کرومکروم (lat. Cromium)، کروم، یک عنصر شیمیایی از گروه ششم سیستم تناوبی مندلیف، عدد اتمی 24، جرم اتمی 51.996. فلز فولادی آبی

ایزوتوپ های طبیعی پایدار: 50 کروم (4.31%)، 52 کروم (87.76%)، 53 کروم (9.55%) و 54 کروم (2.38%). از بین ایزوتوپ های رادیواکتیو مصنوعی، مهمترین آنها 51 Cr (نیمه عمر T ½ = 27.8 روز) است که به عنوان ردیاب ایزوتوپ استفاده می شود.

مرجع تاریخ.کروم در سال 1797 توسط LN Vauquelin در کرومات معدنی کرومات سرب طبیعی РbCrО 4 کشف شد. کروم نام خود را از کلمه یونانی chroma - رنگ، رنگ (به دلیل تنوع رنگ ترکیبات آن) گرفته است. کروم مستقل از Vauquelin در سال 1798 توسط دانشمند آلمانی M. G. Klaproth در کروکویت کشف شد.

توزیع کروم در طبیعتمیانگین محتوای کروم در پوسته زمین (کلارک) 8.3·10 -3٪ است. این عنصر احتمالاً مشخصه‌تر گوشته زمین است، زیرا سنگ‌های اولترامافیک، که اعتقاد بر این است که از نظر ترکیب به گوشته زمین نزدیک‌ترین هستند، در کروم (2·10-4%) غنی شده‌اند. 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٪، در سنگ های اسیدی - 2.5 10-3٪، در سنگ های رسوبی (ماسه سنگ) - 3.5 10-3٪، شیل - 9 10-3٪ می رسد. کروم یک مهاجر آب نسبتاً ضعیف است. محتوای کروم در آب دریا 0.00005 میلی گرم در لیتر است.

به طور کلی کروم فلزی از مناطق عمیق زمین است. شهاب‌سنگ‌های سنگی (آنالوگ گوشته) نیز با کروم (2.7·10-1%) غنی شده‌اند. بیش از 20 ماده معدنی کروم شناخته شده است. فقط اسپینل های کروم (تا 54٪ کروم) از اهمیت صنعتی برخوردار هستند. علاوه بر این، کروم در تعدادی از مواد معدنی دیگر وجود دارد که اغلب با سنگ معدن کروم همراه هستند، اما به خودی خود ارزش عملی ندارند (uvarovite، volkonskoite، kemerite، fuchsite).

خواص فیزیکی کرومکروم فلزی سخت، سنگین و نسوز است. کروم خالص پلاستیکی است. در یک شبکه بدنه مرکزی متبلور می شود، a = 2.885Å (20 درجه سانتیگراد). در دمای 1830 درجه سانتیگراد، تبدیل به یک اصلاح با یک شبکه صورت محور ممکن است، a = 3.69Å.

شعاع اتمی 1.27 Å; شعاع یونی Cr2+ 0.83Å، Cr3+ 0.64Å، Cr6+ 0.52 Å. چگالی 7.19 گرم بر سانتی متر 3 ; t pl 1890 درجه سانتی گراد; t kip 2480 درجه سانتی گراد. ظرفیت گرمایی ویژه 0.461 kJ/(kg K) (25°C); ضریب حرارتی انبساط خطی 8.24 10 -6 (در 20 درجه سانتیگراد). ضریب هدایت حرارتی 67 W/(m K) (20 °С); مقاومت الکتریکی 0.414 میکرومتر متر (20 درجه سانتیگراد). ضریب حرارتی مقاومت الکتریکی در محدوده 20-600 درجه سانتیگراد 3.01·10 -3 است. کروم ضد فرومغناطیسی است، حساسیت مغناطیسی خاص 3.6·10 -6 است. سختی کروم با خلوص بالا طبق برینل 7-9 MN / m2 (70-90 kgf / cm2) است.

خواص شیمیایی کرومپیکربندی الکترون خارجی اتم کروم 3d 5 4s 1 است. در ترکیبات، معمولاً حالت های اکسیداسیون +2، +3، +6 را نشان می دهد، که در میان آنها Cr 3+ پایدارترین است. ترکیبات جداگانه ای شناخته شده اند که کروم دارای حالت های اکسیداسیون +1، +4، +5 است. کروم از نظر شیمیایی غیر فعال است. در شرایط عادی، در برابر اکسیژن و رطوبت مقاوم است، اما با فلوئور ترکیب می شود و CrF 3 را تشکیل می دهد. در دمای بالای 600 درجه سانتیگراد، با بخار آب برهمکنش می کند و Cr 2 O 3 می دهد. نیتروژن - Cr 2 N، CrN؛ کربن - Cr 23 C 6، Cr 7 C 3، Cr 3 C 2. خاکستری - Cr 2 S 3. هنگامی که با بور ذوب می شود، بورید CrB را تشکیل می دهد؛ با سیلیکون، سیلیسیدهای Cr 3 Si، Cr 2 Si 3، CrSi 2 را تشکیل می دهد. کروم با بسیاری از فلزات آلیاژهایی تشکیل می دهد. تعامل با اکسیژن در ابتدا کاملاً فعال پیش می رود، سپس به دلیل تشکیل یک فیلم اکسید روی سطح فلز، سرعت آن به شدت کاهش می یابد. در دمای 1200 درجه سانتیگراد، فیلم شکسته می شود و اکسیداسیون دوباره به سرعت ادامه می یابد. کروم در اکسیژن در دمای 2000 درجه سانتیگراد مشتعل می شود و اکسید کروم (III) سبز تیره Cr 2 O 3 را تشکیل می دهد. علاوه بر اکسید (III)، ترکیبات دیگری با اکسیژن وجود دارد، مانند CrO، CrO 3 که به طور غیر مستقیم به دست می آیند. کروم به راحتی با محلول های رقیق اسیدهای هیدروکلریک و سولفوریک واکنش داده و کلرید و سولفات کروم را تشکیل می دهد و هیدروژن آزاد می کند. آکوا رژیا و نیتریک اسید غیر فعال کروم.

با افزایش درجه اکسیداسیون، خواص اسیدی و اکسید کننده کروم افزایش می یابد.مشتقات Cr 2+ عوامل کاهنده بسیار قوی هستند. یون Cr 2 + در مرحله اول انحلال کروم در اسیدها یا در طی احیای Cr 3 + در محلول اسیدی با روی تشکیل می شود. هیدرات نیتروژن Cr(OH) 2 در طول کم آبی به Cr 2 O 3 می رود. ترکیبات Cr 3+ در هوا پایدار هستند. آنها می توانند هم عامل کاهنده و هم اکسید کننده باشند. Cr 3 + را می توان در یک محلول اسیدی با روی به Cr 2 + کاهش داد یا در یک محلول قلیایی به CrO 4 2- با برم و سایر عوامل اکسید کننده اکسید شد. هیدروکسید Cr (OH) 3 (به طور دقیق تر، Cr 2 O 3 nH 2 O ) یک ترکیب آمفوتریک است که با کاتیون Cr 3 + یا نمک های اسید کرومیک HCrO 2 - کرومیت ها (به عنوان مثال، KC-O 2، NaCrO) نمک تشکیل می دهد. 2). ترکیبات Cr 6+: انیدرید کرومیک CrO 3، اسیدهای کرومیک و نمک های آنها که از مهم ترین آنها می توان به کرومات ها و دی کرومات ها - عوامل اکسید کننده قوی اشاره کرد. کروم تعداد زیادی نمک با اسیدهای حاوی اکسیژن تشکیل می دهد. ترکیبات پیچیده کروم شناخته شده است. ترکیبات پیچیده Cr 3+ بسیار زیاد هستند که کروم دارای عدد هماهنگی 6 است. تعداد قابل توجهی از ترکیبات پراکسید کروم وجود دارد.

کروم را دریافت کنید.بسته به هدف استفاده، کروم در درجات خلوص مختلفی به دست می آید. ماده اولیه معمولاً اسپینل‌های کرومی است که در حضور اکسیژن اتمسفر غنی شده و سپس با پتاس (یا سودا) ذوب می‌شوند. با توجه به جزء اصلی سنگ معدن حاوی Cr 3 +، واکنش به شرح زیر است:

2FeCr 2 O 4 + 4K 2 CO 3 + 3.5O 2 \u003d 4K 2 CrO 4 + Fe 2 O 3 + 4CO 2.

کرومات پتاسیم حاصل K 2 CrO 4 با آب داغ شسته می شود و عمل H 2 SO 4 آن را به دی کرومات K 2 Cr 2 O 7 تبدیل می کند. علاوه بر این، با اثر محلول غلیظ H 2 SO 4 روی K 2 Cr 2 O 7، انیدرید کروم C 2 O 3 یا با حرارت دادن K 2 Cr 2 O 7 با گوگرد - اکسید کروم (III) C 2 O به دست می آید. 3.

خالص ترین کروم در شرایط صنعتی یا از طریق الکترولیز محلول های آبی غلیظ CrO 3 یا Cr 2 O 3 حاوی H 2 SO 4 یا با الکترولیز سولفات کروم Cr 2 (SO 4) 3 به دست می آید. در این حالت، کروم بر روی کاتد آلومینیوم یا فولاد ضد زنگ رسوب می کند. خالص سازی کامل از ناخالصی ها با تصفیه کروم با هیدروژن بسیار خالص در دمای بالا (1500-1700 درجه سانتی گراد) به دست می آید.

همچنین می توان کروم خالص را با الکترولیز مذاب CrF 3 یا CrCl 3 مخلوط با فلوریدهای سدیم، پتاسیم، کلسیم در دمای حدود 900 درجه سانتی گراد در اتمسفر آرگون به دست آورد.

کروم در مقادیر کم از احیای Cr 2 O 3 با آلومینیوم یا سیلیکون به دست می آید. در روش آلومینوترمیک، مخلوطی از Cr 2 O 3 و پودر Al یا تراشه های از قبل گرم شده با افزودن یک عامل اکسید کننده در یک بوته بارگذاری می شود، جایی که واکنش با مشتعل کردن مخلوط Na 2 O 2 و Al تا زمانی که بوته شروع می شود، آغاز می شود. با کروم و سرباره پر شده است. کروم به صورت سیلیکوترمال در کوره های قوس ذوب می شود. خلوص کروم به دست آمده با محتوای ناخالصی در Cr 2 O 3 و در Al یا Si استفاده شده برای بازیابی تعیین می شود.

در صنعت، آلیاژهای کروم در مقیاس بزرگ تولید می شوند - فروکروم و سیلیکروم.

برنامه کروماستفاده از کروم بر اساس مقاومت در برابر حرارت، سختی و مقاومت در برابر خوردگی آن است. بیشتر از همه کروم برای ذوب فولادهای کرومی استفاده می شود. کروم آلومینیو و سیلیکوترمیک برای ذوب نیکروم، نیمونیک، سایر آلیاژهای نیکل و استلایت استفاده می شود.

مقدار قابل توجهی کروم برای پوشش های تزئینی مقاوم در برابر خوردگی استفاده می شود. پودر کروم به طور گسترده ای در تولید محصولات فلزی-سرامیکی و مواد برای الکترودهای جوشکاری استفاده می شود. کروم به شکل یون Cr 3+ ناخالصی در یاقوت است که به عنوان سنگ قیمتی و مواد لیزری استفاده می شود. از ترکیبات کروم برای حکاکی پارچه در هنگام رنگرزی استفاده می شود. برخی از نمک های کروم به عنوان یک ماده در محلول های دباغی در صنعت چرم استفاده می شود. PbCrO 4 ، ZnCrO 4 ، SrCrO 4 - به عنوان رنگ های هنری. محصولات نسوز کرومیت-منیزیت از مخلوط کرومیت و منیزیت ساخته می شوند.

ترکیبات کروم (به ویژه مشتقات Cr 6 +) سمی هستند.

کروم در بدنکروم یکی از عناصر بیوژنیک است که به طور مداوم در بافت های گیاهان و جانوران وجود دارد. میانگین محتوای کروم در گیاهان 0.0005٪ است (92-95٪ کروم در ریشه ها جمع می شود)، در حیوانات - از ده هزارم تا ده میلیونم درصد. در موجودات پلانکتون، ضریب تجمع کروم بسیار زیاد است - 10000-26000. گیاهان بالاتر غلظت کروم بالای 3-10-4 mol/l را تحمل نمی کنند. در برگها به صورت یک کمپلکس با وزن مولکولی کم وجود دارد که با ساختارهای درون سلولی مرتبط نیست. در حیوانات، کروم در متابولیسم لیپیدها، پروتئین ها (بخشی از آنزیم تریپسین)، کربوهیدرات ها (یک جزء ساختاری عامل مقاوم به گلوکز) نقش دارد. منبع اصلی کروم در بدن حیوانات و انسان غذا است. کاهش محتوای کروم در غذا و خون منجر به کاهش سرعت رشد، افزایش کلسترول خون و کاهش حساسیت بافت‌های محیطی به انسولین می‌شود.

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. در صورت قرار گرفتن در معرض کروم، ممکن است درماتیت و اگزما روی پوست ایجاد شود. بر اساس برخی گزارش‌ها، ترکیبات کروم، عمدتاً کروم (III)، اثر سرطان‌زایی دارند.

کروم یک ماده معدنی کم مصرف است که در اشکال مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. در افزودنی های زیستی، این معمولاً کلرید یا پیکولینات آن است (نمکی که بهتر توسط روده ها جذب می شود). کمپلکس موجود در مخمر که به عنوان فاکتور تحمل گلوکز شناخته می شود و شامل کروم و سه اسید آمینه گلوتامین، گلیسین و سیستئین است، به خوبی جذب می شود.

خواص مفید کروم و نقش آن در بدن

کروم برای عملکرد انسولین ضروری است. این هورمون مسئول انتقال گلوکز از خون به سلول‌ها است، جایی که برای آزاد کردن انرژی «سوزانده می‌شود». انسولین موثر است و تنها در صورتی که بدن کروم کافی داشته باشد به حفظ سطح قند خون طبیعی کمک می کند. این فلز باعث افزایش تعداد گیرنده های انسولین در غشای سلولی می شود. کروم با افزایش تحمل گلوکز (توانایی تحمل مصرف آن بدون عواقب منفی برای سلامتی) با افزایش اثربخشی انسولین، مانع از تولید آن شده و در نتیجه از تبدیل قند به چربی جلوگیری می کند. این منجر به کاهش سطح کلسترول خون (به ویژه "بد"، یعنی لیپوپروتئین های با چگالی کم) و تری گلیسیرید می شود.

جلوگیری

مکمل های کروم خطر ابتلا به دیابت را در افراد مقاوم به انسولین کاهش می دهد. آنها انسولین کافی تولید می کنند، اما حساسیت سلول ها به آن کاهش می یابد. در نتیجه، برای حفظ سطح طبیعی گلوکز خون، پانکراس مجبور است مقادیر بیشتری از این آنزیم را ترشح کند. با این حال، حتی آنها ممکن است کافی نباشند، و سپس دیابت نوع دوم (غیر وابسته به انسولین) با قند خون اضافی ایجاد می شود که معمولاً با چاقی و کلسترول بالا (کلسترول بالا) همراه با تمام عواقب بعدی همراه است. این خطر با استفاده پیشگیرانه از کروم کاهش می یابد که مقاومت به انسولین را کاهش می دهد و در نتیجه تحمل گلوکز را افزایش می دهد.

فواید کروم

استرس، عفونت، افزایش فعالیت بدنی باعث تسریع "سوزاندن" گلوکز و در نتیجه بسیج کروم می شود که با شدت بیشتری از طریق ادرار دفع می شود. همین امر در تشدید هیپرگلیسمی در بیماران دیابتی مشاهده می شود. دریافت کروم از غذا معمولاً به سختی در حد استاندارد است، بنابراین در چنین شرایطی توصیه می شود مکمل های آن را مصرف کنید.

موارد مصرف و موارد مصرف کروم، مقدار توصیه شده روزانه، موارد منع مصرف، منابع غذایی کروم

هیچ مقدار توصیه شده روزانه برای کروم وجود ندارد، اما اعتقاد بر این است که کمبود کروم در بزرگسالان با دوزهای 50 تا 200 میکروگرم در روز قابل پیشگیری است. لازم به ذکر است که حتی با یک رژیم غذایی متنوع و سالم، دریافت 200 میکروگرم کروم در روز از غذا تقریبا غیرممکن است. منوی استاندارد معمولاً 40-50 میکروگرم در روز به ما می دهد و رژیم غذایی گرسنگی (مثلاً هنگام کاهش وزن) البته کمتر.

- نقص. کمبود کروم مملو از تحریک پذیری، افزایش وزن و اختلال در حساسیت اندام ها و همچنین تشدید دیابت غیر وابسته به انسولین است.

اضافی. به نظر می رسد مکمل های کروم بی ضرر هستند. با این حال، دوزهای بالای آنها هضم را دشوار می کند و.

نشانه های استفاده از کروم

مشکل در هضم پروتئین ها، چربی ها یا کربوهیدرات ها.

افزایش سطح گلوکز خون (مقاومت به انسولین، دیابت نوع II).

افزایش سطح کلسترول "بد" (لیپوپروتئین با چگالی کم) و تری گلیسیرید خون.

موارد منع مصرف

بیماران دیابتی فقط باید پس از مشورت با پزشک خود کروم مصرف کنند. آنها ممکن است نیاز به تنظیم دوز انسولین و/یا سایر داروهایی که قبلاً برای بیماری آنها تجویز شده است داشته باشند.

روش های کاربردی

دوزها

معمولا کروم موجود در مواد افزودنی با سایر مواد معدنی ترکیب می شود، بنابراین لازم است مقدار آن در تهیه طبق نوشته روی بسته بندی مشخص شود. در یک قرص یا کپسول باید از 25 تا 200 میکروگرم باشد (بیشتر خطرناک است). چنین مکمل های غذایی به عنوان یک مقوی عمومی و همچنین هنگام کاهش وزن با رژیم غذایی گرسنگی و افزایش اثربخشی انسولین مصرف می شوند.

"پژوهش ملی دانشگاه پلی تکنیک تومسک"

موسسه ژئواکولوژی و ژئوشیمی منابع طبیعی

کروم

بر اساس رشته:

علم شیمی

تکمیل شد:

دانش آموز گروه 2G41 تکاچوا آناستازیا ولادیمیرونا 2014/10/29

بررسی شد:

معلم استاس نیکولای فدوروویچ

موقعیت در سیستم تناوبی

کروم- عنصری از یک زیرگروه جانبی از گروه ششم دوره چهارم سیستم تناوبی عناصر شیمیایی D.I. مندلیف با عدد اتمی 24. با نماد نشان داده شده است. Cr(لات. کروم). ماده ساده کروم- فلز سخت آبی مایل به سفید. کروم گاهی اوقات به عنوان یک فلز آهنی شناخته می شود.

ساختار اتم

17 Cl) 2) 8) 7 - نمودار ساختار اتم

1s2s2p3s3p - فرمول الکترونیکی

اتم در دوره III قرار دارد و دارای سه سطح انرژی است

اتم در گروه VII، در زیر گروه اصلی - در سطح انرژی خارجی 7 الکترون قرار دارد.

ویژگی های عنصر

مشخصات فیزیکی

کروم یک فلز براق سفید رنگ با یک شبکه مکعبی در مرکز بدنه، 0.28845 نانومتر است که با سختی و شکنندگی مشخص می شود، با چگالی 7.2 گرم بر سانتی متر مکعب، یکی از سخت ترین فلزات خالص (پس از بریلیم، تنگستن و دوم) اورانیوم)، با نقطه ذوب 1903 درجه. و با نقطه جوش حدود 2570 درجه. ج- در هوا، سطح کروم با یک فیلم اکسید پوشیده شده است که آن را از اکسیداسیون بیشتر محافظت می کند. افزودن کربن به کروم سختی آن را بیشتر می کند.

خواص شیمیایی

کروم در شرایط عادی یک فلز بی اثر است که وقتی گرم می شود کاملاً فعال می شود.

تعامل با غیر فلزات

هنگامی که کروم در دمای بالای 600 درجه سانتیگراد گرم می شود، در اکسیژن می سوزد:

4Cr + 3O 2 \u003d 2Cr 2 O 3.

با فلوئور در 350 درجه سانتیگراد، با کلر در 300 درجه سانتیگراد، با برم در دمای حرارت قرمز واکنش می دهد و هالیدهای کروم (III) را تشکیل می دهد:

2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3 .

در دمای بالای 1000 درجه سانتیگراد با نیتروژن واکنش داده و نیتریدها را تشکیل می دهد:

2Cr + N 2 = 2CrN

یا 4Cr + N 2 = 2Cr 2 N.

2Cr + 3S = Cr 2 S 3 .

با بور، کربن و سیلیکون واکنش می دهد و بوریدها، کاربیدها و سیلیسیدها را تشکیل می دهد:

Cr + 2B = CrB 2 (تشکیل Cr 2 B، CrB، Cr 3 B 4، CrB 4 ممکن است)،

2Cr + 3C \u003d Cr 2 C 3 (تشکیل Cr 23 C 6 ، Cr 7 B 3 امکان پذیر است)

Cr + 2Si = CrSi 2 (تشکیل احتمالی Cr 3 Si، Cr 5 Si 3، CrSi).

این به طور مستقیم با هیدروژن تعامل ندارد.

تعامل با آب

کروم در حالت داغ ریز آسیاب شده با آب واکنش داده و اکسید کروم (III) و هیدروژن را تشکیل می دهد:

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

تعامل با اسیدها

در سری الکتروشیمیایی ولتاژ فلزات، کروم قبل از هیدروژن است، هیدروژن را از محلول های اسیدهای غیر اکسید کننده جابجا می کند:

Cr + 2HCl \u003d CrCl 2 + H 2؛

Cr + H 2 SO 4 \u003d CrSO 4 + H 2.

در حضور اکسیژن اتمسفر، نمک های کروم (III) تشکیل می شوند:

4Cr + 12HCl + 3O 2 = 4CrCl 3 + 6H 2 O.

اسیدهای نیتریک و سولفوریک غلیظ کروم را غیرفعال می کنند. کروم فقط با حرارت قوی در آنها حل می شود، نمک های کروم (III) و محصولات کاهش اسید تشکیل می شوند:

2Cr + 6H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O;

Cr + 6HNO 3 \u003d Cr (NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O.

برهمکنش با معرف های قلیایی

در محلول‌های آبی قلیاها، کروم حل نمی‌شود، به آرامی با مذاب‌های قلیایی واکنش می‌دهد و کرومیت‌ها را تشکیل می‌دهد و هیدروژن آزاد می‌کند:

2Cr + 6KOH \u003d 2KCrO 2 + 2K 2 O + 3H 2.

با مذاب های قلیایی عوامل اکسید کننده مانند کلرات پتاسیم واکنش می دهد، در حالی که کروم به کرومات پتاسیم منتقل می شود:

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

بازیابی فلزات از اکسیدها و نمک ها

کروم یک فلز فعال است که می‌تواند فلزات را از محلول‌های نمک آنها جابجا کند: 2Cr + 3CuCl 2 = 2CrCl 3 + 3Cu.

خواص یک ماده ساده

پایدار در هوا به دلیل غیرفعال شدن. به همین دلیل با اسیدهای سولفوریک و نیتریک واکنش نمی دهد. در دمای 2000 درجه سانتیگراد، با تشکیل اکسید کروم سبز (III) Cr 2 O 3 که خاصیت آمفوتریک دارد، می سوزد.

ترکیبات سنتز شده کروم با بور (بوریدهای Cr 2 B، CrB، Cr 3 B 4، CrB 2، CrB 4 و Cr 5 B 3)، با کربن (کاربیدهای Cr 23 C 6، Cr 7 C 3 و Cr 3 C 2) ، با سیلیکون (سیلیسیدهای Cr 3 Si، Cr 5 Si 3 و CrSi) و نیتروژن (نیتریدهای CrN و Cr2N).

ترکیبات کروم (+2).

حالت اکسیداسیون +2 مربوط به اکسید پایه CrO (سیاه) است. نمک های کروم ۲+ (محلول های آبی) با احیای نمک های کروم ۳+ یا دی کرومات ها با روی در یک محیط اسیدی («هیدروژن در زمان جداسازی») به دست می آیند:

همه این نمک های Cr 2+ عوامل کاهنده قوی هستند، به حدی که هیدروژن را پس از ایستادن از آب جابجا می کنند. اکسیژن موجود در هوا به خصوص در محیط اسیدی Cr 2+ را اکسید می کند که در نتیجه محلول آبی به سرعت سبز می شود.

هنگامی که قلیاها به محلول نمک های کروم (II) اضافه می شوند، هیدروکسید کروم (OH) 2 قهوه ای یا زرد رسوب می کند.

دی هالیدهای کروم CrF 2 , CrCl 2 , CrBr 2 و CrI 2 سنتز شدند

ترکیبات کروم (+3).

حالت اکسیداسیون +3 مربوط به اکسید آمفوتریک Cr 2 O 3 و هیدروکسید Cr (OH) 3 (هر دو سبز) است. این پایدارترین حالت اکسیداسیون کروم است. ترکیبات کروم در این حالت اکسیداسیون رنگی از بنفش کثیف (یون 3+) تا سبز دارند (آنیون ها در کره هماهنگی وجود دارند).

Cr 3 + مستعد تشکیل سولفات های مضاعف به شکل MI Cr (SO 4) 2 12H 2 O (زاج) است.

هیدروکسید کروم (III) با اثر آمونیاک روی محلول‌های نمک‌های کروم (III) به دست می‌آید:

Cr+3NH+3H2O→Cr(OH)↓+3NH

می توان از محلول های قلیایی استفاده کرد، اما در بیش از حد آنها یک کمپلکس هیدروکسی محلول تشکیل می شود:

Cr+3OH→Cr(OH)↓

Cr(OH)+3OH→

با ترکیب Cr 2 O 3 با مواد قلیایی، کرومیت ها به دست می آیند:

Cr2O3+2NaOH→2NaCrO2+H2O

اکسید کروم (III) کلسینه نشده در محلول های قلیایی و اسیدها حل می شود:

Cr2O3+6HCl→2CrCl3+3H2O

هنگامی که ترکیبات کروم (III) در یک محیط قلیایی اکسید می شوند، ترکیبات کروم (VI) تشکیل می شوند:

2Na+3HO→2NaCrO+2NaOH+8HO

هنگامی که اکسید کروم (III) با مواد قلیایی و اکسید کننده یا با قلیایی در هوا ذوب می شود (در این مورد مذاب زرد می شود) همین اتفاق می افتد:

2Cr2O3+8NaOH+3O2→4Na2CrO4+4H2O

ترکیبات کروم (+4)[

با تجزیه دقیق اکسید کروم (VI) CrO 3 در شرایط هیدروترمال، اکسید کروم (IV) CrO 2 به دست می آید که فرومغناطیسی و دارای رسانایی فلزی است.

در بین تتراهالیدهای کروم، CrF 4 پایدار است، تتراکلرید کروم CrCl 4 فقط در بخار وجود دارد.

ترکیبات کروم (6+)

حالت اکسیداسیون +6 مربوط به اکسید کروم اسیدی (VI) CrO 3 و تعدادی اسید است که بین آنها تعادل وجود دارد. ساده ترین آنها کروم H 2 CrO 4 و دو کروم H 2 Cr 2 O 7 هستند. آنها دو سری نمک تشکیل می دهند: کرومات های زرد و دی کرومات های نارنجی.

اکسید کروم (VI) CrO 3 از برهمکنش اسید سولفوریک غلیظ با محلول های دی کرومات ها تشکیل می شود. یک اکسید اسید معمولی، هنگام تعامل با آب، اسیدهای کرومیک ناپایدار قوی ایجاد می کند: کرومیک H 2 CrO 4، دی کروم H 2 Cr 2 O 7 و سایر اسیدهای ایزوپلی با فرمول کلی H 2 Cr n O 3n + 1. افزایش درجه پلیمریزاسیون با کاهش pH، یعنی افزایش اسیدیته اتفاق می افتد:

2CrO+2H→Cr2O+H2O

اما اگر یک محلول قلیایی به محلول نارنجی K 2 Cr 2 O 7 اضافه شود، چگونه رنگ دوباره زرد می شود، زیرا کرومات K 2 CrO 4 دوباره تشکیل می شود:

Cr2O+2OH→2CrO+HO

به درجه بالایی از پلیمریزاسیون نمی رسد، همانطور که در تنگستن و مولیبدن اتفاق می افتد، زیرا پلی کرومیک اسید به اکسید کروم (VI) و آب تجزیه می شود:

H2CrnO3n+1→H2O+nCrO3

حلالیت کرومات ها تقریباً با حلالیت سولفات ها مطابقت دارد. به طور خاص، کرومات باریم زرد BaCrO 4 زمانی که نمک های باریم به محلول های کرومات و دی کرومات اضافه می شوند، رسوب می کنند:

Ba+CrO→BaCrO↓

2Ba+CrO+H2O→2BaCrO↓+2H

از تشکیل کرومات نقره ای قرمز رنگ و کم محلول برای تشخیص نقره در آلیاژها با استفاده از اسید سنجش استفاده می شود.

کروم پنتا فلوراید CrF 5 و کروم هگزا فلوراید ناپایدار CrF 6 شناخته شده اند. اکسی هالیدهای فرار کروم CrO 2 F 2 و CrO 2 Cl 2 (کرومیل کلرید) نیز به دست آمده اند.

ترکیبات کروم (VI) عوامل اکسید کننده قوی هستند، به عنوان مثال:

K2Cr2O7+14HCl→2CrCl3+2KCl+3Cl2+7H2O

افزودن پراکسید هیدروژن، اسید سولفوریک و یک حلال آلی (اتر) به دی کرومات ها منجر به تشکیل پراکسید کروم آبی CrO 5 L (L یک مولکول حلال است) که در لایه آلی استخراج می شود. این واکنش به عنوان یک واکنش تحلیلی استفاده می شود.

• تعیین - Cr (کروم)؛
• دوره - IV;
• گروه - 6 (VIb);
• جرم اتمی - 51.9961;
• عدد اتمی - 24;
• شعاع اتم = 130 pm;
• شعاع کووالانسی = 118 pm;
• توزیع الکترون - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 ;
• نقطه ذوب = 1857 درجه سانتیگراد.
• نقطه جوش = 2672 درجه سانتیگراد؛
• الکترونگاتیوی (طبق نظر پاولینگ / به گفته آلپرد و روچوف) = 1.66 / 1.56.
• حالت اکسیداسیون: +6، +3، +2، 0.
• چگالی (n.a.) \u003d 7.19 گرم در سانتی متر 3؛
• حجم مولی = 7.23 سانتی متر مکعب بر مول.

کروم (رنگ، ​​رنگ) برای اولین بار در کانسار طلای برزوفسکی (اورال میانه) یافت شد، اولین ذکرها به سال 1763 باز می گردد، در اثر خود "اولین پایه های متالورژی" M.V. Lomonosov آن را "سنگ سرب قرمز" می نامد.

برنج. ساختار اتم کروم.

پیکربندی الکترونیکی اتم کروم 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 است (به ساختار الکترونیکی اتم ها مراجعه کنید). در تشکیل پیوندهای شیمیایی با عناصر دیگر، 1 الکترون واقع در سطح 4s خارجی + 5 الکترون از سطح فرعی 3 بعدی (در مجموع 6 الکترون) می تواند شرکت کند، بنابراین در ترکیبات، کروم می تواند حالت های اکسیداسیون را از 6+ تا 1+ بگیرد. (متداول ترین آنها +6، +3، +2 هستند). کروم یک فلز شیمیایی غیر فعال است، فقط در دماهای بالا با مواد ساده واکنش می دهد.

خواص فیزیکی کروم:

• فلز آبی مایل به سفید؛
• فلز بسیار سخت (در صورت وجود ناخالصی)؛
• شکننده در n. y.
• پلاستیک (به شکل خالص آن).

خواص شیمیایی کروم

• در t=300 درجه سانتی گراد با اکسیژن واکنش می دهد:
  4Cr + 3O 2 \u003d 2Cr 2 O 3؛
• در T> 300 درجه سانتیگراد با هالوژن ها واکنش می دهد و مخلوطی از هالیدها را تشکیل می دهد.
• در T> 400 درجه سانتیگراد با گوگرد واکنش می دهد و سولفید تشکیل می دهد:
  Cr + S = CrS;
• در t=1000 درجه سانتی گراد، کروم ریز آسیاب شده با نیتروژن واکنش داده و نیترید کروم (نیمه رسانا با مقاومت شیمیایی بالا) را تشکیل می دهد.
  2Cr + N 2 = 2CrN;
• با اسیدهای هیدروکلریک و سولفوریک رقیق واکنش می دهد و هیدروژن آزاد می کند:
  Cr + 2HCl \u003d CrCl 2 + H 2؛
  Cr + H 2 SO 4 \u003d CrSO 4 + H 2;
• اسیدهای نیتریک و سولفوریک غلیظ گرم کروم را حل می کنند.

با اسید سولفوریک و نیتریک غلیظ در n.o. کروم برهمکنش نمی کند، کروم نیز در آبزیان حل نمی شود، قابل توجه است که کروم خالص حتی با اسید سولفوریک رقیق واکنش نشان نمی دهد، دلیل این پدیده هنوز مشخص نشده است. در طی نگهداری طولانی مدت در اسید نیتریک غلیظ، کروم با یک لایه اکسیدی بسیار متراکم (غیرفعال) پوشیده شده و واکنش با اسیدهای رقیق متوقف می شود.

ترکیبات کروم

قبلاً گفته شد که حالت‌های اکسیداسیون "مورد علاقه" کروم 2+ (CrO, Cr (OH) 2)، +3 (Cr 2 O 3، Cr (OH) 3)، +6 (CrO 3، H است. 2 CrO 4).

کروم است کروموفور، یعنی عنصری که به ماده ای که در آن است رنگ می بخشد. به عنوان مثال، در حالت اکسیداسیون +3، کروم یک رنگ قرمز یاسی یا سبز می دهد (یاقوت، اسپینل، زمرد، گارنت). در حالت اکسیداسیون +6 - رنگ زرد نارنجی ( کروکویت ).

کروموفورها علاوه بر کروم، آهن، نیکل، تیتانیوم، وانادیم، منگنز، کبالت، مس نیز هستند - همه اینها عناصر d هستند.

رنگ ترکیبات رایج که شامل کروم است:

• کروم در حالت اکسیداسیون +2:
  • اکسید کروم CrO - قرمز؛
  • کروم فلوراید CrF 2 - سبز آبی؛
  • کروم کلرید CrCl 2 - رنگ ندارد.
  • کروم بروماید CrBr 2 - رنگ ندارد.
  • کروم یدید CrI 2 - قرمز مایل به قهوه ای.
• کروم در حالت اکسیداسیون +3:
  • Cr 2 O 3 - سبز؛
  • CrF 3 - سبز روشن؛
  • CrCl 3 - بنفش قرمز؛
  • CrBr 3 - سبز تیره؛
  • CrI 3 - مشکی.
• کروم در حالت اکسیداسیون +6:
  • CrO 3 - قرمز؛
  • کرومات پتاسیم K 2 CrO 4 - زرد لیمویی؛
  • کرومات آمونیوم (NH 4) 2 CrO 4 - زرد طلایی؛
  • کرومات کلسیم CaCrO 4 - زرد؛
  • کرومات سرب PbCrO 4 - قهوه ای مایل به زرد روشن.

اکسیدهای کروم:

• Cr + 2 O - اکسید پایه.
• Cr 2 + 3 O 3 - اکسید آمفوتریک؛
• Cr +6 O 3 - اکسید اسید.

هیدروکسیدهای کروم:

• ".

  کاربرد کروم

  • به عنوان یک افزودنی آلیاژی در ذوب آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت و مقاوم در برابر خوردگی؛
  • برای آبکاری کروم محصولات فلزی به منظور ایجاد مقاومت در برابر خوردگی بالا، مقاومت در برابر سایش و ظاهری زیبا.
  • آلیاژهای کروم 30 و کروم 90 در نازل های مشعل پلاسما و در صنعت هوانوردی استفاده می شوند.

محتوای مقاله

کروم- (کروم) کروم، عنصر شیمیایی 6 (VIb) از گروه سیستم تناوبی. عدد اتمی 24، جرم اتمی 51.996. 24 ایزوتوپ کروم از کروم 42 تا 66 کروم شناخته شده است. 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 قابل توجه کشف کرد که وقتی به پودر تبدیل شد، رنگ زرد روشنی به دست می داد. در سال 1766 لمان نمونه هایی از این ماده معدنی را به سنت پترزبورگ آورد. پس از تصفیه کریستال ها با اسید هیدروکلریک، او 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) هیئت اعزامی 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 (تقریبا 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، که این کانی را تجزیه و تحلیل کرد، اما چیزی جز اکسیدهای سرب، آهن و آلومینیوم در آن نیافت. واکلین در ادامه مطالعه سرب قرمز سیبری، 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 را به دست آورد (اکنون مشخص است که انیدرید کروم است). او پس از کلسینه کردن آنها با زغال سنگ در بوته گرافیتی، پس از واکنش، تعداد زیادی کریستال سوزنی شکل خاکستری از فلزی ناشناخته تا آن زمان کشف کرد. Vauquelin مقاومت بالای فلز و مقاومت آن در برابر اسیدها را بیان کرد.

Vauquelin 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 به رنگ سبز تیره است که در آن آلومینیوم تا حدی با کروم جایگزین می شود.

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

یوری کروتیاکوف