Krom (Cr): egenskaper, oppnåelse, applikasjoner

DE krom, atomnummer 24, er et overgangsmetall plassert i gruppe 6 i det periodiske system. Fargen er gråaktig, men det er også et veldig skinnende metall. Den eksisterer hovedsakelig i +2, +3 og +6 oksidasjonstilstander og har den egenskapen at alle dens forbindelser er farget. Ikke rart at navnet kommer fra det greske kroma, som betyr farge.

Dette elementet er oppnådd gjennom kromitt og er mye brukt i metallurgisk industri, i produksjon av rustfritt stål og andre spesiallegeringer. Krom kan også galvaniseres på gjenstander, i en effekt kjent som forkromning, som garanterer, i tillegg til skjønnhet, stor kjemisk motstand. Kromforbindelser brukes også i pigmenter og maling, i tillegg til ildfaste materialer.

Les også: Hafnium — overgangsmetallet som har egenskaper som ligner på zirkonium

krom sammendrag

• Krom er et gråaktig, skinnende metall som åpner gruppe 6 av Periodiske tabell.

• Den er meget motstandsdyktig mot korrosjon og kjemisk angrep ved romtemperatur.

• Den presenterer hovedsakelig oksidasjonstilstander +2, +3 og +6.

• Alle dens forbindelser har farge.

• Det kan fås fra kromitt, FeCr₂DE_4.

• Det utnyttes hovedsakelig av metallurgisk industri, som bruker det til fremstilling av rustfritt stål.

• Den ble oppdaget i 1797 av franskmannen Louis Nicolas Vauquelin.

[pullicity_omnia]

krom egenskaper

• Symbol: Cr.

• Atomnummer: 24.

• Atommasse: 51.9961 c.u.s.

• Elektronegativitet: 1,66.

• Fusjonspunkt: 1907°C.

• Kokepunkt: 2671°C.

• Tetthet: 7,15 g.cm^-3 (ved 20°C).

• Elektronisk konfigurasjon: [Luft] 4s¹ 3d⁵.

• Kjemisk serie: gruppe 6, metais overgang.

krom egenskaper

Krom, atomnummer 24, er en metall grå i fargen, hard og blank. Ved romtemperatur tåler den godt kjemiske angrep, for eksempel fra sure eller basiske løsninger, med unntak av HCl og H₂BARE₄ fortynnet. Men ved høyere temperaturer blir krom mye mer reaktivt, og blir lett oksidert av O₂, og kombineres med halogener og de fleste ikke-metaller.

I løsning har kromforbindelser en tendens til å ha oksidasjonstall på +6, +3 og +2. Faktisk er det en interessant funksjon alle kromforbindelsene er farget, slik som dikromat av kalium, K₂Cr₂DE₇, som er oransje, og kaliumkromat, K₂CrO₄, som er gul.

Et merkelig faktum om krom er det elektronkonfigurasjonen følger ikke det forventede mønsteret. gjør din elektronisk distribusjon, vil det forventes å være [Ar] 4s² 3d⁴energi- og stabilitetsberegninger viser imidlertid at [Ar] 4s-konfigurasjonen¹ 3d⁵ den er mer stabil. Dette kan forklares med Hunds regel.

I henhold til denne regelen, jo større antall elektroner med like (eller parallelle) spinn i en ufullstendig orbital, jo lavere er energien til atom, det vil si jo større stabilitet. Se på bildet nedenfor:

Elektronisk konfigurasjon av krom i energirekkefølge.

Hvis chrome tok i bruk 4s-konfigurasjonen² 3d⁴, ville 4s-orbitalen presentere elektroner med motsatt spinn (↑↓), noe som ville øke frastøtingen, tross alt ville det være to ladninger av samme tegn som deler en enkelt orbital.

Ved å ta i bruk 4s-konfigurasjonen¹ 3d⁵, krom inneholder et større antall elektroner med likt spinn, uten tilstedeværelse av elektroner som deler samme orbital (som vist i forrige bilde), noe som reduserer energien og garanterer mer stabilitet.

Se også: Vanadium - kjemisk element hvis løsninger også har forskjellige farger

Hvor kan krom finnes?

krom er det tiende mest tallrike grunnstoffet på jorden. Selv om det er flere mineraler som har krom i sin konstitusjon, kromitt, FeCr₂DE₄, er det viktigste mineralet av krom, og er det mest utnyttede kommersielt.

