Godine 1766. profesor hemije i šef hemijske laboratorije Sankt Peterburške akademije nauka I.G. Lehman je opisao novi mineral pronađen na Uralu u rudniku Berezovsky, koji je nazvan "sibirsko crveno olovo", PbCrO 4. Suvremeni naziv je crocoite. 1797. francuski hemičar L.N. Vauquelin izolirao je iz njega novi vatrostalni metal.
Element je dobio ime po grčkom. χρῶμα - boja, boja - zbog raznolikosti boja njegovih spojeva.

Biti u prirodi i dobiti:

Najčešći mineral hroma je hrom -željezna ruda FeCr 2 O 4 (hromit), čija se bogata nalazišta nalaze na Uralu i u Kazahstanu, a drugi najvažniji mineral je krokoit PbCrO 4. Maseni udio kroma u zemljinoj kori iznosi 0,03%. Prirodni krom sastoji se od mješavine pet izotopa sa masenim brojevima 50, 52, 53, 54 i 56; drugi radioaktivni izotopi su također umjetno dobiveni.
Glavne količine kroma dobivaju se i koriste u obliku legure sa željezom, ferokroma, reducirajućeg kromita s koksom: FeCr 2 O 4 + 4C = Fe + 2Cr + 4CO
Čisti krom dobiva se redukcijom njegovog oksida aluminijom: Cr 2 O 3 + 2Al = 2Cr + Al 2 O 3
ili elektrolizom vodenih otopina spojeva kroma.

Fizička svojstva:

Krom je sivkasto-bijeli sjajni metal, po izgledu sličan čeliku, jednom od najtvrđih metala, r= 7,19 g / cm 3, Tm = 2130K, Tboil = 2945K. Krom posjeduje sva svojstva karakteristična za metale - dobro provodi toplinu, električnu struju, ima sjaj svojstven većini metala.

Hemijska svojstva:

Krom je stabilan u zraku zbog pasivacije - stvaranja zaštitnog oksidnog filma. Iz istog razloga ne reagira s koncentriranom sumpornom i dušičnom kiselinom. Gori na 2000 ° C sa stvaranjem zelenog hrom (III) oksida Cr 2 O 3.
Kada se zagrije, reagira s mnogim nemetalima, često stvarajući spojeve nestehiometrijskog sastava, karbide, boride, silicide, nitride itd.
Krom tvori brojna jedinjenja u različitim oksidacijskim stanjima, uglavnom +2, +3, +6.

Najvažnije veze:

Stanje oksidacije +2- bazični oksid CrO (crni), hidroksid Cr (OH) 2 (žuti). Soli kroma (II) (plave otopine) dobivaju se redukcijom soli kroma (III) cinkom u kiselom mediju. Vrlo jaka redukcijska sredstva, polako oksidirana vodom uz nastanak vodika.

Stanje oksidacije +3- najstabilnije oksidaciono stanje kroma, odgovara: amfoternom oksidu Cr 2 O 3 i hidroksidu Cr (OH) 3 (oba su sivo-zelena), soma kroma (III)- sivo-zelene ili ljubičaste, kromitima MCrO2, koji dobivaju se spajanjem kromovog oksida s lužinama, tetra- i heksahidroksokromatima (III) dobivenim otapanjem kromovog (III) hidroksida u lužinskim otopinama (zeleno), brojnim složenim spojevima kroma.

Stanje oksidacije +6- drugo karakteristično oksidaciono stanje hroma, koje odgovara kiselom hrom -oksidu (VI) CrO 3 (crveni kristali, rastvara se u vodi, formirajući hromne kiseline), hromni H 2 CrO 4, dihromni H 2 Cr 2 O 7 i polihromne kiseline, odgovarajuće soli: žuti kromati i narančasti dikromati. Spojevi kroma (VI) jaki su oksidanti, posebno u kiselom okruženju, reducirani su u spojeve kroma (III)
U vodenoj otopini, kromati se pretvaraju u dihromate kad se promijeni kiselost medija:
2CrO 4 2- + 2H + Cr 2 O 7 2- + H 2 O, što je popraćeno promjenom boje.

Aplikacija

Krom, u obliku ferokroma, koristi se u proizvodnji legiranih vrsta čelika (posebno nehrđajućeg čelika) i drugih legura. Legure hroma: hrom-30 i hrom-90, neophodne za proizvodnju mlaznica moćnih plazma plamenika i u vazduhoplovnoj industriji, legura sa niklom (nikrom)-za proizvodnju grijaćih elemenata. Velike količine kroma koriste se kao lijepi premazi za galvanizaciju (kromiranje) otporni na habanje.

