Minimálny oxidačný stav chrómu. Chróm je žiaruvzdorný, ale veľmi užitočný kov v stavebníctve. I. Opakovanie učiva z predchádzajúcej hodiny

DEFINÍCIA

Chromium je dvadsiatym štvrtým prvkom periodickej tabuľky. Označenie - Cr z latinského "chróm". Nachádza sa vo štvrtom období, skupina VIB. Vzťahuje sa na kovy. Základný náboj je 24.

Chróm sa nachádza v zemská kôra vo výške 0,02 % (hmot.). V prírode sa vyskytuje najmä vo forme železa a chrómu FeO×Cr 2 O 3 .

Chróm je pevný lesklý kov (obr. 1), topiaci sa pri 1890 o C; jeho hustota je 7,19 g/cm3. Pri izbovej teplote je chróm odolný voči vode aj vzduchu. Zriedená kyselina sírová a chlorovodíková rozpúšťajú chróm a uvoľňujú vodík. V studenej koncentrovanej kyseline dusičnej je chróm nerozpustný a po spracovaní s ním sa stáva pasívnym.

Ryža. 1. Chrome. Vzhľad.

Atómová a molekulová hmotnosť chrómu

DEFINÍCIA

Relatívna molekulová hmotnosť látky(M r) je číslo, ktoré ukazuje, koľkokrát je hmotnosť danej molekuly väčšia ako 1/12 hmotnosti atómu uhlíka a relatívna atómová hmotnosť prvku(A r) - koľkokrát je priemerná hmotnosť atómov chemického prvku väčšia ako 1/12 hmotnosti atómu uhlíka.

Keďže chróm existuje vo voľnom stave vo forme monoatomických molekúl Cr, hodnoty jeho atómových a molekulových hmotností sú rovnaké. Rovnajú sa 51,9962.

Izotopy chrómu

Je známe, že chróm sa v prírode môže vyskytovať vo forme štyroch stabilných izotopov 50Cr, 52Cr, 53Cr a 54Cr. Ich hmotnostné čísla sú 50, 52, 53 a 54. Jadro atómu izotopu chrómu 50 Cr obsahuje dvadsaťštyri protónov a dvadsaťšesť neutrónov a zvyšné izotopy sa od neho líšia len počtom neutrónov.

Existujú umelé izotopy chrómu s hmotnostnými číslami od 42 do 67, z ktorých najstabilnejší je 59 Cr s polčasom rozpadu 42,3 minúty, ako aj jeden jadrový izotop.

Chrómové ióny

Na vonkajšej energetickej úrovni atómu chrómu je šesť elektrónov, ktoré sú valenčné:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 .

V dôsledku chemickej interakcie sa chróm vzdáva svojich valenčných elektrónov, t.j. je ich donorom a mení sa na kladne nabitý ión:

Cr0-2e → Cr2+;

Cr 0-3e → Cr 3+;

Cr 0 -6e → Cr 6+.

Molekula a atóm chrómu

Vo voľnom stave existuje chróm vo forme monatomických molekúl Cr. Tu sú niektoré vlastnosti, ktoré charakterizujú atóm a molekulu chrómu:

Zliatiny chrómu

Kovový chróm sa používa na chrómovanie a tiež ako jedna z najdôležitejších zložiek legovaných ocelí. Zavedenie chrómu do ocele zvyšuje jej odolnosť voči korózii ako vo vodnom prostredí pri bežných teplotách, tak aj v plynoch pri zvýšených teplotách. Okrem toho majú chrómové ocele zvýšenú tvrdosť. Chróm je súčasťou nehrdzavejúcich kyselinovzdorných, žiaruvzdorných ocelí.

Príklady riešenia problémov

PRÍKLAD 1

PRÍKLAD 2

Cvičenie Oxid chrómový (VI) s hmotnosťou 2 g sa rozpustil vo vode s hmotnosťou 500 g Vypočítajte hmotnostný zlomok kyseliny chrómovej H2Cr04 vo výslednom roztoku.
rozhodnutie Napíšme reakčnú rovnicu na získanie kyseliny chrómovej z oxidu chromitého (VI):

CrO3 + H20 \u003d H2CrO4.

Nájdite hmotnosť roztoku:

m roztok \u003d m (CrO3) + m (H20) \u003d 2 + 500 \u003d 502 g.

n (Cr03) \u003d m (Cr03) / M (Cr03);

n (CrO 3) \u003d 2/100 \u003d 0,02 mol.

Podľa reakčnej rovnice n(CrO 3) :n(H 2 CrO 4) = 1:1, potom

n (CrO 3) \u003d n (H2CrO4) \u003d 0,02 mol.

Potom sa hmotnosť kyseliny chrómovej bude rovnať (molárna hmotnosť - 118 g / mol):

m (H2Cr04) \u003d n (H2Cr04) x M (H2Cr04);

m (H2CrO4) \u003d 0,02 x 118 \u003d 2,36 g.

Hmotnostný podiel kyseliny chrómovej v roztoku je:

ω = msolute / mroztok × 100 %;

ω (H2CrO4) \u003d m rozpustenej látky (H2CrO4) / m roztoku × 100 %;

ω (H2CrO4) \u003d 2,36 / 502 × 100 % \u003d 0,47 %.

Odpoveď Hmotnostný podiel kyseliny chrómovej je 0,47 %.

Chromium

Položka č. 24. Jeden z najtvrdších kovov. Má vysokú chemickú odolnosť. Jeden z najdôležitejších kovov používaných pri výrobe legovaných ocelí. Väčšina zlúčenín chrómu má jasnú farbu a rôzne farby. Pre túto vlastnosť bol prvok nazvaný chróm, čo v gréčtine znamená „farba“.

Ako sa to našlo

Minerál obsahujúci chróm objavil neďaleko Jekaterinburgu v roku 1766 I.G. Lehmann a pomenovaný ako „sibírska červená olova“. Teraz sa tento minerál nazýva krokoit. Známe je aj jeho zloženie - РbCrО 4 . A naraz "sibírske červené olovo" spôsobilo medzi vedcami veľa kontroverzií. Tridsať rokov sa hádali o jeho zložení, až napokon v roku 1797 francúzsky chemik Louis Nicolas Vauquelin z neho izoloval kov, ktorý sa (mimochodom, po istých sporoch) nazýval aj chróm.

Krokoit upravený Vauquelinom s K2CO3 potašom: chróman olovnatý sa zmenil na chróman draselný. Potom sa pomocou kyseliny chlorovodíkovej premenil chróman draselný na oxid chrómu a vodu (kyselina chrómová existuje len v zriedených roztokoch). Zahrievaním zeleného prášku oxidu chrómového v grafitovom tégliku s uhlím získal Vauquelin nový žiaruvzdorný kov.

Parížska akadémia vied v celej svojej podobe bola svedkom objavu. Ale s najväčšou pravdepodobnosťou Vauquelin nevybral elementárny chróm, ale jeho karbidy. Dokazuje to ihličkovitý tvar svetlosivých kryštálov získaných Vauquelinom.

Názov "chróm" navrhli Vauquelinovi priatelia, ale nepáčilo sa mu to - kov sa nelíšil v špeciálnej farbe. Priatelia však dokázali presvedčiť chemika, odvolávajúc sa na skutočnosť, že dobré farby možno získať z pestrofarebných zlúčenín chrómu. (Mimochodom, práve vo Vauquelinových prácach bola prvýkrát vysvetlená smaragdová farba niektorých prírodných kremičitanov berýlia a hliníka; ako Vauquelin zistil, boli zafarbené nečistotami zlúčenín chrómu.) A tento názov bol ustanovený pre nové prvok.

Mimochodom, slabika „chróm“, presne v zmysle „farebný“, je zahrnutá v mnohých vedeckých, technických a dokonca aj hudobných pojmoch. Široko známe fotografické filmy sú "izopanchróm", "panchróm" a "ortochróm". Slovo „chromozóm“ v gréčtine znamená „telo, ktoré je zafarbené“. Existuje „chromatická“ stupnica (v hudbe) a existuje harmonická „hromka“.

Kde sa nachádza

V zemskej kôre je pomerne veľa chrómu – 0,02 %. Hlavným minerálom, z ktorého priemysel získava chróm, je chróm spinel rôzneho zloženia so všeobecným vzorcom (Mg, Fe) O · (Cr, Al, Fe) 2 O 3 . Chrómová ruda sa nazýva chromity alebo chrómová železná ruda (pretože takmer vždy obsahuje železo). Na mnohých miestach sú ložiská chrómových rúd. Naša krajina má obrovské zásoby chromitov. Jedno z najväčších ložísk sa nachádza v Kazachstane, v regióne Aktyubinsk; bola objavená v roku 1936. Značné zásoby chrómových rúd sú aj na Urale.

Na tavenie ferochrómu sa väčšinou používajú chromity. Je to jedna z najdôležitejších ferozliatin a absolútne nevyhnutná pre sériovú výrobu legovaných ocelí.

Ferozliatiny sú zliatiny železa s ďalšími prvkami používanými v hlavnom obrade na legovanie a dezoxidáciu ocele. Ferochróm obsahuje najmenej 60 % Cr.

Cárske Rusko takmer nevyrábalo ferozliatiny. Niekoľko vysokých pecí južných závodov tavilo nízkopercentné (na legovanie kovov) ferosilícium a feromangán. Navyše, v roku 1910 bola na rieke Satka, ktorá tečie v južnom Uralu, postavená malá továreň, ktorá tavila malé množstvo feromangánu a ferochrómu.

Mladá sovietska krajina v prvých rokoch vývoja musela dovážať ferozliatiny zo zahraničia. Takáto závislosť od kapitalistických krajín bola neprijateľná. Už v roku 1927 ... 1928. začala výstavba sovietskych ferozliatinových závodov. Koncom roku 1930 bola v Čeľabinsku postavená prvá veľká ferozliatinová pec a v roku 1931 bol uvedený do prevádzky Čeľabinský závod, prvorodený ferozliatinový priemysel ZSSR. V roku 1933 boli spustené ďalšie dva závody - v Záporoží a Zestaponi. To umožnilo zastaviť dovoz ferozliatin. Len za pár rokov bola v Sovietskom zväze zorganizovaná výroba mnohých druhov špeciálnych ocelí – guľôčkových, žiaruvzdorných, nerezových, automobilových, rýchlorezných... Všetky tieto ocele obsahujú chróm.

