Krom(lat. Cromium), Cr, VI grubunun kimyasal elementi periyodik sistem Mendeleev, atom numarası 24, atom kütlesi 51.996; çelik-mavi metal.
Doğal kararlı izotoplar: 50 Cr (%4.31), 52 Cr (%87.76), 53 Cr (%9.55) ve 54 Cr (%2.38). Yapay radyoaktif izotoplardan en önemlisi, izotop izleyici olarak kullanılan 51 Cr'dir (yarı ömür T ½ = 27.8 gün).
Tarih referansı. Krom, 1797 yılında LN Vauquelin tarafından mineral krokoit - doğal kurşun kromat РbCrО 4 içinde keşfedilmiştir. Krom, adını Yunanca chroma - renk, boya (bileşiklerinin renklerinin çeşitliliği nedeniyle) kelimesinden almıştır. Vauquelin'den bağımsız olarak, krom, 1798'de Alman bilim adamı M. G. Klaproth tarafından krokoitte keşfedildi.
Doğada Kromun Dağılımı. Yerkabuğundaki (clarke) ortalama Krom içeriği %8.3·10 -%3'tür. Bu element muhtemelen Dünya'nın mantosunun daha karakteristik özelliğidir, çünkü bileşim olarak Dünya'nın mantosuna en yakın olduğuna inanılan ultramafik kayaçlar Krom bakımından zengindir (%2–10-4). Krom, ultramafikte masif ve saçılmış cevherler oluşturur kayalar; en büyük Krom yataklarının oluşumu bunlarla ilişkilidir. Bazik kayaçlarda, Krom içeriği sadece 2 %10-2'ye ulaşır, asidik kayalarda - 2.5 - %10 - 3, tortul kayaçlarda (kumtaşları) - 3.5 %10 - 3, şeyl - 9 %10 - 3'e ulaşır. Krom, nispeten zayıf bir su göçmenidir; Deniz suyundaki krom içeriği 0.00005 mg/l'dir.
Genel olarak, Krom, Dünya'nın derin bölgelerinin bir metalidir; taşlı göktaşları (manto analogları) da Krom bakımından zengindir (%2.7·10 -1). 20'den fazla krom minerali bilinmektedir. Yalnızca krom spinel (%54 Cr'ye kadar) endüstriyel öneme sahiptir; ayrıca krom, genellikle krom cevherlerine eşlik eden, ancak kendi başlarına pratik değeri olmayan bir dizi başka mineralde bulunur (uvarovite, volkonskoite, kemerite, fuksit).
Kromun fiziksel özellikleri. Krom sert, ağır, refrakter bir metaldir. Saf Krom plastiktir. Vücut merkezli bir kafes içinde kristalleşir, a = 2.885Â (20 °C); 1830°C'de, yüz merkezli bir kafes ile bir modifikasyona dönüşüm mümkündür, a = 3.69Â.
Atom yarıçapı 1.27 Â; iyon yarıçapı Cr 2+ 0.83Å, Cr 3+ 0.64Å, Cr 6+ 0.52 Å. Yoğunluk 7.19 g/cm3 ; t pl 1890 °C; t kip 2480 °C. Özgül ısı kapasitesi 0.461 kJ/(kg K) (25°C); termal katsayı doğrusal genişleme 8.24 10 -6 (20 °C'de); termal iletkenlik katsayısı 67 W/(m K) (20 °С); elektrik direnci 0,414 μm m (20 °C); 20-600 °C aralığında elektrik direncinin termal katsayısı 3.01·10 -3'tür. Krom antiferromanyetiktir, spesifik manyetik duyarlılık 3.6·10 -6'dır. Brinell'e göre yüksek saflıkta Kromun sertliği 7-9 MN/m2 (70-90 kgf/cm2)'dir.
Kromun kimyasal özellikleri. Krom atomunun dış elektron konfigürasyonu 3d 5 4s 1'dir. Bileşiklerde, genellikle +2, +3, +6 oksidasyon durumları sergiler, bunların arasında Cr 3+ en kararlıdır; Kromun +1, +4, +5 oksidasyon durumlarına sahip olduğu tek tek bileşikler bilinmektedir. Krom kimyasal olarak aktif değildir. Normal şartlar altında oksijene ve neme karşı dayanıklıdır ancak flor ile birleşerek CrF 3 oluşturur. 600 °C'nin üzerinde su buharı ile etkileşerek Cr 2 O 3 verir; nitrojen - Cr2N, CrN; karbon - Cr 23C6, Cr7C3,Cr3C2; gri - Cr 2 S 3. Bor ile kaynaştığında CrB borür, silisyum ile Cr 3 Si, Cr 2 Si 3, CrSi 2 silisitler oluşturur. Krom, birçok metalle alaşımlar oluşturur. Oksijen ile etkileşim ilk başta oldukça aktif bir şekilde ilerler, daha sonra metal yüzeyinde bir oksit filminin oluşması nedeniyle keskin bir şekilde yavaşlar. 1200°C'de film parçalanır ve oksidasyon yeniden hızla ilerler. Krom, 2000°C'de oksijende tutuşarak koyu yeşil krom (III) oksit Cr 2 O 3 oluşturur. Oksit (III)'e ek olarak, dolaylı olarak elde edilen CrO, CrO3 gibi oksijenli başka bileşikler de vardır. Krom, klorür ve krom sülfat oluşturmak ve hidrojeni serbest bırakmak için hidroklorik ve sülfürik asitlerin seyreltik çözeltileriyle kolayca reaksiyona girer; aqua regia ve nitrik asit Chromium'u pasifleştirir.
Oksidasyon derecesinin artması ile Kromun asidik ve oksitleyici özellikleri artar.Cr 2+ türevleri çok güçlü indirgeyici ajanlardır. Cr 2+ iyonu, Kromun asitlerde çözünmesinin ilk aşamasında veya çinko ile asidik bir çözeltide Cr 3+'nın indirgenmesi sırasında oluşur. Azot hidrat Cr(OH) 2 dehidrasyon sırasında Cr 2 O 3'e geçer. Cr 3+ bileşikleri havada stabildir. Hem indirgeyici hem de oksitleyici maddeler olabilirler. Cr 3+, çinkolu asidik bir çözeltide Cr 2+'ya indirgenebilir veya brom ve diğer oksitleyici maddelerle alkali bir çözeltide CrO 4 2'ye oksitlenebilir. Hidroksit Cr (OH) 3 (daha doğrusu, Cr 2 O 3 nH 2 O), Cr 3+ katyonu veya kromik asit HCrO 2 - kromitlerin tuzları (örneğin, KC-O 2, NaCrO) ile tuzlar oluşturan amfoterik bir bileşiktir. 2). Cr 6+ bileşikleri: CrO 3 kromik anhidrit, kromik asitler ve bunların tuzları, bunların arasında en önemlileri kromatlar ve dikromatlardır - güçlü oksitleyici ajanlar. Krom, oksijen içeren asitlerle çok sayıda tuz oluşturur. Krom kompleksi bileşikleri bilinmektedir; Cr 3+'nın kompleks bileşikleri özellikle çoktur ve burada Chromium'un koordinasyon sayısı 6'dır. Önemli sayıda Krom peroksit bileşikleri vardır.
Chrome'u edinin. Kullanım amacına bağlı olarak krom çeşitli saflık derecelerinde elde edilir. Hammadde genellikle zenginleştirilmiş ve daha sonra atmosferik oksijen varlığında potasyum (veya soda) ile kaynaştırılan krom spinellerdir. Cr 3 + içeren cevherlerin ana bileşeni ile ilgili olarak, reaksiyon aşağıdaki gibidir:
2FeCr 2 O 4 + 4K 2 CO 3 + 3.5O 2 \u003d 4K 2 CrO 4 + Fe 2 O 3 + 4CO 2.
Elde edilen potasyum kromat K2CrO 4 süzülür sıcak su ve H2S04'ün etkisi onu dikromat K2Cr2O7'ye dönüştürür. Ayrıca, konsantre bir H2S04 çözeltisinin K2Cr2O7 üzerindeki etkisi ile kromik anhidrit C2O3 elde edilir veya K2Cr207'nin kükürt - Krom oksit (III) C2O ile ısıtılmasıyla elde edilir. 3.
en saf krom endüstriyel ortam H2S04 içeren CrO3 veya Cr2O3'ün konsantre sulu çözeltilerinin elektrolizi veya krom sülfat Cr2(SO4)3'ün elektrolizi ile elde edilir. Bu durumda krom, alüminyum veya paslanmaz çelik katot üzerinde çökeltilir. Safsızlıklardan tam saflaştırma, Kromun yüksek derecede saf hidrojen ile işlenmesiyle elde edilir. Yüksek sıcaklık(1500-1700 °C).
Argon atmosferinde yaklaşık 900 °C sıcaklıkta sodyum, potasyum, kalsiyum florürlerle karıştırılmış CrF3 veya CrCl3 eriyiklerinin elektrolizi yoluyla saf Krom elde etmek de mümkündür.
Krom, alüminyum veya silikon ile Cr 2 O 3'ün indirgenmesiyle küçük miktarlarda elde edilir. Alüminotermik yöntemde, bir oksitleyici ajan ilave edilerek önceden ısıtılmış bir Cr203 ve Al tozu veya talaşı karışımı bir potaya yüklenir, burada reaksiyon, potaya kadar bir Na2O2 ve Al karışımının ateşlenmesiyle başlatılır. Krom ve cüruf ile doldurulur. Krom, ark ocaklarında silikotermal olarak eritilir. Elde edilen Kromun saflığı, geri kazanım için kullanılan Cr203 ve Al veya Si içindeki safsızlıkların içeriği ile belirlenir.
Endüstride, krom alaşımları büyük ölçekte üretilir - ferrokrom ve silikokrom.
Krom uygulaması. Kromun kullanımı, ısı direncine, sertliğine ve korozyon direncine dayanmaktadır. Kromun çoğu, krom çeliklerinin eritilmesi için kullanılır. Alümino- ve silikotermik krom, nikrom, nimonik, diğer nikel alaşımları ve stellitin eritilmesi için kullanılır.
Dekoratif korozyona dayanıklı kaplamalar için önemli miktarda Krom kullanılır. Geniş uygulama metal-seramik ürünler ve kaynak elektrotları için malzemeler üretiminde toz Krom aldı. Cr 3+ iyonu formundaki krom, değerli taş ve lazer malzemesi olarak kullanılan yakuttaki bir safsızlıktır. Krom bileşikleri, boyama sırasında kumaşları aşındırmak için kullanılır. Bazı Krom tuzları şu şekilde kullanılır: bileşen deri endüstrisinde tabaklama çözümleri; PbCrO 4 , ZnCrO 4 , SrCrO 4 - sanat boyaları olarak. Kromit-manyezit refrakter ürünleri, kromit ve manyezit karışımından yapılır.
Krom bileşikleri (özellikle Cr 6+ türevleri) zehirlidir.
Vücuttaki krom. Krom, bitki ve hayvanların dokularında sürekli olarak bulunan biyojenik elementlerden biridir. Bitkilerdeki ortalama Krom içeriği %0.0005'tir (Kromun %92-95'i köklerde birikir), hayvanlarda - yüzde on binde on milyonda on milyonda. Planktonik organizmalarda, Krom birikim katsayısı çok büyüktür - 10.000-26.000. yüksek bitkiler 3-10 -4 mol/l üzerindeki krom konsantrasyonlarını tolere etmez. Yapraklarda, hücre altı yapılarla ilişkili olmayan düşük moleküler ağırlıklı bir kompleks olarak bulunur. Hayvanlarda krom, lipidlerin, proteinlerin (tripsin enziminin bir parçası), karbonhidratların (glukoza dirençli faktörün yapısal bir bileşeni) metabolizmasında rol oynar. Hayvanların ve insanların vücudundaki ana Krom kaynağı besindir. Gıda ve kandaki Krom içeriğinin azalması, büyüme hızının düşmesine, kan kolesterolünün artmasına ve periferik dokuların insüline duyarlılığının azalmasına yol açar.
Krom zehirlenmesi ve bileşikleri, üretimleri sırasında meydana gelir; makine mühendisliğinde ( elektroliz kaplamalar); metalurji (alaşım katkı maddeleri, alaşımlar, refrakterler); deri, boya vb. imalatında. Krom bileşiklerinin toksisitesi kimyasal yapılarına bağlıdır: dikromatlar kromatlardan daha zehirlidir, Cr (VI) bileşikleri Cr (II), Cr (III) bileşiklerinden daha zehirlidir. Hastalığın ilk formları, burunda kuruluk ve ağrı hissi, boğaz ağrısı, nefes almada zorluk, öksürük vb. ile kendini gösterir; Chrome ile iletişim kesildiğinde kaybolabilirler. Krom bileşikleri ile uzun süreli temasta, kronik zehirlenme belirtileri gelişir: baş ağrısı, halsizlik, hazımsızlık, kilo kaybı ve diğerleri. Mide, karaciğer ve pankreasın işlevleri bozulur. Bronşit, bronşiyal astım, yaygın pnömoskleroz mümkündür. Kroma maruz kalındığında deride dermatit ve egzama gelişebilir. Bazı raporlara göre, başta Cr(III) olmak üzere Krom bileşikleri kanserojen etkiye sahiptir.
Krom, atom numarası 24 olan D. I. Mendeleev'in periyodik kimyasal elementler sisteminin 4. periyodunun 6. grubunun bir yan alt grubunun bir elementidir. Cr (lat. Krom) sembolü ile gösterilir. Basit bir madde krom katı metal Mavimsi beyaz.
Kromun kimyasal özellikleri
Normal koşullar altında, krom sadece flor ile reaksiyona girer. Yüksek sıcaklıklarda (600°C'nin üzerinde) oksijen, halojenler, nitrojen, silikon, bor, kükürt ve fosfor ile etkileşime girer.
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
Sıcak durumda, su buharı ile reaksiyona girer:
2Cr + 3H 2 O → Cr 2 O 3 + 3H 2
Krom, seyreltik kuvvetli asitlerde (HCl, H 2 SO 4) çözünür
Havanın yokluğunda Cr 2+ tuzları oluşur ve havada Cr 3+ tuzları oluşur.
Cr + 2HCl → CrCl 2 + H 2
2Cr + 6HCl + O 2 → 2CrCl 3 + 2H 2 O + H 2
Metal yüzeyinde koruyucu bir oksit filminin varlığı, konsantre asit çözeltileri - oksitleyici ajanlarla ilgili olarak pasifliğini açıklar.
krom bileşikleri
Krom(II) oksit ve krom(II) hidroksit baziktir.
Cr(OH) 2 + 2HCl → CrCl 2 + 2H 2 O
Krom (II) bileşikleri güçlü indirgeyici maddelerdir; atmosferik oksijenin etkisi altında krom (III) bileşiklerine geçer.
2CrCl 2 + 2HCl → 2CrCl 3 + H 2
4Cr(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O → 4Cr(OH) 3
krom oksit (III) Cr 2 O 3 yeşil, suda çözünmeyen bir tozdur. Krom (III) hidroksit veya potasyum ve amonyum dikromatların kalsine edilmesiyle elde edilebilir:
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 (volkan reaksiyonu)
amfoterik oksit. Cr 2 O 3 alkaliler, soda ve asit tuzları ile birleştiğinde, oksidasyon durumu (+3) olan krom bileşikleri elde edilir:
Cr 2 O 3 + 2NaOH → 2NaCrO 2 + H 2 O
Cr 2 O 3 + Na 2 CO 3 → 2NaCrO 2 + CO 2
Bir alkali ve oksitleyici ajan karışımı ile kaynaştığında, oksidasyon durumunda (+6) krom bileşikleri elde edilir:
Cr 2 O 3 + 4KOH + KClO 3 → 2K 2 CrO 4 + KCl + 2H 2 O
Krom (III) hidroksit C r (OH) 3 . amfoterik hidroksit. Gri-yeşil, ısıtıldığında ayrışır, su kaybeder ve yeşil oluşturur metahidroksit CroO(OH). Suda çözünmez. Çözeltiden gri-mavi ve mavimsi-yeşil bir hidrat olarak çökelir. Asitler ve alkalilerle reaksiyona girer, amonyak hidrat ile etkileşime girmez.
Amfoterik özelliklere sahiptir - hem asitlerde hem de alkalilerde çözünür:
2Cr(OH) 3 + 3H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O Cr(OH) 3 + ZH + = Cr 3+ + 3H 2 O
Cr (OH) 3 + KOH → K, Cr (OH) 3 + ZON - (kons.) \u003d [Cr (OH) 6] 3-
Cr (OH) 3 + KOH → KCrO 2 + 2H 2 O Cr (OH) 3 + MON \u003d MCrO 2 (yeşil) + 2H 2 O (300-400 ° C, M \u003d Li, Na)
Cr(OH)3 →(120 Ö C – H 2 Ö) croO(OH) →(430-1000 0 C –H 2 Ö) Cr2O3
2Cr(OH) 3 + 4NaOH (kons.) + ZN202 (kons.) \u003d 2Na2CrO 4 + 8H 2 0
Fiş: bir krom(III) tuzları çözeltisinden amonyak hidrat ile çökeltme:
Cr 3+ + 3(NH3H20) = İLEr(OH) 3 ↓+ ЗНН 4+
Cr 2 (SO 4) 3 + 6NaOH → 2Cr(OH) 3 ↓+ 3Na 2 SO 4 (alkali fazlası - çökelti çözülür)
Krom (III) tuzları mor veya koyu yeşil bir renge sahiptir. Kimyasal özellikleri ile renksiz alüminyum tuzlarına benzerler.
Cr(III) bileşikleri hem oksitleyici hem de indirgeyici özellikler sergileyebilir:
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
altı değerlikli krom bileşikleri
Krom(VI) oksit CrO 3 - suda çözünür parlak kırmızı kristaller.
Potasyum kromat (veya dikromat) ve H2S04'ten (kons.) hazırlanır.
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 - asidik oksit, alkalilerle sarı kromatlar CrO 4 2- oluşturur:
CrO 3 + 2KOH → K 2 CrO 4 + H 2 O
Asidik bir ortamda kromatlar turuncu dikromatlara dönüşür 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
Alkali bir ortamda, bu reaksiyon ters yönde ilerler:
K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH → 2K 2 CrO 4 + H 2 O
Potasyum dikromat asidik bir ortamda oksitleyici bir maddedir:
K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3Na 2 SO 3 \u003d Cr 2 (SO 4) 3 + 3Na 2 SO 4 + K 2 SO 4 + 4H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3NaNO 2 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3NaNO 3 + K 2 SO 4 + 4H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 6KI = Cr 2 (SO 4) 3 + 3I 2 + 4K 2 SO 4 + 7H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 6FeSO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3Fe 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7H 2 O
Potasyum kromat K 2 cr 4 hakkında . Oksosol. Sarı, higroskopik olmayan. Bozunmadan erir, termal olarak kararlıdır. Suda yüksek oranda çözünür sarıçözeltinin rengi CrO 4 2- iyonuna karşılık gelir, anyonu hafifçe hidrolize eder. Asidik bir ortamda K 2 Cr 2 O 7'ye geçer. Oksitleyici ajan (K 2 Cr 2 O 7'den daha zayıf). İyon değişim reaksiyonlarına girer.
kalitatif reaksiyon CrO 4 iyonu üzerinde 2- - kuvvetli asidik bir ortamda ayrışan sarı bir baryum kromat çökeltisinin çökelmesi. Kumaşları boyamak için mordan, deri tabaklama maddesi, seçici oksitleyici madde ve analitik kimyada bir reaktif olarak kullanılır.
En önemli reaksiyonların denklemleri:
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 (kons., ufuk) \u003d 2CrCl 3 + 3Cl 2 + 8H20 + 4KCl
2K 2 CrO 4 +2H 2 O+3H 2 S=2Cr(OH) 3 ↓+3S↓+4KOH
2K 2 CrO 4 +8H 2 O+3K 2 S=2K[Сr(OH) 6]+3S↓+4KOH
2K 2 CrO 4 + 2AgNO 3 \u003d KNO 3 + Ag 2 CrO 4 (kırmızı) ↓
Niteliksel yanıt:
K 2 CrO 4 + BaCl 2 \u003d 2KSl + BaCrO 4 ↓
2ВаСrO 4 (t) + 2НCl (razb.) = ВаСr 2 O 7(p) + VаС1 2 + Н 2 O
Fiş: kromitin havada potas ile sinterlenmesi:
4(Cr 2 Fe ‖‖)O 4 + 8K 2 CO 3 + 7O 2 = 8K 2 CrO 4 + 2Fe 2 O 3 + 8СO 2 (1000 °С)
potasyum dikromat K 2 cr 2 Ö 7 . Oksosol. teknik isim krom tepe. Turuncu-kırmızı, higroskopik değildir. Ayrışmadan erir, daha fazla ısıtıldığında ayrışır. Suda yüksek oranda çözünür Portakalçözeltinin rengi Cr 2 O 7 2-) iyonuna karşılık gelir. Alkali bir ortamda K 2 CrO 4 oluşturur. Çözeltide ve kaynaştığında tipik bir oksitleyici ajan. İyon değişim reaksiyonlarına girer.
kalitatif reaksiyonlar- H202 varlığında bir eter çözeltisinin mavi rengi, atomik hidrojenin etkisi altında sulu bir çözeltinin mavi rengi.
Deri tabaklama maddesi, kumaş boyama mordanı, piroteknik bileşimlerin bir bileşeni, analitik kimyada bir reaktif, H2S04 (kons.) ile karıştırılmış bir metal korozyon inhibitörü olarak - kimyasal bulaşıkları yıkamak için kullanılır.
En önemli reaksiyonların denklemleri:
4K 2 Cr 2 O 7 \u003d 4K 2 CrO 4 + 2Cr 2 O 3 + 3O 2 (500-600 o C)
K 2 Cr 2 O 7 (t) + 14HCl (kons) \u003d 2CrCl 3 + 3Cl 2 + 7H20 + 2KCl (kaynar)
K 2 Cr 2 O 7 (t) + 2H 2 SO 4 (%96) ⇌2KHSO 4 + 2CrO 3 + H 2 O (“krom karışımı”)
K 2 Cr 2 O 7 +KOH (kons) \u003d H 2 O + 2K 2 CrO 4
Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6I - \u003d 2Cr 3+ + 3I 2 ↓ + 7H 2 O
Cr 2 O 7 2- + 2H + + 3SO 2 (g) \u003d 2Cr 3+ + 3SO 4 2- + H 2 O
Cr 2 O 7 2- + H 2 O + 3H 2 S (g) \u003d 3S ↓ + 2OH - + 2Cr 2 (OH) 3 ↓
Cr 2 O 7 2- (kons.) + 2Ag + (razb.) \u003d Ag 2 Cr 2 O 7 (çok kırmızı) ↓
Cr 2 O 7 2- (razb.) + H 2 O + Pb 2+ \u003d 2H + + 2PbCrO 4 (kırmızı) ↓
K 2 Cr 2 O 7 (t) + 6HCl + 8H 0 (Zn) \u003d 2CrCl2 (syn) + 7H20 + 2KCl
Fiş: K 2 CrO 4'ün sülfürik asit ile işlenmesi:
2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 (%30) = K2cr 2 Ö 7 + K 2 SO 4 + H 2 O
Metalurji endüstrisinde başarılı kullanım için gerekli özelliklere sahiptir. Bu metal, çelik bir gölge ve yüksek yoğunluk ile ayırt edilir. Doğal koşullar altında, fosil krom demir cevherinden çıkarılır.
Metalurji işletmelerinde hammaddeler kok kullanılarak geri kazanıma (alüminotermik veya silikon-termal yöntem) tabi tutulur.
Bu metalin üretimi için, alüminyum tüketiminde bir azalma elde etmenin mümkün olduğu metalotermik eritme yöntemi de kullanılabilir. Kromun ekstraksiyonu %92'ye kadar artar.
Kromun ergitme sıcaklığı 2300 santigrat derecedir, bu metalin bileşiminde şunları ayırt etmek mümkündür: %98,9-99,2 Krom (Cr), %0,01-0,2 Karbon (C), %0,07-0,12 Silikon (Si), 0,25 -%0.4 Demir ve Alüminyum (Al, Fe), %0.005 Fosfor (P).
Bu metal verilmesi gerektiğinde vazgeçilmezdir. Çelik ürünler yüksek ısı direnci ve korozyon direnci. Alaşımları alaşımlamak, çeliğin mukavemetini arttırmak için kullanılır. ferrokromun yerini alır ve onun yardımıyla demir yüzdesinin kesinlikle sınırlı olduğu özel kalite çelik elde etmek mümkündür.
Çelik üretimi için krom, safsızlıklar ve yabancı kapanımlar olmadan alınır, yalnızca oksitleyici film izlerine izin verilir. 10 kg'dan hafif metal parçalar kullanılır, krom özel kaplarda - metal bidonlarda ve ahşap kutularda uygulama yerine taşınır.
Metalik krom üretimi GOST 5905-79 gerekliliklerine uygun olarak gerçekleştirilir, az miktarda kurşun, karbon, kükürt, kobalt, fosfor, silikon vb.
Krom ekleyerek çelik tane boyutunda bir azalma, mukavemette, süneklikte bir artış ve sertleşebilirliğinde bir artış elde ederler. Yüksek sıcaklıklarda, krom oksitlenebilirliği etkilemez.
Kullanım kapsamı bu materyal uçak endüstrisi, yaratılış uzay aracı, jet motorlarının, gaz türbinlerinin vb. kimyasal üretimi ve üretimi.
Nikrom, bilyalı rulmanlar, ısıya dayanıklı ve paslanmaz alaşımlar - tüm bunlar metalik kromun olağanüstü özelliklerinin ustaca kullanılmasıyla yaratılmıştır. Krom çelikten üretilen ürünler çok daha uzun ömürlüdür ve yüksek dayanıklılık kimyasal ve diğer etkilere karşı.
JSC "Kamensk-Uralsky Demir Dışı Metaller İşleme Tesisi", Rus makine yapımı endüstrisindeki işletmeler için demir dışı metal ürünlerin satış hacmini artırdı. En başından teslimatlar...
Moskova Tverskoy Bölge Mahkemesi, geçici bir kısıtlama önlemi olarak ev hapsini seçti. CEO Hedef dışı olduğundan şüphelenilen JSC "Zagosk Pipe Plant" Denis Safin...
Kromun komşularının yanı sıra kromun kendisinin de alaşımlı çelikler için yaygın olarak kullanılması karakteristiktir.
Kromun erime noktası saflığına bağlıdır. Birçok araştırmacı onu belirlemeye çalıştı ve 1513'ten 1920 ° C'ye kadar değerler elde etti. Böyle büyük bir "dağılım", öncelikle kromda bulunan safsızlıkların miktarı ve bileşiminden kaynaklanmaktadır. Şimdi yaklaşık 1875 °C sıcaklıkta eridiğine inanılıyor. Kaynama noktası 2199 °C'dir. Kromun yoğunluğu demirinkinden daha azdır; 7.19'a eşittir.
Kimyasal özelliklerde molibden ve tungsten ile benzerdir. En yüksek oksidi CrO3 asidiktir; kromik anhidrit H2CrO4'tür. 24 numaralı elementle tanışmaya başladığımız mineral, bu asidin tuzudur. Kromik aside ek olarak, dikromik asit H2Cr2O7 bilinmektedir ve tuzları, bikromatlar kimyada yaygın olarak kullanılmaktadır.
En yaygın krom oksit Cr2O3 amfoterendir. Genel olarak, farklı koşullar 2'den 6'ya kadar değerler gösterebilir. Yalnızca üç ve altı değerlikli krom bileşikleri yaygın olarak kullanılmaktadır.
Krom, bir metalin tüm özelliklerine sahiptir - iyi bir ısı iletkeni ve elektrik, karakteristik bir metalik parlaklığa sahiptir. Kromun ana özelliği asitlere ve oksijene karşı direncidir.
Sürekli olarak kromla uğraşanlar için, özelliklerinden bir diğeri de bir atasözü haline geldi: yaklaşık 37 ° C sıcaklıkta, bazıları fiziksel özellikler bu metalin keskin, aniden değişmesi. Bu sıcaklıkta, belirgin bir maksimum iç sürtünme ve minimum elastisite modülü vardır. Elektrik direnci, lineer genleşme katsayısı ve termoelektromotor kuvvet neredeyse aynı keskinlikte değişir.
Bilim adamları henüz bu anomaliyi açıklamadı.
Kromun dört doğal izotopu bilinmektedir. Kütle numaraları 50, 52, 53 ve 54'tür. En bol bulunan izotop olan 52Cr'nin payı yaklaşık %84'tür.
Alaşımlarda krom
Krom ve bileşiklerinin kullanım öyküsü çelikle değil de başka bir şeyle başlasaydı, muhtemelen doğal olmazdı. Krom, demir çelik endüstrisinde kullanılan en önemli alaşım elementlerinden biridir. Sıradan çeliklere (%5 Cr'ye kadar) krom ilavesi, fiziksel özelliklerini iyileştirir ve metali ısıl işleme daha duyarlı hale getirir. Krom, yay, yay, alet, kalıp ve bilyalı yatak çelikleri ile alaşımlanır. İçlerinde (bilyalı çelikler hariç), manganez, molibden, nikel, vanadyum ile birlikte krom bulunur. Bilyalı rulman çelikleri ise sadece krom (yaklaşık %1,5) ve (yaklaşık %1) içerir. İkincisi, olağanüstü sertlikte krom karbürlerle oluşur: Cr3C, Cr7C3 ve Cr23C6. Rulman çeliğine yüksek aşınma direnci verirler.
Çeliğin krom içeriği %10 veya daha fazlasına çıkarılırsa çelik oksidasyona ve korozyona karşı daha dirençli hale gelir ancak burada karbon sınırlaması denebilecek bir faktör devreye girer. Karbonun bağlanma yeteneği Büyük miktarlar krom, bu elementle çeliğin tükenmesine yol açar. Bu nedenle metalürji uzmanları bir ikilemle karşı karşıya kalırlar: Korozyon direnci elde etmek istiyorsanız, karbon içeriğini azaltın ve aşınma direnci ve sertliğini kaybedin.
En yaygın paslanmaz çelik kalitesi %18 krom ve %8 nikel içerir. İçindeki karbon içeriği çok düşüktür - %0,1'e kadar. Paslanmaz çelikler korozyona ve oksidasyona iyi direnç gösterirler ve yüksek sıcaklıklarda mukavemetlerini korurlar. V.I. Mukhina'nın “İşçi ve Kolektif Çiftlik Kadını” heykel grubu, Moskova'da Ulusal Ekonominin Başarıları Sergisinin kuzey girişinde kurulan bu tür çelik levhalardan yapılmıştır. Paslanmaz çelikler kimya ve petrol endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Yüksek kromlu çelikler (%25-30 Cr içeren) özellikle yüksek sıcaklıklarda oksidasyona karşı dirençlidir. Isıtma fırınları için parça imalatında kullanılırlar.
Şimdi krom bazlı alaşımlar hakkında birkaç söz. Bunlar %50'den fazla krom içerir. Çok yüksek ısı direncine sahiptirler. Bununla birlikte, tüm avantajları ortadan kaldıran çok büyük bir dezavantajı vardır: bunlar yüzey kusurlarına karşı çok hassastır: bir çizik, bir mikro çatlak almak yeterlidir ve ürün yük altında hızla çökecektir. Çoğu alaşımda, bu tür eksiklikler termomekanik işlemle giderilir, ancak krom bazlı alaşımlar bu şekilde işlemden geçirilemez. Ayrıca çok kırılganlar oda sıcaklığı bu da onların uygulanabilirliğini sınırlar.
Nikel ile daha değerli krom alaşımları (genellikle alaşım katkı maddeleri ve diğer elementler olarak sunulurlar). Bu grubun en yaygın alaşımları - nikrom, %20'ye kadar krom (geri kalanı) içerir ve üretim için kullanılır. ısıtma elemanları. Nikromların metaller için büyük bir elektrik direnci vardır; akım geçtiğinde çok ısınırlar.
Krom-nikel alaşımlarına molibden ve kobalt ilavesi, yüksek ısı direncine sahip, 650-900 ° C'de ağır yüklere dayanma kabiliyetine sahip malzemelerin elde edilmesini mümkün kılar. Bu alaşımlar, örneğin gaz türbini kanatları yapmak için kullanılır. %25-30 krom içeren krom-kobalt alaşımları da ısı direncine sahiptir. Endüstri ayrıca korozyon önleyici ve dekoratif kaplamalar için bir malzeme olarak krom kullanır.
Krom, atom numarası 24 olan kimyasal bir elementtir. Sert, parlak, iyi cilalanan ve kararmayan çelik grisi bir metaldir. Paslanmaz çelik gibi alaşımlarda ve kaplama olarak kullanılır. İnsan vücudu şekeri metabolize etmek için az miktarda üç değerlikli krom gerektirir, ancak Cr(VI) oldukça zehirlidir.
Krom(III) oksit ve kurşun kromat gibi çeşitli krom bileşikleri parlak renklidir ve boyalarda ve pigmentlerde kullanılır. Bir yakutun kırmızı rengi, bunun varlığından kaynaklanmaktadır. kimyasal element. Bazı maddeler, özellikle sodyum, organik bileşikleri oksitlemek ve (sülfürik asit ile birlikte) temizlemek için kullanılan oksitleyici maddelerdir. cam eşya. Ayrıca manyetik bant üretiminde krom oksit (VI) kullanılmaktadır.
Keşif ve etimoloji
Krom kimyasal elementinin keşif tarihi aşağıdaki gibidir. 1761 yılında Johann Gottlob Lehmann Ural Dağları'nda turuncu-kırmızı bir mineral bulmuş ve ona "Sibirya kırmızı kurşunu" adını vermiştir. Yanlışlıkla selenyum ve demir içeren bir kurşun bileşiği olarak tanımlansa da, malzeme aslında kurşun kromattı. kimyasal formül PbCrO 4 . Bugün kroconte minerali olarak bilinir.
1770'de Peter Simon Pallas, Leman'ın çok yoğun bir kırmızı kurşun minerali bulduğu yeri ziyaret etti. faydalı özellikler boyalarda pigment. Sibirya kırmızısı kurşunun boya olarak kullanımı hızla gelişti. Ek olarak, kroconte'den gelen parlak sarı moda oldu.
1797'de Nicolas-Louis Vauquelin kırmızı numuneler elde etti Kroconte'u hidroklorik asitle karıştırarak, CrO3 oksitini elde etti. Kimyasal bir element olarak krom, 1798'de izole edildi. Vauquelin, oksidi kömürle ısıtarak elde etti. Ayrıca krom izlerini de tespit edebildi. değerli taşlar yakut ve zümrüt gibi.
1800'lerde Cr daha çok boyalarda ve deri tuzlarında kullanılıyordu. Günümüzde metalin %85'i alaşımlarda kullanılmaktadır. Geri kalanı kimya sanayinde, refrakter malzeme üretiminde ve döküm sanayinde kullanılmaktadır.
Krom kimyasal elementinin telaffuzu, ondan elde edilebilecek birçok renkli bileşik nedeniyle "renk" anlamına gelen Yunanca χρῶμα'ya karşılık gelir.
Madencilik ve üretim
Eleman kromitten yapılmıştır (FeCr 2 O 4). Dünyadaki bu cevherin yaklaşık yarısı Güney Afrika'da çıkarılıyor. Ayrıca Kazakistan, Hindistan ve Türkiye de başlıca üreticileridir. Yeterince keşfedilmiş kromit yatakları var, ancak coğrafi olarak Kazakistan ve Güney Afrika'da yoğunlaşıyorlar.
Doğal krom metali tortuları nadirdir, ancak vardır. Örneğin, Rusya'daki Udachnaya madeninde mayınlı. Elmas açısından zengindir ve indirgeyici ortam saf krom ve elmasların oluşmasına yardımcı olmuştur.
Metalin endüstriyel üretimi için kromit cevherleri erimiş alkali (kostik soda, NaOH) ile işlenir. Bu durumda, karbon tarafından Cr203 okside indirgenen sodyum kromat (Na2CrO 4) oluşur. Metal, oksidin alüminyum veya silikon varlığında ısıtılmasıyla elde edilir.
2000 yılında, yaklaşık 15 Mt kromit cevheri çıkarıldı ve tahmini piyasa değeri 2.5 milyar ABD Doları olan 4 Mt ferrokrom, %70 krom-demir olarak işlendi.
Temel özellikleri
Krom kimyasal elementinin özelliği, periyodik tablonun dördüncü periyodunun bir geçiş metali olması ve vanadyum ile manganez arasında yer almasıdır. VI grubuna dahildir. 1907 °C sıcaklıkta erir. Oksijen varlığında, krom hızla metali oksijenle daha fazla etkileşimden koruyan ince bir oksit tabakası oluşturur.
Geçiş elementi olarak maddelerle çeşitli oranlarda reaksiyona girer. Böylece çeşitli oksidasyon durumlarına sahip olduğu bileşikler oluşturur. Krom, +2, +3 ve +6 temel durumlarına sahip kimyasal bir elementtir ve bunların arasında +3 en kararlıdır. Ek olarak, nadir durumlarda +1, +4 ve +5 durumları gözlenir. +6 oksidasyon durumundaki krom bileşikleri güçlü oksitleyici ajanlardır.
Krom ne renk? Kimyasal element yakut rengi verir. Kullanılan Cr 2 O 3, "krom yeşili" adı verilen bir pigment olarak da kullanılır. Tuzları camı zümrüt yeşili renginde renklendirir. Krom, varlığı yakut kırmızısı yapan kimyasal bir elementtir. Bu nedenle sentetik yakut üretiminde kullanılır.
izotoplar
Krom izotoplarının atom ağırlıkları 43 ila 67 arasındadır. Tipik olarak, bu kimyasal element üç kararlı formdan oluşur: 52 Cr, 53 Cr ve 54 Cr. Bunlardan 52 Cr en yaygın olanıdır (tüm doğal kromun %83.8'i). Ek olarak, 50 Cr'nin en kararlı olduğu ve yarı ömrü 1.8 x 10 17 yılı aşan 19 radyoizotop tanımlanmıştır. 51 Cr'nin yarılanma ömrü 27.7 gündür ve diğer tüm radyoaktif izotoplar için 24 saati geçmez ve çoğu için bir dakikadan az sürer. Öğenin ayrıca iki meta durumu vardır.
Yerkabuğundaki krom izotopları, kural olarak, jeolojide uygulama bulan manganez izotoplarına eşlik eder. 53 Cr, 53 Mn'nin radyoaktif bozunması sırasında oluşur. Mn/Cr izotop oranı, diğer erken tarih ipuçlarını pekiştiriyor Güneş Sistemi. 53 Cr/ 52 Cr ve Mn/Cr oranlarının farklı göktaşlarından değişmesi, güneş sisteminin oluşumundan hemen önce yeni atom çekirdeklerinin oluştuğunu kanıtlamaktadır.
Kimyasal element krom: özellikleri, bileşiklerin formülü
Seskioksit olarak da bilinen krom oksit (III) Cr 2 O 3, bu kimyasal elementin dört oksitinden biridir. Kromitten elde edilir. Yeşil bileşik, emaye ve cam boyama için bir pigment olarak kullanıldığında yaygın olarak "krom yeşili" olarak adlandırılır. Oksit, asitlerde, tuzlar oluşturarak ve erimiş alkalilerde, kromitlerde çözülebilir.
potasyum bikromat
K 2 Cr 2 O 7 güçlü bir oksitleyici ajandır ve organik maddeden laboratuvar cam eşyaları için temizlik maddesi olarak tercih edilir. Bunun için doymuş çözeltisi kullanılır, ancak bazen, ikincisinin daha yüksek çözünürlüğüne bağlı olarak sodyum dikromat ile değiştirilir. Ek olarak, organik bileşiklerin oksidasyon sürecini düzenleyebilir, birincil alkolü aldehite ve ardından karbondioksite dönüştürebilir.
Potasyum dikromat, krom dermatitine neden olabilir. Krom, muhtemelen kronik ve tedavisi zor olan, özellikle ellerde ve önkollarda dermatit gelişimine yol açan duyarlılığın nedenidir. Diğer Cr(VI) bileşikleri gibi potasyum bikromat da kanserojendir. Eldiven ve uygun koruyucu ekipman ile ele alınmalıdır.
Kromik asit
Bileşik varsayımsal yapıya sahiptir H 2 CrO 4 . Ne kromik ne de dikromik asitler doğal olarak bulunmazlar, ancak anyonları suda bulunur. çeşitli maddeler. Satışta bulunabilen "kromik asit" aslında asit anhidriti - CrO 3 trioksittir.
Kurşun (II) kromat
PbCrO 4 parlak sarı bir renge sahiptir ve pratik olarak suda çözünmez. Bu nedenle "sarı taç" adı altında renklendirici pigment olarak uygulama bulmuştur.
Cr ve beş değerlikli bağ
Krom, beş değerlikli bağlar oluşturma yeteneği ile ayırt edilir. Bileşik, Cr(I) ve bir hidrokarbon radikali tarafından oluşturulur. İki krom atomu arasında beş değerlikli bir bağ oluşur. Formülü, Ar'ın belirli bir aromatik grup olduğu Ar-Cr-Cr-Ar şeklinde yazılabilir.
Uygulama
Krom, özellikleri kendisine birçok şey sağlayan kimyasal bir elementtir. Çeşitli seçenekler uygulamalardan bazıları aşağıda listelenmiştir.
Metallere korozyona karşı direnç ve parlak bir yüzey kazandırır. Bu nedenle krom, örneğin çatal bıçak takımlarında kullanılan paslanmaz çelik gibi alaşımlara dahil edilir. Krom kaplama için de kullanılır.
Krom, çeşitli reaksiyonlar için bir katalizördür. Tuğla pişirmek için kalıp yapmak için kullanılır. Tuzları cildi bronzlaştırır. Potasyum bikromat, alkoller ve aldehitler gibi organik bileşikleri oksitlemek ve laboratuvar cam eşyalarını temizlemek için kullanılır. Kumaş boyama için fiksaj maddesi olarak hizmet eder ve fotoğraf ve fotoğraf baskısında da kullanılır.
CrO 3, manyetik bantlar (örneğin, ses kaydı için) yapmak için kullanılır. en iyi performans demir oksit filmlerden daha iyidir.
Biyolojideki rolü
Üç değerlikli krom, insan vücudundaki şeker metabolizması için gerekli olan kimyasal bir elementtir. Buna karşılık, altı değerli Cr oldukça toksiktir.
İhtiyati önlemler
Krom metali ve Cr(III) bileşikleri genellikle sağlığa zararlı olarak kabul edilmez, ancak Cr(VI) içeren maddeler yutulduğunda veya solunduğunda toksik olabilir. Bu maddelerin çoğu gözleri, cildi ve mukoza zarlarını tahriş eder. Kronik maruziyette krom(VI) bileşikleri uygun şekilde tedavi edilmezse göz hasarına neden olabilir. Ayrıca, bilinen bir kanserojendir. Bu kimyasal elementin öldürücü dozu yaklaşık yarım çay kaşığıdır. Dünya Sağlık Örgütü'nün tavsiyelerine göre, sudaki izin verilen maksimum Cr (VI) konsantrasyonu içme suyu litre başına 0.05 mg'dır.
Krom bileşikleri boyalarda ve deri tabaklamada kullanıldığından, genellikle çevresel temizlik ve iyileştirme gerektiren terkedilmiş sanayi sitelerinin toprağında ve yeraltı sularında bulunurlar. Cr(VI) içeren astar, havacılık ve otomotiv endüstrilerinde hala yaygın olarak kullanılmaktadır.
Eleman Özellikleri
Kromun ana fiziksel özellikleri aşağıdaki gibidir:
- Atom numarası: 24.
- Atom ağırlığı: 51.996.
- Erime noktası: 1890 °C.
- Kaynama noktası: 2482 °C.
- Oksidasyon durumu: +2, +3, +6.
- Elektron konfigürasyonu: 3d 5 4s 1 .