Хром (Cr): характеристики, получение, применение

НАШИ хром, атомный номер 24 — это переходный металл, находящийся в 6-й группе Периодической таблицы. Его цвет сероватый, но это также очень блестящий металл. Он существует в основном в степенях окисления +2, +3 и +6 и характеризуется тем, что все его соединения окрашены. Недаром его название происходит от греч. цветность, что означает цвет.

Этот элемент получают через хромит и широко применяют в металлургической промышленности, при производстве нержавеющей стали и других специальных сплавов. Хром также можно наносить на предметы гальванопокрытием с эффектом, известным как хромирование, которое гарантирует, помимо красоты, большую химическую стойкость. Соединения хрома также используются в пигментах и ​​красках, помимо огнеупорных материалов.

Читайте также: Гафний — переходный металл, обладающий свойствами, подобными цирконию.

хром резюме

• Хром — сероватый блестящий металл, открывающий 6-ю группу Периодическая таблица.

• Он очень устойчив к коррозии и химическому воздействию при комнатной температуре.

• Он в основном представлен степенями окисления +2, +3 и +6.

• Все его соединения имеют цвет.

• Его можно получить из хромита FeCr.₂НАШИ_4.

• Он в основном эксплуатируется металлургической промышленностью, которая использует его в производстве нержавеющая сталь.

• Он был открыт в 1797 году французом Луи Николя Вокленом.

[pullicity_omnia]

свойства хрома

• Условное обозначение: Кр.

• Атомный номер: 24.

• Атомная масса: 51,9961 у.е.

• Электроотрицательность: 1,66.

• Точка слияния: 1907°С.

• Точка кипения: 2671°С.

• Плотность: 7,15 г.см^-3 (при 20°С).

• Электронная конфигурация: [Воздух] 4 с¹ 3д⁵.

• Химическая серия: группа 6, мЭтаис переход.

хром характеристики

Хром, атомный номер 24, является металл серого цвета, твердый и блестящий. При комнатной температуре он устойчив к химическим воздействиям, таким как кислотные или щелочные растворы, за исключением HCl и H.₂ТОЛЬКО₄ разбавленный. Однако при более высоких температурах хром становится гораздо более реакционноспособным, легко окисляясь O.₂, и сочетается с галогенами и большинством неметаллов.

В растворе соединения хрома обычно имеют степени окисления +6, +3 и +2. На самом деле интересная особенность заключается в том, что все соединения хрома цветные, такие как дихромат калий, К₂Кр₂НАШИ₇, оранжевый, и хромат калия, K₂CrO₄, который желтый.

Любопытный факт о хроме заключается в том, что его электронная конфигурация не соответствует ожидаемому образцу. сделать свой электронная дистрибуция, можно было бы ожидать [Ar] 4s² 3д⁴, однако расчеты энергии и стабильности показывают, что конфигурация [Ar] 4s¹ 3д⁵ он более стабилен. Это можно объяснить тем, правило Хунда.

Согласно этому правилу, чем больше число электроны с равными (или параллельными) спинами на неполной орбитали, тем меньше энергия атом, то есть больше устойчивость. Посмотрите на изображение ниже:

Электронная конфигурация хрома в энергетическом порядке.

Если бы хром принял конфигурацию 4s² 3д⁴, 4s-орбиталь будет представлять электроны с противоположным спином (↑↓), что увеличит отталкивание, в конце концов, на одной орбитали будет два заряда одного знака.

Приняв конфигурацию 4s¹ 3д⁵, хром содержит большее количество электронов с одинаковым спином, без присутствия электронов, разделяющих одну и ту же орбиталь (как показано на предыдущем изображении), что снижает его энергию и гарантирует большую стабильность.

Смотрите также: Ванадий — химический элемент, растворы которого также имеют разный цвет.

Где можно найти хром?

хром это десятый по распространенности элемент на земле. Хотя есть несколько минералов, в состав которых входит хром, хромит, FeCr₂НАШИ₄, является наиболее важным минералом хрома, который наиболее широко используется в коммерческих целях.

Хромит, основной природный источник хрома.

Важно подчеркнуть, что страны с самыми высокими запасами хрома находятся:

• Южная Африка;

• Казахстан;

• Индия;

• Турция.

