Які сполуки хрому використовують у живопису. Фізико-хімічні властивості хрому
Хром
ХРОМ-а; м.[від грец. chrōma - колір, фарба]
1. Хімічний елемент (Сr), твердий метал сіро сталевого кольору (використовується при виготовленні твердих сплавів і для покриття металевих виробів).
2. М'яка тонка шкіра, видублена солями цього металу. Чоботи із хрому.
3. Рід жовтої фарби, одержуваної із хроматів.
◁ Хромовий (див.).
хром(Лат. Chromium), хімічний елемент VI групи періодичної системи. Названий від грецьк. chrōma - колір, фарба (через яскраве забарвлення з'єднань). Блакитно-сріблястий метал; щільність 7,19 г/см 3 tпл 1890°C. На повітрі не окислюється. Головні мінерали – хромшпінеліди. Хром - обов'язковий компонент нержавіючих, кислототривких, жаростійких сталей та великої кількості інших сплавів (ніхроми, хромалі, стелліт). Застосовується для хромування. З'єднання хрому – окислювачі, неорганічні пігменти, дубителі.
ХРОМХРОМ (лат. chromium, від грецького хрому - колір, забарвлення, для сполук хрому характерна широка палітра), Cr (читається «хром»), хімічний елемент з атомним номером 24, атомна маса 51,9961. Розташований у групі VIB у 4 періоді періодичної системи елементів.
Природний хром складається з суміші чотирьох стабільних нуклідів: 50 Cr (вміст у суміші 4,35%), 52 Cr (83,79%), 53 Cr (9,50%) та 54 Cr (2,36%). Конфігурація двох зовнішніх електронних шарів 3s 2
р 6
d 5
4s 1
. Ступені окислення від 0 до +6 найбільш характерні +3 (найстійкіша) і +6 (валентності III і VI).
Радіус нейтрального атома 0,127 нм, радіус іонів (координаційне число 6): Cr 2+ 0,073 нм, Cr 3+ 0,0615 нм, Cr 4+ 0,055 нм, Cr 5+ 0,049 нм та Cr 6 Енергії послідовної іонізації 6,766, 16,49, 30,96, 49,1, 69,3 та 90,6 еВ. Спорідненість до електрона 1,6 еВ. Електронегативність по Полінгу (див.ПОЛІНГ Лайнус) 1,66.
Історія відкриття
У 1766 на околицях Єкатеринбурга було виявлено мінерал, який отримав назву «сибірський червоний свинець», PbCrO 4 . Сучасна назва- Крокоїт. У 1797 р. французький хімік Л. Н. Воклен (див.Вокль Луї Нікола)виділив з нього новий тугоплавкий метал (швидше за все Воклен отримав карбід хрому).
Знаходження у природі
Зміст у земної кори 0,035% за масою. У морській воді вміст хрому 2·10 -5 мг/л. У вільному вигляді хром мало зустрічається. Входить до складу більше 40 різних мінералів (кульгає FeCr 2 O 4 , волконскіт, уваровит, вокеленіт та ін). Деякі метеорити містять сульфідні сполуки хрому.
Отримання
Промисловою сировиною при виробництві хрому та сплавів на його основі служить хроміт. Відновлювальною плівкою хроміту з коксом (відновником), залізною рудою та іншими компонентами отримують ферохром з вмістом хрому до 80% (за масою).
Для отримання чистого металевого хрому кульгає з содою і вапняком обпікають у печах:
2Cr 2 O 3 + 2Na 2 CO 3 + 3O 2 = 4Na 2 CrO 4 + 4CO 2
Хромат, що утворюється, натрію Na 2 CrO 4 вилуговують водою, розчин фільтрують, упарюють і обробляють кислотою. При цьому хромат Na 2 CrO 4 перетворюється на дихромат Na 2 Cr 2 O 7:
2Na 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = Na 2 Cr 2 O 7 + Na 2 SO 4 + H 2 O
Отриманий дихромат відновлюють сіркою:
Na 2 Cr 2 O 7 + 3S = Na 2 S + Cr 2 O 3 + 2SO 2,
Чистий оксид хрому(III) Cr 2 O 3 , що утворюється, піддають алюмінотермії:
Cr2O3+2Al = Al2O3+2Cr.
Також використовують кремній:
2Cr 2 O 3 + 3Si = 3SiO 2 + 4Cr
Для отримання високої хрому чистоти, технічний хром електрохімічно очищають від домішок.
Фізичні та Хімічні властивості
У вільному вигляді - блакитно-білий метал з кубічною об'ємно-центрованою решіткою, а= 0,28845 нм. При температурі 39°C переходить з парамагнітного стану антиферомагнітний (точка Нееля). Температура плавлення 1890°C температура кипіння 2680°C. Щільність 7,19 кг/дм3.
Стійкий у повітрі. При 300°C згоряє з утворенням зеленого оксиду хрому (III) Cr 2 O 3 , що має амфотерні властивості. Сплавляючи Cr 2 O 3 з лугами одержують хроміти:
Cr 2 O 3 + 2NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O
Непрожарений оксид хрому (III) легко розчиняється в лужних розчинах та кислотах:
Cr 2 O 3 + 6НСl = 2CrСl 3 + 3Н 2 О
При термічному розкладанні карбонілу хрому Cr(OH) 6 одержують червоний основний оксид хрому(II) CrO. Коричневий або жовтий гідроксид Cr(ON) 2 із слабоосновними властивостями осаджується при додаванні лугів до розчинів солей хрому(II).
При обережному розкладанні оксиду хрому(VI) CrO 3 в гідротермальних умовах отримують діоксид хрому(IV) CrO 2 , який є феромагнетиком і має металеву провідність.
При взаємодії концентрованої сірчаної кислоти з розчинами дихроматів утворюються червоні або фіолетово-червоні кристали оксиду хрому (VI) CrO3. Типово кислотний оксид, при взаємодії з водою він утворює сильні нестійкі хромові кислоти: хромова H2CrO4, дихромова H2Cr2O7 та інші.
Відомі галогеніди, що відповідають різним ступеням окислення хрому. Синтезовані дигалогеніди хрому CrF 2 , CrCl 2 , CrBr 2 та СrI 2 та тригалогеніди CrF 3 , CrCl 3 , CrBr 3 та СrI 3 . Однак, на відміну від аналогічних сполук алюмінію та заліза, трихлорид CrCl 3 і трибромід CrBr 3 хрому нелеткі.
Серед тетрагалогенідів хрому стійкий CrF 4 тетрахлорид хрому CrCl 4 існує тільки в парах. Відомий гексафторид хрому CrF 6 .
Отримано та охарактеризовано оксигалогеніди хрому CrO 2 F 2 і CrO 2 Cl 2 .
Синтезовані сполуки хрому з бором (бориди Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4 , CrB 2 , CrB 4 і Cr 5 B 3), з вуглецем (карбіди Cr 23 C 6 , Cr 7 C 3 і Cr 3 C 2), c кремнієм (силіциди Cr 3 Si, Cr 5 Si 3 і CrSi) та азотом (нітриди CrN та Cr 2 N).
У розчинах найбільш стійкі сполуки хрому (ІІІ). У цій мірі окислення хрому відповідають як катіонна форма, так і аніонні форми, наприклад, існуючий в лужному середовищі аніон 3-.
При окисленні сполук хрому(III) у лужному середовищі утворюються сполуки хрому(VI):
2Na 3 + 3H 2 O 2 = 2Na 2 CrO 4 + 2NaOH + 8H 2 O
Cr (VI) відповідає ряд існуючих тільки у водних розчинах кислот: хромова H 2 CrO 4 , дихромова H 2 Cr 2 O 7 , трихромова H 3 Cr 3 O 10 та інші, які утворюють солі - хромати, дихромати, трихромати і т.д .
Залежно від кислотності середовища аніони цих кислот легко перетворюються одна на одну. Наприклад, при підкисленні жовтого розчину хромату калію K 2 CrO 4 утворюється оранжевий дихромат калію K 2 Cr 2 O 7:
2K 2 CrO 4 + 2НСl = K 2 Cr 2 O 7 + 2КСl + Н 2 О
Але якщо до помаранчевого розчину K 2 Cr 2 O 7 прилити розчин лугу, як забарвлення знову переходить у жовту, тому що знову утворюється хромат калію K 2 CrO 4:
K 2 Cr 2 O 7 + 2КОН = 2K 2 CrO 4 + Н 2 О
При додаванні до жовтого розчину, що містить хромат-іони, розчину солі барію випадає жовтий осад хромату барію BаCrO 4:
Bа 2+ + CrO 4 2- = BaCrO 4
З'єднання хрому (III) - сильні окислювачі, наприклад:
K 2 Cr 2 O 7 + 14 НСl = 2CrCl 3 + 2KCl + 3Cl 2 + 7H 2 O
Застосування
Використання хрому засноване на його жароміцності, твердості та стійкості до корозії. Застосовують для одержання сплавів: нержавіючої сталі, ніхрому та ін. Велика кількість хрому йде на декоративні корозійно-стійкі покриття. З'єднання хрому – вогнетривкі матеріали. Оксид хрому (III) – пігмент зеленої фарби, також входить до складу абразивних матеріалів (паст ГОІ). Зміна забарвлення при відновленні сполук хрому (VI) застосовують для проведення експрес-аналізу на вміст алкоголю в повітрі, що видихається.
Катіон Cr 3+ входить до складу хромкалієвих KCr(SO 4) 2 ·12H 2 O галунів, що використовуються при виробленні шкіри.
Фізіологічна дія
Хром - один з біогенних елементів, що постійно входить до складу тканин рослин і тварин. У тварин хром бере участь в обміні ліпідів, білків (входить до ферменту трипсину), вуглеводів. Зниження вмісту хрому в їжі та крові призводить до зменшення швидкості росту, збільшення холестерину в крові.
Металевий хром практично нетоксичний, але металевий пил хрому подразнює тканини легень. Сполуки хрому (III) викликають дерматити. Сполуки хрому (VI) призводять до різних захворювань людини, зокрема і онкологічним. ГДК хрому(VI) в атмосферному повітрі 0,0015 мг/м3.
Енциклопедичний словник. 2009 .
Синоніми:Дивитись що таке "хром" в інших словниках:
хром- хром, а … Російський орфографічний словник
хром- хром/... Морфемно-орфографічний словник
- (Від грец. chroma колір, фарба). Метал сірого кольору, що видобувається із хромової руди. Словник іншомовних слів, що увійшли до складу російської мови. Чудінов А.Н., 1910. ХРОМ метал сірого кольору; у чистому вигляді х. не вживається; з'єднання ж із … Словник іноземних слів російської мови
ХРОМ- див. ХРОМ (Сг). З'єднання хрому зустрічаються в стічних водахбагатьох промислових підприємств, що виробляють хромові солі, ацетилен, дубильні речовини, анілін, лінолеум, папір, фарби, пестициди, пластмаси та ін. У воді зустрічаються тривалентні… Хвороби риб: Довідник
ХРОМ, а, чоловік. 1. Хімічний елемент, твердий світло-сірий блискучий метал. 2. Рід жовтої фарби (спец.). | дод. хромистий, ая, ое (до 1 знач.) і хромовий, ая, ое. Кульгаваста сталь. Хромова руда. ІІ. ХРОМ, а, чоловік. Сорт м'якої тонкої шкіри. | прил … Тлумачний словникОжегова
хром- а, м. chrome m. новолат. chromium лат. chroma гр. фарби. 1. Хімічний елемент твердий сріблястий метал, що вживається при виготовленні твердих сплавів і для покриття металевих виробів. БАС 1. Метал, відкритий Вокеленом, … Історичний словникгалицизмів російської мови
ХРОМ- ХРОМ, Chromium (від грец. chroma фарба), I симв. Сг, хім. елемент з ат. вагою 52,01 (з! топи 50, 52, 53, 54); порядкове число 24, за! має місце у парній підгрупі VІ групи j таблиці Менделєєва. З'єднання X. часто i зустрічаються у природі … Велика медична енциклопедія
- (Лат. Chromium) Cr, хімічний елемент VI групи Періодичної системи Менделєєва, атомний номер 24, атомна маса 51,9961. Назва від грецьк. chroma колір, фарба (через яскраве забарвлення З'єднання). Блакитно-сріблястий метал; щільність 7,19. Великий Енциклопедичний словник
ХРОМ 1, а, м. Тлумачний словник Ожегова. С.І. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Тлумачний словник Ожегова
ХРОМ 2, а, м. Сорт м'якої тонкої шкіри. Тлумачний словник Ожегова. С.І. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Тлумачний словник Ожегова
Хром (Cr) — елемент з атомним номером 24 та атомною масою 51,996 побічної підгрупи шостої групи четвертого періоду періодичної системи хімічних елементівД. І. Менделєєва. Хром - твердий метал блакитно-білого кольору. Має високу хімічну стійкість. При кімнатній температурі Cr стійкий до води та повітря. Цей елемент є одним із найважливіших металів, що використовуються у промисловому легуванні сталей. З'єднання хрому мають яскраве забарвлення різних кольорів, за що, власне, він і отримав свою назву. Адже у перекладі з грецької «хром» означає «фарба».
Відомо 24 ізотопу хрому з 42Cr по 66Cr. Стабільні природні ізотопи 50Cr (4,31%), 52Cr (87,76%), 53Cr (9,55%) та 54Cr (2,38%). З шести штучних радіоактивних ізотопів найбільш важливим є 51Cr з періодом напіврозпаду 27,8 діб. Він застосовується як ізотопний індикатор.
На відміну від металів давнини (золото, срібло, мідь, залізо, олово та свинець) хром має свого «першовідкривача». У 1766 році на околицях Єкатеринбурга було знайдено мінерал, який отримав назву «сибірський червоний свинець» - PbCrO4. У 1797 році Л. Н. Вокленом у мінералі крокоїті - природному хроматі свинцю, був виявлений елемент № 24. Приблизно в той же час (1798) незалежно від Воклена хром був відкритий німецькими вченими М. Г. Клапротом і Ловіцем у зразку важкого чорного мінералу (це був кульгавий FeCr2O4), знайденого на Уралі. Пізніше в 1799 році Ф. Тассерт виявив новий метал у тому ж мінералі, знайденому на південному сході Франції. Вважається, що саме Тасерту вперше вдалося отримати відносно чистий металевий хром.
Металевий хром використовують для хромування, а також як один з найважливіших компонентів легованих сталей (зокрема нержавіючих). Крім того, хром знайшов застосування в ряді інших сплавів (кислотоупорних і жароміцних сталях). Адже введення цього металу в сталь підвищує її стійкість проти корозії. водних середовищахпри нормальних температурах, і у газах при підвищених температурах. Хромистим сталям властива підвищена твердість. Хром застосовують у термохромуванні - процес, при якому захисна дія Cr обумовлена утворенням на поверхні сталі тонкої, але міцної оксидної плівки, що перешкоджає взаємодії металу з навколишнім середовищем.
Широке застосування знайшли і з'єднання хрому, тому хроміти успішно використовуються в вогнетривкій промисловості: магнезитохромітовою цеглою футерують мартенівські печі та інше металургійне обладнання.
Хром - один із біогенних елементів, які постійно входять до складу тканин рослин та тварин. Рослини містять хром у листі, де він присутній у вигляді низькомолекулярного комплексу, не пов'язаного із субклітинними структурами. До цього часу вчені не змогли довести необхідність цього елемента для рослин. Однак у тварин Cr бере участь в обміні ліпідів, білків (входить до складу ферменту трипсину), вуглеводів (структурний компонент глюкозостійкого фактора). Відомо, що у біохімічних процесах бере участь виключно тривалентний хром. Як і більшість інших важливих біогенних елементів, хром проникає в організм тварини або людини за допомогою їжі. Зниження цього мікроелемента в організмі призводить до уповільнення зростання, різкого збільшення рівня холестерину в крові та зниження чутливості периферійних тканин до інсуліну.
У той самий час у чистому вигляді хром дуже токсичний — металева пил Cr дратує тканини легень, сполуки хрому (III) викликають дерматити. Сполуки хрому (VI) призводять до різних захворювань людини, зокрема і онкологічним.
Біологічні властивості
Хром - важливий біогенний елемент, який неодмінно входить до складу тканин рослин, тварин і людини. Середній вміст цього елемента в рослинах - 0,0005%, причому практично весь він накопичується в корінні (92-95%), решта міститься в листі. Вищі рослини не переносять концентрації цього металу вище 310-4 моль/л. У тварин вміст хрому становить від десятитисячних до десятимільйонних часток відсотка. Натомість у планктоні коефіцієнт накопичення хрому вражаючий — 10 000-26 000. У дорослому людському організмі вміст Cr коливається від 6 до 12 мг. Причому досить точно фізіологічна потреба у хромі для людини не встановлена. Вона багато в чому залежить від раціону – при вживанні їжі з високим вмістом цукру потреба організму в хромі зростає. Вважають, що людині потрібно на добу приблизно 20-300 мкг цього елемента. Як і інші біогенні елементи, хром здатний накопичуватися в тканинах організму, особливо у волоссі. Саме в них вміст хрому вказує на рівень забезпеченості організму цим металом. На жаль, із віком «запаси» хрому в тканинах виснажуються, винятком є легкі.
Хром бере участь в обміні ліпідів, білків (присутній у складі ферменту трипсину), вуглеводів (є структурним компонентомглюкозостійкого фактора). Цей фактор забезпечує взаємодію клітинних рецепторів з інсуліном, зменшуючи тим самим потребу в ньому організму. Фактора толерантності до глюкози (GTF) посилює дію інсуліну у всіх метаболічних процесах за його участю. Крім того, хром бере участь у регуляції обміну холестерину та є активатором деяких ферментів.
Основне джерело надходження хрому в організм тварин та людини – їжа. Вчені встановили, що в рослинної їжіконцентрація хрому значно нижча, ніж у тварині. Найбільш багаті на хром пивні дріжджі, м'ясо, печінку, бобові і цільне необроблене зерно. Зниження вмісту цього металу в їжі та крові призводить до зменшення швидкості росту, збільшення холестерину в крові, зниження чутливості периферійних тканин до інсуліну (діабетоподібний стан). Крім того, зростає ризик розвитку атеросклерозу та порушення вищої нервової діяльності.
Однак вже при концентраціях у частині міліграма на кубічний метр в атмосфері всі сполуки хрому мають токсичну дію на організм. Отруєння хромом та його сполуками часті за її виробництві, в машинобудуванні, металургії, у текстильної промисловості. Ступінь отруйності хрому залежить від хімічної структури його сполук - дихромати токсичніші від хроматів, сполуки Cr+6 токсичніші за сполук Cr+2 і Cr+3. Ознаки отруєння виявляються відчуттям сухості та болем у носовій порожнині, гострим першінням у горлі, утрудненням дихання, кашлем та подібними ознаками. При невеликому надлишку пар або пилу хрому ознаки отруєння проходять невдовзі після припинення роботи в цеху. При тривалому постійному контакті із сполуками хрому з'являються ознаки хронічного отруєння – слабкість, постійний головний біль, втрата ваги, диспепсія. Починаються порушення у роботі шлунково-кишкового тракту, підшлункової залози, печінки. Розвиваються бронхіт, бронхіальна астма, пневмосклероз. З'являються шкірні захворювання – дерматити, екземи. З іншого боку, сполуки хрому - небезпечні канцерогени, здатні накопичуватися у тканинах організму, викликаючи ракові захворювання.
Профілактикою отруєнь є періодичні медичні огляди персоналу, що працює з хромом та його сполуками; встановлення вентиляції, засобів пилоподавлення та пиловловлення; використання робітниками засобів індивідуального захисту (респіратори, рукавички).
Корінь "хром" у своєму понятті "колір", "фарба" входить до складу багатьох слів, що використовуються в найрізноманітніших галузях: науці, техніці і навіть музиці. Так багато назв фотоплівок містять цей корінь: «ортохром», «панхром», «ізопанхром» та інші. Слово «хромосома» і двох грецьких слів: «хромо» і «сома». Дослівно це можна перекласти, як «забарвлене тіло» або «забарвлене тіло». Структурний елемент хромосоми, що формується в інтерфазі ядра клітини внаслідок подвоєння хромосом, називається хроматида. «Хроматин» - речовина хромасом, що знаходиться в ядрах рослинних і тваринних клітин, що інтенсивно забарвлюється ядерними барвниками. «Хроматофори» - пігментні клітини у тварин та людини. У музиці використовують поняття «хроматична гамма». «Кромка» - один із видів російської гармонії. В оптиці існують поняття «хроматична абберація» та «хроматична поляризація». «Хроматографія» – фізико-хімічний метод поділу та аналізу сумішей. «Хромоскоп» - прилад для отримання кольорового зображення шляхом оптичного суміщення двох або трьох кольоровиділених фотографічних зображень, що освітлюються через спеціально підібрані пофарбовані світлофільтри.
Найбільш отруйним є оксид хрому (VI) CrO3, він відноситься до I класу небезпеки. Смертельна доза для людини (перорально) 0,6 г. Етиловий спиртпри зіткненні зі свіжоприготовленим CrO3 спалахує!
Найпоширеніша марка нержавіючої сталі містить 18% Cr, 8% Ni, близько 0,1% C. Вона чудово протистоїть корозії та окисленню, зберігають міцність при високих температурах. Саме з такої сталі виготовлені аркуші, що використовуються у будівництві скульптурної групи В.І. Мухіною «Робітник та колгоспниця».
Ферохром, що використовується в металургійній промисловості при виробництві хромистих сталей, наприкінці IXX століття був дуже низькою якістю. Це з низьким вмістом у ньому хрому — всього 7-8 %. Тоді він іменувався «тасманським чавуном» через те, що вихідна залізо-хромова руда ввозилася з Тасманії.
Раніше згадувалося, що хромові галун використовують при дубленні шкір. Завдяки цьому з'явилося поняття "хромові" чоботи. Шкіра, дублена сполуками хрому набуває блиску, лиску і міцності.
У багатьох лабораторіях використовують "хромову суміш" - суміш насиченого розчину біхромату калію з концентрованою сірчаною кислотою. Вона використовується в знежиренні поверхонь скляного та сталевого лабораторного посуду. Вона окислює жир та видаляє його залишки. Тільки поводитися з цією сумішшю необхідно з обережністю, адже це суміш сильної кислоти та сильного окислювача!
В наш час деревина, як і раніше, використовується як будівельний матеріал, адже вона недорога і проста в обробці. Але в неї багато і негативних властивостей - схильність до пожеж, грибкових захворювань, що руйнує її. Щоб уникнути всіх цих неприємностей, дерево просочують спеціальними складами, що містять хромати та біхромати плюс хлорид цинку, сульфат міді, арсенат натрію та деякі інші речовини. Завдяки таким складам деревина збільшує свою стійкість до грибків та бактерій, а також до відкритого вогню.
Особливу нішу хром зайняв у поліграфії. У 1839 році було встановлено, що папір, просочений біхроматом натрію, після освітлення яскравим світлом стає коричневим. Потім з'ясувалося, що біхроматні покриття на папері після засвічування не розчиняються у воді, а, будучи змоченими, набувають синюватого відтінку. Цією властивістю користувалися поліграфісти. Потрібний малюнок фотографували на платівку з колоїдним покриттям, що містить біхромат. Засвічені місця під час промивання не розчинялися, а не засвічені розчинялися, і на пластині залишався малюнок, з якого можна було друкувати.
Історія
Історія відкриття елемента № 24 почалася в 1761 році, коли в Березовському руднику (східне підніжжя Уральських гір) поблизу Єкатеринбурга було знайдено незвичайний червоний мінерал, який при розтиранні в пилюку давав жовте забарвлення. Знахідка належала професору Петербурзького університету Йоганну Готтлоб Леману. Через п'ять років учений доставив зразки до міста Санкт-Петербурга, де провів над ними низку дослідів. Зокрема, він обробив незвичайні кристали соляною кислотою, отримавши при цьому білий осад, в якому виявився свинець. Виходячи з одержаних результатів, Леман назвав мінерал сибірським червоним свинцем. Такою є історія виявлення крокоїту (від грецького «krokos» — шафран) - природного хромату свинцю PbCrO4.
Зацікавлений цією знахідкою Петер Симон Паллас - німецький дослідник і мандрівник організував і очолив експедицію Петербурзької Академії наук у серці Росії. У 1770 році експедиція досягла Уралу і відвідала Березовську копальню, де були взяті зразки досліджуваного мінералу. Ось як це описує сам мандрівник: Цей дивовижний червоний свинцевий мінерал не зустрічається більше в жодному родовищі. При розтиранні на порошок стає жовтим, і може бути використаний у художній мініатюрі». Німецька заповзятливість подолала всі труднощі видобутку та доставки крокоїту до Європи. Незважаючи на те, що ці операції займали щонайменше два роки, незабаром екіпажі знатних панів Парижа та Лондона їздили розфарбовані дрібно стовченим крокоїтом. Колекції мінералогічних музеїв багатьох університетів Стародавнього світу збагатилися найкращими зразками цього мінералу з російських надр. Однак склад загадкового мінералу європейські вчені розгадати не могли.
Тривало це протягом тридцяти років, поки зразок сибірського червоного свинцю не потрапив до рук професору хімії Паризької мінералогічної школи Нікола Луї Воклену 1796 року. Провівши аналіз крокоїту, учений не виявив у ньому нічого, крім оксидів заліза, свинцю та алюмінію. Надалі Воклен обробив крокоїт розчином поташу (К2СО3) і за осадженням білого осаду карбонату свинцю виділив жовтий розчин невідомої солі. Провівши низку дослідів з обробки мінералу солями різних металів, професор за допомогою соляної кислоти виділив розчин «кислоти червоного свинцю» - окис хрому та воду (хромова кислота існує тільки в розбавлених розчинах). Випаривши цей розчин, він отримав рубіново-червоні кристали (хромовий ангідрид). Подальше нагрівання кристалів у графітовому тиглі в присутності вугілля дало безліч зрослих сірих голчастих кристалів - новий досі невідомий метал. Черговий ряд дослідів показав високу тугоплавкість отриманого елемента та його стійкість до кислот. Паризька академія наук негайно засвідчила відкриття, вчений на настійну вимогу друзів дав ім'я новому елементу - хром (від грецького «колір», «забарвлення») через різноманітність відтінків утворених ним сполук. У подальших своїх роботах Воклен впевнено заявив, що смарагдове забарвлення деяких дорогоцінного каміння, а також природних силікатів берилію та алюмінію пояснюється домішкою в них сполук хрому. Прикладом може бути смарагд, який є пофарбованим в зелений колір берил, в якому алюміній частково заміщений хромом.
Зрозуміло, що Воклен отримав не чистий метал, швидше за все його карбіди, що підтверджується голчастою формою світло-сірих кристалів. Чистий металевий хром пізніше було отримано Ф. Тассертом, приблизно 1800 року.
Також, незалежно від Воклена, хром виявили Клапрот та Ловіц у 1798 році.
Знаходження у природі
У земних надрах хром — досить поширений елемент, як і раніше, що у вільному вигляді не зустрічається. Його кларк (середній вміст у земній корі) становить 8,3.10-3% або 83 г/т. Однак його розподіл за породами нерівномірний. Цей елемент в основному характерний для мантії Землі, річ у тому, що ультраосновні породи (перидотити), які, ймовірно, близькі за складом до мантії нашої планети, найбільш багаті на хром: 2 10-1 % або 2 кг/т. У таких породах Cr утворює масивні та вкраплені руди, з ними пов'язане утворення найбільших родовищ даного елемента. Високо вміст хрому та основних породах (базальтах та інших.) 2 10-2 % чи 200 г/т. Набагато менше Cr у кислих породах: 2,5 10-3 %, осадових (пісковики) – 3,5 10-3 %, глинисті сланці також містять хром – 9 10-3 %.
Можна зробити висновок, що хром є типовим літофільним елементом і майже весь укладений у мінералах глибокого залягання в надрах Землі.
Розрізняють три основних мінерали хрому: магнохроміт (Mn, Fe)Cr2O4, хромпікотит (Mg, Fe)(Cr, Al)2O4 та алюмохроміт (Fe, Mg)(Cr, Al)2O4. Ці мінерали мають єдину назву - хромова шпинель та загальну формулу (Mg, Fe)О (Сr, Al, Fе)2O3. На вигляд вони невиразні і їх неточно називають «хроміти». Склад їх мінливий. Зміст найважливіших компонентів коливається (вагові %): Cr2O3 від 105 до 620; Al2O3 від 4 до 34,0; Fe2O3 від 1,0 до 18,0; FeO від 7,0 до 24,0; MgO від 10,5 до 33,0; SiO2 від 0,4 до 27,0; домішки TiO2 до 2; V2O5 до 0,2; ZnO до 5; MnO до 1. У деяких хромових рудах міститься 0,1-0,2 г\т елементів групи платини і до 0,2 г\т золота.
Крім різних хромітів, хром входить до складу ряду інших мінералів - хромвезувіана, хромового хлориту, хромтурмаліну, хромової слюди (фукситу), хромового гранату (уравіту) та ін, які нерідко супроводжують руди, але самі промислового значення не мають. Хром – відносно слабкий водний мігрант. В екзогенних умовах хром, як і залізо, мігрує у вигляді суспензій і може осаджуватися в глинах. Найбільш рухливою формою є хромати.
Практичне значення має, мабуть, тільки кульгає FeCr2O4, що відноситься до шпинелей - ізоморфних мінералів кубічної системи із загальною формулою МО Ме2О3, де М - іон двовалентного металу, а Ме - іон тривалентного металу. Крім шпінелідів, хром зустрічається в багатьох значно менш поширених мінералах, наприклад, меланохроїті 3PbO 2Cr2O3, вокелените 2(Pb,Cu)CrO4(Pb,Cu)3(PO4)2, тарапакаїті K2CrO4, дицеїті CaIO3Cr.
Хроміт зазвичай зустрічаються у вигляді зернистих мас чорного кольору, рідше - у вигляді октаедричних кристалів, мають металевий блиск, залягають у вигляді суцільних масивів.
На кінець XX століття запаси хрому (виявлені) у майже півсотні країн світу, що мають поклади цього металу, становили 1674 млн. т. Лідируючу позицію займає Південно-Африканська Республіка – 1050 млн. т, де основний внесок вносить Бушвелдський комплекс (близько 1000 млн. т) ). Друге місце за хромовими ресурсами належить Казахстану, де в Актюбінської області(Кемпірсайський масив) видобувають руду дуже високої якості. Інші країни мають запаси цього елемента. Туреччина (у Гулемані), Філіппіни на острові Лусон, Фінляндія (Кемі), Індія (Сукінда) та ін.
Наша країна має свої родовища хрому, що розробляються – на Уралі (Донське, Саранівське, Халілівське, Алапаєвське та багато інших). Причому початку XIX століття саме уральські родовища були основними джерелами хромових руд. Лише у 1827 американець Ісаак Тисон виявив велике родовище хромової руди на кордоні Меріленду та Пенсільванії, перехопивши монополію видобутку на багато років. У 1848 р. поклади хроміту високої якості були знайдені в Туреччині, неподалік Бурси, причому незабаром (після виснаження Пенсільванського родовища) саме ця країна перехопила роль монополіста. Це тривало до 1906 року, поки не було виявлено багатих покладів хромітів у ПАР та Індії.
Застосування
Загальний обсяг споживання чистого металевого хрому сьогодні становить приблизно 15 мільйонів тонн. На виробництво електролітичного хрому — найчистішого — припадає 5 мільйонів тонн, що становить третину від загального споживання.
Хром широко використовується для легування сталей та сплавів, надаючи їм корозіостійкість та жаростійкість. На виготовлення таких «суперсплавів» витрачається понад 40 % одержуваного чистого металу. Найбільш відомі сплави опору - ніхроми з вмістом Cr 15-20%, жароміцні сплави - 13-60% Cr, нержавіючі - 18% Cr і шарикопідшипникові сталі 1% Cr. Добавка хрому до звичайних сталей покращує їх фізичні властивості та робить метал більш сприйнятливим до термічної обробки.
Металевий хром використовується для хромування нанесення на поверхню сталевих сплавів тонкого шару хрому з метою підвищення корозійної стійкості цих сплавів. Хромоване покриття відмінно протистоїть впливу вологого атмосферного повітря, солоного морського повітря, води, азотної та більшості органічних кислот. Такі покриття бувають двох призначень: захисні та декоративні. Товщина захисних покриттів становить близько 0,1 мм, вони наносяться безпосередньо на виріб і надають йому підвищеної зносостійкості. Декоративні покриття мають естетичне значення, наносяться на шар іншого металу (міді або нікелю), який виконує захисну функцію. Товщина такого покриття лише 0,0002–0,0005 мм.
З'єднання хрому також активно використовуються у різних областях.
Основна хромова руда – хроміт FeCr2O4 використовується у виробництві вогнетривів. Магнезитохромітові цеглини хімічно пасивні та термостійкі, вони витримують різкі багаторазові зміни температур, тому їх використовують у конструкціях склепінь мартенівських печей та робочому просторі інших металургійних пристроїв та споруд.
Твердість кристалів оксиду хрому (III) - Cr2O3 можна порівняти з твердістю корунду, що забезпечило його застосування у складах шліфувальних та притиральних паст, що використовуються в машинобудуванні, ювелірній, оптичній та годинниковій промисловості. Його також застосовують як каталізатор гідрування та дегідрування деяких органічних сполук. Cr2O3 використовується в живописі у вигляді зеленого пігменту та для фарбування скла.
Хромат калію - K2CrO4 застосовується при дубленні шкір, як протрава у текстильній промисловості, у виробництві барвників, при відбілюванні воску.
Дихромат калію (хромпік) - K2Cr2O7 також використовується при дубленні шкір, протравлення при фарбуванні тканин, є інгібітором корозії металів та сплавів. Використовується при виготовленні сірників та в лабораторних цілях.
Хлорид хрому (II) CrCl2 - дуже сильний відновник, що легко окислюється навіть киснем повітря, що використовується в газовому аналізі для кількісного поглинання О2. Крім того, обмежено використовується при отриманні хрому електролізом розплавів солей та хроматометрії.
Хромокалієві галун K2SO4.Cr2(SO4)3 24H2O використовуються в основному в текстильній промисловості - при дубленні шкіри.
Безводний хлорид CrCl3 хрому застосовується для нанесення покриттів хрому на поверхню сталей хімічним осадженням з газової фази, є складовою деяких каталізаторів. Гідрати CrCl3 – протрава при фарбуванні тканин.
З хромату свинцю РbCrО4 виготовляють різні барвники.
Розчином біхромату натрію очищають і цькують поверхню сталевого дроту перед цинкуванням, а також освітлюють латунь. З біхромату натрію отримують хромову кислоту, яка використовується як електроліт при хромуванні металевих деталей.
Виробництво
У природі хром зустрічається переважно у вигляді хромистого залізняку FeO∙Cr2O3, за його відновленні вугіллям виходить сплав хрому із залізом — ферохром, який безпосередньо використовують у металургійної промисловості під час виробництва хромистих сталей. Зміст хрому у складі сягає 80 % (за масою).
Відновлення оксиду хрому (III) вугіллям призначене для отримання високовуглецевого хрому, необхідного для спеціальних сплавів. Процес проводиться в електродуговій печі.
Для отримання чистого хрому попередньо одержують оксид хрому (III), а потім відновлюють його алюмінотермічним способом. При цьому попередньо суміш із порошкового або у вигляді стружки алюмінію (Al) і шихту оксиду хрому (Cr2O3) прогрівають до температури 500-600° С. Потім, збуджують відновлення сумішшю перекису барію з порошком алюмінію, або запалом частини шихти з подальшим додаванням частини, що залишилася. . У цьому процесі важливо, щоб теплової енергії, що утворилася, вистачило на плавлення хрому і його відділення від шлаку.
Cr2O3 + 2Al = 2Cr + 2Al2O3
Хром містить такий спосіб домішок: заліза 0,25-0,40%, сірки 0,02%, вуглецю 0,015-0,02%. Вміст чистої речовини становить 99,1-99,4%. Такий хром тендітний і легко перемелюється в порошок.
Реальність такого методу була доведена та продемонстрована ще у 1859 році Фрідріхом Велером. У промислових масштабах алюмотермічне відновлення хрому стало можливим тільки після того, як став доступним метод отримання дешевого алюмінію. Гольдшмідт першим розробив безпечний спосіб регулювання сильно екзотермічного (отже вибухонебезпечного) процесу відновлення.
При необхідності одержання високочистого хрому у промисловості використовують електролітичні методи. Електроліз піддають суміші хромового ангідриду, хромоамонійних галунів або сульфату хрому з розведеною сірчаною кислотою. Осідає в процесі електролізу на алюмінієвих або нержавіючих катодах хром містить розчинені гази як домішки. Чистоти 99,90-99,995% вдається досягти за допомогою високотемпературного (1500-1700 ° С) очищення в потоці водню та вакуумної дегазації. Передові методики рафінування електролітичного хрому видаляють сірку, азот, кисень та водень із «сирого» продукту.
Крім того, можливе отримання металевого Cr електролізом розплавів СrCl3 або CrF3 у суміші з фторидами калію, кальцію, натрію при температурі 900° C у середовищі аргону.
Можливість електролітичного способу одержання чистого хрому довів Бунзен в 1854, піддаючи електролізу водний розчин хлориду хрому.
У промисловості використовується силікотермічний спосіб отримання чистого хрому. При цьому хром з окису відновлюється кремнієм:
2Cr2O3 + 3Si + 3CaO = 4Cr + 3CaSiO3
Силікотермічно хром виплавляють у дугових печах. Добавка негашеного вапна дозволяє перевести тугоплавкий діоксид кремнію в легкоплавкий шлак силікат кальцію. Чистота силікотермічного хрому приблизно така ж, як і алюміній, проте, природно, вміст в ньому кремнію трохи вище, а алюмінію трохи нижче.
Ще Cr можна отримувати відновленням Cr2O3 воднем при 1500° С, відновленням безводного CrCl3 воднем, лужними або лужноземельними металами, магнієм та цинком.
Для отримання хрому намагалися застосувати інші відновники - вуглець, водень, магній. Однак ці способи не набули широкого поширення.
У процесі Ван Аркеля – Кучмана – Де Бура застосовується розкладання йодиду хрому (III) на нагрітому до 1100° З дроті із осадженням у ньому чистого металу.
Фізичні властивості
Хром - твердий, дуже важкий, тугоплавкий, ковкий метал сіро сталевого кольору. Чистий хром досить пластичний, кристалізується в об'ємно-центрованих гратах, а = 2,885Å (при температурі 20° С). При температурі близько 1830° З велика ймовірність перетворення модифікацію з гранецентрированными гратами, а = 3,69Å. Атомний радіус 1,27 Å; іонні радіуси Cr2+ 0,83Å, Cr3+ 0,64Å, Cr6+ 0,52Å.
Температура плавлення хрому залежить від його чистоти. Тому визначення цього показника для чистого хрому дуже складне завдання - навіть невеликий вміст домішок азоту чи кисню можуть істотно змінити значення температури плавлення. Багато дослідників протягом не одного десятиліття займалися цим питанням і отримували далекі один від одного результати: від 1513 до 1920 ° C. Раніше було прийнято вважати, що цей метал плавиться при температурі 1890 ° C, але сучасні дослідження вказують температуру в 1907 ° С, хром кипить при температурі понад 2500 ° C - дані також відрізняються: від 2199 ° C до 2671 ° С. Щільність хрому менше, ніж у заліза; вона становить 7,19 г см3 (при температурі 200° C).
Хрому властиві всі основні характеристики металів - він добре проводить теплоту, його опір електричному струму дуже мало, як більшість металів, хром має характерний блиск. Крім того, цей елемент має одну дуже цікаву особливість: Справа в тому, що при температурі 37 ° C його поведінка не піддається пояснення - відбувається різка зміна багатьох фізичних властивостей, ця зміна має стрибкоподібний характер. Хром, як людина при температурі 37° C починає вередувати: внутрішнє тертя хрому досягає максимуму, модуль пружності падає до мінімальних значень. Скаче значення електропровідності, постійно змінюється термоелектрорушійна сила, коефіцієнт лінійного розширення. Цей феномен вчені поки що пояснити не можуть.
Питома теплоємність хрому 0,461 кДж/(кг.К) чи 0,11 кал/(г °З) (при температурі 25°С); коефіцієнт теплопровідності 67 Вт/(м К) або 0,16 кал/(см сек °С) (при температурі 20 °С). Термічний коефіцієнт лінійного розширення 824 10-6 (при 20 ° С). Хром при температурі 20 ° С має питомий електроопір 0,414 мком м, яке термічний коефіцієнт електроопору в інтервалі 20-600 ° С становить 3,01 10-3.
Відомо, що хром дуже чутливий до домішок – найменші частки інших елементів (кисень, азот, вуглець) здатні зробити хром дуже тендітним. Отримати ж хром без цих домішок дуже важко. З цієї причини цей метал у конструкційних цілях не використовується. Зате в металургії він активно застосовується, як легуючий матеріал, тому що його добавка в сплав робить сталь твердою і зносостійкою, адже хром найтвердіший з усіх металів - він подібно до алмазу ріже скло! Твердість високочистого хрому за Брінеллем 7-9 Мн/м2 (70-90 кгс/см2). Хромом легують пружинні, ресорні, інструментальні, штампові та шарикопідшипникові сталі. У них (крім шарикопідшипникових сталей) хром присутній разом із марганцем, молібденом, нікелем, ванадієм. Добавка хрому до звичайних сталей (до 5 % Сr) покращує їх фізичні властивості та робить метал більш сприйнятливим до термічної обробки.
Хром антиферомагнітний, питома магнітна сприйнятливість 3,6 10-6. Питомий електричний опір 12710-8 Ом. Температурний коефіцієнт лінійного розширення хрому 6210-6. Теплота пароутворення цього металу становить 344,4 кДж/моль.
Хром стійкий до корозії на повітрі та у воді.
Хімічні властивості
Хімічно хром досить інертний, це пояснюється наявністю на поверхні міцної тонкої плівки оксиду. На повітрі Cr не окислюється, навіть у присутності вологи. Під час нагрівання окислення протікає виключно на поверхні металу. При 1200 ° C плівка руйнується, і окислення протікає набагато швидше. При 2000° C хром згоряє з утворенням зеленого оксиду хрому (III) Cr2O3, що має амфотерні властивості. Сплавляючи Cr2O3 з лугами, одержують хроміти:
Cr2O3 + 2NaOH = 2NaCrO2 + H2O
Непрожарений оксид хрому (III) легко розчиняється в лужних розчинах та кислотах:
Cr2O3 + 6HCl = 2CrCl3 + 3Н2О
У сполуках хром в основному виявляє ступеня окиснення Cr+2, Cr+3, Cr+6. Найбільш стійкими є Cr+3 та Cr+6. Також існують деякі сполуки, де хром має ступеня окислення Cr+1, Cr+4, Cr+5. З'єднання хрому дуже різноманітні за кольором: білі, сині, зелені, червоні, фіолетові, чорні та багато інших.
Хром легко реагує з розведеними розчинами соляної та сірчаної кислот з утворенням хлориду та сульфату хрому та виділенням водню:
Cr + 2HCl = CrCl2 + H2
Царська горілка та азотна кислота пасивують хром. Причому пасивований азотною кислотою хром не розчиняється в розведених сірчаної і соляної кислотах навіть при тривалому кип'ятінні в їх розчинах, але в якийсь момент розчинення все-таки відбувається, що супроводжується бурхливим спінюванням від водню, що виділився. Цей процес пояснюється тим, що хром із пасивного стану переходить в активний, в якому метал не захищений захисною плівкою. Причому, якщо процесі розчинення знову додати азотної кислоти, то реакція припиниться, оскільки хром знову пасивується.
За звичайних умов хром взаємодіє з фтором, утворюючи CrF3. При температурах вище 600° C відбувається взаємодія з водяною парою, результатом такої взаємодії є оксид хрому (III) Сr2О3:
4Cr + 3O2 = 2Cr2O3
Cr2O3 являє собою зелені мікрокристали з щільністю 5220 кг/м3 і високою температурою плавлення (2437° С). Оксид хрому (III) виявляє амфотерні властивості, але дуже інертний, його важко розчинити у водних кислотах та лугах. Оксид хрому (III) досить токсичний. Потрапляючи на шкіру, він здатний викликати екзему та інші захворювання шкіри. Тому при роботі з оксидом хрому (III) обов'язково необхідно використовувати засоби індивідуального захисту.
Крім окису, відомі інші сполуки з киснем: CrO, CrO3, які отримують непрямим шляхом. Найбільшу небезпеку становить аерозоль оксиду, що вдихається, що викликає тяжкі захворювання верхніх дихальних шляхів і легень.
Хром утворює велике числосолей з кисневмісними компонентами.
Відкриття хрому відноситься до періоду бурхливого розвитку хіміко-аналітичних досліджень солей та мінералів. У Росії хіміки виявляли особливий інтерес до аналізу мінералів, знайдених у Сибіру та майже невідомих у Західній Європі. Одним із таких мінералів була сибірська червона свинцева руда (крокоїт), описана ще Ломоносовим. Мінерал досліджувався, але нічого, крім оксидів свинцю, заліза та алюмінію в ньому не було знайдено. Однак у 1797 році Вокелен, прокип'ятив тонко подрібнений зразок мінералу з поташом і обложивши карбонат свинцю, отримав розчин, пофарбований в оранжево червоний колір. З цього розчину він викристалізував рубіново-червону сіль, з якої виділили оксид і вільний метал, відмінний від усіх відомих металів. Вокелен назвав його Хром ( Chrome ) від грецького слова- фарбування, колір; правда тут йшлося про властивість не металу, яке яскраво пофарбованих солей.
Знаходження у природі.
Найважливішою рудою хрому, що має практичне значення, є хроміт, приблизний склад якого відповідає формулі FeCrO4.
Він зустрічається в Малій Азії, на Уралі, в Північної Америки, Півдні Африки. Технічне значення має також названий мінерал крокоїт – PbCrO 4 . У природі зустрічаються також оксид хрому (3) та деякі інші його сполуки. У земній корі вміст хрому у перерахунку на метал становить 0,03%. Хром виявлено на Сонці, зірках, метеоритах.
Фізичні властивості.
Хром – білий, твердий та тендітний метал, виключно хімічно стійкий до дії кислот та лугів. На повітрі він окислюється, має поверхні тонку прозору плівку оксиду. Хром має щільність 7,1 г/см 3 його температура плавлення становить +1875 0 С.
Отримання.
При сильному нагріванні хромистого залізняку з вугіллям відбувається відновлення хрому та заліза:
FeO * Cr 2 O 3 + 4C = 2Cr + Fe + 4CO
В результаті цієї реакції утворюється сплав хрому із залізом, що відрізняється високою міцністю. Для отримання чистого хрому його відновлюють з оксиду хрому(3) алюмінієм:
Cr 2 O 3 + 2Al = Al 2 O 3 + 2Cr
У цьому процесі зазвичай використовують два оксиди - Cr 2 O 3 і CrO 3
Хімічні властивості.
Завдяки тонкій захисній плівці оксиду, що покриває поверхню хрому, він дуже стійкий до дії агресивних кислот та лугів. Хром не реагує з концентрованими азотною та сірчаною кислотами, а також з фосфорною кислотою. З лугами хром вступає у взаємодію при t = 600-700 про C. Однак хром взаємодіє з розведеними сірчаною та соляною кислотами, витісняючи водень:
2Cr + 3H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2
2Cr + 6HCl = 2CrCl 3 + 3H 2
За високої температури хром горить у кисні, утворюючи оксид(III).
Розпечений хром реагує з парами води:
2Cr + 3H 2 O = Cr 2 O 3 + 3H 2
Хром при високій температурі реагує також з галогенами, галоген - воднями, сіркою, азотом, фосфором, вугіллям, кремнієм, бором, наприклад:
Cr + 2HF = CrF 2 + H 2
2Cr + N2 = 2CrN
2Cr + 3S = Cr 2 S 3
Cr + Si = CrSi
Вищевказані фізичні та хімічні властивості хрому знайшли своє застосування у різних галузях науки та техніки. Так, наприклад, хром та його сплави використовуються для отримання високоміцних, корозійностійких покриттів у машинобудуванні. Сплави у вигляді ферохрому використовуються як металорізальні інструменти. Хромовані метали знайшли застосування в медичній техніці, при виготовленні хімічного технологічного обладнання.
Положення хрому в періодичній системі хімічних елементів:
Хром очолює побічну підгрупу VI групи періодичної системи елементів. Його електронна формуланаступна:
24 Cr IS 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3d 5 4S 1
У заповненні орбіталей електронами у атома хрому порушується закономірність, згідно з якою спочатку мала б заповнитися 4S - орбіталь до стану 4S 2 . Однак, внаслідок того, що 3d - орбіталь займає в атомі хрому вигідніше енергетичне положення, відбувається її заповнення значення 4d 5 . Таке явище спостерігається в інших атомів елементів побічних підгруп. Хром може виявляти ступеня окиснення від +1 до +6. Найбільш стійкими є сполуки хрому зі ступенями окиснення +2, +3, +6.
З'єднання двовалентного хрому.
Оксид хрому (II) CrO – пірофорний чорний порошок (пірофорність – здатність у тонкороздробленому стані спалахнуть на повітрі). CrO розчиняється в розведеній соляної кислоти:
CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O
На повітрі при нагріванні понад 100 0 С CrO перетворюється на Cr 2 O 3 .
Солі двовалентного хрому утворюються під час розчинення металевого хрому в кислотах. Ці реакції відбуваються у атмосфері малоактивного газу (наприклад H 2), т.к. у присутності повітря легко відбувається окислення Cr(II) до Cr(III).
Гідроксид хрому одержують у вигляді жовтого осаду при дії розчину лугу на хлорид хрому (II):
CrCl 2 + 2NaOH = Cr(OH) 2 + 2NaCl
Cr(OH) 2 має основні властивості, є відновником. Гідратований іон Cr2+ пофарбований у блідо-блакитний колір. Водний розчин CrCl 2 має синє забарвлення. На повітрі у водних розчинах сполуки Cr(II) переходять у сполуки Cr(III). Особливо це яскраво виявляється у гідроксиду Cr(II):
4Cr(OH) 2 + 2H 2 O + O 2 = 4Cr(OH) 3
З'єднання тривалентного хрому.
Оксид хрому (III) Cr2O3 – тугоплавкий порошок зеленого кольору. За твердістю близький до корунду. У лабораторії його можна отримати нагріванням дихромату амонію:
(NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2
Cr 2 O 3 – амфотерний оксид, при сплавленні з лугами утворює хроміти: Cr 2 O 3 + 2NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O
Гідроксид хрому також є амфотерною сполукою:
Cr(OH) 3 + HCl = CrCl 3 + 3H 2 O
Cr(OH) 3 + NaOH = NaCrO 2 + 2H 2 O
Безводний CrCl 3 має вигляд листочків темно-фіолетового кольору, зовсім нерозчинний холодній воді, при кип'ятінні він розчиняється дуже повільно. Безводний сульфат хрому (III) Cr 2 (SO 4) 3 рожевого кольору також погано розчинний у воді. У присутності відновників утворює фіолетовий сульфат хрому Cr 2 (SO 4) 3 *18H 2 O. Відомі також зелені гідрати сульфату хрому, що містять меншу кількість води. Хромові галун KCr(SO 4) 2 *12H 2 O викристалізовуються з розчинів, що містять фіолетовий сульфат хрому і сульфат калію. Розчин хромових галунів при нагріванні стає зеленим завдяки утворенню сульфатів.
Реакції з хромом та його сполуками
Майже всі сполуки хрому та його розчини інтенсивно пофарбовані. Маючи безбарвний розчин або білий осад, ми можемо з великою ймовірністю зробити висновок про відсутність хрому.
- Сильно нагріємо в полум'ї пальника на фарфоровій чашці таку кількість біхромату калію, що поміститься на кінчику ножа. Сіль не виділить кристалізаційної води, а розплавиться при температурі близько 400 0 З утворення темної рідини. Погріємо її ще кілька хвилин на сильному полум'ї. Після охолодження на черепку утворюється зелений осад. Частина його розчинний у воді (вона набуває жовтий колір), а іншу частину залишимо на черепці. Сіль при нагріванні розклалася, у результаті утворився розчинний жовтий хромат калію K 2 CrO 4 і зелений Cr 2 O 3 .
- Розчинний 3г порошкоподібного біхромату калію в 50мл води. До однієї частини додамо трохи карбонату калію. Він розчиниться з виділенням CO2, а забарвлення розчину стане світло - жовтим. З біхромату калію утворюється хромат. Якщо тепер додати до порцій 50% розчин сірчаної кислоти, то знову з'явиться червоно - жовте забарвлення біхромату.
- Наллємо у пробірку 5мл. розчину біхромату калію, прокип'ятим із 3мл концентрованої соляної кислоти під тягою. З розчину виділяється жовто-зелений отруйний газоподібний хлор, оскільки хромат окислить HCl до Cl 2 і H 2 O. Сам хромат перетвориться на зелений хлорид тривалентного хрому. Його можна виділити випарюванням розчину, а потім, сплавивши з содою та селітрою, перевести в хромат.
- При додаванні розчину нітрату свинцю випадає жовтий свинцевий хромат; при взаємодії з розчином нітрату срібла утворюється червоно-коричневий осад хромату срібла.
- Додамо пероксид водню до розчину біхромату калію та підкислимо розчин сірчаною кислотою. Розчин набуває глибокого синого кольору завдяки утворенню пероксиду хрому. Пероксид при збовтуванні з деякою кількістю ефіру перейде в органічний розчинник і забарвить його у блакитний колір. Ця реакція специфічна для хрому і дуже чутлива. З її допомогою можна виявити хром у металах та сплавах. Насамперед необхідно розчинити метал. При тривалому кип'ятінні з 30%-ною сірчаною кислотою (можна додати і соляну кислоту) хром і багато стали частково розчиняються. Отриманий розчин містить сульфат хрому (ІІІ). Щоб можна було провести реакцію виявлення, спочатку нейтралізуємо його їдким натром. В осад випадає сіро-зелений гідроксид хрому (III), який розчиниться надлишком NaOH і утворює зелений хроміт натрію. Профільтруємо розчин і додамо 30% пероксид водню. При нагріванні розчин забарвиться у жовтий колір, оскільки хроміт окислиться до хромату. Підкислення призведе до появи блакитного забарвлення розчину. Забарвлене з'єднання можна екстрагувати, струшуючи з ефіром.
Аналітичні реакцію іони хрому.
- До 3-4 крапель розчину хлориду хрому CrCl 3 додайте 2М розчин NaOH до розчинення осаду, що спочатку випав. Зверніть увагу на колір хроміту натрію, що утворився. Нагрійте отриманий розчин на водяній бані. Що при цьому відбувається?
- До 2-3 крапель розчину CrCl 3 додайте рівний об'єм 8М розчину NaOH і 3-4 краплі 3% розчину H 2 O 2 . Нагрійте реакційну суміш на водяній бані. Що при цьому відбувається? Який осад утворюється, якщо отриманий нейтралізувати забарвлений розчин, додати до нього CH 3 COOH, а потім Pb(NO 3) 2 ?
- Налийте в пробірку 4-5 крапель розчинів сульфату хрому Cr 2 (SO 4) 3 , IMH 2 SO 4 і KMnO 4 . Нагрійте реакційну суміш протягом кількох хвилин на водяній бані. Зверніть увагу на зміну фарбування розчину. Чим воно викликане?
- До 3-4 крапель підкисленого азотною кислотою розчину K 2 Cr 2 O 7 додайте 2-3 краплі розчину H 2 O 2 і перемішайте. Синє фарбування розчину, що з'являється, обумовлено виникненням надхромової кислоти H 2 CrO 6:
Cr 2 O 7 2- + 4H 2 O 2 + 2H + = 2H 2 CrO 6 + 3H 2 O
Зверніть увагу на швидке розкладання H 2 CrO 6:
2H 2 CrO 6 + 8H+ = 2Cr 3+ + 3O 2 + 6H 2 O
синій колір зелений колір
Надхромова кислота значно стійкіша в органічних розчинниках.
- До 3-4 крапель підкисленого азотною кислотою розчину K 2 Cr 2 O 7 додайте 5 крапель ізоамілового спирту, 2-3 краплі розчину H 2 O 2 і збовтайте реакційну суміш. Шар органічного розчинника, що спливає на верх, пофарбований в яскраво-синій колір. Забарвлення зникає дуже повільно. Порівняйте стійкість H 2 CrO 6 в органічній та водних фазах.
- При взаємодії CrO 4 2 і іонами Ba 2+ випадає жовтий осад хромату барію BaCrO 4 .
- Нітрат срібла утворює з іонами CrO 4 2 осад хромату срібла цегляно-червоного кольору.
- Візьміть три пробірки. В одну з них помістіть 5-6 крапель розчину K 2 Cr 2 O 7 , в другу - такий самий об'єм розчину K 2 CrO 4 , а в третю - по три краплі обох розчинів. Потім додайте в кожну пробірку три краплі розчину іодиду калію. Поясніть отриманий результат. Підкисліть розчин у другій пробірці. Що при цьому відбувається? Чому?
Цікаві досліди із сполуками хрому
- Суміш CuSO 4 і K 2 Cr 2 O 7 при додаванні лугу стає зеленою, а в присутності кислоти стає жовтою. Нагріваючи 2 мг гліцерину з невеликою кількістю (NH 4) 2 Cr 2 O 7 з подальшим додаванням спирту, після фільтрування виходить яскраво-зелений розчин, який при додаванні кислоти стає жовтим, а в нейтральному або лужному середовищі стає зеленим.
- Помістити в центр консервної банки з термітом "рубінову суміш" - ретельно розтертий і поміщений в алюмінієву фольгу Al 2 O 3 (4,75 г) з добавкою Cr 2 O 3 (0,25 г). Щоб банку довше не остигала, необхідно закопати під верхній обріз у пісок, а після підпалювання терміту та початку реакції, накрити її залізним листом і засипати піском. Банку викопати за добу. Через війну утворюється червоно – рубіновий порошок.
- 10г біхромату калію розтирають з 5г нітрату натрію або калію та 10г цукру. Суміш зволожують і змішують із колодієм. Якщо порошок спресувати у скляній трубці, а потім виштовхнути паличку та підпалити її з торця, то почне виповзати «змія», спочатку чорна, а після охолодження – зелена. Паличка діаметром 4 мм горить зі швидкістю близько 2мм за секунду і подовжується в 10 разів.
- Якщо змішати розчини сульфату міді та дихромату калію і додати трохи розчину аміаку, то випаде аморфний коричневий осад складу 4СuCrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O, який розчиняється в соляній кислоті з утворенням жовтого розчину, а надлишку аміаку виходить зелений розчин. Якщо далі до цього розчину додати спирт, випаде зелений осад, який після фільтрації стає синім, а після висушування - синьо-фіолетовим з червоними блискітками, добре видимими при сильному освітленні.
- оксид хрому, що залишився після дослідів «вулкан» або «фараонові змії», можна регенерувати. Для цього треба сплавити 8г Cr 2 O 3 і 2г Na 2 CO 3 і 2,5г KNO 3 і обробити охолоджений сплав окропом. Виходить розчинний хромат, який можна перетворити і на інші сполуки Cr(II) і Cr(VI), у тому числі і вихідний дихромат амонію.
Приклади окисно-відновних переходів за участю хрому та його сполук
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 б) Cr 2 O 3 + 2NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O
в) 2NaCrO 2 + 3Br 2 + 8NaOH = 6NaBr +2Na 2 CrO 4 + 4H 2 O
г) 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-
а) 2Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
б) Cr(OH) 3 + 3HCl = CrCl 3 + 3H 2 O
в) 2CrCl 3 + 2KMnO 4 + 3H 2 O = K 2 Cr 2 O 7 + 2Mn(OH) 2 + 6HCl
г) 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+
а) CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O
б) CrO + H 2 O = Cr(OH) 2
в) Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
г) Cr(OH) 3 + 3HNO 3 = Cr(NO 3) 3 + 3H 2 O
д) 4Сr(NO 3) 3 = 2Cr 2 O 3 + 12NO 2 + O 2
е) Cr 2 O 3 + 2 NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O
Елемент хром у ролі художника
Хіміки часто зверталися до проблеми створення штучних пігментів для живопису. У XVIII-XIX ст була розроблена технологія отримання багатьох мальовничих матеріалів. Луї Нікола Воклен в 1797 р., який виявив у сибірській червоній руді раніше невідомий елемент хром, приготував нову, чудово стійку фарбу - хромову зелень. Хромофором є водний оксид хрому (III). Під назвою «смарагдова зелена» її почали випускати 1837 року. Пізніше Л.Вокелен запропонував кілька нових фарб: баритову, цинкову та хромові жовті. Згодом вони були витіснені стійкішими жовтими, помаранчевими пігментами на основі кадмію.
Зелена хромова - міцна і світлостійка фарба, що не піддається впливу атмосферних газів. Розтерта на олії хромова зелень володіє великою силою, що криє, і здатна до швидкого висихання, тому з XIX ст. її широко застосовують у живописі. Величезне значення вона має у розписі порцеляни. Справа в тому, що фарфорові вироби можуть декоруватися як підглазурним, так і надглазурним розписом. У першому випадку фарби наносять на поверхню лише злегка обпаленого виробу, який потім покривають шаром глазурі. Далі слідує основний, високотемпературний випал: для спікання фарфорової маси та оплавлення глазурі вироби нагрівають до 1350 – 1450 0 С. Таку високу температуру без хімічних змін витримують дуже небагато фарб, а за старих часів взагалі було тільки дві – кобальтова та хромова. Чорний оксид кобальту, нанесений на поверхню фарфорового виробу, при випалюванні сплавляється з глазур'ю, хімічно взаємодіючи з нею. В результаті утворюються яскраво-сині силікати кобальту. Такий декарований кобальтом синій порцеляновий посуд усі добре знають. Оксид хрому (III) не взаємодіє хімічно з компонентами глазурі і просто залягає між порцеляновими черепками та прозорою глазур'ю «глухим» шаром.
Крім хромової зелені художники застосовують фарби, отримані з волконського. Цей мінерал із групи монтморилонітів (глинистий мінерал підкласу складних силікатів Na(Mo,Al), Si 4 O 10 (OH) 2 виявили 1830 р. російським мінералогом Кеммерером і названий на честь М. Н Волконської – дочки героя битви при Бородіно генерала .Н.Раєвського, дружини декабриста С.Г.Волконського.Волконськоє являє собою глину, що містить до 24% оксиду хрому, а також оксиди алюмінею і заліза (III). Кіровській областях, обумовлює його різноманітне забарвлення – від кольору зимової потемнілої ялиці до яскраво-зеленого кольору болотяної жаби.
Пабло Пікассо звертався до геологів нашої країни з проханням вивчити запаси волконського, що дає фарбу неповторно свіжого тону. В даний час розроблено спосіб отримання штучного волконського. Цікаво відзначити, що за даними сучасних дослідженьРосійські іконописці використовували фарби з цього матеріалу ще в середні віки, задовго до його «офіційного» відкриття. Відомою популярністю користувалася у художників і зелень Гіньє (створена в 1837 р.), хромоформ якої є гідрат окису хрому Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O, де частина води хімічно пов'язана, а частина адсорбована. Цей пігмент надає фарбі смарагдового відтінку.
blog.сайт, при повному або частковому копіюванні матеріалу посилання на першоджерело обов'язкове.
Твердий метал блакитно-білого кольору. Хром іноді відносять до чорних металів. Цей метал здатний фарбувати з'єднання в різні кольоритому і був названий «хром», що означає «фарба». Хром – мікроелемент, необхідний нормального розвитку та функціонування людського організму. Найважливіша його біологічна роль полягає у регуляції вуглеводного обміну та рівня глюкози в крові.
Дивіться також:
СТРУКТУРА
Залежно від типів хімічного зв'язку- як і всі метали хром має металевий тип кристалічної решітки, тобто у вузлах грати знаходяться атом металу.
Залежно від просторової симетрії – кубічна, об'ємно-центрована а = 0,28839 нм. Особливістю хрому є різка зміна його фізичних властивостей за нормальної температури близько 37°С. Кристалічна решітка металу складається з його іонів та рухомих електронів. Аналогічно атом хрому переважно має електронну конфігурацію. При 1830 °С можливе перетворення на модифікацію з гранецентрованими гратами, а = 3,69 Å.
ВЛАСТИВОСТІ
Хром має твердість за шкалою Мооса 9, один з найтвердіших чистих металів (поступається тільки іридію, берилію, вольфраму та урану). Дуже чистий хром досить добре піддається механічній обробці. Стійкий на повітрі рахунок пасивування. З цієї ж причини не реагує із сіркою та азотною кислотами. При 2000 °C згоряє з утворенням зеленого оксиду хрому(III) Cr 2 O 3 , що має амфотерні властивості. При нагріванні реагує з багатьма неметалами, часто утворюючи сполуки нестехіометричного складу карбіди, бориди, силіциди, нітриди та ін. Хром утворює численні сполуки в різних ступенях окиснення, переважно +2, +3, +6. Хром має всі характерні для металів властивості - добре проводить тепло, електричний струм, має властивий більшості металів блиск. Є антиферомагнетиком і парамагнетиком, тобто при температурі 39 °C переходить з парамагнітного стану до антиферомагнітного (точка Нееля).
ЗАПАСИ І ВИБУТОК
Найбільші родовища хрому знаходяться у ПАР (1 місце у світі), Казахстані, Росії, Зімбабве, Мадагаскарі. Також є родовища на території Туреччини, Індії, Вірменії, Бразилії, на Філіппінах. Головні родовища хромових руд у РФ відомі на Уралі (Донські та Саранівське). Розвідані запаси в Казахстані становлять понад 350 мільйонів тонн (2 місце у світі). З нього отримують ферохром відновленням електропечах коксом (вуглецем). Щоб отримати чистий хром, реакцію ведуть так:
1) сплавляють хроміт заліза з карбонатом натрію (кальцинована сода) на повітрі;
2) розчиняють хромат натрію та відокремлюють його від оксиду заліза;
3) переводять хромат в дихромат, підкислюючи розчин і викристалізовуючи дихромат;
4) одержують чистий оксид хрому відновленням дихромату натрію вугіллям;
5) за допомогою алюмінотермії одержують металевий хром;
6) за допомогою електролізу отримують електролітичний хром розчину хромового ангідриду у воді, що містить добавку сірчаної кислоти.
ПОХОДЖЕННЯ
Середній вміст Хрому в земній корі (кларк) 8,3 · 10 -3%. Цей елемент, мабуть, найбільш характерний для мантії Землі, оскільки ультраосновні породи, які, як вважають, найближче за складом до мантії Землі, збагачені Хромом (2·10 -4 %). Хром утворює масивні та вкраплені руди в ультраосновних гірських породах; з ними пов'язано утворення найбільших родовищ Хрома. В основних породах вміст Хрому досягає лише 2 · 10 -2 %, у кислих – 2,5 · 10 -3 %, в осадових породах (пісковиках) – 3,5 · 10 -3 %, глинистих сланцях – 9 · 10 -3 %. Хром – порівняно слабкий водний мігрант; вміст Хрому у морській воді 0,00005 мг/л.
У цілому нині Хром — метал глибинних зон Землі; кам'яні метеорити(Аналоги мантії) теж збагачені Хромом (2,7 · 10 -1%). Відомо понад 20 мінералів Хрому. Промислове значення мають лише хромшпінеліди (до 54% Сr); крім того, Хром міститься в ряді інших мінералів, які нерідко супроводжують хромові руди, але самі не становлять практичного значення (уравіт, волконський, кемерит, фуксит).
Розрізняють три основних мінерали хрому: магнохроміт (Mg, Fe)Cr 2 O 4 , хромпікотит (Mg, Fe)(Cr, Al) 2 O 4 і алюмохроміт (Fe, Mg)(Cr, Al) 2 O 4 . На вигляд вони невиразні, і їх неточно називають «хроміти».
ЗАСТОСУВАННЯ
Хром - важливий компонент у багатьох легованих сталях (зокрема, нержавіючих), а також у ряді інших сплавів. Добавка хрому значно підвищує твердість і корозійну стійкість сплавів. Використання Хрому засноване на його жароміцності, твердості та стійкості проти корозії. Найбільше Хрому застосовують для виплавки хромистих сталей. Алюміно- та силікотермічний Хром використовують для виплавки ніхрому, німоніка, інших нікелевих сплавів та стелліту.
Значна кількість хрому йде на декоративні корозійно-стійкі покриття. Широке застосування отримав порошковий Хром у виробництві металокерамічних виробів та матеріалів для зварювальних електродів. Хром у вигляді іона Cr 3+ — домішка в рубіні, яка використовується як дорогоцінний камінь та лазерний матеріал. З'єднаннями Хрому протруюють тканини при фарбуванні. Деякі солі Хрому використовуються як складова частинадубильних розчинів у шкіряній промисловості; PbCrO 4 , ZnCrO 4 , SrCrO 4 - як художні фарби. З суміші хроміту та магнезиту виготовляють хромомагнезитові вогнетривкі вироби.
Використовується як зносостійкі та красиві гальванічні покриття (хромування).
Хром застосовується для виробництва сплавів: хром-30 та хром-90, незамінних для виробництва сопел потужних плазмотронів та в авіакосмічній промисловості.
Хром (англ. Chromium) - Cr
Хром (Cr), хімічний елемент VI групи періодичної системи Менделєєва. Належить до перехідного металу з атомним номером 24 і атомною масою 51,996. У перекладі з грецької назва металу означає «колір». Такій назві метал завдячує різноманітній колірній гамі, яка притаманна його різним сполукам.
Фізичні характеристики хрому
Метал має достатню твердість і крихкість одночасно. За шкалою Мооса твердість хрому оцінюється 5,5. Цей показник означає, що хром має максимальну твердість з усіх відомих на сьогодні металів, після урану, іридію, вольфраму та берилію. Для простої речовинихрому характерний блакитно-біле забарвлення.
Метал не відноситься до рідкісних елементів. Його концентрація у земній корі досягає 0,02% мас. часткою. У чистому вигляді хром ніколи не зустрічається. Він міститься в мінералах та рудах, які є головним джерелом видобутку металу. Хроміт (хромистий залізняк, FeO*Cr 2 O 3) вважається основною сполукою хрому. Ще одним досить поширеним, проте менш важливим мінералом є крокоїт PbCrO 4 .
Метал легко піддається плавці за температури 1907 0 С (2180 0 До або 3465 0 F). При температурі 2672 0 С - закипає. Атомна масаметалу складає 51,996 г/моль.
Хром є унікальним металом завдяки своїм магнітним властивостям. В умовах кімнатної температури йому притаманне антиферомагнітне впорядкування, в той час, як інші метали мають його в умовах виключно знижених температур. Однак якщо хром нагріти вище 37 0 С, фізичні властивості хрому змінюються. Так, суттєво змінюється електроопір та коефіцієнт лінійного розширення, модуль пружності досягає мінімального значення, а внутрішнє тертя значно збільшується. Таке явище пов'язане з проходженням точки Нееля, за якої антиферомагнітні властивості матеріалу здатні змінюватися на парамагнітні. Це означає, що перший рівень пройдено, і речовина різко збільшилася обсягом.
Будова хрому є об'ємно-центрованими гратами, завдяки яким метал характеризується температурою крихко-в'язкого періоду. Однак, у випадку з даним металом, величезне значення має ступінь чистоти, тому величина знаходиться в межах -50 0 С - +350 0 С. Як показує практика, розкристалізований метал не має ніякої пластичності, але м'який відпал і формування роблять його ковким.
Хімічні властивості хрому
Атом має наступну зовнішню конфігурацію: 3d 5 4s 1 . Як правило, в сполуках хром має наступні ступені окислення: +2, +3, +6, серед яких найбільшу стійкість виявляє Сr 3+ . , +4, +5.
Метал не відрізняється особливою хімічною активністю. Під час знаходження хрому у звичайних умовах, метал виявляє стійкість до вологи та кисню. Однак, дана характеристикане відноситься до з'єднання хрому і фтору - CrF 3 , яке при впливі температур, що перевищують 600 0 С, взаємодіє з парами води, утворюючи в результаті реакції Сr 2 Про 3 а також азотом, вуглецем і сіркою.
Під час нагрівання металевого хрому він взаємодіє з галогенами, сіркою, кремнієм, бором, вуглецем, а також деякими іншими елементами, в результаті чого виходять наступні хімічні реакціїхрому:
Cr + 2F 2 = CrF 4 (з домішкою CrF 5)
2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3
2Cr + 3S = Cr 2 S 3
Хромати можна отримати, якщо нагріти хром із розплавленою содою на повітрі, нітратами або хлоратами лужних металів:
2Cr + 2Na 2 CO 3 + 3O 2 = 2Na 2 CrO 4 + 2CO 2 .
Хром не має токсичності, чого не можна сказати про деякі його сполуки. Як відомо, пил даного металу, при попаданні в організм, може дратувати легені, через шкіру він не засвоюється. Але, оскільки в чистому вигляді він не зустрічається, то його потрапляння до людський організмє неможливим.
Тривалентний хром потрапляє в навколишнє середовищепід час видобутку та переробки хромової руди. У людський організм попадання хрому ймовірно у вигляді харчової добавки, що використовується в програмах схуднення. Хром із валентністю, що дорівнює +3, є активним учасником синтезу глюкози. Вчені встановили, що надмірне вживання хрому особливої шкоди людському організму не завдає, оскільки не відбувається його всмоктування, проте він здатний накопичуватися в організмі.
Сполуки, в яких бере участь шестивалентний метал, є вкрай токсичними. Імовірність їх потрапляння в організм людини з'являється під час виробництва хроматів, хромування предметів, під час проведення деяких зварювальних робіт. Попадання такого хрому в організм може призвести до серйозних наслідків, оскільки сполуки, в яких присутній шестивалентний елемент, є сильними окислювачами. Тому, можуть викликати кровотечу в шлунку та кишечнику, іноді з проривом кишечника. У разі потрапляння таких сполук на шкіру виникають сильні хімічні реакції у вигляді опіків, запалень, виникнення виразок.
Залежно від якості хрому, яке необхідно отримати на виході, існує кілька способів виробництва металу: електроліз концентрованих водних розчинів оксиду хрому, електроліз сульфатів, а також відновленням оксидом кремнію. Однак, останній спосіб не дуже популярний, так як при ньому на виході виходить хром величезною кількістюдомішок. Крім того, він також є економічно невигідним.
Ступінь окислення | Оксид | Гідроксид | Характер | Переважні форми у розчинах | Примітки |
+2 | CrO (чорний) | Cr(OH)2 (жовтий) | Основний | Cr2+ (солі блакитного кольору) | Дуже сильний відновник |
Cr2O3 (зелений) | Cr(OH)3 (сіро-зелений) | Амфотерний |
Cr3+ (зелені або лілові солі) |
||
+4 | CrO2 | не існує | Несолетворний | - |
Зустрічається рідко, малохарактерна |
+6 | CrO3 (червоний) |
H2CrO4 |
Кислотний |
CrO42-(хромати, жовті) |
Перехід залежить від середовищі рН. Найсильніший окислювач, гігроскопічний, дуже отруйний. |
- Переміщенням наз-ся вектор, що з'єднує початкову і кінцеву точки траєкторії Вектор, що з'єднує початок і кінець шляху називається
- Траєкторія, довжина шляху, вектор переміщення Вектор, що з'єднує початкове положення
- Обчислення площі багатокутника за координатами його вершин Площа трикутника за координатами вершин формула
- Область допустимих значень (ОДЗ), теорія, приклади, рішення