عدد اتمی کروم کروم در طبیعت و استخراج صنعتی آن. بودن در طبیعت

این مقاله به عنصر شماره 24 جدول تناوبی - کروم، تاریخچه کشف و توزیع آن در طبیعت، ساختار اتم آن، خواص شیمیاییو ارتباطات، چگونه آن را دریافت می کند و چرا به آن نیاز داریم. میانگین محتوای کروم در پوسته زمین بالا نیست 0.0083٪. این عنصر احتمالاً بیشتر مشخصه گوشته زمین است.

کروم در سنگ های اولترامافیک کانی های عظیم و پراکنده تشکیل می دهد. تشکیل بزرگترین ذخایر کروم با آنها همراه است. در سنگ های اساسی، محتوای کروم تنها به 2 10-2٪ می رسد، در سنگ های اسیدی - 2.5 10-3٪، در سنگ های رسوبی (ماسه سنگ) - 3.5 10-3٪، شیل - 9 10-3٪. کروم یک مهاجر آبی نسبتا ضعیف است: محتوای کروم در آب دریا 0.00005 میلی گرم در لیتر، در آب های سطحی - 0.0015 میلی گرم در لیتر است.
به طور کلی کروم فلزی از مناطق عمیق زمین است.

امروزه کل مصرف کروم خالص (حداقل 99 درصد کروم) حدود 15 هزار تن است که حدود یک سوم آن کروم الکترولیتی است. پیشرو جهانی در تولید کروم با خلوص بالا، شرکت انگلیسی Bell Metals است. رتبه اول از نظر مصرف توسط ایالات متحده آمریکا (50٪) ، دوم - توسط کشورهای اروپایی (25٪) ، سوم - توسط ژاپن اشغال شده است. بازار فلز کروم کاملاً بی ثبات است و قیمت این فلز به طور گسترده ای در نوسان است.

1. کروم به عنوان یک عنصر شیمیایی

کروم- (کروم) کروم، عنصر شیمیایی 6 (VIb) از گروه سیستم تناوبی. عدد اتمی 24، جرم اتمی 51.996. 24 ایزوتوپ کروم شناخته شده از کروم 42 تا 66 کروم وجود دارد. ایزوتوپ های 52 Cr، 53 Cr، 54 Cr پایدار هستند. ترکیب ایزوتوپی کروم طبیعی: 50 Cr (نیمه عمر 1.8 10 17 سال) - 4.345٪، 52 Cr - 83.489٪، 53 Cr - 9.501٪، 54 Cr - 2.365٪. حالت های اصلی اکسیداسیون +3 و +6 هستند.

در سال 1761، استاد شیمی در دانشگاه سن پترزبورگ، یوهان گوتلوب لمان، در دامنه شرقی کوه های اورال در معدن برزوفسکی، یک ماده معدنی قرمز شگفت انگیز را کشف کرد، که وقتی به پودر خرد شد، رنگ زرد روشنی به دست می داد. در سال 1766 لمان نمونه هایی از این ماده معدنی را به سن پترزبورگ آورد. او پس از تصفیه کریستال ها با اسید هیدروکلریک، رسوب سفید رنگی به دست آورد که در آن سرب پیدا کرد. لمان ماده معدنی را سرب قرمز سیبری (plomb rouge de Sibérie) نامید، اکنون مشخص شده است که کروکویت (از یونانی "krokos" - زعفران) - کرومات سرب طبیعی PbCrO 4 است.

جهانگرد و طبیعت شناس آلمانی پیتر سیمون پالاس (1741-1811) سفر آکادمی علوم سن پترزبورگ را به مناطق مرکزی روسیه رهبری کرد و در سال 1770 از اورال های جنوبی و میانی از جمله معدن برزوفسکی بازدید کرد و مانند لمان علاقه مند به کروکویت پالاس نوشت: «این کانی سرب قرمز شگفت‌انگیز در هیچ کانسار دیگری یافت نمی‌شود. هنگامی که آسیاب به پودر تبدیل می شود زرد می شود و می توان از آن در هنر مینیاتوری استفاده کرد. علیرغم نادر بودن و دشواری تحویل کروکویت از معدن برزوفسکی به اروپا (تقریباً دو سال طول کشید)، استفاده از این ماده معدنی به عنوان ماده رنگ آمیزی مورد استقبال قرار گرفت. در لندن و پاریس در پایان قرن هفدهم. همه افراد نجیب سوار کالسکه های رنگ شده با کروکویت ریز آسیاب شده بودند، علاوه بر این، بهترین نمونه های سرب قرمز سیبری به مجموعه بسیاری از کابینت های کانی شناسی در اروپا اضافه شد.

در سال 1796، نمونه ای از کروکوئیت به نیکولا لوئیس واکلین (1763-1829)، استاد شیمی در دانشکده کانی شناسی پاریس رسید، او این کانی را تجزیه و تحلیل کرد، اما چیزی در آن به جز اکسیدهای سرب، آهن و آلومینیوم نیافت. در ادامه مطالعه سرب قرمز سیبری، واکلین این ماده معدنی را با محلول پتاس جوشاند و پس از جداسازی رسوب سفید کربنات سرب، محلولی زرد رنگ از نمک ناشناخته به دست آورد. هنگامی که آن را با یک نمک سرب درمان کردند، یک رسوب زرد رنگ، با یک نمک جیوه، یک نمک قرمز تشکیل شد و وقتی کلرید قلع اضافه شد، محلول سبز شد. با تجزیه کروکویت با اسیدهای معدنی، او محلولی از "اسید سرب قرمز" به دست آورد، که تبخیر آن کریستال های قرمز یاقوتی به دست آورد (اکنون مشخص است که این انیدرید کروم است). او پس از کلسینه کردن آنها با زغال سنگ در یک بوته گرافیتی، پس از واکنش، تعداد زیادی کریستال سوزنی شکل خاکستری از یک فلز ناشناخته تا آن زمان کشف کرد. Vauquelin مقاومت بالای فلز و مقاومت آن در برابر اسیدها را بیان کرد.

واکلین عنصر جدید را کروم (از یونانی  - رنگ، رنگ) با توجه به ترکیبات چند رنگی که تشکیل می‌دهد نامید. واکلین بر اساس تحقیقات خود برای اولین بار عنوان کرد که رنگ زمردی برخی از سنگ های قیمتی به دلیل مخلوط شدن ترکیبات کروم موجود در آنهاست. به عنوان مثال، زمرد طبیعی یک رنگ عمیق است رنگ سبزبریل که در آن آلومینیوم تا حدی با کروم جایگزین می شود.

به احتمال زیاد، واکلین نه فلز خالص، بلکه کاربیدهای آن را به دست آورده است، همانطور که شکل سوزنی مانند کریستال های به دست آمده نشان می دهد، اما با این وجود آکادمی علوم پاریس کشف عنصر جدیدی را ثبت کرد و اکنون واکلین به درستی کاشف عنصر شماره 24.

در سال 1798، لوویتز و کلاپروت، مستقل از واکولن، کروم را در نمونه‌ای از یک کانی سیاه سنگین (این کرومیت FeCr 2 O 4 بود) کشف کردند که در اورال یافت شد، اما در شمال کانسار برزوفسکی. در سال 1799، F. Tassert عنصر جدیدی را در همان کانی کشف کرد که در جنوب شرقی فرانسه یافت شد. اعتقاد بر این است که این تاسرت بود که برای اولین بار موفق به بدست آوردن کروم فلزی نسبتاً خالص شد.

2. کروم در طبیعت و استخراج صنعتی آن

کروم یک عنصر نسبتاً رایج در زمین است. کلارک آن (متوسط محتوای پوسته زمین) از پوسته 8.3 10-3٪ است. کروم هرگز در حالت آزاد یافت نمی شود. در سنگ معدن کروم فقط کرومیت FeCr 2 O 4 از اهمیت عملی برخوردار است که متعلق به اسپینل ها - کانی های هم شکل سیستم مکعبی با فرمول کلی MO·Me 2 O 3 است که M یک یون فلزی دو ظرفیتی و Me یک یون سه ظرفیتی است. یون فلزی اسپینل ها می توانند با یکدیگر محلول های جامد تشکیل دهند، بنابراین، ماگنوکرومیت (Mg,Fe)Cr2O4، کرومیت آلومینیوم Fe(Cr,Al)2O4، کروموپیکوتیت (Mg,Fe) (Cr,Al) 2O4 - آنها همه متعلق به کلاس اسپینل های کروم هستند. علاوه بر اسپینل ها، کروم در بسیاری از مواد معدنی بسیار کمتر رایج یافت می شود، به عنوان مثال، ملانوکرویت 3PbO 2Cr 2 O 3، ووکلنیت 2(Pb,Cu)CrO4 (Pb,Cu) 3 (PO 4) 2, tarapakaite K2 CrO 4، ditzeite CaIO 3 CaCrO 4 و دیگران.

کرومیت ها تیره یا تقریبا سیاه رنگ هستند، درخشندگی فلزی دارند و معمولاً به صورت آرایه های پیوسته قرار دارند. ذخایر کرومیت منشأ آذرین دارند. منابع شناسایی شده آن در 47 کشور جهان و بالغ بر 15 میلیارد تن برآورد شده است. رتبه اول از نظر ذخایر کرومیت را آفریقای جنوبی (76٪ از ذخایر اثبات شده جهان) اشغال کرده است. بالاترین ارزشدارای گروهی از ذخایر بوشولد است که محتوای سنگ کروم در آن 1 میلیارد تن است. رتبه دوم در جهان از نظر منابع کرومیت متعلق به قزاقستان است (9٪ از ذخایر جهانی) ، سنگ معدن کروم در آنجا از کیفیت بسیار بالایی برخوردار است. تمام منابع کرومیت در قزاقستان در منطقه آکتوبه (توده کمپرسای با ذخایر 300 میلیون تن) متمرکز شده است. ذخایر از اواخر دهه 1930 توسعه یافته است. رتبه سوم را زیمبابوه (6 درصد ذخایر جهان) اشغال کرده است. علاوه بر این، ایالات متحده، هند، فیلیپین، ترکیه، ماداگاسکار و برزیل دارای منابع کروم قابل توجهی هستند. در روسیه، ذخایر نسبتاً بزرگی از کرومیت در اورال ها یافت می شود (سارانوفسکویه، وربلیوژیگورسکویه، آلاپایفسکویه، مونتنایا داچا، خلیلوفسکویه و سایر ذخایر).

