Kimyasal özellikler. Kromun oksidasyon durumu Krom ve kimyasal özellikleri

Krom, atom numarası 24 olan kimyasal bir elementtir. Sert, parlak, çelik grisi renginde, iyi cilalanan ve kararmayan bir metaldir. Paslanmaz çelik gibi alaşımlarda ve kaplama olarak kullanılır. İnsan vücudu şekeri metabolize etmek için az miktarda üç değerlikli kroma ihtiyaç duyar, ancak Cr(VI) oldukça toksiktir.

Krom(III) oksit ve kurşun kromat gibi çeşitli krom bileşikleri parlak renklidir ve boyalarda ve pigmentlerde kullanılır. Yakutun kırmızı rengi bu kimyasal elementin varlığından kaynaklanmaktadır. Bazı maddeler, özellikle sodyum, organik bileşikleri oksitlemek ve (sülfürik asitle birlikte) laboratuvar cam eşyalarını temizlemek için kullanılan oksitleyici maddelerdir. Ayrıca manyetik bant üretiminde krom (VI) oksit kullanılmaktadır.

Keşif ve etimoloji

Krom kimyasal elementinin keşif tarihi aşağıdaki gibidir. 1761'de Johann Gottlob Lehmann, Ural Dağları'nda turuncu-kırmızı bir mineral buldu ve ona "Sibirya kırmızısı kurşun" adını verdi. Her ne kadar yanlışlıkla kurşunun selenyum ve demirden oluşan bir bileşik olduğu tanımlanmış olsa da, malzeme aslında PbCrO4 kimyasal formülüne sahip kurşun kromattı. Bugün mineral krokonte olarak biliniyor.

1770 yılında Peter Simon Pallas, Lehmann'ın boyalarda pigment olarak çok faydalı özelliklere sahip olan kırmızı kurşun mineralini bulduğu bölgeyi ziyaret etti. Sibirya kırmızısı kurşununun boya olarak kullanımı hızla gelişti. Ayrıca parlak sarı krokon moda oldu.

1797'de Nicolas-Louis Vauquelin kırmızı örnekler elde etti. Croconte'u hidroklorik asitle karıştırarak CrO3 oksit elde etti. Krom, 1798'de kimyasal bir element olarak izole edildi. Vauquelin bunu oksidi kömürle ısıtarak elde etti. Ayrıca yakut ve zümrüt gibi değerli taşlarda da krom izleri tespit edebildi.

1800'lü yıllarda Cr öncelikle boyalarda ve tabaklama tuzlarında kullanıldı. Günümüzde metalin %85'i alaşımlarda kullanılmaktadır. Geri kalanı ise kimya, refrakter ve döküm sanayinde kullanılmaktadır.

Krom kimyasal elementinin telaffuzu, ondan elde edilebilecek renkli bileşiklerin çeşitliliği nedeniyle "renk" anlamına gelen Yunanca χρῶμα'ya karşılık gelir.

Madencilik ve üretim

Element kromitten (FeCr 2 O 4) üretilir. Dünyadaki cevherin yaklaşık yarısı Güney Afrika'da çıkarılmaktadır. Ayrıca Kazakistan, Hindistan ve Türkiye de önemli üreticileridir. Yeterince keşfedilmiş kromit yatakları var, ancak coğrafi olarak bunlar Kazakistan ve Güney Afrika'da yoğunlaşıyor.

Yerli krom metali yatakları nadirdir, ancak mevcuttur. Örneğin Rusya'daki Udachnaya madeninde çıkarılıyor. Elmas bakımından zengindir ve indirgeyici ortam saf krom ve elmasların üretilmesine yardımcı olmuştur.

Endüstriyel metal üretimi için kromit cevherleri erimiş alkali (kostik soda, NaOH) ile işlenir. Bu durumda, karbon tarafından Cr203 okside indirgenen sodyum kromat (Na2CrO4) oluşur. Metal, oksidin alüminyum veya silikon varlığında ısıtılmasıyla üretilir.

2000 yılında, yaklaşık 15 milyon ton kromit cevheri çıkarıldı ve yaklaşık 2,5 milyar ABD doları piyasa değerine sahip, %70 krom-demir alaşımı olan 4 milyon ton ferrokroma dönüştürüldü.

Temel özellikleri

Krom kimyasal elementinin özellikleri, periyodik tablonun dördüncü periyodunda yer alan bir geçiş metali olması ve vanadyum ile manganez arasında yer alması nedeniyledir. VI. gruba dahil. 1907 °C sıcaklıkta erir. Oksijen varlığında krom hızla ince bir oksit tabakası oluşturur ve bu da metali oksijenle daha fazla etkileşime girmekten korur.

Geçiş elementi olarak maddelerle farklı oranlarda reaksiyona girer. Böylece farklı oksidasyon durumlarına sahip bileşikler oluşturur. Krom, +2, +3 ve +6 temel durumlarına sahip, +3 en kararlı olanıdır. Ayrıca nadir durumlarda +1, +4 ve +5 koşulları da gözlenir. +6 oksidasyon durumundaki krom bileşikleri güçlü oksitleyici maddelerdir.

Krom ne renktir? Kimyasal element yakut rengini verir. Kullanılan Cr 2 O 3 aynı zamanda krom yeşili adı verilen bir pigment olarak da kullanılır. Tuzları cam zümrüt yeşili rengindedir. Krom, varlığı yakutları kırmızı yapan kimyasal elementtir. Bu nedenle sentetik yakut üretiminde kullanılır.

İzotoplar

Kromun izotoplarının atom ağırlıkları 43 ile 67 arasında değişir. Tipik olarak bu kimyasal element üç kararlı formdan oluşur: 52 Cr, 53 Cr ve 54 Cr. Bunlardan 52 Cr en yaygın olanıdır (tüm doğal kromların %83,8'i). Ek olarak, 19 radyoizotop tanımlanmış olup, bunların en stabil olanı 1.8x10 17 yılı aşan yarılanma ömrüne sahip 50 Cr'dir. 51 Cr'un yarı ömrü 27,7 gündür ve diğer tüm radyoaktif izotoplar için bu süre 24 saati geçmez ve çoğu için bir dakikadan az sürer. Öğenin ayrıca iki meta durumu vardır.

Yer kabuğundaki krom izotopları genellikle jeolojide kullanılan manganez izotoplarına eşlik eder. 53 Mn'nin radyoaktif bozunması sırasında 53 Cr oluşur. Mn/Cr izotop oranı, Güneş Sistemi'nin erken dönem tarihi hakkındaki diğer ipuçlarını güçlendiriyor. Farklı meteoritlerin 53 Cr/ 52 Cr ve Mn/Cr oranlarındaki değişiklikler, Güneş Sistemi'nin oluşumundan hemen önce yeni atom çekirdeklerinin yaratıldığını kanıtlıyor.

Kimyasal element krom: özellikleri, bileşiklerin formülü

Seskioksit olarak da bilinen Krom(III) oksit Cr203, bu kimyasal elementin dört oksitinden biridir. Kromitten elde edilir. Yeşil renkli bileşik, emaye ve cam boyama için pigment olarak kullanıldığında genellikle "krom yeşili" olarak adlandırılır. Oksit asitlerde çözünebilir, tuz oluşturabilir ve erimiş alkali kromitlerde çözülebilir.

Potasyum dikromat

K 2 Cr 2 O 7 güçlü bir oksitleyici maddedir ve laboratuar cam eşyalarını organik maddelerden temizlemek için bir araç olarak tercih edilir. Bu amaçla doymuş çözeltisi kullanılır, ancak bazen ikincisinin daha yüksek çözünürlüğüne bağlı olarak sodyum bikromat ile değiştirilir. Ek olarak, birincil alkolü aldehite ve ardından karbondioksite dönüştürerek organik bileşiklerin oksidasyon sürecini düzenleyebilir.

Potasyum bikromat krom dermatitine neden olabilir. Kromun, özellikle ellerde ve ön kollarda kronik ve tedavisi zor olan dermatit gelişimine yol açan duyarlılığa neden olması muhtemeldir. Diğer Cr(VI) bileşikleri gibi potasyum dikromat da kanserojendir. Eldiven ve uygun koruyucu ekipmanlarla kullanılmalıdır.

Kromik asit

Bileşik H2CrO4 varsayımsal yapısına sahiptir. Doğada ne kromik ne de dikromik asitler bulunmaz ancak anyonları çeşitli maddelerde bulunur. Satışta bulunabilen "kromik asit" aslında onun asit anhidriti - CrO3 trioksittir.

Kurşun(II) kromat

PbCrO 4 parlak sarı bir renge sahiptir ve suda pratik olarak çözünmez. Bu nedenle taç sarısı adı verilen renklendirici pigment olarak kullanım alanı bulmuştur.

Cr ve beş değerlikli bağ

Krom, beş değerlik bağlar oluşturma yeteneğiyle ayırt edilir. Bileşik, Cr(I) ve bir hidrokarbon radikali tarafından oluşturulur. İki krom atomu arasında beş değerlikli bir bağ oluşur. Formülü Ar-Cr-Cr-Ar şeklinde yazılabilir; burada Ar, belirli bir aromatik grubu temsil eder.

Başvuru

Krom, özellikleri ona birçok farklı kullanım sağlayan kimyasal bir elementtir; bunlardan bazıları aşağıda listelenmiştir.

Metallere korozyon direnci ve parlak bir yüzey kazandırır. Bu nedenle krom, örneğin çatal bıçak takımlarında kullanılan paslanmaz çelik gibi alaşımlara dahildir. Ayrıca krom kaplamada da kullanılır.

Krom çeşitli reaksiyonlar için bir katalizördür. Tuğlaları pişirmek için kalıp yapımında kullanılır. Tuzları deriyi tabaklamak için kullanılır. Potasyum bikromat, alkoller ve aldehitler gibi organik bileşiklerin oksidasyonunda ve laboratuvar cam eşyalarının temizliğinde kullanılır. Kumaş boyamada sabitleme maddesi olarak görev yapar ve aynı zamanda fotoğraf ve fotoğraf baskısında da kullanılır.

CrO3, demir oksitli filmlerden daha iyi özelliklere sahip manyetik bantlar (örneğin ses kaydı için) yapmak için kullanılır.

Biyolojideki rolü

Üç değerlikli krom, insan vücudundaki şekerin metabolizması için gerekli olan kimyasal bir elementtir. Buna karşılık, altı değerlikli Cr oldukça toksiktir.

