Xrom oksidining optik xossalari 3. Xrom tabiatda va uning sanoatda olinishi

Xromning kashf etilishi tuzlar va minerallarning kimyoviy va analitik tadqiqotlarining jadal rivojlanishi davriga to'g'ri keladi. Rossiyada kimyogarlar Sibirda topilgan va G'arbiy Evropada deyarli noma'lum bo'lgan minerallarni tahlil qilishga alohida qiziqish bildirishdi. Ushbu minerallardan biri Lomonosov tomonidan tasvirlangan Sibir qizil qo'rg'oshin rudasi (krokoit) edi. Mineral tekshirildi, ammo unda qo'rg'oshin, temir va alyuminiy oksidlaridan boshqa hech narsa topilmadi. Biroq, 1797 yilda Vaukelin mineralning mayda maydalangan namunasini kaliy bilan qaynatib, qo'rg'oshin karbonatini cho'ktirib, to'q sariq-qizil rangli eritma oldi. Ushbu eritmadan u yoqut-qizil tuzni kristallashtirdi, undan barcha ma'lum metallardan farqli oksid va erkin metall ajratildi. Voquelin uni chaqirdi Chromium ( Chrome ) yunoncha so'zdan- rang berish, rang berish; To'g'ri, bu erda metallning mulki emas, balki uning yorqin rangli tuzlari nazarda tutilgan.

Tabiatda bo'lish.

Amaliy ahamiyatga ega bo'lgan eng muhim xrom rudasi xromit bo'lib, uning taxminiy tarkibi FeCrO ​​4 formulasiga to'g'ri keladi.

U Kichik Osiyo, Urals, Shimoliy Amerika va janubiy Afrikada uchraydi. Yuqorida qayd etilgan mineral krokoit - PbCrO 4 ham texnik ahamiyatga ega. Xrom oksidi (3) va uning ba'zi boshqa birikmalari tabiatda ham uchraydi. Yer qobig'ida xromning metall miqdori 0,03% ni tashkil qiladi. Xrom Quyosh, yulduzlar va meteoritlarda topilgan.

Jismoniy xususiyatlar.

Xrom oq, qattiq va mo'rt metall bo'lib, kimyoviy jihatdan kislotalar va ishqorlarga juda chidamli. Havoda u oksidlanadi va sirtida oksidning ingichka shaffof plyonkasi mavjud. Xromning zichligi 7,1 g/sm3, erish nuqtasi +1875 0 S.

Kvitansiya.

Xrom temir rudasi ko'mir bilan kuchli qizdirilganda, xrom va temir kamayadi:

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

Ushbu reaksiya natijasida xrom-temir qotishmasi hosil bo'lib, u yuqori quvvat bilan ajralib turadi. Sof xromni olish uchun uni xrom(3) oksididan alyuminiy bilan qaytariladi:

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

Ushbu jarayonda odatda ikkita oksid ishlatiladi - Cr 2 O 3 va CrO 3

Kimyoviy xossalari.

Xrom yuzasini qoplagan yupqa himoya oksidi plyonkasi tufayli u agressiv kislotalar va ishqorlarga juda chidamli. Xrom konsentrlangan nitrat va sulfat kislotalar, shuningdek, fosfor kislotasi bilan reaksiyaga kirishmaydi. Xrom ishqorlar bilan t = 600-700 o S da reaksiyaga kirishadi. Biroq, xrom suyultirilgan sulfat va xlorid kislotalar bilan oʻzaro taʼsirlashib, vodorodni siqib chiqaradi:

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

Yuqori haroratlarda xrom kislorodda yonib, oksid (III) hosil qiladi.

Issiq xrom suv bug'lari bilan reaksiyaga kirishadi:

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

Yuqori haroratlarda xrom galogenlar bilan, galogen vodorod, oltingugurt, azot, fosfor, uglerod, kremniy, bor bilan ham reaksiyaga kirishadi, masalan:

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

Yuqoridagi jismoniy va Kimyoviy xossalari Chromium o'z qo'llanilishini topdi turli sohalar fan va texnologiya. Masalan, xrom va uning qotishmalaridan mashinasozlikda yuqori quvvatli, korroziyaga chidamli qoplamalar ishlab chiqariladi. Metall kesish asboblari sifatida ferroxrom shaklidagi qotishmalardan foydalaniladi. Xrom qotishmalari tibbiy texnologiyada va kimyoviy texnologik uskunalar ishlab chiqarishda qo'llanilishini topdi.

Xromning kimyoviy elementlarning davriy tizimidagi o'rni:

Xrom elementlar davriy sistemasining VI guruhining ikkilamchi kichik guruhini boshqaradi. Uning elektron formulasi quyidagicha:

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

Xrom atomidagi orbitallarni elektronlar bilan to'ldirishda 4S orbitalni birinchi navbatda 4S 2 holatiga to'ldirish kerak bo'lgan naqsh buziladi. Biroq, 3d orbital xrom atomida qulayroq energiya pozitsiyasini egallaganligi sababli, u 4d 5 qiymatiga to'ldiriladi. Bu hodisa ikkinchi darajali kichik guruhlarning ba'zi boshqa elementlarining atomlarida kuzatiladi. Xrom +1 dan +6 gacha oksidlanish darajasini ko'rsatishi mumkin. Eng barqarorlari oksidlanish darajasi +2, +3, +6 bo'lgan xrom birikmalaridir.

Ikki valentli xromning birikmalari.

Xrom (II) oksidi CrO - piroforik qora kukun (piroforlik - mayda maydalangan holatda havoda alangalanish qobiliyati). CrO suyultirilgan xlorid kislotada eriydi:

CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

Havoda 100 0 C dan yuqori qizdirilganda CrO Cr 2 O 3 ga aylanadi.

