorídrico, obtendo um precipitado branco no qual foi encontrado chumbo. Com base nos resultados obtidos, Leman nomeou o mineral chumbo vermelho siberiano. Esta é a história da descoberta do crocoite (do grego "krokos" - açafrão) - cromato de chumbo natural PbCrO4.

Interessado neste achado, Peter Simon Pallas, naturalista e viajante alemão, organizou e liderou uma expedição da Academia de Ciências de São Petersburgo ao coração da Rússia. Em 1770, a expedição chegou aos Urais e visitou a mina Berezovsky, onde foram retiradas amostras do mineral estudado. Assim o descreve o próprio viajante: “Este incrível mineral de chumbo vermelho não se encontra em nenhum outro depósito. Torna-se amarelo quando moído em pó e pode ser usado em arte em miniatura. A empresa alemã superou todas as dificuldades de extração e entrega de crocoíte para a Europa. Apesar de essas operações levarem pelo menos dois anos, logo as carruagens dos nobres de Paris e Londres estavam viajando pintadas com crocoíte finamente triturado. As coleções de museus mineralógicos de muitas universidades do Velho Mundo foram enriquecidas com as melhores amostras desse mineral das entranhas russas. No entanto, os cientistas europeus não conseguiram desvendar a composição do misterioso mineral.

Isso durou trinta anos, até que uma amostra de chumbo vermelho siberiano caiu nas mãos de Nicolas Louis Vauquelin, professor de química da Escola Mineralógica de Paris, em 1796. Depois de analisar o crocoíte, o cientista não encontrou nada nele, exceto óxidos de ferro, chumbo e alumínio. Posteriormente, Vauquelin tratou o crocoíte com uma solução de potássio (K2CO3) e, após a precipitação de um precipitado branco de carbonato de chumbo, isolou uma solução amarela de um sal desconhecido. Depois de realizar uma série de experimentos sobre o tratamento do mineral com sais de diversos metais, o professor, utilizando ácido clorídrico, isolou uma solução de "ácido chumbo vermelho" - óxido de cromo e água (o ácido crômico existe apenas em soluções diluídas). Após evaporar esta solução, obteve cristais vermelho-rubi (anidrido crômico). O aquecimento adicional dos cristais em um cadinho de grafite na presença de carvão deu muitos cristais cinzentos semelhantes a agulhas - um novo metal até então desconhecido. A próxima série de experimentos mostrou a alta refratariedade do elemento resultante e sua resistência aos ácidos. A Academia de Ciências de Paris presenciou imediatamente a descoberta, o cientista, por insistência de seus amigos, deu o nome ao novo elemento - cromo (do grego "cor", "cor") devido à variedade de tons dos compostos ele se forma. Em seus trabalhos posteriores, Vauquelin afirmou com segurança que a cor esmeralda de algumas pedras preciosas, bem como dos silicatos naturais de berílio e alumínio, se deve à mistura de compostos de cromo nelas. Um exemplo é a esmeralda, que é um berilo de cor verde em que o alumínio é parcialmente substituído por cromo.

É claro que Vauquelin não recebeu metal puro, provavelmente seus carbonetos, o que é confirmado pela forma acicular dos cristais cinza claro. O cromo metálico puro foi posteriormente obtido por F. Tassert, presumivelmente em 1800.

Além disso, independentemente de Vauquelin, o cromo foi descoberto por Klaproth e Lovitz em 1798.

Estar na natureza

Nas entranhas da terra, o cromo é um elemento bastante comum, apesar de não ocorrer em sua forma livre. Seu clarke (teor médio na crosta terrestre) é de 8,3,10-3% ou 83 g/t. No entanto, sua distribuição entre as raças é desigual. Este elemento é principalmente característico do manto da Terra, o fato é que as rochas ultramáficas (peridotitos), que supostamente têm composição próxima ao manto do nosso planeta, são as mais ricas em cromo: 2 10-1% ou 2 kg / t. Em tais rochas, o Cr forma minérios maciços e disseminados, a formação dos maiores depósitos desse elemento está associada a eles. O teor de cromo também é alto em rochas básicas (basaltos, etc.) 2 10-2% ou 200 g/t. Há muito menos Cr em rochas ácidas: 2,5 10-3%, sedimentares (arenitos) - 3,5 10-3%, xisto também contém cromo - 9 10-3%.

Pode-se concluir que o cromo é um elemento litófilo típico e quase todo ele está contido em minerais de ocorrência profunda nas entranhas da Terra.

Existem três principais minerais de cromo: magnocromita (Mn, Fe)Cr2O4, crompicotita (Mg, Fe)(Cr, Al)2O4 e aluminocromita (Fe, Mg)(Cr, Al)2O4. Esses minerais têm um único nome - espinélio de cromo e a fórmula geral (Mg, Fe)O (Cr, Al, Fe) 2O3. Eles são indistinguíveis na aparência e são incorretamente referidos como "cromites". Sua composição é variável. O conteúdo dos componentes mais importantes varia (% em peso): Cr2O3 de 10,5 a 62,0; Al2O3 de 4 a 34,0; Fe2O3 de 1,0 a 18,0; FeO de 7,0 a 24,0; MgO de 10,5 a 33,0; SiO2 de 0,4 a 27,0; impurezas de TiO2 até 2; V2O5 até 0,2; ZnO até 5; MnO até 1. Alguns minérios de cromo contêm 0,1-0,2 g/t de elementos do grupo da platina e até 0,2 g/t de ouro.

Além de várias cromitas, o cromo faz parte de uma série de outros minerais - cromo vesuviano, clorito de cromo, turmalina de cromo, mica cromo (fuxita), granada cromo (uvarovita), etc., que muitas vezes acompanham minérios, mas não possuem significado. O cromo é um migrante de água relativamente fraco. Sob condições exógenas, o cromo, como o ferro, migra na forma de suspensões e pode se depositar em argilas. Os cromatos são a forma mais móvel.

De importância prática, talvez, seja apenas a cromita FeCr2O4, que pertence aos espinélios - minerais isomórficos do sistema cúbico com a fórmula geral MO Me2O3, onde M é um íon metálico bivalente e Me é um íon metálico trivalente. Além dos espinélios, o cromo ocorre em muitos minerais menos comuns, como melanocroita 3PbO 2Cr2O3, wakelenita 2(Pb,Cu)CrO4(Pb,Cu)3(PO4)2, tarapakaita K2CrO4, ditzeita CaIO3 CaCrO4 e outros.

Os cromitos são geralmente encontrados na forma de massas granulares pretas, com menos frequência - na forma de cristais octaédricos, têm um brilho metálico, ocorrem na forma de matrizes contínuas.

No final do século XX, as reservas de cromo (identificadas) em quase cinquenta países do mundo com depósitos desse metal somavam 1674 milhões de toneladas. ). O segundo lugar em termos de recursos de cromo pertence ao Cazaquistão, onde o minério de alta qualidade é extraído na região de Aktobe (maciço de Kempirsai). Outros países também possuem estoques desse elemento. Turquia (em Guleman), Filipinas na ilha de Luzon, Finlândia (Kemi), Índia (Sukinda), etc.

Nosso país tem seus próprios depósitos de cromo desenvolvidos - nos Urais (Donskoye, Saranovskoye, Khalilovskoye, Alapaevskoye e muitos outros). Além disso, no início do século XIX, eram os depósitos dos Urais que eram as principais fontes de minérios de cromo. Somente em 1827, o americano Isaac Tison descobriu uma grande jazida de minério de cromo na fronteira de Maryland e Pensilvânia, apoderando-se do monopólio da mineração por muitos anos. Em 1848, depósitos de cromita de alta qualidade foram encontrados na Turquia, não muito longe de Bursa, e logo (após o esgotamento do depósito da Pensilvânia) foi este país que assumiu o papel de monopolista. Isso continuou até 1906, quando ricos depósitos de cromitas foram descobertos na África do Sul e na Índia.

Inscrição

O consumo total de metal de cromo puro hoje é de aproximadamente 15 milhões de toneladas. A produção de cromo eletrolítico - o mais puro - responde por 5 milhões de toneladas, o que representa um terço do consumo total.

O cromo é amplamente utilizado para ligas de aços e ligas, dando-lhes resistência à corrosão e resistência ao calor. Mais de 40% do metal puro resultante é gasto na fabricação de tais "superligas". As ligas de resistência mais conhecidas são o nicromo com teor de Cr de 15-20%, ligas resistentes ao calor - 13-60% Cr, inoxidável - 18% Cr e aços de rolamento de esferas 1% Cr. A adição de cromo aos aços convencionais melhora suas propriedades físicas e torna o metal mais suscetível ao tratamento térmico.

O cromo metálico é usado para cromagem - aplicação de uma fina camada de cromo na superfície das ligas de aço para aumentar a resistência à corrosão dessas ligas. O revestimento cromado resiste perfeitamente aos efeitos do ar atmosférico úmido, maresia, água, ácidos nítricos e a maioria dos ácidos orgânicos. Tais revestimentos têm duas finalidades: protetoras e decorativas. A espessura dos revestimentos de proteção é de cerca de 0,1 mm, eles são aplicados diretamente no produto e proporcionam maior resistência ao desgaste. Os revestimentos decorativos têm um valor estético, são aplicados a uma camada de outro metal (cobre ou níquel), que realmente desempenha uma função protetora. A espessura de tal revestimento é de apenas 0,0002–0,0005 mm.

Os compostos de cromo também são usados ​​ativamente em vários campos.

O principal minério de cromo - cromita FeCr2O4 é usado na produção de refratários. Os tijolos de magnesita-cromita são quimicamente passivos e resistentes ao calor, suportam múltiplas mudanças bruscas de temperatura, por isso são usados ​​na construção dos arcos de fornos de lareira aberta e no espaço de trabalho de outros dispositivos e estruturas metalúrgicas.

A dureza dos cristais de óxido de cromo (III) - Cr2O3 é compatível com a dureza do corindo, o que garantiu seu uso nas composições de pastas de retificação e lapidação utilizadas nas indústrias de engenharia mecânica, joalheria, óptica e relojoaria. Também é usado como catalisador para a hidrogenação e desidrogenação de certos compostos orgânicos. Cr2O3 é usado na pintura como pigmento verde e para colorir vidro.

O cromato de potássio - K2CrO4 é utilizado no curtimento de couro, como mordente na indústria têxtil, na produção de corantes e no branqueamento de cera.

Dicromato de potássio (crômico) - K2Cr2O7 também é utilizado no curtimento de couro, mordente no tingimento de tecidos, é um inibidor de corrosão de metais e ligas. É utilizado na fabricação de fósforos e para fins laboratoriais.

O cloreto de cromo (II) CrCl2 é um agente redutor muito forte, facilmente oxidado mesmo pelo oxigênio atmosférico, que é usado na análise de gases para a absorção quantitativa de O2. Além disso, é usado de forma limitada na produção de cromo por eletrólise de sais fundidos e cromatometria.

O alúmen de potássio cromo K2SO4.Cr2(SO4)3 24H2O é usado principalmente na indústria têxtil - no curtimento de couro.

O cloreto de cromo anidro CrCl3 é usado para aplicar revestimentos de cromo na superfície dos aços por deposição química de vapor, e é parte integrante de alguns catalisadores. Hidrata CrCl3 - mordente no tingimento de tecidos.

Vários corantes são feitos de cromato de chumbo PbCrO4.

Uma solução de dicromato de sódio é usada para limpar e decapar a superfície do fio de aço antes da galvanização e também para dar brilho ao latão. O ácido crômico é obtido a partir do bicromato de sódio, que é utilizado como eletrólito na cromagem de peças metálicas.

Produção

Na natureza, o cromo ocorre principalmente na forma de minério de ferro cromo FeO ∙ Cr2O3, quando reduzido com carvão, obtém-se uma liga de cromo com ferro - ferrocromo, que é utilizado diretamente na indústria metalúrgica na produção de aços cromo. O teor de cromo nesta composição atinge 80% (em peso).

A redução do óxido de cromo (III) com carvão destina-se à produção de cromo de alto carbono, necessário para a produção de ligas especiais. O processo é realizado em forno elétrico a arco.

Para obter o cromo puro, primeiro obtém-se o óxido de cromo (III) e, em seguida, é reduzido pelo método aluminotérmico. Ao mesmo tempo, uma mistura de aparas de alumínio em pó ou na forma de aparas de alumínio (Al) e uma carga de óxido de cromo (Cr2O3) é aquecida a uma temperatura de 500-600 ° C. Em seguida, a redução é iniciada com uma mistura de bário peróxido com pó de alumínio, ou acendendo parte da carga, seguido da adição da parte restante. Nesse processo, é importante que a energia térmica resultante seja suficiente para fundir o cromo e separá-lo da escória.

Cr2O3 + 2Al = 2Cr + 2Al2O3

O cromo assim obtido contém uma certa quantidade de impurezas: ferro 0,25-0,40%, enxofre 0,02%, carbono 0,015-0,02%. O conteúdo de substância pura é de 99,1 a 99,4%. Esse cromo é quebradiço e facilmente moído em pó.

A realidade deste método foi comprovada e demonstrada já em 1859 por Friedrich Wöhler. Em escala industrial, a redução aluminotérmica do cromo só se tornou possível depois que o método de obtenção de alumínio barato se tornou disponível. Goldschmidt foi o primeiro a desenvolver uma maneira segura de controlar um processo de redução altamente exotérmico (portanto explosivo).

Se for necessário obter cromo de alta pureza na indústria, métodos eletrolíticos são usados. A eletrólise é submetida a uma mistura de anidrido crômico, alúmen de amônio cromo ou sulfato de cromo com ácido sulfúrico diluído. O cromo depositado durante a eletrólise em cátodos de alumínio ou inox contém gases dissolvidos como impurezas. A pureza de 99,90–99,995% pode ser alcançada usando purificação de alta temperatura (1500–1700°C) em um fluxo de hidrogênio e desgaseificação a vácuo. Técnicas avançadas de refino de cromo eletrolítico removem enxofre, nitrogênio, oxigênio e hidrogênio do produto "bruto".

Além disso, é possível obter Cr metálico por eletrólise de CrCl3 ou CrF3 fundidos misturados com fluoretos de potássio, cálcio e sódio a uma temperatura de 900°C em argônio.

A possibilidade de um método eletrolítico para obtenção de cromo puro foi comprovada por Bunsen em 1854, submetendo uma solução aquosa de cloreto de cromo à eletrólise.

A indústria também utiliza um método silicotérmico para obtenção de cromo puro. Neste caso, o óxido de cromo é reduzido pelo silício:

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

O cromo é fundido silicotermicamente em fornos a arco. A adição de cal viva torna possível converter o dióxido de silício refratário em uma escória de silicato de cálcio de baixo ponto de fusão. A pureza do cromo silicotérmico é aproximadamente a mesma do cromo aluminotérmico, no entanto, naturalmente, o teor de silício nele é um pouco maior e o de alumínio é um pouco menor.

Cr também pode ser obtido por redução de Cr2O3 com hidrogênio a 1500°C, redução de CrCl3 anidro com hidrogênio, metais alcalinos ou alcalino-terrosos, magnésio e zinco.

Para obter cromo, eles tentaram usar outros agentes redutores - carbono, hidrogênio, magnésio. No entanto, esses métodos não são amplamente utilizados.

No processo Van Arkel-Kuchman-De Boer, a decomposição do iodeto de cromo (III) é utilizada em um fio aquecido a 1100°C com a deposição de metal puro sobre ele.

Propriedades físicas

O cromo é um metal cinza aço duro, muito pesado, refratário e maleável. O cromo puro é bastante plástico, cristaliza em uma rede centrada no corpo, a = 2,885Å (a uma temperatura de 20°C). A uma temperatura de cerca de 1830 ° C, a probabilidade de transformação em uma modificação com uma rede centrada na face é alta, a = 3,69 Å. Raio atômico 1,27 Å; raios iônicos Cr2+ 0,83Å, Cr3+ 0,64Å, Cr6+ 0,52 Å.

O ponto de fusão do cromo está diretamente relacionado à sua pureza. Portanto, a determinação deste indicador para cromo puro é uma tarefa muito difícil - afinal, mesmo um pequeno teor de impurezas de nitrogênio ou oxigênio pode alterar significativamente o valor do ponto de fusão. Muitos pesquisadores lidam com essa questão há mais de uma década e obtiveram resultados distantes entre si: de 1513 a 1920 ° C. Anteriormente, acreditava-se que esse metal derrete a uma temperatura de 1890 ° C, mas estudos modernos indicam uma temperatura de 1907 ° C, o cromo ferve em temperaturas acima de 2500 ° C - os dados também variam: de 2199 ° C a 2671 ° C. A densidade do cromo é menor que a do ferro; é 7,19 g/cm3 (a 200°C).