İhtiyati önlemler

Krom metali ve Cr(III) bileşikleri genel olarak sağlık açısından tehlike oluşturmaz ancak Cr(VI) içeren maddeler yutulduğunda veya solunduğunda toksik olabilir. Bu maddelerin çoğu gözleri, cildi ve mukoza zarlarını tahriş eder. Kronik maruz kalma durumunda krom(VI) bileşikleri uygun şekilde tedavi edilmezse göz hasarına neden olabilir. Ayrıca bilinen bir kanserojendir. Bu kimyasal elementin öldürücü dozu yaklaşık yarım çay kaşığıdır. Dünya Sağlık Örgütü'nün tavsiyelerine göre içme suyunda izin verilen maksimum Cr (VI) konsantrasyonu litre başına 0,05 mg'dır.

Krom bileşikleri boyalarda ve deri tabaklamada kullanıldığından, genellikle çevresel temizlik ve iyileştirme gerektiren terk edilmiş sanayi bölgelerindeki toprakta ve yeraltı suyunda bulunurlar. Cr(VI) içeren astar, havacılık ve otomotiv endüstrilerinde hala yaygın olarak kullanılmaktadır.

Öğe özellikleri

Kromun temel fiziksel özellikleri aşağıdaki gibidir:

• Atom numarası: 24.
• Atom ağırlığı: 51.996.
• Erime noktası: 1890 °C.
• Kaynama noktası: 2482 °C.
• Oksidasyon durumu: +2, +3, +6.
• Elektron konfigürasyonu: 3d 5 4s 1.

TANIM

Krom Periyodik tablonun ikincil (B) alt grubunun VI. grubunun dördüncü periyodunda yer alır. Tanım – Cr. Basit bir madde şeklinde - grimsi beyaz parlak bir metal.

Krom gövde merkezli kübik kafes yapısına sahiptir. Yoğunluk - 7,2 g/cm3. Erime ve kaynama noktaları sırasıyla 1890 o C ve 2680 o C'dir.

Bileşiklerdeki kromun oksidasyon durumu

Krom, basit bir madde (bir metal) formunda mevcut olabilir ve metallerin element halindeki oksidasyon durumu şuna eşittir: sıfır, çünkü içlerindeki elektron yoğunluğunun dağılımı tekdüzedir.

Oksidasyon durumları (+2) Ve (+3) krom oksitlerde (Cr +2 O, Cr +3 2 O 3), hidroksitlerde (Cr +2 (OH) 2, Cr +3 (OH) 3), halojenürlerde (Cr +2 Cl 2, Cr +3 Cl 3) bulunur ), sülfatlar (Cr +2 SO 4, Cr +3 2 (S04) 3) ve diğer bileşikler.

Krom ayrıca oksidasyon durumuyla da karakterize edilir (+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, vb.

Problem çözme örnekleri

ÖRNEK 1

ÖRNEK 2

Egzersiz yapmak	Fosfor aşağıdaki bileşiklerde aynı oksidasyon durumuna sahiptir: a) Ca3P2 ve H3P03; b) KH2P04 ve KPO3; c) P4O6 ve P4O10; d) H3P04 ve H3P03.
Çözüm	Sorulan soruya doğru cevabı vermek için, önerilen her bileşik çiftindeki fosforun oksidasyon derecesini dönüşümlü olarak belirleyeceğiz. a) Kalsiyumun oksidasyon durumu sırasıyla (+2), oksijen ve hidrojen - (-2) ve (+1)'dir. Önerilen bileşiklerde fosforun oksidasyon durumunun değerini “x” ve “y” olarak alalım: 3 ×2 + x ×2 = 0; 3 + y + 3×(-2) = 0; Cevap yanlış. b) Potasyumun oksidasyon durumu (+1), oksijen ve hidrojenin sırasıyla (-2) ve (+1)'dir. Önerilen bileşiklerde klorun oksidasyon durumunun değerini “x” ve “y” olarak alalım: 1 + 2×1 +x + (-2)×4 = 0; 1 + y + (-2)×3 = 0; Cevap doğru.
Cevap	Seçenek (b).

Kromun keşfi, tuzların ve minerallerin kimyasal ve analitik çalışmalarının hızlı bir şekilde geliştiği bir döneme dayanmaktadır. Rusya'da kimyagerler, Sibirya'da bulunan ve Batı Avrupa'da neredeyse bilinmeyen minerallerin analizine özel ilgi gösterdi. Bu minerallerden biri de Lomonosov tarafından tanımlanan Sibirya kırmızı kurşun cevheri (krokoit) idi. Mineral incelendi ancak içinde kurşun, demir ve alüminyum oksitlerden başka bir şey bulunamadı. Bununla birlikte, 1797'de Vaukelin, ince öğütülmüş bir mineral örneğini potasla kaynatıp kurşun karbonatı çökelterek turuncu-kırmızı renkli bir çözelti elde etti. Bu çözeltiden, bilinen tüm metallerden farklı olarak oksit ve serbest metalin izole edildiği yakut kırmızısı bir tuzu kristalleştirdi. Vauquelin onu aradı Krom ( Krom ) Yunanca kelimeden- renklendirme, renk; Doğru, burada kastedilen metalin mülkiyeti değil, onun parlak renkli tuzlarıydı..

Doğada olmak.

Pratik öneme sahip en önemli krom cevheri, yaklaşık bileşimi FeCrO ​​4 formülüne karşılık gelen kromittir.

Küçük Asya, Urallar, Kuzey Amerika ve Güney Afrika'da bulunur. Yukarıda bahsedilen mineral krokoit – PbCrO 4 – aynı zamanda teknik öneme sahiptir. Krom oksit (3) ve diğer bazı bileşikleri de doğada bulunur. Yerkabuğunda metal cinsinden krom içeriği %0,03'tür. Krom Güneş'te, yıldızlarda ve meteorlarda bulunmuştur.

Fiziki ozellikleri.

Krom beyaz, sert ve kırılgan bir metaldir, kimyasal olarak asitlere ve alkalilere karşı son derece dayanıklıdır. Havada oksitlenir ve yüzeyinde ince, şeffaf bir oksit filmi bulunur. Kromun yoğunluğu 7,1 g/cm3 olup erime noktası +1875 0 C'dir.

Fiş.

Krom demir cevheri kömürle kuvvetli bir şekilde ısıtıldığında krom ve demir azalır:

FeO * Cr203 + 4C = 2Cr + Fe + 4CO

Bu reaksiyonun bir sonucu olarak, yüksek mukavemet ile karakterize edilen bir krom-demir alaşımı oluşur. Saf krom elde etmek için krom(3) oksitten alüminyum ile indirgenir:

Cr 2 Ö 3 + 2Al = Al 2 Ö 3 + 2Cr

Bu işlemde genellikle iki oksit kullanılır - Cr203 ve CrO3

Kimyasal özellikler.

Krom yüzeyini kaplayan ince koruyucu oksit filmi sayesinde agresif asitlere ve alkalilere karşı oldukça dayanıklıdır. Krom, konsantre nitrik ve sülfürik asitlerin yanı sıra fosforik asitle reaksiyona girmez. Krom, t = 600-700 o C'de alkalilerle etkileşime girer. Ancak krom, seyreltik sülfürik ve hidroklorik asitlerle etkileşime girerek hidrojenin yerini alır:

2Cr + 3H2 SO4 = Cr2 (S04)3 + 3H2
2Cr + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2

Yüksek sıcaklıklarda krom oksijen içinde yanarak oksit (III) oluşturur.

Sıcak krom su buharı ile reaksiyona girer:

2Cr + 3H2O = Cr2O3 + 3H2

Yüksek sıcaklıklarda krom ayrıca halojenlerle, halojen hidrojenle, kükürt, nitrojen, fosfor, karbon, silikon, bor ile reaksiyona girer, örneğin:

Cr + 2HF = CrF2 + H2
2Cr + N2 = 2CrN
2Cr + 3S = Cr2S3
Cr + Si = CrSi

Kromun yukarıdaki fiziksel ve kimyasal özellikleri bilim ve teknolojinin çeşitli alanlarında uygulama alanı bulmuştur. Örneğin krom ve alaşımları, makine mühendisliğinde yüksek mukavemetli, korozyona dayanıklı kaplamalar üretmek için kullanılır. Ferrokrom formundaki alaşımlar metal kesme aletleri olarak kullanılır. Krom alaşımları tıbbi teknolojide ve kimyasal teknolojik ekipmanların imalatında uygulama alanı bulmuştur.

Kimyasal elementlerin periyodik tablosunda kromun konumu:

Krom, periyodik element tablosunun VI. grubunun ikincil alt grubunun başında gelir. Elektronik formülü aşağıdaki gibidir:

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

Yörüngelerin krom atomundaki elektronlarla doldurulmasında, 4S yörüngesinin ilk önce 4S 2 durumuna doldurulması gereken model ihlal edilir. Ancak 3d yörüngenin krom atomunda daha uygun bir enerji pozisyonu işgal etmesinden dolayı 4d5 değerine kadar doldurulur. Bu fenomen, ikincil alt grupların diğer bazı elementlerinin atomlarında gözlenir. Krom +1'den +6'ya kadar oksidasyon durumları sergileyebilir. En kararlı olanı +2, +3, +6 oksidasyon durumlarına sahip krom bileşikleridir.

İki değerlikli krom bileşikleri.

Krom (II) oksit CrO, piroforik bir kara tozdur (piroforite - ince ezilmiş halde havada tutuşma yeteneği). CrO seyreltik hidroklorik asitte çözünür:

CrO + 2HCl = CrCl2 + H20

Havada 100 0 C'nin üzerine ısıtıldığında CrO, Cr203'e dönüşür.

Krom metali asitlerde çözündüğünde iki değerlikli krom tuzları oluşur. Bu reaksiyonlar düşük aktif gaz (örneğin H2) atmosferinde gerçekleşir, çünkü havanın varlığında Cr(II)'nin Cr(III)'e oksidasyonu kolaylıkla meydana gelir.

Krom hidroksit, bir alkali çözeltinin krom (II) klorür üzerindeki etkisiyle sarı bir çökelti formunda elde edilir:

CrCl2 + 2NaOH = Cr(OH)2 + 2NaCl

Cr(OH)2 temel özelliklere sahiptir ve indirgeyici bir maddedir. Hidratlanmış Cr2+ iyonu soluk mavidir. Sulu bir CrCl2 çözeltisi mavi renktedir. Havada sulu çözeltilerde Cr(II) bileşikleri Cr(III) bileşiklerine dönüşür. Bu özellikle Cr(II) hidroksitte belirgindir:

4Cr(OH)2 + 2H20 + O2 = 4Cr(OH)3

Üç değerlikli krom bileşikleri.