Ikki valentli xrom tuzlari xrom metall kislotalarda eritilganda hosil bo'ladi. Bu reaktsiyalar past faol gaz (masalan, H 2) atmosferasida sodir bo'ladi, chunki havo ishtirokida Cr(II) ning Cr(III) ga oksidlanishi oson kechadi.

Xrom gidroksid xrom (II) xloridga ishqor eritmasi ta'sirida sariq cho'kma shaklida olinadi:

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

Cr (OH) 2 asosiy xususiyatlarga ega va qaytaruvchi vositadir. Gidratlangan Cr2+ ioni och ko'k rangga ega. CrCl 2 ning suvli eritmasi ko'k rangga ega. Suvli eritmalardagi havoda Cr(II) birikmalari Cr(III) birikmalariga aylanadi. Bu, ayniqsa, Cr(II) gidroksidda yaqqol namoyon bo'ladi:

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

Uch valentli xrom birikmalari.

Xrom (III) oksidi Cr 2 O 3 - o'tga chidamli yashil kukun. Uning qattiqligi korundga yaqin. Laboratoriyada ammoniy bixromatni qizdirish orqali olish mumkin:

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

Cr 2 O 3 amfoter oksid, ishqorlar bilan birlashganda xromitlar hosil qiladi: Cr 2 O 3 + 2NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O

Xrom gidroksid ham amfoter birikma hisoblanadi:

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

Suvsiz CrCl 3 quyuq binafsharang barglarning ko'rinishiga ega, sovuq suvda butunlay erimaydi va qaynatilganda juda sekin eriydi. Suvsiz xrom (III) sulfat Cr 2 (SO 4) 3 Pushti rang, suvda ham yomon eriydi. Qaytaruvchi moddalar ishtirokida binafsha rangli xrom sulfat Cr 2 (SO 4) 3 *18H 2 O hosil qiladi. Kamroq suvli yashil xrom sulfat gidratlari ham ma'lum. Xrom alumi KCr(SO 4) 2 *12H 2 O binafsha rangli xrom sulfat va kaliy sulfat bo'lgan eritmalardan kristallanadi. Xrom alumining eritmasi sulfatlar hosil bo'lishi sababli qizdirilganda yashil rangga aylanadi.

Xrom va uning birikmalari bilan reaksiyalari

Deyarli barcha xrom birikmalari va ularning eritmalari intensiv rangga ega. Rangsiz eritma yoki oq cho'kma bo'lsa, biz yuqori ehtimollik bilan xrom yo'q degan xulosaga kelishimiz mumkin.

  1. Pichoqning uchiga sig'adigan kaliy dixromat miqdorini chinni idishda gorelka olovida kuchli qizdiraylik. Tuz kristallanish suvini chiqarmaydi, lekin qorong'i suyuqlik hosil qilish uchun taxminan 400 0 C haroratda eriydi. Yana bir necha daqiqa yuqori olovda qizdiramiz. Sovutgandan so'ng, parchada yashil cho'kma hosil bo'ladi. Keling, uning bir qismini suvda eritamiz (u sarg'ayadi), ikkinchi qismini esa bo'lakda qoldiramiz. Tuz qizdirilganda parchalanadi, natijada eruvchan sariq kaliy xromati K 2 CrO 4 va yashil Cr 2 O 3 hosil bo'ladi.
  2. 3 g kukunli kaliy bixromatni 50 ml suvda eritib oling. Bir qismga ozgina kaliy karbonat qo'shing. CO 2 chiqishi bilan eriydi va eritmaning rangi och sariq rangga aylanadi. Kaliy bixromatidan xromat hosil bo'ladi. Agar siz hozir 50% li sulfat kislota eritmasini qismlarga bo'lib qo'shsangiz, dixromatning qizil-sariq rangi yana paydo bo'ladi.
  3. Probirkaga 5 ml soling. kaliy bixromat eritmasi, bosim ostida 3 ml konsentrlangan xlorid kislotasi bilan qaynatiladi. Eritmadan sariq-yashil zaharli xlor gazi ajralib chiqadi, chunki xromat HCl ni Cl 2 va H 2 O ga oksidlaydi. Xromatning o'zi yashil uch valentli xrom xloridga aylanadi. Eritmani bug'lash orqali ajratib olish mumkin, so'ngra soda va selitra bilan eritilib, xromatga aylanadi.
  4. Qo'rg'oshin nitrat eritmasi qo'shilsa, sariq rangli qo'rg'oshin xromati cho'kadi; Kumush nitrat eritmasi bilan o'zaro ta'sirlashganda kumush xromatning qizil-jigarrang cho'kmasi hosil bo'ladi.
  5. Kaliy bixromat eritmasiga vodorod peroksid qo'shing va eritmani sulfat kislota bilan kislotalang. Eritma xrom peroksid hosil bo'lishi tufayli chuqur ko'k rangga ega bo'ladi. Muayyan miqdordagi efir bilan chayqalganda, peroksid organik erituvchiga aylanadi va uni ko'k rangga aylantiradi. Bu reaksiya xromga xos va juda sezgir. U metallar va qotishmalardagi xromni aniqlash uchun ishlatilishi mumkin. Avvalo, siz metallni eritishingiz kerak. 30% sulfat kislota bilan uzoq vaqt qaynatish paytida (siz xlorid kislotasini ham qo'shishingiz mumkin), xrom va ko'plab po'latlar qisman eriydi. Olingan eritmada xrom (III) sulfat mavjud. Aniqlanish reaktsiyasini amalga oshirish uchun biz avval uni kaustik soda bilan zararsizlantiramiz. Kulrang-yashil xrom (III) gidroksid cho'kadi, u ortiqcha NaOHda eriydi va yashil natriy xromitini hosil qiladi. Eritmani filtrlang va 30% vodorod periks qo'shing. Qizdirilganda eritma sarg'ayadi, chunki xromit oksidlanib xromatga aylanadi. Kislotalanish eritmaning ko'k ko'rinishiga olib keladi. Rangli birikmani efir bilan silkitib olish mumkin.