در آغاز قرن نوزدهم منبع اصلی کرومیت ذخایر اورال بود، اما در سال 1827، ایزاک تایسون آمریکایی (ایزاک تایسون) ذخایر بزرگی از سنگ معدن کرومیت را در مرز مریلند و پنسیلوانیا کشف کرد و برای سال‌ها به یک انحصار در زمینه معدن تبدیل شد. در سال 1848 ذخایر کرومیت با کیفیت بالا در ترکیه، نه چندان دور از بورسا یافت شد. پس از اتمام ذخایر در مریلند، ترکیه پیشرو در استخراج کرومیت بود، تا اینکه هند و آفریقای جنوبی در سال 1906 باتوم را متوقف کردند.

اکنون سالانه 11 تا 14 میلیون تن کرومیت در جهان استخراج می شود. جایگاه پیشرو در استخراج سنگ معدن کروم توسط آفریقای جنوبی (حدود 6 میلیون تن در سال) و پس از آن قزاقستان با تامین 20 درصد از تقاضای جهانی است. به دلیل عمق زیاد سنگ معدن کروم، معمولاً از معادن استخراج می شود (85%)، اما گاهی اوقات استخراج معادن روباز (معدن معدن) نیز انجام می شود، به عنوان مثال، در فنلاند و ماداگاسکار. معمولاً کانه های استخراج شده از کیفیت کافی برخوردار هستند و فقط به مرتب سازی مکانیکی نیاز دارند. غنی‌سازی کرومیت‌ها اغلب غیرعملی است، زیرا در این حالت فقط می‌توان محتوای Cr 2 O 3 و نسبت Fe را افزایش داد. : Cr بدون تغییر باقی می ماند. قیمت کرومیت در بازار جهانی بین 40 تا 120 دلار آمریکا در هر تن در نوسان است.

کروم یک فلز نقره ای با چگالی 7200 کیلوگرم بر متر مکعب است. تعیین نقطه ذوب کروم خالص یک کار بسیار دشوار است، زیرا کوچکترین ناخالصی های اکسیژن یا نیتروژن به طور قابل توجهی بر مقدار این دما تأثیر می گذارد. با توجه به نتایج اندازه گیری های مدرن، برابر با 1907 درجه سانتیگراد است. نقطه جوش کروم 2671 درجه سانتیگراد است. کروم کاملا خالص (بدون ناخالصی های گاز و کربن) کاملاً ویسکوز، آهنگری و چکش خوار است. با کوچکترین آلودگی با کربن، هیدروژن، نیتروژن و غیره. شکننده، شکننده و سخت می شود. در دماهای معمولی، به شکل a-modification وجود دارد و دارای یک شبکه مکعبی در مرکز بدن است. از نظر شیمیایی، کروم به دلیل تشکیل یک لایه اکسید نازک قوی روی سطح آن، نسبتاً بی اثر است. حتی در صورت وجود رطوبت در هوا اکسید نمی شود و هنگامی که گرم می شود، اکسیداسیون فقط در سطح رخ می دهد. کروم توسط اسید نیتریک رقیق و غلیظ، آکوا رژیا غیرفعال می شود و حتی زمانی که فلز با این معرف ها جوشانده می شود، فقط کمی حل می شود. کروم غیرفعال شده با اسید نیتریک، بر خلاف فلز بدون لایه محافظ، در اسیدهای سولفوریک و کلریدریک رقیق حل نمی شود، حتی با جوشاندن طولانی مدت در محلول های این اسیدها، اما در یک نقطه معین، انحلال سریع شروع می شود، همراه با کف کردن هیدروژن آزاد شده - کروم از شکل غیرفعال فعال می شود و توسط یک فیلم اکسید محافظت نمی شود:

Cr + 2HCl \u003d CrCl 2 + H 2

اگر اسید نیتریک در طول فرآیند انحلال اضافه شود، واکنش بلافاصله متوقف می شود - کروم دوباره غیرفعال می شود.

کروم فلزی هنگام گرم شدن با هالوژن ها، گوگرد، سیلیکون، بور، کربن و برخی عناصر دیگر ترکیب می شود:

Cr + 2F 2 = CrF 4 (با مخلوط CrF 5)

2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3

2Cr + 3S = Cr2S3

مخلوط Cr + C = Cr 23 C 6 + Cr 7 C 3.

هنگامی که کروم با سودای مذاب در هوا، نیترات ها یا کلرات های فلزات قلیایی گرم می شود، کرومات های مربوطه (VI) بدست می آید:

2Cr + 2Na 2 CO 3 + 3O 2 \u003d 2Na 2 CrO 4 + 2CO 2.

بسته به درجه خلوص مورد نیاز فلز، چندین روش صنعتی برای به دست آوردن کروم وجود دارد.

امکان پذیری آلومینوترمیککاهش اکسید کروم (III) توسط فردریش ویلر در سال 1859 نشان داده شد، اما این روش به محض اینکه امکان دستیابی به آلومینیوم ارزان قیمت فراهم شد، در مقیاس صنعتی در دسترس قرار گرفت. تولید آلومینوترمیک صنعتی کروم با کار گلداشمیت آغاز شد، که اولین کسی بود که روشی قابل اعتماد برای کنترل فرآیند کاهش بسیار گرمازا (و در نتیجه انفجاری) ایجاد کرد:

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

مخلوط به طور یکنواخت تا 500-600 درجه سانتیگراد گرم می شود. کاهش را می توان با مخلوطی از پراکسید باریم و پودر آلومینیوم یا با مشتعل کردن بخش کوچکی از مخلوط و سپس افزودن بقیه مخلوط آغاز کرد. مهم است که حرارت آزاد شده در طی واکنش به اندازه ای باشد که کروم حاصل را ذوب کرده و از سرباره جدا کند. کروم به دست آمده با روش آلومینوترمیک معمولاً حاوی 0.015-0.02٪ C، 0.02٪ S و 0.25-0.40٪ آهن است و کسر جرمی ماده اصلی موجود در آن 99.1-99.4٪ کروم است. بسیار شکننده است و به راحتی به پودر تبدیل می شود.

هنگام بدست آوردن کروم با خلوص بالا، از روش های الکترولیتی استفاده می شود، این امکان در سال 1854 توسط Bunsen نشان داده شد که محلول آبی کلرید کروم را تحت الکترولیز قرار داد. اکنون مخلوط های کروم انیدرید یا آلوم کروموآمونیم با اسید سولفوریک رقیق تحت الکترولیز قرار می گیرند. کروم آزاد شده در طول الکترولیز حاوی گازهای محلول به عنوان ناخالصی است. فن آوری های مدرن به دست آوردن فلز با خلوص 99.90-99.995٪ در مقیاس صنعتی با استفاده از تصفیه در دمای بالا در جریان هیدروژن و گاز زدایی خلاء امکان پذیر است. تکنیک های منحصر به فرد برای پالایش کروم الکترولیتی به شما امکان می دهد از اکسیژن، گوگرد، نیتروژن و هیدروژن موجود در محصول "خام" خلاص شوید.

چندین راه کمتر مهم دیگر برای به دست آوردن فلز کروم وجود دارد. احیای سیلیکوترمال بر اساس واکنش زیر است:

2Cr 2 O 3 + 3Si + 3CaO = 4Cr + 3CaSiO 3 .

کاهش سیلیکون، اگرچه گرمازا است، اما نیاز به انجام این فرآیند در یک کوره قوس دارد. افزودن آهک زنده امکان تبدیل دی اکسید سیلیکون نسوز را به سرباره سیلیکات کلسیم کم ذوب می دهد.

احیای اکسید کروم (III) با زغال سنگ برای به دست آوردن کروم با کربن بالا که برای تولید آلیاژهای ویژه در نظر گرفته شده است استفاده می شود. این فرآیند همچنین در یک کوره قوس الکتریکی انجام می شود.

فرآیند Van Arkel-Kuchman-De Boer از تجزیه یدید کروم (III) روی سیمی که تا دمای 1100 درجه سانتیگراد گرم شده و فلز خالص روی آن رسوب می‌کند، استفاده می‌کند.

کروم را می توان با احیای Cr 2 O 3 با هیدروژن در دمای 1500 درجه سانتی گراد، احیای CrCl 3 بی آب با هیدروژن، فلزات قلیایی یا قلیایی خاکی، منیزیم و روی به دست آورد.

3. کاربردهای کروم در صنعت

برای چندین دهه از زمان کشف کروم فلزی، فقط کروکویت و برخی دیگر از ترکیبات آن به عنوان رنگدانه در ساخت رنگ استفاده شده است. در سال 1820، کوچلین استفاده از دی کرومات پتاسیم را به عنوان ماده ای در رنگرزی منسوجات پیشنهاد کرد. در سال 1884، استفاده فعال از ترکیبات کروم محلول به عنوان تانن در صنعت چرم آغاز شد. کرومیت برای اولین بار در سال 1879 در فرانسه به عنوان ماده نسوز مورد استفاده قرار گرفت، اما استفاده اصلی از آن در دهه 1880 در انگلستان و سوئد آغاز شد، زمانی که ذوب صنعتی فروکروم شروع به افزایش کرد. فروکروم را می‌توان در مقادیر کم در آغاز قرن 19 به دست آورد، بنابراین برتیه در اوایل سال 1821، احیای مخلوطی از اکسیدهای آهن و کروم را با زغال چوب در یک بوته پیشنهاد کرد. اولین اختراع برای ساخت فولاد کروم در سال 1865 صادر شد. تولید صنعتی فروکروم با کربن بالا با استفاده از کوره بلند برای احیای کرومیت با کک آغاز شد. فروکروم اواخر قرن نوزدهم کیفیت بسیار پایینی داشت، زیرا معمولاً حاوی 7 تا 8 درصد کروم بود و به دلیل اینکه سنگ آهن-کروم اصلی از تاسمانی وارد می شد، به «آهن خوک تاسمانی» معروف بود. نقطه عطف در تولید فروکروم در سال 1893 بود، زمانی که هنری مویسان برای اولین بار فروکروم با کربن بالا حاوی 60٪ کروم را ذوب کرد. دستاورد اصلی در این صنعت جایگزینی کوره بلند با کوره قوس الکتریکی ایجاد شده توسط مویسان بود که امکان افزایش دمای فرآیند، کاهش مصرف انرژی و بهبود قابل توجه کیفیت فروکروم ذوب شده را فراهم کرد که حاوی 67 فروکروم بود. -71٪ کروم و 4-6٪ C. روش Moissan هنوز منفذی است که زیربنای تولید صنعتی مدرن فروکروم است. بازیابی کرومیت معمولاً در کوره های قوس الکتریکی باز انجام می شود و شارژ از بالا بارگیری می شود. قوس بین الکترودهای غوطه ور در مخلوط تشکیل می شود.

