Chrome i jego połączenia krótko. Siarczan chromu (III): kompozycja i masa molowa

Treść artykułu

CHROM- (Chrom) CR, element chemiczny 6 (VIB) okresowej grupy systemowej. Numer atomowy 24, waga atomowa 51,996. To znany 24 chromium izotop z 42 cr do 66 Kr. Isotope 52 cr, 53 cr, 54 cr jest stabilny. Skład izotopowy chromu naturalnego: 50 CR (okres półtrwania 1,8 · 10 17 lat) - 4,345%, 52 CR - 83.489%, 53 Cr - 9.501%, 54 Kr - 2,365%. Główne stopnie utleniania +3 i +6.

W 1761 r. Profesor Chemii Uniwersytetu Petersburskiego Johann Gottlob Lehmann (Johann Gottlob Lehmann), wschodniej stóp gór Ural na Berezovskaya Rudnik znalazł wspaniały czerwony minerał, który po posiekaniu do proszku dał jasny żółty kolor. W 1766 r. Lehman przyniósł próbki minerału do Petersburga. Traktowanie kryształów kwasem chlorowodorowym, otrzymał biały osad, w którym znalazł ołów. Lehman zadzwonił do minerału na Siberian Red Lee (Plomb Rouge de Sibérie), teraz wiadomo, że był to cokryna (z greckiego "Krokosu" - Szafranu) - naturalny chromowy Chromium Pbcro 4.

Niemiecki podróżnik i naukowiec Peter Simon Pallas (1741-1811) był kierowany przez wyprawę Petersburskiej Akademii Nauk w centralnych regionach Rosji, a w 1770 roku odwiedził południowe i środkowe Ural, w tym kopalnię Berezovsky i, jak Lehman, zainteresowany CroCoy. Pallas napisał: "To niesamowite czerwone minerały nie jest już znalezione w tym samym depozytowi. Pocieranie w proszku staje się żółty i może być używany w miniaturze. " Pomimo rzadkości i trudności z dostarczaniem Crocoyta z kopalni Berezovsky do Europy (pozostawiono przez prawie dwa lata), oceniono stosowanie minerału jako substancji barwiących. W Londynie i Paryżu końca XVII wieku. Wszyscy szlachetni ludzie poszli na całkowitego zdezorientowanego Crocetyitu, dodatkowo najlepsze próbki głównych leadów Syberyjskich uzupełniały kolekcję wielu szaf mineralogicznych Europy.

W 1796 r. Próbka Crocoyt uderzyła w profesor Chemii Szkoły Mineralogicznej Paryża Nicolas-Louis Vauquelin (1763-1829), która przeanalizowała minerał, ale nic w nim nie znalazł w nim oprócz tlenków ołowiu, żelaza i aluminium . Kontynuując badanie Siberian Red League, płyn chłodzący minerał z roztworem potaskowym i po oddzielaniu białego osadu ołowiu ołowiu otrzymał żółty roztwór nieznanej soli. Podczas przetwarzania jego soli utworzono żółty osad, sól rtęciowa - czerwona, a podczas dodawania chlorku cyny, roztwór stał się zielony. Rozkłada się do krojenia z kwasami mineralnymi, uzyskał roztwór "czerwonego kwasu ołowiu", którego odparowanie dał kryształy rubinowo-czerwone (obecnie jasne jest, że był to bezwodnik chromowany). Pamping ich węglem w tyglu grafitowym, odkryte po reakcji zestaw otaczających szary kryształy igły nieznanego przed czasem metalu. Tło podano wysokie metalowe odbicie i jego stabilność w kierunku kwasów.

Tło nazywano nowym elementem chromowym (z greckiego CRWMA - koloru, malowania) w widoku wielu wielokolorowych związków powstałych. W oparciu o jego badania, polastika po raz pierwszy stwierdziła, że \u200b\u200bszmaragdowa kolorystyka niektórych cennych kamieni wyjaśniono przez domieszkę związków chromowych. Na przykład naturalny Smaragd jest kolorowym berylem malowanym w głębokim kolorze zielonym, w którym aluminium jest częściowo podstawiony chromem.

Najprawdopodobniej nie uzyskano czystej metalu na tle, a jego węgliki, o czym świadczy postać w kształcie igły uzyskanej, ale Paryż Akademia Nauk niemniej jednak zarejestrowała otwarcie nowego elementu, a teraz polastical jest słusznie uważany za odkrycie elementu nr 24.

Yuri Krutyakov.

Definicja

Chrom - dwadzieścia czwarty element układu okresowego. Oznaczenie - Kr od łacińskiego "chromu". Znajduje się w czwartym okresie, grupa VIB. Odnosi się do metali. Opłata za jądro wynosi 24.

Chrom jest zawarty w skorupie Ziemi w ilości 0,02% (masa). W naturze jest to głównie w postaci chromium Zheleznyka FEO × CR2O3.

Chrom jest solidny genialny metal (rys. 1), topiąc się w 1890 r C; Gęstość 7.19 g / cm3. W temperaturze pokojowej, szafki chromowe i do wody i powietrza. Rozcieńczony siarki i kwas chlorowodorowy rozpuszczają chrom z uwalnianiem wodoru. W zimnym koncentrowanym kwasie azotowym Chromis jest nierozpuszczalny i po przetworzeniu staje się pasywny.

Figa. 1. Chrome. Wygląd.

Masa atomowa i molekularna chromu

Definicja

Względna masa cząsteczkowa substancji (M R) jest liczbą wskazującym, ile razy masa tej cząsteczki jest większa niż 1/12 masy atomu węgla i względna masa atomowa elementu (R) - Ile razy średnia masa atomów elementu chemicznego jest większa niż 1/12 masy atomu węgla.

Ponieważ w wolnym stanie chromu istnieje w postaci pojedynczych cząsteczek CR, wartości jego masy atomowych i molekularnych zbiegają się. Są one równe 51.9962.

Isotopy herroomy.

Wiadomo, że w naturze chromium może być w formie four stable izotopów 50 cr, 52 cr, 53 cr i 54 Kr. Ich liczby masowe wynoszą odpowiednio 50, 52, 53 i 54. Jądro atomu izotopu Chromium 50 CR zawiera dwadzieścia cztery protony i dwadzieścia sześć neutronów, a pozostałe izotopy różnią się od niego tylko przez liczbę neutronów.

Istnieją sztuczne izotopy chromu z liczbami masowymi od 42 do 67s, wśród których najbardziej stabilna wynosi 59 Kr o półtrwania równa 42,3 minuty, a także jeden izotop jądrowy.

Jony chromu.

Na zewnętrznym poziomie energii atomu chromowego jest sześć elektronów, które są wartościowe:

1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3D 5 4S 1.

W wyniku interakcji chemicznych Chromium daje własne elektrony Valence, tj. Jest ich dawcy i zamienia się w pozytywnie obciążone jonem:

Cr 0 -2e → cr2+;

CR 0 -3E → CR 3+;

CR 0 -6E → CR 6+.

Molekuła i atom chromowy

W wolnym stanie chromu istnieje w postaci pojedynczych cząsteczek CR. Prezentujemy niektóre właściwości charakteryzujące cząsteczkę atomową i chromową:

Stopy chromu.

Chrom metalowy jest stosowany do chromu, a także jednego z najważniejszych elementów stali stopowych. Wprowadzenie chromu do stali zwiększa jego odporność na korozję w obu wodnych nośnikach w normach zwykłych i gazach w podwyższonych temperaturach. Ponadto stal chrom zwiększa twardość. Chrome jest częścią odpornych na kwasy nierdzewne, stali odporne na ciepło.

Przykłady rozwiązywania problemów

Przykład 1.

Przykład 2.

Chrome (CR), element chemiczny VI okresowego okresowego systemu MendeleEV. Odnosi się do metalu przejściowego z numerem atomowym 24 i masą atomową 51,996. Przetłumaczone z języka greckiego nazwa metalu oznacza "kolor". Ta nazwa metal jest zobowiązana do różnych kolorów schematu, który jest nieodłączny w różnych połączeniach.

Charakterystyka fizyczna chromu

Metal ma wystarczającą ilość twardości i kruchości w tym samym czasie. W skali Moos twardość chromu szacowana jest na 5.5. Wskaźnik ten oznacza, że \u200b\u200bchrom ma maksymalną twardość wszystkich metali znanych z dziś, po uranu, Iridium, wolframu i berylu. Dla prostej substancji chromowej charakterystyczny jest niebieskawo-biały kolor.

Metal nie ma zastosowania do rzadkich przedmiotów. Jego koncentracja skorupy ziemskiej osiąga 0,02% masy. Dzielić. W czystej postaci chromu nigdy nie występuje. Jest zawarty w minerałach i rudach, które są głównym źródłem produkcji metali. Chrome (Chromium Ironhouse, FEO * CR2O3) jest uważany za główny związek chromowy. Kolejnym powszechnym powszechnym, jednak mniej ważnym minerałem jest Crocken Pbcro 4.

Metal jest łatwo zablokowany w temperaturze 1907 0 C (2180 K lub 3465 0 F). W temperaturach w 2672 0 C - czyraków. Masa atomowa metalu wynosi 51.996 g / mol.

Chrome jest unikalnym metalem ze względu na jego właściwości magnetyczne. W temperaturze pokojowej jest nieodłączny w zamawianiu antyferomagnetycznym, podczas gdy inne metale mają warunki wyjątkowo obniżonej temperatury. Jednakże, jeśli chrom jest ogrzewany powyżej 37 0 s, właściwości fizyczne zmiany chromu. Zatem rezystancję elektryczną i współczynnik rozszerzeń liniowy zmienia się znacząco, moduł elastyczny osiągnie minimalną wartość, a tarcie wewnętrzne znacznie wzrasta. Taki zjawisko wiąże się z fragmentem punktu pióra, w którym właściwości antyferomagnetyczne materiału są zdolne do zmiany paramagnetycznego. Oznacza to, że pierwszy poziom jest przekazywany, a substancja wzrosła dramatycznie w ilości.

Struktura chromu jest kratą skupiąc głośnością, dzięki czemu metal charakteryzuje się temperaturą delikatnego okresu lepkiego. Jednakże w przypadku tego metalu stopień czystości ma ogromne znaczenie, dlatego wartość wynosi w wysokości -50 0 ° C - +350 0 C. W miarę wykazu praktykowania, metalowy metal nie ma żadnej plastyczności, ale miękki wyżarzanie i formowanie sprawiają, że jest wilgotnym.

Właściwości chemiczne chrom

Atom ma następującą konfigurację zewnętrzną: 3D 5 4s 1. Z reguły, w związkach chromu, następujące stopnie utleniania: +2, +3, +6, wśród których największa stabilność wykazuje CR 3+. W tym przypadku istnieją inne związki, w których Chrome pokazuje zupełnie inny stopień utlenianie, a mianowicie: +1, +4, +5.

Metal nie różni się w szczególności aktywności chemicznej. Podczas odkrywania chromu w normalnych warunkach metal pokazuje odporność na wilgoć i tlen. Charakterystyka ta nie odnosi się jednak do chromu i związku fluoru - CRF3, które, gdy wystawione na działanie temperatur przekraczających 600 0 ° C, oddziałuje z pary wodną, \u200b\u200btworząc w wyniku reakcji CR2O3, jak również azotu, a azot , węgiel i szary.

Podczas ogrzewania chromu metalicznego współdziała z halogenami, szarym, krzemem, borą, węglem, a także niektórymi innymi elementami, co powoduje następujące reakcje chromowe:

CR + 2F 2 \u003d CRF 4 (z domieszką CRF 5)

2cr + 3Cl 2 \u003d 2cll 3

2CR + 3S \u003d CR 2 S 3

Chromat można uzyskać, jeśli podgrzewasz chrom z stopionym sodą w powietrzu, azotany lub chlorany metalu alkalicznego:

2CR + 2NA 2 CO 3 + 3O 2 \u003d 2NA 2 CRO 4 + 2CO 2.

Chrome nie ma toksyczności, której nie można powiedzieć o niektórych jego połączeniach. Jak wiadomo, pył tego metalu, przy wejściu do ciała, może podrażniać płuca, nie wchłaniają przez skórę. Ale ponieważ nie jest to znalezione w czystej formie, jego hit w ciele ludzkim jest niemożliwe.

Trivalent Chrome wchodzi do środowiska podczas ekstrakcji i przetwarzania rudy chromu. W organizmie człowieka chromuje się prawdopodobnie w postaci dodatku do żywności stosowanego w programach odchudzających. Chromowany z Valence, równą +3, jest aktywnym uczestnikiem syntezy glukozy. Naukowcy stwierdzili, że ludzkie ciało nie powoduje nadmiernego wykorzystania szczególnych uszkodzeń ludzkiego ciała, ponieważ nie występuje jednak, że jest jednak zdolny do gromadzenia się w organizmie.

Związki, w których zaangażowany jest metal hexavalent, jest niezwykle toksyczny. Prawdopodobieństwo ich wejścia do ludzkiego ciała pojawia się podczas produkcji Chromata, chromowanie obiektów podczas niektórych dziełach spawalniczych. Chromowany chrom wchodzący do ciała jest obarczany poważnymi konsekwencjami, ponieważ związki, w których występuje element sześciokątny, jest silne utlenizerów. Dlatego krwawienie w żołądku i jelitach może powodować krwawienie, czasami z jelitem. W przypadku takich związków, silne reakcje chemiczne w postaci oparzeń, stanu zapalenia, występowanie wrzodów wystąpią na skórze.

W zależności od jakości chromu, które należy uzyskać przy wyjściu, istnieje kilka metod produkcji metali: elektroliza stężonych wodnych roztworów tlenku chromu, elektrolizy siarczanowej, a także przywrócenie tlenku krzemu. Jednak ostatnia metoda nie jest zbyt popularna, ponieważ kiedy to okazuje chrom z ogromną ilością zanieczyszczeń. Ponadto jest również ekonomicznie nieopłacalny.

Chrom (LAT. CROMIU), CR, Element chemiczny VI Grupa okresowych systemów Mendeleev, liczba atomowa 24, waga atomowa 51,996; Metalowy kolor niebieskawy.

Natural Stable Isotopes: 50 CR (4.31%), 52 Cr (87,76%), 53 Cr (9,55%) i 54 CR (2,38%). 51 CR (półtrwanie t ½ \u003d 27,8 dni), który jest używany jako wskaźnik izotopowy jest najważniejszy od sztucznych radioaktywnych izotopów.

Historyczne odniesienie. Chrome otworzył się w 1797 roku L. N. Voklen w Crocaoyte Mineral Crocoyte - naturalny chromiwany RBCRO 4. Imię Chromium otrzymane z greckiego słowa Chroma - kolor, farby (ze względu na różnorodne malowanie połączeń). Niezależnie od wokalu, Chrome został otwarty w Crocoyt w 1798 r. Przez niemieckiego naukowca M. G. Claprotom.

Rozprzestrzenianie chromu w przyrodzie. Średnia zawartość chromu w skorupie ziemskiej (Clark) 8,3 · 10 -3%. Ten element jest prawdopodobnie bardziej charakterystyczny dla płaszcza Ziemi, ponieważ ultradźwięki skały uważa się ściśle w składzie płaszcza, są wzbogacone chromem (2 · 10 -4%). Chrome tworzy masywne i iniosiwalne rudy w ultrabasowych skałach; Powiązana jest z nimi tworzenie największych depozytów chromowych. W głównych skałach zawartość chromia osiąga tylko 2 · 10 -2%, w kwaśnej - 2,5 · 10 -3%, w skałach osadowych (piaskownicach) - 3,5 · 10 -3%, łupek gliny - 9 · 10 -3% . Chrom - stosunkowo słaby migrant wodny; Zawartość chromu w wodzie morskiej 0,00005 mg / l.

Ogólnie rzecz biorąc, chrom - metal z głębokich stref ziemi; Meteoryty kamienne (analogi płaszcza) są również wzbogacone o chrome (2,7 · 10 -1%). Znane jest ponad 20 minerałów chromowych. Znaczenie przemysłowe ma tylko chromspineleles (do 54% cr); Ponadto chrom jest zawarty w wielu innych minerałach, które często towarzyszy rudy chromu, ale sami nie reprezentują praktycznych wartości (szacunek, dobrowolne, Kemerit, Fuchuch).

Właściwości fizyczne chromu. Chromowany - stały, ciężki, ogniotrwały metal. Czysty chromowany plastik. Krystalizuje w siwiejowanej sieci, A \u003d 2,885 V (20 ° C); W 1830 ° C możliwe jest przekształcenie się w modyfikację kratownicą babci, a \u003d 3,69å.

Promień atomowy 1.27 Å; Ion Rentii Cr2+ 0.83Å, CR3+ 0.64Å, CR 6+ 0,52 Å. Gęstość 7,19 g / cm3; T pl 1890 ° C; T KIP 2480 ° C. Specyficzna pojemność cieplna 0,461 KJ / (kg · K) (25 ° C); Termiczny współczynnik przedłużenia liniowego wynosi 8,24 · 10 -6 (w 20 ° C); Współczynnik przewodności termicznego 67 W / (M · K) (20 ° C); Specyficzna rezystancja elektryczna 0,414 μC · m (20 ° C); Współczynnik rezystancji elektrycznej termicznego w zakresie 20-600 ° C wynosi 3,01 · 10 -3. Chromium antyferomagnetyczne, specyficzna podatność magnetyczna 3,6 · 10 -6. Twardość chromu o wysokiej czystości dla Brinell 7-9 MN / m2 (70-90 kgf / cm 2).

Właściwości chemiczne chromu. Zewnętrzna elektroniczna konfiguracja Atom 3D Chrome 5 4S 1. W związkach zazwyczaj pokazuje stopnie utleniania +2, +3, +6, wśród nich najbardziej odporne CR 3+; Istnieją pewne związki, w których chrom ma stopień utleniania +1, +4, +5. Chromowany chemicznie niski. W normalnych warunkach, odporne na tlen i wilgoć, ale jest podłączony do fluoru, tworząc CRF3. Powyżej 600 ° C współdziała z pary wodnej, dając CR2O3; azot - CR2 N, CRN; węgiel - CR 23 C6, CR 7 C3, CR 3 C2; Szary - CR 2 S3. Podczas fuzji z boru, formy CRV Borde, z krzemem - silikody CR 3 Si, CR2 SI 3, CRSI 2. Z wielu metali chrom daje stopy. Interakcja z przebiegiem tlenu najpierw aktywnie aktywnie spowalnia ze względu na tworzenie folii tlenkowej na powierzchni metalu. W 1200 ° C film jest zniszczony, a utlenianie ponownie szybko idzie szybko. Chrom zapala się w tlenu w 2000 ° C z tworzeniem ciemnozielonego tlenku chromu (III) CR2O3. Oprócz tlenku (III), inne związki tlenowe są znane, na przykład CRO, 3, otrzymane przez pośrednio. Chromium łatwo reaguje z roztargowanymi roztworami wodoru i kwasów siarkowatych, tworząc chlorek i siarczan chromowy oraz rozdzielenie wodoru; Tsaryjski wódka i kwas azotowy są pasywowane przez Chrome.

Wraz ze wzrostem stopnia utleniania, kwasowe i utleniające właściwości pochodnych chromów CR2+ rosną - bardzo silne środki redukujące. Ion CR2+ jest utworzony na pierwszym etapie rozpuszczającego chromu w kwasach lub przy przywróceniu CR3+ w roztworze kwaśnym z cynkiem. Crying hydrat CR (OH) 2 z odwodnieniem przechodzi do CR2O3. Związki CR3+ są odporne na powietrze. Może być redukujące środki i środki utleniające. CR 3+ można zmniejszyć w roztworze kwasowym o cynku do CR2+ lub utlenione w roztworze alkalicznym do 4-bromu i innych środków utleniających. Wodotopkleny CR (OH) 3 (lub raczej CR2O3 · NN2O) - amfoteryczne związki tworzące sole z CR3+ kation lub Kwas chromowy Salcu 2 - Chromites (na przykład CSR 2, NaCro 2). Związki CR 6+: chromowany bezwodnik CRO3, kwasy chromowane i ich sole, wśród których najważniejsze są chrom i dichromaty są najważniejsze - silne utleniacze. Chrome tworzy dużą liczbę soli z kwasami zawierającymi tlen. Znane są znane związki złożonych chromu; Złożone związki CR3+ są szczególnie liczne, w których chrom ma numer koordynacyjny 6. Istnieje znaczna liczba związków rutaków chromowych.

Coraz chrom. W zależności od celów użytkowania otrzymuje się przez chrom o różnym stopniu czystości. Surowce są zwykle obsługiwane przez chromspinelelides, które są poddawane wzbogacaniu, a następnie bezpiecznikiem potu (lub sodą) w obecności tlenu powietrza. W odniesieniu do głównego składnika rudy, zawierającego CR3 +, reakcja jest następująca:

2 Pet3 o 4 + 4K 2 CO 3 + 3,5O 2 \u003d 4K 2 CRI 4 + Fe 2 O 3 + 4CO 2.

Otrzymany chromian potasu K2 jest ługowany przez ciepłą wodę, a efekt H2, więc 4 obróć go w dichromat do 2 CR2 o 7. Następnie działanie skoncentrowanego roztworu H2 SO 4 na 2 CR2O7 otrzymuje się przez bezwodnik chromowy C2 ° C lub ogrzewanie do 2 CR2O7 z szarym tlenkiem chromu (III) z 2 ° 3.

Najbardziej czysty chrom w warunkach przemysłowych otrzymuje się przez elektrolizę stężonych wodnych roztworów CR3 lub CR2O3, zawierający H2SO4 lub elektrolizę siarczanu chromu (SO 4) 3. W tym przypadku chrom jest zwolniony na katodzie aluminiowej lub stali nierdzewnej. Pełne oczyszczanie od zanieczyszczeń uzyskuje się poprzez przetwarzanie chromu, szczególnie czystego wodoru w wysokiej temperaturze (1500-1700 ° C).

Możliwe jest również uzyskanie czystej elektrolizy chromowej CRF 3 topi się lub CRCL 3 w mieszaninie z fluorami sodu, potasem, wapniem w temperaturze około 900 ° C w atmosferze argonu.

W małych ilościach chrom otrzymuje się przez przywrócenie CR2O3 aluminium lub krzemu. W przypadku metody aluminiowej, wstępnie podgrzewaną mieszaninę CR2O3, a proszek lub żetony z dodatkami środka utleniającego jest ładowane do tygla, gdzie reakcja jest podekscytowana zapłonem mieszaniny Na2O 2 i AL, aż tygiel jest wypełniony chromem i żużlem. Chrom silikotermiczny jest wypłacany w piecach łukowych. Czystość otrzymanego chromu określa się przez zawartość zanieczyszczeń w CR2O3, a w Al lub Si używany do przywracania.

W przemyśle, na dużą skalę chrom - ferrochromy i krzemiony są produkowane.

Stosowanie chromu. Zastosowanie chromu opiera się na odporności na ciepło, twardość i odporność na korozję. Większość wszystkich chromów służy do zapachu stali chromowych. Chrom aluminiowy i silikotermiczny stosuje się do zapachu Nichrome, Nymmów, innych stopów niklu i stelażu.

Znaczna ilość chromu przechodzi do dekoracyjnych powłok odpornych na korozję. Powszechne stosowanie otrzymano przez chrom proszkowy w produkcji produktów i materiałów metalowo-ceramicznych do elektrod spawalniczych. Chrom w postaci jonów CR3+ - nieczystości w Ruby, który jest używany jako gem i materiał laserowy. Związki chromowe są traktowane barwnikiem. Niektóre sole chromowe są wykorzystywane jako integralna część rozwiązań opalania w przemyśle skórzanym; PBCRO 4, ZNCRO 4, SRCRO 4 - Podobnie jak farby artystyczne. Z mieszaniny chromitu i magnezytu produkowane są produkty ogniotrwałe chromowo-magnezujące.

Związki Chrome (zwłaszcza pochodne CR 6 +) są toksyczne.

Chrom w ciele. Chrome jest jednym z elementów biogennych, stale wchodzi do składu tkanek roślinnych i zwierząt. Średnia zawartość chromu w zakładach - 0,0005% (92-95% chromu gromadzi się w korzeniach), u zwierząt - od dziesięciu tysięcy do dziesięciu milionów dolarów. W organizmach planktonowych współczynnik akumulacji chromu jest ogromny - 10 000-26.000. Wyższe rośliny nie tolerują stężenia chromu powyżej 3-10 -4 mol / l. W liściach występuje w postaci niskiego kompleksu masy cząsteczkowego, który nie jest związany z konstrukcjami podkomórkowymi. U zwierząt chrom uczestniczy w wymianie lipidów, białek (część enzymu tripsin), węglowodany (składnik strukturalny czynnika odpornego na glukozę). Głównym źródłem przepływu chromu do organizmu zwierząt i mężczyzny jest jedzenie. Zmniejszenie zawartości chromu w żywności i krwi prowadzi do zmniejszenia tempa wzrostu, wzrost cholesterolu we krwi i zmniejszenie wrażliwości tkanek obwodowych do insuliny.

Zatrucie chromu i jego związki występują w ich produkcji; w inżynierii mechanicznej (powłoki galwaniczne); Metalurgia (dodatki stopowe, stopy, ogniotki); W produkcji skóry, farb itp. Toksyczność związków chromowych zależy od ich struktur chemicznych: dichromaty toksyczne niż chromaty, CR (VI) związki toksyczne niż CR (II), związki CR (III). Początkowe formy choroby objawiają się poczucie suchości i bólu w nosie, w gardle, trudności z oddychaniem, kaszlem itp.; Mogą być trzymane podczas zatrzymywania kontaktu z Chrome. Dzięki długotrwałym kontaktowi z związkami chromu istnieją oznaki zatrucia przewlekłego: ból głowy, osłabienia, niestrawność, utrata masy ciała i inne. Funkcje żołądka, wątroby i trzustki są zakłócane. Możliwe jest zapalenie oskrzeli, astma oskrzeli, rozproszona pneumoskleroza. Po wystawieniu na chrom, zapalenie skóry, wyprysk może rozwinąć się na skórze. Zgodnie z niektórymi danymi, związkami chromowymi, głównie CR (III), mają efekt rakotwórczy.

Odkrycie Chromium odnosi się do okresu szybkiego rozwoju badań analitycznych chemicznych soli i minerałów. W Rosji chemicy wykazali szczególne zainteresowanie analizą minerałów znalezionych na Syberii i prawie nieznanej w Europie Zachodniej. Jednym z tych minerałów była Ruda League Siberian Red League (Curont) opisana przez Lomonosowa. Mineral badano, ale nie znaleziono nic poza tlenkami ołowiu, żelaza i aluminium. Jednak w 1797 r. Kotły, kotły cienkiej próbki mineralnego z potasem i wytrącono ołowiany węglan, otrzymał roztwór pomarańczowy - czerwony. Z tego rozwiązania krystalizował sól rubinowo-czerwoną, z której tlenek był izolowany i wolny metal inny niż wszystkie znane metale. Te nazywali to Chrom (Chrom. ) z greckiego słowa- kolorowanie, kolor; To prawda, że \u200b\u200bmiało to miejsce, a nie metal, ale jego jaskrawo kolorowe sole.

Znalezienie w naturze.

Najważniejszym chromem rudy, który ma praktyczne znaczenie, jest chromisy, przybliżona kompozycja spełnia formułę FECRO 4.

Znajduje się w Malaya Asia, w Uralach, w Ameryce Północnej, w południowej Afryce. W wyżej wymienionych minerałach Crocken jest również znaczenie techniczne - PBCRO 4. W naturze znajdują się również tlenek chromu (3) i kilka innych połączeń. W skorupie Ziemi zawartość chromu pod względem metalu wynosi 0,03%. Chrome odkrył na słońcu, gwiazdy, meteoryty.

Właściwości fizyczne.

Chrome - białe, stałe i delikatne metalowe, wyjątkowo chemicznie odporne na skutki kwasów i alkalicznych. Jest utleniany w powietrzu, ma cienką folię tlenku przezroczystego na powierzchni. Chrom ma gęstość 7,1 g / cm3, jego temperatura topnienia wynosi +1875 0 C.

Dostać się.

Z silnym ogrzewaniem żelaza chromowego z węglem, chrom i żelazo jest przywrócone:

FEO * CR2 O 3 + 4C \u003d 2CR + FE + 4CO

W wyniku tej reakcji powstaje fuzja chromu z żelazem, charakteryzującym się wysoką wytrzymałością. Aby uzyskać czysty chrom, zmniejsza się z tlenku chromu (3) aluminium:

CR2O3 + 2AL \u003d Al 2 O 3 + 2Cr

W tym procesie zwykle stosuje się dwa tlenek - CR2O3 i CRO 3

Właściwości chemiczne.

Ze względu na cienką folię ochronną tlenku pokrywającego powierzchnię chromu, jest to bardzo odporne na agresywne kwasy i alkalia. Chrome nie reaguje z zatężonymi kwasami azotowymi i siarkowymi, a także kwasem fosforowym. W przypadku alkalicznych, dołączenia chromu w t \u003d 600-700 o C. Chrome oddziałuje jednak z rozcieńczonym siarczorem i kwasami chlorowodorowymi, przemieszcząc wodór:

2CR + 3H2 SO 4 \u003d CR2 (SO 4) 3 + 3H 2
2CR + 6HCl \u003d 2Crcl 3 + 3H 2

W wysokich temperaturach chrom świeci się w tlenu, tworzący tlenek (III).

Czerwony chrom reaguje z parą wodną:

2CR + 3H2O \u003d CR2O3 + 3H 2

Chromowany w wysokich temperaturach reaguje również z halogenami, halogenami - wodór, szary, azotu, fosforu, węgla, krzemu, boru, na przykład:

CR + 2HF \u003d CRF 2 + H 2
2cr + n2 \u003d 2crn
2CR + 3S \u003d CR 2 S 3
CR + SI \u003d CRSI

Powyższe właściwości fizyczne i chemiczne chromu znalazły ich stosowanie w różnych dziedzinach nauki i technologii. Na przykład, chrom i jego stopy stosuje się do uzyskania wysokiej wytrzymałości, odpornych na korozję powłoki w inżynierii mechanicznej. Stopy ferrochromatyczne są używane jako narzędzia do cięcia metali. Stopy chromowane stwierdzone stosowane w sprzęcie medycznym, w produkcji urządzeń chemicznych technologicznych.

Pozycja chromu w układzie okresowym elementów chemicznych:

Chrome kieruje podgrupą boczną VI okresowego systemu elementów. Jego formuła elektroniczna jest następująca:

24 Cr 2 2s 2 2P 6 3s 2 3P 6 3D 5 4s 1

W wypełnieniu orbitałów elektrony na atomie chromu zakłócają wzór, zgodnie z którym 4S Orbital należy wypełnić najpierw do stanu 4S 2. Jednak ze względu na fakt, że Orbital 3D zajmuje bardziej korzystne położenie energetyczne w atomie chromu, wypełnia się do 4d 5. Takie zjawisko obserwuje się na atomach innych elementów podgrup bocznych. Chrome może wykazywać stopień utleniania od +1 do +6. Najbardziej stabilne są związki chromowe z stopniami utleniania +2, +3, +6.

Związki z biwalentnego chromu.

Tlenek chromu (II) Cro - Pyroforyczny czarny proszek (piorroformowanie - zdolność w stanie drobno pogłębionym będzie w powietrzu). CRO rozpuszcza się w rozcieńczonym kwasie chlorowodorowym:

CRO + 2HCL \u003d CRCL 2 + H2O

W powietrzu, po podgrzaniu, ponad 100 0 С CRO przekształca się na CR2O3.

Bivalents chrom sole powstają, gdy rozpuszczony chrom metali w kwasach. Reakcje te przechodzą w atmosferze gazu nisko aktywnego (na przykład H 2), ponieważ W obecności powietrza CR (II) jest łatwo występuje do CR (III).

Wodorotlenek chromu uzyskuje się jako żółty osad pod działaniem rozwiązań alkalicznych na chromu chromu (II):

Crcl 2 + 2naoh \u003d CR (OH) 2 + 2NACl

CR (OH) 2 ma podstawowe właściwości, jest środkiem redukującego. Wewnętrzny jon CR2 + malowany w kolorze bladym - niebieski. CRCL 2 roztwór wodny ma niebieski kolor. W powietrzu w wodnych roztworach związków CR (II), związki CR (III) są przesyłane. Jest to szczególnie wyraźne w krwawienu wodorotlenku CR (II):

4CR (OH) 2 + 2H2 O + O2 \u003d 4CR (OH) 3

Połączenie trójwartościowego chromu.

Tlenek chromu (III) CR2 o 3 - ogniotrwały zielony proszek. Twardość jest blisko Korundu. W laboratorium można uzyskać przez ogrzewanie dichromianu amonu:

(NH4) 2 CR2O7 \u003d CR2O3 + N2 + 4H 2

CR2O3 - Tlenek amfoteryczny, podczas obróbki alkaliczności, tworzy chromity: CR2O3 + 2AOH \u003d 2NACRO2 + H2O

Wodorotlenek chromu jest również związkiem amprodowym:

CR (OH) 3 + HCl \u003d Crcl 3 + 3H 2 o
CR (OH) 3 + NaOH \u003d NACRO2 + 2H 2 o

Bezwodny Crlub 3 ma postać ciemnych liści, całkowicie nierozpuszczalnych w zimnej wodzie, z wrzącą rozpuszcza się bardzo powoli. Bezwodne siarczan chromu (III) CR2 (SO 4) 3 Różowy kolor jest również słabo rozpuszczalny w wodzie. W obecności środków redukujących powstaje Fioletowy siarczan chromowy CR2 (SO 4) 3 * 18H 2O. Zielone hydraty siarczanu chromu zawierającego mniej wody są również znane. KCR (SO 4) 2 * 12H2O Alum Chromium krystalizuje się z roztworów zawierających fioletowy siarczan chromowy i siarczan potasu. Roztwór ałunu chromowego, gdy ogrzewany staje się zielony ze względu na tworzenie siarczanów.

Reakcje z chromem i jego połączeniami

Prawie wszystkie związki chromowe i ich rozwiązania są intensywnie malowane. Mając bezbarwny roztwór lub biały osad, możemy z dużą ilością prawdopodobieństwa do wniosku o braku chromu.

1. Zdecydowanie minimalizuj w palniku płomieniowym na porcelanowym kubku, taka ilość bichromatu potasu, która zmieści się na czubku noża. Sól nie przydziela wody krystalizacji i topi się w temperaturze około 400 0 ° C z tworzeniem ciemnego płynu. Melowałem go przez kilka minut na silnym płomieniu. Po ochłodzeniu na odrzuceniu powstaje zielony osad. Część jest rozpuszczalna w wodzie (nabywa żółty) i zostaw inną część na odrzuceniu. Sól po podgrzaniu rozkłada się, w wyniku czego powstały rozpuszczalny żółty potas chromata K 2 CRO4 i zielony CR2O3.
2. Solubam 3G Bichromat potasu w 50 ml wody. Do jednej części doda węglan potasu. Rozpuści się z uwalnianiem CO 2, a kolor roztworu stanie się jasnożółty. Chromian jest utworzony z bichromatu potasu. Jeśli teraz dodasz 50% roztwór kwasu siarkowego przez porcje, a następnie czerwono-żółty obraz bichromatu pojawi się ponownie.
3. Nallem w probówce 5ml. Roztwór bichromianu potasu wrzenia z 3 ml stężonego kwasu chlorowodorowego pod obciążeniem. Z roztworu wyróżnia się żółto-zielony trujący chlorowy chlorowy chlor, ponieważ chromat jest utleniony przez HCl do CL2, a H2 O. Sama chromianowa zmieni się w zielony chromiński chromowy chrom. Można go wyróżnić przez odparowanie roztworu, a następnie sproża z sodą i saltierem, przekłada się na Chromat.
4. Podczas dodawania roztworu azotanu ołowiu spadnie żółtego chromatu; Podczas interakcji z roztworem azotanu srebra powstaje czerwony sedyment srebrny chromat.
5. Dodamy nadtlenek wodoru do roztworu bichromatu potasu i zakwasza roztwór kwasem siarkowym. Rozwiązanie nabywa głęboki kolor z powodu tworzenia nadtlenku chromu. Nadtlenek, gdy rzeźbienie z pewnym eterem przejdzie w rozpuszczalnik organiczny i pomaluj go w niebieski kolor. Ta reakcja jest specyficzna dla chromu i bardzo wrażliwa. Dzięki nim możliwe jest wykrywanie Chrome w metale i stopach. Przede wszystkim konieczne jest rozpuszczenie metalu. Z długotrwałym wrzącem z 30% kwasem siarkowym (można dodać kwas solny) chrom i wiele stal częściowo rozpuścić. Otrzymany roztwór zawiera siarczan chromu (III). Aby dokonać reakcji wykrywalnej, najpierw neutralizuj go kaustycznym. Osad spadnie szaro-zielony wodorotlenek chromu (III), który rozpuszcza się w nadmiarze naOH i tworzy zielony chromitu sodu. Fajne roztwór i dodaj 30% nadtlenku wodoru. Po podgrzaniu roztwór jest pomalowany na żółto, ponieważ chromit nie utlenia się do Chromata. Zakwaszenie doprowadzi do pojawienia się niebieskich rozwiązań. Malowany związek można ekstrahować, potrząsając eterem.

Reakcje analityczne na jony chromowe.

1. Do 3-4 kropli roztworu chlorku CRCL3, dodać 2M roztwór NaOH do rozpuszczenia początkowego osadu. Zwróć uwagę na kolor chromitu sodu. Podgrzej wynikający roztwór w łaźni wodnej. Co się dzieje?
2. Do 2-3 kropli R-RC Crcl3, dodać równą objętość 8-metrowego roztworu NaOH i 3-4 kropli 3% P-Ra H2O2. Podgrzej mieszaninę reakcyjną na łaźni wodnej. Co się dzieje? Który osad jest utworzony, jeśli otrzymany pomalowany roztwór zostanie zneutralizowany, dodaj do niego CH3 COOH, a następnie PB (nr 3) 2?
3. Wlać do probówce badanej 4-5 kropli roztworów siarczanowych chromu CR2 (SO 4) 3, IMH 2 SO 4 i KMNO 4. Podgrzej wzmiankę reakcyjną w ciągu kilku minut w łaźni wodnej. Zwróć uwagę na zmianę koloru rozwiązania. Co to jest spowodowane?
4. Do 3-4 kropli zakwaszonego roztworu kwasu azotowego K2 CR2O7, dodaj 2-3 krople roztworu i mieszanki H2O2. Pojawiający się niebieski rozkład roztworu wynika z wystąpienia kwasu suprachinowego H 2 CRO 6:

CR2O 7 2- + 4H2O2 + 2H + \u003d 2H 2 CRO 6 + 3H2O

Zwróć uwagę na szybki rozkład H 2 CRO 6:

2H2 CRO 6 + 8H + \u003d 2CR 3+ + 3O 2 + 6H 2 o
Niebieski kolor zielony

Kwas suchym jest znacznie bardziej stabilny w rozpuszczalnikach organicznych.

1. K 2-4 Krople zakwaszonego kwasu azotowego K 2 CR2O 7 Dodać 5 kropli alkoholu izoamylowego, 2-3 krople roztworu H2O2 i wstrząsnąć mieszaniną reakcyjną. Pop-up warstwa rozpuszczalnika organicznego jest pomalowana w jasny niebieski kolor. Kolorystyka znika bardzo powoli. Porównaj stabilność H 2 CRO 6 w fazach organicznych i wodnych.
2. Dzięki interakcji jonów CRO 4 2- i BA 2+, osad chromu Bacro 4 opuszcza.
3. Formularze azotanu srebra z jonami CRO 4 srebrno-czerwonego srebrnego osadu.
4. Weź trzy probówki. W jednym z nich umieść 5-6 kropli roztworu K2 CR2O7, w drugim - taka sama objętość roztworu K 2 CRO4, a w trzecim - trzy krople obu rozwiązań. Następnie dodaj trzy krople roztworu jodku potasu do każdej probówki. Wyjaśnij wynik. Sweese roztwór w drugiej probówce. Co się dzieje? Dlaczego?

Rozrywkowe eksperymenty z związkami chromowymi

1. Mieszaninę Cuso 4 i K2 CR2O7 przy dodawaniu alkaliów staje się zielona, \u200b\u200ba w obecności kwasu staje się żółty. Ogrzewany gliceryna 2 mg o małej ilości (NH4) 2 CR2O7, a następnie dodając alkohol, po filtracji, otrzymuje się jasny roztwór zielony, który przy dodaniu kwasu staje się żółty, aw neutralnym lub alkalicznym średnim staje się zielony.
2. Miejsce w środku kanningu może przyrębną "rubinową mieszaninę" - starannie utrata i umieszczona w folii aluminiowej Al2O3 (4,75 g) z dodaniem CR2O3 (0,25 g). Aby bank był dłuższy niż ochłodzony, konieczne jest pochowanie pod górną krawędź w piasku, a po zapłonie terminów i początku reakcji przykryj go żelazną prześcieradłem i powodzią z piaskiem. Upuść do słoika w ciągu dnia. W rezultacie powstaje Red - Ruby Proszek.
3. 10G Bichromat potasu roztarto z 5g sodu lub azotanem potasowym i cukrem 10g. Mieszaninę jest nawilżona i mieszana z uczelnią. Jeśli proszek jest wciśnięty w szklanej rurce, a następnie popchnij różdżkę i podpal go od końca, zacznie czołgać się "węża", pierwszego czarnego i po chłodzeniu - zielony. Wand o średnicy 4 mm świeci się z prędkością około 2 mm na sekundę i jest wyciągnięty 10 razy.
4. Jeśli mieszane roztwory siarczanu miedzi i dichromatu potasu i dodają małego roztworu amoniaku, a następnie amorficzny brązowy osad kompozycji 4Cucro 4 * 3NH 3 * 5H2O wypadnie, który rozpuszcza się, który rozpuszcza się w kwasie chlorowodorowym, tworząc żółty roztwór i Otrzymuje się zielony roztwór w nadmiarze amoniaku. Jeśli dodasz alkohol w dalszej części do tego rozwiązania, upadnie zielony osad, który staje się niebieski po filtrowaniu, a po suszeniu - niebiesko-fioletowy z czerwonymi błyskotami, dobrze widoczne z silnym oświetleniem.
5. Pozostały tlenek chromu można regenerowany po eksperymentach "wulkanu" lub "faraona węża". Aby to zrobić, musimy pośpieszyć 8G CR2O3 i 2G Na 2 CO3 i 2,5 g KNO 3 i przetwarzać schłodzoną wrzącej stopu wody. Otrzymuje się rozpuszczalny chromat, który można przekształcić w inne związki CR (II) i CR (VI), w tym oryginalny dichromat amonu.

Przykłady redoks - przejścia renowacyjne obejmujące chrom i jego związki

1. CR2O 7 2- - CR2O3 - CRO2 - - CRO4 2- - CR2O 7 2-

a) (NH4) 2 CR2O 7 \u003d CR2O3 + N2 + 4H2O b) CR2O3 + 2NAOH \u003d 2NACRO2 + H2O
c) 2NACRO2 + 3BR2 + 8NAOH \u003d 6NABR + 2NA 2 CRO 4 + 4H2O
d) 2NA 2 CRO4 + 2HCl \u003d Na2 CR2 o 7 + 2NACL + H2O

2. CR (OH) 2 - CR (OH) 3 - CRCL 3 - CR2O 7 2- - CRO 4 2-

a) 2cr (OH) 2 + 1 / 2O2 + H2O \u003d 2CR (OH) 3
b) CR (OH) 3 + 3HCl \u003d CRCL 3 + 3H2O
c) 2Crcl 3 + 2kmno 4 + 3H2O \u003d K 2 CR2 o 7 + 2mn (OH) 2 + 6HCl
d) k2 cr2 o 7 + 2KOH \u003d 2K 2 CRO 4 + H2O

3. CRO - CR (OH) 2 - CR (OH) 3 - CR (nr 3) 3 - CR2O3 - CRO - 2
Kr 2+.

a) CRO + 2HCL \u003d CRCL 2 + H2O
b) cro + h 2 o \u003d cr (oh) 2
c) CR (OH) 2 + 1 / 2O2 + H2O \u003d 2CR (OH) 3
d) CR (OH) 3 + 3HO 3 \u003d CR (nr 3) 3 + 3H2O
e) 4cr (nr 3) 3 \u003d 2CR2 O 3 + 12NO 2 + O2
e) cr2 o 3 + 2 NaOH \u003d 2NACRO22 + H2O

Chromowany element jako artysta

Chemicy często odwołali się do problemu tworzenia sztucznych pigmentów do malowania. W XVIII-XIXVV technologia uzyskania wielu malowniczych materiałów została opracowana. Louis Nichan Nichana Voklen w 1797 roku, który znalazł nieznany element chromowany w syberyjskim czerwonym rude, przygotował nową, niezwykle stałą farbę - Chrome Greens. Chromofor jest tlenkiem wody (III). Pod nazwą "Emerald Green" zaczął wydać w 1837 roku. Później L. VOCLEN oferował kilka nowych kolorów: baryt, cynk i chrom żółty. Z biegiem czasu zostały rzucone bardziej odpornym żółtym, pomarańczowym pigmentom opartym na kadmie.

Zielony chromiczny - najbardziej trwała i odporna na światło farba, nie podatna na gazy atmosferyczne. Chromowana zieleń ma dużą broszczącą siłę i jest zdolny do szybkiego suszenia, więc z XIX wieku. Jest szeroko stosowany w malarstwie. Ma ogromne znaczenie w malarstwie porcelanowym. Faktem jest, że produkty porcelanowe mogą być ozdobione zarówno promem i nadzorowanym obrazem. W pierwszym przypadku farby są nakładane na powierzchnię tylko lekko spalonego produktu, który jest następnie pokryty warstwą glazury. Następnie należy przestrzegać głównej, wysokiej temperatury wypalania: do spiekania masy porcelanowej i produkty glazury tankowania są ogrzewane do 1350 - 1450 0 C. Taka wysoka temperatura bez zmian chemicznych jest utrzymywana bardzo niewiele farb, a w dawnych dniach były tylko dwa - kobalt i chrom. Czarny tlenek kobaltu, nakładany na powierzchnię produktu porcelanowego, jest stopiony oblodzenia, chemicznie interakcji z nim. W rezultacie powstają jasne niebieskie krzemiany kobaltu. Taka dekarted kobalt niebieski porcelanowy dania są dobrze znane. Tlenek chromu (III) nie oddziałuje w interakcji z chemicznie ze składnikami glazury i po prostu biegnie między odłamkami porcelanowymi a przezroczystą warstwą "głuchy".

Oprócz chromowanej zieleni artystów stosuje farby uzyskane z Volkonskoyt. Ten minerał z grupy Montmorillonit (podklasa mineralna Clay of Complex Sicicates Na (MO, AL), SI 4 O 10 (OH) 2 została znaleziona w 1830 roku Borodino, generała n. N. Raevsky, żona Decembrist Sgvolkomsky. Volkusky jest gliną zawierającą do 24% tlenku chromu, jak również tlenków aluminium i żelaza (III). Nieprzynarodzenie składu minerału, który jest zaangażowany W Uralach w regionach Perm i Kirov powoduje, że jego różnorodny kolor - od koloru zimowej jodły do \u200b\u200bjasnozielonego koloru żaby bagiennej.

Pablo Picasso skierował geologów naszego kraju z prośbą o zbadanie zapasów Volkloctite, dając wyjątkowo świeży ton. Obecnie opracowano metodę wytwarzania sztucznego Volkonskoyt. Interesujące jest zauważenie, że zgodnie z nowoczesnymi badaniami rosyjska ikona maluje farby z tego materiału w średniowieczu, na długo przed jego "oficjalnym" odkryciem. Artyści i Gwinea Zielona używana w znanej popularności (utworzonej w 1837 r.), Którego chromoform jest hydraulicznym wodorotlenkiem chromowym CR2O3 * (2-3) H2O, gdzie część wody jest podłączony chemicznie i część jest adsorbowana. Ten pigment daje farbę szmaragdową cień.

wymagana jest witryna, z pełnym lub częściowym kopiowaniem materiału odniesienia do oryginalnego źródła.