Xrom ionlari uchun analitik reaksiyalar.

  1. 3-4 tomchi xrom xlorid eritmasidan CrCl 3 ga 2M NaOH eritmasidan dastlabki cho’kma eriguncha qo’shing. Hosil bo'lgan natriy xromitining rangiga e'tibor bering. Olingan eritmani suv hammomida qizdiring. Nima bo'ladi?
  2. 2-3 tomchi CrCl 3 eritmasiga teng hajmdagi 8 M NaOH eritmasidan va 3-4 tomchi 3% li H 2 O 2 eritmasidan qo'shing. Reaksiya aralashmasini suv hammomida qizdiring. Nima bo'ladi? Hosil bo'lgan rangli eritma neytrallansa, unga CH 3 COOH, so'ngra Pb(NO 3) 2 qo'shilsa, qanday cho'kma hosil bo'ladi?
  3. Probirkaga 4-5 tomchi xrom sulfat Cr 2 (SO 4) 3, IMH 2 SO 4 va KMnO 4 eritmalaridan quying. Reaksiya aralashmasini suv hammomida bir necha daqiqa qizdiring. Eritma rangining o'zgarishiga e'tibor bering. Bunga nima sabab bo'ldi?
  4. Nitrat kislota bilan kislotalangan K 2 Cr 2 O 7 eritmasining 3-4 tomchisiga 2-3 tomchi H 2 O 2 eritmasidan qo`shing va aralashtiring. Eritmaning paydo bo'lgan ko'k rangi perkromik kislota H 2 CrO 6 paydo bo'lishi bilan bog'liq:

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

H 2 CrO 6 ning tez parchalanishiga e'tibor bering:

2H 2 CrO 6 + 8H+ = 2Cr 3+ + 3O 2 + 6H 2 O
Moviy rang yashil rang

Perxrom kislotasi organik erituvchilarda ancha barqaror.

  1. Nitrat kislota bilan kislotalangan K 2 Cr 2 O 7 eritmasining 3-4 tomchisiga 5 tomchi izoamil spirti, 2-3 tomchi H 2 O 2 eritmasidan qo`shing va reaksiya aralashmasini silkiting. Yuqoriga suzuvchi organik erituvchi qatlami yorqin ko'k rangga ega. Rang juda sekin pasayadi. H 2 CrO 6 ning organik va suvli fazalardagi barqarorligini solishtiring.
  2. CrO 4 2- Ba 2+ ionlari bilan oʻzaro taʼsirlashganda bariy xromatining sariq choʻkmasi BaCrO 4 choʻkma hosil boʻladi.
  3. Kumush nitrat CrO 4 2 ionlari bilan g'isht-qizil kumush xromat cho'kmasini hosil qiladi.
  4. Uchta probirka oling. Ulardan biriga 5-6 tomchi K 2 Cr 2 O 7 eritmasidan, ikkinchisiga bir xil hajmdagi K 2 CrO 4 eritmasidan, uchinchisiga esa ikkala probirkadan uch tomchi tomiziladi. Keyin har bir probirkaga uch tomchi kaliy yodid eritmasidan soling. Natijangizni tushuntiring. Ikkinchi probirkadagi eritmani kislotalang. Nima bo'ladi? Nega?

Xrom birikmalari bilan qiziqarli tajribalar

  1. CuSO 4 va K 2 Cr 2 O 7 aralashmasi ishqor qo‘shilganda yashil rangga, kislota ishtirokida esa sariq rangga aylanadi. 2 mg glitserinni oz miqdorda (NH 4) 2 Cr 2 O 7 bilan qizdirib, so‘ngra spirt qo‘shib filtrlashdan so‘ng kislota qo‘shilganda sarg‘ayib, neytral yoki ishqoriy holatda yashil rangga aylangan yorqin yashil eritma olinadi. muhit.
  2. Termit solingan bankaning o'rtasiga "yoqut aralashmasi" qo'ying - ehtiyotkorlik bilan maydalang va Cr 2 O 3 (0,25 g) qo'shilgan Al 2 O 3 (4,75 g) alyuminiy folga soling. Idishning uzoqroq sovib ketishiga yo'l qo'ymaslik uchun uni yuqori chetiga qumga ko'mib tashlash kerak va termit olovga qo'yilgandan va reaktsiya boshlangandan so'ng, temir choyshab bilan yoping va qum bilan yoping. Bir kun ichida kavanozni qazib oling. Natijada qizil yoqut kukuni olinadi.
  3. 10 g kaliy dixromat 5 g natriy yoki kaliy nitrat va 10 g shakar bilan maydalanadi. Aralash namlanadi va kollodion bilan aralashtiriladi. Agar kukun shisha naychada siqilgan bo'lsa, so'ngra tayoq tashqariga itarib yuborilsa va oxirida olov yoqilsa, "ilon" birinchi navbatda qora rangda, soviganidan keyin esa yashil rangda sudralib chiqa boshlaydi. Diametri 4 mm bo'lgan tayoq sekundiga taxminan 2 mm tezlikda yonadi va 10 marta cho'ziladi.
  4. Agar siz mis sulfat va kaliy dixromat eritmalarini aralashtirsangiz va ozgina ammiak eritmasi qo'shsangiz, 4SuCrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O tarkibidagi amorf jigarrang cho'kma hosil bo'ladi, u xlorid kislotada eriydi va sariq rangli eritma hosil qiladi. ammiakdan yashil eritma olinadi. Agar siz ushbu eritmaga spirt qo'shsangiz, yashil cho'kma hosil bo'ladi, filtrlashdan keyin ko'k rangga aylanadi va quritgandan so'ng kuchli yorug'likda aniq ko'rinadigan qizil uchqunli ko'k-binafsha rangga aylanadi.
  5. "Vulqon" yoki "fir'avn ilonlari" tajribalaridan keyin qolgan xrom oksidi qayta tiklanishi mumkin. Buning uchun siz 8 g Cr 2 O 3 va 2 g Na 2 CO 3 va 2,5 g KNO 3 ni eritib, sovutilgan qotishmani qaynoq suv bilan davolashingiz kerak. Natijada boshqa Cr(II) va Cr(VI) birikmalariga, shu jumladan asl ammoniy bixromatga aylantirilishi mumkin bo‘lgan eruvchan xromat hosil bo‘ladi.

