IL cromo, numero atomico 24, è un metallo di transizione situato nel gruppo 6 della Tavola Periodica. Il suo colore è grigiastro, ma è anche un metallo molto brillante. Esiste principalmente negli stati di ossidazione +2, +3 e +6 e ha la caratteristica che tutti i suoi composti sono colorati. Non c'è da stupirsi che il suo nome derivi dal greco croma, che significa colore.
Questo elemento è ottenuto dalla cromite e trova largo impiego nell'industria metallurgica, nella produzione di acciai inossidabili ed altre leghe speciali. Il cromo può essere galvanizzato anche su oggetti, in un effetto noto come cromatura, che garantisce, oltre alla bellezza, una grande resistenza chimica. I composti di cromo sono utilizzati anche nei pigmenti e nelle vernici, oltre ai materiali refrattari.
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sintesi cromata
Il cromo è un metallo grigiastro e brillante che apre il gruppo 6 del Tavola periodica.
È molto resistente alla corrosione e all'attacco chimico a temperatura ambiente.
Presenta principalmente stati di ossidazione +2, +3 e +6.
Tutti i suoi composti hanno colore.
Può essere ottenuto da cromite, FeCr2IL4.
È sfruttato principalmente dall'industria metallurgica, che lo utilizza nella produzione di acciaio inossidabile.
Fu scoperto nel 1797 dal francese Louis Nicolas Vauquelin.
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proprietà del cromo
Simbolo: Cr.
Numero atomico: 24.
Massa atomica: 51.9961 c.s.
Elettronegatività: 1,66.
Punto di fusione: 1907°C.
Punto di ebollizione: 2671°C.
Densità: 7,15 g.cm-3 (a 20°C).
Configurazione elettronica: [Aria] 4s1 3d5.
Serie chimica: gruppo 6, metais transizione.
caratteristiche cromate
Il cromo, numero atomico 24, è a metallo di colore grigio, duro e lucido. A temperatura ambiente resiste bene agli attacchi chimici, quali soluzioni acide o basiche, ad eccezione di HCl e H2SOLO4 diluito. Tuttavia, a temperature più elevate, il cromo diventa molto più reattivo, essendo facilmente ossidato da O2e si combina con gli alogeni e la maggior parte dei non metalli.
In soluzione, i composti di cromo tendono ad avere numeri di ossidazione di +6, +3 e +2. In effetti, una caratteristica interessante è quella Tutto i composti del cromo sono colorati, come il dicromato di potassio, K2Cr2IL7, che è l'arancione, e il cromato di potassio, K2CrO4, che è giallo.
Un fatto curioso sul cromo è quello la sua configurazione elettronica non segue il modello previsto. facendo il tuo distribuzione elettronica, dovrebbe essere [Ar] 4s2 3d4, tuttavia, i calcoli di energia e stabilità mostrano che la configurazione [Ar] 4s1 3d5 è più stabile. Questo può essere spiegato dal La regola di Hund.
Secondo questa regola, maggiore è il numero di elettroni con spin uguali (o paralleli) in un orbitale incompleto, minore è l'energia del atomo, cioè maggiore è la stabilità. Guarda l'immagine qui sotto:
Se Chrome ha adottato la configurazione 4s2 3d4, l'orbitale 4s presenterebbe elettroni con spin opposto (↑↓), il che aumenterebbe la repulsione, dopotutto, ci sarebbero due cariche dello stesso segno che condividono un unico orbitale.
Adottando la configurazione a 4s1 3d5, il cromo contiene un numero maggiore di elettroni con lo stesso spin, senza la presenza di elettroni che condividono lo stesso orbitale (come mostrato nell'immagine precedente), che ne riduce l'energia e garantisce maggiore stabilità.
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Dove si trova il cromo?
il cromo è il decimo elemento più abbondante sulla terra. Sebbene ci siano diversi minerali che hanno cromo nella loro costituzione, cromite, FeCr2IL4, è il minerale più importante del cromo, essendo il più ampiamente sfruttato commercialmente.
È importante sottolineare che il paesi con le maggiori riserve di cromo sono:
Sud Africa;
Kazakistan;
India;
Tacchino.
IL Brasile è l'unico produttore di cromo nell'intero continente americano, ma detiene solo lo 0,11% delle riserve mondiali. Le riserve sono distribuite principalmente nei seguenti stati:
Bahia;
amapa;
Minas Gerais.
Ottenere il cromo
IL viene prodotto cromo metallico attraverso dalla cromite. In questo caso, il minerale viene sciolto carbonato di sodio, In2CO3, in presenza di aria, generando cromato di sodio e ossido di ferro III:
4 FeCr2IL4 + 8 pollici2CO3 + 7 O2 → 8 pollici2CrO4 + 2 Fe2IL3 + 8 CO2
Da lì, viene eseguita l'estrazione con Acqua, poiché il Na2CrO4 è solubile in acqua, mentre Fe2IL3 non. Quindi, il mezzo viene acidificato con H2SOLO4, che permette la cristallizzazione del cromato di sodio. poi un2CrO4 viene ridotto a ossido di cromo III con l'uso di carbonio ad alta temperatura:
In2CrO4 + 2 C → Cr2IL3 + acceso2CO3 + CO
Il cromo metallico si ottiene quindi utilizzando l'alluminio come agente riducente, anche ad alta temperatura:
Cr2IL3 + 2 Al → Al2IL3 + 2 Credito
applicazioni cromate
IL industria metallurgico è il principale consumatore di cromo, con circa l'80% di tutto il cromo prodotto, sotto forma di cromite o concentrato di Cr.2IL3. Questo perché il cromo è in grado di formare la lega ferrocromica, la fonte base per ottenerla acciaio inossidabile e altre leghe speciali.
Il cromo, che costituisce tipicamente il 18% dell'acciaio inossidabile, aumenta notevolmente la resistenza all'ossidazione (corrosione) e ad altri attacchi chimici dell'acciaio. In altre leghe speciali, il cromo svolge anche un ruolo nell'aumentare la temprabilità, la durezza e la tenacità dei materiali.
IL industria refrattaria È anche un buon consumatore di cromo, in quanto la cromite è un noto materiale refrattario, cioè un materiale in grado di resistere agli effetti termici, chimici e fisici che si verificano nelle industrie. La cromite, utilizzata per la fabbricazione di mattoni refrattari, è molto resistente al degrado se esposta al riscaldamento.
già il industria chimica cerca di utilizzare Chrome in diversi modi:
come catalizzatore;
come inibitore di corrosione;
in cromatura;
nei pigmenti;
nei composti coloranti.
È nota la cromatura, consistente nella formazione di uno strato protettivo di cromo su un oggetto, proteggendolo dalla corrosione. In questo processo, il cromo si deposita sull'oggetto da cromatare elettrolisi solfato di cromo III, Cr2(SOLO4)3, prodotto dallo scioglimento del Cr2IL3 in H2SOLO4.
I pigmenti di cromo sono molto comuni, soprattutto con i diversi colori che si possono ottenere con i loro composti. Nella dissoluzione del cromo III cloruro esaidrato, CrCl3·6 del mattino2O, si ottiene una soluzione viola. D'altra parte, nella dissoluzione del solfato di cromo III, Cr2(SOLO4)3, si ottiene un colore verde.
La soluzione di cromo II cloruro, CrCl2, è blu, mentre il cromo II acetato, Cr2(COO)4, è un solido rosso. Ossido di cromo II, CrO2, è nero; cromato di potassio, K2CrO4e giallo; dicromato di potassio, K2Cr2IL7, e arancia; tricromato di potassio, K2Cr3IL10, è rosso; e ossido di cromo VI, CrO3, è anche rosso.
Interessante:I rubini sono in realtà pietre preziose, di formula Al2IL3, che presentano tracce di cromo nella loro costituzione. È anche il caso dello smeraldo, una forma di berillo, il cui colore verde è il risultato di piccole quantità di cromo.
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Il rapporto del cromo con la salute
Due stati di ossidazione del cromo hanno un ruolo biologico. Vediamo dopo.
→ Cromo esavalente (Cr6+)
Per quanto riguarda Cr6+, è noto che può essere considerato cancerogeno, in particolare se inalato o ingerito in grandi quantità.
→ Cromo trivalente (Cr3+)
Il cromo trivalente è sempre stato considerato un elemento essenziale. L'integrazione nutrizionale di cromo in questa forma è diventata popolare per la promozione di oligoelementi essenziali e come agente dimagrante. C'è anche una discussione che la somministrazione di cromo trivalente sarebbe interessante per il trattamento di diabete di tipo 2, così come per il diabete gestazionale.
Sebbene, alcuni autori mettono questa essenzialità in discussione. La linea di pensiero è che il cromo, integrato o meno, non fa differenza per la composizione corporea, metabolismo dà glucosio o sensibilità all'insulina. Si ritiene infatti che il dosaggio più alto di cromo abbia effetti farmacologici e non nutrizionali da indicarlo come elemento essenziale.
storia del cromo
Il nome cromo deriva dal greco croma, che significa colore. Avendo dato anche il nome a questo elemento, è avvenuta la sua scopertaIl farmacista e chimico francese Louis Nicolas Vauquelin, nell'anno 1797, quando notò il cromo durante lo studio del minerale di crocoite, PbCrO4. Tuttavia, inizialmente, il metal non fu un enorme successo commerciale.
Quindici anni dopo la sua scoperta, ad esempio, Sir Humphry Davy non sapeva molto del cromo e dei suoi composti quando scrisse il suo famoso libro Elementi di filosofia chimica, indicando solo che l'acido cromico aveva un sapore aspro.
Nello stesso anno, Jöns Jacob Berzelius scrisse che il retrogusto di acido cromico tossico era sgradevole e metallico. Berzelius si rese conto che il metallo, sebbene fragile, era abbastanza resistente all'azione di acidi e aria atmosferica.
Sebbene inizialmente non sia stato un enorme successo commerciale, tra la fine del 19° secolo e l'inizio del 20° secolo, l'elemento iniziato ad essere utilizzato commercialmente, quando l'acciaio inossidabile iniziò ad essere ampiamente utilizzato, così come la cromatura di parti nell'industria automobilistica, rendendo il cromo un metallo molto richiesto.
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Esercizi risolti con cromo
domanda 1
(UEFS/BA)L'atomo di cromo ha un numero di ossidazione di +3 nella specie
A) Cr2IL3
B) CrO
C) Cr
D) CrO42-
E) Cr2IL72-
Risoluzione:
Alternativa A
Nella lettera C, il cromo appare come una sostanza semplice, quindi, in tal caso, il NOx è uguale a zero.
IL ossigeno negli altri composti si ha con NOx pari a -2. Pertanto, possiamo calcolare gli NOx del cromo in tutte le specie, rendendolo l'incognita (x):
Cr2IL3 → 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
Domanda 2
(UPE 2013) Un gruppo internazionale di scienziati ha scoperto una complessa reazione chimica responsabile del deterioramento di alcuni dei grandi opere d'arte della storia, prodotte da Vincent van Gogh (1853–1890) e altri famosi pittori del XX secolo XIX. Nelle loro ricerche, questi ricercatori hanno invecchiato artificialmente i pigmenti e hanno scoperto che il l'oscuramento dello strato superiore era correlato ad un cambio di cromo presente nella pittura da Cr(VI) a Cr(III).
Disponibili in: http://agencia.fapesp.br/13455 (adattato)
Dati:Cr (Z = 24), configurazione elettronica: [Ar] 4s1 3d5
Alla luce della situazione sopra descritta, lo è CORRETTAaffermare che (il)
A) l'ossidazione del Cr(VI) in Cr(III) ha deteriorato grandi opere artistiche della storia.
B) l'invecchiamento dei telai è legato all'eccitazione elettronica del CuIl per Cr3+.
C) Processo di riduzione del Cr6+ per Cr3+ ha oscurato opere famose del XIX secolo.
D) la trasformazione avvenuta ha ossidato il CuIl, responsabile della lucentezza del dipinto originale.
E) il passaggio da Cr(VI) a Cr(III) è una reazione chimica che avviene solo dopo molti anni.
Risoluzione:
Alternativa C
Il passaggio da Cr(VI) a Cr(III) è un processo di riduzione (diminuzione degli NOx), responsabile dell'oscuramento degli schermi.
Di Stefano Araújo Novais
Insegnante di chimica