Krom (III) oksit Cr203, refrakter yeşil bir tozdur. Sertliği korindon'a yakındır. Laboratuvarda amonyum dikromatın ısıtılmasıyla elde edilebilir:

(NH4)2Cr207 = Cr203 + N2 + 4H2

Cr203 amfoterik bir oksittir, alkalilerle kaynaştığında kromitler oluşturur: Cr203 + 2NaOH = 2NaCrO2 + H2O

Krom hidroksit aynı zamanda amfoterik bir bileşiktir:

Cr(OH)3 + HC1 = CrCl3 + 3H20
Cr(OH)3 + NaOH = NaCrO2 + 2H20

Susuz CrCl 3 koyu mor yaprak görünümündedir, soğuk suda tamamen çözünmez, kaynatıldığında çok yavaş çözünür. Susuz krom (III) sülfat Cr2 (SO 4) 3 pembe renktedir ve suda da az çözünür. İndirgeyici maddelerin varlığında mor krom sülfat Cr2(SO4)3*18H2O oluşturur. Daha az su içeren yeşil krom sülfat hidratları da bilinmektedir. Krom şap KCr(SO 4) 2 *12H 2 O, mor krom sülfat ve potasyum sülfat içeren çözeltilerden kristalleşir. Sülfat oluşumu nedeniyle ısıtıldığında bir krom şap çözeltisi yeşile döner.

Krom ve bileşikleriyle reaksiyonlar

Hemen hemen tüm krom bileşikleri ve bunların çözeltileri yoğun renklidir. Renksiz bir çözelti veya beyaz bir çökelti varsa, yüksek olasılıkla kromun bulunmadığı sonucuna varabiliriz.

1. Bıçağın ucuna sığacak kadar potasyum dikromat miktarını porselen bir kap üzerinde brülör alevinde kuvvetlice ısıtalım. Tuz, kristalizasyon suyunu açığa çıkarmayacak, ancak yaklaşık 400 0 C sıcaklıkta eriyerek koyu renkli bir sıvı oluşturacaktır. Yüksek ateşte birkaç dakika daha ısıtalım. Soğuduktan sonra kırık üzerinde yeşil bir çökelti oluşur. Bir kısmını suda eritelim (sarı olur), diğer kısmını da kırığın üzerinde bırakalım. Tuz ısıtıldığında ayrışır ve çözünebilir sarı potasyum kromat K2CrO4 ve yeşil Cr203 oluşumuna neden olur.
2. 3g toz halindeki potasyum bikromat'ı 50 ml su içinde eritin. Bir kısmına biraz potasyum karbonat ekleyin. CO2 salınımı ile çözünecek ve çözeltinin rengi açık sarıya dönecektir. Kromat potasyum dikromattan oluşur. Şimdi porsiyonlar halinde %50'lik bir sülfürik asit çözeltisi eklerseniz, dikromatın kırmızı-sarı rengi yeniden görünecektir.
3. Bir test tüpüne 5 ml dökün. potasyum bikromat çözeltisi, basınç altında 3 ml konsantre hidroklorik asit ile kaynatın. Kromat HCl'yi Cl2 ve H2O'ya oksitleyeceğinden çözeltiden sarı-yeşil toksik klor gazı açığa çıkar. Kromatın kendisi yeşil üç değerlikli krom klorüre dönüşecektir. Solüsyonun buharlaştırılmasıyla izole edilebilir ve daha sonra soda ve güherçile ile eritilip kromata dönüştürülebilir.
4. Bir kurşun nitrat çözeltisi eklendiğinde sarı kurşun kromat çöker; Bir gümüş nitrat çözeltisi ile etkileşime girdiğinde kırmızı-kahverengi bir gümüş kromat çökeltisi oluşur.
5. Potasyum bikromat çözeltisine hidrojen peroksit ekleyin ve çözeltiyi sülfürik asitle asitleştirin. Çözelti, krom peroksit oluşumu nedeniyle koyu mavi bir renk alır. Belirli bir miktar eter ile çalkalandığında peroksit organik bir çözücüye dönüşecek ve onu maviye boyayacaktır. Bu reaksiyon kroma özeldir ve oldukça hassastır. Metaller ve alaşımlardaki kromu tespit etmek için kullanılabilir. Öncelikle metali eritmeniz gerekiyor. %30 sülfürik asitle uzun süreli kaynatma sırasında (hidroklorik asit de ekleyebilirsiniz), krom ve birçok çelik kısmen çözülür. Ortaya çıkan çözelti krom (III) sülfat içerir. Bir tespit reaksiyonu gerçekleştirebilmek için önce onu kostik soda ile nötralize ediyoruz. Gri-yeşil krom(III) hidroksit çökelir ve fazla NaOH içinde çözünerek yeşil sodyum kromit oluşur. Çözeltiyi filtreleyin ve %30 hidrojen peroksit ekleyin. Isıtıldığında, kromit kromata oksitlendiğinden çözelti sarıya dönecektir. Asitlenme çözeltinin mavi görünmesine neden olur. Renkli bileşik eterle çalkalanarak ekstrakte edilebilir.

Krom iyonlarının analitik reaksiyonları.

1. İlk çökelti eriyene kadar 3-4 damla krom klorür çözeltisi CrCl3'e 2M NaOH çözeltisi ekleyin. Oluşan sodyum kromitin rengine dikkat edin. Ortaya çıkan çözeltiyi bir su banyosunda ısıtın. Ne oluyor?
2. 2-3 damla CrCl3 çözeltisine eşit hacimde 8 M NaOH çözeltisi ve 3-4 damla %3 H202 çözeltisi ekleyin. Reaksiyon karışımını bir su banyosunda ısıtın. Ne oluyor? Ortaya çıkan renkli çözelti nötrleştirilirse, buna CH3COOH eklenirse ve ardından Pb(NO3)2 eklenirse hangi çökelti oluşur?
3. Test tüpüne 4-5 damla krom sülfat Cr2 (SO 4) 3, IMH 2 SO 4 ve KMnO 4 solüsyonu dökün. Reaksiyon karışımını bir su banyosunda birkaç dakika ısıtın. Çözeltinin rengindeki değişikliğe dikkat edin. Buna ne sebep oldu?
4. Nitrik asitle asitleştirilmiş 3-4 damla K2Cr207 çözeltisine 2-3 damla H2O2 çözeltisi ekleyin ve karıştırın. Çözeltinin ortaya çıkan mavi rengi, perkromik asit H2CrO6'nın ortaya çıkmasından kaynaklanmaktadır:

Cr2072- + 4H202 + 2H + = 2H2CrO6 + 3H20

H 2 CrO 6'nın hızlı ayrışmasına dikkat edin:

2H 2 CrO 6 + 8H+ = 2Cr 3+ + 3O 2 + 6H 2 O
mavi yeşil renk

Perkromik asit organik çözücülerde çok daha stabildir.

1. Nitrik asitle asitleştirilmiş 3-4 damla K2Cr207 çözeltisine 5 damla izoamil alkol, 2-3 damla H202 çözeltisi ekleyin ve reaksiyon karışımını çalkalayın. Üstte yüzen organik çözücü tabakası parlak mavi renktedir. Renk çok yavaş kaybolur. H 2 CrO 6'nın organik ve sulu fazlardaki stabilitesini karşılaştırın.
2. CrO42- Ba2+ iyonlarıyla etkileşime girdiğinde sarı renkli bir baryum kromat BaCrO4 çökeltisi oluşur.
3. Gümüş nitrat, CrO 4 2 iyonlarıyla tuğla kırmızısı gümüş kromat çökeltisi oluşturur.
4. Üç test tüpü alın. Bunlardan birine 5-6 damla K 2 Cr 2 O 7 çözeltisi, ikincisine aynı hacimde K 2 CrO 4 çözeltisi ve üçüncüsüne her iki çözeltiden üç damla koyun. Daha sonra her test tüpüne üç damla potasyum iyodür çözeltisi ekleyin. Sonucunuzu açıklayın. İkinci deney tüpündeki çözeltiyi asitleştirin. Ne oluyor? Neden?

Krom bileşikleriyle eğlenceli deneyler

1. CuS04 ve K2Cr207 karışımı alkali eklendiğinde yeşile, asit varlığında ise sarıya döner. 2 mg gliserolün az miktarda (NH4)2Cr207 ile ısıtılması ve ardından alkol eklenmesiyle, filtrasyondan sonra parlak yeşil bir çözelti elde edilir; asit eklendiğinde sarıya döner ve nötr veya alkali ortamda yeşile döner. çevre.
2. Termitli bir teneke kutunun ortasına bir "yakut karışımı" yerleştirin - dikkatlice öğütün ve Cr203 (0,25 g) ilavesiyle alüminyum folyo Al 2 O3'e (4,75 g) yerleştirin. Kavanozun daha uzun süre soğumasını önlemek için üst kenarın altına kuma gömmek ve termit ateşe verilip reaksiyon başladıktan sonra üzerini demir sacla kapatıp kumla örtmek gerekir. Bir gün içinde kavanozu kazın. Sonuç kırmızı yakut tozudur.
3. 10 g potasyum dikromat, 5 g sodyum veya potasyum nitrat ve 10 g şeker ile öğütülür. Karışım nemlendirilir ve kolodyum ile karıştırılır. Toz bir cam tüpte sıkıştırılırsa ve ardından çubuk dışarı itilir ve ucunda ateşe verilirse, önce siyah ve soğuduktan sonra yeşil olan bir "yılan" dışarı çıkmaya başlayacaktır. Çapı 4 mm olan bir çubuk saniyede yaklaşık 2 mm hızla yanıyor ve 10 kez uzuyor.
4. Bakır sülfat ve potasyum dikromat çözeltilerini karıştırırsanız ve biraz amonyak çözeltisi eklerseniz, hidroklorik asit içinde çözünerek sarı bir çözelti oluşturan ve fazla miktarda 4СuCrO 4 * 3NH3 * 5H2O bileşiminin amorf kahverengi bir çökeltisi oluşacaktır. amonyaktan yeşil bir çözelti elde edilir. Bu çözeltiye daha fazla alkol eklerseniz, filtrasyondan sonra maviye dönüşen ve kuruduktan sonra güçlü ışıkta açıkça görülebilen kırmızı parıltılı mavi-mor olan yeşil bir çökelti oluşacaktır.
5. “Volkan” ya da “Firavun Yılanları” deneyleri sonrasında kalan krom oksit yeniden üretilebiliyor. Bunu yapmak için, 8 g Cr203 ve 2 g Na2C03 ile 2,5 g KNO3'ü birleştirmeniz ve soğutulmuş alaşımı kaynar suyla işlemeniz gerekir. Sonuçta, orijinal amonyum dikromat da dahil olmak üzere diğer Cr(II) ve Cr(VI) bileşiklerine dönüştürülebilen, çözünür bir kromat elde edilir.