Biološka uloga i fiziološko djelovanje

Krom je jedan od biogenih elemenata koji se stalno nalazi u tkivima biljaka i životinja. Kod životinja, krom je uključen u metabolizam lipida, proteina (dio enzima tripsina), ugljikohidrata. Smanjenje sadržaja kroma u hrani i krvi dovodi do smanjenja brzine rasta, povećanja kolesterola u krvi.

U svom čistom obliku, krom je prilično otrovan, metalna prašina kroma iritira plućna tkiva. Spojevi kroma (III) uzrokuju dermatitis. Spojevi kroma (VI) dovode do različitih ljudskih bolesti, uključujući rak. Najveća dopuštena koncentracija kroma (VI) u atmosferskom zraku 0,0015 mg / m 3

Kononova A.S., Nakov D.D., Tjumenski državni univerzitet, grupa 501 (2), 2013

Izvori:
Chrome (element) // Wikipedia. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Chrome (datum pristupa: 01/06/2014).
Popularna biblioteka hemijskih elemenata: Hrom. // URL:

Sadržaj članka

CHROMIUM- (Hrom) Cr, hemijski element 6 (VIb) grupe periodnog sistema. Atomski broj 24, atomska masa 51.996. Poznata su 24 izotopa kroma od 42 Cr do 66 Cr. Izotopi 52 Cr, 53 Cr, 54 Cr su stabilni. Izotopski sastav prirodnog hroma: 50 Cr (vrijeme poluraspada 1,8 × 10 17 godina) - 4,345%, 52 Cr - 83,489%, 53 Cr - 9,501%, 54 Cr - 2365%. Glavna oksidaciona stanja su +3 i +6.

1761. profesor hemije na Univerzitetu u Sankt Peterburgu, Johann Gottlob Lehmann, u istočnom podnožju Uralskih planina u rudniku Berezovsky, otkrio je izvanredan crveni mineral, koji je, usitnjen u prah, dao svijetložutu boju. 1766. Lehman je donio uzorke minerala u Sankt Peterburg. Nakon obrade kristala s klorovodičnom kiselinom, dobio je bijeli talog u kojem je našao olovo. Lehman je mineral nazvao sibirsko crveno olovo (plomb rouge de Sibérie), sada je poznato da je to bio krokoit (od grčkog "krokos" - šafran) - prirodni olovni kromat PbCrO 4.

Njemački putnik i prirodoslovac Peter Simon Pallas (1741–1811) predvodio je ekspediciju Sankt Peterburške akademije nauka u centralne regije Rusije i 1770. posjetio južni i srednji Ural, uključujući rudnik Berezovsky i, poput Lehmana, zainteresovao se u krokoitu. Pallas je napisao: „Ovaj nevjerojatni mineral olova od crvenog olova ne nalazi se ni u jednom drugom ležištu. Kad se melje u prah, postaje žuto i može se koristiti u umjetničkim minijaturama. " Unatoč rijetkosti i poteškoćama u isporuci krokoita iz rudnika Berezovsky u Europu (trebalo je gotovo dvije godine), upotreba minerala kao boje bila je cijenjena. U Londonu i Parizu krajem 17. stoljeća. sve plemenite osobe putovale su kočijama obojenim fino samljevenim krokoitom, osim toga, najbolji uzorci sibirskog crvenog olova nadopunili su zbirke mnogih mineraloških studija u Europi.

Godine 1796. uzorak krokoita došao je do profesora hemije na Pariskoj mineraloškoj školi Nicolas-Louis Vauquelin (1763–1829), koji je analizirao mineral, ali u njemu nije našao ništa osim oksida olova, željeza i aluminija. Nastavljajući svoja istraživanja o sibirskom crvenom olovu, Vaukelen je mineral prokuhao otopinom kalijeve otopine i nakon odvajanja bijelog taloga olovnog karbonata dobio žuti rastvor nepoznate soli. Kada je tretiran olovnom soli, nastao je žuti talog, sa živom soli - crveni, a kada je dodat kalaj hlorid, otopina je postala zelena. Razlaganjem krokoita s mineralnim kiselinama, dobio je otopinu "crvene olovne kiseline", čije je isparavanje dalo rubin-crvene kristale (sada je jasno da se radi o kromiranom anhidridu). Nakon što ih je kalcinirao ugljenom u grafitnom loncu, nakon reakcije, otkrio sam mnogo uraslih sivih kristala igličastog metala do tada nepoznatog. Vauckelen je naveo visoku vatrostalnost metala i njegovu otpornost na kiseline.

Vauquelin je novi element nazvao krom (od grčkog crwma - boja, boja) zbog mnoštva raznobojnih spojeva koje tvori. Na osnovu svog istraživanja, Vaukelen je prvi izjavio da je smaragdna boja nekih dragog kamenja posljedica primjese spojeva kroma u njima. Na primjer, prirodni smaragd je tamnozeleni beril, u kojem je aluminij djelomično zamijenjen kromom.

Najvjerojatnije je Vauquelin dobio ne čisti metal, već njegove karbide, o čemu svjedoči iglasti oblik dobivenih kristala, ali je Pariska akademija znanosti ipak registrirala otkriće novog elementa, pa se Vauquelin s pravom smatra otkrivačem element br. 24.

Yuri Krutyakov

Nacionalno istraživačko sveučilište Tomsk Polytechnic University

Institut za geoekologiju i geohemiju prirodnih resursa

Chromium

Po disciplini:

Hemija

Završeno:

student grupe 2G41 Tkacheva Anastasia Vladimirovna 29.10.2014

Provjereno:

učitelj Stas Nikolaj Fedorovič

Položaj u periodnom sistemu

Chromium- element sporedne podgrupe 6. grupe 4. perioda periodnog sistema hemijskih elemenata D. I. Mendelejeva sa atomskim brojem 24. Označen je simbolom Cr(lat. Chromium). Jednostavna supstanca hrom- čvrsti metal, plavkasto-bijela. Hrom se ponekad naziva i crni metali.

Struktura atoma

17 Cl) 2) 8) 7 - dijagram strukture atoma

1s2s2p3s3p- elektronička formula

Atom se nalazi u III periodu i ima tri energetska nivoa

Atom se nalazi u VII u grupi, u glavnoj podgrupi - na vanjskom nivou energije od 7 elektrona

Svojstva elemenata

Fizička svojstva

Krom je bijeli sjajni metal s kubičnom rešetkom centriranom na tijelo, a = 0,28845 nm, koju karakterizira tvrdoća i lomljivost, gustoće 7,2 g / cm 3, jedan od najtvrđih čistih metala (odmah iza berilijuma, volframa i urana) ), sa tačkom topljenja od 1903 stepena. I sa tačkom ključanja od oko 2570 stepeni. C. U zraku je površina kroma prekrivena oksidnim filmom koji ga štiti od daljnje oksidacije. Dodavanjem ugljika u krom dodatno se povećava njegova tvrdoća.

Hemijska svojstva

Krom je u normalnim uvjetima inertan metal; kada se zagrije, postaje prilično aktivan.

Interakcija s nemetalima

Kada se zagrije na 600 ° C, krom izgori u kisiku:

4Cr + 3O 2 = 2Cr 2 O 3.

Reaguje sa fluorom na 350 ° C, sa hlorom - na 300 ° C, sa bromom - na temperaturi crvene toplote, formirajući hrom (III) halogenide:

2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3.

Reaguje sa azotom na temperaturama iznad 1000 ° C sa stvaranjem nitrida:

2Cr + N 2 = 2CrN

ili 4Cr + N 2 = 2Cr 2 N.

2Cr + 3S = Cr 2 S 3.

Reaguje sa borom, ugljenikom i silicijumom pri čemu nastaju boridi, karbidi i silicidi:

Cr + 2B = CrB 2 (moguće stvaranje Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 4),

2Cr + 3C = Cr 2 C 3 (moguće stvaranje Cr 23 C 6, Cr 7 B 3),

Cr + 2Si = CrSi 2 (moguće stvaranje Cr 3 Si, Cr 5 Si 3, CrSi).

Ne stupa u direktnu interakciju s vodikom.

Interakcija sa vodom

U fino podijeljenom užarenom stanju, krom reagira s vodom, tvoreći krom (III) oksid i vodik:

2Cr + 3H 2 O = Cr 2 O 3 + 3H 2

5 interakcije s kiselinama

U elektrokemijskim nizovima metalnih napona, krom je do vodika, on istiskuje vodik iz otopina neoksidirajućih kiselina:

Cr + 2HCl = CrCl 2 + H 2;

Cr + H 2 SO 4 = CrSO 4 + H 2.