کروم در طبیعت عمدتاً به شکل سنگ آهن کروم Fe (CrO 2) 2 (کرومیت آهن) وجود دارد. فروکروم از آن با احیاء در کوره های الکتریکی با کک (کربن) بدست می آید:

FeO Cr 2 O 3 + 4C → Fe + 2Cr + 4CO

6) با استفاده از الکترولیز، کروم الکترولیتی از محلول انیدرید کرومیک در آب حاوی اسید سولفوریک به دست می آید. در همان زمان، 3 فرآیند روی کاتدها انجام می شود:

- کاهش کروم شش ظرفیتی به کروم سه ظرفیتی با تبدیل آن به محلول.

- تخلیه یون های هیدروژن با تکامل هیدروژن گازی.

- تخلیه یون های حاوی کروم شش ظرفیتی با رسوب کروم فلزی.

Cr 2 O 7 2- + 14Н + + 12е - = 2Сr + 7H 2 O

در شکل آزاد خود، فلزی به رنگ آبی مایل به سفید با یک شبکه مکعبی در مرکز بدنه، a = 0.28845 نانومتر است. در دمای 39 درجه سانتیگراد از حالت پارامغناطیس به ضد فرومغناطیسی (نقطه نیل) تغییر می کند.

مقاوم در برابر هوا. در دمای 300 درجه سانتی گراد، با تشکیل اکسید کروم سبز (III) Cr 2 O 3 که خاصیت آمفوتریک دارد، می سوزد. از همجوشی Cr 2 O 3 با مواد قلیایی، کرومیت ها به دست می آیند

علیرغم اهمیت فراوان فروکروم پرکربن برای تولید بسیاری از گریدهای فولادهای زنگ نزن، برای ذوب برخی از فولادهای پرکروم مناسب نیست، زیرا وجود کربن (به شکل کاربید Cr 23 C 6 که در امتداد مرزهای دانه متبلور می شود) آنها را شکننده و به راحتی خورده می کند. تولید فروکروم کم کربن با شروع استفاده از احیای آلومینوگرمیک صنعتی کرومیت ها شروع به توسعه کرد. در حال حاضر فرآیند آلومینوترمیک با فرآیند سیلیکوترمال (فرایند پرین) و فرآیند سیمپلکس جایگزین شده است که شامل مخلوط کردن فروکروم با کربن بالا با پودر فروکروم نیمه اکسید شده و به دنبال آن بریکت کردن و حرارت دادن تا دمای 1360 درجه سانتیگراد در خلاء است. فروکروم تهیه شده توسط فرآیند سیمپلکس معمولاً فقط حاوی 0.008٪ کربن است و بریکت های حاصل از آن به راحتی در مذاب فولاد حل می شوند.

بازار فروکروم چرخه ای است. تولید جهانی فروکروم در سال 2000 4.8 میلیون تن و در سال 2001 به دلیل تقاضای کم 3.4 میلیون تن بود. در سال 2002 تقاضا برای فروکروم دوباره فعال شد. اولین مکان در جهان در ذوب فروکروم توسط "Big Two" آفریقای جنوبی ("Big Two") - شرکت Xstrata South Africa (Pty) Ltd. (یکی از شرکت های تابعه Xstrata AG) و Samancor Chrome Division (یکی از شرکت های تابعه Samancor Ltd.). آنها تا 40 درصد از ذوب فروکروم جهان را تشکیل می دهند. در آفریقای جنوبی و فنلاند عمدتاً شارژ کروم (از شارژ انگلیسی - برای بارگیری زغال سنگ) حاوی 52-55٪ کروم و در چین، روسیه، زیمبابوه، قزاقستان، فروکروم حاوی بیش از 60٪ کروم تولید می شود. فروکروم به عنوان افزودنی آلیاژی برای فولادهای کم آلیاژ استفاده می شود. با محتوای بیش از 12٪ کروم، فولاد تقریبا زنگ نمی‌زند.

مقاومت به خوردگی آلیاژهای آهن را می توان با اعمال یک لایه نازک کروم بر روی سطح آنها به میزان قابل توجهی افزایش داد. این روش آبکاری کروم نامیده می شود. لایه های کروم اندود در برابر اثرات جو مرطوب، هوای دریا، آب لوله کشی، نیتریک و بسیاری از اسیدهای آلی مقاومت می کنند. تمام روش های آبکاری کروم را می توان به دو نوع تقسیم کرد - انتشار و الکترولیتی. روش انتشار Becker-Davis-Steinberg شامل گرم کردن محصول کروم شده تا دمای 1050-1100 درجه سانتیگراد در اتمسفر هیدروژنی، پوشیده شده با مخلوطی از فروکروم و دیرگداز، پیش تیمار شده با کلرید هیدروژن در دمای 1050 درجه سانتیگراد است. CrCl 2 واقع شده است. در منافذ نسوز محصول را تبخیر و کرومیزه می کند. در فرآیند آبکاری کروم الکترولیتی، فلز بر روی سطح قطعه کار رسوب می کند که به عنوان کاتد عمل می کند. الکترولیت اغلب یک ترکیب کروم شش ظرفیتی (معمولاً CrO 3) است که در H2SO4 آبی حل شده است. روکش های کروم محافظ و تزئینی هستند. ضخامت پوشش های محافظ به 0.1 میلی متر می رسد، آنها مستقیماً روی محصول اعمال می شوند و مقاومت در برابر سایش را افزایش می دهند. پوشش های تزئینی ارزش زیبایی شناختی دارند و روی زیر لایه فلز دیگری (نیکل یا مس) اعمال می شوند که عملکرد محافظتی خود را انجام می دهد. ضخامت چنین پوششی فقط 0.0002-0.0005 میلی متر است.

4. نقش بیولوژیکی کروم

کروم یک ریز عنصر ضروری برای رشد و عملکرد طبیعی بدن انسان است. ثابت شده است که فقط کروم سه ظرفیتی در فرآیندهای بیوشیمیایی شرکت می کند. مهمترین نقش بیولوژیکی آن در تنظیم متابولیسم کربوهیدرات و سطح گلوکز خون است. کروم بخشی جدایی ناپذیر از کمپلکس با وزن مولکولی کم - فاکتور تحمل گلوکز (GTF) است که تعامل گیرنده های سلولی با انسولین را تسهیل می کند و در نتیجه نیاز بدن به آن را کاهش می دهد. فاکتور تحمل با مشارکت آن، عملکرد انسولین را در تمام فرآیندهای متابولیک افزایش می دهد. علاوه بر این، کروم در تنظیم متابولیسم کلسترول نقش دارد و فعال کننده آنزیم های خاصی است.

محتوای کروم در بدن انسان 6 تا 12 میلی گرم است. اطلاعات دقیقی در مورد نیاز فیزیولوژیکی فرد به این عنصر وجود ندارد، علاوه بر این، به شدت به ماهیت رژیم غذایی بستگی دارد (به عنوان مثال، با افزایش قند در رژیم غذایی به شدت افزایش می یابد). طبق برآوردهای مختلف، مصرف روزانه کروم در بدن بین 20 تا 300 میکروگرم است. یک شاخص در دسترس بودن کروم در بدن محتوای آن در مو است (هنجار 0.15-0.5 میکروگرم در گرم است). برخلاف بسیاری از عناصر کمیاب، محتوای کروم در بافت های بدن (به استثنای ریه)، با افزایش سن، کاهش می یابد.

غلظت عنصر در غذاهای گیاهی مرتبه ای کمتر از غلظت آن در بافت پستانداران است. محتوای کروم در مخمر آبجو به ویژه زیاد است، علاوه بر این، به مقدار قابل توجهی در گوشت، جگر، حبوبات و غلات کامل یافت می شود. کمبود کروم در بدن می تواند باعث ایجاد بیماری شبیه دیابت شود، به ایجاد تصلب شرایین و اختلال در فعالیت عصبی بالاتر کمک کند.

در حال حاضر در غلظت های نسبتا کم (کسری از یک میلی گرم در متر مکعب برای اتمسفر)، تمام ترکیبات کروم اثر سمی بر بدن دارند. از این نظر به خصوص ترکیبات محلول کروم شش ظرفیتی خطرناک هستند که دارای اثرات آلرژیک، جهش زا و سرطان زا هستند.

مسمومیت با کروم و ترکیبات آن در طول تولید آنها رخ می دهد. در مهندسی مکانیک (پوشش های آبکاری شده)؛ متالورژی (افزودنی های آلیاژی، آلیاژها، مواد نسوز)؛ در ساخت چرم، رنگ و غیره. سمیت ترکیبات کروم به ساختار شیمیایی آنها بستگی دارد: دی کرومات ها سمی تر از کرومات ها هستند، ترکیبات کروم (VI) سمی تر از ترکیبات کروم (II)، کروم (III) هستند. اشکال اولیه بیماری با احساس خشکی و درد در بینی، گلودرد، مشکل در تنفس، سرفه و غیره ظاهر می شود. ممکن است با قطع ارتباط با Chrome ناپدید شوند. با تماس طولانی مدت با ترکیبات کروم، علائم مسمومیت مزمن ایجاد می شود: سردرد، ضعف، سوء هاضمه، کاهش وزن و غیره. عملکرد معده، کبد و لوزالمعده خراب است. برونشیت، آسم برونش، پنوموسکلروز منتشر ممکن است. هنگامی که در معرض کروم قرار می گیرید، ممکن است درماتیت و اگزما روی پوست ایجاد شود. بر اساس برخی گزارش‌ها، ترکیبات کروم، عمدتاً کروم (III)، اثر سرطان‌زایی دارند.
آبکاری کروم کاهش محتوای کروم در غذا و خون منجر به کاهش سرعت رشد و افزایش می شود

Ripan R., Chetyanu I. Inorganic Chemistry, v.2. - م.: میر، 1972.

