Kodu > Psühholoogia > Kroom 3 valentne. Valikkursus "Kroom ja selle ühendid"


Kroom 3 valentne. Valikkursus "Kroom ja selle ühendid"




Kroom

KROOM-a; m.[kreeka keelest. chōma – värv, värv]

1. Keemiline element (Cr), terashall kõvametall (kasutatakse kõvasulamite valmistamisel ja metalltoodete katmiseks).

2. Pehme õhuke nahk, mis on pargitud selle metalli sooladega. Kroomitud saapad.

3. Kollaste värvide perekond, mis on saadud kromaatidest.

◁ Chrome (vt.).

kroom

(lat. Kroom), perioodilise süsteemi VI rühma keemiline element. Nimetatud kreeka keelest chrōma - värv, värv (ühendite erksa värvuse tõttu). Sinakas hõbedane metall; tihedus 7,19 g / cm3, t pl 1890°C. See ei oksüdeeru õhu käes. Peamised mineraalid on kroomitud spinellid. Kroom on roostevaba, happekindla, kuumakindla terase ja paljude teiste sulamite (nikroom, kroom, stelliit) oluline komponent. Kasutatakse kroomimiseks. Kroomiühendid - oksüdeerivad ained, anorgaanilised pigmendid, parkained.

KROOM

KROOM (ladina kroom, kreeka keelest kroom - värvus, värvus, kroomiühendeid iseloomustab lai värvipalett), Cr (loe "kroom"), keemiline element aatomnumbriga 24, aatommass 51,9961. See asub VIB rühmas elementide perioodilise tabeli 4. perioodil.
Looduslik kroom koosneb nelja stabiilse nukliidi segust: 50 Cr (sisaldus segus 4,35%), 52 Cr (83,79%), 53 Cr (9,50%) ja 54 Cr (2,36%). Kahe välimise elektronkihi konfiguratsioon 3s 2 R 6 d 5 4s 1 . Oksüdatsiooniastmed on 0 kuni +6, kõige iseloomulikumad on +3 (kõige stabiilsem) ja +6 (valents III ja VI).
Neutraalse aatomi raadius on 0,127 nm, ioonide raadius (koordinatsiooniarv 6): Cr 2+ 0,073 nm, Cr 3+ 0,0615 nm, Cr 4+ 0,055 nm, Cr 5+ 0,049 nm ja Cr 6+ 0,049 nm. . Järjestikused ionisatsioonienergiad 6,766, 16,49, 30,96, 49,1, 69,3 ja 90,6 eV. Elektronide afiinsus 1,6 eV. Elektronegatiivsus Paulingu järgi (cm. PAULING Linus) 1,66.
Avastamise ajalugu
1766. aastal avastati Jekaterinburgi ümbrusest mineraal, mida kutsuti "Siberi punaseks pliiks", PbCrO 4 . Tänapäevane nimi on krokoiit. 1797. aastal prantsuse keemik L. N. Vauquelin (cm. VAUCLAIN Louis Nicola) eraldas sellest uue tulekindla metalli (tõenäoliselt sai Vauquelin kroomkarbiidi).
Looduses olemine
Maakoore sisaldus on 0,035 massiprotsenti. Merevees on kroomi sisaldus 2·10 -5 mg/l. Kroomi ei leidu peaaegu kunagi vabas vormis. See on osa enam kui 40 erinevast mineraalist (kromiit FeCr 2 O 4, volkonskoiit, uvaroviit, vokeleniit jne). Mõned meteoriidid sisaldavad kroomsulfiidühendeid.
Kviitung
Kromiit on tööstuslik tooraine kroomi ja sellel põhinevate sulamite tootmisel. Kromiidi redutseerimissulatamisel koksi (redutseerija), rauamaagi ja muude komponentidega saadakse ferrokroom, mille kroomisisaldus on kuni 80% (massi järgi).
Puhta kroommetalli saamiseks põletatakse ahjudes kromiiti sooda ja lubjakiviga:
2Cr 2 O 3 + 2Na 2 CO 3 + 3O 2 \u003d 4Na 2 CrO 4 + 4CO 2
Saadud naatriumkromaat Na2CrO4 leostatakse veega, lahus filtreeritakse, aurustatakse ja töödeldakse happega. Sel juhul läheb Na 2 CrO 4 kromaat Na 2 Cr 2 O 7 dikromaadiks:
2Na 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = Na 2 Cr 2 O 7 + Na 2 SO 4 + H 2 O
Saadud dikromaat redutseeritakse väävliga:
Na 2Cr 2 O 7 + 3S = Na 2 S + Cr 2 O 3 + 2SO 2,
Saadud puhas kroom(III)oksiid Cr 2 O 3 allutatakse aluminotermiale:
Cr 2 O 3 + 2Al \u003d Al 2 O 3 + 2Cr.
Kasutatakse ka räni
2Cr 2 O 3 + 3Si = 3SiO 2 + 4Cr
Kõrge puhtusastmega kroomi saamiseks puhastatakse tehniline kroom elektrokeemiliselt lisanditest.
Füüsilised ja keemilised omadused
Vabal kujul on see sinakasvalge metall, millel on kuubikujuline kehakeskne võre, a= 0,28845 nm. Temperatuuril 39 °C muutub see paramagnetilisest olekust antiferromagnetiliseks (Neeli punkt). Sulamistemperatuur 1890°C, keemistemperatuur 2680°C. Tihedus 7,19 kg / dm 3.
Õhukindel. 300 °C juures põleb see rohelise kroomoksiidi (III) Cr 2 O 3 moodustamiseks, millel on amfoteersed omadused. Cr 2 O 3 sulatamisel leelistega saadakse kromiidid:
Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O
Kaltsineerimata kroom(III)oksiid lahustub kergesti leeliselistes lahustes ja hapetes:
Cr2O3 + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2O
Kroomikarbonüül Cr(OH) 6 termilisel lagunemisel tekib punane aluseline kroom(II)oksiid CrO. Nõrgalt aluseliste omadustega pruun või kollane Cr(OH)2-hüdroksiid sadestub, kui kroom(II)soolade lahustele lisatakse leeliseid.
Kroomioksiidi (VI) CrO 3 hoolikal lagundamisel hüdrotermilistes tingimustes saadakse kroomdioksiid (IV) CrO 2, mis on ferromagnet ja millel on metalliline juhtivus.
Kui kontsentreeritud väävelhape reageerib dikromaatide lahustega, tekivad kroom(VI)oksiidi CrO 3 punased või violetsed-punased kristallid. Tavaliselt moodustab happeoksiid veega suheldes tugevaid ebastabiilseid kroomhappeid: kroom H 2 CrO 4, dikroomne H 2 Cr 2 O 7 jt.
Kroomi erinevatele oksüdatsiooniastmetele vastavad halogeniidid on teada. Sünteesitud on kroomdihalogeniidid CrF 2, CrCl 2, CrBr 2 ja CrI 2 ning trihalogeniidid CrF 3, CrCl 3, CrBr 3 ja CrI 3. Erinevalt sarnastest alumiiniumi ja raua ühenditest on CrCl 3 trikloriid ja CrBr 3 kroomtribromiid siiski mittelenduvad.
Kroomitetrahalogeniididest on CrF 4 stabiilne, kroomtetrakloriid CrCl 4 esineb ainult auruna. Kroomheksafluoriid CrF 6 on teada.
Kroomoksühalogeniidid CrO 2 F 2 ja CrO 2 Cl 2 on saadud ja iseloomustatud.
Kroomi sünteesitud ühendid booriga (boriidid Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 2, CrB 4 ja Cr 5 B 3), süsinikuga (karbiidid Cr 23 C 6, Cr 7 C 3 ja Cr 3 C 2) , räniga (silitsiidid Cr 3 Si, Cr 5 Si 3 ja CrSi) ja lämmastikuga (nitriidid CrN ja Cr 2 N).
Kroom(III) ühendid on lahustes kõige stabiilsemad. Selles oksüdatsiooniastmes vastab kroom nii katioonsele vormile kui ka anioonsele vormile, näiteks anioon 3-, mis esineb aluselises keskkonnas.
Kui kroom(III)-ühendeid oksüdeeritakse leeliselises keskkonnas, tekivad kroom(VI)ühendid:
2Na3 + 3H2O2 \u003d 2Na2CrO4 + 2NaOH + 8H2O
Cr (VI) vastab paljudele hapetele, mis esinevad ainult vesilahustes: kroom H 2 CrO 4, dikroomne H 2 Cr 2 O 7, trikroomne H 3 Cr 3 O 10 ja teised, mis moodustavad sooli - kromaadid, dikromaadid, trikromaadid, jne.
Sõltuvalt keskkonna happesusest muunduvad nende hapete anioonid kergesti üksteiseks. Näiteks kollase kaaliumkromaadi lahuse hapestamisel K 2 CrO 4-ga moodustub oranž kaaliumdikromaat K 2 Cr 2 O 7:
2K 2 CrO 4 + 2HCl \u003d K 2 Cr 2 O 7 + 2KCl + H 2 O
Aga kui K 2 Cr 2 O 7 oranžile lahusele lisatakse leeliselahust, siis kuidas värvus muutub uuesti kollaseks, kuna moodustub taas kaaliumkromaat K 2 CrO 4:
K 2 Cr 2 O 7 + 2 KOH \u003d 2K 2 CrO 4 + H 2 O
Kui baariumsoola lahust lisatakse kollasele kromaadiioone sisaldavale lahusele, sadestub kollane baariumkromaadi BaCrO 4 sade:
Ba 2+ + CrO 4 2- = BaCrO 4
Kroom(III)ühendid on tugevad oksüdeerijad, näiteks:
K 2 Cr 2 O 7 + 14 HCl \u003d 2CrCl 3 + 2KCl + 3Cl 2 + 7H 2 O
Rakendus
Kroomi kasutamine põhineb selle kuumakindlusel, kõvadusel ja korrosioonikindlusel. Neid kasutatakse sulamite saamiseks: roostevaba teras, nikroom jne Dekoratiivsete korrosioonikindlate kattekihtide jaoks kasutatakse suures koguses kroomi. Kroomiühendid on tulekindlad materjalid. Kroomoksiid (III) - rohelise värvi pigment, kuulub ka abrasiivsete materjalide hulka (GOI pasta). Kroomi(VI)ühendite redutseerimise käigus tekkivat värvimuutust kasutatakse väljahingatavas õhus oleva alkoholisisalduse ekspressanalüüsiks.
Cr 3+ katioon on osa kaaliumkroomi KCr(SO 4) 2 · 12H 2 O maarjast, mida kasutatakse naha töötlemisel.
Füsioloogiline toime
Kroom on üks biogeensetest elementidest, mis sisaldub pidevalt taimede ja loomade kudedes. Loomadel osaleb kroom lipiidide, valkude (osa trüpsiini ensüümist) ja süsivesikute metabolismis. Kroomisisalduse vähenemine toidus ja veres toob kaasa kasvukiiruse vähenemise, vere kolesteroolitaseme tõusu.
Kroommetall on praktiliselt mittetoksiline, kuid kroomi metalli tolm ärritab kopsukudet. Kroom(III)ühendid põhjustavad dermatiiti. Kroom(VI) ühendid põhjustavad inimesel mitmesuguseid haigusi, sealhulgas vähki. Kroomi(VI) MPC atmosfääriõhus on 0,0015 mg/m 3 .

entsüklopeediline sõnaraamat. 2009 .

Sünonüümid:

Vaadake, mis on "kroom" teistes sõnaraamatutes:

    kroom- kroom ja... Vene õigekirjasõnaraamat

    kroom- kroom/… Morfeemilise õigekirja sõnastik

    - (kreeka keelest chroma color, paint). Hallikas metall, mida kaevandatakse kroomimaagist. Vene keele võõrsõnade sõnastik. Chudinov A.N., 1910. KROOM hallikas metall; puhtas x-s. pole kasutatud; ühendused... Vene keele võõrsõnade sõnastik

    KROOM- vt KROOM (Cr). Kroomiühendeid leidub paljude tööstusettevõtete reovees, mis toodavad kroomisoolasid, atsetüleeni, tanniine, aniliini, linoleumit, paberit, värve, pestitsiide, plastmassi jne. Kolmevalentseid leidub vees ... ... Kalahaigused: käsiraamat

    KROOM, ah, abikaasa. 1. Keemiline element, tahke helehall läikiv metall. 2. Kollase värvi tüüp (spetsiaalne). | adj. kroom, oh, oh (1 väärtuseni) ja kroom, oh, oh. Kroomitud teras. Kroomimaagi. II. KROOM, ah, abikaasa. Pehme õhuke nahk. | adj… Ožegovi selgitav sõnastik

    kroom- a, m. kroom m. Novolat. kroom lat. kroom gr. värvaine. 1. Keemiline element on kõva hõbedane metall, mida kasutatakse kõvasulamite valmistamisel ja metalltoodete katmiseks. BAS 1. Vauquelini poolt avastatud metall, ... ... Vene keele gallicismide ajalooline sõnastik

    KROOM- KROOM, kroom (kreeka kromavärvist), I sümbol. SG, chem. element at. kaal 52,01 (isotoobid 50, 52, 53, 54); järjekorranumber 24, eest! hõivab koha perioodilisuse tabeli j rühma paaris VI alagrupis. Ühendid X. esinevad sageli looduses ... Suur meditsiiniline entsüklopeedia

    - (lat. kroom) Cr, Mendelejevi perioodilise tabeli VI rühma keemiline element, aatomnumber 24, aatommass 51,9961. Nimi kreeka keelest. kromavärv, värv (ühendi ereda värvuse tõttu). Sinakas hõbedane metall; tihedus 7,19 ...... Suur entsüklopeediline sõnaraamat

    KROOM 1, a, m Ožegovi seletav sõnaraamat. S.I. Ožegov, N. Yu. Švedova. 1949 1992 ... Ožegovi selgitav sõnastik

    KROOM 2, a, m. Pehme õhukese naha klass. Ožegovi selgitav sõnastik. S.I. Ožegov, N. Yu. Švedova. 1949 1992 ... Ožegovi selgitav sõnastik

Kroom (Cr) on D. I. Mendelejevi keemiliste elementide perioodilise süsteemi neljanda perioodi kuuenda rühma külgmise alamrühma element aatomnumbriga 24 ja aatommassiga 51,996. Kroom on sinakasvalge kõvametall. Sellel on kõrge keemiline vastupidavus. Toatemperatuuril on Cr vee- ja õhukindel. See element on üks olulisemaid teraste tööstuslikul legeerimisel kasutatavaid metalle. Kroomiühenditel on eri värvi erksad värvid, mille jaoks ta saigi oma nime. Lõppude lõpuks tähendab "kroom" kreeka keelest "värvi".

On teada 24 kroomi isotoopi vahemikus 42Cr kuni 66Cr. Stabiilsed looduslikud isotoobid 50Cr (4,31%), 52Cr (87,76%), 53Cr (9,55%) ja 54Cr (2,38%). Kuuest tehislikust radioaktiivsest isotoobist on kõige olulisem 51Cr, mille poolestusaeg on 27,8 päeva. Seda kasutatakse isotoopide märgistusainena.

Erinevalt antiikaja metallidest (kuld, hõbe, vask, raud, tina ja plii) on kroomil oma “avastaja”. 1766. aastal leiti Jekaterinburgi ümbrusest mineraal, mida kutsuti "Siberi punaseks pliiks" - PbCrO4. 1797. aastal avastas L. N. Vauquelin mineraalkrokoiidis – looduslikust pliikromaadist elemendi nr 24. Umbes samal ajal (1798) avastasid Vauquelinist sõltumatult Saksa teadlased M. G. Klaproth ja Lovitz kroomi raske musta mineraali proovist ( see oli kromiit FeCr2O4), mida leiti Uuralitest. Hiljem, 1799. aastal avastas F. Tassert samast Kagu-Prantsusmaalt leitud mineraalist uue metalli. Arvatakse, et just Tassert suutis esimesena saada suhteliselt puhast metallist kroomi.

Kroommetalli kasutatakse kroomimiseks ja ka legeeritud terase (eriti roostevaba terase) ühe olulisema komponendina. Lisaks on kroom leidnud rakendust mitmetes teistes sulamites (happe- ja kuumakindlad terased). Lõppude lõpuks suurendab selle metalli lisamine terasesse selle vastupidavust korrosioonile nii tavatemperatuuril vesikeskkonnas kui ka kõrgendatud temperatuuridel gaasides. Kroomteraseid iseloomustab suurenenud kõvadus. Kroomi kasutatakse termokroomimisel, mille käigus Cr kaitsev toime tuleneb õhukese, kuid tugeva oksiidkile moodustumisest terase pinnale, mis ei lase metallil keskkonnaga suhelda.

Kroomiühendid on leidnud ka laialdast rakendust, mistõttu kromiite kasutatakse edukalt tulekindlate materjalide tööstuses: avatud koldeahjud ja muud metallurgiaseadmed on vooderdatud magnesiit-kromiittellistest.

Kroom on üks biogeensetest elementidest, mis sisalduvad pidevalt taimede ja loomade kudedes. Taimed sisaldavad kroomi lehtedes, kus see esineb madala molekulmassiga kompleksina, mis ei ole seotud rakualuste struktuuridega. Seni ei ole teadlased suutnud tõestada selle elemendi vajalikkust taimede jaoks. Loomadel osaleb Cr aga lipiidide, valkude (osa trüpsiini ensüümist) ja süsivesikute (glükoosiresistentse faktori struktuurne komponent) metabolismis. Teadaolevalt osaleb biokeemilistes protsessides ainult kolmevalentne kroom. Nagu enamik teisi olulisi biogeenseid elemente, satub kroom looma või inimese kehasse toiduga. Selle mikroelemendi vähenemine organismis toob kaasa kasvupeetuse, vere kolesteroolitaseme järsu tõusu ja perifeersete kudede insuliinitundlikkuse vähenemise.

Samas on kroom puhtal kujul väga mürgine - Cr metallitolm ärritab kopsukudesid, kroom (III) ühendid põhjustavad dermatiiti. Kroom (VI) ühendid põhjustavad inimesel mitmesuguseid haigusi, sealhulgas vähki.

Bioloogilised omadused

Kroom on oluline biogeenne element, mis on kindlasti osa taimede, loomade ja inimeste kudedest. Selle elemendi keskmine sisaldus taimedes on 0,0005% ja peaaegu kogu see koguneb juurtesse (92-95%), ülejäänu sisaldub lehtedes. Kõrgemad taimed ei talu selle metalli kontsentratsiooni üle 3∙10-4 mol/L. Loomadel jääb kroomi sisaldus vahemikku kümnetuhandik kuni kümnemiljondik protsenti. Kuid planktonis on kroomi akumulatsioonikoefitsient hämmastav - 10 000-26 000. Täiskasvanud inimese kehas on Cr-i sisaldus 6-12 mg. Veelgi enam, inimeste füsioloogiline vajadus kroomi järele ei ole piisavalt täpselt kindlaks tehtud. See sõltub suuresti toitumisest – suhkrurikkaid toite süües suureneb organismi kroomivajadus. Üldiselt on aktsepteeritud, et inimene vajab seda elementi umbes 20–300 mcg päevas. Nagu teisedki biogeensed elemendid, on kroom võimeline kogunema keha kudedesse, eriti juustesse. Nendes näitab kroomi sisaldus keha selle metalliga varustatuse astet. Kahjuks vananedes ammenduvad kudedes olevad kroomi "varud", välja arvatud kopsud.

Kroom osaleb lipiidide, valkude (see on trüpsiini ensüümis), süsivesikute metabolismis (on glükoosiresistentse faktori struktuurne komponent). See tegur tagab rakuliste retseptorite koostoime insuliiniga, vähendades seeläbi organismi vajadust selle järele. Glükoosi tolerantsustegur (GTF) suurendab oma osalusel insuliini toimet kõigis ainevahetusprotsessides. Lisaks osaleb kroom kolesterooli metabolismi reguleerimises ja on teatud ensüümide aktivaator.

Peamine kroomi allikas loomade ja inimeste kehas on toit. Teadlased on leidnud, et kroomi kontsentratsioon taimses toidus on palju väiksem kui loomses toidus. Rikkaimad kroomi allikad on õllepärm, liha, maks, kaunviljad ja täisteratooted. Selle metalli sisalduse vähenemine toidus ja veres toob kaasa kasvukiiruse vähenemise, vere kolesteroolitaseme tõusu ja perifeersete kudede tundlikkuse vähenemise insuliini suhtes (diabeedilaadne seisund). Lisaks suureneb risk haigestuda ateroskleroosi ja kõrgema närvitegevuse häiretesse.

Kuid juba fraktsioonide milligrammi kuupmeetri kohta atmosfääris on kõigil kroomiühenditel organismile toksiline toime. Kroomimürgitus ja selle ühendid on sagedased nende tootmisel, masinaehituses, metallurgias ja tekstiilitööstuses. Kroomi mürgisuse aste sõltub selle ühendite keemilisest struktuurist - dikromaadid on toksilisemad kui kromaadid, Cr + 6 ühendid on mürgisemad kui Cr + 2 ja Cr + 3 ühendid. Mürgistusnähud väljenduvad kuivuse ja valu tundes ninaõõnes, ägedas kurguvalu, hingamisraskustes, köhimises jms sümptomites. Kerge liigse kroomiauru või tolmu korral kaovad mürgistusnähud varsti pärast töökojas töö lõpetamist. Pikaajalise pideva kokkupuute korral kroomiühenditega ilmnevad kroonilise mürgistuse tunnused - nõrkus, pidevad peavalud, kehakaalu langus, düspepsia. Algavad häired seedetrakti, kõhunäärme, maksa töös. Tekivad bronhiit, bronhiaalastma, pneumoskleroos. Ilmuvad nahahaigused - dermatiit, ekseem. Lisaks on kroomiühendid ohtlikud kantserogeenid, mis võivad koguneda kehakudedesse, põhjustades vähki.

Mürgistuse ennetamine on kroomi ja selle ühenditega töötavate töötajate perioodiline tervisekontroll; ventilatsiooni, tolmu summutamise ja tolmu kogumise vahendite paigaldamine; isikukaitsevahendite (respiraatorid, kindad) kasutamine töötajate poolt.

Tüvi "kroom" selle mõistes "värv", "värv" on osa paljudest sõnadest, mida kasutatakse väga erinevates valdkondades: teaduses, tehnoloogias ja isegi muusikas. Nii mõnigi fotofilmi nimi sisaldab seda juurt: "ortokroom", "pankroom", "isopankroom" ja teised. Sõna "kromosoom" koosneb kahest kreekakeelsest sõnast: "chromo" ja "soma". Sõna otseses mõttes võib seda tõlkida kui "värvitud keha" või "värvitud keha". Kromosoomi struktuurielementi, mis tekib raku tuuma interfaasis kromosoomi kahekordistumise tulemusena, nimetatakse "kromatiidiks". "Kromatiin" - kromosoomide aine, mis asub taime- ja loomarakkude tuumades, mis on intensiivselt värvitud tuumavärvidega. "Kromatofoorid" on loomade ja inimeste pigmendirakud. Muusikas kasutatakse mõistet "kromaatiline skaala". "Khromka" on üks vene akordioni liike. Optikas on mõisted "kromaatiline aberratsioon" ja "kromaatiline polarisatsioon". "Kromatograafia" on füüsikalis-keemiline meetod segude eraldamiseks ja analüüsimiseks. "Kromoskoop" - seade värvilise kujutise saamiseks kahe või kolme värviliselt eraldatud fotopildi optilise kombineerimise teel, mis on valgustatud spetsiaalselt valitud erivärviliste valgusfiltrite kaudu.

Kõige mürgisem on kroomoksiid (VI) CrO3, see kuulub 1. ohuklassi. Surmav annus inimesele (suukaudne) on 0,6 g Etüülalkohol süttib kokkupuutel värskelt valmistatud CrO3-ga!

Kõige tavalisem roostevaba terase mark sisaldab 18% Cr, 8% Ni, umbes 0,1% C. See talub suurepäraselt korrosiooni ja oksüdatsiooni ning säilitab tugevuse kõrgetel temperatuuridel. Just sellest terasest on V.I skulptuurirühma ehitamisel kasutatud lehed. Mukhina "Tööline ja kolhoositüdruk".

Metallurgiatööstuses kroomteraste tootmisel kasutatud ferrokroom oli 90. sajandi lõpus väga halva kvaliteediga. Selle põhjuseks on madal kroomi sisaldus selles - ainult 7-8%. Siis nimetati seda "Tasmaania malmiks", pidades silmas asjaolu, et algne raua-kroomimaak imporditi Tasmaaniast.

Varem mainiti, et kroommaarjast kasutatakse nahkade parkimisel. Tänu sellele ilmus mõiste "kroomitud" saapad. Kroomiühenditega pargitud nahk omandab sära, läike ja tugevuse.

Paljud laborid kasutavad "kroomisegu" - kaaliumdikromaadi küllastunud lahuse ja kontsentreeritud väävelhappe segu. Seda kasutatakse klaasi ja terasest laboriklaasi pindade rasvatustamiseks. See oksüdeerib rasva ja eemaldab selle jäägid. Lihtsalt käsitse seda segu ettevaatlikult, sest tegemist on tugeva happe ja tugeva oksüdeeriva aine seguga!

Tänapäeval kasutatakse puitu ehitusmaterjalina, kuna see on odav ja kergesti töödeldav. Kuid sellel on ka palju negatiivseid omadusi - vastuvõtlikkus tulekahjudele, seenhaigused, mis seda hävitavad. Kõigi nende probleemide vältimiseks immutatakse puu spetsiaalsete ühenditega, mis sisaldavad kromaate ja dikromaate ning tsinkkloriidi, vasksulfaati, naatriumarsenaati ja mõnda muud ainet. Tänu sellistele kompositsioonidele suurendab puit selle vastupidavust seentele ja bakteritele, samuti avatud tulele.

Kroomil oli trükitööstuses eriline nišš. 1839. aastal leiti, et naatriumdikromaadiga immutatud paber muutub pärast ereda valgusega valgustamist ootamatult pruuniks. Siis selgus, et paberil olevad bikromaatkatted ei lahustu pärast kokkupuudet vees, vaid omandavad niisutamisel sinaka varjundi. Seda vara kasutasid printerid. Soovitud muster pildistati bikromaati sisaldava kolloidse kattega plaadil. Valgustatud alad pesemise käigus ei lahustunud, kuid mittesäritatud alad lahustusid ja plaadile jäi muster, millelt oli võimalik printida.

Lugu

Elemendi nr 24 avastamise ajalugu sai alguse 1761. aastal, kui Jekaterinburgi lähedal asuvast Berezovski kaevandusest (Uurali mägede idajalam) leiti ebatavaline punane mineraal, mis tolmuks hõõrudes andis kollase värvuse. Leid kuulus Peterburi ülikooli professorile Johann Gottlob Lehmannile. Viis aastat hiljem toimetas teadlane proovid Peterburi linna, kus ta viis nendega läbi rea katseid. Eelkõige töötles ta ebatavalisi kristalle vesinikkloriidhappega, saades valge sademe, milles leiti pliid. Saadud tulemuste põhjal nimetas Leman mineraali Siberi punaseks pliiks. See on krokoiidi (kreeka keelest "krokos" - safran) - loodusliku pliikromaadi PbCrO4 - avastamise lugu.

Sellest leiust huvitatud Peter Simon Pallas, saksa loodusteadlane ja rändur, korraldas ja juhtis Peterburi Teaduste Akadeemia ekspeditsiooni Venemaa südamesse. 1770. aastal jõudis ekspeditsioon Uuralitesse ja külastas Berezovski kaevandust, kus võeti uuritavast mineraalist proove. Rändur ise kirjeldab seda nii: «Seda hämmastavat punast plii mineraali üheski teises leiukohas ei leidu. Muutub pulbriks jahvatamisel kollaseks ja seda saab kasutada minikunstis. Saksa ettevõte sai üle kõigist raskustest krokoiidi kaevandamisel ja Euroopasse tarnimisel. Hoolimata asjaolust, et need toimingud kestsid vähemalt kaks aastat, liikusid peagi Pariisi ja Londoni aadlike vankrid peeneks purustatud krokoiidiga maalitud. Paljude Vana Maailma ülikoolide mineraloogiamuuseumide kogud on rikastatud selle mineraali parimate proovidega Venemaa soolestikust. Euroopa teadlased ei suutnud aga salapärase mineraali koostist lahti harutada.

See kestis kolmkümmend aastat, kuni 1796. aastal sattus Siberi punase plii proov Pariisi Mineraloogiakooli keemiaprofessori Nicolas Louis Vauquelini kätte. Pärast krokoiidi analüüsimist ei leidnud teadlane selles midagi peale raua, plii ja alumiiniumi oksiidide. Seejärel töötles Vauquelin krokoiti kaaliumkloriidi (K2CO3) lahusega ja eraldas pärast valge pliikarbonaadi sademe sadestamist tundmatu soola kollase lahuse. Pärast rea katseid mineraali töötlemisel erinevate metallide sooladega eraldas professor vesinikkloriidhappe abil "punase pliihappe" - kroomoksiidi ja vee lahuse (kroomhape esineb ainult lahjendatud lahustes). Pärast selle lahuse aurustamist saadi rubiinpunased kristallid (kroomanhüdriid). Kristallide edasine kuumutamine grafiittiiglis söe juuresolekul andis palju omavahel kokkukasvanud halle nõelalaadseid kristalle – uut, senitundmatut metalli. Järgmine katseseeria näitas saadud elemendi suurt tulekindlust ja selle vastupidavust hapetele. Pariisi Teaduste Akadeemia oli kohe avastuse tunnistajaks, teadlane andis oma sõprade nõudmisel uuele elemendile nime - kroom (kreeka keelest "värv", "värv") ühendite erinevate varjundite tõttu. see moodustab. Oma edasistes töödes väitis Vauquelin enesekindlalt, et mõnede vääriskivide, aga ka looduslike berüllium- ja alumiiniumsilikaatide smaragdne värvus on tingitud kroomiühendite segunemisest neis. Näiteks on smaragd, mis on rohelise värvi berüll, milles alumiinium on osaliselt asendatud kroomiga.

On selge, et Vauquelin ei saanud puhast metalli, tõenäoliselt selle karbiide, mida kinnitab helehallide kristallide nõelakujuline kuju. Puhta metallilise kroomi sai hiljem F. Tassert, arvatavasti 1800. aastal.

Samuti avastasid Klaproth ja Lovitz 1798. aastal Vauquelinist sõltumatult kroomi.

Looduses olemine

Maa soolestikus on kroom üsna tavaline element, hoolimata asjaolust, et seda ei esine vabal kujul. Tema klark (keskmine sisaldus maakoores) on 8,3,10-3% ehk 83 g/t. Selle jaotus tõugude vahel on aga ebaühtlane. See element on peamiselt iseloomulik Maa vahevööle, tõsiasi on see, et ultramafilised kivimid (peridotiidid), mis väidetavalt on koostiselt meie planeedi vahevööle lähedased, on kõige kroomirikkamad: 2 10–1% ehk 2 kg / t. Sellistes kivimites moodustab Cr massiivsed ja laialivalguvad maagid, mis on seotud selle elemendi suurimate lademete tekkega. Kroomi sisaldus on kõrge ka aluselistes kivimites (basaltid jne) 2 10-2% ehk 200 g/t. Happelistes kivimites on Cr palju vähem: 2,5 10-3%, sette (liivakivid) - 3,5 10-3%, põlevkivi sisaldab ka kroomi - 9 10-3%.

Võib järeldada, et kroom on tüüpiline litofiilne element ja peaaegu kogu see sisaldub sügaval Maa soolestikus leiduvates mineraalides.

Põhilisi kroomimineraale on kolm: magnokromiit (Mn, Fe)Cr2O4, krompikotiit (Mg, Fe)(Cr, Al)2O4 ja aluminokromiit (Fe, Mg)(Cr, Al)2O4. Nendel mineraalidel on üks nimi – kroomispinell ja üldvalem (Mg, Fe)O (Cr, Al, Fe) 2O3. Need on välimuselt eristamatud ja neid nimetatakse ebatäpselt "kromiitideks". Nende koostis on muutuv. Olulisemate komponentide sisaldus varieerub (massi%): Cr2O3 10,5-62,0; Al2O3 4 kuni 34,0; Fe2O3 1,0 kuni 18,0; FeO 7,0 kuni 24,0; MgO 10,5 kuni 33,0; SiO2 0,4 kuni 27,0; TiO2 lisandid kuni 2; V2O5 kuni 0,2; ZnO kuni 5; MnO kuni 1. Mõned kroomimaagid sisaldavad plaatinarühma elemente 0,1-0,2 g/t ja kulda kuni 0,2 g/t.

Lisaks erinevatele kromiitidele on kroom osa paljudest teistest mineraalidest – kroomvesuvian, kroomklorit, kroomturmaliini, kroomi vilgukivi (fuksiit), kroomgranaat (uvaroviit) jne, mis sageli kaasnevad maakidega, kuid neil endil pole. tööstuslik väärtus. Kroom on suhteliselt nõrk veerändaja. Eksogeensetes tingimustes migreerub kroom, nagu ka raud, suspensioonidena ja võib ladestuda savidesse. Kromaadid on kõige liikuvam vorm.

Praktiline tähtsus on võib-olla ainult kroomil FeCr2O4, mis kuulub spinellidesse - kuupsüsteemi isomorfsetesse mineraalidesse üldvalemiga MO Me2O3, kus M on kahevalentne metalliioon ja Me on kolmevalentne metalliioon. Lisaks spinellidele leidub kroomi ka paljudes märksa vähem levinud mineraalides, näiteks melanokroiit 3PbO 2Cr2O3, vokeleniit 2(Pb,Cu)CrO4(Pb,Cu)3(PO4)2, tarapakaite K2CrO4, ditzeiit CaIO3 CaCrO4 jt.

Kromiite leidub tavaliselt musta värvi granuleeritud massina, harvemini - oktaeedriliste kristallide kujul, neil on metalliline läige, need esinevad pidevate massiivide kujul.

20. sajandi lõpus ulatusid kroomivarud (identifitseeritud) peaaegu viiekümnes maailma riigis, kus oli selle metalli maardlaid, 1674 miljonit tonni. ). Kroomivarude poolest teisele kohale kuulub Kasahstan, kus Aktobe piirkonnas (Kempirsai massiiv) kaevandatakse väga kvaliteetset maaki. Ka teistes riikides on selle elemendi varusid. Türgi (Gulemanis), Filipiinid Luzoni saarel, Soome (Kemi), India (Sukinda) jne.

Meie riigis on väljatöötamisel oma kroomimaardlad - Uuralites (Donskoje, Saranovskoje, Khalilovskoje, Alapaevskoje ja paljud teised). Veelgi enam, 19. sajandi alguses olid Uurali maardlad peamised kroomimaakide allikad. Alles 1827. aastal avastas ameeriklane Isaac Tison Marylandi ja Pennsylvania piiril suure kroomimaagi leiukoha, haarates enda kätte kaevandamise monopoli paljudeks aastateks. 1848. aastal leiti Türgist Bursast mitte kaugel kõrgekvaliteedilise kromiidi leiukohad ja peagi (pärast Pennsylvania maardla ammendumist) haaras see riik monopolisti enda kätte. See jätkus kuni 1906. aastani, mil Lõuna-Aafrikas ja Indias avastati rikkalikud kromiidivarud.

Rakendus

Puhta kroomi metalli kogutarbimine täna on ligikaudu 15 miljonit tonni. Elektrolüütilise kroomi – puhtaima – toodang moodustab 5 miljonit tonni, mis moodustab kolmandiku kogutarbimisest.

Kroomi kasutatakse laialdaselt teraste ja sulamite legeerimiseks, andes neile korrosioonikindluse ja kuumakindluse. Rohkem kui 40% saadud puhtast metallist kulutatakse selliste "supersulamite" valmistamiseks. Tuntumad takistussulamid on nikroom Cr-sisaldusega 15-20%, kuumakindlad sulamid - 13-60% Cr, roostevabad - 18% Cr ja kuullaagriterased 1% Cr. Kroomi lisamine tavalistele terastele parandab nende füüsikalisi omadusi ja muudab metalli kuumtöötlusele vastuvõtlikumaks.

Kroommetalli kasutatakse kroomimiseks – terassulamite pinnale kantakse õhuke kroomikiht, et suurendada nende sulamite korrosioonikindlust. Kroomitud kate peab suurepäraselt vastu niiske atmosfääriõhu, soolase mereõhu, vee, lämmastik- ja enamiku orgaaniliste hapete mõjudele. Sellistel kattekihtidel on kaks eesmärki: kaitsev ja dekoratiivne. Kaitsekatete paksus on umbes 0,1 mm, need kantakse otse tootele ja annavad sellele suurema kulumiskindluse. Dekoratiivkatted on esteetilise väärtusega, need kantakse teise metalli (vask või nikkel) kihile, mis tegelikult täidab kaitsefunktsiooni. Sellise katte paksus on vaid 0,0002–0,0005 mm.

Erinevates valdkondades kasutatakse aktiivselt ka kroomiühendeid.

Peamist kroomimaaki - kromiit FeCr2O4 kasutatakse tulekindlate materjalide tootmisel. Magnesiit-kromiittellised on keemiliselt passiivsed ja kuumakindlad, taluvad teravaid mitmekordseid temperatuurimuutusi, mistõttu kasutatakse neid lahtise kaminahjude võlvide ning muude metallurgiaseadmete ja -konstruktsioonide tööruumide ehitamisel.

Kroomi(III)oksiidi kristallide - Cr2O3 kõvadus on proportsionaalne korundi kõvadusega, mis tagas selle kasutamise lihvimis- ja lapituspastade koostistes, mida kasutatakse masinaehituses, juveeli-, optika- ja kellatööstuses. Seda kasutatakse ka teatud orgaaniliste ühendite hüdrogeenimise ja dehüdrogeenimise katalüsaatorina. Cr2O3 kasutatakse värvimisel rohelise pigmendina ja klaasi värvimiseks.

Kaaliumkromaati - K2CrO4 kasutatakse naha parkimisel, peitsina tekstiilitööstuses, värvainete tootmisel ja vahavalgendamisel.

Kaaliumdikromaat (kroom) - K2Cr2O7 kasutatakse ka naha parkimisel, peitub kangaste värvimisel, on metallide ja sulamite korrosiooniinhibiitor. Seda kasutatakse tikkude valmistamisel ja laboratoorsetel eesmärkidel.

Kroom(II)kloriid CrCl2 on väga tugev redutseerija, mis oksüdeerub kergesti isegi õhuhapniku toimel ja mida kasutatakse gaasianalüüsis O2 kvantitatiivseks neeldumiseks. Lisaks kasutatakse seda piiratud määral kroomi tootmisel sulasoolade elektrolüüsi ja kromatomeetria abil.

Kaaliumkroomi maarjast K2SO4.Cr2(SO4)3 24H2O kasutatakse peamiselt tekstiilitööstuses - naha parkimisel.

Veevaba kroomkloriidi CrCl3 kasutatakse kroomkatete katmiseks teraste pinnale keemilise aurustamise teel ja see on mõnede katalüsaatorite lahutamatu osa. Niisutab CrCl3 – peitub kangaste värvimisel.

Pliikromaadist PbCrO4 valmistatakse erinevaid värvaineid.

Naatriumdikromaadi lahust kasutatakse terastraadi pinna puhastamiseks ja marineerimiseks enne tsinkimist ning ka messingi heledamaks muutmiseks. Kroomhape saadakse naatriumbikromaadist, mida kasutatakse elektrolüüdina metallosade kroomimisel.

Tootmine

Looduses esineb kroom peamiselt kroomi rauamaagi FeO ∙ Cr2O3 kujul, söega redutseerimisel saadakse kroomi sulam rauaga - ferrokroom, mida kasutatakse otseselt metallurgiatööstuses kroomteraste tootmisel. Kroomisisaldus selles kompositsioonis ulatub 80% (massi järgi).

Kroomi (III) oksiidi redutseerimine kivisöega on ette nähtud kõrge süsinikusisaldusega kroomi saamiseks, mis on vajalik spetsiaalsete sulamite tootmiseks. Protsess viiakse läbi elektrikaarahjus.

Puhta kroomi saamiseks saadakse esmalt kroom(III)oksiid ja seejärel redutseeritakse see aluminotermilisel meetodil. Samal ajal kuumutatakse pulbristatud või laastude kujul alumiiniumi (Al) ja kroomoksiidi (Cr2O3) segu temperatuurini 500–600 °C. Seejärel alustatakse redutseerimist seguga baariumperoksiidi alumiiniumpulbriga või süüdates osa laengust, millele järgneb ülejäänud osa lisamine. Selle protsessi käigus on oluline, et tekkiv soojusenergia oleks piisav kroomi sulatamiseks ja selle räbu eraldamiseks.

Cr2O3 + 2Al = 2Cr + 2Al2O3

Sel viisil saadud kroom sisaldab teatud koguses lisandeid: raud 0,25-0,40%, väävel 0,02%, süsinik 0,015-0,02%. Puhta aine sisaldus on 99,1–99,4%. Selline kroom on rabe ja kergesti jahvatatud pulbriks.

Selle meetodi reaalsust tõestas ja demonstreeris juba 1859. aastal Friedrich Wöhler. Tööstuslikus mastaabis sai kroomi aluminotermiline redutseerimine võimalikuks alles pärast seda, kui sai kättesaadavaks odava alumiiniumi saamise meetod. Goldschmidt oli esimene, kes töötas välja ohutu viisi väga eksotermilise (seega plahvatusohtliku) redutseerimisprotsessi juhtimiseks.

Kui tööstuses on vaja saada kõrge puhtusastmega kroomi, kasutatakse elektrolüütilisi meetodeid. Elektrolüüsil rakendatakse kroomanhüdriidi, ammooniumkroomalumiini või kroomsulfaadi ja lahjendatud väävelhappe segu. Elektrolüüsi käigus alumiiniumile või roostevabale katoodile sadestunud kroom sisaldab lisanditena lahustunud gaase. Puhtuse 99,90–99,995% saab saavutada kõrgel temperatuuril (1500–1700 °C) puhastamisel vesinikuvoolus ja vaakumdegaseerimisel. Täiustatud elektrolüütilise kroomi rafineerimise tehnikad eemaldavad "toorest" tootest väävli, lämmastiku, hapniku ja vesiniku.

Lisaks on võimalik metallilist Cr saada kaalium-, kaltsium- ja naatriumfluoriididega segatud CrCl3 või CrF3 sulamite elektrolüüsil temperatuuril 900°C argoonis.

Elektrolüütilise meetodi võimalikkust puhta kroomi saamiseks tõestas Bunsen 1854. aastal, allutades kroomkloriidi vesilahuse elektrolüüsile.

Tööstuses kasutatakse puhta kroomi saamiseks ka silikotermilist meetodit. Sel juhul redutseeritakse kroomoksiid räni abil:

2Cr2O3 + 3Si + 3CaO = 4Cr + 3CaSiO3

Kroom sulatatakse silikotermiliselt kaarahjudes. Kustutatud lubja lisamine võimaldab muuta tulekindla ränidioksiidi madala sulamistemperatuuriga kaltsiumsilikaadi räbuks. Ränitermilise kroomi puhtus on ligikaudu sama kui aluminotermilisel kroomil, kuid loomulikult on räni sisaldus selles mõnevõrra kõrgem ja alumiiniumil mõnevõrra väiksem.

Cr võib saada ka Cr2O3 redutseerimisel vesinikuga 1500°C juures, veevaba CrCl3 redutseerimisel vesinikuga, leelis- või leelismuldmetallide, magneesiumi ja tsingiga.

Kroomi saamiseks prooviti kasutada teisi redutseerivaid aineid – süsinikku, vesinikku, magneesiumi. Neid meetodeid aga laialdaselt ei kasutata.

Van Arkel-Kuchman-De Boeri protsessis kasutatakse kroom(III)jodiidi lagunemist 1100 °C-ni kuumutatud traadil ja sellele sadestatakse puhas metall.

Füüsikalised omadused

Kroom on kõva, väga raske, tulekindel, tempermalmist terashall metall. Puhas kroom on üsna plastiline, kristalliseerub kehakeskses võres, a = 2,885Å (temperatuuril 20°C). Temperatuuril umbes 1830 ° C on näokeskse võrega modifikatsiooniks muutumise tõenäosus suur, a = 3,69 Å. Aatomi raadius 1,27 Å; ioonraadiused Cr2+ 0,83Å, Cr3+ 0,64Å, Cr6+ 0,52 Å.

Kroomi sulamistemperatuur on otseselt seotud selle puhtusega. Seetõttu on selle indikaatori määramine puhta kroomi puhul väga keeruline ülesanne - lõppude lõpuks võib isegi väike lämmastiku või hapniku lisandite sisaldus oluliselt muuta sulamistemperatuuri väärtust. Paljud teadlased on selle probleemiga tegelenud üle kümne aasta ja on saanud tulemusi üksteisest kaugel: vahemikus 1513 kuni 1920 ° C. Varem arvati, et see metall sulab temperatuuril 1890 ° C, kuid tänapäevased uuringud näitavad temperatuur 1907 ° C, kroom keeb temperatuuril üle 2500 ° C - ka andmed varieeruvad: 2199 ° C kuni 2671 ° C. Kroomi tihedus on väiksem kui raual; see on 7,19 g/cm3 (200 °C juures).

Kroomile on iseloomulikud kõik metallide põhiomadused – see juhib hästi soojust, selle elektrivoolutakistus on väga väike, nagu enamus metalle, on ka kroomil iseloomulik läige. Lisaks on sellel elemendil üks väga huvitav omadus: fakt on see, et temperatuuril 37 ° C ei saa selle käitumist seletada - paljudes füüsikalistes omadustes on järsk muutus, sellel muutusel on järsk iseloom. Kroom, nagu haige inimene temperatuuril 37 ° C, hakkab toimima: kroomi sisehõõrdumine saavutab maksimumi, elastsusmoodul langeb miinimumini. Elektrijuhtivuse hüppeline väärtus, termoelektromootorjõud ja joonpaisumistegur muutuvad pidevalt. Teadlased ei ole veel suutnud seda nähtust selgitada.

Kroomi erisoojusmaht on 0,461 kJ / (kg.K) või 0,11 cal / (g ° C) (temperatuuril 25 ° C); soojusjuhtivuse koefitsient 67 W / (m K) või 0,16 cal / (cm sek ° C) (temperatuuril 20 ° C). Lineaarpaisumise soojustegur 8,24 10-6 (temperatuuril 20 °C). Temperatuuril 20 ° C on kroomi elektriline eritakistus 0,414 μm m ja selle elektritakistuse soojustegur vahemikus 20–600 ° C on 3,01 10–3.

Teatavasti on kroom väga tundlik lisandite suhtes – teiste elementide (hapnik, lämmastik, süsinik) väikseimad fraktsioonid võivad kroomi väga hapraks muuta. Ilma nende lisanditeta on kroomi väga raske saada. Sel põhjusel ei kasutata seda metalli ehituslikel eesmärkidel. Kuid metallurgias kasutatakse seda aktiivselt legeermaterjalina, kuna selle lisamine sulamile muudab terase kõvaks ja kulumiskindlaks, kuna kroom on metallidest kõige kõvem - see lõikab klaasi nagu teemant! Kõrge puhtusastmega kroomi kõvadus Brinelli järgi on 7-9 MN/m2 (70-90 kgf/cm2). Kroom on legeeritud vedrude, vedrude, tööriistade, stantside ja kuullaagrite terastega. Nendes (välja arvatud kuullaagrite terased) on kroom koos mangaani, molübdeeni, nikli, vanaadiumiga. Kroomi lisamine tavalistele terastele (kuni 5% Cr) parandab nende füüsikalisi omadusi ja muudab metalli kuumtöötlemisele vastuvõtlikumaks.

Kroom on antiferromagnetiline, spetsiifiline magnetiline vastuvõtlikkus on 3,6 10-6. Elektriline eritakistus 12,710-8 Ohm. Kroomi lineaarpaisumise temperatuuritegur 6,210-6. Selle metalli aurustumissoojus on 344,4 kJ/mol.

Kroom on õhus ja vees korrosioonikindel.

Keemilised omadused

Keemiliselt on kroom üsna inertne, selle põhjuseks on tugeva õhukese oksiidkile olemasolu selle pinnal. Cr ei oksüdeeru õhus isegi niiskuse juuresolekul. Kuumutamisel toimub oksüdatsioon ainult metalli pinnal. 1200°C juures kile laguneb ja oksüdatsioon kulgeb palju kiiremini. 2000°C juures põleb kroom, moodustades rohelise kroom(III)oksiidi Cr2O3, millel on amfoteersed omadused. Cr2O3 sulatamisel leelistega saadakse kromiidid:

Cr2O3 + 2NaOH = 2NaCrO2 + H2O

Kaltsineerimata kroom(III)oksiid lahustub kergesti leeliselistes lahustes ja hapetes:

Cr2O3 + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2O

Ühendites on kroomil peamiselt oksüdatsiooniastmed Cr+2, Cr+3, Cr+6. Kõige stabiilsemad on Cr+3 ja Cr+6. Samuti on mõned ühendid, kus kroomil on oksüdatsiooniaste Cr+1, Cr+4, Cr+5. Kroomiühendid on väga erineva värvusega: valge, sinine, roheline, punane, lilla, must ja paljud teised.

Kroom reageerib kergesti vesinikkloriid- ja väävelhappe lahjendatud lahustega, moodustades kroomkloriidi ja sulfaati ning vabastades vesinikku:

Cr + 2HCl = CrCl2 + H2

Aqua regia ja lämmastikhape passiveerivad kroomi. Veelgi enam, lämmastikhappega passiveeritud kroom ei lahustu lahjendatud väävel- ja vesinikkloriidhappes isegi nende lahustes pikaajalisel keemisel, kuid mingil hetkel toimub lahustumine siiski, millega kaasneb eraldunud vesinikust kiire vahutamine. Seda protsessi seletatakse asjaoluga, et kroom läheb passiivsest olekust aktiivseks, milles metalli ei kaitse kaitsekile. Veelgi enam, kui lahustumisprotsessis lisatakse uuesti lämmastikhapet, siis reaktsioon peatub, kuna kroom passiveerub uuesti.

Normaaltingimustes reageerib kroom fluoriga, moodustades CrF3. Temperatuuridel üle 600 ° C toimub koostoime veeauruga, selle interaktsiooni tulemuseks on kroomoksiid (III) Cr2O3:

4Cr + 3O2 = 2Cr2O3

Cr2O3 on rohelised mikrokristallid tihedusega 5220 kg/m3 ja kõrge sulamistemperatuuriga (2437°C). Kroom(III)oksiidil on amfoteersed omadused, kuid see on väga inertne, seda on raske lahustada hapete ja leeliste vesilahustes. Kroom(III)oksiid on üsna mürgine. Kokkupuude nahaga võib põhjustada ekseemi ja muid nahahaigusi. Seetõttu on kroom(III)oksiidiga töötamisel hädavajalik kasutada isikukaitsevahendeid.

Lisaks oksiidile on teada ka teisi hapnikuga ühendeid: kaudselt saadud CrO, CrO3. Suurim oht ​​on sissehingatav oksiid-aerosool, mis põhjustab ülemiste hingamisteede ja kopsude raskeid haigusi.

Kroom moodustab hapnikku sisaldavate komponentidega suure hulga sooli.

Kroom on tulekindel, väga kõva metall, millel on erakordne korrosioonikindlus. Need ainulaadsed omadused tekitasid talle nii suure nõudluse tööstuses ja ehituses.

Tarbijale pole kõige sagedamini tuttavad mitte kroomitud tooted, vaid õhukese metallikihiga kaetud esemed. Sellise katte pimestav peegelsära on iseenesest atraktiivne, kuid sellel on ka puhtpraktiline tähendus. Kroom on korrosioonikindel ja suudab kaitsta sulameid ja metalle rooste eest.

Ja täna vastame küsimustele, kas kroom on metall või mittemetall, ja kui see on metall, siis milline: must või värviline, raske või kerge. Samuti räägime teile, millisel kujul kroom looduses esineb ja millised on kroomi ja teiste sarnaste metallide erinevused.

Alustuseks räägime sellest, kuidas kroom välja näeb, milliseid metalle see sisaldab ja mis on sellise aine eripära. Kroom on tüüpiline hõbe-sinakas metall, raske, tihedus ületab ja kuulub ka tulekindlate kategooriasse - selle sulamis- ja keemistemperatuur on väga kõrge.

Element kroom paigutatakse 4. perioodi 6. rühma sekundaarsesse alarühma. See on oma omadustelt lähedane molübdeenile ja volframile, kuigi sellel on ka märgatavaid erinevusi. Viimastel on kõige sagedamini ainult kõrgeim oksüdatsiooniaste, samas kui kroomi valents on kaks, kolm ja kuus. See tähendab, et element moodustab palju erinevaid ühendeid.

Just ühendid andsid elemendile endale nime – kreeka värvist, värvist. Fakt on see, et selle soolad ja oksiidid on värvitud mitmesuguste erksate värvidega.

See video räägib teile, mis on kroom:

Omadused ja erinevused võrreldes teiste metallidega

Metalli uurimisel äratasid suurimat huvi aine kaks omadust: kõvadus ja tulekindlus. Kroom on üks kõvemaid metalle – see on viiendal kohal ja jääb alla uraanile, iriidiumile, volframile ja berülliumile. See kvaliteet osutus aga nõudmata, kuna metallil olid omadused, mis olid tööstuse jaoks olulisemad.

Kroom sulab temperatuuril 1907 C. Selle indikaatori poolest jääb see alla volframile või molübdeenile, kuid kuulub siiski tulekindlate ainete hulka. Tõsi, lisandid mõjutavad tugevalt selle sulamistemperatuuri.

  • Nagu paljud korrosioonikindlad metallid, moodustab kroom õhus õhukese ja väga tiheda oksiidkile. Viimane katab hapniku, lämmastiku ja niiskuse juurdepääsu ainele, mis muudab selle haavamatuks. Iseärasuseks on see, et ta kannab selle kvaliteedi üle oma sulamile koos: elemendi juuresolekul suureneb raua a-faasi potentsiaal ja selle tulemusena kaetakse õhus olev teras ka tiheda oksiidkilega. See on roostevaba terase vastupidavuse saladus.
  • Kuna metall on tulekindel, suurendab see ka sulami sulamistemperatuuri. Kuumuskindlad ja kuumakindlad terased sisaldavad tingimata kroomi osakaalu ja mõnikord väga suurt - kuni 60%. Mõlema ja kroomi lisamine mõjub veelgi tugevamalt.
  • Kroom moodustab sulameid koos oma vendadega rühmas - molübdeen ja volfram. Neid kasutatakse osade katmiseks, kus on vaja eriti suurt kulumiskindlust kõrgetel temperatuuridel.

Kroomi eeliseid ja puudusi kirjeldatakse allpool.

Kroom kui metall (fotol)

Eelised

Nagu igal teisel ainel, on metallil oma eelised ja puudused ning nende kombinatsioon määrab selle kasutamise.

  • Aine tingimusteta pluss on korrosioonikindlus ja võime seda omadust selle sulamitele üle kanda. Kroomroostevabad terased on väga olulised, kuna need on korraga lahendanud mitmeid probleeme laevade, allveelaevade, hoonete raamide jms ehitamisel.
  • Korrosioonikindlus on tagatud muul viisil - need katavad objekti õhukese metallikihiga. Selle meetodi populaarsus on väga kõrge, tänapäeval on erinevates tingimustes ja erinevate tulemuste saamiseks vähemalt kümmekond viisi kroomimiseks.
  • Kroomikiht loob ereda peegli läike, seega ei kasutata kroomimist mitte ainult sulami kaitsmiseks korrosiooni eest, vaid ka esteetilise välimuse saamiseks. Veelgi enam, kaasaegsed kroomimismeetodid võimaldavad luua katte mis tahes materjalile - mitte ainult metallile, vaid ka plastile ja keraamikale.
  • Kuumakindla terase saamine kroomi lisamisega tuleks samuti seostada aine eelistega. On palju piirkondi, kus metallosad peavad töötama kõrgel temperatuuril ja raual endal pole temperatuuri juures sellist pingetaluvust.
  • Kõigist tulekindlatest ainetest on see hapete ja aluste suhtes kõige vastupidavam.
  • Aine eeliseks võib pidada selle levimust - 0,02% maapõues ning suhteliselt lihtsat ekstraheerimis- ja tootmismeetodit. Loomulikult nõuab see energiatarbimist, kuid seda ei saa võrrelda näiteks keerulisega.

Puudused

Puuduste hulka kuuluvad omadused, mis ei võimalda kroomi kõiki omadusi täielikult ära kasutada.

  • Esiteks on see füüsikaliste, mitte ainult keemiliste omaduste tugev sõltuvus lisanditest. Isegi metalli sulamistemperatuuri oli raske kindlaks teha, kuna vähese lämmastiku või süsiniku osa juuresolekul muutus indikaator märgatavalt.
  • Hoolimata kõrgemast elektrijuhtivusest, kasutatakse kroomi elektrotehnikas palju vähem ja selle maksumus on üsna kõrge. Sellest on midagi palju keerulisem valmistada: kõrge sulamistemperatuur ja kõvadus piiravad oluliselt kasutamist.
  • Puhas kroom on tempermalmist metall, mis sisaldab lisandeid, muutub väga kõvaks. Vähemalt suhteliselt plastilise metalli saamiseks tuleb seda täiendavalt töödelda, mis loomulikult suurendab tootmiskulusid.

metallkonstruktsioon

Kroomikristallil on kehakeskne kuupvõre, a = 0,28845 nm. Temperatuuril üle 1830 C on võimalik saada näokeskse kuupvõrega modifikatsioon.

Temperatuuril +38 C registreeritakse teist järku faasiüleminek koos mahu suurenemisega. Sel juhul aine kristallvõre ei muutu, kuid selle magnetilised omadused muutuvad täiesti erinevaks. Kuni selle temperatuurini - Neeli punktini - on kroomil antiferromagneti omadused, see tähendab, et see on aine, mida on peaaegu võimatu magnetiseerida. Neeli punktist kõrgemal muutub metall tüüpiliseks paramagnetiks, see tähendab, et sellel on magnetvälja juuresolekul magnetilised omadused.

Omadused ja omadused

Normaaltingimustes on metall üsna inertne – nii oksiidkile tõttu kui ka lihtsalt oma olemuselt. Temperatuuri tõustes reageerib see aga lihtainetega, hapetega ja alustega. Selle ühendid on väga mitmekesised ja neid kasutatakse väga laialdaselt. Metalli füüsikalised omadused, nagu mainitud, sõltuvad tugevalt lisandite hulgast. Praktikas tegelevad nad kroomiga, mille puhtus on kuni 99,5%. on:

  • sulamistemperatuur- 1907 C. See väärtus on piiriks tulekindlate ja tavaliste ainete vahel;
  • keemistemperatuur-2671 C;
  • Mohsi kõvadus – 5;
  • elektrijuhtivus– 9 106 1/(Oom m). Selle näitaja järgi on kroom hõbeda ja kulla järel teisel kohal;
  • takistus–127 (oomi mm2)/m;
  • soojusjuhtivus ained on 93,7 W / (m K);
  • erisoojus–45 J/(g K).

Aine termofüüsikalised omadused on mõnevõrra anomaalsed. Neeli punktis, kus metalli maht muutub, suureneb selle soojuspaisumistegur järsult ja kasvab temperatuuri tõustes edasi. Ka soojusjuhtivus käitub ebanormaalselt – langeb Neeli punktis ja väheneb kuumutamisel.

Element on üks vajalikest: inimkehas osalevad kroomioonid süsivesikute ainevahetuses ja insuliini vabanemise reguleerimise protsessis. Päevane annus on 50-200 mcg.

Kroom on mittetoksiline, kuigi metallipulbri kujul võib see põhjustada limaskestade ärritust. Selle kolmevalentsed ühendid on ka suhteliselt ohutud ja neid kasutatakse isegi toiduaine- ja sporditööstuses. Inimestele kuuevalentsed on aga mürk, mis kahjustab tõsiselt hingamisteid ja seedetrakti.

Kroommetalli tootmisest ja hinnast kg kohta räägime täna pikemalt.

See video näitab, kas viimistlus on kroomitud:

Tootmine

Suures hulgas erinevates mineraalides - sageli kaasneb ja. Selle sisaldus on aga ebapiisav, et omada tööstuslikku tähtsust. Perspektiivsed on vaid kivimid, mis sisaldavad vähemalt 40% elementi, seega on kaevandamiseks sobivaid mineraale vähe, peamiselt kroomi rauamaak või kromiit.

Maavara kaevandatakse kaevandus- ja karjäärimeetodil, olenevalt esinemissügavusest. Ja kuna maak sisaldab algselt suurt osa metallist, ei rikastata seda peaaegu kunagi, mis vastavalt lihtsustab ja vähendab tootmisprotsessi kulusid.

Umbes 70% kaevandatud metallist kasutatakse terase legeerimiseks. Pealegi kasutatakse seda sageli mitte puhtal kujul, vaid ferrokroomina. Viimast saab otse šaht-elektriahjus või kõrgahjus – nii saadakse süsinikferrokroom. Kui on vaja madala süsinikusisaldusega ühendit, kasutatakse aluminotermilist meetodit.

  • Selle meetodiga saadakse nii puhast kroomi kui ka ferrokroomi. Selleks laaditakse sulatusšahti laeng, mis sisaldab kroomi rauamaak, kroomoksiid, naatriumnitraat ja. Esimene osa, süütesegu, süüdatakse ja ülejäänud laeng laaditakse sulatisse. Lõpus lisatakse kroomi ekstraheerimise hõlbustamiseks räbusti - lubi. Sulamine võtab aega umbes 20 minutit. Pärast mõningast jahutamist võll kallutatakse, räbu vabastatakse, naastakse algasendisse ja kallutatakse uuesti, nüüd eemaldatakse nii kroom kui ka räbu vormi. Pärast jahutamist eraldatakse saadud plokk.
  • Kasutatakse ka teist meetodit - metallotermilist sulatamist. See viiakse läbi elektriahjus pöörlevas võllis. Siin on laeng jagatud 3 osaks, millest igaüks erineb koostise poolest. See meetod võimaldab ekstraheerida rohkem kroomi, kuid mis kõige tähtsam, see vähendab tarbimist.
  • Kui on vaja saada keemiliselt puhas metall, kasutavad nad laboratoorset meetodit: kristallid istutatakse kromaadilahuste elektrolüüsi teel.

Kroommetalli maksumus 1 kg kohta kõigub märkimisväärselt, kuna see sõltub toodetud valtsmetalli mahust - elemendi peamisest tarbijast. 2017. aasta jaanuaris hinnati 1 tonni metalli väärtuseks 7655 dollarit.

Rakendus

Kategooriad

Niisiis, . Kroomi peamine tarbija on mustmetallurgia. See on tingitud metalli võimest kanda oma sulamitele üle oma omadused, nagu korrosioonikindlus ja kõvadus. Pealegi avaldab see mõju väga väikestes kogustes lisamisel.

Kõik kroomi ja raua sulamid jagunevad kahte kategooriasse:

  • madala legeeritud- kroomi osakaaluga kuni 1,6%. Sellisel juhul lisab kroom terasele tugevust ja kõvadust. Kui tavalise terase tõmbetugevus on 400–580 MPa, siis sama terase mark 1% aine lisamisega näitab piirväärtust 1000 MPa;
  • tugevalt legeeritud- sisaldavad rohkem kui 12% kroomi. Siin tagab metall sulamile samasuguse korrosioonikindluse, mis tal on eraldi. Kõiki roostevaba terasid nimetatakse kroomiks, sest just see element tagab selle kvaliteedi.

Madallegeeritud terased on struktuursed: neist valmistatakse arvukalt masinaosi – võlli, hammasrattaid, tõukureid jne. Roostevaba terase kasutusvaldkond on tohutu: turbiinide metallosad, laeva- ja allveelaevade kered, põlemiskambrid, igasugused kinnitusdetailid, torud, kanalid, nurgad, lehtteras jne.

Lisaks suurendab kroom sulami vastupidavust temperatuuridele: 30–66% ainesisaldusega kuumuskindlad terastooted suudavad täita oma ülesandeid kuumutamisel kuni 1200 C. See on materjal kolbmootori ventiilidele, kinnitusdetailidele , turbiini osade ja muude asjade jaoks.

Kui 70% kroomist läheb metallurgia vajadusteks, siis ülejäänud ligi 30% kasutatakse kroomimiseks. Protsessi olemus seisneb õhukese kroomikihi kandmises metalleseme pinnale. Selleks kasutatakse mitmesuguseid meetodeid, paljud on kodumeistritele kättesaadavad.

Kroomitud katmine

Kroomkatte võib jagada kahte kategooriasse:

  • funktsionaalne- selle eesmärk on vältida toote korrosiooni. Kihi paksus on siin suurem, seega võtab kroomimise protsess kauem aega - mõnikord kuni 24 tundi. Lisaks sellele, et kroomikiht hoiab ära roostetamise, suurendab see oluliselt detaili kulumiskindlust;
  • dekoratiivsed- Kroom loob peegelläikiva pinna. Autohuvilised ja motosportlased keelduvad harva võimalusest kaunistada oma autot kroomitud osadega. Dekoratiivne kattekiht on palju õhem - kuni 0,0005 mm.

Kroomikat kasutatakse aktiivselt kaasaegses ehituses ja mööbli valmistamisel. Peegelsisustus, vannitoa- ja köögitarvikud, kööginõud, mööbliosad – kroomitud tooted on ülipopulaarsed. Ja kuna tänu kaasaegsele kroomimismeetodile saab katte luua sõna otseses mõttes igale objektile, on ilmunud ka mitmed ebatüüpilised pealekandmisviisid. Nii et näiteks kroomitud torustikku ei saa omistada triviaalsetele lahendustele.

Kroom on väga ebatavaliste omadustega metall ja selle omadused on tööstuses nõutud. Enamasti pakuvad huvi selle sulamid ja ühendid, mis ainult suurendab metalli tähtsust rahvamajandusele.

Allolev video räägib kroomi metallist eemaldamisest:

Al, Fe, C, S, P ja Cu. Kroomklassides X99A, X99B ja X98.5 on , Bi, Sb, Zn, Pb, Sn sisaldus täiendavalt reguleeritud. Kõrgeima kvaliteediga metallikroom X99A puhul on Co (99%, primaarne alumiiniumipulber (99,0-99,85% AJ) ja naatriumnitraat) lubatud piirnormid määratud. Protsessi keemiat üldiselt saab kirjeldada reaktsioon:
3Cr2O3 + 6Al + 5CaO → 6Cr + 5CaO ZAl2O3.
Kui kroomi täiendav redutseerimine aluminotermilise sulatamise räbus viiakse läbi elektrikaarahjudes, lisades täiendavalt lubi ja Al-pulbrit. Omamoodi täiendava Cr taaskasutamisega räbust Cr saagise suurendamiseks võib protsessi läbi viia reaktoris kroomoksiidi, Al pulbri ja (NaNO 3, oksüdeerija) lisandiga. Sel viisil on võimalik saada kroom-alumiiniumi põhisulamit ja sünteetilisi räbu - Al 2 O 3 - CaO süsteeme.

Vaata ka:
-

Metallurgia entsüklopeediline sõnaraamat. - M.: Intermet Engineering. Peatoimetaja N.P. Ljakišev. 2000 .

Vaadake, mis on "metallkroom" teistes sõnaraamatutes:

    metallist kroom- kroommetall: legeermaterjal, mille minimaalne kroomisisaldus on 97,5 massiprotsenti, mis saadakse redutseerimisel. Allikas: GOST 5905 2004: kroommetall. Tehnilised nõuded ja tarnetingimused ...

    kroom- a; m [kreeka keelest. chrōma color, paint] 1. Keemiline element (Cr), terashall kõvametall (kasutatakse kõvasulamite valmistamisel ja metalltoodete katmiseks). 2. Selle metalli sooladega pargitud pehme õhuke nahk. entsüklopeediline sõnaraamat

    Kroom- "Chrome" jaoks vaadake teisi tähendusi. Päring "Cr" suunatakse siia; vaata ka teisi tähendusi. 24 Vanaadium ← Kroom → Mangaan ... Vikipeedia

    Perioodilise süsteemi VI rühma element; aatomnumber 24; aatommass 51,996. Looduslikud stabiilsed isotoobid: 50Cr (4,31%), 52Cr (87,76%), 53Cr (9,55%) ja 54Cr (2,38%). Avas 1797. aastal prantsuse keemik L. N. Voklan. Sisu… … Metallurgia entsüklopeediline sõnaraamat

    KROOM- KROOM, kroom (kreeka kromavärvist), I sümbol. SG, chem. element at. kaal 52,01 (isotoobid 50, 52, 53, 54); järjekorranumber 24, eest! hõivab koha perioodilisuse tabeli j rühma paaris VI alagrupis. Ühendid X. esinevad sageli looduses ... Suur meditsiiniline entsüklopeedia

    KROOM- keemia. element, sümbol Cr (lat. Chromium), at. n. 24, kl. m 51,99; terashall metall, väga kõva, tulekindel (tnjsulamine = 1890°C), keemiliselt mitteaktiivne (normaalsetes tingimustes vastupidav veele ja õhuhapnikule). X-l on kraad ...... Suur polütehniline entsüklopeedia

    Kroom- (kroom, kroom, kroom; O \u003d 16 aatommassiga Cr \u003d 52,1) kuulub metallilise olemusega elementaarsete ainete hulka. Kuid võttes oma aatommassi poolest kuuenda koha loodusliku elementide süsteemi suurel perioodil, mis ... ... Entsüklopeediline sõnaraamat F.A. Brockhaus ja I.A. Efron

    GOST 5905-2004: kroommetall. Tehnilised nõuded ja tarnetingimused- Terminoloogia GOST 5905 2004: kroommetall. Tehnilised nõuded ja tarnetingimused originaaldokument: metallikkroom: legeermaterjal, mille minimaalne kroomisisaldus on 97,5 massiprotsenti, mis saadakse redutseerimisel. Definitsioonid…… Normatiivse ja tehnilise dokumentatsiooni terminite sõnastik-teatmik

    Ferrosulami tootmine- ferrosulamite saamine (vt ferrosulamid) spetsialiseeritud musta metallurgia tehastes. Levinuim on elektrotermiline (elektriahju) meetod ferrosulamite (nn elektroferrosulamid) tootmiseks; ta näeb välja nagu restauraator...... Suur Nõukogude entsüklopeedia

    Kroom(II)sulfaat- Üldine Süstemaatiline nimetus Kroom(II)sulfaat Traditsioonilised nimetused Kroomsulfaat Keemiline valem CrSO4 Füüsikalised omadused Seisund ... Wikipedia

Kroomi avastamine kuulub soolade ja mineraalide keemilis-analüütiliste uuringute kiire arengu perioodi. Venemaal tundsid keemikud erilist huvi Siberist leitud ja Lääne-Euroopas peaaegu tundmatute mineraalide analüüsi vastu. Üks neist mineraalidest oli Lomonosovi kirjeldatud Siberi punane pliimaak (krokoiit). Mineraali uuriti, kuid sellest ei leitud midagi peale plii, raua ja alumiiniumi oksiidide. Kuid 1797. aastal sai Vauquelin mineraali peeneks jahvatatud proovi kaaliumkloriidiga keetes ja pliikarbonaadi sadestades oranžikaspunase lahuse. Sellest lahusest kristalliseeris ta rubiinpunase soola, millest eraldati kõigist teadaolevatest metallidest erinev oksiid ja vaba metall. Vauquelin helistas talle Kroom ( Chrome ) kreeka sõnast- värvimine, värvimine; Tõsi, siin ei peetud silmas mitte metalli omadust, vaid selle erksavärvilisi sooli.

Looduses leidmine.

Kõige olulisem praktilise tähtsusega kroomimaak on kromiit, mille ligikaudne koostis vastab valemile FeCrO4.

Seda leidub Väike-Aasias, Uuralites, Põhja-Ameerikas ja Lõuna-Aafrikas. Tehnilise tähtsusega on ka ülalmainitud mineraalne krokoiit - PbCrO 4. Kroomoksiidi (3) ja mõningaid teisi selle ühendeid leidub ka looduses. Maakoores on kroomi sisaldus metallis 0,03%. Kroomi leidub Päikesel, tähtedel, meteoriitidel.

Füüsikalised omadused.

Kroom on valge, kõva ja rabe metall, mis on erakordselt keemiliselt vastupidav hapetele ja leelistele. See oksüdeerub õhu käes ja selle pinnal on õhuke läbipaistev oksiidkile. Kroomi tihedus on 7,1 g / cm 3, selle sulamistemperatuur on +1875 0 C.

Kviitung.

Kroomi rauamaagi tugeval kuumutamisel kivisöega väheneb kroom ja raud:

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

Selle reaktsiooni tulemusena moodustub kroomi sulam rauaga, mida iseloomustab kõrge tugevus. Puhta kroomi saamiseks redutseeritakse see kroom(3)oksiidist alumiiniumiga:

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

Selles protsessis kasutatakse tavaliselt kahte oksiidi - Cr 2 O 3 ja CrO 3

Keemilised omadused.

Tänu õhukesele kaitsvale oksiidkilele, mis katab kroomi pinda, on see väga vastupidav agressiivsetele hapetele ja leelistele. Kroom ei reageeri kontsentreeritud lämmastik- ja väävelhappega, samuti fosforhappega. Kroom interakteerub leelistega temperatuuril t = 600-700 o C. Kuid kroom interakteerub lahjendatud väävel- ja vesinikkloriidhappega, tõrjudes välja vesiniku:

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

Kõrgel temperatuuril põleb kroom hapnikus, moodustades oksiidi (III).

Kuum kroom reageerib veeauruga:

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

Kroom reageerib kõrgel temperatuuril ka halogeenidega, halogeenidega vesinikuga, väävli, lämmastiku, fosfori, kivisöe, räni, booriga, näiteks:

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

Ülaltoodud kroomi füüsikalised ja keemilised omadused on leidnud rakendust erinevates teaduse ja tehnoloogia valdkondades. Näiteks kroomi ja selle sulameid kasutatakse masinaehituses ülitugevate korrosioonikindlate kattekihtide saamiseks. Metalli lõikeriistadena kasutatakse ferrokroomi kujul olevaid sulameid. Kroomitud sulamid on leidnud rakendust meditsiinitehnoloogias, keemiliste protsesside seadmete valmistamisel.

Kroomi asukoht keemiliste elementide perioodilises tabelis:

Kroom juhib perioodilise elementide süsteemi VI rühma külgmist alarühma. Selle elektrooniline valem on järgmine:

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

Orbitaalide täitmisel elektronidega kroomi aatomi juures rikutakse seaduspärasust, mille kohaselt oleks pidanud esmalt olema täidetud 4S orbitaal olekuni 4S 2 . Kuid kuna 3d orbitaal on kroomi aatomis soodsama energiapositsiooniga, on see täidetud kuni väärtuseni 4d 5 . Sellist nähtust täheldatakse sekundaarsete alarühmade mõnede teiste elementide aatomites. Kroomi oksüdatsiooniaste võib olla vahemikus +1 kuni +6. Kõige stabiilsemad on kroomiühendid, mille oksüdatsiooniaste on +2, +3, +6.

Kahevalentsed kroomi ühendid.

Kroomoksiid (II) CrO - pürofooriline must pulber (pürofoorne - võime süttida õhus peeneks jahvatatud olekus). CrO lahustub lahjendatud vesinikkloriidhappes:

CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

Õhus, kuumutamisel üle 100 0 C, muutub CrO Cr 2 O 3-ks.

Kahevalentsed kroomisoolad tekivad metalli kroomi lahustamisel hapetes. Need reaktsioonid toimuvad mitteaktiivse gaasi (näiteks H2) atmosfääris, kuna õhu juuresolekul oksüdeerub Cr(II) kergesti Cr(III)-ks.

Kroomhüdroksiid saadakse kollase sademe kujul kroom(II)kloriidi leeliselahuse toimel:

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

Cr(OH)2 omab aluselisi omadusi, on redutseeriv aine. Hüdreeritud Cr2+ ioon on värvitud helesiniseks. CrCl2 vesilahus on sinist värvi. Õhus vesilahustes muutuvad Cr(II) ühendid Cr(III) ühenditeks. See on eriti väljendunud Cr(II)hüdroksiidi puhul:

4Cr(OH)2 + 2H2O + O2 = 4Cr(OH)3

Kolmevalentsed kroomiühendid.

Kroomoksiid (III) Cr 2 O 3 on tulekindel roheline pulber. Selle kõvadus on lähedane korundile. Laboris saab seda ammooniumdikromaadi kuumutamisel:

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

Cr 2 O 3 - amfoteerne oksiid moodustab leelistega sulatatuna kromiite: Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O

Kroomhüdroksiid on ka amfoteerne ühend:

Cr(OH)3 + HCl = CrCl3 + 3H2O
Cr(OH)3 + NaOH = NaCrO2 + 2H2O

Veevaba CrCl 3 on tumelillade lehtedega, külmas vees täielikult lahustumatu ja keetmisel lahustub väga aeglaselt. Veevaba kroomsulfaat (III) Cr 2 (SO 4) 3 roosa, samuti vees halvasti lahustuv. Redutseerivate ainete juuresolekul moodustub purpurne kroomsulfaat Cr 2 (SO 4) 3 *18H 2 O. Tuntud on ka rohelised kroomsulfaathüdraadid, mis sisaldavad väiksemas koguses vett. Kroomimaarjas KCr(SO 4) 2 *12H 2 O kristalliseerub violetset kroomsulfaati ja kaaliumsulfaati sisaldavatest lahustest. Kroomimaarja lahus muutub kuumutamisel sulfaatide moodustumise tõttu roheliseks.

Reaktsioonid kroomi ja selle ühenditega

Peaaegu kõik kroomiühendid ja nende lahused on intensiivse värvusega. Värvitu lahuse või valge sademe olemasolul võime suure tõenäosusega järeldada, et kroom puudub.

  1. Kuumutame portselantopsil põleti leegis tugevalt sellise koguse kaaliumdikromaati, mis mahub noaotsa. Sool ei eralda kristallisatsioonivett, vaid sulab temperatuuril umbes 400 0 C tumeda vedeliku moodustumisega. Kuumutame veel paar minutit tugeval leegil. Pärast jahutamist tekib killule roheline sade. Osa sellest lahustub vees (muutub kollaseks) ja teine ​​osa jääb killule. Sool lagunes kuumutamisel, mille tulemusena tekkis lahustuv kollane kaaliumkromaat K 2 CrO 4 ja roheline Cr 2 O 3 .
  2. Lahustage 3 g pulbrilist kaaliumdikromaadi 50 ml vees. Ühele osale lisage veidi kaaliumkarbonaati. See lahustub CO 2 vabanemisega ja lahuse värvus muutub helekollaseks. Kromaat moodustub kaaliumbikromaadist. Kui nüüd lisada osade kaupa 50% väävelhappe lahust, siis ilmub uuesti bikromaadi punakaskollane värvus.
  3. Valage katseklaasi 5 ml. kaaliumdikromaadi lahusega, keedetakse 3 ml kontsentreeritud vesinikkloriidhappega. Lahusest eraldub kollakasroheline mürgine gaasiline kloor, kuna kromaat oksüdeerib HCl Cl 2-ks ja H 2 O-ks. Kromaat ise muutub roheliseks kolmevalentseks kroomkloriidiks. Seda saab eraldada lahuse aurustamisega ning seejärel sooda ja nitraadiga sulatades muuta kromaadiks.
  4. Pliinitraadi lahuse lisamisel sadestub kollane pliikromaat; hõbenitraadi lahusega suhtlemisel moodustub hõbekromaadi punakaspruun sade.
  5. Lisage kaaliumbikromaadi lahusele vesinikperoksiid ja hapestage lahus väävelhappega. Lahus omandab kroomperoksiidi moodustumise tõttu sügavsinise värvuse. Eetriga loksutamisel muutub peroksiid orgaaniliseks lahustiks ja siniseks. See reaktsioon on kroomi spetsiifiline ja väga tundlik. Seda saab kasutada kroomi tuvastamiseks metallides ja sulamites. Kõigepealt on vaja metall lahustada. Pikaajalisel keetmisel 30% väävelhappega (võib lisada ka vesinikkloriidhapet) lahustub kroom ja paljud terased osaliselt. Saadud lahus sisaldab kroom(III)sulfaati. Tuvastamisreaktsiooni läbiviimiseks neutraliseerime selle esmalt seebikiviga. Sadestub hallroheline kroom(III)hüdroksiid, mis lahustub liigses NaOH-s ja moodustab rohelise naatriumkromiiti. Filtreerige lahus ja lisage 30% vesinikperoksiidi. Kuumutamisel muutub lahus kollaseks, kuna kromiit oksüdeerub kromaadiks. Hapestumise tulemuseks on lahuse sinine värvus. Värvilist ühendit saab ekstraheerida eetriga loksutades.

Kroomiioonide analüütilised reaktsioonid.

  1. 3-4 tilgale kroomkloriidi CrCl3 lahusele lisage 2M NaOH lahust, kuni esialgne sade lahustub. Pange tähele moodustunud naatriumkromiidi värvi. Kuumutage saadud lahust veevannis. Mis toimub?
  2. 2-3 tilgale CrCl3 lahusele lisada võrdne maht 8M NaOH lahust ja 3-4 tilka 3% H 2 O 2 lahust. Kuumutage reaktsioonisegu veevannis. Mis toimub? Milline sade tekib, kui saadud värviline lahus neutraliseeritakse, sellele lisatakse CH 3 COOH ja seejärel Pb (NO 3) 2 ?
  3. Valage katseklaasi 4-5 tilka kroomsulfaadi Cr 2 (SO 4) 3, IMH 2 SO 4 ja KMnO 4 lahuseid. Kuumutage reaktsioonikohta mitu minutit veevannil. Pange tähele lahuse värvimuutust. Mis selle põhjustas?
  4. 3-4 tilgale lämmastikhappega hapendatud K 2 Cr 2 O 7 lahusele lisada 2-3 tilka H 2 O 2 lahust ja segada. Ilmuva lahuse sinine värvus on tingitud perkroomhappe H 2 CrO 6 ilmumisest:

Cr2O72- + 4H2O2 + 2H+ = 2H2CrO6 + 3H2O

Pöörake tähelepanu H 2 CrO 6 kiirele lagunemisele:

2H2CrO6 + 8H+ = 2Cr3+ + 3O2 + 6H2O
sinine värv roheline värv

Perkroomhape on orgaanilistes lahustites palju stabiilsem.

  1. 3-4 tilgale lämmastikhappega hapendatud K 2 Cr 2 O 7 lahusele lisada 5 tilka isoamüülalkoholi, 2-3 tilka H 2 O 2 lahust ja loksutada reaktsioonisegu. Üles hõljuv orgaanilise lahusti kiht on erksinine. Värv tuhmub väga aeglaselt. Võrrelge H2CrO6 stabiilsust orgaanilises ja vesifaasis.
  2. Kui CrO 4 2- ja Ba 2+ ioonid interakteeruvad, sadestub kollane baariumkromaadi BaCrO 4 sade.
  3. Hõbenitraat moodustab CrO 4 2 ioonidega hõbekromaadi telliskivipunase sademe.
  4. Võtke kolm katseklaasi. Asetage ühte neist 5-6 tilka K 2 Cr 2 O 7 lahust, teise sama mahuga K 2 CrO 4 lahust ja kolmandasse kolm tilka mõlemat lahust. Seejärel lisage igasse katsutisse kolm tilka kaaliumjodiidi lahust. Selgitage tulemust. Hapustage lahus teises katsutis. Mis toimub? Miks?

Meelelahutuslikud katsed kroomiühenditega

  1. CuSO 4 ja K 2 Cr 2 O 7 segu muutub leelise lisamisel roheliseks ja happe juuresolekul kollaseks. Kuumutades 2 mg glütserooli väikese koguse (NH 4) 2 Cr 2 O 7-ga ja lisades seejärel alkoholi, saadakse pärast filtreerimist erkroheline lahus, mis happe lisamisel muutub kollaseks ja neutraalses või aluselises roheliseks. keskmine.
  2. Asetage purki keskele termiidi "rubiiniseguga" - põhjalikult jahvatage ja asetage alumiiniumfooliumi Al 2 O 3 (4,75 g), millele on lisatud Cr 2 O 3 (0,25 g). Et purk kauem ei jahtuks, tuleb see matta ülemise serva alla liiva sisse ning pärast termiidi süttimist ja reaktsiooni algust katta see raudplekiga ja täita liivaga. Pank päevaga välja kaevama. Tulemuseks on punakas-rubiinipulber.
  3. 10 g kaaliumbikromaati tritureeritakse 5 g naatrium- või kaaliumnitraadi ja 10 g suhkruga. Segu niisutatakse ja segatakse kolloodiumiga. Kui pulber surutakse klaastorus kokku ja pulk lükatakse seejärel otsast välja ja süüdatakse, hakkab välja roomama “madu”, kõigepealt must ja pärast jahutamist roheline. 4 mm läbimõõduga kepp põleb umbes 2 mm sekundis ja pikeneb 10 korda.
  4. Kui segate vasksulfaadi ja kaaliumdikromaadi lahused ning lisate veidi ammoniaagilahust, siis eraldub kompositsioonist 4СuCrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O amorfne pruun sade, mis lahustub vesinikkloriidhappes, moodustades kollase lahuse ja üle ammoniaagi saadakse roheline lahus. Kui sellele lahusele lisatakse veel alkoholi, moodustub roheline sade, mis pärast filtreerimist muutub siniseks ja pärast kuivatamist sinakasvioletseks punaste sädemetega, mis on tugevas valguses selgelt nähtavad.
  5. Pärast "vulkaani" või "vaarao mao" katseid järele jäänud kroomoksiidi saab taastada. Selleks on vaja sulatada 8 g Cr 2 O 3 ja 2 g Na 2 CO 3 ja 2,5 g KNO 3 ning töödelda jahutatud sulamit keeva veega. Saadakse lahustuv kromaat, mida saab muundada ka teisteks Cr(II) ja Cr(VI) ühenditeks, sealhulgas algseks ammooniumdikromaadiks.

Näited redoksüleminekutest, mis hõlmavad kroomi ja selle ühendeid

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) 2Na2CrO4 + 2HCl = Na2Cr2O7 + 2NaCl + H2O

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

a) 2Cr(OH)2 + 1/2O2 + H2O = 2Cr(OH)3
b) Cr(OH)3 + 3HCl = CrCl3 + 3H2O
c) 2CrCl3 + 2KMnO4 + 3H2O = K2Cr2O7 + 2Mn(OH)2 + 6HCl
d) K 2 Cr 2 O 7 + 2 KOH = 2 K 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 + 1/2O2 + H2O = 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 = 2 NaCrO 2 + H 2 O

Kroomielement kunstnikuna

Keemikud pöördusid üsna sageli maalimiseks tehispigmentide loomise probleemi poole. 18.-19. sajandil töötati välja paljude pildimaterjalide saamise tehnoloogia. Louis Nicolas Vauquelin, kes avastas Siberi punasest maagist senitundmatu elemendi kroomi, valmistas 1797. aastal uue, märkimisväärselt stabiilse värvi – kroomrohelise. Selle kromofoor on kroom(III)oksiidi vesilahus. Nime "smaragdroheline" all hakati seda tootma 1837. aastal. Hiljem pakkus L. Vauquelen välja mitu uut värvi: bariit, tsink ja kroomkollane. Aja jooksul asendati need kaadmiumil põhinevate püsivamate kollaste oranžide pigmentidega.

Kroomiroheline on kõige vastupidavam ja valguskindlam värv, mida atmosfäärigaasid ei mõjuta. Õliga hõõrutud kroomrohelisel on suurepärane peitejõud ja see on võimeline kiiresti kuivama, seega alates 19. sajandist. seda kasutatakse laialdaselt maalikunstis. Sellel on portselanimaalimisel suur tähtsus. Fakt on see, et portselantooteid saab kaunistada nii glasuurialuse kui ka üleglasuuriga. Esimesel juhul kantakse värvid vaid kergelt põletatud toote pinnale, mis seejärel kaetakse glasuurikihiga. Sellele järgneb peamine, kõrgel temperatuuril põletamine: portselanimassi paagutamiseks ja glasuuri sulatamiseks kuumutatakse tooted temperatuurini 1350 - 1450 0 C. Väga vähesed värvid taluvad nii kõrget temperatuuri ilma keemiliste muutusteta ja vanal. päevadel oli neid ainult kaks - koobalt ja kroom. Portselaneseme pinnale kantud must koobaltikoksiid sulandub põletamise ajal glasuuriga, toimides sellega keemiliselt. Selle tulemusena moodustuvad helesinised koobalti silikaadid. See koobaltsinine portselannõu on kõigile hästi teada. Kroomoksiid (III) ei interakteeru keemiliselt glasuuri komponentidega ja jääb lihtsalt portselanikildude ja läbipaistva glasuuri vahele "kurdi" kihiga.

Lisaks kroomrohelisele kasutavad kunstnikud Volkonskoite’st saadud värve. Selle montmorilloniitide rühma kuuluva mineraali (savimineraal komplekssilikaatide Na (Mo, Al), Si 4 O 10 (OH) 2 alamklassist) avastas 1830. aastal vene mineraloog Kemmerer ja sai nime tütre M. N. Volkonskaja järgi. Borodino lahingu kangelase kindral N. N. Raevski, dekabristi S. G. Volkonski abikaasa Volkonskoite on savi, mis sisaldab kuni 24% kroomoksiidi, aga ka alumiiniumi ja raua oksiide (III). määrab selle mitmekesise värvuse - tumenenud talvise kuuse värvist rabakonna erkrohelise värvini.

Pablo Picasso pöördus meie riigi geoloogide poole palvega uurida Volkonskoite varusid, mis annab värvile kordumatult värske tooni. Praeguseks on välja töötatud meetod kunstliku volkonskoiidi saamiseks. Huvitav on märkida, et tänapäevaste uuringute kohaselt kasutasid vene ikoonimaalijad sellest materjalist värve juba keskajal, ammu enne selle “ametlikku” avastamist. Kunstnike seas oli populaarne ka Guinieri roheline (loodud 1837), mille kromovorm on kroomoksiidi Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O hüdraat, kus osa veest on keemiliselt seotud ja osa adsorbeeritud. See pigment annab värvile smaragdse tooni.

blog.site, materjali täieliku või osalise kopeerimisega on nõutav link allikale.