LA chrome, numéro atomique 24, est un métal de transition situé dans le groupe 6 du tableau périodique. Sa couleur est grisâtre, mais c'est aussi un métal très brillant. Il existe principalement dans les états d'oxydation +2, +3 et +6 et a la particularité que tous ses composés sont colorés. Pas étonnant que son nom dérive du grec chrominance, qui signifie couleur.
Cet élément est obtenu grâce à la chromite et est largement utilisé dans l'industrie métallurgique, dans la production d'acier inoxydable et d'autres alliages spéciaux. Le chrome peut également être déposé par galvanoplastie sur des objets, dans un effet connu sous le nom de chromage, qui garantit, en plus de la beauté, une grande résistance chimique. Les composés de chrome sont également utilisés dans les pigments et les peintures, en plus des matériaux réfractaires.
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résumé chromé
Le chrome est un métal grisâtre et brillant qui ouvre le groupe 6 du Tableau périodique.
Il est très résistant à la corrosion et aux attaques chimiques à température ambiante.
Il présente principalement les états d'oxydation +2, +3 et +6.
Tous ses composés ont une couleur.
Il peut être obtenu à partir de chromite, FeCr2LA4.
Il est principalement exploité par l'industrie métallurgique, qui l'utilise dans la fabrication de acier inoxydable.
Il a été découvert en 1797 par le Français Louis Nicolas Vauquelin.
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propriétés du chrome
Symbole: Cr.
Numéro atomique: 24.
Masse atomique: 51,9961 cu.u.m.
Électronégativité : 1,66.
Point de fusion : 1907°C.
Point d'ébullition: 2671°C.
Densité: 7,15 g.cm-3 (à 20°C).
Configuration électronique: [Air] 4s1 3d5.
Série chimique : groupe 6, metais passage.
caractéristiques chromées
Le chrome, numéro atomique 24, est un métal de couleur grise, dur et brillant. A température ambiante, il résiste bien aux attaques chimiques, comme celles des solutions acides ou basiques, à l'exception de HCl et H2SEUL4 dilué. Cependant, à des températures plus élevées, le chrome devient beaucoup plus réactif, étant facilement oxydé par O2, et se combine avec les halogènes et la plupart des non-métaux.
En solution, les composés de chrome ont tendance à avoir des indices d'oxydation de +6, +3 et +2. En fait, une caractéristique intéressante est que tout les composés du chrome sont colorés, comme le bichromate de potassium, K2Cr2LA7, qui est orange, et le chromate de potassium, K2CrO4, qui est jaune.
Un fait curieux à propos du chrome est que sa configuration électronique ne suit pas le schéma attendu. faire votre distribution électronique, on s'attendrait à ce qu'il soit [Ar] 4s2 3d4, cependant, les calculs d'énergie et de stabilité montrent que la configuration [Ar] 4s1 3d5 c'est plus stable. Cela peut s'expliquer par la règle de Hund.
Selon cette règle, plus le nombre de électrons à spins égaux (ou parallèles) dans une orbitale incomplète, plus l'énergie du atome, c'est-à-dire que plus la stabilité est grande. Regardez l'image ci-dessous :
Si chrome a adopté la configuration 4s2 3d4, l'orbitale 4s présenterait des électrons de spin opposé (↑↓), ce qui augmenterait la répulsion, après tout, il y aurait deux charges de même signe partageant une seule orbitale.
En adoptant la configuration 4s1 3d5, le chrome contient un plus grand nombre d'électrons à spin égal, sans la présence d'électrons partageant la même orbitale (comme le montre l'image précédente), ce qui réduit son énergie et garantit plus de stabilité.
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Où peut-on trouver du chrome ?
le chrome est le dixième élément le plus abondant sur terre. Bien qu'il existe plusieurs minéraux qui ont du chrome dans leur constitution, la chromite, FeCr2LA4, est le minerai de chrome le plus important, étant le plus largement exploité commercialement.
Il est important de souligner que le pays avec les plus fortes réserves de chrome sont:
Afrique du Sud;
Kazakhstan;
Inde;
Turquie.
LA Brésil est le seul producteur de chrome de tout le continent américain, mais ne détient que 0,11 % des réserves mondiales. Les réserves sont réparties principalement dans les états suivants :
Bahia;
amapá;
minas Gerais.
Obtenir le chrome
LA du chrome métallique est produit par de chromite. Dans ce cas, le minéral est fondu avec le carbonate de sodium, À2CO3, en présence d'air, générant du chromate de sodium et de l'oxyde de fer III :
4 Fe Cr2LA4 + 8 po2CO3 + 7 O2 → 8 po2CrO4 + 2 Fe2LA3 + 8 CO2
De là, l'extraction est effectuée avec Eau, puisque le Na2CrO4 est soluble dans l'eau, tandis que Fe2LA3 ne pas. Ensuite, le milieu est acidifié avec H2SEUL4, qui permet la cristallisation du chromate de sodium. puis un2CrO4 est réduit en oxyde de chrome III à l'aide de carbone à haute température :
À2CrO4 + 2 C → Cr2LA3 + sur2CO3 +CO
Le chrome métallique est alors obtenu lorsque l'aluminium est utilisé comme agent réducteur, également à haute température :
Cr2LA3 + 2 Al → Al2LA3 + 2 Cr
applications chromées
LA industrie métallurgique est le principal consommateur de chrome, avec environ 80 % de tout le chrome produit, sous forme de chromite ou de concentré de Cr.2LA3. En effet, le chrome est capable de former l'alliage ferrochrome, source de base pour l'obtention acier inoxydable et autres alliages spéciaux.
Le chrome, qui constitue généralement 18 % de l'acier inoxydable, augmente considérablement la résistance à l'oxydation (corrosion) et aux autres attaques chimiques de l'acier. Dans d'autres alliages spéciaux, le chrome joue également un rôle dans l'augmentation de la trempabilité, de la dureté et de la ténacité des matériaux.
LA industrie réfractaire C'est également un bon consommateur de chrome, car la chromite est un matériau réfractaire bien connu, c'est-à-dire un matériau capable de résister aux effets thermiques, chimiques et physiques qui se produisent dans les industries. La chromite, utilisée pour la fabrication de briques réfractaires, est très résistante à la dégradation lorsqu'elle est exposée à la chaleur.
déjà le industrie chimique cherche à utiliser le chrome de plusieurs manières :
comme catalyseur;
comme inhibiteur de corrosion;
en chromage;
dans les pigments ;
dans les composés tinctoriaux.
Le chromage est bien connu, consistant en la formation d'une couche protectrice de chrome sur un objet, le protégeant de la corrosion. Dans ce processus, le chrome est déposé sur l'objet à chromer à travers électrolyse sulfate de chrome III, Cr2(SEUL4)3, produit par la dissolution de Cr2LA3 en H2SEUL4.
Les pigments de chrome sont très courants, notamment avec les différentes couleurs que l'on peut obtenir avec leurs composés. Dans la dissolution du chlorure de chrome III hexahydraté, CrCl3·6 heures du matin2O, une solution violette est obtenue. D'autre part, dans la dissolution du sulfate de chrome III, Cr2(SEUL4)3, une couleur verte est obtenue.
La solution de chlorure de chrome II, CrCl2, est bleu, tandis que l'acétate de chrome II, Cr2(ROUCOULER)4, est un solide rouge. Oxyde de chrome II, CrO2, C'est noir; chromate de potassium, K2CrO4, et jaune; bichromate de potassium, K2Cr2LA7, et orange; trichromate de potassium, K2Cr3LA10, c'est rouge; et oxyde de chrome VI, CrO3, est également rouge.
Intéressant:Les rubis sont en fait des pierres précieuses, de formule Al2LA3, qui ont des traces de chrome dans leur constitution. C'est également le cas de l'émeraude, une forme de béryl, dont la couleur verte est le résultat de petites quantités de chrome.
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La relation du chrome à la santé
Deux états d'oxydation du chrome ont un rôle biologique. Voyons ensuite.
→ Chrome hexavalent (Cr6+)
En ce qui concerne Cr6+, on sait qu'il peut être considéré comme cancérigène, en particulier s'il est inhalé ou ingéré en grande quantité.
→ Chrome trivalent (Cr3+)
Le chrome trivalent a toujours été considéré un élément essentiel. La supplémentation nutritionnelle en chrome sous cette forme est devenue populaire pour la promotion des oligo-éléments essentiels et comme agent de perte de poids. Il y a aussi une discussion sur le fait que l'administration de chrome trivalent serait intéressante pour le traitement de diabète de type 2, ainsi que pour le diabète gestationnel.
Bien que, certains auteurs mettent cette essentialité en discussion. La ligne de pensée est que le chrome, qu'il soit complété ou non, ne fait aucune différence dans la composition corporelle, métabolisme donne glucose ou sensibilité à l'insuline. On pense qu'en fait, la dose la plus élevée de chrome a des effets pharmacologiques et non nutritionnels pour l'indiquer comme un élément essentiel.
histoire des chromes
Le nom chrome vient du grec chrominance, qui signifie couleur. Ayant également donné le nom à cet élément, sa découverte a eu lieuPharmacien et chimiste français Louis Nicolas Vauquelin, en 1797, lorsqu'il remarqua le chrome lors de l'étude du minerai de crocoïte, PbCrO4. Cependant, au départ, le métal n'a pas été un énorme succès commercial.
Quinze ans après sa découverte, par exemple, Sir Humphry Davy ne connaissait pas grand-chose au chrome et à ses composés lorsqu'il écrivit son célèbre livre Éléments de philosophie chimique, indiquant seulement que l'acide chromique avait un goût amer.
La même année, Jöns Jacob Berzelius écrivait que l'arrière-goût de l'acide chromique toxique était désagréable et métallique. Berzelius s'est rendu compte que le métal, bien que cassant, était assez résistant à l'action des acides et l'air atmosphérique.
Bien qu'initialement pas un énorme succès commercial, à la fin du 19ème siècle et au début du 20ème siècle, l'élément commencé à être utilisé commercialement, alors que l'acier inoxydable commençait à être largement utilisé, ainsi que le chromage de pièces dans l'industrie automobile, faisant du chrome un métal très demandé.
Exercices résolus au chrome
question 1
(UEFS/BA)L'atome de chrome a un degré d'oxydation de +3 dans l'espèce
A) Cr2LA3
B) CrO
C) Cr
D) CrO42-
E) Cr2LA72-
Résolution:
Variante A
Dans la lettre C, le chrome apparaît comme une substance simple, donc, dans ce cas, le NOx est égal à zéro.
LA oxygène dans les autres composés, il se produit avec NOx égal à -2. Ainsi, on peut calculer le NOx du chrome dans toutes les espèces, ce qui en fait l'inconnue (x) :
Cr2LA3 → 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
question 2
(UPE 2013) Un groupe international de scientifiques a découvert une réaction chimique complexe responsable de la détérioration de certains des grandes œuvres d'art de l'histoire, produites par Vincent van Gogh (1853–1890) et d'autres peintres célèbres du XXe siècle XIX. Dans leurs recherches, ces chercheurs ont vieilli artificiellement les pigments et ont découvert que le le noircissement de la couche supérieure était lié à un changement de chrome présent dans la peinture de Cr(VI) à Cr(III).
Disponible en: http://agencia.fapesp.br/13455 (Adapté)
Données:Cr (Z = 24), configuration électronique: [Ar] 4s1 3d5
Compte tenu de la situation décrite ci-dessus, il est CORRIGERaffirmer que (le)
A) l'oxydation du Cr(VI) en Cr(III) a détérioré de grandes œuvres artistiques de l'histoire.
B) le vieillissement des cadres est lié à l'excitation électronique de CuLe pour Cr3+.
C) Processus de réduction du Cr6+ pour Cr3+ a occulté des œuvres célèbres du XIXe siècle.
D) la transformation qui a eu lieu a oxydé le CuLe, responsable de l'éclat de la peinture originale.
E) le passage du Cr(VI) au Cr(III) est une réaction chimique qui ne se produit qu'après de nombreuses années.
Résolution:
Variante C
La transition du Cr(VI) au Cr(III) est un processus de réduction (diminution des NOx), responsable de l'assombrissement des écrans.
Par Stefano Araújo Novais
Professeur de chimie
