Το χρώμιο είναι ένα χημικό στοιχείο με ατομικό αριθμό 24. Είναι ένα σκληρό, γυαλιστερό, γκρίζο μέταλλο που γυαλίζει καλά και δεν αμαυρώνει. Χρησιμοποιείται σε κράματα όπως ο ανοξείδωτος χάλυβας και ως επίστρωση. Το ανθρώπινο σώμα απαιτεί μικρές ποσότητες τρισθενούς χρωμίου για να μεταβολίσει τη ζάχαρη, αλλά το Cr(VI) είναι εξαιρετικά τοξικό.
Διάφορες ενώσεις χρωμίου, όπως το οξείδιο του χρωμίου(III) και ο χρωμικός μόλυβδος, έχουν έντονο χρώμα και χρησιμοποιούνται σε χρώματα και χρωστικές. Το κόκκινο χρώμα του ρουμπινιού οφείλεται στην παρουσία αυτού του χημικού στοιχείου. Ορισμένες ουσίες, ειδικά το νάτριο, είναι οξειδωτικοί παράγοντες που χρησιμοποιούνται για την οξείδωση ΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣκαι (μαζί με θειικό οξύ) για τον καθαρισμό εργαστηριακών υαλικών. Επιπλέον, το οξείδιο του χρωμίου (VI) χρησιμοποιείται στην παραγωγή μαγνητικής ταινίας.
Ανακάλυψη και ετυμολογία
Η ιστορία της ανακάλυψης του χημικού στοιχείου χρώμιο έχει ως εξής. Το 1761, ο Johann Gottlob Lehmann βρέθηκε στο Ουράλια βουνάπορτοκαλοκόκκινο ορυκτό και το ονόμασε «κόκκινο μόλυβδο Σιβηρίας». Αν και λανθασμένα αναγνωρίστηκε ως ένωση μολύβδου με σελήνιο και σίδηρο, το υλικό ήταν στην πραγματικότητα χρωμικός μόλυβδος με χημική φόρμουλα PbCrO4. Σήμερα είναι γνωστό ως ορυκτό κροκό.
Το 1770, ο Peter Simon Pallas επισκέφτηκε την τοποθεσία όπου η Lehmann βρήκε ένα ορυκτό κόκκινου μολύβδου που είχε πολύ ευεργετικά χαρακτηριστικάχρωστική ουσία στα χρώματα. Η χρήση του κόκκινου μολύβδου της Σιβηρίας ως βαφής έχει γίνει αποδεκτή γρήγορη ανάπτυξη. Εκτός, έντονο κίτρινο χρώμααπό το κροκό έγινε μόδα.
Το 1797, ο Nicolas-Louis Vauquelin έλαβε δείγματα κόκκινου αναμειγνύοντας κροκό με υδροχλωρικό οξύέλαβε οξείδιο CrO 3. Το χρώμιο απομονώθηκε ως χημικό στοιχείο το 1798. Το Vauquelin το έλαβε θερμαίνοντας το οξείδιο με ξυλάνθρακας. Ήταν επίσης σε θέση να ανιχνεύσει ίχνη χρωμίου σε πολύτιμους λίθους όπως το ρουμπίνι και το σμαράγδι.
Στη δεκαετία του 1800, το Cr χρησιμοποιήθηκε κυρίως σε βαφές και άλατα μαυρίσματος. Σήμερα, το 85% του μετάλλου χρησιμοποιείται σε κράματα. Το υπόλοιπο χρησιμοποιείται στη χημική, πυρίμαχη και χυτήρια βιομηχανία.
Η προφορά του χημικού στοιχείου χρώμιο αντιστοιχεί στο ελληνικό χρῶμα, που σημαίνει «χρώμα», λόγω της ποικιλίας των έγχρωμων ενώσεων που μπορούν να ληφθούν από αυτό.
Εξόρυξη και παραγωγή
Το στοιχείο παράγεται από χρωμίτη (FeCr 2 O 4). Περίπου το ήμισυ του μεταλλεύματος στον κόσμο εξορύσσεται Νότια Αφρική. Επιπλέον, το Καζακστάν, η Ινδία και η Τουρκία είναι δικά του μεγάλους κατασκευαστές. Υπάρχουν αρκετά εξερευνημένα κοιτάσματα χρωμίτη, αλλά γεωγραφικά είναι συγκεντρωμένα στο Καζακστάν και τη νότια Αφρική.
Οι αποθέσεις εγγενούς μετάλλου χρωμίου είναι σπάνιες, αλλά υπάρχουν. Για παράδειγμα, εξορύσσεται στο ορυχείο Udachnaya στη Ρωσία. Είναι πλούσιο σε διαμάντια και το αναγωγικό περιβάλλον βοήθησε στην παραγωγή καθαρού χρωμίου και διαμαντιών.
Για εργοστασιακή παραγωγήΤα μεταλλεύματα μεταλλικού χρωμίτη επεξεργάζονται με τηγμένο αλκάλιο (καυστική σόδα, NaOH). Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζεται χρωμικό νάτριο (Na 2 CrO 4), το οποίο ανάγεται με άνθρακα στο οξείδιο Cr 2 O 3. Το μέταλλο παράγεται με θέρμανση του οξειδίου παρουσία αλουμινίου ή πυριτίου.
Το 2000, περίπου 15 εκατομμύρια τόνοι μεταλλεύματος χρωμίτη εξορύχθηκαν και υποβλήθηκαν σε επεξεργασία σε 4 εκατομμύρια τόνους σιδηροχρωμίου, ένα κράμα 70% χρωμίου-σιδηρού, με αγοραία αξία κατά προσέγγιση 2,5 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ.
Τα κύρια χαρακτηριστικά
Τα χαρακτηριστικά του χημικού στοιχείου χρώμιο οφείλονται στο ότι είναι μέταλλο μεταπτώσεως της τέταρτης περιόδου του περιοδικού πίνακα και βρίσκεται μεταξύ βαναδίου και μαγγανίου. Περιλαμβάνεται στην ομάδα VI. Λιώνει σε θερμοκρασία 1907 °C. Παρουσία οξυγόνου, το χρώμιο σχηματίζει γρήγορα ένα λεπτό στρώμα οξειδίου, το οποίο προστατεύει το μέταλλο από περαιτέρω αλληλεπίδραση με το οξυγόνο.
Ως μεταβατικό στοιχείο, αντιδρά με ουσίες σε διαφορετικές αναλογίες. Έτσι σχηματίζει ενώσεις στις οποίες έχει διάφορους βαθμούςοξείδωση. Το χρώμιο είναι ένα χημικό στοιχείο με τις βασικές καταστάσεις +2, +3 και +6, εκ των οποίων το +3 είναι η πιο σταθερή. Εξάλλου, σε σε σπάνιες περιπτώσειςπαρατηρούνται καταστάσεις +1, +4 και +5. Οι ενώσεις του χρωμίου σε κατάσταση οξείδωσης +6 είναι ισχυροί οξειδωτικοί παράγοντες.
