Kokie chromo junginiai naudojami tapyboje. Fizinės ir cheminės chromo savybės
Chromas
CHROMAS-a; m.[iš graikų kalbos. chroma - spalva, dažai]
1. Cheminis elementas (Cr), plieno pilkumo kietmetalas (naudojamas kietųjų lydinių gamyboje ir metalo gaminių dengimui).
2. Minkšta plona oda, įdegusi šio metalo druskomis. Chrominiai batai.
3. Geltonųjų dažų gentis, gaunama iš chromatų.
◁ Chromas (žr.).
chromo(lot. Chromas), periodinės sistemos VI grupės cheminis elementas. Pavadintas iš graikų kalbos chrōma – spalva, dažai (dėl ryškios junginių spalvos). Melsvas sidabrinis metalas; tankis 7,19 g / cm3, t pl 1890°C. Jis nesioksiduoja ore. Pagrindiniai mineralai yra chromo špineliai. Chromas yra esminis nerūdijančio, rūgštims atsparaus, karščiui atsparaus plieno ir daugelio kitų lydinių (nichromo, chromo, stelito) komponentas. Naudojamas chromavimui. Chromo junginiai – oksidatoriai, neorganiniai pigmentai, rauginimo medžiagos.
CHROMASCROMAS (lot. chromas, iš graikų chromas – spalva, spalva, chromo junginiai pasižymi plačia spalvų palete), Cr (skaityti „chromas“), cheminis elementas, kurio atominis skaičius 24, atominė masė 51,9961. Jis yra VIB grupėje 4 periodinės elementų lentelės periode.
Natūralus chromas susideda iš keturių stabilių nuklidų mišinio: 50 Cr (kiekis mišinyje 4,35 %), 52 Cr (83,79 %), 53 Cr (9,50 %) ir 54 Cr (2,36 %). Dviejų išorinių elektronų sluoksnių konfigūracija 3s 2
R 6
d 5
4s 1
. Oksidacijos laipsniai yra nuo 0 iki +6, būdingiausios yra +3 (stabiliausias) ir +6 (III ir VI valentingumas).
Neutralaus atomo spindulys yra 0,127 nm, jonų spindulys (koordinacijos skaičius 6): Cr 2+ 0,073 nm, Cr 3+ 0,0615 nm, Cr 4+ 0,055 nm, Cr 5+ 0,049 nm ir Cr 6+ 0,049 nm. . Nuosekliosios jonizacijos energijos 6,766, 16,49, 30,96, 49,1, 69,3 ir 90,6 eV. Elektronų giminingumas 1,6 eV. Elektronegatyvumas pagal Paulingą (cm. PAULINGAS Linusas) 1,66.
Atradimų istorija
1766 m. Jekaterinburgo apylinkėse buvo aptiktas mineralas, vadinamas „Sibiro raudonuoju švinu“, PbCrO 4 . Šiuolaikinis pavadinimas- krokotas. Prancūzų chemikas L. N. Vauquelinas 1797 m (cm. VAUCLAIN Louis Nicola) iš jo išskyrė naują ugniai atsparų metalą (greičiausiai Vauquelin gavo chromo karbidą).
Buvimas gamtoje
Turinys įtrauktas Žemės pluta 0,035 % masės. Jūros vandenyje chromo yra 2·10 -5 mg/l. Chromas beveik niekada nerandamas laisva forma. Tai daugiau nei 40 skirtingų mineralų (chromito FeCr 2 O 4, volkonskoito, uvarovito, vokelenito ir kt.) dalis. Kai kuriuose meteorituose yra chromo sulfido junginių.
Kvitas
Chromitas yra pramoninė žaliava chromo ir jo pagrindu pagamintų lydinių gamyboje. Lydant chromitą su koksu (reduktorius), geležies rūda ir kitais komponentais, gaunamas ferochromas, kuriame chromo kiekis yra iki 80 % (pagal masę).
Norint gauti gryną chromo metalą, krosnyse kūrenamas chromitas su soda ir kalkakmeniu:
2Cr 2 O 3 + 2Na 2 CO 3 + 3O 2 \u003d 4Na 2 CrO 4 + 4CO 2
Gautas natrio chromatas Na 2 CrO 4 išplaunamas vandeniu, tirpalas filtruojamas, išgarinamas ir apdorojamas rūgštimi. Šiuo atveju Na 2 CrO 4 chromatas pereina į Na 2 Cr 2 O 7 dichromatą:
2Na 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = Na 2 Cr 2 O 7 + Na 2 SO 4 + H 2 O
Gautas dichromatas redukuojamas siera:
Na 2 Cr 2 O 7 + 3S = Na 2 S + Cr 2 O 3 + 2SO 2,
Gautas grynas chromo (III) oksidas Cr 2 O 3 yra veikiamas aliuminotermijos:
Cr 2 O 3 + 2Al \u003d Al 2 O 3 + 2Cr.
Taip pat naudojamas silicis
2Cr 2 O 3 + 3Si = 3SiO 2 + 4Cr
Norint gauti didelio grynumo chromą, techninis chromas yra elektrochemiškai išvalomas nuo priemaišų.
Fizinės ir Cheminės savybės
Laisva forma tai yra melsvai baltas metalas su kubine kūno centre grotelėmis, a= 0,28845 nm. Esant 39°C temperatūrai, ji pereina iš paramagnetinės būsenos į antiferomagnetinę (Neel tašką). Lydymosi temperatūra 1890°C, virimo temperatūra 2680°C. Tankis 7,19 kg / dm 3.
Atsparus orui. 300°C temperatūroje jis dega ir susidaro žalias chromo oksidas (III) Cr 2 O 3, kuris turi amfoterinių savybių. Lydant Cr 2 O 3 su šarmais, gaunami chromitai:
Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O
Nekalcinuotas chromo (III) oksidas lengvai tirpsta šarminiuose tirpaluose ir rūgštyse:
Cr 2 O 3 + 6HCl = 2CrCl 3 + 3H 2 O
Terminis chromo karbonilo Cr(OH) 6 skilimas gamina raudoną bazinį chromo(II) oksidą CrO. Rudas arba geltonas Cr(OH) 2 hidroksidas su silpnai šarminėmis savybėmis nusėda, kai į chromo(II) druskų tirpalus dedama šarmų.
Kruopščiai skaidant chromo oksidą (VI) CrO 3 hidroterminėmis sąlygomis, gaunamas chromo dioksidas (IV) CrO 2, kuris yra feromagnetas ir pasižymi metaliniu laidumu.
Koncentruotai sieros rūgščiai reaguojant su dichromatų tirpalais susidaro raudoni arba violetiniai raudoni chromo (VI) oksido CrO 3 kristalai. Paprastai rūgšties oksidas, sąveikaudamas su vandeniu, sudaro stiprias nestabilias chromo rūgštis: chromo H 2 CrO 4, dichromo H 2 Cr 2 O 7 ir kt.
Yra žinomi halogenidai, atitinkantys skirtingas chromo oksidacijos būsenas. Susintetinti chromo dihalogenidai CrF 2 , CrCl 2 , CrBr 2 ir CrI 2 bei trihalogenidai CrF 3 , CrCl 3 , CrBr 3 ir CrI 3 . Tačiau skirtingai nuo panašių aliuminio ir geležies junginių, CrCl 3 trichloridas ir CrBr 3 chromo tribromidas yra nelakūs.
Tarp chromo tetrahalogenidų CrF 4 yra stabilus, chromo tetrachloridas CrCl 4 egzistuoja tik garuose. Chromo heksafluoridas CrF 6 yra žinomas.
Buvo gauti ir apibūdinti chromo oksihalogenidai CrO 2 F 2 ir CrO 2 Cl 2.
Sintetinami chromo junginiai su boru (boridai Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 2, CrB 4 ir Cr 5 B 3), su anglimi (karbidai Cr 23 C 6, Cr 7 C 3 ir Cr 3 C 2) , su siliciu (silicidai Cr 3 Si, Cr 5 Si 3 ir CrSi) ir azotu (nitridai CrN ir Cr 2 N).
Chromo(III) junginiai yra stabiliausi tirpaluose. Šioje oksidacijos būsenoje chromas atitinka ir katijoninę, ir anijoninę formą, pavyzdžiui, anijoną 3-, esantį šarminėje terpėje.
Kai chromo (III) junginiai oksiduojami šarminėje terpėje, susidaro chromo (VI) junginiai:
2Na 3 + 3H 2 O 2 \u003d 2Na 2 CrO 4 + 2NaOH + 8H 2 O
Cr (VI) atitinka daugybę rūgščių, kurios egzistuoja tik vandeniniuose tirpaluose: chromo H 2 CrO 4, dichromo H 2 Cr 2 O 7, trichromo H 3 Cr 3 O 10 ir kitas, kurios sudaro druskas - chromatus, dichromatus, trichromatus, ir tt .
Priklausomai nuo terpės rūgštingumo, šių rūgščių anijonai lengvai virsta vienas kitu. Pavyzdžiui, parūgštinus geltoną kalio chromato tirpalą K 2 CrO 4, susidaro oranžinis kalio dichromatas K 2 Cr 2 O 7:
2K 2 CrO 4 + 2HCl \u003d K 2 Cr 2 O 7 + 2KCl + H 2 O
Bet jei į oranžinį K 2 Cr 2 O 7 tirpalą įpilama šarminio tirpalo, kaip spalva vėl pagelsta, nes vėl susidaro kalio chromatas K 2 CrO 4:
K 2 Cr 2 O 7 + 2 KOH \u003d 2K 2 CrO 4 + H 2 O
Kai bario druskos tirpalas įpilamas į geltoną tirpalą, kuriame yra chromato jonų, nusėda geltonos bario chromato BaCrO 4 nuosėdos:
Ba 2+ + CrO 4 2- = BaCrO 4
Chromo(III) junginiai yra stiprūs oksidatoriai, pavyzdžiui:
K 2 Cr 2 O 7 + 14 HCl \u003d 2CrCl 3 + 2KCl + 3Cl 2 + 7H 2 O
Taikymas
Chromo naudojimas grindžiamas jo atsparumu karščiui, kietumu ir atsparumu korozijai. Iš jų gaunami lydiniai: nerūdijantis plienas, nichromas ir kt.. Didelis chromo kiekis naudojamas dekoratyvinėms korozijai atsparioms dangoms. Chromo junginiai yra ugniai atsparios medžiagos. Chromo oksidas (III) - žalių dažų pigmentas, taip pat yra abrazyvinių medžiagų dalis (GOI pasta). Spalvos pokytis redukuojant chromo (VI) junginius yra naudojamas norint atlikti greitą alkoholio kiekio iškvepiamame ore analizę.
Cr 3+ katijonas yra kalio chromo KCr(SO 4) 2 · 12H 2 O alūno, naudojamo odai apdirbti, dalis.
Fiziologinis veiksmas
Chromas yra vienas iš biogeninių elementų, nuolat įtraukiamas į augalų ir gyvūnų audinius. Gyvūnams chromas dalyvauja lipidų, baltymų (tripsino fermento dalis) ir angliavandenių apykaitoje. Sumažėjus chromo kiekiui maiste ir kraujyje, mažėja augimo greitis, padidėja cholesterolio kiekis kraujyje.