Kromitt, den viktigste naturlige kilden til krom.

Det er viktig å understreke at land med de høyeste kromreservene er:

• Sør-Afrika;

• Kasakhstan;

• India;

• Tyrkia.

DE Brasil er den eneste kromprodusenten på hele det amerikanske kontinentet, men har bare 0,11 % av verdens reserver. Reservene er hovedsakelig fordelt i følgende stater:

• Bahia;

• amapá;

• Minas Gerais.

Får krom

 Metallisk kromprøve, med en estimert renhet på 99,9 %.

DE metallisk krom produseres gjennom fra kromitt. I dette tilfellet smeltes mineralet med natriumkarbonat, Kl₂CO₃, i nærvær av luft, genererer natriumkromat og jern III-oksid:

4 FeCr₂DE₄ + 8 tommer₂CO₃ + 7 O₂ → 8 inn₂CrO₄ + 2 Fe₂DE₃ + 8 CO₂

Derfra gjennomføres uttak med Vann, siden Na₂CrO₄ er løselig i vann, mens Fe₂DE₃ ikke. Deretter surgjøres mediet med H₂BARE₄, som tillater krystallisering av kromatet av natrium. deretter en₂CrO₄ reduseres til krom III-oksid ved bruk av karbon ved høy temperatur:

På₂CrO₄ + 2 C → Cr₂DE₃ + på₂CO₃ + CO

Metallisk krom oppnås da når aluminium brukes som reduksjonsmiddel, også ved høy temperatur:

Cr₂DE₃ + 2 Al → Al₂DE₃ + 2 Cr

chrome-applikasjoner

DE industri metallurgisk er hovedforbrukeren av krom, med omtrent 80 % av alt krom som produseres, enten i form av kromitt eller Cr-konsentrat.₂DE₃. Dette er fordi krom er i stand til å danne ferrokromlegeringen, den grunnleggende kilden for å oppnå rustfritt stål og andre spesiallegeringer.

Krom, som typisk utgjør 18 % av rustfritt stål, øker betraktelig motstanden mot oksidasjon (korrosjon) og andre kjemiske angrep på stål. I andre spesiallegeringer spiller krom også en rolle for å øke herdbarheten, hardheten og seigheten til materialer.

Krom øker korrosjonsmotstanden til stål kraftig.

DE ildfast industri Det er også en god forbruker av krom, da kromitt er et velkjent ildfast materiale, det vil si et materiale som er i stand til å motstå de termiske, kjemiske og fysiske effektene som oppstår i industrien. Kromitt, som brukes til fremstilling av ildfast murstein, er svært motstandsdyktig mot nedbrytning når den utsettes for oppvarming.

allerede kjemisk industri søker å bruke krom på flere måter:

• som en katalysator;

• som en korrosjonsinhibitor;

• i forkromning;

• i pigmenter;

• i fargestoffer.

Forkromning er velkjent, som består av dannelsen av et beskyttende lag av krom over en gjenstand som beskytter den mot korrosjon. I denne prosessen avsettes krom på objektet som skal forkrommes elektrolyse krom III-sulfat, Cr₂(BARE₄)₃, produsert ved oppløsningen av Cr₂DE₃ i H₂BARE₄.

Krompigmenter er svært vanlige, spesielt med de forskjellige fargene som kan oppnås med deres forbindelser. I oppløsningen av krom III klorid heksahydrat, CrCl_3·klokka 6 om morgenen₂O, en fiolett løsning oppnås. På den annen side, i oppløsningen av krom III-sulfat, Cr₂(BARE₄)₃, oppnås en grønn farge.

Løsningen av krom II-klorid, CrCl₂, er blå, mens krom II-acetat, Cr₂(COO)₄, er et rødt fast stoff. Kromoksid II, CrO₂, det er svart; kaliumkromat, K₂CrO₄, og gul; kaliumdikromat, K₂Cr₂DE₇, og oransje; kaliumtrikromat, K₂Cr₃DE₁₀, den er rød; og krom VI-oksid, CrO₃, er også rød.

Interessant:Rubinene er faktisk edelstener, med formel Al₂DE₃, som har spor av krom i konstitusjonen. Dette er også tilfellet med smaragd, en form for beryl, hvis grønne farge er et resultat av små mengder krom.

Vet også:Tungsten - et gråaktig metall hvis farge ligner stål

Kroms forhold til helse

To oksidasjonstilstander av krom har en biologisk rolle. La oss se neste.

→ Seksverdig krom (Cr⁶⁺)

Med hensyn til Cr⁶⁺, det er kjent at det kan være det anses som kreftfremkallende, spesielt ved innånding eller inntak i store mengder.

→ Trivalent krom (Cr³⁺)

Treverdig krom har alltid vært det regnet som et vesentlig element. Ernæringstilskudd av krom i denne formen har blitt populært for essensielle sporelementer og som vekttapsmiddel. Det er også en diskusjon som administrering av trivalent krom vil være interessant for behandling av Type 2 diabetes, samt for svangerskapsdiabetes.

Selv om, noen forfattere satte denne vesentligheten under diskusjon. Tankegangen er at krom, enten tilsatt eller ikke, ikke spiller noen rolle i kroppssammensetningen, metabolisme gir glukose eller insulinfølsomhet. Det antas at faktisk den høyeste dosen av krom har farmakologiske og ikke-ernæringsmessige effekter for å indikere det som et essensielt element.

chrome historie

Navnet krom kommer fra gresk kroma, som betyr farge. Etter å ha gitt navnet til dette elementet, oppdagelsen kom tilFransk farmasøyt og kjemiker Louis Nicolas Vauquelin, i år 1797, da han la merke til krom da han studerte krokoittmalmen, PbCrO₄. Imidlertid var metallet i utgangspunktet ikke en stor kommersiell suksess.

Femten år etter oppdagelsen, for eksempel, visste ikke Sir Humphry Davy mye om krom og dets forbindelser da han skrev sin berømte bok Elementer i kjemisk filosofi, noe som bare indikerer at kromsyre hadde en sur smak.

Samme år skrev Jöns Jacob Berzelius at ettersmaken av giftig kromsyre var ubehagelig og metallisk. Berzelius innså at metallet, selv om det var sprøtt, var ganske motstandsdyktig mot virkningen av syrer og atmosfærisk luft.

Selv om det i utgangspunktet ikke var en stor kommersiell suksess, på slutten av 1800-tallet og begynnelsen av 1900-tallet, elementet begynte å bli brukt kommersielt, da rustfritt stål begynte å bli mye brukt, så vel som forkromning av deler i bilindustrien, noe som gjorde krom til et metall i stor etterspørsel.

Ikke stopp nå... Det er mer etter annonsen ;)

Krom løste øvelser

Spørsmål 1

(UEFS/BA)Kromatomet har et oksidasjonstall på +3 i arten

A) Kr₂DE₃

B) CrO

C) Cr

D) CrO₄^2-

E) Kr₂DE₇^2-

Vedtak:

Alternativ A

I bokstaven C vises krom som et enkelt stoff, så i så fall NOx er lik null.

DE oksygen i de andre forbindelsene forekommer det med NOx lik -2. Dermed kan vi beregne NOx av krom i alle arter, noe som gjør det til det ukjente (x):

• Cr₂DE₃ → 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

spørsmål 2

(UPE 2013) En internasjonal gruppe forskere har oppdaget en kompleks kjemisk reaksjon som er ansvarlig for forringelsen av noen av de store kunstverk i historien, produsert av Vincent van Gogh (1853–1890) og andre kjente malere på 1900-tallet XIX. I sine undersøkelser har disse forskerne aldret pigmentene kunstig og fant ut at mørkning av topplaget var relatert til en endring av krom tilstede i malingen fra Cr(VI) til Cr(III).

Tilgjengelig i: http://agencia.fapesp.br/13455 (Tilpasset)

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

I lys av situasjonen beskrevet ovenfor, er det RIKTIGhevde at (den)

A) oksidasjon av Cr(VI) til Cr(III) har forringet store kunstneriske verk i historien.

B) aldring av rammene er relatert til elektronisk eksitasjon av Cu^De for Cr³⁺.

C) Cr-reduksjonsprosess⁶⁺ for Cr³⁺ har skjult kjente verk fra 1800-tallet.

D) transformasjonen som har funnet sted har oksidert Cu^De, ansvarlig for glansen til det originale maleriet.

E) endring fra Cr(VI) til Cr(III) er en kjemisk reaksjon som først skjer etter mange år.

Vedtak:

Alternativ C

Overgangen fra Cr(VI) til Cr(III) er en prosess av reduksjon (nedgang i NOx), som var ansvarlig for mørkningen av skjermene.

Av Stefano Araújo Novais
Kjemilærer