Xrom va uning birikmalari ishtirokidagi oksidlanish-qaytarilish jarayonlariga misollar

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

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

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

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

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

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

Rassom sifatida Chromium elementi

Kimyogarlar ko'pincha bo'yash uchun sun'iy pigmentlar yaratish muammosiga murojaat qilishdi. 18—19-asrlarda koʻplab rangtasvir materiallarini ishlab chiqarish texnologiyasi ishlab chiqildi. 1797 yilda Sibir qizil rudasida ilgari noma'lum bo'lgan xrom elementini kashf etgan Lui Nikolas Voquelin yangi, ajoyib barqaror bo'yoq - yashil xrom tayyorladi. Uning xromofori suvli xrom (III) oksididir. U 1837 yilda "zumrad yashil" nomi bilan ishlab chiqarila boshlandi. Keyinchalik L. Vauquelin bir nechta yangi bo'yoqlarni taklif qildi: barit, sink va xrom sariq. Vaqt o'tishi bilan ular ko'proq turg'un sariq va to'q sariq rangli kadmiy asosidagi pigmentlar bilan almashtirildi.

Yashil xrom - atmosfera gazlariga sezgir bo'lmagan eng bardoshli va yorug'likka chidamli bo'yoq. Yog 'tarkibidagi xrom yashil tuproq katta qoplovchi kuchga ega va tez quritishga qodir, shuning uchun u 19-asrdan beri ishlatilgan. u rasm chizishda keng qo'llaniladi. Chinni bo'yashda katta ahamiyatga ega. Gap shundaki, chinni buyumlar ham sirlangan, ham sirlangan bo'yoq bilan bezatilgan bo'lishi mumkin. Birinchi holda, bo'yoqlar faqat engil olovli mahsulot yuzasiga qo'llaniladi, keyinchalik u sirli qatlam bilan qoplanadi. Shundan so'ng asosiy, yuqori haroratli kuyish amalga oshiriladi: chinni massasini sinterlash va sirni eritish uchun mahsulot 1350 - 1450 0 S ga qadar qizdiriladi. yuqori harorat Juda kam sonli bo'yoqlar kimyoviy o'zgarishlarsiz bardosh bera oladi va qadimgi kunlarda ulardan faqat ikkitasi - kobalt va xrom bor edi. Chinni buyumlar yuzasiga surtilgan qora kobalt oksidi kuyish paytida sir bilan birlashadi va u bilan kimyoviy ta'sir qiladi. Natijada yorqin ko'k rangli kobalt silikatlar hosil bo'ladi. Kobalt bilan bezatilgan ko'k chinni idishlarni hamma yaxshi biladi. Xrom (III) oksidi sirning tarkibiy qismlari bilan kimyoviy reaksiyaga kirishmaydi va shunchaki chinni parchalari va shaffof sir o'rtasida "ko'r" qatlam sifatida yotadi.

Xrom yashil rangga qo'shimcha ravishda, rassomlar volkonskoitdan olingan bo'yoqlardan foydalanadilar. Montmorillonitlar guruhiga kiruvchi bu mineral (Na(Mo,Al), Si 4 O 10 (OH) 2 murakkab silikatlar kenja sinfining gil minerali 1830 yilda rus mineralogi Kemmerer tomonidan topilgan va M.N. Volkonskaya sharafiga nomlangan. Borodino jangi qahramonining qizi, general N. N. Raevskiy, dekabrist S. G. Volkonskiyning rafiqasi.Volkonskoit - tarkibida 24% gacha xrom oksidi hamda alyuminiy va temir (III) oksidlari bo'lgan loy.Tarkibi Ural, Perm va Kirov viloyatlarida uchraydigan mineralning bir-biriga mos kelmasligi, uning rang-barangligini aniqlaydi - qishki qoraygan archa rangidan botqoq qurbaqasining yorqin yashil rangigacha.

Pablo Pikasso mamlakatimiz geologlariga o'ziga xos yangi rangdagi bo'yoq ishlab chiqaradigan volkonskoit zahiralarini o'rganish iltimosi bilan murojaat qildi. Hozirgi vaqtda sun'iy volkonskoit ishlab chiqarish usuli ishlab chiqilgan. Qizig'i shundaki, zamonaviy tadqiqotlarga ko'ra, rus piktogramma rassomlari ushbu materialdan bo'yoqlardan o'rta asrlarda, uning "rasmiy" kashfiyotidan ancha oldin foydalanganlar. Ginier ko'katlari (1837 yilda yaratilgan), uning xromoformasi xrom oksidi gidrati Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O, suvning bir qismi kimyoviy bog'langan va bir qismi adsorbsiyalangan, rassomlar orasida ham mashhur edi. Ushbu pigment bo'yoqqa zumrad rangini beradi.

veb-sayt, materialni to'liq yoki qisman nusxalashda manbaga havola talab qilinadi.

Chrome - kimyoviy element atom raqami bilan 24. Bu qattiq, porloq, po'lat-kulrang metall bo'lib, yaxshi jilolanadi va xira bo'lmaydi. Zanglamaydigan po'lat kabi qotishmalarda va qoplama sifatida ishlatiladi. Inson tanasi shakarni metabolizatsiya qilish uchun oz miqdorda uch valentli xrom talab qiladi, ammo Cr (VI) juda zaharli hisoblanadi.

Xrom (III) oksidi va qo'rg'oshin xromati kabi turli xil xrom birikmalari yorqin rangga ega bo'lib, bo'yoq va pigmentlarda ishlatiladi. Yaqutning qizil rangi ushbu kimyoviy elementning mavjudligi bilan bog'liq. Ba'zi moddalar, ayniqsa natriy, organik birikmalarni oksidlash va (sulfat kislotasi bilan birga) laboratoriya shisha idishlarini tozalash uchun ishlatiladigan oksidlovchi moddalardir. Bundan tashqari, xrom (VI) oksidi magnit lenta ishlab chiqarishda ishlatiladi.

Kashfiyot va etimologiya

Xrom kimyoviy elementining kashf etilishi tarixi quyidagicha. 1761 yilda Iogan Gottlob Lemann Ural tog'larida to'q sariq-qizil mineral topdi va uni "Sibir qizil qo'rg'oshin" deb nomladi. U qo'rg'oshinning selen va temir bilan birikmasi sifatida noto'g'ri aniqlangan bo'lsa-da, material aslida qo'rg'oshin xromati edi. kimyoviy formula PbCrO4. Bugungi kunda u mineral krokon sifatida tanilgan.

1770 yilda Piter Saymon Pallas Lemann qizil qo'rg'oshin mineralini topgan joyga tashrif buyurdi. foydali xususiyatlar bo'yoqlardagi pigment. Sibir qizil qo'rg'oshindan bo'yoq sifatida foydalanish tez rivojlandi. Bundan tashqari, krokontning yorqin sariq rangi modaga aylandi.

1797-yilda Nikolas-Lui Voquelin qizil rang namunalarini oldi.Krokontani xlorid kislotasi bilan aralashtirib, CrO3 oksidini oldi. Xrom 1798 yilda kimyoviy element sifatida ajratilgan. Vauquelin uni oksidni ko'mir bilan qizdirish orqali oldi. Shuningdek, u yoqut va zumrad kabi qimmatbaho toshlarda xrom izlarini aniqlay oldi.

1800-yillarda Cr asosan bo'yoqlar va ko'nchilik tuzlarida ishlatilgan. Bugungi kunda metallning 85% qotishmalarda ishlatiladi. Qolgan qismi kimyo, o'tga chidamli va quyish sanoatida qo'llaniladi.

Xrom kimyoviy elementining talaffuzi yunoncha chrῶmo ga to'g'ri keladi, bu "rang" degan ma'noni anglatadi, chunki undan turli xil rangli birikmalar olinadi.

Konchilik va ishlab chiqarish

Element xromitdan (FeCr 2 O 4) ishlab chiqariladi. Jahon rudasining yarmiga yaqini Janubiy Afrikada qazib olinadi. Bundan tashqari, Qozog'iston, Hindiston va Turkiya uning asosiy ishlab chiqaruvchilari hisoblanadi. Xromitning etarli darajada o'rganilgan konlari mavjud, ammo geografik jihatdan ular Qozog'iston va Janubiy Afrikada to'plangan.

Mahalliy xrom metalining konlari kamdan-kam uchraydi, ammo ular mavjud. Masalan, u Rossiyadagi Udachnaya konida qazib olinadi. U olmoslarga boy va kamaytiruvchi muhit sof xrom va olmos ishlab chiqarishga yordam berdi.

Sanoatda metall ishlab chiqarish uchun xromit rudalari eritilgan gidroksidi (kaustik soda, NaOH) bilan ishlov beriladi. Bunda natriy xromati (Na 2 CrO 4) hosil bo`lib, u uglerod yordamida Cr 2 O 3 oksidiga qaytariladi. Metall alyuminiy yoki kremniy ishtirokida oksidni isitish orqali ishlab chiqariladi.

2000 yilda taxminan 15 million tonna xromit rudasi qazib olindi va 4 million tonna ferroxromga qayta ishlandi, 70% xrom-temir qotishmasi, bozor qiymati taxminan 2,5 milliard AQSh dollari.

Asosiy xususiyatlar

Xrom kimyoviy elementining xarakteristikalari uning davriy jadvalning to'rtinchi davrining o'tish metalli bo'lishi va vanadiy va marganets oralig'ida joylashganligi bilan bog'liq. VI guruhga kiritilgan. 1907 ° S haroratda eriydi. Kislorod borligida xrom tezda oksidning ingichka qatlamini hosil qiladi, bu metallni kislorod bilan keyingi o'zaro ta'sir qilishdan himoya qiladi.

O'tish elementi sifatida u turli nisbatdagi moddalar bilan reaksiyaga kirishadi. Shunday qilib, u mavjud bo'lgan birikmalarni hosil qiladi turli darajalar oksidlanish. Xrom +2, +3 va +6 asosiy holatlarga ega kimyoviy element bo'lib, ulardan +3 eng barqaror hisoblanadi. Bundan tashqari, kamdan-kam hollarda +1, +4 va +5 holatlari kuzatiladi. +6 oksidlanish holatidagi xrom birikmalari kuchli oksidlovchi moddalardir.

Xrom qanday rang? Kimyoviy element yoqut rangini beradi. Uchun ishlatiladigan Cr 2 O 3 xrom yashil deb ataladigan pigment sifatida ham ishlatiladi. Uning tuzlari shisha zumrad yashil rangga ega. Xrom kimyoviy element bo'lib, uning mavjudligi yoqutlarni qizil rangga aylantiradi. Shuning uchun u sintetik yoqut ishlab chiqarishda qo'llaniladi.

Izotoplar

Xrom izotoplarining atom og'irligi 43 dan 67 gacha. Odatda, bu kimyoviy element uchta barqaror shakldan iborat: 52 Cr, 53 Cr va 54 Cr. Ulardan 52 Cr eng keng tarqalgan (barcha tabiiy xromning 83,8%). Bundan tashqari, 19 ta radioizotoplar tavsiflangan, ulardan eng barqarori 50 Cr, yarim yemirilish davri 1,8x10 17 yildan ortiq. 51 Cr ning yarim yemirilish davri 27,7 kun, qolgan barcha radioaktiv izotoplar uchun esa 24 soatdan oshmaydi va ularning ko‘pchiligida bir daqiqadan kam davom etadi. Elementning ikkita meta holati ham mavjud.

Er qobig'idagi xrom izotoplari, qoida tariqasida, geologiyada qo'llaniladigan marganets izotoplari bilan birga keladi. 53 Mn radioaktiv parchalanish paytida 53 Cr hosil bo'ladi. Mn/Cr izotop nisbati boshqa erta tarixiy maslahatlarni qo'llab-quvvatlaydi quyosh sistemasi. Turli meteoritlarning 53 Cr/52 Cr va Mn/Cr nisbatlarining o‘zgarishi Quyosh sistemasi shakllanishidan oldin yangi atom yadrolari yaratilganligini isbotlaydi.

Xromning kimyoviy elementi: xossalari, birikmalar formulasi

Xrom (III) oksidi Cr 2 O 3, shuningdek, sesquioksid deb ham ataladi, bu kimyoviy elementning to'rtta oksididan biridir. U xromitdan olinadi. Yashil rang birikmasi emal va shisha bo'yash uchun pigment sifatida ishlatilganda odatda "xrom yashil" deb ataladi. Oksid kislotalarda eriydi, tuzlar hosil qiladi va erigan gidroksidi - xromitlarda.

Kaliy dixromati

K 2 Cr 2 O 7 kuchli oksidlovchi vosita bo'lib, laboratoriya shisha idishlarini organik moddalardan tozalash vositasi sifatida afzallik beriladi. Buning uchun uning to'yingan eritmasidan foydalaniladi, ba'zan esa, ikkinchisining yuqori eruvchanligidan kelib chiqqan holda, natriy bixromat bilan almashtiriladi. Bundan tashqari, u organik birikmalarning oksidlanish jarayonini tartibga solib, birlamchi spirtni aldegidga, keyin esa karbonat angidridga aylantira oladi.

Kaliy dixromati xrom dermatitiga olib kelishi mumkin. Xrom sezgirlikni keltirib chiqarishi mumkin, bu surunkali va davolash qiyin bo'lgan dermatit, ayniqsa qo'llar va bilaklarning rivojlanishiga olib keladi. Boshqa Cr (VI) birikmalari singari, kaliy bikromat ham kanserogen hisoblanadi. Uni qo'lqop va tegishli himoya vositalari bilan ishlash kerak.

Xrom kislotasi

Murakkab H 2 CrO 4 gipotetik tuzilishga ega. Tabiatda xrom va bixrom kislotalar mavjud emas, ammo ularning anionlari mavjud turli moddalar. Sotuvda topilishi mumkin bo'lgan "xrom kislotasi" aslida uning kislotali angidridi - CrO 3 trioksidi.

Qo'rg'oshin (II) kromat

PbCrO 4 yorqin sariq rangga ega va suvda amalda erimaydi. Shu sababli, u toj sariq deb ataladigan rang beruvchi pigment sifatida foydalanishni topdi.

Cr va besh valentli bog'lanish

Xrom besh valentli aloqalar hosil qilish qobiliyati bilan ajralib turadi. Murakkab Cr (I) va uglevodorod radikali tomonidan yaratilgan. Ikki xrom atomi o'rtasida besh valentli aloqa hosil bo'ladi. Uning formulasini Ar-Cr-Cr-Ar sifatida yozish mumkin, bu erda Ar ma'lum bir aromatik guruhni ifodalaydi.

Ilova

Xrom - bu kimyoviy element bo'lib, uning xususiyatlari unga ko'p narsalarni berdi turli xil variantlar ilovalar, ulardan ba'zilari quyida keltirilgan.

Metalllarga korroziyaga chidamlilik va porloq sirt beradi. Shuning uchun, xrom zanglamaydigan po'lat kabi qotishmalarga kiradi, masalan, vilkalar pichoqlarida ishlatiladi. Bundan tashqari, u krom qoplama uchun ishlatiladi.

Xrom turli reaksiyalar uchun katalizator hisoblanadi. Undan g‘isht kuydirish uchun qoliplar tayyorlanadi. Uning tuzlari terini bo'yash uchun ishlatiladi. Kaliy bixromat spirtlar va aldegidlar kabi organik birikmalarni oksidlash, shuningdek, laboratoriya idishlarini tozalash uchun ishlatiladi. U matolarni bo'yash uchun mahkamlash vositasi bo'lib xizmat qiladi, shuningdek, fotografiya va foto chop etishda ham qo'llaniladi.

CrO 3 temir oksidi bo'lgan plyonkalarga qaraganda yaxshiroq xususiyatlarga ega bo'lgan magnit lentalarni (masalan, audio yozuvlar uchun) tayyorlash uchun ishlatiladi.

Biologiyadagi roli

Uch valentli xrom inson organizmida shakar almashinuvi uchun zarur bo'lgan kimyoviy elementdir. Bundan farqli o'laroq, olti valentli Cr juda zaharli hisoblanadi.