Krom ve bileşiklerini içeren redoks geçiş örnekleri

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

a) (NH4)2Cr207 = Cr203 + N2 + 4H20 b) Cr203 + 2NaOH = 2NaCrO2 + H2O
c) 2NaCrO2 + 3Br2 + 8NaOH = 6NaBr + 2Na2CrO4 + 4H2O
d) 2Na2CrO4 + 2HCl = Na2Cr207 + 2NaCl + H20

2. Cr(OH)2 -- Cr(OH) 3 -- CrCl 3 -- Cr207 2- -- CrO4 2-

a) 2Cr(OH)2 + 1/2O2 + H20 = 2Cr(OH)3
b) Cr(OH)3 + 3HCl = CrCl3 + 3H20
c) 2CrCl3 + 2KMnO4 + 3H2O = K2Cr207 + 2Mn(OH)2 + 6HCl
d) K2Cr207 + 2KOH = 2K2CrO4 + H20

3. CrO -- Cr(OH) 2 -- Cr(OH) 3 -- Cr(NO 3) 3 -- Cr203 -- CrO - 2
Kr2+

a) CrO + 2HCl = CrCl2 + H2O
b) CrO + H2O = Cr(OH)2
c) Cr(OH)2 + 1/2O2 + H2O = 2Cr(OH)3
d) Cr(OH)3 + 3HNO3 = Cr(NO3)3 + 3H2O
e) 4Сr(NO 3) 3 = 2Cr 2 O 3 + 12NO 2 + O 2
e) Cr203 + 2 NaOH = 2NaCrO2 + H2O

Bir sanatçı olarak krom elementi

Kimyacılar sıklıkla boyama için yapay pigmentler yaratma sorununa yöneldiler. 18.-19. yüzyıllarda birçok resim malzemesi üretme teknolojisi geliştirildi. 1797'de Sibirya kırmızı cevherinde daha önce bilinmeyen krom elementini keşfeden Louis Nicolas Vauquelin, yeni ve oldukça dayanıklı bir boya olan krom yeşili hazırladı. Kromoforu sulu krom(III) oksittir. 1837 yılında “zümrüt yeşili” adı altında üretilmeye başlandı. Daha sonra L. Vauquelin birkaç yeni boya önerdi: barit, çinko ve krom sarısı. Zamanla bunların yerini daha kalıcı sarı ve turuncu kadmiyum bazlı pigmentler aldı.

Yeşil krom, atmosferik gazlara duyarlı olmayan, en dayanıklı ve ışığa dayanıklı boyadır. Yağdaki krom yeşili zeminin yüksek örtücülüğe sahip olması ve çabuk kuruma özelliğine sahip olması nedeniyle 19. yüzyıldan beri kullanılmaktadır. resimde yaygın olarak kullanılır. Porselen boyamada büyük önem taşır. Gerçek şu ki, porselen ürünler hem sır altı hem de sır üstü boyama ile süslenebilir. İlk durumda, boyalar sadece hafif pişirilmiş bir ürünün yüzeyine uygulanır ve daha sonra bir sır tabakası ile kaplanır. Bunu ana yüksek sıcaklıkta pişirme takip eder: porselen kütlesini sinterlemek ve sırları eritmek için ürünler 1350 - 1450 0 C'ye ısıtılır. Çok az boya, kimyasal değişiklikler olmadan bu kadar yüksek bir sıcaklığa dayanabilir ve eski boyalarda günlerde sadece iki tane vardı - kobalt ve krom. Porselen bir ürünün yüzeyine uygulanan siyah kobalt oksit, pişirme sırasında sırla birleşerek kimyasal olarak etkileşime girer. Sonuç olarak parlak mavi kobalt silikatlar oluşur. Bu kobalt desenli mavi porselen sofra takımını herkes iyi bilir. Krom (III) oksit, sırın bileşenleri ile kimyasal olarak reaksiyona girmez ve porselen parçaları ile şeffaf sır arasında “kör” bir tabaka olarak yer alır.

Sanatçılar krom yeşilinin yanı sıra volkonskoitten elde edilen boyaları da kullanıyor. Montmorillonit (karmaşık silikatlar Na(Mo,Al), Si 4 O 10 (OH) 2 alt sınıfının bir kil minerali) grubundan olan bu mineral, 1830 yılında Rus mineralog Kemmerer tarafından keşfedildi ve M.N. Volkonskaya'nın onuruna adlandırıldı. Borodino Savaşı'nın kahramanı General N. N. Raevsky, Decembrist S.G. Volkonsky'nin karısı,% 24'e kadar krom oksit ve ayrıca alüminyum ve demir oksitleri içeren bir kildir (III). Kışın koyulaşmış köknarın renginden bataklık kurbağasının parlak yeşil rengine kadar çeşitli renkleri vardır.

Pablo Picasso, benzersiz taze tonda boya üreten volkonskoit rezervlerini inceleme talebiyle ülkemizin jeologlarına başvurdu. Şu anda yapay volkonskoit üretmeye yönelik bir yöntem geliştirilmiştir. Modern araştırmalara göre, Rus ikon ressamlarının bu malzemenin boyalarını Orta Çağ'da, "resmi" keşfinden çok önce kullandıklarını belirtmek ilginçtir. Suyun bir kısmının kimyasal olarak bağlandığı ve bir kısmının adsorbe edildiği kromoformu krom oksit hidrat Cr203 * (2-3) H2O olan Guinier yeşillikleri (1837'de yaratılmıştır) sanatçılar arasında da oldukça popülerdi. Bu pigment boyaya zümrüt rengi bir renk verir.

blog.site, materyalin tamamını veya bir kısmını kopyalarken, orijinal kaynağa bir bağlantı gereklidir.

Krom (Cr), D. I. Mendeleev'in periyodik kimyasal elementler sisteminin dördüncü periyodunun altıncı grubunun ikincil bir alt grubunun atom numarası 24 ve atom kütlesi 51.996 olan bir elementtir. Krom mavimsi beyaz renkte sert bir metaldir. Yüksek kimyasal dirence sahiptir. Oda sıcaklığında Cr suya ve havaya dayanıklıdır. Bu element, çeliklerin endüstriyel alaşımlanmasında kullanılan en önemli metallerden biridir. Krom bileşikleri çeşitli renklerde parlak renklere sahip olduğundan bu ismi almıştır. Sonuçta Yunancadan tercüme edilen "krom", "boya" anlamına gelir.

42Cr'den 66Cr'ye kadar bilinen 24 krom izotopu vardır. Kararlı doğal izotoplar 50Cr (%4,31), 52Cr (%87,76), 53Cr (%9,55) ve 54Cr (%2,38)'dir. Altı yapay radyoaktif izotoptan en önemlisi 27,8 günlük yarı ömrüyle 51Cr'dir. İzotop göstergesi olarak kullanılır.

Antik çağ metallerinden (altın, gümüş, bakır, demir, kalay ve kurşun) farklı olarak kromun kendi “keşfi” vardır. 1766 yılında Yekaterinburg civarında “Sibirya kırmızı kurşunu” - PbCrO4 adı verilen bir mineral bulundu. 1797'de L. N. Vauquelin, doğal bir kurşun kromat olan krokoit mineralinde 24 numaralı elementi keşfetti. Aynı zamanlarda (1798), Vauquelin'den bağımsız olarak, Alman bilim adamları M. G. Klaproth ve Lowitz tarafından ağır siyah mineral örneğinde krom keşfedildi ( Urallarda bulunan kromit FeCr2O4'tü. Daha sonra 1799'da F. Tassert, güneydoğu Fransa'da bulunan aynı mineralde yeni bir metal keşfetti. Nispeten saf metal krom elde etmeyi ilk başaranın Tassert olduğuna inanılıyor.

Metal krom, krom kaplama için ve aynı zamanda alaşımlı çeliklerin (özellikle paslanmaz çeliklerin) en önemli bileşenlerinden biri olarak kullanılır. Ek olarak krom, bir dizi başka alaşımda da (asit dirençli ve ısıya dayanıklı çelikler) uygulama alanı bulmuştur. Sonuçta bu metalin çeliğe dahil edilmesi, hem normal sıcaklıklarda sulu ortamlarda hem de yüksek sıcaklıklarda gazlarda korozyona karşı direncini arttırır. Kromlu çelikler artan sertlik ile karakterize edilir. Krom, kromun koruyucu etkisinin, çeliğin yüzeyinde metalin çevreyle etkileşimini önleyen ince fakat dayanıklı bir oksit filminin oluşmasından kaynaklandığı bir işlem olan termokrom kaplamada kullanılır.

Krom bileşikleri de yaygın olarak kullanılmaktadır; kromitler refrakter endüstrisinde başarıyla kullanılmaktadır: açık ocak fırınları ve diğer metalurji ekipmanları manyezit-kromit tuğlalarla kaplanmıştır.

Krom, bitki ve hayvanların dokularında sürekli olarak bulunan biyojenik elementlerden biridir. Bitkilerin yapraklarında krom bulunur; burada krom, hücre içi yapılarla ilişkili olmayan düşük moleküllü bir kompleks formunda bulunur. Şu ana kadar bilim insanları bu elementin bitkiler için gerekliliğini kanıtlayamadı. Ancak hayvanlarda Cr, lipitlerin, proteinlerin (tripsin enziminin bir parçası) ve karbonhidratların (glikoza dirençli faktörün yapısal bir bileşeni) metabolizmasında rol oynar. Biyokimyasal işlemlerde yalnızca üç değerlikli kromun yer aldığı bilinmektedir. Diğer birçok önemli besin gibi krom da hayvan veya insan vücuduna gıda yoluyla girer. Vücuttaki bu mikro elementin azalması, büyümenin yavaşlamasına, kan kolesterol seviyelerinde keskin bir artışa ve periferik dokuların insüline duyarlılığının azalmasına yol açar.

Aynı zamanda saf haliyle krom çok toksiktir - Cr metal tozu akciğer dokusunu tahriş eder, krom (III) bileşikleri dermatite neden olur. Krom (VI) bileşikleri kanser dahil çeşitli insan hastalıklarına yol açar.

Biyolojik özellikler

Krom, bitki, hayvan ve insan dokularında mutlaka bulunan önemli bir biyojenik elementtir. Bitkilerde bu elementin ortalama içeriği %0,0005 olup, hemen hemen tamamı köklerde (%92-95) birikir, geri kalanı yapraklarda bulunur. Daha yüksek bitkiler bu metalin 3∙10-4 mol/l'nin üzerindeki konsantrasyonlarını tolere etmez. Hayvanlarda krom içeriği yüzde on binde biri ila on milyonda biri arasında değişir. Ancak planktonda krom birikim katsayısı şaşırtıcıdır - 10.000-26.000 Yetişkin insan vücudunda Cr içeriği 6 ila 12 mg arasında değişir. Üstelik insanlar için kromun fizyolojik ihtiyacı tam olarak belirlenmemiştir. Bu büyük ölçüde diyete bağlıdır - şeker oranı yüksek yiyecekler yediğinizde vücudun krom ihtiyacı artar. Genel olarak bir kişinin günde yaklaşık 20-300 mcg bu elemente ihtiyaç duyduğu kabul edilir. Diğer biyojen elementler gibi krom da vücut dokularında, özellikle saçlarda birikebilir. İçlerindeki krom içeriği, vücudun bu metalle sağlanma derecesini gösterir. Ne yazık ki yaşla birlikte akciğerler hariç dokulardaki krom “rezervleri” tükeniyor.

