Crom(lat. Cromiu), Cr, un element chimic din grupa VI a sistemului periodic Mendeleev, număr atomic 24, masă atomică 51,996; metal albastru-oțel.

Izotopi naturali stabili: 50 Cr (4,31%), 52 Cr (87,76%), 53 Cr (9,55%) și 54 Cr (2,38%). Dintre izotopii radioactivi artificiali, cel mai important este 51 Cr (timp de înjumătățire T ½ = 27,8 zile), care este utilizat ca trasor izotop.

Referință istorică. Cromul a fost descoperit în 1797 de LN Vauquelin în mineralul crocoit - cromat natural de plumb РbCrО 4 . Chrome și-a primit numele de la cuvântul grecesc chroma - culoare, vopsea (din cauza varietății de culori ale compușilor săi). Independent de Vauquelin, cromul a fost descoperit în crocoit în 1798 de către omul de știință german M. G. Klaproth.

Distribuția cromului în natură. Conținutul mediu de crom din scoarța terestră (clarke) este de 8,3·10 -3%. Acest element este probabil mai caracteristic mantalei Pământului, deoarece rocile ultramafice, despre care se crede că sunt cel mai apropiate ca compoziție de mantaua Pământului, sunt îmbogățite în Crom (2·10 -4%). Cromul formează minereuri masive și diseminate în rocile ultramafice; cu acestea se asociază formarea celor mai mari zăcăminte de Crom. În rocile de bază, conținutul de Crom ajunge la doar 2 10 -2%, în rocile acide - 2,5 10 -3%, în rocile sedimentare (gresii) - 3,5 10 -3%, șisturi - 9 10 -3 %. Cromul este un migrator de apă relativ slab; Conținutul de crom în apa de mare este de 0,00005 mg/l.

În general, Cromul este un metal din zonele adânci ale Pământului; meteoriții pietroși (analogi ai mantalei) sunt și ei îmbogățiți în Crom (2,7·10 -1%). Sunt cunoscute peste 20 de minerale de crom. Doar spinelele de crom (până la 54% Cr) sunt de importanță industrială; în plus, cromul este conținut într-o serie de alte minerale care însoțesc adesea minereurile de crom, dar nu au valoare practică în sine (uvarovit, volkonskoit, kemerit, fuchsite).

Proprietățile fizice ale cromului. Cromul este un metal dur, greu, refractar. Pure Chrome este plastic. Cristalizează într-o rețea centrată pe corp, a = 2,885Å (20 °C); la 1830°C, este posibilă transformarea într-o modificare cu o rețea centrată pe față, a = 3,69 Å.

Raza atomică 1,27 Å; razele ionice Cr2+ 0,83 Å, Cr3+ 0,64 Å, Cr6+ 0,52 Å. Densitate 7,19 g/cm3; t pl 1890 °C; t kip 2480 °C. Capacitate termică specifică 0,461 kJ/(kg K) (25°C); coeficientul termic de dilatare liniară 8,24 10 -6 (la 20 °C); coeficient de conductivitate termică 67 W/(m K) (20 °С); rezistivitate electrică 0,414 μm m (20 °C); coeficientul termic al rezistenţei electrice în intervalul 20-600 °C este 3,01·10 -3 . Cromul este antiferomagnetic, susceptibilitatea magnetică specifică este de 3,6·10 -6. Duritatea cromului de înaltă puritate conform Brinell este de 7-9 MN / m 2 (70-90 kgf / cm 2).

Proprietățile chimice ale cromului. Configurația electronică externă a atomului de crom este 3d 5 4s 1 . În compuși, prezintă de obicei stări de oxidare +2, +3, +6, dintre care Cr 3+ este cel mai stabil; sunt cunoscuți compuși individuali în care Cromul are stări de oxidare +1, +4, +5. Cromul este inactiv din punct de vedere chimic. În condiții normale, este rezistent la oxigen și umiditate, dar se combină cu fluorul, formând CrF 3 . Peste 600 °C, interacționează cu vaporii de apă, dând Cr 2 O 3; azot - Cr2N, CrN; carbon - Cr23C6, Cr7C3, Cr3C2; gri - Cr 2 S 3. Când este fuzionat cu bor, formează borură de CrB; cu siliciu formează siliciuri Cr 3 Si, Cr 2 Si 3, CrSi 2. Cromul formează aliaje cu multe metale. Interacțiunea cu oxigenul decurge destul de activ la început, apoi încetinește brusc din cauza formării unei pelicule de oxid pe suprafața metalului. La 1200°C, pelicula se descompune și oxidarea continuă rapid din nou. Cromul se aprinde în oxigen la 2000°C pentru a forma oxidul de crom (III) verde închis Cr2O3. Pe lângă oxidul (III), există și alți compuși cu oxigen, precum CrO, CrO 3 obținuți indirect. Cromul reacționează ușor cu soluțiile diluate de acizi clorhidric și sulfuric pentru a forma clorură și sulfat de crom și eliberează hidrogen; acva regia și acid azotic pasiv Crom.

Odată cu creșterea gradului de oxidare cresc proprietățile acide și oxidante ale Cromului.Derivații Cr 2+ sunt agenți reducători foarte puternici. Ionul Cr 2+ se formează în prima etapă de dizolvare a Cromului în acizi sau în timpul reducerii Cr 3+ într-o soluție acidă cu zinc. Hidrat de azot Cr(OH)2 în timpul deshidratării trece în Cr2O3. Compușii Cr 3+ sunt stabili în aer. Pot fi atât agenți reducători, cât și oxidanți. Cr 3+ poate fi redus într-o soluție acidă cu zinc la Cr 2+ sau oxidat într-o soluție alcalină la CrO 4 2- cu brom și alți agenți oxidanți. Hidroxidul Cr (OH) 3 (mai precis, Cr 2 O 3 nH 2 O) este un compus amfoter care formează săruri cu cationul Cr 3+ sau săruri ale acidului cromic HCrO 2 - cromiți (de exemplu, KC-O 2, NaCrO). 2). Compușii Cr 6+: anhidrida cromică CrO 3, acizii cromici și sărurile acestora, dintre care cei mai importanți sunt cromații și dicromații - agenți oxidanți puternici. Cromul formează un număr mare de săruri cu acizii care conțin oxigen. Compușii complecși de crom sunt cunoscuți; compuși complecși ai Cr 3+ sunt deosebit de numeroși, în care Cromul are un număr de coordonare de 6. Există un număr semnificativ de compuși cu peroxid de crom

Obțineți Chrome.În funcție de scopul utilizării, cromul se obține în diferite grade de puritate. Materia primă este de obicei spinelele de crom, care sunt îmbogățite și apoi topite cu potasiu (sau sifon) în prezența oxigenului atmosferic. În ceea ce privește componenta principală a minereurilor care conțin Cr 3 +, reacția este următoarea:

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

Cromatul de potasiu rezultat K 2 CrO 4 este levigat cu apă fierbinte şi acţiunea H 2 SO 4 îl transformă în dicromat K 2 Cr 2 O 7 . În plus, prin acțiunea unei soluții concentrate de H 2 SO 4 asupra K 2 Cr 2 O 7 se obține anhidrida cromică C 2 O 3 sau prin încălzirea K 2 Cr 2 O 7 cu sulf - Oxid de crom (III) C 2 O 3.

Cel mai pur Crom se obţine în condiţii industriale fie prin electroliza soluţiilor apoase concentrate de CrO 3 sau Cr 2 O 3 care conţin H 2 SO 4 , fie prin electroliza sulfatului de crom Cr 2 (SO 4) 3 . În acest caz, cromul este precipitat pe un catod din aluminiu sau oțel inoxidabil. Purificarea completă a impurităților se realizează prin tratarea cromului cu hidrogen foarte pur la temperatură ridicată (1500-1700 °C).

De asemenea, este posibil să se obțină Crom pur prin electroliza topiturii de CrF 3 sau CrCl 3 amestecate cu fluoruri de sodiu, potasiu, calciu la o temperatură de aproximativ 900 °C într-o atmosferă de argon.

Cromul se obţine în cantităţi mici prin reducerea Cr 2 O 3 cu aluminiu sau siliciu. În metoda aluminotermă, un amestec preîncălzit de Cr 2 O 3 și pulbere sau așchii de Al cu adăugarea unui agent oxidant este încărcat într-un creuzet, unde reacția este inițiată prin aprinderea unui amestec de Na 2 O 2 și Al până la creuzet. este umplut cu crom și zgură. Cromul este topit silicotermic în cuptoarele cu arc. Puritatea cromului rezultat este determinată de conținutul de impurități în Cr2O3 și în Al sau Si utilizat pentru recuperare.

În industrie, aliajele de crom sunt produse pe scară largă - ferocrom și silicocrom.

Aplicare crom. Utilizarea cromului se bazează pe rezistența sa la căldură, duritate și rezistență la coroziune. Cel mai mult, cromul este folosit pentru topirea oțelurilor cu crom. Cromul alumino- și silicotermic este utilizat pentru topirea nicromului, nimonicului, a altor aliaje de nichel și a stellitului.

O cantitate semnificativă de crom este utilizată pentru acoperirile decorative rezistente la coroziune. Pulberea de crom a fost utilizată pe scară largă în producția de produse metalo-ceramice și materiale pentru electrozi de sudare. Cromul sub formă de ion Cr 3+ este o impuritate în rubin, care este folosit ca piatră prețioasă și material laser. Compușii de crom sunt utilizați pentru a grava țesăturile în timpul vopsirii. Unele săruri de crom sunt folosite ca ingredient în soluțiile de tăbăcire din industria pielii; PbCrO 4 , ZnCrO 4 , SrCrO 4 - ca vopsele de artă. Produsele refractare cromit-magnezit sunt fabricate dintr-un amestec de cromit și magnezit.

Compușii cromului (în special derivații Cr 6 +) sunt toxici.

Crom în corp. Cromul este unul dintre elementele biogene care este inclus constant în țesuturile plantelor și animalelor. Conținutul mediu de crom în plante este de 0,0005% (92-95% din crom se acumulează în rădăcini), la animale - de la zece miimi la zece milioane de procente. La organismele planctonice, coeficientul de acumulare al Cromului este enorm - 10 000-26 000. Plantele mai înalte nu tolerează concentrații de Crom peste 3-10 -4 mol/l. În frunze, este prezent ca un complex cu greutate moleculară mică, care nu este asociat cu structurile subcelulare. La animale, cromul este implicat în metabolismul lipidelor, proteinelor (parte a enzimei tripsină), carbohidraților (o componentă structurală a factorului rezistent la glucoză). Principala sursă de crom în corpul animalelor și al oamenilor este hrana. O scădere a conținutului de crom din alimente și sânge duce la o scădere a ratei de creștere, o creștere a colesterolului din sânge și o scădere a sensibilității țesuturilor periferice la insulină.

Intoxicația cu crom și compușii săi apar în timpul producerii lor; în inginerie mecanică (acoperiri galvanizate); metalurgie (aditivi de aliaje, aliaje, materiale refractare); la fabricarea pieilor, vopselelor etc. Toxicitatea compuşilor cromului depinde de structura lor chimică: dicromaţii sunt mai toxici decât cromaţii, compuşii Cr (VI) sunt mai toxici decât compuşii Cr (II), Cr (III). Formele inițiale ale bolii se manifestă printr-o senzație de uscăciune și durere la nivelul nasului, durere în gât, dificultăți de respirație, tuse etc.; acestea pot dispărea atunci când contactul cu Chrome este întrerupt. La contactul prelungit cu compușii de crom, se dezvoltă semne de otrăvire cronică: dureri de cap, slăbiciune, dispepsie, scădere în greutate și altele. Funcțiile stomacului, ficatului și pancreasului sunt rupte. Sunt posibile bronșita, astmul bronșic, pneumoscleroza difuză. Când sunt expuse la crom, dermatita și eczema se pot dezvolta pe piele. Potrivit unor rapoarte, compușii de crom, în principal Cr(III), au un efect cancerigen.

„Universitatea Politehnică Națională din Tomsk”

Institutul de Geoecologie și Geochimie a Resurselor Naturale

Crom

După disciplină:

Chimie

Efectuat:

elevă grupa 2G41 Tkacheva Anastasia Vladimirovna 29.10.2014

Verificat:

profesorul Stas Nikolay Fedorovich

Poziția în sistemul periodic

Crom- un element dintr-un subgrup lateral al grupei a 6-a a perioadei a 4-a a sistemului periodic de elemente chimice a lui D. I. Mendeleev cu număr atomic 24. Este indicat prin simbol Cr(lat. Crom). substanță simplă crom- metal dur alb-albăstrui. Cromul este uneori denumit metal feros.

Structura atomului

17 Cl) 2) 8) 7 - diagrama structurii atomului

1s2s2p3s3p - formula electronica

Atomul este situat în perioada III și are trei niveluri de energie

Atomul este situat în VII în grup, în subgrupul principal - la nivelul de energie externă de 7 electroni

Proprietățile elementului

Proprietăți fizice

Cromul este un metal alb strălucitor cu o rețea cubică centrată pe corp, o \u003d 0,28845 nm, caracterizată prin duritate și fragilitate, cu o densitate de 7,2 g / cm 3, unul dintre cele mai dure metale pure (al doilea numai după beriliu, wolfram și uraniu), cu un punct de topire de 1903 grade. Și cu un punct de fierbere de aproximativ 2570 de grade. C. În aer, suprafața cromului este acoperită cu o peliculă de oxid, care o protejează de oxidarea ulterioară. Adăugarea de carbon la crom crește și mai mult duritatea acestuia.

Proprietăți chimice

Cromul în condiții normale este un metal inert, când este încălzit devine destul de activ.

Interacțiunea cu nemetale

Când este încălzit peste 600°C, cromul arde în oxigen:

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

Reacționează cu fluorul la 350°C, cu clorul la 300°C, cu bromul la o temperatură de căldură roșie, formând halogenuri de crom (III):

2Cr + 3Cl2 = 2CrCl3.

Reacționează cu azotul la temperaturi peste 1000°C pentru a forma nitruri:

2Cr + N2 = 2CrN

sau 4Cr + N2 = 2Cr2N.

2Cr + 3S = Cr2S3.

Reacționează cu borul, carbonul și siliciul formând boruri, carburi și siliciuri:

Cr + 2B = CrB 2 (formarea de Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 4 este posibilă),

2Cr + 3C \u003d Cr 2 C 3 (formarea Cr 23 C 6, Cr 7 B 3 este posibilă),

Cr + 2Si = CrSi 2 (posibilă formare de Cr3Si, Cr5Si3, CrSi).

Nu interacționează direct cu hidrogenul.

Interacțiunea cu apa

În stare fierbinte măcinată fin, cromul reacţionează cu apa, formând oxid de crom (III) şi hidrogen:

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

Interacțiunea cu acizii

În seria electrochimică de tensiuni ale metalelor, cromul este înaintea hidrogenului, înlocuiește hidrogenul din soluțiile de acizi neoxidanți:

Cr + 2HCl \u003d CrCl2 + H2;

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

În prezența oxigenului atmosferic, se formează sărurile de crom (III):

4Cr + 12HCI + 3O2 = 4CrCl3 + 6H2O.

Acizii azotic și sulfuric concentrați pasivează cromul. Cromul se poate dizolva în ele numai cu încălzire puternică, se formează săruri de crom (III) și produși de reducere a acidului:

2Cr + 6H2S04 = Cr2 (S04)3 + 3S02 + 6H20;

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

Interacțiunea cu reactivii alcalini

În soluțiile apoase de alcalii, cromul nu se dizolvă; reacţionează lent cu topiturile alcaline pentru a forma cromiți și eliberează hidrogen:

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

Reacționează cu topiturile alcaline ale agenților oxidanți, cum ar fi cloratul de potasiu, în timp ce cromul trece în cromat de potasiu:

Cr + KClO3 + 2KOH = K2CrO4 + KCl + H2O.

Recuperarea metalelor din oxizi și săruri

Cromul este un metal activ, capabil să înlocuiască metalele din soluțiile sărurilor lor: 2Cr + 3CuCl 2 = 2CrCl 3 + 3Cu.

Proprietățile unei substanțe simple

Stabil în aer datorită pasivării. Din același motiv, nu reacționează cu acizii sulfuric și azotic. La 2000 °C, arde cu formarea de oxid de crom (III) verde Cr 2 O 3, care are proprietăți amfotere.

Compușii cromului au fost sintetizați cu bor (boruri Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 2, CrB 4 și Cr 5 B 3), cu carbon (carburi Cr 23 C 6, Cr 7 C 3 și Cr 3 C 2 ), cu siliciu (siliciuri Cr 3 Si, Cr 5 Si 3 şi CrSi) şi azot (nitruri CrN şi Cr 2 N).

Compuși Cr(+2).

Starea de oxidare +2 corespunde oxidului bazic CrO (negru). Sărurile de Cr 2+ (soluții albastre) se obțin prin reducerea sărurilor sau dicromaților de Cr 3+ cu zinc într-un mediu acid („hidrogen la momentul izolării”):

Toate aceste săruri de Cr 2+ sunt agenți reducători puternici, în măsura în care înlocuiesc hidrogenul din apă la repaus. Oxigenul din aer, mai ales într-un mediu acid, oxidează Cr 2+, drept urmare soluția albastră devine rapid verde.

Hidroxidul de Cr(OH)2 maro sau galben precipită atunci când se adaugă alcalii la soluțiile de săruri de crom(II).

Au fost sintetizate dihalogenuri de crom CrF 2 , CrCl 2 , CrBr 2 și CrI 2

Compuși Cr(+3).

Starea de oxidare +3 corespunde oxidului amfoter Cr 2 O 3 și hidroxidului Cr (OH) 3 (ambele verzi). Aceasta este cea mai stabilă stare de oxidare a cromului. Compușii cromului în această stare de oxidare au o culoare de la violet murdar (ion 3+) la verde (anionii sunt prezenți în sfera de coordonare).

Cr 3+ este predispus la formarea de sulfați dubli de forma M I Cr (SO 4) 2 12H 2 O (aun)

Hidroxidul de crom (III) se obține prin acționarea cu amoniac asupra soluțiilor de săruri de crom (III):

Cr+3NH+3H2O→Cr(OH)↓+3NH

Se pot folosi soluții alcaline, dar în excesul lor se formează un complex hidroxo solubil:

Cr+3OH→Cr(OH)↓

Cr(OH)+3OH→

Prin fuzionarea Cr 2 O 3 cu alcalii se obțin cromiți:

Cr2O3+2NaOH→2NaCrO2+H2O

Oxidul de crom (III) necalcinat se dizolvă în soluții alcaline și în acizi:

Cr2O3+6HCl→2CrCl3+3H2O

Când compușii de crom (III) sunt oxidați într-un mediu alcalin, se formează compușii de crom (VI):

2Na+3HO→2NaCrO+2NaOH+8HO

Același lucru se întâmplă atunci când oxidul de crom (III) este fuzionat cu alcali și agenți oxidanți sau cu alcalii în aer (topirea devine galbenă în acest caz):

2Cr2O3+8NaOH+3O2→4Na2CrO4+4H2O

Compuși ai cromului (+4)[

Prin descompunerea atentă a oxidului de crom (VI) CrO 3 în condiții hidrotermale, se obține oxidul de crom (IV) CrO 2 , care este un feromagnet și are conductivitate metalică.

Dintre tetrahalogenurile de crom, CrF 4 este stabil, tetraclorura de crom CrCl 4 există numai în vapori.

Compuși ai cromului (+6)

Starea de oxidare +6 corespunde oxidului de crom acid (VI) CrO 3 și unui număr de acizi între care există un echilibru. Cele mai simple dintre ele sunt H 2 CrO 4 cromic și H 2 Cr 2 O 7 bicrom. Ele formează două serii de săruri: cromați galbeni și, respectiv, bicromați portocalii.

Oxidul de crom (VI) CrO 3 se formează prin interacțiunea acidului sulfuric concentrat cu soluții de dicromați. Un oxid acid tipic, atunci când interacționează cu apa, formează acizi cromici puternici instabili: H 2 CrO 4 cromic, H 2 Cr 2 O 7 dicromic și alți acizi izopoli cu formula generală H 2 Cr n O 3n+1. O creștere a gradului de polimerizare are loc cu o scădere a pH-ului, adică o creștere a acidității:

2CrO+2H→Cr2O+H2O

Dar dacă se adaugă o soluție alcalină la o soluție portocalie de K 2 Cr 2 O 7, cum devine din nou culoarea galbenă, deoarece se formează din nou cromat K 2 CrO 4:

Cr2O+2OH→2CrO+HO

Nu atinge un grad ridicat de polimerizare, așa cum se întâmplă în wolfram și molibden, deoarece acidul policromic se descompune în oxid de crom (VI) și apă:

H2CrnO3n+1→H2O+nCrO3

Solubilitatea cromaților corespunde aproximativ cu solubilitatea sulfaților. În special, cromat de bariu galben BaCrO 4 precipită atunci când sărurile de bariu sunt adăugate atât la soluții de cromat, cât și de dicromat:

Ba+CrO→BaCrO↓

2Ba+CrO+H2O→2BaCrO↓+2H

Formarea unui cromat de argint roșu-sânge, slab solubil este utilizată pentru a detecta argintul în aliaje folosind acidul de testare.

Sunt cunoscute pentafluorura de crom CrF 5 și hexafluorura de crom instabilă CrF 6. S-au obţinut de asemenea oxihalogenuri volatile de crom CrO 2 F 2 şi CrO 2 Cl 2 (clorură de cromil).

Compușii de crom (VI) sunt agenți puternici de oxidare, de exemplu:

K2Cr2O7+14HCl→2CrCl3+2KCl+3Cl2+7H2O

Adăugarea de peroxid de hidrogen, acid sulfuric și un solvent organic (eter) la dicromați duce la formarea peroxidului de crom albastru CrO 5 L (L este o moleculă de solvent), care este extras în stratul organic; această reacție este folosită ca una analitică.

Cromul (Cr) este un element cu număr atomic 24 și masă atomică 51,996 dintr-un subgrup lateral al celui de-al șaselea grup din perioada a patra a sistemului periodic de elemente chimice al lui D. I. Mendeleev. Cromul este un metal dur alb-albăstrui. Are rezistență chimică ridicată. La temperatura camerei, Cr este rezistent la apă și aer. Acest element este unul dintre cele mai importante metale utilizate în alierea industrială a oțelurilor. Compușii de crom au o culoare strălucitoare de diferite culori, pentru care, de fapt, și-a primit numele. La urma urmei, tradus din greacă, „crom” înseamnă „vopsea”.

Există 24 de izotopi cunoscuți ai cromului de la 42Cr la 66Cr. Izotopi naturali stabili 50Cr (4,31%), 52Cr (87,76%), 53Cr (9,55%) și 54Cr (2,38%). Dintre cei șase izotopi radioactivi artificiali, 51Cr este cel mai important, cu un timp de înjumătățire de 27,8 zile. Este folosit ca trasor izotop.

Spre deosebire de metalele din antichitate (aur, argint, cupru, fier, staniu și plumb), cromul are propriul său „descoperitor”. În 1766, în vecinătatea Ekaterinburgului a fost găsit un mineral, numit „plumb roșu siberian” - PbCrO4. În 1797, L. N. Vauquelin a descoperit elementul nr. 24 în mineralul crocoit - cromat de plumb natural.În același timp (1798), independent de Vauquelin, cromul a fost descoperit de oamenii de știință germani M. G. Klaproth și Lovitz într-o probă de mineral negru greu ( era cromit FeCr2O4) găsit în Urali. Mai târziu, în 1799, F. Tassert a descoperit un nou metal în același mineral găsit în sud-estul Franței. Se crede că Tassert a fost primul care a reușit să obțină crom metalic relativ pur.

Cromul metalului este folosit pentru cromarea și, de asemenea, ca unul dintre cele mai importante componente ale oțelurilor aliate (în special, oțelurile inoxidabile). În plus, cromul și-a găsit aplicație într-un număr de alte aliaje (oțeluri rezistente la acizi și la căldură). La urma urmei, introducerea acestui metal în oțel crește rezistența acestuia la coroziune atât în ​​medii apoase la temperaturi obișnuite, cât și în gaze la temperaturi ridicate. Oțelurile cu crom se caracterizează printr-o duritate crescută. Cromul este folosit în termocromizare, proces în care efectul protector al Cr se datorează formării unei pelicule de oxid subțiri, dar puternice, pe suprafața oțelului, care împiedică metalul să interacționeze cu mediul.

Compușii cromului au găsit și o aplicație largă, astfel încât cromiții sunt utilizați cu succes în industria refractară: cuptoarele cu focar deschis și alte echipamente metalurgice sunt căptușite cu cărămizi de magnezit-cromit.

Cromul este unul dintre elementele biogene care sunt incluse constant în țesuturile plantelor și animalelor. Plantele conțin crom în frunze, unde este prezent ca un complex cu greutate moleculară mică, care nu este asociat cu structurile subcelulare. Până acum, oamenii de știință nu au reușit să demonstreze necesitatea acestui element pentru plante. Cu toate acestea, la animale, Cr este implicat în metabolismul lipidelor, proteinelor (parte a enzimei tripsină) și carbohidraților (o componentă structurală a factorului rezistent la glucoză). Se știe că doar cromul trivalent este implicat în procesele biochimice. La fel ca majoritatea celorlalte elemente biogene importante, cromul intră în organismul animal sau uman prin alimente. O scădere a acestui microelement în organism duce la întârzierea creșterii, la o creștere bruscă a nivelului de colesterol din sânge și la o scădere a sensibilității țesuturilor periferice la insulină.

În același timp, în forma sa pură, cromul este foarte toxic - praful de metal Cr irită țesuturile pulmonare, compușii cromului (III) provoacă dermatită. Compușii cromului (VI) conduc la diferite boli umane, inclusiv cancer.

Proprietăți biologice

Cromul este un element biogen important, care este cu siguranță parte din țesuturile plantelor, animalelor și oamenilor. Conținutul mediu al acestui element în plante este de 0,0005%, iar aproape tot se acumulează în rădăcini (92-95%), restul este conținut în frunze. Plantele mai înalte nu tolerează concentrații ale acestui metal peste 3∙10-4 mol/L. La animale, conținutul de crom variază de la zece miimi la zece milioane de procente. Dar în plancton, coeficientul de acumulare a cromului este uimitor - 10 000-26 000. Într-un corp uman adult, conținutul de Cr variază de la 6 la 12 mg. Mai mult, nevoia fiziologică de crom pentru oameni nu a fost stabilită suficient de precis. Depinde în mare măsură de dietă – atunci când mănânci alimente bogate în zahăr, nevoia organismului de crom crește. Este în general acceptat că o persoană are nevoie de aproximativ 20-300 mcg din acest element pe zi. Ca și alte elemente biogene, cromul este capabil să se acumuleze în țesuturile corpului, în special în păr. În ele conținutul de crom indică gradul de furnizare a corpului cu acest metal. Din păcate, odată cu vârsta, „rezervele” de crom din țesuturi se epuizează, cu excepția plămânilor.

Cromul este implicat în metabolismul lipidelor, proteinelor (este prezent în enzima tripsină), carbohidraților (este o componentă structurală a factorului rezistent la glucoză). Acest factor asigură interacțiunea receptorilor celulari cu insulina, reducând astfel nevoia organismului de aceasta. Factorul de toleranță la glucoză (GTF) îmbunătățește acțiunea insulinei în toate procesele metabolice cu participarea acesteia. În plus, cromul este implicat în reglarea metabolismului colesterolului și este un activator al anumitor enzime.

Principala sursă de crom din corpul animalelor și al oamenilor este hrana. Oamenii de știință au descoperit că concentrația de crom în alimentele vegetale este mult mai mică decât în ​​alimentele de origine animală. Cele mai bogate surse de crom sunt drojdia de bere, carnea, ficatul, leguminoasele și cerealele integrale. O scădere a conținutului acestui metal în alimente și sânge duce la o scădere a ratei de creștere, o creștere a colesterolului din sânge și o scădere a sensibilității țesuturilor periferice la insulină (o stare diabetică). În plus, crește riscul de a dezvolta ateroscleroză și tulburări ale activității nervoase superioare.

Cu toate acestea, deja la concentrații de fracțiuni de miligram pe metru cub în atmosferă, toți compușii de crom au un efect toxic asupra organismului. Intoxicațiile cu crom și compușii săi sunt frecvente în producția lor, în inginerie mecanică, metalurgie și în industria textilă. Gradul de toxicitate al cromului depinde de structura chimică a compușilor săi - dicromații sunt mai toxici decât cromații, compușii Cr + 6 sunt mai toxici decât compușii Cr + 2 și Cr + 3. Semnele de otrăvire se manifestă printr-o senzație de uscăciune și durere în cavitatea nazală, durere acută în gât, dificultăți de respirație, tuse și simptome similare. Cu un ușor exces de vapori sau praf de crom, semnele de otrăvire dispar la scurt timp după încetarea lucrului în atelier. La contactul prelungit constant cu compușii de crom, apar semne de intoxicație cronică - slăbiciune, dureri de cap constante, scădere în greutate, dispepsie. Încep tulburările în activitatea tractului gastrointestinal, pancreasului, ficatului. Se dezvoltă bronșită, astm bronșic, pneumoscleroză. Apar boli de piele - dermatite, eczeme. În plus, compușii de crom sunt cancerigeni periculoși care se pot acumula în țesuturile corpului, provocând cancer.

Prevenirea otrăvirii sunt examinări medicale periodice ale personalului care lucrează cu crom și compușii acestuia; instalarea de ventilație, mijloace de suprimare a prafului și de colectare a prafului; utilizarea de către lucrători a echipamentelor individuale de protecție (respiratoare, mănuși).

Rădăcina „crom” în conceptul său de „culoare”, „vopsea” face parte din multe cuvinte folosite într-o mare varietate de domenii: știință, tehnologie și chiar muzică. Atât de multe nume de filme fotografice conțin această rădăcină: „ortocrom”, „pancrom”, „izopancrom” și altele. Cuvântul „cromozom” este format din două cuvinte grecești: „chromo” și „soma”. Literal, acest lucru poate fi tradus ca „corp pictat” sau „corp care este pictat”. Elementul structural al cromozomului, care se formează în interfaza nucleului celular ca urmare a dublării cromozomilor, se numește „cromatidă”. „Cromatina” - o substanță a cromozomilor, situată în nucleele celulelor vegetale și animale, care este intens colorată cu coloranți nucleari. „Cromatoforele” sunt celule pigmentare la animale și la oameni. În muzică se folosește conceptul de „scări cromatice”. „Khromka” este unul dintre tipurile de acordeon rusesc. În optică, există concepte de „aberație cromatică” și „polarizare cromatică”. „Cromatografia” este o metodă fizico-chimică pentru separarea și analiza amestecurilor. „Cromoscop” - un dispozitiv pentru obținerea unei imagini color prin combinarea optică a două sau trei imagini fotografice separate de culori iluminate prin filtre de lumină colorate diferit selectate special.

Cel mai otrăvitor este oxidul de crom (VI) CrO3, aparținând clasei I de pericol. Doza letală pentru om (oral) este de 0,6 g. Alcoolul etilic se aprinde atunci când intră în contact cu CrO3 proaspăt preparat!

Cel mai comun grad de oțel inoxidabil conține 18% Cr, 8% Ni, aproximativ 0,1% C. Rezistă excelent la coroziune și oxidare și își păstrează rezistența la temperaturi ridicate. Tocmai din acest oțel, foile folosite la construcția grupului sculptural al lui V.I. Mukhina „Fata muncitoare și fermă colectivă”.

Ferocromul, folosit în industria metalurgică la producerea oțelurilor cu crom, era de o calitate foarte slabă la sfârșitul secolului al 90-lea. Acest lucru se datorează conținutului scăzut de crom din el - doar 7-8%. Apoi a fost numită „fontă tasmaniană” având în vedere faptul că minereul original de fier-crom a fost importat din Tasmania.

S-a menționat anterior că alaunul crom este folosit la tăbăcirea pieilor. Datorită acestui fapt, a apărut conceptul de cizme „cromate”. Pielea tăbăcită cu compuși de crom capătă strălucire, luciu și rezistență.

Multe laboratoare folosesc un „amestec de crom” - un amestec dintr-o soluție saturată de dicromat de potasiu cu acid sulfuric concentrat. Se foloseste la degresarea suprafetelor sticlei de laborator din sticla si otel. Oxidează grăsimea și elimină reziduurile acesteia. Doar manipulați acest amestec cu grijă, deoarece este un amestec de un acid puternic și un agent oxidant puternic!

În zilele noastre, lemnul este încă folosit ca material de construcție, deoarece este ieftin și ușor de prelucrat. Dar are și multe proprietăți negative - susceptibilitate la incendii, boli fungice care îl distrug. Pentru a evita toate aceste necazuri, arborele este impregnat cu compuși speciali care conțin cromați și bicromați plus clorură de zinc, sulfat de cupru, arseniat de sodiu și alte substanțe. Datorită acestor compoziții, lemnul își mărește rezistența la ciuperci și bacterii, precum și la deschiderea focului.

Chrome a ocupat o nișă specială în industria tipografiei. În 1839, s-a constatat că hârtia impregnată cu dicromat de sodiu, după ce a fost iluminată cu o lumină puternică, devine brusc maro. Apoi s-a dovedit că acoperirile bicromate de pe hârtie după expunere nu s-au dizolvat în apă, ci, atunci când sunt umezite, au căpătat o nuanță albăstruie. Această proprietate a fost folosită de imprimante. Modelul dorit a fost fotografiat pe o placă cu un strat coloidal care conține bicromat. Zonele iluminate nu s-au dizolvat în timpul spălării, dar cele neexpuse s-au dizolvat, iar pe placa a rămas un model de pe care se putea imprima.

Poveste

Istoria descoperirii elementului nr. 24 a început în 1761, când a fost găsit un mineral roșu neobișnuit în mina Berezovsky (poalele estice ale Munților Urali) de lângă Ekaterinburg, care, atunci când a fost frecat în praf, a dat o culoare galbenă. Descoperirea a aparținut profesorului de la Universitatea din Sankt Petersburg, Johann Gottlob Lehmann. Cinci ani mai târziu, omul de știință a livrat mostrele în orașul Sankt Petersburg, unde a efectuat o serie de experimente asupra lor. În special, a tratat cu acid clorhidric cristale neobișnuite, obținând un precipitat alb în care s-a găsit plumb. Pe baza rezultatelor obținute, Leman a numit mineralul plumb roșu siberian. Aceasta este povestea descoperirii crocoitei (din grecescul „krokos” - șofran) - cromat natural de plumb PbCrO4.

Interesat de această descoperire, Peter Simon Pallas, un naturalist și călător german, a organizat și a condus o expediție a Academiei de Științe din Sankt Petersburg în inima Rusiei. În 1770, expediția a ajuns la Urali și a vizitat mina Berezovsky, unde au fost prelevate mostre din mineralul studiat. Așa o descrie însuși călătorul: „Acest mineral uimitor de plumb roșu nu se găsește în niciun alt depozit. Devine galben atunci când măcina în pulbere și poate fi folosit în arta în miniatură. Întreprinderea germană a depășit toate dificultățile extragerii și livrării crocoitei în Europa. În ciuda faptului că aceste operațiuni au durat cel puțin doi ani, în curând trăsurile nobililor din Paris și Londra au călătorit pictate cu crocoit mărunțit fin. Colecțiile muzeelor ​​mineralogice ale multor universități din Lumea Veche au fost îmbogățite cu cele mai bune mostre din acest mineral din intestinele Rusiei. Cu toate acestea, oamenii de știință europeni nu au putut dezvălui compoziția misteriosului mineral.

Acest lucru a durat treizeci de ani, până când o mostră de plumb roșu siberian a căzut în mâinile lui Nicolas Louis Vauquelin, profesor de chimie la Școala de Mineralogică din Paris, în 1796. După ce a analizat crocoitul, omul de știință nu a găsit nimic în el, în afară de oxizi de fier, plumb și aluminiu. Ulterior, Vauquelin a tratat crocoitul cu o soluție de potasiu (K2CO3) și, în urma precipitării unui precipitat alb de carbonat de plumb, a izolat o soluție galbenă de sare necunoscută. După ce a efectuat o serie de experimente privind tratarea mineralului cu săruri ale diferitelor metale, profesorul, folosind acid clorhidric, a izolat o soluție de „acid de plumb roșu” - oxid de crom și apă (acidul cromic există doar în soluții diluate). După evaporarea acestei soluții, a obținut cristale roșu rubin (anhidridă cromică). Încălzirea ulterioară a cristalelor într-un creuzet de grafit în prezența cărbunelui a dat o mulțime de cristale gri, asemănătoare unor ac, un metal nou, necunoscut până acum. Următoarea serie de experimente a arătat refractaritatea ridicată a elementului rezultat și rezistența acestuia la acizi. Academia de Științe din Paris a asistat imediat la descoperire, omul de știință, la insistențele prietenilor săi, a dat numele noului element - crom (din grecescul „culoare”, „culoare”) datorită varietății de nuanțe ale compușilor. se formează. În lucrările sale ulterioare, Vauquelin a declarat cu încredere că culoarea smarald a unor pietre prețioase, precum și a silicaților naturali de beriliu și aluminiu, se datorează amestecului de compuși de crom în ele. Un exemplu este smaraldul, care este un beril de culoare verde în care aluminiul este parțial înlocuit cu crom.

Este clar că Vauquelin nu a primit metal pur, cel mai probabil carburile sale, ceea ce este confirmat de forma aciculară a cristalelor de culoare gri deschis. Cromul metalic pur a fost obținut ulterior de F. Tassert, probabil în 1800.

De asemenea, independent de Vauquelin, cromul a fost descoperit de Klaproth și Lovitz în 1798.

Fiind în natură

În intestinele pământului, cromul este un element destul de comun, în ciuda faptului că nu apare în forma sa liberă. Clarke (conținutul mediu în scoarța terestră) este de 8,3,10-3% sau 83 g/t. Cu toate acestea, distribuția sa între rase este inegală. Acest element este în principal caracteristic mantalei Pământului, fapt este că rocile ultramafice (peridotitele), care se presupune că sunt apropiate ca compoziție de mantaua planetei noastre, sunt cele mai bogate în crom: 2 10-1% sau 2 kg / t. În astfel de roci, Cr formează minereuri masive și diseminate, formarea celor mai mari zăcăminte ale acestui element este asociată cu acestea. Continutul de crom este mare si in rocile bazice (bazalti etc.) 2 10-2% sau 200 g/t. Există mult mai puțin Cr în rocile acide: 2,5 10-3%, sedimentare (gresii) - 3,5 10-3%, șisturile conțin și crom - 9 10-3%.

Se poate concluziona că cromul este un element litofil tipic și aproape în totalitate este conținut în minerale de apariție profundă în intestinele Pământului.

Există trei minerale principale de crom: magnocromit (Mn, Fe)Cr2O4, cropicotita (Mg, Fe)(Cr, Al)2O4 și aluminocromit (Fe, Mg)(Cr, Al)2O4. Aceste minerale au un singur nume - spinel de crom și formula generală (Mg, Fe)O (Cr, Al, Fe) 2O3. Ele nu se pot distinge ca aspect și sunt denumite în mod inexact „cromiți”. Compoziția lor este schimbătoare. Conținutul celor mai importante componente variază (greutate%): Cr2O3 de la 10,5 la 62,0; Al2O3 de la 4 la 34,0; Fe2O3 de la 1,0 la 18,0; FeO de la 7,0 la 24,0; MgO de la 10,5 la 33,0; Si02 de la 0,4 la 27,0; impurități TiO2 până la 2; V2O5 până la 0,2; ZnO până la 5; MnO până la 1. Unele minereuri de crom conțin 0,1-0,2 g/t de elemente din grupa platinei și până la 0,2 g/t de aur.

Pe lângă diversele cromiți, cromul face parte dintr-o serie de alte minerale - crom vezuvian, clorit de crom, crom turmalina, mica de crom (fuxit), granat de crom (uvarovit) etc., care însoțesc adesea minereurile, dar nu au industriale. semnificaţie. Cromul este un migrator de apă relativ slab. În condiții exogene, cromul, ca și fierul, migrează sub formă de suspensii și poate fi depus în argile. Cromații sunt cea mai mobilă formă.

De importanță practică, poate, este doar cromitul FeCr2O4, care aparține spinelilor - minerale izomorfe ale sistemului cubic cu formula generală MO Me2O3, unde M este un ion metalic divalent și Me este un ion metalic trivalent. În plus față de spinel, cromul se găsește în multe minerale mai puțin obișnuite, cum ar fi melanocroit 3PbO 2Cr2O3, wokelenit 2(Pb,Cu)CrO4(Pb,Cu)3(PO4)2, tarapakait K2CrO4, ditzeit CaIO3 CaCrO4 și altele.

Cromiții se găsesc de obicei sub formă de mase granulare negre, mai rar - sub formă de cristale octaedrice, au un luciu metalic, apar sub formă de rețele continue.

La sfârșitul secolului al XX-lea, rezervele de crom (identificate) în aproape cincizeci de țări ale lumii cu zăcăminte din acest metal se ridicau la 1674 milioane de tone. ). Pe locul doi în ceea ce privește resursele de crom aparține Kazahstanului, unde minereul de foarte bună calitate este extras în regiunea Aktobe (masivul Kempirsai). Alte țări au și stocuri din acest element. Turcia (în Guleman), Filipine pe insula Luzon, Finlanda (Kemi), India (Sukinda), etc.

Țara noastră are propriile zăcăminte de crom în curs de dezvoltare - în Urali (Donskoye, Saranovskoye, Khalilovskoye, Alapaevskoye și multe altele). Mai mult, la începutul secolului al XIX-lea, zăcămintele din Ural erau principalele surse de minereuri de crom. Abia în 1827, americanul Isaac Tison a descoperit un mare zăcământ de minereu de crom la granița dintre Maryland și Pennsylvania, confiscându-se de mulți ani monopolul mineritului. În 1848, în Turcia, nu departe de Bursa, s-au găsit zăcăminte de cromit de înaltă calitate, iar curând (după epuizarea zăcământului Pennsylvania) această țară a preluat rolul de monopolist. Acest lucru a continuat până în 1906, când au fost descoperite depozite bogate de cromiți în Africa de Sud și India.

Aplicație

Consumul total de crom metal pur astăzi este de aproximativ 15 milioane de tone. Producția de crom electrolitic - cel mai pur - reprezintă 5 milioane de tone, ceea ce reprezintă o treime din consumul total.

Cromul este utilizat pe scară largă pentru aliarea oțelurilor și aliajelor, oferindu-le rezistență la coroziune și rezistență la căldură. Mai mult de 40% din metalul pur rezultat este cheltuit pentru fabricarea unor astfel de „superaliaje”. Cele mai cunoscute aliaje de rezistență sunt nicrom cu un conținut de Cr de 15-20%, aliajele termorezistente - 13-60% Cr, inoxidabil - 18% Cr și oțelurile cu bile 1% Cr. Adăugarea de crom la oțelurile convenționale îmbunătățește proprietățile fizice ale acestora și face metalul mai susceptibil la tratament termic.

Cromul metalic este folosit pentru cromare - aplicarea unui strat subțire de crom pe suprafața aliajelor de oțel pentru a crește rezistența la coroziune a acestor aliaje. Învelișul cromat rezistă perfect la efectele aerului atmosferic umed, aerului sărat de mare, apei, acizilor nitric și majorității acizilor organici. Astfel de acoperiri au două scopuri: de protecție și decorative. Grosimea straturilor de protecție este de aproximativ 0,1 mm, acestea se aplică direct pe produs și îi conferă rezistență sporită la uzură. Acoperirile decorative au o valoare estetică, se aplică pe un strat dintr-un alt metal (cupru sau nichel), care îndeplinește de fapt o funcție de protecție. Grosimea unui astfel de strat este de numai 0,0002–0,0005 mm.

Compușii cromului sunt, de asemenea, utilizați activ în diverse domenii.

Principalul minereu de crom - cromit FeCr2O4 este utilizat în producția de materiale refractare. Cărămizile de magnezit-cromit sunt pasive din punct de vedere chimic și rezistente la căldură, rezistă la schimbări bruște de temperatură multiple, așa că sunt utilizate în construcția arcurilor cuptoarelor cu focar deschis și a spațiului de lucru al altor dispozitive și structuri metalurgice.

Duritatea cristalelor de oxid de crom (III) - Cr2O3 este proporțională cu duritatea corindonului, ceea ce a asigurat utilizarea acestuia în compozițiile de paste de șlefuit și de șlefuit utilizate în inginerie mecanică, bijuterii, industria optică și ceas. De asemenea, este folosit ca catalizator pentru hidrogenarea și dehidrogenarea anumitor compuși organici. Cr2O3 este folosit în pictură ca pigment verde și pentru colorarea sticlei.

Cromatul de potasiu - K2CrO4 este folosit în tăbăcirea pieilor, ca mordant în industria textilă, în producția de coloranți și în albirea cu ceară.

Bicromat de potasiu (cromic) - K2Cr2O7 este folosit și în tăbăcirea pieilor, mordant în vopsirea țesăturilor, este un inhibitor de coroziune a metalelor și aliajelor. Este folosit la fabricarea chibriturilor și în scopuri de laborator.

Clorura de crom (II) CrCl2 este un agent reducător foarte puternic, ușor de oxidat chiar și de oxigenul atmosferic, care este utilizat în analiza gazelor pentru absorbția cantitativă a O2. În plus, este utilizat într-o măsură limitată în producerea de crom prin electroliza sărurilor topite și cromatometrie.

Alaun potasiu-crom K2SO4.Cr2(SO4)3 24H2O este utilizat cu precădere în industria textilă – în tăbăcirea pieilor.

Clorura de crom anhidru CrCl3 este utilizată pentru aplicarea acoperirilor de crom pe suprafața oțelurilor prin depunere chimică de vapori și este parte integrantă a unor catalizatori. Hidratează CrCl3 - mordant la vopsirea țesăturilor.

Din cromat de plumb PbCrO4 se obțin diverși coloranți.

O soluție de dicromat de sodiu este utilizată pentru a curăța și a decapa suprafața sârmei de oțel înainte de galvanizare și, de asemenea, pentru a străluci alama. Acidul cromic este obținut din bicromat de sodiu, care este folosit ca electrolit în cromarea pieselor metalice.

Productie

În natură, cromul se găsește în principal sub formă de minereu de crom de fier FeO ∙ Cr2O3, atunci când este redus cu cărbune, se obține un aliaj de crom cu fier - ferocrom, care este utilizat direct în industria metalurgică la producerea oțelurilor cu crom. Conținutul de crom din această compoziție ajunge la 80% (în greutate).

Reducerea oxidului de crom (III) cu cărbune are scopul de a produce crom cu conținut ridicat de carbon, care este necesar pentru producerea aliajelor speciale. Procesul se realizează într-un cuptor cu arc electric.

Pentru a obține crom pur, se obține mai întâi oxidul de crom (III), iar apoi se reduce prin metoda aluminotermă. În același timp, un amestec de pulbere sau sub formă de așchii de aluminiu (Al) și o încărcătură de oxid de crom (Cr2O3) este încălzit la o temperatură de 500-600 ° C. Apoi, reducerea este inițiată cu un amestec de bariu peroxid cu pulbere de aluminiu sau prin aprinderea unei părți a încărcăturii, urmată de adăugarea părții rămase. În acest proces, este important ca energia termică rezultată să fie suficientă pentru a topi cromul și a-l separa de zgură.

Cr2O3 + 2Al = 2Cr + 2Al2O3

Cromul astfel obtinut contine o anumita cantitate de impuritati: fier 0,25-0,40%, sulf 0,02%, carbon 0,015-0,02%. Conținutul de substanță pură este de 99,1–99,4%. Un astfel de crom este fragil și ușor măcinat în pulbere.

Realitatea acestei metode a fost dovedită și demonstrată încă din 1859 de Friedrich Wöhler. La scară industrială, reducerea aluminotermă a cromului a devenit posibilă numai după ce metoda de obținere a aluminiului ieftin a devenit disponibilă. Goldschmidt a fost primul care a dezvoltat o modalitate sigură de a controla un proces de reducere extrem de exotermic (deci exploziv).

Dacă este necesar să se obțină crom de înaltă puritate în industrie, se folosesc metode electrolitice. Electroliza este supusă unui amestec de anhidridă cromică, alaun de amoniu-crom sau sulfat de crom cu acid sulfuric diluat. Cromul depus în timpul electrolizei pe catozii din aluminiu sau inox conține gaze dizolvate ca impurități. Puritatea de 99,90–99,995% poate fi atinsă folosind purificarea la temperatură înaltă (1500–1700°C) într-un flux de hidrogen și degazare în vid. Tehnicile avansate de rafinare electrolitică a cromului elimină sulful, azotul, oxigenul și hidrogenul din produsul „brut”.

În plus, este posibil să se obțină Cr metalic prin electroliza topiturii de CrCl3 sau CrF3 amestecate cu fluoruri de potasiu, calciu și sodiu la o temperatură de 900°C în argon.

Posibilitatea unei metode electrolitice de obținere a cromului pur a fost dovedită de Bunsen în 1854, prin supunerea unei soluții apoase de clorură de crom la electroliză.

Industria folosește și o metodă silicotermă pentru obținerea cromului pur. În acest caz, oxidul de crom este redus de siliciu:

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

Cromul este topit silicotermic în cuptoarele cu arc. Adăugarea de var nestins face posibilă transformarea dioxidului de siliciu refractar într-o zgură de silicat de calciu cu punct de topire scăzut. Puritatea cromului silicotermic este aproximativ aceeași cu cea a cromului aluminotermic, totuși, în mod natural, conținutul de siliciu din acesta este oarecum mai mare, iar cel al aluminiului este oarecum mai scăzut.

Cr poate fi obţinut şi prin reducerea Cr2O3 cu hidrogen la 1500°C, reducerea CrCl3 anhidru cu hidrogen, metale alcaline sau alcalino-pământoase, magneziu şi zinc.

Pentru a obține crom, au încercat să folosească alți agenți reducători - carbon, hidrogen, magneziu. Cu toate acestea, aceste metode nu sunt utilizate pe scară largă.

În procesul Van Arkel-Kuchman-De Boer, descompunerea iodurii de crom (III) este utilizată pe un fir încălzit la 1100 ° C cu depunerea de metal pur pe acesta.

Proprietăți fizice

Cromul este un metal dur, foarte greu, refractar, maleabil, de culoare gri-oțel. Cromul pur este destul de plastic, cristalizează într-o rețea centrată pe corp, a = 2,885Å (la o temperatură de 20°C). La o temperatură de aproximativ 1830 ° C, probabilitatea de transformare într-o modificare cu o rețea centrată pe față este mare, a = 3,69 Å. Raza atomică 1,27 Å; razele ionice Cr2+ 0,83 Å, Cr3+ 0,64 Å, Cr6+ 0,52 Å.

Punctul de topire al cromului este direct legat de puritatea acestuia. Prin urmare, determinarea acestui indicator pentru crom pur este o sarcină foarte dificilă - la urma urmei, chiar și un conținut mic de impurități de azot sau oxigen poate schimba semnificativ valoarea punctului de topire. Mulți cercetători lucrează la această problemă de zeci de ani și au obținut rezultate care sunt departe unul de celălalt: de la 1513 la 1920 ° C. Anterior se credea că acest metal se topește la o temperatură de 1890 ° C, dar studiile moderne indică o temperatură. de 1907 ° C, cromul fierbe la temperaturi peste 2500 ° C - datele variază și: de la 2199 ° C la 2671 ° C. Densitatea cromului este mai mică decât cea a fierului; este de 7,19 g/cm3 (la 200°C).

Cromul se caracterizează prin toate caracteristicile principale ale metalelor - conduce bine căldura, rezistența sa la curentul electric este foarte mică, ca majoritatea metalelor, cromul are un luciu caracteristic. În plus, acest element are o caracteristică foarte interesantă: faptul este că la o temperatură de 37 ° C comportamentul său nu poate fi explicat - există o schimbare bruscă a multor proprietăți fizice, această schimbare are un caracter brusc. Cromul, ca o persoană bolnavă la o temperatură de 37 ° C, începe să acționeze: frecarea internă a cromului atinge un maxim, modulul de elasticitate scade la minimum. Valoarea salturilor de conductivitate electrică, forța termoelectromotoare și coeficientul de dilatare liniară se modifică constant. Oamenii de știință nu au reușit încă să explice acest fenomen.

Capacitatea termică specifică a cromului este de 0,461 kJ/(kg.K) sau 0,11 cal/(g°C) (la o temperatură de 25°C); coeficient de conductivitate termică 67 W / (m K) sau 0,16 cal / (cm sec ° C) (la o temperatură de 20 ° C). Coeficientul termic de dilatare liniară 8,24 10-6 (la 20 °C). Cromul la o temperatură de 20 ° C are o rezistență electrică specifică de 0,414 μm m, iar coeficientul său termic de rezistență electrică în intervalul 20-600 ° C este de 3,01 10-3.

Se știe că cromul este foarte sensibil la impurități - cele mai mici fracții ale altor elemente (oxigen, azot, carbon) pot face cromul foarte fragil. Este extrem de dificil să obții crom fără aceste impurități. Din acest motiv, acest metal nu este folosit în scopuri structurale. Dar în metalurgie, este folosit în mod activ ca material de aliere, deoarece adăugarea lui la aliaj face oțelul dur și rezistent la uzură, deoarece cromul este cel mai dur dintre toate metalele - taie sticla ca un diamant! Duritatea cromului de înaltă puritate conform Brinell este de 7-9 MN/m2 (70-90 kgf/cm2). Cromul este aliat cu arc, arc, oțeluri pentru scule, matrițe și rulmenți cu bile. În ele (cu excepția oțelurilor cu bile), cromul este prezent împreună cu mangan, molibden, nichel, vanadiu. Adăugarea de crom la oțelurile obișnuite (până la 5% Cr) le îmbunătățește proprietățile fizice și face metalul mai susceptibil la tratament termic.

Cromul este antiferomagnetic, susceptibilitatea magnetică specifică este de 3,6 10-6. Rezistenta electrica specifica 12.710-8 Ohm. Coeficientul de temperatură de dilatare liniară a cromului 6.210-6. Căldura de vaporizare a acestui metal este de 344,4 kJ/mol.

Cromul este rezistent la coroziune în aer și apă.

Proprietăți chimice

Din punct de vedere chimic, cromul este destul de inert, acest lucru se datorează prezenței unui film subțire puternic de oxid pe suprafața sa. Cr nu se oxidează în aer, chiar și în prezența umezelii. Când este încălzită, oxidarea are loc exclusiv pe suprafața metalului. La 1200°C pelicula se descompune și oxidarea are loc mult mai repede. La 2000°C, cromul arde pentru a forma oxidul de crom (III) verde Cr2O3, care are proprietăți amfotere. Fuzionarea Cr2O3 cu alcalii se obțin cromiți:

Cr2O3 + 2NaOH = 2NaCrO2 + H2O

Oxidul de crom (III) necalcinat este ușor solubil în soluții alcaline și acizi:

Cr2O3 + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2O

În compuși, cromul prezintă în principal stările de oxidare Cr+2, Cr+3, Cr+6. Cele mai stabile sunt Cr+3 și Cr+6. Există și unii compuși în care cromul are stările de oxidare Cr+1, Cr+4, Cr+5. Compușii cromului sunt foarte diverși ca culoare: alb, albastru, verde, roșu, violet, negru și multe altele.

Cromul reacționează ușor cu soluțiile diluate de acizi clorhidric și sulfuric pentru a forma clorură și sulfat de crom și eliberează hidrogen:

Cr + 2HCI = CrCl2 + H2

Acva regia și acidul azotic pasivează cromul. Mai mult, cromul pasivat cu acid azotic nu se dizolvă în acizi sulfuric și clorhidric diluați, chiar și cu fierbere prelungită în soluțiile acestora, dar la un moment dat dizolvarea are loc în continuare, însoțită de spumare rapidă din hidrogenul eliberat. Acest proces se explică prin faptul că cromul trece de la o stare pasivă la una activă, în care metalul nu este protejat de o peliculă protectoare. Mai mult, dacă se adaugă din nou acid azotic în procesul de dizolvare, reacția se va opri, deoarece cromul este din nou pasivizat.

În condiții normale, cromul reacționează cu fluorul pentru a forma CrF3. La temperaturi peste 600 ° C, are loc interacțiunea cu vaporii de apă, rezultatul acestei interacțiuni este oxidul de crom (III) Cr2O3:

4Cr + 3O2 = 2Cr2O3

Cr2O3 este microcristale verzi cu o densitate de 5220 kg/m3 și un punct de topire ridicat (2437°C). Oxidul de crom (III) prezintă proprietăți amfoterice, dar este foarte inert, este dificil de dizolvat în acizi apos și alcalii. Oxidul de crom (III) este destul de toxic. Contactul cu pielea poate provoca eczeme și alte boli ale pielii. Prin urmare, atunci când lucrați cu oxid de crom (III), este imperativ să folosiți echipament individual de protecție.

Pe langa oxid se cunosc si alti compusi cu oxigen: CrO, CrO3, obtinuti indirect. Cel mai mare pericol este aerosolul de oxid inhalat, care provoacă boli severe ale tractului respirator superior și plămânilor.

Cromul formează un număr mare de săruri cu componente care conțin oxigen.

• Denumire - Cr (Crom);
• Perioada - IV;
• Grupa - 6 (VIb);
• Masa atomică - 51,9961;
• Numărul atomic - 24;
• Raza unui atom = 130 pm;
• Raza covalentă = 118 pm;
• Distribuția electronilor - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 ;
• punct de topire = 1857°C;
• punct de fierbere = 2672°C;
• Electronegativitatea (după Pauling / după Alpred și Rochov) = 1,66 / 1,56;
• Stare de oxidare: +6, +3, +2, 0;
• Densitate (n.a.) \u003d 7,19 g / cm 3;
• Volumul molar = 7,23 cm 3 / mol.

Cromul (culoare, vopsea) a fost găsit pentru prima dată la zăcământul de aur Berezovsky (Uralul Mijlociu), primele mențiuni datează din 1763, în lucrarea sa „Primele fundații ale metalurgiei” M.V. Lomonosov îl numește „minereu roșu de plumb”.

Orez. Structura atomului de crom.

Configurația electronică a atomului de crom este 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 (vezi Structura electronică a atomilor). La formarea legăturilor chimice cu alte elemente, 1 electron situat la nivelul exterior 4s + 5 electroni ai subnivelului 3d (6 electroni în total), poate participa, prin urmare, în compuși, cromul poate lua stări de oxidare de la +6 la +1 (cele mai frecvente sunt +6, +3, +2). Cromul este un metal inactiv din punct de vedere chimic, reactioneaza cu substante simple doar la temperaturi ridicate.

Proprietățile fizice ale cromului:

• metal alb-albăstrui;
• metal foarte dur (în prezența impurităților);
• fragil la n. y.;
• plastic (în forma sa pură).

Proprietățile chimice ale cromului

• la t=300°C reactioneaza cu oxigenul:
  4Cr + 3O 2 \u003d 2Cr 2 O 3;
• la t>300°C reacţionează cu halogenii, formând amestecuri de halogenuri;
• la t>400°C reacţionează cu sulful formând sulfuri:
  Cr + S = CrS;
• la t=1000°C, cromul măcinat fin reacționează cu azotul pentru a forma nitrură de crom (un semiconductor cu rezistență chimică ridicată):
  2Cr + N2 = 2CrN;
• reacționează cu acizii clorhidric și sulfuric diluați pentru a elibera hidrogen:
  Cr + 2HCl \u003d CrCl2 + H2;
  Cr + H2SO4 \u003d CrSO4 + H2;
• acizii azotic și sulfuric concentrați calde dizolvă cromul.

Cu acid sulfuric și azotic concentrat la n.o. cromul nu interacționează, nici cromul nu se dizolvă în acva regia, este de remarcat faptul că cromul pur nu reacționează nici măcar cu acid sulfuric diluat, motivul acestui fenomen nu a fost încă stabilit. În timpul depozitării pe termen lung în acid azotic concentrat, cromul este acoperit cu o peliculă de oxid foarte densă (pasivată) și încetează să reacționeze cu acizii diluați.

Compuși ai cromului

S-a spus deja mai sus că stările de oxidare „favorite” ale cromului sunt +2 (CrO, Cr (OH) 2), +3 (Cr 2 O 3, Cr (OH) 3), +6 (CrO 3, H). 2CrO4).

Chrome este cromofor, adică un element care dă culoare substanței în care este conținut. De exemplu, în starea de oxidare +3, cromul dă o culoare roșu-liliac sau verde (rubin, spinel, smarald, granat); în stare de oxidare +6 - culoare galben-portocalie (crocoit).

Cromoforii, pe lângă crom, sunt și fier, nichel, titan, vanadiu, mangan, cobalt, cupru - toate acestea sunt elemente d.

Culoarea compușilor obișnuiți care includ crom:

• crom în stare de oxidare +2:
  • oxid de crom CrO - roșu;
  • fluorură de crom CrF 2 - albastru-verde;
  • clorură de crom CrCl 2 - nu are culoare;
  • bromură de crom CrBr 2 - nu are culoare;
  • iodură de crom CrI 2 - roşu-brun.
• crom în stare de oxidare +3:
  • Cr2O3 - verde;
  • CrF 3 - verde deschis;
  • CrCl 3 - violet-rosu;
  • CrBr 3 - verde închis;
  • CrI 3 - negru.
• crom în stare de oxidare +6:
  • CrO 3 - roșu;
  • cromat de potasiu K 2 CrO 4 - galben lămâie;
  • cromat de amoniu (NH 4 ) 2 CrO 4 - galben auriu;
  • cromat de calciu CaCrO 4 - galben;
  • cromat de plumb PbCrO 4 - maro deschis-galben.

Oxizii de crom:

• Cr +2 O - oxid bazic;
• Cr2+3O3 - oxid amfoter;
• Cr +6 O 3 - oxid acid.

Hidroxizi de crom:

• ".

  Aplicarea cromului

  • ca aditiv de aliere în topirea aliajelor rezistente la căldură și la coroziune;
  • pentru cromarea produselor metalice pentru a le oferi rezistență ridicată la coroziune, rezistență la abraziune și un aspect frumos;
  • Aliajele de crom-30 și crom-90 sunt utilizate în duzele pistoletului cu plasmă și în industria aviației.

Descoperirea cromului aparține perioadei de dezvoltare rapidă a studiilor chimico-analitice ale sărurilor și mineralelor. În Rusia, chimiștii au avut un interes deosebit pentru analiza mineralelor găsite în Siberia și aproape necunoscute în Europa de Vest. Unul dintre aceste minerale a fost minereul de plumb roșu siberian (crocoit), descris de Lomonosov. Mineralul a fost investigat, dar în el nu s-au găsit decât oxizi de plumb, fier și aluminiu. Cu toate acestea, în 1797, Vauquelin, prin fierberea unei probe fin măcinate din mineral cu potasiu și precipitarea carbonatului de plumb, a obținut o soluție de culoare portocalie-roșu. Din această soluție a cristalizat o sare roșu-rubiniu, din care s-a izolat un oxid și un metal liber, diferit de toate metalele cunoscute. Vauquelin l-a sunat Crom ( Crom ) din cuvântul grecesc- colorare, culoare; Adevărat, aici nu proprietatea metalului a fost menită, ci sărurile sale viu colorate.

Găsirea în natură.

Cel mai important minereu de crom de importanță practică este cromitul, a cărui compoziție aproximativă corespunde formulei FeCrO ​​​​4.

Se găsește în Asia Mică, în Urali, în America de Nord, în sudul Africii. Mineralul crocoit mai sus menționat - PbCrO 4 - este de asemenea de importanță tehnică. Oxidul de crom (3) și unii dintre ceilalți compuși ai săi se găsesc și în natură. În scoarța terestră, conținutul de crom în metal este de 0,03%. Cromul se găsește pe Soare, stele, meteoriți.

Proprietăți fizice.

Cromul este un metal alb, dur și casant, excepțional de rezistent chimic la acizi și alcalii. Se oxidează în aer și are o peliculă subțire transparentă de oxid la suprafață. Cromul are o densitate de 7,1 g / cm 3, punctul său de topire este de +1875 0 C.

chitanta.

Cu încălzirea puternică a minereului de crom de fier cu cărbune, cromul și fierul sunt reduse:

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

Ca rezultat al acestei reacții, se formează un aliaj de crom cu fier, care se caracterizează printr-o rezistență ridicată. Pentru a obține crom pur, acesta este redus din oxidul de crom (3) cu aluminiu:

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

În acest proces sunt utilizați de obicei doi oxizi - Cr 2 O 3 și CrO 3

Proprietăți chimice.

Datorită unei pelicule subțiri de oxid de protecție care acoperă suprafața cromului, acesta este foarte rezistent la acizi și alcalii agresivi. Cromul nu reacționează cu acizii nitric și sulfuric concentrați, precum și cu acidul fosforic. Cromul interacționează cu alcalii la t = 600-700 o C. Cu toate acestea, cromul interacționează cu acizii sulfuric și clorhidric diluați, înlocuind hidrogenul:

2Cr + 3H 2 SO 4 \u003d Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2
2Cr + 6HCI = 2CrCI3 + 3H2

La temperaturi ridicate, cromul arde în oxigen pentru a forma oxid (III).

Cromul fierbinte reacționează cu vaporii de apă:

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

De asemenea, cromul reacționează cu halogenii la temperaturi ridicate, halogenii cu hidrogeni, sulf, azot, fosfor, cărbune, siliciu, bor, de exemplu:

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

Proprietățile fizice și chimice de mai sus ale cromului și-au găsit aplicarea în diferite domenii ale științei și tehnologiei. Deci, de exemplu, cromul și aliajele sale sunt folosite pentru a obține acoperiri de înaltă rezistență, rezistente la coroziune în inginerie mecanică. Aliajele sub formă de ferocrom sunt folosite ca unelte de tăiere a metalelor. Aliajele cromate și-au găsit aplicație în tehnologia medicală, în fabricarea echipamentelor de proces chimic.

Poziția cromului în tabelul periodic al elementelor chimice:

Cromul conduce subgrupul lateral al grupei VI a sistemului periodic de elemente. Formula sa electronică este următoarea:

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

La umplerea orbitalilor cu electroni la atomul de crom, regularitatea este încălcată, conform căreia orbitalul 4S ar fi trebuit să fie umplut mai întâi până la starea 4S 2 . Totuși, datorită faptului că orbitalul 3d ocupă o poziție energetică mai favorabilă în atomul de crom, acesta este umplut până la valoarea 4d 5 . Un astfel de fenomen se observă în atomii altor elemente ale subgrupurilor secundare. Cromul poate prezenta stări de oxidare de la +1 la +6. Cei mai stabili sunt compușii de crom cu stări de oxidare +2, +3, +6.

Compuși ai cromului divalenți.

Oxid de crom (II) CrO - pulbere neagră piroforică (piroforică - capacitatea de a se aprinde în aer într-o stare fin divizată). CrO se dizolvă în acid clorhidric diluat:

CrO + 2HCI = CrCl2 + H2O

În aer, când este încălzit peste 100 0 C, CrO se transformă în Cr 2 O 3.

Sărurile de crom bivalente se formează prin dizolvarea cromului metalic în acizi. Aceste reacții au loc într-o atmosferă de gaz inactiv (de exemplu, H 2), deoarece în prezența aerului, Cr(II) este ușor oxidat la Cr(III).

Hidroxidul de crom se obține sub formă de precipitat galben prin acțiunea unei soluții alcaline asupra clorurii de crom (II):

CrCI2 + 2NaOH = Cr(OH)2 + 2NaCl

Cr(OH)2 are proprietăți bazice, este un agent reducător. Ionul Cr2+ hidratat este colorat în albastru pal. O soluție apoasă de CrCl 2 are o culoare albastră. În aer în soluții apoase, compușii Cr(II) se transformă în compuși Cr(III). Acest lucru este deosebit de pronunțat pentru hidroxidul de Cr(II):

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

Compuși trivalenți ai cromului.

Oxidul de crom (III) Cr 2 O 3 este o pulbere verde refractară. Este aproape de corindon ca duritate. În laborator, poate fi obținut prin încălzirea dicromatului de amoniu:

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

Cr 2 O 3 - oxidul amfoter, atunci când este fuzionat cu alcalii, formează cromiți: Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O

Hidroxidul de crom este, de asemenea, un compus amfoter:

Cr(OH)3 + HCI = CrCI3 + 3H2O
Cr(OH)3 + NaOH = NaCrO2 + 2H2O

CrCl 3 anhidru are aspectul frunzelor violet închis, este complet insolubil în apă rece și se dizolvă foarte lent când este fiert. Sulfat de crom anhidru (III) Cr 2 (SO 4) 3 roz, de asemenea slab solubil în apă. În prezența agenților reducători formează sulfat de crom violet Cr 2 (SO 4) 3 *18H 2 O. Se cunosc și hidrați de sulfat de crom verzi, care conțin o cantitate mai mică de apă. Alaunul de crom KCr(SO 4) 2 *12H 2 O cristalizează din soluții care conțin sulfat de crom violet și sulfat de potasiu. O soluție de alaun cromic devine verde când este încălzită din cauza formării de sulfați.

Reacții cu cromul și compușii acestuia

Aproape toți compușii cromului și soluțiile lor sunt intens colorate. Având o soluție incoloră sau un precipitat alb, putem concluziona cu un grad mare de probabilitate că cromul este absent.

1. Încălzim puternic în flacăra unui arzător pe o cană de porțelan o astfel de cantitate de bicromat de potasiu care să se potrivească pe vârful unui cuțit. Sarea nu va elibera apa de cristalizare, ci se va topi la o temperatura de aproximativ 400 0 C cu formarea unui lichid inchis la culoare. Să-l mai încălzim câteva minute la flacără puternică. După răcire, pe ciob se formează un precipitat verde. O parte din ea este solubilă în apă (devine galbenă), iar cealaltă parte este lăsată pe ciob. Sarea s-a descompus la încălzire, rezultând formarea de cromat de potasiu galben K 2 CrO 4 și Cr 2 O 3 verde.
2. Se dizolvă 3 g de dicromat de potasiu sub formă de pulbere în 50 ml de apă. Într-o parte adăugați niște carbonat de potasiu. Se va dizolva odată cu eliberarea de CO 2 , iar culoarea soluției va deveni galben deschis. Cromatul se formează din bicromat de potasiu. Dacă acum adăugăm o soluție 50% de acid sulfuric în porții, atunci culoarea roșu-galben a bicromatului va apărea din nou.
3. Se toarnă într-o eprubetă 5 ml. soluție de dicromat de potasiu, se fierbe cu 3 ml de acid clorhidric concentrat la aspirație. Din soluție se eliberează clor gazos otrăvitor de culoare galben-verde, deoarece cromatul va oxida HCl la Cl 2 și H 2 O. Cromatul în sine se va transforma în clorură de crom trivalent verde. Poate fi izolat prin evaporarea soluției și apoi, fuzionarea cu sodă și nitrat, transformată în cromat.
4. Când se adaugă o soluție de nitrat de plumb, cromat galben de plumb precipită; la interacțiunea cu o soluție de azotat de argint, se formează un precipitat roșu-brun de cromat de argint.
5. Se adaugă peroxid de hidrogen la o soluție de bicromat de potasiu și se acidifică soluția cu acid sulfuric. Soluția capătă o culoare albastru intens datorită formării peroxidului de crom. Peroxidul, atunci când este agitat cu puțin eter, se va transforma într-un solvent organic și se va transforma în albastru. Această reacție este specifică cromului și este foarte sensibilă. Poate fi folosit pentru a detecta cromul în metale și aliaje. În primul rând, este necesar să se dizolve metalul. La fierbere prelungită cu acid sulfuric 30% (se poate adăuga și acid clorhidric), cromul și multe oțeluri se dizolvă parțial. Soluția rezultată conține sulfat de crom (III). Pentru a putea conduce o reacție de detectare, o neutralizăm mai întâi cu sodă caustică. Precipită hidroxidul de crom (III) de culoare gri-verde, care se dizolvă în exces de NaOH și formează cromit de sodiu verde. Se filtrează soluția și se adaugă peroxid de hidrogen 30%. Când este încălzită, soluția va deveni galbenă, deoarece cromitul este oxidat la cromat. Acidificarea va avea ca rezultat o culoare albastră a soluției. Compusul colorat poate fi extras prin agitare cu eter.

Reacții analitice pentru ionii de crom.

1. La 3-4 picături dintr-o soluție de clorură de crom CrCl 3 se adaugă o soluție 2M de NaOH până se dizolvă precipitatul inițial. Observați culoarea cromitului de sodiu format. Se încălzește soluția rezultată într-o baie de apă. Ce se întâmplă?
2. La 2-3 picături de soluție de CrCl 3 se adaugă un volum egal de soluție de NaOH 8M și 3-4 picături de soluție de H 2 O 2 3%. Se încălzește amestecul de reacție într-o baie de apă. Ce se întâmplă? Ce precipitat se formează dacă soluția colorată rezultată este neutralizată, i se adaugă CH 3 COOH și apoi Pb (NO 3) 2?
3. Se toarnă 4-5 picături de soluții de sulfat de crom Cr 2 (SO 4 ) 3, IMH 2 SO 4 și KMnO 4 într-o eprubetă. Se încălzește locul de reacție timp de câteva minute pe o baie de apă. Observați schimbarea culorii soluției. Ce a cauzat-o?
4. La 3-4 picături de soluție de K 2 Cr 2 O 7 acidulată cu acid azotic, se adaugă 2-3 picături de soluție de H 2 O 2 și se amestecă. Culoarea albastră a soluției care apare se datorează apariției acidului percromic H 2 CrO 6:

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

Atenție la descompunerea rapidă a H 2 CrO 6:

2H 2 CrO 6 + 8H+ = 2Cr 3+ + 3O 2 + 6H 2 O
culoare albastră culoare verde

Acidul percromic este mult mai stabil în solvenții organici.

1. La 3-4 picături de soluție de K 2 Cr 2 O 7 acidulată cu acid azotic, se adaugă 5 picături de alcool izoamilic, 2-3 picături de soluție de H 2 O 2 și se agită amestecul de reacție. Stratul de solvent organic care plutește în partea de sus este colorat în albastru strălucitor. Culoarea se estompează foarte lent. Comparați stabilitatea H2CrO6 în faze organice și apoase.
2. Când ionii CrO 4 2- și Ba 2+ interacționează, precipită un precipitat galben de cromat de bariu BaCrO 4.
3. Azotatul de argint formează un precipitat roșu cărămidă de cromat de argint cu ioni de CrO 4 2.
4. Luați trei eprubete. Se pun 5-6 picături de soluție de K 2 Cr 2 O 7 într-una dintre ele, același volum de soluție de K 2 CrO 4 în a doua și trei picături din ambele soluții în a treia. Apoi adăugați trei picături de soluție de iodură de potasiu în fiecare tub. Explicați rezultatul. Acidificați soluția în al doilea tub. Ce se întâmplă? De ce?

Experimente distractive cu compuși de crom

1. Un amestec de CuSO4 și K2Cr2O7 devine verde când se adaugă alcali și devine galben în prezența acidului. Prin încălzirea a 2 mg de glicerol cu ​​o cantitate mică de (NH 4) 2 Cr 2 O 7 și apoi adăugarea de alcool, se obține după filtrare o soluție verde strălucitor, care devine galbenă când se adaugă un acid și devine verde într-un neutru sau mediu alcalin.
2. Se aseaza in centrul cutiei cu "amestec de rubin" de termita - bine macinata si asezata in folie de aluminiu Al 2 O 3 (4,75 g) cu adaos de Cr 2 O 3 (0,25 g). Pentru ca borcanul să nu se răcească mai mult, este necesar să-l îngropați sub marginea superioară în nisip, iar după ce termita este aprinsă și începe reacția, acoperiți-l cu o foaie de fier și acoperiți-l cu nisip. Banca pentru a săpa într-o zi. Rezultatul este o pudră roșu-rubiniu.
3. 10 g de bicromat de potasiu se triturează cu 5 g de azotat de sodiu sau de potasiu și 10 g de zahăr. Amestecul este umezit și amestecat cu colodion. Dacă pulberea este comprimată într-un tub de sticlă, apoi bățul este împins afară și dat foc de la capăt, atunci un „șarpe” va începe să se târască afară, mai întâi negru, iar după răcire - verde. Un bat cu diametrul de 4 mm arde cu o viteza de aproximativ 2 mm pe secunda si se alungeste de 10 ori.
4. Dacă amestecați soluții de sulfat de cupru și dicromat de potasiu și adăugați puțină soluție de amoniac, atunci va cădea un precipitat maro amorf din compoziția 4СuCrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O, care se dizolvă în acid clorhidric pentru a forma o soluție galbenă și în exces de amoniac se obţine o soluţie verde. Dacă la această soluție se mai adaugă alcool, se va forma un precipitat verde, care, după filtrare, devine albastru, iar după uscare, albastru-violet cu sclipici roșii, clar vizibil la lumină puternică.
5. Oxidul de crom rămas după experimentele „vulcan” sau „șarpe faraon” poate fi regenerat. Pentru a face acest lucru, este necesar să topiți 8 g de Cr2O3 și 2 g de Na2CO3 și 2,5 g de KNO3 și tratați aliajul răcit cu apă clocotită. Se obține cromat solubil, care poate fi, de asemenea, transformat în alți compuși Cr(II) și Cr(VI), inclusiv dicromatul de amoniu original.

Exemple de tranziții redox care implică cromul și compușii săi

1. Cr 2 O 7 2- -- Cr 2 O 3 -- CrO 2 - -- CrO 4 2- -- Cr 2 O 7 2-

a) (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O b) Cr 2 O 3 + 2NaOH \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 = CrCl2 + H2O
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

Element Chrome ca artist

Chimiștii au apelat destul de des la problema creării pigmenților artificiali pentru pictură. În secolele XVIII-XIX a fost dezvoltată tehnologia de obținere a multor materiale picturale. Louis Nicolas Vauquelin în 1797, care a descoperit elementul necunoscut anterior crom în minereul roșu siberian, a pregătit o vopsea nouă, remarcabil de stabilă - verde crom. Cromoforul său este oxidul apos de crom (III). Sub denumirea de „verde smarald” a început să fie produs în 1837. Ulterior, L. Vauquelen a propus mai multe vopsele noi: barit, zinc și galben crom. De-a lungul timpului, au fost înlocuiți cu pigmenți mai persistenti galbeni, portocalii, pe bază de cadmiu.

Verdele crom este cea mai durabilă și rezistentă la lumină, care nu este afectată de gazele atmosferice. Frecat în ulei, verdele crom are o mare putere de ascundere și este capabil să se usuce rapid, așadar, încă din secolul al XIX-lea. este utilizat pe scară largă în pictură. Este de mare importanță în pictura pe porțelan. Faptul este că produsele din porțelan pot fi decorate atât cu vopsea subglazură, cât și cu supraglazură. În primul caz, vopselele sunt aplicate doar pe suprafața unui produs ușor ars, care este apoi acoperit cu un strat de glazură. Urmează arderea principală, la temperatură ridicată: pentru sinterizarea masei de porțelan și topirea glazurii, produsele sunt încălzite la 1350 - 1450 0 C. Foarte puține vopsele pot rezista la o temperatură atât de ridicată fără modificări chimice, iar în vechiul zilele erau doar două dintre ele - cobalt și crom. Oxidul negru de cobalt, aplicat pe suprafața unui obiect de porțelan, fuzionează cu glazura în timpul arderii, interacționând chimic cu acesta. Ca rezultat, se formează silicați de cobalt albastru strălucitor. Această porțelană albastru cobalt este bine cunoscută de toată lumea. Oxidul de crom (III) nu interacționează chimic cu componentele glazurii și se află pur și simplu între cioburi de porțelan și glazura transparentă cu un strat „surd”.

Pe lângă verdele crom, artiștii folosesc vopsele derivate din Volkonskoite. Acest mineral din grupul montmorilloniților (un mineral argilos din subclasa silicaților complecși Na (Mo, Al), Si 4 O 10 (OH) 2) a fost descoperit în 1830 de mineralogul rus Kemmerer și numit după M.N. Volkonskaya, fiica al eroului bătăliei de la Borodino, generalul N N. Raevsky, soția decembristului S. G. Volkonsky.Volkonskoite este o argilă care conține până la 24% oxid de crom, precum și oxizi de aluminiu și fier (III). compoziția mineralului găsit în Urali, în regiunile Perm și Kirov determină culoarea sa diversă - de la culoarea unui brad de iarnă întunecat la culoarea verde strălucitoare a unei broaște de mlaștină.

Pablo Picasso a apelat la geologii din țara noastră cu o solicitare de a studia rezervele de Volkonskoite, ceea ce conferă vopselei un ton unic de proaspăt. În prezent, a fost dezvoltată o metodă de obținere a wolkonskoitului artificial. Este interesant de observat că, conform cercetărilor moderne, pictorii de icoane ruși au folosit vopsele din acest material încă din Evul Mediu, cu mult înainte de descoperirea sa „oficială”. Verdele Guinier (creat în 1837), al cărui cromoform este un hidrat de oxid de crom Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O, în care o parte din apă este legată chimic, iar o parte este adsorbită, era cunoscut și printre artiști. Acest pigment conferă vopselei o nuanță de smarald.

blog.site, cu copierea integrală sau parțială a materialului, este necesar un link către sursă.