НАШИ Бразилия единственный производитель хрома на всем американском континенте, но владеет лишь 0,11% мировых запасов. Запасы распределены в основном по следующим штатам:

• Баия;

• амапа;

• Минас-Жерайс.

Получение хрома

 Образец металлического хрома с расчетной чистотой 99,9%.

НАШИ металлический хром производится через из хромита. В этом случае минерал расплавляется с карбонат натрия, В₂СО₃, в присутствии воздуха с образованием хромата натрия и оксида железа III:

4 FeCr₂НАШИ₄ + 8 в₂СО₃ + 7 О₂ → 8 дюймов₂CrO₄ + 2 Fe₂НАШИ₃ + 8 СО₂

Оттуда осуществляется добыча с Вода, так как На₂CrO₄ растворим в воде, а Fe₂НАШИ₃ нет. Затем среду подкисляют H₂ТОЛЬКО₄, что позволяет кристаллизовать хромат натрий. затем₂CrO₄ восстанавливается до оксида хрома III с использованием углерод при высокой температуре:

В₂CrO₄ + 2 С → Кр₂НАШИ₃ + на₂СО₃ + СО

Затем металлический хром получают, когда алюминий используется в качестве восстановителя, также при высокой температуре:

Кр₂НАШИ₃ + 2 Al → Al₂НАШИ₃ + 2 Кр

хромированные приложения

НАШИ промышленность металлургический является основным потребителем хрома, при этом около 80% всего хрома производится либо в форме хромита, либо в виде хромового концентрата.₂НАШИ₃. Это связано с тем, что хром способен образовывать сплав феррохрома, основной источник для получения нержавеющая сталь и другие специальные сплавы.

Хром, который обычно составляет 18% нержавеющей стали, значительно повышает устойчивость к окислению (коррозии) и другим химическим воздействиям на сталь. В других специальных сплавах хром также играет роль в повышении прокаливаемости, твердости и ударной вязкости материалов.

Хром значительно повышает коррозионную стойкость стали.

НАШИ огнеупорная промышленность Он также является хорошим потребителем хрома, так как хромит является известным огнеупорным материалом, то есть материалом, способным противостоять тепловым, химическим и физическим воздействиям, возникающим в промышленности. Хромит, используемый для изготовления огнеупорного кирпича, очень устойчив к деградации при нагревании.

уже химическая индустрия стремится использовать хром несколькими способами:

• как катализатор;

• как ингибитор коррозии;

• в хромировании;

• в пигментах;

• в красящих составах.

Хорошо известно хромирование, заключающееся в образовании на предмете защитного слоя хрома, предохраняющего его от коррозии. В этом процессе хром наносится на хромируемый объект через электролиз сульфат хрома III, Cr₂(ТОЛЬКО₄)₃, полученный растворением Cr₂НАШИ₃ в ч₂ТОЛЬКО₄.

Хромовые пигменты очень распространены, особенно с различными цветами, которые можно получить из их соединений. При растворении гексагидрата хлорида хрома III CrCl_3·6 утра₂О, получается фиолетовый раствор. С другой стороны, при растворении сульфата хрома III Cr₂(ТОЛЬКО₄)₃, получается зеленый цвет.

Раствор хлорида хрома II, CrCl₂, синий, а ацетат хрома II, Cr₂(операционный директор)₄, представляет собой красное твердое вещество. Оксид хрома II, CrO₂, Оно черное; хромат калия, К₂CrO₄и желтый; дихромат калия, К₂Кр₂НАШИ₇и оранжевый; трихромат калия, К₂Кр₃НАШИ₁₀, оно красное; и оксид хрома VI, CrO₃, тоже красный.

Интересный:Рубины на самом деле являются драгоценными камнями формулы Al.₂НАШИ₃, которые имеют следы хрома в своем составе. Это также относится к изумруду, разновидности берилла, чей зеленый цвет является результатом небольшого количества хрома.

Также знать:Вольфрам — сероватый металл, по цвету напоминающий сталь.

Связь хрома со здоровьем

Две степени окисления хрома играют биологическую роль. Посмотрим дальше.

→ Шестивалентный хром (Cr⁶⁺)

Что касается Кр⁶⁺, известно, что это может быть считается канцерогенным, особенно при вдыхании или проглатывании в больших количествах.

→ Трехвалентный хром (Cr³⁺)

Трехвалентный хром всегда обдуманный существенный элемент. Пищевые добавки хрома в этой форме стали популярными для продвижения основных микроэлементов и в качестве средства для снижения веса. Существует также дискуссия о том, что введение трехвалентного хрома было бы интересно для лечения диабет 2 типа, а также при гестационном диабете.

Несмотря на то что, некоторые авторы помещают эта существенность обсуждается. Суть в том, что хром, вне зависимости от того, принимается он в пищу или нет, не влияет на состав тела. метаболизм дает глюкоза или чувствительность к инсулину. Считается, что на самом деле самая высокая доза хрома оказывает фармакологический и непитательный эффект, что указывает на то, что он является незаменимым элементом.

история хрома

Название хром происходит от греч. цветность, что означает цвет. Также дав имя этому элементу, его открытие произошлофранцузский фармацевт и химик Луи Николя Воклен, в 1797 году, когда он заметил хром при изучении крокоитовой руды, PbCrO₄. Однако поначалу металл не имел большого коммерческого успеха.

Например, через пятнадцать лет после его открытия сэр Хамфри Дэви мало что знал о хроме и его соединениях, когда писал свою знаменитую книгу. Элементы химической философии, указывая только на то, что хромовая кислота имела кислый вкус.

В том же году Йонс Якоб Берцелиус писал, что послевкусие токсичной хромовой кислоты было неприятным и металлическим. Берцелиус понял, что металл, хотя и хрупкий, вполне устойчив к действию кислоты и атмосферный воздух.

Хотя поначалу это не имело большого коммерческого успеха, в конце 19 века и начале 20 века, элемент начали использовать в коммерческих целях, поскольку нержавеющая сталь стала широко использоваться, а также хромирование деталей в автомобильной промышленности, что сделало хром металлом, пользующимся большим спросом.

Не останавливайся сейчас... После рекламы есть еще ;)

Хром решил упражнения

Вопрос 1

(УЭФС/БА)Атом хрома имеет степень окисления +3 в разновидностях

А) Кр₂НАШИ₃

Б) CrO

С) Кр

Г) CrO₄^2-

Д) Кр₂НАШИ₇^2-

Разрешение:

Альтернатива А

В букве С хром появляется как простое вещество, поэтому в этом случае NOx равен нулю.

НАШИ кислород в других соединениях это происходит при NOx, равном -2. Таким образом, мы можем вычислить NOx хрома во всех разновидностях, сделав его неизвестным (x):

• Кр₂НАШИ₃ → 2х + 3(-2) = 0 ⸫ х = +3

• CrO → х + (-2) = 0 ⸫ х = +2

• CrO₄^2- → х + 4 (-2) = -2 ⸫ х = +6

• Cr2O₇^2- → 2х + 7(-2) = -2 ⸫ х = +6

вопрос 2

(ВНО 2013) Международная группа ученых обнаружила сложную химическую реакцию, ответственную за порчу некоторых великие произведения искусства в истории, созданные Винсентом Ван Гогом (1853–1890) и другими известными художниками 20 века. XIX. В своих исследованиях эти исследователи искусственно состаривали пигменты и обнаружили, что потемнение верхнего слоя было связано с изменением содержания хрома в краске с Cr(VI) на Кр(III).

Доступно в: http://agencia.fapesp.br/13455 (адаптировано)

Данные:Cr (Z = 24), электронная конфигурация: [Ar] 4s¹ 3д⁵

В связи с описанной выше ситуацией, ВЕРНЫЙутверждать, что (что)

А) окисление Cr(VI) в Cr(III) испортило великие художественные произведения в истории.

Б) старение каркасов связано с электронным возбуждением Cu для Кр³⁺.

C) Процесс восстановления Cr⁶⁺ для Кр³⁺ затмил известные произведения 19 века.

D) произошедшее превращение окислило Cu, отвечающий за блеск оригинальной картины.

E) переход от Cr(VI) к Cr(III) является химической реакцией, которая происходит только через много лет.

Разрешение:

Альтернатива С

Переход от Cr(VI) к Cr(III) представляет собой процесс снижение (уменьшение NOx), что было причиной потемнения экранов.

Стефано Араужо Новаис
Учитель химии