محتوای مقاله

کروم– (کروم) کروم، عنصر شیمیایی 6(VIb) از گروه جدول تناوبی. عدد اتمی 24، جرم اتمی 51.996. 24 ایزوتوپ کروم شناخته شده از کروم 42 تا 66 کروم وجود دارد. ایزوتوپ های 52 Cr، 53 Cr، 54 Cr پایدار هستند. ترکیب ایزوتوپی کروم طبیعی: 50 Cr (نیمه عمر 1.8 10 17 سال) - 4.345٪، 52 Cr - 83.489٪، 53 Cr - 9.501٪، 54 Cr - 2.365٪. حالت های اصلی اکسیداسیون +3 و +6 هستند.

در سال 1761، استاد شیمی در دانشگاه سن پترزبورگ، یوهان گوتلوب لمان، در دامنه شرقی کوه‌های اورال در معدن برزوفسکی، یک ماده معدنی قرمز شگفت‌انگیز کشف کرد که وقتی به پودر تبدیل شد، رنگ زرد روشنی به دست می‌داد. در سال 1766 لمان نمونه هایی از این ماده معدنی را به سن پترزبورگ آورد. او پس از درمان کریستال ها با اسید هیدروکلریک، رسوب سفید رنگی به دست آورد که در آن سرب را کشف کرد. لمان این ماده معدنی را سرب قرمز سیبری نامید (plomb rouge de Sibérie)؛ اکنون مشخص شده است که کروکویت (از یونانی "krokos" - زعفران) - یک کرومات سرب طبیعی PbCrO 4 است.

جهانگرد و طبیعت شناس آلمانی پیتر سیمون پالاس (1741-1811) یک سفر آکادمی علوم سن پترزبورگ را به مناطق مرکزی روسیه رهبری کرد و در سال 1770 از اورال های جنوبی و میانی از جمله معدن برزوفسکی بازدید کرد و مانند لمان علاقه مند به کروکویت پالاس نوشت: «این کانی سرب قرمز شگفت‌انگیز در هیچ کانسار دیگری یافت نمی‌شود. وقتی پودر شود زرد می شود و می توان از آن در مینیاتورهای هنری استفاده کرد. علیرغم نادر بودن و دشواری تحویل کروکویت از معدن برزوفسکی به اروپا (تقریباً دو سال طول کشید)، استفاده از این ماده معدنی به عنوان عامل رنگ آمیزی مورد استقبال قرار گرفت. در لندن و پاریس در پایان قرن هفدهم. همه افراد نجیب سوار کالسکه هایی می شدند که با کروکویت ریز آسیاب شده بود؛ علاوه بر این، بهترین نمونه های سرب قرمز سیبری مجموعه بسیاری از کابینت های کانی شناسی را در اروپا پر کرد.

در سال 1796، نمونه ای از کروکویت نزد استاد شیمی دانشکده کانی شناسی پاریس، نیکولا لوئیس واکلین (1763-1829) آمد، که این ماده معدنی را تجزیه و تحلیل کرد، اما چیزی در آن به جز اکسیدهای سرب، آهن و آلومینیوم نیافت. واکلین در ادامه تحقیقات خود روی سرب قرمز سیبری، این ماده معدنی را با محلول پتاس جوشاند و پس از جداسازی رسوب سفید کربنات سرب، محلولی زرد رنگ از نمک ناشناخته به دست آورد. هنگامی که با نمک سرب تیمار شد، یک رسوب زرد رنگ، با نمک جیوه، یک رسوب قرمز تشکیل شد و وقتی کلرید قلع اضافه شد، محلول سبز شد. با تجزیه کروکویت با اسیدهای معدنی، او محلولی از "اسید سرب قرمز" به دست آورد که تبخیر آن کریستال های قرمز یاقوتی را به دست آورد (اکنون مشخص است که انیدرید کروم است). پس از کلسینه کردن آنها با زغال سنگ در یک بوته گرافیتی، پس از واکنش، بسیاری از کریستال های سوزنی شکل خاکستری ذوب شده فلزی ناشناخته را در آن زمان کشف کردم. ووکلین به نسوز بالای فلز و مقاومت آن در برابر اسیدها اشاره کرد.

Vaukelin عنصر جدید را کروم (از یونانی crwma - رنگ، رنگ) به دلیل ترکیبات چند رنگی که تشکیل می دهد نامگذاری کرد. بر اساس تحقیقات خود، Vauquelin اولین کسی بود که بیان کرد که رنگ زمردی برخی از سنگ های قیمتی با ترکیب ترکیبات کروم در آنها توضیح داده می شود. به عنوان مثال، زمرد طبیعی یک بریل سبز تیره رنگ است که در آن آلومینیوم تا حدی با کروم جایگزین می شود.

به احتمال زیاد، واکلین نه فلز خالص، بلکه کاربیدهای آن را به دست آورد، همانطور که شکل سوزنی شکل بلورهای حاصل نشان می دهد، اما با این وجود آکادمی علوم پاریس کشف عنصر جدیدی را ثبت کرد و اکنون واکلین به درستی کاشف عنصر شماره 24.

یوری کروتیاکوف

"پژوهش ملی دانشگاه پلی تکنیک تومسک"

موسسه ژئواکولوژی و ژئوشیمی منابع طبیعی

کروم

بر اساس رشته:

علم شیمی

تکمیل شد:

دانش آموز گروه 2G41 تکاچوا آناستازیا ولادیمیرونا 2014/10/29

بررسی شد:

معلم استاس نیکولای فدوروویچ

موقعیت در جدول تناوبی

کروم- عنصر زیرگروه جانبی گروه ششم از دوره چهارم سیستم تناوبی عناصر شیمیایی D.I. مندلیف با عدد اتمی 24. با نماد مشخص می شود. Cr(لات. کروم). ماده ساده کروم- فلز سخت به رنگ آبی مایل به سفید. کروم گاهی اوقات به عنوان فلز آهنی طبقه بندی می شود.

ساختار اتمی

17 Cl)2)8)7 - نمودار ساختار اتمی

1s2s2p3s3p - فرمول الکترونیکی

اتم در دوره III قرار دارد و دارای سه سطح انرژی است

اتم در گروه VII، در زیر گروه اصلی - در سطح انرژی بیرونی 7 الکترون قرار دارد

ویژگی های عنصر

مشخصات فیزیکی

کروم یک فلز براق سفید رنگ با یک شبکه مکعبی در مرکز بدنه، a = 0.28845 نانومتر است که با سختی و شکنندگی مشخص می شود، با چگالی 7.2 گرم بر سانتی متر مکعب، یکی از سخت ترین فلزات خالص (پس از بریلیم، تنگستن و اورانیوم در رتبه دوم قرار دارد. با نقطه ذوب 1903 درجه. و با نقطه جوش حدود 2570 درجه. ج- در هوا، سطح کروم با یک فیلم اکسید پوشیده شده است که آن را از اکسیداسیون بیشتر محافظت می کند. افزودن کربن به کروم سختی آن را بیشتر می کند.

خواص شیمیایی

کروم در شرایط عادی یک فلز بی اثر است، اما هنگامی که گرم می شود کاملا فعال می شود.

تعامل با غیر فلزات

وقتی کروم در دمای بالای 600 درجه سانتیگراد گرم می شود، در اکسیژن می سوزد:

4Cr + 3O 2 = 2Cr 2 O 3.

با فلوئور در دمای 350 درجه سانتی گراد، با کلر در دمای 300 درجه سانتی گراد، با برم در حرارت قرمز واکنش می دهد و هالیدهای کروم (III) را تشکیل می دهد:

2Cr + 3Cl2 = 2CrCl3.

در دماهای بالاتر از 1000 درجه سانتیگراد با نیتروژن واکنش می دهد و نیتریدها را تشکیل می دهد:

2Cr + N 2 = 2CrN

یا 4Cr + N 2 = 2Cr 2 N.

2Cr + 3S = Cr 2 S 3.

با بور، کربن و سیلیکون واکنش می دهد و بوریدها، کاربیدها و سیلیسیدها را تشکیل می دهد:

Cr + 2B = CrB 2 (تشکیل احتمالی Cr 2 B، CrB، Cr 3 B 4، CrB 4)،

2Cr + 3C = Cr 2 C 3 (تشکیل احتمالی Cr 23 C 6، Cr 7 B 3)،

Cr + 2Si = CrSi 2 (تشکیل احتمالی Cr 3 Si، Cr 5 Si 3، CrSi).

با هیدروژن برهمکنش مستقیم ندارد.

تعامل با آب

زمانی که کروم به خوبی آسیاب و داغ شود، با آب واکنش داده و اکسید کروم (III) و هیدروژن را تشکیل می دهد:

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

تعامل با اسیدها

در سری ولتاژ الکتروشیمیایی فلزات، کروم قبل از هیدروژن قرار دارد و هیدروژن را از محلول های اسیدهای غیر اکسید کننده جابجا می کند:

Cr + 2HCl = CrCl 2 + H 2;

Cr + H 2 SO 4 = CrSO 4 + H 2.

در حضور اکسیژن اتمسفر، نمک های کروم (III) تشکیل می شوند:

4Cr + 12HCl + 3O 2 = 4CrCl 3 + 6H 2 O.

اسیدهای نیتریک و سولفوریک غلیظ کروم را غیرفعال می کنند. کروم فقط با حرارت قوی در آنها حل می شود؛ نمک های کروم (III) و محصولات کاهش اسید تشکیل می شوند:

2Cr + 6H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O;

Cr + 6HNO 3 = Cr(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O.

برهمکنش با معرف های قلیایی

کروم در محلول‌های آبی قلیاها حل نمی‌شود، به آرامی با مذاب‌های قلیایی واکنش داده و کرومیت‌ها را تشکیل می‌دهد و هیدروژن آزاد می‌کند:

2Cr + 6KOH = 2KCrO 2 + 2K 2 O + 3H 2.

با مذاب های قلیایی عوامل اکسید کننده، به عنوان مثال کلرات پتاسیم واکنش می دهد و کروم به کرومات پتاسیم تبدیل می شود:

Cr + KClO 3 + 2KOH = K 2 CrO 4 + KCl + H 2 O.

بازیابی فلزات از اکسیدها و نمک ها

کروم یک فلز فعال است که می‌تواند فلزات را از محلول‌های نمک‌هایشان جابجا کند: 2Cr + 3CuCl 2 = 2CrCl 3 + 3Cu.

خواص یک ماده ساده

پایدار در هوا به دلیل غیرفعال شدن. به همین دلیل با اسیدهای سولفوریک و نیتریک واکنش نمی دهد. در دمای 2000 درجه سانتی گراد می سوزد و اکسید کروم (III) سبز Cr 2 O 3 را تشکیل می دهد که خاصیت آمفوتریک دارد.

ترکیبات کروم با بور (بوریدهای Cr 2 B، CrB، Cr 3 B 4، CrB 2، CrB 4 و Cr 5 B 3)، با کربن (کاربیدهای Cr 23 C 6، Cr 7 C 3 و Cr 3 C 2)، با سیلیکون (سیلیسیدهای Cr 3 Si، Cr 5 Si 3 و CrSi) و نیتروژن (نیتریدهای CrN و Cr2N) سنتز شدند.

ترکیبات کروم (+2).

حالت اکسیداسیون +2 مربوط به اکسید پایه CrO (سیاه) است. نمک های کروم ۲+ (محلول های آبی) با احیای نمک های کروم ۳+ یا دی کرومات ها با روی در محیط اسیدی («هیدروژن در زمان انتشار») به دست می آیند:

همه این نمک های Cr 2+ عوامل کاهنده قوی هستند، تا جایی که در حالت ایستاده، هیدروژن را از آب خارج می کنند. اکسیژن موجود در هوا به ویژه در محیط اسیدی Cr 2+ را اکسید می کند که در نتیجه محلول آبی به سرعت سبز می شود.

هنگامی که مواد قلیایی به محلول نمک های کروم (II) اضافه می شوند، هیدروکسید قهوه ای یا زرد Cr(OH) 2 رسوب می کند.

دی هالیدهای کروم CrF 2، CrCl 2، CrBr 2 و CrI 2 سنتز شدند.

ترکیبات کروم (+3).

حالت اکسیداسیون +3 مربوط به اکسید آمفوتریک Cr 2 O 3 و هیدروکسید Cr (OH) 3 (هر دو سبز) است. این پایدارترین حالت اکسیداسیون کروم است. رنگ ترکیبات کروم در این حالت اکسیداسیون از بنفش کثیف (یون 3+) تا سبز (آنیون ها در کره هماهنگی وجود دارند) متغیر است.

Cr 3 + مستعد تشکیل سولفات های مضاعف به شکل MI Cr(SO 4) 2 12H 2 O (زاج) است.

هیدروکسید کروم (III) از واکنش آمونیاک با محلول‌های نمک‌های کروم (III) به دست می‌آید:

Cr+3NH+3H2O→Cr(OH)↓+3NH

می توانید از محلول های قلیایی استفاده کنید، اما در بیش از حد آنها یک مجتمع هیدروکسی محلول تشکیل می شود:

Cr+3OH→Cr(OH)↓

Cr(OH)+3OH→

با ذوب Cr 2 O 3 با مواد قلیایی، کرومیت ها به دست می آیند:

Cr2O3+2NaOH→2NaCrO2+H2O

اکسید کروم (III) کلسینه نشده در محلول‌های قلیایی و اسیدها حل می‌شود:

Cr2O3+6HCl→2CrCl3+3H2O

هنگامی که ترکیبات کروم (III) در یک محیط قلیایی اکسید می شوند، ترکیبات کروم (VI) تشکیل می شوند:

2Na+3HO→2NaCrO+2NaOH+8HO

هنگامی که اکسید کروم (III) با مواد قلیایی و اکسید کننده یا با قلیایی در هوا ذوب می شود (مذاب رنگ زرد می گیرد) همین اتفاق می افتد:

2Cr2O3+8NaOH+3O2→4Na2CrO4+4H2O

ترکیبات کروم (+4)[

با تجزیه دقیق کروم (VI) اکسید CrO 3 در شرایط هیدروترمال، اکسید کروم (IV) CrO 2 به دست می آید که فرومغناطیسی است و دارای رسانایی فلزی است.

در بین تتراهالیدهای کروم، CrF 4 پایدار است، تتراکلرید کروم CrCl 4 فقط در بخارات وجود دارد.

ترکیبات کروم (6+)

حالت اکسیداسیون +6 مربوط به اکسید کروم اسیدی (VI) CrO 3 و تعدادی اسید است که بین آنها تعادل وجود دارد. ساده ترین آنها کروم H 2 CrO 4 و دی کروم H 2 Cr 2 O 7 هستند. آنها دو سری نمک تشکیل می دهند: کرومات های زرد و دی کرومات های نارنجی.

اکسید کروم (VI) CrO 3 از برهمکنش اسید سولفوریک غلیظ با محلول های دی کرومات ها تشکیل می شود. یک اکسید اسیدی معمولی، هنگام تعامل با آب، اسیدهای کرومیک ناپایدار قوی ایجاد می کند: کرومیک H 2 CrO 4، دو کروم H 2 Cr 2 O 7 و سایر اسیدهای ایزوپلی با فرمول کلی H 2 Cr n O 3n + 1. افزایش درجه پلیمریزاسیون با کاهش pH، یعنی افزایش اسیدیته اتفاق می افتد:

2CrO+2H→Cr2O+H2O

اما اگر یک محلول قلیایی به محلول نارنجی K 2 Cr 2 O 7 اضافه شود، رنگ دوباره زرد می شود و دوباره کرومات K 2 CrO 4 تشکیل می شود:

Cr2O+2OH→2CrO+HO

مانند تنگستن و مولیبدن به درجه بالایی از پلیمریزاسیون نمی رسد، زیرا پلی کرومیک اسید به اکسید کروم (VI) و آب تجزیه می شود:

H2CrnO3n+1→H2O+nCrO3

حلالیت کرومات ها تقریباً با حلالیت سولفات ها مطابقت دارد. به طور خاص، کرومات باریم زرد BaCrO 4 زمانی که نمک های باریم به محلول های کرومات و دی کرومات اضافه می شوند، رسوب می کنند:

Ba+CrO→BaCrO↓

2Ba+CrO+H2O→2BaCrO↓+2H

از تشکیل کرومات نقره ای قرمز رنگ و کمی محلول برای تشخیص نقره در آلیاژها با استفاده از اسید سنجش استفاده می شود.

کروم پنتا فلوراید CrF 5 و کروم هگزا فلوراید کروم کم پایدار CrF 6 شناخته شده اند. اکسی هالیدهای فرار کروم CrO 2 F 2 و CrO 2 Cl 2 (کلرید کرومیل) نیز به دست آمد.

ترکیبات کروم (VI) عوامل اکسید کننده قوی هستند، به عنوان مثال:

K2Cr2O7+14HCl→2CrCl3+2KCl+3Cl2+7H2O

افزودن پراکسید هیدروژن، اسید سولفوریک و یک حلال آلی (اتر) به دی کرومات ها منجر به تشکیل پراکسید کروم آبی CrO 5 L (L یک مولکول حلال است) که در لایه آلی استخراج می شود. این واکنش به عنوان یک واکنش تحلیلی استفاده می شود.

خواص فیزیکی فلز نقره ای سفید سخت ترین فلز شکننده، با چگالی 7.2 گرم در سانتی متر 3 دمای ذوب C

خواص شیمیایی کروم 1. واکنش با غیر فلزات (هنگامی که گرم می شود) الف) 4Cr + 3O 2 = 2Cr 2 O 3 ب) 2Cr + N 2 = 2CrN C) 2Cr + 3S = Cr 2 S 3 2. با بخار آب واکنش می دهد (در حالت گرم) 2Cr + 3H 2 O = Cr 2 O 3 + 3H 2 3. با اسیدهای Cr + H 2 SO 4 = CrSO 4 + H 2 4 واکنش می دهد. با نمک های فلزات کمتر فعال Cr + CuSO 4 = CrSO واکنش می دهد. 4 + مس

ترکیبات کروم ترکیبات کروم(II) ترکیبات کروم(III) ترکیبات کروم(VI) CrO - اکسید بازی Cr(OH) 2 - باز CrO 3 - اکسید اسیدی H 2 CrO 4 - کرومیک (H 2 Cr 2 O 7) - اسید دی کرومیک Cr 2 O 3 - اکسید آمفوتریک Cr(OH) 3 - ترکیب آمفوتریک

ترکیبات کروم (III) Cr 2 O 3 - در شرایط عادی با محلول های اسیدها و قلیاها واکنش نشان نمی دهد. Cr 2 O 3 - فقط با همجوشی واکنش می دهد Cr 2 O 3 +Ba(OH) 2 = Ba(CrO 2) 2 + H 2 O با فلزات فعال تر Cr 2 O 3 + 2Al = Al 2 O 3 + 2Cr 1 واکنش می دهد. با اسیدهای Cr(OH) 3 + 3HCL= =CrCL H 2 O 2 واکنش می دهد. با مواد قلیایی واکنش می دهد Cr(OH) 3 +3NaOH= =Na 3 (Cr(OH) 6) 3. وقتی گرم می شود، 2Cr(OH) 3 تجزیه می شود. =Cr 2 O 3 + 3H 2 O

• تعیین - Cr (Chromium)؛
• دوره - IV;
• گروه - 6 (VIb);
• جرم اتمی - 51.9961;
• عدد اتمی - 24;
• شعاع اتمی = 130 بعد از ظهر;
• شعاع کووالانسی = 118 pm;
• توزیع الکترون - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 ;
• دمای ذوب = 1857 درجه سانتیگراد;
• نقطه جوش = 2672 درجه سانتیگراد؛
• الکترونگاتیوی (طبق نظر پاولینگ/طبق نظر آلپرد و روچو) = 1.66/1.56;
• حالت اکسیداسیون: +6، +3، +2، 0;
• چگالی (شماره) = 7.19 گرم بر سانتی متر مکعب؛
• حجم مولی = 7.23 سانتی متر 3 / مول.

کروم (رنگ، ​​رنگ) برای اولین بار در ذخایر طلای برزوفسکی (اورال میانه) یافت شد، اولین ذکرها به سال 1763 برمی گردد؛ M.V. Lomonosov در اثر خود "اولین پایه های متالورژی" آن را "سنگ سرب قرمز" می نامد.

برنج. ساختار اتم کروم.

پیکربندی الکترونیکی اتم کروم 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 است (به ساختار الکترونیکی اتم ها مراجعه کنید). در تشکیل پیوندهای شیمیایی با عناصر دیگر، 1 الکترون واقع در سطح 4s خارجی + 5 الکترون از سطح فرعی 3 بعدی (در مجموع 6 الکترون) می تواند شرکت کند، بنابراین در ترکیبات، کروم می تواند حالت های اکسیداسیون را از 6+ تا 1+ بگیرد. (متداول ترین آنها +6، +3، +2 هستند). کروم یک فلز شیمیایی غیرفعال است و فقط در دماهای بالا با مواد ساده واکنش نشان می دهد.

خواص فیزیکی کروم:

• فلز آبی مایل به سفید؛
• فلز بسیار سخت (در صورت وجود ناخالصی)؛
• شکننده وقتی n. y.
• پلاستیک (به شکل خالص آن).

خواص شیمیایی کروم

• در t=300 درجه سانتی گراد با اکسیژن واکنش می دهد:
  4Cr + 3O 2 = 2Cr 2 O 3;
• در T> 300 درجه سانتیگراد با هالوژن ها واکنش می دهد و مخلوطی از هالیدها را تشکیل می دهد.
• در T> 400 درجه سانتیگراد با گوگرد واکنش می دهد و سولفید تشکیل می دهد:
  Cr + S = CrS;
• در t=1000 درجه سانتی گراد، کروم ریز آسیاب شده با نیتروژن واکنش می دهد و نیترید کروم (نیمه هادی با پایداری شیمیایی بالا) را تشکیل می دهد.
  2Cr + N 2 = 2CrN;
• با اسیدهای هیدروکلریک و سولفوریک رقیق واکنش می دهد و هیدروژن آزاد می کند:
  Cr + 2HCl = CrCl 2 + H 2;
  Cr + H 2 SO 4 = CrSO 4 + H 2;
• اسیدهای نیتریک و سولفوریک غلیظ گرم کروم را حل می کنند.

با سولفوریک و اسید نیتریک غلیظ در شماره. کروم واکنشی نشان نمی دهد و کروم نیز در آبزیان حل نمی شود؛ قابل توجه است که کروم خالص حتی با اسید سولفوریک رقیق واکنش نشان نمی دهد؛ دلیل این پدیده هنوز مشخص نشده است. در طی نگهداری طولانی مدت در اسید نیتریک غلیظ، کروم با یک لایه اکسیدی بسیار متراکم پوشیده می شود (غیرفعال می شود) و واکنش با اسیدهای رقیق را متوقف می کند.

ترکیبات کروم

قبلاً گفته شد که حالت های اکسیداسیون "مورد علاقه" کروم 2+ (CrO، Cr(OH) 2)، +3 (Cr2O3، Cr(OH) 3)، +6 (CrO3، H2 است. CrO 4).

کروم است کروموفور، یعنی عنصری که به ماده ای که در آن است رنگ می بخشد. به عنوان مثال، در حالت اکسیداسیون +3، کروم یک رنگ بنفش قرمز یا سبز می دهد (یاقوت، اسپینل، زمرد، گارنت). در حالت اکسیداسیون +6 - رنگ زرد مایل به نارنجی (crocoite).

علاوه بر کروم، کروموفورها همچنین شامل آهن، نیکل، تیتانیوم، وانادیم، منگنز، کبالت، مس هستند - همه اینها عناصر d هستند.

رنگ ترکیبات رایج که شامل کروم است:

• کروم در حالت اکسیداسیون +2:
  • اکسید کروم CrO - قرمز؛
  • کروم فلوراید CrF 2 - سبز آبی؛
  • کروم کلرید CrCl 2 - رنگ ندارد.
  • کروم بروماید CrBr 2 - رنگ ندارد.
  • کروم یدید CrI 2 - قرمز قهوه ای.
• کروم در حالت اکسیداسیون +3:
  • Cr 2 O 3 - سبز؛
  • CrF 3 - سبز روشن؛
  • CrCl 3 - بنفش قرمز؛
  • CrBr 3 - سبز تیره؛
  • CrI 3 - مشکی.
• کروم در حالت اکسیداسیون +6:
  • CrO 3 - قرمز؛
  • کرومات پتاسیم K 2 CrO 4 - زرد لیمویی؛
  • کرومات آمونیوم (NH 4) 2 CrO 4 - زرد طلایی؛
  • کرومات کلسیم CaCrO 4 - زرد؛
  • کرومات سرب PbCrO 4 - قهوه ای مایل به زرد روشن.

اکسیدهای کروم:

• Cr + 2 O - اکسید پایه.
• Cr 2 + 3 O 3 - اکسید آمفوتریک؛
• Cr +6 O 3 - اکسید اسیدی.

هیدروکسیدهای کروم:

• ".

  کاربرد کروم

  • به عنوان یک افزودنی آلیاژی در ذوب آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت و مقاوم در برابر خوردگی؛
  • برای آبکاری کروم محصولات فلزی به منظور ایجاد مقاومت در برابر خوردگی بالا، مقاومت در برابر سایش و ظاهری زیبا.
  • آلیاژهای کروم 30 و کروم 90 در نازل های مشعل پلاسما و در صنعت هوانوردی استفاده می شوند.

کروم عنصری از زیرگروه جانبی گروه ششم دوره چهارم سیستم تناوبی عناصر شیمیایی D.I. مندلیف با عدد اتمی 24 است که با نماد Cr (lat. Chromium) مشخص شده است. ماده ساده کروم فلزی سخت به رنگ آبی مایل به سفید است.

خواص شیمیایی کروم

در شرایط عادی، کروم فقط با فلوئور واکنش می دهد. در دماهای بالا (بالاتر از 600 درجه سانتیگراد) با اکسیژن، هالوژن ها، نیتروژن، سیلیکون، بور، گوگرد، فسفر تعامل می کند.

4Cr + 3O 2 – t° → 2Cr 2 O 3

2Cr + 3Cl 2 – t° → 2CrCl 3

2Cr + N 2 – t° → 2CrN

2Cr + 3S – t° → Cr 2 S 3

هنگامی که گرم می شود، با بخار آب واکنش می دهد:

2Cr + 3H 2 O → Cr 2 O 3 + 3H 2

کروم در اسیدهای قوی رقیق حل می شود (HCl, H 2 SO 4)

در غیاب هوا نمک های Cr 2 + و در هوا نمک های Cr 3 + تشکیل می شوند.

Cr + 2HCl → CrCl 2 + H 2

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

وجود یک فیلم اکسید محافظ روی سطح فلز، انفعال آن را در رابطه با محلول های غلیظ اسیدها - اکسید کننده ها توضیح می دهد.

ترکیبات کروم

اکسید کروم (II).و کروم (II) هیدروکسید در طبیعت بازی هستند.

Cr(OH) 2 + 2HCl → CrCl 2 + 2H 2 O

ترکیبات کروم (II) عوامل کاهنده قوی هستند. تحت تأثیر اکسیژن اتمسفر به ترکیبات کروم (III) تبدیل می شوند.

2CrCl 2 + 2HCl → 2CrCl 3 + H 2

4Cr(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O → 4Cr(OH) 3

اکسید کروم (III) Cr 2 O 3 یک پودر سبز رنگ و نامحلول در آب است. می توان از طریق کلسینه کردن هیدروکسید کروم (III) یا دی کرومات های پتاسیم و آمونیوم به دست آورد:

2Cr(OH) 3 – t° → Cr 2 O 3 + 3H 2 O

4K 2 Cr 2 O 7 – t° → 2Cr 2 O 3 + 4K 2 CrO 4 + 3O 2

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 – t ° → Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O (واکنش آتشفشان)

اکسید آمفوتریک هنگامی که Cr 2 O 3 با مواد قلیایی، سودا و نمک های اسیدی ذوب می شود، ترکیبات کروم با حالت اکسیداسیون (+3) به دست می آید:

Cr 2 O 3 + 2NaOH → 2NaCrO 2 + H 2 O

Cr 2 O 3 + Na 2 CO 3 → 2NaCrO 2 + CO 2

هنگامی که با مخلوطی از قلیایی و عامل اکسید کننده ذوب می شود، ترکیبات کروم در حالت اکسیداسیون (6+) به دست می آید:

Cr 2 O 3 + 4KOH + KClO 3 → 2K 2 CrO 4 + KCl + 2H 2 O

کروم (III) هیدروکسید C r (OH) 3. هیدروکسید آمفوتریک خاکستری مایل به سبز، با حرارت دادن تجزیه می شود، آب خود را از دست می دهد و سبز می شود متا هیدروکسید CrO(OH). در آب حل نمی شود. از محلول به صورت هیدرات خاکستری آبی و سبز مایل به آبی رسوب می کند. با اسیدها و قلیاها واکنش نشان می دهد، با هیدرات آمونیاک تعامل نمی کند.

دارای خواص آمفوتریک است - در اسیدها و قلیاها حل می شود:

2Cr(OH) 3 + 3H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O Cr(OH) 3 + ZH + = Cr 3 + + 3H 2 O

Cr(OH) 3 + KOH → K, Cr(OH) 3 + ZON - (conc.) = [Cr(OH) 6] 3-

Cr(OH) 3 + KOH → KCrO 2 + 2H 2 O Cr(OH) 3 + MOH = MSrO 2 (سبز) + 2H 2 O (300-400 درجه سانتی گراد، M = Li، Na)

Cr(OH) 3 →(120 o سی – اچ 2 O) CrO(OH) → (430-1000 0 C -اچ 2 O) Cr2O3

2Cr(OH) 3 + 4NaOH (conc.) + ZN 2 O 2 (conc.) = 2Na 2 CrO 4 + 8H 2 0

اعلام وصول: رسوب با هیدرات آمونیاک از محلول نمک های کروم (III):

Cr 3 + + 3 (NH 3 H 2 O) = باr(OH) 3 ↓+ ЗNН 4+

Cr 2 (SO 4) 3 + 6 NaOH → 2Cr(OH) 3 ↓+ 3Na 2 SO 4 (در قلیایی بیش از حد - رسوب حل می شود)

نمک های کروم (III) دارای رنگ بنفش یا سبز تیره هستند. خواص شیمیایی آنها شبیه نمک های آلومینیوم بی رنگ است.

ترکیبات کروم (III) می توانند هم خاصیت اکسید کننده و هم خاصیت کاهنده را از خود نشان دهند:

Zn + 2Cr +3 Cl 3 → 2Cr +2 Cl 2 + ZnCl 2

2Cr + 3 Cl 3 + 16 NaOH + 3Br 2 → 6NaBr + 6NaCl + 8H 2 O + 2Na 2 Cr + 6 O 4

ترکیبات کروم شش ظرفیتی

اکسید کروم (VI) CrO 3 - کریستال های قرمز روشن، محلول در آب.

از کرومات پتاسیم (یا دی کرومات) و H 2 SO 4 (مغلط) به دست می آید.

K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 → CrO 3 + K 2 SO 4 + H 2 O

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

CrO 3 یک اکسید اسیدی است، با مواد قلیایی کرومات های زرد CrO 4 2- را تشکیل می دهد:

CrO 3 + 2KOH → K 2 CrO 4 + H 2 O

در یک محیط اسیدی، کرومات ها به دی کرومات های نارنجی Cr 2 O 7 2- تبدیل می شوند:

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

در یک محیط قلیایی، این واکنش در جهت مخالف انجام می شود:

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

دی کرومات پتاسیم یک عامل اکسید کننده در محیط اسیدی است:

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

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

K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 6KI = Cr 2 (SO 4) 3 + 3I 2 + 4K 2 SO 4 + 7H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 6FeSO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3Fe 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7H 2 O

کرومات پتاسیم K2 Cr O 4 . Oxosol. زرد، غیر رطوبت گیر. بدون تجزیه ذوب می شود، از نظر حرارتی پایدار است. بسیار محلول در آب ( رنگ زردرنگ محلول مطابق با یون CrO 4 2- است)، آنیون را کمی هیدرولیز می کند. در محیط اسیدی به K 2 Cr 2 O 7 تبدیل می شود. عامل اکسید کننده (ضعیف تر از K 2 Cr 2 O 7). وارد واکنش های تبادل یونی می شود.

واکنش کیفیبر روی یون CrO 4 2- - رسوب یک رسوب زرد رنگ کرومات باریم که در یک محیط شدیدا اسیدی تجزیه می شود. از آن به عنوان ماده رنگرزی برای رنگرزی پارچه ها، عامل دباغی چرم، عامل اکسید کننده انتخابی و معرف در شیمی تجزیه استفاده می شود.

معادلات مهم ترین واکنش ها:

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 (30%) = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

2K 2 CrO 4 (t) + 16HCl (غلظت، افق) = 2CrCl 3 + 3Cl 2 + 8H 2 O + 4KCl

2K 2 CrO 4 + 2H 2 O + 3H 2 S=2Cr(OH) 3 ↓+3S↓+4KOH

2K 2 CrO 4 + 8H 2 O + 3K 2 S=2K[Cr(OH) 6]+3S↓+4KOH

2K 2 CrO 4 + 2AgNO 3 = KNO 3 + Ag 2 CrO 4 (قرمز) ↓

واکنش کیفی:

K 2 CrO 4 + BaCl 2 = 2KCl + BaCrO 4 ↓

2BaCrO 4 (t) + 2HCl (dil.) = BaCr 2 O 7 (p) + BaC1 2 + H 2 O

اعلام وصول: تف جوشی کرومیت با پتاس در هوا:

4(Cr 2 Fe ‖‖)O 4 + 8K 2 CO 3 + 7O 2 = 8K 2 CrO 4 + 2Fe 2 O 3 + 8СO 2 (1000 درجه سانتی گراد)

دی کرومات پتاسیم ک 2 Cr 2 O 7 . Oxosol. نام فنی پیک کروم. نارنجی مایل به قرمز، غیر رطوبت گیر. بدون تجزیه ذوب می شود و با حرارت دادن بیشتر تجزیه می شود. بسیار محلول در آب ( نارنجیرنگ محلول با یون Cr 2 O 7 2- مطابقت دارد. در یک محیط قلیایی K 2 CrO 4 را تشکیل می دهد. یک عامل اکسید کننده معمولی در محلول و در حین همجوشی. وارد واکنش های تبادل یونی می شود.

واکنش های کیفی- رنگ آبی محلول اتری در حضور H 2 O 2، رنگ آبی محلول آبی تحت اثر هیدروژن اتمی.

این ماده به عنوان یک عامل برنزه کننده چرم، ماده رنگرزی برای رنگرزی پارچه ها، جزء ترکیبات پیروتکنیک، یک معرف در شیمی تحلیلی، یک بازدارنده خوردگی فلز، در مخلوط با H 2 SO 4 (conc.) - برای شستن ظروف شیمیایی استفاده می شود.

معادلات مهم ترین واکنش ها:

4K 2 Cr 2 O 7 = 4K 2 CrO 4 + 2Cr 2 O 3 + 3O 2 (500-600 o C)

K 2 Cr 2 O 7 (t) +14HCl (conc) = 2CrCl 3 +3Cl 2 +7H 2 O + 2KCl (جوش)

K 2 Cr 2 O 7 (t) + 2H 2 SO 4 (96%) ⇌2KHSO 4 + 2CrO 3 + H 2 O ("مخلوط کروم")

K 2 Cr 2 O 7 + KOH (conc) =H 2 O + 2K 2 CrO 4

Cr 2 O 7 2- +14H + +6I - =2Cr 3+ +3I 2 ↓+7H 2 O

Cr 2 O 7 2- + 2H + + 3SO 2 (g) = 2Cr 3 + + 3SO 4 2- + H 2 O

Cr 2 O 7 2- +H 2 O + 3H 2 S (g) =3S↓+2OH - +2Cr2 (OH) 3 ↓

Cr 2 O 7 2- (conc.) +2Ag + (dil.) =Ag 2 Cr 2 O 7 (قرمز) ↓

Cr 2 O 7 2- (dil.) + H 2 O + Pb 2 + = 2H + + 2PbCrO 4 (قرمز) ↓

K2Cr2O7(t) +6HCl+8H0 (Zn)=2CrCl2(Syn) +7H2O+2KCl

اعلام وصول:تیمار K2CrO4 با اسید سولفوریک:

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 (30%) = K 2Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O