Na 17. kongrese strany ľudový komisár pre ťažký priemysel Sergo Ordzhonikidze povedal: „... keby sme nemali vysokokvalitné ocele, nemali by sme automobilový priemysel. Náklady na vysokokvalitné ocele, ktoré v súčasnosti používame, sa odhadujú na viac ako 400 miliónov rubľov. Ak by bolo potrebné dovážať, bolo by to 400 miliónov rubľov. každý rok, do pekla, by si bol v otroctve kapitalistov...“

Závod na základe poľa Aktobe bol vybudovaný neskôr, v rokoch Veľkej Vlastenecká vojna. Prvú tavbu ferochrómu dal 20. januára 1943. Na výstavbe závodu sa podieľali pracovníci mesta Aktobe. Budova bola vyhlásená za ľudovú. Ferochróm nového závodu slúžil na výrobu kovu pre tanky a kanóny, pre potreby frontu.

Prešli roky. Teraz je závod Aktobe Ferroalloy Plant najväčším podnikom vyrábajúcim ferochróm všetkých druhov. V závode vyrástli vysokokvalifikované národné kádre hutníkov. Závod a chromitové bane z roka na rok zvyšujú svoju kapacitu a poskytujú našej železiarskej hutníctve kvalitný ferochróm.

Naša krajina má unikátne ložisko prírodne legovaných Železná ruda bohaté na chróm a nikel. Nachádza sa v Orenburgských stepiach. Na základe tohto ložiska bol vybudovaný a funguje hutnícky závod Orsk-Khalilovsky. Vo vysokých peciach závodu sa taví prírodne legovaná liatina, ktorá má vysokú tepelnú odolnosť. Čiastočne sa používa vo forme odlievania, ale väčšina sa posiela na spracovanie na niklovú oceľ; chróm vyhorí pri tavení ocele z liatiny.

Veľké zásoby chromitov má Kuba, Juhoslávia, mnohé krajiny Ázie a Afriky.

Ako to získať

Chromit sa používa najmä v troch odvetviach: metalurgia, chémia a výroba žiaruvzdorných materiálov a hutníctvo spotrebuje asi dve tretiny všetkého chromitu.

Oceľ legovaná chrómom má zvýšenú pevnosť, odolnosť proti korózii v agresívnom a oxidačnom prostredí.

Získanie čistého chrómu je drahý a časovo náročný proces. Preto sa na legovanie ocele používa najmä ferochróm, ktorý sa získava v elektrických oblúkových peciach priamo z chromitu. Redukčným činidlom je koks. Obsah oxidu chrómu v chromite by nemal byť nižší ako 48% a pomer Cr:Fe by nemal byť nižší ako 3:1.

Ferochróm získaný v elektrickej peci zvyčajne obsahuje až 80% chrómu a 4 ... 7% uhlíka (zvyšok je železo).

Ale na legovanie mnohých vysokokvalitných ocelí je potrebný ferochróm, ktorý obsahuje málo uhlíka (dôvody sú uvedené nižšie v kapitole „Chróm v zliatinách“). Preto je časť vysokouhlíkového ferochrómu podrobená špeciálnej úprave, aby sa v nej znížil obsah uhlíka na desatiny a stotiny percenta.

Z chromitu sa získava aj elementárny, kovový chróm. Výroba komerčne čistého chrómu (97...99%) je založená na aluminotermickej metóde, ktorú objavil už v roku 1865 slávny ruský chemik N.N. Beketov. Podstatou metódy je redukcia oxidov hliníka, reakcia je sprevádzaná výrazným uvoľňovaním tepla.

Najprv však musíte získať čistý oxid chrómu Cr 2 O 3. Na tento účel sa jemne mletý chromit zmieša so sódou a do tejto zmesi sa pridá vápenec alebo oxid železa. Celá hmota sa vypáli a vytvorí sa chróman sodný:

2Cr203 + 4Na2C03 + 3O2 → 4Na2Cr04 + 4CO2.

Potom sa chróman sodný vylúhuje z kalcinovanej hmoty vodou; lúh sa prefiltruje, odparí a spracuje s kyselinou. Výsledkom je dichróman sodný Na2Cr207. Jeho redukciou sírou alebo uhlíkom pri zahrievaní sa získa zelený oxid chrómu.

Kovový chróm možno získať zmiešaním čistého oxidu chrómu s hliníkovým práškom, zahriatím tejto zmesi v tégliku na 500...600°C a zapálením peroxidom bária.Hliník odoberá oxidu chrómu kyslík. Táto reakcia Cr 2 O 3 + 2Al → Al 2 O 3 + 2Cr je základom priemyselnej (aluminotermickej) metódy získavania chrómu, aj keď, samozrejme, továrenská technológia je oveľa komplikovanejšia. Chróm získaný aluminotermicky obsahuje desatiny percent hliníka a železa a stotiny percent kremíka, uhlíka a síry.

Používa sa aj silikotermická metóda na získanie komerčne čistého chrómu. V tomto prípade je oxid chrómu redukovaný kremíkom podľa reakcie

2Cr203 + 3Si → 3Si02 + 4Cr.

Táto reakcia prebieha v oblúkových peciach. Na viazanie oxidu kremičitého sa do zmesi pridáva vápenec. Čistota silikotermického chrómu je približne rovnaká ako u aluminotermického chrómu, aj keď, samozrejme, obsah kremíka v ňom je o niečo vyšší a hliníka je o niečo nižší. Na získanie chrómu skúšali použiť iné redukčné činidlá – uhlík, vodík, horčík. Tieto metódy však nie sú široko používané.

Chromium vysoký stupeňčistota (asi 99,8 %) prijímajú elektrolyticky.

Komerčne čistý a elektrolytický chróm sa používa najmä na výrobu zložitých zliatin chrómu.

Konštanty a vlastnosti chrómu

Atómová hmotnosť chrómu je 51,996. V periodickej tabuľke mu patrí miesto v šiestej skupine. Jeho najbližšími susedmi a analógmi sú molybdén a volfrám. Je charakteristické, že susedia chrómu, ako aj samotný chróm, sú široko používané na legovanie ocelí.

Teplota topenia chrómu závisí od jeho čistoty. Mnoho výskumníkov sa to pokúsilo určiť a získali hodnoty od 1513 do 1920 °C. Takýto veľký „rozptyl“ je spôsobený predovšetkým množstvom a zložením nečistôt obsiahnutých v chróme. Teraz sa verí, že chróm sa topí pri teplote asi 1875 °C. Teplota varu 2199°C. Hustota chrómu je menšia ako hustota železa; rovná sa 7,19.

Z hľadiska chemických vlastností je chróm blízky molybdénu a volfrámu. Jeho najvyšší oxid CrO 3 je kyslý, je to anhydrid chrómu H 2 CrO 4. Minerál krokoit, z ktorého sme sa začali zoznamovať s prvkom č.24, je soľou tejto kyseliny. Okrem chrómovej je známa kyselina dichrómová H 2 Cr 2 O 7, jej soli, bichromáty, sú široko používané v chémii. Najbežnejším oxidom chrómu Cr 2 O 3 je amfoterén. Vo všeobecnosti v rozdielne podmienky chróm môže vykazovať valencie od 2 do 6. Široko používané sú len zlúčeniny troj- a šesťmocného chrómu.

Objav chrómu patrí do obdobia prudkého rozvoja chemicko-analytických štúdií solí a minerálov. V Rusku sa chemici mimoriadne zaujímali o analýzu minerálov nachádzajúcich sa na Sibíri a takmer neznámych v západnej Európe. Jedným z týchto minerálov bola sibírska červená olovená ruda (krokoit), ktorú opísal Lomonosov. Minerál bol skúmaný, ale okrem oxidov olova, železa a hliníka sa v ňom nenašlo nič. V roku 1797 však Vauquelin povarením jemne mletej vzorky minerálu s potašom a vyzrážaním uhličitanu olovnatého získal oranžovo-červený roztok. Z tohto roztoku vykryštalizoval rubínovo-červenú soľ, z ktorej sa izoloval oxid a voľný kov, odlišný od všetkých známych kovov. Volal mu Vauquelin Chromium ( Chrome ) z gréckeho slova- sfarbenie, farba; Pravda, tu nebola myslená vlastnosť kovu, ale jeho pestrofarebné soli.

Nález v prírode.

Najdôležitejšou chrómovou rudou praktického významu je chromit, ktorého približné zloženie zodpovedá vzorcu FeCrO ​​​​4.

Nachádza sa v Malej Ázii, na Urale, v Severná Amerika, v južnej Afrike. Technický význam má aj spomínaný minerál krokoit - PbCrO 4 . Oxid chrómu (3) a niektoré jeho ďalšie zlúčeniny sa nachádzajú aj v prírode. V zemskej kôre je obsah chrómu v prepočte na kov 0,03 %. Chróm sa nachádza na Slnku, hviezdach, meteoritoch.

Fyzikálne vlastnosti.

Chróm je biely, tvrdý a krehký kov, výnimočne chemicky odolný voči kyselinám a zásadám. Na vzduchu oxiduje a na povrchu má tenký priehľadný oxidový film. Chróm má hustotu 7,1 g / cm3, jeho teplota topenia je +1875 0 C.

Potvrdenie.

Pri silnom zahrievaní chrómovej železnej rudy uhlím sa chróm a železo znižujú:

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

V dôsledku tejto reakcie vzniká zliatina chrómu so železom, ktorá sa vyznačuje vysokou pevnosťou. Na získanie čistého chrómu sa redukuje z oxidu chrómu (3) hliníkom:

Cr203 + 2Al \u003d Al203 + 2Cr

V tomto procese sa zvyčajne používajú dva oxidy - Cr 2 O 3 a CrO 3

Chemické vlastnosti.

Vďaka tenkému ochrannému oxidovému filmu pokrývajúcemu povrch chrómu je vysoko odolný voči agresívnym kyselinám a zásadám. Chróm nereaguje s koncentrovanými kyselinami dusičnou a sírovou, rovnako ako s kyselinou fosforečnou. Chróm interaguje s alkáliami pri t = 600-700 o C. Chróm však interaguje so zriedenou kyselinou sírovou a chlorovodíkovou, pričom vytláča vodík:

2Cr + 3H2SO4 \u003d Cr2(SO4)3 + 3H2
2Cr + 6HCl = 2CrCl3 + 3H 2

Pri vysokých teplotách horí chróm v kyslíku za vzniku oxidu (III).