U prisutnosti atmosferskog kisika nastaju soli kroma (III):

4Cr + 12HCl + 3O 2 = 4CrCl 3 + 6H 2 O.

Koncentrirana dušična i sumporna kiselina pasiviziraju krom. Krom se u njima može otopiti samo uz jako zagrijavanje, nastaju soli kroma (III) i produkti redukcije kiseline:

2Cr + 6H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O;

Cr + 6HNO 3 = Cr (NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O.

Interakcija sa alkalnim reagensima

U vodenim otopinama lužina, krom se ne otapa, polako reagira s alkalnim talinama s stvaranjem kromita i oslobađanjem vodika:

2Cr + 6KOH = 2KCrO 2 + 2K 2 O + 3H 2.

Reaguje sa alkalnim talinama oksidacionih agenasa, na primer kalijum hlorata, dok se hrom pretvara u kalijum hromat:

Cr + KClO 3 + 2KOH = K 2 CrO 4 + KCl + H 2 O.

Oporaba metala iz oksida i soli

Krom je aktivni metal koji može istisnuti metale iz otopina njihovih soli: 2Cr + 3CuCl 2 = 2CrCl 3 + 3Cu.

Svojstva jednostavne tvari

Stabilan u zraku zbog pasivizacije. Iz istog razloga ne reagira sa sumpornom i dušičnom kiselinom. Gori na 2000 ° C sa stvaranjem zelenog hrom (III) oksida Cr 2 O 3, koji ima amfoterna svojstva.

Sintetizirani su spojevi kroma s borom (boridi Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 2, CrB 4 i Cr 5 B 3), s ugljikom (karbidi Cr 23 C 6, Cr 7 C 3 i Cr 3 C 2 ), sa silicijumom (silikoidi Cr 3 Si, Cr 5 Si 3 i CrSi) i azotom (nitridi CrN i Cr 2 N).

Jedinjenja Cr (+2)

Oksidacijsko stanje +2 odgovara osnovnom oksidu CrO (crno). Soli Cr 2+ (plave otopine) dobivaju se redukcijom soli Cr 3+ ili dihromata s cinkom u kiselom mediju ("s vodikom u vrijeme izolacije"):

Sve ove soli Cr 2+ snažna su redukcijska sredstva do te mjere da istiskuju vodik iz vode pri stajanju. Kisik u zraku, posebno u kiselom okruženju, oksidira Cr 2+, zbog čega plava otopina brzo postaje zelena.

Smeđi ili žuti hidroksid Cr (OH) 2 taloži se kada se lužine dodaju u otopine soli kroma (II).

Sintetizirani su krom -dihalidi CrF 2, CrCl 2, CrBr 2 i CrI 2

Jedinjenja Cr (+3)

Oksidacijsko stanje +3 odgovara amfoternom oksidu Cr 2 O 3 i hidroksidu Cr (OH) 3 (oba su zelena). Ovo je najstabilnije oksidacijsko stanje kroma. Spojevi kroma u ovom oksidacijskom stanju imaju boju od prljavog jorgovana (ion 3+) do zelene (anioni su prisutni u koordinacijskoj sferi).

Cr 3+ teži stvaranju dvostrukih sulfata tipa M I Cr (SO 4) 2 12H 2 O (stipsa)

Krom (III) hidroksid se dobiva djelovanjem s amonijakom na otopine soli kroma (III):

Cr + 3NH + 3H2O → Cr (OH) ↓ + 3NH

Možete koristiti otopine lužina, ali u njihovom višku nastaje topljivi hidrokso kompleks:

Cr + 3OH → Cr (OH) ↓

Cr (OH) + 3OH →

Spajanjem Cr 2 O 3 s lužinama dobivaju se kromiti:

Cr2O3 + 2NaOH → 2NaCrO2 + H2O

Nekalcinirani krom (III) oksid otapa se u alkalnim otopinama i kiselinama:

Cr2O3 + 6HCl → 2CrCl3 + 3H2O

Kada se spojevi kroma (III) oksidiraju u alkalnom mediju, nastaju spojevi kroma (VI):

2Na + 3HO → 2NaCrO + 2NaOH + 8HO

Isto se događa kada se kromov (III) oksid spoji s lužinama i oksidansima ili s lužinom u zraku (talina tako dobiva žutu boju):

2Cr2O3 + 8NaOH + 3O2 → 4Na2CrO4 + 4H2O

Jedinjenja hroma (+4)[

Pažljivim raspadanjem kromovog (VI) oksida CrO 3 u hidrotermalnim uvjetima, dobiva se krom (IV) oksid CrO 2, koji je feromagnetski i ima metalnu vodljivost.

Među tetrahalidima kroma, CrF 4 je stabilan, tetraklorid kroma CrCl 4 postoji samo u parama.

Jedinjenja hroma (+6)

Oksidacijsko stanje +6 odgovara kiselom kromovom (VI) oksidu CrO 3 i nizu kiselina između kojih postoji ravnoteža. Najjednostavniji od njih su kromirani H 2 CrO 4 i dvokromni H 2 Cr 2 O 7. Oni tvore dvije serije soli: žute kromate i narančaste dikromate.

Hrom -oksid (VI) CrO 3 nastaje interakcijom koncentrovane sumporne kiseline sa rastvorima dihromata. Tipičan kiseli oksid, u interakciji s vodom, stvara jake nestabilne kromne kiseline: krom H 2 CrO 4, dikromu H 2 Cr 2 O 7 i druge izopolikiseline opće formule H 2 Cr n O 3n + 1. Povećanje stupnja polimerizacije događa se sa smanjenjem pH, odnosno povećanjem kiselosti:

2CrO + 2H → Cr2O + H2O

Ali ako se u narančastu otopinu K 2 Cr 2 O 7 doda alkalna otopina, boja se ponovno pretvara u žutu, budući da se ponovno stvara kromat K 2 CrO 4:

Cr2O + 2OH → 2CrO + HO

Ne postiže visok stupanj polimerizacije, kao što se događa u volframu i molibdenu, budući da se polihromna kiselina razlaže na kromov (VI) oksid i vodu:

H2CrnO3n + 1 → H2O + nCrO3

Topljivost kromata približno odgovara topljivosti sulfata. Konkretno, žuti kromat barijuma BaCrO 4 taloži se kada se dodaju soli barija, kako u otopine kromata, tako i u otopine dikromata:

Ba + CrO → BaCrO ↓

2Ba + CrO + H2O → 2BaCrO ↓ + 2H

Formiranje krvavo-crvenog, slabo topljivog srebrnog kromata koristi se za otkrivanje srebra u legurama pomoću kiseline za ispitivanje.

Poznati hrom -pentafluorid CrF 5 i nestabilni hrom -heksafluorid CrF 6. Također su dobiveni hlapljivi oksihalidi kroma CrO 2 F 2 i CrO 2 Cl 2 (kromil klorid).

Spojevi kroma (VI) jaki su oksidanti, na primjer:

K2Cr2O7 + 14HCl → 2CrCl3 + 2KCl + 3Cl2 + 7H2O

Dodavanje vodikovog peroksida, sumporne kiseline i organskog otapala (etera) u dihromate dovodi do stvaranja plavog krom -peroksida CrO 5 L (L je molekula otapala), koji se ekstrahira u organski sloj; ova reakcija se koristi kao analitička.

Chromium

Element broj 24. Jedan od najtvrđih metala. Poseduje visoku hemijsku otpornost. Jedan od najvažnijih metala koji se koristi u proizvodnji legiranih čelika. Većina spojeva kroma jarko je obojena u raznim bojama. Za ovu osobinu element je dobio ime hrom, što na grčkom znači "boja".

Kako je pronađen

Mineral koji sadrži hrom otkrio je u blizini Jekaterinburga 1766. godine I.G. Lehmanna i nazvan "Sibirsko crveno olovo". Sada se ovaj mineral naziva krokoit. Poznat je i njegov sastav - PbCrO 4. I svojevremeno je "sibirsko crveno olovo" izazvalo mnogo kontroverzi među naučnicima. Trideset godina su se raspravljali o njegovom sastavu, sve dok, konačno, 1797. godine, francuski hemičar Louis Nicolas Vauquelin nije iz njega izolirao metal, koji se (također, usput, nakon izvjesnih kontroverzi) nazvao krom.

Vauquelin tretiran krokoit s kalijem K 2 CO 3: olovni kromat se pretvorio u kalijev kromat. Zatim se, pomoću klorovodične kiseline, kalijev kromat pretvorio u kromov oksid i vodu (kromna kiselina postoji samo u razrijeđenim otopinama). Zagrijavanjem praha zelenog kromovog oksida u grafitnom loncu s ugljenom, Vauquelin je dobio novi vatrostalni metal.