Krom, lipitlerin, proteinlerin (tripsin enziminde mevcut), karbonhidratların (glikoza dirençli faktörün yapısal bir bileşenidir) metabolizmasında rol oynar. Bu faktör, hücresel reseptörlerin insülin ile etkileşimini sağlayarak vücudun insüline olan ihtiyacını azaltır. Glikoz tolerans faktörü (GTF), insülinin dahil olduğu tüm metabolik süreçlerdeki etkisini arttırır. Ayrıca krom, kolesterol metabolizmasının düzenlenmesinde rol alır ve bazı enzimlerin aktivatörüdür.

Hayvanlarda ve insanlarda kromun ana kaynağı besindir. Bilim adamları, bitkisel gıdalardaki krom konsantrasyonunun hayvansal gıdalara göre önemli ölçüde daha düşük olduğunu bulmuşlardır. Kromun en zengin kaynakları bira mayası, et, karaciğer, baklagiller ve işlenmemiş tam tahıllardır. Gıda ve kandaki bu metalin içeriğinin azalması, büyüme hızının azalmasına, kandaki kolesterolün artmasına ve periferik dokuların insüline duyarlılığının azalmasına (diyabet benzeri durum) yol açar. Ayrıca ateroskleroz ve yüksek sinir aktivitesi bozuklukları gelişme riski artar.

Bununla birlikte, atmosferdeki metreküp başına bir miligramın çok küçük bir kısmı bile konsantrasyonlarda tüm krom bileşiklerinin vücut üzerinde toksik etkisi vardır. Krom ve bileşiklerinin üretimi sırasında, makine mühendisliğinde, metalurjide ve tekstil endüstrisinde zehirlenmeler yaygındır. Kromun toksisite derecesi bileşiklerinin kimyasal yapısına bağlıdır; dikromatlar kromatlardan daha toksiktir, Cr+6 bileşikleri Cr+2 ve Cr+3 bileşiklerinden daha toksiktir. Zehirlenme belirtileri arasında burun boşluğunda kuruluk ve ağrı hissi, boğaz ağrısı, nefes almada zorluk, öksürük ve benzeri belirtiler yer alır. Biraz fazla krom buharı veya tozu varsa, atölyede çalışma durdurulduktan hemen sonra zehirlenme belirtileri kaybolur. Krom bileşikleriyle uzun süreli sürekli temas halinde, kronik zehirlenme belirtileri ortaya çıkar - halsizlik, sürekli baş ağrıları, kilo kaybı, hazımsızlık. Gastrointestinal sistem, pankreas ve karaciğerin işleyişinde rahatsızlıklar başlar. Bronşit, bronşiyal astım ve pnömoskleroz gelişir. Cilt hastalıkları ortaya çıkıyor - dermatit, egzama. Ayrıca krom bileşikleri vücut dokularında birikerek kansere neden olabilen tehlikeli kanserojenlerdir.

Zehirlenmenin önlenmesi, krom ve bileşikleriyle çalışan personelin periyodik tıbbi muayenelerini; havalandırma, toz bastırma ve toz toplama ekipmanlarının kurulumu; Çalışanların kişisel koruyucu ekipman (solunum cihazı, eldiven) kullanması.

"Renk", "boya" kavramındaki "krom" kökü, çok çeşitli alanlarda kullanılan birçok kelimenin bir parçasıdır: bilim, teknoloji ve hatta müzik. Pek çok fotoğraf filmi ismi bu kökü içerir: "ortokrom", "pankrom", "izopankrom" ve diğerleri. Kromozom kelimesi iki Yunanca kelimeden oluşur: kromo ve soma. Kelimenin tam anlamıyla bu, "boyalı gövde" veya "boyalı gövde" olarak çevrilebilir. Kromozom duplikasyonu sonucu hücre çekirdeğinin interfazında oluşan kromozomun yapı elemanına “kromatid” adı verilir. “Kromatin”, bitki ve hayvan hücrelerinin çekirdeklerinde bulunan, nükleer boyalarla yoğun şekilde lekelenen bir kromozom maddesidir. “Kromatforlar” hayvanlarda ve insanlarda pigment hücreleridir. Müzikte “kromatik dizi” kavramı kullanılmaktadır. “Khromka” Rus akordeon türlerinden biridir. Optikte “kromatik sapma” ve “kromatik polarizasyon” kavramları vardır. “Kromatografi” karışımları ayırmak ve analiz etmek için kullanılan fiziksel ve kimyasal bir yöntemdir. “Kromoskop”, özel seçilmiş farklı renkli filtrelerle aydınlatılan iki veya üç renk ayrımına sahip fotoğraf görüntüsünün optik olarak birleştirilmesiyle renkli görüntü elde etmeye yarayan bir cihazdır.

En toksik olanı, tehlike sınıfı I'e ait olan krom (VI) oksit CrO3'tür; İnsanlar için öldürücü doz (ağızdan) 0,6 g. Etil alkol, taze hazırlanmış CrO3 ile temas ettiğinde tutuşur!

En yaygın paslanmaz çelik türü %18 Cr, %8 Ni ve yaklaşık %0,1 C içerir. Korozyona ve oksidasyona karşı mükemmel dirence sahiptir ve yüksek sıcaklıklarda gücünü korur. V.I.'nin heykel grubunun yapımında kullanılan saclar bu çelikten yapılmıştır. Mukhina "İşçi ve Kolektif Çiftlik Kadını".

Metalurji endüstrisinde kromlu çeliklerin üretiminde kullanılan ferrokrom, 19. yüzyılın sonlarında oldukça kalitesizdi. Bunun nedeni içindeki düşük krom içeriğidir - yalnızca% 7-8. Daha sonra orijinal demir-krom cevherinin Tazmanya'dan ithal edilmesi nedeniyle “Tazmanya dökme demiri” olarak adlandırıldı.

Deri tabaklamada krom şap kullanıldığı daha önce belirtilmişti. Bu sayede “krom” çizme kavramı ortaya çıktı. Krom bileşikleri ile tabaklanan deri parlaklık, parlaklık ve dayanıklılık kazanır.

Birçok laboratuvar, doymuş bir potasyum dikromat çözeltisi ile konsantre sülfürik asitin bir karışımı olan bir "kromik karışım" kullanır. Cam ve çelik laboratuvar cam malzemelerinin yüzeylerinin yağdan arındırılmasında kullanılır. Yağları oksitler ve kalıntılarını giderir. Bu karışımı dikkatli kullanın çünkü güçlü bir asit ile güçlü bir oksitleyici maddenin karışımıdır!

Günümüzde ahşap, ucuz ve işlenmesi kolay olduğundan yapı malzemesi olarak hala kullanılmaktadır. Ancak aynı zamanda birçok olumsuz özelliğe de sahiptir - yangına duyarlılık, onu yok eden mantar hastalıkları. Tüm bu sorunları önlemek için ahşap, kromatlar ve dikromatların yanı sıra çinko klorür, bakır sülfat, sodyum arsenat ve diğer bazı maddeleri içeren özel bileşiklerle emprenye edilir. Bu tür bileşimler sayesinde ahşabın mantar ve bakterilere karşı direncinin yanı sıra açık ateşe karşı direnci de artar.

Chrome, baskıda özel bir yer işgal etti. 1839'da sodyum bikromat emdirilmiş kağıdın parlak ışığa maruz kaldığında aniden kahverengiye döndüğü keşfedildi. Daha sonra kağıt üzerindeki bikromat kaplamaların maruz kaldıktan sonra suda çözünmediği, ancak ıslandığında mavimsi bir renk aldığı ortaya çıktı. Yazıcılar bu özellikten yararlandı. Arzu edilen desen, dikromat içeren koloidal kaplamalı bir plaka üzerinde fotoğraflandı. Yıkama sırasında aydınlatılan alanlar çözülmedi, açıkta kalmayan alanlar çözüldü ve plaka üzerinde baskı yapılabilen bir desen kaldı.

Hikaye

24 numaralı elementin keşfinin tarihi, 1761'de Yekaterinburg yakınlarındaki Berezovsky madeninde (Ural Dağları'nın doğu eteği) alışılmadık bir kırmızı mineralin bulunmasıyla başladı ve bu, toza dönüştüğünde sarı renk verdi. Buluntu, St. Petersburg Üniversitesi profesörü Johann Gottlob Lehmann'a aitti. Beş yıl sonra bilim adamı örnekleri St. Petersburg şehrine teslim etti ve burada onlar üzerinde bir dizi deney yaptı. Özellikle alışılmadık kristalleri hidroklorik asitle işlemden geçirerek içinde kurşunun bulunduğu beyaz bir çökelti elde etti. Lehman, elde edilen sonuçlara dayanarak minerale Sibirya kırmızısı kurşun adını verdi. Bu, doğal bir kurşun kromat PbCrO4 olan krokoitin (Yunanca “krokos” - safrandan) keşfinin hikayesidir.

Bu bulguyla ilgilenen Alman doğa bilimci ve gezgin Peter Simon Pallas, St. Petersburg Bilimler Akademisi'nin Rusya'nın kalbine bir keşif gezisi düzenledi ve yönetti. 1770 yılında keşif Urallara ulaştı ve incelenen mineral örneklerinin alındığı Berezovsky madenini ziyaret etti. Gezginin kendisi bunu şöyle tanımlıyor: “Bu muhteşem kırmızı kurşun minerali başka hiçbir yatakta bulunmuyor. Toz haline getirildiğinde sararır ve sanatsal minyatürlerde kullanılabilir.” Alman şirketi, krokoitin çıkarılması ve Avrupa'ya ulaştırılmasındaki tüm zorlukların üstesinden geldi. Bu operasyonların en az iki yıl sürmesine rağmen, çok geçmeden Paris ve Londra'nın soylu beyefendilerinin arabaları, ince öğütülmüş krokoitle boyanmış olarak seyahat etmeye başladı. Eski dünyadaki birçok üniversitenin mineraloji müzelerinin koleksiyonları, bu mineralin Rusya'nın derinliklerinden gelen en iyi örnekleriyle zenginleştirilmiştir. Ancak Avrupalı ​​bilim adamları gizemli mineralin bileşimini çözemediler.