Chromo metalas praktiškai netoksiškas, tačiau chromo metalo dulkės dirgina plaučių audinį. Chromo(III) junginiai sukelia dermatitą. Chromo (VI) junginiai sukelia įvairias žmonių ligas, įskaitant vėžį. Chromo (VI) MPC atmosferos ore yra 0,0015 mg/m 3 .
enciklopedinis žodynas. 2009 .
Sinonimai:Pažiūrėkite, kas yra „chromas“ kituose žodynuose:
chromo- chromas ir... Rusų kalbos rašybos žodynas
chromo- chromas/… Morfeminės rašybos žodynas
- (iš graikų chroma spalva, dažai). Pilkšvas metalas, išgaunamas iš chromo rūdos. Užsienio žodžių žodynas, įtrauktas į rusų kalbą. Chudinov A.N., 1910. CHROME pilkšvas metalas; gryname x. nėra naudojamas; ryšiai su... Rusų kalbos svetimžodžių žodynas
CHROMAS- žr. CHROME (Cr). Chromo junginiai randami nuotekų daugelis pramonės įmonių gamina chromo druskas, acetileną, taninus, aniliną, linoleumą, popierių, dažus, pesticidus, plastiką ir kt. Trivalentės randamos vandenyje ... ... Žuvų ligos: vadovas
CHROME, o, vyras. 1. Cheminis elementas, vientisas šviesiai pilkas blizgus metalas. 2. Geltonų dažų rūšis (specialūs). | adj. chromas, oi, oi (iki 1 vertės) ir chromas, oi, oi. Chromuotas plienas. Chromo rūda. II. CHROME, o, vyras. Minkšta plona oda. | adj… Žodynas Ožegovas
chromo- a, m. chromo m. Novolat. chromo lat. chroma gr. dažai. 1. Cheminis elementas yra kietas sidabrinis metalas, naudojamas kietųjų lydinių gamyboje ir metalo gaminių dengimui. BAS 1. Metalas, kurį atrado Vauquelin, ... ... Istorinis žodynas rusų kalbos galizmai
CHROMAS- CROMAS, Chromas (iš graikų chroma paint), I simbolis. SG, chem. elementas su at. sveria 52,01 (izotopai 50, 52, 53, 54); eilės numeris 24, už! užima vietą periodinės lentelės j grupės lyginiame VI pogrupyje. Junginiai X. dažnai i pasitaiko gamtoje... Didelis medicinos enciklopedija
- (lot. Chromas) Cr, Mendelejevo periodinės lentelės VI grupės cheminis elementas, atominis skaičius 24, atominė masė 51,9961. Pavadinimas iš graikų kalbos. chroma spalva, dažai (dėl ryškios Junginio spalvos). Melsvas sidabrinis metalas; tankis 7,19 ...... Didysis enciklopedinis žodynas
CHROME 1, a, m. Ožegovo aiškinamasis žodynas. S.I. Ožegovas, N. Yu. Švedova. 1949 1992... Aiškinamasis Ožegovo žodynas
CHROME 2, a, m Minkštos plonos odos klasė. Aiškinamasis Ožegovo žodynas. S.I. Ožegovas, N. Yu. Švedova. 1949 1992... Aiškinamasis Ožegovo žodynas
Chromas (Cr) yra periodinės sistemos ketvirtojo periodo šeštos grupės šoninio pogrupio elementas, kurio atominis skaičius 24 ir atominė masė 51,996. cheminiai elementai D. I. Mendelejevas. Chromas yra melsvai baltas kietas metalas. Jis pasižymi dideliu cheminiu atsparumu. Kambario temperatūroje Cr yra atsparus vandeniui ir orui. Šis elementas yra vienas iš svarbiausių metalų, naudojamų pramoniniam plienų legiravimui. Chromo junginiai turi ryškią įvairių spalvų spalvą, dėl kurios iš tikrųjų jis gavo savo vardą. Galų gale, išvertus iš graikų kalbos, „chromas“ reiškia „dažai“.
Yra žinomi 24 chromo izotopai nuo 42Cr iki 66Cr. Stabilūs natūralūs izotopai 50Cr (4,31%), 52Cr (87,76%), 53Cr (9,55%) ir 54Cr (2,38%). Iš šešių dirbtinių radioaktyviųjų izotopų svarbiausias yra 51Cr, kurio pusinės eliminacijos laikas yra 27,8 dienos. Jis naudojamas kaip izotopų žymeklis.
Skirtingai nuo senovės metalų (aukso, sidabro, vario, geležies, alavo ir švino), chromas turi savo „atradėją“. 1766 metais Jekaterinburgo apylinkėse buvo rastas mineralas, kuris buvo vadinamas „Sibiro raudonuoju švinu“ – PbCrO4. 1797 metais L. N. Vauquelinas mineraliniame krokoite atrado elementą Nr.24 – natūralų švino chromatą.. Maždaug tuo pačiu metu (1798 m.), nepriklausomai nuo Vauquelin, chromą aptiko vokiečių mokslininkai M. G. Klaprothas ir Lovitzas sunkiojo juodojo mineralo pavyzdyje ( tai buvo chromitas FeCr2O4) rastas Urale. Vėliau, 1799 m., F. Tassert aptiko naują metalą tame pačiame minerale, rastame pietryčių Prancūzijoje. Manoma, kad būtent Tassertas pirmasis sugebėjo gauti gana gryną metalinį chromą.
Chromo metalas naudojamas chromavimui, taip pat kaip vienas iš svarbiausių legiruotojo plieno (ypač nerūdijančio plieno) komponentų. Be to, chromas buvo naudojamas daugelyje kitų lydinių (rūgščiai ir karščiui atsparaus plieno). Galų gale, šio metalo įdėjimas į plieną padidina jo atsparumą korozijai, tiek in vandens aplinkaįprastoje temperatūroje ir dujose aukštesnėje temperatūroje. Chrominiai plienai pasižymi padidintu kietumu. Chromas naudojamas termochromizuojant – procese, kurio metu apsauginis Cr poveikis atsiranda dėl to, kad ant plieno paviršiaus susidaro plona, bet stipri oksido plėvelė, kuri neleidžia metalui sąveikauti su aplinka.
Chromo junginiai taip pat buvo plačiai pritaikyti, todėl chromitai sėkmingai naudojami ugniai atsparių medžiagų pramonėje: krosnys ir kiti metalurgijos įrenginiai yra iškloti magnezito-chromito plytomis.
Chromas yra vienas iš biogeninių elementų, kurie nuolat patenka į augalų ir gyvūnų audinius. Augalų lapuose yra chromo, kur jis yra kaip mažos molekulinės masės kompleksas, nesusijęs su tarpląstelinėmis struktūromis. Iki šiol mokslininkams nepavyko įrodyti šio elemento reikalingumo augalams. Tačiau gyvūnams Cr dalyvauja lipidų, baltymų (tripsino fermento dalis) ir angliavandenių (struktūrinis gliukozei atsparaus faktoriaus komponentas) metabolizme. Yra žinoma, kad biocheminiuose procesuose dalyvauja tik trivalentis chromas. Kaip ir dauguma kitų svarbių biogeninių elementų, chromas į gyvūnų ar žmogaus organizmą patenka su maistu. Sumažėjus šio mikroelemento kiekiui organizme, sulėtėja augimas, smarkiai padidėja cholesterolio kiekis kraujyje ir sumažėja periferinių audinių jautrumas insulinui.
Tuo pačiu metu gryna forma chromas yra labai toksiškas – Cr metalo dulkės dirgina plaučių audinius, chromo (III) junginiai sukelia dermatitą. Chromo (VI) junginiai sukelia įvairias žmonių ligas, įskaitant vėžį.
Biologinės savybės
Chromas yra svarbus biogeninis elementas, kuris tikrai yra augalų, gyvūnų ir žmonių audinių dalis. Vidutinis šio elemento kiekis augaluose yra 0,0005%, beveik visas jis kaupiasi šaknyse (92-95%), likusi dalis yra lapuose. Aukštesni augalai netoleruoja didesnių nei 3∙10-4 mol/l šio metalo koncentracijų. Gyvūnuose chromo kiekis svyruoja nuo dešimties tūkstantųjų iki dešimties milijonų procentų. Tačiau planktone chromo kaupimosi koeficientas yra nuostabus – 10 000-26 000. Suaugusio žmogaus organizme Cr kiekis svyruoja nuo 6 iki 12 mg. Be to, fiziologinis chromo poreikis žmonėms nėra pakankamai tiksliai nustatytas. Tai labai priklauso nuo mitybos – valgant daug cukraus turintį maistą, organizmo chromo poreikis didėja. Visuotinai priimta, kad žmogui reikia apie 20–300 mcg šio elemento per dieną. Kaip ir kiti biogeniniai elementai, chromas gali kauptis kūno audiniuose, ypač plaukuose. Būtent juose chromo kiekis rodo kūno aprūpinimo šiuo metalu laipsnį. Deja, su amžiumi chromo „atsargos“ audiniuose senka, išskyrus plaučius.
Chromas dalyvauja lipidų, baltymų (jo yra tripsino fermente), angliavandenių (yra konstrukcinis komponentas Gliukozei atsparus faktorius). Šis veiksnys užtikrina ląstelių receptorių sąveiką su insulinu, taip sumažinant organizmo jo poreikį. Gliukozės tolerancijos faktorius (GTF) sustiprina insulino veikimą visuose medžiagų apykaitos procesuose, jame dalyvaujant. Be to, chromas dalyvauja reguliuojant cholesterolio apykaitą ir yra tam tikrų fermentų aktyvatorius.
Pagrindinis chromo šaltinis gyvūnų ir žmonių organizme yra maistas. Mokslininkai nustatė, kad augalinis maistas chromo koncentracija yra daug mažesnė nei gyvūno. Turtingiausi chromo šaltiniai yra alaus mielės, mėsa, kepenys, ankštiniai augalai ir sveiki grūdai. Sumažėjus šio metalo kiekiui maiste ir kraujyje, mažėja augimo greitis, padidėja cholesterolio kiekis kraujyje, sumažėja periferinių audinių jautrumas insulinui (diabetinė būklė). Be to, didėja rizika susirgti ateroskleroze ir aukštesnės nervų veiklos sutrikimais.
Tačiau jau esant miligramo kubiniame metre frakcijų atmosferoje, visi chromo junginiai daro toksišką poveikį organizmui. Apsinuodijimas chromu ir jo junginiais yra dažnas jų gamyboje, mechanikos inžinerijoje, metalurgijoje, tekstilės pramonėje. Chromo toksiškumo laipsnis priklauso nuo jo junginių cheminės struktūros – dichromatai yra toksiškesni už chromatus, Cr + 6 junginiai yra toksiškesni už Cr + 2 ir Cr + 3 junginius. Apsinuodijimo požymiai pasireiškia sausumo ir skausmo pojūčiu nosies ertmėje, ūmiu gerklės skausmu, pasunkėjusiu kvėpavimu, kosuliu ir panašiais simptomais. Esant nedideliam chromo garų ar dulkių pertekliui, apsinuodijimo požymiai išnyksta netrukus po darbo ceche nutraukimo. Ilgai nuolat kontaktuojant su chromo junginiais, atsiranda lėtinio apsinuodijimo požymių – silpnumas, nuolatiniai galvos skausmai, svorio kritimas, dispepsija. Prasideda virškinimo trakto, kasos, kepenų veiklos sutrikimai. Vystosi bronchitas, bronchinė astma, pneumosklerozė. Atsiranda odos ligos – dermatitas, egzema. Be to, chromo junginiai yra pavojingi kancerogenai, kurie gali kauptis kūno audiniuose ir sukelti vėžį.
