Sifat optik kromium oksida 3. Kromium di alam dan ekstraksi industrinya

Penemuan kromium dimulai pada periode perkembangan pesat studi kimia dan analitik terhadap garam dan mineral. Di Rusia, ahli kimia menaruh minat khusus pada analisis mineral yang ditemukan di Siberia dan hampir tidak dikenal di Eropa Barat. Salah satu mineral tersebut adalah bijih timah merah Siberia (crocoite), yang dijelaskan oleh Lomonosov. Mineral tersebut diperiksa, tetapi tidak ditemukan apa pun selain oksida timbal, besi, dan aluminium di dalamnya. Namun, pada tahun 1797, Vaukelin, dengan merebus sampel mineral yang digiling halus dengan kalium dan mengendapkan timbal karbonat, memperoleh larutan berwarna oranye-merah. Dari larutan ini ia mengkristalkan garam merah delima, yang darinya oksida dan logam bebas, berbeda dari semua logam yang diketahui, diisolasi. Vauquelin meneleponnya Kromium ( krom ) dari kata Yunani- pewarnaan, warna; Benar, yang dimaksud di sini bukanlah sifat logamnya, melainkan garamnya yang berwarna cerah.

Berada di alam.

Bijih kromium terpenting yang memiliki kepentingan praktis adalah kromit, yang perkiraan komposisinya sesuai dengan rumus FeCrO ​​​​4.

Ia dijumpai di Asia Kecil, Ural, Amerika Utara, dan Afrika bagian selatan. Mineral crocoite yang disebutkan di atas – PbCrO 4 – juga memiliki kepentingan teknis. Kromium oksida (3) dan beberapa senyawa lainnya juga ditemukan di alam. Di kerak bumi, kandungan kromium dalam logam adalah 0,03%. Kromium telah ditemukan di Matahari, bintang, dan meteorit.

Properti fisik.

Krom adalah logam berwarna putih, keras dan rapuh, sangat tahan secara kimia terhadap asam dan basa. Di udara ia teroksidasi dan memiliki lapisan oksida transparan tipis di permukaannya. Kromium memiliki massa jenis 7,1 g/cm3, titik lelehnya +1875 0 C.

Kuitansi.

Ketika bijih besi kromium dipanaskan secara kuat dengan batu bara, kromium dan besi tereduksi:

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

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

Cr 2 O 3 + 2Al = Al 2 O 3 + 2Cr

Dalam proses ini, dua oksida biasanya digunakan - Cr 2 O 3 dan CrO 3

Sifat kimia.

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

2Cr + 3H 2 JADI 4 = Cr 2 (JADI 4) 3 + 3H 2
2Cr + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2

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

Kromium panas bereaksi dengan uap air:

2Cr + 3H 2 O = Cr 2 O 3 + 3H 2

Pada suhu tinggi, kromium juga bereaksi dengan halogen, halogen dengan hidrogen, belerang, nitrogen, fosfor, karbon, silikon, boron, misalnya:

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

Fisik dan Sifat kimia chromium telah menemukan penerapannya di berbagai bidang ilmu pengetahuan dan teknologi. Misalnya, kromium dan paduannya digunakan untuk menghasilkan lapisan tahan korosi berkekuatan tinggi di bidang teknik mesin. Paduan berupa ferrokrom digunakan sebagai alat pemotong logam. Paduan krom telah diterapkan dalam teknologi medis dan dalam pembuatan peralatan teknologi kimia.

Posisi kromium dalam tabel periodik unsur kimia:

Kromium mengepalai subkelompok sekunder dari kelompok VI dari tabel periodik unsur. Rumus elektroniknya adalah sebagai berikut:

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

Ketika orbital diisi dengan elektron dalam atom kromium, pola yang menyatakan bahwa orbital 4S harus diisi terlebih dahulu ke keadaan 4S 2 dilanggar. Namun, karena orbital 3d menempati posisi energi yang lebih menguntungkan dalam atom kromium, orbital tersebut terisi hingga nilai 4d 5 . Fenomena ini diamati pada atom beberapa unsur subkelompok sekunder lainnya. Kromium dapat menunjukkan bilangan oksidasi dari +1 hingga +6. Yang paling stabil adalah senyawa kromium dengan bilangan oksidasi +2, +3, +6.

Senyawa kromium divalen.

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

CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

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

Garam kromium divalen terbentuk ketika logam kromium dilarutkan dalam asam. Reaksi ini terjadi di atmosfer gas dengan aktivitas rendah (misalnya H 2), karena dengan adanya udara, oksidasi Cr(II) menjadi Cr(III) mudah terjadi.

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

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

Cr(OH) 2 mempunyai sifat basa dan merupakan zat pereduksi. Ion Cr2+ terhidrasi berwarna biru pucat. Larutan berair CrCl 2 berwarna biru. Di udara dalam larutan air, senyawa Cr(II) berubah menjadi senyawa Cr(III). Hal ini terutama terlihat pada Cr(II) hidroksida:

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

Senyawa kromium trivalen.

Kromium (III) oksida Cr 2 O 3 adalah bubuk hijau tahan api. Kekerasannya mendekati korundum. Di laboratorium dapat diperoleh dengan memanaskan amonium dikromat:

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

Cr 2 O 3 merupakan oksida amfoter, bila menyatu dengan basa akan membentuk kromit: Cr 2 O 3 + 2NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O

Kromium hidroksida juga merupakan senyawa amfoter:

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

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

Reaksi dengan kromium dan senyawanya

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

  1. Mari kita panaskan dengan kuat dalam nyala api pembakar di atas cangkir porselen sejumlah kalium dikromat yang dapat ditampung di ujung pisau. Garam tidak akan mengeluarkan air kristalisasi, tetapi akan meleleh pada suhu sekitar 400 0 C membentuk cairan berwarna gelap. Mari kita panaskan beberapa menit lagi dengan api besar. Setelah dingin, terbentuk endapan hijau pada pecahan. Mari kita larutkan sebagian dalam air (berubah menjadi kuning), dan sisakan sebagian lagi di beling. Garam terurai ketika dipanaskan, menghasilkan pembentukan kalium kromat kuning K 2 CrO 4 yang larut dan Cr 2 O 3 hijau.
  2. Larutkan 3g bubuk kalium bikromat dalam 50ml air. Tambahkan sedikit kalium karbonat ke satu bagian. Ini akan larut dengan pelepasan CO 2, dan warna larutan akan menjadi kuning muda. Kromat terbentuk dari kalium dikromat. Jika sekarang Anda menambahkan larutan asam sulfat 50% sedikit demi sedikit, warna merah-kuning dikromat akan muncul kembali.
  3. Tuang 5 ml ke dalam tabung reaksi. larutan kalium bikromat, rebus dengan 3 ml asam klorida pekat di bawah tekanan. Gas klor beracun berwarna kuning kehijauan terlepas dari larutan karena kromat akan mengoksidasi HCl menjadi Cl 2 dan H 2 O. Kromat itu sendiri akan berubah menjadi kromium klorida trivalen berwarna hijau. Ini dapat diisolasi dengan menguapkan larutan, dan kemudian, digabungkan dengan soda dan sendawa, diubah menjadi kromat.
  4. Ketika larutan timbal nitrat ditambahkan, timbal kromat kuning mengendap; Ketika berinteraksi dengan larutan perak nitrat, terbentuk endapan perak kromat berwarna merah-coklat.
  5. Tambahkan hidrogen peroksida ke dalam larutan kalium bikromat dan asamkan larutan dengan asam sulfat. Solusinya memperoleh warna biru tua karena pembentukan kromium peroksida. Jika dikocok dengan eter dalam jumlah tertentu, peroksida akan berubah menjadi pelarut organik dan berwarna biru. Reaksi ini spesifik untuk kromium dan sangat sensitif. Ini dapat digunakan untuk mendeteksi kromium dalam logam dan paduan. Pertama-tama, Anda perlu melarutkan logam. Selama perebusan yang berkepanjangan dengan asam sulfat 30% (Anda juga dapat menambahkan asam klorida), kromium dan banyak baja akan larut sebagian. Larutan yang dihasilkan mengandung kromium (III) sulfat. Untuk dapat melakukan reaksi pendeteksian, kita netralkan terlebih dahulu dengan soda kaustik. Endapan kromium(III) hidroksida berwarna abu-abu kehijauan, yang larut dalam NaOH berlebih membentuk natrium kromit hijau. Saring larutan dan tambahkan 30% hidrogen peroksida. Jika dipanaskan, larutan akan berubah warna menjadi kuning karena kromit teroksidasi menjadi kromat. Pengasaman akan menyebabkan larutan tampak berwarna biru. Senyawa berwarna dapat diekstraksi dengan cara dikocok dengan eter.

Reaksi analitik untuk ion kromium.

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

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

Perhatikan dekomposisi cepat H 2 CrO 6:

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

Asam perkromat jauh lebih stabil dalam pelarut organik.

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

Eksperimen yang menghibur dengan senyawa kromium

  1. Campuran CuSO 4 dan K 2 Cr 2 O 7 berubah warna menjadi hijau bila ditambahkan basa, dan berubah menjadi kuning jika diberi asam. Dengan memanaskan 2 mg gliserol dengan sedikit (NH 4) 2 Cr 2 O 7 kemudian menambahkan alkohol, setelah penyaringan diperoleh larutan berwarna hijau terang, yang berubah menjadi kuning jika ditambahkan asam, dan berubah menjadi hijau dalam keadaan netral atau basa. lingkungan.
  2. Tempatkan "campuran ruby" di tengah kaleng dengan termit - digiling dengan hati-hati dan ditempatkan dalam aluminium foil Al 2 O 3 (4,75 g) dengan penambahan Cr 2 O 3 (0,25 g). Agar toples tidak mendingin lebih lama, toples harus dikubur di bawah tepi atas dengan pasir, dan setelah termit dibakar dan reaksi dimulai, tutupi dengan lembaran besi dan tutupi dengan pasir. Gali toplesnya dalam sehari. Hasilnya adalah bubuk ruby ​​​​merah.
  3. 10 g kalium dikromat digiling dengan 5 g natrium atau kalium nitrat dan 10 g gula. Campuran dibasahi dan dicampur dengan collodion. Jika bubuk tersebut dikompres dalam tabung kaca, kemudian tongkat didorong keluar dan dibakar pada akhirnya, “ular” akan mulai merangkak keluar, mula-mula berwarna hitam, dan setelah dingin - hijau. Sebuah tongkat dengan diameter 4 mm terbakar dengan kecepatan sekitar 2 mm per detik dan memanjang 10 kali.
  4. Jika Anda mencampur larutan tembaga sulfat dan kalium dikromat dan menambahkan sedikit larutan amonia, akan terbentuk endapan coklat amorf dengan komposisi 4СuCrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O, yang larut dalam asam klorida membentuk larutan kuning, dan berlebihan amonia diperoleh larutan hijau. Jika alkohol ditambahkan lebih lanjut ke dalam larutan ini, akan terbentuk endapan hijau, yang setelah disaring menjadi biru, dan setelah dikeringkan, menjadi biru-ungu dengan kilauan merah, terlihat jelas dalam cahaya terang.
  5. Kromium oksida yang tersisa setelah eksperimen “gunung berapi” atau “ular firaun” dapat dibuat ulang. Untuk melakukan ini, Anda perlu menggabungkan 8 g Cr 2 O 3 dan 2 g Na 2 CO 3 dan 2,5 g KNO 3 dan mengolah paduan yang didinginkan dengan air mendidih. Hasilnya adalah kromat yang larut, yang dapat diubah menjadi senyawa Cr(II) dan Cr(VI) lainnya, termasuk amonium dikromat asli.

Contoh transisi redoks yang melibatkan kromium dan senyawanya

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

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

a) CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O
b) CrO + H 2 O = Cr(OH) 2
c) Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
d) Cr(OH) 3 + 3HNO 3 = Cr(NO 3) 3 + 3H 2 O
e) 4Сr(NO 3) 3 = 2Cr 2 O 3 + 12NO 2 + O 2
e) Cr 2 O 3 + 2 NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O

Elemen kromium sebagai seniman

Ahli kimia sering kali beralih ke masalah pembuatan pigmen buatan untuk melukis. Pada abad 18-19, teknologi untuk menghasilkan banyak bahan lukisan mulai berkembang. Louis Nicolas Vauquelin pada tahun 1797, yang menemukan unsur kromium yang sebelumnya tidak diketahui dalam bijih merah Siberia, menyiapkan cat baru yang sangat stabil - hijau krom. Kromofornya adalah kromium(III) oksida terhidrogenasi. Ini mulai diproduksi dengan nama "zamrud hijau" pada tahun 1837. Belakangan, L. Vauquelin mengusulkan beberapa cat baru: barit, seng, dan kuning krom. Seiring waktu, pigmen tersebut digantikan oleh pigmen berbahan dasar kadmium berwarna kuning dan oranye yang lebih persisten.

Krom hijau adalah cat yang paling tahan lama dan tahan cahaya serta tidak rentan terhadap gas atmosfer. Kromium hijau yang digiling dalam minyak memiliki daya tutup yang besar dan mampu mengering dengan cepat, oleh karena itu telah digunakan sejak abad ke-19. itu banyak digunakan dalam lukisan. Ini sangat penting dalam lukisan porselen. Faktanya adalah produk porselen dapat dihias dengan lukisan underglaze dan overglaze. Dalam kasus pertama, cat diaplikasikan hanya pada permukaan produk dengan pembakaran ringan, yang kemudian ditutup dengan lapisan glasir. Ini diikuti dengan pembakaran utama bersuhu tinggi: untuk menyinter massa porselen dan melelehkan glasir, produk dipanaskan hingga 1350 - 1450 0 C. suhu tinggi Sangat sedikit cat yang dapat bertahan tanpa perubahan kimia, dan di masa lalu hanya ada dua cat - kobalt dan krom. Oksida kobalt hitam yang diaplikasikan pada permukaan produk porselen menyatu dengan glasir selama pembakaran, berinteraksi secara kimia dengannya. Hasilnya, silikat kobalt berwarna biru cerah terbentuk. Semua orang tahu betul peralatan makan porselen biru dengan hiasan kobalt ini. Kromium (III) oksida tidak bereaksi secara kimia dengan komponen glasir dan hanya terletak di antara pecahan porselen dan glasir transparan sebagai lapisan “buta”.

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

Pablo Picasso berpaling kepada ahli geologi negara kita dengan permintaan untuk mempelajari cadangan volkonskoite, yang menghasilkan cat dengan warna segar yang unik. Saat ini, metode produksi volkonskoite buatan telah dikembangkan. Menarik untuk dicatat bahwa, menurut penelitian modern, para pelukis ikon Rusia menggunakan cat dari bahan ini pada Abad Pertengahan, jauh sebelum penemuan “resmi”. Sayuran Guinier (dibuat pada tahun 1837), yang kromium oksidanya adalah kromium oksida hidrat Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O, di mana sebagian airnya terikat secara kimia dan sebagian lagi teradsorpsi, juga terkenal populer di kalangan seniman. Pigmen ini memberi warna zamrud pada cat.

situs web, ketika menyalin materi secara keseluruhan atau sebagian, diperlukan tautan ke sumbernya.

krom - unsur kimia dengan nomor atom 24. Merupakan logam keras, berkilau, berwarna abu-abu baja yang dapat dipoles dengan baik dan tidak ternoda. Digunakan dalam paduan seperti baja tahan karat dan sebagai pelapis. Tubuh manusia memerlukan sejumlah kecil kromium trivalen untuk memetabolisme gula, namun Cr(VI) sangat beracun.

Berbagai senyawa kromium, seperti kromium(III) oksida dan timbal kromat, berwarna cerah dan digunakan dalam cat dan pigmen. Warna merah rubi disebabkan oleh adanya unsur kimia tersebut. Beberapa zat, terutama natrium, merupakan zat pengoksidasi yang digunakan untuk mengoksidasi senyawa organik dan (bersama dengan asam sulfat) untuk membersihkan peralatan gelas laboratorium. Selain itu, kromium (VI) oksida digunakan dalam produksi pita magnetik.

Penemuan dan etimologi

Sejarah ditemukannya unsur kimia kromium adalah sebagai berikut. Pada tahun 1761, Johann Gottlob Lehmann menemukan mineral berwarna oranye-merah di Pegunungan Ural dan menamakannya “timah merah Siberia”. Meskipun secara keliru diidentifikasi sebagai senyawa timbal dengan selenium dan besi, bahan tersebut sebenarnya adalah timbal kromat rumus kimia PbCrO4. Sekarang dikenal sebagai mineral croconte.

Pada tahun 1770, Peter Simon Pallas mengunjungi situs di mana Lehmann menemukan mineral timbal merah yang memiliki kandungan sangat fitur yang bermanfaat pigmen dalam cat. Penggunaan timbal merah Siberia sebagai cat berkembang pesat. Selain itu, warna crocont kuning cerah telah menjadi mode.

Pada tahun 1797, Nicolas-Louis Vauquelin memperoleh sampel warna merah, dengan mencampurkan croconte dengan asam klorida, ia memperoleh oksida CrO 3. Kromium diisolasi sebagai unsur kimia pada tahun 1798. Vauquelin memperolehnya dengan memanaskan oksida dengan arang. Ia juga mampu mendeteksi jejak kromium pada batu permata seperti rubi dan zamrud.

Pada tahun 1800-an, Cr terutama digunakan dalam pewarna dan garam penyamakan. Saat ini, 85% logam digunakan dalam paduan. Sisanya digunakan dalam industri kimia, refraktori, dan pengecoran.

Pengucapan unsur kimia kromium sesuai dengan bahasa Yunani χρῶμα, yang berarti "warna", karena beragamnya senyawa berwarna yang dapat diperoleh darinya.

Penambangan dan produksi

Unsur tersebut dihasilkan dari kromit (FeCr 2 O 4). Sekitar separuh bijih dunia ditambang di Afrika Selatan. Selain itu, Kazakhstan, India dan Türkiye adalah produsen utamanya. Ada cukup banyak deposit kromit yang dieksplorasi, tetapi secara geografis terkonsentrasi di Kazakhstan dan Afrika bagian selatan.

Deposit logam kromium asli jarang terjadi, namun memang ada. Misalnya, ditambang di tambang Udachnaya di Rusia. Ini kaya akan berlian, dan lingkungan yang tereduksi membantu menghasilkan kromium dan berlian murni.

Untuk produksi logam industri, bijih kromit diolah dengan alkali cair (soda kaustik, NaOH). Dalam hal ini, natrium kromat (Na 2 CrO 4) terbentuk, yang direduksi oleh karbon menjadi oksida Cr 2 O 3. Logam ini diproduksi dengan memanaskan oksida dengan adanya aluminium atau silikon.

Pada tahun 2000, sekitar 15 juta ton bijih kromit ditambang dan diproses menjadi 4 juta ton ferrokrom, paduan 70% besi-kromium, dengan perkiraan nilai pasar US$2,5 miliar.

Karakter utama

Ciri-ciri unsur kimia kromium disebabkan karena merupakan logam transisi periode keempat tabel periodik dan terletak di antara vanadium dan mangan. Termasuk dalam kelompok VI. Meleleh pada suhu 1907 °C. Dengan adanya oksigen, kromium dengan cepat membentuk lapisan tipis oksida, yang melindungi logam dari interaksi lebih lanjut dengan oksigen.

Sebagai unsur transisi, ia bereaksi dengan zat dalam proporsi berbeda. Dengan demikian ia membentuk senyawa yang dimilikinya berbagai derajat oksidasi. Kromium adalah unsur kimia dengan keadaan dasar +2, +3 dan +6, dimana +3 adalah yang paling stabil. Selain itu, dalam kasus yang jarang terjadi, kondisi +1, +4 dan +5 diamati. Senyawa kromium dengan bilangan oksidasi +6 merupakan oksidator kuat.

Apa warna kromnya? Unsur kimianya memberi warna rubi. Cr 2 O 3 yang digunakan juga digunakan sebagai pigmen yang disebut hijau krom. Kaca warna garamnya hijau zamrud. Kromium adalah unsur kimia yang keberadaannya membuat batu rubi menjadi merah. Oleh karena itu, digunakan dalam produksi batu rubi sintetis.

Isotop

Isotop kromium memiliki berat atom berkisar antara 43 hingga 67. Biasanya, unsur kimia ini terdiri dari tiga bentuk stabil: 52 Cr, 53 Cr, dan 54 Cr. Dari jumlah tersebut, 52 Cr adalah yang paling umum (83,8% dari seluruh kromium alami). Selain itu, 19 radioisotop telah dideskripsikan, yang paling stabil adalah 50 Cr dengan waktu paruh melebihi 1,8x10 17 tahun. 51 Cr memiliki waktu paruh 27,7 hari, dan untuk semua isotop radioaktif lainnya tidak lebih dari 24 jam, dan sebagian besar hanya bertahan kurang dari satu menit. Elemen ini juga memiliki dua status meta.

Isotop kromium di kerak bumi biasanya menyertai isotop mangan, yang digunakan dalam geologi. 53 Cr terbentuk selama peluruhan radioaktif 53 Mn. Rasio isotop Mn/Cr mendukung petunjuk sejarah awal lainnya tata surya. Perubahan rasio 53 Cr/52 Cr dan Mn/Cr dari berbagai meteorit membuktikan bahwa inti atom baru tercipta tepat sebelum pembentukan Tata Surya.

Unsur kimia kromium: sifat, rumus senyawa

Kromium(III) oksida Cr 2 O 3, juga dikenal sebagai sesquioxide, adalah salah satu dari empat oksida unsur kimia ini. Itu diperoleh dari kromit. Senyawa warna hijau ini biasa disebut "hijau krom" bila digunakan sebagai pigmen pada lukisan enamel dan kaca. Oksida dapat larut dalam asam, membentuk garam, dan dalam alkali cair - kromit.

Kalium dikromat

K 2 Cr 2 O 7 merupakan zat pengoksidasi kuat dan lebih disukai sebagai bahan untuk membersihkan peralatan gelas laboratorium dari bahan organik. Untuk tujuan ini, larutan jenuhnya digunakan, namun kadang-kadang diganti dengan natrium bikromat, berdasarkan kelarutan natrium bikromat yang lebih tinggi. Selain itu, dapat mengatur proses oksidasi senyawa organik, mengubah alkohol primer menjadi aldehida dan kemudian menjadi karbon dioksida.

Kalium dikromat dapat menyebabkan dermatitis krom. Kromium kemungkinan besar menyebabkan sensitisasi yang menyebabkan berkembangnya dermatitis, terutama pada tangan dan lengan, yang bersifat kronis dan sulit disembuhkan. Seperti senyawa Cr(VI) lainnya, kalium dikromat bersifat karsinogenik. Itu harus ditangani dengan sarung tangan dan peralatan pelindung yang sesuai.

Asam kromat

Senyawa tersebut mempunyai struktur hipotetis H 2 CrO 4 . Baik asam kromat maupun dikromat tidak terdapat di alam, namun anionnya terdapat di dalamnya berbagai zat. “Asam kromat” yang dijual sebenarnya adalah asam anhidridanya - CrO 3 trioksida.

Timbal(II) kromat

PbCrO 4 berwarna kuning cerah dan praktis tidak larut dalam air. Oleh karena itu, telah ditemukan kegunaannya sebagai pigmen pewarna yang disebut kuning mahkota.

Ikatan Cr dan pentavalen

Kromium dibedakan berdasarkan kemampuannya membentuk ikatan pentavalen. Senyawa ini dibuat oleh Cr(I) dan radikal hidrokarbon. Ikatan pentavalen terbentuk antara dua atom kromium. Rumusnya dapat ditulis sebagai Ar-Cr-Cr-Ar, dimana Ar mewakili gugus aromatik tertentu.

Aplikasi

Kromium adalah unsur kimia yang memiliki banyak sifat berbagai pilihan aplikasi, beberapa di antaranya tercantum di bawah ini.

Ini memberi logam ketahanan terhadap korosi dan permukaan mengkilap. Oleh karena itu, kromium termasuk dalam paduan seperti baja tahan karat, yang digunakan misalnya dalam peralatan makan. Ini juga digunakan untuk pelapisan krom.

Kromium adalah katalis untuk berbagai reaksi. Ini digunakan untuk membuat cetakan untuk menembakkan batu bata. Garamnya digunakan untuk menyamak kulit. Kalium bikromat digunakan untuk oksidasi senyawa organik seperti alkohol dan aldehida, serta untuk membersihkan peralatan gelas laboratorium. Ini berfungsi sebagai bahan pengikat untuk pewarnaan kain dan juga digunakan dalam fotografi dan pencetakan foto.

CrO 3 digunakan untuk membuat pita magnetik (misalnya untuk perekaman audio), yang memiliki karakteristik lebih baik dibandingkan film dengan oksida besi.

Peran dalam biologi

Kromium trivalen adalah unsur kimia yang diperlukan untuk metabolisme gula dalam tubuh manusia. Sebaliknya, Cr heksavalen sangat beracun.

Tindakan pencegahan

Logam kromium dan senyawa Cr(III) umumnya tidak dianggap membahayakan kesehatan, namun zat yang mengandung Cr(VI) dapat menjadi racun jika tertelan atau terhirup. Sebagian besar zat ini mengiritasi mata, kulit, dan selaput lendir. Pada paparan kronis, senyawa kromium(VI) dapat menyebabkan kerusakan mata jika tidak ditangani dengan baik. Selain itu, ini dikenal sebagai karsinogen. Dosis mematikan unsur kimia ini adalah sekitar setengah sendok teh. Menurut rekomendasi Organisasi Kesehatan Dunia, konsentrasi maksimum Cr(VI) yang diperbolehkan di air minum adalah 0,05 mg per liter.

Karena senyawa kromium digunakan dalam pewarna dan penyamakan kulit, senyawa ini sering ditemukan di tanah dan air tanah lokasi industri terbengkalai yang membutuhkan pembersihan dan restorasi lingkungan. Primer yang mengandung Cr(VI) masih banyak digunakan dalam industri dirgantara dan otomotif.

Properti elemen

Sifat fisik utama kromium adalah sebagai berikut:

  • Nomor atom: 24.
  • Berat atom: 51,996.
  • Titik lebur: 1890 °C.
  • Titik didih: 2482 °C.
  • Keadaan oksidasi: +2, +3, +6.
  • Konfigurasi elektron: 3d 5 4s 1.

Isi artikel

KROMIUM– (Kromium) Cr, unsur kimia golongan 6(VIb). Tabel periodik. Nomor atom 24, massa atom 51.996. Ada 24 isotop kromium yang diketahui dari 42 Cr hingga 66 Cr. Isotop 52 Cr, 53 Cr, 54 Cr stabil. Komposisi isotop kromium alam: 50 Cr (waktu paruh 1,8 · 10 17 tahun) – 4,345%, 52 Cr – 83,489%, 53 Cr – 9,501%, 54 Cr – 2,365%. Bilangan oksidasi utama adalah +3 dan +6.

Pada tahun 1761 profesor kimia Universitas St Johann Gottlob Lehmann, di kaki timur Pegunungan Ural di tambang Berezovsky, menemukan mineral merah yang luar biasa, yang jika dihancurkan menjadi bubuk, akan menghasilkan warna kuning cerah. Pada tahun 1766 Lehman membawa sampel mineral tersebut ke St. Setelah mengolah kristal dengan asam klorida, ia memperoleh endapan putih, di mana ia menemukan timbal. Lehmann menyebut mineral timbal merah Siberia (plomb rouge de Sibérie); sekarang diketahui bahwa itu adalah crocoite (dari bahasa Yunani "krokos" - kunyit) - timbal kromat alami PbCrO 4.

Pelancong dan naturalis Jerman Peter Simon Pallas (1741–1811) memimpin ekspedisi Akademi Ilmu Pengetahuan St. Petersburg ke wilayah tengah Rusia dan pada tahun 1770 mengunjungi Ural Selatan dan Tengah, termasuk tambang Berezovsky dan, seperti Lehmann, menjadi tertarik pada crocoite. Pallas menulis: “Mineral timbal merah yang menakjubkan ini tidak ditemukan di deposit lainnya. Ketika digiling menjadi bubuk, warnanya menjadi kuning dan dapat digunakan dalam miniatur artistik.” Meskipun pengiriman crocoite dari tambang Berezovsky ke Eropa jarang dan sulit (membutuhkan waktu hampir dua tahun), penggunaan mineral tersebut sebagai bahan pewarna sangat dihargai. Di London dan Paris pada akhir abad ke-17. semua bangsawan naik kereta yang dicat dengan crocoite yang digiling halus; selain itu, contoh terbaik timah merah Siberia melengkapi koleksi banyak lemari mineralogi di Eropa.

Pada tahun 1796, sampel crocoite sampai ke profesor kimia di Sekolah Mineralogi Paris, Nicolas-Louis Vauquelin (1763–1829), yang menganalisis mineral tersebut, tetapi tidak menemukan apa pun di dalamnya kecuali oksida timbal, besi, dan aluminium. Melanjutkan penelitiannya tentang timbal merah Siberia, Vaukelin merebus mineral tersebut dengan larutan kalium dan, setelah memisahkan endapan putih timbal karbonat, memperoleh larutan kuning dari garam yang tidak diketahui. Bila diolah dengan garam timbal, terbentuk endapan kuning, dengan garam merkuri, terbentuk endapan merah, dan bila ditambahkan timah klorida, larutan menjadi hijau. Dengan menguraikan crocoite dengan asam mineral, ia memperoleh larutan “asam timbal merah”, yang penguapannya menghasilkan kristal merah delima (sekarang jelas bahwa itu adalah kromat anhidrida). Setelah mengkalsinasinya dengan batu bara dalam wadah grafit, setelah reaksi saya menemukan banyak kristal berbentuk jarum abu-abu yang menyatu dari logam yang tidak diketahui pada saat itu. Vaukelin mencatat tingginya sifat tahan api logam dan ketahanannya terhadap asam.

Vaukelin menamai unsur baru itu kromium (dari bahasa Yunani crwma - warna, warna) karena banyaknya senyawa multi-warna yang dibentuknya. Berdasarkan penelitiannya, Vauquelin adalah orang pertama yang menyatakan bahwa warna zamrud ada batu mulia karena adanya campuran senyawa kromium di dalamnya. Misalnya, zamrud alami adalah beryl berwarna hijau tua yang sebagian aluminiumnya digantikan oleh kromium.

Kemungkinan besar, Vauquelin tidak memperoleh logam murni, tetapi karbidanya, sebagaimana dibuktikan dengan bentuk kristal yang dihasilkan berbentuk jarum, tetapi Akademi Ilmu Pengetahuan Paris tetap mendaftarkan penemuan unsur baru, dan sekarang Vauquelin dianggap sebagai penemunya. elemen nomor 24.

Yuri Krutyakov

Kromium oksida(II) dan kromium(II) hidroksida bersifat basa

Cr(OH)+2HCl→CrCl+2H2O

Senyawa kromium(II) merupakan zat pereduksi kuat; berubah menjadi senyawa kromium(III) di bawah pengaruh oksigen atmosfer.

2CrCl+ 2HCl → 2CrCl+ H

4Cr(OH)+O+ 2H2O→4Cr(OH)

Kromium oksida(AKU AKU AKU) CrO adalah bubuk hijau yang tidak larut dalam air. Dapat diperoleh dengan kalsinasi kromium(III) hidroksida atau kalium dan amonium dikromat:

2Cr(OH)-→CrO+ 3H2O

4KCrO-→ 2CrO + 4KCrO + 3O

(NH)CrO-→ CrO+ N+ H2O

Sulit untuk berinteraksi dengan larutan asam dan basa pekat:

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

Cr 2 O 3 + 6HCl = 2CrCl 3 + 3H 2 O

Kromium (III) hidroksida Cr(OH) 3 diperoleh dengan aksi basa pada larutan garam kromium (III):

CrCl 3 + 3KOH = Cr(OH) 3 ↓ + 3KCl

Kromium (III) hidroksida adalah endapan abu-abu kehijauan, yang jika diperoleh alkali harus diambil dalam keadaan kekurangan. Kromium (III) hidroksida yang diperoleh dengan cara ini, berbeda dengan oksidanya, mudah berinteraksi dengan asam dan basa, mis. menunjukkan sifat amfoter:

Cr(OH) 3 + 3HNO 3 = Cr(NO 3) 3 + 3H 2 O

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

Ketika Cr(OH) 3 menyatu dengan basa, diperoleh metakromit dan ortokromit:

Cr(OH)3 + KOH = KCrO2 (metakromit K)+ 2H 2 O

Cr(OH)3 + KOH = K3 CrO3 (ortokromit K)+ 3H 2 O

Senyawa kromium(VI).

Kromium oksida (VI) - CrO 3 – zat kristal merah tua, sangat larut dalam air – oksida asam yang khas. Oksida ini berhubungan dengan dua asam:

    CrO 3 + H 2 O = H 2 CrO 4 (asam kromat – terbentuk ketika ada kelebihan air)

    CrO 3 + H 2 O =H 2 Cr 2 O 7 (asam dikromat - terbentuk pada konsentrasi kromium oksida yang tinggi (3)).

Kromium oksida (6) adalah zat pengoksidasi yang sangat kuat, oleh karena itu ia berinteraksi secara energik dengan zat organik:

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

Juga mengoksidasi yodium, belerang, fosfor, batubara:

    3S + 4CrO 3 = 3SO 2 + 2Cr 2 O 3

Ketika dipanaskan hingga 250 0 C, kromium oksida (6) terurai:

    4CrO3 = 2Cr2O3 + 3O2

Kromium oksida (6) dapat diperoleh dengan aksi asam sulfat pekat pada kromat padat dan dikromat:

    K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2CrO 3 + H 2 O

Asam kromat dan dikromat.

Asam kromat dan dikromat hanya ada dalam larutan air dan masing-masing membentuk garam stabil, kromat, dan dikromat. Kromat dan larutannya berwarna kuning, dikromat berwarna oranye.

Ion kromat - CrO 4 2- dan ion dikromat - Cr2O 7 2- mudah berubah menjadi satu sama lain ketika lingkungan larutan berubah

Dalam larutan asam, kromat berubah menjadi dikromat:

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

Dalam lingkungan basa, dikromat berubah menjadi kromat:

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

Ketika diencerkan, asam dikromat berubah menjadi asam kromat:

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

Ketergantungan sifat senyawa kromium pada keadaan oksidasi.

Keadaan oksidasi

Karakter oksida

dasar

amfoter

asam

Hidroksida

Cr(OH)3 – H3CrO3

Sifat hidroksida

dasar

amfoter

asam

→ melemahnya sifat basa dan penguatan sifat asam→

Sifat redoks senyawa kromium.

Reaksi dalam lingkungan asam.

Dalam lingkungan asam, senyawa Cr+6 berubah menjadi senyawa Cr+3 di bawah aksi zat pereduksi: H 2 S, SO 2, FeSO 4

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

    S -2 – 2e → S 0

    2Cr +6 + 6e → 2Cr +3

Reaksi dalam lingkungan basa.

Dalam lingkungan basa, senyawa kromium Cr+3 berubah menjadi senyawa Cr+6 di bawah aksi zat pengoksidasi: J2, Br2, Cl2, Ag2O, KClO3, H2O2, KMnO4:

    2KCrO 2 +3 Br2 +8NaOH =2Na 2 CrO 4 + 2KBr +4NaBr + 4H 2 O

    Cr +3 - 3e → Cr +6