Ehtiyot choralari

Xrom metali va Cr (III) birikmalari odatda sog'liq uchun xavf tug'dirmaydi, ammo Cr (VI) ni o'z ichiga olgan moddalar ichga yoki nafas olish orqali zaharli bo'lishi mumkin. Ushbu moddalarning aksariyati ko'zlarni, terini va shilliq pardalarni bezovta qiladi. Surunkali ta'sir qilish bilan xrom (VI) birikmalari to'g'ri davolanmasa, ko'zning shikastlanishiga olib kelishi mumkin. Bundan tashqari, u tan olingan kanserogen hisoblanadi. Ushbu kimyoviy elementning halokatli dozasi taxminan yarim choy qoshiqdir. Jahon sog'liqni saqlash tashkilotining tavsiyalariga ko'ra, Cr (VI) ning ruxsat etilgan maksimal kontsentratsiyasi ichimlik suvi litr uchun 0,05 mg ni tashkil qiladi.

Xrom birikmalari bo'yoq va terini ko'nchilikda qo'llanilganligi sababli ular ko'pincha tuproqda va yer osti suvlari atrof-muhitni tozalash va tiklashni talab qiladigan tashlandiq sanoat ob'ektlari. Cr (VI) ni o'z ichiga olgan primer hali ham aerokosmik va avtomobil sanoatida keng qo'llaniladi.

Element xususiyatlari

Xromning asosiy fizik xususiyatlari quyidagilardan iborat:

  • Atom raqami: 24.
  • Atom og'irligi: 51,996.
  • Erish nuqtasi: 1890 °C.
  • Qaynash nuqtasi: 2482 °C.
  • Oksidlanish darajasi: +2, +3, +6.
  • Elektron konfiguratsiyasi: 3d 5 4s 1.

Maqolaning mazmuni

XROM– (Xrom) Cr, kimyoviy element 6(VIb) guruhi Davriy jadval. Atom raqami 24, atom massasi 51,996. Xromning 42 Cr dan 66 Cr gacha bo'lgan 24 ta izotopi ma'lum. 52 Cr, 53 Cr, 54 Cr izotoplari barqaror. Tabiiy xromning izotopik tarkibi: 50 Cr (yarimparchalanish davri 1,8 10 17 yil) – 4,345%, 52 Cr – 83,489%, 53 Cr – 9,501%, 54 Cr – 2,365%. Asosiy oksidlanish darajalari +3 va +6.

1761 yilda kimyo professori Sankt-Peterburg universiteti Iogan Gottlob Lemann, Ural tog'larining sharqiy etagida Berezovskiy konida ajoyib qizil mineralni topdi, u kukunga ezilganida yorqin sariq rang berdi. 1766 yilda Leman mineralning namunalarini Sankt-Peterburgga olib keldi. Kristallarni xlorid kislota bilan ishlov berib, oq cho'kma oldi, unda qo'rg'oshinni topdi. Leman mineralni Sibir qizil qo'rg'oshin (plomb rouge de Sibérie) deb atagan; endi u krokoit (yunoncha "krokos" - za'faron) - tabiiy qo'rg'oshin kromati PbCrO 4 ekanligi ma'lum.

Nemis sayyohi va tabiatshunosi Piter Simon Pallas (1741–1811) Sankt-Peterburg Fanlar akademiyasining Rossiyaning markaziy hududlariga ekspeditsiyasiga rahbarlik qildi va 1770 yilda Janubiy va O'rta Uralga, jumladan Berezovskiy koniga tashrif buyurdi va xuddi Leman kabi bo'ldi. krokoitga qiziqadi. Pallas shunday deb yozgan edi: “Bu ajoyib qizil qo‘rg‘oshin minerali boshqa konlarda uchramaydi. Kukunga aylantirilsa, u sarg'ayadi va badiiy miniatyuralarda foydalanish mumkin. Berezovskiy konidan krokoitni Evropaga etkazib berishning noyobligi va qiyinligiga qaramay (bu deyarli ikki yil davom etdi), mineraldan rang berish vositasi sifatida foydalanish yuqori baholandi. 17-asr oxirida London va Parijda. barcha olijanob odamlar mayda maydalangan krokoit bilan bo'yalgan aravalarda yurishdi, bundan tashqari, Sibir qizil qo'rg'oshinning eng yaxshi namunalari Evropadagi ko'plab mineralogik shkaflarning kollektsiyalarini to'ldirdi.

1796 yilda Parij Mineralogiya maktabining kimyo professori Nikolas-Lui Voquelin (1763-1829) ga krokoit namunasi keldi, u mineralni tahlil qildi, ammo unda qo'rg'oshin, temir va alyuminiy oksidlaridan boshqa hech narsa topmadi. Vaukelin Sibir qizil qoʻrgʻoshin ustidagi izlanishlarini davom ettirib, mineralni kaliy eritmasi bilan qaynatdi va qoʻrgʻoshin karbonatining oq choʻkmasini ajratgandan soʻng nomaʼlum tuzning sariq eritmasini oldi. Qo'rg'oshin tuzi bilan ishlov berilganda sariq cho'kma hosil bo'ldi, simob tuzi bilan qizil, qalay xlorid qo'shilganda eritma yashil rangga aylandi. Krokoitni mineral kislotalar bilan parchalab, u "qizil qo'rg'oshin kislotasi" eritmasini oldi, uning bug'lanishi yoqut-qizil kristallarni berdi (hozir u xrom angidrid ekanligi aniq). Ularni grafit tigelda ko'mir bilan kuydirib, reaktsiyadan so'ng men o'sha paytgacha noma'lum bo'lgan metallning ko'plab eritilgan kulrang igna shaklidagi kristallarini topdim. Vaukelin metallning yuqori refrakterligini va kislotalarga chidamliligini ta'kidladi.

Vaukelin yangi elementni xrom deb atadi (yunoncha crwma - rang, rang) ko'p rangli birikmalar hosil qilganligi sababli. Vauklen o'z tadqiqotlariga asoslanib, birinchi bo'lib ba'zilarining zumrad rangini aytdi qimmatbaho toshlar ulardagi xrom birikmalarining aralashmasi tufayli. Misol uchun, tabiiy zumrad - quyuq yashil rangli beril bo'lib, unda alyuminiy qisman xrom bilan almashtiriladi.

Katta ehtimol bilan, Vauquelin sof metallni emas, balki uning karbidlarini oldi, bu hosil bo'lgan kristallarning igna shaklidagi shakli bilan tasdiqlanadi, ammo Parij Fanlar akademiyasi yangi elementning kashfiyoti ro'yxatga olingan va endi Vauquelin haqli ravishda kashfiyotchi hisoblanadi. element № 24.

Yuriy Krutyakov

Xrom oksidi (II) va xrom (II) gidroksidi asosli tabiatga ega

Cr(OH)+2HCl→CrCl+2H2O

Xrom (II) birikmalari kuchli qaytaruvchi moddalardir; atmosfera kislorodi ta'sirida xrom (III) birikmasiga aylanadi.

2CrCl+ 2HCl → 2CrCl+ H

4Cr(OH)+O+ 2HO→4Cr(OH)

Xrom oksidi (III) CrO - yashil, suvda erimaydigan kukun. Xrom (III) gidroksid yoki kaliy va ammoniy dixromatlarini kaltsiylash orqali olinishi mumkin:

2Cr(OH)-→CrO+ 3H2O

4KCrO-→ 2CrO + 4KCrO + 3O

(NH)CrO-→ CrO+ N+ H2O

Kislotalar va ishqorlarning konsentrlangan eritmalari bilan o'zaro ta'sir qilish qiyin:

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

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

Xrom (III) gidroksid Cr(OH) 3 ishqorlarning xrom (III) tuzlari eritmalariga ta'siridan olinadi:

CrCl 3 + 3KOH = Cr(OH) 3 ↓ + 3KCl

Xrom (III) gidroksidi kulrang-yashil cho'kma bo'lib, uni olgandan so'ng ishqor tanqisligida olinishi kerak. Shu tarzda olingan xrom (III) gidroksid, mos keladigan oksiddan farqli o'laroq, kislotalar va ishqorlar bilan oson ta'sir qiladi, ya'ni. amfoter xossalarini namoyon qiladi:

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

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

Cr(OH) 3 ishqorlar bilan birlashganda metaxromitlar va ortoxromitlar olinadi:

Cr(OH) 3 + KOH = KCrO 2 (metaxromit K)+ 2H 2 O

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

Xrom birikmalari (VI).

Xrom oksidi (VI) - CrO 3 - to'q qizil rangli kristall modda, suvda yaxshi eriydi - odatiy kislotali oksid. Bu oksid ikki kislotaga mos keladi:

    CrO 3 + H 2 O = H 2 CrO 4 (xrom kislotasi - ortiqcha suv bo'lganda hosil bo'ladi)

    CrO 3 + H 2 O =H 2 Cr 2 O 7 (dikromik kislota - xrom oksidining yuqori konsentratsiyasida hosil bo'lgan (3)).

Xrom oksidi (6) juda kuchli oksidlovchi moddadir, shuning uchun u organik moddalar bilan baquvvat o'zaro ta'sir qiladi:

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

Shuningdek, yod, oltingugurt, fosfor, ko'mirni oksidlaydi:

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

250 0 S gacha qizdirilganda xrom oksidi (6) parchalanadi:

    4CrO3 = 2Cr2O3 + 3O2

Xrom oksidi (6) konsentrlangan sulfat kislotaning qattiq xromatlar va bixromatlarga ta'sirida olinishi mumkin:

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

Xrom va ikkixrom kislotalar.

Xrom va ikkixrom kislotalar faqat suvli eritmalarda mavjud bo'lib, mos ravishda barqaror tuzlar, xromatlar va bixromatlar hosil qiladi. Xromatlar va ularning eritmalari sariq, bixromatlar to'q sariq rangga ega.

Xromat - CrO 4 2- ionlari va dixromat - Cr2O 7 2- ionlari eritma muhiti o'zgarganda osongina bir-biriga aylanadi.

Kislotali eritmada xromatlar ikki xromatga aylanadi:

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

Ishqoriy muhitda bixromatlar xromatlarga aylanadi:

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

Suyultirilganda bixrom kislota xrom kislotaga aylanadi:

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

Xrom birikmalari xossalarining oksidlanish darajasiga bog'liqligi.

Oksidlanish holati

Oksidning xarakteristikasi

Asosiy

amfoterik

kislota

gidroksid

Cr(OH) 3 – H 3 CrO 3

Gidroksidning tabiati

Asosiy

amfoterik

kislota

→ asosiy xususiyatlarning zaiflashishi va kislotali xususiyatlarning kuchayishi→

Xrom birikmalarining oksidlanish-qaytarilish xossalari.

Kislotali muhitdagi reaksiyalar.

Kislotali muhitda Cr +6 birikmalari qaytaruvchi moddalar ta'sirida Cr +3 birikmalariga aylanadi: H 2 S, SO 2, FeSO 4

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

    S -2 – 2e → S 0

    2Cr +6 + 6e → 2Cr +3

Ishqoriy muhitdagi reaksiyalar.

Ishqoriy muhitda xrom birikmalari Cr +3 oksidlovchi moddalar ta'sirida Cr +6 birikmalariga aylanadi: J2, Br2, Cl2, Ag2O, KClO3, H2O2, KMnO4:

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

    Cr +3 - 3e → Cr +6