Хімічна формула хрому. Хром - загальна характеристика елемента, хімічні властивості хрому та його сполук

хром

Елемент №24. Один з найбільш твердих металів. Має високу хімічну стійкість. Один з найважливіших металів, використовуваних у виробництві легованих сталей. Більшість сполук хрому має яскраве забарвлення, причому самих різних кольорів. За цю особливість елемент і був названий хромом, що в перекладі з грецького означає «фарба».

Як його знайшли

Мінерал, що містить хром, був відкритий біля Єкатеринбурга в 1766 р І.Г. Леманном і названий «сибірським червоним свинцем». Зараз цей мінерал називається Крокоитом. Відомий і його склад - РbCrО 4. А свого часу «сибірський червоний свинець» викликав чимало розбіжностей серед вчених. Тридцять років сперечалися про його складі, поки, нарешті, в 1797 р французький хімік Луї Нікола Воклен не надала з нього метал, який (теж, до речі, після деяких суперечок) назвали хромом.

Воклен обробив крокоит поташем До 2 CO 3: хромат свинцю перетворився в хромат калію. Потім за допомогою соляної кислоти хромат калію був перетворений в окис хрому і воду (хромова кислота існує лише в розбавлених розчинах). Нагрівання зелений порошок окису хрому в графітовому тиглі з вугіллям, Воклен отримав новий тугоплавкий метал.

Паризька академія наук по всій формі засвідчила відкриття. Але, швидше за все, Воклен виділити не елементарний хром, а його карбіди. Про це свідчить голкоподібний форма отриманих Вокленом світлосірих кристалів.

Назва «хром» запропонували друзі Воклена, але воно йому не сподобалося - метал не відрізнявся особливим кольором. Однак друзям вдалося умовити хіміка, посилаючись на те, що з яскраво забарвлених сполук хрому можна отримувати хороші фарби. (До речі, саме в роботах Воклена вперше пояснена смарагдова забарвлення деяких природних силікатів берилію і алюмінію; їх, як з'ясував Воклен, фарбували домішки сполук хрому.) Так і утвердилося за новим елементом цю назву.

Між іншим, склад «хром», саме в сенсі «забарвлений», входить в багато наукові, технічні і навіть музичні терміни. Широко відомі фотоплівки «ізопанхром», «панхром» і «ортохром». Слово «хромосома» в перекладі з грецького означає «тіло, яке забарвлюється». Є «хроматична» гамма (в музиці) і є гармоніка «хромка».

Де він знаходиться

В земній корі хрому досить багато - 0,02%. Основний мінерал, з якого промисловість отримує хром, - це хромова шпинель змінного складу із загальною формулою (Mg, Fe) О · (Сr, Al, Fе) 2 O 3. Хромова руда носить назву хромитов або хромистоїзалізняку (тому, що майже завжди містить і залізо). Поклади хромових руд є в багатьох місцях. Наша країна володіє величезними запасами хромітів. Одне з найбільших родовищ знаходиться в Казахстані, в районі Актюбінська; воно відкрито в 1936 р Значні запаси хромових руд є і на Уралі.

Хроміти йдуть здебільшого на виплавку ферохрому. Це - один з найважливіших феросплавів, абсолютно необхідний для масового виробництва легованих сталей.

Феросплави - сплави заліза з іншими елементами, що застосовуються головним обрядом для легування і розкислення сталі. Ферохром містить не менше 60% Cr.

Царська Росія майже не виробляла феросплавів. На кількох доменних печах південних заводів виплавляли нізкопроцентниє (по легуючих металів) феросиліцій і феромарганець. Та ще на річці Сатке, що тече на Південному Уралі, в 1910 був побудований крихітний заводик, виплавляти мізерні кількості феромарганцю і ферохрому.

Молодий Радянській країні в перші роки розвитку доводилося ввозити феросплави з-за кордону. Така залежність від капіталістичних країн була неприпустимою. Вже в 1927 ... 1928 рр. почалося спорудження радянських феросплавних заводів. В кінці 1930 року була побудована перша велика феросплавна піч в Челябінську, а в 1931 р став до ладу Челябінський завод - первісток феросплавної промисловості СРСР. В 1933 були пущені ще два заводи - в Запоріжжі і Зестафоні. Це дозволило припинити ввезення феросплавів. Всього за кілька років в Радянському Союзі було організовано виробництво безлічі видів спеціальних сталей - шарикопідшипникової, жаротривкої, нержавіючої, автотракторної, швидкорізальної ... У всі ці стали входить хром.

на XVII з'їзді партії нарком важкої промисловості Серго Орджонікідзе говорив: «... якби у нас не було якісних сталей, у нас не було б автотракторної промисловості. Вартість витрачених нами зараз якісних сталей визначається понад 400 млн руб. Якби треба було ввозити, це - 400 млн руб. щорічно, ви б, чорт забирай, в кабалу потрапили до капіталістів ... »

Завод на базі Актюбінської родовища побудований пізніше, в роки Великої Вітчизняної війни. Першу плавку ферохрому він дав 20 січня 1943 р спорудженні заводу брали участь трудящі міста Актюбинска. Будівництво було оголошено народною. Ферохром нового заводу йшов на виготовлення металу для танків і гармат, для потреб фронту.

Пройшли роки. Зараз Актюбинский феросплавний завод - одне з найбільших підприємств, що випускає ферохром всіх марок. На заводі зросли висококваліфіковані національні кадри металургів. З року в рік завод і хромітові рудники нарощують потужність, забезпечуючи нашу чорну металургію високоякісним ферохрому.

У нашій країні є унікальне родовище пріроднолегірованних залізних руд, багатих хромом і нікелем. Воно знаходиться в оренбурзьких степах. На базі цього родовища побудований і працює Орско-Халиловский металургійний комбінат. У доменних печах комбінату виплавляють пріроднолегірованний чавун, що володіє високою жаротривким. Частково його використовують у вигляді лиття, але більшу частину відправляють на переділ в нікелеву сталь; хром при виплавці сталі з чавуну вигоряє.

Великими запасами хромітів розташовують Куба, Югославія, багато країн Азії і Африки.

Як його отримують

Хроміт застосовується переважно в трьох галузях промисловості: металургії, хімії та виробництві вогнетривів, причому металургія споживає приблизно дві третини всього хромита.

Сталь, легована хромом, має підвищену міцність, стійкість проти корозії в агресивних і окислювальних середовищах.

Отримання чистого хрому - дорогий і трудомісткий процес. Тому для легування стали застосовують головним чином ферохром, який отримують в дугових електропечах безпосередньо з хроміту. Відновлювачем служить кокс. Зміст окису хрому в хром має бути не нижче 48%, а отношеніеCr: Fe не менше 3: 1.

Отриманий в електропечі ферохром зазвичай містить до 80% хрому і 4 ... 7% вуглецю (решта - залізо).

Але для легування багатьох якісних сталей потрібен ферохром, що містить мало вуглецю (про причини цього - нижче, в розділі «Хром в сплавах»). Тому частина високовуглецевого ферохрому піддають спеціальній обробці, щоб знизити вміст вуглецю в ньому до десятих і сотих часток відсотка.

З хромита отримують і елементарний, металевий хром. Виробництво технічно чистого хрому (97 ... 99%) засновано на методі алюминотермии, відкритому ще в 1865 р відомим російським хіміком М.М. Бекетовим. Суть методу - у відновленні оксидів алюмінієм, реакція супроводжується значним виділенням тепла.

Але попередньо треба отримати чисту окис хрому Сr 2 О 3. Для цього тонко подрібнений хромит змішують з содою і додають до цієї суміші вапняк або окис заліза. Вся маса обпалюється, причому утворюється хромат натрію:

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

Потім хромат натрію витравлюють з обпаленої маси водою; луг фільтрують, упарюють і обробляють кислотою. В результаті виходить біхромат натрію Na 2 Cr 2 O 7. Відновлюючи його сірої або вуглецем при нагріванні, отримують зелену окис хрому.

Металевий хром можна отримати, якщо чистий окис хрому змішати з порошком алюмінію, нагріти цю суміш в тиглі до 500 ... 600 ° C і підпалити за допомогою перекису барію, Алюміній забирає у окису хрому кисень. Ця реакція Сr 2 О 3 + 2Аl → Аl 2 O 3 + 2Сr - основа промислового (алюмінотермічним) способу отримання хрому, хоча, звичайно, заводська технологія значно складніше. Хром, отриманий алюмінотермічне, містить алюмінію і заліза десяті частки відсотка, а кремнію, вуглецю і сірки - соті частки відсотка.

Використовують також силікотермічеським спосіб отримання технічно чистого хрому. В цьому випадку хром з окису відновлюється кремнієм по реакції

2Сr 2 О 3 + 3Si → 3SiO 2 + 4СR.

Ця реакція відбувається в дугових печах. Для зв'язування кремнезему в шихту додають вапняк. Чистота силікотермічеським хрому приблизно така ж, як і алюмінотермічним, хоча, зрозуміло, вміст у ньому кремнію трохи вище, а алюмінію трохи нижче. Для отримання хрому намагалися застосувати і інші відновники - вуглець, водень, магній. Однак ці способи не набули широкого поширення.

Хром високого ступеня чистоти (приблизно 99,8%) отримують електролітично.

Технічно чистий і електролітичний хром йде головним чином на виробництво складних хромових сплавів.

Константи і властивості хрому

Атомна маса хрому 51,996. У менделєєвської таблиці він займає місце в шостій групі. Його найближчі сусіди і аналоги - молібден і вольфрам. Характерно, що сусіди хрому, так само як і він сам, широко застосовуються для легування сталей.

Температура плавлення хрому залежить від його чистоти. Багато дослідників намагалися її визначити і отримали значення від 1513 до 1920 ° C. Такий великий «розкид» пояснюється перш за все кількістю і складом містяться в хромі домішок. Зараз вважають, що хром плавиться при температурі близько 1875 ° C. Температура кипіння 2199 ° C. Щільність хрому менше, ніж заліза; вона дорівнює 7,19.

За хімічними властивостями хром близький до молібдену і вольфраму. Вищий оксид його CrО 3 - кислотний, це - ангідрид хромової кислоти Н 2 CrО 4. Мінерал крокоит, з якого ми починали знайомство з елементом №24, - сіль цієї кислоти. Крім хромової, відома двухромову кислота H 2 Cr 2 O 7, в хімії широко застосовуються її солі - біхромати. Найбільш поширений окисел хрому Cr 2 О 3 - амфотерен. А взагалі в різних умовах хром може проявляти валентності від 2 до 6. Широко використовуються тільки з'єднання трьох-і шестивалентного хрому.

Твердий метал голубувато-білого кольору. Хром іноді відносять до чорних металах. Цей метал здатний забарвлювати з'єднання в різні кольори, тому і був названий «хром», що означає «фарба». Хром - мікроелемент, необхідний для нормального розвитку і функціонування людського організму. найважливіша його біологічна роль складається в регуляції вуглеводного обміну та рівня глюкози в крові.

Дивіться також:

СТРУКТУРА

Залежно від типів хімічного зв'язку - як і всі метали хром має металевий тип кристалічної решітки, тобто в вузлах решітки знаходяться атому металу.
Залежно від просторової симетрії - кубічна, об'ємно-центрована а \u003d 0,28839 нм. Особливістю хрому є різка зміна його фізичних властивостей при температурі близько 37 ° С. Кристалічна решітка металу складається з його іонів і рухливих електронів. Аналогічно атом хрому в основному стані має електронну конфігурацію. При 1830 ° С можливе перетворення в модифікацію з гранецентрированной гратами, а \u003d 3,69Å.

властивості

Хром має твердість за шкалою Мооса 9, один із самих твердих чистих металів (поступається тільки іридію, берилію, вольфраму і урану). Дуже чистий хром досить добре піддається механічній обробці. Стійкий на повітрі за рахунок пассивирования. З цієї ж причини не реагує з сірчаної та азотної кислотами. При 2000 ° C згорає з утворенням зеленого оксиду хрому (III) Cr 2 O 3, що володіє амфотерними властивостями. При нагріванні реагує з багатьма неметалами, часто утворюючи з'єднання нестехіометріческого складу карбіди, бориди, силіциди, нітриди і ін. Хром утворює численні з'єднання в різних ступенях окислення, в основному +2, +3, +6. Хром має усіма характерними для металів властивостями - добре проводить тепло, електричний струм, Має властивий більшості металів блиск. Є антиферомагнетики і парамагнетиком, тобто, при температурі 39 ° C переходить з парамагнітного стану в антиферомагнітне (точка Нееля).

ЗАПАСИ І ВИДОБУТОК

Найбільші родовища хрому знаходяться в ПАР (1 місце в світі), Казахстані, Росії, Зімбабве, Мадагаскарі. Також є родовища на території Туреччини, Індії, Вірменії, Бразилії, на Філіппінах.nГлавние родовища хромових руд в РФ відомі на Уралі (Донські і Сарановское). Розвідані запаси в Казахстані складають понад 350 мільйонів тонн (2 місце в світі) Хром зустрічається в природі в основному у вигляді хромистоїзалізняку Fe (CrO 2) 2 (хроміт заліза). З нього отримують ферохром відновленням в електропечах коксом (вуглецем). Щоб отримати чистий хром, реакцію ведуть у такий спосіб:
1) сплавляють хромит заліза з карбонатом натрію (кальцинована сода) на повітрі;
2) розчиняють хромат натрію і відокремлюють його від оксиду заліза;
3) переводять хромат в Дихромат, підкисляючи розчин і викристалізовуючи Дихромат;
4) отримують чистий оксид хрому відновленням дихромата натрію вугіллям;
5) за допомогою алюминотермии отримують металевий хром;
6) за допомогою електролізу отримують електролітичний хром з розчину хромового ангідриду в воді, що містить добавку сірчаної кислоти.

ПОХОДЖЕННЯ

Середній вміст Хрому в земній корі (кларк) 8,3 · 10 -3%. Цей елемент, ймовірно, більш характерний для мантії Землі, так як ультраосновних породи, які, як вважають, найближче за складом до мантії Землі, збагачені Хромом (2 · 10 -4%). Хром утворює масивні і вкраплені руди в ультраосновних гірських породах; з ними пов'язано утворення найбільших родовищ Хрому. В основних породах вміст Хрому досягає лише 2 · 10 -2%, в кислих - 2,5 · 10 -3%, в осадових породах (піщаниках) - 3,5 · 10 -3%, глинистих сланцях - 9 · 10 -3 %. Хром - порівняно слабкий водний мігрант; зміст Хрома в морській воді 0,00005 мг / л.
В цілому Хром - метал глибинних зон Землі; кам'яні метеорити (аналоги мантії) теж збагачені Хромом (2,7 · 10 -1%). Відомо понад 20 мінералів Хрома. Промислове значення мають тільки хромшпінеліди (до 54% \u200b\u200bСr); крім того, Хром міститься в ряді інших мінералів, які нерідко супроводжують хромові руди, але самі не уявляють практичне цінності (уваровит, волконскоїт, Кемер, фуксії).
Розрізняють три основних мінералу хрому: магнохроміт (Mg, Fe) Cr 2 O 4, хромпікотіт (Mg, Fe) (Cr, Al) 2 O 4 і алюмохроміт (Fe, Mg) (Cr, Al) 2 O 4. за зовнішнім виглядом вони невиразні, і їх неточно називають «хроміти».

ЗАСТОСУВАННЯ

Хром - важливий компонент у багатьох легованих сталях (зокрема, нержавіючих), а також і в ряді інших сплавів. Добавка хрому суттєво підвищує твердість і корозійну стійкість сплавів. Використання Хрома засноване на його жароміцності, твердості і стійкості проти корозії. Найбільше Хрома застосовують для виплавки хромистих сталей. Алюміно- і силікотермічеським Хром використовують для виплавки ніхрому, німонік, інших нікелевих сплавів і стелліта.
Значна кількість Хрома йде на декоративні корозійно-стійкі покриття. Широке застосування отримав порошковий Хром у виробництві металокерамічних виробів і матеріалів для зварювальних електродів. Хром в вигляді іона Cr 3+ - домішка в рубін, який використовується як дорогоцінний камінь і лазерний матеріал. Сполуками Хрома протруюють тканини при фарбуванні. Деякі солі Хрому використовуються як складова частина дубильних розчинів в шкіряній промисловості; PbCrO 4, ZnCrO 4, SrCrO 4 - як художні фарби. З суміші хромита і магнезиту виготовляють хромомагнезитові вогнетривкі вироби.
Використовується в якості зносостійких і красивих гальванічних покриттів (хромування).
Хром застосовується для виробництва сплавів: хром-30 і хром-90, незамінних для виробництва сопел потужних плазмотронів та в авіакосмічній промисловості.

Хром (англ. Chromium) - Cr

Відкриття хрому відноситься до періоду бурхливого розвитку хіміко-аналітичних досліджень солей і мінералів. У Росії хіміки виявляли особливий інтерес до аналізу мінералів, знайдених в Сибіру і майже невідомих в Західній Європі. Одним з таких мінералів була сибірська червона свинцева руда (крокоит), описана ще Ломоносовим. Мінерал досліджувався, але нічого, крім оксидів свинцю, заліза та алюмінію в ньому не було знайдено. Однак в 1797 році Вокелен, прокип'ятивши тонко подрібнений зразок мінералу з поташом і осадивши карбонат свинцю, отримав розчин, пофарбований в оранжево - червоний колір. З цього розчину він викристалізував рубіново-червону сіль, з якої виділили окисел і вільний метал, відмінний від усіх відомих металів. Вокелен назвав його хром (Chrome ) Від грецького слова- забарвлення, колір; правда тут малося на увазі властивість не металу, а його яскраво забарвлених солей.

Знаходження в природі.

Найважливішою рудою хрому, що має практичне значення, Є хроміт, приблизний склад якого відповідає формулі FeCrO \u200b\u200b4.

Він зустрічається в Малій Азії, на Уралі, в Північній Америці, На півдні Африки. Технічне значення має також вищезгаданий мінерал крокоит - PbCrO 4. У природі зустрічаються також оксид хрому (3) і деякі інші його сполуки. У земній корі вміст хрому в перерахунку на метал становить 0,03%. Хром виявлено на Сонце, зірки, метеоритах.

Фізичні властивості.

Хром - білий, твердий і крихкий метал, виключно хімічно стійкий до впливу кислот і лугів. На повітрі він окислюється, має на поверхні тонку прозору плівку оксиду. Хром має щільність 7,1 г / см 3, його температура плавлення становить +1875 0 С.

Отримання.

При сильному нагріванні хромистоїзалізняку з вугіллям відбувається відновлення хрому і заліза:

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

В результаті цієї реакції утворюється сплав хрому з залізом, що відрізняється високою міцністю. Для отримання чистого хрому, його відновлюють з оксиду хрому (3) алюмінієм:

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

В даному процесі зазвичай використовують два оксиду - Cr 2 O 3 і CrO 3

Хімічні властивості.

Завдяки тонкої захисній плівці оксиду, що покриває поверхню хрому, він дуже стійкий до впливу агресивних кислот і лугів. Хром не реагує з концентрованими азотної та сірчаної кислотами, а також з фосфорною кислотою. З лугами хром вступає у взаємодію при t \u003d 600-700 о C. Однак хром взаємодіє з розведеними сірчаної і соляної кислотами, витісняючи водень:

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

при високій температурі хром горить в кисні, утворюючи оксид (III).

Розпечений хром реагує з парами води:

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

Хром при високій температурі реагує також з галогенами, галоген - водень, сірої, азотом, фосфором, вугіллям, кремнієм, бором, наприклад:

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

Вищевказані фізичні і хімічні властивості хрому знайшли своє застосування в різних областях науки і техніки. Так, наприклад, хром і його сплави використовуються для отримання високоміцних, корозійностійких покриттів в машинобудуванні. Сплави у вигляді ферохрому використовуються в якості металорізальних інструментів. Хромовані сплави знайшли застосування в медичній техніці, при виготовленні хімічного технологічного обладнання.

Положення хрому в періодичній системі хімічних елементів:

Хром очолює побічну підгрупу VI групи періодичної системи елементів. його електронна формула наступна:

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

У заповненні орбіталей електронами у атома хрому порушується закономірність, згідно з якою спочатку повинна була б заповняться 4S - орбіталь до стану 4S 2. Однак, внаслідок того, що 3d - орбіталь займає в атомі хрому більш вигідне енергетичний стан, відбувається її заповнення до значення 4d 5. Таке явище спостерігається у атомів деяких інших елементів побічних підгруп. Хром може проявляти ступеня окислення від +1 до +6. Найбільш стійкими є З'єднання хрому зі ступенями окислення +2, +3, +6.

З'єднання двовалентного хрому.

Оксид хрому (II) CrO - пірофорний чорний порошок (пірофорному - здатність в тонкораздробленном стані запалюється на повітрі). CrO розчиняється в розведеною соляної кислоти:

CrO + 2HCl \u003d CrCl 2 + H 2 O

На повітрі при нагріванні понад 100 0 С CrO перетворюється в Cr 2 O 3.

Солі двовалентного хрому утворюються при розчиненні металевого хрому в кислотах. Ці реакції проходять в атмосфері малоактивного газу (наприклад H 2), тому що в присутності повітря легко відбувається окислення Cr (II) до Cr (III).

Гідроксид хрому отримують у вигляді жовтого осаду при дії розчину лугу на хлорид хрому (II):

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

Cr (OH) 2 володіє основними властивостями, є відновником. Гідратований іон Cr2 + забарвлений в блідо - блакитний колір. Водний розчин CrCl 2 має синє забарвлення. На повітрі в водних розчинах сполуки Cr (II) переходять в з'єднання Cr (III). Особливо це яскраво виражається у гідроксиду Cr (II):

4Cr (OH) 2 + 2H 2 O + O 2 \u003d 4Cr (OH) 3

З'єднання тривалентного хрому.

Оксид хрому (III) Cr 2 O 3 - тугоплавкий порошок зеленого кольору. По твердості близький до корунду. У лабораторії його можна отримати нагріванням дихромата амонію:

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

Cr 2 O 3 - амфотерний оксид, При сплавці з лугами утворює хроміти: Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O

Гідроксид хрому також є амфотерним з'єднанням:

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

Безводний CrCl 3 має вигляд листочків темно-фіолетового кольору, абсолютно не розчиняється в холодній воді, при кип'ятінні він розчиняється дуже повільно. Безводний сульфат хрому (III) Cr 2 (SO 4) 3 рожевого кольору, Також погано розчинний у воді. У присутності відновників утворює фіолетовий сульфат хрому Cr 2 (SO 4) 3 * 18H 2 O. Відомі також зелені гідрати сульфату хрому, що містять меншу кількість води. Хромовий галун KCr (SO 4) 2 * 12H 2 O викристалізовуються з розчинів, що містять фіолетовий сульфат хрому і сульфат калію. Розчин хромових квасцов при нагріванні стає зеленим завдяки освіті сульфатів.

Реакції з хромом та його сполуками

Майже всі сполуки хрому та їх розчини інтенсивно пофарбовані. Маючи безбарвний розчин або білий осад, ми можемо з великою часткою ймовірності зробити висновок про відсутність хрому.

1. Сильно нагріємо в полум'я пальника на фарфоровій чашці таку кількість біхромату калію, яке поміститься на кінчику ножа. Сіль не виділить кристалізаційної води, а розплавиться при температурі близько 400 0 С з утворенням чорної рідини. Погріємо її ще кілька хвилин на сильному полум'я. Після охолодження на черепку утворюється зелений осад. Частина його розчинний у воді (вона набуває жовтого кольору), а іншу частину залишимо на черепку. Сіль при нагріванні розклалася, в результаті утворився розчинний жовтий хромат калію K 2 CrO 4 і зелений Cr 2 O 3.
2. Розчинний 3г порошкоподібного біхромату калію в 50мл води. До однієї частини додамо трохи карбонату калію. Він розчиниться з виділенням CO 2, а забарвлення розчину стане ясно - жовтою. З біхромату калію утворюється хромат. Якщо тепер по порціях додати 50% розчин сірчаної кислоти, то знову з'явиться червоно - жовте забарвлення біхромату.
3. Наллємо в пробірку 5 мл. розчину біхромату калію, прокип'ятити з 3 мл концентрованої соляної кислоти під тягою. З розчину виділяється жовто-зелений отруйний газоподібний хлор, тому, що хромат окислить HCl до Cl 2 і H 2 O. Сам хромат перетвориться в зелений хлорид тривалентного хрому. Його можна виділити виправними розчину, а потім, сплавивши з содою і селітрою, перевести в хромат.
4. При додаванні розчину нітрату свинцю випадає жовтий хромат свинцю; при взаємодії з розчином нітрату срібла утворюється червоно - коричневий осад хромату срібла.
5. Додамо пероксид водню до розчину біхромату калію і підкислити розчин сірчаної кислотою. Розчин набуває глибокий синій колір завдяки освіті пероксиду хрому. Пероксид при збовтуванні з деякою кількістю ефіру перейде в органічний розчинник і забарвити його в блакитний колір. Дана реакція специфічна для хрому і дуже чутлива. З її допомогою можна виявити хром в металах і сплавах. Перш за все необхідно розчинити метал. При тривалому кип'ятінні з 30% - іншої сірчаної кислотою (можна додати і соляну кислоту) хром і багато стали частково розчиняються. Отриманий розчин містить сульфат хрому (III). Щоб можна було провести реакцію виявлення, спочатку нейтралізуємо його їдким натром. В осад випадає сіро-зелений гідроксид хрому (III), який розчиниться в надлишку NaOH і утворює зелений хромит натрію. Профільтруем розчин і додамо 30% -ий пероксид водню. При нагріванні розчин забарвиться в жовтий колір, так як хромит окислиться до хромату. Підкислення призведе до появи блакитного забарвлення розчину. Забарвлене з'єднання можна екстрагувати, струшуючи з ефіром.

Аналітичні реакції на іони хрому.

1. До 3-4 крапель розчину хлориду хрому CrCl 3 додайте 2М розчин NaOH до розчинення спочатку випав осаду. Зверніть увагу на колір утворився хромита натрію. Нагрійте отриманий розчин на водяно лазні. Що при цьому відбувається?
2. До 2-3 крапель розчину CrCl 3 додайте рівний об'єм 8М розчину NaOH і 3-4 краплі 3% розчину H 2 O 2. Нагрійте реакційну суміш на водяній бані. Що при цьому відбувається? Який осад утворюється, якщо отриманий пофарбований розчин нейтралізувати, додати до нього CH 3 COOH, а потім Pb (NO 3) 2?
3. Налийте в пробірку по 4-5 крапель розчинів сульфату хрому Cr 2 (SO 4) 3, IMH 2 SO 4 і KMnO 4. Нагрійте реакційну змістився в протягом декількох хвилин на водяній бані. Зверніть увагу на зміну забарвлення розчину. Чим воно викликано?
4. До 3-4 крапель підкисленого азотною кислотою розчину K 2 Cr 2 O 7 додайте 2-3 краплі розчину H 2 O 2 і перемішайте. З'являються синє забарвлення розчину обумовлено виникненням надхромовой кислоти H 2 CrO 6:

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

Зверніть увагу на на швидке розкладання H 2 CrO 6:

2H 2 CrO 6 + 8H + \u003d 2Cr 3+ + 3O 2 + 6H 2 O
синій колір зелений колір

Надхромовая кислота значно більш стійка в органічних розчинниках.

1. До 3-4 крапель підкисленого азотною кислотою розчину K 2 Cr 2 O 7 додайте 5 крапель ізоамілового спирту, 2-3 краплі розчину H 2 O 2 і збовтайте реакційну суміш. Спливаючий на верх шар органічного розчинника забарвлений в яскраво-синій колір. Забарвлення зникає дуже повільно. Порівняйте стійкість H 2 CrO 6 в органічній і водних фазах.
2. При взаємодії CrO 4 2- і іонами Ba 2+ випадає жовтий осад хромату барію BaCrO 4.
3. Нітрат срібла утворює з іонами CrO 4 2 осад хромату срібла цегляно-червоного кольору.
4. Візьміть три пробірки. В одну з них помістіть 5 6 крапель розчину K 2 Cr 2 O 7, в другу - такий же об'єм розчину K 2 CrO 4, а в третю - по три краплі обох розчинів. Потім додайте в кожну пробірку по три краплі розчину йодиду калію. Поясніть отриманий результат. Підкислити розчин в другій пробірці. Що при цьому відбувається? Чому?

Цікаві досліди з сполуками хрому

1. Суміш CuSO 4 і K 2 Cr 2 O 7 при додаванні лугу стає зеленою, а в присутності кислоти стає жовтою. Нагріваючи 2мг гліцерину з невеликою кількістю (NH 4) 2 Cr 2 O 7 з подальшим додаванням спирту, після фільтрування виходить яскраво-зелений розчин, який при додаванні кислоти стає жовтим, а в нейтральній або лужному середовищі стає зеленим.
2. Помістити в центр консервної банки з термітом «рубінову суміш» - ретельно розтертий і поміщений в алюмінієву фольгу Al 2 O 3 (4,75г) з добавкою Cr 2 O 3 (0,25). Щоб банку довше не остигала, необхідно закопати під верхній обріз в пісок, а після підпалювання терміту і початку реакції, накрити її залізним листом і засипати піском. Банку викопати через добу. В результаті утворюється червоно - рубіновий порошок.
3. 10г біхромату калію розтирають з 5г нітрату натрію або калію і 10г цукру. Суміш зволожують і змішують з колодієм. Якщо порошок спресувати в скляній трубці, а потім виштовхнути паличку і підпалити її з торця, то почне виповзати «змія», спочатку чорна, а після охолодження - зелена. Паличка діаметром 4 мм горить зі швидкістю близько 2 мм в секунду і подовжується в 10 разів.
4. Якщо змішати розчини сульфату міді і дихромата калію і додати трохи розчину аміаку, то випаде аморфний коричневий осад складу 4СuCrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O, який розчиняється в соляній кислоті з утворенням жовтого розчину, а в надлишку аміаку виходить зелений розчин. Якщо далі до цього розчину додати спирт, то випаде зелений осад, який після фільтрації стає синім, а після висушування - синьо-фіолетовим з червоними блискітками, добре видимими при сильному освітленні.
5. Що залишився після дослідів «вулкан» або «фараонові змії» оксид хрому можна регенерувати. Для цього треба сплавити 8г Cr 2 O 3 і 2 г Na 2 CO 3 і 2,5 г KNO 3 і обробити остиглий сплав окропом. Виходить розчинний хромат, який можна перетворити і в інші сполуки Cr (II) і Cr (VI), в тому числі і вихідний Дихромат амонію.

Приклади окислювально - відновлювальних переходів за участю хрому та його сполук

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

a) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 \u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 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 CrCl 2 + H 2 O
б) CrO + H 2 O \u003d Cr (OH) 2
в) Cr (OH) 2 + 1 / 2O 2 + H 2 O \u003d 2Cr (OH) 3
г) Cr (OH) 3 + 3HNO 3 \u003d Cr (NO 3) 3 + 3H 2 O
д) 4СR (NO 3) 3 \u003d 2Cr 2 O 3 + 12NO 2 + O 2
е) Cr 2 O 3 + 2 NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O

Елемент хром в ролі художника

Хіміки досить часто зверталися до проблеми створення штучних пігментів для живопису. У XVIII-XIX ст була розроблена технологія отримання багатьох мальовничих матеріалів. Луї Нікола Воклен в 1797г., Який знайшов в сибірської червоною руді раніше невідомий елемент хром, приготував нову, чудово стійку фарбу - хромовую зелень. Хромофором її є водний оксид хрому (III). Під назвою «смарагдова зелена» її почали випускати в 1837 році. Пізніше Л.Вокелен запропонував кілька нових фарб: баритові, цинкову і хромові жовті. Згодом вони були витіснені більш стійкими жовтими, помаранчевими пігментами на основі кадмію.

Зелена хромова - найміцніша і світлостійка фарба, що не піддається впливу атмосферних газів. Розтерта на маслі хромова зелень має велику покриває силою і здатна до швидкого висихання, тому з XIX в. її широко застосовують в живописі. Величезне значення вона має в розпису фарфору. Справа в тому, що порцелянові вироби можуть декоруватися як подглазурной, так і надглазурной розписом. У першому випадку фарби наносять на поверхню лише злегка обпаленого вироби, яке потім покривають шаром глазурі. Далі слід основний, високотемпературний випал: для спікання порцелянової є і оплавлення глазурі вироби нагрівають до 1350 - 1450 0 С. Настільки високу температуру без хімічних змін витримують далеко не всі фарби, а в старовину таких взагалі було тільки дві - кобальтова і хромова. Чорний оксид кобальту, нанесений на поверхню фарфорового вироби, при випалюванні сплавляється з глазур'ю, хімічно взаємодіючи з нею. В результаті утворюються яскраво-сині силікати кобальту. Таку декарірованную кобальтом синю порцеляновий посуд все добре знають. Оксид хрому (III) не взаємодіє хімічно з компонентами глазурі і просто залягає між порцеляновими черепками і прозорою глазур'ю «глухим» шаром.

Крім хромової зелені художники застосовують фарби, отримані з волконскоіта. Цей мінерал з групи монтмориллонитов (глинистий мінерал підкласу складних силікатів Na (Mo, Al), Si 4 O 10 (OH) 2 був виявлений в 1830р. Російським мінералогом Кеммерером і названий на честь М.М Волконської - дочки героя битви при Бородіно генерала Н В.М.. Раєвського, дружини декабриста С.Г.Волконского. волконскоїт є глину, яка містить до 24% оксиду хрому, а так же оксиди аллюмінея і заліза (III). Мінливість складу мінералу, зустрічає на Уралі, в Пермської і Кіровської областях, обумовлює його різноманітне забарвлення - від кольору зимової потемніла ялиці до яскраво-зеленого кольору болотяної жаби.

Пабло Пікассо звертався до геологам нашої країни з проханням вивчити запаси волконскоіта, що дає фарбу неповторно свіжого тони. В даний час розроблений спосіб отримання штучного волконскоіта. Цікаво відзначити, що за даними сучасних досліджень, російські іконописці використовували фарби з цього матеріалу ще в середні століття, задовго до його «офіційного» відкриття. Відомою популярністю користувалася у художників і зелень Гинье (створена в 1837р.), Хромоформ якої є гідрат окису хрому Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O, де частина води хімічно пов'язана, а частина адсорбувати. Цей пігмент надає фарбі смарагдовий відтінок.

сайт, при повному або частковому копіюванні матеріалу посилання на першоджерело обов'язкове.

«Національний дослідницький Томський політехнічний Університет»

Інститут природних ресурсів Геоекологія і геохімія

хром

За дисципліною:

хімія

виконав:

студент групи 2Г41 Ткачова Анастасія Володимирівна 29.10.2014

перевірив:

викладач Стась Микола Федорович

Положення в періодичній системі

хром - елемент побічної підгрупи 6-ий групи 4-го періоду періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва з атомним номером 24. Позначається символом Cr(Лат. Chromium). проста речовина хром - твердий металлголубовато-білого кольору. Хром іноді відносять до чорних металах.

будова атома

17 Cl) 2) 8) 7 - схема будови атома

1s2s2p3s3p- електронна формула

Атом розташовується в III періоді, і має три енергетичних рівня

Атом розташовується в VII в групі, в головній підгрупі - на зовнішньому енергетичному рівні 7 електронів

властивості елемента

Фізичні властивості

Хром - білий блискучий метал з кубічної об'ємно-центрованої гратами, а \u003d 0,28845 нм, що відрізняється твердістю і крихкістю, з щільністю 7,2 г / см 3, один із самих твердих чистих металів (поступається тільки берилію, вольфраму і урану), з температурою плавлення 1903 град. І з температурою кипіння близько 2570 град. С. На повітрі поверхня хрому покривається оксидною плівкою, яка оберігає його від подальшого окислення. Добавка вуглецю до хрому ще більше збільшує його твердість.

Хімічні властивості

Хром при звичайних умовах - інертний метал, при нагріванні стає досить активним.

Взаємодія з неметалами

При нагріванні вище 600 ° С хром згорає в кисні:

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

З фтором реагує при 350 ° С, з хлором - при 300 ° С, з бромом - при температурі червоного розжарювання, утворюючи галогеніди хрому (III):

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

З азотом реагує при температурі вище 1000 ° С з утворенням нітридів:

2Cr + N 2 \u003d 2CrN

або 4Cr + N 2 \u003d 2Cr 2 N.

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

Реагує з бором, вуглецем і кремнієм з утворенням боридів, карбідів і силіцидів:

Cr + 2B \u003d CrB 2 (можливе утворення Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 4),

2Cr + 3C \u003d Cr 2 C 3 (можливе утворення Cr 23 C 6, Cr 7 B 3),

Cr + 2Si \u003d CrSi 2 (можливе утворення Cr 3 Si, Cr 5 Si 3, CrSi).

З воднем безпосередньо не взаємодіє.

Взаємодія з водою

У тонкоподрібненому розпеченому стані хром реагує з водою, утворюючи оксид хрому (III) і водень:

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

Взаємодія з кислотами

В електрохімічному ряді напруг металів хром знаходиться до водню, він витісняє водень з розчинів неокисляющих кислот:

Cr + 2HCl \u003d CrCl 2 + H 2;

Cr + H 2 SO 4 \u003d CrSO 4 + H 2.

У присутності кисню повітря утворюються солі хрому (III):

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

Концентрована азотна і сірчана кислоти пасивують хром. Хром може розчинятися в них лише при сильному нагріванні, утворюються солі хрому (III) і продукти відновлення кислоти:

2Cr + 6H 2 SO 4 \u003d Cr 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O;

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

Взаємодія з лужними реагентами

У водних розчинах лугів хром не розчиняється, повільно реагує з розплавами лугів з утворенням хромитов і виділенням водню:

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

Реагує з лужними розплавами окисників, наприклад хлоратом калію, при цьому хром переходить в хромат калію:

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

Відновлення металів з оксидів і солей

Хром - активний метал, здатний витісняти метали з розчинів їх солей: 2Cr + 3CuCl 2 \u003d 2CrCl 3 + 3Cu.

Властивості простої речовини

Стійкий на повітрі за рахунок пассивирования. З цієї ж причини не реагує з сірчаної та азотної кислотами. При 2000 ° C згорає з утворенням зеленого оксиду хрому (III) Cr 2 O 3, що володіє амфотерними властивостями.

Синтезовані сполуки хрому з бором (бориди Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 2, CrB 4 і Cr 5 B 3), з вуглецем (карбіди Cr 23 C 6, Cr 7 C 3 і Cr 3 C 2), c кремнієм (силіциди Cr 3 Si, Cr 5 Si 3 і CrSi) і азотом (нітриди CrN і Cr 2 N).

З'єднання Cr (+2)

Ступені окислення +2 відповідає основний оксид CrO (чорний). Солі Cr 2+ (розчини блакитного кольору) виходять при відновленні солей Cr 3+ або дихроматів цинком в кислому середовищі ( «воднем в момент виділення»):

Всі ці солі Cr 2+ - сильні відновники аж до того, що при стоянні витісняють водень із води. Киснем повітря, особливо в кислому середовищі, Cr 2+ окислюється, в результаті чого блакитний розчин швидко зеленіє.

Коричневий або жовтий гідроксид Cr (OH) 2 осідає при додаванні лугів до розчинів солей хрому (II).

Синтезовані дігалогеніди хрому CrF 2, CrCl 2, CrBr 2 і CrI 2

З'єднання Cr (+3)

Ступені окислення +3 відповідає амфотерний оксид Cr 2 O 3 і гідроксид Cr (OH) 3 (обидва - зеленого кольору). Це - найбільш стійка ступінь окислення хрому. Сполуки хрому в цій мірі окислення мають колір від брудно-лілового (іон 3+) до зеленого (в координаційній сфері присутні аніони).

Cr 3+ схильний до утворення подвійних сульфатів виду M I Cr (SO 4) 2 · 12H 2 O (квасцов)

Гідроксид хрому (III) отримують, діючи аміаком на розчини солей хрому (III):

Cr + 3NH + 3H2O → Cr (OH) ↓ + 3NH

Можна використовувати розчини лугів, але в їх надлишку утворюється розчинний гидроксокомплекс:

Cr + 3OH → Cr (OH) ↓

Cr (OH) + 3OH →

Сплавляючи Cr 2 O 3 з лугами отримують хроміти:

Cr2O3 + 2NaOH → 2NaCrO2 + H2O

Непрожарений оксид хрому (III) розчиняється в лужних розчинах і в кислотах:

Cr2O3 + 6HCl → 2CrCl3 + 3H2O

При окисленні сполук хрому (III) в лужному середовищі утворюються сполуки хрому (VI):

2Na + 3HO → 2NaCrO + 2NaOH + 8HO

Те ж саме відбувається при сплаву оксиду хрому (III) з лугом і окислювачами, або з лугом на повітрі (розплав при цьому набуває жовте забарвлення):

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

Сполуки хрому (+4)[

При обережному розкладанні оксиду хрому (VI) CrO 3 в гідротермальних умовах отримують оксид хрому (IV) CrO 2, який є ферромагнетікомі володіє металевою провідністю.

Серед тетрагалогеніди хрому стійкий CrF 4, тетрахлорид хрому CrCl 4 існує тільки в парах.

Сполуки хрому (+6)

Ступені окислення +6 відповідає кислотний оксид хрому (VI) CrO 3 і цілий ряд кислот, між якими існує рівновага. Найпростіші з них - хромова H 2 CrO 4 і двухромову H 2 Cr 2 O 7. Вони утворюють два ряди солей: жовті хромати і помаранчеві дихромати відповідно.

Оксид хрому (VI) CrO 3 утворюється при взаємодії концентрованої сірчаної кислоти з розчинами дихроматів. Типовий кислотний оксид, при взаємодії з водою він утворює сильні нестійкі хромові кислоти: хромовую H 2 CrO 4, дихромовая H 2 Cr 2 O 7 і інші ізополікіслоти із загальною формулою H 2 Cr n O 3n + 1. Збільшення ступеня полімеризації відбувається зі зменшенням рН, тобто збільшенням кислотності:

2CrO + 2H → Cr2O + H2O

Але якщо до помаранчевого розчину K 2 Cr 2 O 7 долити розчин лугу, як забарвлення знову переходить в жовту так як знову утворюється хромат K 2 CrO 4:

Cr2O + 2OH → 2CrO + HO

До високого ступеня полімеризації, як це відбувається у вольфраму і молібдену, не доходить, так як поліхромовая кислота розпадається на оксид хрому (VI) і воду:

H2CrnO3n + 1 → H2O + nCrO3

Розчинність хроматів приблизно відповідає розчинності сульфатів. Зокрема, жовтий хромат барію BaCrO 4 випадає при додаванні солей барію, як до розчинів хроматов, так і до розчинів дихроматів:

Ba + CrO → BaCrO ↓

2Ba + CrO + H2O → 2BaCrO ↓ + 2H

Освіта криваво-червоного малорастворимого хромата срібла використовують для виявлення срібла в сплавах за допомогою пробірної кислоти.

Відомі пентафторид хрому CrF 5 і малостійкі гексафторид хрому CrF 6. Також отримані летючі оксигалогеніди хрому CrO 2 F 2 і CrO 2 Cl 2 (хромілхлорід).

Сполуки хрому (VI) - сильні окислювачі, наприклад:

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

Додавання до дихроматом перекису водню, сірчаної кислоти і органічного розчинника (ефіру) призводить до утворення синього пероксиду хрому CrO 5 L (L - молекула розчинника), який екстрагується в органічний шар; дана реакція використовується як аналітична.

хром (Лат. Cromium), cr, хімічний елемент vi групи періодичної системи Менделєєва, атомний номер 24, атомна маса 51,996; метал голубувато-сталевого кольору.

Природні стабільні ізотопи: 50 cr (4,31%), 52 cr (87,76%), 53 cr (9,55%) і 54 cr (2,38%). З шести штучних радіоактивних ізотопів найбільш важливий 51 cr (період напіврозпаду t 1/2 = 27,8 сут) , який застосовується як ізотопний індикатор.

Історична довідка. Х. відкритий в 1797 Л. Н. Вокленом в мінералі крокоит - природному хроматі свинцю pbcro 4. Назва Х. отримав від грецького слова chroma - колір, фарба (через різноманітність забарвлення своїх з'єднань). Незалежно від Воклена Х. був відкритий в крокоит в 1798 німецьким вченим М. Г. Клапротом.

Поширення в природі. Середній вміст Х. у земній корі (кларк) 8,3? 10 -3%. Цей елемент, ймовірно, більш характерний для мантії Землі,тому ультраосновних породи, які, як вважають, найближче за складом до мантії Землі, збагачені Х. (2? 10 -1%). Х. утворює масивні і вкраплені руди в ультраосновних гірських породах; з ними пов'язано утворення найбільших родовищ Х.В основних породах вміст Х. досягає лише 2? 10 -2%, в кислих - 2,5? 10 -3%, в осадових породах (піщаниках) - 3,5? 10 -3%, глинистих сланцях - 9? 10 -3%. Х. - порівняно слабкий водний мігрант; зміст Х. в морській воді 0,00005 мг / л.

В цілому Х. - метал глибинних зон Землі; кам'яні метеорити (аналоги мантії) теж збагачені Х. (2,7? 10 -1%). Відомо понад 20 мінералів Х. Промислове значення мають лише хромшпінеліди (До 54% \u200b\u200bcr); крім того, Х. міститься в ряді ін. мінералів, які нерідко супроводжують хромові руди, але самі не уявляють практичної цінності ( уваровит, волконскоїт, Кемер, фуксії).

А. І. Перельман.

Фізичні та хімічні властивості . Х. - твердий, важкий, тугоплавкий метал. Чистий Х. пластичний. Кристалізується в об'емноцентрірованной решітці, а\u003d 2 885 å (20 ° С); при ~ 1830 ° С можливе перетворення в модифікацію з гранецентрированной гратами, а \u003d 3,69 å.

Атомний радіус 1,27 å; іонні радіуси cr 2+ 0,83 å, cr 3+ 0,64 å, cr 6 + 0,52 å Щільність 7,19 г / см 3; t пл 1890 ° С; t кип 2480 ° С. Питома теплоємність 0,461 кДж /(кг? К.) (25 ° С); термічний коефіцієнт лінійного розширення 8,24? 10 -6 (при 20 ° С); коефіцієнт теплопровідності 67 вм /(м? До) (20 ° С); питомий електроопір 0,414 мком? м(20 ° С); термічний коефіцієнт електроопору в інтервалі 20-600 ° С становить 3,01? 10 -3. Х. антіферромагнітен, питома магнітна сприйнятливість 3,6? 10 -6. Твердість високочистого Х. по Брінеллю 7-9 Мн / м 2(70-90 кгс / см 2) .

Зовнішня електронна конфігурація атома Х. 3d 5 4s 1. У з'єднаннях зазвичай проявляє ступені окислення +2, +3, +6, серед них найбільш стійкі cr 3+; відомі окремі сполуки, в яких Х. має ступеня окислення +1, +4, +5. Х. хімічно малоактивний. При звичайних умовах стійкий до кисню і вологи, але з'єднується з фтором, утворюючи crf 3. Вище 600 ° С взаємодіє з парами води, даючи cr 2 o 3; азотом - cr 2 n, crn; вуглецем - cr 23 c 6, cr 7 c 3, cr 3 c 2; сірої - cr 2 s 3. При сплаві з бором утворює борид crb, з кремнієм - силіциди cr 3 si, cr 2 si 3, crsi 2. З багатьма металами Х. дає сплави . Взаємодія з киснем протікає спочатку досить активно, потім різко сповільнюється завдяки освіті на поверхні металу окисної плівки. При 1200 ° С плівка руйнується і окислення знову йде швидко. Х. загоряється в кисні при 2000 ° С з утворенням темно-зеленої окису Х. cr 2 o 3. Крім окису, відомі ін. З'єднання з киснем, наприклад cro, cro 3, одержувані непрямим шляхом . Х. легко реагує з розведеними розчинами соляної та сірчаної кислот з утворенням хлориду і сульфату Х. і виділенням водню; царська горілка і азотна кислота пасивують Х.

Зі збільшенням ступеня окислення зростають кислотні та окисні властивості Х. Похідні cr2 + - дуже сильні відновники. Іон cr 2+ утворюється на першій стадії розчинення Х. в кислотах або при відновленні cr 3+ в кислому розчині цинком. Гідрат закису cr (oh) 2 при зневодненні переходить в cro 4 2. З'єднання cr 3+ стійкі на повітрі. Можуть бути і відновниками і окислювачами. cr 3+ можна відновити в кислому розчині цинком до cr 2+ або окислити в лужному розчині до cro 4 2 бромом і ін. окислювачами. Гідроокис cr (oh) 3 (вірніше cr 2 o 3? Nh 2 o - амфотерное з'єднання, що утворить солі з катіоном cr 3+ або солі хромової кислоти hcro 2 - хроміти (наприклад, kcro 2, nacro 2). З'єднання cr 6 +: хромовий ангідрид cro 3, хромові кислоти і їх солі, серед яких найбільш важливі кульгавості і дихромати - сильні окислювачі. Х. утворює велике число солей з кислородсодержащими кислотами. Відомі комплексні з'єднання Х .; особливо численні комплексні сполуки cr 3+, в яких Х. має координаційне число 6. Існує дуже багато перекисних сполук Х.

отримання . Залежно від мети використання отримують Х. різного ступеня чистоти. Сировиною зазвичай служать хромшпінеліди, які піддають збагаченню, а потім сплавляють з поташом (або содою) в присутності кисню повітря. Стосовно до основного компоненту руд, який містить cr 3+, реакція наступна:

2fecr 2 o 4 + 4К 2 СО 3 + 3,5o 2 \u003d 4k 2 cro 4 + fe 2 o 3 + 4co 2.

Утворений хромат калію k 2 cro 4 витравлюють гарячою водою і дією h 2 so 4 перетворюють його в Дихромат k 2 cr 2 o 4 . Далі дією концентрованого розчину h 2 so 4 на k 2 cr 2 o 7 отримують хромовий ангідрид cro 3 або нагріванням k 2 cr 2 o 7 з сіркою - окис Х. cr 2 o 3.

Найбільш чистий Х. в промислових умовах отримують або електролізом концентрованих водних розчинів cro 3 або cr 2 o 3, що містять h 2 so 4, або електролізом сульфату Х. cr 2 (so 4) 3. При цьому Х. виділяється на катоді з алюмінію або нержавіючої сталі. Повне очищення від домішок досягається обробкою Х. особливо чистим воднем при високій температурі (1500-1700 ° С).

Можливо також отримання чистого Х. електролізом розплавів crf 3 або crcl 3 в суміші з фторидами натрію, калію, кальцію при температурі близько 900 ° С в атмосфері аргону.

У невеликих кількостях Х. отримують відновленням cr 2 o 3 алюмінієм або кремнієм. При алюмінотермічне способі попередньо підігріту шихту з cr 2 o 3 і порошку або стружок al з добавками окислювача завантажують в тигель, де реакцію збуджують підпалом суміші na 2 o 2 і al до тих пір, поки тигель заповниться Х. і шлаком. Силікотермічеським Х. виплавляють в дугових печах. Чистота одержуваного Х. визначається вмістом домішок в cr 3 o 3 і в al або si, використовуваних для відновлення.

У промисловості в великих масштабах виробляються сплави Х. - ферохром і сілікохром.

Застосування. Використання Х. засновано на його жароміцності, твердості і стійкості проти корозії. Найбільше Х. застосовують для виплавки хромистих сталей . Алюміно- і силікотермічеським Х. використовують для виплавки нихрома, німонік, інших нікелевих сплавів і стелліта.

Значна кількість Х. йде на декоративні корозійно-стійкі покриття . Широке застосування отримав порошковий Х. у виробництві металокерамічних виробів і матеріалів для зварювальних електродів. Х. у вигляді іона cr 3+ - домішка в рубін, який використовується як дорогоцінний камінь і лазерний матеріал. Сполуками Х. протруюють тканини при фарбуванні. Деякі солі Х. використовуються як складова частина дубильних розчинів в шкіряній промисловості; pbcro 4, zncro 4, srcro 4 - як художні фарби. З суміші хромита і магнезиту виготовляють хромомагнезитові вогнетривкі вироби.

З'єднання Х. (особливо похідні c 6 +) токсичні.

А. Б. Сучков.

Х. в організмі . Х. - один з біогенних елементів, постійно входить до складу тканин рослин і тварин. Середній вміст Х. у рослинах - 0,0005% (92-95% Х. накопичується в коренях), у тварин - від десятитисячних до десятимільйонних часток відсотка. У планктонних організмах коефіцієнт накопичення Х. величезний - 10 000 - 26 000. Вищі рослини не переносять концентрації Х. вище 3? 10 -4 моль / л. У листі він присутній у вигляді низькомолекулярного комплексу, не пов'язаного з субклітинному структурами. Необхідність Х. для рослин не доведена. У тварин Х. бере участь в обміні ліпідів, білків (входить до складу ферменту трипсину), вуглеводів (структурний компонент глюкозоустойчівого фактора). Основне джерело надходження Х. в організм тварин і людини - їжа. Зниження вмісту Х. в їжі і крові призводить до зменшення швидкості росту, збільшення холестерину в крові і зниження чутливості периферійних тканин до інсуліну.

М. Я. Школьник.

Отруєннях, і його сполуками зустрічаються при їх виробництві; в машинобудуванні (гальванічні покриття); металургії (легуючі добавки, сплави, вогнетриви); при виготовленні шкір, фарб і т.д. Токсичність сполук Х. залежить від їх хімічної структури: дихромати більш токсична хроматов, з'єднання cr (vi) більш токсична з'єднань cr (ii), cr (lll). Початкові форми захворювання проявляються відчуттям сухості і болем в носі, першіння в горлі, утрудненням дихання, кашлем і т.д .; вони можуть проходити при припиненні контакту з Х. При тривалому контакті з сполуками Х. розвиваються ознаки хронічного отруєння: головний біль, слабкість, диспепсія, втрата у вазі і ін. Порушуються функції шлунка, печінки і підшлункової залози. Можливі бронхіт, бронхіальна астма, Дифузний пневмосклероз. При впливі Х. на шкіру можуть розвинутися дерматит, екзема. За деякими даними, з'єднання Х., переважно cr (lll), мають канцерогенну дію. Профілактика отруєнь: періодичні медичні огляди за участю отоларинголога; при гальванічних процесах - місцева вентиляція у вигляді бортових відсмоктувачів у ванн, використання рукавичок, захисних мазей; при наявності пилу, що містить Х., застосовують респіратори, спільні кошти пилоподавлення і пиловловлення.

А. А. Каспаров.

Літ .: Саллі А. Г., Брендз Е. А., Хром, 2 вид., М., 1971; Некрасов Б. В., Основи загальної хімії, М., 1973; Ахметов Н. С., Неорганическая хімія, 2 вид., М., 1975; Ремі Г., Курс неорганічної хімії, пер. з нім., т. 1-2, М., 1972-74; Коттон Ф., Уілкінсон Дж., Сучасна неорганічна хімія, Пров. з англ., ч. 3, М., 1969; Грушко Я. М., Сполуки хрому і профілактика отруєнь ними, М., 1964; bowen Н. j. М., trace elements in biochemistry, l. - n. y., 1966.