کشف کروم متعلق به دوره توسعه سریع مطالعات شیمیایی-تحلیلی نمک ها و مواد معدنی است. در روسیه، شیمیدانان علاقه خاصی به تجزیه و تحلیل مواد معدنی یافت شده در سیبری و تقریباً ناشناخته در اروپای غربی داشتند. یکی از این کانی ها سنگ سرب قرمز سیبری ( کروکویت ) بود که توسط لومونوسوف توصیف شد. این ماده معدنی مورد بررسی قرار گرفت، اما چیزی جز اکسیدهای سرب، آهن و آلومینیوم در آن یافت نشد. با این حال، در سال 1797، Vauquelin، با جوشاندن یک نمونه ریز آسیاب شده از ماده معدنی با پتاس و رسوب کربنات سرب، محلولی نارنجی مایل به قرمز به دست آورد. از این محلول، او نمک قرمز یاقوتی متبلور کرد که از آن یک اکسید و یک فلز آزاد، متفاوت از تمام فلزات شناخته شده، جدا شد. واکلین به او زنگ زد کروم (کروم ) از کلمه یونانی- رنگ آمیزی، رنگ؛ درست است، در اینجا منظور از خاصیت فلز نبود، بلکه نمک های رنگارنگ آن بود.

یافتن در طبیعت

مهمترین سنگ معدن کروم با اهمیت عملی کرومیت است که ترکیب تقریبی آن با فرمول FeCrO4 مطابقت دارد.

این در آسیای صغیر، در اورال، در آمریکای شمالی، در جنوب آفریقا یافت می شود. کروکویت معدنی فوق - PbCrO 4 - نیز از اهمیت فنی برخوردار است. اکسید کروم (3) و برخی دیگر از ترکیبات آن نیز در طبیعت یافت می شود. در پوسته زمین، محتوای کروم از نظر فلز 0.03٪ است. کروم در خورشید، ستاره ها، شهاب سنگ ها یافت می شود.

مشخصات فیزیکی.

کروم فلزی سفید، سخت و شکننده است که از نظر شیمیایی در برابر اسیدها و قلیاها بسیار مقاوم است. در هوا اکسید می شود و یک لایه نازک اکسید شفاف روی سطح دارد. کروم دارای چگالی 7.1 گرم بر سانتی متر مکعب است، نقطه ذوب آن +1875 0 C است.

اعلام وصول.

با حرارت دادن قوی سنگ آهن کروم با زغال سنگ، کروم و آهن کاهش می یابد:

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

در نتیجه این واکنش آلیاژی از کروم با آهن تشکیل می شود که با استحکام بالا مشخص می شود. برای به دست آوردن کروم خالص، آن را از اکسید کروم (3) با آلومینیوم احیا می کنند:

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

معمولاً در این فرآیند از دو اکسید استفاده می شود - Cr 2 O 3 و CrO 3

خواص شیمیایی.

به لطف یک لایه اکسید محافظ نازک که سطح کروم را می پوشاند، در برابر اسیدها و قلیاهای تهاجمی بسیار مقاوم است. کروم با اسیدهای نیتریک و سولفوریک غلیظ و همچنین با اسید فسفریک واکنش نمی دهد. کروم با قلیاها در دمای 600-700 درجه سانتیگراد برهمکنش می کند. اما کروم با اسیدهای سولفوریک و کلریدریک رقیق برهمکنش می کند و هیدروژن را جایگزین می کند:

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

در دماهای بالا، کروم در اکسیژن می سوزد و اکسید (III) را تشکیل می دهد.

کروم داغ با بخار آب واکنش می دهد:

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

کروم همچنین با هالوژن ها در دماهای بالا، هالوژن ها با هیدروژن، گوگرد، نیتروژن، فسفر، زغال سنگ، سیلیکون، بور واکنش می دهد، به عنوان مثال:

Cr + 2HF = CrF 2 + H 2
2Cr + N2 = 2CrN
2Cr + 3S = Cr2S3
Cr + Si = CrSi

خواص فیزیکی و شیمیایی فوق کروم در زمینه های مختلف علم و فناوری کاربرد خود را پیدا کرده است. به عنوان مثال، کروم و آلیاژهای آن برای به دست آوردن پوشش‌هایی با مقاومت بالا و مقاوم در برابر خوردگی در مهندسی مکانیک استفاده می‌شوند. از آلیاژهای فروکروم به عنوان ابزار برش فلز استفاده می شود. آلیاژهای روکش کروم در فناوری پزشکی، در ساخت تجهیزات فرآیند شیمیایی کاربرد پیدا کرده اند.

موقعیت کروم در جدول تناوبی عناصر شیمیایی:

کروم رهبری زیرگروه ثانویه گروه VI را بر عهده دارد سیستم دوره ایعناصر. فرمول الکترونیکی آن به شرح زیر است:

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

در پر کردن اوربیتال‌ها با الکترون در اتم کروم، این نظم نقض می‌شود که طبق آن، اوربیتال 4S باید ابتدا به حالت 4S 2 پر می‌شد. با این حال، با توجه به این واقعیت که اوربیتال 3d موقعیت انرژی مطلوب تری را در اتم کروم اشغال می کند، تا مقدار 4d 5 پر می شود. چنین پدیده ای در اتم های برخی عناصر دیگر از زیر گروه های ثانویه مشاهده می شود. کروم می تواند حالت های اکسیداسیون را از 1+ تا 6+ نشان دهد. پایدارترین ترکیبات کروم با حالت های اکسیداسیون +2، +3، +6 هستند.

ترکیبات کروم دو ظرفیتی

اکسید کروم (II) CrO - پودر سیاه پیروفوریک (پیروفوریک - توانایی اشتعال در هوا در حالت تقسیم ریز). CrO در اسید هیدروکلریک رقیق حل می شود:

CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

در هوا، وقتی بالای 100 0 درجه سانتیگراد گرم می شود، CrO به Cr 2 O 3 تبدیل می شود.

نمک های کروم دو ظرفیتی از حل کردن فلز کروم در اسیدها تشکیل می شوند. این واکنش ها در اتمسفر یک گاز غیرفعال (مثلا H 2) انجام می شود، زیرا در حضور هوا، کروم (II) به راحتی به کروم (III) اکسید می شود.

هیدروکسید کروم به شکل یک رسوب زرد با اثر محلول قلیایی بر روی کلرید کروم (II) به دست می آید:

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

Cr(OH) 2 دارای خواص اساسی است، یک عامل کاهنده است. یون هیدراته Cr2+ به رنگ آبی کمرنگ است. محلول آبی CrCl 2 رنگ آبی دارد. در هوا در محلول های آبی، ترکیبات کروم (II) به ترکیبات کروم (III) تبدیل می شوند. این به ویژه برای هیدروکسید کروم (II) مشخص است:

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

ترکیبات کروم سه ظرفیتی

اکسید کروم (III) Cr 2 O 3 یک پودر سبز نسوز است. از نظر سختی به کوراندوم نزدیک است. در آزمایشگاه، می توان آن را با گرم کردن دی کرومات آمونیوم به دست آورد:

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

Cr 2 O 3 - اکسید آمفوتریک، هنگامی که با مواد قلیایی ترکیب می شود، کرومیت ها را تشکیل می دهد: Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O

هیدروکسید کروم نیز یک ترکیب آمفوتریک است:

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

CrCl 3 بی آب ظاهری به رنگ بنفش تیره دارد، در آب سرد کاملا نامحلول است و در زمان جوشاندن بسیار آهسته حل می شود. سولفات کروم بی آب (III) Cr 2 (SO 4) 3 صورتی، همچنین در آب کم محلول است. در حضور عوامل کاهنده، سولفات کروم بنفش Cr 2 (SO 4) 3 * 18H 2 O را تشکیل می دهد. هیدرات های سولفات کروم سبز نیز شناخته شده اند که حاوی مقدار کمتری آب هستند. زاج کروم KCr(SO 4) 2 * 12H 2 O از محلول های حاوی سولفات کروم بنفش و سولفات پتاسیم متبلور می شود. محلول زاج کرومیک به دلیل تشکیل سولفات ها هنگام گرم شدن سبز می شود.

واکنش با کروم و ترکیبات آن

تقریباً تمام ترکیبات کروم و محلول های آنها به شدت رنگی هستند. با داشتن یک محلول بی رنگ یا یک رسوب سفید، می‌توانیم با احتمال بالایی نتیجه بگیریم که کروم وجود ندارد.