Horúci chróm reaguje s vodnou parou:

2Cr + 3H20 \u003d Cr203 + 3H2

Chróm tiež reaguje s halogénmi pri vysokých teplotách, halogény s vodíkmi, sírou, dusíkom, fosforom, uhlím, kremíkom, bórom, napr.

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

Vyššie uvedené fyzikálne a chemické vlastnosti chrómu našli uplatnenie v rôznych oblastiach vedy a techniky. Takže napríklad chróm a jeho zliatiny sa používajú na získanie vysoko pevných povlakov odolných voči korózii v strojárstve. Ako nástroje na rezanie kovov sa používajú zliatiny vo forme ferochrómu. Pochrómované zliatiny našli uplatnenie v medicínskej technike, pri výrobe zariadení na chemické procesy.

Postavenie chrómu v periodickej tabuľke chemických prvkov:

Chróm vedie vedľajšiu podskupinu skupiny VI periodickej sústavy prvkov. Jeho elektronický vzorec je nasledujúci:

24 Kr IS 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3D 5 4S 1

Pri napĺňaní orbitálov elektrónmi na atóme chrómu je porušená zákonitosť, podľa ktorej mal byť orbitál 4S zaplnený najskôr do stavu 4S 2 . Avšak vzhľadom na to, že 3d orbitál zaujíma v atóme chrómu priaznivejšiu energetickú polohu, je naplnený až na hodnotu 4d 5 . Takýto jav sa pozoruje v atómoch niektorých ďalších prvkov sekundárnych podskupín. Chróm môže vykazovať oxidačné stavy od +1 do +6. Najstabilnejšie sú zlúčeniny chrómu s oxidačným stavom +2, +3, +6.

Zlúčeniny dvojmocného chrómu.

Oxid chrómu (II) CrO - samozápalný čierny prášok (pyroforický - schopnosť vznietiť sa na vzduchu v jemne rozomletom stave). CrO sa rozpúšťa v zriedenej kyseline chlorovodíkovej:

CrO + 2HCl = CrCl2 + H20

Na vzduchu sa pri zahriatí nad 100 0 C CrO mení na Cr 2 O 3.

Soli dvojmocného chrómu vznikajú rozpustením kovového chrómu v kyselinách. Tieto reakcie prebiehajú v atmosfére neaktívneho plynu (napríklad H 2), pretože v prítomnosti vzduchu sa Cr(II) ľahko oxiduje na Cr(III).

Hydroxid chromitý sa získava vo forme žltej zrazeniny pôsobením alkalického roztoku na chlorid chromitý:

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

Cr(OH) 2 má zásadité vlastnosti, je redukčným činidlom. Hydratovaný ión Cr2+ má svetlomodrú farbu. Vodný roztok CrCl2 má modrú farbu. Vo vzduchu v vodné roztoky Cr(II) zlúčeniny sa transformujú na Cr(III) zlúčeniny. Toto je obzvlášť výrazné pre hydroxid Cr(II):

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

Zlúčeniny trojmocného chrómu.

Oxid chrómu (III) Cr 2 O 3 je žiaruvzdorný zelený prášok. Tvrdosťou sa blíži korundu. V laboratóriu sa dá získať zahrievaním dvojchrómanu amónneho:

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

Cr 2 O 3 - amfotérny oxid, keď sa spája s alkáliami, tvorí chromity: Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O

Hydroxid chrómu je tiež amfotérna zlúčenina:

Cr(OH)3 + HCl = CrCl3 + 3H20
Cr(OH)3 + NaOH = NaCr02 + 2H20

Bezvodý CrCl 3 má vzhľad tmavofialových listov, je úplne nerozpustný v studenej vode a pri varení sa rozpúšťa veľmi pomaly. Bezvodý síran chrómový (III) Cr 2 (SO 4) 3 ružový, tiež slabo rozpustný vo vode. V prítomnosti redukčných činidiel vytvára purpurový síran chrómový Cr 2 (SO 4) 3 *18H 2 O. Známe sú aj zelené hydráty síranu chrómového, obsahujúce menšie množstvo vody. Kamenec chrómový KCr(SO 4) 2 *12H 2 O kryštalizuje z roztokov obsahujúcich fialový síran chrómu a síran draselný. Roztok chrómového kamenca sa pri zahrievaní zmení na zelenú v dôsledku tvorby síranov.

Reakcie s chrómom a jeho zlúčeninami

Takmer všetky zlúčeniny chrómu a ich roztoky sú intenzívne sfarbené. Ak máme bezfarebný roztok alebo bielu zrazeninu, môžeme s vysokou pravdepodobnosťou konštatovať, že chróm chýba.

  1. Silne zahrejeme v plameni kahana na porcelánovej šálke také množstvo dvojchrómanu draselného, ​​ktoré sa zmestí na hrot noža. Soľ neuvoľňuje kryštalizačnú vodu, ale topí sa pri teplote asi 400 0 C za vzniku tmavej kvapaliny. Na silnom plameni ešte pár minút prehrejeme. Po vychladnutí sa na črepe vytvorí zelená zrazenina. Časť je rozpustná vo vode (žltne) a druhá časť zostáva na črepe. Soľ sa zahrievaním rozložila, čo viedlo k vytvoreniu rozpustného žltého chrómanu draselného K2CrO4 a zeleného Cr203.
  2. Rozpustite 3 g práškového dvojchrómanu draselného v 50 ml vody. Do jednej časti pridajte trochu uhličitanu draselného. Rozpustí sa s uvoľňovaním CO2 a farba roztoku bude svetložltá. Chróman vzniká z dvojchrómanu draselného. Ak teraz po častiach pridáme 50% roztok kyseliny sírovej, tak sa opäť objaví červeno-žlté sfarbenie dvojchrómanu.
  3. Nalejte do skúmavky 5 ml. roztoku dvojchrómanu draselného, ​​varte s 3 ml koncentrovanej kyseliny chlorovodíkovej pod prievanom. Z roztoku sa uvoľňuje žltozelený jedovatý plynný chlór, pretože chróman oxiduje HCl na Cl 2 a H 2 O. Samotný chróman sa zmení na zelený chlorid trojmocný chróm. Môže sa izolovať odparením roztoku a potom fúziou so sódou a dusičnanom premeniť na chróman.
  4. Keď sa pridá roztok dusičnanu olovnatého, vyzráža sa žltý chróman olovnatý; pri interakcii s roztokom dusičnanu strieborného vzniká červenohnedá zrazenina chrómanu strieborného.
  5. Do roztoku dvojchrómanu draselného sa pridá peroxid vodíka a roztok sa okyslí kyselinou sírovou. Riešenie sa stáva hlbokým modrá farba v dôsledku tvorby peroxidu chrómu. Peroxid sa po pretrepaní s trochou éteru zmení na organické rozpúšťadlo a zmení sa na modrú. Táto reakcia je špecifická pre chróm a je veľmi citlivá. Môže sa použiť na detekciu chrómu v kovoch a zliatinách. V prvom rade je potrebné rozpustiť kov. Pri dlhšom vare s 30% kyselinou sírovou (môže sa pridať aj kyselina chlorovodíková) sa chróm a mnohé ocele čiastočne rozpúšťajú. Výsledný roztok obsahuje síran chrómový (III). Aby sme mohli vykonať detekčnú reakciu, najprv ju zneutralizujeme lúhom sodným. Vyzráža sa sivozelený hydroxid chrómový (III), ktorý sa rozpúšťa v nadbytku NaOH a vytvára zelený chromit sodný. Roztok sa prefiltruje a pridá sa 30% peroxid vodíka. Po zahriatí roztok zožltne, pretože chromit sa oxiduje na chromát. Okyslenie bude mať za následok modré sfarbenie roztoku. Farebnú zlúčeninu možno extrahovať trepaním s éterom.

Analytické reakcie na ióny chrómu.

  1. K 3-4 kvapkám roztoku chloridu chromitého CrCl3 pridajte 2M roztok NaOH, kým sa počiatočná zrazenina nerozpustí. Všimnite si farbu vytvoreného chromitu sodného. Výsledný roztok zahrejte vo vodnom kúpeli. Čo sa deje?
  2. K 2-3 kvapkám roztoku CrCl3 pridajte rovnaký objem 8M roztoku NaOH a 3-4 kvapky 3% roztoku H202. Reakčná zmes sa zahrieva vo vodnom kúpeli. Čo sa deje? Aká zrazenina vznikne, ak sa výsledný farebný roztok zneutralizuje, pridá sa k nemu CH 3 COOH a potom Pb (NO 3) 2?
  3. Do skúmavky nalejte 4-5 kvapiek roztokov síranu chrómového Cr 2 (SO 4) 3, IMH 2 SO 4 a KMnO 4. Miesto reakcie zahrievajte niekoľko minút na vodnom kúpeli. Všimnite si zmenu farby roztoku. čo to spôsobilo?
  4. Do 3-4 kvapiek okysleného kyselina dusičná Roztok K 2 Cr 2 O 7 pridajte 2-3 kvapky roztoku H 2 O 2 a premiešajte. Modrá farba roztoku, ktorá sa objaví, je spôsobená objavením sa kyseliny perchrómovej H2CrO6:

Cr2072- + 4H202 + 2H+ = 2H2Cr06 + 3H20

Venujte pozornosť rýchlemu rozkladu H 2 CrO 6:

2H2Cr06 + 8H+ = 2Cr3+ + 302 + 6H20
modrá farba zelená farba

Kyselina chrómová je oveľa stabilnejšia v organických rozpúšťadlách.

  1. Do 3-4 kvapiek roztoku K 2 Cr 2 O 7 okysleného kyselinou dusičnou sa pridá 5 kvapiek izoamylalkoholu, 2-3 kvapky roztoku H 2 O 2 a reakčná zmes sa pretrepe. Vrstva organického rozpúšťadla, ktorá vypláva na povrch, je zafarbená jasne modrou farbou. Farba mizne veľmi pomaly. Porovnajte stabilitu H 2 CrO 6 v organickej a vodnej fáze.
  2. Pri interakcii iónov CrO 4 2- a Ba 2+ sa vyzráža žltá zrazenina chromanu bárnatého BaCrO 4.
  3. Dusičnan strieborný tvorí tehlovo červenú zrazeninu chrómanu strieborného s iónmi CrO 4 2 .
  4. Vezmite tri skúmavky. Do jedného z nich nakvapkajte 5-6 kvapiek roztoku K 2 Cr 2 O 7, do druhého rovnaký objem roztoku K 2 CrO 4 a do tretieho 3 kvapky oboch roztokov. Potom pridajte tri kvapky roztoku jodidu draselného do každej skúmavky. Vysvetlite výsledok. Okyslite roztok v druhej skúmavke. Čo sa deje? prečo?

Zábavné experimenty so zlúčeninami chrómu

  1. Zmes CuS04 a K2Cr207 sa po pridaní zásady zmení na zelenú a v prítomnosti kyseliny zožltne. Zahriatím 2 mg glycerolu s malým množstvom (NH 4) 2 Cr 2 O 7 a následným pridaním alkoholu sa po filtrácii získa svetlozelený roztok, ktorý po pridaní kyseliny zožltne, v neutrálnej resp. alkalické médium.
  2. Umiestnite do stredu plechovky s termitovou "rubínovou zmesou" - dôkladne rozdrvte a vložte do hliníkovej fólie Al 2 O 3 (4,75 g) s prídavkom Cr 2 O 3 (0,25 g). Aby nádoba dlhšie nevychladla, je potrebné ju zahrabať pod horný okraj do piesku a po zapálení termitu a začiatku reakcie prikryť železnou doskou a zasypať pieskom. Banka vykopať za deň. Výsledkom je červeno-rubínový prášok.
  3. 10 g dvojchrómanu draselného sa rozotrie s 5 g dusičnanu sodného alebo draselného a 10 g cukru. Zmes sa navlhčí a zmieša s kolódiom. Ak je prášok stlačený v sklenenej trubici a potom je tyčinka vytlačená a zapálená od konca, potom sa „had“ začne plaziť, najskôr čierny a po ochladení zelený. Tyčinka s priemerom 4 mm horí rýchlosťou asi 2 mm za sekundu a predlžuje sa 10-krát.
  4. Ak zmiešate roztoky síranu meďnatého a dvojchrómanu draselného a pridáte trochu roztoku amoniaku, vypadne amorfná hnedá zrazenina so zložením 4СuCrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O, ktorá sa rozpustí v kyseline chlorovodíkovej za vzniku žltého roztoku a v nadbytku amoniaku sa získa zelený roztok. Ak sa k tomuto roztoku pridá ďalší alkohol, vytvorí sa zelená zrazenina, ktorá po prefiltrovaní zmodrie a po vysušení modrofialová s červenými iskrami, dobre viditeľná v silnom svetle.
  5. Oxid chrómu, ktorý zostane po experimentoch so „sopkou“ alebo „faraónskym hadom“, je možné regenerovať. Na to je potrebné roztaviť 8 g Cr 2 O 3 a 2 g Na 2 CO 3 a 2,5 g KNO 3 a ochladenú zliatinu ošetriť vriacou vodou. Získa sa rozpustný chróman, ktorý je možné previesť aj na iné zlúčeniny Cr(II) a Cr(VI), vrátane pôvodného dvojchrómanu amónneho.

Príklady redoxných prechodov zahŕňajúcich chróm a jeho zlúčeniny

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) Cr2O3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO2 + H20
c) 2NaCr02 + 3Br2 + 8NaOH = 6NaBr + 2Na2Cr04 + 4H20
d) 2Na2Cr04 + 2HCl = Na2Cr207 + 2NaCl + H20

2. Cr(OH)2 -- Cr(OH)3 -- CrCl3 -- Cr2072- -- Cr042-

a) 2Cr(OH)2 + 1/202 + H20 = 2Cr(OH)3
b) Cr(OH)3 + 3HCl = CrCl3 + 3H20
c) 2CrCl3 + 2KMn04 + 3H20 = K2Cr207 + 2Mn(OH)2 + 6HCl
d) K2Cr207 + 2KOH = 2K2Cr04 + H20

3. CrO - Cr (OH) 2 - Cr (OH) 3 - Cr (NO 3) 3 - Cr 2 O 3 - CrO - 2
Cr2+

a) CrO + 2HCl = CrCl2 + H20
b) CrO + H20 \u003d Cr (OH) 2
c) Cr(OH)2 + 1/202 + H20 = 2Cr(OH)3
d) Cr(OH)3 + 3HN03 = Cr(N03)3 + 3H20
e) 4Cr (NO 3) 3 \u003d 2Cr203 + 12NO2 + O2
f) Cr203 + 2 NaOH = 2NaCr02 + H20

Chrómový prvok ako umelec

Chemici sa pomerne často obracali na problém vytvárania umelých pigmentov na maľovanie. V 18.-19. storočí bola vyvinutá technológia na získavanie mnohých obrazových materiálov. Louis Nicolas Vauquelin v roku 1797, ktorý objavil dovtedy neznámy prvok chróm v sibírskej červenej rude, pripravil nový, pozoruhodne stabilný náter – chrómovo zelenú. Jeho chromoforom je vodný oxid chrómový (III). Pod názvom „emerald green“ sa začala vyrábať v roku 1837. Neskôr L. Vauquelen navrhol niekoľko nových náterov: baryt, zinok a chrómová žltá. Postupom času ich nahradili trvácnejšie žlté, oranžové pigmenty na báze kadmia.

Chrómová zelená je najodolnejšia a svetlostála farba, ktorá nie je ovplyvnená atmosférickými plynmi. Chrómová zelená roztretá v oleji má veľkú kryciu schopnosť a je schopná rýchlo schnúť, preto už od 19. storočia. má široké využitie v maliarstve. Veľký význam má v maľovaní na porcelán. Porcelánové výrobky je možné zdobiť podglazúrou aj nadglazúrou. V prvom prípade sa farby nanášajú na povrch len mierne vypáleného výrobku, ktorý sa následne prekryje vrstvou lazúry. Nasleduje hlavný, vysokoteplotný výpal: na spekanie porcelánovej hmoty a tavenie glazúry sa výrobky zahrejú na 1350 - 1450 0 C. Len máloktorá farba znesie takú vysokú teplotu bez chemických zmien a v starých dní boli len dva - kobalt a chróm. Čierny oxid kobaltu nanesený na povrch porcelánového predmetu sa pri vypaľovaní spája s glazúrou a chemicky s ňou interaguje. V dôsledku toho vznikajú jasne modré kremičitany kobaltu. Tento kobaltovo modrý porcelán je každému dobre známy. Oxid chrómu (III) chemicky neinteraguje so zložkami glazúry a jednoducho leží medzi porcelánovými črepmi a priehľadnou glazúrou s „hluchou“ vrstvou.

Okrem chrómovej zelenej používajú umelci farby odvodené od Volkonskoite. Tento minerál zo skupiny montmorillonitov (ílový minerál podtriedy komplexných kremičitanov Na (Mo, Al), Si 4 O 10 (OH) 2) objavil v roku 1830 ruský mineralóg Kemmerer a pomenoval ho po M. N. Volkonskej, dcére hrdinu bitky pri Borodine, generála N. N. Raevského, manželky dekabristu S. G. Volkonského Volkonskoit je hlina obsahujúca až 24 % oxidu chrómu, ako aj oxidy hliníka a železa (III). zloženie minerálu, ktorý sa nachádza na Urale, v regiónoch Perm a Kirov, určuje jeho rôznorodé sfarbenie - od farby tmavej zimnej jedle až po jasne zelenú farbu močiarnej žaby.

Pablo Picasso sa obrátil na geológov našej krajiny so žiadosťou o preštudovanie zásob Volkonskoite, čo dáva náteru jedinečne svieži tón. V súčasnosti bola vyvinutá metóda na získanie umelého wolkonskoitu. Je zaujímavé, že podľa moderných výskumov používali ruskí maliari ikon farby z tohto materiálu už v stredoveku, dlho pred jeho „oficiálnym“ objavom. Medzi umelcami bola známa aj Guinierova zeleň (vytvorená v roku 1837), ktorej chromoforma je hydrát oxidu chrómového Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O, kde je časť vody chemicky viazaná a časť adsorbovaná. Tento pigment dodáva farbe smaragdový odtieň.

blog.site, pri úplnom alebo čiastočnom skopírovaní materiálu je potrebný odkaz na zdroj.

Chróm je striebristo biely, tvrdý, lesklý, no zároveň dosť krehký kov. Predtým sa verilo, že chróm nemá prakticky žiadne plastové vlastnosti. No v 70. rokoch minulého storočia sa jeho pretavením elektrónovým lúčom vo vákuu získal veľmi plastický kov natiahnutý do tenkého drôtu. Kurz chémie, časť 2. Špeciálne pre vysoké školy strojárske a dopravné / G.P. Luchinsky [i dr.]. - M.: Vyššia škola, 1972. - S.101.

Hlavná fyzikálne vlastnosti chróm sú uvedené nižšie: Lavrukhina A.K. Analytická chémia chrómu / A.K. Lavrukhina, L.V. Yukina. - M.: Nauka, 1979. - S.9-10.

Atómová hmotnosť 51,996

atómový objem, cm 3 /g-atóm 7,23

Atómový polomer E

kovalentná 1,18

kovový 1,27

tlak pary (1560°K), bankomat 1,50 10 -6

Obdobie mriežky ( a)* I, B 2,8829

Hustota, g/cm 3

röntgen 7,194

pyknometrické 7,160

Ionizačné potenciály

I 1 \u003d 6,764 I 4 \u003d (51)

I 2 \u003d 16,49 I 5 \u003d 73

I 3 \u003d 31 I 6 \u003d 90,6

Tvrdosť podľa Brinella (20°), MPa 1120* 2

Teplota topenia, °K 2176,0

Teplota varu, °K 2840,0

teplo topenia, cal/mol 3300,0* 3

teplo sublimácie, kcal/mol 94,8* 3

Tepelná vodivosť, w/m st 88,6

Špecifická elektronická 1,40

tepelná kapacita g, mj (molový stupeň)

atomizačná energia, kcal/mol

Entropia S° T (298° K)

plynný Cr, cal/(g-atómový stupeň) 41,64

kovový Cr, cal/(molový stupeň) 5,70

Hlavnou rudou chrómu je minerál chromit FeCr 2 O 4, ktorý má spinelovú štruktúru, v ktorej atómy Cr (III) zaberajú oktaedrické polohy a Fe (II) štvorstenné. Cotton F. Základy anorganickej chémie / F. Cotton, J. Wilkinson. - M.: Mir, 1979. - S. 458.

Chromit sa redukuje uhlíkom a na získanie ferochrómu musí byť obsah oxidu chrómu v rude aspoň 48 %. Počas procesu tavenia prebieha nasledujúca reakcia:

FeO Cr203 + 4C > Fe + 2Cr + 4CO^

Okrem toho je chróm súčasťou mnohých minerálov, najmä krokoitu PbCrO 4 ; ďalšie minerály obsahujúce chróm zahŕňajú finicit, menachloit alebo fenikihloit 3PbO*2Cr203, breza, trapakalit, magnochromit atď. Vlastnosti prvkov: referenčné vyd./M.E. Drits [et al.]. - M: Hutníctvo, 1985. - S.368.

Iné nečistoty výrazne ovplyvňujú aj fyzikálne a chemické vlastnosti chrómu. Napríklad v prítomnosti nečistôt Al, Cu, Ni, Fe, Co, Si, W, Mo (až do ~1 %) sa prah krehkosti chrómu prudko zvyšuje; nečistoty vodíka, kyslíka a dusíka majú veľmi malý účinok. A.K. Lavrukhin. vyhláška. op. - str.9.

Chróm technickej čistoty sa získava aluminotermickými, silikotermickými, elektrolytickými a inými metódami z oxidu chrómu, ktorý sa získava z chrómovej železnej rudy. M.E. Dritz. vyhláška. op. - S.368.

Ak chcete získať čistý chróm, potom sa chromit najskôr leguje s NaOH a oxiduje kyslíkom, aby sa premenil Cr (III) na CrO 4 2-. Zliatina sa rozpustí vo vode, vyzráža sa z nej dvojchróman sodný, ktorý sa potom redukuje uhlíkom:

Na2Cr207 + 2C > Cr203 + Na2C03 + CO ^

Výsledný oxid sa redukuje na kovový chróm:

Cr 2 O 3 + 2Al > Al 2 O 3 + 2Cr F. Bavlna. vyhláška. op. - S.458.

Najčistejší chróm pre laboratórny výskum získané jodidovou metódou. Tento proces je založený na tvorbe prchavých jodidov chrómu (pri 700-900°C) a ich disociácii na zahriatom povrchu (pri 1000-1100°C). Kovový chróm je po rafinácii jodidom ťažný v liatom stave (predĺženie v ťahu 9-18%). M.E. Dritz. vyhláška. op. - S.368-369.

Pre kovový chróm sú známe polymorfné modifikácie, z ktorých jedna je stabilná - je to b-chróm. in-chróm je menej stabilná modifikácia získaná elektrolytickým vylučovaním. Kryštálové mriežky b-chrómu a b-chrómu sú znázornené nižšie na obrázku. G.P. Luchinsky. vyhláška. op. - S.101-102.

V nerovnovážnych podmienkach je možná tvorba kryštálov chrómu s inou štruktúrou; kondenzácia pár chrómu viedla k odrode s primitívnou kubickou mriežkou ( a= 4,581E), blízko štrukturálnej typ in-W. Chróm má zložitú magnetickú štruktúru; je charakterizovaná tromi magnetickými transformáciami: pri 120, 310, 473 °K. A.K. Lavrukhin. vyhláška. op. - str.9.

Ako bolo uvedené vyššie, chróm je prvkom skupiny VIB štvrtej periódy.

Ak vylúčime stechiometriu zlúčenín, chróm sa podobá prvkom skupiny VIB (skupina síry) len tým, že tvorí kyslý oxid a CrO 2 Cl 2 má kovalentnú povahu a ľahko sa hydrolyzuje. F. Bavlna. vyhláška. op. - S.458.

Elektrónová štruktúra jeho atómov je 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1. Chróm patrí do skupiny prechodných prvkov, v ktorých sú d-orbitály vyplnené len čiastočne. To určuje schopnosť chrómu vytvárať paramagnetické zlúčeniny, jeho variabilnú mocnosť a farbu mnohých zlúčenín.

Charakteristickým znakom chrómu ako prechodného prvku d-skupiny je schopnosť vytvárať početné komplexné zlúčeniny s rôznymi štruktúrami, valenciami a typmi väzieb. Tvorba komplexných zlúčenín s neutrálnymi molekulami vedie k stabilizácii nižších oxidačných stavov d-prvkov. V dôsledku toho existujú zlúčeniny chrómu v oxidačnom stave 0 (systém d 6). Monovalentný chróm je spoľahlivo známy len vo forme komplexov K3, ClO4 (kde Dip je 2,2a-dipyridyl). A.K. Lavrukhin. vyhláška. op. - S.12.

Najčastejšie majú zlúčeniny chrómu nasledujúcu priestorovú štruktúru:

> Oktaedrické štruktúry ako v 2+ alebo 3+

> Tetraedrické štruktúry, ako v Cr(O-tert-C4H9) 4

> Tetraedrické štruktúry, ako pri CrO 4 3-, CrO 4 2-, CrO 3 F. Bavlna. vyhláška. op. - S.459.

Chróm ako redukčné činidlo môže darovať 2 až 6 elektrónov.

Preto sú pre chróm typické tieto oxidačné stavy: od -2 do +6. V zlúčeninách chróm často vykazuje stupne +2, +3, +6, menej často +1, +4, +5. M.E. Dritz. vyhláška. op. - S.373.

Pre chróm je najstabilnejší oxidačný stav +3 (systém d 3-; polovičná náplň t 2 g orbitálov v oktaedrálnej koordinácii). Známe sú aj zlúčeniny s formálnym oxidačným stavom -2. V oxidačnom stave +6 sa chróm trochu podobá vanádu (+5). Anorganicum/G. Blumentál [i dr.]. - M.: Mir, 1984. - S.617-618.

Rozpustnosť zlúčenín chrómu sa mení najmä v závislosti od stupňa oxidácie.

Najrozšírenejšie sú 3-valentné a 6-valentné stavy chrómu. Registračné čísla pridelené službou Chemical Abstracts Service (CAS) pre 3- a 6-valentný chróm sú 16065-83-3 a 18540-29-9. Wilbur S, Abadin H, Fay M a kol.

Registračné číslo služby Chromium Chemical Abstracts Service (CAS) je 7440-47-3. Hygienické kritériá pre stav životného prostredia. Chromium. Moderné vydanie Programu OSN pre životné prostredie. Ženeva. 1990. Tabuľka č.1.

AT čistej forme chróm(0) prakticky neexistuje. Napriek tomu existuje pomerne nestabilný chróm v 2-mocnom stave, ktorý vplyvom prostredia ľahko oxiduje na chróm (III).

Zlúčeniny chrómu sú stabilnejšie v 3-valenčnom stave, stabilnejšie v prostredí a prirodzene sa vyskytujú v rudách, ako sú ferochromáty (FeCr 2 O 4). Chróm 6 je druhý v stabilite, ale nachádza sa vo vzácnych mineráloch, ako je krokoit (PbCrO 4). Zlúčeniny 6-mocného chrómu sú primárne výsledkom ľudskej činnosti. Wilbur S, Abadin H, Fay M a kol.

Vzťah medzi 3- a 6-mocnými stavmi chrómu je opísaný rovnicou:

Cr26+072- + 14H++ 6h > 2Cr (III) + 7H20 + 1,33 V

Rozdiely v náboji elektrónov medzi týmito dvoma stavmi odrážajú silné oxidačné vlastnosti 6-mocného chrómu a tým aj energiu potrebnú na oxidáciu 3-mocnej formy na 6-mocnú formu. Hygienické kritériá pre stav životného prostredia. Chromium. Moderné vydanie Programu OSN pre životné prostredie. Ženeva. 1990.

V sérii napätí patrí chróm medzi elektronegatívne prvky a relatívne aktívne kovy, ktoré môžu prejsť do roztoku za vzniku kladných iónov (chróm je medzi zinkom a železom: Zn¦Zn 2+ - 0,762; Cr¦Cr 3+ - 0,71 Fe ¦ Fe 2+ - 044). Michailenko Ya.I. Kurz všeobecnej a anorganickej chémie / Ya.I. Michailenko. - M.: Vyššia škola, 1966. - S.320. Na vzduchu a v oxidačnom prostredí sa však chróm ľahko pasivuje a získava vlastnosti ušľachtilých kovov.

Vo vzduchu si usadeniny chrómu zachovávajú lesk a farbu. Vysvetľuje to skutočnosť, že pasívny film na povrchu chrómu, ktorý sa vyznačuje malou hrúbkou a vysokou priehľadnosťou, dobre chráni povlak pred zafarbením. Keď teplota stúpne na 400-500°C, oxidovateľnosť chrómu sa mierne zvýši. Teplota rýchlej oxidácie chrómu je asi 1100 °C alebo viac. Cherkez M.B. Chrómovanie/M.B. Cherkez. - L .: Mashinostroenie, 1971. - S. 31.

Najbežnejším oxidom je Cr 2 O 3 (31,6 O), čo je zelená žiaruvzdorná látka (chrómová zeleň) používaná na prípravu lepidiel a olejových farieb. Najvyšší oxid chrómu CrO 3 - tmavočervené ihličkovité kryštály je anhydrid chrómu, dobre sa rozpustí vo vode. M.E. Dritz. vyhláška. op. - S.374.

Fluorid CrF 2 - modrozelené kryštály, málo rozpustné vo vode; na vzduchu sa oxidujú na Cr 2 O 3 . Získajte plyn CrF 2. HF cez kovový prášok chrómu pri červenom teple. Známe podvojné fluoridy s katiónmi NH 4+ a K + zložením M I CrF 3

Fluorid chromitý existuje v bezvodej a hydratovanej forme. Zelenkasté ihličky CrF 3 sú nerozpustné vo vode, alkohole, amoniaku, zle rozpustné v kyselinách. Hydratovaná forma je nerozpustná v etanole, málo rozpustná vo vode. A.K. Lavrukhin. vyhláška. op. - S.19-20.

Pri zahrievaní sa priamo spája s inými halogénmi, ako aj s dusíkom, kremíkom, bórom a niektorými kovmi:

2Cr + 3Cl2 > 2CrCl3

Cr + 2Si > CrSi 2

Sú známe dva nitridy chrómu Cr2N a CrN. Ten sa získa prechodom prúdu dusíka cez tenký prášok samozápalného chrómu zahriaty na 600-900 °C: A.K. Lavrukhin. vyhláška. op. - S.21.

2Cr + N2 > 2CrN

Chlorid CrCl2 je bezfarebná kryštalická hygroskopická zlúčenina, rozpustná vo vode. Získajte plyn CrCl2. HCl nad práškovým chrómom pri červenom ohni.

Chlorid chromitý sa vyrába mnohými spôsobmi. Bezvodý CrCl 3 - červenofialové kryštály, málo rozpustné vo vode, avšak v prítomnosti stôp redukčných činidiel sa jeho rozpustnosť zvyšuje. Nerozpustný v absolútnom etanole a metanole, acetaldehyde, acetóne, dietyléteri.

CrBr2bromid, žltkastobiela zlúčenina, sa získava reakciou kovového Cr a suchého HBr pri vysokej teplote. Rozpustíme vo vode za vzniku modrého roztoku a v etanole.

Bromid CrBr 3 je čierna kryštalická zlúčenina, ktorá sa získava pôsobením brómu na zahriaty chróm. Rozpustný v horúcej vode.

Jodid CrJ2 svetlošedá zlúčenina získaná syntézou z Cr a J2 pri 800 °C; rozpustný vo vode. Čierny CrJ 3 sa získa zahrievaním jódu s chrómom na 500 °C vo vákuovej skúmavke. Ťažko sa rozpúšťa vo vode. A.K. Lavrukhin. vyhláška. op. - S.20-21.

V roku 1926 sa Weisselfelderovi po prvý raz podarilo získať hydrid chrómu CrH 3 . JA A. Michailenko. vyhláška. op. - S.320. Známy je aj CrH hydrid, tieto hydridy sa líšia kryštálovou štruktúrou a vlastnosťami. Nie sú stabilné a pri zahrievaní sa rozkladajú. Chróm absorbuje značné množstvo vodíka, najmä počas jeho elektrolytickej separácie z roztokov obsahujúcich cukor ako redukčné činidlo. Obsah vodíka vo výslednom pevnom roztoku môže dosiahnuť až 5 at. %. G.P. Luchinsky. vyhláška. op. - S.103.

V dôsledku interakcie kovov s uhlíkom pri vysokých teplotách vznikajú karbidy rôzneho zloženia. Najviac študované sú Cr 4 C, Cr 2 C 3, Cr 3 C 2. G.P. Luchinsky. vyhláška. op. - S.103.

So sírou tvorí chróm sulfidy CrS (38,1 % S), Cr 2 S 3 (47,9 % S), Cr 3 S 4 (45,1 % S). Sulfid CrS je pri izbovej teplote nestabilný a rozkladá sa za uvoľňovania čistého chrómu. M.E. Dritz. vyhláška. op. - S.374.

Sulfidy sa získavajú 24-hodinovým zahrievaním v elektrickej peci pri 1000 °C zmesi vhodných ekvivalentných množstiev elektrolytického chrómu a čistenej síry v uzavretých kremenných ampulkách.

Spoľahlivo sa študoval iba difosfid CrP 2, ktorý vzniká pri syntéze z prvkov pri vysokých teplotách, monofosfid CrP, ktorý vzniká pri syntéze z prvkov prechodom fosfínu cez chrómový prášok zahriaty na 850 °C, a subfosfid Cr 3 P. Lavrukhin. vyhláška. op. - S.22.

Najbližšími analógmi chrómu sú molybdén a volfrám, s ktorými tvorí súvislé tuhé roztoky. Ako rozdiel v fyzikálne a chemické vlastnosti chrómu a prvku, ktorý s ním interaguje, rozpustnosť klesá a chýba v limite. Prvky podskupiny IA - lítium, sodík, draslík, rubídium a cézium - za normálnych podmienok neinteragujú s chrómom kvôli veľkému rozdielu vo veľkostiach atómových priemerov. Zlato, meď a striebro sú extrémne málo rozpustné v chróme. chróm chemický oxid kovu

Berýlium tvorí obmedzené tuhé roztoky s chrómom s premenlivou teplotnou rozpustnosťou, ako aj so zlúčeninou kovu CrBe 2 . Neexistujú žiadne informácie o interakcii chrómu s horčíkom, vápnikom, stronciom a báriom. Možnosť tvorby pevných roztokov týchto prvkov v chróme je extrémne obmedzená v dôsledku veľkého rozdielu v atómových priemeroch chrómu a týchto prvkov.

Sklon chrómu k interakcii s kovmi podskupiny IIB - zinkom, kadmiom a ortuťou - je tiež extrémne slabo vyjadrený. S prvkami IIIA podskupiny - ytrium a lantán - tvorí chróm obmedzené tuhé roztoky a zlúčeniny kovov - boridy a aluminidy; niektoré z nich, ako napríklad CrB, majú praktický význam pri vývoji zliatin so špeciálnymi vlastnosťami.

S prvkami podskupiny IVA - titán, zirkónium a hafnium - tvorí chróm obmedzené tuhé roztoky a zlúčeniny typu AB 2, príbuzné svojou kryštalochemickou povahou Lavesovým fázam. Tieto fázy TiCr2, ZrCr2 a HfCr2 majú pri teplote miestnosti štruktúru typu MgCu2 a po zahriatí podliehajú polymorfnej transformácii MgCu2-MgZn2.

S kremíkom tvorí chróm silicidy: Cr 3 Si, Cr 3 Si 2, Cr 5 Si 3, CrSi, CrSi 2.

Chromium interaguje s prvkami podskupiny VA rôznymi spôsobmi. S vanádom tvorí chróm súvislé tuhé roztoky a s nióbom a tantalom zlúčeniny kovov typu Lavesovej fázy - NbCr 2 a TaCr 2 .

S mangánom a réniom je interakcia chrómu prakticky rovnaká - na strane chrómu vznikajú vo veľkej miere obmedzené tuhé roztoky a medziprodukty typu y-fáza.

S prvkami skupiny VIII tvorí chróm obmedzené tuhé roztoky a s niektorými z nich (kobalt, železo, platina, paládium, irídium a ruténium) navyše zlúčeniny kovov. Kovové zlúčeniny chrómu s platinou, irídiom, ruténiom majú kryštálovú mriežku typu β-volfrám. V systémoch chróm-železo a chróm-kobalt je y-fáza, ktorá prispieva k zvýšeniu tvrdosti a krehnutiu zliatin. M.E. Dritz. vyhláška. op. - S.374-375.

Chróm je odolný voči korózii voči mnohým kyselinám, zásadám a soliam. M.B. Cherkez. Vyhláška op. - S.31. Niektoré kyseliny, napríklad koncentrovaná dusičná, fosforečná, chlórová, chlórová, vytvárajú oxidový film na chróme, čo vedie k jeho pasivácii. V tomto stave má chróm výnimočne vysokú odolnosť proti korózii a nie je ovplyvnený zriedenými minerálnymi kyselinami. Chróm je elektronegatívny vzhľadom na prakticky najdôležitejšie kovy a zliatiny a ak s nimi tvorí galvanický pár, urýchľuje ich koróziu. M.E. Dritz. vyhláška. op. - S.373.

Zároveň, ako je uvedené vyššie, chróm je odolný voči korózii, preto sa používa ako ochranný povlak, ktorý sa nanáša elektrolýzou. F. Bavlna. vyhláška. op. - S.458.

V chlorovodíkovej a horúcej koncentrovanej kyseline sírovej sa chróm prudko rozpúšťa:

Cr + 2HCl > CrCl2 + H2^

Cr + H2S04 > CrS04 + H2^

Avšak rýchlosť rozpúšťania chrómu veľký vplyv vyvíja teplotu elektrolytu pri jeho ukladaní. M.B. Cherkez. Vyhláška op. - S.31.

Je známy väčší počet jednoduchých a komplexných zlúčenín Cr (II) a Cr (III) s organickými kyselinami. Octan chrómu (II) je teda jednou z najbežnejších a najstabilnejších zlúčenín dvojmocného chrómu; soli karboxylových kyselín sú známe. Chróm (III) tvorí komplexy s kyselinou šťaveľovou: +, 0 (kde OAc je acetátový ión), -, 3-.

Boli študované komplexotvorné reakcie Cr (III) s malónovou a jantárovou kyselinou; boli získané komplexy so zložením 1:1, 1:2, 1:3. Podobné zloženie komplexov sa získalo interakciou Cr (III) a kyseliny ftalovej. Komplexy Cr (III) s kyselinou adipyrovou (Ad) majú zloženie 0 a -. Komplexy Cr (III) s kyselina askorbová a alizarínsulfónové kyseliny. Boli študované komplexy Cr (II) a Cr (III) s kyselinou pikolínovou v zložení CrА + a CrА 2+. Bol zistený mimoriadne prudký pokles redukčných vlastností Cr (II) v komplexe CrA +; k jeho oxidácii nedochádza ani v prúde kyslíka pri 20°C.

Chróm (III) tvorí komplexy s kyselinou etyléndiamíntetraoctovou (H 4 Y) a jej derivátmi veľmi pomaly; tento proces sa urýchľuje zahrievaním. Vo vodných roztokoch s rôznym pH existujú štyri rôzne komplexy: fialový H a -, modrý 2- a v silne alkalickom roztoku - zelený 3-. S kyselinou nitrilotrioctovou (H 3 X) v alkalických roztokoch Cr (III) tvorí hydrokomplexy - (fialový) a 2- (zelený). A.K. Lavrukhin. vyhláška. op. - S.34-25.

Objav chrómu patrí do obdobia prudkého rozvoja chemicko-analytických štúdií solí a minerálov. V Rusku sa chemici mimoriadne zaujímali o analýzu minerálov nachádzajúcich sa na Sibíri a takmer neznámych v západnej Európe. Jedným z týchto minerálov bola sibírska červená olovená ruda (krokoit), ktorú opísal Lomonosov. Minerál bol skúmaný, ale okrem oxidov olova, železa a hliníka sa v ňom nenašlo nič. V roku 1797 však Vauquelin povarením jemne mletej vzorky minerálu s potašom a vyzrážaním uhličitanu olovnatého získal oranžovo-červený roztok. Z tohto roztoku vykryštalizoval rubínovo-červenú soľ, z ktorej sa izoloval oxid a voľný kov, odlišný od všetkých známych kovov. Volal mu Vauquelin Chromium ( Chrome ) z gréckeho slova- sfarbenie, farba; Pravda, tu nebola myslená vlastnosť kovu, ale jeho pestrofarebné soli.

Nález v prírode.

Najdôležitejšou chrómovou rudou praktického významu je chromit, ktorého približné zloženie zodpovedá vzorcu FeCrO ​​​​4.

Nachádza sa v Malej Ázii, na Urale, v Severnej Amerike, v južnej Afrike. Technický význam má aj spomínaný minerál krokoit - PbCrO 4 . Oxid chrómu (3) a niektoré jeho ďalšie zlúčeniny sa nachádzajú aj v prírode. V zemskej kôre je obsah chrómu v prepočte na kov 0,03 %. Chróm sa nachádza na Slnku, hviezdach, meteoritoch.

Fyzikálne vlastnosti.

Chróm je biely, tvrdý a krehký kov, výnimočne chemicky odolný voči kyselinám a zásadám. Na vzduchu oxiduje a na povrchu má tenký priehľadný oxidový film. Chróm má hustotu 7,1 g / cm3, jeho teplota topenia je +1875 0 C.

Potvrdenie.

Pri silnom zahrievaní chrómovej železnej rudy uhlím sa chróm a železo znižujú:

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

V dôsledku tejto reakcie vzniká zliatina chrómu so železom, ktorá sa vyznačuje vysokou pevnosťou. Na získanie čistého chrómu sa redukuje z oxidu chrómu (3) hliníkom:

Cr203 + 2Al \u003d Al203 + 2Cr

V tomto procese sa zvyčajne používajú dva oxidy - Cr 2 O 3 a CrO 3

Chemické vlastnosti.

Vďaka tenkému ochrannému oxidovému filmu pokrývajúcemu povrch chrómu je vysoko odolný voči agresívnym kyselinám a zásadám. Chróm nereaguje s koncentrovanými kyselinami dusičnou a sírovou, rovnako ako s kyselinou fosforečnou. Chróm interaguje s alkáliami pri t = 600-700 o C. Chróm však interaguje so zriedenou kyselinou sírovou a chlorovodíkovou, pričom vytláča vodík:

2Cr + 3H2SO4 \u003d Cr2(SO4)3 + 3H2
2Cr + 6HCl = 2CrCl3 + 3H 2

Pri vysokých teplotách horí chróm v kyslíku za vzniku oxidu (III).

Horúci chróm reaguje s vodnou parou:

2Cr + 3H20 \u003d Cr203 + 3H2

Chróm tiež reaguje s halogénmi pri vysokých teplotách, halogény s vodíkmi, sírou, dusíkom, fosforom, uhlím, kremíkom, bórom, napr.

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

Vyššie uvedené fyzikálne a chemické vlastnosti chrómu našli uplatnenie v rôznych oblastiach vedy a techniky. Takže napríklad chróm a jeho zliatiny sa používajú na získanie vysoko pevných povlakov odolných voči korózii v strojárstve. Ako nástroje na rezanie kovov sa používajú zliatiny vo forme ferochrómu. Pochrómované zliatiny našli uplatnenie v medicínskej technike, pri výrobe zariadení na chemické procesy.

Postavenie chrómu v periodickej tabuľke chemických prvkov:

Chróm vedie vedľajšiu podskupinu skupiny VI periodickej sústavy prvkov. Jeho elektronický vzorec je nasledujúci:

24 Kr IS 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3D 5 4S 1

Pri napĺňaní orbitálov elektrónmi na atóme chrómu je porušená zákonitosť, podľa ktorej mal byť orbitál 4S zaplnený najskôr do stavu 4S 2 . Avšak vzhľadom na to, že 3d orbitál zaujíma v atóme chrómu priaznivejšiu energetickú polohu, je naplnený až na hodnotu 4d 5 . Takýto jav sa pozoruje v atómoch niektorých ďalších prvkov sekundárnych podskupín. Chróm môže vykazovať oxidačné stavy od +1 do +6. Najstabilnejšie sú zlúčeniny chrómu s oxidačným stavom +2, +3, +6.

Zlúčeniny dvojmocného chrómu.

Oxid chrómu (II) CrO - samozápalný čierny prášok (pyroforický - schopnosť vznietiť sa na vzduchu v jemne rozomletom stave). CrO sa rozpúšťa v zriedenej kyseline chlorovodíkovej:

CrO + 2HCl = CrCl2 + H20

Na vzduchu sa pri zahriatí nad 100 0 C CrO mení na Cr 2 O 3.

Soli dvojmocného chrómu vznikajú rozpustením kovového chrómu v kyselinách. Tieto reakcie prebiehajú v atmosfére neaktívneho plynu (napríklad H 2), pretože v prítomnosti vzduchu sa Cr(II) ľahko oxiduje na Cr(III).

Hydroxid chromitý sa získava vo forme žltej zrazeniny pôsobením alkalického roztoku na chlorid chromitý:

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

Cr(OH) 2 má zásadité vlastnosti, je redukčným činidlom. Hydratovaný ión Cr2+ má svetlomodrú farbu. Vodný roztok CrCl2 má modrú farbu. Vo vzduchu vo vodných roztokoch sa zlúčeniny Cr(II) transformujú na zlúčeniny Cr(III). Toto je obzvlášť výrazné pre hydroxid Cr(II):

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

Zlúčeniny trojmocného chrómu.

Oxid chrómu (III) Cr 2 O 3 je žiaruvzdorný zelený prášok. Tvrdosťou sa blíži korundu. V laboratóriu sa dá získať zahrievaním dvojchrómanu amónneho:

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

Cr 2 O 3 - amfotérny oxid, keď sa spája s alkáliami, tvorí chromity: Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O

Hydroxid chrómu je tiež amfotérna zlúčenina:

Cr(OH)3 + HCl = CrCl3 + 3H20
Cr(OH)3 + NaOH = NaCr02 + 2H20

Bezvodý CrCl 3 má vzhľad tmavofialových listov, je úplne nerozpustný v studenej vode a pri varení sa rozpúšťa veľmi pomaly. Bezvodý síran chrómový (III) Cr 2 (SO 4) 3 ružový, tiež slabo rozpustný vo vode. V prítomnosti redukčných činidiel vytvára purpurový síran chrómový Cr 2 (SO 4) 3 *18H 2 O. Známe sú aj zelené hydráty síranu chrómového, obsahujúce menšie množstvo vody. Kamenec chrómový KCr(SO 4) 2 *12H 2 O kryštalizuje z roztokov obsahujúcich fialový síran chrómu a síran draselný. Roztok chrómového kamenca sa pri zahrievaní zmení na zelenú v dôsledku tvorby síranov.

Reakcie s chrómom a jeho zlúčeninami

Takmer všetky zlúčeniny chrómu a ich roztoky sú intenzívne sfarbené. Ak máme bezfarebný roztok alebo bielu zrazeninu, môžeme s vysokou pravdepodobnosťou konštatovať, že chróm chýba.

  1. Silne zahrejeme v plameni kahana na porcelánovej šálke také množstvo dvojchrómanu draselného, ​​ktoré sa zmestí na hrot noža. Soľ neuvoľňuje kryštalizačnú vodu, ale topí sa pri teplote asi 400 0 C za vzniku tmavej kvapaliny. Na silnom plameni ešte pár minút prehrejeme. Po vychladnutí sa na črepe vytvorí zelená zrazenina. Časť je rozpustná vo vode (žltne) a druhá časť zostáva na črepe. Soľ sa zahrievaním rozložila, čo viedlo k vytvoreniu rozpustného žltého chrómanu draselného K2CrO4 a zeleného Cr203.
  2. Rozpustite 3 g práškového dvojchrómanu draselného v 50 ml vody. Do jednej časti pridajte trochu uhličitanu draselného. Rozpustí sa s uvoľňovaním CO2 a farba roztoku bude svetložltá. Chróman vzniká z dvojchrómanu draselného. Ak teraz po častiach pridáme 50% roztok kyseliny sírovej, tak sa opäť objaví červeno-žlté sfarbenie dvojchrómanu.
  3. Nalejte do skúmavky 5 ml. roztoku dvojchrómanu draselného, ​​varte s 3 ml koncentrovanej kyseliny chlorovodíkovej pod prievanom. Z roztoku sa uvoľňuje žltozelený jedovatý plynný chlór, pretože chróman oxiduje HCl na Cl 2 a H 2 O. Samotný chróman sa zmení na zelený chlorid trojmocný chróm. Môže sa izolovať odparením roztoku a potom fúziou so sódou a dusičnanom premeniť na chróman.
  4. Keď sa pridá roztok dusičnanu olovnatého, vyzráža sa žltý chróman olovnatý; pri interakcii s roztokom dusičnanu strieborného vzniká červenohnedá zrazenina chrómanu strieborného.
  5. Do roztoku dvojchrómanu draselného sa pridá peroxid vodíka a roztok sa okyslí kyselinou sírovou. Vzniknutým peroxidom chrómu získa roztok tmavomodrú farbu. Peroxid sa po pretrepaní s trochou éteru zmení na organické rozpúšťadlo a zmení sa na modrú. Táto reakcia je špecifická pre chróm a je veľmi citlivá. Môže sa použiť na detekciu chrómu v kovoch a zliatinách. V prvom rade je potrebné rozpustiť kov. Pri dlhšom vare s 30% kyselinou sírovou (môže sa pridať aj kyselina chlorovodíková) sa chróm a mnohé ocele čiastočne rozpúšťajú. Výsledný roztok obsahuje síran chrómový (III). Aby sme mohli vykonať detekčnú reakciu, najprv ju zneutralizujeme lúhom sodným. Vyzráža sa sivozelený hydroxid chrómový (III), ktorý sa rozpúšťa v nadbytku NaOH a vytvára zelený chromit sodný. Roztok sa prefiltruje a pridá sa 30% peroxid vodíka. Po zahriatí roztok zožltne, pretože chromit sa oxiduje na chromát. Okyslenie bude mať za následok modré sfarbenie roztoku. Farebnú zlúčeninu možno extrahovať trepaním s éterom.

Analytické reakcie na ióny chrómu.

  1. K 3-4 kvapkám roztoku chloridu chromitého CrCl3 pridajte 2M roztok NaOH, kým sa počiatočná zrazenina nerozpustí. Všimnite si farbu vytvoreného chromitu sodného. Výsledný roztok zahrejte vo vodnom kúpeli. Čo sa deje?
  2. K 2-3 kvapkám roztoku CrCl3 pridajte rovnaký objem 8M roztoku NaOH a 3-4 kvapky 3% roztoku H202. Reakčná zmes sa zahrieva vo vodnom kúpeli. Čo sa deje? Aká zrazenina vznikne, ak sa výsledný farebný roztok zneutralizuje, pridá sa k nemu CH 3 COOH a potom Pb (NO 3) 2?
  3. Do skúmavky nalejte 4-5 kvapiek roztokov síranu chrómového Cr 2 (SO 4) 3, IMH 2 SO 4 a KMnO 4. Miesto reakcie zahrievajte niekoľko minút na vodnom kúpeli. Všimnite si zmenu farby roztoku. čo to spôsobilo?
  4. Do 3-4 kvapiek roztoku K 2 Cr 2 O 7 okysleného kyselinou dusičnou pridajte 2-3 kvapky roztoku H 2 O 2 a premiešajte. Modrá farba roztoku, ktorá sa objaví, je spôsobená objavením sa kyseliny perchrómovej H2CrO6:

Cr2072- + 4H202 + 2H+ = 2H2Cr06 + 3H20

Venujte pozornosť rýchlemu rozkladu H 2 CrO 6:

2H2Cr06 + 8H+ = 2Cr3+ + 302 + 6H20
modrá farba zelená farba

Kyselina chrómová je oveľa stabilnejšia v organických rozpúšťadlách.

  1. Do 3-4 kvapiek roztoku K 2 Cr 2 O 7 okysleného kyselinou dusičnou sa pridá 5 kvapiek izoamylalkoholu, 2-3 kvapky roztoku H 2 O 2 a reakčná zmes sa pretrepe. Vrstva organického rozpúšťadla, ktorá vypláva na povrch, je zafarbená jasne modrou farbou. Farba mizne veľmi pomaly. Porovnajte stabilitu H 2 CrO 6 v organickej a vodnej fáze.
  2. Pri interakcii iónov CrO 4 2- a Ba 2+ sa vyzráža žltá zrazenina chromanu bárnatého BaCrO 4.
  3. Dusičnan strieborný tvorí tehlovo červenú zrazeninu chrómanu strieborného s iónmi CrO 4 2 .
  4. Vezmite tri skúmavky. Do jedného z nich nakvapkajte 5-6 kvapiek roztoku K 2 Cr 2 O 7, do druhého rovnaký objem roztoku K 2 CrO 4 a do tretieho 3 kvapky oboch roztokov. Potom pridajte tri kvapky roztoku jodidu draselného do každej skúmavky. Vysvetlite výsledok. Okyslite roztok v druhej skúmavke. Čo sa deje? prečo?

Zábavné experimenty so zlúčeninami chrómu

  1. Zmes CuS04 a K2Cr207 sa po pridaní zásady zmení na zelenú a v prítomnosti kyseliny zožltne. Zahriatím 2 mg glycerolu s malým množstvom (NH 4) 2 Cr 2 O 7 a následným pridaním alkoholu sa po filtrácii získa svetlozelený roztok, ktorý po pridaní kyseliny zožltne, v neutrálnej resp. alkalické médium.
  2. Umiestnite do stredu plechovky s termitovou "rubínovou zmesou" - dôkladne rozdrvte a vložte do hliníkovej fólie Al 2 O 3 (4,75 g) s prídavkom Cr 2 O 3 (0,25 g). Aby nádoba dlhšie nevychladla, je potrebné ju zahrabať pod horný okraj do piesku a po zapálení termitu a začiatku reakcie prikryť železnou doskou a zasypať pieskom. Banka vykopať za deň. Výsledkom je červeno-rubínový prášok.
  3. 10 g dvojchrómanu draselného sa rozotrie s 5 g dusičnanu sodného alebo draselného a 10 g cukru. Zmes sa navlhčí a zmieša s kolódiom. Ak je prášok stlačený v sklenenej trubici a potom je tyčinka vytlačená a zapálená od konca, potom sa „had“ začne plaziť, najskôr čierny a po ochladení zelený. Tyčinka s priemerom 4 mm horí rýchlosťou asi 2 mm za sekundu a predlžuje sa 10-krát.
  4. Ak zmiešate roztoky síranu meďnatého a dvojchrómanu draselného a pridáte trochu roztoku amoniaku, vypadne amorfná hnedá zrazenina so zložením 4СuCrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O, ktorá sa rozpustí v kyseline chlorovodíkovej za vzniku žltého roztoku a v nadbytku amoniaku sa získa zelený roztok. Ak sa k tomuto roztoku pridá ďalší alkohol, vytvorí sa zelená zrazenina, ktorá po prefiltrovaní zmodrie a po vysušení modrofialová s červenými iskrami, dobre viditeľná v silnom svetle.
  5. Oxid chrómu, ktorý zostane po experimentoch so „sopkou“ alebo „faraónskym hadom“, je možné regenerovať. Na to je potrebné roztaviť 8 g Cr 2 O 3 a 2 g Na 2 CO 3 a 2,5 g KNO 3 a ochladenú zliatinu ošetriť vriacou vodou. Získa sa rozpustný chróman, ktorý je možné previesť aj na iné zlúčeniny Cr(II) a Cr(VI), vrátane pôvodného dvojchrómanu amónneho.

Príklady redoxných prechodov zahŕňajúcich chróm a jeho zlúčeniny

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) Cr2O3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO2 + H20
c) 2NaCr02 + 3Br2 + 8NaOH = 6NaBr + 2Na2Cr04 + 4H20
d) 2Na2Cr04 + 2HCl = Na2Cr207 + 2NaCl + H20

2. Cr(OH)2 -- Cr(OH)3 -- CrCl3 -- Cr2072- -- Cr042-

a) 2Cr(OH)2 + 1/202 + H20 = 2Cr(OH)3
b) Cr(OH)3 + 3HCl = CrCl3 + 3H20
c) 2CrCl3 + 2KMn04 + 3H20 = K2Cr207 + 2Mn(OH)2 + 6HCl
d) K2Cr207 + 2KOH = 2K2Cr04 + H20

3. CrO - Cr (OH) 2 - Cr (OH) 3 - Cr (NO 3) 3 - Cr 2 O 3 - CrO - 2
Cr2+

a) CrO + 2HCl = CrCl2 + H20
b) CrO + H20 \u003d Cr (OH) 2
c) Cr(OH)2 + 1/202 + H20 = 2Cr(OH)3
d) Cr(OH)3 + 3HN03 = Cr(N03)3 + 3H20
e) 4Cr (NO 3) 3 \u003d 2Cr203 + 12NO2 + O2
f) Cr203 + 2 NaOH = 2NaCr02 + H20

Chrómový prvok ako umelec

Chemici sa pomerne často obracali na problém vytvárania umelých pigmentov na maľovanie. V 18.-19. storočí bola vyvinutá technológia na získavanie mnohých obrazových materiálov. Louis Nicolas Vauquelin v roku 1797, ktorý objavil dovtedy neznámy prvok chróm v sibírskej červenej rude, pripravil nový, pozoruhodne stabilný náter – chrómovo zelenú. Jeho chromoforom je vodný oxid chrómový (III). Pod názvom „emerald green“ sa začala vyrábať v roku 1837. Neskôr L. Vauquelen navrhol niekoľko nových náterov: baryt, zinok a chrómová žltá. Postupom času ich nahradili trvácnejšie žlté, oranžové pigmenty na báze kadmia.

Chrómová zelená je najodolnejšia a svetlostála farba, ktorá nie je ovplyvnená atmosférickými plynmi. Chrómová zelená roztretá v oleji má veľkú kryciu schopnosť a je schopná rýchlo schnúť, preto už od 19. storočia. má široké využitie v maliarstve. Veľký význam má v maľovaní na porcelán. Porcelánové výrobky je možné zdobiť podglazúrou aj nadglazúrou. V prvom prípade sa farby nanášajú na povrch len mierne vypáleného výrobku, ktorý sa následne prekryje vrstvou lazúry. Nasleduje hlavný, vysokoteplotný výpal: na spekanie porcelánovej hmoty a tavenie glazúry sa výrobky zahrejú na 1350 - 1450 0 C. Len máloktorá farba znesie takú vysokú teplotu bez chemických zmien a v starých dní boli len dva - kobalt a chróm. Čierny oxid kobaltu nanesený na povrch porcelánového predmetu sa pri vypaľovaní spája s glazúrou a chemicky s ňou interaguje. V dôsledku toho vznikajú jasne modré kremičitany kobaltu. Tento kobaltovo modrý porcelán je každému dobre známy. Oxid chrómu (III) chemicky neinteraguje so zložkami glazúry a jednoducho leží medzi porcelánovými črepmi a priehľadnou glazúrou s „hluchou“ vrstvou.

Okrem chrómovej zelenej používajú umelci farby odvodené od Volkonskoite. Tento minerál zo skupiny montmorillonitov (ílový minerál podtriedy komplexných kremičitanov Na (Mo, Al), Si 4 O 10 (OH) 2) objavil v roku 1830 ruský mineralóg Kemmerer a pomenoval ho po M. N. Volkonskej, dcére hrdinu bitky pri Borodine, generála N. N. Raevského, manželky dekabristu S. G. Volkonského Volkonskoit je hlina obsahujúca až 24 % oxidu chrómu, ako aj oxidy hliníka a železa (III). zloženie minerálu, ktorý sa nachádza na Urale, v regiónoch Perm a Kirov, určuje jeho rôznorodé sfarbenie - od farby tmavej zimnej jedle až po jasne zelenú farbu močiarnej žaby.

Pablo Picasso sa obrátil na geológov našej krajiny so žiadosťou o preštudovanie zásob Volkonskoite, čo dáva náteru jedinečne svieži tón. V súčasnosti bola vyvinutá metóda na získanie umelého wolkonskoitu. Je zaujímavé, že podľa moderných výskumov používali ruskí maliari ikon farby z tohto materiálu už v stredoveku, dlho pred jeho „oficiálnym“ objavom. Medzi umelcami bola známa aj Guinierova zeleň (vytvorená v roku 1837), ktorej chromoforma je hydrát oxidu chrómového Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O, kde je časť vody chemicky viazaná a časť adsorbovaná. Tento pigment dodáva farbe smaragdový odtieň.

stránky, s úplným alebo čiastočným kopírovaním materiálu, je potrebný odkaz na zdroj.