DAS Chrom, Ordnungszahl 24, ist ein Übergangsmetall, das sich in Gruppe 6 des Periodensystems befindet. Seine Farbe ist gräulich, aber es ist auch ein sehr glänzendes Metall. Es existiert hauptsächlich in den Oxidationsstufen +2, +3 und +6 und hat die Eigenschaft, dass alle seine Verbindungen gefärbt sind. Kein Wunder, dass sein Name aus dem Griechischen stammt Chroma, was Farbe bedeutet.
Dieses Element wird durch Chromit gewonnen und findet breite Anwendung in der metallurgischen Industrie, bei der Herstellung von Edelstahl und anderen Speziallegierungen. Chrom kann auch auf Gegenstände galvanisiert werden, ein Effekt, der als Verchromung bekannt ist, was neben der Schönheit eine große chemische Beständigkeit garantiert. Chromverbindungen werden neben feuerfesten Materialien auch in Pigmenten und Farben verwendet.
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Chrome Zusammenfassung
Chrom ist ein gräuliches, glänzendes Metall, das Gruppe 6 der öffnet Periodensystem.
Es ist bei Raumtemperatur sehr korrosions- und chemikalienbeständig.
Es weist hauptsächlich die Oxidationsstufen +2, +3 und +6 auf.
Alle seine Verbindungen haben Farbe.
Es kann aus Chromit, FeCr, gewonnen werden2DAS4.
Es wird hauptsächlich von der metallurgischen Industrie ausgebeutet, die es zur Herstellung von verwendet rostfreier Stahl.
Es wurde 1797 vom Franzosen Louis Nicolas Vauquelin entdeckt.
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Chrom Eigenschaften
Symbol: Kr.
Ordnungszahl: 24.
Atommasse: 51,9961 Kubikmeter
Elektronegativität: 1,66.
Schmelzpunkt: 1907°C.
Siedepunkt: 2671°C.
Dichte: 7,15 g.cm-3 (bei 20 °C).
Elektronische Konfiguration: [Luft] 4s1 3d5.
Chemische Reihe: Gruppe 6, metas Überleitung.
Chromeigenschaften
Chrom, Ordnungszahl 24, ist a Metall grau, hart und glänzend. Bei Raumtemperatur widersteht es chemischen Angriffen, wie z. B. von sauren oder basischen Lösungen, mit Ausnahme von HCl und H2NUR4 verdünnt. Bei höheren Temperaturen wird Chrom jedoch viel reaktiver und wird leicht durch O oxidiert2und verbindet sich mit Halogenen und den meisten Nichtmetallen.
In Lösung neigen Chromverbindungen dazu, Oxidationszahlen von +6, +3 und +2 zu haben. Tatsächlich ist das ein interessantes Feature alles die Chromverbindungen sind farbig, wie das Dichromat von Kalium, k2Kr2DAS7, das orange ist, und Kaliumchromat, K2CrO4, das ist gelb.
Eine merkwürdige Tatsache über Chrom ist dies seine Elektronenkonfiguration folgt nicht dem erwarteten Muster. machen Ihre elektronische Verteilung, wäre [Ar] 4s zu erwarten2 3d4Energie- und Stabilitätsrechnungen zeigen jedoch, dass die [Ar] 4s-Konfiguration1 3d5 es ist stabiler. Dies lässt sich durch die erklären Hundsche Regel.
Gemäß dieser Regel gilt: Je größer die Anzahl der Elektronen mit gleichen (oder parallelen) Spins in einem unvollständigen Orbital, desto niedriger ist die Energie der Atom, das heißt, desto größer ist die Stabilität. Sehen Sie sich das Bild unten an:
Wenn Chrome die 4s-Konfiguration übernommen hat2 3d4, würde das 4s-Orbital Elektronen mit entgegengesetztem Spin (↑↓) präsentieren, was die Abstoßung erhöhen würde, schließlich gäbe es zwei Ladungen mit demselben Vorzeichen, die sich ein einziges Orbital teilen.
Durch Übernahme der 4s-Konfiguration1 3d5, Chrom hält eine größere Anzahl von Elektronen mit gleichem Spin, ohne das Vorhandensein von Elektronen, die sich dasselbe Orbital teilen (wie im vorherigen Bild gezeigt), was seine Energie verringert und mehr Stabilität garantiert.
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Wo ist Chrom zu finden?
Chrom ist die zehnthäufigstes Element auf der Erde. Obwohl es mehrere Mineralien gibt, die Chrom in ihrer Zusammensetzung haben, Chromit, FeCr2DAS4, ist das wichtigste Chrommineral und wird kommerziell am häufigsten ausgebeutet.
Es ist wichtig hervorzuheben, dass die Länder mit den höchsten Chromreserven sind:
Südafrika;
Kasachstan;
Indien;
Truthahn.
DAS Brasilien ist der einzige Chromproduzent auf dem gesamten amerikanischen Kontinent, hält aber nur 0,11 % der Weltreserven. Die Rücklagen verteilen sich hauptsächlich auf folgende Staaten:
Bahia;
amapá;
Minas Gerais.
Chrom bekommen
DAS metallisches Chrom entsteht durch aus Chromit. Dabei wird das Mineral mit aufgeschmolzen Natriumcarbonat, Beim2CO3, in Gegenwart von Luft, Bildung von Natriumchromat und Eisen-III-Oxid:
4 FeCr2DAS4 + 8 Zoll2CO3 + 7 Ö2 → 8 Zoll2CrO4 + 2 Fe2DAS3 + 8 CO2
Von dort erfolgt die Extraktion mit Wasser, da die Na2CrO4 ist wasserlöslich, während Fe2DAS3 nicht. Dann wird das Medium mit H angesäuert2NUR4, was die Kristallisation des Chromats von ermöglicht Natrium. dann ein2CrO4 wird unter Verwendung von zu Chrom-III-Oxid reduziert Kohlenstoff bei hoher Temperatur:
Beim2CrO4 + 2 C → Kr2DAS3 + an2CO3 + CO
Bei Verwendung von Aluminium als Reduktionsmittel entsteht dann metallisches Chrom, auch bei hoher Temperatur:
Kr2DAS3 + 2 Al → Al2DAS3 + 2 Cr
Chromapplikationen
DAS Industrie metallurgisch ist der Hauptverbraucher von Chrom, mit etwa 80 % des gesamten produzierten Chroms, entweder in Form von Chromit oder Cr-Konzentrat.2DAS3. Dies liegt daran, dass Chrom in der Lage ist, die Ferrochromlegierung zu bilden, die grundlegende Quelle für den Erhalt Edelstahl und andere Speziallegierungen.
Chrom, das typischerweise 18 % von Edelstahl ausmacht, erhöht die Beständigkeit gegen Oxidation (Korrosion) und andere chemische Angriffe auf Stahl erheblich. Auch in anderen Speziallegierungen spielt Chrom eine Rolle bei der Erhöhung der Härtbarkeit, Härte und Zähigkeit von Werkstoffen.
DAS Feuerfestindustrie Es ist auch ein guter Verbraucher von Chrom, da Chromit ein bekanntes feuerfestes Material ist, dh ein Material, das den in der Industrie auftretenden thermischen, chemischen und physikalischen Einflüssen standhalten kann. Chromit, das zur Herstellung von feuerfesten Steinen verwendet wird, ist sehr widerstandsfähig gegen Zersetzung, wenn es Hitze ausgesetzt wird.
schon die Chemieindustrie versucht, Chrom auf verschiedene Arten zu verwenden:
als Katalysator;
als Korrosionsinhibitor;
in Verchromung;
in Pigmenten;
in Färbeverbindungen.
Das Verchromen ist allgemein bekannt und besteht aus der Bildung einer Schutzschicht aus Chrom über einem Gegenstand, die ihn vor Korrosion schützt. Dabei wird Chrom auf dem zu durchchromenden Objekt abgeschieden Elektrolyse Chrom-III-Sulfat, Cr2(NUR4)3, hergestellt durch die Auflösung von Cr2DAS3 in h2NUR4.
Chrompigmente sind weit verbreitet, insbesondere mit den unterschiedlichen Farben, die mit ihren Verbindungen erhalten werden können. Bei der Auflösung von Chrom-III-Chlorid-Hexahydrat wird CrCl3·6 Uhr morgens2O, es entsteht eine violette Lösung. Andererseits wird bei der Auflösung von Chrom-III-Sulfat Cr2(NUR4)3, wird eine grüne Farbe erhalten.
Die Lösung von Chrom-II-Chlorid, CrCl2, ist blau, während Chrom-II-Acetat, Cr2(GURREN)4, ist ein roter Feststoff. Chromoxid II, CrO2, Es ist schwarz; Kaliumchromat, K2CrO4, und gelb; Kaliumdichromat, K2Kr2DAS7, und orange; Kaliumtrichromat, K2Kr3DAS10, es ist rot; und Chrom-VI-Oxid, CrO3, ist auch rot.
Interessant:Die Rubine sind eigentlich Edelsteine der Formel Al2DAS3, die Spuren von Chrom in ihrer Konstitution aufweisen. So auch beim Smaragd, einer Form des Berylls, dessen grüne Farbe das Ergebnis geringer Mengen Chrom ist.
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Die Beziehung von Chrom zur Gesundheit
Zwei Oxidationsstufen von Chrom spielen eine biologische Rolle. Mal sehen als nächstes.
→ Sechswertiges Chrom (Cr6+)
In Bezug auf Cr6+, es ist bekannt, dass es sein kann als krebserregend angesehen, insbesondere wenn sie in großen Mengen eingeatmet oder verschluckt werden.
→ Dreiwertiges Chrom (Cr3+)
Dreiwertiges Chrom war schon immer betrachtet ein wesentliches Element. Die Nahrungsergänzung mit Chrom in dieser Form ist zur Förderung essentieller Spurenelemente und als Mittel zur Gewichtsabnahme populär geworden. Es wird auch diskutiert, dass die Gabe von dreiwertigem Chrom für die Behandlung interessant wäre Typ 2 Diabetes, sowie für Schwangerschaftsdiabetes.
Obwohl, einige Autoren setzen diese Essentialität in der Diskussion. Die Überlegung ist, dass Chrom, ob ergänzt oder nicht, keinen Unterschied in der Körperzusammensetzung macht, Stoffwechsel gibt Glucose oder Insulinsensitivität. Es wird angenommen, dass die höchste Dosis von Chrom tatsächlich pharmakologische und nicht ernährungsphysiologische Wirkungen hat, um darauf hinzuweisen, dass es sich um ein essentielles Element handelt.
Chrom Geschichte
Der Name Chrom stammt aus dem Griechischen Chroma, was Farbe bedeutet. Nachdem wir diesem Element auch den Namen gegeben haben, seine Entdeckung kam zustandeFranzösischer Apotheker und Chemiker Louis Nicolas Vauquelin, im Jahr 1797, als er bei der Untersuchung des Krokoiterzes PbCrO Chrom bemerkte4. Anfangs war das Metall jedoch kein großer kommerzieller Erfolg.
Fünfzehn Jahre nach seiner Entdeckung wusste Sir Humphry Davy zum Beispiel nicht viel über Chrom und seine Verbindungen, als er sein berühmtes Buch schrieb Elemente der chemischen Philosophie, was nur darauf hinweist, dass Chromsäure einen sauren Geschmack hatte.
Im selben Jahr schrieb Jöns Jacob Berzelius, dass der Nachgeschmack der giftigen Chromsäure unangenehm und metallisch sei. Berzelius erkannte, dass das Metall, obwohl es spröde war, ziemlich widerstandsfähig gegen die Einwirkung von war Säuren und atmosphärische Luft.
Obwohl zunächst kein großer kommerzieller Erfolg, Ende des 19. und Anfang des 20. Jahrhunderts, das Element begann, kommerziell genutzt zu werden, als Edelstahl zunehmend verwendet wurde, sowie die Verchromung von Teilen in der Automobilindustrie, was Chrom zu einem sehr gefragten Metall machte.
Chrom gelöste Übungen
Frage 1
(UEFS/BA)Das Chromatom hat in der Spezies eine Oxidationszahl von +3
A) Kr2DAS3
B) CrO
C) Kr
D) CrO42-
E) Kr2DAS72-
Auflösung:
Alternative A
Im Buchstaben C erscheint Chrom als einfache Substanz, also in diesem Fall das NOx gleich Null ist.
DAS Sauerstoff in den anderen Verbindungen tritt es mit NOx gleich -2 auf. Somit können wir das NOx von Chrom in allen Spezies berechnen und es zur Unbekannten (x) machen:
Kr2DAS3 → 2x + 3(-2) = 0 ⸫ x = +3
CrO → x + (-2) = 0 ⸫ x = +2
CrO42- → x + 4(-2) = -2 ⸫ x = +6
Cr2O72- → 2x + 7(-2) = -2 ⸫ x = +6
Frage 2
(UPE 2013) Eine internationale Gruppe von Wissenschaftlern hat eine komplexe chemische Reaktion entdeckt, die für die Verschlechterung einiger der Stoffe verantwortlich ist große Kunstwerke der Geschichte, geschaffen von Vincent van Gogh (1853–1890) und anderen berühmten Malern des 20. Jahrhunderts XIX. Bei ihren Untersuchungen ließen diese Forscher die Pigmente künstlich altern und stellten fest, dass die Das Nachdunkeln der obersten Schicht war mit einer Änderung des in der Farbe vorhandenen Chroms von Cr(VI) zu verbunden Cr(III).
Verfügbar in: http://agencia.fapesp.br/13455 (Angepasst)
Daten:Cr (Z = 24), elektronische Konfiguration: [Ar] 4s1 3d5
Angesichts der oben beschriebenen Situation ist dies der Fall KORREKTbehaupten, dass (das)
A) Oxidation von Cr(VI) zu Cr(III) hat große künstlerische Werke in der Geschichte verschlechtert.
B) Alterung der Rahmen hängt mit der elektronischen Anregung von Cu zusammenDas für Kr3+.
C) Cr-Reduktionsprozess6+ für Kr3+ hat berühmte Werke des 19. Jahrhunderts verdeckt.
D) die stattgefundene Umwandlung hat das Cu oxidiertDas, verantwortlich für den Glanz des Originalgemäldes.
E) Der Wechsel von Cr(VI) zu Cr(III) ist eine chemische Reaktion, die erst nach vielen Jahren stattfindet.
Auflösung:
Alternative C
Der Übergang von Cr(VI) zu Cr(III) ist ein Prozess von die Ermäßigung (Abnahme von NOx), was für die Verdunkelung der Bildschirme verantwortlich war.
Von Stefano Araújo Novais
Chemielehrer