Chrom (Cr): vlastnosti, získávání, aplikace

THE chrom, protonové číslo 24, je přechodný kov nacházející se ve skupině 6 periodické tabulky. Jeho barva je našedlá, ale je to také velmi lesklý kov. Existuje především v oxidačních stavech +2, +3 a +6 a má tu vlastnost, že všechny jeho sloučeniny jsou barevné. Není divu, že jeho jméno pochází z řečtiny chroma, což znamená barva.

Tento prvek se získává prostřednictvím chromitu a je široce používán v metalurgickém průmyslu, při výrobě nerezové oceli a dalších speciálních slitin. Chrom lze galvanicky pokovovat i předměty, a to v efektu známém jako chromování, který zaručuje kromě krásy i velkou chemickou odolnost. Sloučeniny chrómu se kromě žáruvzdorných materiálů používají také v pigmentech a barvách.

Přečtěte si také: Hafnium — přechodový kov, který má vlastnosti podobné zirkonu

chrom shrnutí

• Chrom je šedavý, lesklý kov, který otevírá skupinu 6 Periodická tabulka.

• Je velmi odolný proti korozi a chemickému napadení při pokojové teplotě.

• Představuje především oxidační stavy +2, +3 a +6.

• Všechny jeho sloučeniny mají barvu.

• Lze jej získat z chromitu, FeCr₂THE_4.

• Využívá se především v hutním průmyslu, který jej využívá při výrobě nerezová ocel.

• Objevil ho v roce 1797 Francouz Louis Nicolas Vauquelin.

[pullicity_omnia]

vlastnosti chromu

• Symbol: Cr.

• Protonové číslo: 24.

• Atomová hmotnost: 51,9961 c.u.s.

• Elektronegativita: 1,66.

• Fúzní bod: 1907 °C.

• Bod varu: 2671 °C.

• Hustota: 7,15 g.cm^-3 (při 20 °C).

• Elektronická konfigurace: [Vzduch] 4s¹ 3d⁵.

• Chemická řada: skupina 6, metais přechod.

chromové vlastnosti

Chrom, atomové číslo 24, je a kov šedé barvy, tvrdé a lesklé. Při pokojové teplotě dobře odolává chemickým útokům, jako jsou kyselé nebo zásadité roztoky, s výjimkou HCl a H₂POUZE₄ zředěný. Při vyšších teplotách se však chrom stává mnohem reaktivnějším a snadno se oxiduje O₂a kombinuje se s halogeny a většinou nekovů.

V roztoku mají sloučeniny chrómu oxidační čísla +6, +3 a +2. Ve skutečnosti je to zajímavá funkce Všechno sloučeniny chrómu jsou barevné, jako je dichroman z draslík, K₂Cr₂THE₇, který je oranžový, a chroman draselný, K₂CrO₄, která je žlutá.

Zajímavým faktem o chromu je to jeho elektronová konfigurace nesleduje očekávaný vzor. vytvoření vašeho elektronická distribuce, očekává se, že to bude [Ar] 4s² 3d⁴avšak výpočty energie a stability ukazují, že konfigurace [Ar] 4s¹ 3d⁵ je stabilnější. To lze vysvětlit tím Hundovo pravidlo.

Podle tohoto pravidla tím větší počet elektrony se stejnými (nebo paralelními) rotacemi v neúplném orbitalu, tím nižší je energie atom, tedy tím větší stabilita. Podívejte se na obrázek níže:

Elektronická konfigurace chrómu v energetickém řádu.

Pokud chrome přijal konfiguraci 4s² 3d⁴, orbital 4s by představoval elektrony s opačným spinem (↑↓), což by zvýšilo odpuzování, koneckonců by tam byly dva náboje stejného znaménka sdílející jediný orbital.

Přijetím konfigurace 4s¹ 3d⁵, chrom má větší počet elektronů se stejným spinem, bez přítomnosti elektronů sdílejících stejný orbital (jak je znázorněno na předchozím obrázku), což snižuje jeho energii a zaručuje větší stabilitu.

Viz také: Vanad — chemický prvek, jehož roztoky mají také různé barvy

Kde lze chrom najít?

chrom je desátý nejrozšířenější prvek na Zemi. Ačkoli existuje několik minerálů, které mají ve svém složení chrom, chromit, FeCr₂THE₄, je nejdůležitější minerál chrómu, který je komerčně nejrozšířenější.

Chromit, hlavní přírodní zdroj chrómu.

Je důležité zdůraznit, že země s nejvyššími zásobami chrómu jsou:

• Jižní Afrika;

• Kazachstán;

• Indie;

• krocan.

