Propiedades ópticas del óxido de cromo 3. El cromo en la naturaleza y su extracción industrial

El descubrimiento del cromo pertenece al período de rápido desarrollo de los estudios químico-analíticos de sales y minerales. En Rusia, los químicos se interesaron especialmente por el análisis de minerales encontrados en Siberia y casi desconocidos en Europa Occidental. Uno de estos minerales fue el mineral de plomo rojo siberiano (crocoita), descrito por Lomonosov. Se investigó el mineral, pero no se encontraron más que óxidos de plomo, hierro y aluminio. Sin embargo, en 1797, Vauquelin, al hervir una muestra finamente molida del mineral con potasa y precipitar carbonato de plomo, obtuvo una solución de color rojo anaranjado. A partir de esta solución, cristalizó una sal de color rojo rubí, de la que se aisló un óxido y un metal libre, diferente de todos los metales conocidos. Vauquelin lo llamó Cromo ( Cromo ) de la palabra griega- colorante, color; Es cierto que aquí no se trataba de la propiedad del metal, sino de sus sales de colores brillantes..

Encontrar en la naturaleza.

El mineral de cromo más importante de importancia práctica es la cromita, cuya composición aproximada corresponde a la fórmula FeCrO ​​​​4.

Se encuentra en Asia Menor, en los Urales, en América del Norte, en el sur de África. El mineral crocoíta mencionado anteriormente - PbCrO 4 - también tiene importancia técnica. El óxido de cromo (3) y algunos de sus otros compuestos también se encuentran en la naturaleza. En la corteza terrestre, el contenido de cromo en términos de metal es de 0,03%. El cromo se encuentra en el Sol, estrellas, meteoritos.

Propiedades físicas.

El cromo es un metal blanco, duro y quebradizo, excepcionalmente resistente químicamente a los ácidos y álcalis. Se oxida en el aire y tiene una fina película de óxido transparente en la superficie. El cromo tiene una densidad de 7,1 g / cm 3, su punto de fusión es +1875 0 C.

Recibo.

Con un fuerte calentamiento del mineral de cromo y hierro con carbón, se reducen el cromo y el hierro:

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

Como resultado de esta reacción, se forma una aleación de cromo con hierro, que se caracteriza por una alta resistencia. Para obtener cromo puro, se reduce a partir de óxido de cromo(3) con aluminio:

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

Normalmente se utilizan dos óxidos en este proceso: Cr 2 O 3 y CrO 3

Propiedades químicas.

Gracias a una fina película protectora de óxido que cubre la superficie del cromo, es muy resistente a los ácidos y álcalis agresivos. El cromo no reacciona con los ácidos nítrico y sulfúrico concentrados, así como con el ácido fosfórico. El cromo interactúa con los álcalis a t = 600-700 o C. Sin embargo, el cromo interactúa con los ácidos sulfúrico y clorhídrico diluidos, desplazando al hidrógeno:

2Cr + 3H 2 SO 4 \u003d Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2
2Cr + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2

A altas temperaturas, el cromo se quema en oxígeno para formar óxido (III).

El cromo caliente reacciona con el vapor de agua:

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

El cromo también reacciona con halógenos a altas temperaturas, halógenos con hidrógenos, azufre, nitrógeno, fósforo, carbón, silicio, boro, por ejemplo:

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

Las propiedades físicas y químicas anteriores del cromo han encontrado su aplicación en Varias áreas ciencia y Tecnología. Por ejemplo, el cromo y sus aleaciones se utilizan para obtener recubrimientos resistentes a la corrosión de alta resistencia en ingeniería mecánica. Las aleaciones en forma de ferrocromo se utilizan como herramientas de corte de metales. Las aleaciones cromadas han encontrado aplicación en la tecnología médica, en la fabricación de equipos de procesos químicos.

La posición del cromo en la tabla periódica de elementos químicos:

El cromo encabeza el subgrupo lateral del grupo VI del sistema periódico de elementos. Su fórmula electrónica es la siguiente:

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

Al llenar los orbitales con electrones en el átomo de cromo, se viola la regularidad según la cual el orbital 4S debería haberse llenado primero hasta el estado 4S 2 . Sin embargo, debido al hecho de que el orbital 3d ocupa una posición energética más favorable en el átomo de cromo, se llena hasta el valor 4d 5 . Tal fenómeno se observa en los átomos de algunos otros elementos de los subgrupos secundarios. El cromo puede exhibir estados de oxidación de +1 a +6. Los más estables son los compuestos de cromo con estados de oxidación +2, +3, +6.

Compuestos de cromo divalente.

Óxido de cromo (II) CrO - polvo negro pirofórico (pirofórico - la capacidad de encenderse en el aire en un estado finamente dividido). CrO se disuelve en ácido clorhídrico diluido:

CrO + 2HCl = CrCl2 + H2O

En el aire, cuando se calienta por encima de 100 0 C, CrO se convierte en Cr 2 O 3.