آنقدر دی کرومات پتاسیم را در شعله شعله روی یک فنجان چینی به شدت گرم می کنیم که روی نوک چاقو قرار گیرد. نمک آب تبلور آزاد نمی کند، اما در دمای حدود 400 درجه سانتیگراد با تشکیل یک مایع تیره ذوب می شود. چند دقیقه دیگر روی شعله قوی گرم می کنیم. پس از سرد شدن، یک رسوب سبز رنگ روی خرده تشکیل می شود. قسمتی از آن در آب محلول است (زرد می شود) و قسمت دیگر روی خرده می ماند. نمک با حرارت دادن تجزیه می شود و منجر به تشکیل کرومات پتاسیم زرد رنگ محلول K 2 CrO 4 و Cr 2 O 3 سبز رنگ می شود.
3 گرم پودر دی کرومات پتاسیم را در 50 میلی لیتر آب حل کنید. به یک قسمت مقداری کربنات پتاسیم اضافه کنید. با آزاد شدن CO 2 حل می شود و رنگ محلول زرد روشن می شود. کرومات از دی کرومات پتاسیم تشکیل می شود. اگر اکنون محلول 50% اسید سولفوریک را در قسمت‌هایی اضافه کنیم، رنگ قرمز زرد بیکرومات دوباره ظاهر می‌شود.
داخل لوله آزمایش 5 میلی لیتر بریزید. محلول دی کرومات پتاسیم، با 3 میلی لیتر اسید هیدروکلریک غلیظ در زیر آب جوش بجوشانید. کلر گازی سمی زرد-سبز از محلول آزاد می شود، زیرا کرومات HCl را به Cl 2 و H 2 O اکسید می کند. خود کرومات به کلرید کروم سه ظرفیتی سبز تبدیل می شود. می توان آن را با تبخیر محلول جدا کرد و سپس با ذوب سودا و نیترات به کرومات تبدیل کرد.
هنگامی که محلولی از نیترات سرب اضافه می شود، کرومات سرب زرد رسوب می کند. هنگام برهمکنش با محلول نیترات نقره، یک رسوب قرمز قهوه ای از کرومات نقره تشکیل می شود.
پراکسید هیدروژن را به محلول بی کرومات پتاسیم اضافه کنید و محلول را با اسید سولفوریک اسیدی کنید. محلول به دلیل تشکیل پراکسید کروم رنگ آبی تیره به دست می آورد. پراکسید وقتی با مقداری اتر تکان داده شود به یک حلال آلی تبدیل می شود و آن را آبی می کند. این واکنش مخصوص کروم است و بسیار حساس است. می توان از آن برای تشخیص کروم در فلزات و آلیاژها استفاده کرد. اول از همه، لازم است که فلز را حل کنید. با جوشاندن طولانی مدت با 30٪ اسید سولفوریک (اسید کلریدریک نیز می توان اضافه کرد)، کروم و بسیاری از فولادها تا حدی حل می شوند. محلول حاصل حاوی سولفات کروم (III) است. برای اینکه بتوانیم یک واکنش تشخیصی انجام دهیم، ابتدا آن را با سود سوزآور خنثی می کنیم. هیدروکسید کروم سبز خاکستری (III) رسوب می کند که در NaOH اضافی حل می شود و کرومیت سدیم سبز را تشکیل می دهد. محلول را صاف کرده و 30 درصد پراکسید هیدروژن اضافه کنید. هنگامی که گرم می شود، محلول زرد می شود، زیرا کرومیت به کرومات اکسید می شود. اسیدی شدن باعث رنگ آبی محلول می شود. ترکیب رنگی را می توان با تکان دادن با اتر استخراج کرد.

واکنش های تحلیلی برای یون های کروم

به 3-4 قطره از محلول کروم کلرید CrCl 3 محلول 2M NaOH اضافه کنید تا رسوب اولیه حل شود. به رنگ کرومیت سدیم تشکیل شده توجه کنید. محلول به دست آمده را در حمام آب گرم کنید. چه اتفاقی می افتد؟
به 2-3 قطره محلول CrCl 3 حجم مساوی از محلول NaOH 8M و 3-4 قطره محلول 3% H 2 O 2 اضافه کنید. مخلوط واکنش را در یک حمام آب گرم کنید. چه اتفاقی می افتد؟ اگر محلول رنگی حاصل خنثی شود، CH 3 COOH و سپس سرب (NO 3) 2 به آن اضافه شود، چه رسوبی تشکیل می شود؟
4-5 قطره محلول سولفات کروم Cr 2 (SO 4) 3، IMH 2 SO 4 و KMnO 4 را در یک لوله آزمایش بریزید. محل واکنش را برای چند دقیقه روی حمام آب گرم کنید. به تغییر رنگ محلول توجه کنید. چه چیزی باعث شد؟
به 3-4 قطره محلول K 2 Cr 2 O 7 اسیدی شده با اسید نیتریک ، 2-3 قطره محلول H 2 O 2 اضافه کنید و مخلوط کنید. رنگ آبی محلول ظاهر شده به دلیل ظاهر اسید پرکرومیک H 2 CrO 6 است:

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

به تجزیه سریع H 2 CrO 6 توجه کنید:

2H 2 CrO 6 + 8H + = 2Cr 3 + + 3O 2 + 6H 2 O
رنگ آبی رنگ سبز

اسید پرکرومیک در حلال های آلی بسیار پایدارتر است.

به 3-4 قطره محلول K 2 Cr 2 O 7 اسیدی شده با اسید نیتریک، 5 قطره ایزوآمیل الکل، 2-3 قطره محلول H 2 O 2 اضافه کنید و مخلوط واکنش را تکان دهید. لایه ای از حلال آلی که به سمت بالا شناور است به رنگ آبی روشن است. رنگ خیلی آهسته محو می شود. پایداری H 2 CrO 6 را در فازهای آلی و آبی مقایسه کنید.
هنگامی که یون های CrO 4 2- و Ba 2 + برهم کنش می کنند، یک رسوب زرد رنگ از باریم کرومات BaCrO 4 رسوب می کند.
نیترات نقره رسوب قرمز آجری کرومات نقره را با یون های CrO 4 2 تشکیل می دهد.
سه لوله آزمایش بردارید. 5-6 قطره از محلول K 2 Cr 2 O 7 را در یکی از آنها، همان حجم محلول K 2 CrO 4 را در دومی و سه قطره از هر دو محلول را در محلول سوم بریزید. سپس به هر لوله سه قطره محلول یدید پتاسیم اضافه کنید. نتیجه را توضیح دهید. محلول را در لوله دوم اسیدی کنید. چه اتفاقی می افتد؟ چرا؟

آزمایشات سرگرم کننده با ترکیبات کروم

مخلوط CuSO 4 و K 2 Cr 2 O 7 با افزودن قلیایی سبز می شود و در حضور اسید زرد می شود. با حرارت دادن 2 میلی گرم گلیسرول با مقدار کمی (NH 4) 2 Cr 2 O 7 و سپس افزودن الکل، پس از تصفیه محلول سبز روشن به دست می آید که با افزودن اسید زرد می شود و در حالت خنثی یا قلیایی سبز می شود. متوسط.
با ترمیت "مخلوط یاقوت" در مرکز قوطی قرار دهید - کاملاً آسیاب شده و در فویل آلومینیومی Al 2 O 3 (4.75 گرم) با افزودن Cr 2 O 3 (0.25 گرم) قرار دهید. برای اینکه کوزه بیشتر خنک نشود، لازم است آن را زیر لبه بالایی در ماسه دفن کنید و پس از مشتعل شدن ترمیت و شروع واکنش، روی آن را با ورقه آهنی بپوشانید و با ماسه پر کنید. بانک برای حفاری در یک روز. نتیجه یک پودر یاقوت قرمز است.
10 گرم بی کرومات پتاسیم با 5 گرم سدیم یا نیترات پتاسیم و 10 گرم شکر ساییده می شود. مخلوط مرطوب شده و با کلودیون مخلوط می شود. اگر پودر در یک لوله شیشه ای فشرده شود و سپس چوب رانده شود و از انتها آتش بگیرد ، "مار" ابتدا سیاه و پس از خنک شدن - سبز شروع به خزیدن می کند. چوبی با قطر 4 میلی متر با سرعت حدود 2 میلی متر در ثانیه می سوزد و 10 برابر طول می کشد.
اگر محلول های سولفات مس و دی کرومات پتاسیم را مخلوط کنید و کمی محلول آمونیاک اضافه کنید، یک رسوب قهوه ای آمورف از ترکیب 4СuCrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O بیرون می ریزد که در اسید کلریدریک حل می شود و یک محلول زرد تشکیل می دهد. بیش از آمونیاک یک محلول سبز به دست می آید. اگر الکل بیشتری به این محلول اضافه شود، رسوب سبز رنگی ایجاد می شود که پس از فیلتراسیون به رنگ آبی و پس از خشک شدن به رنگ آبی مایل به بنفش با جرقه های قرمز در نور شدید به وضوح قابل مشاهده است.
اکسید کروم باقی مانده پس از آزمایش "آتشفشان" یا "مار فرعون" را می توان بازسازی کرد. برای این کار لازم است 8 گرم Cr 2 O 3 و 2 گرم Na 2 CO 3 و 2.5 گرم KNO 3 ذوب شده و آلیاژ سرد شده با آب جوش تصفیه شود. کرومات محلول به دست می آید که می تواند به سایر ترکیبات کروم (II) و کروم (VI) از جمله دی کرومات آمونیوم اصلی تبدیل شود.

نمونه هایی از انتقال ردوکس شامل کروم و ترکیبات آن

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

الف) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O ب) Cr 2 O 3 + 2 NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O
ج) 2NaCrO 2 + 3Br 2 + 8NaOH = 6NaBr + 2Na 2 CrO 4 + 4H 2 O
د) 2Na 2 CrO 4 + 2HCl = Na 2 Cr 2 O 7 + 2 NaCl + H 2 O

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

الف) 2Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
ب) Cr(OH) 3 + 3HCl = CrCl 3 + 3H 2 O
ج) 2CrCl 3 + 2KMnO 4 + 3H 2 O = K 2 Cr 2 O 7 + 2Mn(OH) 2 + 6HCl
د) K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH = 2K 2 CrO 4 + H 2 O

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

الف) CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O
ب) CrO + H 2 O \u003d Cr (OH) 2
ج) Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
د) Cr(OH) 3 + 3HNO 3 = Cr(NO 3) 3 + 3H 2 O
ه) 4Cr (NO 3) 3 \u003d 2Cr 2 O 3 + 12NO 2 + O 2
و) Cr 2 O 3 + 2 NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O

عنصر کروم به عنوان هنرمند

شیمیدانان اغلب به مشکل ایجاد رنگدانه های مصنوعی برای نقاشی روی آوردند. در قرن 18-19، فناوری برای به دست آوردن بسیاری از مواد تصویری توسعه یافت. لوئیس نیکلاس واکلین در سال 1797، که عنصر قبلاً ناشناخته کروم را در سنگ معدن قرمز سیبری کشف کرد، رنگ جدید و قابل توجهی پایدار - سبز کروم را تهیه کرد. کروموفور آن اکسید کروم آبی (III) است. با نام سبز زمردی در سال 1837 شروع به تولید کرد. بعدها، L. Vauquelen چندین رنگ جدید پیشنهاد کرد: باریت، روی و زرد کروم. با گذشت زمان، آنها با رنگدانه های زرد و نارنجی پایدار تری بر پایه کادمیوم جایگزین شدند.

رنگ سبز کروم بادوام ترین و سبک ترین رنگ است که تحت تأثیر گازهای جوی قرار نمی گیرد. سبز کروم که در روغن مالیده شده است، قدرت پنهان کنندگی زیادی دارد و می تواند به سرعت خشک شود، بنابراین، از قرن نوزدهم. به طور گسترده ای در نقاشی استفاده می شود. در نقاشی چینی از اهمیت بالایی برخوردار است. واقعیت این است که محصولات چینی را می توان هم با رنگ زیر لعاب و هم با نقاشی روی لعاب تزئین کرد. در حالت اول، رنگ ها فقط روی سطح یک محصول کمی پخته شده اعمال می شود که سپس با یک لایه لعاب پوشانده می شود. به دنبال آن پخت اصلی و با دمای بالا انجام می شود: برای تف جوشی توده چینی و ذوب لعاب، محصولات تا 1350 - 1450 0 درجه سانتیگراد گرم می شوند. تعداد بسیار کمی از رنگ ها می توانند چنین دمای بالایی را بدون تغییرات شیمیایی تحمل کنند و در قدیم روزها فقط دو مورد از آنها وجود داشت - کبالت و کروم. اکسید سیاه کبالت که روی سطح یک اقلام چینی اعمال می شود، در هنگام پخت با لعاب ترکیب می شود و از نظر شیمیایی با آن برهمکنش می کند. در نتیجه سیلیکات های کبالت آبی روشن تشکیل می شوند. این ظروف چینی آبی کبالتی برای همه شناخته شده است. اکسید کروم (III) از نظر شیمیایی با اجزای لعاب برهمکنش ندارد و به سادگی بین خرده های چینی و لعاب شفاف با یک لایه "کر" قرار می گیرد.

علاوه بر رنگ سبز کروم، هنرمندان از رنگ های مشتق شده از Volkonskoite استفاده می کنند. این کانی از گروه مونتموریلونیت ها (یک کانی رسی از زیر کلاس سیلیکات های پیچیده Na (Mo, Al)، Si 4 O 10 (OH) 2) در سال 1830 توسط کانی شناس روسی کمرر کشف شد و به نام M.N. Volkonskaya، دخترش نامگذاری شد. از قهرمان نبرد بورودینو، ژنرال N. Raevsky، همسر Decembrist S.G. Volkonsky Volkonskoite یک خاک رس حاوی حداکثر 24٪ اکسید کروم و همچنین اکسیدهای آلومینیوم و آهن (III) است. مناطق کیروف، رنگ متنوع آن را تعیین می کند - از رنگ صنوبر زمستانی تیره تا رنگ سبز روشن قورباغه مرداب.

پابلو پیکاسو با درخواست مطالعه ذخایر Volkonskoite به زمین شناسان کشورمان مراجعه کرد که به رنگ لحن تازه ای منحصر به فرد می بخشد. در حال حاضر، روشی برای به دست آوردن wolkonskoite مصنوعی توسعه یافته است. جالب است بدانید که طبق تحقیقات مدرن، نقاشان آیکون روسی در اوایل قرون وسطی، مدتها قبل از کشف "رسمی" آن، از رنگ های این ماده استفاده می کردند. سبز گینیه (که در سال 1837 ایجاد شد)، که کروموفرم آن هیدرات اکسید کروم Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O است، که در آن بخشی از آب به صورت شیمیایی متصل و بخشی جذب می شود، نیز در بین هنرمندان محبوب بود. این رنگدانه رنگ زمردی به رنگ می دهد.

سایت، با کپی کامل یا جزئی از مطالب، لینک به منبع الزامی است.

محتوای مقاله

واکلین عنصر جدید را کروم (از یونانی crwma - رنگ، رنگ) با توجه به ترکیبات چند رنگی که توسط آن تشکیل شده است، نامید. واکلین بر اساس تحقیقات خود برای اولین بار عنوان کرد که رنگ زمردی برخی از سنگ های قیمتی به دلیل مخلوط شدن ترکیبات کروم موجود در آنهاست. به عنوان مثال، زمرد طبیعی یک بریل سبز تیره رنگ است که در آن آلومینیوم تا حدی با کروم جایگزین می شود.

یوری کروتیاکوف

کروم

مورد شماره 24. یکی از سخت ترین فلزات مقاومت شیمیایی بالایی دارد. یکی از مهمترین فلزات مورد استفاده در تولید فولادهای آلیاژی است. اکثر ترکیبات کروم دارای رنگ روشن و رنگ های متنوعی هستند. برای این ویژگی، عنصر کروم نامگذاری شد که در یونانی به معنای رنگ است.

چگونه پیدا شد

یک ماده معدنی حاوی کروم در نزدیکی یکاترینبورگ در سال 1766 توسط I.G. لمان و "سرب قرمز سیبری" نامگذاری شد. اکنون این ماده معدنی کروکویت نامیده می شود. ترکیب آن نیز شناخته شده است - РbCrО 4. و در یک زمان، "سرب قرمز سیبری" باعث ایجاد اختلافات زیادی در بین دانشمندان شد. آنها به مدت سی سال در مورد ترکیب آن بحث کردند، تا اینکه سرانجام در سال 1797، شیمیدان فرانسوی لوئیس نیکولا واکلین، فلزی را از آن جدا کرد، که (به هر حال، پس از برخی اختلافات) کروم نامیده شد.

کروکویت تیمار شده با واکلین با پتاس K2CO3: کرومات سرب به کرومات پتاسیم تبدیل شد. سپس با کمک اسید کلریدریک، کرومات پتاسیم به اکسید کروم و آب تبدیل شد (اسید کرومیک فقط در محلول های رقیق وجود دارد). واکلین با حرارت دادن پودر سبز رنگ اکسید کروم در بوته گرافیتی با زغال سنگ، یک فلز نسوز جدید به دست آورد.

آکادمی علوم پاریس در تمام شکل خود شاهد این کشف بود. اما، به احتمال زیاد، Vauquelin نه کروم عنصری، بلکه کاربیدهای آن را مشخص کرد. این توسط شکل سوزنی مانند کریستال های خاکستری روشن به دست آمده توسط Vauquelin مشهود است.

نام "کروم" توسط دوستان Vauquelin پیشنهاد شد، اما او آن را دوست نداشت - فلز در رنگ خاصی متفاوت نبود. با این حال، دوستان موفق شدند شیمیدان را متقاعد کنند، با اشاره به این واقعیت که می توان رنگ های خوبی را از ترکیبات کروم رنگی روشن به دست آورد. (به هر حال، در آثار Vauquelin بود که ابتدا رنگ زمردی برخی از سیلیکات های طبیعی بریلیم و آلومینیوم توضیح داده شد؛ همانطور که Vauquelin متوجه شد، آنها توسط ناخالصی های ترکیبات کروم رنگ شده اند.) و این نام برای جدید ایجاد شد. عنصر

اتفاقاً هجای «کروم» دقیقاً به معنای «رنگی» در بسیاری از اصطلاحات علمی، فنی و حتی موسیقایی گنجانده شده است. فیلم های عکاسی به طور گسترده ای شناخته شده "ایزوپانکروم"، "پانکروم" و "ارتوکروم" هستند. کلمه کروموزوم در یونانی به معنای بدن رنگی است. یک مقیاس «کروماتیک» (در موسیقی) و یک «هرمکا» هارمونیک وجود دارد.

او در کجا قرار دارد

کروم بسیار زیادی در پوسته زمین وجود دارد - 0.02٪. ماده معدنی اصلی که صنعت کروم را از آن بدست می آورد اسپینل کروم با ترکیب متغیر با فرمول کلی (Mg, Fe) O · (Cr, Al, Fe) 2 O 3 است. سنگ معدن کروم کرومیت یا سنگ آهن کروم نامیده می شود (زیرا تقریبا همیشه حاوی آهن است). در بسیاری از نقاط ذخایر سنگ معدن کروم وجود دارد. کشور ما دارای ذخایر عظیم کرومیت است. یکی از بزرگترین ذخایر در قزاقستان، در منطقه آکتیوبینسک واقع شده است. در سال 1936 کشف شد. ذخایر قابل توجهی از سنگ معدن کروم نیز در اورال است.

کرومیت ها بیشتر برای ذوب فروکروم استفاده می شوند. یکی از مهم ترین فروآلیاژها و برای تولید انبوه فولادهای آلیاژی کاملا ضروری است.

فروآلیاژها آلیاژهای آهن با سایر عناصر مورد استفاده در آیین اصلی برای آلیاژسازی و اکسید زدایی فولاد هستند. فروکروم حاوی حداقل 60 درصد کروم است.

روسیه تزاری تقریباً فروآلیاژ تولید نمی کرد. چندین کوره بلند کارخانه های جنوبی ذوب آهن و فرومنگنز با درصد پایین (برای آلیاژ کردن فلز) را ذوب کردند. علاوه بر این، در سال 1910، یک کارخانه کوچک بر روی رودخانه ساتکا، که در اورال جنوبی جریان دارد، ساخته شد که مقادیر کمی فرومنگنز و فروکروم را ذوب می کرد.

کشور جوان شوروی در سالهای اول توسعه مجبور به واردات فروآلیاژ از خارج بود. چنین وابستگی به کشورهای سرمایه داری غیرقابل قبول بود. قبلاً در سال 1927 ... 1928. ساخت کارخانه های فروآلیاژ شوروی آغاز شد. در پایان سال 1930، اولین کوره بزرگ فروآلیاژ در چلیابینسک ساخته شد و در سال 1931 کارخانه چلیابینسک، اولین زاده صنعت فروآلیاژ اتحاد جماهیر شوروی، به بهره برداری رسید. در سال 1933، دو کارخانه دیگر - در Zaporozhye و Zestaponi راه اندازی شد. این امر باعث شد تا واردات فروآلیاژ متوقف شود. تنها در چند سال، تولید بسیاری از انواع فولادهای خاص در اتحاد جماهیر شوروی سازماندهی شد - یاتاقان توپ، مقاوم در برابر حرارت، ضد زنگ، خودرو، سرعت بالا ... همه این فولادها شامل کروم هستند.

در هفدهمین کنگره حزب، سرگو ارجونیکیدزه، کمیسر مردمی صنایع سنگین گفت: «... اگر فولادهای مرغوب نداشتیم، صنعت خودروسازی نداشتیم. هزینه فولادهای با کیفیت بالا که ما در حال حاضر استفاده می کنیم بیش از 400 میلیون روبل برآورد شده است. اگر واردات لازم بود 400 میلیون روبل می شد. هر سال، لعنتی، شما در اسارت سرمایه داران خواهید بود..."

این کارخانه بر اساس میدان آکتوب بعداً در سال های بزرگ ساخته شد جنگ میهنی. او اولین ذوب فروکروم را در 20 ژانویه 1943 انجام داد. کارگران شهر آکتوب در ساخت کارخانه شرکت کردند. این ساختمان محبوب اعلام شد. فروکروم کارخانه جدید برای ساخت فلز تانک و توپ برای نیازهای جبهه استفاده می شد.

سالها گذشت. اکنون کارخانه فروآلیاژ Aktobe بزرگترین شرکت تولید کننده فروکروم در همه گریدها است. کادر ملی متخصص متالورژی در کارخانه بزرگ شده اند. از سال به سال، کارخانه و معادن کرومیت ظرفیت خود را افزایش می دهند و فروکروم با کیفیت بالا را برای متالورژی آهنی ما فراهم می کنند.

کشور ما دارای ذخایر بی نظیری از سنگ آهن آلیاژی طبیعی غنی از کروم و نیکل است. در استپ های اورنبورگ واقع شده است. بر اساس این سپرده، کارخانه متالورژی Orsk-Khalilovsky ساخته شد و فعالیت می کند. در کوره های بلند کارخانه چدن آلیاژی طبیعی ذوب می شود که مقاومت حرارتی بالایی دارد. بخشی از آن در قالب ریخته گری استفاده می شود، اما بیشتر آن برای پردازش به فولاد نیکل ارسال می شود. زمانی که فولاد از چدن ذوب می شود، کروم می سوزد.

کوبا، یوگسلاوی، بسیاری از کشورهای آسیایی و آفریقا دارای ذخایر زیادی از کرومیت هستند.

چگونه آن را بدست آوریم

کرومیت عمدتاً در سه صنعت متالورژی، شیمی و تولید نسوز استفاده می شود و متالورژی حدود دو سوم کل کرومیت را مصرف می کند.

فولاد آلیاژ شده با کروم استحکام، مقاومت در برابر خوردگی در محیط های تهاجمی و اکسید کننده را افزایش داده است.

به دست آوردن کروم خالص فرآیندی پرهزینه و زمان بر است. بنابراین برای آلیاژسازی فولاد عمدتاً از فروکروم استفاده می شود که در کوره های قوس الکتریکی مستقیماً از کرومیت به دست می آید. عامل کاهنده کک است. محتوای اکسید کروم در کرومیت نباید کمتر از 48 درصد باشد و نسبت کروم به آهن نباید کمتر از 3:1 باشد.

فروکروم به دست آمده در یک کوره برقی معمولاً حاوی 80٪ کروم و 4 ... 7٪ کربن است (بقیه آهن است).

اما برای آلیاژ کردن بسیاری از فولادهای با کیفیت بالا، فروکروم مورد نیاز است که حاوی کربن کمی است (دلایل این امر در زیر، در فصل "کروم در آلیاژها" مورد بحث قرار گرفته است). بنابراین بخشی از فروکروم پرکربن تحت عملیات ویژه ای قرار می گیرد تا میزان کربن موجود در آن به یک دهم و صدم درصد کاهش یابد.

کروم عنصری و فلزی نیز از کرومیت به دست می آید. تولید کروم خالص تجاری (97...99٪) بر اساس روش آلومینوترمی است که در سال 1865 توسط شیمیدان مشهور روسی N.N. بکتوف. ماهیت روش کاهش اکسیدهای آلومینیوم است، واکنش با انتشار قابل توجه گرما همراه است.

اما ابتدا باید اکسید کروم خالص Cr 2 O 3 را دریافت کنید. برای این کار کرومیت ریز آسیاب شده را با سودا مخلوط کرده و به این مخلوط سنگ آهک یا اکسید آهن اضافه می کنند. کل جرم شل می شود و کرومات سدیم تشکیل می شود:

2Cr 2 O 3 + 4Na 2 CO 3 + 3O 2 → 4Na 2 CrO 4 + 4CO 2 .

سپس کرومات سدیم از توده کلسینه شده با آب شسته می شود. لیمو فیلتر شده، تبخیر شده و با اسید تیمار می شود. نتیجه سدیم دی کرومات Na 2 Cr 2 O 7 است. با احیای آن با گوگرد یا کربن در هنگام حرارت دادن، اکسید کروم سبز به دست می آید.

فلز کروم را می توان با مخلوط کردن اکسید کروم خالص با پودر آلومینیوم، حرارت دادن این مخلوط در بوته تا 500 ... 600 درجه سانتی گراد و آتش زدن آن با پراکسید باریم به دست آورد. آلومینیوم اکسیژن اکسید کروم را می گیرد. این واکنش Cr 2 O 3 + 2Al → Al 2 O 3 + 2Cr اساس روش صنعتی (آلومینوترمیک) برای به دست آوردن کروم است، اگرچه، البته، تکنولوژی کارخانه بسیار پیچیده تر است. کروم که از طریق آلومینومترمال به دست می آید، حاوی دهم درصد آلومینیوم و آهن و صدم درصد سیلیکون، کربن و گوگرد است.

روش سیلیکوترمیک برای بدست آوردن کروم خالص تجاری نیز استفاده می شود. در این حالت اکسید کروم با توجه به واکنش توسط سیلیکون احیا می شود

2Cr 2 O 3 + 3Si → 3SiO 2 + 4Cr.

این واکنش در کوره های قوس الکتریکی انجام می شود. برای چسباندن سیلیس، سنگ آهک به مخلوط اضافه می شود. خلوص کروم سیلیکوترم تقریباً مشابه کروم آلومینومترمی است، البته مقدار سیلیکون موجود در آن تا حدودی بیشتر و آلومینیوم تا حدودی کمتر است. برای به دست آوردن کروم، آنها سعی کردند از سایر عوامل کاهنده - کربن، هیدروژن، منیزیم استفاده کنند. با این حال، این روش ها به طور گسترده مورد استفاده قرار نمی گیرند.

کروم با خلوص بالا (حدود 99.8٪) به صورت الکترولیتی تولید می شود.

کروم خالص و الکترولیتی تجاری عمدتاً برای تولید آلیاژهای کروم پیچیده استفاده می شود.

ثابت ها و خواص کروم

جرم اتمی کروم 51.996 است. او در جدول تناوبی در گروه ششم جای دارد. نزدیکترین همسایگان و آنالوگهای آن مولیبدن و تنگستن هستند. مشخص است که همسایگان کروم و همچنین خود کروم به طور گسترده برای فولادهای آلیاژی استفاده می شود.

نقطه ذوب کروم به خلوص آن بستگی دارد. بسیاری از محققان سعی در تعیین آن داشته اند و مقادیری از 1513 تا 1920 درجه سانتیگراد به دست آورده اند. چنین "پراکندگی" بزرگی در درجه اول به دلیل مقدار و ترکیب ناخالصی های موجود در کروم است. اکنون اعتقاد بر این است که کروم در حدود 1875 درجه سانتیگراد ذوب می شود. نقطه جوش 2199 درجه سانتیگراد. چگالی کروم کمتر از چگالی آهن است. برابر با 7.19 است.

کروم از نظر خواص شیمیایی نزدیک به مولیبدن و تنگستن است. بالاترین اکسید CrO 3 آن اسیدی است، کروم انیدرید H 2 CrO 4 است. کروکویت معدنی که آشنایی خود را با عنصر شماره 24 از آن آغاز کردیم، نمک این اسید است. علاوه بر اسید کرومیک، اسید دی کرومیک H 2 Cr 2 O 7 شناخته شده است، نمک های آن، بی کرومات ها، به طور گسترده ای در شیمی استفاده می شود. رایج ترین اکسید کروم Cr 2 O 3 آمفوترن است. به طور کلی، در شرایط مختلف، کروم می تواند ظرفیت های 2 تا 6 را نشان دهد. فقط ترکیبات کروم سه ظرفیتی و شش ظرفیتی به طور گسترده استفاده می شود.

کروم عنصری از یک زیرگروه جانبی از گروه ششم دوره چهارم سیستم تناوبی عناصر شیمیایی D.I. مندلیف با عدد اتمی 24 است. با نماد Cr (لات. کروم) مشخص شده است. ماده ساده کروم یک فلز سخت به رنگ آبی مایل به سفید است.

خواص شیمیایی کروم

در شرایط عادی، کروم فقط با فلوئور واکنش می دهد. در دماهای بالا (بالاتر از 600 درجه سانتیگراد) با اکسیژن، هالوژن ها، نیتروژن، سیلیکون، بور، گوگرد و فسفر برهمکنش دارد.

4Cr + 3O 2 – t° → 2Cr 2 O 3

2Cr + 3Cl 2 – t° → 2CrCl 3

2Cr + N 2 – t° → 2CrN

2Cr + 3S – t° → Cr 2 S 3

در حالت گرم با بخار آب واکنش نشان می دهد:

2Cr + 3H 2 O → Cr 2 O 3 + 3H 2

کروم در اسیدهای قوی رقیق حل می شود (HCl, H 2 SO 4)

در غیاب هوا نمک های Cr 2 + و در هوا نمک های Cr 3 + تشکیل می شوند.

Cr + 2HCl → CrCl 2 + H 2

2Cr + 6HCl + O 2 → 2CrCl 3 + 2H 2 O + H 2

وجود یک فیلم اکسید محافظ روی سطح فلز، انفعال آن را در رابطه با محلول های غلیظ اسیدها - عوامل اکسید کننده توضیح می دهد.

ترکیبات کروم

اکسید کروم (II).و کروم (II) هیدروکسید بازی هستند.