Bu, 1796'da Paris Mineraloji Okulu'nda kimya profesörü Nicolas Louis Vauquelin'in eline bir Sibirya kırmızısı kurşun örneği düşene kadar otuz yıl sürdü. Bilim adamı, krokoiti analiz ettikten sonra içinde demir, kurşun ve alüminyum oksitler dışında hiçbir şey bulamadı. Daha sonra Vauquelin, krokoiti bir potasyum çözeltisi (K2CO3) ile işlemden geçirdi ve beyaz bir kurşun karbonat çökeltisinin çökeltilmesinin ardından, bilinmeyen bir tuzun sarı bir çözeltisini izole etti. Mineralin çeşitli metallerin tuzlarıyla işlenmesi üzerine bir dizi deney yaptıktan sonra profesör, hidroklorik asit kullanarak bir "kırmızı kurşun asit" - krom oksit ve su (kromik asit yalnızca seyreltik çözeltilerde bulunur) çözeltisini izole etti. Bu çözeltiyi buharlaştırarak yakut kırmızısı kristaller (kromik anhidrit) elde etti. Kömür varlığında bir grafit potada kristallerin daha fazla ısıtılması, çok sayıda kaynaşmış gri iğne şeklindeki kristali (yeni, şimdiye kadar bilinmeyen bir metal) verdi. Sonraki deney serisi, ortaya çıkan elementin yüksek refrakterliğini ve asitlere karşı direncini gösterdi. Paris Bilimler Akademisi keşfe hemen tanık oldu; bilim adamı, arkadaşlarının ısrarı üzerine, bileşiklerin tonlarının çeşitliliği nedeniyle yeni elemente krom (Yunanca "renk", "renk" kelimesinden) adını verdi. oluşturuyor. Daha sonraki çalışmalarında Vauquelin, bazı değerli taşların zümrüt renginin yanı sıra doğal berilyum ve alüminyum silikatların içlerindeki krom bileşiklerinin karışımıyla açıklandığını kendinden emin bir şekilde belirtti. Bir örnek, alüminyumun kısmen kromla değiştirildiği yeşil renkli bir beril olan zümrüttür.

Açık gri kristallerin iğne şeklindeki şekliyle Vauquelin'in saf metal, büyük olasılıkla karbürleri elde edemediği açıktır. Saf krom metali daha sonra muhtemelen 1800 yılında F. Tassert tarafından elde edildi.

Ayrıca Vauquelin'den bağımsız olarak krom, 1798'de Klaproth ve Lowitz tarafından keşfedildi.

Doğada olmak

Krom, serbest formda bulunmamasına rağmen, dünyanın bağırsaklarında oldukça yaygın bir elementtir. Clarke'ı (yer kabuğundaki ortalama içerik) %8.3.10-3 veya 83 g/t'dir. Ancak ırklar arasındaki dağılımı eşit değildir. Bu element temel olarak Dünya'nın mantosunun karakteristik özelliğidir; gerçek şu ki, bileşim açısından muhtemelen gezegenimizin mantosuna yakın olan ultramafik kayalar (peridotitler) krom açısından en zengin olanlardır: %2 10-1 veya 2 kg/t. Bu tür kayalarda Cr, masif ve dağınık cevherler oluşturur ve bu elementin en büyük yataklarının oluşumu bunlarla ilişkilidir. Bazik kayalarda (bazaltlar vb.) krom içeriği de yüksektir: %10-2 veya 200 g/t. Asidik kayalarda çok daha az Cr bulunur: %2,5 %10-3, tortul kayaçlar (kum taşları) - %3,5 %10-3, şeyller ayrıca krom içerir - %9 %10-3.

Kromun tipik bir litofil element olduğu ve neredeyse tamamen Dünya'nın iç kısmındaki derin minerallerde bulunduğu sonucuna varılabilir.

Üç ana krom minerali vardır: magnokromit (Mn, Fe)Cr2O4, kromopikotit (Mg, Fe)(Cr, Al)2O4 ve alüminokromit (Fe, Mg)(Cr, Al)2O4. Bu minerallerin tek bir adı vardır - krom spinel ve genel formül (Mg, Fe)O (Cr, Al, Fe)2O3. Görünüş olarak birbirlerinden ayırt edilemezler ve yanlış bir şekilde “kromitler” olarak adlandırılırlar. Bileşimleri değişkendir. En önemli bileşenlerin içeriği değişiklik gösterir (% ağırlık): Cr2O3 10,5 ila 62,0; Al2O3 4'ten 34,0'a; Fe2O3 1,0'dan 18,0'a; FeO 7,0'dan 24,0'a; 10,5'ten 33,0'a kadar MgO; Si02 0,4'ten 27,0'a; 2'ye kadar TiO2 safsızlıkları; V2O5 0,2'ye kadar; 5'e kadar ZnO; MnO 1'e kadar. Bazı krom cevherleri 0,1-0,2 g/t platin grubu elementleri ve 0,2 g/t'a kadar altın içerir.

Çeşitli kromitlere ek olarak krom, genellikle cevherlere eşlik eden ancak endüstriyel olmayan bir dizi başka mineralin bir parçasıdır - krom vezüv, krom klorit, krom turmalin, krom mika (fuksit), krom garnet (uvarovit), vb. önem. Krom nispeten zayıf bir su göçmenidir. Eksojen koşullar altında krom da demir gibi süspansiyonlar halinde göç eder ve kil içerisinde çökebilir. En hareketli form kromatlardır.

Belki de pratik öneme sahip olan, M'nin iki değerlikli bir metal iyonu ve Me'nin üç değerlikli bir metal iyonu olduğu MO Me2O3 genel formülüne sahip kübik sistemin izomorfik mineralleri olan spinellere ait olan kromit FeCr2O4'tür. Spinellere ek olarak krom, melanokroit 3PbO 2Cr2O3, vokelenit 2(Pb,Cu)CrO4(Pb,Cu)3(PO4)2, tarapacait K2CrO4, ditzeit CaIO3 CaCrO4 ve diğerleri gibi çok daha az yaygın olan minerallerde de bulunur.

Kromitler genellikle siyah renkli granüler kütleler halinde bulunur, daha az sıklıkla oktahedral kristaller şeklinde bulunur, metalik bir parlaklığa sahiptir ve sürekli kütleler halinde ortaya çıkar.

20. yüzyılın sonunda, dünyanın neredeyse elli ülkesinde bu metal yataklarına sahip krom rezervleri (tanımlanmış) 1674 milyon ton olarak gerçekleşti. Lider konum, 1050 milyon tonla Güney Afrika Cumhuriyeti tarafından işgal ediliyor. Bushveld kompleksinin katkısı bulunmaktadır (yaklaşık 1000 milyon ton). Krom kaynaklarında ikinci sırada, Aktobe bölgesinde (Kempirsay masifi) çok kaliteli cevherin çıkarıldığı Kazakistan'a aittir. Diğer ülkelerde de bu elementin rezervleri bulunmaktadır. Türkiye (Guleman'da), Luzon adasında Filipinler, Finlandiya (Kemi), Hindistan (Sukinda), vb.

Ülkemizin Urallarda (Donskoye, Saranovskoye, Khalilovskoye, Alapaevskoye ve diğerleri) kendi gelişmiş krom yatakları vardır. Üstelik 19. yüzyılın başında krom cevherlerinin ana kaynağı Ural yataklarıydı. Amerikalı Isaac Tison ancak 1827'de Maryland ve Pensilvanya sınırında büyük bir krom cevheri yatağı keşfetti ve uzun yıllar boyunca madencilik tekelini ele geçirdi. 1848 yılında Türkiye'de Bursa yakınlarında yüksek kaliteli krom yatakları bulundu ve çok geçmeden (Pennsylvania yataklarının tükenmesinden sonra) tekel rolünü bu ülke devraldı. Bu, Güney Afrika ve Hindistan'da zengin kromit yataklarının keşfedildiği 1906 yılına kadar devam etti.

Başvuru

Günümüzde saf krom metalinin toplam tüketimi yaklaşık 15 milyon tondur. En saf olan elektrolitik krom üretimi, toplam tüketimin üçte biri olan 5 milyon tona karşılık geliyor.

Krom, çeliklerin ve alaşımların alaşımlanmasında yaygın olarak kullanılır ve onlara korozyon ve ısı direnci kazandırır. Ortaya çıkan saf metalin %40'ından fazlası bu tür "süper alaşımların" üretiminde tüketilmektedir. En iyi bilinen direnç alaşımları %15-20 Cr içerikli nikrom, %13-60 Cr ısıya dayanıklı alaşımlar, %18 Cr paslanmaz alaşımlar ve %1 Cr bilyalı rulman çelikleridir. Geleneksel çeliklere krom eklenmesi, fiziksel özelliklerini iyileştirir ve metali ısıl işleme daha duyarlı hale getirir.

Metalik krom, krom kaplama için kullanılır - bu alaşımların korozyon direncini arttırmak için çelik alaşımlarının yüzeyine ince bir krom tabakası uygulanır. Krom kaplama, nemli atmosferik havanın, tuzlu deniz havasının, suyun, nitrik ve çoğu organik asitin etkilerine mükemmel şekilde direnç gösterir. Bu tür kaplamaların iki amacı vardır: koruyucu ve dekoratif. Koruyucu kaplamaların kalınlığı yaklaşık 0,1 mm'dir; doğrudan ürüne uygulanır ve aşınma direncini artırır. Dekoratif kaplamalar estetik bir değere sahiptir; aslında koruyucu bir işlev gören başka bir metal (bakır veya nikel) tabakasına uygulanırlar. Böyle bir kaplamanın kalınlığı yalnızca 0,0002–0,0005 mm'dir.

Krom bileşikleri de çeşitli alanlarda aktif olarak kullanılmaktadır.

Refrakter üretiminde ana krom cevheri - kromit FeCr2O4 kullanılmaktadır. Manyezit-kromit tuğlalar kimyasal olarak pasif ve ısıya dayanıklıdır; ani, tekrarlanan sıcaklık değişimlerine dayanabilirler, bu nedenle açık ocak fırınlarının kemer yapılarında ve diğer metalurjik cihaz ve yapıların çalışma alanlarında kullanılırlar.

Krom (III) oksit kristallerinin sertliği - Cr2O3, korundumun sertliği ile karşılaştırılabilir, bu da makine mühendisliği, mücevher, optik ve saat endüstrilerinde kullanılan taşlama ve alıştırma macunlarının bileşimlerinde kullanılmasını sağlar. Ayrıca bazı organik bileşiklerin hidrojenasyonu ve dehidrojenasyonu için katalizör olarak da kullanılır. Cr2O3 boyamada yeşil pigment olarak ve camın renklendirilmesinde kullanılır.

Potasyum kromat - K2CrO4 deri tabaklamada, tekstil endüstrisinde mordan olarak, boya üretiminde ve mum ağartmada kullanılır.

Potasyum dikromat (kropik) - K2Cr2O7 ayrıca deri tabaklamada, kumaş boyamada mordan olarak kullanılır ve metaller ve alaşımlar için korozyon önleyicidir. Kibrit imalatında ve laboratuvar amaçlı kullanılır.

Krom (II) klorür CrCl2, O2'nin kantitatif emilimi için gaz analizinde kullanılan, atmosferik oksijen tarafından bile kolayca oksitlenen çok güçlü bir indirgeyici maddedir. Ayrıca erimiş tuzların elektrolizi ve kromatometri yoluyla krom üretiminde de sınırlı ölçüde kullanılmaktadır.

Krom-potasyum şapı K2SO4.Cr2(SO4)3 24H2O esas olarak tekstil endüstrisinde deri tabaklamada kullanılır.

Susuz krom klorür CrCl3, kimyasal buhar biriktirme yoluyla çeliklerin yüzeyine krom kaplamalar uygulamak için kullanılır ve bazı katalizörlerin bir bileşenidir. CrCl3 hidratlar kumaşların boyanması için bir mordandır.

Kurşun kromat PbCrO4'ten çeşitli boyalar yapılır.

Galvanizlemeden önce çelik telin yüzeyini temizlemek ve aşındırmak ve ayrıca pirinci parlatmak için bir sodyum dikromat çözeltisi kullanılır. Kromik asit, metal parçaların krom kaplanmasında elektrolit olarak kullanılan sodyum dikromattan elde edilir.

Üretme

Doğada krom esas olarak krom demir cevheri FeO∙Cr2O3 formunda bulunur; kömürle indirgendiğinde, metalurji endüstrisinde kromlu çeliklerin üretiminde doğrudan kullanılan bir krom ve demir alaşımı elde edilir - ferrokrom. . Bu bileşimdeki krom içeriği %80'e (ağırlıkça) ulaşır.

Krom (III) oksidin kömürle indirgenmesi, özel alaşımların üretimi için gerekli olan yüksek karbonlu kromun elde edilmesini amaçlamaktadır. İşlem elektrik ark ocağında gerçekleştirilir.

Saf krom elde etmek için önce krom(III) oksit hazırlanır ve ardından alüminotermik yöntemle indirgenir. Bu durumda, toz halinde veya alüminyum talaşı (Al) ve krom oksit (Cr2O3) yükünden oluşan bir karışım ilk önce 500-600 ° C sıcaklığa ısıtılır. Daha sonra baryum karışımı ile indirgeme başlatılır. peroksitin alüminyum tozu ile karıştırılması veya şarjın bir kısmının ateşlenmesi ve ardından kalan kısmın eklenmesi. Bu süreçte ortaya çıkan termal enerjinin kromu eritip cüruftan ayırmaya yeterli olması önemlidir.

Cr2O3 + 2Al = 2Cr + 2Al2O3

Bu şekilde elde edilen krom belirli miktarda yabancı madde içerir: %0,25-0,40 demir, %0,02 kükürt, %0,015-0,02 karbon. Saf madde içeriği %99,1-99,4'tür. Bu krom kırılgandır ve kolayca toz haline getirilir.

Bu yöntemin gerçekliği 1859 yılında Friedrich Wöhler tarafından kanıtlanmış ve gösterilmiştir. Endüstriyel ölçekte, kromun alüminotermik indirgenmesi ancak ucuz alüminyum üretme yönteminin ortaya çıkmasıyla mümkün oldu. Goldschmidt, yüksek düzeyde ekzotermik (dolayısıyla patlayıcı) indirgeme sürecini düzenlemenin güvenli bir yolunu geliştiren ilk kişiydi.

Yüksek saflıkta krom elde etmek gerektiğinde endüstri elektrolitik yöntemleri kullanır. Elektroliz, seyreltik sülfürik asit ile kromik anhidrit, kromoamonyum şap veya krom sülfat karışımı kullanılarak gerçekleştirilir. Elektroliz işlemi sırasında alüminyum veya paslanmaz çelik katotlar üzerinde biriken krom, yabancı madde olarak çözünmüş gazlar içerir. Hidrojen akışında yüksek sıcaklıkta (1500-1700° C) saflaştırma ve vakumla gaz giderme kullanılarak %99,90-99,995 saflığa ulaşılabilir. Gelişmiş elektrolitik krom arıtma teknikleri, ham üründen kükürt, nitrojen, oksijen ve hidrojeni uzaklaştırır.

Ayrıca CrCl3 veya CrF3 eriyiklerinin potasyum, kalsiyum ve sodyum florürlerle karışımı içinde 900°C sıcaklıkta argon ortamında elektrolizi ile Cr metali elde etmek mümkündür.

Saf krom elde etmek için elektrolitik bir yöntemin olasılığı, 1854 yılında Bunsen tarafından sulu bir krom klorür çözeltisinin elektrolize tabi tutulmasıyla kanıtlandı.

Endüstri ayrıca saf krom üretmek için silikotermik bir yöntem kullanıyor. Bu durumda krom oksitten silikonla indirgenir:

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

Krom, ark fırınlarında silikotermal olarak eritilir. Sönmemiş kireç ilavesi, refrakter silikon dioksiti düşük erime noktalı kalsiyum silikat cürufuna dönüştürmenize olanak sağlar. Silikotermik kromun saflığı alüminotermik kromla yaklaşık olarak aynıdır, ancak doğal olarak içindeki silikon içeriği biraz daha yüksek ve alüminyum içeriği biraz daha düşüktür.

Cr aynı zamanda Cr2O3'ün hidrojen ile 1500°C'de indirgenmesiyle, susuz CrCl3'ün hidrojen, alkali veya alkali toprak metalleri, magnezyum ve çinko ile indirgenmesiyle de elde edilebilir.

Krom elde etmek için diğer indirgeyici maddeleri de (karbon, hidrojen, magnezyum) kullanmaya çalıştılar. Ancak bu yöntemler yaygın olarak kullanılmamaktadır.

Van Arkel-Kuchman-De Boer prosesi, krom (III) iyodürün 1100° C'ye ısıtılan bir tel üzerinde ayrışmasını ve üzerine saf metalin biriktirilmesini kullanır.

Fiziki ozellikleri

Krom, çelik grisi renginde, sert, çok ağır, refrakter, dövülebilir bir metaldir. Saf krom oldukça plastiktir, vücut merkezli bir kafeste kristalleşir, a = 2.885 Å (20 ° C sıcaklıkta). Yaklaşık 1830° C'lik bir sıcaklıkta, yüz merkezli bir kafesle (a = 3,69 Å) bir modifikasyona dönüşme olasılığı yüksektir. Atom yarıçapı 1,27 Å; Cr2+ 0,83 Å, Cr3+ 0,64 Å, Cr6+ 0,52 Å iyonik yarıçapları.

Kromun erime noktası doğrudan saflığına bağlıdır. Bu nedenle, saf krom için bu göstergeyi belirlemek çok zor bir iştir - sonuçta, küçük bir nitrojen veya oksijen safsızlık içeriği bile erime noktasının değerini önemli ölçüde değiştirebilir. Birçok araştırmacı bu konuyu onlarca yıldır araştırıyor ve birbirinden uzak sonuçlar aldı: 1513 ila 1920 ° C. Daha önce bu metalin 1890 ° C sıcaklıkta eridiği genel olarak kabul ediliyordu, ancak modern araştırmalar sıcaklığı gösteriyor 1907 ° C'de, krom 2500° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda kaynar - veriler de değişiklik gösterir: 2199° C ila 2671° C. Kromun yoğunluğu demirinkinden daha azdır; 7,19 g/cm3'tür (200°C sıcaklıkta).

Krom, metallerin tüm temel özelliklerine sahiptir - ısıyı iyi iletir, elektrik akımına karşı direnci çok düşüktür, çoğu metal gibi kromun da karakteristik bir parlaklığı vardır. Ek olarak, bu elementin çok ilginç bir özelliği var: Gerçek şu ki, 37 ° C sıcaklıkta davranışı açıklanamıyor - birçok fiziksel özellikte keskin bir değişiklik meydana geliyor, bu değişiklik ani bir yapıya sahip. Krom, 37°C sıcaklıktaki hasta bir insan gibi harekete geçmeye başlar: Kromun iç sürtünmesi maksimuma ulaşır, elastik modül minimum değerlere düşer. Elektriksel iletkenlik sıçramalarının değeri, termoelektromotor kuvvet ve doğrusal genleşme katsayısı sürekli değişir. Bilim insanları bu olguyu henüz açıklayamıyor.

Kromun özgül ısı kapasitesi 0,461 kJ/(kg.K) veya 0,11 cal/(g °C)'dir (25 °C sıcaklıkta); termal iletkenlik katsayısı 67 W/(m·K) veya 0,16 cal/(cm sn °C) (20 °C sıcaklıkta). Doğrusal genleşmenin termal katsayısı 8,24 10-6 (20 °C'de). 20 ° C sıcaklıkta kromun spesifik elektrik direnci 0,414 μΩ m'dir ve 20-600 ° C aralığında termal elektrik direnç katsayısı 3,01 · 10-3'tür.

Kromun yabancı maddelere karşı çok hassas olduğu bilinmektedir - diğer elementlerin (oksijen, nitrojen, karbon) en küçük fraksiyonları kromu çok kırılgan hale getirebilir. Bu safsızlıklar olmadan krom elde etmek son derece zordur. Bu nedenle bu metal yapısal amaçlarla kullanılmaz. Ancak metalurjide alaşım malzemesi olarak aktif olarak kullanılır, çünkü alaşıma eklenmesi çeliği sert ve aşınmaya dayanıklı hale getirir, çünkü krom tüm metallerin en sertidir - camı elmas gibi keser! Yüksek saflıkta kromun Brinell sertliği 7-9 Mn/m2'dir (70-90 kgf/cm2). Yay, yay, takım, damga ve bilyalı rulman çelikleri krom alaşımlıdır. İçlerinde (bilyalı çelikler hariç) manganez, molibden, nikel ve vanadyumun yanı sıra krom da bulunur. Geleneksel çeliklere krom ilavesi (%5'e kadar Cr) fiziksel özelliklerini iyileştirir ve metali ısıl işleme daha duyarlı hale getirir.

Krom antiferromanyetiktir, spesifik manyetik duyarlılığı 3,6 10-6. Elektrik direnci 12.710-8 Ohm. Kromun doğrusal genleşme sıcaklık katsayısı 6.210-6'dır. Bu metalin buharlaşma ısısı 344,4 kJ/mol'dür.

Krom hava ve sudaki korozyona karşı dayanıklıdır.

Kimyasal özellikler

Kimyasal olarak krom oldukça inerttir, bu, yüzeyinde dayanıklı bir ince oksit filmin varlığıyla açıklanmaktadır. Cr, nem varlığında bile havada oksitlenmez. Isıtıldığında oksidasyon yalnızca metal yüzeyde meydana gelir. 1200°C'de film tahrip olur ve oksidasyon çok daha hızlı gerçekleşir. 2000°C'de krom yanarak amfoterik özelliklere sahip yeşil krom (III) oksit Cr2O3'ü oluşturur. Cr2O3'ün alkalilerle kaynaştırılmasıyla kromitler elde edilir:

Cr2O3 + 2NaOH = 2NaCrO2 + H2O

Kalsine edilmemiş krom(III) oksit, alkali çözeltilerde ve asitlerde kolaylıkla çözünür:

Cr2O3 + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2O

Bileşiklerde krom esas olarak Cr+2, Cr+3, Cr+6 oksidasyon durumlarını sergiler. En kararlı olanları Cr+3 ve Cr+6’dır. Ayrıca kromun Cr+1, Cr+4, Cr+5 oksidasyon durumlarına sahip olduğu bazı bileşikler de vardır. Krom bileşiklerinin rengi çok çeşitlidir: beyaz, mavi, yeşil, kırmızı, mor, siyah ve diğerleri.

Krom, hidroklorik ve sülfürik asitlerin seyreltik çözeltileriyle kolayca reaksiyona girerek krom klorür ve sülfat oluşturur ve hidrojen açığa çıkarır:

Cr + 2HCl = CrCl2 + H2

Aqua regia ve nitrik asit kromu pasifleştirir. Ayrıca, nitrik asitle pasifleştirilen krom, çözeltilerinde uzun süre kaynatıldıktan sonra bile seyreltik sülfürik ve hidroklorik asitlerde çözünmez, ancak bir noktada serbest kalan hidrojenden şiddetli köpüklenmenin eşlik ettiği çözünme meydana gelir. Bu süreç, kromun pasif durumdan, metalin koruyucu bir film tarafından korunmadığı aktif duruma geçmesiyle açıklanmaktadır. Ayrıca çözünme işlemi sırasında tekrar nitrik asit eklenirse krom yeniden pasifleştirildiği için reaksiyon duracaktır.

Normal koşullar altında krom, flor ile reaksiyona girerek CrF3'ü oluşturur. 600° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda su buharı ile etkileşim meydana gelir, bu etkileşimin sonucu krom (III) oksit Cr2O3 olur:

4Cr + 3O2 = 2Cr2O3

Cr2O3, yoğunluğu 5220 kg/m3 ve erime noktası yüksek (2437° C) olan yeşil mikro kristallerdir. Krom (III) oksit amfoterik özellikler sergiler, ancak çok inerttir ve sulu asitler ve alkalilerde çözünmesi zordur. Krom(III) oksit oldukça zehirlidir. Cilde temas ettiğinde egzama ve diğer cilt hastalıklarına neden olabilir. Bu nedenle krom (III) oksit ile çalışırken kişisel koruyucu ekipman kullanılması zorunludur.

Okside ek olarak, oksijenli diğer bileşikler de bilinmektedir: Dolaylı olarak elde edilen CrO, CrO3. En büyük tehlike, üst solunum yolu ve akciğerlerde ciddi hastalıklara neden olan inhale oksit aerosoldür.

Krom, oksijen içeren bileşenlerle çok sayıda tuz oluşturur.

Mükemmel korozyon önleyici özelliklere sahip olması nedeniyle. Krom kaplama diğer alaşımları paslanmaya karşı korur. Ek olarak, çeliklerin kromla alaşımlanması onlara metalin karakteristik özelliği olan aynı korozyon direncini verir.

O halde bugün krom malzemesinin teknik ve oksidasyon özelliklerinin neler olduğunu, ana amfoterik, indirgeyici özelliklerinin ve metal üretiminin de etkileneceğini tartışalım. Ayrıca kromun çeliğin özellikleri üzerindeki etkisinin ne olduğunu da öğreneceğiz.

Krom, ikincil alt grubun 6. grubunun 4. periyoduna ait bir metaldir. Atom numarası 24, atom kütlesi 51.996, gümüşi-mavimsi renkte sert bir metaldir. Saf haliyle dövülebilir ve sağlamdır, ancak en ufak nitrojen veya karbon karışımları ona kırılganlık ve sertlik kazandırır.

Krom, ana minerali olan krom demir cevherinin renginden dolayı genellikle demir içeren bir metal olarak sınıflandırılır. Ancak içerdiği bileşikler sayesinde adını Yunanca "renk", "boya" kelimesinden almıştır: değişen derecelerde oksidasyona sahip metal tuzları ve oksitler gökkuşağının tüm renklerine boyanır.

• Normal koşullar altında krom inerttir ve oksijen, nitrojen veya su ile reaksiyona girmez.
• Havada hemen pasifleştirilir - oksijenin metale erişimini tamamen engelleyen ince bir oksit filmle kaplanır. Aynı sebepten dolayı madde sülfürik ve nitrik asitle etkileşime girmez.
• Metal ısıtıldığında aktif hale gelir ve su, oksijen, asitler ve alkalilerle reaksiyona girer.

Vücut merkezli kübik bir kafes ile karakterize edilir. Faz geçişleri yoktur. 1830 C sıcaklıkta yüz merkezli kafese geçiş mümkündür.

Ancak kromun ilginç bir anomalisi var. 37 C sıcaklıkta metalin bazı fiziksel özellikleri keskin bir şekilde değişir: elektrik direnci ve doğrusal genleşme katsayısı değişir, elastik modül minimuma düşer ve iç sürtünme artar. Bunun nedeni Néel noktasının geçişidir: Bu sıcaklıkta, madde antiferromanyetik özelliklerini paramanyetik özelliklere dönüştürür, bu da birinci düzey bir geçişi temsil eder ve hacimde keskin bir artış anlamına gelir.

Kromun ve bileşiklerinin kimyasal özellikleri bu videoda anlatılmaktadır:

Kromun kimyasal ve fiziksel özellikleri

Erime ve kaynama noktaları

Bir metalin fiziksel özellikleri yabancı maddelerden o kadar etkilenir ki, erime noktasının belirlenmesinin bile zor olduğu kanıtlanmıştır.

• Modern ölçümlere göre erime noktası 1907 C olarak kabul edilmektedir. Metal, refrakter bir maddedir.
• Kaynama noktası 2671 C'dir.

Aşağıda krom metalinin fiziksel ve manyetik özelliklerinin genel bir tanımını vereceğiz.

Kromun genel özellikleri ve özellikleri

Fiziksel özellikler

Krom, tüm refrakter metaller arasında en kararlı olanlardan biridir.

• Normal şartlarda yoğunluğu 7200 kg/metreküptür. m, bu daha az.
• Mohs ölçeğinde sertlik 5, Brinell ölçeğinde ise 7-9 Mn/m2'dir. Krom, uranyum, iridyum, tungsten ve berilyumdan sonra bilinen en sert metaldir.
• 20°C'deki elastik modül 294 GPa'dır. Bu oldukça ılımlı bir rakam.

Vücut merkezli bir kafes olan yapısı nedeniyle krom, kırılgan-sünek dönemin sıcaklığı gibi bir özelliğe sahiptir. Ancak bu metal söz konusu olduğunda bu değerin büyük ölçüde saflık derecesine bağlı olduğu ve -50 ila +350 C arasında değiştiği ortaya çıkar. Pratikte kristalize kromun herhangi bir sünekliği yoktur, ancak yumuşak tavlama ve kalıplamadan sonra olur. biçimlendirilebilir.

Soğuk işlemle metalin mukavemeti de artar. Alaşım katkı maddeleri de bu kaliteyi önemli ölçüde artırır.

Termofiziksel özellikler

Kural olarak, refrakter metaller yüksek seviyede termal iletkenliğe ve buna bağlı olarak düşük bir termal genleşme katsayısına sahiptir. Ancak krom, nitelikleri bakımından belirgin şekilde farklılık gösterir.

Néel noktasında termal genleşme katsayısı keskin bir sıçrama yapar ve artan sıcaklıkla birlikte gözle görülür şekilde artmaya devam eder. 29 C'de (atlamadan önce), katsayının değeri 6,2 · 10-6 m/(m K)'dir.

Isıl iletkenlik aynı kalıba uyar: Néel noktasında çok keskin olmasa da düşer ve artan sıcaklıkla birlikte azalır.

• Normal şartlarda maddenin ısıl iletkenliği 93,7 W/(m·K)'dir.
• Aynı koşullar altında özgül ısı kapasitesi 0,45 J/(g K)'dir.

Elektriksel özellikler

Isıl iletkenliğin alışılmadık "davranışına" rağmen krom, bu parametrede gümüş ve altından sonra ikinci olan en iyi akım iletkenlerinden biridir.

• Normal sıcaklıkta metalin elektrik iletkenliği 7,9 · 106 1/(Ohm m) olacaktır.
• Elektrik direnci – 0,127 (Ohm mm2)/m.

Néel noktası - 38 C'ye kadar madde antiferromıknatıstır, yani manyetik alanın etkisi altındadır ve yokluğunda hiçbir manyetik özellik ortaya çıkmaz. 38 C'nin üzerinde krom paramanyetik hale gelir: harici bir manyetik alanın etkisi altında manyetik özellikler sergiler.

Toksisite

Doğada krom yalnızca bağlı formda bulunur, bu nedenle saf kromun insan vücuduna girişi hariç tutulur. Ancak metal tozunun akciğer dokusunu tahriş ettiği ve deri tarafından emilmediği bilinmektedir. Metalin kendisi toksik değildir ancak bileşikleri için aynı şey söylenemez.

• üç değerlikli krom işlenmesi sırasında ortamda görünür. Bununla birlikte, kilo verme programlarında kullanılan bir besin takviyesi olan krom pikolinatın bir parçası olarak da insan vücuduna girebilir. Bir eser element olarak üç değerlikli metal, glikoz sentezinde rol oynar ve gereklidir. Fazlalığı, araştırmalara göre bağırsak duvarları tarafından emilmediği için belirli bir tehlike oluşturmaz. Ancak vücutta birikebilir.
• Altı değerlikli krom bileşikleri 100-1000 kattan fazla toksiktir. Kromat üretimi sırasında, nesnelerin krom kaplanması sırasında ve bazı kaynak işlemleri sırasında vücuda girebilmektedir. Altı değerlikli elementin bileşikleri güçlü oksitleyici maddelerdir. Gastrointestinal sisteme girdikten sonra mide ve bağırsakta kanamaya, muhtemelen bağırsağın delinmesine neden olurlar. Maddeler neredeyse cilt tarafından emilmez, ancak güçlü bir aşındırıcı etkiye sahiptir - yanıklar, iltihaplanma ve ülserler mümkündür.

Krom, paslanmaz ve ısıya dayanıklı malzemeler üretilirken zorunlu bir alaşım elementidir. Korozyona karşı direnç gösterme ve bu kaliteyi alaşımlara aktarma yeteneği, metalin en çok aranan kalitesi olmaya devam etmektedir.

Krom bileşiklerinin kimyasal özellikleri ve redoks özellikleri bu videoda tartışılmaktadır: