Mga katangian ng kemikal. Katayuan ng oksihenasyon ng chromium Chromium at ang mga kemikal na katangian nito

Ang Chromium ay isang kemikal na elemento na may atomic number na 24. Ito ay isang matigas, makintab, bakal na kulay-abo na metal na mahusay na nagpapakintab at hindi nabubulok. Ginagamit sa mga haluang metal tulad ng hindi kinakalawang na asero at bilang isang patong. Ang katawan ng tao ay nangangailangan ng maliit na halaga ng trivalent chromium upang ma-metabolize ang asukal, ngunit ang Cr(VI) ay lubhang nakakalason.

Ang iba't ibang chromium compound, tulad ng chromium(III) oxide at lead chromate, ay maliwanag na kulay at ginagamit sa mga pintura at pigment. Ang pulang kulay ng ruby ​​​​ay dahil sa pagkakaroon ng elementong kemikal na ito. Ang ilang mga sangkap, lalo na ang sodium, ay mga ahente ng oxidizing na ginagamit upang i-oxidize ang mga organikong compound at (kasama ang sulfuric acid) upang linisin ang mga kagamitan sa laboratoryo. Bilang karagdagan, ang chromium (VI) oxide ay ginagamit sa paggawa ng magnetic tape.

Pagtuklas at etimolohiya

Ang kasaysayan ng pagkatuklas ng elementong kemikal na chromium ay ang mga sumusunod. Noong 1761, natagpuan ni Johann Gottlob Lehmann ang isang orange-red mineral sa Ural Mountains at pinangalanan itong "Siberian red lead." Bagama't mali itong natukoy bilang isang tambalan ng lead na may selenium at iron, ang materyal ay talagang lead chromate na may chemical formula na PbCrO 4 . Ngayon ito ay kilala bilang mineral croconte.

Noong 1770, binisita ni Peter Simon Pallas ang site kung saan natagpuan ni Lehmann ang pulang mineral na tingga, na may napakakapaki-pakinabang na katangian bilang pigment sa mga pintura. Ang paggamit ng Siberian red lead bilang pintura ay mabilis na nabuo. Bilang karagdagan, ang maliwanag na dilaw na kulay ng crocont ay naging sunod sa moda.

Noong 1797, nakakuha si Nicolas-Louis Vauquelin ng mga sample ng pula Sa pamamagitan ng paghahalo ng croconte sa hydrochloric acid, nakuha niya ang CrO 3 oxide. Ang Chromium ay ibinukod bilang isang kemikal na elemento noong 1798. Nakuha ito ni Vauquelin sa pamamagitan ng pag-init ng oxide na may uling. Natuklasan din niya ang mga bakas ng chromium sa mga gemstones tulad ng ruby ​​​​at emerald.

Noong 1800s, ang Cr ay pangunahing ginagamit sa mga tina at tanning salt. Ngayon, 85% ng metal ay ginagamit sa mga haluang metal. Ang natitira ay ginagamit sa kemikal, refractory at pandayan na industriya.

Ang pagbigkas ng elementong kemikal na chromium ay tumutugma sa Griyegong χρῶμα, na nangangahulugang "kulay", dahil sa iba't ibang kulay na mga compound na maaaring makuha mula dito.

Pagkuha at produksyon

Ang elemento ay ginawa mula sa chromite (FeCr 2 O 4). Humigit-kumulang kalahati ng mineral sa mundo ay minahan sa South Africa. Bilang karagdagan, ang Kazakhstan, India at Türkiye ang mga pangunahing producer nito. Mayroong sapat na mga na-explore na deposito ng chromite, ngunit sa heograpiya ay puro sila sa Kazakhstan at timog Africa.

Ang mga deposito ng katutubong chromium metal ay bihira, ngunit umiiral ang mga ito. Halimbawa, ito ay minahan sa minahan ng Udachnaya sa Russia. Ito ay mayaman sa mga diamante, at ang pagbabawas ng kapaligiran ay nakatulong sa paggawa ng purong chromium at mga diamante.

Para sa industriyal na produksyon ng metal, ang mga chromite ores ay ginagamot ng tinunaw na alkali (caustic soda, NaOH). Sa kasong ito, ang sodium chromate (Na 2 CrO 4) ay nabuo, na binabawasan ng carbon sa oxide Cr 2 O 3. Ang metal ay ginawa sa pamamagitan ng pag-init ng oksido sa pagkakaroon ng aluminyo o silikon.

Noong 2000, humigit-kumulang 15 milyong tonelada ng chromite ore ang mina at naproseso sa 4 na milyong tonelada ng ferrochrome, isang 70% chromium-iron alloy, na may tinatayang halaga sa pamilihan na US$2.5 bilyon.

Pangunahing katangian

Ang mga katangian ng chromium elemento ng kemikal ay dahil sa ang katunayan na ito ay isang transition metal ng ika-apat na panahon ng periodic table at matatagpuan sa pagitan ng vanadium at mangganeso. Kasama sa pangkat VI. Natutunaw sa temperatura na 1907 °C. Sa pagkakaroon ng oxygen, ang chromium ay mabilis na bumubuo ng isang manipis na layer ng oksido, na pinoprotektahan ang metal mula sa karagdagang pakikipag-ugnayan sa oxygen.

Bilang isang elemento ng paglipat, tumutugon ito sa mga sangkap sa iba't ibang sukat. Kaya, ito ay bumubuo ng mga compound kung saan ito ay may iba't ibang mga estado ng oksihenasyon. Ang Chromium ay isang kemikal na elemento na may mga pangunahing estado na +2, +3 at +6, kung saan ang +3 ay ang pinaka-matatag. Bilang karagdagan, sa mga bihirang kaso, ang mga kondisyon na +1, +4 at +5 ay sinusunod. Ang mga Chromium compound sa +6 na estado ng oksihenasyon ay mga malakas na ahente ng pag-oxidizing.

Anong kulay ang chrome? Ang kemikal na elemento ay nagbibigay ng ruby ​​​​hue. Ginagamit din ang Cr 2 O 3 bilang pigment na tinatawag na chrome green. Kulay salts nito glass emerald green. Ang Chromium ay ang kemikal na elemento na ang presensya ay nagpapapula ng mga rubi. Samakatuwid, ginagamit ito sa paggawa ng mga sintetikong rubi.

Isotopes

Ang mga isotopes ng chromium ay may mga atomic na timbang mula 43 hanggang 67. Karaniwan, ang elementong kemikal na ito ay binubuo ng tatlong matatag na anyo: 52 Cr, 53 Cr at 54 Cr. Sa mga ito, 52 Cr ang pinakakaraniwan (83.8% ng lahat ng natural na chromium). Bilang karagdagan, 19 na radioisotopes ang inilarawan, kung saan ang pinaka-matatag ay 50 Cr na may kalahating buhay na higit sa 1.8x10 17 taon. Ang 51 Cr ay may kalahating buhay na 27.7 araw, at para sa lahat ng iba pang radioactive isotopes ay hindi ito lalampas sa 24 na oras, at para sa karamihan sa kanila ito ay tumatagal ng mas mababa sa isang minuto. Ang elemento ay mayroon ding dalawang meta state.

Ang isotopes ng chromium sa crust ng lupa, bilang panuntunan, ay kasama ng mga isotopes ng mangganeso, na ginagamit sa geology. Ang 53 Cr ay nabuo sa panahon ng radioactive decay ng 53 Mn. Ang Mn/Cr isotope ratio ay nagpapatibay sa iba pang mga pahiwatig tungkol sa maagang kasaysayan ng Solar System. Ang mga pagbabago sa 53 Cr/ 52 Cr at Mn/Cr ratios mula sa iba't ibang meteorites ay nagpapatunay na ang mga bagong atomic nuclei ay nilikha bago ang pagbuo ng Solar System.

Chemical element chromium: mga katangian, formula ng mga compound

Ang Chromium(III) oxide Cr 2 O 3, na kilala rin bilang sesquioxide, ay isa sa apat na oxide ng kemikal na elementong ito. Ito ay nakuha mula sa chromite. Ang green color compound ay karaniwang tinatawag na "chrome green" kapag ginamit bilang pigment para sa enamel at glass painting. Ang oksido ay maaaring matunaw sa mga acid, na bumubuo ng mga asing-gamot, at sa tinunaw na alkali - chromites.

Potassium dichromate

Ang K 2 Cr 2 O 7 ay isang makapangyarihang ahente ng pag-oxidizing at mas gusto bilang isang paraan para sa paglilinis ng mga kagamitan sa laboratoryo mula sa organikong bagay. Para sa layuning ito, ang puspos na solusyon nito ay ginagamit Minsan, gayunpaman, ito ay pinalitan ng sodium bichromate, batay sa mas mataas na solubility ng huli. Bilang karagdagan, maaari nitong i-regulate ang proseso ng oksihenasyon ng mga organikong compound, na nagko-convert ng pangunahing alkohol sa aldehyde at pagkatapos ay sa carbon dioxide.

Ang potasa dichromate ay maaaring maging sanhi ng chrome dermatitis. Ang Chromium ay malamang na magdulot ng sensitization na humahantong sa pagbuo ng dermatitis, lalo na sa mga kamay at bisig, na talamak at mahirap gamutin. Tulad ng ibang Cr(VI) compounds, ang potassium dichromate ay carcinogenic. Dapat itong hawakan gamit ang mga guwantes at naaangkop na kagamitan sa proteksyon.

Chromic acid

Ang tambalan ay may hypothetical na istraktura H 2 CrO 4 . Ang alinman sa chromic o dichromic acid ay hindi nangyayari sa kalikasan, ngunit ang kanilang mga anion ay matatagpuan sa iba't ibang mga sangkap. Ang "chromic acid" na makikita sa pagbebenta ay ang acid anhydride nito - CrO 3 trioxide.

Lead(II) chromate

Ang PbCrO 4 ay may maliwanag na dilaw na kulay at halos hindi matutunaw sa tubig. Para sa kadahilanang ito, natagpuan itong ginagamit bilang pangkulay na pigment na tinatawag na koronang dilaw.

Cr at pentavalent bond

Ang Chromium ay nakikilala sa pamamagitan ng kakayahang bumuo ng mga pentavalent bond. Ang tambalan ay nilikha ng Cr(I) at isang hydrocarbon radical. Ang isang pentavalent bond ay nabuo sa pagitan ng dalawang chromium atoms. Ang formula nito ay maaaring isulat bilang Ar-Cr-Cr-Ar, kung saan ang Ar ay kumakatawan sa isang tiyak na mabangong grupo.

Aplikasyon

Ang Chromium ay isang kemikal na elemento na ang mga katangian ay nagbigay nito ng maraming iba't ibang gamit, ang ilan sa mga ito ay nakalista sa ibaba.

Nagbibigay ito ng mga metal na lumalaban sa kaagnasan at isang makintab na ibabaw. Samakatuwid, ang chromium ay matatagpuan sa mga haluang metal tulad ng hindi kinakalawang na asero, na ginagamit, halimbawa, sa mga kubyertos. Ginagamit din ito para sa chrome plating.

Ang Chromium ay isang catalyst para sa iba't ibang mga reaksyon. Ito ay ginagamit upang gumawa ng mga hulma para sa pagpapaputok ng mga brick. Ang mga asing-gamot nito ay ginagamit upang magpakulay ng balat. Ang potasa bichromate ay ginagamit para sa oksihenasyon ng mga organikong compound tulad ng mga alkohol at aldehydes, pati na rin para sa paglilinis ng mga kagamitan sa laboratoryo. Ito ay nagsisilbing fixing agent para sa pagtitina ng tela at ginagamit din sa photography at photo printing.

Ang CrO 3 ay ginagamit upang gumawa ng mga magnetic tape (halimbawa, para sa audio recording), na may mas mahusay na mga katangian kaysa sa mga pelikulang may iron oxide.

Papel sa biology

Ang trivalent chromium ay isang kemikal na elemento na kinakailangan para sa metabolismo ng asukal sa katawan ng tao. Sa kaibahan, ang hexavalent Cr ay lubhang nakakalason.

Mga hakbang sa pag-iingat

Ang mga compound ng Chromium metal at Cr(III) ay karaniwang hindi itinuturing na isang panganib sa kalusugan, ngunit ang mga sangkap na naglalaman ng Cr(VI) ay maaaring nakakalason kung matutunaw o malalanghap. Karamihan sa mga sangkap na ito ay nakakairita sa mga mata, balat at mauhog na lamad. Sa talamak na pagkakalantad, ang mga chromium(VI) compound ay maaaring magdulot ng pinsala sa mata kung hindi ginagamot nang maayos. Bilang karagdagan, ito ay isang kinikilalang carcinogen. Ang nakamamatay na dosis ng elementong kemikal na ito ay halos kalahating kutsarita. Ayon sa mga rekomendasyon ng World Health Organization, ang maximum na pinapayagang konsentrasyon ng Cr (VI) sa inuming tubig ay 0.05 mg bawat litro.

Dahil ang mga chromium compound ay ginagamit sa mga tina at sa tan na balat, kadalasang matatagpuan ang mga ito sa lupa at tubig sa lupa mula sa mga inabandunang pang-industriya na lugar na nangangailangan ng paglilinis at remediation sa kapaligiran. Ang panimulang aklat na naglalaman ng Cr(VI) ay malawakang ginagamit sa industriya ng aerospace at automotive.

Mga katangian ng elemento

Ang mga pangunahing pisikal na katangian ng chromium ay ang mga sumusunod:

• Numero ng atomo: 24.
• Timbang ng atom: 51.996.
• Punto ng pagkatunaw: 1890 °C.
• Punto ng kumukulo: 2482 °C.
• Katayuan ng oksihenasyon: +2, +3, +6.
• Configuration ng electron: 3d 5 4s 1.

DEPINISYON

Chromium matatagpuan sa ikaapat na yugto ng pangkat VI ng pangalawang (B) subgroup ng Periodic table. Pagtatalaga – Cr. Sa anyo ng isang simpleng sangkap - isang kulay-abo-puting makintab na metal.

Ang Chrome ay may body-centered cubic lattice structure. Densidad - 7.2 g/cm3. Ang mga punto ng pagkatunaw at kumukulo ay 1890 o C at 2680 o C, ayon sa pagkakabanggit.

Katayuan ng oksihenasyon ng chromium sa mga compound

Maaaring umiral ang Chromium sa anyo ng isang simpleng sangkap - isang metal, at ang estado ng oksihenasyon ng mga metal sa elemental na estado ay katumbas ng sero, dahil ang pamamahagi ng density ng elektron sa kanila ay pare-pareho.

Mga estado ng oksihenasyon (+2) At (+3) Ang chromium ay lumilitaw sa mga oxide (Cr +2 O, Cr +3 2 O 3), hydroxides (Cr +2 (OH) 2, Cr +3 (OH) 3), halides (Cr +2 Cl 2, Cr +3 Cl 3 ), sulfates (Cr +2 SO 4, Cr +3 2 (SO 4) 3) at iba pang mga compound.

Ang Chromium ay nailalarawan din sa estado ng oksihenasyon nito (+6) : Cr +6 O 3, H 2 Cr +6 O 4, H 2 Cr +6 2 O 7, K 2 Cr +6 2 O 7, atbp.

Mga halimbawa ng paglutas ng problema

HALIMBAWA 1

HALIMBAWA 2

Mag-ehersisyo	Ang posporus ay may parehong estado ng oksihenasyon sa mga sumusunod na compound: a) Ca 3 P 2 at H 3 PO 3; b) KH 2 PO 4 at KPO 3; c) P 4 O 6 at P 4 O 10; d) H 3 PO 4 at H 3 PO 3.
Solusyon	Upang maibigay ang tamang sagot sa tanong na ibinibigay, salit-salit nating tutukuyin ang antas ng oksihenasyon ng posporus sa bawat pares ng mga iminungkahing compound. a) Ang estado ng oksihenasyon ng calcium ay (+2), oxygen at hydrogen - (-2) at (+1), ayon sa pagkakabanggit. Kunin natin ang halaga ng estado ng oksihenasyon ng phosphorus bilang "x" at "y" sa mga iminungkahing compound: 3 ×2 + x ×2 = 0; 3 + y + 3×(-2) = 0; Mali ang sagot. b) Ang estado ng oksihenasyon ng potassium ay (+1), ang oxygen at hydrogen ay (-2) at (+1), ayon sa pagkakabanggit. Kunin natin ang halaga ng estado ng oksihenasyon ng chlorine bilang "x" at "y" sa mga iminungkahing compound: 1 + 2×1 +x + (-2)×4 = 0; 1 + y + (-2)×3 = 0; Tama ang sagot.
Sagot	Pagpipilian (b).

Ang pagtuklas ng chromium ay nagsimula sa panahon ng mabilis na pag-unlad ng kemikal at analytical na pag-aaral ng mga asin at mineral. Sa Russia, ang mga chemist ay nagkaroon ng espesyal na interes sa pagsusuri ng mga mineral na matatagpuan sa Siberia at halos hindi kilala sa Kanlurang Europa. Isa sa mga mineral na ito ay Siberian red lead ore (crocoite), na inilarawan ni Lomonosov. Ang mineral ay napagmasdan, ngunit walang iba kundi mga oxide ng lead, iron at aluminum ang natagpuan dito. Gayunpaman, noong 1797, si Vaukelin, na kumukulo ng isang pinong giniling na sample ng mineral na may potash at precipitating lead carbonate, ay nakakuha ng solusyon na may kulay na orange-red. Mula sa solusyon na ito ay nag-kristal siya ng isang ruby-red salt, kung saan ang oksido at libreng metal, naiiba sa lahat ng kilalang mga metal, ay nakahiwalay. Tawag sa kanya ni Vauquelin Chromium ( Chrome ) mula sa salitang Griyego- pangkulay, kulay; Totoo, ang ibig sabihin dito ay hindi pag-aari ng metal, ngunit ang mga matingkad na asin nito.

Ang pagiging nasa kalikasan.

Ang pinakamahalagang chromium ore ng praktikal na kahalagahan ay chromite, ang tinatayang komposisyon na tumutugma sa formula na FeCrO ​​​​4.

Ito ay matatagpuan sa Asia Minor, Ural, North America, at southern Africa. Ang nabanggit na mineral crocoite - PbCrO 4 - ay may teknikal na kahalagahan din. Ang Chromium oxide (3) at ilan sa iba pang mga compound nito ay matatagpuan din sa kalikasan. Sa crust ng lupa, ang nilalaman ng chromium sa mga tuntunin ng metal ay 0.03%. Ang Chromium ay natagpuan sa Araw, mga bituin, at mga meteorite.

Mga katangiang pisikal.

Ang Chrome ay isang puti, matigas at malutong na metal, lubhang lumalaban sa kemikal sa mga acid at alkali. Sa hangin ito ay nag-oxidize at may manipis na transparent na pelikula ng oxide sa ibabaw. Ang Chromium ay may density na 7.1 g/cm3, ang punto ng pagkatunaw nito ay +1875 0 C.

Resibo.

Kapag ang chromium iron ore ay malakas na pinainit ng karbon, ang chromium at iron ay nababawasan:

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

Bilang resulta ng reaksyong ito, nabuo ang isang chromium-iron alloy, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na lakas. Upang makakuha ng purong chromium, ito ay binabawasan mula sa chromium(3) oxide na may aluminyo:

Cr 2 O 3 + 2Al = Al 2 O 3 + 2Cr

Sa prosesong ito, dalawang oxide ang karaniwang ginagamit - Cr 2 O 3 at CrO 3

Mga katangian ng kemikal.

Salamat sa manipis na proteksiyon na pelikula ng oxide na sumasaklaw sa ibabaw ng chrome, ito ay lubos na lumalaban sa mga agresibong acid at alkalis. Ang Chromium ay hindi tumutugon sa puro nitric at sulfuric acid, gayundin sa phosphoric acid. Ang Chromium ay tumutugon sa alkalis sa t = 600-700 o C. Gayunpaman, ang chromium ay nakikipag-ugnayan sa mga dilute na sulfuric at hydrochloric acid, na nagpapalit ng hydrogen:

2Cr + 3H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2
2Cr + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2

Sa mataas na temperatura, ang chromium ay nasusunog sa oxygen, na bumubuo ng oxide(III).

Ang mainit na kromo ay tumutugon sa singaw ng tubig:

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

Sa mataas na temperatura, ang chromium ay tumutugon din sa mga halogens, halogen na may hydrogen, sulfur, nitrogen, phosphorus, carbon, silicon, boron, halimbawa:

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

Ang mga pisikal at kemikal na katangian ng chromium sa itaas ay natagpuan ang kanilang aplikasyon sa iba't ibang larangan ng agham at teknolohiya. Halimbawa, ang chromium at ang mga haluang metal nito ay ginagamit upang makabuo ng mataas na lakas, mga patong na lumalaban sa kaagnasan sa mechanical engineering. Ang mga haluang metal sa anyo ng ferrochrome ay ginagamit bilang mga tool sa pagputol ng metal. Ang mga haluang metal ng Chrome ay nakahanap ng aplikasyon sa teknolohiyang medikal at sa paggawa ng mga kemikal na kagamitan sa teknolohiya.

Posisyon ng chromium sa periodic table ng mga elemento ng kemikal:

Pinangunahan ng Chromium ang pangalawang subgroup ng pangkat VI ng periodic table ng mga elemento. Ang electronic formula nito ay ang mga sumusunod:

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

Sa pagpuno ng mga orbital ng mga electron sa chromium atom, ang pattern ayon sa kung saan ang 4S orbital ay dapat munang punan sa 4S 2 na estado ay nilabag. Gayunpaman, dahil sa ang katunayan na ang 3d orbital ay sumasakop sa isang mas kanais-nais na posisyon ng enerhiya sa chromium atom, ito ay napuno sa halagang 4d5. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay sinusunod sa mga atomo ng ilang iba pang mga elemento ng pangalawang subgroup. Maaaring magpakita ang Chromium ng mga estado ng oksihenasyon mula +1 hanggang +6. Ang pinaka-matatag ay mga chromium compound na may mga estado ng oksihenasyon na +2, +3, +6.

Mga compound ng divalent chromium.

Ang Chromium (II) oxide CrO ay isang pyrophoric black powder (ang pyrophoricity ay ang kakayahang mag-apoy sa hangin sa isang finely split state). Ang CrO ay natutunaw sa dilute na hydrochloric acid:

CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

Sa hangin, kapag pinainit sa itaas 100 0 C, ang CrO ay nagiging Cr 2 O 3.

Ang divalent chromium salts ay nabuo kapag ang chromium metal ay natunaw sa mga acid. Ang mga reaksyong ito ay nagaganap sa isang kapaligiran ng mababang-aktibong gas (halimbawa H 2), dahil sa pagkakaroon ng hangin, ang oksihenasyon ng Cr(II) hanggang Cr(III) ay madaling nangyayari.

Ang Chromium hydroxide ay nakuha sa anyo ng isang dilaw na precipitate sa pamamagitan ng pagkilos ng isang alkali solution sa chromium (II) chloride:

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

Ang Cr(OH) 2 ay may mga pangunahing katangian at isang ahente ng pagbabawas. Ang hydrated Cr2+ ion ay maputlang asul. Ang isang may tubig na solusyon ng CrCl 2 ay kulay asul. Sa hangin sa may tubig na mga solusyon, ang mga compound ng Cr(II) ay nagbabago sa mga compound ng Cr(III). Ito ay lalo na binibigkas sa Cr(II) hydroxide:

4Cr(OH) 2 + 2H 2 O + O 2 = 4Cr(OH) 3

Trivalent chromium compounds.

Ang Chromium (III) oxide Cr 2 O 3 ay isang refractory green powder. Ang tigas nito ay malapit sa corundum. Sa laboratoryo maaari itong makuha sa pamamagitan ng pagpainit ng ammonium dichromate:

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

Ang Cr 2 O 3 ay isang amphoteric oxide, kapag pinagsama sa alkalis ito ay bumubuo ng mga chromites: Cr 2 O 3 + 2NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O

Ang Chromium hydroxide ay isa ring amphoteric compound:

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

Ang anhydrous CrCl 3 ay may hitsura ng madilim na lilang dahon, ganap na hindi matutunaw sa malamig na tubig, at natutunaw nang napakabagal kapag pinakuluan. Ang anhydrous chromium (III) sulfate Cr 2 (SO 4) 3 ay kulay pink at hindi rin natutunaw sa tubig. Sa pagkakaroon ng mga ahente ng pagbabawas, ito ay bumubuo ng purple chromium sulfate Cr 2 (SO 4) 3 *18H 2 O. Ang berdeng chromium sulfate hydrates na naglalaman ng mas kaunting tubig ay kilala rin. Ang Chromium alum KCr(SO 4) 2 *12H 2 O ay nag-kristal mula sa mga solusyon na naglalaman ng violet chromium sulfate at potassium sulfate. Ang isang solusyon ng chrome alum ay nagiging berde kapag pinainit dahil sa pagbuo ng mga sulfate.

Mga reaksyon sa chromium at mga compound nito

Halos lahat ng chromium compound at ang kanilang mga solusyon ay may matinding kulay. Ang pagkakaroon ng isang walang kulay na solusyon o isang puting namuo, maaari nating tapusin na may mataas na antas ng posibilidad na ang chromium ay wala.

1. Magpainit tayo nang husto sa apoy ng isang burner sa isang tasa ng porselana tulad ng dami ng potassium dichromate na kasya sa dulo ng kutsilyo. Ang asin ay hindi maglalabas ng tubig ng pagkikristal, ngunit matutunaw sa temperatura na humigit-kumulang 400 0 C upang bumuo ng isang madilim na likido. Painitin natin ito ng ilang minuto sa sobrang init. Pagkatapos ng paglamig, isang berdeng namuo ang mga form sa shard. I-dissolve natin ang isang bahagi nito sa tubig (ito ay nagiging dilaw), at iwanan ang isa pang bahagi sa shard. Ang asin ay nabubulok kapag pinainit, na nagreresulta sa pagbuo ng natutunaw na dilaw na potassium chromate K 2 CrO 4 at berdeng Cr 2 O 3.
2. I-dissolve ang 3g ng powdered potassium bichromate sa 50ml ng tubig. Magdagdag ng kaunting potassium carbonate sa isang bahagi. Ito ay matutunaw sa paglabas ng CO 2, at ang kulay ng solusyon ay magiging dilaw na dilaw. Ang Chromate ay nabuo mula sa potassium dichromate. Kung magdaragdag ka na ngayon ng 50% sulfuric acid solution sa mga bahagi, ang pula-dilaw na kulay ng dichromate ay lilitaw muli.
3. Ibuhos ang 5 ml sa isang test tube. potassium bichromate solution, pakuluan na may 3 ml ng puro hydrochloric acid sa ilalim ng presyon. Ang dilaw-berdeng nakakalason na chlorine gas ay inilabas mula sa solusyon dahil ang chromate ay mag-oxidize ng HCl sa Cl 2 at H 2 O. Ang chromate mismo ay magiging berdeng trivalent chromium chloride. Maaari itong ihiwalay sa pamamagitan ng pagsingaw ng solusyon, at pagkatapos, pinagsama sa soda at saltpeter, na-convert sa chromate.
4. Kapag ang isang solusyon ng lead nitrate ay idinagdag, ang dilaw na lead chromate ay namuo; Kapag nakikipag-ugnayan sa isang solusyon ng silver nitrate, nabuo ang isang red-brown precipitate ng silver chromate.
5. Magdagdag ng hydrogen peroxide sa potassium dichromate solution at i-asidify ang solusyon sa sulfuric acid. Ang solusyon ay nakakakuha ng malalim na asul na kulay dahil sa pagbuo ng chromium peroxide. Kapag inalog ng isang tiyak na halaga ng eter, ang peroxide ay mapupunta sa organic solvent at kulayan ito ng asul. Ang reaksyong ito ay partikular para sa chromium at napakasensitibo. Maaari itong magamit upang makita ang chromium sa mga metal at haluang metal. Una sa lahat, kailangan mong matunaw ang metal. Sa matagal na pagkulo na may 30% sulfuric acid (maaari ka ring magdagdag ng hydrochloric acid), ang chromium at maraming bakal ay bahagyang natutunaw. Ang resultang solusyon ay naglalaman ng chromium (III) sulfate. Upang makapagsagawa ng reaksyon ng pagtuklas, ine-neutralize muna namin ito ng caustic soda. Ang gray-green chromium(III) hydroxide ay namuo, na natutunaw sa labis na NaOH upang bumuo ng berdeng sodium chromite. Salain ang solusyon at magdagdag ng 30% hydrogen peroxide. Kapag pinainit, ang solusyon ay magiging dilaw habang ang chromite ay nag-oxidize sa chromate. Ang pag-asim ay magiging sanhi ng hitsura ng solusyon na asul. Ang may kulay na tambalan ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pag-alog ng eter.

Analytical reaksyon para sa chromium ions.

1. Magdagdag ng 2M NaOH solution sa 3-4 na patak ng chromium chloride solution na CrCl 3 hanggang sa matunaw ang unang precipitate. Pansinin ang kulay ng sodium chromite na nabuo. Init ang nagresultang solusyon sa isang paliguan ng tubig. Ano ang mangyayari?
2. Sa 2-3 patak ng CrCl 3 na solusyon, magdagdag ng pantay na dami ng 8 M NaOH na solusyon at 3-4 na patak ng 3% H 2 O 2 na solusyon. Painitin ang pinaghalong reaksyon sa isang paliguan ng tubig. Ano ang mangyayari? Anong precipitate ang nabuo kung ang nagresultang kulay na solusyon ay neutralisado, ang CH 3 COOH ay idinagdag dito, at pagkatapos ay Pb(NO 3) 2?
3. Ibuhos ang 4-5 patak ng mga solusyon ng chromium sulfate Cr 2 (SO 4) 3, IMH 2 SO 4 at KMnO 4 sa test tube. Painitin ang pinaghalong reaksyon sa loob ng ilang minuto sa isang paliguan ng tubig. Pansinin ang pagbabago sa kulay ng solusyon. Ano ang naging sanhi nito?
4. Sa 3-4 na patak ng K 2 Cr 2 O 7 na solusyon na naaasido ng nitric acid, magdagdag ng 2-3 patak ng H 2 O 2 na solusyon at ihalo. Ang umuusbong na asul na kulay ng solusyon ay dahil sa hitsura ng perchromic acid H 2 CrO 6:

Cr 2 O 7 2- + 4H 2 O 2 + 2H + = 2H 2 CrO 6 + 3H 2 O

Bigyang-pansin ang mabilis na pagkabulok ng H 2 CrO 6:

2H 2 CrO 6 + 8H+ = 2Cr 3+ + 3O 2 + 6H 2 O
kulay asul na berde

Ang perchromic acid ay mas matatag sa mga organikong solvent.

1. Sa 3-4 na patak ng isang K 2 Cr 2 O 7 na solusyon na naaasido ng nitric acid, magdagdag ng 5 patak ng isoamyl alcohol, 2-3 patak ng H 2 O 2 na solusyon at iling ang reaksyong timpla. Ang layer ng organic solvent na lumulutang sa itaas ay may kulay na maliwanag na asul. Ang kulay ay kumukupas nang napakabagal. Ihambing ang katatagan ng H 2 CrO 6 sa mga organic at aqueous phase.
2. Kapag nakipag-ugnayan ang CrO 4 2- sa mga Ba 2+ ions, nabubuo ang dilaw na precipitate ng barium chromate BaCrO 4.
3. Ang silver nitrate ay bumubuo ng isang brick-red silver chromate precipitate na may CrO 4 2 ions.
4. Kumuha ng tatlong test tube. Maglagay ng 5-6 patak ng K 2 Cr 2 O 7 na solusyon sa isa sa mga ito, ang parehong dami ng K 2 CrO 4 na solusyon sa pangalawa, at tatlong patak ng parehong solusyon sa pangatlo. Pagkatapos ay magdagdag ng tatlong patak ng potassium iodide solution sa bawat test tube. Ipaliwanag ang iyong resulta. Acidify ang solusyon sa pangalawang test tube. Ano ang mangyayari? Bakit?

Nakakaaliw na mga eksperimento na may mga chromium compound

1. Ang pinaghalong CuSO 4 at K 2 Cr 2 O 7 ay nagiging berde kapag idinagdag ang alkali, at nagiging dilaw sa pagkakaroon ng acid. Sa pamamagitan ng pag-init ng 2 mg ng gliserol na may maliit na halaga ng (NH 4) 2 Cr 2 O 7 at pagkatapos ay pagdaragdag ng alkohol, pagkatapos ng pagsasala ay nakuha ang isang maliwanag na berdeng solusyon, na nagiging dilaw kapag idinagdag ang acid, at nagiging berde sa neutral o alkalina. kapaligiran.
2. Maglagay ng “ruby mixture” sa gitna ng lata na may thermite - maingat na ginigiling at ilagay sa aluminum foil Al 2 O 3 (4.75 g) kasama ang Cr 2 O 3 (0.25 g). Upang maiwasan ang paglamig ng garapon nang mas matagal, kinakailangan na ibaon ito sa ilalim ng tuktok na gilid sa buhangin, at pagkatapos na masunog ang thermite at magsimula ang reaksyon, takpan ito ng isang bakal at takpan ito ng buhangin. Hukayin ang garapon sa isang araw. Ang resulta ay isang pulang ruby ​​​​powder.
3. 10 g ng potassium dichromate ay giniling na may 5 g ng sodium o potassium nitrate at 10 g ng asukal. Ang pinaghalong ay moistened at halo-halong may collodion. Kung ang pulbos ay na-compress sa isang glass tube, at pagkatapos ay ang stick ay itinulak at sunugin sa dulo, ang isang "ahas" ay magsisimulang gumapang palabas, unang itim, at pagkatapos ng paglamig - berde. Ang isang stick na may diameter na 4 mm ay nasusunog sa bilis na humigit-kumulang 2 mm bawat segundo at umaabot ng 10 beses.
4. Kung paghaluin mo ang mga solusyon ng tansong sulpate at potasa dichromate at magdagdag ng kaunting ammonia solution, isang amorphous brown precipitate na may komposisyon na 4СuCrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O ay bubuo, na natutunaw sa hydrochloric acid upang bumuo ng dilaw na solusyon, at labis. ng ammonia isang berdeng solusyon ang nakuha. Kung idagdag mo pa ang alkohol sa solusyon na ito, bubuo ang isang berdeng precipitate, na pagkatapos ng pagsasala ay nagiging asul, at pagkatapos ng pagpapatayo, asul-lila na may mga pulang kislap, malinaw na nakikita sa malakas na liwanag.
5. Ang chromium oxide na natitira pagkatapos ng mga eksperimento sa "bulkan" o "mga ahas ng pharaoh" ay maaaring mabuo muli. Upang gawin ito, kailangan mong i-fuse ang 8 g ng Cr 2 O 3 at 2 g ng Na 2 CO 3 at 2.5 g ng KNO 3 at gamutin ang pinalamig na haluang metal na may tubig na kumukulo. Ang resulta ay isang natutunaw na chromate, na maaaring ma-convert sa iba pang mga Cr(II) at Cr(VI) compound, kabilang ang orihinal na ammonium dichromate.

Mga halimbawa ng redox transition na kinasasangkutan ng chromium at mga compound nito

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

a) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O b) Cr 2 O 3 + 2NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O
c) 2NaCrO 2 + 3Br 2 + 8NaOH = 6NaBr + 2Na 2 CrO 4 + 4H 2 O
d) 2Na 2 CrO 4 + 2HCl = 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-

a) 2Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
b) Cr(OH) 3 + 3HCl = CrCl 3 + 3H 2 O
c) 2CrCl 3 + 2KMnO 4 + 3H 2 O = K 2 Cr 2 O 7 + 2Mn(OH) 2 + 6HCl
d) K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH = 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+

a) CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O
b) CrO + H 2 O = Cr(OH) 2
c) Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
d) Cr(OH) 3 + 3HNO 3 = Cr(NO 3) 3 + 3H 2 O
e) 4Сr(NO 3) 3 = 2Cr 2 O 3 + 12NO 2 + O 2
e) Cr 2 O 3 + 2 NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O

Chromium element bilang isang artist

Ang mga chemist ay madalas na bumaling sa problema ng paglikha ng mga artipisyal na pigment para sa pagpipinta. Noong ika-18-19 na siglo, binuo ang teknolohiya para sa paggawa ng maraming materyales sa pagpipinta. Louis Nicolas Vauquelin noong 1797, na natuklasan ang dating hindi kilalang elementong chromium sa Siberian red ore, ay naghanda ng bago, kapansin-pansing matatag na pintura - chrome green. Ang chromophore nito ay hydrous chromium(III) oxide. Nagsimula itong gawin sa ilalim ng pangalang "emerald green" noong 1837. Nang maglaon, iminungkahi ni L. Vauquelin ang ilang mga bagong pintura: barite, zinc at chrome yellow. Sa paglipas ng panahon, napalitan sila ng mas patuloy na dilaw at orange na mga pigment na nakabatay sa cadmium.

Ang green chrome ay ang pinaka matibay at light-resistant na pintura na hindi madaling kapitan sa mga gas sa atmospera. Ang Chromium green ground sa langis ay may mahusay na kapangyarihan sa pagtakip at may kakayahang matuyo nang mabilis, kaya naman ito ay ginamit mula pa noong ika-19 na siglo. malawak itong ginagamit sa pagpipinta. Malaki ang kahalagahan nito sa pagpipinta ng porselana. Ang katotohanan ay ang mga produktong porselana ay maaaring palamutihan ng parehong underglaze at overglaze na pagpipinta. Sa unang kaso, ang mga pintura ay inilapat sa ibabaw lamang ng isang lightly fired na produkto, na pagkatapos ay natatakpan ng isang layer ng glaze. Sinusundan ito ng pangunahing, mataas na temperatura na pagpapaputok: upang sinterin ang masa ng porselana at matunaw ang glaze, ang mga produkto ay pinainit sa 1350 - 1450 0 C. Napakakaunting mga pintura ang maaaring makatiis sa gayong mataas na temperatura nang walang mga pagbabago sa kemikal, at sa lumang mga araw na mayroon lamang dalawa sa kanila - kobalt at chrome. Ang itim na cobalt oxide na inilapat sa ibabaw ng isang produktong porselana ay sumasama sa glaze habang nagpapaputok, na may kemikal na pakikipag-ugnayan dito. Bilang isang resulta, ang maliwanag na asul na cobalt silicates ay nabuo. Alam na alam ng lahat ang gamit na ito na pinalamutian ng kobalt na asul na porselana. Ang Chromium (III) oxide ay hindi tumutugon sa kemikal sa mga bahagi ng glaze at namamalagi lamang sa pagitan ng mga porcelain shards at ng transparent na glaze bilang isang "bulag" na layer.

Bilang karagdagan sa chrome green, ang mga artist ay gumagamit ng mga pintura na nakuha mula sa volkonskoite. Ang mineral na ito mula sa grupo ng mga montmorillonites (isang clay mineral ng subclass ng complex silicates Na(Mo,Al), Si 4 O 10 (OH) 2 ay natuklasan noong 1830 ng Russian mineralogist na si Kemmerer at pinangalanan bilang parangal kay M.N. Volkonskaya, ang anak ng bayani ng Labanan ng Borodino, Heneral N. .N ang iba't ibang kulay nito - mula sa kulay ng taglamig na darkened fir hanggang sa maliwanag na berdeng kulay ng isang marsh frog.

Bumaling si Pablo Picasso sa mga geologist ng ating bansa na may kahilingan na pag-aralan ang mga reserba ng volkonskoite, na gumagawa ng pintura ng isang natatanging sariwang tono. Sa kasalukuyan, isang paraan para sa paggawa ng artipisyal na volkonskoite ay binuo. Ito ay kagiliw-giliw na tandaan na, ayon sa modernong pananaliksik, ang mga pintor ng icon ng Russia ay gumamit ng mga pintura mula sa materyal na ito pabalik sa Middle Ages, bago pa ang "opisyal" na pagtuklas nito. Ang mga gulay na Guinier (nilikha noong 1837), ang chromoform na kung saan ay chromium oxide hydrate Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O, kung saan ang bahagi ng tubig ay nakagapos ng kemikal at ang bahagi ay na-adsorb, ay sikat din sa mga artista. Ang pigment na ito ay nagbibigay sa pintura ng kulay ng esmeralda.

blog.site, kapag kumukopya ng materyal nang buo o bahagi, kinakailangan ang isang link sa orihinal na pinagmulan.

Ang Chromium (Cr) ay isang elementong may atomic number na 24 at atomic mass na 51.996 ng pangalawang subgroup ng ikaanim na grupo ng ikaapat na yugto ng periodic system ng mga kemikal na elemento ng D. I. Mendeleev. Ang Chrome ay isang matigas na metal na may kulay na maasul na puti. May mataas na paglaban sa kemikal. Sa temperatura ng silid, ang Cr ay lumalaban sa tubig at hangin. Ang elementong ito ay isa sa pinakamahalagang metal na ginagamit sa pang-industriya na paghahalo ng mga bakal. Ang mga Chromium compound ay may maliliwanag na kulay ng iba't ibang kulay, kaya naman nakuha ang pangalan nito. Pagkatapos ng lahat, isinalin mula sa Griyego, ang "chrome" ay nangangahulugang "pintura".

Mayroong 24 na kilalang isotopes ng chromium mula 42Cr hanggang 66Cr. Ang mga matatag na natural na isotopes ay 50Cr (4.31%), 52Cr (87.76%), 53Cr (9.55%) at 54Cr (2.38%). Sa anim na artificial radioactive isotopes, ang pinakamahalaga ay 51Cr na may kalahating buhay na 27.8 araw. Ginagamit ito bilang tagapagpahiwatig ng isotope.

Hindi tulad ng mga metal noong unang panahon (ginto, pilak, tanso, bakal, lata at tingga), ang chromium ay may sariling "tagatuklas". Noong 1766, natagpuan ang isang mineral sa paligid ng Yekaterinburg, na tinawag na "Siberian red lead" - PbCrO4. Noong 1797, natuklasan ni L. N. Vauquelin ang elemento No. 24 sa mineral crocoite, isang natural na lead chromate Sa paligid ng parehong oras (1798), nang nakapag-iisa sa Vauquelin, ang chromium ay natuklasan ng mga siyentipikong Aleman na sina M. G. Klaproth at Lowitz sa isang sample ng mabigat na itim na mineral (. ito ay chromite FeCr2O4), na matatagpuan sa mga Urals. Nang maglaon noong 1799, natuklasan ni F. Tassert ang isang bagong metal sa parehong mineral na matatagpuan sa timog-silangang France. Ito ay pinaniniwalaan na si Tassert ang unang nakakuha ng medyo purong metal chromium.

Ang metal chromium ay ginagamit para sa chrome plating, at din bilang isa sa pinakamahalagang bahagi ng mga haluang metal na bakal (sa partikular na mga hindi kinakalawang na asero). Bilang karagdagan, ang chromium ay nakahanap ng aplikasyon sa maraming iba pang mga haluang metal (acid-resistant at heat-resistant steels). Pagkatapos ng lahat, ang pagpapakilala ng metal na ito sa bakal ay nagpapataas ng paglaban nito sa kaagnasan kapwa sa may tubig na mga kapaligiran sa normal na temperatura at sa mga gas sa mataas na temperatura. Ang mga bakal na Chromium ay nailalarawan sa pamamagitan ng tumaas na katigasan. Ginagamit ang Chromium sa thermochrome plating, isang proseso kung saan ang proteksiyon na epekto ng Cr ay dahil sa pagbuo ng manipis ngunit matibay na oxide film sa ibabaw ng bakal, na pumipigil sa pakikipag-ugnayan ng metal sa kapaligiran.

Ang mga compound ng Chromium ay malawak ding ginagamit;

Ang Chromium ay isa sa mga biogenic na elemento na patuloy na kasama sa mga tisyu ng mga halaman at hayop. Ang mga halaman ay naglalaman ng chromium sa kanilang mga dahon, kung saan ito ay naroroon sa anyo ng isang mababang molekular na kumplikadong hindi nauugnay sa mga subcellular na istruktura. Hanggang ngayon, hindi pa napatunayan ng mga siyentipiko ang pangangailangan ng elementong ito para sa mga halaman. Gayunpaman, sa mga hayop, ang Cr ay kasangkot sa metabolismo ng mga lipid, protina (bahagi ng enzyme trypsin), at carbohydrates (isang istrukturang bahagi ng glucose-resistant factor). Ito ay kilala na ang trivalent chromium lamang ang kasangkot sa mga proseso ng biochemical. Tulad ng karamihan sa iba pang mahahalagang sustansya, ang chromium ay pumapasok sa katawan ng hayop o tao sa pamamagitan ng pagkain. Ang pagbaba sa microelement na ito sa katawan ay humahantong sa mas mabagal na paglaki, isang matalim na pagtaas sa mga antas ng kolesterol sa dugo at pagbaba sa sensitivity ng mga peripheral tissue sa insulin.

Kasabay nito, ang chromium sa dalisay nitong anyo ay napaka-nakakalason - ang Cr metal dust ay nakakairita sa tissue ng baga, ang mga chromium (III) compound ay nagdudulot ng dermatitis. Ang mga compound ng Chromium (VI) ay humahantong sa iba't ibang sakit ng tao, kabilang ang kanser.

Mga katangian ng biyolohikal

Ang Chromium ay isang mahalagang biogenic na elemento, na tiyak na kasama sa mga tisyu ng mga halaman, hayop at tao. Ang average na nilalaman ng elementong ito sa mga halaman ay 0.0005%, at halos lahat ng ito ay naipon sa mga ugat (92-95%), ang natitira ay nakapaloob sa mga dahon. Hindi pinahihintulutan ng mas matataas na halaman ang mga konsentrasyon ng metal na ito sa itaas ng 3∙10-4 mol/l. Sa mga hayop, ang nilalaman ng chromium ay mula sampu hanggang sampung milyon ng isang porsyento. Ngunit sa plankton, ang koepisyent ng akumulasyon ng chromium ay kamangha-mangha - 10,000-26,000 Sa isang pang-adultong katawan ng tao, ang nilalaman ng Cr ay mula 6 hanggang 12 mg. Bukod dito, ang physiological na pangangailangan para sa chromium para sa mga tao ay hindi pa naitatag nang tumpak. Ito ay higit na nakasalalay sa diyeta - kapag kumakain ng pagkaing mataas sa asukal, ang pangangailangan ng katawan para sa chromium ay tumataas. Karaniwang tinatanggap na ang isang tao ay nangangailangan ng humigit-kumulang 20–300 mcg ng elementong ito bawat araw. Tulad ng iba pang mga biogenic na elemento, ang chromium ay maaaring maipon sa mga tisyu ng katawan, lalo na sa buhok. Nasa kanila na ang nilalaman ng kromo ay nagpapahiwatig ng antas ng pagkakaloob ng katawan sa metal na ito. Sa kasamaang palad, sa edad, ang "mga reserba" ng chromium sa mga tisyu ay naubos, maliban sa mga baga.

Ang Chromium ay kasangkot sa metabolismo ng mga lipid, protina (naroroon sa enzyme trypsin), carbohydrates (ay isang istrukturang bahagi ng glucose-resistant factor). Tinitiyak ng kadahilanan na ito ang pakikipag-ugnayan ng mga cellular receptor sa insulin, sa gayon ay binabawasan ang pangangailangan ng katawan para dito. Pinahuhusay ng glucose tolerance factor (GTF) ang pagkilos ng insulin sa lahat ng metabolic process na kinasasangkutan nito. Bilang karagdagan, ang chromium ay nakikibahagi sa regulasyon ng metabolismo ng kolesterol at isang activator ng ilang mga enzyme.

Ang pangunahing pinagmumulan ng chromium sa mga hayop at tao ay pagkain. Natuklasan ng mga siyentipiko na ang konsentrasyon ng chromium sa mga pagkaing halaman ay makabuluhang mas mababa kaysa sa mga pagkaing hayop. Ang pinakamayamang pinagmumulan ng chromium ay ang lebadura ng brewer, karne, atay, munggo at buong hindi pinrosesong butil. Ang pagbaba sa nilalaman ng metal na ito sa pagkain at dugo ay humahantong sa pagbaba sa rate ng paglaki, pagtaas ng kolesterol sa dugo, at pagbaba sa sensitivity ng mga peripheral tissue sa insulin (tulad ng diabetes). Bilang karagdagan, ang panganib ng pagbuo ng atherosclerosis at mga karamdaman ng mas mataas na aktibidad ng nerbiyos ay tumataas.

Gayunpaman, kahit na sa mga konsentrasyon ng isang maliit na bahagi ng isang milligram bawat metro kubiko sa kapaligiran, ang lahat ng mga chromium compound ay may nakakalason na epekto sa katawan. Ang pagkalason sa chromium at mga compound nito ay karaniwan sa panahon ng kanilang produksyon, sa mechanical engineering, metalurhiya, at sa industriya ng tela. Ang antas ng toxicity ng chromium ay depende sa kemikal na istraktura ng mga compound nito - ang dichromates ay mas nakakalason kaysa sa chromates, ang Cr+6 compound ay mas nakakalason kaysa sa Cr+2 at Cr+3 compound. Ang mga palatandaan ng pagkalason ay kinabibilangan ng pakiramdam ng pagkatuyo at pananakit sa lukab ng ilong, pananakit ng lalamunan, hirap sa paghinga, pag-ubo at mga katulad na sintomas. Kung mayroong bahagyang labis na mga singaw ng kromo o alikabok, ang mga palatandaan ng pagkalason ay mawawala kaagad pagkatapos na huminto ang trabaho sa pagawaan. Sa matagal na patuloy na pakikipag-ugnay sa mga compound ng chromium, lumilitaw ang mga palatandaan ng talamak na pagkalason - kahinaan, patuloy na pananakit ng ulo, pagbaba ng timbang, dyspepsia. Nagsisimula ang mga kaguluhan sa paggana ng gastrointestinal tract, pancreas, at atay. Nagkakaroon ng bronchitis, bronchial hika, at pneumosclerosis. Lumilitaw ang mga sakit sa balat - dermatitis, eksema. Bilang karagdagan, ang mga chromium compound ay mga mapanganib na carcinogens na maaaring maipon sa mga tisyu ng katawan, na nagiging sanhi ng kanser.

Ang pag-iwas sa pagkalason ay kinabibilangan ng pana-panahong medikal na pagsusuri ng mga tauhan na nagtatrabaho sa chromium at mga compound nito; pag-install ng bentilasyon, pagsugpo sa alikabok at kagamitan sa pagkolekta ng alikabok; paggamit ng mga personal na kagamitan sa proteksyon (respirator, guwantes) ng mga manggagawa.

Ang ugat na "chrome" sa konsepto nito ng "kulay", "pintura" ay bahagi ng maraming salita na ginagamit sa iba't ibang larangan: agham, teknolohiya at maging sa musika. Napakaraming pangalan ng mga photographic na pelikula ang naglalaman ng ugat na ito: "orthochrome", "panchrome", "isopanchrome" at iba pa. Ang salitang chromosome ay binubuo ng dalawang salitang Griyego: chromo at soma. Sa literal, maaari itong isalin bilang "pinintang katawan" o "katawan na pininturahan." Ang istrukturang elemento ng isang chromosome, na nabuo sa interphase ng cell nucleus bilang resulta ng pagdodoble ng chromosome, ay tinatawag na "chromatid". Ang "Chromatin" ay isang sangkap ng mga chromasome na matatagpuan sa nuclei ng mga selula ng halaman at hayop, na labis na nabahiran ng mga nuclear dyes. Ang "Chromatophores" ay mga pigment cell sa mga hayop at tao. Sa musika, ginagamit ang konsepto ng "chromatic scale". Ang "Khromka" ay isa sa mga uri ng Russian akurdyon. Sa optika, mayroong mga konsepto ng "chromatic aberration" at "chromatic polarization". Ang "Chromatography" ay isang pisikal at kemikal na paraan para sa paghihiwalay at pagsusuri ng mga mixture. Ang "Chromoscope" ay isang aparato para sa pagkuha ng isang kulay na imahe sa pamamagitan ng optically na pagsasama-sama ng dalawa o tatlong mga larawang photographic na pinaghihiwalay ng kulay, na iniilaw sa pamamagitan ng mga espesyal na piniling iba't ibang kulay na mga filter.

Ang pinakanakakalason ay ang chromium (VI) oxide CrO3; kabilang ito sa hazard class I. Ang nakamamatay na dosis para sa mga tao (pasalita) 0.6 g Ang ethyl alcohol ay nagniningas kapag nadikit sa bagong handa na CrO3!

Ang pinakakaraniwang grado ng hindi kinakalawang na asero ay naglalaman ng 18% Cr, 8% Ni, mga 0.1% C. Ito ay may mahusay na pagtutol sa kaagnasan at oksihenasyon, at nagpapanatili ng lakas sa mataas na temperatura. Mula sa bakal na ito ay ginawa ang mga sheet na ginamit sa pagtatayo ng sculptural group ng V.I. Mukhina "Worker and Collective Farm Woman".

Ang Ferrochrome, na ginamit sa industriya ng metalurhiko sa paggawa ng mga chromium steel, ay napakahina ng kalidad sa pagtatapos ng ika-19 na siglo. Ito ay dahil sa mababang nilalaman ng chromium dito - 7-8% lamang. Pagkatapos ay tinawag itong "Tasmanian cast iron" dahil sa ang katunayan na ang orihinal na iron-chrome ore ay na-import mula sa Tasmania.

Nauna nang nabanggit na ang chrome alum ay ginagamit sa tanning leather. Salamat dito, lumitaw ang konsepto ng "chrome" na bota. Ang katad na tanned na may mga chromium compound ay nakakakuha ng ningning, pagtakpan at lakas.

Maraming mga laboratoryo ang gumagamit ng "chromic mixture" - isang halo ng isang puspos na solusyon ng potassium dichromate na may puro sulfuric acid. Ito ay ginagamit sa degreasing sa ibabaw ng salamin at bakal laboratoryo glassware. Ito ay nag-oxidize ng taba at nag-aalis ng mga labi nito. Hawakan lamang ang halo na ito nang may pag-iingat, dahil ito ay pinaghalong isang malakas na acid at isang malakas na ahente ng oxidizing!

Sa kasalukuyan, ang kahoy ay ginagamit pa rin bilang isang materyales sa gusali, dahil ito ay mura at madaling iproseso. Ngunit mayroon din itong maraming negatibong katangian - pagkamaramdamin sa sunog, mga fungal disease na sumisira dito. Upang maiwasan ang lahat ng mga problemang ito, ang kahoy ay pinapagbinhi ng mga espesyal na compound na naglalaman ng chromates at dichromates, kasama ang zinc chloride, copper sulfate, sodium arsenate at ilang iba pang mga sangkap. Salamat sa gayong mga komposisyon, pinatataas ng kahoy ang paglaban nito sa mga fungi at bakterya, pati na rin sa pagbukas ng apoy.

Sinakop ng Chrome ang isang espesyal na angkop na lugar sa pag-print. Noong 1839, natuklasan na ang papel na pinapagbinhi ng sodium dichromate ay biglang naging kayumanggi kapag naiilawan ng maliwanag na liwanag. Pagkatapos ay lumabas na ang mga bichromate coatings sa papel, pagkatapos ng pagkakalantad, ay hindi natutunaw sa tubig, ngunit, kapag nabasa, nakakakuha ng isang mala-bughaw na tint. Sinamantala ng mga printer ang property na ito. Ang nais na pattern ay nakuhanan ng larawan sa isang plato na may koloidal na patong na naglalaman ng dichromate. Ang mga lugar na iluminado ay hindi natutunaw sa panahon ng paghuhugas, at ang mga hindi nakalantad na lugar ay natunaw, at isang pattern ay nanatili sa plato kung saan posible na mag-print.

Kwento

Ang kasaysayan ng pagkatuklas ng elemento No. 24 ay nagsimula noong 1761, nang ang isang hindi pangkaraniwang pulang mineral ay natagpuan sa minahan ng Berezovsky (ang silangang paanan ng Ural Mountains) malapit sa Yekaterinburg, na, kapag ginawang alikabok, ay nagbigay ng dilaw na kulay. Ang nahanap ay pag-aari ng propesor ng St. Petersburg University na si Johann Gottlob Lehmann. Pagkalipas ng limang taon, inihatid ng siyentipiko ang mga sample sa lungsod ng St. Petersburg, kung saan nagsagawa siya ng isang serye ng mga eksperimento sa mga ito. Sa partikular, ginagamot niya ang hindi pangkaraniwang mga kristal na may hydrochloric acid, na nagreresulta sa isang puting namuo kung saan natagpuan ang tingga. Batay sa mga resultang nakuha, pinangalanan ni Lehman ang mineral na Siberian red lead. Ito ang kwento ng pagtuklas ng crocoite (mula sa Greek na "krokos" - saffron) - isang natural na lead chromate PbCrO4.

Interesado sa paghahanap na ito, si Peter Simon Pallas, isang German naturalist at manlalakbay, ay nag-organisa at nanguna sa isang ekspedisyon ng St. Petersburg Academy of Sciences sa gitna ng Russia. Noong 1770, naabot ng ekspedisyon ang mga Urals at binisita ang minahan ng Berezovsky, kung saan kinuha ang mga sample ng pinag-aralan na mineral. Ganito ang paglalarawan mismo ng manlalakbay: “Ang kamangha-manghang pulang mineral na ito ay hindi matatagpuan sa anumang iba pang deposito. Kapag giniling na pulbos ito ay nagiging dilaw at maaaring gamitin sa masining na mga miniature." Nalampasan ng kumpanya ng Aleman ang lahat ng mga paghihirap sa pagmimina at paghahatid ng crocoite sa Europa. Sa kabila ng katotohanan na ang mga operasyong ito ay tumagal ng hindi bababa sa dalawang taon, sa lalong madaling panahon ang mga karwahe ng mga marangal na ginoo ng Paris at London ay naglalakbay na pininturahan ng pinong giniling na crocoite. Ang mga koleksyon ng mga museo ng mineralogical ng maraming unibersidad sa lumang mundo ay pinayaman ng pinakamahusay na mga halimbawa ng mineral na ito mula sa kalaliman ng Russia. Gayunpaman, hindi maisip ng mga siyentipikong European ang komposisyon ng mahiwagang mineral.

Ito ay tumagal ng tatlumpung taon, hanggang sa ang isang sample ng Siberian red lead ay nahulog sa mga kamay ni Nicolas Louis Vauquelin, propesor ng chemistry sa Paris Mineralogical School, noong 1796. Matapos suriin ang crocoite, walang nakita ang siyentipiko dito maliban sa mga oxide ng bakal, tingga at aluminyo. Kasunod nito, ginagamot ni Vauquelin ang crocoite na may solusyon ng potash (K2CO3) at, kasunod ng pag-ulan ng isang puting precipitate ng lead carbonate, naghiwalay ng dilaw na solusyon ng hindi kilalang asin. Matapos magsagawa ng isang serye ng mga eksperimento sa pagpapagamot ng mineral na may mga asing-gamot ng iba't ibang mga metal, ang propesor, gamit ang hydrochloric acid, ay naghiwalay ng isang solusyon ng "pulang lead acid" - chromium oxide at tubig (ang chromic acid ay umiiral lamang sa mga dilute na solusyon). Sa pamamagitan ng pagsingaw sa solusyon na ito, nakakuha siya ng ruby-red crystals (chromic anhydride). Ang karagdagang pag-init ng mga kristal sa isang graphite crucible sa presensya ng karbon ay nagbigay ng maraming fused gray needle-shaped crystals - isang bago, hanggang ngayon ay hindi kilalang metal. Ang susunod na serye ng mga eksperimento ay nagpakita ng mataas na refractoriness ng nagresultang elemento at ang paglaban nito sa mga acid. Ang Paris Academy of Sciences ay agad na nasaksihan ang pagtuklas, sa pagpilit ng mga kaibigan, ay nagbigay ng pangalan sa bagong elemento - chromium (mula sa Greek na "kulay", "kulay") dahil sa iba't ibang mga kakulay ng mga compound nito mga form. Sa kanyang karagdagang mga gawa, kumpiyansa na sinabi ni Vauquelin na ang kulay ng esmeralda ng ilang mahahalagang bato, pati na rin ang natural na beryllium at aluminum silicates, ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng admixture ng mga chromium compound sa kanila. Ang isang halimbawa ay esmeralda, na isang berdeng kulay na beryl kung saan ang aluminyo ay bahagyang pinalitan ng chromium.

Malinaw na ang Vauquelin ay hindi nakakuha ng purong metal, malamang na ang mga carbide nito, na kinumpirma ng hugis-karayom ​​na hugis ng mapusyaw na kulay-abo na mga kristal. Ang purong chromium metal ay nakuha sa kalaunan ni F. Tassert, marahil noong 1800.

Gayundin, hiwalay sa Vauquelin, ang chromium ay natuklasan nina Klaproth at Lowitz noong 1798.

Ang pagiging nasa kalikasan

Sa bituka ng lupa, ang chromium ay isang medyo pangkaraniwang elemento, sa kabila ng katotohanan na hindi ito matatagpuan sa libreng anyo. Ang clarke nito (average na nilalaman sa crust ng lupa) ay 8.3.10-3% o 83 g/t. Gayunpaman, ang pamamahagi nito sa mga lahi ay hindi pantay. Ang elementong ito ay pangunahing katangian ng mantle ng Earth; ang katotohanan ay ang mga ultramafic na bato (peridotite), na malamang na malapit sa komposisyon sa mantle ng ating planeta, ay ang pinakamayaman sa chromium: 2 10-1% o 2 kg/t. Sa gayong mga bato, ang Cr ay bumubuo ng napakalaking at disseminated ores, at ang pagbuo ng pinakamalaking deposito ng elementong ito ay nauugnay sa kanila. Ang nilalaman ng chromium ay mataas din sa mga pangunahing bato (basalts, atbp.) 2 10-2% o 200 g/t. Mas kaunting Cr ang matatagpuan sa acidic na mga bato: 2.5 10-3%, sedimentary rocks (sandstones) - 3.5 10-3%, shales ay naglalaman din ng chromium - 9 10-3%.

Mahihinuha na ang chromium ay isang tipikal na elemento ng lithophile at halos lahat ay nakapaloob sa malalalim na mineral sa loob ng Earth.

Mayroong tatlong pangunahing mineral na kromo: magnochromite (Mn, Fe)Cr2O4, chromopicotite (Mg, Fe)(Cr, Al)2O4 at aluminochromite (Fe, Mg)(Cr, Al)2O4. Ang mga mineral na ito ay may iisang pangalan - chrome spinel at ang pangkalahatang formula (Mg, Fe)O (Cr, Al, Fe)2O3. Ang mga ito ay hindi nakikilala sa hitsura at hindi tumpak na tinatawag na "chromites." Ang kanilang komposisyon ay variable. Ang nilalaman ng pinakamahalagang bahagi ay nag-iiba (timbang %): Cr2O3 mula 10.5 hanggang 62.0; Al2O3 mula 4 hanggang 34.0; Fe2O3 mula 1.0 hanggang 18.0; FeO mula 7.0 hanggang 24.0; MgO mula 10.5 hanggang 33.0; SiO2 mula 0.4 hanggang 27.0; TiO2 impurities hanggang sa 2; V2O5 hanggang 0.2; ZnO hanggang 5; MnO hanggang 1. Ang ilang chromium ores ay naglalaman ng 0.1-0.2 g/t ng mga elemento ng pangkat ng platinum at hanggang 0.2 g/t ng ginto.

Bilang karagdagan sa iba't ibang mga chromites, ang chromium ay bahagi ng isang bilang ng iba pang mga mineral - chrome vesuvian, chrome chlorite, chrome tourmaline, chrome mica (fuchsite), chrome garnet (uvarovite), atbp, na kadalasang kasama ng mga ores, ngunit hindi pang-industriya. kahalagahan. Ang Chromium ay medyo mahinang aquatic migrant. Sa ilalim ng mga exogenous na kondisyon, ang chromium, tulad ng iron, ay lumilipat sa anyo ng mga suspensyon at maaaring namuo sa mga clay. Ang pinaka-mobile na anyo ay chromates.

Ang praktikal na kahalagahan, marahil, ay chromite FeCr2O4 lamang, na kabilang sa mga spinel - isomorphic mineral ng cubic system na may pangkalahatang formula na MO Me2O3, kung saan ang M ay isang divalent metal ion, at ang Me ay isang trivalent metal ion. Bilang karagdagan sa mga spinel, ang chromium ay matatagpuan sa maraming hindi gaanong karaniwang mga mineral, halimbawa, melanochroite 3PbO 2Cr2O3, vokelenite 2(Pb,Cu)CrO4(Pb,Cu)3(PO4)2, tarapacaite K2CrO4, ditzeite CaIO3 CaCrO4 at iba pa.

Ang mga Chromites ay karaniwang matatagpuan sa anyo ng mga butil-butil na masa ng itim na kulay, mas madalas - sa anyo ng mga octahedral na kristal, may metal na kinang, at nangyayari sa anyo ng tuluy-tuloy na masa.

Sa pagtatapos ng ika-20 siglo, ang mga reserbang kromo (nakilala) sa halos limampung bansa sa mundo na may mga deposito ng metal na ito ay umabot sa 1674 milyong tonelada Ang nangungunang posisyon ay inookupahan ng Republika ng South Africa - 1050 milyong tonelada, kung saan ang pangunahing kontribusyon ay ginawa ng Bushveld complex (mga 1000 milyong tonelada ). Ang pangalawang lugar sa mga mapagkukunan ng chrome ay kabilang sa Kazakhstan, kung saan ang napakataas na kalidad ng ore ay mina sa rehiyon ng Aktobe (Kempirsay massif). Ang ibang mga bansa ay mayroon ding mga reserba ng elementong ito. Turkey (sa Guleman), Pilipinas sa isla ng Luzon, Finland (Kemi), India (Sukinda), atbp.

Ang ating bansa ay may sariling binuo na mga deposito ng chromium sa Urals (Donskoye, Saranovskoye, Khalilovskoye, Alapaevskoye at marami pang iba). Bukod dito, sa simula ng ika-19 na siglo, ang mga deposito ng Ural ang pangunahing pinagmumulan ng mga chrome ores. Noong 1827 lamang natuklasan ng Amerikanong si Isaac Tison ang isang malaking deposito ng chrome ore sa hangganan ng Maryland at Pennsylvania, na sinakop ang monopolyo ng pagmimina sa loob ng maraming taon. Noong 1848, ang mga deposito ng mataas na kalidad na chromite ay natagpuan sa Turkey, malapit sa Bursa, at sa lalong madaling panahon (pagkatapos ng pag-ubos ng deposito ng Pennsylvania) ang bansang ito ang pumalit sa papel ng monopolista. Nagpatuloy ito hanggang 1906, nang matuklasan ang mayamang deposito ng chromite sa South Africa at India.

Aplikasyon

Ang kabuuang pagkonsumo ng purong chromium metal ngayon ay humigit-kumulang 15 milyong tonelada. Ang produksyon ng electrolytic chromium - ang pinakadalisay - ay nagkakahalaga ng 5 milyong tonelada, na isang ikatlong bahagi ng kabuuang pagkonsumo.

Ang Chromium ay malawakang ginagamit sa mga haluang metal na bakal at haluang metal, na nagbibigay sa kanila ng kaagnasan at paglaban sa init. Mahigit sa 40% ng nagreresultang purong metal ay natupok sa paggawa ng naturang "superalloys". Ang pinakakilalang resistance alloy ay nichrome na may Cr content na 15-20%, heat-resistant alloys - 13-60% Cr, stainless alloys - 18% Cr at ball bearing steels 1% Cr. Ang pagdaragdag ng chromium sa mga maginoo na bakal ay nagpapabuti sa kanilang mga pisikal na katangian at ginagawang mas madaling kapitan ang metal sa paggamot sa init.

Ang metallic chromium ay ginagamit para sa chrome plating - paglalagay ng manipis na layer ng chromium sa ibabaw ng steel alloys upang mapataas ang corrosion resistance ng mga alloy na ito. Ang chrome coating ay perpektong lumalaban sa mga epekto ng humid atmospheric air, maalat na hangin sa dagat, tubig, nitric at karamihan sa mga organic na acid. Ang ganitong mga coatings ay may dalawang layunin: proteksiyon at pandekorasyon. Ang kapal ng mga proteksiyon na patong ay halos 0.1 mm ang mga ito ay inilapat nang direkta sa produkto at binibigyan ito ng mas mataas na paglaban sa pagsusuot. Ang mga pandekorasyon na patong ay may isang aesthetic na halaga; Ang kapal ng naturang patong ay 0.0002-0.0005 mm lamang.

Ang mga Chromium compound ay aktibong ginagamit din sa iba't ibang larangan.

Ang pangunahing chromium ore - chromite FeCr2O4 ay ginagamit sa paggawa ng mga refractory. Ang mga magnesite-chromite brick ay chemically passive at init-lumalaban sa mga biglaang, paulit-ulit na pagbabago ng temperatura, kaya naman ginagamit ang mga ito sa mga istruktura ng mga arko ng open-hearth furnace at ang working space ng iba pang mga metalurhiko na aparato at istruktura.

Ang katigasan ng chromium (III) oxide crystals - Ang Cr2O3 ay maihahambing sa katigasan ng corundum, na nagsisiguro sa paggamit nito sa mga komposisyon ng paggiling at lapping paste na ginagamit sa mechanical engineering, alahas, optical at industriya ng relo. Ginagamit din ito bilang isang katalista para sa hydrogenation at dehydrogenation ng ilang mga organic compound. Ang Cr2O3 ay ginagamit sa pagpipinta bilang isang berdeng pigment at para sa pangkulay na salamin.

Potassium chromate - Ang K2CrO4 ay ginagamit sa pag-taning ng balat, bilang isang mordant sa industriya ng tela, sa paggawa ng mga tina, at sa pagpapaputi ng waks.

Potassium dichromate (chrompic) - Ginagamit din ang K2Cr2O7 para sa tanning na katad, bilang mordant para sa pagtitina ng mga tela, at isang corrosion inhibitor para sa mga metal at haluang metal. Ginagamit sa paggawa ng mga posporo at para sa mga layunin ng laboratoryo.

Ang Chromium (II) chloride CrCl2 ay isang napakalakas na ahente ng pagbabawas, madaling ma-oxidized kahit na sa pamamagitan ng atmospheric oxygen, na ginagamit sa pagsusuri ng gas para sa dami ng pagsipsip ng O2. Bilang karagdagan, ito ay ginagamit sa isang limitadong lawak sa paggawa ng chromium sa pamamagitan ng electrolysis ng mga tinunaw na asing-gamot at chromatometry.

Ang Chromium-potassium alum K2SO4.Cr2(SO4)3 24H2O ay pangunahing ginagamit sa industriya ng tela - para sa pangungulti ng balat.

Ang anhydrous chromium chloride CrCl3 ay ginagamit upang maglagay ng chromium coatings sa ibabaw ng mga bakal sa pamamagitan ng chemical vapor deposition at ito ay bahagi ng ilang mga catalyst. Ang CrCl3 hydrates ay isang mordant para sa pagtitina ng mga tela.

Ang iba't ibang mga tina ay ginawa mula sa lead chromate PbCrO4.

Ang isang solusyon ng sodium bichromate ay ginagamit upang linisin at ukit ang ibabaw ng bakal na kawad bago galvanizing, at gayundin upang magpasaya ng tanso. Ang Chromic acid ay nakuha mula sa sodium dichromate, na ginagamit bilang isang electrolyte sa chrome plating ng mga bahagi ng metal.

Produksyon

Sa likas na katangian, ang chromium ay matatagpuan higit sa lahat sa anyo ng chromium iron ore FeO∙Cr2O3 kapag ito ay nabawasan sa karbon, ang isang haluang metal ng chromium na may bakal ay nakuha - ferrochrome, na direktang ginagamit sa industriya ng metalurhiko sa paggawa ng mga chromium steel; . Ang nilalaman ng chromium sa komposisyon na ito ay umabot sa 80% (sa timbang).

Ang pagbabawas ng chromium (III) oxide na may karbon ay inilaan upang makakuha ng high-carbon chromium na kinakailangan para sa paggawa ng mga espesyal na haluang metal. Ang proseso ay isinasagawa sa isang electric arc furnace.

Upang makakuha ng purong chromium, ang chromium(III) oxide ay unang inihanda at pagkatapos ay binabawasan ng isang aluminothermic na pamamaraan. Sa kasong ito, ang isang halo ng pulbos o sa anyo ng aluminum shavings (Al) at chromium oxide charge (Cr2O3) ay unang pinainit sa temperatura na 500-600 ° C. Pagkatapos, ang pagbabawas ay sinisimulan sa isang halo ng barium peroxide na may aluminum powder, o sa pamamagitan ng pag-aapoy ng bahagi ng singil, na sinusundan ng pagdaragdag ng natitirang bahagi . Sa prosesong ito, mahalaga na ang nagreresultang thermal energy ay sapat upang matunaw ang chromium at ihiwalay ito sa slag.

Cr2O3 + 2Al = 2Cr + 2Al2O3

Ang kromo na nakuha sa ganitong paraan ay naglalaman ng isang tiyak na halaga ng mga impurities: iron 0.25-0.40%, sulfur 0.02%, carbon 0.015-0.02%. Ang nilalaman ng purong sangkap ay 99.1–99.4%. Ang chromium na ito ay marupok at madaling durugin sa pulbos.

Ang katotohanan ng pamamaraang ito ay napatunayan at ipinakita noong 1859 ni Friedrich Wöhler. Sa isang pang-industriya na sukat, ang aluminothermic na pagbawas ng chromium ay naging posible lamang pagkatapos ng isang paraan para sa paggawa ng murang aluminyo ay naging available. Ang Goldschmidt ang unang gumawa ng ligtas na paraan para i-regulate ang napaka-exothermic (kaya sumasabog) na proseso ng pagbabawas.

Kapag kinakailangan upang makakuha ng high-purity chromium, ang industriya ay gumagamit ng mga electrolytic na pamamaraan. Isinasagawa ang electrolysis gamit ang pinaghalong chromic anhydride, chromoammonium alum o chromium sulfate na may dilute sulfuric acid. Ang Chromium na idineposito sa aluminum o stainless steel cathodes sa panahon ng proseso ng electrolysis ay naglalaman ng mga dissolved gas bilang mga impurities. Ang kadalisayan ng 99.90–99.995% ay maaaring makamit gamit ang mataas na temperatura (1500-1700° C) na purification sa isang hydrogen flow at vacuum degassing. Ang mga advanced na electrolytic chromium refining technique ay nag-aalis ng sulfur, nitrogen, oxygen at hydrogen mula sa hilaw na produkto.

Bilang karagdagan, posible na makakuha ng Cr metal sa pamamagitan ng electrolysis ng CrCl3 o CrF3 natutunaw sa isang halo na may potassium, calcium, at sodium fluoride sa temperatura na 900 ° C sa isang argon na kapaligiran.

Ang posibilidad ng electrolytic na paraan ng pagkuha ng purong chromium ay pinatunayan ni Bunsen noong 1854 sa pamamagitan ng pagpapailalim sa isang may tubig na solusyon ng chromium chloride sa electrolysis.

Gumagamit din ang industriya ng silicothermic na pamamaraan para sa paggawa ng purong chromium. Sa kasong ito, ang chromium ay nabawasan mula sa oksido sa pamamagitan ng silikon:

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

Ang Chromium ay silicothermally na natunaw sa mga arc furnace. Ang pagdaragdag ng quicklime ay nagbibigay-daan sa iyo na i-convert ang refractory silicon dioxide sa low-melting calcium silicate slag. Ang kadalisayan ng silicothermic chromium ay humigit-kumulang kapareho ng aluminothermic chromium, gayunpaman, natural, ang nilalaman ng silikon dito ay bahagyang mas mataas at ang nilalaman ng aluminyo ay bahagyang mas mababa.

Ang Cr ay maaari ding makuha sa pamamagitan ng pagbabawas ng Cr2O3 na may hydrogen sa 1500° C, ang pagbabawas ng anhydrous CrCl3 na may hydrogen, alkali o alkaline earth metals, magnesium at zinc.

Upang makakuha ng chromium, sinubukan din nilang gumamit ng iba pang mga ahente ng pagbabawas - carbon, hydrogen, magnesium. Gayunpaman, ang mga pamamaraan na ito ay hindi malawakang ginagamit.

Ang proseso ng Van Arkel-Kuchman-De Boer ay gumagamit ng decomposition ng chromium (III) iodide sa isang wire na pinainit hanggang 1100° C na may deposition ng purong metal dito.

Mga katangiang pisikal

Ang Chrome ay isang matigas, napakabigat, matigas ang ulo, malleable na metal na may kulay-abo na bakal na kulay. Ang purong chromium ay medyo plastic, nag-crystallize sa isang body-centered na sala-sala, a = 2.885 Å (sa temperatura na 20 ° C). Sa temperatura na humigit-kumulang 1830° C, may mataas na posibilidad ng pagbabago sa isang pagbabago na may face-centered na sala-sala, a = 3.69 Å. Atomic radius 1.27 Å; ionic radii ng Cr2+ 0.83 Å, Cr3+ 0.64 Å, Cr6+ 0.52 Å.

Ang punto ng pagkatunaw ng chromium ay direktang nakasalalay sa kadalisayan nito. Samakatuwid, ang pagtukoy sa tagapagpahiwatig na ito para sa purong kromo ay isang napakahirap na gawain - pagkatapos ng lahat, kahit na ang isang maliit na nilalaman ng nitrogen o oxygen na mga dumi ay maaaring makabuluhang baguhin ang halaga ng punto ng pagkatunaw. Maraming mga mananaliksik ang nag-aaral sa isyung ito sa loob ng mga dekada at nakatanggap ng mga resulta na malayo sa isa't isa: mula 1513 hanggang 1920 ° C. Noong nakaraan, karaniwang tinatanggap na ang metal na ito ay natutunaw sa temperatura na 1890 ° C, ngunit ang modernong pananaliksik ay nagpapahiwatig ng temperatura. ng 1907 ° C, ang chromium ay kumukulo sa mga temperatura na higit sa 2500 ° C - ang data ay nag-iiba din: mula 2199 ° C hanggang 2671 ° C. Ang density ng chromium ay mas mababa kaysa sa bakal; ito ay 7.19 g/cm3 (sa temperatura na 200° C).

Ang Chrome ay may lahat ng mga pangunahing katangian ng mga metal - ito ay nagsasagawa ng init nang maayos, ang paglaban nito sa electric current ay napakababa, tulad ng karamihan sa mga metal, ang chrome ay may katangian na ningning. Bilang karagdagan, ang elementong ito ay may isang napaka-kagiliw-giliw na tampok: ang katotohanan ay na sa isang temperatura ng 37 ° C ang pag-uugali nito ay hindi maipaliwanag - isang matalim na pagbabago sa maraming mga pisikal na katangian ay nangyayari, ang pagbabagong ito ay may biglaang kalikasan. Ang Chrome, tulad ng isang taong may sakit sa temperatura na 37° C, ay nagsisimulang kumilos: ang panloob na friction ng chromium ay umabot sa maximum, ang elastic modulus ay bumababa sa pinakamababang halaga. Ang halaga ng electrical conductivity jumps, ang thermoelectromotive force at ang koepisyent ng linear expansion ay patuloy na nagbabago. Hindi pa maipaliwanag ng mga siyentipiko ang hindi pangkaraniwang bagay na ito.

Ang tiyak na kapasidad ng init ng chromium ay 0.461 kJ/(kg.K) o 0.11 cal/(g °C) (sa temperatura na 25 °C); thermal conductivity coefficient 67 W/(m K) o 0.16 cal/(cm sec °C) (sa temperaturang 20 °C). Thermal coefficient ng linear expansion 8.24 10-6 (sa 20 °C). Ang Chromium sa temperatura na 20 ° C ay may tiyak na resistivity ng elektrikal na 0.414 μΩ m, at ang thermal coefficient ng electrical resistance nito sa hanay na 20-600 ° C ay 3.01 10-3.

Ito ay kilala na ang chromium ay napaka-sensitibo sa mga impurities - ang pinakamaliit na fraction ng iba pang mga elemento (oxygen, nitrogen, carbon) ay maaaring gumawa ng chromium na napaka malutong. Napakahirap makakuha ng chromium nang walang mga impurities na ito. Para sa kadahilanang ito, ang metal na ito ay hindi ginagamit para sa mga layunin ng istruktura. Ngunit sa metalurhiya ito ay aktibong ginagamit bilang isang materyal na haluang metal, dahil ang pagdaragdag nito sa haluang metal ay ginagawang matigas ang bakal at lumalaban sa pagsusuot, dahil ang kromo ang pinakamahirap sa lahat ng mga metal - pinuputol nito ang salamin na parang brilyante! Ang Brinell hardness ng high-purity chromium ay 7-9 Mn/m2 (70-90 kgf/cm2). Ang spring, spring, tool, stamp at ball bearing steels ay pinaghalo ng chromium. Sa kanila (maliban sa mga ball bearing steels) ang chromium ay naroroon kasama ng manganese, molibdenum, nickel, at vanadium. Ang pagdaragdag ng chromium sa mga maginoo na bakal (hanggang sa 5% Cr) ay nagpapabuti sa kanilang mga pisikal na katangian at ginagawang mas madaling kapitan ang metal sa heat treatment.

Ang Chromium ay antiferromagnetic, partikular na magnetic susceptibility 3.6 10-6. Electrical resistivity 12.710-8 Ohm. Ang koepisyent ng temperatura ng linear expansion ng chromium ay 6.210-6. Ang init ng singaw ng metal na ito ay 344.4 kJ/mol.

Ang Chrome ay lumalaban sa kaagnasan sa hangin at tubig.

Mga katangian ng kemikal

Sa kemikal, ang chromium ay medyo hindi gumagalaw, ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang matibay na manipis na oxide film sa ibabaw nito. Ang Cr ay hindi nag-oxidize sa hangin, kahit na sa pagkakaroon ng kahalumigmigan. Kapag pinainit, ang oksihenasyon ay nangyayari lamang sa ibabaw ng metal. Sa 1200°C ang pelikula ay nawasak at ang oksihenasyon ay nangyayari nang mas mabilis. Sa 2000° C, nasusunog ang chromium upang bumuo ng berdeng chromium (III) oxide Cr2O3, na may mga katangiang amphoteric. Sa pamamagitan ng pagsasama ng Cr2O3 sa alkalis, ang mga chromites ay nakuha:

Cr2O3 + 2NaOH = 2NaCrO2 + H2O

Ang uncalcined chromium(III) oxide ay madaling natutunaw sa mga alkaline na solusyon at acid:

Cr2O3 + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2O

Sa mga compound, ang chromium ay pangunahing nagpapakita ng mga estado ng oksihenasyon na Cr+2, Cr+3, Cr+6. Ang pinaka-matatag ay ang Cr+3 at Cr+6. Mayroon ding ilang mga compound kung saan ang chromium ay may mga estado ng oksihenasyon na Cr+1, Cr+4, Cr+5. Ang mga compound ng Chromium ay lubhang magkakaibang kulay: puti, asul, berde, pula, lila, itim at marami pang iba.

Ang Chromium ay madaling tumutugon sa mga dilute na solusyon ng hydrochloric at sulfuric acid upang bumuo ng chromium chloride at sulfate at maglabas ng hydrogen:

Cr + 2HCl = CrCl2 + H2

Aqua regia at nitric acid passivate chromium. Bukod dito, ang chromium na na-passivated ng nitric acid ay hindi natutunaw sa dilute sulfuric at hydrochloric acids kahit na pagkatapos ng matagal na pagkulo sa kanilang mga solusyon, ngunit sa ilang mga punto ay nagaganap ang dissolution, na sinamahan ng marahas na pagbubula mula sa liberated hydrogen. Ang prosesong ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang kromo ay napupunta mula sa isang passive na estado sa isang aktibo, kung saan ang metal ay hindi protektado ng isang proteksiyon na pelikula. Bukod dito, kung ang nitric acid ay idinagdag muli sa panahon ng proseso ng paglusaw, ang reaksyon ay titigil, dahil ang chromium ay muling naipasa.

Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang chromium ay tumutugon sa fluorine upang bumuo ng CrF3. Sa mga temperatura sa itaas 600° C, nangyayari ang pakikipag-ugnayan sa singaw ng tubig, ang resulta ng pakikipag-ugnayan na ito ay chromium (III) oxide Cr2O3:

4Cr + 3O2 = 2Cr2O3

Ang Cr2O3 ay mga berdeng microcrystal na may density na 5220 kg/m3 at isang mataas na punto ng pagkatunaw (2437° C). Ang Chromium(III) oxide ay nagpapakita ng mga katangian ng amphoteric, ngunit napakawalang-kilos at mahirap matunaw sa mga aqueous acid at alkalis. Ang Chromium(III) oxide ay medyo nakakalason. Kapag nadikit ito sa balat, maaari itong magdulot ng eczema at iba pang sakit sa balat. Samakatuwid, kapag nagtatrabaho sa chromium (III) oxide, kinakailangang gumamit ng personal na kagamitan sa proteksiyon.

Bilang karagdagan sa oksido, ang iba pang mga compound na may oxygen ay kilala: CrO, CrO3, nakuha nang hindi direkta. Ang pinakamalaking panganib ay dulot ng inhaled oxide aerosol, na nagiging sanhi ng malubhang sakit ng upper respiratory tract at baga.

Ang Chromium ay bumubuo ng malaking bilang ng mga asin na may mga bahaging naglalaman ng oxygen.

Dahil sa ang katunayan na ito ay may mahusay na mga katangian ng anti-corrosion. Pinoprotektahan ng Chrome plating ang anumang iba pang haluang metal mula sa kalawang. Bilang karagdagan, ang mga alloying steel na may chromium ay nagbibigay sa kanila ng parehong paglaban sa kaagnasan na katangian ng metal mismo.

Kaya, talakayin natin ngayon kung ano ang mga katangian ng teknikal at oksihenasyon ng materyal na kromo, ang pangunahing amphoteric, pagbabawas ng mga katangian at produksyon ng metal ay maaapektuhan din. Malalaman din natin kung ano ang epekto ng chromium sa mga katangian ng bakal.

Ang Chromium ay isang metal ng panahon 4 ng pangkat 6 ng pangalawang subgroup. Atomic number 24, atomic mass - 51.996 Ito ay isang matigas na metal na may kulay-pilak-asul na kulay. Sa dalisay nitong anyo ito ay malambot at matigas, ngunit ang pinakamaliit na admixture ng nitrogen o carbon ay nagbibigay ito ng brittleness at tigas.

Ang Chromium ay madalas na inuri bilang isang ferrous na metal dahil sa kulay ng pangunahing mineral nito, ang chromium iron ore. Ngunit nakuha nito ang pangalan nito mula sa Greek na "kulay", "pintura", salamat sa mga compound nito: ang mga metal na asing-gamot at mga oxide na may iba't ibang antas ng oksihenasyon ay pininturahan sa lahat ng mga kulay ng bahaghari.

• Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang chromium ay hindi gumagalaw at hindi tumutugon sa oxygen, nitrogen o tubig.
• Sa hangin, agad itong na-passivated - natatakpan ng isang manipis na oxide film, na ganap na hinaharangan ang oxygen mula sa pag-access sa metal. Para sa parehong dahilan, ang sangkap ay hindi nakikipag-ugnayan sa sulfuric at nitric acid.
• Kapag pinainit, ang metal ay nagiging aktibo at tumutugon sa tubig, oxygen, acids at alkalis.

Ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang body-centered cubic lattice. Walang mga phase transition. Sa temperatura na 1830 C, posible ang paglipat sa isang face-centered na sala-sala.

Gayunpaman, ang chromium ay may isang kawili-wiling anomalya. Sa temperatura na 37 C, ang ilang mga pisikal na katangian ng metal ay nagbabago nang husto: electrical resistance at linear expansion coefficient pagbabago, ang nababanat na modulus ay bumaba sa isang minimum at panloob na alitan ay tumataas. Ito ay dahil sa pagpasa ng Néel point: sa temperatura na ito, binabago ng substansiya ang mga antiferromagnetic na katangian nito sa mga paramagnetic, na kumakatawan sa isang paglipat ng unang antas at nangangahulugan ng isang matalim na pagtaas sa dami.

Ang mga kemikal na katangian ng chromium at ang mga compound nito ay inilarawan sa video na ito:

Mga kemikal at pisikal na katangian ng chromium

Mga punto ng pagkatunaw at pagkulo

Ang mga pisikal na katangian ng isang metal ay naaapektuhan ng mga impurities sa isang lawak na kahit na ang punto ng pagkatunaw ay napatunayang mahirap matukoy.

• Ayon sa modernong mga sukat, ang punto ng pagkatunaw ay itinuturing na 1907 C. Ang metal ay isang refractory substance.
• Ang punto ng kumukulo ay 2671 C.

Sa ibaba ay magbibigay kami ng pangkalahatang paglalarawan ng pisikal at magnetic na katangian ng chromium metal.

Mga pangkalahatang katangian at katangian ng chromium

Mga Katangiang Pisikal

Ang Chromium ay isa sa pinaka-matatag sa lahat ng mga refractory na metal.

• Ang density sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay 7200 kg/cubic meter. m, ito ay mas mababa sa .
• Ang tigas sa Mohs scale ay 5, sa Brinell scale 7–9 Mn/m2. Ang Chromium ay ang pinakamatigas na metal na kilala, pangalawa lamang sa uranium, iridium, tungsten at beryllium.
• Ang elastic modulus sa 20 C ay 294 GPa. Ito ay medyo katamtamang pigura.

Dahil sa istraktura nito - isang body-centered lattice, ang chromium ay may katangian tulad ng temperatura ng brittle-ductile period. Ngunit pagdating sa metal na ito, ang halagang ito ay lumalabas na lubos na nakasalalay sa antas ng kadalisayan at saklaw mula -50 hanggang +350 C. Sa pagsasagawa, ang crystallized chromium ay walang anumang ductility, ngunit pagkatapos ng malambot na pagsusubo at paghubog ito ay nagiging malambot.

Ang lakas ng metal ay tumataas din sa malamig na pagtatrabaho. Ang mga pinagsama-samang additives ay makabuluhang pinahusay din ang kalidad na ito.

Mga katangian ng thermophysical

Bilang isang patakaran, ang mga refractory metal ay may mataas na antas ng thermal conductivity at, nang naaayon, isang mababang koepisyent ng thermal expansion. Gayunpaman, ang chromium ay kapansin-pansing naiiba sa mga katangian nito.

Sa punto ng Néel, ang koepisyent ng thermal expansion ay gumagawa ng isang matalim na pagtalon, at pagkatapos ay patuloy na tumataas nang kapansin-pansin sa pagtaas ng temperatura. Sa 29 C (bago tumalon), ang halaga ng coefficient ay 6.2 · 10-6 m/(m K).

Ang thermal conductivity ay sumusunod sa parehong pattern: sa Néel point ay bumabagsak ito, bagaman hindi gaanong kapansin-pansin at bumababa sa pagtaas ng temperatura.

• Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang thermal conductivity ng substance ay 93.7 W/(m K).
• Ang tiyak na kapasidad ng init sa ilalim ng parehong mga kondisyon ay 0.45 J/(g K).

Electrical properties

Sa kabila ng hindi tipikal na "pag-uugali" ng thermal conductivity, ang chromium ay isa sa mga pinakamahusay na conductor ng kasalukuyang, pangalawa lamang sa pilak at ginto sa parameter na ito.

• Sa normal na temperatura, ang electrical conductivity ng metal ay magiging 7.9 · 106 1/(Ohm m).
• Electrical resistivity – 0.127 (Ohm mm2)/m.

Hanggang sa punto ng Néel - 38 C, ang sangkap ay antiferromagnet, iyon ay, sa ilalim ng impluwensya ng isang magnetic field at sa kawalan nito, walang lumalabas na mga magnetic na katangian. Sa itaas ng 38 C, ang chromium ay nagiging paramagnetic: nagpapakita ito ng mga magnetic na katangian sa ilalim ng impluwensya ng isang panlabas na magnetic field.

Lason

Sa likas na katangian, ang chromium ay nangyayari lamang sa nakagapos na anyo, kaya ang pagpasok ng purong chromium sa katawan ng tao ay hindi kasama. Gayunpaman, alam na ang alikabok ng metal ay nakakairita sa tissue ng baga at hindi nasisipsip sa balat. Ang metal mismo ay hindi nakakalason, ngunit ang parehong ay hindi masasabi tungkol sa mga compound nito.

• Trivalent chromium lumilitaw sa kapaligiran sa panahon ng pagproseso nito. Gayunpaman, maaari rin itong pumasok sa katawan ng tao bilang bahagi ng suplemento sa pandiyeta - chromium picolinate, na ginagamit sa mga programa sa pagbaba ng timbang. Bilang isang microelement, ang trivalent metal ay kasangkot sa synthesis ng glucose at mahalaga. Ang labis nito, sa paghusga sa pamamagitan ng pananaliksik, ay hindi nagdudulot ng isang tiyak na panganib, dahil hindi ito hinihigop ng mga dingding ng bituka. Gayunpaman, maaari itong maipon sa katawan.
• Hexavalent chromium compounds nakakalason ng higit sa 100–1000 beses. Maaari itong pumasok sa katawan sa panahon ng paggawa ng mga chromate, sa panahon ng chrome plating ng mga bagay, at sa ilang mga operasyon ng welding. Ang mga compound ng hexavalent element ay malakas na oxidizing agent. Kapag nasa gastrointestinal tract, nagdudulot sila ng pagdurugo ng tiyan at bituka, posibleng may pagbubutas ng bituka. Ang mga sangkap ay halos hindi hinihigop sa pamamagitan ng balat, ngunit may isang malakas na kinakaing unti-unti na epekto - ang mga paso, pamamaga, at mga ulser ay posible.

Ang Chromium ay isang ipinag-uutos na elemento ng alloying kapag gumagawa ng hindi kinakalawang at lumalaban sa init na mga materyales. Ang kakayahang labanan ang kaagnasan at ilipat ang kalidad na ito sa mga haluang metal ay nananatiling pinaka-hinahangad na kalidad ng metal.

Ang mga kemikal na katangian ng chromium compound at ang mga redox na katangian nito ay tinalakay sa video na ito: