Chromium(lat. Cromium), Cr, isang kemikal na elemento ng Pangkat VI ng periodic system ng Mendeleev, atomic number 24, atomic mass 51.996; bakal-asul na metal.

Natural stable isotopes: 50 Cr (4.31%), 52 Cr (87.76%), 53 Cr (9.55%) at 54 Cr (2.38%). Sa mga artificial radioactive isotopes, ang pinakamahalaga ay 51 Cr (half-life T ½ = 27.8 araw), na ginagamit bilang isotope tracer.

Sanggunian sa kasaysayan. Ang Chromium ay natuklasan noong 1797 ni LN Vauquelin sa mineral na crocoite - natural na lead chromate РbCrО 4 . Nakuha ng Chrome ang pangalan nito mula sa salitang Griyego na chroma - kulay, pintura (dahil sa iba't ibang kulay ng mga compound nito). Malaya sa Vauquelin, ang chromium ay natuklasan sa crocoite noong 1798 ng German scientist na si M. G. Klaproth.

Pamamahagi ng Chromium sa kalikasan. Ang average na nilalaman ng Chromium sa crust ng lupa (clarke) ay 8.3·10 -3%. Ang elementong ito ay malamang na higit na katangian ng mantle ng Earth, dahil ang mga ultramafic na bato, na pinaniniwalaang pinakamalapit sa komposisyon sa mantle ng Earth, ay pinayaman sa Chromium (2·10 -4%). Ang Chromium ay bumubuo ng napakalaking at disseminated ores sa mga ultramafic na bato; ang pagbuo ng pinakamalaking deposito ng Chromium ay nauugnay sa kanila. Sa mga pangunahing bato, ang nilalaman ng Chromium ay umabot lamang sa 2 10 -2%, sa acidic na bato - 2.5 10 -3%, sa sedimentary na bato (sandstones) - 3.5 10 -3%, shale - 9 10 -3 %. Ang Chromium ay isang medyo mahinang water migrant; Ang nilalaman ng Chromium sa tubig dagat ay 0.00005 mg/l.

Sa pangkalahatan, ang Chromium ay isang metal ng malalalim na sona ng Earth; Ang mga batong meteorite (mga analogue ng mantle) ay pinayaman din sa Chromium (2.7·10 -1%). Higit sa 20 chromium mineral ang kilala. Tanging mga chrome spinel (hanggang sa 54% Cr) ang may kahalagahan sa industriya; bilang karagdagan, ang chromium ay nakapaloob sa isang bilang ng iba pang mga mineral na kadalasang kasama ng mga chromium ores, ngunit walang praktikal na halaga sa kanilang sarili (uvarovite, volkonskoite, kemerite, fuchsite).

Mga pisikal na katangian ng Chromium. Ang Chromium ay isang matigas, mabigat, refractory na metal. Ang purong Chrome ay plastik. Nagi-kristal sa isang body-centered na sala-sala, a = 2.885Å (20 °C); sa 1830°C, ang pagbabagong-anyo sa isang pagbabago na may nakasentro sa mukha na sala-sala ay posible, a = 3.69Å.

Atomic radius 1.27 Å; ionic radii Cr 2+ 0.83Å, Cr 3+ 0.64Å, Cr 6+ 0.52 Å. Densidad 7.19 g/cm 3 ; t pl 1890 °C; t kip 2480 °C. Partikular na kapasidad ng init 0.461 kJ/(kg K) (25°C); thermal coefficient ng linear expansion 8.24 10 -6 (sa 20 °C); koepisyent ng thermal conductivity 67 W/(m K) (20 ° С); electrical resistivity 0.414 μm m (20 °C); ang thermal coefficient ng electrical resistance sa hanay na 20-600 °C ay 3.01·10 -3 . Ang Chromium ay antiferromagnetic, ang partikular na magnetic susceptibility ay 3.6·10 -6 . Ang tigas ng high-purity Chromium ayon kay Brinell ay 7-9 MN / m 2 (70-90 kgf / cm 2).

Mga kemikal na katangian ng Chromium. Ang panlabas na pagsasaayos ng elektron ng Chromium atom ay 3d 5 4s 1 . Sa mga compound, kadalasang nagpapakita ito ng mga estado ng oksihenasyon +2, +3, +6, kung saan ang Cr 3+ ang pinaka-matatag; kilala ang mga indibidwal na compound kung saan ang Chromium ay may mga estado ng oksihenasyon na +1, +4, +5. Ang Chromium ay hindi aktibo sa kemikal. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ito ay lumalaban sa oxygen at kahalumigmigan, ngunit pinagsasama sa fluorine, na bumubuo ng CrF 3 . Sa itaas ng 600 °C, nakikipag-ugnayan ito sa singaw ng tubig, na nagbibigay ng Cr 2 O 3; nitrogen - Cr 2 N, CrN; carbon - Cr 23 C 6, Cr 7 C 3, Cr 3 C 2; kulay abo - Cr 2 S 3. Kapag pinagsama sa boron, ito ay bumubuo ng CrB boride; na may silikon, ito ay bumubuo ng mga silicid Cr 3 Si, Cr 2 Si 3, CrSi 2. Ang Chromium ay bumubuo ng mga haluang metal na may maraming mga metal. Ang pakikipag-ugnayan sa oxygen ay nagpapatuloy sa una nang medyo aktibo, pagkatapos ay bumagal ito nang husto dahil sa pagbuo ng isang oxide film sa ibabaw ng metal. Sa 1200°C, ang pelikula ay nasira at ang oksihenasyon ay nagpapatuloy muli nang mabilis. Ang Chromium ay nag-aapoy sa oxygen sa 2000°C upang bumuo ng dark green chromium (III) oxide Cr 2 O 3 . Bilang karagdagan sa oxide (III), mayroong iba pang mga compound na may oxygen, tulad ng CrO, CrO 3 na nakuha nang hindi direkta. Ang Chromium ay madaling tumutugon sa mga dilute na solusyon ng hydrochloric at sulfuric acid upang bumuo ng chloride at chromium sulfate at maglabas ng hydrogen; aqua regia at nitric acid passivate Chromium.

Sa pagtaas ng antas ng oksihenasyon, tumataas ang acidic at oxidizing na katangian ng Chromium. Ang mga derivatives ng Cr 2+ ay napakalakas na mga ahente ng pagbabawas. Ang Cr 2+ ion ay nabuo sa unang yugto ng paglusaw ng Chromium sa mga acid o sa panahon ng pagbabawas ng Cr 3+ sa isang acidic na solusyon na may zinc. Ang nitrous hydrate Cr(OH) 2 sa panahon ng dehydration ay pumasa sa Cr 2 O 3 . Ang mga compound ng Cr 3+ ay matatag sa hangin. Maaari silang maging parehong pagbabawas at oxidizing agent. Ang Cr 3+ ay maaaring mabawasan sa isang acidic na solusyon na may zinc sa Cr 2+ o na-oxidize sa isang alkaline na solusyon sa CrO 4 2- na may bromine at iba pang mga oxidizing agent. Ang Hydroxide Cr (OH) 3 (mas tiyak, Cr 2 O 3 nH 2 O) ay isang amphoteric compound na bumubuo ng mga asin na may Cr 3+ cation o mga asin ng chromic acid HCrO 2 - chromites (halimbawa, KC-O 2, NaCrO 2). Cr 6+ compounds: CrO 3 chromic anhydride, chromic acids at mga salts nito, kung saan ang pinakamahalaga ay chromates at dichromates - malakas na oxidizing agent. Ang Chromium ay bumubuo ng malaking bilang ng mga asin na may mga acid na naglalaman ng oxygen. Ang mga kumplikadong compound ng Chromium ay kilala; Ang mga kumplikadong compound ng Cr 3+ ay lalong marami, kung saan ang Chromium ay may coordination number na 6. Mayroong malaking bilang ng Chromium peroxide compounds

Kunin ang Chrome. Depende sa layunin ng paggamit, ang chromium ay nakuha sa iba't ibang antas ng kadalisayan. Ang hilaw na materyal ay karaniwang mga chrome spinel, na pinayaman at pagkatapos ay pinagsama sa potash (o soda) sa pagkakaroon ng atmospheric oxygen. Tungkol sa pangunahing bahagi ng mga ores na naglalaman ng Cr 3 +, ang reaksyon ay ang mga sumusunod:

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

Ang nagreresultang potassium chromate K 2 CrO 4 ay na-leach na may mainit na tubig at ang aksyon ng H 2 SO 4 ay nagpapalit nito sa dichromate K 2 Cr 2 O 7 . Dagdag pa, sa pamamagitan ng pagkilos ng isang puro solusyon ng H 2 SO 4 sa K 2 Cr 2 O 7, ang chromic anhydride C 2 O 3 ay nakuha o sa pamamagitan ng pagpainit ng K 2 Cr 2 O 7 na may sulfur - Chromium oxide (III) C 2 O 3.

Ang pinakadalisay na Chromium ay nakukuha sa ilalim ng mga pang-industriyang kondisyon alinman sa pamamagitan ng electrolysis ng concentrated aqueous solutions ng CrO 3 o Cr 2 O 3 na naglalaman ng H 2 SO 4 , o sa pamamagitan ng electrolysis ng Chromium sulfate Cr 2 (SO 4) 3 . Sa kasong ito, ang chromium ay namuo sa isang aluminyo o hindi kinakalawang na asero na katod. Ang kumpletong paglilinis mula sa mga impurities ay nakakamit sa pamamagitan ng pagtrato sa Chromium na may napakadalisay na hydrogen sa mataas na temperatura (1500-1700 °C).

Posible ring makakuha ng purong Chromium sa pamamagitan ng electrolysis ng CrF 3 o CrCl 3 na natutunaw na may halong sodium, potassium, calcium fluoride sa temperatura na humigit-kumulang 900 °C sa isang argon atmosphere.

Ang Chromium ay nakukuha sa maliliit na dami sa pamamagitan ng pagbabawas ng Cr 2 O 3 na may aluminyo o silikon. Sa paraan ng aluminothermic, ang isang preheated mixture ng Cr 2 O 3 at Al powder o shavings na may karagdagan ng isang oxidizing agent ay inilalagay sa isang crucible, kung saan ang reaksyon ay sinisimulan sa pamamagitan ng pag-aapoy ng pinaghalong Na 2 O 2 at Al hanggang sa crucible. ay puno ng Chromium at slag. Ang Chromium ay tinutunaw ng silicothermally sa mga arc furnace. Ang kadalisayan ng nagreresultang Chromium ay tinutukoy ng nilalaman ng mga impurities sa Cr 2 O 3 at sa Al o Si na ginagamit para sa pagbawi.

Sa industriya, ang mga chromium alloy ay ginawa sa isang malaking sukat - ferrochrome at silicochrome.

Chromium application. Ang paggamit ng Chromium ay batay sa paglaban sa init, tigas at paglaban sa kaagnasan nito. Karamihan sa lahat ng Chromium ay ginagamit para sa smelting chromium steels. Ang alumino- at silicothermic chromium ay ginagamit para sa pagtunaw ng nichrome, nimonic, iba pang nickel alloys, at stellite.

Malaking halaga ng Chromium ang ginagamit para sa mga pandekorasyon na corrosion-resistant coatings. Ang Chromium powder ay malawakang ginagamit sa paggawa ng mga produktong metal-ceramic at materyales para sa mga welding electrodes. Ang Chromium sa anyo ng Cr 3+ ion ay isang impurity sa ruby, na ginagamit bilang gemstone at laser material. Ang mga Chromium compound ay ginagamit upang mag-ukit ng mga tela sa panahon ng pagtitina. Ang ilang Chromium salt ay ginagamit bilang isang sangkap sa mga solusyon sa pangungulti sa industriya ng balat; PbCrO 4 , ZnCrO 4 , SrCrO 4 - bilang mga pintura ng sining. Ang Chromite-magnesite refractory na mga produkto ay ginawa mula sa pinaghalong chromite at magnesite.

Ang mga Chromium compound (lalo na ang Cr 6 + derivatives) ay nakakalason.

Chromium sa katawan. Ang Chromium ay isa sa mga biogenic na elemento na patuloy na kasama sa mga tisyu ng mga halaman at hayop. Ang average na nilalaman ng Chromium sa mga halaman ay 0.0005% (92-95% ng Chromium ay naiipon sa mga ugat), sa mga hayop - mula sampung libo hanggang sampung milyon ng isang porsyento. Sa mga planktonic na organismo, ang accumulation coefficient ng Chromium ay napakalaki - 10,000-26,000. Hindi pinahihintulutan ng mas mataas na mga halaman ang mga konsentrasyon ng Chromium sa itaas ng 3-10 -4 mol/l. Sa mga dahon, ito ay naroroon bilang isang mababang molecular weight complex na hindi nauugnay sa mga subcellular na istruktura. Sa mga hayop, ang chromium ay kasangkot sa metabolismo ng mga lipid, protina (bahagi ng trypsin enzyme), carbohydrates (isang istrukturang bahagi ng glucose-resistant factor). Ang pangunahing pinagmumulan ng Chromium sa katawan ng mga hayop at tao ay pagkain. Ang pagbaba sa nilalaman ng Chromium sa pagkain at dugo ay humahantong sa pagbaba sa rate ng paglago, pagtaas ng kolesterol sa dugo at pagbaba sa sensitivity ng mga peripheral tissue sa insulin.

Ang pagkalason sa Chromium at ang mga compound nito ay nangyayari sa panahon ng kanilang produksyon; sa mechanical engineering (electroplated coatings); metalurhiya (alloying additives, haluang metal, refractory); sa paggawa ng katad, mga pintura, atbp. Ang toxicity ng chromium compounds ay depende sa kanilang kemikal na istraktura: dichromates ay mas nakakalason kaysa chromates, Cr (VI) compounds ay mas nakakalason kaysa sa Cr (II), Cr (III) compounds. Ang mga unang anyo ng sakit ay ipinahayag sa pamamagitan ng isang pakiramdam ng pagkatuyo at sakit sa ilong, namamagang lalamunan, kahirapan sa paghinga, pag-ubo, atbp.; maaaring mawala ang mga ito kapag itinigil ang pakikipag-ugnayan sa Chrome. Sa matagal na pakikipag-ugnay sa mga compound ng Chromium, nagkakaroon ng mga palatandaan ng talamak na pagkalason: sakit ng ulo, kahinaan, dyspepsia, pagbaba ng timbang, at iba pa. Nasira ang mga function ng tiyan, atay at pancreas. Ang bronchitis, bronchial hika, diffuse pneumosclerosis ay posible. Kapag nalantad sa Chromium, maaaring magkaroon ng dermatitis at eksema sa balat. Ayon sa ilang ulat, ang mga Chromium compound, pangunahin ang Cr(III), ay may carcinogenic effect.

Ang Chromium ay isang trace mineral na ginagamit sa iba't ibang anyo. Sa bioadditives, ito ay kadalasang ang chloride o picolinate nito (ang asin ay mas mahusay na hinihigop ng mga bituka). Ang complex na nasa yeast, na kilala bilang glucose tolerance factor at kabilang ang chromium, at tatlong amino acids - glutamine, glycine at cysteine, ay mahusay na nasisipsip.

Mga kapaki-pakinabang na katangian ng chromium at papel sa katawan

Mahalaga ang Chromium para gumana ang insulin. Ang hormon na ito ay may pananagutan sa pagdadala ng glucose mula sa dugo patungo sa mga selula, kung saan ito ay "sinusunog" upang maglabas ng enerhiya. Ang insulin ay epektibo at nakakatulong na mapanatili ang normal na antas ng asukal sa dugo kung ang katawan ay may sapat na chromium. Pinapataas ng metal na ito ang bilang ng mga receptor ng insulin sa lamad ng cell. Sa pamamagitan ng pagtaas ng ating glucose tolerance (ang kakayahang tiisin ang pagkonsumo nito nang walang negatibong kahihinatnan sa kalusugan) sa pamamagitan ng pagtaas ng bisa ng insulin, pinipigilan ng chromium ang produksyon nito, at bilang resulta ay pinipigilan ang conversion ng asukal sa taba. Ito ay humahantong sa pagbaba sa mga antas ng kolesterol sa dugo (lalo na sa "masamang", ibig sabihin, low-density lipoproteins) at triglyceride.

Pag-iwas

Binabawasan ng mga suplementong Chromium ang panganib ng diabetes sa mga taong lumalaban sa insulin. Gumagawa sila ng sapat na insulin, ngunit ang sensitivity ng mga cell dito ay nabawasan. Bilang resulta, upang mapanatili ang normal na antas ng glucose sa dugo, ang pancreas ay kailangang mag-secrete ng mas mataas na halaga ng enzyme na ito. Gayunpaman, kahit na ang mga ito ay maaaring hindi sapat, at pagkatapos ay ang type II diabetes (hindi nakasalalay sa insulin) ay bubuo na may labis na asukal sa dugo, na kadalasang sinasamahan ng labis na katabaan at hypercholesterolemia (mataas na kolesterol) kasama ang lahat ng mga kasunod na kahihinatnan. Ang panganib na ito ay nababawasan ng prophylactic na paggamit ng chromium, na nagpapababa ng insulin resistance at sa gayon ay nagpapataas ng glucose tolerance.

Ang mga benepisyo ng chromium

Ang stress, impeksyon, pagtaas ng pisikal na aktibidad ay nagpapabilis sa "pagsunog" ng glucose, at bilang isang resulta, ang pagpapakilos ng chromium, na mas intensively excreted sa ihi. Ang parehong ay sinusunod sa hyperglycemic exacerbations sa mga pasyente ng diabetes. Ang paggamit ng chromium mula sa pagkain ay karaniwang halos hindi umabot sa pamantayan, kaya sa mga ganitong sitwasyon ay ipinapayong uminom ng mga pandagdag nito.

Mga indikasyon at paggamit ng chromium, inirerekomendang pang-araw-araw na allowance, contraindications, mga mapagkukunan ng pagkain ng chromium

Walang inirerekomendang pang-araw-araw na allowance para sa chromium, ngunit pinaniniwalaan na ang kakulangan ng chromium sa mga nasa hustong gulang ay maiiwasan ng mga dosis na 50 hanggang 200 micrograms bawat araw. Dapat pansinin na kahit na may iba't ibang, malusog na diyeta, ang pagkuha ng 200 micrograms ng chromium bawat araw mula sa pagkain ay halos imposible. Ang karaniwang menu ay karaniwang nagbibigay sa amin ng 40-50 mcg / araw, at isang diyeta sa gutom (halimbawa, kapag nawalan ng timbang), siyempre, mas kaunti.

- Kapintasan. Ang kakulangan sa Chromium ay puno ng pagkamayamutin, pagtaas ng timbang at kapansanan sa sensitivity ng mga limbs, pati na rin ang exacerbation ng non-insulin dependent diabetes.

Sobra. Mukhang hindi nakakapinsala ang mga pandagdag sa Chromium. Gayunpaman, ang kanilang mataas na dosis ay nagpapahirap sa pagtunaw at.

Mga indikasyon para sa paggamit ng chromium

Hirap sa pagtunaw ng mga protina, taba o carbohydrates.

Nakataas na antas ng glucose sa dugo (resistensya sa insulin, type II diabetes).

Nakataas na antas ng dugo ng "masamang" kolesterol (low-density lipoprotein) at triglycerides.

Contraindications

Ang mga pasyenteng may diabetes ay dapat lamang uminom ng chromium pagkatapos kumonsulta sa kanilang doktor. Maaaring kailanganin nilang ayusin ang kanilang mga dosis ng insulin at/o iba pang mga gamot na inireseta na para sa kanilang sakit.

Mga paraan ng aplikasyon

Mga dosis

Karaniwan, ang chromium sa mga additives ay pinagsama sa iba pang mga mineral, kaya kinakailangan upang tukuyin ang halaga nito sa paghahanda ayon sa inskripsyon sa pakete. Sa isang tableta o kapsula dapat itong mula 25 hanggang 200 mcg (mas mapanganib). Ang ganitong mga pandagdag sa pandiyeta ay kinukuha bilang isang pangkalahatang gamot na pampalakas, pati na rin kapag nawalan ng timbang sa isang diyeta sa gutom at upang madagdagan ang pagiging epektibo ng insulin.

"Pambansang Pananaliksik Tomsk Polytechnic University"

Institute of Natural Resources Geoecology at Geochemistry

Chromium

Sa pamamagitan ng disiplina:

Chemistry

Nakumpleto:

mag-aaral ng pangkat 2G41 Tkacheva Anastasia Vladimirovna 10/29/2014

Sinuri:

guro Stas Nikolay Fedorovich

Posisyon sa periodic system

Chromium- isang elemento ng isang side subgroup ng ika-6 na pangkat ng ika-4 na panahon ng periodic system ng mga elemento ng kemikal ng D. I. Mendeleev na may atomic number 24. Ito ay ipinahiwatig ng simbolo Cr(lat. Chromium). simpleng sangkap kromo- matigas na mala-bughaw-puting metal. Ang Chromium ay minsang tinutukoy bilang isang ferrous na metal.

Ang istraktura ng atom

17 Cl) 2) 8) 7 - diagram ng istraktura ng atom

1s2s2p3s3p - electronic formula

Ang atom ay matatagpuan sa panahon III, at may tatlong antas ng enerhiya

Ang atom ay matatagpuan sa VII sa pangkat, sa pangunahing subgroup - sa panlabas na antas ng enerhiya ng 7 electron

Mga Katangian ng Elemento

Mga Katangiang Pisikal

Ang Chromium ay isang puting makintab na metal na may cubic body-centered lattice, isang \u003d 0.28845 nm, na nailalarawan sa pamamagitan ng tigas at brittleness, na may density na 7.2 g / cm 3, isa sa pinakamahirap na purong metal (pangalawa lamang sa beryllium, tungsten at uranium), na may punto ng pagkatunaw na 1903 degrees. At may kumukulo na mga 2570 degrees. C. Sa hangin, ang ibabaw ng chromium ay natatakpan ng isang oxide film, na pinoprotektahan ito mula sa karagdagang oksihenasyon. Ang pagdaragdag ng carbon sa chromium ay lalong nagpapataas ng katigasan nito.

Mga katangian ng kemikal

Ang Chromium sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay isang inert metal, kapag pinainit ito ay nagiging medyo aktibo.

Pakikipag-ugnayan sa mga di-metal

Kapag pinainit sa itaas 600°C, nasusunog ang chromium sa oxygen:

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

Ito ay tumutugon sa fluorine sa 350°C, na may chlorine sa 300°C, na may bromine sa pulang init na temperatura, na bumubuo ng chromium (III) halides:

2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3 .

Ito ay tumutugon sa nitrogen sa mga temperaturang higit sa 1000°C upang bumuo ng mga nitride:

2Cr + N 2 = 2CrN

o 4Cr + N 2 = 2Cr 2 N.

2Cr + 3S = Cr 2 S 3 .

Tumutugon sa boron, carbon at silicon upang bumuo ng mga boride, carbide at silicide:

Cr + 2B = CrB 2 (ang pagbuo ng Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 4 ay posible),

2Cr + 3C \u003d Cr 2 C 3 (ang pagbuo ng Cr 23 C 6, Cr 7 B 3 ay posible),

Cr + 2Si = CrSi 2 (posibleng pagbuo ng Cr 3 Si, Cr 5 Si 3, CrSi).

Hindi ito direktang nakikipag-ugnayan sa hydrogen.

Pakikipag-ugnayan sa tubig

Sa isang pinong giniling na mainit na estado, ang chromium ay tumutugon sa tubig, na bumubuo ng chromium (III) oxide at hydrogen:

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

Pakikipag-ugnayan sa mga acid

Sa serye ng electrochemical ng mga boltahe ng mga metal, ang chromium ay bago ang hydrogen, pinapalitan nito ang hydrogen mula sa mga solusyon ng mga non-oxidizing acid:

Cr + 2HCl \u003d CrCl 2 + H 2;

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

Sa pagkakaroon ng atmospheric oxygen, ang mga chromium (III) na asin ay nabuo:

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

Ang mga puro nitric at sulfuric acid ay nagpapasa ng chromium. Ang Chromium ay maaaring matunaw sa kanila lamang sa malakas na pag-init, ang mga chromium (III) na asing-gamot at mga produktong pagbabawas ng acid ay nabuo:

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.

Pakikipag-ugnayan sa alkaline reagents

Sa may tubig na mga solusyon ng alkalis, ang chromium ay hindi natutunaw; dahan-dahan itong tumutugon sa alkali na natutunaw upang bumuo ng mga chromites at naglalabas ng hydrogen:

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

Tumutugon sa alkaline melts ng oxidizing agents, tulad ng potassium chlorate, habang ang chromium ay pumapasok sa potassium chromate:

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

Pagbawi ng mga metal mula sa mga oxide at salts

Ang Chromium ay isang aktibong metal, na may kakayahang maglipat ng mga metal mula sa mga solusyon ng kanilang mga asin: 2Cr + 3CuCl 2 = 2CrCl 3 + 3Cu.

Mga katangian ng isang simpleng sangkap

Matatag sa hangin dahil sa pagiging pasibo. Para sa parehong dahilan, hindi ito tumutugon sa sulpuriko at nitric acid. Sa 2000 °C, nasusunog ito sa pagbuo ng berdeng chromium (III) oxide Cr 2 O 3, na may mga katangiang amphoteric.

Ang mga Chromium compound ay na-synthesize sa boron (borides Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 2, CrB 4 at Cr 5 B 3), na may carbon (carbides Cr 23 C 6, Cr 7 C 3 at Cr 3 C 2 ), na may silicon (silicids Cr 3 Si, Cr 5 Si 3 at CrSi) at nitrogen (nitrides CrN at Cr 2 N).

Mga compound ng Cr(+2).

Ang estado ng oksihenasyon +2 ay tumutugma sa pangunahing oxide CrO (itim). Ang mga Cr 2+ salts (asul na solusyon) ay nakukuha sa pamamagitan ng pagbabawas ng Cr 3+ salts o dichromates na may zinc sa isang acidic na kapaligiran (“hydrogen at the time of isolation”):

Ang lahat ng mga Cr 2+ salt na ito ay malakas na mga ahente ng pagbabawas, hanggang sa angkinin ng mga ito ang hydrogen mula sa tubig kapag nakatayo. Ang oxygen sa hangin, lalo na sa isang acidic na kapaligiran, ay nag-oxidize sa Cr 2+, bilang isang resulta kung saan ang asul na solusyon ay mabilis na nagiging berde.

Ang kayumanggi o dilaw na Cr(OH) 2 hydroxide ay namuo kapag ang alkalis ay idinagdag sa mga solusyon ng chromium(II) salts.

Na-synthesize ang Chromium dihalides CrF 2 , CrCl 2 , CrBr 2 at CrI 2

Mga compound ng Cr(+3).

Ang +3 oxidation state ay tumutugma sa amphoteric oxide Cr 2 O 3 at ang hydroxide Cr (OH) 3 (parehong berde). Ito ang pinaka-matatag na estado ng oksihenasyon ng chromium. Ang mga Chromium compound sa ganitong estado ng oksihenasyon ay may kulay mula sa dirty purple (ion 3+) hanggang berde (anion ay nasa coordination sphere).

Ang Cr 3+ ay madaling mabuo ng double sulfate ng form M I Cr (SO 4) 2 12H 2 O (alum)

Ang Chromium (III) hydroxide ay nakukuha sa pamamagitan ng pagkilos ng ammonia sa mga solusyon ng chromium (III) salts:

Cr+3NH+3H2O→Cr(OH)↓+3NH

Maaaring gamitin ang mga solusyon sa alkali, ngunit sa kanilang labis ay nabuo ang isang natutunaw na hydroxo complex:

Cr+3OH→Cr(OH)↓

Cr(OH)+3OH→

Sa pamamagitan ng pagsasama ng Cr 2 O 3 sa alkalis, ang mga chromites ay nakuha:

Cr2O3+2NaOH→2NaCrO2+H2O

Ang uncalcined chromium (III) oxide ay natutunaw sa mga alkaline na solusyon at sa mga acid:

Cr2O3+6HCl→2CrCl3+3H2O

Kapag ang chromium(III) compounds ay na-oxidize sa isang alkaline medium, chromium(VI) compounds ay nabuo:

2Na+3HO→2NaCrO+2NaOH+8HO

Ang parehong bagay ay nangyayari kapag ang chromium (III) oxide ay pinagsama sa alkali at oxidizing agent, o may alkali sa hangin (ang natutunaw ay nagiging dilaw sa kasong ito):

2Cr2O3+8NaOH+3O2→4Na2CrO4+4H2O

Mga compound ng Chromium (+4)[

Sa maingat na pagkabulok ng chromium oxide (VI) CrO 3 sa ilalim ng hydrothermal na kondisyon, ang chromium oxide (IV) CrO 2 ay nakuha, na isang ferromagnet at may metallic conductivity.

Sa mga chromium tetrahalides, ang CrF 4 ay matatag, ang chromium tetrachloride CrCl 4 ay umiiral lamang sa singaw.

Mga compound ng Chromium (+6)

Ang +6 na estado ng oksihenasyon ay tumutugma sa acidic chromium oxide (VI) CrO 3 at isang bilang ng mga acid kung saan mayroong isang equilibrium. Ang pinakasimple sa mga ito ay chromic H 2 CrO 4 at two-chrome H 2 Cr 2 O 7 . Bumubuo sila ng dalawang serye ng mga asin: yellow chromates at orange dichromates, ayon sa pagkakabanggit.

Ang Chromium oxide (VI) CrO 3 ay nabuo sa pamamagitan ng interaksyon ng concentrated sulfuric acid sa mga solusyon ng dichromates. Isang tipikal na acid oxide, kapag nakikipag-ugnayan sa tubig, ito ay bumubuo ng malakas na hindi matatag na chromic acid: chromic H 2 CrO 4, dichromic H 2 Cr 2 O 7 at iba pang mga isopoly acid na may pangkalahatang formula na H 2 Cr n O 3n+1. Ang isang pagtaas sa antas ng polymerization ay nangyayari sa isang pagbawas sa pH, iyon ay, isang pagtaas sa kaasiman:

2CrO+2H→Cr2O+H2O

Ngunit kung ang isang alkali na solusyon ay idinagdag sa isang orange na solusyon ng K 2 Cr 2 O 7, paano muling nagiging dilaw ang kulay, dahil ang chromate K 2 CrO 4 ay nabuo muli:

Cr2O+2OH→2CrO+HO

Hindi ito umabot sa isang mataas na antas ng polymerization, tulad ng nangyayari sa tungsten at molybdenum, dahil ang polychromic acid ay nabubulok sa chromium (VI) oxide at tubig:

H2CrnO3n+1→H2O+nCrO3

Ang solubility ng chromates ay halos tumutugma sa solubility ng sulfates. Sa partikular, ang dilaw na barium chromate BaCrO 4 ay namuo kapag ang mga barium salt ay idinagdag sa parehong chromate at dichromate na solusyon:

Ba+CrO→BaCrO↓

2Ba+CrO+H2O→2BaCrO↓+2H

Ang pagbuo ng isang pulang-dugo, mahinang natutunaw na silver chromate ay ginagamit upang makita ang pilak sa mga haluang metal gamit ang assay acid.

Ang Chromium pentafluoride CrF 5 at hindi matatag na chromium hexafluoride CrF 6 ay kilala. Nakuha din ang volatile chromium oxyhalides CrO 2 F 2 at CrO 2 Cl 2 (chromyl chloride).

Ang Chromium(VI) compounds ay malakas na oxidizing agent, halimbawa:

K2Cr2O7+14HCl→2CrCl3+2KCl+3Cl2+7H2O

Ang pagdaragdag ng hydrogen peroxide, sulfuric acid, at isang organikong solvent (eter) sa dichromates ay humahantong sa pagbuo ng asul na chromium peroxide CrO 5 L (L ay ​​isang solvent molecule), na nakuha sa organikong layer; ang reaksyong ito ay ginagamit bilang isang analitikal.

• Pagtatalaga - Cr (Chromium);
• Panahon - IV;
• Pangkat - 6 (VIb);
• Mass ng atom - 51.9961;
• Atomic number - 24;
• Radius ng isang atom = 130 pm;
• Covalent radius = 118 pm;
• Distribusyon ng elektron - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 ;
• punto ng pagkatunaw = 1857°C;
• punto ng kumukulo = 2672°C;
• Electronegativity (ayon kay Pauling / ayon kina Alpred at Rochov) = 1.66 / 1.56;
• Katayuan ng oksihenasyon: +6, +3, +2, 0;
• Densidad (n.a.) \u003d 7.19 g / cm 3;
• Dami ng molar = 7.23 cm 3 / mol.

Ang Chromium (kulay, pintura) ay unang natagpuan sa Berezovsky na deposito ng ginto (Middle Urals), ang mga unang pagbanggit ay nagmula noong 1763, sa kanyang akda na "The First Foundations of Metallurgy" M.V. Lomonosov ay tinatawag itong "red lead ore".

kanin. Ang istraktura ng chromium atom.

Ang electronic configuration ng chromium atom ay 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 (tingnan ang Electronic structure ng atoms). Sa pagbuo ng mga kemikal na bono sa iba pang mga elemento, 1 electron na matatagpuan sa panlabas na 4s level + 5 electron ng 3d sublevel (6 na electron sa kabuuan) ay maaaring lumahok, samakatuwid, sa mga compound, ang chromium ay maaaring tumagal ng mga estado ng oksihenasyon mula +6 hanggang +1 (ang pinakakaraniwan ay +6 , +3, +2). Ang Chromium ay isang chemically inactive na metal, ito ay tumutugon sa mga simpleng substance lamang sa mataas na temperatura.

Mga pisikal na katangian ng chromium:

• maasul na puting metal;
• napakatigas na metal (sa pagkakaroon ng mga impurities);
• marupok sa n. y.;
• plastik (sa dalisay nitong anyo).

Mga kemikal na katangian ng chromium

• sa t=300°C ito ay tumutugon sa oxygen:
  4Cr + 3O 2 \u003d 2Cr 2 O 3;
• sa t>300°C ito ay tumutugon sa mga halogens, na bumubuo ng mga pinaghalong halides;
• sa t>400°C ito ay tumutugon sa asupre upang bumuo ng mga sulfide:
  Cr + S = CrS;
• sa t=1000°C, ang pinong giniling na chromium ay tumutugon sa nitrogen upang bumuo ng chromium nitride (isang semiconductor na may mataas na pagtutol sa kemikal):
  2Cr + N 2 = 2CrN;
• tumutugon sa dilute na hydrochloric at sulfuric acid upang maglabas ng hydrogen:
  Cr + 2HCl \u003d CrCl 2 + H 2;
  Cr + H 2 SO 4 \u003d CrSO 4 + H 2;
• ang mainit na puro nitric at sulfuric acid ay natutunaw ang chromium.

May concentrated sulfuric at nitric acid sa n.o. ang chromium ay hindi nakikipag-ugnayan, ang chromium ay hindi rin natutunaw sa aqua regia, kapansin-pansin na ang purong kromo ay hindi tumutugon kahit na may dilute sulfuric acid, ang dahilan para sa hindi pangkaraniwang bagay na ito ay hindi pa naitatag. Sa pangmatagalang pag-iimbak sa concentrated nitric acid, ang chromium ay natatakpan ng isang napakasiksik na oxide film (passivated), at humihinto sa pagtugon sa mga dilute acid.

Mga compound ng Chromium

Nasabi na sa itaas na ang "paboritong" oxidation states ng chromium ay +2 (CrO, Cr (OH) 2), +3 (Cr 2 O 3, Cr (OH) 3), +6 (CrO 3, H 2 CrO 4).

Ang Chrome ay chromophor, ibig sabihin, isang elementong nagbibigay kulay sa sangkap kung saan ito nakapaloob. Halimbawa, sa +3 na estado ng oksihenasyon, ang chromium ay nagbibigay ng lilac-pula o berdeng kulay (ruby, spinel, emerald, garnet); sa estado ng oksihenasyon +6 - kulay dilaw-kahel (crocoite).

Ang mga Chromophores, bilang karagdagan sa chromium, ay iron, nickel, titanium, vanadium, manganese, cobalt, copper - lahat ng ito ay d-element.

Ang kulay ng mga karaniwang compound na kinabibilangan ng chromium:

• chromium sa estado ng oksihenasyon +2:
  • chromium oxide CrO - pula;
  • chromium fluoride CrF 2 - asul-berde;
  • chromium chloride CrCl 2 - walang kulay;
  • chromium bromide CrBr 2 - walang kulay;
  • chromium iodide CrI 2 - pula-kayumanggi.
• chromium sa estado ng oksihenasyon +3:
  • Cr 2 O 3 - berde;
  • CrF 3 - mapusyaw na berde;
  • CrCl 3 - lila-pula;
  • CrBr 3 - madilim na berde;
  • CrI 3 - itim.
• chromium sa estado ng oksihenasyon +6:
  • CrO 3 - pula;
  • potassium chromate K 2 CrO 4 - lemon yellow;
  • ammonium chromate (NH 4) 2 CrO 4 - gintong dilaw;
  • calcium chromate CaCrO 4 - dilaw;
  • lead chromate PbCrO 4 - matingkad na kayumanggi-dilaw.

Mga Chromium oxide:

• Cr +2 O - pangunahing oksido;
• Cr 2 +3 O 3 - amphoteric oxide;
• Cr +6 O 3 - acid oxide.

Chromium hydroxides:

• ".

  Paglalapat ng chromium

  • bilang isang alloying additive sa smelting ng heat-resistant at corrosion-resistant alloys;
  • para sa chrome plating ng mga produktong metal upang mabigyan sila ng mataas na paglaban sa kaagnasan, paglaban sa abrasion at magandang hitsura;
  • chromium-30 at chromium-90 alloys ay ginagamit sa plasma torch nozzles at sa aviation industry.

Ang nilalaman ng artikulo

CHROMIUM– (Chromium) Cr, elemento ng kemikal 6(VIb) ng pangkat ng Periodic system. Atomic number 24, atomic mass 51.996. Mayroong 24 na kilalang isotopes ng chromium mula 42 Cr hanggang 66 Cr. Ang mga isotopes 52 Cr, 53 Cr, 54 Cr ay matatag. Ang isotopic na komposisyon ng natural chromium: 50 Cr (half-life 1.8 10 17 taon) - 4.345%, 52 Cr - 83.489%, 53 Cr - 9.501%, 54 Cr - 2.365%. Ang mga pangunahing estado ng oksihenasyon ay +3 at +6.

Noong 1761, natuklasan ng isang propesor ng kimika sa St. Petersburg University, Johann Gottlob Lehmann, sa silangang paanan ng Ural Mountains sa minahan ng Berezovsky, ang isang kahanga-hangang pulang mineral, na, kapag durog sa pulbos, ay nagbigay ng maliwanag na dilaw na kulay. Noong 1766, nagdala si Leman ng mga sample ng mineral sa St. Petersburg. Matapos gamutin ang mga kristal na may hydrochloric acid, nakakuha siya ng puting namuo, kung saan nakakita siya ng tingga. Tinawag ni Leman ang mineral na Siberian red lead (plomb rouge de Sibérie), ngayon ay kilala na ito ay crocoite (mula sa Greek na "krokos" - saffron) - natural na lead chromate PbCrO 4.

Pinangunahan ng manlalakbay at naturalistang Aleman na si Peter Simon Pallas (1741-1811) ang ekspedisyon ng St. Petersburg Academy of Sciences sa mga gitnang rehiyon ng Russia at noong 1770 ay bumisita sa Southern at Middle Urals, kabilang ang Berezovsky mine at, tulad ni Lehman, ay naging interesado sa crocoite. Sumulat si Pallas: "Ang kamangha-manghang pulang mineral na ito ay hindi matatagpuan sa anumang iba pang deposito. Nagiging dilaw kapag giniling sa pulbos at maaaring gamitin sa miniature art. Sa kabila ng pambihira at kahirapan sa paghahatid ng crocoite mula sa minahan ng Berezovsky sa Europa (nagtagal ito ng halos dalawang taon), ang paggamit ng mineral bilang isang pangkulay ay pinahahalagahan. Sa London at Paris sa pagtatapos ng ika-17 siglo. lahat ng marangal na tao ay sumakay sa mga karwahe na pininturahan ng pinong giniling na crocoite, bilang karagdagan, ang pinakamahusay na mga sample ng Siberian red lead ay idinagdag sa mga koleksyon ng maraming mineralogical cabinet sa Europa.

Noong 1796, isang sample ng crocoite ang dumating kay Nicolas-Louis Vauquelin (1763–1829), propesor ng chemistry sa Paris Mineralogical School, na nagsuri ng mineral, ngunit wala itong nakita maliban sa mga oxide ng lead, iron, at aluminum. Sa pagpapatuloy ng pag-aaral ng Siberian red lead, pinakuluan ni Vauquelin ang mineral na may solusyon ng potash at, pagkatapos na paghiwalayin ang puting precipitate ng lead carbonate, nakakuha ng dilaw na solusyon ng hindi kilalang asin. Kapag ginagamot ito ng lead salt, nabuo ang dilaw na precipitate, na may mercury salt, isang pula, at kapag idinagdag ang tin chloride, naging berde ang solusyon. Ang nabubulok na crocoite na may mga mineral na acid, nakakuha siya ng solusyon ng "red lead acid", ang pagsingaw nito ay nagbigay ng ruby-red crystals (malinaw na ngayon na ito ay chromic anhydride). Ang pagkakaroon ng calcined sa kanila ng karbon sa isang graphite crucible, pagkatapos ng reaksyon, natuklasan niya ang maraming intergrown gray na hugis-karayom ​​na kristal ng isang metal na hindi kilala hanggang sa panahong iyon. Sinabi ni Vauquelin ang mataas na refractoriness ng metal at ang paglaban nito sa mga acid.

Tinawag ni Vauquelin ang bagong elementong chromium (mula sa Greek na crwma - kulay, kulay) dahil sa maraming mga multi-kulay na compound na nabuo nito. Batay sa kanyang pananaliksik, sinabi ni Vauquelin sa unang pagkakataon na ang kulay ng esmeralda ng ilang mahahalagang bato ay dahil sa paghahalo ng mga chromium compound sa mga ito. Halimbawa, ang natural na esmeralda ay isang malalim na berdeng kulay na beryl kung saan ang aluminyo ay bahagyang pinalitan ng chromium.

Malamang, ang Vauquelin ay hindi nakakuha ng isang purong metal, ngunit ang mga karbida nito, na pinatunayan ng acicular na hugis ng mga kristal na nakuha, ngunit ang Paris Academy of Sciences gayunpaman ay nakarehistro sa pagtuklas ng isang bagong elemento, at ngayon si Vauquelin ay wastong itinuturing na tumutuklas ng elemento. No. 24.

Yuri Krutyakov