Cromul este o caracteristică generală a unui element, proprietățile chimice ale cromului și ale compușilor săi. Crom - proprietăți și utilizare, doză zilnică, contraindicații, surse alimentare de crom

Crom(lat.Cromium), Cr, element chimic din grupa VI sistem periodic Mendeleev, număr atomic 24, masă atomică 51,996; oțel metal albăstrui.

Izotopi naturali stabili: 50 Cr (4,31%), 52 Cr (87,76%), 53 Cr (9,55%) și 54 Cr (2,38%). Dintre izotopii radioactivi artificiali, 51 Cr este cel mai important (timp de înjumătățire T ½ = 27,8 zile), care este utilizat ca indicator izotop.

Referință istorică. Cromul a fost descoperit în 1797 de L. N. Vauquelin în mineralul crocoit - cromat natural de plumb PbCrO 4. Cromul și-a primit numele de la cuvântul grecesc chroma - culoare, vopsea (din cauza varietății de culori ale compușilor săi). Independent de Vauquelin, Chrome a fost descoperit în crocoit în 1798 de către omul de știință german M.G. Klaproth.

Distribuția cromului în natură. Conținutul mediu de crom din scoarța terestră (clarke) este de 8,3 · 10 -3%. Acest element este probabil mai caracteristic mantalei Pământului, deoarece rocile ultrabazice, despre care se crede că sunt cele mai apropiate ca compoziție de mantaua Pământului, sunt îmbogățite în Crom (2 · 10 -4%). Cromul formează minereuri masive și diseminate în rocile ultrabazice; cu acestea se asociază formarea celor mai mari zăcăminte de Crom. În rocile bazice, conținutul de crom atinge doar 2 · 10 -2%, în rocile acide - 2,5 · 10 -3%, în rocile sedimentare (gresii) - 3,5 · 10 -3%, șisturi - 9 · 10 -3 %. Cromul este un migrator de apă relativ slab; Conținut de crom în apa de mare 0,00005 mg/l.

În general, Cromul este un metal din zonele adânci ale Pământului; meteoriții de piatră (analogi ai mantalei) sunt și ei îmbogățiți în crom (2,7 · 10 -1%). Sunt cunoscute peste 20 de minerale de crom. Doar spinelele de crom (până la 54% Cr) sunt de importanță industrială; în plus, cromul este conținut într-o serie de alte minerale care însoțesc adesea minereurile de crom, dar ele însele nu au valoare practică (uvarovit, volkonskoit, kemerit, fuchsite).

Proprietățile fizice ale cromului. Cromul este un metal dur, greu, refractar. Pure Chrome este ductil. Se cristalizează într-o rețea centrată pe corp, a = 2,885 Å (20 ° C); la 1830 ° C, este posibilă transformarea într-o modificare cu o rețea centrată pe față, a = 3,69 Å.

Raza atomică 1,27 Å; razele ionice Cr 2+ 0,83 Å, Cr 3+ 0,64 Å, Cr 6+ 0,52 Å. Densitate 7,19 g/cm3; t pl 1890 ° C; punctul de fierbere 2480 ° C. Căldura specifică 0,461 kJ/(kg K) (25°C); coeficientul termic expansiune liniară 8,24 · 10 -6 (la 20 ° C); coeficient de conductivitate termică 67 W / (m K) (20 ° C); rezistență electrică specifică 0,414 mkom · m (20 ° С); coeficientul termic al rezistenței electrice în intervalul 20-600 ° C este 3,01 · 10 -3. Cromul este antiferomagnetic, susceptibilitatea magnetică specifică este de 3,6 · 10 -6. Duritatea Brinell a cromului de înaltă puritate este de 7-9 MN / m 2 (70-90 kgf / cm 2).

Proprietățile chimice ale cromului. Configurația electronică exterioară a atomului de crom este 3d 5 4s 1. În compuși, prezintă de obicei stări de oxidare +2, +3, +6, dintre care cele mai stabile sunt Cr 3+; sunt cunoscuți anumiți compuși în care cromul are stări de oxidare +1, +4, +5. Cromul este inactiv din punct de vedere chimic. În condiții normale, este rezistent la oxigen și umiditate, dar se combină cu fluorul pentru a forma CrF 3. Peste 600°C interacționează cu vaporii de apă, dând Cr 2 O 3; azot - Cr2N, CrN; carbon - Cr23C6, Cr7C3, Cr3C2; gri - Cr 2 S 3. Când fuziunea cu bor formează borura CrB, cu siliciu - siliciuri Cr 3 Si, Cr 2 Si 3, CrSi 2. Cromul dă aliaje cu multe metale. Interacțiunea cu oxigenul decurge destul de activ la început, apoi încetinește brusc din cauza formării unei pelicule de oxid pe suprafața metalului. La 1200 ° C, pelicula se descompune și oxidarea continuă rapid din nou. Cromul se aprinde în oxigen la 2000 ° C cu formarea unui oxid verde închis Crom (III) Cr 2 O 3. Pe lângă oxidul (III) sunt cunoscuți și alți compuși cu oxigen, de exemplu CrO, CrO 3, obținuți indirect. Cromul reacționează ușor cu soluțiile diluate de acizi clorhidric și sulfuric cu formarea de clorură și sulfat de crom și degajarea hidrogenului; Acva regia și acid azotic pasiv Crom.

Odată cu creșterea stării de oxidare cresc proprietățile acide și oxidante ale Cromului.Derivații Cr 2+ sunt agenți reducători foarte puternici. Ionul Cr 2+ se formează în prima etapă de dizolvare a Cromului în acizi sau în timpul reducerii Cr 3+ într-o soluție acidă cu zinc. Hidratul de protoxid de azot Cr (OH) 2 este transformat în Cr 2 O 3 la deshidratare. Compușii Cr 3+ sunt stabili în aer. Pot fi atât agenți reducători, cât și oxidanți. Cr3+ poate fi redus într-o soluție acidă cu zinc la Cr2+ sau oxidat într-o soluție alcalină la Cr04 cu 2-brom și alți agenți de oxidare. Hidroxidul Cr (OH) 3 (sau mai degrabă, Cr 2 O 3 nH 2 O) este un compus amfoter care formează săruri cu cationul Cr 3+ sau săruri ale cromiților acidului cromos HCrO 2 (de exemplu, KCrO 2, NaCrO 2) . Compușii Cr 6+: anhidrida cromică CrO 3, acizii cromici și sărurile lor, dintre care cei mai importanți sunt cromații și dicromații - oxidanți puternici. Cromul formează un număr mare de săruri cu acizii care conțin oxigen. Compușii complecși de crom sunt cunoscuți; deosebit de numeroși sunt compușii complecși Cr 3+, în care cromul are un număr de coordonare de 6. Există un număr semnificativ de compuși peroxidici ai cromului

Obținerea Chromium.În funcție de scopul utilizării, se obține crom cu diferite grade de puritate. Materia prima este de obicei Cr-spinelele, care sunt beneficiate si apoi topite cu potasiu (sau sifon) in prezenta oxigenului atmosferic. În ceea ce privește componenta principală a minereurilor care conțin Cr 3 +, reacția este următoarea:

2FeCr 2 О 4 + 4K 2 CO 3 + 3,5О 2 = 4K 2 СrО 4 + Fe 2 О 3 + 4СО 2.

Cromatul de potasiu rezultat К 2 СrО 4 este levigat apa fierbinte iar acţiunea H 2 SO 4 îl transformă în dicromat K 2 Cr 2 O 7. În plus, acțiunea unei soluții concentrate de H 2 SO 4 asupra K 2 Cr 2 O 7 produce anhidridă cromică C 2 O 3 sau încălzirea K 2 Cr 2 O 7 cu sulf - oxid de crom (III) C 2 O 3.

Cel mai pur crom din conditiile industriale se obțin fie prin electroliza soluțiilor apoase concentrate de CrO 3 sau Cr 2 O 3 care conțin H 2 SO 4, fie prin electroliza sulfatului de crom Cr 2 (SO 4) 3. În acest caz, cromul este eliberat pe catodul de aluminiu sau oțel inoxidabil. Purificarea completă de impurități se realizează prin tratarea cromului cu hidrogen ultrapur la temperatura ridicata(1500-1700 ° C).

De asemenea, este posibil să se obțină crom pur prin electroliza topiturii de CrF 3 sau CrCl 3 într-un amestec cu fluoruri de sodiu, potasiu și calciu la o temperatură de aproximativ 900 ° C într-o atmosferă de argon.

Cromul se obţine în cantităţi mici prin reducerea Cr 2 O 3 cu aluminiu sau siliciu. În metoda aluminotermă, o încărcătură preîncălzită de Cr 2 O 3 și pulbere de Al sau așchii cu adăugarea unui agent oxidant este încărcată într-un creuzet, unde reacția este inițiată prin aprinderea unui amestec de Na 2 O 2 și Al până când creuzetul este umplut cu crom și zgură. Silicotermic, cromul este topit în cuptoarele cu arc. Puritatea Cromului obtinut este determinata de continutul de impuritati in Cr2O3 si in Al sau Si folosit pentru reducere.

Aliajele de crom - ferocrom și silicocrom - sunt produse pe scară largă în industrie.

Aplicarea cromului. Utilizarea cromului se bazează pe rezistența sa la căldură, duritate și rezistență la coroziune. Cel mai mult, cromul este folosit pentru topirea oțelurilor cu crom. Aluminiul și cromul silicotermal sunt folosite pentru a topi nicrom, nimonic, alte aliaje de nichel și stellit.

O cantitate semnificativă de crom este utilizată pentru acoperirile decorative rezistente la coroziune. Aplicație largă a primit crom pulbere în producția de produse cermet și materiale pentru electrozi de sudare. Cromul sub formă de ion Cr 3+ este o impuritate în rubin, care este folosit ca o bijuterie și material laser. Compușii de crom sunt utilizați pentru a grava țesăturile în timpul vopsirii. Unele săruri de crom sunt folosite ca componentă soluții de tăbăcire în industria pielăriei; PbCrO 4, ZnCrO 4, SrCrO 4 - ca vopsele artistice. Produsele refractare cromit-magnezit sunt fabricate dintr-un amestec de cromit și magnezit.

Compușii cromului (în special derivații de Cr 6 +) sunt toxici.

Crom în corp. Cromul este unul dintre elementele biogene care este inclus constant în țesuturile plantelor și animalelor. Conținutul mediu de crom în plante este de 0,0005% (92-95% din crom se acumulează în rădăcini), la animale - de la zece mii la zece milioane de procente. La organismele planctonice, coeficientul de acumulare a cromului este enorm - 10.000-26.000. Plante superioare nu tolerează concentrații de crom peste 3-10 -4 mol/l. În frunze, este prezent sub forma unui complex cu greutate moleculară mică, care nu este asociat cu structurile subcelulare. La animale, cromul este implicat în metabolismul lipidelor, proteinelor (parte a enzimei tripsina), carbohidraților (o componentă structurală a factorului rezistent la glucoză). Principala sursă de crom care pătrunde în corpul animalelor și al oamenilor este hrana. O scădere a conținutului de crom din alimente și sânge duce la o scădere a ratei de creștere, o creștere a colesterolului din sânge și o scădere a sensibilității țesuturilor periferice la insulină.

Otrăvirea cu crom și compușii săi are loc în timpul producerii lor; în inginerie mecanică ( galvanizare); metalurgie (aditivi de aliaje, aliaje, materiale refractare); la fabricarea pieilor, vopselelor etc. Toxicitatea compuşilor cromului depinde de structura lor chimică: dicromaţii sunt mai toxici decât cromaţii, compuşii Cr (VI) sunt mai toxici decât Cr (II), Cr (III). Formele inițiale ale bolii se manifestă printr-o senzație de uscăciune și durere la nivelul nasului, durere în gât, dificultăți de respirație, tuse etc.; pot dispărea atunci când contactul cu Chromium este îndepărtat. În cazul contactului prelungit cu compușii de crom, se dezvoltă semne de otrăvire cronică: dureri de cap, slăbiciune, dispepsie, scădere în greutate și altele. Funcțiile stomacului, ficatului și pancreasului sunt afectate. Posibilă bronșită, astm bronșic, pneumoscleroză difuză. Când cromul este expus pielii, se pot dezvolta dermatită și eczeme. Potrivit unor rapoarte, compușii de crom, în principal Cr (III), au un efect cancerigen.

Cromul este un element dintr-un subgrup secundar din grupa a VI-a din perioada a IV-a a sistemului periodic de elemente chimice al lui D. I. Mendeleev, cu număr atomic 24. Este desemnat prin simbolul Cr (Crom latin). Substanță simplă crom metal dur culoare alb-albăstruie.

Proprietățile chimice ale cromului

În condiții normale, cromul reacționează numai cu fluor. La temperaturi ridicate (peste 600 ° C), interacționează cu oxigen, halogeni, azot, siliciu, bor, sulf, fosfor.

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

Când este încălzit, reacţionează cu vaporii de apă:

2Cr + 3H2O → Cr2O3 + 3H2

Cromul se dizolvă în acizi puternici diluați (HCl, H2SO4)

În lipsa aerului se formează săruri Cr 2+, iar în aer, săruri Cr 3+.

Cr + 2HCI → CrCI2 + H2

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

Prezența unei pelicule de oxid de protecție pe suprafața metalului explică pasivitatea acestuia în raport cu soluțiile concentrate de acizi - agenți oxidanți.

Compuși ai cromului

Oxid de crom (II).şi hidroxidul de crom (II) sunt bazici.

Cr (OH)2 + 2HCI → CrCl2 + 2H2O

Compușii cromului (II) sunt agenți reducători puternici; sunt transformați în compuși de crom (III) sub acțiunea oxigenului atmosferic.

2CrCl2 + 2HCl → 2CrCl3 + H2

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

oxid de crom (III) Cr 2 O 3 este o pulbere verde, insolubilă în apă. Se poate obține prin calcinarea hidroxidului de crom (III) sau a bicromaților de potasiu și amoniu:

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 (reacție „vulcan”)

Oxid amfoter. Când Cr 2 O 3 este fuzionat cu alcalii, sodă și săruri acide, se obțin compuși de crom cu starea de oxidare (+3):

Cr2O3 + 2NaOH → 2NaCrO2 + H2O

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

La fuziunea cu un amestec de alcali și un agent de oxidare, compușii de crom se obțin în starea de oxidare (+6):

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

Hidroxid de crom (III) C r (OH) 3. Hidroxid amfoter. Gri-verde, se descompune la încălzire, pierzând apă și formând verde metahidroxid CrO (OH). Nu se dizolvă în apă. Precipită din soluție sub formă de hidrat albastru-gri și albastru-verde. Reacționează cu acizi și alcalii, nu interacționează cu hidratul de amoniac.

Are proprietăți amfotere - se dizolvă atât în acizi, cât și în alcalii:

2Cr (OH) 3 + 3H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O Сr (ОН) 3 + ЗН + = Сr 3+ + 3H 2 O

Cr (OH) 3 + KOH → K, Cr (OH) 3 + ZOH - (conc.) = [Cr (OH) 6] 3-

Cr (OH) 3 + KOH → KCrO 2 + 2H 2 O Cr (OH) 3 + MOH = MCrO 2 (verde) + 2H 2 O (300-400 ° C, M = Li, Na)

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

2Сr (ОН) 3 + 4NаОН (conc.) + ЗН 2 O 2 (conc.) = 2Na 2 СrO 4 + 8Н 2 0

Primirea: precipitare cu hidrat de amoniac dintr-o soluție de săruri de crom (III):

Cr3+ + 3 (NH3H20) = CUr(OH) 3 ↓+ ЗNН 4+

Cr 2 (SO 4) 3 + 6NaOH → 2Cr (OH) 3 ↓ + 3Na 2 SO 4 (în exces de alcali - precipitatul se dizolvă)

Sărurile de crom (III) sunt de culoare violet sau verde închis. În ceea ce privește proprietățile chimice, ele seamănă cu sărurile incolore de aluminiu.

Compușii Cr (III) pot prezenta atât proprietăți oxidante, cât și reducătoare:

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

Compuși ai cromului hexavalent

Oxid de crom (VI). CrO 3 sunt cristale roșii strălucitoare, solubile în apă.

Preparat din cromat (sau dicromat) de potasiu și H2SO4 (conc.).

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

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

CrO 3 - oxid acid, cu alcalii formează cromați galbeni CrO 4 2-:

CrO3 + 2KOH → K2CrO4 + H2O

Într-un mediu acid, cromații se transformă în dicromați portocalii 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

Într-un mediu alcalin, această reacție are loc în direcția opusă:

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

Bicromatul de potasiu este un agent oxidant într-un mediu acid:

К 2 Сr 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 + 6 KI = 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

Cromat de potasiu K 2 Cr Cam 4 . Oxosol. Galben, neabsorbant. Se topește fără descompunere, stabil termic. Să ne dizolvăm bine în apă ( galben culoarea soluţiei corespunde ionului CrO 4 2-), uşor hidrolizat de anion. Într-un mediu acid, se transformă în K 2 Cr 2 O 7. Agent oxidant (mai slab decât K 2 Cr 2 O 7). Intră în reacții de schimb ionic.

Reacție calitativă pe ionul CrO 4 2- - precipitarea unui precipitat galben de cromat de bariu, care se descompune într-un mediu puternic acid. Este folosit ca mordant pentru vopsirea țesăturilor, agent de tăbăcire a pielii, agent de oxidare selectivă și reactiv în chimia analitică.

Ecuațiile celor mai importante reacții:

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 (capăt, fierbinte) = 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 (roșu) ↓

Raspuns calitativ:

К 2 СгO 4 + ВаСl 2 = 2КСl + ВаCrO 4 ↓

2ВаСrO 4 (t) + 2HCl (dil.) = ВаСr 2 O 7 (p) + ВаС1 2 + Н 2 O

Primirea: sinterizarea cromitului cu potasiu în aer:

4 (Сr 2 Fe ‖‖) O 4 + 8К 2 CO 3 + 7O 2 = 8К 2 СrO 4 + 2Fе 2 O 3 + 8СO 2 (1000 ° С)

Bicromat de potasiu K 2 Cr 2 O 7 ... Oxosol. Denumirea tehnică chrompeak... Roșu portocaliu, neabsorbant. Se topește fără descompunere, se descompune la încălzire ulterioară. Să ne dizolvăm bine în apă ( portocale culoarea soluţiei corespunde ionului Cr 2 O 7 2-). Într-un mediu alcalin se formează K 2 CrO 4. Agent oxidant tipic în soluție și fuziune. Intră în reacții de schimb ionic.

Reacții calitative- colorarea albastră a unei soluţii eterice în prezenţa H 2 O 2, colorarea albastră a unei soluţii apoase sub acţiunea hidrogenului atomic.

Este folosit ca agent de tăbăcire pentru piele, mordant pentru vopsirea țesăturilor, component al compozițiilor pirotehnice, reactiv în chimia analitică, inhibitor al coroziunii metalelor, amestecat cu H 2 SO 4 (conc.) - pentru spălarea vaselor chimice.

Ecuațiile celor mai importante reacții:

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 (capăt) = 2CrCl 3 + 3Cl 2 + 7H 2 O + 2KCl (fierbere)

K 2 Cr 2 O 7 (t) + 2H 2 SO 4 (96%) ⇌2KHSO 4 + 2CrO 3 + H 2 O („amestec de crom”)

K 2 Cr 2 O 7 + KOH (conc) = 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- (conc.) + 2Ag + (dil.) = Ag 2 Cr 2 O 7 (t. Roșu) ↓

Cr 2 O 7 2- (dil.) + H 2 O + Pb 2+ = 2H + + 2PbCrO 4 (roșu) ↓

K 2 Cr 2 O 7 (s) + 6HCl + 8H 0 (Zn) = 2CrCl 2 (syn) + 7H 2 O + 2KCl

Primirea: tratarea К 2 СrO 4 cu acid sulfuric:

2K2Cr04 + H2S04 (30%) = K 2Cr 2 O 7 + K2S04 + H2O

Are proprietățile necesare pentru o utilizare cu succes în industria metalurgică. Acest metal se distinge prin nuanta de oțel și densitatea ridicată. În condiții naturale, este extras din minereul de fier fosil de crom.

Materiile prime sunt supuse valorificării (metoda aluminotermă sau silicio-termică) la întreprinderile metalurgice prin utilizarea cocsului.

Pentru producerea acestui metal se poate folosi si metoda de topire metalotermica, in care se poate realiza o scadere a consumului de aluminiu. Extracția cromului crește la 92%.

Temperatura de topire a cromului are o valoare de 2300 grade Celsius, compoziția acestui metal se distinge: 98,9-99,2% Crom (Cr), 0,01-0,2% Carbon (C), 0,07-0,12% Siliciu (Si), 0,25 -0,4% Fier și Aluminiu (Al, Fe), 0,005% Fosfor (P).

Acest metal este indispensabil atunci când trebuie să adăugați produse din oțel rezistență ridicată la căldură și coroziune. Cu ajutorul acestuia, se realizează alierea aliajelor, rezistența oțelului crește. înlocuiește ferocromul, iar cu ajutorul acestuia se poate obține oțel de clase speciale în care procentul de fier este strict limitat.

Pentru producția de oțel, cromul este luat fără impurități și incluziuni străine, sunt permise doar urme de peliculă oxidantă. Se folosesc bucăți de metal cu o greutate mai mică de 10 kg; cromul este adus la locul de aplicare în recipiente speciale - bidoane metalice și cutii de lemn.

Producția de crom metalic se realizează în conformitate cu cerințele GOST 5905-79, acesta poate conține o cantitate mică de impurități de plumb, carbon, sulf, cobalt, fosfor, siliciu etc.

Prin adăugarea de crom, ele realizează o reducere a granulei oțelului, o creștere a rezistenței, a ductilității și o creștere a întăririi acestuia. La temperaturi ridicate, cromul nu afectează oxidabilitatea.

Domeniul de utilizare a acestui material- aceasta este construcția de avioane, creație nava spatiala, producția chimică și producția de motoare cu reacție, turbine cu gaz etc.

Nicromul, rulmenții cu bile, aliajele rezistente la căldură și inoxidabile sunt toate create prin utilizarea cu pricepere a proprietăților remarcabile ale cromului metalic. Produsele din oțel cromat au o durată de viață mult mai lungă și durabilitate ridicată influențelor chimice și de altă natură.

Uzina de prelucrare a metalelor neferoase OJSC Kamensk-Uralsky a crescut volumul vânzărilor de produse din metale neferoase pentru întreprinderile din industria rusă de construcții de mașini. Livrari de la inceput...

Tribunalul Districtual Tverskoi din Moscova a ales arestul la domiciliu ca măsură preventivă temporară pentru director general JSC „Uzina de țevi Zagorsk” Denis Safin, care este suspectat de inadecvat...

Este caracteristic faptul că vecinii cromului, precum și el însuși, sunt utilizați pe scară largă pentru aliarea oțelurilor.

Punctul de topire al cromului depinde de puritatea acestuia. Mulți cercetători au încercat să o determine și au obținut valori de la 1513 la 1920 ° C. O astfel de „răspândire” mare se explică în primul rând prin cantitatea și compoziția impurităților conținute în crom. Acum se crede că se topește la o temperatură de aproximativ 1875 ° C. Punctul de fierbere este de 2199 ° C. Densitatea cromului este mai mică decât cea a fierului; este 7.19.

În ceea ce privește proprietățile chimice, este aproape de molibden și wolfram. Cel mai mare oxid al său, СrО3, este acid; este anhidrida acidului cromic Н2СrO4. Mineralul cu care am început cunoașterea elementului numărul 24 este sarea acestui acid. Pe lângă acidul cromic, este cunoscut acidul dicromic Н2Сr2O7; sărurile sale, bicromații, sunt utilizate pe scară largă în chimie.

Cel mai comun oxid de crom Cr2O3 este amfoterina. În general, în conditii diferite poate prezenta valențe de la 2 la 6. Numai compușii cromului trivalent și hexavalent sunt utilizați pe scară largă.

Cromul are toate proprietățile unui metal - conduce bine căldura și electricitate, are un luciu metalic caracteristic. Principala caracteristică a cromului este rezistența sa la acizi și oxigen.

Pentru cei care se ocupă constant de crom, o altă caracteristică a devenit vorbirea orașului: la o temperatură de aproximativ 37 ° C, unele proprietăți fizice a acestui metal se schimbă brusc, brusc. La această temperatură, există un maxim pronunțat de frecare internă și un minim al modulului de elasticitate. Rezistența electrică, coeficientul de expansiune liniară și forța termoelectromotoare se modifică aproape și ele brusc.

Oamenii de știință nu pot explica încă această anomalie.

Există patru izotopi naturali cunoscuți ai cromului. Numerele lor de masă sunt 50, 52, 53 și 54. Ponderea celui mai răspândit izotop 52Cr este de aproximativ 84%.

Crom în aliaje

Probabil că ar fi nefiresc dacă povestea despre utilizarea cromului și a compușilor săi ar începe nu cu oțel, ci cu altceva. Cromul este unul dintre cele mai importante elemente de aliere utilizate în metalurgia feroasă. Adăugarea de crom la oțelurile obișnuite (până la 5% Cr) le îmbunătățește proprietățile fizice și face metalul mai susceptibil la tratament termic. Oțelurile pentru arc, arc, scule, matriță și rulmenți cu bile sunt aliate cu crom. În ele (cu excepția oțelurilor pentru rulmenți cu bile) cromul este prezent împreună cu mangan, molibden, nichel, vanadiu. Și oțelurile pentru rulmenți cu bile conțin doar crom (aproximativ 1,5%) și (aproximativ 1%). Acestea din urmă se formează cu carburi de crom de o duritate excepțională: Cr3C, Cr7C3 și Cr23C6. Ele conferă rezistență ridicată la uzură oțelului pentru rulmenți.

Dacă conținutul de crom din oțel crește la 10% sau mai mult, oțelul devine mai rezistent la oxidare și coroziune, dar aici intră în vigoare un factor care poate fi numit limitarea carbonului. Capacitatea carbonului de a se lega cantitati mari cromul duce la epuizarea acestui element în oțel. Prin urmare, metalurgiștii se confruntă cu o dilemă: dacă doriți să obțineți rezistență la coroziune, reduceți conținutul de carbon și pierdeți rezistența la uzură și duritate.

Cel mai comun grad de oțel inoxidabil conține 18% crom și 8% nichel. Conținutul de carbon din acesta este foarte scăzut - până la 0,1%. Oțelurile inoxidabile rezistă bine la coroziune și oxidare și își păstrează rezistența la temperaturi ridicate. Grupul sculptural al lui V. I. Mukhina „Femeia muncitoare și fermă colectivă” a fost realizat din foi de astfel de oțel, care a fost instalat la Moscova la intrarea de nord a Expoziției de realizări ale economiei naționale. Oțelurile inoxidabile sunt utilizate pe scară largă în industria chimică și a petrolului.

Oțelurile cu conținut ridicat de crom (conținând 25-30% Cr) sunt deosebit de rezistente la oxidare la temperaturi ridicate. Sunt utilizate pentru fabricarea de piese pentru cuptoare de încălzire.

Acum câteva cuvinte despre aliajele pe bază de crom. Conține peste 50% crom. Au o rezistență foarte mare la căldură. Cu toate acestea, au un dezavantaj foarte mare, care anulează toate avantajele: acestea sunt foarte sensibile la defectele de suprafață: este suficientă să apară o zgârietură, microcrapatură, iar produsul se va prăbuși rapid sub sarcină. În majoritatea aliajelor, astfel de dezavantaje sunt eliminate prin tratament termomecanic, dar pe baza cromului, o astfel de prelucrare nu este acceptabilă. În plus, sunt prea fragile când temperatura camerei, ceea ce limitează și posibilitățile de aplicare a acestora.

Mai valoroase sunt aliajele de crom cu nichel (sunt adesea introduse ca aditivi de aliere și alte elemente). Cele mai comune aliaje din acest grup - nicromul conțin până la 20% crom (restul) și sunt utilizate pentru fabricare. elemente de incalzire... Nicromul are o rezistență electrică mare pentru metale; atunci când trece curentul, acestea se încălzesc puternic.

Adăugarea de molibden și cobalt la aliajele de crom-nichel face posibilă obținerea de materiale cu rezistență ridicată la căldură, capacitatea de a rezista la sarcini grele la 650-900 ° C. Aceste aliaje sunt utilizate, de exemplu, pentru paletele turbinelor cu gaz. Aliajele de cromo-cobalt care conțin 25-30% crom au și rezistență la căldură. Industria folosește cromul ca material pentru acoperiri anticorozive și decorative.

Cromul este un element chimic cu număr atomic 24. Este un metal dur, strălucitor, de culoare gri-oțel, care se lustruiește bine și nu se pătează. Folosit în aliaje precum oțelul inoxidabil și ca acoperire. Corpul uman necesită cantități mici de crom trivalent pentru a metaboliza zahărul, dar Cr (VI) este foarte toxic.

Diferiți compuși ai cromului, cum ar fi oxidul de crom (III) și cromatul de plumb, sunt viu colorați și utilizați în vopsele și pigmenți. Culoarea roșie a rubinului se datorează prezenței acestuia element chimic... Unele substanțe, în special sodiul, sunt agenți oxidanți utilizați pentru a oxida compușii organici și (împreună cu acidul sulfuric) pentru curățare. sticla de laborator... În plus, oxidul de crom (VI) este utilizat în producția de bandă magnetică.

Descoperire și etimologie

Istoria descoperirii elementului chimic crom este următoarea. În 1761, Johann Gottlob Lehmann a găsit un mineral roșu portocaliu în Munții Urali și l-a numit „plumb roșu siberian”. Deși a fost identificat în mod eronat ca un compus de plumb cu seleniu și fier, materialul a fost de fapt cromat de plumb cu formula chimica PbCrO 4. Astăzi este cunoscut sub numele de croconte mineral.

În 1770, Peter Simon Pallas a vizitat locul unde Lehmann a găsit un mineral de plumb roșu, care avea un caracteristici benefice pigment în vopsele. Utilizarea plumbului roșu siberian ca vopsea sa dezvoltat rapid. În plus, culoarea galben strălucitor de la croconte a devenit la modă.

În 1797, Nicolas-Louis Vauquelin a primit mostre de roșu.Prin amestecarea croconte cu acid clorhidric, a obținut oxidul CrO 3. Cromul a fost izolat ca element chimic în 1798. Vauquelin a obținut-o prin încălzirea oxidului cu cărbune. De asemenea, a putut detecta urme de crom în pietre pretioase precum rubinul și smaraldul.

În anii 1800, Cr era folosit în principal în vopsele și săruri de piele. Astăzi 85% din metal este folosit în aliaje. Restul este folosit în industria chimică, industria refractară și industria turnătoriei.

Pronunția elementului chimic crom corespunde grecului χρῶμα, care înseamnă „culoare”, datorită numeroșilor compuși colorați care se pot obține din acesta.

Extracție și producție

Elementul este produs din cromit (FeCr 2 O 4). Aproximativ jumătate din acest minereu din lume este extras în Africa de Sud. În plus, Kazahstan, India și Turcia sunt producători importanți. Există suficiente zăcăminte explorate de cromit, dar din punct de vedere geografic sunt concentrate în Kazahstan și Africa de Sud.

Depozitele native de crom metalic sunt rare, dar există. De exemplu, este extras la mina Udachnaya din Rusia. Este bogat în diamante, iar mediul reducător a ajutat la formarea cromului pur și a diamantelor.

Pentru producția industrială de metale, minereurile de cromit sunt tratate cu alcalii topit (hidroxid de sodiu, NaOH). În acest caz, se formează cromat de sodiu (Na2CrO4), care se reduce cu carbon la oxid Cr2O3. Metalul se obține prin încălzirea oxidului în prezența aluminiului sau siliciului.

În anul 2000, au fost extrase aproximativ 15 milioane de tone de minereu de cromit, care au fost prelucrate în 4 milioane de tone de ferocrom, 70% aliaj crom-fier, cu o valoare de piață aproximativă de 2,5 miliarde USD.

Principalele caracteristici

Caracteristica elementului chimic crom se datorează faptului că este un metal de tranziție din perioada a patra a tabelului periodic și se află între vanadiu și mangan. Este inclus în grupa VI. Se topește la 1907 ° C. În prezența oxigenului, cromul formează rapid un strat subțire de oxid care protejează metalul de interacțiunea ulterioară cu oxigenul.

Ca element de tranziție, reacționează cu substanțe în diferite proporții. Astfel, formează compuși în care are diferite stări de oxidare. Cromul este un element chimic cu stări de bază +2, +3 și +6, dintre care +3 este cel mai stabil. În plus, în rare ocazii, sunt observate stările +1, +4 și +5. Compușii cromului în starea de oxidare +6 sunt agenți oxidanți puternici.

Ce culoare este cromul? Elementul chimic conferă o nuanță de rubin. Cr 2 O 3 folosit pentru este aplicat și ca pigment numit „verde crom”. Sărurile sale colorează sticla cu o culoare verde smarald. Cromul este un element chimic a cărui prezență face roșu rubin. Prin urmare, este utilizat în producția de rubine sintetice.

Izotopi

Izotopii de crom au o greutate atomică de la 43 la 67. De obicei, acest element chimic este format din trei forme stabile: 52 Cr, 53 Cr și 54 Cr. Dintre acestea, cea mai comună este 52 Cr (83,8% din tot cromul natural). În plus, au fost descriși 19 radioizotopi, dintre care cel mai stabil este 50 Cr cu un timp de înjumătățire care depășește 1,8x10 17 ani. Pentru 51 Cr, timpul de înjumătățire este de 27,7 zile, în timp ce pentru toți ceilalți izotopi radioactivi nu depășește 24 de ore, iar pentru majoritatea durează mai puțin de un minut. Elementul are, de asemenea, două meta stări.

Izotopii de crom din scoarța terestră, de regulă, însoțesc izotopii de mangan, care își găsesc aplicație în geologie. 53 Cr se formează în timpul dezintegrarii radioactive de 53 Mn. Raportul izotop Mn / Cr acceptă alte date din istoria timpurie Sistem solar... Modificările raporturilor 53 Cr / 52 Cr și Mn / Cr de la diferiți meteoriți demonstrează că noi nuclee atomice au fost create chiar înainte de formarea sistemului solar.

Element chimic crom: proprietăți, formula compușilor

Oxidul de crom (III) Cr 2 O 3, cunoscut și sub denumirea de sesquioxid, este unul dintre cei patru oxizi ai acestui element chimic. Se obține din cromit. Compusul verde este denumit în mod obișnuit „verde crom” atunci când este utilizat ca pigment pentru smalț și vopsire pe sticlă. Oxidul se poate dizolva în acizi, formând săruri și în alcalii topiți - cromiți.

Bicromat de potasiu

K 2 Cr 2 O 7 este un agent oxidant puternic și este preferat ca detergent pentru curățarea sticlei de laborator de substanțe organice. Pentru aceasta se folosește soluția sa saturată, uneori însă se înlocuiește cu dicromat de sodiu, pe baza solubilității mai mari a acestuia din urmă. În plus, poate regla procesul de oxidare al compușilor organici prin transformarea alcoolului primar în aldehidă și apoi în dioxid de carbon.

Bicromatul de potasiu poate provoca dermatita cu crom. Cromul este probabil cauza sensibilizării care duce la dezvoltarea dermatitei, în special a mâinilor și antebrațelor, care este cronică și greu de tratat. Ca și alți compuși Cr (VI), dicromatul de potasiu este cancerigen. Trebuie manipulat cu mănuși și echipament de protecție adecvat.

Acidul cromic

Compusul are o structură ipotetică H2CrO4. Nici acizii cromici, nici dicromici nu apar în mod natural, dar anionii lor se găsesc în diferite substanțe. „Acidul cromic” care poate fi găsit pe piață este de fapt anhidrida sa acidă - trioxidul CrO 3.

Cromat de plumb (II).

PbCrO 4 are o culoare galben strălucitor și este practic insolubil în apă. Din acest motiv, și-a găsit utilizare ca pigment colorant numit coroană galbenă.

Cr și legătura pentavalentă

Cromul se distinge prin capacitatea sa de a forma legături pentavalente. Compusul este creat de Cr (I) și un radical de hidrocarbură. Între doi atomi de crom se formează o legătură pentavalentă. Formula sa poate fi scrisă ca Ar-Cr-Cr-Ar, unde Ar este o grupare aromatică specifică.

Aplicație

Cromul este un element chimic, ale cărui proprietăți i-au furnizat multe diferite opțiuni aplicații, dintre care unele sunt enumerate mai jos.

Conferă rezistență la coroziune și o suprafață lucioasă metalelor. Prin urmare, cromul este inclus în aliaje precum oțelul inoxidabil, folosit, de exemplu, în tacâmuri. De asemenea, este folosit pentru cromare.

Cromul este un catalizator pentru diferite reacții. Din el se fac matrițe pentru cărămizi de coacere. Pielea sa este tăbăcită cu săruri. Bicromatul de potasiu este utilizat pentru oxidarea compușilor organici precum alcoolii și aldehidele și pentru curățarea sticlei de laborator. Servește ca agent de fixare pentru vopsirea țesăturilor și este folosit și în fotografie și imprimare foto.

CrO 3 este utilizat pentru fabricarea benzilor magnetice (de exemplu, pentru înregistrarea audio), care au cele mai bune caracteristici decât peliculele cu oxid de fier.

Rolul în biologie

Cromul trivalent este un element chimic necesar pentru metabolismul zahărului în corpul uman. În schimb, Cr hexavalent este foarte toxic.

Masuri de precautie

Cromul metalic și compușii Cr (III) nu sunt, în general, considerați periculoși pentru sănătate, dar substanțele care conțin Cr (VI) pot fi toxice dacă sunt ingerate sau inhalate. Majoritatea acestor substanțe sunt iritante pentru ochi, piele și membranele mucoase. Compușii de crom (VI) pot provoca leziuni oculare dacă nu sunt tratați corespunzător cu expunere cronică. Este, de asemenea, un cancerigen recunoscut. Doza letală a acestui element chimic este de aproximativ o jumătate de linguriță. Conform recomandărilor Organizației Mondiale a Sănătății, concentrația maximă admisă de Cr (VI) în bând apă este de 0,05 mg pe litru.

Deoarece compușii de crom sunt utilizați în coloranți și pentru tăbăcirea pieilor, aceștia se găsesc adesea în solul și apele subterane ale siturilor industriale abandonate care necesită curățarea și remedierea mediului. Un grund care conține Cr (VI) este încă utilizat pe scară largă în industria aerospațială și auto.