Cr(OH) 2 + 2HCl → CrCl 2 + 2H 2 O

ترکیبات کروم (II) عوامل کاهنده قوی هستند. تحت تأثیر اکسیژن اتمسفر به ترکیبات کروم (III) منتقل می شود.

2CrCl 2 + 2HCl → 2CrCl 3 + H 2

4Cr(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O → 4Cr(OH) 3

اکسید کروم (III) Cr 2 O 3 یک پودر سبز رنگ و نامحلول در آب است. می توان آن را با کلسینه کردن هیدروکسید کروم (III) یا دی کرومات های پتاسیم و آمونیوم به دست آورد:

2Cr(OH) 3 – t° → Cr 2 O 3 + 3H 2 O

4K 2 Cr 2 O 7 – t° → 2Cr 2 O 3 + 4K 2 CrO 4 + 3O 2

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 - t ° → Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O (واکنش آتشفشان)

اکسید آمفوتریک هنگامی که Cr 2 O 3 با مواد قلیایی، سودا و نمک های اسیدی ذوب می شود، ترکیبات کروم با حالت اکسیداسیون (+3) به دست می آید:

Cr 2 O 3 + 2NaOH → 2NaCrO 2 + H 2 O

Cr 2 O 3 + Na 2 CO 3 → 2NaCrO 2 + CO 2

هنگامی که با مخلوطی از قلیایی و یک عامل اکسید کننده ذوب می شود، ترکیبات کروم در حالت اکسیداسیون (+6) به دست می آید:

Cr 2 O 3 + 4KOH + KClO 3 → 2K 2 CrO 4 + KCl + 2H 2 O

کروم (III) هیدروکسید C r (OH) 3. هیدروکسید آمفوتریک خاکستری-سبز، با گرم شدن تجزیه می شود، آب را از دست می دهد و سبز می شود متا هیدروکسید CrO(OH). در آب حل نمی شود. از محلول به صورت هیدرات خاکستری مایل به آبی و سبز مایل به آبی رسوب می کند. با اسیدها و قلیاها واکنش نشان می دهد، با هیدرات آمونیاک تعامل نمی کند.

دارای خواص آمفوتریک است - در اسیدها و قلیاها حل می شود:

2Cr(OH) 3 + 3H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O Cr(OH) 3 + ZH + = Cr 3 + + 3H 2 O

Cr (OH) 3 + KOH → K, Cr (OH) 3 + ZON - (conc.) \u003d [Cr (OH) 6] 3-

Cr (OH) 3 + KOH → KCrO 2 + 2H 2 O Cr (OH) 3 + MON \u003d MCrO 2 (سبز) + 2H 2 O (300-400 درجه سانتی گراد، M \u003d Li، Na)

Cr(OH) 3 →(120 o سی – اچ 2 O) CrO(OH) → (430-1000 0 С –اچ 2 O) Cr2O3

2Cr(OH) 3 + 4NaOH (conc.) + ZN 2 O 2 (conc.) \u003d 2Na 2 CrO 4 + 8H 2 0

اعلام وصول: رسوب با هیدرات آمونیاک از محلول نمک های کروم (III):

Cr 3 + + 3 (NH 3 H 2 O) = از جانبr(OH) 3 ↓+ ЗНН 4+

Cr 2 (SO 4) 3 + 6 NaOH → 2Cr(OH) 3 ↓+ 3Na 2 SO 4 (بیش از قلیایی - رسوب حل می شود)

نمک های کروم (III) دارای رنگ بنفش یا سبز تیره هستند. از نظر خواص شیمیایی، آنها شبیه نمک های آلومینیوم بی رنگ هستند.

ترکیبات کروم (III) می توانند هم خاصیت اکسید کننده و هم خاصیت کاهنده را از خود نشان دهند:

Zn + 2Cr +3 Cl 3 → 2Cr +2 Cl 2 + ZnCl 2

2Cr + 3 Cl 3 + 16 NaOH + 3Br 2 → 6NaBr + 6NaCl + 8H 2 O + 2Na 2 Cr + 6 O 4

ترکیبات کروم شش ظرفیتی

اکسید کروم (VI) CrO 3 - کریستال های قرمز روشن، محلول در آب.

تهیه شده از کرومات پتاسیم (یا دی کرومات) و H2 SO 4 (conc.).

K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 → CrO 3 + K 2 SO 4 + H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 → 2CrO 3 + K 2 SO 4 + H 2 O

CrO 3 - اکسید اسیدی، کرومات های زرد CrO 4 2- را با مواد قلیایی تشکیل می دهد:

CrO 3 + 2KOH → K 2 CrO 4 + H 2 O

در یک محیط اسیدی، کرومات ها به دی کرومات های نارنجی Cr 2 O 7 2- تبدیل می شوند:

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 → K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

در یک محیط قلیایی، این واکنش در جهت مخالف انجام می شود:

K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH → 2K 2 CrO 4 + H 2 O

دی کرومات پتاسیم یک عامل اکسید کننده در محیط اسیدی است:

K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3Na 2 SO 3 \u003d Cr 2 (SO 4) 3 + 3Na 2 SO 4 + K 2 SO 4 + 4H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3NaNO 2 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3 NaNO 3 + K 2 SO 4 + 4H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 6KI = Cr 2 (SO 4) 3 + 3I 2 + 4K 2 SO 4 + 7H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 6FeSO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3Fe 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7H 2 O

کرومات پتاسیم K2 Cr حدود 4 . Oksosol. زرد، غیر رطوبت گیر. بدون تجزیه ذوب می شود، از نظر حرارتی پایدار است. بسیار محلول در آب رنگ زردرنگ محلول مربوط به یون CrO 4 2- است، کمی آنیون را هیدرولیز می کند. در محیط اسیدی به K 2 Cr 2 O 7 می رود. عامل اکسید کننده (ضعیف تر از K 2 Cr 2 O 7). وارد واکنش های تبادل یونی می شود.

واکنش کیفیبر روی یون CrO 4 2- - رسوب یک رسوب زرد رنگ کرومات باریم که در یک محیط شدیدا اسیدی تجزیه می شود. از آن به عنوان ماده رنگرزی برای رنگرزی پارچه ها، عامل دباغی چرم، عامل اکسید کننده انتخابی و معرف در شیمی تجزیه استفاده می شود.

معادلات مهم ترین واکنش ها:

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 (30%) = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

2K 2 CrO 4 (t) + 16HCl (مجموع، افق) \u003d 2CrCl 3 + 3Cl 2 + 8H 2 O + 4KCl

2K 2 CrO 4 + 2H 2 O + 3H 2 S=2Cr(OH) 3 ↓+3S↓+4KOH

2K 2 CrO 4 + 8H 2 O + 3K 2 S=2K[Сr(OH) 6]+3S↓+4KOH

2K 2 CrO 4 + 2AgNO 3 \u003d KNO 3 + Ag 2 CrO 4 (قرمز) ↓

پاسخ کیفی:

K 2 CrO 4 + BaCl 2 \u003d 2KSl + BaCrO 4 ↓

2ВаСrO 4 (t) + 2НCl (razb.) = ВаСr 2 O 7 (p) + ВаС1 2 + Н 2 O

اعلام وصول: تف جوشی کرومیت با پتاس در هوا:

4(Cr 2 Fe ‖‖)O 4 + 8K 2 CO 3 + 7O 2 = 8K 2 CrO 4 + 2Fe 2 O 3 + 8СO 2 (1000 °С)

دی کرومات پتاسیم ک 2 Cr 2 O 7 . Oksosol. نام فنی کرومپیک. نارنجی مایل به قرمز، غیر رطوبت گیر. بدون تجزیه ذوب می شود، در حرارت بیشتر تجزیه می شود. بسیار محلول در آب نارنجیرنگ محلول با یون Cr 2 O 7 2- مطابقت دارد. در یک محیط قلیایی، K 2 CrO 4 را تشکیل می دهد. یک عامل اکسید کننده معمولی در محلول و زمانی که ذوب می شود. وارد واکنش های تبادل یونی می شود.

واکنش های کیفی- رنگ آمیزی آبی محلول اتر در حضور H 2 O 2، رنگ آبی محلول آبیتحت تأثیر هیدروژن اتمی

این ماده به عنوان یک عامل برنزه کننده چرم، ماده رنگرزی برای رنگرزی پارچه ها، جزء ترکیبات پیروتکنیک، یک معرف در شیمی تحلیلی، یک بازدارنده خوردگی فلز، مخلوط با H 2 SO 4 (conc.) - برای شستن ظروف شیمیایی استفاده می شود.

معادلات مهم ترین واکنش ها:

4K 2 Cr 2 O 7 \u003d 4K 2 CrO 4 + 2Cr 2 O 3 + 3O 2 (500-600 o C)

K 2 Cr 2 O 7 (t) + 14HCl (conc) \u003d 2CrCl 3 + 3Cl 2 + 7H 2 O + 2KCl (جوش)

K 2 Cr 2 O 7 (t) + 2H 2 SO 4 (96%) ⇌2KHSO 4 + 2CrO 3 + H 2 O ("مخلوط کروم")

K 2 Cr 2 O 7 + KOH (conc) \u003d H 2 O + 2K 2 CrO 4

Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6I - \u003d 2Cr 3+ + 3I 2 ↓ + 7H 2 O

Cr 2 O 7 2- + 2H + + 3SO 2 (g) \u003d 2Cr 3+ + 3SO 4 2- + H 2 O

Cr 2 O 7 2- + H 2 O + 3H 2 S (g) \u003d 3S ↓ + 2OH - + 2Cr 2 (OH) 3 ↓

Cr 2 O 7 2- (conc) + 2Ag + (razb.) \u003d Ag 2 Cr 2 O 7 (خیلی قرمز) ↓

Cr 2 O 7 2- (رزب.) + H 2 O + Pb 2 + \u003d 2H + + 2PbCrO 4 (قرمز) ↓

K 2 Cr 2 O 7 (t) + 6HCl + 8H 0 (Zn) \u003d 2CrCl 2 (Syn) + 7H 2 O + 2KCl

اعلام وصول:تیمار K2CrO4 با اسید سولفوریک: