Krom oksidin optik özellikleri 3. Doğada krom ve endüstriyel ekstraksiyonu

Kromun keşfi, tuzların ve minerallerin kimyasal-analitik çalışmalarının hızlı gelişim dönemine aittir. Rusya'da kimyagerler, Sibirya'da bulunan ve Batı Avrupa'da neredeyse bilinmeyen minerallerin analizine özel bir ilgi gösterdiler. Bu minerallerden biri, Lomonosov tarafından tanımlanan Sibirya kırmızı kurşun cevheri (krokoit) idi. Mineral araştırıldı, ancak içinde kurşun, demir ve alüminyum oksitlerden başka bir şey bulunamadı. Bununla birlikte, 1797'de Vauquelin, ince öğütülmüş bir mineral örneğini potasyumla kaynatarak ve kurşun karbonatı çökelterek, turuncu-kırmızı bir çözelti elde etti. Bu çözeltiden, bilinen tüm metallerden farklı bir oksit ve bir serbest metalin izole edildiği yakut kırmızısı bir tuzu kristalleştirdi. Vauquelin onu aradı Krom ( Krom ) Yunanca kelimeden- renklendirme, renk; Doğru, burada kastedilen metalin özelliği değil, parlak renkli tuzlarıydı..

Doğada bulmak.

Pratik öneme sahip en önemli krom cevheri, yaklaşık bileşimi FeCrO ​​​​4 formülüne karşılık gelen kromittir.

Küçük Asya'da, Urallarda, Kuzey Amerika'da, Güney Afrika'da bulunur. Yukarıda bahsedilen mineral krokoit - PbCrO 4 - ayrıca teknik öneme sahiptir. Krom oksit (3) ve diğer bazı bileşikleri de doğada bulunur. Yerkabuğunda metal cinsinden krom içeriği %0.03'tür. Krom Güneş'te, yıldızlarda, meteorlarda bulunur.

Fiziksel özellikler.

Krom beyaz, sert ve kırılgan bir metal olup, asitlere ve alkalilere karşı kimyasal olarak son derece dirençlidir. Havada oksitlenir ve yüzeyinde ince, şeffaf bir oksit filmi bulunur. Krom 7.1 g/cm3 yoğunluğa sahiptir, erime noktası +1875 0 C'dir.

Fiş.

Krom demir cevherinin kömürle güçlü bir şekilde ısıtılmasıyla, krom ve demir azalır:

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

Bu reaksiyonun bir sonucu olarak, yüksek mukavemet ile karakterize edilen demir ile bir krom alaşımı oluşur. Saf krom elde etmek için, alüminyum ile krom(3) oksitten indirgenir:

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

Bu işlemde genellikle iki oksit kullanılır - Cr 2 O 3 ve CrO 3

Kimyasal özellikler.

Krom yüzeyini kaplayan ince koruyucu oksit film sayesinde agresif asitlere ve alkalilere karşı oldukça dayanıklıdır. Krom, konsantre nitrik ve sülfürik asitlerin yanı sıra fosforik asit ile reaksiyona girmez. Krom, alkalilerle t=600-700 o C'de etkileşir. Ancak krom, seyreltik sülfürik ve hidroklorik asitlerle etkileşime girerek hidrojenin yerini alır:

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

Yüksek sıcaklıklarda, krom oksit(III) oluşturmak için oksijende yanar.

Sıcak krom su buharı ile reaksiyona girer:

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

Krom ayrıca yüksek sıcaklıklarda halojenlerle, halojenlerle hidrojenler, kükürt, azot, fosfor, kömür, silikon, bor ile reaksiyona girer, örneğin:

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

Kromun yukarıdaki fiziksel ve kimyasal özellikleri, uygulamalarını Çeşitli bölgeler Bilim ve Teknoloji. Örneğin, krom ve alaşımları, makine mühendisliğinde yüksek mukavemetli, korozyona dayanıklı kaplamalar elde etmek için kullanılır. Metal kesme aletleri olarak ferrokrom formundaki alaşımlar kullanılmaktadır. Krom kaplı alaşımlar, tıbbi teknolojide, kimyasal işlem ekipmanlarının imalatında uygulama bulmuştur.

Kimyasal elementlerin periyodik tablosunda kromun konumu:

Krom, periyodik elementler sisteminin VI. grubunun yan alt grubuna başkanlık eder. Elektronik formülü aşağıdaki gibidir:

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

Yörüngeleri krom atomundaki elektronlarla doldururken, 4S orbitalinin önce 4S 2 durumuna doldurulması gerektiğine göre düzenlilik ihlal edilir. Ancak 3d orbitalinin krom atomunda daha uygun bir enerji pozisyonu işgal etmesi nedeniyle 4d 5 değerine kadar doldurulur. Böyle bir fenomen, ikincil alt grupların diğer bazı elementlerinin atomlarında gözlenir. Krom, +1 ila +6 arasında oksidasyon durumları sergileyebilir. En kararlı olanı, +2, +3, +6 oksidasyon durumlarına sahip krom bileşikleridir.

İki değerli krom bileşikleri.

Krom oksit (II) CrO - piroforik siyah toz (piroforik - ince bölünmüş halde havada tutuşma yeteneği). CrO seyreltik hidroklorik asitte çözünür:

CrO + 2HCl = CrCl2 + H2O

Havada, 100 0 C'nin üzerinde ısıtıldığında CrO, Cr 2 O 3'e dönüşür.

İki değerli krom tuzları, krom metalinin asitlerde çözülmesiyle oluşturulur. Bu reaksiyonlar, aktif olmayan bir gazın (örneğin, H 2) atmosferinde gerçekleşir, çünkü hava varlığında, Cr(II) kolayca Cr(III)'e oksitlenir.

Krom hidroksit, bir alkali çözeltinin krom (II) klorür üzerindeki etkisiyle sarı bir çökelti şeklinde elde edilir:

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

Cr(OH) 2 bazik özelliklere sahiptir, indirgeyici ajandır. Hidratlı Cr2+ iyonu soluk mavi renktedir. Sulu bir CrCl2 çözeltisi mavi bir renge sahiptir. Havada sulu çözeltilerde Cr(II) bileşikleri Cr(III) bileşiklerine dönüşür. Bu özellikle Cr(II) hidroksit için belirgindir:

4Cr(OH) 2 + 2H20 + O 2 = 4Cr(OH) 3

Üç değerlikli krom bileşikleri.

Krom oksit (III) Cr 2 O 3, ateşe dayanıklı yeşil bir tozdur. Sertliği korunduma yakındır. Laboratuvarda amonyum dikromat ısıtılarak elde edilebilir:

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

Cr 2 O 3 - amfoterik oksit, alkalilerle kaynaştığında kromitler oluşturur: Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O

Krom hidroksit ayrıca amfoterik bir bileşiktir:

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

Susuz CrCl 3 koyu mor yaprak görünümündedir, soğuk suda tamamen çözünmez ve kaynatıldığında çok yavaş çözünür. Susuz krom sülfat (III) Cr 2 (SO 4) 3 Pembe renk ayrıca suda az çözünür. İndirgeyici ajanların varlığında mor krom sülfat Cr 2 (SO 4) 3 * 18H 2 O oluşturur. Daha az miktarda su içeren yeşil krom sülfat hidratlar da bilinmektedir. Krom şap KCr(SO 4) 2 *12H 2 O, mor krom sülfat ve potasyum sülfat içeren çözeltilerden kristalleşir. Bir kromik şap çözeltisi, sülfat oluşumu nedeniyle ısıtıldığında yeşile döner.

Krom ve bileşikleri ile reaksiyonlar

Hemen hemen tüm krom bileşikleri ve çözeltileri yoğun renklidir. Renksiz bir çözeltiye veya beyaz bir çökeltiye sahip olarak, yüksek bir olasılıkla kromun bulunmadığı sonucuna varabiliriz.

1. Bir bıçağın ucuna sığacak kadar potasyum dikromatı porselen bir kap üzerinde bir brülörün alevinde kuvvetlice ısıtıyoruz. Tuz, kristalleşme suyunu salmaz, ancak koyu bir sıvı oluşumuyla yaklaşık 400 0 C'lik bir sıcaklıkta erir. Güçlü bir ateşte birkaç dakika daha ısıtalım. Soğuduktan sonra, parça üzerinde yeşil bir çökelti oluşur. Bir kısmı suda çözünür (sarıya döner), diğer kısmı kırıkta kalır. Tuz ısıtıldığında ayrışır ve çözünür sarı potasyum kromat K 2 CrO 4 ve yeşil Cr 2 O 3 oluşumuyla sonuçlanır.
2. 3 g toz potasyum dikromatı 50 ml suda eritin. Bir kısma biraz potasyum karbonat ekleyin. CO2 salınımı ile çözülecek ve çözeltinin rengi açık sarı olacaktır. Kromat, potasyum dikromattan oluşur. Şimdi porsiyonlar halinde %50'lik bir sülfürik asit çözeltisi eklersek, bikromatın kırmızı-sarı rengi tekrar görünecektir.
3. 5 ml'lik bir test tüpüne dökün. potasyum dikromat çözeltisi, taslak altında 3 ml konsantre hidroklorik asit ile kaynatın. Sarı-yeşil zehirli gaz klor çözeltiden salınır, çünkü kromat HCl'yi Cl 2 ve H 2 O'ya oksitleyecektir. Kromatın kendisi yeşil üç değerlikli krom klorüre dönüşecektir. Çözeltiyi buharlaştırarak ve daha sonra soda ve nitrat ile kaynaştırılarak kromata dönüştürülerek izole edilebilir.
4. Bir kurşun nitrat çözeltisi eklendiğinde sarı kurşun kromat çöker; bir gümüş nitrat çözeltisi ile etkileşime girdiğinde, kırmızı-kahverengi bir gümüş kromat çökeltisi oluşur.
5. Bir potasyum bikromat çözeltisine hidrojen peroksit ekleyin ve çözeltiyi sülfürik asit ile asitlendirin. Çözelti, krom peroksit oluşumu nedeniyle koyu mavi bir renk alır. Peroksit, bir miktar eter ile çalkalandığında organik bir çözücüye dönüşecek ve maviye dönecektir. Bu reaksiyon kroma özeldir ve çok hassastır. Metal ve alaşımlardaki kromu tespit etmek için kullanılabilir. Her şeyden önce, metali çözmek gerekir. %30 sülfürik asit (hidroklorik asit de eklenebilir) ile uzun süreli kaynatma ile krom ve birçok çelik kısmen çözülür. Ortaya çıkan çözelti, krom (III) sülfat içerir. Tespit reaksiyonu yapabilmek için önce kostik soda ile nötralize ediyoruz. Fazla NaOH içinde çözünen ve yeşil sodyum kromit oluşturan gri-yeşil krom (III) hidroksit çökelir. Çözeltiyi süzün ve %30 hidrojen peroksit ekleyin. Isıtıldığında, kromit kromata oksitlendiğinden çözelti sararır. Asitleştirme, çözeltinin mavi rengine neden olur. Renkli bileşik, eter ile çalkalanarak ekstrakte edilebilir.

Krom iyonları için analitik reaksiyonlar.

1. 3-4 damla krom klorür CrCl3 çözeltisine, ilk çökelti eriyene kadar 2M NaOH çözeltisi ekleyin. Oluşan sodyum kromitin rengini not edin. Elde edilen çözeltiyi bir su banyosunda ısıtın. Ne oluyor?
2. 2-3 damla CrCl3 solüsyonuna eşit hacimde 8M NaOH solüsyonu ve 3-4 damla %3 H202 solüsyonu ekleyin. Reaksiyon karışımını bir su banyosunda ısıtın. Ne oluyor? Ortaya çıkan renkli çözelti nötralize edilirse, buna CH3COOH eklenir ve ardından Pb (NO 3) 2 olursa hangi çökelti oluşur?
3. 4-5 damla krom sülfat Cr 2 (SO 4) 3, IMH 2 SO 4 ve KMnO 4 solüsyonlarını bir test tüpüne dökün. Reaksiyon bölgesini bir su banyosunda birkaç dakika ısıtın. Çözeltinin rengindeki değişikliği not edin. Buna ne sebep oldu?
4. Nitrik asit ile asitlendirilmiş 3-4 damla K 2 Cr 2 O 7 çözeltisine 2-3 damla H 2 O 2 çözeltisi ilave edilerek karıştırılır. Ortaya çıkan çözeltinin mavi rengi, perkromik asit H2CrO 6'nın görünümünden kaynaklanmaktadır:

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

H 2 CrO 6'nın hızlı ayrışmasına dikkat edin:

2H 2 CrO 6 + 8H+ = 2Cr 3+ + 3O 2 + 6H 2 O
Mavi renk yeşil renk

Perkromik asit organik çözücülerde çok daha kararlıdır.

1. Nitrik asit ile asitleştirilmiş 3-4 damla K 2 Cr 2 O 7 çözeltisine 5 damla izoamil alkol, 2-3 damla H 2 O 2 çözeltisi ekleyin ve reaksiyon karışımını çalkalayın. Üstte yüzen organik çözücü tabakası parlak mavi renktedir. Renk çok yavaş soluyor. Organik ve sulu fazlarda H2CrO 6'nın stabilitesini karşılaştırın.
2. CrO4 2- ve Ba2+ iyonları etkileşime girdiğinde, sarı bir baryum kromat BaCrO 4 çökeltisi çöker.
3. Gümüş nitrat, CrO 4 2 iyonları ile gümüş kromatın tuğla kırmızısı çökeltisini oluşturur.
4. Üç test tüpü alın. Bir tanesine 5-6 damla K 2 Cr 2 O 7 solüsyonu, ikincisine aynı hacimde K 2 CrO 4 solüsyonu ve üçüncüsüne her iki solüsyondan üçer damla koyun. Daha sonra her tüpe üç damla potasyum iyodür çözeltisi ekleyin. Sonucu açıklayın. Çözeltiyi ikinci tüpte asitlendirin. Ne oluyor? Neden? Niye?

Krom bileşikleri ile eğlenceli deneyler

1. CuSO 4 ve K 2 Cr 2 O 7 karışımı alkali eklendiğinde yeşile, asit varlığında sarıya döner. 2 mg gliserolün az miktarda (NH 4) 2 Cr 2 O 7 ile ısıtılması ve ardından alkol eklenmesiyle, filtrasyondan sonra asit eklendiğinde sarıya dönen ve nötr veya alkalide yeşile dönen parlak yeşil bir çözelti elde edilir. orta.
2. Termit "yakut karışımı" ile kutunun ortasına yerleştirin - iyice öğütün ve Cr 2 O 3 (0.25 g) ilavesiyle Al 2 O 3 (4.75 g) alüminyum folyoya yerleştirin. Kavanozun daha uzun süre soğumaması için, üst kenarın altına kuma gömmek gerekir ve termit ateşlendikten ve reaksiyon başladıktan sonra, bir demir sac ile örtün ve kumla doldurun. Banka bir günde kazmak için. Sonuç, kırmızı-yakut bir tozdur.
3. 10 g potasyum bikromat, 5 g sodyum veya potasyum nitrat ve 10 g şeker ile ezilir. Karışım nemlendirilir ve kolodion ile karıştırılır. Toz bir cam tüp içinde sıkıştırılırsa ve ardından çubuk dışarı itilir ve uçtan ateşe verilirse, önce siyah ve soğuduktan sonra yeşil bir “yılan” sürünmeye başlayacaktır. 4 mm çapında bir çubuk saniyede yaklaşık 2 mm hızla yanar ve 10 kat uzar.
4. Bakır sülfat ve potasyum dikromat çözeltilerini karıştırırsanız ve biraz amonyak çözeltisi eklerseniz, 4СuCrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O bileşiminin amorf kahverengi bir çökeltisi düşer, bu da hidroklorik asitte sarı bir çözelti oluşturmak üzere çözülür ve amonyak fazla olduğunda yeşil bir çözelti elde edilir. Bu çözeltiye daha fazla alkol eklenirse, filtrasyondan sonra maviye dönüşen ve kuruduktan sonra, güçlü ışıkta açıkça görülebilen kırmızı parıltılı mavi-mor olan yeşil bir çökelti oluşacaktır.
5. “Volkan” veya “firavun yılanı” deneylerinden sonra kalan krom oksit yeniden üretilebilir. Bunu yapmak için, 8 g Cr2O3 ve 2 g Na2C03 ve 2.5 g KNO3'ü kaynaştırmak ve soğutulmuş alaşımı kaynar su ile işlemek gerekir. Orijinal amonyum dikromat dahil olmak üzere diğer Cr(II) ve Cr(VI) bileşiklerine de dönüştürülebilen çözünür kromat elde edilir.

Krom ve bileşiklerini içeren redoks geçişlerine örnekler

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 + 2Na2CrO 4 + 4H 2O
d) 2Na 2CrO 4 + 2HCl = Na 2Cr 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) 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 + H20 \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

Bir sanatçı olarak Chrome öğesi

Kimyagerler sıklıkla boyama için yapay pigmentler yaratma sorununa yöneldiler. 18. ve 19. yüzyıllarda, birçok resimsel materyal elde etme teknolojisi geliştirildi. 1797'de Sibirya kırmızı cevherinde daha önce bilinmeyen krom elementini keşfeden Louis Nicolas Vauquelin, yeni, oldukça kararlı bir boya hazırladı - krom yeşili. Kromoforu sulu krom (III) oksittir. "Zümrüt yeşili" adı altında 1837'de üretilmeye başlandı. Daha sonra, L. Vauquelen birkaç yeni boya önerdi: barit, çinko ve krom sarısı. Zamanla, kadmiyum bazlı daha kalıcı sarı, turuncu pigmentler ile değiştirildiler.

Krom yeşili, atmosferik gazlardan etkilenmeyen en dayanıklı ve ışığa dayanıklı boyadır. Yağa bulanmış krom yeşili, büyük bir örtücülüğe sahiptir ve bu nedenle 19. yüzyıldan beri çabuk kurur. resimde yaygın olarak kullanılır. Porselen boyamada büyük önem taşır. Gerçek şu ki, porselen ürünler hem sır altı hem de sır üstü boyama ile süslenebilir. İlk durumda, boyalar sadece hafif pişirilmiş bir ürünün yüzeyine uygulanır ve daha sonra bir sır tabakası ile kaplanır. Bunu ana, yüksek sıcaklıkta pişirme takip eder: porselen kütlesinin sinterlenmesi ve sırın eritilmesi için ürünler 1350 - 1450 0 С'ye ısıtılır. Yüksek sıcaklıkçok az boya kimyasal değişikliklere dayanabilir ve eski günlerde bu tür sadece iki boya vardı - kobalt ve krom. Porselen bir nesnenin yüzeyine uygulanan siyah kobalt oksit, fırınlama sırasında sırla birleşir ve onunla kimyasal olarak etkileşime girer. Sonuç olarak, parlak mavi kobalt silikatlar oluşur. Bu kobalt mavisi porselen eşya herkes tarafından iyi bilinir. Krom oksit (III), sırın bileşenleri ile kimyasal olarak etkileşime girmez ve basitçe porselen kırıkları ile "sağır" bir tabaka ile şeffaf sır arasında yer alır.

Sanatçılar krom yeşile ek olarak Volkonskoite'den elde edilen boyaları kullanırlar. Montmorillonit grubundan (karmaşık silikatlar Na (Mo, Al), Si 4 O 10 (OH) 2) alt sınıfının bir kil minerali olan bu mineral, 1830'da Rus mineralog Kemmerer tarafından keşfedildi ve kızı M.N. Volkonskaya'nın adını aldı. Borodino Savaşı kahramanı, Decembrist S. G.'nin karısı General N N. Raevsky Volkonsky Volkonskoite,% 24'e kadar krom oksit ve ayrıca alüminyum ve demir oksitleri (III) içeren bir kildir. kararmış bir kış köknarının renginden bir bataklık kurbağasının parlak yeşil rengine.

Pablo Picasso, boyaya benzersiz bir taze ton veren Volkonskoite rezervlerini inceleme isteği ile ülkemizin jeologlarına döndü. Şu anda yapay wolkonskoit elde etmek için bir yöntem geliştirilmiştir. Modern araştırmalara göre, Rus ikon ressamlarının “resmi” keşfinden çok önce, Orta Çağ kadar erken bir tarihte bu malzemeden boyalar kullandıklarını belirtmek ilginçtir. Suyun bir kısmının kimyasal olarak bağlandığı ve bir kısmının adsorbe edildiği bir krom oksit Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O hidratı olan Guinier'in yeşili (1837'de yaratıldı), sanatçılar arasında da popülerdi. Bu pigment, boyaya zümrüt rengi bir renk verir.

site, materyalin tamamen veya kısmen kopyalanmasıyla, kaynağa bir bağlantı gereklidir.

krom - kimyasal element atom numarası 24 olan. Sert, parlak, iyi cilalanan ve kararmayan çelik grisi bir metaldir. Paslanmaz çelik gibi alaşımlarda ve kaplama olarak kullanılır. İnsan vücudu şekeri metabolize etmek için az miktarda üç değerlikli krom gerektirir, ancak Cr(VI) oldukça zehirlidir.

Krom(III) oksit ve kurşun kromat gibi çeşitli krom bileşikleri parlak renklidir ve boyalarda ve pigmentlerde kullanılır. Bir yakutun kırmızı rengi, bu kimyasal elementin varlığından kaynaklanmaktadır. Bazı maddeler, özellikle sodyum, organik bileşikleri oksitlemek için ve (sülfürik asitle birlikte) laboratuvar cam eşyalarını temizlemek için kullanılan oksitleyici maddelerdir. Ayrıca manyetik bant üretiminde krom oksit (VI) kullanılmaktadır.

Keşif ve etimoloji

Krom kimyasal elementinin keşif tarihi aşağıdaki gibidir. 1761 yılında Johann Gottlob Lehmann Ural Dağları'nda turuncu-kırmızı bir mineral bulmuş ve ona "Sibirya kırmızı kurşunu" adını vermiştir. Yanlışlıkla selenyum ve demir içeren bir kurşun bileşiği olarak tanımlansa da, malzeme aslında kurşun kromattı. kimyasal formül PbCrO 4 . Bugün kroconte minerali olarak bilinir.

1770'de Peter Simon Pallas, Leman'ın çok yoğun bir kırmızı kurşun minerali bulduğu yeri ziyaret etti. faydalı özellikler boyalarda pigment. Sibirya kırmızısı kurşunun boya olarak kullanımı hızla gelişti. Ek olarak, kroconte'den gelen parlak sarı moda oldu.

1797'de Nicolas-Louis Vauquelin kırmızı numuneler elde etti. Kimyasal bir element olarak krom, 1798'de izole edildi. Vauquelin, oksidi kömürle ısıtarak elde etti. Ayrıca yakut ve zümrüt gibi değerli taşlarda krom izlerini de tespit edebildi.

1800'lerde Cr daha çok boyalarda ve deri tuzlarında kullanılıyordu. Günümüzde metalin %85'i alaşımlarda kullanılmaktadır. Geri kalanı kimya sanayinde, refrakter malzeme üretiminde ve döküm sanayinde kullanılmaktadır.

Krom kimyasal elementinin telaffuzu, ondan elde edilebilecek birçok renkli bileşik nedeniyle "renk" anlamına gelen Yunanca χρῶμα'ya karşılık gelir.

Madencilik ve üretim

Eleman kromitten yapılmıştır (FeCr 2 O 4). Dünyadaki bu cevherin yaklaşık yarısı Güney Afrika'da çıkarılıyor. Ayrıca Kazakistan, Hindistan ve Türkiye de başlıca üreticileridir. Yeterince keşfedilmiş kromit yatakları var, ancak coğrafi olarak Kazakistan ve Güney Afrika'da yoğunlaşıyorlar.

Doğal krom metal birikintileri nadirdir, ancak vardır. Örneğin, Rusya'daki Udachnaya madeninde mayınlı. Elmas açısından zengindir ve indirgeyici ortam saf krom ve elmasların oluşmasına yardımcı olmuştur.

Metalin endüstriyel üretimi için kromit cevherleri erimiş alkali (kostik soda, NaOH) ile işlenir. Bu durumda, karbon tarafından Cr203 okside indirgenen sodyum kromat (Na2CrO 4) oluşur. Metal, oksidin alüminyum veya silikon varlığında ısıtılmasıyla elde edilir.

2000 yılında, yaklaşık 15 Mt kromit cevheri çıkarıldı ve 4 Mt ferrokrom, %70 krom-demir olarak işlendi ve tahmini piyasa değeri 2,5 milyar ABD Doları'ydı.

Temel özellikleri

Krom kimyasal elementinin özelliği, periyodik tablonun dördüncü periyodunun bir geçiş metali olması ve vanadyum ile manganez arasında yer almasıdır. VI grubuna dahildir. 1907 °C sıcaklıkta erir. Oksijen varlığında, krom hızla metali oksijenle daha fazla etkileşimden koruyan ince bir oksit tabakası oluşturur.

Geçiş elementi olarak maddelerle çeşitli oranlarda reaksiyona girer. Böylece içinde bulunduğu bileşikleri oluşturur. çeşitli dereceler oksidasyon. Krom, +2, +3 ve +6 temel durumlarına sahip kimyasal bir elementtir ve bunların arasında +3 en kararlıdır. Ek olarak, nadir durumlarda +1, +4 ve +5 durumları gözlenir. +6 oksidasyon durumundaki krom bileşikleri güçlü oksitleyici ajanlardır.

Krom ne renk? Kimyasal element yakut rengi verir. Kullanılan Cr 2 O 3, "krom yeşili" adı verilen bir pigment olarak da kullanılır. Tuzları camı zümrüt yeşili renginde renklendirir. Krom, varlığı yakut kırmızısı yapan kimyasal bir elementtir. Bu nedenle sentetik yakut üretiminde kullanılır.

izotoplar

Krom izotoplarının atom ağırlıkları 43 ila 67 arasındadır. Tipik olarak, bu kimyasal element üç kararlı formdan oluşur: 52 Cr, 53 Cr ve 54 Cr. Bunlardan 52 Cr en yaygın olanıdır (tüm doğal kromun %83.8'i). Ek olarak, 50 Cr'nin en kararlı olduğu ve yarı ömrü 1.8 x 10 17 yılı aşan 19 radyoizotop tanımlanmıştır. 51 Cr'nin yarılanma ömrü 27.7 gündür ve diğer tüm radyoaktif izotoplar için 24 saati geçmez ve çoğu için bir dakikadan az sürer. Öğenin ayrıca iki meta durumu vardır.

Yerkabuğundaki krom izotopları, kural olarak, jeolojide uygulama bulan manganez izotoplarına eşlik eder. 53 Cr, 53 Mn'nin radyoaktif bozunması sırasında oluşur. Mn/Cr izotop oranı, diğer erken tarih ipuçlarını pekiştiriyor Güneş Sistemi. 53 Cr/ 52 Cr ve Mn/Cr oranlarının farklı göktaşlarından değişmesi, güneş sisteminin oluşumundan hemen önce yeni atom çekirdeklerinin oluştuğunu kanıtlamaktadır.

Kimyasal element krom: özellikleri, bileşiklerin formülü

Seskioksit olarak da bilinen krom oksit (III) Cr 2 O 3, bu kimyasal elementin dört oksitinden biridir. Kromitten elde edilir. Yeşil bileşik, emaye ve cam boyama için bir pigment olarak kullanıldığında yaygın olarak "krom yeşili" olarak adlandırılır. Oksit, asitlerde, tuzlar oluşturarak ve erimiş alkalilerde, kromitlerde çözülebilir.

potasyum bikromat

K 2 Cr 2 O 7 güçlü bir oksitleyici ajandır ve organiklerden laboratuvar cam ürünleri için temizlik maddesi olarak tercih edilir. Bunun için doymuş çözeltisi kullanılır, ancak bazen, ikincisinin daha yüksek çözünürlüğüne bağlı olarak sodyum dikromat ile değiştirilir. Ek olarak, organik bileşiklerin oksidasyon sürecini düzenleyebilir, birincil alkolü aldehite ve ardından karbondioksite dönüştürebilir.

Potasyum dikromat, krom dermatitine neden olabilir. Krom, muhtemelen, kronik ve tedavisi zor olan, özellikle ellerde ve önkollarda dermatit gelişimine yol açan duyarlılığın nedenidir. Diğer Cr(VI) bileşikleri gibi potasyum bikromat da kanserojendir. Eldiven ve uygun koruyucu ekipman ile ele alınmalıdır.

Kromik asit

Bileşik varsayımsal yapıya sahiptir H 2 CrO 4 . Ne kromik ne de dikromik asitler doğal olarak bulunmazlar, ancak anyonları çeşitli maddeler. Satışta bulunabilen "kromik asit" aslında asit anhidriti - CrO 3 trioksittir.

Kurşun (II) kromat

PbCrO 4 parlak sarı bir renge sahiptir ve pratik olarak suda çözünmez. Bu nedenle "sarı taç" adı altında renklendirici pigment olarak uygulama bulmuştur.

Cr ve beş değerlikli bağ

Krom, beş değerlikli bağlar oluşturma yeteneği ile ayırt edilir. Bileşik, Cr(I) ve bir hidrokarbon radikali tarafından oluşturulur. İki krom atomu arasında beş değerlikli bir bağ oluşur. Formülü Ar-Cr-Cr-Ar olarak yazılabilir, burada Ar belirli bir aromatik gruptur.

Başvuru

Krom, özellikleri kendisine birçok şey sağlayan kimyasal bir elementtir. Çeşitli seçenekler uygulamalardan bazıları aşağıda listelenmiştir.

Metallere korozyona karşı direnç ve parlak bir yüzey kazandırır. Bu nedenle krom, örneğin çatal bıçak takımlarında kullanılan paslanmaz çelik gibi alaşımlara dahil edilir. Krom kaplama için de kullanılır.

Krom, çeşitli reaksiyonlar için bir katalizördür. Tuğla pişirmek için kalıp yapmak için kullanılır. Tuzları cildi bronzlaştırır. Potasyum bikromat, alkoller ve aldehitler gibi organik bileşikleri oksitlemek ve laboratuvar cam eşyalarını temizlemek için kullanılır. Kumaş boyama için fiksaj maddesi görevi görür ve fotoğraf ve fotoğraf baskısında da kullanılır.

CrO 3, demir oksit filmlerden daha iyi özelliklere sahip manyetik bantlar (örneğin, ses kaydı için) yapmak için kullanılır.

Biyolojideki rolü

Üç değerlikli krom, insan vücudundaki şeker metabolizması için gerekli olan kimyasal bir elementtir. Buna karşılık, altı değerlikli Cr oldukça toksiktir.

İhtiyati önlemler

Krom metal ve Cr(III) bileşikleri genellikle sağlığa zararlı olarak kabul edilmez, ancak Cr(VI) içeren maddeler yutulduğunda veya solunduğunda toksik olabilir. Bu maddelerin çoğu gözleri, cildi ve mukoza zarlarını tahriş eder. Kronik maruziyette krom(VI) bileşikleri uygun şekilde tedavi edilmezse göz hasarına neden olabilir. Ayrıca, bilinen bir kanserojendir. Bu kimyasal elementin öldürücü dozu yaklaşık yarım çay kaşığıdır. Dünya Sağlık Örgütü'nün tavsiyelerine göre, vücutta izin verilen maksimum Cr (VI) konsantrasyonu içme suyu litre başına 0.05 mg'dır.

Krom bileşikleri boyalarda ve deri tabaklamada kullanıldığı için genellikle toprakta ve toprakta bulunur. yeraltı suyuçevre temizliği ve restorasyonu gerektiren terk edilmiş endüstriyel tesisler. Cr(VI) içeren astar hala havacılık ve otomotiv endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Eleman Özellikleri

Ana fiziksel özellikler krom aşağıdaki gibidir:

• Atom numarası: 24.
• Atom ağırlığı: 51.996.
• Erime noktası: 1890 °C.
• Kaynama noktası: 2482 °C.
• Oksidasyon durumu: +2, +3, +6.
• Elektron konfigürasyonu: 3d 5 4s 1 .

makalenin içeriği

KROM– (Krom) Cr, 6(VIb) grubundan bir kimyasal element Periyodik sistem. Atom numarası 24, atom kütlesi 51.996. 42 Cr ila 66 Cr arasında bilinen 24 krom izotopu vardır. 52 Cr, 53 Cr, 54 Cr izotopları stabildir. Doğal kromun izotopik bileşimi: 50 Cr (yarı ömür 1.8 10 17 yıl) - %4.345, 52 Cr - %83.489, 53 Cr - %9.501, 54 Cr - %2,365. Ana oksidasyon durumları +3 ve +6'dır.

1761'de kimya profesörü Petersburg Üniversitesi Ural Dağları'nın doğu eteklerinde Berezovsky madeninde bulunan Johann Gottlob Lehmann, toz haline getirildiğinde parlak sarı bir renk veren harika bir kırmızı mineral keşfetti. 1766'da Leman, mineral örneklerini St. Petersburg'a getirdi. Kristalleri hidroklorik asitle işlemden geçirdikten sonra içinde kurşun bulduğu beyaz bir çökelti elde etti. Leman minerali Sibirya kırmızı kurşunu (plomb rouge de Sibérie) olarak adlandırdı, şimdi bunun krokoit olduğu biliniyor (Yunanca "krokos" - safrandan) - doğal kurşun kromat PbCrO 4.

Alman gezgin ve doğa bilimci Peter Simon Pallas (1741-1811), St. Petersburg Bilimler Akademisi'nin Rusya'nın orta bölgelerine seferine öncülük etti ve 1770'de Berezovsky madeni de dahil olmak üzere Güney ve Orta Uralları ziyaret etti ve Lehman gibi oldu. krokoite ilgi duyuyor. Pallas şunları yazdı: “Bu şaşırtıcı kırmızı kurşun minerali başka hiçbir tortuda bulunmaz. Toz haline getirildiğinde sararır ve minyatür sanatında kullanılabilir. Berezovsky madeninden Avrupa'ya krokoit tesliminin nadir ve zorluğuna rağmen (neredeyse iki yıl sürdü), mineralin bir renklendirici madde olarak kullanılması takdir edildi. 17. yüzyılın sonunda Londra ve Paris'te. tüm soylular ince öğütülmüş krokoit ile boyanmış arabalara bindi, ayrıca Avrupa'daki birçok mineralojik dolabın koleksiyonlarına Sibirya kırmızı kurşununun en iyi örnekleri eklendi.

1796'da, Paris Mineraloji Okulu'nda kimya profesörü olan Nicolas-Louis Vauquelin'e (1763-1829) bir krokoit örneği geldi ve minerali analiz etti, ancak içinde kurşun, demir ve alüminyum oksitler dışında hiçbir şey bulamadı. Sibirya kırmızı kurşunu çalışmasına devam eden Vauquelin, minerali bir potas çözeltisi ile kaynattı ve beyaz kurşun karbonat çökeltisini ayırdıktan sonra, bilinmeyen bir tuzun sarı bir çözeltisini elde etti. Kurşun tuzu ile işlendiğinde, cıva tuzu ile kırmızı olan sarı bir çökelti oluştu ve kalay klorür eklendiğinde çözelti yeşile döndü. Krokoiti mineral asitlerle ayrıştırarak, buharlaşması yakut kırmızısı kristaller veren bir "kırmızı kurşun asit" çözeltisi elde etti (şimdi bunun kromik anhidrit olduğu açıktır). Onları bir grafit pota içinde kömürle kalsine ettikten sonra, reaksiyondan sonra, o zamana kadar bilinmeyen bir metalin çok sayıda gri iğne şeklinde kristalini keşfetti. Vauquelin, metalin yüksek refrakterliğini ve asitlere karşı direncini belirtti.

Vauquelin, oluşturduğu çok renkli bileşikler nedeniyle yeni element kromu (Yunanca crwma - renk, renkten) olarak adlandırdı. Vauquelin, araştırmasına dayanarak ilk kez bazılarının zümrüt renginin değerli taşlarİçlerindeki krom bileşiklerinin karışımından dolayı. Örneğin, doğal zümrüt, alüminyumun kısmen krom ile değiştirildiği koyu yeşil renkli bir berildir.

Büyük olasılıkla, Vauquelin saf metal değil, elde edilen kristallerin iğne benzeri şekliyle kanıtlandığı gibi karbürlerini elde etti, ancak Paris Bilimler Akademisi yine de yeni bir elementin keşfini kaydetti ve şimdi Vauquelin haklı olarak metalin keşfi olarak kabul ediliyor. 24 numaralı eleman.

Yuri Krutyakov

krom oksit(II) ve krom(II) hidroksit baziktir

Cr(OH)+2HCl→CrCl+2H20

Krom(II) bileşikleri güçlü indirgeyici maddelerdir; atmosferik oksijenin etkisi altında bir krom(III) bileşiğine dönüşür.

2CrCl+ 2HCl → 2CrCl+ H

4Cr(OH)+O+ 2H2O→4Cr(OH)

krom oksit(III) CrO yeşil, suda çözünmeyen bir tozdur. Krom(III) hidroksit veya potasyum ve amonyum dikromatların kalsine edilmesiyle elde edilebilir:

2Cr(OH)-→CrO+ 3H O

4KCrO-→ 2CrO + 4KCrO + 3O

(NH)CrO-→ CrO+ N+ H O

Konsantre asit ve alkali çözeltileri ile etkileşime girmek zordur:

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

Krom (III) hidroksit Cr (OH) 3, alkalilerin krom (III) tuzlarının çözeltileri üzerindeki etkisiyle elde edilir:

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

Krom hidroksit (III), alındığında alkalinin yetersiz olarak alınması gereken gri-yeşil bir çökeltidir. Bu şekilde elde edilen krom (III) hidroksit, karşılık gelen oksitten farklı olarak asitler ve alkaliler ile kolayca etkileşime girer, yani. amfoterik özellikler gösterir:

Cr (OH) 3 + 3HNO3 \u003d Cr (NO 3) 3 + 3H20

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

Cr (OH) 3 alkalilerle kaynaştığında metakromitler ve ortokromitler elde edilir:

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

Cr(OH) 3 + KOH = K3 CrO 3 (ortokromit K)+ 3H2O

Krom bileşikleri(VI).

krom oksit (VI) - CrO 3 - koyu kırmızı kristalli madde, suda yüksek oranda çözünür - tipik bir asit oksit. Bu oksit iki aside karşılık gelir:

CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 CrO 4 (kromik asit - fazla su ile oluşur)

CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 Cr 2 O 7 (dikromik asit - yüksek bir krom oksit konsantrasyonunda oluşur (3)).

Krom oksit (6) çok güçlü bir oksitleyici ajandır, bu nedenle organik maddelerle kuvvetli bir şekilde etkileşime girer:

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

Ayrıca iyot, kükürt, fosfor, kömürü oksitler:

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

250 0 C'ye ısıtıldığında, krom oksit (6) ayrışır:

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

Krom oksit (6), konsantre sülfürik asidin katı kromatlar ve dikromatlar üzerindeki etkisiyle elde edilebilir:

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

Kromik ve dikromik asitler.

Kromik ve dikromik asitler sadece sulu çözeltilerde bulunur, sırasıyla kromatlar ve dikromatlar olmak üzere kararlı tuzlar oluştururlar. Kromatlar ve çözeltileri sarı, dikromatlar turuncudur.

Kromat - CrO 4 2- iyonları ve dikromat - Cr2O 7 2- iyonları çözelti ortamı değiştiğinde kolayca birbirine geçer

Çözeltinin asidik ortamında kromatlar dikromatlara dönüşür:

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

Alkali bir ortamda dikromatlar kromatlara dönüşür:

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

Seyreltildiğinde, dikromik asit kromik asit olur:

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

Krom bileşiklerinin özelliklerinin oksidasyon derecesine bağımlılığı.

Paslanma durumu
Oksidin doğası	temel	amfoterik	asit
Hidroksit		Cr(OH)3 - H3 CrO3
Hidroksitin doğası	temel	amfoterik	asit
→ bazik özelliklerin zayıflaması ve asidiklerin güçlendirilmesi →

Krom bileşiklerinin redoks özellikleri.

Asit ortamında reaksiyonlar.

Asidik bir ortamda Cr +6 bileşikleri indirgeyici ajanların etkisi altında Cr +3 bileşiklerine dönüşür: 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

2Kr +6 + 6e → 2Kr +3

Alkali ortamda reaksiyonlar.

Alkali bir ortamda, Cr +3 krom bileşikleri oksitleyici ajanların etkisi altında Cr +6 bileşiklerine dönüştürülür: J2, Br2, Cl2, Ag2O, KClO3, H2O2, KMnO4:

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

Kr +3 - 3e → Kr +6