Proprietățile optice ale oxidului de crom 3. Cromul în natură și extracția sa industrială

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

Găsirea în natură.

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

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

Proprietăți fizice.

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

Chitanță.

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

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

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

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

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

Proprietăți chimice.

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

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

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

Cromul fierbinte reacționează cu vaporii de apă:

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

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

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

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

Poziția cromului în tabelul periodic al elementelor chimice:

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

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

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

Compuși ai cromului divalenți.

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

CrO + 2HCI = CrCl2 + H2O

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

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

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

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

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

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

Compuși trivalenți ai cromului.

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

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

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

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

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

CrCl 3 anhidru are aspectul frunzelor violet închis, este complet insolubil în apă rece și se dizolvă foarte lent când este fiert. Sulfat de crom anhidru (III) Cr2 (SO4) 3 Culoare roz de asemenea, slab solubil în apă. În prezența agenților reducători formează sulfat de crom violet Cr 2 (SO 4) 3 *18H 2 O. Se cunosc și hidrați de sulfat de crom verzi, care conțin o cantitate mai mică de apă. Crom alaun KCr(SO 4) 2 *12H 2 O cristalizează din soluții care conțin sulfat de crom violet și sulfat de potasiu. O soluție de alaun cromic devine verde când este încălzită din cauza formării de sulfați.

Reacții cu cromul și compușii acestuia

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

1. Încălzim puternic în flacăra unui arzător pe o cană de porțelan o astfel de cantitate de dicromat de potasiu care să se potrivească pe vârful unui cuțit. Sarea nu va elibera apa de cristalizare, ci se va topi la o temperatura de aproximativ 400 0 C cu formarea unui lichid inchis la culoare. Hai sa-l incalzim cateva minute la o flacara puternica. După răcire, pe ciob se formează un precipitat verde. O parte din ea este solubilă în apă (devine galbenă), iar cealaltă parte este lăsată pe ciob. Sarea s-a descompus la încălzire, rezultând formarea de cromat de potasiu galben K2CrO4 și Cr2O3 verde.
2. Se dizolvă 3 g de dicromat de potasiu sub formă de pulbere în 50 ml de apă. Într-o parte adăugați niște carbonat de potasiu. Se va dizolva odată cu eliberarea de CO 2 , iar culoarea soluției va deveni galben deschis. Cromatul se formează din bicromat de potasiu. Dacă acum adăugăm o soluție 50% de acid sulfuric în porții, atunci culoarea roșu-galben a bicromatului va apărea din nou.
3. Se toarnă într-o eprubetă 5 ml. soluție de dicromat de potasiu, se fierbe cu 3 ml de acid clorhidric concentrat la aspirație. Din soluție se eliberează clor gazos otrăvitor de culoare galben-verde, deoarece cromatul va oxida HCl la Cl 2 și H 2 O. Cromatul în sine se va transforma în clorură de crom trivalent verde. Poate fi izolat prin evaporarea soluției și apoi, fuzionarea cu sodă și nitrat, transformată în cromat.
4. Când se adaugă o soluție de nitrat de plumb, cromat galben de plumb precipită; la interacțiunea cu o soluție de azotat de argint, se formează un precipitat roșu-brun de cromat de argint.
5. Se adaugă peroxid de hidrogen la o soluție de bicromat de potasiu și se acidifică soluția cu acid sulfuric. Soluția capătă o culoare albastru intens datorită formării peroxidului de crom. Peroxidul, atunci când este agitat cu puțin eter, se va transforma într-un solvent organic și se va transforma în albastru. Această reacție este specifică cromului și este foarte sensibilă. Poate fi folosit pentru a detecta cromul în metale și aliaje. În primul rând, este necesar să se dizolve metalul. La fierbere prelungită cu acid sulfuric 30% (se poate adăuga și acid clorhidric), cromul și multe oțeluri se dizolvă parțial. Soluția rezultată conține sulfat de crom (III). Pentru a putea conduce o reacție de detectare, o neutralizăm mai întâi cu sodă caustică. Precipită hidroxidul de crom (III) de culoare gri-verde, care se dizolvă în exces de NaOH și formează cromit de sodiu verde. Se filtrează soluția și se adaugă peroxid de hidrogen 30%. Când este încălzită, soluția va deveni galbenă, deoarece cromitul este oxidat la cromat. Acidificarea va duce la o culoare albastră a soluției. Compusul colorat poate fi extras prin agitare cu eter.

Reacții analitice pentru ionii de crom.

1. La 3-4 picături dintr-o soluție de clorură de crom CrCl 3 se adaugă o soluție 2M de NaOH până se dizolvă precipitatul inițial. Observați culoarea cromitului de sodiu format. Se încălzește soluția rezultată într-o baie de apă. Ce se întâmplă?
2. La 2-3 picături de soluție de CrCl 3 se adaugă un volum egal de soluție de NaOH 8M și 3-4 picături de soluție de H 2 O 2 3%. Se încălzește amestecul de reacție într-o baie de apă. Ce se întâmplă? Ce precipitat se formează dacă soluția colorată rezultată este neutralizată, i se adaugă CH3COOH și apoi Pb (NO3)2?
3. Se toarnă 4-5 picături de soluții de sulfat de crom Cr 2 (SO 4 ) 3, IMH 2 SO 4 și KMnO 4 într-o eprubetă. Se încălzește locul de reacție timp de câteva minute pe o baie de apă. Observați schimbarea culorii soluției. Ce a cauzat-o?
4. La 3-4 picături de soluție de K 2 Cr 2 O 7 acidulată cu acid azotic, se adaugă 2-3 picături de soluție de H 2 O 2 și se amestecă. Culoarea albastră a soluției care apare se datorează apariției acidului percromic H 2 CrO 6:

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

Atenție la descompunerea rapidă a H 2 CrO 6:

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

Acidul percromic este mult mai stabil în solvenții organici.

1. La 3-4 picături de soluție de K 2 Cr 2 O 7 acidulată cu acid azotic, se adaugă 5 picături de alcool izoamilic, 2-3 picături de soluție de H 2 O 2 și se agită amestecul de reacție. Stratul de solvent organic care plutește în partea de sus este colorat în albastru strălucitor. Culoarea se estompează foarte lent. Comparați stabilitatea H2CrO6 în faze organice și apoase.
2. Când ionii CrO42- și Ba2+ interacționează, un precipitat galben de cromat de bariu BaCrO4 precipită.
3. Azotatul de argint formează un precipitat roșu cărămidă de cromat de argint cu ioni de CrO 4 2 .
4. Luați trei eprubete. Puneți 5-6 picături de soluție de K 2 Cr 2 O 7 într-una dintre ele, același volum de soluție de K 2 CrO 4 în a doua și trei picături din ambele soluții în a treia. Apoi adăugați trei picături de soluție de iodură de potasiu în fiecare tub. Explicați rezultatul. Acidificați soluția în al doilea tub. Ce se întâmplă? De ce?

Experimente distractive cu compuși de crom

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

Exemple de tranziții redox care implică cromul și compușii săi

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

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

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

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

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

a) CrO + 2HCl = CrCl2 + H2O
b) CrO + H 2 O \u003d Cr (OH) 2
c) Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
d) Cr(OH)3 + 3HNO3 = Cr(NO3)3 + 3H2O
e) 4Cr (NO 3) 3 \u003d 2Cr 2 O 3 + 12NO 2 + O 2
f) Cr 2 O 3 + 2 NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O

Element Chrome ca artist

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

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

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

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

site-ul, cu copierea integrală sau parțială a materialului, este necesară un link către sursă.

Crom - element chimic cu număr atomic 24. Este un metal dur, strălucitor, cenușiu-oțel, care lustruiește bine și nu se pătează. Folosit în aliaje precum oțelul inoxidabil și ca acoperire. Corpul uman necesită cantități mici de crom trivalent pentru a metaboliza zahărul, dar Cr(VI) este foarte toxic.

Diferiți compuși ai cromului, cum ar fi oxidul de crom (III) și cromatul de plumb, sunt viu colorați și sunt utilizați în vopsele și pigmenți. Culoarea roșie a unui rubin se datorează prezenței acestui element chimic. Unele substanțe, în special sodiul, sunt agenți oxidanți folosiți pentru oxidarea compușilor organici și (împreună cu acidul sulfuric) pentru curățarea sticlei de laborator. În plus, oxidul de crom (VI) este utilizat în producția de bandă magnetică.

Descoperire și etimologie

Istoria descoperirii elementului chimic crom este următoarea. În 1761, Johann Gottlob Lehmann a găsit un mineral roșu portocaliu în Munții Urali și l-a numit „plumb roșu siberian”. Deși a fost identificat în mod eronat ca un compus de plumb cu seleniu și fier, materialul a fost de fapt cromat de plumb cu formula chimica PbCrO4. Astăzi este cunoscut drept mineralul croconte.

În 1770, Peter Simon Pallas a vizitat locul unde Leman a găsit un mineral de plumb roșu care avea o foarte mare caracteristici benefice pigment în vopsele. Utilizarea plumbului roșu siberian ca vopsea sa dezvoltat rapid. În plus, galbenul strălucitor din croconte a devenit la modă.

În 1797, Nicolas-Louis Vauquelin a obţinut probe de roşu Prin amestecarea croconte cu acid clorhidric, a obţinut oxidul CrO 3 . Cromul ca element chimic a fost izolat în 1798. Vauquelin a obținut-o prin încălzirea oxidului cu cărbune. De asemenea, a putut detecta urme de crom în pietre prețioase precum rubinul și smaraldul.

În anii 1800, Cr era folosit în principal în vopsele și săruri de piele. Astăzi, 85% din metal este folosit în aliaje. Restul este folosit în industria chimică, producția de materiale refractare și industria de turnătorie.

Pronunția elementului chimic crom corespunde grecului χρῶμα, care înseamnă „culoare”, din cauza numeroșilor compuși colorați care se pot obține din acesta.

Exploatare și producție

Elementul este realizat din cromit (FeCr 2 O 4). Aproximativ jumătate din acest minereu din lume este extras în Africa de Sud. În plus, Kazahstan, India și Turcia sunt principalii săi producători. Există suficiente zăcăminte explorate de cromit, dar din punct de vedere geografic ele sunt concentrate în Kazahstan și Africa de Sud.

Depozitele de crom metal nativ sunt rare, dar ele există. De exemplu, este extras la mina Udachnaya din Rusia. Este bogat în diamante, iar mediul reducător a ajutat la formarea cromului pur și a diamantelor.

Pentru producția industrială de metal, minereurile de cromit sunt tratate cu alcalii topiți (sodă caustică, NaOH). În acest caz, se formează cromat de sodiu (Na 2 CrO 4), care este redus cu carbon la oxid de Cr 2 O 3. Metalul se obține prin încălzirea oxidului în prezența aluminiului sau siliciului.

În 2000, aproximativ 15 Mt de minereu de cromit au fost extrase și prelucrate în 4 Mt de ferocrom, 70% crom-fier, cu o valoare de piață estimată la 2,5 miliarde USD.

Principalele caracteristici

Caracteristica elementului chimic crom se datorează faptului că este un metal de tranziție din perioada a patra a tabelului periodic și se află între vanadiu și mangan. Inclus în grupa VI. Se topește la o temperatură de 1907 °C. În prezența oxigenului, cromul formează rapid un strat subțire de oxid, care protejează metalul de interacțiunea ulterioară cu oxigenul.

Ca element de tranziție, reacționează cu substanțe în diferite proporții. Astfel formează compuși în care are diverse grade oxidare. Cromul este un element chimic cu stări fundamentale +2, +3 și +6, dintre care +3 este cel mai stabil. În plus, stările +1, +4 și +5 sunt observate în cazuri rare. Compușii cromului în starea de oxidare +6 sunt agenți oxidanți puternici.

Ce culoare este cromul? Elementul chimic conferă o nuanță de rubin. Cr 2 O 3 folosit pentru este folosit și ca pigment numit „verde crom”. Sărurile sale colorează sticla într-o culoare verde smarald. Cromul este un element chimic a cărui prezență face un roșu rubin. Prin urmare, este utilizat în producția de rubine sintetice.

izotopi

Izotopii cromului au greutăți atomice de la 43 la 67. De obicei, acest element chimic constă din trei forme stabile: 52 Cr, 53 Cr și 54 Cr. Dintre acestea, 52 Cr este cel mai comun (83,8% din tot cromul natural). În plus, au fost descriși 19 radioizotopi, dintre care 50 Cr este cel mai stabil, cu un timp de înjumătățire depășind 1,8 x 10 17 ani. 51 Cr are un timp de înjumătățire de 27,7 zile, iar pentru toți ceilalți izotopi radioactivi nu depășește 24 de ore, iar pentru majoritatea durează mai puțin de un minut. Elementul are, de asemenea, două metastate.

Izotopii de crom din scoarța terestră, de regulă, însoțesc izotopii de mangan, care își găsesc aplicație în geologie. 53 Cr se formează în timpul dezintegrarii radioactive de 53 Mn. Raportul izotopului Mn/Cr întărește alte indicii ale istoriei timpurii sistem solar. Modificările raporturilor dintre 53 Cr/ 52 Cr și Mn/Cr de la diferiți meteoriți demonstrează că noi nuclee atomice au fost create chiar înainte de formarea sistemului solar.

Element chimic crom: proprietăți, formula compușilor

Oxidul de crom (III) Cr 2 O 3, cunoscut și sub denumirea de sesquioxid, este unul dintre cei patru oxizi ai acestui element chimic. Se obține din cromit. Compusul verde este denumit în mod obișnuit „verde crom” atunci când este utilizat ca pigment pentru smalț și vopsire pe sticlă. Oxidul se poate dizolva în acizi, formând săruri și în alcalii topiți, cromiți.

Bicromat de potasiu

K 2 Cr 2 O 7 este un agent oxidant puternic și este preferat ca agent de curățare pentru sticla de laborator din substanțe organice. Pentru aceasta se folosește soluția sa saturată, uneori însă se înlocuiește cu dicromat de sodiu, pe baza solubilității mai mari a acestuia din urmă. În plus, poate regla procesul de oxidare a compușilor organici, transformând alcoolul primar în aldehidă și apoi în dioxid de carbon.

Bicromatul de potasiu poate provoca dermatita cu crom. Cromul este probabil cauza sensibilizării care duce la dezvoltarea dermatitei, în special a mâinilor și antebrațelor, care este cronică și greu de tratat. Ca și alți compuși Cr(VI), bicromatul de potasiu este cancerigen. Trebuie manipulat cu mănuși și echipament de protecție adecvat.

Acidul cromic

Compusul are structura ipotetică H2CrO4. Nici acizii cromici, nici dicromici nu apar în mod natural, dar anionii lor se găsesc în diverse substanțe. „Acidul cromic”, care poate fi găsit la vânzare, este de fapt anhidrida sa acidă - trioxidul CrO 3 .

Cromat de plumb(II).

PbCrO 4 are o culoare galben strălucitor și este practic insolubil în apă. Din acest motiv, și-a găsit aplicație ca pigment colorant sub denumirea de „coroană galbenă”.

Cr și legătura pentavalentă

Cromul se distinge prin capacitatea sa de a forma legături pentavalente. Compusul este creat de Cr(I) și un radical de hidrocarbură. Între doi atomi de crom se formează o legătură pentavalentă. Formula sa poate fi scrisă ca Ar-Cr-Cr-Ar unde Ar este o grupare aromatică specifică.

Aplicație

Cromul este un element chimic ale cărui proprietăți i-au oferit multe diverse opțiuni aplicații, dintre care unele sunt enumerate mai jos.

Oferă metalelor rezistență la coroziune și o suprafață lucioasă. Prin urmare, cromul este inclus în aliaje precum oțelul inoxidabil, folosit în tacâmuri, de exemplu. De asemenea, este folosit pentru cromare.

Cromul este un catalizator pentru diferite reacții. Se folosește la fabricarea matrițelor pentru arderea cărămizilor. Sărurile sale bronzează pielea. Bicromatul de potasiu este utilizat pentru oxidarea compușilor organici precum alcoolii și aldehidele, precum și pentru curățarea sticlei de laborator. Servește ca agent de fixare pentru vopsirea țesăturilor și este, de asemenea, utilizat în fotografie și imprimare foto.

CrO 3 este folosit pentru a face benzi magnetice (de exemplu, pentru înregistrarea audio), care au caracteristici mai bune decât filmele cu oxid de fier.

Rolul în biologie

Cromul trivalent este un element chimic esențial pentru metabolismul zahărului în corpul uman. În schimb, Cr hexavalent este foarte toxic.

Masuri de precautie

Cromul metalic și compușii Cr(III) nu sunt în general considerați periculoși pentru sănătate, dar substanțele care conțin Cr(VI) pot fi toxice dacă sunt ingerate sau inhalate. Majoritatea acestor substanțe sunt iritante pentru ochi, piele și mucoase. Cu expunerea cronică, compușii de crom (VI) pot provoca leziuni oculare dacă nu sunt tratați corespunzător. În plus, este un cancerigen recunoscut. Doza letală a acestui element chimic este de aproximativ o jumătate de linguriță. Conform recomandărilor Organizației Mondiale a Sănătății, concentrația maximă admisă de Cr (VI) în bând apă este de 0,05 mg pe litru.

Deoarece compușii de crom sunt utilizați în coloranți și pentru tăbăcirea pieilor, ei se găsesc adesea în sol și panza freatica instalații industriale abandonate care necesită curățare și restaurare a mediului. Primerul care conține Cr(VI) este încă utilizat pe scară largă în industria aerospațială și auto.

Proprietăţile elementului

Principal proprietăți fizice chrome sunt după cum urmează:

• Număr atomic: 24.
• Greutate atomică: 51.996.
• Punct de topire: 1890 °C.
• Punct de fierbere: 2482 °C.
• Stare de oxidare: +2, +3, +6.
• Configurația electronică: 3d 5 4s 1 .

Conținutul articolului

CROM– (Crom) Cr, un element chimic din grupa 6 (VIb) Sistem periodic. Numărul atomic 24, masa atomică 51.996. Există 24 de izotopi cunoscuți ai cromului de la 42 Cr la 66 Cr. Izotopii 52 Cr, 53 Cr, 54 Cr sunt stabili. Compoziția izotopică a cromului natural: 50 Cr (timp de înjumătățire 1,8 10 17 ani) - 4,345%, 52 Cr - 83,489%, 53 Cr - 9,501%, 54 Cr - 2,365%. Principalele stări de oxidare sunt +3 și +6.

În 1761 profesor de chimie Universitatea din Petersburg Johann Gottlob Lehmann, la poalele estice ale Munților Urali, la mina Berezovsky, a descoperit un mineral roșu minunat, care, zdrobit în pulbere, a dat o culoare galben strălucitor. În 1766, Leman a adus mostre de mineral la Sankt Petersburg. După tratarea cristalelor cu acid clorhidric, a obținut un precipitat alb, în ​​care a găsit plumb. Leman a numit mineralul plumb roșu siberian (plomb rouge de Sibérie), acum se știe că era crocoit (din grecescul „krokos” - șofran) - cromat natural de plumb PbCrO 4.

Călătorul și naturalistul german Peter Simon Pallas (1741-1811) a condus expediția Academiei de Științe din Sankt Petersburg în regiunile centrale ale Rusiei și în 1770 a vizitat Uralul de Sud și de Mijloc, inclusiv mina Berezovsky și, ca și Lehman, a devenit interesat de crocoit. Pallas a scris: „Acest mineral uimitor de plumb roșu nu se găsește în niciun alt depozit. Devine galben atunci când măcina în pulbere și poate fi folosit în arta în miniatură. În ciuda rarității și dificultății de a livra crocoit din mina Berezovsky în Europa (a durat aproape doi ani), a fost apreciată utilizarea mineralului ca materie colorantă. La Londra și Paris la sfârșitul secolului al XVII-lea. toți nobilii s-au plimbat în trăsuri pictate cu crocoit măcinat fin, în plus, cele mai bune mostre de plumb roșu siberian au fost adăugate la colecțiile multor cabinete mineralogice din Europa.

În 1796, un eșantion de crocoit i-a venit lui Nicolas-Louis Vauquelin (1763–1829), profesor de chimie la Școala Mineralogică din Paris, care a analizat mineralul, dar nu a găsit nimic în el, în afară de oxizi de plumb, fier și aluminiu. Continuând studiul plumbului roșu siberian, Vauquelin a fiert mineralul cu o soluție de potasiu și, după separarea precipitatului alb de carbonat de plumb, a obținut o soluție galbenă dintr-o sare necunoscută. Când a fost tratată cu o sare de plumb, s-a format un precipitat galben, cu o sare de mercur, una roșie, iar când s-a adăugat clorură de staniu, soluția a devenit verde. Descompunând crocoitul cu acizi minerali, a obținut o soluție de „acid roșu de plumb”, a cărei evaporare a dat cristale de culoare roșu rubin (acum este clar că aceasta era anhidridă cromică). După ce le-a calcinat cu cărbune într-un creuzet de grafit, după reacție, el a descoperit o mulțime de cristale gri în formă de ac dintr-un metal necunoscut până în acel moment. Vauquelin a afirmat refractaritatea ridicată a metalului și rezistența acestuia la acizi.

Vauquelin a numit noul element crom (din grecescul crwma - culoare, culoare) având în vedere numeroșii compuși multicolori formați de acesta. Pe baza cercetărilor sale, Vauquelin a afirmat pentru prima dată că culoarea smaraldului unora pietre pretioase datorită amestecului de compuși ai cromului în ei. De exemplu, smaraldul natural este un beril de culoare verde intens, în care aluminiul este parțial înlocuit cu crom.

Cel mai probabil, Vauquelin a obținut nu metal pur, ci carburi ale acestuia, așa cum demonstrează forma de ac a cristalelor obținute, dar Academia de Științe din Paris a înregistrat totuși descoperirea unui nou element, iar acum Vauquelin este considerat, pe bună dreptate, descoperitorul elementul nr 24.

Iuri Krutiakov

oxid de crom (II) şi hidroxidul de crom (II) sunt bazici

Cr(OH)+2HCI→CrCI+2HO

Compușii cromului(II) sunt agenți reducători puternici; se transformă într-un compus de crom(III) sub acţiunea oxigenului atmosferic.

2CrCl+ 2HCl → 2CrCl+ H

4Cr(OH)+O+ 2HO→4Cr(OH)

oxid de crom (III) CrO este o pulbere verde, insolubilă în apă. Poate fi obținut prin calcinarea hidroxidului de crom (III) sau a bicromaților de potasiu și amoniu:

2Cr(OH)-→CrO+ 3HO

4KCrO-→ 2CrO + 4KCrO + 3O

(NH)CrO-→ CrO+ N+ HO

Este dificil să interacționați cu soluții concentrate de acizi și alcaline:

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

Hidroxidul de crom (III) Cr (OH) 3 se obține prin acțiunea alcalinelor asupra soluțiilor de săruri de crom (III):

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

Hidroxidul de crom (III) este un precipitat cenușiu-verde, la primirea căruia, alcalii trebuie să fie luate în scurtă durată. Hidroxidul de crom (III) obținut în acest mod, spre deosebire de oxidul corespunzător, interacționează ușor cu acizii și bazele, adică. prezintă proprietăți amfotere:

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

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

Când Cr (OH) 3 este fuzionat cu alcalii, se obțin metacromiți și ortocromiți:

Cr(OH)3 + KOH = KCrO2 (metacromit K)+ 2H2O

Cr(OH)3 + KOH = K3CrO3 (ortocromit K)+ 3H2O

compuși ai cromului (VI).

oxid de crom (VI) - CrO 3 - substanță cristalină roșie închisă, foarte solubilă în apă - un oxid acid tipic. Acest oxid corespunde la doi acizi:

CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 CrO 4 (acid cromic - format cu exces de apă)

CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 Cr 2 O 7 (acidul dicromic - se formează la o concentrație mare de oxid de crom (3)).

Oxidul de crom (6) este un agent oxidant foarte puternic, prin urmare interacționează puternic cu substanțele organice:

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

De asemenea, oxidează iodul, sulful, fosforul, cărbunele:

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

Când este încălzit la 250 0 C, oxidul de crom (6) se descompune:

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

Oxidul de crom (6) poate fi obținut prin acțiunea acidului sulfuric concentrat asupra cromaților și dicromaților solizi:

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

Acizi cromici și dicromici.

Acizii cromici și dicromici există numai în soluții apoase, formează săruri stabile, respectiv cromați și dicromați. Cromații și soluțiile lor sunt galbene, dicromații sunt portocalii.

Ionii de cromat - CrO 4 2- și dicromat - Ionii de Cr2O 7 2- trec cu ușurință unul în celălalt atunci când mediul soluției se schimbă

În mediul acid al soluției, cromații se transformă în dicromați:

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

Într-un mediu alcalin, dicromații se transformă în cromați:

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

Când este diluat, acidul dicromic devine acid cromic:

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

Dependența proprietăților compușilor cromului de gradul de oxidare.

Starea de oxidare
Natura oxidului	de bază	amfoter	acid
Hidroxid		Cr(OH)3-H3Cr03
Natura hidroxidului	de bază	amfoter	acid
→ slăbirea proprietăților de bază și întărirea acidului →

Proprietățile redox ale compușilor cromului.

Reacții în mediu acid.

Într-un mediu acid, compușii Cr +6 se transformă în compuși Cr +3 sub acțiunea agenților reducători: 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

Reacții în mediu alcalin.

Într-un mediu alcalin, compușii de crom Cr +3 sunt transformați în compuși Cr +6 sub acțiunea agenților oxidanți: 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