biathlonmordovia.ru → Електроинженерство

Химична формула на хром. Хром - общи характеристики на даден елемент, химични свойства на хрома и неговите съединения

Хром

Елемент номер 24. Един от най-твърдите метали. Притежава висока химическа устойчивост. Един от най-важните метали, използвани в производството на легирани стомани. Повечето хромови съединения са ярко оцветени в голямо разнообразие от цветове. За тази характеристика елементът е наречен хром, което на гръцки означава "боя".

Как е намерен

Минерал, съдържащ хром, е открит близо до Екатеринбург през 1766 г. от I.G. Леман и наречен „Сибирско червено олово“. Сега този минерал се нарича крокоит. Съставът му също е известен - PbCrO 4. И по едно време „сибирското червено олово“ предизвика много противоречия сред учените. В продължение на тридесет години те спореха за неговия състав, докато накрая, през 1797 г., френският химик Луи Никола Вокелин изолира от него метал, който (между другото, след известни противоречия) беше наречен хром.

Крокоит, обработен с ваукелин с поташ K 2 CO 3: оловен хромат, превърнат в калиев хромат. След това, с помощта на солна киселина, калиевият хромат се превръща в хромен оксид и вода (хромовата киселина съществува само в разредени разтвори). Чрез нагряване на зелен прах от хром оксид в графитен тигел с въглища, Vauquelin получава нов огнеупорен метал.

Парижката академия на науките стана свидетел на откритието във всичките му форми. Но най-вероятно Vauquelin изолира не елементарен хром, а неговите карбиди. Това се доказва от иглообразната форма на светлосивите кристали, получени от Vauquelin.

Името "хром" беше предложено от приятели на Vauquelin, но той не му хареса - металът не се различаваше в специален цвят. Приятели обаче успяха да убедят химика, позовавайки се на факта, че от ярко оцветени хромови съединения могат да се получат добри бои. (Между другото, в произведенията на Вокелин първо беше обяснен изумруденият цвят на някои естествени силикати на берилий и алуминий; както установи Ваукелин, те бяха оцветени от примеси на хромови съединения.) Това име беше потвърдено за новия елемент.

Между другото, сричката "хром", точно в смисъла на "цветна", е включена в много научни, технически и дори музикални термини. Широко известни са изопанхромните, панхромните и ортохромните филми. Думата „хромозома“ в превод от гръцки означава „тяло, което е оцветено“. Има "хроматична" скала (в музиката) и има "хроматична" хармоника.

Къде се намира той

IN земна кора има доста хром - 0,02%. Основният минерал, от който индустрията получава хром, е хром шпинел с променлив състав с обща формула (Mg, Fe) O · (Cr, Al, Fe) 2 O 3. Хромната руда се нарича хромит или хром желязна руда (тъй като тя почти винаги съдържа желязо). На много места се намират находища на хром. Страната ни притежава огромни запаси от хромит. Едно от най-големите находища се намира в Казахстан, в района на Актюбинск; открит е през 1936 г. В Урал има и значителни запаси от хромни руди.

Хромитите се използват главно за топене на ферохром. Това е една от най-важните феросплави, абсолютно необходима за масовото производство на легирани стомани.

Феросплавите са железни сплави с други елементи, използвани в основния обред за легиране и дезоксидиране на стомана. Ферохромът съдържа най-малко 60% Cr.

Царска Русия почти не произвежда феросплави. В няколко доменни пещи на южните заводи се топят нископроцентни (по отношение на легиране на метал) феросилиций и фероманган. Освен това през 1910 г. е построена малка фабрика на река Сатка, която тече в Южния Урал, разтопявайки оскъдни количества фероманган и ферохром.

В ранните години на развитие младата съветска страна трябваше да внася феросплави от чужбина. Подобна зависимост от капиталистическите страни беше неприемлива. Още през 1927 г. ... 1928г. започва изграждането на съветски заводи за феросплави. В края на 1930 г. в Челябинск е построена първата голяма пещ за феросплави, а през 1931 г. е пуснат в експлоатация заводът в Челябинск, първородният в производството на феросплави на СССР. През 1933 г. бяха пуснати още два завода - в Запорожие и Зестафони. Това направи възможно спирането на вноса на феросплави. Само за няколко години в Съветския съюз беше организирано производството на много видове специални стомани - сачмени лагери, топлоустойчиви, неръждаеми, автомобилни, високоскоростни ... Всички тези стомани включват хром.

На XVII конгрес Партийният народен комисар на тежката промишленост Серго Орджоникидзе каза: „... ако нямахме висококачествени стомани, нямаше да имаме автомобилна и тракторна индустрия. Разходите за висококачествени стомани, които консумираме в момента, се оценяват на над 400 милиона рубли. Ако беше необходимо да го внесем, това би било 400 милиона рубли. всяка година, по дяволите, ще паднете в робство на капиталистите ... "

Заводът на базата на полето в Актобе е построен по-късно, по време на Великата отечествена война. Той дава първото топене на ферохром на 20 януари 1943 г. Работниците от град Актюбинск участват в изграждането на централата. Строежът е обявен за национална сграда. Ферохромът на новия завод е използван за производство на метал за танкове и оръжия, за нуждите на фронта.

Минаха години. Сега заводът за феросплави в Актобе е най-голямото предприятие за производство на ферохром от всички класове. В завода са израснали висококвалифицирани национални кадри на металурзите. От година на година растителните и хромитните мини увеличават капацитета си, като осигуряват на черната ни металургия висококачествен ферохром.

Страната ни разполага с уникално находище на естествено легирани железни руди, богати на хром и никел. Намира се в Оренбургските степи. На базата на това находище е построен и работи металургичният завод в Орск-Халиловски. В доменните пещи на завода се топи естествено легиран чугун, който има висока топлоустойчивост. Част от него се използва под формата на отливка, но по-голямата част се изпраща за преработка в никелова стомана; хромът изгаря, когато стоманата се стопи от чугун.

Куба, Югославия, много страни от Азия и Африка имат големи запаси от хромит.

Как се получава

Хромитът се използва главно в три отрасли: металургия, химия и огнеупорно производство, а металургията консумира около две трети от целия хромит.

Стоманата, легирана с хром, има повишена якост, устойчивост на корозия в агресивна и окислителна среда.

Получаването на чист хром е скъп и трудоемък процес. Следователно за легираща стомана се използва главно ферохром, който се получава в електрически дъгови пещи директно от хромит. Коксът служи като редуктор. Съдържанието на хромен оксид в хромита трябва да бъде най-малко 48%, а съотношението Cr: Fe трябва да бъде най-малко 3: 1.

Ферохромът, получен в електрическа пещ, обикновено съдържа до 80% хром и 4 ... 7% въглерод (останалото е желязо).

Но за легирането на много висококачествени стомани е необходим ферохром, който съдържа малко въглерод (причините за това - по-долу, в главата "Хром в сплави"). Следователно, част от високовъглеродния ферохром се подлага на специална обработка, за да се намали съдържанието на въглерод в него до десети и стотни от процента.

Елементарен метален хром също се получава от хромит. Производството на технически чист хром (97 ... 99%) се основава на метода на алумотермията, открит през 1865 г. от известния руски химик Н.Н. Бекетов. Същността на метода е в редукцията на оксиди с алуминий; реакцията е придружена от значително отделяне на топлина.

Но първо трябва да получите чист хром оксид Cr 2 O 3. За това фино смлян хромит се смесва със сода и към тази смес се добавя варовик или железен оксид. Цялата маса се изгаря и се образува натриев хромат:

2Сr 2 О 3 + 4Na 2 CO 3 + 3О 2 → 4Na 2 CrO 4 + 4CO 2.

След това натриевият хромат се излугва от изгорената маса с вода; течността се филтрира, изпарява и се обработва с киселина. Резултатът е натриев дихромат Na 2 Cr 2 O 7. Чрез редуцирането му със сяра или въглерод при нагряване се получава зелен хром оксид.

Метален хром може да се получи, ако чистият хром оксид се смеси с алуминиев прах, нагрее се в тигел до 500 ... 600 ° C и се запали с бариев пероксид. Алуминият отнема кислород от хром оксид. Тази реакция Cr 2 O 3 + 2Al → Al 2 O 3 + 2Cr е в основата на индустриалния (алумотермичен) метод за получаване на хром, въпреки че, разбира се, фабричната технология е много по-сложна. Хромът, получен алумотермично, съдържа десети от процента алуминий и желязо и стотни от процента силиций, въглерод и сяра.

Използва се и силикотермичен метод за получаване на търговски чист хром. В този случай хромът се редуцира от оксид чрез силиций според реакцията

2Сr 2 О 3 + 3Si → 3SiO 2 + 4Сr.

Тази реакция протича в дъгови пещи. За свързване на силициев диоксид към заряда се добавя варовик. Чистотата на силикотермичния хром е приблизително същата като тази на алумотермичния, въпреки че, разбира се, съдържанието на силиций в него е малко по-високо, а алуминият е малко по-нисък. За да получат хром, те се опитали да използват други редуциращи агенти - въглерод, водород, магнезий. Тези методи обаче не се използват широко.

Хром с висока чистота (около 99,8%) се получава електролитно.

Технически чистият и електролитен хром се използва главно за производството на сложни хромови сплави.

Хромни константи и свойства

Атомната маса на хрома е 51,996. В таблицата на Менделеев той се класира в шестата група. Най-близките му съседи и аналози са молибден и волфрам. Характерно е, че съседите на хрома, както и самият той, се използват широко за легиране на стомани.

Точката на топене на хрома зависи от неговата чистота. Много изследователи се опитаха да го определят и получиха стойности от 1513 до 1920 ° C. Такова голямо „разпространение“ се дължи преди всичко на количеството и състава на примесите, съдържащи се в хрома. Сега се смята, че хромът се топи при около 1875 ° C. Точката на кипене е 2199 ° C. Плътността на хрома е по-малка от тази на желязото; това е 7.19.

По химични свойства хромът е близък до молибден и волфрам. Най-високият му оксид CrO 3 е киселинен, това е анхидридът на хромовата киселина H 2 CrO 4. Минералният крокоит, с който започнахме запознаването си с елемент 24, е солта на тази киселина. В допълнение към хромовата киселина е известна бихромната киселина H 2 Cr 2 O 7; нейните соли, бихромати, се използват широко в химията. Най-често срещаният хром оксид Cr 2 O 3 е амфотерен. По принцип при различни условия хромът може да проявява валентности от 2 до 6. Широко се използват само съединения от три- и шестовалентен хром.

Твърд метал, синкаво-бял цвят. Хромът понякога се нарича черни метали. Този метал е способен да боядисва съединения в различни цветове, поради което е наречен "хром", което означава "боя". Хромът е микроелемент, необходим за нормалното развитие и функциониране на човешкото тяло. Неговият най-важен биологична роля се състои в регулирането на въглехидратния метаболизъм и нивата на глюкоза в кръвта.

Вижте също:

СТРУКТУРА

В зависимост от видовете химическа връзка - както всички метали, хромът има метален тип кристална решетка, т.е. на местата на решетката има метален атом.
В зависимост от пространствената симетрия - кубичен, центриран върху тялото a \u003d 0,28839 nm. Характеристика на хрома е рязката промяна в него физични свойства при температура около 37 ° С. Кристалната решетка на метал се състои от неговите йони и подвижни електрони. По същия начин хромният атом в основно състояние има електронна конфигурация. При 1830 ° C е възможно превръщането в модификация с лицева центрирана решетка, a \u003d 3.69 Å.

ИМОТИ

Хромът има твърдост по Моос 9, един от най-твърдите чисти метали (на второ място след иридий, берилий, волфрам и уран). Много чистият хром е доста добре обработен. Стабилен на въздух поради пасивиране. По същата причина той не реагира със сярна и азотна киселини. При 2000 ° C той изгаря с образуването на зелен хром (III) оксид Cr 2 O 3, който има амфотерни свойства... При нагряване той реагира с много неметали, като често образува съединения с нестехиометричен състав, карбиди, бориди, силициди, нитриди и др. Хромът образува множество съединения в различни степени на окисление, главно +2, +3, +6. Хромът притежава всички свойства, характерни за металите - топлопроводи добре топлината, електричество, има блясък, присъщ на повечето метали. Той е антиферомагнетик и парамагнит, т.е. при температура 39 ° C той преминава от парамагнитно състояние в антиферомагнитно състояние (точка на Неел).

РЕЗЕРВИ И ПРОИЗВОДСТВО

Най-големите находища на хром се намират в Южна Африка (1-во място в света), Казахстан, Русия, Зимбабве, Мадагаскар. Има находища и в Турция, Индия, Армения, Бразилия и Филипините.Основните находища на хромни руди в Руската федерация са известни на Урал (Донское и Сарановское). Проучените запаси в Казахстан възлизат на над 350 милиона тона (2-ро място в света) Хромът се намира в природата главно под формата на хром желязна руда Fe (CrO2) 2 (железен хромит). Ферохромът се получава от него чрез редукция в електрически пещи с кокс (въглерод). За да се получи чист хром, реакцията се провежда, както следва:
1) сплавен железен хромит с натриев карбонат (калцинирана сода) във въздуха;
2) разтваря се натриев хромат и се отделя от железния оксид;
3) прехвърляне на хромат в дихромат, подкисляване на разтвора и кристализация на дихромата;
4) чист хром оксид се получава чрез редукция на натриев дихромат с въглища;
5) с помощта на алумотермия се получава метален хром;
6) с помощта на електролиза се получава електролитен хром от разтвор на хромен анхидрид във вода, съдържащ добавка сярна киселина.

ПРОИЗХОД

Средното съдържание на хром в земната кора (кларк) е 8,3 · 10 -3%. Този елемент вероятно е по-характерен за земната мантия, тъй като ултраосновните скали, за които се смята, че са най-близки по състав до земната мантия, са обогатени с хром (2 · 10 -4%). Хромът образува масивни и разпространени руди в ултраосновни скали; образование, свързано с тях най-големите депозити Chrome. В основните скали съдържанието на хром достига само 2 · 10 -2%, в киселите скали - 2,5 · 10 -3%, в седиментните скали (пясъчници) - 3,5 · 10 -3%, шистите - 9 · 10 -3 %. Хромът е относително слаб воден мигрант; Съдържание на хром в морската вода 0,00005 mg / l.
Като цяло, хромът е метал от дълбоките зони на Земята; каменните метеорити (аналози на мантията) също са обогатени с хром (2,7 · 10 -1%). Известни са повече от 20 хромови минерала. Индустриална стойност имат само Cr-шпинели (до 54% \u200b\u200bCr); освен това хромът се съдържа в редица други минерали, които често придружават хромните руди, но самите те не представляват практическа стойност (уваровит, волконскоит, кемерит, фуксит).
Има три основни хромови минерала: магнохромит (Mg, Fe) Cr 2 O 4, хромопикотит (Mg, Fe) (Cr, Al) 2 O 4 и алумохромит (Fe, Mg) (Cr, Al) 2 O 4. От външен вид те са неразличими и се наричат \u200b\u200bнеточно "хромити".

ПРИЛОЖЕНИЕ

Хромът е важен компонент в много легирани стомани (по-специално неръждаеми стомани), както и в редица други сплави. Добавянето на хром значително увеличава твърдостта и устойчивостта на корозия на сплавите. Използването на Chromium се основава на неговата устойчивост на топлина, твърдост и устойчивост на корозия. Най-вече хромът се използва за топене на хром стомани. Алуминият и силикотермичният хром се използват за топене на нихром, ниммон, други никелови сплави и стелит.
Значително количество хром се използва за декоративни устойчиви на корозия покрития. Прахообразният хром се използва широко при производството на металокерамични изделия и материали за заваръчни електроди. Хромът под формата на йон Cr 3+ е примес в рубин, който се използва като скъпоценен камък и лазерен материал. Хромовите съединения се използват за ецване на тъкани по време на боядисване. Някои хромови соли се използват като компонент дъбилни решения в кожената индустрия; PbCrO 4, ZnCrO 4, SrCrO 4 - като художествени бои. Хромито-магнезитовите огнеупорни продукти се произвеждат от смес от хромит и магнезит.
Използва се като трайно и красиво галванично покритие (хромиране).
Хромът се използва за производството на сплави: хром-30 и хром-90, които са незаменими за производството на мощни дюзи за плазмени горелки и в космическата индустрия.

Хром - Cr

Откриването на хром се отнася до периода на бързо развитие на химичните и аналитични изследвания на соли и минерали. В Русия химиците проявяват специален интерес към анализа на минерали, открити в Сибир и почти неизвестни в Западна Европа. Един от тези минерали беше сибирската червена оловна руда (крокоит), описана от Ломоносов. Минералът е изследван, но в него не са открити нищо друго освен оксиди на олово, желязо и алуминий. Въпреки това, през 1797 г. Ваукелин, след като свари фино смляна проба от минерала с поташ и утаен оловен карбонат, получи оранжево-червен разтвор. От този разтвор той кристализира рубиненочервена сол, от която се изолират оксидът и свободният метал, различни от всички известни метали. Ваукелен го кръсти Хром (Chrome ) от гръцката дума- оцветяване, цвят; истината тук не беше свойството на метала, а на неговите ярко оцветени соли.

Да си сред природата.

Най-важната хромна руда с практическо значение, е хромит, приблизителният състав на който съответства на формулата FeCrO \u200b\u200b4.

Среща се в Мала Азия, на Урал, в Северна Америка, в Южна Африка. Гореспоменатият минерал от крокоит, PbCrO 4, също е от техническо значение. Хром (3) оксид и някои от другите му съединения също се срещат в природата. В земната кора съдържанието на хром по отношение на метала е 0,03%. Хромът се намира в Слънцето, звездите, метеоритите.

Физически свойства.

Хромът е бял, твърд и чуплив метал, изключително химически устойчив на киселини и основи. Той се окислява във въздуха и има тънък прозрачен оксиден филм на повърхността си. Хромът има плътност 7,1 g / cm 3, точката му на топене е +1875 0 С.

Получаване.

При силно нагряване на хром желязна руда с въглища, хромът и желязото се намаляват:

FeO * Cr 2 O 3 + 4C \u003d 2Cr + Fe + 4CO

В резултат на тази реакция се образува хромова сплав с желязо, характеризираща се с висока якост. За да се получи чист хром, той се редуцира от хром (3) оксид с алуминий:

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

Този процес обикновено използва два оксида - Cr 2 O 3 и CrO 3

Химични свойства.

Благодарение на тънкия защитен оксиден филм, покриващ хромовата повърхност, той е силно устойчив на агресивни киселини и основи. Хромът не реагира с концентрирана азотна и сярна киселини, както и с фосфорна киселина. Хромът реагира с основи при t \u003d 600-700 ° C. Хромът обаче взаимодейства с разредени сярна и солна киселини, измествайки водорода:

2Cr + 3H2S04 \u003d Cr2 (SO4) 3 + 3H2
2Cr + 6HCl \u003d 2CrCl 3 + 3H2

При високи температури хромът изгаря в кислород, образувайки оксид (III).

Горещият хром реагира с водни пари:

2Cr + 3H2O \u003d Cr2O3 + 3H2

Хромът при високи температури също реагира с халогени, халоген - с водород, сяра, азот, фосфор, въглища, силиций, бор, например:

Cr + 2HF \u003d CrF 2 + H2
2Cr + N2 \u003d 2CrN
2Cr + 3S \u003d Cr 2 S 3
Cr + Si \u003d CrSi

Горните физически и химични свойства хром намери приложението си в различни области на науката и технологиите. Така например хромът и неговите сплави се използват за получаване на високоякостни, устойчиви на корозия покрития в машиностроенето. Ферохромните сплави се използват като металорежещи инструменти. Хромираните сплави са намерили приложение в медицинската технология, в производството на оборудване за химическа обработка.

Позицията на хрома в периодичната таблица на химичните елементи:

Хромът води подгрупа VI на групата периодична система елементи. Електронната му формула е както следва:

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

При запълването на орбиталите с електрони при атома на хрома се нарушава закономерността, според която 4S орбиталата първо трябва да се запълни до състоянието 4S 2. Поради факта, че 3d-орбиталата заема по-благоприятна енергийна позиция в хромовия атом, тя се запълва до стойност 4d 5. Това явление се наблюдава в атомите на някои други елементи на вторични подгрупи. Хромът може да проявява степени на окисление от +1 до +6. Най-стабилни са хромовите съединения със степени на окисление +2, +3, +6.

Двувалентни хромови съединения.

Хром (II) оксид CrO е пирофорен черен прах (пирофорността е способността да се възпламенява във въздуха в фино разделено състояние). CrO се разтваря в разредена солна киселина:

CrO + 2HCl \u003d CrCl2 + H2O

Във въздуха при нагряване над 100 0 С CrO се превръща в Cr 2 O 3.

Двувалентните хромови соли се образуват чрез разтваряне на метален хром в киселини. Тези реакции протичат в атмосфера на газ с ниска активност (например Н 2), тъй като в присъствието на въздух Cr (II) лесно се окислява до Cr (III).

Хромният хидроксид се получава под формата на жълта утайка чрез действието на алкален разтвор върху хром (II) хлорид:

CrCl 2 + 2NaOH \u003d Cr (OH) 2 + 2NaCl

Cr (OH) 2 има основни свойства и е редуциращ агент. Хидратираният йон Cr2 + е бледосин. Воден разтвор на CrCl 2 е със син цвят. Във въздуха във водни разтвори съединенията Cr (II) се превръщат в съединения Cr (III). Това е особено изразено за Cr (II) хидроксид:

4Cr (OH) 2 + 2H2O + O2 \u003d 4Cr (OH) 3

Трехвалентни хромови съединения.

Хром (III) оксид Cr 2 O 3 е огнеупорен зелен прах. Твърдостта е близка до корунда. В лабораторията може да се получи чрез нагряване на амониев дихромат:

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

Cr 2 O 3 - амфотерен оксид, когато сливането с основи образува хромити: Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O

Хромовият хидроксид също е амфотерно съединение:

Cr (OH) 3 + HCl \u003d CrCl 3 + 3H 2 O
Cr (OH) 3 + NaOH \u003d NaCrO2 + 2H2O

Безводният CrCl 3 има вид на тъмнолилави листа, напълно е неразтворим в студена вода и се разтваря много бавно при варене. Безводен хром (III) сулфат Cr 2 (SO 4) 3 розов, също слабо разтворим във вода. В присъствието на редуциращи агенти, той образува виолетов хром сулфат Cr 2 (SO 4) 3 * 18H 2 O. Известни са също хидрати на зеления хром сулфат, съдържащи по-малко вода. Хром стипца KCr (SO 4) 2 * 12H 2 O кристализира от разтвори, съдържащи виолетов хромен сулфат и калиев сулфат. Разтворът на хромен стипца става зелен при нагряване поради образуването на сулфати.

Реакции с хром и неговите съединения

Почти всички хромови съединения и техните разтвори са интензивно оцветени. Имайки безцветен разтвор или бяла утайка, най-вероятно можем да заключим, че няма хром.

Загрейте силно в пламък на горелка върху порцеланова чаша такова количество калиев дихромат, което ще се побере на върха на ножа. Солта няма да отдели кристализационна вода, но ще се стопи при температура около 400 0 С с образуването на тъмна течност. Ще го загряваме още няколко минути на силен пламък. След охлаждане върху парчето се образува зелена утайка. Ще разтворим част от него във вода (тя става жълта), а другата част ще оставим върху парчето. Солта се разлага при нагряване, което води до образуването на разтворим жълт калиев хромат K 2 CrO 4 и зелен Cr 2 O 3.
Разтворете 3 g прахообразен калиев дихромат в 50 ml вода. Добавете малко калиев карбонат към една част. Той ще се разтвори с отделянето на CO 2 и цветът на разтвора ще стане светложълт. Хроматът се образува от калиев дихромат. Ако сега на порции добавите 50% разтвор на сярна киселина, тогава отново ще се появи червено-жълтият цвят на дихромата.
Изсипете 5 ml в епруветка. разтвор на калиев дихромат, кипва се с 3 ml концентрирана солна киселина под течение. От разтвора се отделя жълто-зелен токсичен газообразен хлор, тъй като хроматът ще окисли HCl до Cl 2 и H 2 O. Самият хромат ще се превърне в зелен хлорид на тривалентен хром. Той може да бъде изолиран чрез изпаряване на разтвора и след това, разтопен със сода и селитра, превърнат в хромат.
Когато се добави разтвор на оловен нитрат, се утаява жълт оловен хромат; при взаимодействие с разтвор на сребърен нитрат се образува червено-кафява утайка от сребърен хромат.
Към разтвора на калиев дихромат се добавя водороден прекис и разтворът се подкислява със сярна киселина. Разтворът придобива наситено син цвят поради образуването на хром пероксид. Когато се разклати с определено количество етер, пероксидът преминава в органичен разтворител и става син. Тази реакция е специфична за хрома и е много чувствителна. Той може да открива хром в метали и сплави. Първата стъпка е разтварянето на метала. При продължително кипене с 30% сярна киселина (може да се добави и солна киселина) хромът и много стомани се разтварят частично. Полученият разтвор съдържа хром (III) сулфат. За да можем да осъществим реакцията на откриване, първо я неутрализираме със сода каустик. Утаява се сиво-зелен хром (III) хидроксид, който ще се разтвори в излишък от NaOH и ще образува зелен натриев хромит. Филтрирайте разтвора и добавете 30% водороден прекис. При нагряване разтворът пожълтява, тъй като хромитът се окислява до хромат. Подкисляването ще доведе до син цвят на разтвора. Оцветеното съединение може да се извлече чрез разклащане с етер.

Аналитични реакции за хромови йони.

Добавете 2М разтвор на NaOH към 3-4 капки разтвор на хромхлорид CrCl3, докато първоначално утаената утайка се разтвори. Отбележете цвета на получения натриев хромит. Полученият разтвор се загрява на водна баня. Какво става тогава?
Добавете еднакъв обем от 8M разтвор на NaOH и 3-4 капки 3% разтвор на H2O2 към 2-3 капки разтвор на CrCl3. Загрейте реакционната смес на водна баня. Какво става тогава? Каква утайка се образува, ако полученият оцветен разтвор се неутрализира, към него се добави CH 3 COOH и след това Pb (NO 3) 2?
В епруветка се изсипват 4-5 капки разтвори на хром сулфат Cr 2 (SO 4) 3, IMH 2 SO 4 и KMnO 4. Загрейте реакционната смес за няколко минути на водна баня. Обърнете внимание на промяната на цвета в разтвора. Какво го е причинило?
Добавете 2-3 капки разтвор на H 2 O 2 към 3-4 капки разтвор на K 2 Cr 2 O 7, подкиселен с азотна киселина и разбъркайте. Появяващото се синьо оцветяване на разтвора се дължи на появата на перхромна киселина H 2 CrO 6:

Cr 2 O 7 2- + 4H 2 O 2 + 2H + \u003d 2H 2 CrO 6 + 3H 2 O

Обърнете внимание на бързото разлагане на H 2 CrO 6:

2H 2 CrO 6 + 8H + \u003d 2Cr 3+ + 3O 2 + 6H 2 O
синьозелено

Перхромната киселина е значително по-стабилна в органичните разтворители.

Добавете 5 капки изоамилов алкохол, 2-3 капки разтвор на H 2 O 2 към 3-4 капки разтвор на K 2 Cr 2 O 7, подкиселен с азотна киселина, и разклатете реакционната смес. Слой от органичен разтворител, който плава до върха, е оцветен в ярко синьо. Цветът избледнява много бавно. Сравнете стабилността на H 2 CrO 6 в органична и водна фази.
По време на взаимодействието на CrO 4 2- и Ba 2+ йони се утаява жълта утайка от бариев хромат BaCrO 4.
Сребърен нитрат образува с йони CrO 4 2- утайка от червено-червен сребърен хромат.
Вземете три епруветки. Поставете 5-6 капки разтвор на K 2 Cr 2 O 7 в един от тях, във втория - същия обем разтвор на K 2 CrO 4, а в третия - три капки от двата разтвора. След това добавете три капки разтвор на калиев йодид към всяка епруветка. Обяснете резултата си. Подкиселете разтвора във втората епруветка. Какво става тогава? Защо?

Забавни експерименти с хромови съединения

Смес от CuSO 4 и K 2 Cr 2 O 7 става зелена при добавяне на алкали и пожълтява в присъствието на киселина. Нагряването на 2 mg глицерин с малко количество (NH 4) 2 Cr 2 O 7, последвано от добавяне на алкохол, след филтриране се получава ярко зелен разтвор, който при добавяне на киселина става жълт и в неутрална или алкална среда става зелен.
Поставете в центъра на консерва с термитна „рубинова смес“ - старателно смачкана и поставена в алуминиево фолио Al 2 O 3 (4,75 g) с добавка на Cr 2 O 3 (0,25 g). За да не се охлади буркана по-дълго, е необходимо да се зарови под горния ръб в пясък и след запалване на термита и началото на реакцията да се покрие с железен лист и да се покрие с пясък. Изкопайте буркана за един ден. В резултат се образува рубиненочервен прах.
10 g калиев дихромат се стриват с 5 g натриев или калиев нитрат и 10 g захар. Сместа се навлажнява и се смесва с колодий. Ако прахът се притисне в стъклена тръба и след това изтласка пръчката и я запали от края, тогава ще започне да пълзи „змия“, първо черна, а след охлаждане - зелена. Пръчка с диаметър 4 мм изгаря със скорост около 2 мм в секунда и се удължава 10 пъти.
Ако смесите разтвори на меден сулфат и калиев дихромат и добавите малко разтвор на амоняк, ще се утаи аморфна кафява утайка от състава 4CuCrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O, която се разтваря в солна киселина с образуването на жълт разтвор и при излишък на амоняк се получава зелен разтвор. Ако към този разтвор се добави допълнителен алкохол, ще се образува зелена утайка, която след филтрирането става синя, а след изсушаване - синьо-виолетова с червени искри, ясно видими при силна светлина.
Хромният оксид, останал след експериментите с „вулкан“ или „фараонова змия“, може да бъде регенериран. За да направите това, е необходимо да се разтопят 8 g Cr 2 O 3 и 2 g Na 2 CO 3 и 2,5 g KNO 3 и охладената сплав да се обработи с вряща вода. Получава се разтворим хромат, който може да се превърне в други съединения Cr (II) и Cr (VI), включително оригиналния амониев дихромат.

Примери за редокс преходи, включващи хром и неговите съединения

1. Cr 2 O 7 2- - Cr 2 O 3 - CrO 2 - - CrO 4 2- - Cr 2 O 7 2-

а) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 \u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4 H 2 O б) Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O
в) 2NaCrO 2 + 3Br 2 + 8NaOH \u003d 6NaBr + 2Na 2 CrO 4 + 4H 2 O
г) 2Na 2 CrO 4 + 2HCl \u003d Na 2 Cr 2 O 7 + 2NaCl + H 2 O

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

а) 2Cr (OH) 2 + 1 / 2O 2 + H 2 O \u003d 2Cr (OH) 3
б) Cr (OH) 3 + 3HCl \u003d CrCl 3 + 3H 2 O
в) 2CrCl 3 + 2KMnO 4 + 3H 2 O \u003d K 2 Cr 2 O 7 + 2Mn (OH) 2 + 6HCl
г) K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH \u003d 2K 2 CrO 4 + H 2 O

3. CrO - Cr (OH) 2 - Cr (OH) 3 - Cr (NO 3) 3 - Cr 2 O 3 - CrO - 2
Cr 2+

а) CrO + 2HCl \u003d CrCl2 + H20
б) CrO + H2O \u003d Cr (OH) 2
в) Cr (OH) 2 + 1 / 2O2 + H2O \u003d 2Cr (OH) 3
г) Cr (OH) 3 + 3HNO3 \u003d Cr (NO3) 3 + 3H2O
д) 4Cr (NO3) 3 \u003d 2Cr2O3 + 12NO2 + O2
е) Cr 2 O 3 + 2 NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O

Chrome елемент като художник

Химиците доста често се обръщат към проблема със създаването на изкуствени пигменти за рисуване. През 18-19 век е разработена технология за получаване на много живописни материали. Луис Никола Вокелин през 1797 г., който откри в сибирската червена руда неизвестен досега елемент хром, подготви нова, забележително стабилна боя - хром зелено. Неговият хромофор е воден хром (III) оксид. Изстрелян е под името „изумрудено зелено“ през 1837 година. По-късно Л. Ваукелен предлага няколко нови бои: барит, цинк и хром жълто. С течение на времето те бяха изместени от по-устойчивите жълти, оранжеви пигменти на основата на кадмий.

Хром зелено е най-силната и най-устойчива на светлина боя, която е устойчива на атмосферните газове. Хромовите зеленчуци, смлени в масло, имат голяма покривна способност и следователно могат да изсъхнат бързо от 19-ти век. широко се използва в живописта. Той е от голямо значение в порцелановата живопис. Факт е, че порцелановите изделия могат да бъдат украсени както с подглазурна, така и с надглазурна боя. В първия случай боите се нанасят върху повърхността само на леко изпечен продукт, който след това се покрива със слой глазура. Това е последвано от основното, високотемпературно изпичане: за синтероване на порцелановата маса и претопяване на глазурата продуктите се нагряват до 1350 - 1450 0 С. Много малко бои могат да издържат на такава висока температура без химически промени, а в старите времена имаше само две - кобалт и хром. Черният кобалтов оксид, нанесен върху повърхността на порцелановия продукт, се слива с глазурата по време на изпичането, взаимодействайки химически с него. В резултат се образуват яркосини кобалтови силикати. Такива сини порцеланови прибори за маса, декорирани с кобалт, са добре познати на всички. Хром (III) оксид не реагира химически с компонентите на глазурата и просто лежи между порцелановите парченца и прозрачната глазура с "тъп" слой.

В допълнение към хром зелено, художниците използват бои, получени от wolkonskoite. Този минерал от групата на монтморилонитите (глинен минерал от подкласа на сложните силикати Na (Mo, Al), Si 4 O 10 (OH) 2 е открит през 1830 г. от руския минералог Кеммерер и кръстен на М. Н. Волконская, дъщеря на героя от Бородинската битка, генерал Н. Н. Раевски, съпруга на декабриста С. Г. Волконски. Волконскойт е глина, съдържаща до 24% хром оксид, както и оксиди на алуминий и желязо (III). Променливостта на състава на минерала, открит в Урал, Перм и Киров, определя разнообразния му цвят - от цвета на затъмнена зимна ела до яркозеления цвят на блатна жаба.

Пабло Пикасо помоли геолозите от нашата страна да проучат запасите от волконскоит, което придава на боята уникално свеж тон. В момента е разработен метод за получаване на изкуствен волконскоит. Интересно е да се отбележи, че според данните на съвременните изследвания руските иконописци са използвали бои от този материал през Средновековието, много преди неговото „официално“ откритие. Зелените Guinier (създадени през 1837 г.) също са популярни сред художниците, чиято хромоформа е хидрат на хром оксид Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O, където част от водата е химически свързана, а част е адсорбирана. Този пигмент придава на боята изумруден оттенък.

сайт, с пълно или частично копиране на материала, се изисква връзка към източника.

Национален изследователски Томски политехнически университет

Институт по природни ресурси Геоекология и геохимия

Хром

По дисциплина:

Химия

Завършен:

ученик от група 2G41 Ткачева Анастасия Владимировна 29.10.2014г

Проверено:

учител Стас Николай Федорович

Позиция в периодичната система

Хром - елемент от странична подгрупа от 6-та група от 4-ти период на периодичната система от химични елементи на Д. И. Менделеев с атомен номер 24. Обозначава се със символа Кр(лат. Хром). Просто вещество хром - твърд метал, синкаво-бял. Хромът понякога се нарича черни метали.

Структура на атома

17 Cl) 2) 8) 7 - диаграма на атомната структура

1s2s2p3s3p- електронна формула

Атомът се намира в III период и има три енергийни нива

Атомът се намира в VII в групата, в основната подгрупа - на външната енергийно ниво 7 електрона

Свойства на елемента

Физически свойства

Хромът е бял лъскав метал с кубична телесно центрирана решетка, a \u003d 0,28845 nm, характеризираща се с твърдост и чупливост, с плътност 7,2 g / cm 3, един от най-твърдите чисти метали (на второ място след берилий, волфрам и уран), с точка на топене 1903 градуса. И с точка на кипене около 2570 градуса. В. Във въздуха повърхността на хрома е покрита с оксиден филм, който го предпазва от по-нататъшно окисляване. Добавянето на въглерод към хрома допълнително увеличава твърдостта му.

Химични свойства

Хромът при нормални условия е инертен метал, при нагряване той става доста активен.

Взаимодействие с неметали

При нагряване над 600 ° C хромът изгаря в кислород:

4Cr + 3O 2 \u003d 2Cr 2 O 3.

Той реагира с флуор при 350 ° С, с хлор - при 300 ° С, с бром - при температурата на червената топлина, образувайки хром (III) халогениди:

2Cr + 3Cl 2 \u003d 2CrCl 3.

Реагира с азот при температури над 1000 ° C с образуването на нитриди:

2Cr + N2 \u003d 2CrN

или 4Cr + N2 \u003d 2Cr2 N.

2Cr + 3S \u003d Cr 2 S 3.

Реагира с бор, въглерод и силиций, образувайки бориди, карбиди и силициди:

Cr + 2B \u003d CrB 2 (възможно е образуването на Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 4),

2Cr + 3C \u003d Cr 2 C 3 (възможно е образуване на Cr 23 C 6, Cr 7 B 3),

Cr + 2Si \u003d CrSi 2 (възможно е образуването на Cr 3 Si, Cr 5 Si 3, CrSi).

Той не взаимодейства директно с водорода.

Взаимодействие с вода

В фино разделено състояние с нажежаема жичка хромът реагира с вода, образувайки хром (III) оксид и водород:

2Cr + 3H2O \u003d Cr2O3 + 3H2

5взаимодействия с киселини

В електрохимичната поредица от напрежения на металите хромът е до водород, той измества водорода от разтвори на неокисляващи киселини:

Cr + 2HCl \u003d CrCl2 + H2;

Cr + H2SO4 \u003d CrSO4 + H2.

В присъствието на атмосферен кислород се образуват соли на хром (III):

4Cr + 12HCl + 3O 2 \u003d 4CrCl 3 + 6H 2 O.

Концентрирана азотна и сярна киселини пасивират хром. Хромът може да се разтвори в тях само при силно нагряване, образуват се хромови (III) соли и киселинно-редукционни продукти:

2Cr + 6H2S04 \u003d Cr2 (SO4) 3 + 3SO2 + 6H2O;

Cr + 6HNO 3 \u003d Cr (NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O.

Взаимодействие с алкални реактиви

Във водни разтвори на основи хромът не се разтваря, бавно реагира с алкални стопилки с образуването на хромити и отделянето на водород:

2Cr + 6KOH \u003d 2KCrO 2 + 2K 2 O + 3H 2.

Реагира с алкални стопилки на окислители, например калиев хлорат, докато хромът преминава в калиев хромат:

Cr + KClO 3 + 2KOH \u003d K 2 CrO 4 + KCl + H 2 O.

Възстановяване на метали от оксиди и соли

Хромът е активен метал, той е в състояние да измести металите от разтвори на техните соли: 2Cr + 3CuCl 2 \u003d 2CrCl 3 + 3Cu.

Свойства на просто вещество

Стабилен на въздух поради пасивиране. По същата причина той не реагира със сярна и азотна киселини. При 2000 ° C той изгаря, образувайки зелен хром (III) оксид Cr 2 O 3, който има амфотерни свойства.

Съединения на хрома с бор (бориди Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 2, CrB 4 и Cr 5 B 3), с въглерод (карбиди Cr 23 C 6, Cr 7 C 3 и Cr 3 C 2), със силиций (силициди Cr 3 Si, Cr 5 Si 3 и CrSi) и азот (нитриди CrN и Cr 2 N).

Cr съединения (+2)

Степента на окисление +2 съответства на основния оксид CrO (черен). Солите Cr 2+ (сини разтвори) се получават чрез редукция на Cr 3+ соли или дихромати с цинк в кисела среда („с водород по време на изолирането“):

Всички тези Cr 2+ соли са силни редуциращи агенти до степен, че те изместват водорода от водата при изправяне. Кислородът във въздуха, особено в кисела среда, окислява Cr 2+, в резултат на което синият разтвор бързо става зелен.

Кафяв или жълт хидроксид Cr (OH) 2 се утаява, когато алкали се добавят към разтвори на хром (II) соли.

Синтезирани са хромисти дихалиди CrF2, CrCl2, CrBr2 и CrI2

Cr (+3) съединения

Степента на окисление +3 съответства на амфотерния оксид Cr 2 O 3 и хидроксид Cr (OH) 3 (и двата са зелени). Това е най-стабилното окислително състояние на хрома. Хромовите съединения в това състояние на окисление имат цвят от мръсен люляк (йон 3+) до зелен (анионите присъстват в координационната сфера).

Cr 3+ има тенденция да образува двойни сулфати от типа M I Cr (SO 4) 2 12H 2 O (стипца)

Хром (III) хидроксид се получава чрез въздействие с амоняк върху разтвори на соли на хром (III):

Cr + 3NH + 3H2O → Cr (OH) ↓ + 3NH

Можете да използвате алкални разтвори, но в техния излишък се образува разтворим хидроксо комплекс:

Cr + 3OH → Cr (OH) ↓

Cr (OH) + 3OH →

Чрез сливане на Cr 2 O 3 с основи се получават хромити:

Cr2O3 + 2NaOH → 2NaCrO2 + H2O

Некалцинираният хром (III) оксид се разтваря в алкални разтвори и киселини:

Cr2O3 + 6HCl → 2CrCl3 + 3H2O

Когато хромовите (III) съединения се окисляват в алкална среда, се образуват хромови (VI) съединения:

2Na + 3HO → 2NaCrO + 2NaOH + 8HO

Същото се случва, когато хром (III) оксид се стопи с алкали и окислители или с алкали във въздуха (стопилката става жълта в този случай):

2Cr2O3 + 8NaOH + 3O2 → 4Na2CrO4 + 4H2O

Хромни съединения (+4)[

С внимателното разлагане на хром (VI) оксид CrO 3 при хидротермални условия се получава хром (IV) оксид CrO 2, който е феромагнетик и има метална проводимост.

Сред хром тетрахалидите CrF 4 е стабилен, хром тетрахлоридът CrCl 4 съществува само в парите.

Хромни съединения (+6)

Степента на окисление +6 съответства на киселинния хром (VI) оксид CrO 3 и редица киселини, между които има равновесие. Най-простите от тях са хромен H 2 CrO 4 и двухромен H 2 Cr 2 O 7. Те образуват две серии соли: съответно жълти хромати и оранжеви дихромати.

Хромовият оксид (VI) CrO 3 се образува чрез взаимодействие на концентрирана сярна киселина с дихроматни разтвори. Типичен киселинен оксид, когато взаимодейства с вода, той образува силни нестабилни хромни киселини: хромен H 2 CrO 4, дихромен H 2 Cr 2 O 7 и други изополикиселини с общата формула H 2 Cr n O 3n + 1. Повишаването на степента на полимеризация се случва с намаляване на рН, тоест повишаване на киселинността:

2CrO + 2H → Cr2O + H2O

Но ако към оранжевия разтвор на K 2 Cr 2 O 7 се добави алкален разтвор, цветът отново става жълт, тъй като отново се образува хроматът K 2 CrO 4:

Cr2O + 2OH → 2CrO + HO

Не достига висока степен на полимеризация, както се случва в волфрам и молибден, тъй като полихромната киселина се разлага на хром (VI) оксид и вода:

H2CrnO3n + 1 → H2O + nCrO3

Разтворимостта на хроматите приблизително съответства на разтворимостта на сулфатите. По-специално, жълтият хромат на бариев BaCrO 4 се утаява, когато бариевите соли се добавят както към хроматни разтвори, така и към дихроматни разтвори:

Ba + CrO → BaCrO ↓

2Ba + CrO + H2O → 2BaCrO ↓ + 2H

Образуването на кървавочервен, слабо разтворим сребърен хромат се използва за откриване на сребро в сплави, използвайки пробна киселина.

Известен хром пентафлуорид CrF 5 и нестабилен хром хексафлуорид CrF 6. Получават се също летливи хромови оксихалиди CrO2 F2 и CrO2 Cl2 (хромил хлорид).

Хромовите (VI) съединения са силни окислители, например:

K2Cr2O7 + 14HCl → 2CrCl3 + 2KCl + 3Cl2 + 7H2O

Добавянето на водороден прекис, сярна киселина и органичен разтворител (етер) към дихроматите води до образуването на син хромен пероксид CrO 5 L (L е молекулата на разтворителя), който се екстрахира в органичния слой; тази реакция се използва като аналитична.

Хром (лат. cromium), cr, химичен елемент от група vi на периодичната система на Менделеев, атомно число 24, атомна маса 51,996; стоманено-синкав метал.

Естествени стабилни изотопи: 50 кр (4,31%), 52 cr (87,76%), 53 cr (9,55%) и 54 cr (2,38%). От шестте изкуствени радиоактивни изотопа, 51 cr (полуживот t 1/2 = 27,8 дни) , което се прилага като изотопен индикатор.

Историческа справка. Х. отворен през 1797 г. от Л.Н. Vauquelin в минерала крокоит - естествен оловен хромат pbcro 4. Името Х. получи от гръцката дума chroma - цвят, боя (поради разнообразието от цветове на съединенията му). Независимо от Ваукелин, Х. е открит в крокоит през 1798 г. от немския учен М. Г. Клапрот.

Разпространение в природата. Средното съдържание на хром в земната кора (кларк) е 8,3? 10 -3%. Този елемент вероятно е по-характерен за мантията на земята,от ултраосновните скали, за които се смята, че са най-близки по състав до земната мантия, са обогатени в Ch. (2 × 10 -1%). Х. Образува масивни и разпространени руди в ултраосновни скали; с тях е свързано образуването на най-големите находища на хром.В основните скали концентрацията на хром достига само 2? 10 -2%, в кисело - 2,5? 10 -3%, в седиментните скали (пясъчници) - 3,5? 10 -3%, шисти - 9? 10 -3%. З. е относително слаб воден мигрант; H. съдържание в морска вода 0,00005 mg / l.

Като цяло, Х. е металът на дълбоките зони на земята; каменните метеорити (аналози на мантията) също са обогатени с хром (2,7 × 10 -1%). Известни са повече от 20 минерала на H. Само хром шпинели (до 54% \u200b\u200bcr); освен това хромът се съдържа в редица други минерали, които често придружават хромните руди, но самите те нямат практическа стойност ( уваровите, Волконскойт, Кемерит, Фуксит).

А. И. Перелман.

Физични и химични свойства ... H. е твърд, тежък, огнеупорен метал. Pure H. е пластмаса. Кристализира в телесно-центрирана решетка, и\u003d 2 885 å (20 ° С); при ~ 1830 ° С е възможно да се трансформира в модификация с лицево центрирана решетка, и \u003d 3,69 å.

Атомен радиус 1,27 å; йонни радиуси cr 2+ 0,83 å, cr 3+ 0,64 å, cr 6+ 0,52 å Плътност 7,19 g / cm 3; t pl 1890 ° С; т бала 2480 ° C. Специфична топлина 0,461 kJ /(килограма? ДА СЕ.) (25 ° С); термичен коефициент на линейно разширение 8,24? 10 -6 (при 20 ° С); коефициент на топлопроводимост 67 wm /(м? ДА СЕ) (20 ° С); електрическо съпротивление 0,414 mkom? м(20 ° С); термичен коефициент на електрическо съпротивление в диапазона 20-600 ° C е 3,01? 10 -3. H. е антиферомагнитна, със специфична магнитна възприемчивост 3,6? 10 -6. Твърдост по Бринел с висока чистота H. 7-9 Mn / m 2(70-90 kgf / cm 2) .

Външната електронна конфигурация на X. 3d 5 4s 1... В съединенията обикновено проявява степени на окисление +2, +3, +6, сред тях cr 3+ са най-стабилни; известни са някои съединения, при които хромът има степени на окисление +1, +4, +5. Х. е химически неактивен. При нормални условия той е устойчив на кислород и влага, но се комбинира с флуор, за да образува crf 3. Над 600 ° C взаимодейства с водни пари, давайки cr 2 o 3; азот - cr 2 n, crn; въглерод - cr 23 c 6, cr 7 c 3, cr 3 c 2; сиво - cr 2 s 3. При сливане с бор образува борид crb, със силиций - силициди cr 3 si, cr 2 si 3, crsi 2. С много метали хромът дава сплави . Взаимодействието с кислорода в началото протича доста активно, след което рязко се забавя поради образуването на оксиден филм върху металната повърхност. При 1200 ° С филмът се разпада и окисляването протича бързо отново. X. се запалва в кислород при 2000 ° C с образуването на тъмно зелен оксид X. cr 2 o 3. В допълнение към оксида са известни и други съединения с кислород, например cro, cro 3, получени индиректно . Х. Лесно реагира с разредени разтвори на солна и сярна киселини, като образува хлориди и сулфати на хлориди и отделя водород; царска водка и азотна киселина пасивират H.

С увеличаване на степента на окисление, киселинните и окислителните свойства на X се увеличават. Производните на cr2 + са много силни редуциращи агенти. Йонът cr 2+ се образува на първия етап на разтваряне на хром в киселини или по време на редукцията на cr 3+ в кисел разтвор цинк. Хидратът на азотен оксид cr (oh) 2, когато се дехидратира, се превръща в cro 4 2-. Cr 3+ връзките са стабилни във въздуха. Те могат да бъдат както редуциращи, така и окислителни агенти. cr 3+ може да бъде редуциран в киселинен разтвор с цинк до cr 2+ или окислен в алкален разтвор до cro 4 2- бром и други окислители. Хидроксид cr (oh) 3 (или по-скоро cr 2 o 3? Nh 2 o е амфотерно съединение, което образува соли с катиона cr 3+ или соли на хромна киселина hcro 2 - хромити (например kcro 2, nacro 2). Съединения cr 6+: хромен анхидрид cro 3, хромови киселини и техните соли, сред които най-важните куцота и дихромати - силни окислители. X. образува голям брой соли с кислородни киселини... Известни комплексни съединения X; особено многобройни са сложните съединения cr 3+, в които X има координационен номер 6. Съществуват значителен брой пероксидни съединения X.

Получаване ... В зависимост от целта на употреба, хромът се получава с различна степен на чистота. Суровината обикновено е Cr-шпинели, които се обогатяват и след това се сливат с поташ (или сода) в присъствието на атмосферен кислород. По отношение на основния компонент на рудите, съдържащи cr 3+, реакцията е следната:

2fecr 2 o 4 + 4K 2 CO 3 + 3.5o 2 \u003d 4k 2 cro 4 + fe 2 o 3 + 4co 2.

Полученият калиев хромат k 2 cro 4 се излугва с гореща вода и действието на h 2, така че 4 го превръща в дихромат k 2 cr 2 o 4 . Освен това, действието на концентриран разтвор на h 2 so 4 върху k 2 cr 2 o 7 се получава хромен анхидрид cro 3 или нагряване k 2 cr 2 o 7 със сяра - оксид X. cr 2 o 3.

Най-чистият хром се получава при промишлени условия или чрез електролиза на концентриран водни разтвори cro 3 или cr 2 o 3, съдържащи h 2 so 4, или чрез електролиза на X сулфат. cr 2 (so 4) 3. В този случай хромът се утаява върху катод от алуминий или неръждаема стомана. Пълното пречистване на примесите се постига чрез обработка на хрома с ултрачист водород при висока температура (1500-1700 ° C).

Също така е възможно да се получи чист хром чрез електролиза на стопилки crf 3 или crcl 3, смесени с флуориди на натрий, калий и калций при температура около 900 ° C в атмосфера на аргон.

Малки количества хром се получават чрез редукция на cr 2 o 3 с алуминий или силиций. При алумотермичния метод предварително нагрят заряд от cr 2 o 3 и прах или стърготини al с добавяне на окислител се зарежда в тигел, където реакцията се инициира чрез запалване на смес от na 2 o 2 и al, докато тигелът се напълни с хром и шлака. Силиций, термично топен в дъгови пещи. Чистотата на получения хром се определя от съдържанието на примеси в cr 3 o 3 и в al или si, използвани за редукция.

Индустриалните сплави се произвеждат в голям мащаб. ферохром и силикохром.

Приложение. Използването на хром се основава на неговата якост при висока температура, твърдост и устойчивост на корозия. Хромът се използва най-вече за топене на хром стомани. . За топене се използва алуминий и силикотермичен хром нихром, нимоника, други никелови сплави и стелит.

Значително количество хром се използва за декоративни устойчиви на корозия покрития. . Прахообразният хром се използва широко при производството на металокерамични изделия и материали за заваръчни електроди. X. под формата на cr 3+ йон е примес в рубин, който се използва като скъпоценен камък и лазерен материал. Хлоридните съединения се използват за ецване на тъкани по време на боядисване. Някои хлорни соли се използват като неразделна част от дъбилните разтвори в кожената промишленост; pbcro 4, zncro 4, srcro 4 - като художествени бои. За направата се използва смес от хромит и магнезит хром-магнезитови огнеупорни продукти.

Съединения X (особено производни с 6+) са токсични.

А. Б. Сучков.

З. в тялото ... Х. е един от биогенни елементи, е постоянно част от тъканите на растенията и животните. Средното съдържание на хром в растенията е 0,0005% (92-95% от хрома се натрупва в корените), при животните е от десет хилядни до десет милионни процента. При планктонните организми коефициентът на натрупване на хлор е огромен - 10 000 - 26 000. Висшите растения не могат да понасят концентрации на хром над 3? 10 -4 mol / l. В листата той присъства под формата на комплекс с ниско молекулно тегло, който не е свързан с субклетъчни структури. Необходимостта от H. за растения не е доказана. При животните хромът участва в метаболизма на липидите, протеините (част от ензима трипсин) и въглехидратите (структурен компонент на резистентния към глюкоза фактор). Основният източник на Ч. Попадането в организма на животните и хората е храната. Намаляването на съдържанието на хлор в храната и кръвта води до намаляване на скоростта на растеж, повишаване на холестерола в кръвта и намаляване на чувствителността на периферните тъкани към инсулин.

М. Я. Школник.

Отравяне и неговите съединения се откриват по време на тяхното производство; в машиностроенето (галванични покрития); металургия (легиращи добавки, сплави, огнеупори); при производството на кожа, бои и др. Токсичността на X. съединенията зависи от тяхната химична структура: дихроматите са по-токсични от хроматите, съединенията cr (vi) са по-токсични от съединенията cr (ii), cr (lll). Първоначалните форми на заболяването се проявяват с усещане за сухота и болка в носа, болки в гърлото, затруднено дишане, кашлица и др .; те могат да изчезнат при прекратяване на контакта с Х. При продължителен контакт със съединения Х се развиват признаци на хронично отравяне: главоболие, слабост, диспепсия, загуба на тегло и др. Функциите на стомаха, черния дроб и панкреаса са нарушени. Възможен бронхит бронхиална астма, дифузна пневмосклероза. При излагане на H. върху кожата може да се развие дерматит и екзема. Според някои съобщения, X. съединенията, предимно cr (lll), имат канцерогенен ефект. Предотвратяване на отравяне: периодични медицински прегледи с участието на отоларинголог; за галванични процеси - локална вентилация под формата на всмукване на борда близо до ваните, използване на ръкавици, защитни мехлеми; в присъствието на прах, съдържащ H., се използват респиратори, общи средства за потискане и събиране на прах.

А. А. Каспаров.

Лит .: Sally A.G., Brands E.A., Chrome, 2nd ed., M., 1971; Некрасов Б. В., Основи на общата химия, М., 1973; Ахметов Н. С., Неорганична химия, 2-ро издание, М., 1975; Реми Г., Курс по неорганична химия, прев. от него., т. 1-2, М., 1972-74; Cotton F., Wilkinson J., Contemporary неорганична химия, на. от английски, част 3, М., 1969; Грушко Я. М., Хромни съединения и предотвратяване на отравяния от тях, М., 1964; Боуен Н. j. М., микроелементи в биохимията, л. - н. г., 1966.