Apsinuodijimo prevencija – tai personalo, dirbančio su chromu ir jo junginiais, periodinės medicininės apžiūros; vėdinimo, dulkių slopinimo ir dulkių surinkimo priemonių įrengimas; darbuotojai naudoja asmenines apsaugos priemones (respiratorius, pirštines).
Šaknis „chromas“ savo sąvokoje „spalva“, „dažai“ yra daugelio žodžių, vartojamų įvairiose srityse: mokslo, technologijų ir net muzikos, dalis. Daugelyje fotografijos juostų pavadinimų yra ši šaknis: „ortochromas“, „panchromas“, „izopanchromas“ ir kt. Žodis „chromosoma“ susideda iš dviejų graikiškų žodžių: „chromo“ ir „soma“. Pažodžiui tai gali būti išversta kaip „dažytas kūnas“ arba „dažytas kūnas“. Struktūrinis chromosomos elementas, susidarantis ląstelės branduolio tarpfazėje dėl chromosomų padvigubėjimo, vadinamas „chromatidu“. „Chromatinas“ – chromosomų medžiaga, esanti augalų ir gyvūnų ląstelių branduoliuose, intensyviai nudažyta branduoliniais dažais. „Chromatoforai“ yra gyvūnų ir žmonių pigmentinės ląstelės. Muzikoje vartojama „chromatinės skalės“ sąvoka. „Khromka“ yra viena iš rusiško akordeono rūšių. Optikoje yra „chromatinės aberacijos“ ir „chromatinės poliarizacijos“ sąvokos. „Chromatografija“ yra fizikinis ir cheminis mišinių atskyrimo ir analizės metodas. „Chromoskopas“ – prietaisas spalvotam vaizdui gauti optiškai sujungiant du ar tris spalvomis atskirtus fotografinius vaizdus, apšviečiamus specialiai parinktais skirtingų spalvų šviesos filtrais.
Nuodingiausias yra chromo oksidas (VI) CrO3, jis priklauso 1 pavojingumo klasei. Mirtina dozė žmogui (per burną) 0,6 g. Etanolis užsidega nuo sąlyčio su šviežiai paruoštu CrO3!
Labiausiai paplitusios nerūdijančio plieno markės sudėtyje yra 18 % Cr, 8 % Ni, apie 0,1 % C. Jis puikiai atsparus korozijai ir oksidacijai, išlaiko tvirtumą aukštoje temperatūroje. Būtent iš šio plieno lakštai, panaudoti statant V.I. skulptūrinę grupę. Mukhina „Darbininkė ir kolūkio mergina“.
Ferochromas, naudojamas metalurgijos pramonėje chromo plieno gamyboje, 90 amžiaus pabaigoje buvo labai prastos kokybės. Taip yra dėl mažo chromo kiekio jame – tik 7-8%. Tada ji buvo vadinama "Tasmanijos ketumi", atsižvelgiant į tai, kad originali geležies-chromo rūda buvo importuota iš Tasmanijos.
Anksčiau buvo minėta, kad chromo alūnas naudojamas odų rauginimui. Dėl to atsirado „chromuotų“ batų sąvoka. Chromo junginiais rauginta oda įgauna blizgesį, blizgesį ir tvirtumą.
Daugelis laboratorijų naudoja „chromo mišinį“ – prisotinto kalio dichromato tirpalo ir koncentruotos sieros rūgšties mišinį. Jis naudojamas stiklo ir plieno laboratorinių stiklo dirbinių paviršių nuriebalinimui. Jis oksiduoja riebalus ir pašalina jų likučius. Tik su šiuo mišiniu elkitės atsargiai, nes tai stiprios rūgšties ir stipraus oksidatoriaus mišinys!
Šiais laikais mediena vis dar naudojama kaip statybinė medžiaga, nes ji nebrangi ir lengvai apdirbama. Bet turi ir daug neigiamų savybių – jautrumą gaisrams, jį naikinančioms grybelinėms ligoms. Siekiant išvengti visų šių bėdų, medis impregnuojamas specialiais junginiais, kuriuose yra chromatų ir bichromatų bei cinko chlorido, vario sulfato, natrio arsenato ir kai kurių kitų medžiagų. Dėl tokių kompozicijų mediena padidina atsparumą grybeliams ir bakterijoms, taip pat atvirai ugniai.
Chromas užėmė ypatingą nišą spausdinimo pramonėje. 1839 metais buvo nustatyta, kad natrio dichromatu impregnuotas popierius, apšviestas ryškia šviesa, staiga paruduoja. Tada paaiškėjo, kad bichromatinės dangos ant popieriaus po ekspozicijos netirpsta vandenyje, o sudrėkintos įgauna melsvą atspalvį. Šia nuosavybe naudojosi spausdintuvai. Norimas raštas buvo nufotografuotas ant plokštelės su koloidine danga, kurioje yra bichromato. Skalbimo metu apšviestos vietos neištirpdavo, o neeksponuotos, o plokštelėje liko raštas, nuo kurio buvo galima spausdinti.
Istorija
Elemento Nr.24 atradimo istorija prasidėjo 1761 m., kai netoli Jekaterinburgo esančioje Berezovskio kasykloje (Rytinė Uralo kalnų papėdė) buvo rastas neįprastas raudonas mineralas, kuris, patrynus į dulkes, įgavo geltoną spalvą. Radinys priklausė Sankt Peterburgo universiteto profesoriui Johannui Gottlobui Lehmannui. Po penkerių metų mokslininkas mėginius pristatė į Sankt Peterburgo miestą, kur su jais atliko eilę eksperimentų. Visų pirma, neįprastus kristalus jis apdorojo druskos rūgštimi, gaudamas baltas nuosėdas, kuriose buvo rasta švino. Remdamasis gautais rezultatais, Lemanas pavadino mineralą Sibiro raudonuoju švinu. Tokia yra krokoito (iš graikų „krokos“ – šafranas) – natūralaus švino chromato PbCrO4 atradimo istorija.
Susidomėjęs šiuo radiniu, vokiečių gamtininkas ir keliautojas Peteris Simonas Pallas surengė ir vadovavo Sankt Peterburgo mokslų akademijos ekspedicijai į Rusijos širdį. 1770 metais ekspedicija pasiekė Uralą ir aplankė Berezovskio kasyklą, kur buvo paimti tiriamo mineralo mėginiai. Taip tai apibūdina pats keliautojas: „Šio nuostabaus raudonojo švino mineralo nėra jokiame kitame telkinyje. Susmulkinus į miltelius pagelsta ir gali būti naudojamas miniatiūriniame mene. Vokietijos įmonė įveikė visus krokoito išgavimo ir pristatymo į Europą sunkumus. Nepaisant to, kad šios operacijos truko mažiausiai dvejus metus, netrukus Paryžiaus ir Londono didikų vežimai keliavo išdažyti smulkiai susmulkintu krokoitu. Daugelio Senojo pasaulio universitetų mineralogijos muziejų kolekcijos buvo praturtintos geriausiais šio mineralo pavyzdžiais iš Rusijos žarnų. Tačiau Europos mokslininkai negalėjo išsiaiškinti paslaptingo mineralo sudėties.
Tai tęsėsi trisdešimt metų, kol 1796 m. Sibiro raudonojo švino pavyzdys pateko į Paryžiaus mineraloginės mokyklos chemijos profesoriaus Nicolas Louis Vauquelin rankas. Išanalizavęs krokoitą, mokslininkas jame nieko nerado, išskyrus geležies, švino ir aliuminio oksidus. Vėliau Vauquelin krokoitą apdorojo kalio (K2CO3) tirpalu ir, nusodinus baltas švino karbonato nuosėdas, išskyrė geltoną nežinomos druskos tirpalą. Atlikęs eilę mineralo apdorojimo įvairių metalų druskomis eksperimentų, profesorius, naudodamas druskos rūgštį, išskyrė „raudonosios švino rūgšties“ – chromo oksido ir vandens tirpalą (chromo rūgštis egzistuoja tik praskiestuose tirpaluose). Išgarindamas šį tirpalą, jis gavo rubino raudonumo kristalus (chromo anhidridą). Tolesnis kristalų kaitinimas grafito tiglyje, esant anglims, davė daug tarpusavyje suaugusių pilkų į adatą panašių kristalų – naujo, iki šiol nežinomo metalo. Kita eksperimentų serija parodė didelį gauto elemento atsparumą ugniai ir jo atsparumą rūgštims. Paryžiaus mokslų akademija iš karto tapo atradimo liudininku, mokslininkas, savo draugų primygtinai reikalaujant, pavadino naująjį elementą – chromą (iš graikų „spalva“, „spalva“) dėl įvairių junginių atspalvių. jis susiformuoja. Tolesniuose darbuose Vauquelinas užtikrintai teigė, kad kai kurių brangakmenių, taip pat natūralių berilio ir aliuminio silikatų smaragdinę spalvą lemia juose esantys chromo junginiai. Pavyzdys yra smaragdas, kuris yra žalios spalvos berilis, kuriame aliuminis iš dalies pakeistas chromu.
Akivaizdu, kad Vauquelin gavo ne gryną metalą, greičiausiai jo karbidus, o tai patvirtina smailia šviesiai pilkų kristalų forma. Gryną metalinį chromą vėliau gavo F. Tassert, manoma, kad 1800 m.
Be to, nepriklausomai nuo Vauquelin, chromą atrado Klaprothas ir Lovitzas 1798 m.
Buvimas gamtoje
Žemės žarnyne chromas yra gana dažnas elementas, nepaisant to, kad jis nėra laisvas. Jo klarko (vidutinis kiekis žemės plutoje) yra 8,3,10-3% arba 83 g/t. Tačiau jo pasiskirstymas tarp veislių yra netolygus. Šis elementas daugiausia būdingas Žemės mantijai, faktas yra tas, kad ultramafinės uolienos (peridotitai), kurių sudėtis tariamai artima mūsų planetos mantijai, yra turtingiausia chromo: 2 10–1% arba 2 kg / t. Tokiose uolienose Cr formuoja masyvias ir pasklidusias rūdas, su jomis siejamas didžiausių šio elemento telkinių susidarymas. Chromo daug ir bazinėse uolienose (bazaltuose ir kt.) 2 10-2% arba 200 g/t. Rūgščiose uolienose Cr yra daug mažiau: 2,5 10-3%, nuosėdinėse (smėlio akmenyse) - 3,5 10-3%, skalūnuose taip pat yra chromo - 9 10-3%.
Galima daryti išvadą, kad chromas yra tipiškas litofilinis elementas ir beveik viso jo yra mineraluose, esančiuose giliai Žemės žarnyne.