O cromo é caracterizado por todas as principais características dos metais - conduz bem o calor, sua resistência à corrente elétrica é muito baixa, como a maioria dos metais, o cromo tem um brilho característico. Além disso, esse elemento tem uma característica muito interessante: o fato é que a uma temperatura de 37 ° C seu comportamento não pode ser explicado - há uma mudança brusca em muitas propriedades físicas, essa mudança tem um caráter abrupto. O cromo, como uma pessoa doente a uma temperatura de 37 ° C, começa a agir: o atrito interno do cromo atinge o máximo, o módulo de elasticidade cai ao mínimo. O valor da condutividade elétrica salta, a força termoeletromotriz e o coeficiente de expansão linear mudam constantemente. Os cientistas ainda não conseguiram explicar esse fenômeno.

A capacidade calorífica específica do cromo é de 0,461 kJ/(kg.K) ou 0,11 cal/(g°C) (a uma temperatura de 25°C); coeficiente de condutividade térmica 67 W / (m K) ou 0,16 cal / (cm sec ° C) (a uma temperatura de 20 ° C). Coeficiente térmico de expansão linear 8,24 10-6 (a 20 °C). O cromo a uma temperatura de 20 ° C tem uma resistência elétrica específica de 0,414 μm m, e seu coeficiente térmico de resistência elétrica na faixa de 20-600 ° C é de 3,01 10-3.

Sabe-se que o cromo é muito sensível a impurezas - as menores frações de outros elementos (oxigênio, nitrogênio, carbono) podem tornar o cromo muito quebradiço. É extremamente difícil obter cromo sem essas impurezas. Por esta razão, este metal não é utilizado para fins estruturais. Mas na metalurgia, é usado ativamente como material de liga, pois sua adição à liga torna o aço duro e resistente ao desgaste, porque o cromo é o mais duro de todos os metais - corta o vidro como um diamante! A dureza do cromo de alta pureza de acordo com Brinell é de 7-9 MN/m2 (70-90 kgf/cm2). O cromo é ligado com aços para molas, molas, ferramentas, matrizes e rolamentos de esferas. Neles (exceto para aços de rolamento de esferas), o cromo está presente junto com manganês, molibdênio, níquel, vanádio. A adição de cromo aos aços comuns (até 5% Cr) melhora suas propriedades físicas e torna o metal mais suscetível ao tratamento térmico.

O cromo é antiferromagnético, a suscetibilidade magnética específica é 3,6 10-6. Resistência elétrica específica 12.710-8 Ohm. Coeficiente de temperatura de expansão linear do cromo 6.210-6. O calor de vaporização deste metal é 344,4 kJ/mol.

O cromo é resistente à corrosão no ar e na água.

Propriedades quimicas

Quimicamente, o cromo é bastante inerte, devido à presença de um filme de óxido fino e forte em sua superfície. Cr não oxida no ar, mesmo na presença de umidade. Quando aquecido, a oxidação ocorre exclusivamente na superfície do metal. A 1200°C o filme se decompõe e a oxidação prossegue muito mais rápido. A 2000°C, o cromo queima para formar o óxido de cromo (III) verde Cr2O3, que tem propriedades anfotéricas. Fundindo Cr2O3 com álcalis, as cromitas são obtidas:

Cr2O3 + 2NaOH = 2NaCrO2 + H2O

O óxido de cromo (III) não calcinado é facilmente solúvel em soluções alcalinas e ácidos:

Cr2O3 + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2O

Nos compostos, o cromo exibe principalmente os estados de oxidação Cr+2, Cr+3, Cr+6. Os mais estáveis ​​são Cr+3 e Cr+6. Existem também alguns compostos onde o cromo tem os estados de oxidação Cr+1, Cr+4, Cr+5. Os compostos de cromo são muito diversos em cores: branco, azul, verde, vermelho, roxo, preto e muitos outros.

O cromo reage facilmente com soluções diluídas de ácidos clorídrico e sulfúrico para formar cloreto e sulfato de cromo e liberar hidrogênio:

Cr + 2HCl = CrCl2 + H2

Aqua régia e ácido nítrico passivam o cromo. Além disso, o cromo passivado com ácido nítrico não se dissolve em ácidos sulfúrico e clorídrico diluídos, mesmo com ebulição prolongada em suas soluções, mas em algum ponto a dissolução ainda ocorre, acompanhada de rápida formação de espuma do hidrogênio liberado. Este processo é explicado pelo fato de o cromo passar de um estado passivo para um ativo, no qual o metal não é protegido por uma película protetora. Além disso, se o ácido nítrico for adicionado novamente no processo de dissolução, a reação será interrompida, pois o cromo é novamente passivado.

Em condições normais, o cromo reage com o flúor para formar CrF3. Em temperaturas acima de 600°C, ocorre interação com o vapor de água, o resultado dessa interação é o óxido de cromo (III) Cr2O3:

4Cr + 3O2 = 2Cr2O3

Cr2O3 são microcristais verdes com densidade de 5220 kg/m3 e alto ponto de fusão (2437°C). O óxido de cromo (III) exibe propriedades anfotéricas, mas é muito inerte, sendo difícil dissolvê-lo em ácidos aquosos e álcalis. O óxido de cromo (III) é bastante tóxico. O contato com a pele pode causar eczema e outras doenças de pele. Portanto, ao trabalhar com óxido de cromo (III), é imprescindível o uso de equipamentos de proteção individual.

Além do óxido, outros compostos com oxigênio são conhecidos: CrO, CrO3, obtidos indiretamente. O maior perigo é o aerossol de óxido inalado, que causa doenças graves do trato respiratório superior e dos pulmões.

O cromo forma um grande número de sais com componentes contendo oxigênio.

• Designação - Cr (Cromo);
• Período - IV;
• Grupo - 6 (VIb);
• Massa atômica - 51,9961;
• Número atômico - 24;
• Raio de um átomo = 130 pm;
• Raio covalente = 118 pm;
• Distribuição eletrônica - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 ;
• ponto de fusão = 1857°C;
• ponto de ebulição = 2672°C;
• Electronegatividade (segundo Pauling / segundo Alpred e Rochov) = 1,66 / 1,56;
• Estado de oxidação: +6, +3, +2, 0;
• Densidade (n.a.) \u003d 7,19 g / cm 3;
• Volume molar = 7,23 cm3/mol.

O cromo (cor, tinta) foi encontrado pela primeira vez no depósito de ouro de Berezovsky (Urais Médios), as primeiras menções datam de 1763, em seu trabalho "Os primeiros fundamentos da metalurgia" M.V. Lomonosov o chama de "minério de chumbo vermelho".

Arroz. A estrutura do átomo de cromo.

A configuração eletrônica do átomo de cromo é 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 (veja Estrutura eletrônica dos átomos). Na formação de ligações químicas com outros elementos, 1 elétron localizado no nível 4s externo + 5 elétrons do subnível 3d (6 elétrons no total) podem participar, portanto, em compostos, o cromo pode assumir estados de oxidação de +6 a +1 (os mais comuns são +6, +3, +2). O cromo é um metal quimicamente inativo, reage com substâncias simples apenas em altas temperaturas.

Propriedades físicas do cromo:

• metal branco-azulado;
• metal muito duro (na presença de impurezas);
• frágil em n. e.;
• plástico (em sua forma pura).

Propriedades químicas do cromo

• em t = 300°C reage com o oxigênio:
  4Cr + 3O 2 \u003d 2Cr 2 O 3;
• a t>300°C reage com halogênios, formando misturas de haletos;
• a t>400°C reage com enxofre para formar sulfetos:
  Cr + S = CrS;
• em t = 1000°C, o cromo finamente dividido reage com nitrogênio para formar nitreto de cromo (um semicondutor com alta resistência química):
  2Cr + N2 = 2CrN;
• reage com ácidos clorídrico e sulfúrico diluídos para liberar hidrogênio:
  Cr + 2HCl \u003d CrCl 2 + H 2;
  Cr + H 2 SO 4 \u003d CrSO 4 + H 2;
• ácidos nítrico e sulfúrico concentrados quentes dissolvem o cromo.

Com ácido sulfúrico e nítrico concentrado em n.o. o cromo não interage, o cromo também não se dissolve em água régia, vale ressaltar que o cromo puro não reage mesmo com ácido sulfúrico diluído, o motivo desse fenômeno ainda não foi estabelecido. Durante o armazenamento a longo prazo em ácido nítrico concentrado, o cromo é coberto com um filme de óxido muito denso (passivado) e deixa de reagir com ácidos diluídos.

Compostos de cromo

Já foi dito acima que os estados de oxidação "favoritos" do cromo são +2 (CrO, Cr (OH) 2), +3 (Cr 2 O 3, Cr (OH) 3), +6 (CrO 3, H 2CrO4).

Chrome é cromóforo, ou seja, um elemento que dá cor à substância em que está contido. Por exemplo, no estado de oxidação +3, o cromo dá uma cor vermelho-púrpura ou verde (rubi, espinélio, esmeralda, granada); em estado de oxidação +6 - cor amarelo-alaranjada (crocoíte).

Os cromóforos, além do cromo, também são ferro, níquel, titânio, vanádio, manganês, cobalto, cobre - todos são elementos d.

A cor dos compostos comuns que incluem cromo:

• cromo em estado de oxidação +2:
  • óxido de cromo CrO - vermelho;
  • fluoreto de cromo CrF 2 - azul esverdeado;
  • cloreto de cromo CrCl 2 - não tem cor;
  • brometo de cromo CrBr 2 - não tem cor;
  • iodeto de cromo CrI 2 - marrom-avermelhado.
• cromo em estado de oxidação +3:
  • Cr 2 O 3 - verde;
  • CrF 3 - verde claro;
  • CrCl 3 - vermelho-violeta;
  • CrBr 3 - verde escuro;
  • CrI 3 - preto.
• cromo em estado de oxidação +6:
  • CrO 3 - vermelho;
  • cromato de potássio K 2 CrO 4 - amarelo limão;
  • cromato de amônio (NH 4) 2 CrO 4 - amarelo dourado;
  • cromato de cálcio CaCrO 4 - amarelo;
  • cromato de chumbo PbCrO 4 - marrom-amarelo claro.

Óxidos de cromo:

• Cr+2O - óxido básico;
• Cr 2 +3 O 3 - óxido anfotérico;
• Cr +6 O 3 - óxido ácido.

Hidróxidos de cromo:

• ".

  Aplicação de cromo

  • como aditivo de liga na fundição de ligas resistentes ao calor e à corrosão;
  • para cromagem de produtos metálicos para dar-lhes alta resistência à corrosão, resistência à abrasão e uma aparência bonita;
  • As ligas de cromo-30 e cromo-90 são usadas em bicos de tocha de plasma e na indústria de aviação.

A descoberta do cromo pertence ao período de rápido desenvolvimento dos estudos químico-analíticos de sais e minerais. Na Rússia, os químicos tiveram um interesse especial na análise de minerais encontrados na Sibéria e quase desconhecidos na Europa Ocidental. Um desses minerais foi o minério de chumbo vermelho da Sibéria (crocoíta), descrito por Lomonosov. O mineral foi investigado, mas nada além de óxidos de chumbo, ferro e alumínio foi encontrado nele. No entanto, em 1797, Vauquelin, fervendo uma amostra finamente moída do mineral com potássio e precipitando carbonato de chumbo, obteve uma solução vermelho-alaranjada. A partir desta solução, ele cristalizou um sal vermelho-rubi, do qual foram isolados um óxido e um metal livre, diferente de todos os metais conhecidos. Vauquelin o chamou Cromo ( cromada ) da palavra grega- coloração, cor; É verdade que aqui não era a propriedade do metal que se pretendia, mas seus sais de cores vivas.

Encontrando na natureza.

O minério de cromo mais importante de importância prática é a cromita, cuja composição aproximada corresponde à fórmula FeCrO ​​​​4.

É encontrado na Ásia Menor, nos Urais, na América do Norte, no sul da África. O mencionado mineral crocoíte - PbCrO 4 - também é de importância técnica. O óxido de cromo (3) e alguns de seus outros compostos também são encontrados na natureza. Na crosta terrestre, o teor de cromo em termos de metal é de 0,03%. O cromo é encontrado no Sol, estrelas, meteoritos.

Propriedades físicas.

O cromo é um metal branco, duro e quebradiço, excepcionalmente resistente quimicamente a ácidos e álcalis. Oxida-se ao ar e possui uma fina película de óxido transparente na superfície. O cromo tem uma densidade de 7,1 g / cm 3, seu ponto de fusão é +1875 0 C.

Recibo.

Com forte aquecimento do minério de ferro cromo com carvão, cromo e ferro são reduzidos:

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

Como resultado dessa reação, é formada uma liga de cromo com ferro, caracterizada por alta resistência. Para obter cromo puro, ele é reduzido de óxido de cromo(3) com alumínio:

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

Dois óxidos são normalmente usados ​​neste processo - Cr 2 O 3 e CrO 3

Propriedades quimicas.

Graças a uma fina película protetora de óxido que cobre a superfície do cromo, é altamente resistente a ácidos e álcalis agressivos. O cromo não reage com ácidos nítrico e sulfúrico concentrados, bem como com ácido fosfórico. O cromo interage com os álcalis em t = 600-700 o C. No entanto, o cromo interage com os ácidos sulfúrico e clorídrico diluídos, deslocando o hidrogênio:

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

Em altas temperaturas, o cromo queima em oxigênio para formar óxido (III).

O cromo quente reage com o vapor de água:

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

O cromo também reage com halogênios em altas temperaturas, halogênios com hidrogênios, enxofre, nitrogênio, fósforo, carvão, silício, boro, por exemplo:

Cr + 2HF = CrF 2 + H 2
2Cr + N2 = 2CrN
2Cr + 3S = Cr2S3
Cr + Si = CrSi

As propriedades físicas e químicas acima do cromo encontraram sua aplicação em vários campos da ciência e tecnologia. Por exemplo, o cromo e suas ligas são usados ​​para obter revestimentos de alta resistência e resistentes à corrosão na engenharia mecânica. Ligas na forma de ferrocromo são usadas como ferramentas de corte de metal. As ligas cromadas encontraram aplicação na tecnologia médica, na fabricação de equipamentos de processos químicos.

A posição do cromo na tabela periódica dos elementos químicos:

O cromo encabeça o subgrupo lateral do grupo VI do sistema periódico de elementos. Sua fórmula eletrônica é a seguinte:

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

Ao preencher os orbitais com elétrons no átomo de cromo, a regularidade é violada, segundo a qual o orbital 4S deveria ter sido preenchido primeiro até o estado 4S 2 . No entanto, devido ao fato do orbital 3d ocupar uma posição de energia mais favorável no átomo de cromo, ele é preenchido até o valor 4d 5 . Tal fenômeno é observado nos átomos de alguns outros elementos dos subgrupos secundários. O cromo pode exibir estados de oxidação de +1 a +6. Os mais estáveis ​​são compostos de cromo com estados de oxidação +2, +3, +6.

Compostos de cromo bivalente.

Óxido de cromo (II) CrO - pó preto pirofórico (pirofórico - a capacidade de inflamar no ar em um estado finamente dividido). CrO se dissolve em ácido clorídrico diluído:

CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

No ar, quando aquecido acima de 100 0 C, o CrO se transforma em Cr 2 O 3.

Os sais de cromo divalentes são formados pela dissolução de cromo metálico em ácidos. Essas reações ocorrem em uma atmosfera de um gás inativo (por exemplo, H 2), porque na presença de ar, o Cr(II) é facilmente oxidado a Cr(III).

O hidróxido de cromo é obtido na forma de um precipitado amarelo pela ação de uma solução alcalina sobre o cloreto de cromo (II):

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

Cr(OH) 2 tem propriedades básicas, é um agente redutor. O íon Cr2+ hidratado é de cor azul pálido. Uma solução aquosa de CrCl 2 tem uma cor azul. No ar em soluções aquosas, os compostos de Cr(II) se transformam em compostos de Cr(III). Isso é especialmente pronunciado para hidróxido de Cr(II):

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

Compostos trivalentes de cromo.

Óxido de cromo (III) Cr 2 O 3 é um pó verde refratário. É próximo ao corindo em dureza. No laboratório, pode ser obtido aquecendo o dicromato de amônio:

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

Cr 2 O 3 - óxido anfotérico, quando fundido com álcalis, forma cromitos: Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O

O hidróxido de cromo também é um composto anfotérico:

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

O CrCl 3 anidro tem a aparência de folhas roxas escuras, é completamente insolúvel em água fria e se dissolve muito lentamente quando fervido. Sulfato de cromo anidro (III) Cr 2 (SO 4) 3 rosa, também pouco solúvel em água. Na presença de agentes redutores, forma sulfato de cromo roxo Cr 2 (SO 4) 3 *18H 2 O. Também são conhecidos hidratos de sulfato de cromo verde, contendo uma quantidade menor de água. Alúmen de cromo KCr(SO 4) 2 *12H 2 O cristaliza a partir de soluções contendo sulfato de cromo violeta e sulfato de potássio. Uma solução de alúmen crômico fica verde quando aquecida devido à formação de sulfatos.

Reações com cromo e seus compostos

Quase todos os compostos de cromo e suas soluções são intensamente coloridos. Tendo uma solução incolor ou um precipitado branco, podemos concluir com alto grau de probabilidade que o cromo está ausente.

1. Aquecemos fortemente na chama de um queimador em uma xícara de porcelana uma quantidade de dicromato de potássio que caberá na ponta de uma faca. O sal não liberará água de cristalização, mas derreterá a uma temperatura de cerca de 400 0 C com a formação de um líquido escuro. Vamos aquecê-lo por mais alguns minutos em fogo forte. Após o resfriamento, um precipitado verde se forma no fragmento. Parte dela é solúvel em água (fica amarela) e a outra parte fica no caco. O sal se decompõe quando aquecido, resultando na formação de cromato de potássio amarelo solúvel K 2 CrO 4 e Cr 2 O 3 verde.
2. Dissolva 3g de dicromato de potássio em pó em 50ml de água. Para uma parte adicione um pouco de carbonato de potássio. Ele se dissolverá com a liberação de CO 2 e a cor da solução se tornará amarelo claro. O cromato é formado a partir do dicromato de potássio. Se agora adicionarmos uma solução de ácido sulfúrico a 50% em porções, a cor vermelho-amarelada do bicromato aparecerá novamente.
3. Despeje em um tubo de ensaio 5 ml. solução de dicromato de potássio, ferver com 3 ml de ácido clorídrico concentrado sob pressão. O cloro gasoso venenoso amarelo-esverdeado é liberado da solução, porque o cromato irá oxidar o HCl em Cl 2 e H 2 O. O próprio cromato se transformará em cloreto de cromo trivalente verde. Pode ser isolado evaporando a solução e, em seguida, fundindo-se com soda e nitrato, convertido em cromato.
4. Quando uma solução de nitrato de chumbo é adicionada, o cromato de chumbo amarelo precipita; ao interagir com uma solução de nitrato de prata, forma-se um precipitado marrom-avermelhado de cromato de prata.
5. Adicionar peróxido de hidrogênio a uma solução de bicromato de potássio e acidificar a solução com ácido sulfúrico. A solução adquire uma cor azul profunda devido à formação de peróxido de cromo. O peróxido, quando agitado com um pouco de éter, se transformará em um solvente orgânico e o tornará azul. Esta reação é específica para o cromo e é muito sensível. Pode ser usado para detectar cromo em metais e ligas. Em primeiro lugar, é necessário dissolver o metal. Com fervura prolongada com ácido sulfúrico a 30% (ácido clorídrico também pode ser adicionado), o cromo e muitos aços se dissolvem parcialmente. A solução resultante contém sulfato de cromo (III). Para poder realizar uma reação de detecção, primeiro a neutralizamos com soda cáustica. O hidróxido de cromo (III) cinza-esverdeado precipita, que se dissolve em excesso de NaOH e forma cromita de sódio verde. Filtre a solução e adicione 30% de peróxido de hidrogênio. Quando aquecida, a solução ficará amarela, pois a cromita é oxidada a cromato. A acidificação resultará em uma cor azul da solução. O composto colorido pode ser extraído por agitação com éter.

Reacções analíticas para iões de crómio.

1. A 3-4 gotas de uma solução de cloreto de cromo CrCl 3 adicionar uma solução 2M de NaOH até que o precipitado inicial se dissolva. Observe a cor da cromita de sódio formada. Aqueça a solução resultante em banho-maria. O que está acontecendo?
2. A 2-3 gotas de solução de CrCl 3 adicionar um volume igual de solução de NaOH 8 M e 3-4 gotas de solução de H 2 O 2 a 3%. Aquecer a mistura reacional em banho-maria. O que está acontecendo? Que precipitado é formado se a solução colorida resultante for neutralizada, CH 3 COOH for adicionado a ela e, em seguida, Pb (NO 3) 2 ?
3. Despeje 4-5 gotas de soluções de sulfato de cromo Cr 2 (SO 4) 3, IMH 2 SO 4 e KMnO 4 em um tubo de ensaio. Aquecer o local da reação por vários minutos em banho-maria. Observe a mudança de cor da solução. O que causou isso?
4. A 3-4 gotas de solução de K 2 Cr 2 O 7 acidificada com ácido nítrico, adicionar 2-3 gotas de solução de H 2 O 2 e misturar. A cor azul da solução que aparece é devido ao aparecimento do ácido percrômico H 2 CrO 6:

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

Preste atenção à rápida decomposição do H 2 CrO 6:

2H 2 CrO 6 + 8H+ = 2Cr 3+ + 3O 2 + 6H 2 O
cor azul cor verde

O ácido percrômico é muito mais estável em solventes orgânicos.

1. A 3-4 gotas de solução de K 2 Cr 2 O 7 acidificada com ácido nítrico, adicionar 5 gotas de álcool isoamílico, 2-3 gotas de solução de H 2 O 2 e agitar a mistura de reação. A camada de solvente orgânico que flutua no topo é de cor azul brilhante. A cor desbota muito lentamente. Comparar a estabilidade do H 2 CrO 6 nas fases orgânica e aquosa.
2. Quando os íons CrO 4 2- e Ba 2+ interagem, um precipitado amarelo de cromato de bário BaCrO 4 precipita.
3. O nitrato de prata forma um precipitado vermelho tijolo de cromato de prata com íons CrO 4 2 .
4. Pegue três tubos de ensaio. Coloque 5-6 gotas de solução de K 2 Cr 2 O 7 em um deles, o mesmo volume de solução de K 2 CrO 4 no segundo e três gotas de ambas as soluções no terceiro. Em seguida, adicione três gotas de solução de iodeto de potássio a cada tubo. Explique o resultado. Acidifique a solução no segundo tubo. O que está acontecendo? Por quê?

Experiências divertidas com compostos de cromo

1. Uma mistura de CuSO 4 e K 2 Cr 2 O 7 fica verde quando o álcali é adicionado e fica amarelo na presença de ácido. Aquecendo 2 mg de glicerol com uma pequena quantidade de (NH 4) 2 Cr 2 O 7 e depois adicionando álcool, obtém-se uma solução verde brilhante após a filtração, que fica amarela quando um ácido é adicionado e fica verde em uma solução neutra ou meio alcalino.
2. Colocar no centro da lata com térmite "mistura de rubi" - bem moído e colocado em papel alumínio Al 2 O 3 (4,75 g) com adição de Cr 2 O 3 (0,25 g). Para que o frasco não esfrie por mais tempo, é necessário enterrá-lo sob a borda superior na areia e, depois que o termite for aceso e a reação começar, cubra-o com uma folha de ferro e cubra-o com areia. Banco para desenterrar em um dia. O resultado é um pó vermelho-rubi.
3. 10 g de bicromato de potássio são triturados com 5 g de nitrato de sódio ou potássio e 10 g de açúcar. A mistura é umedecida e misturada com colódio. Se o pó for comprimido em um tubo de vidro e, em seguida, o bastão for empurrado para fora e incendiado a partir do final, uma “cobra” começará a rastejar, primeiro preta e depois de esfriar - verde. Uma vara com um diâmetro de 4 mm queima a uma velocidade de cerca de 2 mm por segundo e se alonga 10 vezes.
4. Se você misturar soluções de sulfato de cobre e dicromato de potássio e adicionar um pouco de solução de amônia, cairá um precipitado marrom amorfo da composição 4CrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O, que se dissolve em ácido clorídrico para formar uma solução amarela e em excesso de amoníaco obtém-se uma solução verde. Se mais álcool for adicionado a esta solução, forma-se um precipitado verde que, após a filtração, torna-se azul e, após a secagem, azul-violeta com brilhos vermelhos, claramente visíveis à luz forte.
5. O óxido de cromo deixado após os experimentos do “vulcão” ou da “cobra faraó” pode ser regenerado. Para isso, é necessário fundir 8 g de Cr 2 O 3 e 2 g de Na 2 CO 3 e 2,5 g de KNO 3 e tratar a liga resfriada com água fervente. Obtém-se cromato solúvel, que também pode ser convertido em outros compostos de Cr(II) e Cr(VI), incluindo o dicromato de amônio original.

Exemplos de transições redox envolvendo cromo e seus compostos

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 = CrCl3 + 3H2O
c) 2CrCl3 + 2KMnO4 + 3H2O = K2Cr2O7 + 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

Elemento do Chrome como artista

Os químicos muitas vezes se voltaram para o problema de criar pigmentos artificiais para pintura. Nos séculos XVIII-XIX, desenvolveu-se a tecnologia para a obtenção de muitos materiais pictóricos. Louis Nicolas Vauquelin em 1797, que descobriu o elemento até então desconhecido cromo no minério vermelho da Sibéria, preparou uma nova tinta notavelmente estável - verde cromo. Seu cromóforo é o óxido de cromo (III) aquoso. Sob o nome de "verde esmeralda" começou a ser produzido em 1837. Mais tarde, L. Vauquelen propôs várias novas tintas: barita, zinco e amarelo cromo. Com o tempo, eles foram substituídos por pigmentos amarelos e alaranjados mais persistentes à base de cádmio.

O verde cromo é a tinta mais durável e resistente à luz que não é afetada pelos gases atmosféricos. Esfregado em óleo, o verde cromo tem grande poder de cobertura e é capaz de secar rapidamente, portanto, desde o século XIX. é amplamente utilizado na pintura. É de grande importância na pintura em porcelana. O fato é que os produtos de porcelana podem ser decorados com pintura underglaze e overglaze. No primeiro caso, as tintas são aplicadas na superfície de apenas um produto levemente queimado, que é então coberto com uma camada de esmalte. Segue-se a queima principal de alta temperatura: para sinterizar a massa de porcelana e fundir o esmalte, os produtos são aquecidos a 1350 - 1450 0 C. Pouquíssimas tintas podem suportar uma temperatura tão alta sem alterações químicas, e no antigo dias havia apenas dois deles - cobalto e cromo. Óxido preto de cobalto, aplicado na superfície de uma peça de porcelana, funde-se com o esmalte durante a queima, interagindo quimicamente com ele. Como resultado, são formados silicatos de cobalto azuis brilhantes. Esta louça azul cobalto é bem conhecida de todos. O óxido de cromo (III) não interage quimicamente com os componentes do esmalte e simplesmente fica entre os cacos de porcelana e o esmalte transparente com uma camada "surda".

Além do verde cromo, os artistas usam tintas derivadas de Volkonskoite. Este mineral do grupo das montmorilonitas (um mineral argiloso da subclasse dos silicatos complexos Na (Mo, Al), Si 4 O 10 (OH) 2) foi descoberto em 1830 pelo mineralogista russo Kemmerer e recebeu o nome de M.N. Volkonskaya, a filha do herói da Batalha de Borodino, General N N. Raevsky, esposa do dezembrista S. G. Volkonsky. Volkonskoite é uma argila contendo até 24% de óxido de cromo, além de óxidos de alumínio e ferro (III). A variabilidade do a composição do mineral encontrado nos Urais, nas regiões de Perm e Kirov determina sua coloração diversificada - da cor de um abeto de inverno escuro à cor verde brilhante de um sapo do pântano.

Pablo Picasso recorreu aos geólogos de nosso país com um pedido para estudar as reservas de Volkonskoite, o que dá à pintura um tom único e fresco. Atualmente, foi desenvolvido um método para obter wolkonskoite artificial. É interessante notar que, de acordo com pesquisas modernas, os pintores de ícones russos usavam tintas desse material já na Idade Média, muito antes de sua descoberta “oficial”. O verde Guinier (criado em 1837), cujo cromofórmio é um hidrato de óxido de cromo Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O, onde parte da água é quimicamente ligada e parte é adsorvida, também era conhecido entre os artistas. Este pigmento dá à tinta um tom esmeralda.

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