Propriedades ópticas do óxido de cromo 3. Cromo na natureza e sua extração industrial

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

Encontrando na natureza.

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

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

Propriedades físicas.

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

Recibo.

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

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

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

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

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

Propriedades quimicas.

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

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

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

O cromo quente reage com o vapor de água:

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

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

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

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

A posição do cromo na tabela periódica dos elementos químicos:

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

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

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

Compostos de cromo bivalente.

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

CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

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

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

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

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

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

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

Compostos trivalentes de cromo.

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

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

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

O hidróxido de cromo também é um composto anfotérico:

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

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

Reações com cromo e seus compostos

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

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

Reacções analíticas para iões de crómio.

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

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

Preste atenção à rápida decomposição do H 2 CrO 6:

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

O ácido percrômico é muito mais estável em solventes orgânicos.

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

Experiências divertidas com compostos de cromo

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

Exemplos de transições redox envolvendo cromo e seus compostos

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

a) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O b) Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O
c) 2NaCrO 2 + 3Br 2 + 8NaOH = 6NaBr + 2Na 2 CrO 4 + 4H 2 O
d) 2Na 2 CrO 4 + 2HCl = Na 2 Cr 2 O 7 + 2NaCl + H 2 O

2. Cr(OH) 2 -- Cr(OH) 3 -- CrCl 3 -- Cr 2 O 7 2- -- CrO 4 2-

a) 2Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
b) Cr(OH)3 + 3HCl = CrCl3 + 3H2O
c) 2CrCl3 + 2KMnO4 + 3H2O = K2Cr2O7 + 2Mn(OH)2 + 6HCl
d) K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH = 2K 2 CrO 4 + H 2 O

3. CrO - Cr (OH) 2 - Cr (OH) 3 - Cr (NO 3) 3 - Cr 2 O 3 - CrO - 2
Cr2+

a) CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O
b) CrO + H 2 O \u003d Cr (OH) 2
c) Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
d) Cr(OH) 3 + 3HNO 3 = Cr(NO 3) 3 + 3H 2 O
e) 4Cr (NO 3) 3 \u003d 2Cr 2 O 3 + 12NO 2 + O 2
f) Cr 2 O 3 + 2 NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O

Elemento do Chrome como artista

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

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

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

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

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Cromada - Elemento químico com número atômico 24. É um metal duro, brilhante, cinza-aço, que dá um bom polimento e não mancha. Usado em ligas como aço inoxidável e como revestimento. O corpo humano requer pequenas quantidades de cromo trivalente para metabolizar o açúcar, mas o Cr(VI) é altamente tóxico.

Vários compostos de cromo, como óxido de cromo (III) e cromato de chumbo, são coloridos e usados ​​em tintas e pigmentos. A cor vermelha de um rubi deve-se à presença deste elemento químico. Algumas substâncias, especialmente o sódio, são agentes oxidantes usados ​​para oxidar compostos orgânicos e (junto com o ácido sulfúrico) para limpar vidraria de laboratório. Além disso, o óxido de cromo (VI) é usado na produção de fita magnética.

Descoberta e etimologia

A história da descoberta do elemento químico cromo é a seguinte. Em 1761, Johann Gottlob Lehmann encontrou um mineral vermelho-alaranjado nos Montes Urais e o chamou de "chumbo vermelho siberiano". Embora tenha sido erroneamente identificado como um composto de chumbo com selênio e ferro, o material era na verdade cromato de chumbo com Fórmula química PbCrO4. Hoje é conhecido como o mineral croconte.

Em 1770, Peter Simon Pallas visitou o local onde Leman encontrou um mineral de chumbo vermelho que tinha uma características benéficas pigmento em tintas. O uso de chumbo vermelho siberiano como tinta desenvolveu-se rapidamente. Além disso, o amarelo brilhante do croconte se tornou moda.

Em 1797, Nicolas-Louis Vauquelin obteve amostras de vermelho Ao misturar croconte com ácido clorídrico, obteve o óxido CrO 3 . O cromo como elemento químico foi isolado em 1798. Vauquelin o obteve aquecendo óxido com carvão. Ele também foi capaz de detectar traços de cromo em pedras preciosas como rubi e esmeralda.

Em 1800, o Cr era usado principalmente em tintas e sais de couro. Hoje, 85% do metal é usado em ligas. O restante é utilizado na indústria química, na produção de materiais refratários e na indústria de fundição.

A pronúncia do elemento químico cromo corresponde ao grego χρῶμα, que significa "cor", devido aos muitos compostos coloridos que podem ser obtidos a partir dele.

Mineração e produção

O elemento é feito de cromita (FeCr 2 O 4). Aproximadamente metade desse minério no mundo é extraído na África do Sul. Além disso, Cazaquistão, Índia e Turquia são seus principais produtores. Existem depósitos bastante explorados de cromita, mas geograficamente eles estão concentrados no Cazaquistão e na África Austral.

Depósitos de metal cromo nativo são raros, mas existem. Por exemplo, é extraído na mina Udachnaya na Rússia. É rico em diamantes, e o ambiente redutor ajudou a formar cromo puro e diamantes.

Para a produção industrial de metal, os minérios de cromita são tratados com álcalis fundidos (soda cáustica, NaOH). Neste caso, forma-se cromato de sódio (Na 2 CrO 4), que é reduzido por carbono a óxido de Cr 2 O 3 . O metal é obtido aquecendo o óxido na presença de alumínio ou silício.

Em 2000, aproximadamente 15 Mt de minério de cromita foram extraídos e processados ​​em 4 Mt de ferrocromo, 70% ferro-cromo, com valor de mercado estimado em US$ 2,5 bilhões.

Características principais

A característica do elemento químico cromo se deve ao fato de ser um metal de transição do quarto período da tabela periódica e estar localizado entre o vanádio e o manganês. Incluído no grupo VI. Ele derrete a uma temperatura de 1907 ° C. Na presença de oxigênio, o cromo forma rapidamente uma fina camada de óxido, que protege o metal de uma interação adicional com o oxigênio.

Como elemento de transição, reage com substâncias em várias proporções. Assim, forma compostos nos quais tem vários graus oxidação. O cromo é um elemento químico com estados fundamentais +2, +3 e +6, dos quais +3 é o mais estável. Além disso, os estados +1, +4 e +5 são observados em casos raros. Os compostos de cromo no estado de oxidação +6 são fortes agentes oxidantes.

Qual a cor do cromo? O elemento químico confere uma tonalidade rubi. O Cr 2 O 3 utilizado também é usado como pigmento chamado "verde cromo". Seus sais cor de vidro na cor verde esmeralda. O cromo é um elemento químico cuja presença torna um vermelho rubi. Portanto, é usado na produção de rubis sintéticos.

isótopos

Os isótopos de cromo têm pesos atômicos de 43 a 67. Normalmente, esse elemento químico consiste em três formas estáveis: 52 Cr, 53 Cr e 54 Cr. Destes, o 52 Cr é o mais comum (83,8% de todo o cromo natural). Além disso, 19 radioisótopos foram descritos, dos quais 50 Cr é o mais estável, com meia-vida superior a 1,8 x 10 17 anos. O 51 Cr tem uma meia-vida de 27,7 dias, e para todos os outros isótopos radioativos não excede 24 horas, e para a maioria deles dura menos de um minuto. O elemento também tem dois metástases.

Os isótopos de cromo na crosta terrestre, como regra, acompanham os isótopos de manganês, que encontram aplicação em geologia. O 53 Cr é formado durante o decaimento radioativo do 53 Mn. A razão isotópica de Mn/Cr reforça outras pistas da história inicial sistema solar. Mudanças nas proporções de 53 Cr/ 52 Cr e Mn/Cr de diferentes meteoritos provam que novos núcleos atômicos foram criados pouco antes da formação do sistema solar.

Elemento químico cromo: propriedades, fórmula de compostos

O óxido de cromo (III) Cr 2 O 3, também conhecido como sesquióxido, é um dos quatro óxidos desse elemento químico. É obtido a partir da cromita. O composto verde é comumente referido como "verde cromo" quando usado como pigmento para pintura de esmalte e vidro. O óxido pode se dissolver em ácidos, formando sais, e em álcalis fundidos, cromitas.

Bicromato de potássio

K 2 Cr 2 O 7 é um poderoso agente oxidante e é preferido como agente de limpeza para vidraria de laboratório a partir de matéria orgânica. Para isso, utiliza-se sua solução saturada, mas às vezes é substituída por dicromato de sódio, em função da maior solubilidade deste último. Além disso, pode regular o processo de oxidação de compostos orgânicos, convertendo o álcool primário em aldeído e depois em dióxido de carbono.

O dicromato de potássio pode causar dermatite de cromo. O cromo é provavelmente a causa da sensibilização que leva ao desenvolvimento de dermatite, principalmente das mãos e antebraços, que é crônica e de difícil tratamento. Como outros compostos de Cr(VI), o bicromato de potássio é cancerígeno. Deve ser manuseado com luvas e equipamento de proteção adequado.

Ácido crômico

O composto tem a estrutura hipotética H 2 CrO 4 . Nem ácidos crômicos nem dicrômicos ocorrem naturalmente, mas seus ânions são encontrados em várias substâncias. O "ácido crômico", que pode ser encontrado à venda, é na verdade seu anidrido ácido - trióxido de CrO 3.

Cromato de chumbo(II)

O PbCrO 4 tem uma cor amarela brilhante e é praticamente insolúvel em água. Por esta razão, encontrou aplicação como pigmento de coloração sob o nome de "coroa amarela".

Cr e ligação pentavalente

O cromo se distingue por sua capacidade de formar ligações pentavalentes. O composto é criado por Cr(I) e um radical hidrocarboneto. Uma ligação pentavalente é formada entre dois átomos de cromo. Sua fórmula pode ser escrita como Ar-Cr-Cr-Ar onde Ar é um grupo aromático específico.

Inscrição

O cromo é um elemento químico cujas propriedades lhe conferiram muitas várias opções aplicativos, alguns dos quais estão listados abaixo.

Dá aos metais resistência à corrosão e uma superfície brilhante. Por isso, o cromo é incluído em ligas como o aço inoxidável, usado em talheres, por exemplo. Também é usado para cromagem.

O cromo é um catalisador para várias reações. É usado para fazer moldes para queima de tijolos. Seus sais bronzeiam a pele. O bicromato de potássio é usado para oxidar compostos orgânicos como álcoois e aldeídos, bem como para limpar vidraria de laboratório. Serve como agente de fixação para tingimento de tecidos e também é usado em fotografia e impressão de fotos.

O CrO 3 é usado para fazer fitas magnéticas (por exemplo, para gravação de áudio), que possuem características melhores que os filmes de óxido de ferro.

Papel na biologia

O cromo trivalente é um elemento químico essencial para o metabolismo do açúcar no corpo humano. Em contraste, o Cr hexavalente é altamente tóxico.

Medidas de precaução

Os compostos de cromo metálico e Cr(III) geralmente não são considerados perigosos para a saúde, mas as substâncias que contêm Cr(VI) podem ser tóxicas se ingeridas ou inaladas. A maioria dessas substâncias são irritantes para os olhos, pele e membranas mucosas. Com a exposição crônica, os compostos de cromo (VI) podem causar danos aos olhos se não forem tratados adequadamente. Além disso, é um carcinógeno reconhecido. A dose letal deste elemento químico é cerca de meia colher de chá. De acordo com as recomendações da Organização Mundial da Saúde, a concentração máxima permitida de Cr (VI) em água potávelé de 0,05 mg por litro.

Como os compostos de cromo são usados ​​em corantes e para curtimento de couro, eles são frequentemente encontrados no solo e lençóis freáticos instalações industriais abandonadas que exigem limpeza e restauração ambiental. Primer contendo Cr(VI) ainda é amplamente utilizado nas indústrias aeroespacial e automotiva.

Propriedades do elemento

Principal propriedades físicas cromo são os seguintes:

• Número atômico: 24.
• Peso atômico: 51.996.
• Ponto de fusão: 1890 °C.
• Ponto de ebulição: 2482 °C.
• Estado de oxidação: +2, +3, +6.
• Configuração eletrônica: 3d 5 4s 1 .

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CROMO– (Cromo) Cr, um elemento químico do grupo 6(VIb) Sistema periódico. Número atômico 24, massa atômica 51.996. Existem 24 isótopos conhecidos de cromo de 42 Cr a 66 Cr. Os isótopos 52 Cr, 53 Cr, 54 Cr são estáveis. A composição isotópica do cromo natural: 50 Cr (meia-vida 1,8 10 17 anos) - 4,345%, 52 Cr - 83,489%, 53 Cr - 9,501%, 54 Cr - 2,365%. Os principais estados de oxidação são +3 e +6.

Em 1761 professor de química Universidade de Petersburgo Johann Gottlob Lehmann, no sopé oriental dos Montes Urais, na mina Berezovsky, descobriu um maravilhoso mineral vermelho, que, quando esmagado em pó, deu uma cor amarela brilhante. Em 1766 Leman trouxe amostras do mineral para São Petersburgo. Após tratar os cristais com ácido clorídrico, obteve um precipitado branco, no qual encontrou chumbo. Leman chamou o mineral chumbo vermelho siberiano (plomb rouge de Sibérie), agora sabe-se que era crocoite (do grego "krokos" - açafrão) - cromato de chumbo natural PbCrO 4.

O viajante e naturalista alemão Peter Simon Pallas (1741-1811) liderou a expedição da Academia de Ciências de São Petersburgo às regiões centrais da Rússia e em 1770 visitou os Urais do Sul e Médio, incluindo a mina Berezovsky e, como Lehman, tornou-se interessado em crocoíte. Pallas escreveu: “Este incrível mineral de chumbo vermelho não é encontrado em nenhum outro depósito. Torna-se amarelo quando moído em pó e pode ser usado em arte em miniatura. Apesar da raridade e dificuldade de entregar crocoíta da mina Berezovsky para a Europa (levou quase dois anos), o uso do mineral como matéria corante foi apreciado. Em Londres e Paris no final do século XVII. todas as pessoas nobres andavam em carruagens pintadas com crocoíte finamente moído, além disso, as melhores amostras de chumbo vermelho siberiano foram adicionadas às coleções de muitos gabinetes mineralógicos na Europa.

Em 1796, uma amostra de crocoíta chegou a Nicolas-Louis Vauquelin (1763-1829), professor de química na Escola Mineralógica de Paris, que analisou o mineral, mas não encontrou nada nele exceto óxidos de chumbo, ferro e alumínio. Dando continuidade ao estudo do chumbo vermelho siberiano, Vauquelin ferveu o mineral com uma solução de potassa e, após separar o precipitado branco de carbonato de chumbo, obteve uma solução amarela de um sal desconhecido. Quando tratada com sal de chumbo, formou-se um precipitado amarelo, com sal de mercúrio, vermelho, e quando se adicionou cloreto de estanho, a solução ficou verde. Decompondo crocoíta com ácidos minerais, ele obteve uma solução de "ácido chumbo vermelho", cuja evaporação deu cristais vermelho-rubi (agora está claro que era anidrido crômico). Tendo-os calcinado com carvão em um cadinho de grafite, após a reação, ele descobriu muitos cristais cinza em forma de agulha de um metal desconhecido até então. Vauquelin afirmou a alta refratariedade do metal e sua resistência aos ácidos.

Vauquelin chamou o novo elemento de cromo (do grego crwma - cor, cor) em vista dos muitos compostos multicoloridos formados por ele. Com base em sua pesquisa, Vauquelin afirmou pela primeira vez que a cor esmeralda de alguns pedras preciosas devido à mistura de compostos de cromo neles. Por exemplo, a esmeralda natural é um berilo de cor verde profundo em que o alumínio é parcialmente substituído por cromo.

Muito provavelmente, Vauquelin não obteve metal puro, mas seus carbonetos, como evidenciado pela forma de agulha dos cristais obtidos, mas a Academia de Ciências de Paris registrou a descoberta de um novo elemento, e agora Vauquelin é corretamente considerado o descobridor de elemento nº 24.

Yuri Krutyakov

Óxido de cromo (II) e hidróxido de cromo (II) são básicos

Cr(OH)+2HCl→CrCl+2HO

Os compostos de cromo(II) são fortes agentes redutores; transformar em um composto de cromo(III) sob a ação do oxigênio atmosférico.

2CrCl+ 2HCl → 2CrCl+ H

4Cr(OH)+O+ 2HO→4Cr(OH)

Óxido de cromo (III) CrO é um pó verde insolúvel em água. Pode ser obtido calcinando hidróxido de cromo(III) ou dicromatos de potássio e amônio:

2Cr(OH)-→CrO+ 3HO

4KCrO-→ 2CrO + 4KCrO + 3O

(NH)CrO-→ CrO+ N+ HO

É difícil interagir com soluções concentradas de ácidos e 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

O hidróxido de cromo (III) Cr (OH) 3 é obtido pela ação de álcalis em soluções de sais de cromo (III):

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

O hidróxido de cromo (III) é um precipitado cinza-esverdeado, após o qual o álcali deve ser ingerido em pouca quantidade. O hidróxido de crómio (III) obtido desta forma, ao contrário do óxido correspondente, interage facilmente com ácidos e álcalis, i.e. exibe propriedades anfotéricas:

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

Cr(OH) 3 + 3KOH = K 3 [Cr(OH)6] (hexa-hidroxocromita K)

Quando o Cr (OH) 3 é fundido com álcalis, metacromitos e ortocromitos são obtidos:

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

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

Compostos de cromo (VI).

Óxido de cromo (VI) - CrO 3 - substância cristalina vermelha escura, altamente solúvel em água - um óxido ácido típico. Este óxido corresponde a dois ácidos:

CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 CrO 4 (ácido crômico - formado com excesso de água)

CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 Cr 2 O 7 (ácido dicrômico - é formado em alta concentração de óxido de cromo (3)).

O óxido de cromo (6) é um agente oxidante muito forte, portanto, interage vigorosamente com substâncias orgânicas:

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

Também oxida iodo, enxofre, fósforo, carvão:

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

Quando aquecido a 250 0 C, o óxido de cromo (6) se decompõe:

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

O óxido de cromo (6) pode ser obtido pela ação de ácido sulfúrico concentrado em cromatos e dicromatos sólidos:

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

Ácidos crômicos e dicrômicos.

Ácidos crômicos e dicrômicos existem apenas em soluções aquosas, eles formam sais estáveis, respectivamente cromatos e dicromatos. Os cromatos e suas soluções são amarelos, os dicromatos são laranjas.

Cromato - iões CrO 4 2- e dicromato - iões Cr2O 7 2- passam facilmente uns para os outros quando o ambiente da solução muda

No ambiente ácido da solução, os cromatos se transformam em dicromatos:

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

Em um ambiente alcalino, os dicromatos se transformam em cromatos:

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

Quando diluído, o ácido dicrômico se torna ácido crômico:

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

Dependência das propriedades dos compostos de cromo no grau de oxidação.

Estado de oxidação
A natureza do óxido	básico	anfotérico	ácido
Hidróxido		Cr(OH) 3 - H 3 CrO 3
A natureza do hidróxido	básico	anfotérico	ácido
→ enfraquecimento de propriedades básicas e fortalecimento de ácido →

Propriedades redox de compostos de cromo.

Reações em meio ácido.

Em meio ácido, compostos de Cr +6 se transformam em compostos de Cr +3 sob a ação de agentes redutores: 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

Reações em meio alcalino.

Em meio alcalino, compostos de Cr+3 cromo são convertidos em compostos de Cr+6 sob a ação de agentes oxidantes: J2, Br2, Cl2, Ag2O, KClO3, H2O2, KMnO4:

2KCrO 2 +3 Br2 +8NaOH \u003d 2Na 2 CrO 4 + 2KBr + 4NaBr + 4H 2 O

Cr +3 - 3e → Cr +6