Yra trys pagrindiniai chromo mineralai: magnochromitas (Mn, Fe)Cr2O4, chrompikotitas (Mg, Fe)(Cr, Al)2O4 ir aliuminchromitas (Fe, Mg)(Cr, Al)2O4. Šie mineralai turi vieną pavadinimą – chromo špinelis ir bendrą formulę (Mg, Fe)O (Cr, Al, Fe) 2O3. Išvaizda jie nesiskiria ir netiksliai vadinami „chromitais“. Jų sudėtis keičiasi. Svarbiausių komponentų kiekis kinta (masės proc.): Cr2O3 nuo 10,5 iki 62,0; Al2O3 nuo 4 iki 34,0; Fe2O3 nuo 1,0 iki 18,0; FeO nuo 7,0 iki 24,0; MgO nuo 10,5 iki 33,0; SiO2 nuo 0,4 iki 27,0; TiO2 priemaišų iki 2; V2O5 iki 0,2; ZnO iki 5; MnO iki 1. Kai kuriose chromo rūdose yra 0,1-0,2 g/t platinos grupės elementų ir iki 0,2 g/t aukso.
Be įvairių chromitų, chromas yra daugelio kitų mineralų dalis – chromo vesuvianas, chromo chloritas, chromo turmalinas, chromo žėrutis (fuksitas), chromo granatas (uvarovitas) ir kt., kurie dažnai lydi rūdas, tačiau neturi pramoninių medžiagų. reikšmę. Chromas yra palyginti silpnas vandens migrantas. Egzogeninėmis sąlygomis chromas, kaip ir geležis, migruoja suspensijų pavidalu ir gali nusodinti moliuose. Chromatai yra judriausia forma.
Praktinę reikšmę turbūt turi tik chromitas FeCr2O4, priklausantis spineliams – kubinės sistemos izomorfiniams mineralams, kurių bendra formulė MO Me2O3, kur M – dvivalentis metalo jonas, o Me – trivalentis metalo jonas. Be špinelių, chromo yra ir daugelyje rečiau paplitusių mineralų, tokių kaip melanochroitas 3PbO 2Cr2O3, vokelenitas 2(Pb,Cu)CrO4(Pb,Cu)3(PO4)2, tarapakaitė K2CrO4, diceite CaIO3 CaCrO4 ir kt.
Chromitai dažniausiai randami juodos spalvos granuliuotų masių pavidalu, rečiau - oktaedrinių kristalų pavidalu, turi metalinį blizgesį, būna ištisinių masyvų pavidalu.
XX amžiaus pabaigoje chromo atsargos (nustatyta) beveik penkiasdešimtyje pasaulio šalių, kuriose buvo šio metalo telkinių, siekė 1674 mln. tonų. ). Antroji vieta pagal chromo išteklius tenka Kazachstanui, kur yra Aktobės regionas(Kempirsų masyvas) rūda kasama labai Aukštos kokybės. Kitos šalys taip pat turi šio elemento atsargų. Turkija (Guleman), Filipinai Luzono saloje, Suomija (Kemi), Indija (Sukinda) ir kt.
Mūsų šalyje yra kuriamos savo chromo telkinių - Urale (Donskoje, Saranovskoje, Khalilovskoje, Alapaevskoje ir daugelyje kitų). Be to, XIX amžiaus pradžioje Uralo telkiniai buvo pagrindiniai chromo rūdos šaltiniai. Tik 1827 m. amerikietis Isaacas Tisonas Merilando ir Pensilvanijos pasienyje atrado didelį chromo rūdos telkinį, kuris daugelį metų užėmė kasybos monopolį. 1848 m. Turkijoje, netoli Bursos, buvo aptiktos aukštos kokybės chromito telkiniai, ir netrukus (po Pensilvanijos telkinio išeikvojimo) būtent ši šalis ėmėsi monopolininko vaidmens. Tai tęsėsi iki 1906 m., Kai Pietų Afrikoje ir Indijoje buvo aptikti turtingi chromitų telkiniai.
Taikymas
Bendras gryno chromo metalo suvartojimas šiandien yra apie 15 mln. tonų. Elektrolitinio chromo – gryniausio – gamybai tenka 5 mln. tonų, tai yra trečdalis viso suvartojimo.
Chromas plačiai naudojamas legiruoti plieną ir lydinius, suteikiant jiems atsparumą korozijai ir atsparumą karščiui. Daugiau nei 40% gauto gryno metalo išleidžiama tokių „superlydinių“ gamybai. Labiausiai žinomi atsparūs lydiniai yra nichromas, kurio Cr kiekis yra 15-20%, karščiui atsparūs lydiniai - 13-60% Cr, nerūdijantys - 18% Cr ir rutuliniai plienai, kuriuose yra 1% Cr. Chromo pridėjimas į įprastą plieną pagerina jų fizines savybes ir daro metalą jautresnį terminiam apdorojimui.
Chromo metalas naudojamas chromavimui – plonu chromo sluoksniu padengiamas plieno lydinių paviršius, siekiant padidinti šių lydinių atsparumą korozijai. Chromuota danga puikiai atlaiko drėgno atmosferos oro, sūraus jūros oro, vandens, azoto ir daugumos organinių rūgščių poveikį. Tokios dangos yra dviejų paskirčių: apsauginės ir dekoratyvinės. Apsauginių dangų storis apie 0,1 mm, jos tepamos tiesiai ant gaminio ir padidina atsparumą dilimui. Dekoratyvinės dangos turi estetinę vertę, jomis padengiamas kito metalo (vario ar nikelio) sluoksnis, kuris faktiškai atlieka apsauginę funkciją. Tokios dangos storis tik 0,0002–0,0005 mm.
Chromo junginiai taip pat aktyviai naudojami įvairiose srityse.
Ugniai atsparių medžiagų gamyboje naudojama pagrindinė chromo rūda – chromitas FeCr2O4. Magnezito-chromito plytos yra chemiškai pasyvios ir atsparios karščiui, atlaiko staigius daugkartinius temperatūrų pokyčius, todėl naudojamos krosnių arkų ir kitų metalurgijos įrenginių bei konstrukcijų darbo erdvės konstrukcijoms.
Chromo (III) oksido kristalų - Cr2O3 kietumas yra proporcingas korundo kietumui, o tai užtikrino jo panaudojimą šlifavimo ir šlifavimo pastų kompozicijose, naudojamose mechaninės inžinerijos, juvelyrikos, optikos ir laikrodžių pramonėje. Jis taip pat naudojamas kaip katalizatorius hidrinant ir dehidrogenuojant kai kuriuos organiniai junginiai. Cr2O3 naudojamas dažymui kaip žalias pigmentas ir stiklo dažymui.
Kalio chromatas - K2CrO4 naudojamas odos rauginimui, kaip kandiklis tekstilės pramonėje, dažų gamyboje, balinant vašku.
Kalio dichromatas (chrominis) – K2Cr2O7 taip pat naudojamas odos rauginimo darbams, dažant audinius, yra metalų ir lydinių korozijos inhibitorius. Jis naudojamas degtukų gamyboje ir laboratoriniais tikslais.
Chromo (II) chloridas CrCl2 yra labai stiprus reduktorius, lengvai oksiduojamas net atmosferos deguonimi, kuris naudojamas dujų analizėje kiekybinei O2 absorbcijai. Be to, jis ribotai naudojamas gaminant chromą išlydytų druskų elektrolizės ir chromatometrijos būdu.
Kalio chromo alūnas K2SO4.Cr2(SO4)3 24H2O daugiausia naudojamas tekstilės pramonėje – odos rauginimo srityje.
Bevandenis chromo chloridas CrCl3 naudojamas chromo dangoms padengti plieno paviršių cheminio nusodinimo garais būdu ir yra neatskiriama kai kurių katalizatorių dalis. Drėkina CrCl3 – kankina dažant audinius.
Iš švino chromato PbCrO4 gaminami įvairūs dažai.
Natrio dichromato tirpalas naudojamas plieninės vielos paviršiaus valymui ir marinavimui prieš cinkavimą, taip pat žalvario šviesinimui. Chromo rūgštis gaunama iš natrio bichromato, kuris naudojamas kaip elektrolitas chromuojant metalines dalis.
Gamyba
Gamtoje chromas daugiausia būna chromo geležies rūdos FeO ∙ Cr2O3 pavidalu, jį redukuojant anglimi, gaunamas chromo ir geležies lydinys – ferochromas, kuris tiesiogiai naudojamas metalurgijos pramonėje chromo plieno gamyboje. Chromo kiekis šioje kompozicijoje siekia 80% (pagal svorį).
Chromo (III) oksidą redukuojant anglimi, siekiama pagaminti daug anglies turintį chromą, kuris reikalingas specialių lydinių gamybai. Procesas atliekamas elektrinėje lankinėje krosnyje.
Norint gauti gryną chromą, pirmiausia gaunamas chromo (III) oksidas, o po to redukuojamas aliuminoterminiu metodu. Tuo pačiu metu miltelių arba aliuminio drožlių (Al) ir chromo oksido (Cr2O3) mišinys kaitinamas iki 500–600 °C temperatūros. Tada pradedama redukuoti bario mišiniu. peroksidu su aliuminio milteliais arba uždegant dalį užtaiso, po to įdedant likusią dalį . Šiame procese svarbu, kad gautos šiluminės energijos pakaktų chromui išlydyti ir atskirti nuo šlako.
Cr2O3 + 2Al = 2Cr + 2Al2O3
Tokiu būdu gautame chrome yra tam tikras kiekis priemaišų: geležies 0,25-0,40%, sieros 0,02%, anglies 0,015-0,02%. Grynos medžiagos kiekis yra 99,1–99,4%. Toks chromas yra trapus ir lengvai sumalamas į miltelius.
Šio metodo realumą dar 1859 metais įrodė ir pademonstravo Friedrichas Wöhleris. Pramoniniu mastu aliuminoterminis chromo redukavimas tapo įmanomas tik tada, kai atsirado pigaus aliuminio gavimo būdas. Goldschmidtas pirmasis sukūrė saugų būdą kontroliuoti labai egzoterminį (taigi sprogstamąjį) redukcijos procesą.
Jei pramonėje reikia gauti didelio grynumo chromą, naudojami elektrolitiniai metodai. Elektrolizė yra veikiama chromo anhidrido, amonio chromo alūno arba chromo sulfato mišiniu su praskiesta sieros rūgštimi. Chromas, nusodintas elektrolizės metu ant aliuminio arba nerūdijančio katodų, turi ištirpusių dujų kaip priemaišų. 99,90–99,995% grynumas gali būti pasiektas naudojant aukštos temperatūros (1500–1700 °C) valymą vandenilio sraute ir vakuuminį degazavimą. Pažangios elektrolitinio chromo valymo technologijos pašalina sierą, azotą, deguonį ir vandenilį iš „neapdoroto“ produkto.
Be to, metalinį Cr galima gauti elektrolizuojant CrCl3 arba CrF3 lydalus, sumaišytus su kalio, kalcio ir natrio fluoridais 900°C temperatūroje argone.
Gryno chromo gavimo elektrolitinio metodo galimybę Bunsenas įrodė 1854 m., elektrolizuodamas vandeninį chromo chlorido tirpalą.
Pramonėje taip pat naudojamas silicoterminis gryno chromo gavimo metodas. Šiuo atveju chromo oksidas redukuojamas siliciu:
2Cr2O3 + 3Si + 3CaO = 4Cr + 3CaSiO3
Chromas silicoterminiu būdu lydomas lankinėse krosnyse. Pridėjus negesintų kalkių, ugniai atsparų silicio dioksidą galima paversti mažai tirpstančiu kalcio silikato šlaku. Silicoterminio chromo grynumas yra maždaug toks pat kaip ir aliuminioterminio chromo, tačiau natūraliai silicio jame yra kiek didesnis, o aliuminio kiek mažesnis.
Cr taip pat gali būti gaunamas redukuojant Cr2O3 vandeniliu 1500°C temperatūroje, bevandenį CrCl3 redukuojant vandeniliu, šarminiais arba šarminiais žemės metalais, magniu ir cinku.
Chromui gauti bandė naudoti kitus redukuojančius agentus – anglį, vandenilį, magnį. Tačiau šie metodai nėra plačiai naudojami.
Van Arkel-Kuchman-De Boer procese chromo (III) jodido skilimas naudojamas ant vielos, įkaitintos iki 1100 ° C, ant jos nusodinant gryną metalą.
Fizinės savybės
Chromas yra kietas, labai sunkus, ugniai atsparus, kalusis plieninis pilkas metalas. Grynas chromas yra gana plastiškas, kristalizuojasi į kūną nukreiptoje grotelėje, a = 2,885Å (esant 20°C temperatūrai). Maždaug 1830 ° C temperatūroje transformacijos į modifikaciją su į veidą nukreipta gardele tikimybė yra didelė, a = 3,69 Å. Atominis spindulys 1,27 Å; joniniai spinduliai Cr2+ 0,83Å, Cr3+ 0,64Å, Cr6+ 0,52 Å.
Chromo lydymosi temperatūra tiesiogiai priklauso nuo jo grynumo. Todėl šio rodiklio nustatymas grynam chromui yra labai sunki užduotis – juk net ir nedidelis azoto ar deguonies priemaišų kiekis gali gerokai pakeisti lydymosi temperatūros reikšmę. Daugelis tyrinėtojų šią problemą sprendžia jau daugiau nei dešimtmetį ir gavo toli vienas nuo kito rezultatus: nuo 1513 iki 1920 ° C. Anksčiau buvo manoma, kad šis metalas lydosi 1890 ° C temperatūroje, tačiau šiuolaikiniai tyrimai rodo, kad 1907 ° C temperatūra, chromas verda aukštesnėje nei 2500 ° C temperatūroje - duomenys taip pat skiriasi: nuo 2199 ° C iki 2671 ° C. Chromo tankis yra mažesnis nei geležies; jis yra 7,19 g/cm3 (esant 200°C).
Chromui būdingos visos pagrindinės metalų charakteristikos – jis gerai praleidžia šilumą, jo atsparumas elektros srovei labai mažas, kaip ir daugumai metalų, chromui būdingas būdingas blizgesys. Be to, šis elementas turi vieną labai įdomi savybė: faktas yra tas, kad esant 37 ° C temperatūrai, jo elgesio negalima paaiškinti - staigiai pasikeičia daugelis fizinių savybių, šis pokytis yra staigus. Chromas, kaip ir sergantis žmogus, esant 37 ° C temperatūrai, pradeda veikti: vidinė chromo trintis pasiekia maksimumą, elastingumo modulis sumažėja iki minimumo. Nuolat kinta elektros laidumo šuolių reikšmė, termoelektrovaros jėga ir tiesinio plėtimosi koeficientas. Šio reiškinio mokslininkams dar nepavyko paaiškinti.
Chromo savitoji šiluminė talpa yra 0,461 kJ / (kg.K) arba 0,11 cal / (g ° C) (esant 25 ° C temperatūrai); šilumos laidumo koeficientas 67 W / (m K) arba 0,16 cal / (cm sek ° C) (esant 20 ° C temperatūrai). Šiluminis tiesinio plėtimosi koeficientas 8,24 10-6 (esant 20 °C). Chromo savitoji elektrinė varža 20 ° C temperatūroje yra 0,414 μm m, o jo šiluminis elektrinės varžos koeficientas 20–600 ° C diapazone yra 3,01 10–3.
Yra žinoma, kad chromas yra labai jautrus priemaišoms – dėl mažiausių frakcijų kitų elementų (deguonies, azoto, anglies) chromas gali būti labai trapus. Be šių priemaišų chromą gauti itin sunku. Dėl šios priežasties šis metalas nenaudojamas konstrukciniams tikslams. Tačiau metalurgijoje jis aktyviai naudojamas kaip legiravimo medžiaga, nes jo pridėjimas prie lydinio daro plieną kietą ir atsparų dilimui, nes chromas yra kiečiausias iš visų metalų – jis pjauna stiklą kaip deimantas! Didelio grynumo chromo kietumas pagal Brinell yra 7-9 MN/m2 (70-90 kgf/cm2). Chromas legiruotas su spyruokliniu, spyruokliniu, įrankių, štampų ir rutulinių guolių plienu. Juose (išskyrus rutulinius plienus) chromo yra kartu su manganu, molibdenu, nikeliu, vanadžiu. Chromo pridėjimas į įprastą plieną (iki 5% Cr) pagerina jų fizines savybes ir daro metalą jautresnį terminiam apdorojimui.
Chromas yra antiferomagnetinis, specifinis magnetinis jautrumas yra 3,6 10-6. Savitoji elektros varža 12,710-8 Ohm. Chromo tiesinio plėtimosi temperatūros koeficientas 6,210-6. Šio metalo garavimo šiluma yra 344,4 kJ/mol.
Chromas yra atsparus korozijai ore ir vandenyje.
Cheminės savybės
Chemiškai chromas yra gana inertiškas, nes ant jo paviršiaus yra stipri plona oksido plėvelė. Cr nesioksiduoja ore, net esant drėgmei. Kaitinant, oksidacija vyksta tik metalo paviršiuje. 1200°C temperatūroje plėvelė suyra ir oksidacija vyksta daug greičiau. 2000°C temperatūroje chromas dega ir susidaro žalias chromo (III) oksidas Cr2O3, kuris turi amfoterinių savybių. Lydant Cr2O3 su šarmais, gaunami chromitai:
Cr2O3 + 2NaOH = 2NaCrO2 + H2O
Nekalcinuotas chromo (III) oksidas lengvai tirpsta šarminiuose tirpaluose ir rūgštyse:
Cr2O3 + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2O
Junginiuose chromas daugiausia pasižymi oksidacijos būsenomis Cr+2, Cr+3, Cr+6. Stabiliausi yra Cr+3 ir Cr+6. Taip pat yra kai kurių junginių, kuriuose chromas turi oksidacijos būsenas Cr+1, Cr+4, Cr+5. Chromo junginiai yra labai įvairių spalvų: balta, mėlyna, žalia, raudona, violetinė, juoda ir daugelis kitų.
Chromas lengvai reaguoja su praskiestais druskos ir sieros rūgščių tirpalais, sudarydamas chromo chloridą ir sulfatą bei išskirdamas vandenilį:
Cr + 2HCl = CrCl2 + H2
Aqua regia ir azoto rūgštis pasyvina chromą. Be to, azoto rūgštimi pasyvintas chromas netirpsta praskiestose sieros ir druskos rūgštyse, net ir ilgai verdant jų tirpaluose, tačiau tam tikru momentu tirpimas vis tiek vyksta, lydimas greito išsiskyrusio vandenilio putojimo. Šis procesas paaiškinamas tuo, kad chromas iš pasyvios būsenos pereina į aktyvią, kurioje metalas nėra apsaugotas apsaugine plėvele. Be to, jei tirpimo procese vėl pridedama azoto rūgšties, reakcija sustos, nes chromas vėl pasyvinamas.
Normaliomis sąlygomis chromas reaguoja su fluoru, sudarydamas CrF3. Esant aukštesnei nei 600 ° C temperatūrai, vyksta sąveika su vandens garais, šios sąveikos rezultatas yra chromo oksidas (III) Cr2O3:
4Cr + 3O2 = 2Cr2O3
Cr2O3 yra žali mikrokristalai, kurių tankis 5220 kg/m3 ir aukšta lydymosi temperatūra (2437°C). Chromo (III) oksidas pasižymi amfoterinėmis savybėmis, tačiau yra labai inertiškas, jį sunku ištirpinti vandeninėse rūgštyse ir šarmuose. Chromo(III) oksidas yra gana toksiškas. Susilietimas su oda gali sukelti egzemą ir kitas odos ligas. Todėl dirbant su chromo (III) oksidu būtina naudoti asmenines apsaugos priemones.
Be oksido, žinomi ir kiti junginiai su deguonimi: CrO, CrO3, gaunami netiesiogiai. Didžiausią pavojų kelia įkvepiamas oksidinis aerozolis, sukeliantis sunkias viršutinių kvėpavimo takų ir plaučių ligas.
Chromo formos didelis skaičius druskos su deguonies turinčiais komponentais.
Chromo atradimas priklauso spartaus druskų ir mineralų cheminių-analitinių tyrimų raidos laikotarpiui. Rusijoje chemikai ypač domėjosi Sibire rastų ir Vakarų Europoje beveik nežinomų mineralų analize. Vienas iš šių mineralų buvo Sibiro raudonoji švino rūda (krokoitas), aprašyta Lomonosovo. Mineralas buvo ištirtas, tačiau jame nerasta nieko, išskyrus švino, geležies ir aliuminio oksidus. Tačiau 1797 m. Vauquelin, virindamas smulkiai sumaltą mineralo mėginį su kaliu ir nusodindamas švino karbonatą, gavo oranžinės raudonos spalvos tirpalą. Iš šio tirpalo jis kristalizavo rubino raudonumo druską, iš kurios buvo išskirtas oksidas ir laisvas metalas, skiriasi nuo visų žinomų metalų. Vauquelin jam paskambino Chromas ( Chrome ) iš graikiško žodžio- dažymas, spalva; Tiesa, čia buvo turėta omenyje ne metalo savybė, o ryškiaspalvės jo druskos.
Rasti gamtoje.
Svarbiausia praktinės reikšmės chromo rūda yra chromitas, kurio apytikslė sudėtis atitinka formulę FeCrO 4.
Jis randamas Mažojoje Azijoje, Urale, in Šiaurės Amerika, Pietų Afrikoje. Techninės reikšmės turi ir aukščiau minėtas mineralinis krokotas – PbCrO 4. Chromo oksidas (3) ir kai kurie kiti jo junginiai taip pat randami gamtoje. Žemės plutoje chromo kiekis metalo atžvilgiu yra 0,03%. Chromo yra ant Saulės, žvaigždžių, meteoritų.
Fizinės savybės.
Chromas yra baltas, kietas ir trapus metalas, išskirtinai chemiškai atsparus rūgštims ir šarmams. Jis oksiduojasi ore ir turi ploną skaidrią oksido plėvelę ant paviršiaus. Chromo tankis yra 7,1 g / cm 3, jo lydymosi temperatūra yra +1875 0 C.
Kvitas.
Stipriai kaitinant chromo geležies rūdą su anglimi, sumažėja chromo ir geležies kiekis:
FeO * Cr 2 O 3 + 4C = 2Cr + Fe + 4CO
Dėl šios reakcijos susidaro chromo ir geležies lydinys, pasižymintis dideliu stiprumu. Norint gauti gryną chromą, jis redukuojamas iš chromo(3) oksido aliuminiu:
Cr 2 O 3 + 2Al \u003d Al 2 O 3 + 2Cr
Šiame procese dažniausiai naudojami du oksidai – Cr 2 O 3 ir CrO 3
Cheminės savybės.
Dėl plonos apsauginės oksido plėvelės, dengiančios chromo paviršių, jis yra labai atsparus agresyvioms rūgštims ir šarmams. Chromas nereaguoja su koncentruotomis azoto ir sieros rūgštimis, taip pat su fosforo rūgštis. Chromas sąveikauja su šarmais esant t = 600-700 o C. Tačiau chromas sąveikauja su praskiestomis sieros ir druskos rūgštimis, išstumdamas vandenilį:
2Cr + 3H 2 SO 4 \u003d Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2
2Cr + 6HCl = 2CrCl3 + 3H 2
Aukštoje temperatūroje chromas dega deguonimi ir susidaro oksidas (III).
Karštas chromas reaguoja su vandens garais:
2Cr + 3H 2 O \u003d Cr 2 O 3 + 3H 2
Chromas taip pat reaguoja su halogenais aukštoje temperatūroje, halogenais su vandeniliais, siera, azotu, fosforu, anglimi, siliciu, boru, pvz.:
Cr + 2HF = CrF 2 + H 2
2Cr + N2 = 2CrN
2Cr + 3S = Cr2S3
Cr + Si = CrSi
Minėtos fizinės ir cheminės chromo savybės buvo pritaikytos įvairiose mokslo ir technologijų srityse. Pavyzdžiui, chromas ir jo lydiniai naudojami didelio stiprumo, korozijai atsparioms dangoms gauti mechaninėje inžinerijoje. Lydiniai ferochromo pavidalu naudojami kaip metalo pjovimo įrankiai. Chromuoti lydiniai buvo pritaikyti medicinos technologijose, cheminių procesų įrangos gamyboje.
Chromo padėtis periodinėje cheminių elementų lentelėje:
Chromas yra periodinės elementų sistemos VI grupės šoninis pogrupis. Jo elektroninė formulė Kitas:
24 Cr IS 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3d 5 4S 1
Užpildant orbitales elektronais ties chromo atomu, pažeidžiamas dėsningumas, pagal kurį 4S orbitalė turėjo būti užpildyta pirmiausia iki būsenos 4S 2 . Tačiau dėl to, kad 3d orbitalė chromo atome užima palankesnę energetinę padėtį, ji užpildoma iki 4d 5 reikšmės. Toks reiškinys pastebimas kai kurių kitų antrinių pogrupių elementų atomuose. Chromas gali turėti oksidacijos būseną nuo +1 iki +6. Stabiliausi yra chromo junginiai, kurių oksidacijos būsenos +2, +3, +6.
Dvivalenčio chromo junginiai.
Chromo oksidas (II) CrO – piroforiniai juodi milteliai (piroforiniai – gebėjimas užsidegti ore smulkiai susmulkintoje būsenoje). CrO tirpsta praskiestame vandenilio chlorido rūgštis:
CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O
Kaitinamas ore virš 100 0 C, CrO virsta Cr 2 O 3.
Dvivalentės chromo druskos susidaro tirpinant chromo metalą rūgštyse. Šios reakcijos vyksta neaktyvių dujų (pavyzdžiui, H 2) atmosferoje, nes esant orui, Cr(II) lengvai oksiduojasi iki Cr(III).
Chromo hidroksidas gaunamas geltonų nuosėdų pavidalu, šarmo tirpalu veikiant chromo (II) chloridą:
CrCl 2 + 2NaOH = Cr(OH) 2 + 2NaCl
Cr(OH)2 turi bazinių savybių, yra reduktorius. Hidratuotas Cr2+ jonas yra šviesiai mėlynos spalvos. Vandeninis CrCl2 tirpalas yra mėlynos spalvos. Ore vandeniniuose tirpaluose Cr(II) junginiai virsta Cr(III) junginiais. Tai ypač ryšku Cr(II) hidroksidui:
4Cr(OH) 2 + 2H 2 O + O 2 = 4Cr(OH) 3
Trivalenčiai chromo junginiai.
Chromo oksidas (III) Cr 2 O 3 yra ugniai atsparūs žali milteliai. Savo kietumu jis artimas korundui. Laboratorijoje jį galima gauti kaitinant amonio dichromatą:
(NH 4) 2 Cr 2 O 7 \u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2
Cr 2 O 3 - amfoterinis oksidas, susiliejęs su šarmais, sudaro chromitus: Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O
Chromo hidroksidas taip pat yra amfoterinis junginys:
Cr(OH) 3 + HCl = CrCl 3 + 3H 2 O
Cr(OH) 3 + NaOH = NaCrO 2 + 2H 2 O
Bevandenis CrCl 3 atrodo kaip tamsiai violetinės spalvos lapai, visiškai netirpus saltas vanduo, verdant labai lėtai tirpsta. Bevandenis chromo sulfatas (III) Cr 2 (SO 4) 3 rožinis, taip pat blogai tirpus vandenyje. Esant reduktoriams, susidaro purpurinis chromo sulfatas Cr 2 (SO 4) 3 *18H 2 O. Taip pat žinomi žali chromo sulfato hidratai, kuriuose yra mažesnis vandens kiekis. Chromo alūnas KCr(SO 4) 2 *12H 2 O kristalizuojasi iš tirpalų, kuriuose yra violetinio chromo sulfato ir kalio sulfato. Kaitinamas chromo alūno tirpalas tampa žalias dėl sulfatų susidarymo.
Reakcijos su chromu ir jo junginiais
Beveik visi chromo junginiai ir jų tirpalai yra intensyvios spalvos. Turėdami bespalvį tirpalą arba baltas nuosėdas, su didele tikimybe galime daryti išvadą, kad chromo nėra.
- Ant porcelianinio puodelio degiklio liepsnoje stipriai pakaitiname tokį kalio bichromato kiekį, kuris tilps ant peilio galo. Druska neišskirs kristalizacijos vandens, bet ištirps maždaug 400 0 C temperatūroje, susidarant tamsaus skysčio. Pakaitinkime dar kelias minutes ant stiprios liepsnos. Atvėsus ant skeveldros susidaro žalios nuosėdos. Dalis jo tirpsta vandenyje (įgyja geltona), o kitą dalį palikite ant skeveldros. Kaitinant druska suyra, todėl susidarė tirpus geltonas kalio chromatas K 2 CrO 4 ir žalias Cr 2 O 3 .
- 3 g kalio dichromato miltelių ištirpinkite 50 ml vandens. Į vieną dalį įpilkite šiek tiek kalio karbonato. Išskirdamas CO 2 jis ištirps, o tirpalo spalva taps šviesiai geltona. Chromatas susidaro iš kalio dichromato. Jei dabar dalimis įpilsime 50% sieros rūgšties tirpalo, tada vėl pasirodys raudonai geltona bichromato spalva.
- Į mėgintuvėlį supilkite 5 ml. kalio dichromato tirpalu, užvirinkite su 3 ml koncentruotos druskos rūgšties. Iš tirpalo išsiskiria gelsvai žalsvas nuodingas dujinis chloras, nes chromatas HCl oksiduos iki Cl 2 ir H 2 O. Pats chromatas pavirs žaliu trivalenčiu chromo chloridu. Jį galima išskirti išgarinus tirpalą, o tada, sulydžius su soda ir nitratu, paversti chromatu.
- Įpylus švino nitrato tirpalo, nusėda geltonas švino chromatas; sąveikaujant su sidabro nitrato tirpalu susidaro raudonai rudos sidabro chromato nuosėdos.
- Į kalio bichromato tirpalą įpilkite vandenilio peroksido ir parūgštinkite tirpalą sieros rūgštimi. Dėl chromo peroksido susidarymo tirpalas įgauna sodriai mėlyną spalvą. Peroksidas, suplaktas su eteriu, virsta organiniu tirpikliu ir pamėlyna. Ši reakcija būdinga chromui ir yra labai jautri. Jis gali būti naudojamas aptikti chromą metaluose ir lydiniuose. Visų pirma, būtina ištirpinti metalą. Ilgai verdant su 30% sieros rūgštimi (galima pridėti ir druskos rūgšties), chromas ir daugelis plienų iš dalies ištirpsta. Gautame tirpale yra chromo (III) sulfato. Kad galėtume atlikti aptikimo reakciją, pirmiausia ją neutralizuojame kaustine soda. Nusėda pilkai žalios spalvos chromo (III) hidroksidas, kuris ištirpsta NaOH perteklyje ir susidaro žalias natrio chromitas. Filtruokite tirpalą ir įpilkite 30% vandenilio peroksido. Kaitinamas tirpalas pagelsta, nes chromitas oksiduojasi iki chromato. Parūgštinus tirpalas bus mėlynas. Spalvotas junginys gali būti ekstrahuojamas purtant eteriu.
Analitinės chromo jonų reakcijos.
- Į 3-4 lašus chromo chlorido CrCl3 tirpalo įlašinkite 2M NaOH tirpalo, kol pradinės nuosėdos ištirps. Atkreipkite dėmesį į susidariusio natrio chromito spalvą. Gautą tirpalą pašildykite vandens vonioje. Kas vyksta?
- Į 2-3 lašus CrCl 3 tirpalo įlašinkite vienodą tūrį 8M NaOH tirpalo ir 3-4 lašus 3% H 2 O 2 tirpalo. Reakcijos mišinį pašildykite vandens vonioje. Kas vyksta? Kokios nuosėdos susidaro, jei gautas spalvotas tirpalas neutralizuojamas, į jį pridedama CH 3 COOH, o po to Pb (NO 3) 2 ?
- Į mėgintuvėlį įlašinkite 4-5 lašus chromo sulfato Cr 2 (SO 4) 3, IMH 2 SO 4 ir KMnO 4 tirpalų. Reakcijos vietą keletą minučių kaitinkite vandens vonioje. Atkreipkite dėmesį į tirpalo spalvos pasikeitimą. Kas tai sukėlė?
- Į 3-4 lašus K 2 Cr 2 O 7 tirpalo, parūgštinto azoto rūgštimi, įlašinti 2-3 lašus H 2 O 2 tirpalo ir išmaišyti. Mėlyna tirpalo spalva atsiranda dėl perchromo rūgšties H 2 CrO 6 atsiradimo:
Cr 2 O 7 2- + 4H 2 O 2 + 2H + = 2H 2 CrO 6 + 3H 2 O
Atkreipkite dėmesį į greitą H 2 CrO 6 skilimą:
2H 2CrO6 + 8H+ = 2Cr3+ + 3O2 + 6H2O
mėlyna spalva žalia spalva
Perchromo rūgštis yra daug stabilesnė organiniuose tirpikliuose.
- Į 3-4 lašus K 2 Cr 2 O 7 tirpalo, parūgštinto azoto rūgštimi, įlašinti 5 lašus izoamilo alkoholio, 2-3 lašus H 2 O 2 tirpalo ir suplakti reakcijos mišinį. Organinio tirpiklio sluoksnis, plūduriuojantis į viršų, yra ryškiai mėlynos spalvos. Spalva blunka labai lėtai. Palyginkite H 2 CrO 6 stabilumą organinėje ir vandeninėje fazėse.
- Sąveikaujant CrO 4 2- ir Ba 2+ jonams, nusėda geltonos bario chromato BaCrO 4 nuosėdos.
- Sidabro nitratas sudaro plytų raudonumo sidabro chromato nuosėdas su CrO 4 2 jonais.
- Paimkite tris mėgintuvėlius. Į vieną iš jų įlašinkite 5-6 lašus K 2 Cr 2 O 7 tirpalo, į antrą – tiek pat tūrio K 2 CrO 4 tirpalo, o į trečią – tris lašus abiejų tirpalų. Tada į kiekvieną mėgintuvėlį įlašinkite tris lašus kalio jodido tirpalo. Paaiškinkite rezultatą. Parūgštinkite tirpalą antrame mėgintuvėlyje. Kas vyksta? Kodėl?
Įdomūs eksperimentai su chromo junginiais
- CuSO 4 ir K 2 Cr 2 O 7 mišinys tampa žalias, kai pridedama šarmo, o geltona, kai yra rūgšties. Kaitinant 2 mg glicerolio su nedideliu kiekiu (NH 4) 2 Cr 2 O 7 ir po to įpylus alkoholio, po filtravimo gaunamas ryškiai žalias tirpalas, kuris įdėjus rūgštį pagelsta, o neutralioje arba žaliavoje. šarminė terpė.
- Įdėkite į skardinės centrą su termito „rubino mišiniu“ - kruopščiai sumalkite ir įdėkite į aliuminio foliją Al 2 O 3 (4,75 g), pridedant Cr 2 O 3 (0,25 g). Kad stiklainis ilgiau neatvėstų, jį reikia įkasti po viršutiniu kraštu į smėlį, o termitui užsidegus ir prasidėjus reakcijai uždengti geležine skarda ir apiberti smėliu. Banką iškasti per dieną. Rezultatas – raudonai rubino spalvos milteliai.
- 10 g kalio bichromato sutrinama su 5 g natrio arba kalio nitrato ir 10 g cukraus. Mišinys sudrėkinamas ir sumaišomas su kolodija. Jei milteliai suspaudžiami stikliniame vamzdelyje, o po to lazda išstumiama ir padegama nuo galo, tada pradės lįsti „gyvatė“, pirmiausia juoda, o atvėsusi - žalia. 4 mm skersmens lazda dega apie 2 mm per sekundę greičiu ir pailgėja 10 kartų.
- Jei sumaišysite vario sulfato ir kalio dichromato tirpalus ir įpilsite šiek tiek amoniako tirpalo, tada iškris amorfinės rudos kompozicijos 4СuCrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O nuosėdos, kurios ištirpsta druskos rūgštyje, kad susidarytų geltonas tirpalas ir amoniako pertekliumi gaunamas žalias tirpalas. Jei į šį tirpalą įpilama dar daugiau alkoholio, susidaro žalios nuosėdos, kurios po filtravimo tampa mėlynos, o po džiovinimo - mėlynai violetinės su raudonais blizgučiais, aiškiai matomos stiprioje šviesoje.
- Chromo oksidas, likęs po „vulkano“ ar „faraono gyvatės“ eksperimentų, gali būti regeneruojamas. Norėdami tai padaryti, reikia sulydyti 8 g Cr 2 O 3 ir 2 g Na 2 CO 3 ir 2,5 g KNO 3, o atvėsusį lydinį apdoroti verdančiu vandeniu. Gaunamas tirpus chromatas, kuris taip pat gali virsti kitais Cr(II) ir Cr(VI) junginiais, įskaitant pirminį amonio dichromatą.
Redokso perėjimų, susijusių su chromu ir jo junginiais, pavyzdžiai
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) 2NaCrO2 + 3Br2 + 8NaOH = 6NaBr + 2Na2CrO4 + 4H2O
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 = 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 + 2 KOH = 2K 2 CrO 4 + H 2 O
3. CrO - Cr (OH) 2 - Cr (OH) 3 - Cr (NO 3) 3 - Cr 2 O 3 - CrO - 2
Cr2+
a) CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O
b) CrO + H 2 O \u003d Cr (OH) 2
c) Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
d) Cr(OH)3 + 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
Chromo elementas kaip menininkas
Chemikai gana dažnai kreipdavosi į dirbtinių dažymo pigmentų kūrimo problemą. XVIII–XIX amžiuje buvo sukurta daug vaizdinės medžiagos gavimo technologija. Louis Nicolas Vauquelin 1797 m., atradęs anksčiau nežinomą elementą chromą Sibiro raudonojoje rūdoje, paruošė naujus, nepaprastai stabilius dažus – chromo žalią. Jo chromoforas yra vandeninis chromo (III) oksidas. „Smaragdo žalia“ pavadinimu jis buvo pradėtas gaminti 1837 m. Vėliau L. Vauquelenas pasiūlė keletą naujų dažų: barito, cinko ir chromo geltonumo. Laikui bėgant jie buvo pakeisti patvaresniais geltonais, oranžiniais pigmentais kadmio pagrindu.
Chromo žalia spalva yra patvariausi ir atspariausi šviesai dažai, kurių neveikia atmosferos dujos. Įtrinta aliejumi, chromo žalia spalva turi didelę slėpimo galią ir gali greitai išdžiūti, todėl nuo XIX a. jis plačiai naudojamas tapyboje. Porceliano tapyboje jis turi didelę reikšmę. Faktas yra tas, kad porceliano gaminiai gali būti dekoruoti tiek apatine glazūrine, tiek viršutine glazūra. Pirmuoju atveju dažai tepami tik ant šiek tiek apdegusio gaminio paviršiaus, kuris vėliau padengiamas glazūros sluoksniu. Po to seka pagrindinis, aukštoje temperatūroje deginimas: porceliano masei sukepinti ir glazūrai išlydyti gaminiai pašildomi iki 1350 - 1450 0 C. Labai mažai dažų gali atlaikyti tokią aukštą temperatūrą be cheminių pokyčių, o sen. dienų jų buvo tik dvi – kobaltas ir chromas. Juodasis kobalto oksidas, užteptas ant porceliano dirbinio paviršiaus, degimo metu susilieja su glazūra, chemiškai su ja sąveikaudamas. Dėl to susidaro ryškiai mėlyni kobalto silikatai. Šis kobalto mėlynos spalvos porcelianas yra gerai žinomas visiems. Chromo oksidas (III) chemiškai nesąveikauja su glazūros komponentais ir tiesiog guli tarp porceliano šukių ir skaidrios glazūros su „kurčiu“ sluoksniu.
Be chromo žalios spalvos, menininkai naudoja dažus, gautus iš Volkonskoite. Šį mineralą iš montmorijonitų grupės (molio mineralas, priklausantis kompleksinių silikatų Na (Mo, Al), Si 4 O 10 (OH) 2 poklasiui) 1830 m. atrado rusų mineralogas Kemmereris ir pavadino dukters M. N. Volkonskajos vardu. Borodino mūšio didvyrio generolo N. N. Raevskio, dekabristo S. G. Volkonskio žmonos Volkonskoite yra molis, kuriame yra iki 24% chromo oksido, taip pat aliuminio ir geležies oksidų (III). Kirovo regionai, lemia įvairiapusę jos spalvą – nuo patamsėjusios žieminės eglės spalvos iki ryškiai žalios pelkinės varlės spalvos.
Pablo Picasso kreipėsi į mūsų šalies geologus su prašymu ištirti Volkonskoite rezervus, kurie suteikia dažams išskirtinai gaivų atspalvį. Šiuo metu sukurtas dirbtinio volkonskoito gavimo būdas. Įdomu pastebėti, kad pagal šiuolaikiniai tyrimai, Rusijos ikonų tapytojai viduramžiais naudojo dažus iš šios medžiagos, gerokai prieš jos „oficialų“ atradimą. Menininkų pamėgtas ir Guinier's green (sukurtas 1837 m.), kurio chromoforma yra chromo oksido hidratas Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O, kur dalis vandens yra chemiškai surišta, o dalis adsorbuota. Šis pigmentas suteikia dažams smaragdinį atspalvį.
tinklaraštis.svetainė, visiškai arba iš dalies nukopijavus medžiagą, būtina nuoroda į šaltinį.
Kietas melsvai baltas metalas. Chromas kartais vadinamas juoduoju metalu. Šis metalas gali dažyti junginius skirtingos spalvos, todėl jis buvo vadinamas „chromu“, o tai reiškia „dažai“. Chromas yra mikroelementas, būtinas normaliam žmogaus organizmo vystymuisi ir funkcionavimui. Svarbiausias biologinis jo vaidmuo yra reguliuoti angliavandenių apykaitą ir gliukozės kiekį kraujyje.
Taip pat žiūrėkite:
STRUKTŪRA
Priklausomai nuo tipų cheminis ryšys- kaip ir visi metalai, chromas turi metalo tipo kristalinę gardelę, tai yra, gardelės mazguose yra metalo atomai.
Priklausomai nuo erdvinės simetrijos – kubinė, kūno centre a = 0,28839 nm. Chromo ypatybė – staigus jo fizikinių savybių pokytis esant maždaug 37°C temperatūrai. Metalo kristalinė gardelė susideda iš jonų ir judriųjų elektronų. Panašiai chromo atomas pagrindinėje būsenoje turi elektroninę konfigūraciją. Esant 1830°C temperatūrai, galima transformuoti į modifikaciją su į veidą orientuota gardele, a = 3,69Å.
SAVYBĖS
Chromo Moso kietumas yra 9, tai vienas iš kiečiausių grynų metalų (antras po iridžio, berilio, volframo ir urano). Labai grynas chromas gali būti gana gerai apdirbamas. Stabilus ore dėl pasyvavimo. Dėl tos pačios priežasties jis nereaguoja su zomšėmis ir azoto rūgštis. 2000 °C temperatūroje jis perdega, susidarant žaliam chromo (III) oksidui Cr 2 O 3, kuris turi amfoterinių savybių. Kaitinamas jis reaguoja su daugeliu nemetalų, dažnai sudarydami nestechiometrinės sudėties junginius - karbidus, boridus, silicidus, nitridus ir kt. Chromas sudaro daugybę junginių, kurių oksidacijos būsenos yra įvairios, daugiausia +2, +3, +6. Chromas turi visas metalams būdingas savybes – gerai praleidžia šilumą, elektros, turi blizgesį, būdingą daugumai metalų. Tai yra antiferomagnetas ir paramagnetas, tai yra, esant 39 ° C temperatūrai, jis pereina iš paramagnetinės būsenos į antiferomagnetinę būseną (Néel taškas).
REZERVAI IR GAMYBA
Didžiausi chromo telkiniai yra Pietų Afrikoje (1 vieta pasaulyje), Kazachstane, Rusijoje, Zimbabvėje, Madagaskare. Taip pat telkiniai yra Turkijoje, Indijoje, Armėnijoje, Brazilijoje, Filipinuose.Pagrindiniai chromo rūdos telkiniai Rusijos Federacijoje žinomi Urale (Donskoje ir Saranovskoje). Ištirtos atsargos Kazachstane viršija 350 mln. tonų (2 vieta pasaulyje). Chromas gamtoje daugiausia randamas chromo geležies rūdos Fe(CrO 2) 2 (geležies chromito) pavidalu. Ferochromas iš jo gaunamas redukuojant elektrinėse krosnyse koksu (anglimi). Norint gauti gryną chromą, reakcija atliekama taip:
1) geležies chromitas sulydomas su natrio karbonatu (sodos pelenais) ore;
2) ištirpinti natrio chromatą ir atskirti jį nuo geležies oksido;
3) chromatą paverčia dichromatu parūgštinant tirpalą ir kristalizuojant dichromatą;
4) grynas chromo oksidas gaunamas redukuojant natrio dichromatą medžio anglimi;
5) aliuminotermijos pagalba gaunamas metalinis chromas;
6) elektrolizės būdu elektrolitinis chromas gaunamas iš chromo anhidrido tirpalo vandenyje, į kurį pridėta sieros rūgšties.
KILMĖ
Vidutinis chromo kiekis žemės plutoje (clarke) yra 8,3·10 -3%. Šis elementas tikriausiai labiau būdingas Žemės mantijai, nes manoma, kad ultramafinės uolienos, kurios savo sudėtimi yra arčiausiai Žemės mantijos, yra praturtintos chromu (2,10–4%). Chromas sudaro masyvias ir pasklidusias rūdas ultramafinėse uolienose; su jais siejamas didžiausių Chromo telkinių susidarymas. Bazinėse uolienose Chromo kiekis siekia tik 2 10 -2 %, rūgščiose uolienose - 2,5 10 -3 %, nuosėdinėse uolienose (smėlio akmenyse) - 3,5 10 -3 %, skalūnuose - 9 10 -3 %. Chromas yra santykinai silpnas vandens migrantas; Chromo kiekis jūros vandenyje yra 0,00005 mg/l.
Apskritai chromas yra giliųjų Žemės zonų metalas; akmeniniai meteoritai(mantijos analogai) taip pat praturtinti Chromu (2,7 10 -1%). Yra žinoma daugiau nei 20 chromo mineralų. Pramoninės reikšmės turi tik chrominiai špineliai (iki 54 % Cr); be to, chromo yra daugelyje kitų mineralų, kurie dažnai būna kartu su chromo rūdomis, tačiau patys savaime neturi jokios praktinės vertės (uvarovitas, volkonskoitas, kemeritas, fuksitas).
Yra trys pagrindiniai chromo mineralai: magnochromitas (Mg, Fe)Cr 2 O 4 , chrompikotitas (Mg, Fe) (Cr, Al) 2 O 4 ir aliuminchromitas (Fe, Mg) (Cr, Al) 2 O 4 . Išvaizda jie nesiskiria ir netiksliai vadinami „chromitais“.
TAIKYMAS
Chromas yra svarbus daugelio legiruotojo plieno (ypač nerūdijančio plieno) ir daugelio kitų lydinių komponentas. Chromo pridėjimas žymiai padidina lydinių kietumą ir atsparumą korozijai. Chromo naudojimas grindžiamas jo atsparumu karščiui, kietumu ir atsparumu korozijai. Daugiausia chromo naudojamas chromo plieno lydymui. Aliuminio ir silikoterminis chromas naudojamas nichromo, nimono, kitų nikelio lydinių ir stelito lydymui.
Nemaža dalis chromo naudojama dekoratyvinėms korozijai atsparioms dangoms. Chromo milteliai buvo plačiai naudojami metalo keramikos gaminių ir medžiagų, skirtų suvirinimo elektrodams, gamyboje. Chromas, esantis Cr 3+ jono pavidalu, yra priemaiša rubine, kuris naudojamas kaip brangakmenis ir lazerio medžiaga. Chromo junginiai naudojami audiniams ėsdinti dažymo metu. Kai kurios chromo druskos naudojamos kaip komponentas rauginimo sprendimai odos pramonėje; PbCrO 4, ZnCrO 4, SrCrO 4 - kaip meno dažai. Ugniai atsparūs chromito-magnezito gaminiai gaminami iš chromito ir magnezito mišinio.
Jis naudojamas kaip dilimui atsparios ir gražios galvaninės dangos (chromavimas).
Chromas naudojamas lydinių gamybai: chromas-30 ir chromas-90, nepakeičiami gaminant didelės galios plazminio degiklio purkštukus ir aviacijos ir kosmoso pramonėje.
Chromas - Kr
Chromas (Cr), Mendelejevo periodinės sistemos VI grupės cheminis elementas. Nurodo pereinamąjį metalą, kurio atominis skaičius 24 ir atominė masė 51,996. Išvertus iš graikų kalbos, metalo pavadinimas reiškia „spalva“. Metalas šį pavadinimą skolingas dėl įvairių spalvų, būdingų įvairiems jo junginiams.
Fizinės chromo savybės
Metalas turi pakankamai kietumo ir trapumo tuo pačiu metu. Pagal Moso skalę chromo kietumas yra 5,5. Šis indikatorius reiškia, kad chromo kietumas iš visų šiandien žinomų metalų yra didžiausias po urano, iridžio, volframo ir berilio. Dėl paprasta medžiaga chromui būdinga melsvai balta spalva.
Metalas nėra retas elementas. Jo koncentracija žemės plutoje siekia 0,02% masės. akcijų. Chromas niekada nerastas gryna forma. Jo yra mineraluose ir rūdose, kurios yra pagrindinis metalo gavybos šaltinis. Chromitas (chromo geležies rūda, FeO * Cr 2 O 3) laikomas pagrindiniu chromo junginiu. Kitas gana paplitęs, bet mažiau svarbus mineralas yra PbCrO 4 krokoitas.
Metalas lengvai tirpsta 1907 0 C (2180 0 K arba 3465 0 F) temperatūroje. 2672 0 C temperatūroje – užverda. Atominė masė metalo yra 51,996 g/mol.
Chromas yra unikalus metalas dėl savo magnetines savybes. Kambario temperatūroje jai būdingas antiferomagnetinis išdėstymas, o kiti metalai pasižymi išskirtinai žemoje temperatūroje. Tačiau jei chromas kaitinamas virš 37 0 C, chromo fizinės savybės pasikeičia. Taigi stipriai pasikeičia elektrinė varža ir tiesinio plėtimosi koeficientas, tamprumo modulis pasiekia minimalią vertę, o vidinė trintis gerokai padidėja. Šis reiškinys yra susijęs su Neelio taško perėjimu, kuriame medžiagos antiferomagnetinės savybės gali pasikeisti į paramagnetines. Tai reiškia, kad buvo išlaikytas pirmasis lygis, o medžiagos tūris smarkiai padidėjo.
Chromo struktūra yra į kūną orientuota gardelė, dėl kurios metalui būdinga trapi-plastiška periodo temperatūra. Tačiau šio metalo atveju didelę reikšmę turi grynumo laipsnis, todėl vertė yra nuo -50 0 С - +350 0 С. Kaip rodo praktika, perkristalizuotas metalas neturi plastiškumo, o minkštas. atkaitinimas ir formavimas daro jį kaliuoju.
Cheminės chromo savybės
Atomas turi tokią išorinę konfigūraciją: 3d 5 4s 1 . Paprastai junginiuose chromas turi šias oksidacijos būsenas: +2, +3, +6, tarp kurių Cr 3+ pasižymi didžiausiu stabilumu. Be to, yra ir kitų junginių, kuriuose chromas pasižymi visiškai skirtinga oksidacijos būsena, būtent: +1, +4, +5.
Metalas nėra ypač reaktyvus. Nors chromas yra normaliomis sąlygomis, metalas pasižymi atsparumu drėgmei ir deguoniui. Tačiau šią savybę netaikomas chromo ir fluoro junginiui - CrF 3, kuris, veikiamas aukštesnėje nei 600 0 C temperatūroje, sąveikauja su vandens garais, susidarant dėl reakcijos Cr 2 O 3, taip pat azotu, anglimi ir siera. .
Kaitinant metalinį chromą, jis sąveikauja su halogenais, siera, siliciu, boru, anglimi ir kai kuriais kitais elementais, todėl susidaro: cheminės reakcijos chromas:
Cr + 2F 2 = CrF 4 (su CrF 5 mišiniu)
2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3
2Cr + 3S = Cr2S3
Chromatus galima gauti kaitinant chromą su išlydyta soda ore, šarminių metalų nitratais arba chloratais:
2Cr + 2Na 2CO 3 + 3O 2 \u003d 2Na 2 CrO 4 + 2CO 2.
Chromas nėra toksiškas, ko negalima pasakyti apie kai kuriuos jo junginius. Kaip žinia, šio metalo dulkės, patekusios į organizmą, gali dirginti plaučius, per odą jos neįsigeria. Tačiau, kadangi jis neatsiranda gryna forma, jis patenka į Žmogaus kūnas yra neįmanoma.
Trivalentis chromas patenka į aplinką chromo rūdos gavybos ir perdirbimo metu. Tikėtina, kad chromas į žmogaus organizmą pateks tokio pavidalo maisto priedas naudojami svorio metimo programose. Chromas, kurio valentingumas +3, yra aktyvus gliukozės sintezės dalyvis. Mokslininkai nustatė, kad per didelis chromo vartojimas nedaro didelės žalos žmogaus organizmui, nes jis nėra absorbuojamas, tačiau gali kauptis organizme.
Junginiai, kuriuose dalyvauja šešiavalentis metalas, yra labai toksiški. Tikimybė jų patekti į žmogaus organizmą atsiranda gaminant chromatus, chromuojant daiktus, atliekant kai kuriuos suvirinimo darbus. Tokio chromo patekimas į organizmą turi rimtų pasekmių, nes junginiai, kuriuose yra šešiavalenčio elemento, yra stiprūs oksidatoriai. Todėl jie gali sukelti kraujavimą iš skrandžio ir žarnyno, kartais su žarnyno perforacija. Tokiems junginiams patekus ant odos, įvyksta stiprios cheminės reakcijos – nudegimai, uždegimai ir opos.
Priklausomai nuo chromo kokybės, kurią reikia gauti išeinant, yra keli metalo gamybos būdai: koncentruotų vandeninių chromo oksido tirpalų elektrolizė, sulfatų elektrolizė ir redukcija silicio oksidu. Tačiau pastarasis metodas nėra labai populiarus, nes jis gamina chromą su didelis kiekis priemaišų. Be to, tai nenaudinga ir ekonomiškai.
Oksidacijos būsena | Oksidas | Hidroksidas | Charakteris | Dominuojančios formos sprendiniuose | Pastabos |
+2 | CrO (juoda) | Cr(OH)2 (geltona) | Pagrindinis | Cr2+ (mėlynosios druskos) | Labai stiprus reduktorius |
Cr2O3 (žalia) | Cr(OH)3 (pilkai žalia) | amfoterinis |
Cr3+ (žalios arba violetinės druskos) |
||
+4 | CrO2 | neegzistuoja | Nesudaro druskos | - |
Retas, nedažnas |
+6 | CrO3 (raudona) |
H2CrO4 |
Rūgštis |
CrO42- (chromatai, geltoni) |
Perėjimas priklauso nuo terpės pH. Stipriausias oksidatorius, higroskopiškas, labai toksiškas. |