Τι χρώμα είναι το χρώμιο; Το χημικό στοιχείο δίνει τη ρουμπινιά απόχρωση. Το Cr 2 O 3 που χρησιμοποιείται για χρησιμοποιείται επίσης ως χρωστική ουσία που ονομάζεται πράσινο χρώμιο. Τα άλατά του χρώματος γυαλιού σμαραγδί πράσινο χρώμα. Το χρώμιο είναι το χημικό στοιχείο του οποίου η παρουσία κάνει τα ρουμπίνια κόκκινα. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιείται στην παραγωγή συνθετικών ρουμπίνων.
Ισότοπα
Τα ισότοπα του χρωμίου έχουν ατομικά βάρη που κυμαίνονται από 43 έως 67. Συνήθως, αυτό το χημικό στοιχείο αποτελείται από τρεις σταθερές μορφές: 52 Cr, 53 Cr και 54 Cr. Από αυτά, το 52 Cr είναι το πιο κοινό (83,8% όλου του φυσικού χρωμίου). Επιπλέον, έχουν περιγραφεί 19 ραδιοϊσότοπα, από τα οποία το πιο σταθερό είναι το 50 Cr με χρόνο ημιζωής που υπερβαίνει τα 1,8x10 17 χρόνια. Το 51 Cr έχει χρόνο ημιζωής 27,7 ημέρες, ενώ όλα τα άλλα ραδιομετάδοσηδεν ξεπερνά τις 24 ώρες και για τις περισσότερες από αυτές διαρκεί λιγότερο από ένα λεπτό. Το στοιχείο έχει επίσης δύο μετα-καταστάσεις.
Ισότοπα χρωμίου σε φλοιός της γης, κατά κανόνα, συνοδεύουν ισότοπα μαγγανίου, το οποίο χρησιμοποιείται στη γεωλογία. Το 53 Cr σχηματίζεται κατά τη ραδιενεργή διάσπαση των 53 Mn. Ο λόγος ισοτόπων Mn/Cr υποστηρίζει άλλες πληροφορίες σχετικά με πρώιμη ιστορία ηλιακό σύστημα. Οι αλλαγές στις αναλογίες 53 Cr/ 52 Cr και Mn/Cr από διαφορετικούς μετεωρίτες αποδεικνύουν ότι το νέο ατομικούς πυρήνεςδημιουργήθηκαν λίγο πριν από το σχηματισμό του ηλιακού συστήματος.
Χημικό στοιχείο χρώμιο: ιδιότητες, τύπος ενώσεων
Το οξείδιο του χρωμίου (III) Cr 2 O 3, επίσης γνωστό ως σεσκιοξείδιο, είναι ένα από τα τέσσερα οξείδια αυτού του χημικού στοιχείου. Λαμβάνεται από χρωμίτη. Η ένωση του πράσινου χρώματος ονομάζεται συνήθως "πράσινο χρωμίου" όταν χρησιμοποιείται ως χρωστική ουσία για τη ζωγραφική σμάλτου και γυαλιού. Το οξείδιο μπορεί να διαλυθεί σε οξέα, σχηματίζοντας άλατα και σε λιωμένα αλκάλια - χρωμίτες.
Διχρωμικό κάλιο
Το K 2 Cr 2 O 7 είναι ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας και προτιμάται ως μέσο καθαρισμού εργαστηριακών γυαλικών από οργανική ύλη. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιείται το κορεσμένο διάλυμά του, ενίοτε όμως αντικαθίσταται με διχρωμικό νάτριο, με βάση την υψηλότερη διαλυτότητα του τελευταίου. Επιπλέον, μπορεί να ρυθμίσει τη διαδικασία οξείδωσης των οργανικών ενώσεων, μετατρέποντας την πρωτογενή αλκοόλη σε αλδεΰδη και στη συνέχεια σε διοξείδιο του άνθρακα.
Το διχρωμικό κάλιο μπορεί να προκαλέσει δερματίτιδα χρωμίου. Το χρώμιο είναι πιθανόν μια αιτία ευαισθητοποίησης που οδηγεί στην ανάπτυξη δερματίτιδας, ειδικά των χεριών και των αντιβραχίων, η οποία φθείρεται χρόνια φύσηκαι δύσκολο να θεραπευθεί. Όπως και άλλες ενώσεις Cr(VI), το διχρωμικό κάλιο είναι καρκινογόνο. Ο χειρισμός του πρέπει να γίνεται με γάντια και κατάλληλο προστατευτικό εξοπλισμό.
Χρωμικό οξύ
Η ένωση έχει την υποθετική δομή H 2 CrO 4 . Ούτε τα χρωμικά ούτε τα διχρωμικά οξέα υπάρχουν στη φύση, αλλά τα ανιόντα τους βρίσκονται μέσα διάφορες ουσίες. Το "χρωμικό οξύ" που μπορεί να βρεθεί στην πώληση είναι στην πραγματικότητα ο όξινος ανυδρίτης του - τριοξείδιο CrO 3.
Μόλυβδος (II) χρωμικό
Το PbCrO 4 έχει έντονο κίτρινο χρώμα και είναι πρακτικά αδιάλυτο στο νερό. Για το λόγο αυτό, έχει βρει χρήση ως χρωστική ουσία που ονομάζεται κίτρινο στέμμα.
Cr και πεντασθενής δεσμός
Το χρώμιο διακρίνεται για την ικανότητά του να σχηματίζει πεντασθενείς δεσμούς. Η ένωση δημιουργείται από Cr(I) και μια ρίζα υδρογονάνθρακα. Ένας πεντασθενής δεσμός σχηματίζεται μεταξύ δύο ατόμων χρωμίου. Ο τύπος του μπορεί να γραφτεί ως Ar-Cr-Cr-Ar, όπου το Ar αντιπροσωπεύει μια συγκεκριμένη αρωματική ομάδα.
Εφαρμογή
Το χρώμιο είναι ένα χημικό στοιχείο του οποίου οι ιδιότητες του έχουν δώσει πολλά διάφορες επιλογέςεφαρμογές, μερικές από τις οποίες παρατίθενται παρακάτω.
Χαρίζει στα μέταλλα αντοχή στη διάβρωση και γυαλιστερή επιφάνεια. Επομένως, το χρώμιο περιλαμβάνεται σε κράματα όπως ο ανοξείδωτος χάλυβας, που χρησιμοποιούνται, για παράδειγμα, στα μαχαιροπίρουνα. Χρησιμοποιείται επίσης για επιχρωμίωση.
Το χρώμιο είναι καταλύτης για διάφορες αντιδράσεις. Χρησιμοποιείται για την κατασκευή καλουπιών για το ψήσιμο τούβλων. Τα άλατά του χρησιμοποιούνται για το μαύρισμα του δέρματος. Το διχρωμικό κάλιο χρησιμοποιείται για την οξείδωση οργανικών ενώσεων όπως οι αλκοόλες και οι αλδεΰδες, καθώς και για τον καθαρισμό εργαστηριακών γυαλικών. Χρησιμεύει ως σταθεροποιητικό για τη βαφή υφασμάτων και χρησιμοποιείται επίσης στη φωτογραφία και την εκτύπωση φωτογραφιών.
Το CrO 3 χρησιμοποιείται για την κατασκευή μαγνητικών ταινιών (για παράδειγμα, για ηχογραφήσεις), οι οποίες έχουν καλύτερα χαρακτηριστικάπαρά μεμβράνες με οξείδιο του σιδήρου.
Ρόλος στη βιολογία
Το τρισθενές χρώμιο είναι ένα χημικό στοιχείο απαραίτητο για το μεταβολισμό της ζάχαρης στο ανθρώπινο σώμα. Αντίθετα, το εξασθενές Cr είναι εξαιρετικά τοξικό.
Προληπτικά μέτρα
Οι ενώσεις του μετάλλου χρωμίου και του Cr(III) γενικά δεν θεωρούνται κίνδυνος για την υγεία, αλλά ουσίες που περιέχουν Cr(VI) μπορεί να είναι τοξικές εάν καταποθούν ή εισπνευστούν. Οι περισσότερες από αυτές τις ουσίες είναι ερεθιστικές για τα μάτια, το δέρμα και τους βλεννογόνους. Με χρόνια έκθεση, οι ενώσεις του χρωμίου (VI) μπορούν να προκαλέσουν βλάβη στα μάτια εάν δεν αντιμετωπιστούν σωστά. Επιπλέον, είναι αναγνωρισμένο καρκινογόνο. Η θανατηφόρα δόση αυτού του χημικού στοιχείου είναι περίπου μισό κουταλάκι του γλυκού. Σύμφωνα με συστάσεις Παγκόσμιος Οργανισμόςυγειονομική περίθαλψη, μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση Cr (VI) σε πόσιμο νερόείναι 0,05 mg ανά λίτρο.
Επειδή οι ενώσεις χρωμίου χρησιμοποιούνται σε βαφές και στο μαύρισμα του δέρματος, βρίσκονται συχνά στο έδαφος και τα υπόγεια ύδατα από εγκαταλελειμμένες βιομηχανικές εγκαταστάσεις που απαιτούν περιβαλλοντικό καθαρισμό και αποκατάσταση. Το αστάρι που περιέχει Cr(VI) εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ευρέως στην αεροδιαστημική και την αυτοκινητοβιομηχανία.
Ιδιότητες στοιχείων
Βασικός φυσικές ιδιότητεςχρώμιο έχουν ως εξής:
- Ατομικός αριθμός: 24.
- Ατομικό βάρος: 51.996.
- Σημείο τήξεως: 1890 °C.
- Σημείο βρασμού: 2482 °C.
- Κατάσταση οξείδωσης: +2, +3, +6.
- Διαμόρφωση ηλεκτρονίων: 3d 5 4s 1.
Ανάμεσα στην ποικιλομορφία χημικά στοιχείακαι των ενώσεων τους, είναι δύσκολο να εντοπιστεί η πιο χρήσιμη ουσία για την ανθρωπότητα. Το καθένα είναι μοναδικό στις ιδιότητες και τις δυνατότητες εφαρμογής του. Τεχνική πρόοδοςαπλοποιεί σημαντικά την ερευνητική διαδικασία, αλλά θέτει και νέες προκλήσεις. Χημικά στοιχεία, που ανακαλύφθηκαν πριν από αρκετές εκατοντάδες χρόνια και μελετήθηκαν σε όλες τις εκδηλώσεις, λαμβάνονται στο σύγχρονος κόσμοςπερισσότερους τεχνολογικούς τομείς χρήσης. Αυτή η τάση επεκτείνεται σε ενώσεις που υπάρχουν στη φύση και σε αυτές που δημιουργούνται από τον άνθρωπο.
Οξείδιο
Στον φλοιό της γης και στην απεραντοσύνη του Σύμπαντος υπάρχουν πολλά χημικές ενώσεις, που διαφέρουν σε τάξεις, τύπους, χαρακτηριστικά. Ένας από τους πιο συνηθισμένους τύπους ενώσεων είναι το οξείδιο (οξείδιο, οξείδιο). Περιλαμβάνει άμμο, νερό, διοξείδιο του άνθρακα, δηλαδή θεμελιώδεις ουσίες για την ύπαρξη της ανθρωπότητας και ολόκληρης της βιόσφαιρας της Γης. Τα οξείδια είναι ουσίες που περιέχουν άτομα οξυγόνου με κατάσταση οξείδωσης -2 και ο δεσμός μεταξύ των στοιχείων είναι δυαδικός. Ο σχηματισμός τους συμβαίνει ως αποτέλεσμα μιας χημικής αντίδρασης, οι συνθήκες της οποίας ποικίλλουν ανάλογα με τη σύνθεση του οξειδίου.
Τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα αυτής της ουσίας είναι τρεις θέσεις: η ουσία είναι σύνθετη, αποτελείται από δύο άτομα, ένα από αυτά είναι οξυγόνο. Ενας μεγάλος αριθμός απότα υπάρχοντα οξείδια εξηγούνται από το γεγονός ότι πολλά χημικά στοιχεία σχηματίζουν διάφορες ουσίες. Είναι πανομοιότυπα σε σύσταση, αλλά το άτομο που αντιδρά με το οξυγόνο παρουσιάζει αρκετούς βαθμούς σθένους. Για παράδειγμα, οξείδιο του χρωμίου (2, 3, 4, 6), άζωτο (1, 2, 3, 4, 5) κ.λπ. Επιπλέον, οι ιδιότητές τους εξαρτώνται από το βαθμό σθένους του στοιχείου που εισέρχεται στην οξειδωτική αντίδραση.
Σύμφωνα με την αποδεκτή ταξινόμηση, τα οξείδια είναι βασικά και όξινα. Διακρίνεται επίσης ένα αμφοτερικό είδος, το οποίο εμφανίζει τις ιδιότητες ενός βασικού οξειδίου. Τα όξινα οξείδια είναι ενώσεις μη μετάλλων ή στοιχεία με υψηλό σθένος· τα ένυδρα τους είναι οξέα. Τα βασικά οξείδια περιλαμβάνουν όλες τις ουσίες που έχουν δεσμό οξυγόνου + μετάλλου· οι υδρίτες τους είναι βάσεις.
Χρώμιο
Τον 18ο αιώνα, ο χημικός I. G. Lehman ανακάλυψε ένα άγνωστο ορυκτό, το οποίο ονομαζόταν κόκκινος μόλυβδος της Σιβηρίας. Ο καθηγητής Vaukelin, καθηγητής στην Ορυκτολογική Σχολή του Παρισιού, πραγματοποίησε μια σειρά χημικών αντιδράσεων με το δείγμα που προέκυψε, με αποτέλεσμα να απομονωθεί ένα άγνωστο μέταλλο. Οι κύριες ιδιότητες που εντόπισε ο επιστήμονας ήταν η αντοχή του σε όξινα περιβάλλοντα και η ανθεκτικότητα (αντοχή στη θερμότητα). Το όνομα "χρώμιο" (Χρώμιο) προέκυψε λόγω του πλατιού χρωματικό εύρος, το οποίο χαρακτηρίζεται από τις συνδέσεις του στοιχείου. Το μέταλλο είναι αρκετά αδρανές και δεν βρίσκεται στην καθαρή του μορφή σε φυσικές συνθήκες.
Τα κύρια ορυκτά που περιέχουν χρώμιο είναι: χρωμίτης (FeCr 2 O 4), μελανοχροΐτης, βοκελενίτης, διτζεΐτης, ταραπακαΐτης. Το χημικό στοιχείο Cr βρίσκεται στην ομάδα 6 Περιοδικός ΠίνακαςΟ D.I. Mendeleev, έχει ατομικό αριθμό 24. Η ηλεκτρονική διαμόρφωση του ατόμου του χρωμίου επιτρέπει στο στοιχείο να έχει σθένος +2, +3, +6, με τις πιο σταθερές ενώσεις να είναι το τρισθενές μέταλλο. Είναι δυνατές αντιδράσεις στις οποίες η κατάσταση οξείδωσης είναι +1, +5, +4. Το χρώμιο δεν είναι χημικά ενεργό, η μεταλλική επιφάνεια καλύπτεται με ένα φιλμ (φαινόμενο παθητικοποίησης), αποτρέποντας αντιδράσεις με οξυγόνο και νερό όταν φυσιολογικές συνθήκες. Το οξείδιο του χρωμίου που σχηματίζεται στην επιφάνεια προστατεύει το μέταλλο από την αλληλεπίδραση με οξέα και αλογόνα απουσία καταλυτών. Συνδέσεις με απλές ουσίες(όχι μέταλλα) είναι δυνατά σε θερμοκρασίες από 300 o C (χλώριο, βρώμιο, θείο).
Κατά την αλληλεπίδραση με σύνθετες ουσίεςαπαιτείται πρόσθετες προϋποθέσειςΓια παράδειγμα, με ένα αλκαλικό διάλυμα η αντίδραση δεν συμβαίνει· με τα τήγματα του η διαδικασία γίνεται πολύ αργά. Το χρώμιο αντιδρά με οξέα όταν υπάρχει υψηλή θερμοκρασία ως καταλύτης. Το οξείδιο του χρωμίου μπορεί να ληφθεί από διάφορα ορυκτά με έκθεση σε θερμοκρασία. Εξαρτάται από μελλοντικό πτυχίοΣυμπυκνωμένα οξέα χρησιμοποιούνται για την οξείδωση του στοιχείου. Σε αυτή την περίπτωση, το σθένος του χρωμίου στην ένωση κυμαίνεται από +2 έως +6 (το υψηλότερο οξείδιο του χρωμίου).
Εφαρμογή
Λόγω των μοναδικών αντιδιαβρωτικών ιδιοτήτων και της αντοχής στη θερμότητα, εξαιρετικό πρακτική σημασίαέχουν κράματα με βάση το χρώμιο. Παράλληλα, σε ποσοστιαία βάση, το μερίδιό της δεν πρέπει να υπερβαίνει το μισό του συνολικού όγκου. Το μεγάλο μειονέκτημα του χρωμίου είναι η ευθραυστότητά του, η οποία μειώνει τις δυνατότητες επεξεργασίας των κραμάτων. Ο πιο συνηθισμένος τρόπος χρήσης μετάλλου είναι η παραγωγή επιχρισμάτων (επιχρωμίωση). Η προστατευτική μεμβράνη μπορεί να είναι ένα στρώμα 0,005 mm, αλλά θα προστατεύει αξιόπιστα το μεταλλικό προϊόν από τη διάβρωση και τις εξωτερικές επιδράσεις. Οι ενώσεις χρωμίου χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ανθεκτικών στη θερμότητα κατασκευών στη μεταλλουργική βιομηχανία (καμίνων τήξης). Διακοσμητικά αντιδιαβρωτικά επιχρίσματα (κεραμοειδή), ειδικό κράμα χάλυβα, ηλεκτρόδια για μηχανές συγκόλλησης, κράματα με βάση το πυρίτιο και το αλουμίνιο έχουν ζήτηση στις παγκόσμιες αγορές. Το οξείδιο του χρωμίου, λόγω του χαμηλού δυναμικού οξείδωσης και της υψηλής θερμικής αντοχής του, χρησιμεύει ως καταλύτης για πολλές χημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν σε υψηλές θερμοκρασίες (1000 o C).
Δισθενείς ενώσεις
Το οξείδιο του χρωμίου (2) CrO (οξείδιο του αζώτου) είναι μια φωτεινή κόκκινη ή μαύρη σκόνη. Είναι αδιάλυτο στο νερό, δεν οξειδώνεται υπό κανονικές συνθήκες και εμφανίζει έντονες βασικές ιδιότητες. Η ουσία είναι στερεή, πυρίμαχη (1550 o C), μη τοξική. Κατά τη θέρμανση στους 100 o C οξειδώνεται σε Cr 2 O 3. Δεν διαλύεται σε ασθενή διαλύματα νιτρικού και θειικού οξέος· η αντίδραση γίνεται με υδροχλωρικό οξύ.
Απόδειξη, αίτηση
Αυτή η ουσία θεωρείται κατώτερο οξείδιο. Έχει ένα αρκετά στενό πεδίο εφαρμογής. Στη χημική βιομηχανία, το οξείδιο του χρωμίου 2 χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό των υδρογονανθράκων από το οξυγόνο, το οποίο προσελκύει κατά τη διαδικασία οξείδωσης σε θερμοκρασίες άνω των 100 o C. Το οξείδιο του χρωμίου μπορεί να ληφθεί με τρεις τρόπους:
- Αποσύνθεση του καρβονυλίου Cr(CO) 6 παρουσία υψηλής θερμοκρασίας ως καταλύτη.
- Αναγωγή του οξειδίου του χρωμίου με φωσφορικό οξύ 3.
- Το αμάλγαμα χρωμίου οξειδώνεται με οξυγόνο ή νιτρικό οξύ.
Τρισθενείς ενώσεις
Για τα οξείδια του χρωμίου, η κατάσταση οξείδωσης +3 είναι η πιο σταθερή μορφή της ουσίας. Το Cr 2 O 3 (πράσινο χρωμίου, sesquioxide, escolaid) είναι χημικά αδρανές, αδιάλυτο στο νερό και έχει υψηλό σημείο τήξης (πάνω από 2000 o C). Το οξείδιο του χρωμίου 3 είναι μια πράσινη, πυρίμαχη σκόνη, πολύ σκληρή και έχει αμφοτερικές ιδιότητες. Η ουσία είναι διαλυτή σε πυκνά οξέα, η αντίδραση με τα αλκάλια συμβαίνει ως αποτέλεσμα της σύντηξης. Μπορεί να αναχθεί σε καθαρό μέταλλο όταν αντιδράσει με ισχυρό αναγωγικό παράγοντα.
Παραλαβή και χρήση
Λόγω της υψηλής σκληρότητάς της (συγκρίσιμη με το κορούνδιο), η ουσία χρησιμοποιείται ευρέως σε λειαντικά και στιλβωτικά υλικά. Το οξείδιο του χρωμίου (τύπος Cr 2 O 3) έχει πράσινο χρώμα, επομένως χρησιμοποιείται ως χρωστική ουσία στην κατασκευή γυαλιών, χρωμάτων και κεραμικών. Για τη χημική βιομηχανία, η ουσία αυτή χρησιμοποιείται ως καταλύτης για αντιδράσεις με οργανικές ενώσεις (σύνθεση αμμωνίας). Το τρισθενές οξείδιο του χρωμίου χρησιμοποιείται για τη δημιουργία τεχνητών πολύτιμοι λίθοικαι σπινελών. Για την απόκτησή του, χρησιμοποιούνται διάφοροι τύποι χημικών αντιδράσεων:
- Οξείδωση οξειδίου του χρωμίου.
- Θέρμανση (πύρωση) διχρωμικού αμμωνίου ή χρωμικού αμμωνίου.
- Αποσύνθεση τρισθενούς υδροξειδίου του χρωμίου ή εξασθενούς οξειδίου.
- Πύρωση χρωμικού ή διχρωμικού υδραργύρου.
Εξασθενείς ενώσεις
Ο τύπος του υψηλότερου οξειδίου του χρωμίου είναι CrO 3. Η ουσία έχει μοβ ή σκούρο κόκκινο χρώμα και μπορεί να υπάρχει με τη μορφή κρυστάλλων, βελόνων, πλακών. Χημικά ενεργό, τοξικό, όταν αλληλεπιδρά με οργανικές ενώσεις υπάρχει κίνδυνος αυτόματης καύσης και έκρηξης. Το οξείδιο του χρωμίου 6 - χρωμικός ανυδρίτης, τριοξείδιο του χρωμίου - είναι εξαιρετικά διαλυτό στο νερό, υπό κανονικές συνθήκες αλληλεπιδρά με τον αέρα (διαλύεται), σημείο τήξης - 196 o C. Η ουσία έχει έντονη χαρακτηριστικά οξέος. Κατά τη διάρκεια μιας χημικής αντίδρασης με το νερό, σχηματίζεται διχρωμικό ή χρωμικό οξύ· χωρίς πρόσθετους καταλύτες αντιδρά με αλκάλια (χρωμικά κίτρινο χρώμα). Για τα αλογόνα (ιώδιο, θείο, φώσφορος) είναι ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας. Ως αποτέλεσμα της θέρμανσης πάνω από 250 o C, σχηματίζεται ελεύθερο οξυγόνο και τρισθενές οξείδιο του χρωμίου.
Πώς να το αποκτήσετε και πού να το χρησιμοποιήσετε
Το οξείδιο του χρωμίου 6 λαμβάνεται με επεξεργασία χρωμικών (διχρωμικών) νατρίου ή καλίου με πυκνό θειικό οξύ ή με αντίδραση χρωμικού αργύρου με υδροχλωρικό οξύ. Η υψηλή χημική δραστηριότητα της ουσίας καθορίζει τις κύριες κατευθύνσεις χρήσης της:
- Απόκτηση καθαρού μετάλλου - χρωμίου.
- Στη διαδικασία επιχρωμίωσης επιφανειών, συμπεριλαμβανομένων των ηλεκτρολυτικών μεθόδων.
- Οξείδωση αλκοολών (οργανικών ενώσεων) στη χημική βιομηχανία.
- ΣΕ πυραύλωνχρησιμοποιείται ως αναφλεκτήρας καυσίμου.
- Στα χημικά εργαστήρια καθαρίζει τα γυάλινα σκεύη από οργανικές ενώσεις.
- Χρησιμοποιείται στη βιομηχανία πυροτεχνίας.
Εάν εντοπίσετε κάποιο σφάλμα σε μια σελίδα, επιλέξτε το και πατήστε Ctrl + Enter
Λυρική παρέκβαση
Ακόμη και οι νεότεροι χημικοί, και όχι μόνο χημικοί, γνωρίζουν τη σχολική μέθοδο παραγωγής υδροξειδίου του χρωμίου. Η στοιχειώδης αντίδραση για να ληφθεί μια αδιάλυτη βάση είναι η αλληλεπίδραση οποιουδήποτε διαλυτού άλατος χρωμίου με ένα αλκάλιο. Ως αποτέλεσμα, κατακρημνίζεται ένα ίζημα που μοιάζει με ζελέ από το επιθυμητό υδροξείδιο, το οποίο όχι μόνο είναι δύσκολο να ξεπλυθεί, αλλά και δύσκολο να φιλτραριστεί.
Ενώ μελετούσα άρθρα και πατέντες στο Διαδίκτυο, συνάντησα μια βιομηχανική μέθοδο για την παραγωγή οξειδίου του χρωμίου από εξασθενείς ενώσεις χρωμίου (χρωμικά), η οποία χρησιμοποιεί θείο ως αναγωγικό παράγοντα. Έχοντας ένα βάζο με «αντιδραστικό» οξείδιο και γνωρίζοντας καλά τη «συνέπειά του», αποφάσισα να χρησιμοποιήσω αυτή τη μέθοδοστην πράξη στο «εργαστήριο του σπιτιού» σας, τι θα συμβεί αν λειτουργήσει; Το αντιδραστικό οξείδιο είναι μια μάλλον πυκνή πράσινη σκόνη, η οποία δεν μπορεί να συγκριθεί με τη «μύξα» που πέφτει όταν τα άλατα χρωμίου εκτίθενται σε αλκάλια. Έχοντας αυτές τις σκέψεις στο μυαλό, αποφάσισα να κάνω ένα πείραμα.
Θεωρητική βάσηκαι μερικά σχόλια
Για τη λήψη οξειδίου του χρωμίου, η βιομηχανία χρησιμοποιεί τη μέθοδο αναγωγής χρωμικών σε αλκαλικό μέσο με στοιχειακό θείο. Η αντίδραση προχωρά σύμφωνα με συνοπτική εξίσωση:
4Na 2 CrO 4 + 6S + 7H 2 O = 4Cr(OH) 3 + 3Na 2 S 2 O 3 + 2NaOH (1)
Το προκύπτον υδροξείδιο πλένεται και πυρώνεται.
Το οξείδιο του χρωμίου που λαμβάνεται με αυτόν τον τρόπο χρησιμοποιείται ως χρωστική ουσία και για κατασκευαστική ικανότητα, το ίζημα πρέπει να διαχωρίζεται εύκολα από το διάλυμα, δηλ. να μην έχει τη μορφή τζελ. Επίσης, η αντίδραση είναι αρκετά απλή στη διεξαγωγή, δεν απελευθερώνονται τοξικά ή δύσοσμα αέρια, υπάρχουν διαθέσιμα αντιδραστήρια κ.λπ., οπότε η επιλογή έπεσε σε αυτήν την επιλογή.
Φυσικά, δεν σκόπευα να φρύσω το προκύπτον υδροξείδιο· η αδράνεια και το «βαρήκοο» του αντιδραστικού οξειδίου είναι ευρέως γνωστά, για παράδειγμα, δεν επηρεάζονται από τις συγκεντρώσεις. αλάτι και νιτρικό οξύ, και συν. Το θειικό οξύ διαλύεται μόνο όταν υψηλή θερμοκρασία- σχεδόν σε σημείο βρασμού. Με το υδροξείδιο είναι διαφορετικά. Είναι δραστικό και πρέπει να διαλύεται σε αραιά οξέα, επομένως υπάρχει περιθώριο χρήσης του (για να ληφθούν άλλες ενώσεις χρωμίου - και όχι μόνο).
Για το πείραμα, αποφάσισα να χρησιμοποιήσω διχρωμικό κάλιο. Ζύγιζε 20 γραμμάρια.
Για περαιτέρω παρατηρήσεις, αποφασίστηκε να γίνουν μερικοί απλοί υπολογισμοί. Ετσι:
Έχουμε 20 γραμμάρια διχρωμικού καλίου, ποσότητα ουσίας = 0,068 mol.
Για μια τέτοια ποσότητα διχρωμικού, θα απαιτηθεί 3 φορές περισσότερο θείο, δηλ. 0,204 mol, κατά μάζα θα είναι 6,53 γραμμάρια.
Από 20 γραμμάρια διχρωμικού (δηλαδή από 0,068 mol) θα λάβετε 0,136 mol υδροξειδίου του χρωμίου ή 14 γραμμάρια κατά μάζα.
Επειδή επιλέχθηκε το διχρωμικό και η αντίδραση λαμβάνει χώρα σε αλκαλικό μέσο και με χρωμικό, αποφάσισα να προσθέσω μεγάλη περίσσεια αλκαλίου και πήρα 25 γραμμάρια στερεού υδροξειδίου του νατρίου. Γιατί είναι απαραίτητο αυτό εάν απελευθερωθεί αλκάλιο κατά τη διάρκεια της διαδικασίας;
Η αντίδραση περνά από διάφορα στάδια. Η πρώτη είναι η αντίδραση θείου και αλκαλίου σε υδατικό διάλυμα:
3S + 6NaOH = Na 2 SO 3 + 2Na 2 S + 3H 2 O (2)
Το δεύτερο είναι η αντίδραση του θείου με θειώδη και θειούχα. Με το θειικό σχηματίζεται θειοθειικό και με το σουλφίδιο σχηματίζονται πολυσουλφίδια.
Na 2 SO 3 + S = Na 2 S 2 O 3 (3)
Na 2 S + S = Na 2 (S 2) (4)
3Na 2 S + 2Na 2 CrO 4 + 8H 2 O = 2Cr(OH) 3 + 3S + 10NaOH (5)
Na 2 S + 2Na 2 CrO 4 + 5H 2 O = 2Cr(OH) 3 + Na 2 SO 3 + 4NaOH (6)
Τα πολυσουλφίδια αντιδρούν παρόμοια.
Το θείο που προκύπτει αντιδρά σύμφωνα με την εξίσωση (2-4) και διαλύεται χωρίς να μολύνει το προϊόν. Η αρχική διεργασία (Εξίσωση 2) απαιτεί ένα εξαιρετικά αλκαλικό περιβάλλον, έτσι πήρα αυτή την περίσσεια αλκαλίων. Δεν χρειάζεται να προσθέσετε στερεά αλκάλια, αλλά χρησιμοποιήστε μάλλον ισχυρά διαλύματά του, για παράδειγμα 20-40%. Ένα τέτοιο διάλυμα μπορεί να ληφθεί από κάποιον γνωστό σας (χρησιμοποιείται ως αλκαλικός ηλεκτρολύτης για μπαταρίες, χρησιμοποιείται διάλυμα 40% υδροξειδίου του καλίου με προσθήκη 3-5% υδροξειδίου λιθίου) ή μπορείτε να το φτιάξετε μόνοι σας χρησιμοποιώντας τον ασβέστη μέθοδος (ακολουθούμενη από εξάτμιση). Φυσικά, η πιο επιτυχημένη επιλογή είναι η λήψη της αλυσίβας από το βάζο με τη μορφή αντιδραστηρίου.
Το χρώμιο είναι στοιχείο της πλευρικής υποομάδας της 6ης ομάδας της 4ης περιόδου του περιοδικού συστήματος χημικών στοιχείων του D.I. Mendeleev, με ατομικό αριθμό 24. Ονομάζεται με το σύμβολο Cr (λατ. Χρώμιο). Η απλή ουσία χρώμιο είναι ένα σκληρό μέταλλο με μπλε-λευκό χρώμα.
Χημικές ιδιότητες του χρωμίου
Υπό κανονικές συνθήκες, το χρώμιο αντιδρά μόνο με το φθόριο. Σε υψηλές θερμοκρασίες (πάνω από 600°C) αλληλεπιδρά με οξυγόνο, αλογόνα, άζωτο, πυρίτιο, βόριο, θείο, φώσφορο.
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
Όταν θερμαίνεται, αντιδρά με υδρατμούς:
2Cr + 3H 2 O → Cr 2 O 3 + 3H 2
Το χρώμιο διαλύεται σε αραιά ισχυρά οξέα (HCl, H 2 SO 4)
Ελλείψει αέρα, σχηματίζονται άλατα Cr 2 + και στον αέρα, άλατα Cr 3 +.
Cr + 2HCl → CrCl 2 + H 2
2Cr + 6HCl + O 2 → 2CrCl 3 + 2H 2 O + H 2
Η παρουσία προστατευτικού φιλμ οξειδίου στην επιφάνεια του μετάλλου εξηγεί την παθητικότητά του σε σχέση με συμπυκνωμένα διαλύματα οξέων - οξειδωτικών.
Ενώσεις χρωμίου
Οξείδιο του χρωμίου(II).και το υδροξείδιο του χρωμίου(II) είναι βασικής φύσης.
Cr(OH) 2 + 2HCl → CrCl 2 + 2H 2 O
Οι ενώσεις του χρωμίου (II) είναι ισχυροί αναγωγικοί παράγοντες. μετατρέπονται σε ενώσεις χρωμίου (III) υπό την επίδραση του ατμοσφαιρικού οξυγόνου.
2CrCl 2 + 2HCl → 2CrCl 3 + H 2
4Cr(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O → 4Cr(OH) 3
Οξείδιο του χρωμίου (III)Το Cr 2 O 3 είναι μια πράσινη, αδιάλυτη στο νερό σκόνη. Μπορεί να ληφθεί με φρύξη υδροξειδίου του χρωμίου(III) ή διχρωμικών καλίου και αμμωνίου:
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 (αντίδραση ηφαιστείου)
Αμφοτερικό οξείδιο. Όταν το Cr 2 O 3 συντήκεται με αλκάλια, σόδα και όξινα άλατα, λαμβάνονται ενώσεις χρωμίου με κατάσταση οξείδωσης (+3):
Cr 2 O 3 + 2NaOH → 2NaCrO 2 + H 2 O
Cr 2 O 3 + Na 2 CO 3 → 2NaCrO 2 + CO 2
Όταν συντήκονται με ένα μείγμα αλκαλίου και οξειδωτικού παράγοντα, οι ενώσεις χρωμίου λαμβάνονται σε κατάσταση οξείδωσης (+6):
Cr 2 O 3 + 4KOH + KClO 3 → 2K 2 CrO 4 + KCl + 2H 2 O
Υδροξείδιο του χρωμίου (III) Γ r (OH) 3 . Αμφοτερικό υδροξείδιο. Γκρι-πράσινο, αποσυντίθεται όταν θερμαίνεται, χάνοντας νερό και σχηματίζοντας πράσινο μεταϋδροξείδιο CrO(OH). Δεν διαλύεται στο νερό. Κατακρημνίζεται από το διάλυμα ως γκρι-μπλε και γαλαζοπράσινο ένυδρο. Αντιδρά με οξέα και αλκάλια, δεν αλληλεπιδρά με την ένυδρη αμμωνία.
Έχει αμφοτερικές ιδιότητες - διαλύεται τόσο σε οξέα όσο και σε αλκάλια:
2Cr(OH) 3 + 3H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O Cr(OH) 3 + ZN + = Cr 3+ + 3H 2 O
Cr(OH) 3 + KOH → K, Cr(OH) 3 + ZON - (συγ.) = [Cr(OH) 6 ] 3-
Cr(OH) 3 + KOH → KCrO 2 + 2H 2 O Cr(OH) 3 + MOH = MSrO 2 (πράσινο) + 2H 2 O (300-400 °C, M = Li, Na)
Cr(OH) 3 →(120 ο ντο – H 2 Ο) CrO(OH) →(430-1000 0 C -H 2 Ο) Cr2O3
2Cr(OH) 3 + 4NaOH (συμπ.) + ZN 2 O 2 (συμπ.) = 2Na 2 CrO 4 + 8H 2 0
Παραλαβή: καθίζηση με ένυδρη αμμωνία από διάλυμα αλάτων χρωμίου(III):
Cr3+ + 3(NH3H2O) = ΜΕr(OH) 3 ↓+ ЗNН 4+
Cr 2 (SO 4) 3 + 6NaOH → 2Cr(OH) 3 ↓+ 3Na 2 SO 4 (σε περίσσεια αλκαλίου - το ίζημα διαλύεται)
Τα άλατα χρωμίου (III) έχουν μωβ ή σκούρο πράσινο χρώμα. Οι χημικές τους ιδιότητες μοιάζουν με άχρωμα άλατα αλουμινίου.
Οι ενώσεις Cr(III) μπορούν να εμφανίσουν τόσο οξειδωτικές όσο και αναγωγικές ιδιότητες:
Zn + 2Cr +3 Cl 3 → 2Cr +2 Cl 2 + ZnCl 2
2Cr +3 Cl 3 + 16NaOH + 3Br 2 → 6NaBr + 6NaCl + 8H 2 O + 2Na 2 Cr +6 O 4
Ενώσεις εξασθενούς χρωμίου
Οξείδιο του χρωμίου(VI). CrO 3 - φωτεινά κόκκινα κρύσταλλα, διαλυτά στο νερό.
Λαμβάνεται από χρωμικό κάλιο (ή διχρωμικό) και H2SO4 (συγκ.).
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
CrO3- οξείδιο οξέος, με τα αλκάλια σχηματίζει κίτρινα χρωμικά CrO 4 2-:
CrO 3 + 2KOH → K 2 CrO 4 + H 2 O
ΣΕ όξινο περιβάλλονΤα χρωμικά μετατρέπονται σε πορτοκαλί διχρωμικά Cr 2 O 7 2-:
2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 → K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O
Σε ένα αλκαλικό περιβάλλον, αυτή η αντίδραση προχωρά προς την αντίθετη κατεύθυνση:
K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH → 2K 2 CrO 4 + H 2 O
Το διχρωμικό κάλιο είναι ένας οξειδωτικός παράγοντας σε όξινο περιβάλλον:
K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3Na 2 SO 3 = 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 + 3NaNO 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
Χρωμικό κάλιο K2 Cr Ο 4 . Oxosol. Κίτρινο, μη υγροσκοπικό. Λιώνει χωρίς αποσύνθεση, θερμικά σταθερό. Πολύ διαλυτό στο νερό ( κίτρινοςτο χρώμα του διαλύματος αντιστοιχεί στο ιόν CrO 4 2-), υδρολύει ελαφρώς το ανιόν. Σε όξινο περιβάλλον μετατρέπεται σε K 2 Cr 2 O 7 . Οξειδωτικό μέσο (ασθενέστερο από K 2 Cr 2 O 7). Εισέρχεται σε αντιδράσεις ανταλλαγής ιόντων.
Ποιοτική αντίδρασηστο ιόν CrO 4 2- - η καθίζηση ενός κίτρινου ιζήματος χρωμικού βαρίου, το οποίο αποσυντίθεται σε ένα έντονα όξινο περιβάλλον. Χρησιμοποιείται ως μυρωδάτο για τη βαφή υφασμάτων, ως παράγοντας μαυρίσματος δέρματος, ως επιλεκτικό οξειδωτικό, ως αντιδραστήριο σε αναλυτική Χημεία.
Εξισώσεις των πιο σημαντικών αντιδράσεων:
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 (συγκέντρωση, ορίζοντας) = 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[Cr(OH) 6 ]+3S↓+4KOH
2K 2 CrO 4 +2AgNO 3 =KNO 3 +Ag 2 CrO 4 (κόκκινο) ↓
Ποιοτική αντίδραση:
K 2 CrO 4 + BaCl 2 = 2KCl + BaCrO 4 ↓
2BaCrO 4 (t) + 2HCl (διυλ.) = BaCr 2 O 7 (p) + BaC1 2 + H 2 O
Παραλαβή: πυροσυσσωμάτωση χρωμίτη με ποτάσα στον αέρα:
4(Cr 2 Fe ‖‖)O 4 + 8K 2 CO 3 + 7O 2 = 8K 2 CrO 4 + 2Fe 2 O 3 + 8СO 2 (1000 °C)
Διχρωμικό κάλιο κ 2 Cr 2 Ο 7 . Oxosol. Τεχνική ονομασία κορυφή χρωμίου. Πορτοκαλοκόκκινο, μη υγροσκοπικό. Λιώνει χωρίς αποσύνθεση και αποσυντίθεται με περαιτέρω θέρμανση. Πολύ διαλυτό στο νερό ( πορτοκάλιΤο χρώμα του διαλύματος αντιστοιχεί στο ιόν Cr 2 O 7 2-. Σε αλκαλικό περιβάλλον σχηματίζει K 2 CrO 4 . Ένας τυπικός οξειδωτικός παράγοντας σε διάλυμα και κατά τη σύντηξη. Εισέρχεται σε αντιδράσεις ανταλλαγής ιόντων.
Ποιοτικές αντιδράσεις - μπλε χρώμα αιθερικού διαλύματος παρουσία H 2 O 2, μπλε χρώμα υδατικού διαλύματος υπό τη δράση ατομικού υδρογόνου.
Χρησιμοποιείται ως δερμάτινο μαυριστικό, μυρωδάτο για βαφή υφασμάτων, συστατικό πυροτεχνικών συνθέσεων, αντιδραστήριο στην αναλυτική χημεία, αναστολέας διάβρωσης μετάλλων, σε μείγμα με H 2 SO 4 (συμπ.) - για πλύσιμο χημικών πιάτων.
Εξισώσεις των πιο σημαντικών αντιδράσεων:
4K 2 Cr 2 O 7 = 4K 2 CrO 4 + 2Cr 2 O 3 +3O 2 (500-600 o C)
K 2 Cr 2 O 7 (t) +14HCl (συμπ.) = 2CrCl 3 +3Cl 2 +7H 2 O+2KCl (βρασμός)
K 2 Cr 2 O 7 (t) + 2H 2 SO 4 (96%) ⇌ 2 KHSO 4 + 2 CrO 3 + H 2 O ("μίγμα χρωμίου")
K 2 Cr 2 O 7 +KOH (συμπ.) =H 2 O + 2K 2 CrO 4
Cr 2 O 7 2- +14H + +6I - =2Cr 3+ +3I 2 ↓+7H 2 O
Cr 2 O 7 2- +2H + +3SO 2 (g) = 2Cr 3+ +3SO 4 2- +H 2 O
Cr 2 O 7 2- +H 2 O +3H 2 S (g) =3S↓+2OH - +2Cr 2 (OH) 3 ↓
Cr 2 O 7 2- (συμπ.) +2Ag + (dil.) =Ag 2 Cr 2 O 7 (κόκκινο) ↓
Cr 2 O 7 2- (dil.) +H 2 O +Pb 2+ =2H + + 2PbCrO 4 (κόκκινο) ↓
K 2 Cr 2 O 7(t) +6HCl+8H 0 (Zn)=2CrCl 2(syn) +7H 2 O+2KCl
Παραλαβή:επεξεργασία του K 2 CrO 4 με θειικό οξύ:
2K2CrO4 + H2SO4 (30%) = Κ 2Cr 2 Ο 7 + K 2 SO 4 + H 2 O
Οξείδια χρωμίου (II), (III) και (VI).
Το χρώμιο σχηματίζει τρία οξείδια: CrO, Cr 2 O 3, CrO 3.
Το οξείδιο του χρωμίου (II) CrO είναι μια πυροφορική μαύρη σκόνη. Έχει βασικές ιδιότητες.
Στις αντιδράσεις οξειδοαναγωγής συμπεριφέρεται ως αναγωγικός παράγοντας:
Το CrO λαμβάνεται με αποσύνθεση του χρωμίου καρβονυλ Cr(CO) 6 σε κενό στους 300°C.
Το οξείδιο του χρωμίου (III) Cr 2 O 3 είναι μια πυρίμαχη πράσινη σκόνη. Είναι κοντά στο κορούνδιο σε σκληρότητα, γι' αυτό και περιλαμβάνεται στα γυαλιστικά. Σχηματίζεται από την αλληλεπίδραση Cr και O 2 σε υψηλές θερμοκρασίες. Στο εργαστήριο, το οξείδιο του χρωμίου (III) μπορεί να παρασκευαστεί με θέρμανση διχρωμικού αμμωνίου:
(N -3 H 4) 2 Cr +6 2 O 7 =Cr +3 2 O 3 +N 0 2 +4H 2 O
Το οξείδιο του χρωμίου(III) έχει επαμφοτερίζουσες ιδιότητες. Όταν αλληλεπιδρούν με οξέα, σχηματίζονται άλατα χρωμίου (III): Cr 2 O 3 +3H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O
Κατά την αλληλεπίδραση με αλκάλια στο τήγμα, σχηματίζονται ενώσεις χρωμίου (III) - χρωμίτες (απουσία οξυγόνου): Cr 2 O 3 + 2NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O
Το οξείδιο του χρωμίου (III) είναι αδιάλυτο στο νερό.
Στις αντιδράσεις οξειδοαναγωγής, το οξείδιο του χρωμίου (III) συμπεριφέρεται ως αναγωγικός παράγοντας:
Το οξείδιο του χρωμίου (VI) CrO 3 - χρωμικός ανυδρίτης, είναι σκούρο κόκκινο κρύσταλλο σε σχήμα βελόνας. Όταν θερμαίνεται στους 200°C περίπου, αποσυντίθεται:
4CrO 3 =2Cr 2 O 3 +3O 2
Διαλύεται εύκολα στο νερό, όντας όξινο στη φύση του, σχηματίζει χρωμικά οξέα. Με περίσσεια νερού, σχηματίζεται χρωμικό οξύ H 2 CrO 4:
CrO 3 + H 2 O = H 2 CrO 4
Σε υψηλή συγκέντρωση CrO 3, σχηματίζεται διχρωμικό οξύ H 2 Cr 2 O 7:
2CrO 3 +H 2 O = H 2 Cr 2 O 7
το οποίο, όταν αραιωθεί, μετατρέπεται σε χρωμικό οξύ:
H 2 Cr 2 O 7 + H 2 O = 2 H 2 CrO 4
Τα χρωμικά οξέα υπάρχουν μόνο σε υδατικό διάλυμα· κανένα από αυτά τα οξέα δεν απομονώνεται σε ελεύθερη κατάσταση. Ωστόσο, τα άλατά τους είναι πολύ σταθερά.
Το οξείδιο του χρωμίου (VI) είναι ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας:
3S+4CrO 3 =3SO 2 +2Cr 2 O 3
Οξειδώνει ιώδιο, θείο, φώσφορο, άνθρακα, μετατρέποντας σε Cr 2 O 3. Το CrO 3 λαμβάνεται με τη δράση περίσσειας πυκνού θειικού οξέος σε κορεσμένο διάλυμα νερούδιχρωμικό νάτριο: Na 2 Cr 2 O 7 +2H 2 SO 4 =2CrO 3 +2NaHSO 4 +H 2 O Πρέπει να σημειωθεί ότι το οξείδιο του χρωμίου (VI) είναι ιδιαίτερα τοξικό.