Las sales de cromo divalente se forman disolviendo cromo metálico en ácidos. Estas reacciones tienen lugar en una atmósfera de un gas inactivo (por ejemplo, H 2), porque en presencia de aire, el Cr(II) se oxida fácilmente a Cr(III).

El hidróxido de cromo se obtiene en forma de precipitado amarillo por acción de una solución alcalina sobre cloruro de cromo (II):

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

Cr(OH) 2 tiene propiedades básicas, es un agente reductor. El ion Cr2+ hidratado es de color azul pálido. Una solución acuosa de CrCl 2 tiene un color azul. En el aire en soluciones acuosas, los compuestos de Cr(II) se transforman en compuestos de Cr(III). Esto es especialmente pronunciado para el hidróxido de Cr(II):

4Cr(OH)2 + 2H2O + O2 = 4Cr(OH)3

Compuestos de cromo trivalente.

El óxido de cromo (III) Cr 2 O 3 es un polvo verde refractario. Está cerca del corindón en dureza. En el laboratorio, se puede obtener calentando bicromato de amonio:

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

Cr 2 O 3 - óxido anfótero, cuando se fusiona con álcalis, forma cromitas: Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O

El hidróxido de cromo también es un compuesto anfótero:

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

El CrCl 3 anhidro tiene la apariencia de hojas de color púrpura oscuro, es completamente insoluble en agua fría y se disuelve muy lentamente cuando se hierve. Sulfato de cromo anhidro (III) Cr 2 (SO 4) 3 Color rosa también poco soluble en agua. En presencia de agentes reductores, forma sulfato de cromo púrpura Cr 2 (SO 4) 3 * 18H 2 O. También se conocen hidratos de sulfato de cromo verde, que contienen una cantidad menor de agua. El alumbre de cromo KCr(SO 4) 2 *12H 2 O cristaliza a partir de soluciones que contienen sulfato de cromo violeta y sulfato de potasio. Una solución de alumbre crómico se vuelve verde cuando se calienta debido a la formación de sulfatos.

Reacciones con cromo y sus compuestos

Casi todos los compuestos de cromo y sus soluciones tienen un color intenso. Al tener una solución incolora o un precipitado blanco, podemos concluir con un alto grado de probabilidad que el cromo está ausente.

1. Calentamos fuertemente en la llama de un mechero sobre una taza de porcelana tal cantidad de bicromato de potasio que quepa en la punta de un cuchillo. La sal no desprenderá agua de cristalización, pero se derretirá a una temperatura de unos 400 0 C con la formación de un líquido oscuro. Vamos a calentarlo unos minutos más a fuego fuerte. Después de enfriar, se forma un precipitado verde en el fragmento. Una parte es soluble en agua (se vuelve amarilla) y la otra parte se deja en el fragmento. La sal se descompuso cuando se calentó, dando como resultado la formación de cromato de potasio amarillo soluble K 2 CrO 4 y Cr 2 O 3 verde.
2. Disolver 3g de dicromato de potasio en polvo en 50ml de agua. A una parte agregue un poco de carbonato de potasio. Se disolverá con la liberación de CO 2 y el color de la solución se volverá amarillo claro. El cromato se forma a partir del dicromato de potasio. Si ahora añadimos una solución de ácido sulfúrico al 50% en porciones, entonces volverá a aparecer el color rojo-amarillo del bicromato.
3. Verter en un tubo de ensayo 5 ml. solución de dicromato de potasio, hervir con 3 ml de ácido clorhídrico concentrado bajo corriente de aire. El cloro gaseoso venenoso de color verde amarillo se libera de la solución, porque el cromato oxidará el HCl a Cl 2 y H 2 O. El cromato mismo se convertirá en cloruro de cromo trivalente verde. Puede aislarse evaporando la solución y luego, fusionándose con soda y nitrato, convirtiéndose en cromato.
4. Cuando se agrega una solución de nitrato de plomo, precipita el cromato de plomo amarillo; al interactuar con una solución de nitrato de plata, se forma un precipitado de cromato de plata de color marrón rojizo.
5. Agregue peróxido de hidrógeno a una solución de bicromato de potasio y acidifique la solución con ácido sulfúrico. La solución adquiere un color azul intenso debido a la formación de peróxido de cromo. El peróxido, cuando se agita con un poco de éter, se convertirá en un solvente orgánico y se volverá azul. Esta reacción es específica para el cromo y es muy sensible. Se puede utilizar para detectar cromo en metales y aleaciones. En primer lugar, es necesario disolver el metal. Con una ebullición prolongada con ácido sulfúrico al 30% (también se puede agregar ácido clorhídrico), el cromo y muchos aceros se disuelven parcialmente. La solución resultante contiene sulfato de cromo (III). Para poder realizar una reacción de detección, primero la neutralizamos con sosa cáustica. Precipita hidróxido de cromo (III) gris verdoso, que se disuelve en exceso de NaOH y forma cromito de sodio verde. Filtre la solución y agregue peróxido de hidrógeno al 30%. Cuando se calienta, la solución se vuelve amarilla, ya que la cromita se oxida a cromato. La acidificación dará como resultado un color azul de la solución. El compuesto coloreado se puede extraer agitando con éter.

Reacciones analíticas para iones de cromo.

1. A 3-4 gotas de una solución de cloruro de cromo CrCl 3 agregue una solución 2M de NaOH hasta que se disuelva el precipitado inicial. Nótese el color del cromito de sodio formado. Calentar la solución resultante en un baño de agua. ¿Lo que está sucediendo?
2. A 2-3 gotas de solución de CrCl 3 agregue un volumen igual de solución de NaOH 8M y 3-4 gotas de solución de H 2 O 2 al 3%. Calentar la mezcla de reacción en un baño de agua. ¿Lo que está sucediendo? ¿Qué precipitado se forma si la solución coloreada resultante se neutraliza, se le agrega CH 3 COOH y luego Pb (NO 3) 2 ?
3. Vierta 4-5 gotas de soluciones de sulfato de cromo Cr 2 (SO 4) 3, IMH 2 SO 4 y KMnO 4 en un tubo de ensayo. Caliente el sitio de reacción durante varios minutos en un baño de agua. Note el cambio de color de la solución. ¿Qué lo causó?
4. A 3-4 gotas de solución de K 2 Cr 2 O 7 acidificada con ácido nítrico, agregue 2-3 gotas de solución de H 2 O 2 y mezcle. El color azul de la solución que aparece se debe a la aparición del ácido percrómico H 2 CrO 6:

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

Preste atención a la rápida descomposición de H 2 CrO 6:

2H2CrO6 + 8H+ = 2Cr3+ + 3O2 + 6H2O
Color azul color verde

El ácido percrómico es mucho más estable en disolventes orgánicos.

1. A 3-4 gotas de solución de K 2 Cr 2 O 7 acidificada con ácido nítrico, agregue 5 gotas de alcohol isoamílico, 2-3 gotas de solución de H 2 O 2 y agite la mezcla de reacción. La capa de solvente orgánico que flota hacia la parte superior es de color azul brillante. El color se desvanece muy lentamente. Compare la estabilidad del H 2 CrO 6 en las fases orgánica y acuosa.
2. Cuando los iones CrO 4 2- y Ba 2+ interactúan, precipita un precipitado amarillo de cromato de bario BaCrO 4.
3. El nitrato de plata forma un precipitado rojo ladrillo de cromato de plata con iones CrO 4 2 .
4. Tome tres tubos de ensayo. Coloque 5-6 gotas de solución de K 2 Cr 2 O 7 en uno de ellos, el mismo volumen de solución de K 2 CrO 4 en el segundo y tres gotas de ambas soluciones en el tercero. Luego agregue tres gotas de solución de yoduro de potasio a cada tubo. Explique el resultado. Acidificar la solución en el segundo tubo. ¿Lo que está sucediendo? ¿Por qué?

Entretenidos experimentos con compuestos de cromo

1. Una mezcla de CuSO 4 y K 2 Cr 2 O 7 se vuelve verde cuando se le agrega álcali y se vuelve amarilla en presencia de ácido. Al calentar 2 mg de glicerol con una pequeña cantidad de (NH 4) 2 Cr 2 O 7 y luego agregar alcohol, se obtiene una solución verde brillante después de la filtración, que se vuelve amarilla cuando se agrega ácido y se vuelve verde en un neutral o alcalino medio.
2. Coloque en el centro de la lata con termita "mezcla de rubí" - completamente triturada y colocada en papel de aluminio Al 2 O 3 (4,75 g) con la adición de Cr 2 O 3 (0,25 g). Para que el frasco no se enfríe por más tiempo, es necesario enterrarlo debajo del borde superior en la arena, y después de que la termita se encienda y comience la reacción, cúbralo con una lámina de hierro y llénelo con arena. Banco para excavar en un día. El resultado es un polvo de rubí rojo.
3. Se trituran 10 g de bicromato potásico con 5 g de nitrato sódico o potásico y 10 g de azúcar. La mezcla se humedece y se mezcla con colodión. Si el polvo se comprime en un tubo de vidrio, y luego se empuja el palo hacia afuera y se prende fuego desde el extremo, entonces comenzará a salir una "serpiente", primero negra y después de enfriarse, verde. Un palo con un diámetro de 4 mm arde a una velocidad de unos 2 mm por segundo y se alarga 10 veces.
4. Si mezcla soluciones de sulfato de cobre y dicromato de potasio y agrega un poco de solución de amoníaco, se caerá un precipitado marrón amorfo de la composición 4СuCrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O, que se disuelve en ácido clorhídrico para formar una solución amarilla, y en exceso de amoníaco se obtiene una solución verde. Si se agrega más alcohol a esta solución, se formará un precipitado verde que, después de la filtración, se vuelve azul y, después del secado, azul violeta con destellos rojos, claramente visible con luz fuerte.
5. El óxido de cromo que queda después de los experimentos del "volcán" o la "serpiente faraón" se puede regenerar. Para hacer esto, es necesario fusionar 8 g de Cr 2 O 3 y 2 g de Na 2 CO 3 y 2,5 g de KNO 3 y tratar la aleación enfriada con agua hirviendo. Se obtiene cromato soluble, que también se puede convertir en otros compuestos de Cr(II) y Cr(VI), incluido el dicromato de amonio original.

Ejemplos de transiciones redox que involucran cromo y sus compuestos

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 + 1/2O2 + H2O = 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 = 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

Elemento Chrome como artista

Los químicos a menudo recurrieron al problema de crear pigmentos artificiales para pintar. En los siglos XVIII-XIX se desarrolló la tecnología para la obtención de muchos materiales pictóricos. Louis Nicolas Vauquelin en 1797, quien descubrió el elemento cromo previamente desconocido en el mineral rojo siberiano, preparó una pintura nueva y notablemente estable: el verde cromo. Su cromóforo es el óxido de cromo (III) acuoso. Bajo el nombre de "verde esmeralda" comenzó a producirse en 1837. Más tarde, L. Vauquelen propuso varias pinturas nuevas: barita, zinc y amarillo cromo. Con el tiempo, fueron reemplazados por pigmentos amarillos y naranjas más persistentes a base de cadmio.

El verde cromo es la pintura más duradera y resistente a la luz que no se ve afectada por los gases atmosféricos. Frotado con aceite, el verde cromo tiene un gran poder cubriente y es capaz de secarse rápidamente, por lo tanto, desde el siglo XIX. es ampliamente utilizado en la pintura. Es de gran importancia en la pintura de porcelana. El hecho es que los productos de porcelana se pueden decorar con pintura tanto bajo vidriado como sobre vidriado. En el primer caso, las pinturas se aplican a la superficie de un producto ligeramente cocido, que luego se cubre con una capa de esmalte. A esto le sigue la cocción principal a alta temperatura: para sinterizar la masa de porcelana y fundir el esmalte, los productos se calientan a 1350 - 1450 0 С. alta temperatura muy pocas pinturas pueden resistir los cambios químicos, y en los viejos tiempos solo había dos pinturas de este tipo: cobalto y cromo. El óxido negro de cobalto, aplicado a la superficie de un artículo de porcelana, se fusiona con el esmalte durante la cocción, interactuando químicamente con él. Como resultado, se forman silicatos de cobalto de color azul brillante. Esta loza azul cobalto es bien conocida por todos. El óxido de cromo (III) no interactúa químicamente con los componentes del vidriado y simplemente se encuentra entre los fragmentos de porcelana y el vidriado transparente con una capa "sorda".

Además del verde cromo, los artistas usan pinturas derivadas de Volkonskoite. Este mineral del grupo de las montmorillonitas (un mineral de arcilla de la subclase de silicatos complejos Na (Mo, Al), Si 4 O 10 (OH) 2) fue descubierto en 1830 por el mineralogista ruso Kemmerer y recibió su nombre de M.N. Volkonskaya, la hija del héroe de la batalla de Borodino, el general N N. Raevsky, esposa del decembrista S. G. Volkonsky Volkonskoite es una arcilla que contiene hasta un 24% de óxido de cromo, así como óxidos de aluminio y hierro (III) determina su diversa coloración - desde el color de un abeto de invierno oscurecido hasta el color verde brillante de una rana de pantano.

Pablo Picasso se dirigió a los geólogos de nuestro país con el encargo de estudiar las reservas de Volkonskoite, que le da a la pintura un tono fresco único. En la actualidad se ha desarrollado un método para la obtención de wolkonskoite artificial. Es interesante notar que, según la investigación moderna, los pintores de iconos rusos usaron pinturas de este material ya en la Edad Media, mucho antes de su descubrimiento "oficial". El verde de Guinier (creado en 1837), cuyo cromoformo es un hidrato de óxido de cromo Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O, donde parte del agua se une químicamente y parte se adsorbe, también era popular entre los artistas. Este pigmento le da a la pintura un tono esmeralda.

sitio, con copia total o parcial del material, se requiere un enlace a la fuente.

Cromo - elemento químico con número atómico 24. Es un metal duro, brillante, de color gris acero que se pule bien y no se empaña. Se utiliza en aleaciones como el acero inoxidable y como revestimiento. El cuerpo humano requiere pequeñas cantidades de cromo trivalente para metabolizar el azúcar, pero el Cr(VI) es altamente tóxico.

Varios compuestos de cromo, como el óxido de cromo (III) y el cromato de plomo, tienen colores brillantes y se usan en pinturas y pigmentos. El color rojo de un rubí se debe a la presencia de este elemento químico. Algunas sustancias, especialmente el sodio, son agentes oxidantes que se utilizan para oxidar compuestos orgánicos y (junto con el ácido sulfúrico) para limpiar cristalería de laboratorio. Además, el óxido de cromo (VI) se utiliza en la producción de cintas magnéticas.

Descubrimiento y etimología

La historia del descubrimiento del elemento químico cromo es la siguiente. En 1761, Johann Gottlob Lehmann encontró un mineral de color rojo anaranjado en los Montes Urales y lo llamó "plomo rojo siberiano". Aunque se identificó erróneamente como un compuesto de plomo con selenio y hierro, el material era en realidad cromato de plomo con fórmula química PbCrO4. Hoy es conocido como el mineral croconte.

En 1770, Peter Simon Pallas visitó el lugar donde Leman encontró un mineral de plomo rojo que tenía un características beneficiosas pigmento en pinturas. El uso del plomo rojo siberiano como pintura se desarrolló rápidamente. Además, el amarillo brillante de croconte se ha puesto de moda.

En 1797, Nicolas-Louis Vauquelin obtuvo muestras de rojo. Al mezclar croconte con ácido clorhídrico, obtuvo el óxido CrO 3 . El cromo como elemento químico fue aislado en 1798. Vauquelin lo obtuvo calentando óxido con carbón vegetal. También pudo detectar rastros de cromo en piedras preciosas como el rubí y la esmeralda.

En la década de 1800, Cr se usaba principalmente en pinturas y sales para cuero. Hoy, el 85% del metal se utiliza en aleaciones. El resto se utiliza en la industria química, la producción de materiales refractarios y la industria de la fundición.

La pronunciación del elemento químico cromo corresponde al griego χρῶμα, que significa "color", debido a la gran cantidad de compuestos coloreados que se pueden obtener de él.

Minería y producción

El elemento está hecho de cromita (FeCr 2 O 4). Aproximadamente la mitad de este mineral en el mundo se extrae en Sudáfrica. Además, Kazajstán, India y Turquía son sus principales productores. Hay suficientes depósitos de cromita explorados, pero geográficamente se concentran en Kazajstán y el sur de África.

Los depósitos de cromo metálico nativo son raros, pero existen. Por ejemplo, se extrae en la mina Udachnaya en Rusia. Es rico en diamantes, y el entorno reductor ayudó a formar cromo y diamantes puros.

Para la producción industrial de metal, los minerales de cromita se tratan con álcali fundido (sosa cáustica, NaOH). En este caso, se forma cromato de sodio (Na 2 CrO 4), que se reduce con carbono a óxido de Cr 2 O 3. El metal se obtiene calentando el óxido en presencia de aluminio o silicio.

En 2000, se extrajeron aproximadamente 15 Mt de mineral de cromita y se procesaron en 4 Mt de ferrocromo, 70% cromo-hierro, con un valor de mercado estimado de US$2.500 millones.

Características principales

La característica del elemento químico cromo se debe a que es un metal de transición del cuarto período de la tabla periódica y se encuentra entre el vanadio y el manganeso. Incluido en el grupo VI. Funde a una temperatura de 1907 °C. En presencia de oxígeno, el cromo forma rápidamente una fina capa de óxido que protege al metal de una mayor interacción con el oxígeno.

Como elemento de transición, reacciona con sustancias en diversas proporciones. Así forma compuestos en los que tiene varios grados oxidación. El cromo es un elemento químico con estados fundamentales +2, +3 y +6, de los cuales +3 es el más estable. Además, los estados +1, +4 y +5 se observan en casos raros. Los compuestos de cromo en el estado de oxidación +6 son agentes oxidantes fuertes.

¿De qué color es el cromo? El elemento químico imparte un tono rubí. El Cr 2 O 3 utilizado para también se utiliza como pigmento llamado "verde cromo". Su cristal de color sales en un color verde esmeralda. El cromo es un elemento químico cuya presencia lo convierte en un rojo rubí. Por lo tanto, se utiliza en la producción de rubíes sintéticos.

isótopos

Los isótopos de cromo tienen pesos atómicos de 43 a 67. Por lo general, este elemento químico consta de tres formas estables: 52 Cr, 53 Cr y 54 Cr. De estos, el 52 Cr es el más común (83,8% de todo el cromo natural). Además, se han descrito 19 radioisótopos, de los cuales 50 Cr es el más estable, con una vida media superior a 1,8 x 10 17 años. El 51 Cr tiene una vida media de 27,7 días, y para todos los demás isótopos radiactivos no supera las 24 horas, y para la mayoría de ellos dura menos de un minuto. El elemento también tiene dos metástasis.

Los isótopos de cromo en la corteza terrestre, por regla general, acompañan a los isótopos de manganeso, que encuentran aplicación en geología. El 53 Cr se forma durante la desintegración radiactiva del 53 Mn. La proporción de isótopos Mn/Cr refuerza otras pistas de la historia temprana sistema solar. Los cambios en las proporciones de 53 Cr/ 52 Cr y Mn/Cr de diferentes meteoritos demuestran que se crearon nuevos núcleos atómicos justo antes de la formación del sistema solar.

Elemento químico cromo: propiedades, fórmula de compuestos.

El óxido de cromo (III) Cr 2 O 3, también conocido como sesquióxido, es uno de los cuatro óxidos de este elemento químico. Se obtiene de la cromita. El compuesto verde se conoce comúnmente como "verde cromo" cuando se usa como pigmento para esmalte y pintura de vidrio. El óxido puede disolverse en ácidos, formando sales, y en álcalis fundidos, cromitas.

bicromato de potasio

K 2 Cr 2 O 7 es un poderoso agente oxidante y se prefiere como agente de limpieza para material de vidrio de laboratorio de materiales orgánicos. Para ello se utiliza su solución saturada, aunque en ocasiones se sustituye por dicromato de sodio, en función de la mayor solubilidad de este último. Además, puede regular el proceso de oxidación de compuestos orgánicos, convirtiendo el alcohol primario en aldehído y luego en dióxido de carbono.

El dicromato de potasio puede causar dermatitis por cromo. El cromo es probablemente la causa de la sensibilización que conduce al desarrollo de dermatitis, especialmente en manos y antebrazos, que es crónica y difícil de tratar. Al igual que otros compuestos de Cr(VI), el bicromato de potasio es cancerígeno. Debe manipularse con guantes y equipo de protección adecuado.

Ácido cromico

El compuesto tiene la estructura hipotética H 2 CrO 4 . Ni el ácido crómico ni el dicrómico se encuentran de forma natural, pero sus aniones se encuentran en varias sustancias. El "ácido crómico", que se puede encontrar a la venta, es en realidad su anhídrido ácido - trióxido de CrO 3 .

Cromato de plomo (II)

PbCrO 4 tiene un color amarillo brillante y es prácticamente insoluble en agua. Por esta razón, ha encontrado aplicación como pigmento colorante bajo el nombre de "corona amarilla".

Cr y enlace pentavalente

El cromo se distingue por su capacidad para formar enlaces pentavalentes. El compuesto es creado por Cr(I) y un radical hidrocarburo. Se forma un enlace pentavalente entre dos átomos de cromo. Su fórmula se puede escribir como Ar-Cr-Cr-Ar donde Ar es un grupo aromático específico.

Solicitud

El cromo es un elemento químico cuyas propiedades le otorgan muchas varias opciones aplicaciones, algunas de las cuales se enumeran a continuación.

Otorga a los metales resistencia a la corrosión y una superficie brillante. Por ello, el cromo se incluye en aleaciones como el acero inoxidable, utilizado en cuchillería, por ejemplo. También se utiliza para el cromado.

El cromo es un catalizador para diversas reacciones. Se utiliza para hacer moldes para cocer ladrillos. Sus sales broncean la piel. El bicromato de potasio se utiliza para oxidar compuestos orgánicos como alcoholes y aldehídos, así como para limpiar cristalería de laboratorio. Sirve como agente fijador para teñir telas y también se usa en fotografía e impresión fotográfica.

CrO 3 se utiliza para fabricar cintas magnéticas (por ejemplo, para grabación de audio), que tienen mejores características que las películas de óxido de hierro.

Papel en biología

El cromo trivalente es un elemento químico esencial para el metabolismo del azúcar en el cuerpo humano. Por el contrario, el Cr hexavalente es altamente tóxico.

Medidas de precaución

Los compuestos de cromo metálico y Cr(III) generalmente no se consideran peligrosos para la salud, pero las sustancias que contienen Cr(VI) pueden ser tóxicas si se ingieren o inhalan. La mayoría de estas sustancias irritan los ojos, la piel y las mucosas. Con la exposición crónica, los compuestos de cromo (VI) pueden causar daños en los ojos si no se tratan adecuadamente. Además, es un cancerígeno reconocido. La dosis letal de este elemento químico es de media cucharadita. Según las recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud, la concentración máxima permisible de Cr (VI) en agua potable es de 0,05 mg por litro.

Dado que los compuestos de cromo se utilizan en tintes y para curtir cuero, a menudo se encuentran en la tierra y agua subterránea instalaciones industriales abandonadas que requieren limpieza y restauración ambiental. La imprimación que contiene Cr(VI) todavía se usa ampliamente en las industrias aeroespacial y automotriz.

Propiedades del elemento

Principal propiedades físicas cromo son los siguientes:

• Número atómico: 24.
• Peso atómico: 51,996.
• Punto de fusión: 1890 °C.
• Punto de ebullición: 2482 °C.
• Estado de oxidación: +2, +3, +6.
• Configuración electrónica: 3d 5 4s 1 .

El contenido del artículo

CROMO– (Cromo) Cr, elemento químico del grupo 6(VIb) sistema periodico. Número atómico 24, masa atómica 51.996. Hay 24 isótopos conocidos de cromo desde 42 Cr hasta 66 Cr. Los isótopos 52 Cr, 53 Cr, 54 Cr son estables. La composición isotópica del cromo natural: 50 Cr (vida media 1.8 10 17 años) - 4.345%, 52 Cr - 83.489%, 53 Cr - 9.501%, 54 Cr - 2.365%. Los principales estados de oxidación son +3 y +6.

En 1761 profesor de química Universidad de San Petersburgo Johann Gottlob Lehmann, al pie oriental de los montes Urales en la mina Berezovsky, descubrió un maravilloso mineral rojo que, cuando se trituraba hasta convertirlo en polvo, daba un color amarillo brillante. En 1766, Leman trajo muestras del mineral a San Petersburgo. Después de tratar los cristales con ácido clorhídrico, obtuvo un precipitado blanco, en el que encontró plomo. Leman llamó al mineral plomo rojo siberiano (plomb rouge de Sibérie), ahora se sabe que era crocoita (del griego "krokos" - azafrán) - cromato de plomo natural PbCrO 4.

El viajero y naturalista alemán Peter Simon Pallas (1741-1811) dirigió la expedición de la Academia de Ciencias de San Petersburgo a las regiones centrales de Rusia y en 1770 visitó los Urales del Sur y Medio, incluida la mina Berezovsky y, como Lehman, se convirtió en interesado en crocoite. Pallas escribió: “Este sorprendente mineral de plomo rojo no se encuentra en ningún otro depósito. Se vuelve amarillo cuando se muele en polvo y se puede usar en arte en miniatura. A pesar de la rareza y la dificultad de llevar crocoita de la mina Berezovsky a Europa (tardó casi dos años), se apreció el uso del mineral como materia colorante. En Londres y París a finales del siglo XVII. todas las personas nobles viajaban en carruajes pintados con crocoita finamente molida, además, las mejores muestras de plomo rojo siberiano se agregaron a las colecciones de muchos gabinetes mineralógicos en Europa.

En 1796, una muestra de crocoita llegó a manos de Nicolas-Louis Vauquelin (1763-1829), profesor de química en la Escuela Mineralógica de París, quien analizó el mineral, pero no encontró nada excepto óxidos de plomo, hierro y aluminio. Continuando con el estudio del plomo rojo siberiano, Vauquelin hirvió el mineral con una solución de potasa y, tras separar el precipitado blanco de carbonato de plomo, obtuvo una solución amarilla de una sal desconocida. Cuando se trató con una sal de plomo, se formó un precipitado amarillo, con una sal de mercurio, uno rojo, y cuando se añadió cloruro de estaño, la solución se volvió verde. Descomponiendo la crocoita con ácidos minerales, obtuvo una solución de "ácido de plomo rojo", cuya evaporación dio cristales de color rojo rubí (ahora está claro que se trataba de anhídrido crómico). Habiéndolos calcinado con carbón en un crisol de grafito, después de la reacción, descubrió una gran cantidad de cristales grises en forma de aguja intercrecidos de un metal desconocido hasta ese momento. Vauquelin constató la alta refractariedad del metal y su resistencia a los ácidos.

Vauquelin llamó al nuevo elemento cromo (del griego crwma - color, color) en vista de los muchos compuestos multicolores formados por él. Con base en su investigación, Vauquelin afirmó por primera vez que el color esmeralda de algunos piedras preciosas debido a la mezcla de compuestos de cromo en ellos. Por ejemplo, la esmeralda natural es un berilo de color verde intenso en el que el aluminio se reemplaza parcialmente por cromo.

Lo más probable es que Vauquelin no obtuviera metal puro, sino sus carburos, como lo demuestra la forma de aguja de los cristales obtenidos, pero la Academia de Ciencias de París, sin embargo, registró el descubrimiento de un nuevo elemento, y ahora Vauquelin es considerado con razón el descubridor de elemento nº 24.

Yuri Krutiakov

Óxido de cromo(Yo) y el hidróxido de cromo (II) son básicos

Cr(OH)+2HCl→CrCl+2HO

Los compuestos de cromo (II) son fuertes agentes reductores; transformarse en un compuesto de cromo (III) bajo la acción del oxígeno atmosférico.

2CrCl+ 2HCl → 2CrCl+ H

4Cr(OH)+O+ 2HO→4Cr(OH)

Óxido de cromo(tercero) CrO es un polvo verde insoluble en agua. Se puede obtener calcinando hidróxido de cromo (III) o dicromatos de potasio y amonio:

2Cr(OH)-→CrO+ 3HO

4KCrO-→ 2CrO + 4KCrO + 3O

(NH)CrO-→ CrO+ N+ HO

Es difícil interactuar con soluciones concentradas de ácidos y álcalis:

Cr 2 O 3 + 6 KOH + 3H 2 O \u003d 2K 3 [Cr (OH) 6]

Cr 2 O 3 + 6HCl \u003d 2CrCl 3 + 3H 2 O

El hidróxido de cromo (III) Cr (OH) 3 se obtiene por la acción de álcalis en soluciones de sales de cromo (III):

CrCl 3 + 3KOH \u003d Cr (OH) 3 ↓ + 3KSl

El hidróxido de cromo (III) es un precipitado gris verdoso, al recibirlo, el álcali debe ser escaso. El hidróxido de cromo (III) obtenido de esta manera, a diferencia del óxido correspondiente, interactúa fácilmente con ácidos y álcalis, es decir. exhibe propiedades anfóteras:

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

Cr(OH)3 + 3KOH = K3 [Cr(OH)6] (hexahidroxocromita K)

Cuando se fusiona Cr (OH) 3 con álcalis, se obtienen metacromitas y ortocromitas:

Cr(OH) 3 + KOH = KCrO 2 (metacromita K)+ 2H2O

Cr(OH) 3 + KOH = K 3 CrO 3 (ortocromita K)+ 3H2O

Compuestos de cromo (VI).

Óxido de cromo (VI) - CrO 3 - oscuro - sustancia cristalina roja, altamente soluble en agua - un óxido ácido típico. Este óxido corresponde a dos ácidos:

CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 CrO 4 (ácido crómico - formado con exceso de agua)

CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 Cr 2 O 7 (ácido dicrómico - se forma a una alta concentración de óxido de cromo (3)).

El óxido de cromo (6) es un agente oxidante muy fuerte, por lo que interactúa vigorosamente con sustancias orgánicas:

C 2 H 5 OH + 4CrO 3 \u003d 2CO 2 + 2Cr 2 O 3 + 3H 2 O

También oxida yodo, azufre, fósforo, carbón:

3S + 4CrO 3 \u003d 3SO 2 + 2Cr 2 O 3

Cuando se calienta a 250 0 C, el óxido de cromo (6) se descompone:

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

El óxido de cromo (6) se puede obtener por la acción del ácido sulfúrico concentrado sobre cromatos y dicromatos sólidos:

K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + 2CrO 3 + H 2 O

Ácidos crómico y dicrómico.

Los ácidos crómico y dicrómico existen solo en soluciones acuosas, forman sales estables, respectivamente cromatos y dicromatos. Los cromatos y sus soluciones son amarillos, los dicromatos son naranjas.

Los iones de cromato - CrO 4 2- y los iones de dicromato - Cr2O 7 2- pasan fácilmente entre sí cuando cambia el entorno de la solución

En el ambiente ácido de la solución, los cromatos se convierten en dicromatos:

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

En un ambiente alcalino, los dicromatos se convierten en cromatos:

K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH \u003d 2K 2 CrO 4 + H 2 O

Cuando se diluye, el ácido dicrómico se convierte en ácido crómico:

H 2 Cr 2 O 7 + H 2 O \u003d 2H 2 Cr O 4

Dependencia de las propiedades de los compuestos de cromo en el grado de oxidación.

Estado de oxidación
La naturaleza del óxido.	básico	anfótero	ácido
Hidróxido		Cr(OH) 3 - H 3 CrO 3
La naturaleza del hidróxido.	básico	anfótero	ácido
→ debilitamiento de las propiedades básicas y fortalecimiento de las ácidas →

Propiedades redox de los compuestos de cromo.

Reacciones en medio ácido.

En un ambiente ácido, los compuestos Cr +6 se convierten en compuestos Cr +3 bajo la acción de agentes reductores: H 2 S, SO 2, FeSO 4

K 2 Cr 2 O 7 + 3H 2 S + 4H 2 SO 4 \u003d 3S + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7H 2 O

S-2 – 2e → S 0

2Cr +6 + 6e → 2Cr +3

Reacciones en medio alcalino.

En un ambiente alcalino, los compuestos de cromo Cr+3 se convierten en compuestos Cr+6 bajo la acción de agentes oxidantes: J2, Br2, Cl2, Ag2O, KClO3, H2O2, KMnO4:

2KCrO2 +3 Br2 +8NaOH \u003d 2Na2CrO4 + 2KBr + 4NaBr + 4H2O

Cr +3 - 3e → Cr +6