THE Brazílie je jediným výrobcem chromu na celém americkém kontinentu, ale drží pouze 0,11 % světových zásob. Zásoby jsou distribuovány především v těchto státech:

• Bahia;

• amapá;

• Minas Gerais.

Získání chromu

 Vzorek kovového chrómu s odhadovanou čistotou 99,9 %.

THE vyrábí se kovový chrom přes z chromitu. V tomto případě je minerál roztaven s uhličitan sodný, V₂CO₃za přítomnosti vzduchu generující chroman sodný a oxid železitý:

4 FeCr₂THE₄ + 8 palců₂CO₃ + 7 O₂ → 8 palců₂CrO₄ + 2 Fe₂THE₃ + 8 CO₂

Odtud se extrakce provádí s Voda, protože Na₂CrO₄ je rozpustný ve vodě, zatímco Fe₂THE₃ ne. Poté se médium okyselí H₂POUZE₄, který umožňuje krystalizaci chromanu z sodík. pak₂CrO₄ se redukuje na oxid chrómu III za použití uhlík při vysoké teplotě:

V₂CrO₄ + 2 C → Cr₂THE₃ + zapnuto₂CO₃ + CO

Kovový chrom se pak získá, když se hliník použije jako redukční činidlo, také při vysoké teplotě:

Cr₂THE₃ + 2 Al → Al₂THE₃ + 2 kr

chromové aplikace

THE průmysl metalurgický je hlavním spotřebitelem chrómu s přibližně 80 % veškerého vyrobeného chrómu, buď ve formě chromitu nebo koncentrátu Cr.₂THE₃. To proto, že chrom je schopen tvořit slitinu ferochromu, základní zdroj pro získávání nerezová ocel a další speciální slitiny.

Chrom, který obvykle tvoří 18 % nerezové oceli, výrazně zvyšuje odolnost oceli vůči oxidaci (korozi) a dalším chemickým útokům. V dalších speciálních slitinách hraje chrom také roli při zvyšování prokalitelnosti, tvrdosti a houževnatosti materiálů.

Chrom výrazně zvyšuje odolnost oceli proti korozi.

THE žáruvzdorný průmysl Je také dobrým spotřebitelem chrómu, protože chromit je známý žáruvzdorný materiál, tedy materiál schopný odolávat tepelným, chemickým a fyzikálním vlivům, které se vyskytují v průmyslu. Chromit, používaný pro výrobu žáruvzdorných cihel, je velmi odolný vůči degradaci při zahřívání.

již chemický průmysl se snaží používat chrom několika způsoby:

• jako katalyzátor;

• jako inhibitor koroze;

• v chromování;

• v pigmentech;

• v barvicích sloučeninách.

Je dobře známé chromování, které spočívá ve vytvoření ochranné vrstvy chrómu na předmětu, který jej chrání před korozí. V tomto procesu se chrom nanáší na předmět, který má být chromován elektrolýza síran chromitý, Cr₂(POUZE₄)₃, vzniklé rozpuštěním Cr₂THE₃ v H₂POUZE₄.

Chromové pigmenty jsou velmi běžné, zejména s různými barvami, které lze získat jejich sloučeninami. Při rozpouštění hexahydrátu chloridu chromitého, CrCl_3·6 hodin ráno₂O, získá se fialový roztok. Na druhé straně, při rozpouštění síranu chromitého, Cr₂(POUZE₄)₃, získá se zelená barva.

Roztok chloridu chromitého, CrCl₂, je modrá, zatímco octan chromitý, Cr₂(VRKAT)₄, je červená pevná látka. Oxid chromitý II, CrO₂, je to černé; chroman draselný, K₂CrO₄a žlutá; dichroman draselný, K₂Cr₂THE₇a oranžová; trichroman draselný, K₂Cr₃THE₁₀, je to červené; a oxid chromitý, CrO₃, je také červená.

Zajímavý:Rubíny jsou ve skutečnosti drahé kameny vzorce Al₂THE₃, které mají ve svém složení stopy chrómu. To je také případ smaragdu, formy berylu, jehož zelená barva je výsledkem malého množství chrómu.

Také vědět:Wolfram — šedavý kov, jehož barva připomíná ocel

Vztah Chromu ke zdraví

Biologickou roli hrají dva oxidační stavy chrómu. Uvidíme dále.

→ Šestimocný chrom (Cr⁶⁺)

S ohledem na Cr⁶⁺, je známo, že může být považovány za karcinogenní, zejména při vdechování nebo požití velkého množství.

→ Trojmocný chrom (Cr³⁺)

Trojmocný chrom byl vždy považováno podstatný prvek. Nutriční suplementace chromu v této formě se stala populární pro podporu nezbytných stopových prvků a jako prostředek na hubnutí. Diskutuje se také, že podávání trojmocného chrómu by bylo zajímavé pro léčbu cukrovka typu 2a také pro těhotenskou cukrovku.

Ačkoli, někteří autoři uvedli tato podstata, o které se diskutuje. Myšlenka je taková, že chrom, ať už suplementovaný nebo ne, nemá žádný vliv na složení těla, metabolismus dává glukóza nebo citlivost na inzulín. Má se za to, že ve skutečnosti má nejvyšší dávka chrómu farmakologické a nevýživové účinky, což naznačuje, že jde o základní prvek.

historie chromu

Název chrom pochází z řečtiny chroma, což znamená barva. Poté, co jsme tomuto prvku dali jméno, došlo k jeho objevuFrancouzský lékárník a chemik Louis Nicolas Vauquelinv roce 1797, kdy si všiml chromu při studiu krokoitové rudy, PbCrO₄. Nicméně, zpočátku, kov nebyl velký komerční úspěch.

Patnáct let po jeho objevení například Sir Humphry Davy o chromu a jeho sloučeninách mnoho nevěděl, když psal svou slavnou knihu Prvky chemické filozofie, což naznačuje pouze to, že kyselina chromová měla kyselou chuť.

Ve stejném roce Jöns Jacob Berzelius napsal, že pachuť toxické kyseliny chromové byla nepříjemná a kovová. Berzelius si uvědomil, že kov, i když je křehký, je docela odolný vůči působení kyseliny a atmosférický vzduch.

Ačkoli zpočátku neměl velký komerční úspěch, na konci 19. století a na začátku 20. století, prvek začal být komerčně využíván, protože se začala široce používat nerezová ocel, stejně jako chromování dílů v automobilovém průmyslu, čímž se chrom stal velmi žádaným kovem.

Nepřestávej teď... Po reklamě je toho víc ;)

Chromium řešená cvičení

Otázka 1

(UEFS/BA)Atom chrómu má v druhu oxidační číslo +3

A) Kr₂THE₃

B) CrO

C) Cr

D) CrO₄^2-

E) Cr₂THE₇^2-

Řešení:

Alternativa A

V písmenu C se chrom objevuje jako jednoduchá látka, takže v tomto případě NOx se rovná nule.

THE kyslík v ostatních sloučeninách se vyskytuje s NOx rovným -2. Můžeme tedy vypočítat NOx chrómu ve všech druzích, čímž se stává neznámým (x):

• Cr₂THE₃ → 2x + 3(-2) = 0 ⸫ x = +3

• CrO → x + (-2) = 0 ⸫ x = +2

• CrO₄^2- → x + 4(-2) = -2 ⸫ x = +6

• Cr2O₇^2- → 2x + 7(-2) = -2 ⸫ x = +6

otázka 2

(UPE 2013) Mezinárodní skupina vědců objevila složitou chemickou reakci odpovědnou za zhoršení některých z nich velká umělecká díla v historii, produkovaná Vincentem van Goghem (1853–1890) a dalšími slavnými malíři 20. XIX. Při svých výzkumech tito výzkumníci uměle zestárli pigmenty a zjistili, že ztmavnutí vrchní vrstvy souviselo se změnou chromu přítomného v nátěru z Cr(VI) na Cr(III).

K dispozici v: http://agencia.fapesp.br/13455 (přizpůsobeno)

Data:Cr (Z = 24), elektronická konfigurace: [Ar] 4s¹ 3d⁵

Vzhledem k výše popsané situaci ano OPRAVITtvrdit, že (ten)

A) oxidace Cr(VI) na Cr(III) poškodila velká umělecká díla v historii.

B) stárnutí rámců souvisí s elektronickým buzením Cu^The pro Cr³⁺.

C) Proces redukce Cr⁶⁺ pro Cr³⁺ zakryl slavná díla 19. století.

D) transformace, která proběhla, zoxidovala Cu^The, zodpovědný za lesk původní malby.

E) změna z Cr(VI) na Cr(III) je chemická reakce, ke které dochází až po mnoha letech.

Řešení:

Alternativa C

Přechod z Cr(VI) na Cr(III) je proces snížení (pokles NOx), který byl zodpovědný za ztmavení obrazovek.

Autor: Stefano Araújo Novais
Učitel chemie