Pariška akademija nauka svjedočila je otkriću u svom svom obliku. Ali, najvjerojatnije, Vauquelin nije izolirao elementarni krom, već njegove karbide. O tome svjedoči igličasti oblik svijetlosivih kristala koje je dobio Vauquelin.

Naziv "krom" predložili su Vauquelinovi prijatelji, ali to mu se nije svidjelo - metal se nije razlikovao u posebnoj boji. Međutim, prijatelji su uspjeli uvjeriti kemičara pozivajući se na činjenicu da se dobre boje mogu dobiti od spojeva kroma jarkih boja. (Usput, upravo je u Vauquelinovim djelima prvi put objašnjena smaragdna boja nekih prirodnih silikata berilijuma i aluminija; oni su, kako je Vauquelin otkrio, obojeni nečistoćama spojeva kroma.) I ovo je ime potvrđeno za novi element.

Usput, slog "krom", upravo u smislu "obojen", uključen je u mnoge naučne, tehničke, pa čak i muzičke izraze. Filmovi "izopanhrom", "panchrome" i "orthochrome" nadaleko su poznati. Reč "hromozom" u prevodu sa grčkog znači "obojeno telo". Postoji "hromatska" skala (u muzici) i postoji "hromirana" harmonika.

Gdje se on nalazi

U zemljinoj kori ima dosta hroma - 0,02%. Glavni mineral iz kojeg industrija dobiva krom je krom -spinel promjenjivog sastava opće formule (Mg, Fe) O · (Cr, Al, Fe) 2 O 3. Kromirana ruda naziva se hromitna ili hromirana željezna ruda (jer gotovo uvijek sadrži željezo). Nalazišta rude kroma nalaze se na mnogim mjestima. Naša zemlja ima ogromne rezerve hromita. Jedno od najvećih nalazišta nalazi se u Kazahstanu, u regiji Aktyubinsk; otkriven je 1936. Na Uralu postoje i značajne rezerve hromiranih ruda.

Kromiti se uglavnom koriste za taljenje ferokroma. Jedan je od najvažnijih ferolegura, apsolutno neophodan za masovnu proizvodnju legiranih čelika.

Ferolegure su legure željeza s drugim elementima koji se koriste u glavnom obredu za legiranje i deoksidiranje čelika. Ferokromi sadrže najmanje 60% Cr.

Carska Rusija gotovo da nije proizvodila ferolegure. U nekoliko visokih peći južnih postrojenja topljen je niskoprocentni (u smislu legiranja metala) ferosilicijum i feromangan. Štoviše, na rijeci Satki, koja protiče na južnom Uralu, 1910. godine izgrađena je mala tvornica koja je istopila oskudne količine feromangana i ferokroma.

U prvim godinama razvoja, mlada sovjetska zemlja morala je uvoziti ferolegure iz inozemstva. Takva ovisnost o kapitalističkim zemljama bila je neprihvatljiva. Već 1927 ... 1928. započela je izgradnja sovjetskih pogona ferolegura. Krajem 1930. godine u Čeljabinsku je izgrađena prva velika peć na ferolegure, a 1931. je puštena u rad tvornica u Čeljabinsku, prvorođena u industriji ferolegura u SSSR -u. 1933. pokrenute su još dvije tvornice - u Zaporožju i Zestafoniju. To je omogućilo zaustavljanje uvoza ferolegura. U samo nekoliko godina Sovjetski Savez je organizirao proizvodnju mnogih vrsta posebnih čelika-kugličnih ležajeva, otpornih na toplinu, nehrđajućih, automobilskih, brzih ... Svi ti čelici uključuju krom.

Na 17. kongresu stranke, narodni komesar teške industrije Sergo Ordzhonikidze rekao je: „... da nemamo visokokvalitetne čelike, ne bismo imali automobilsku i traktorsku industriju. Troškovi visokokvalitetnih čelika koje trenutno trošimo procjenjuju se na više od 400 miliona rubalja. Da ga je potrebno uvesti, to bi bilo 400 miliona rubalja. svake godine bi, dovraga, pao u ropstvo kapitalista ... "

Postrojenje na bazi polja Aktobe izgrađeno je kasnije, za vrijeme Velikog Domovinskog rata. Prvo topljenje ferohroma dao je 20. januara 1943. Radnici grada Aktyubinska učestvovali su u izgradnji fabrike. Izgradnja je proglašena nacionalnom zgradom. Ferohrom nove tvornice korišten je za proizvodnju metala za tenkove i oružje, za potrebe fronta.

Godine su prošle. Sada je tvornica ferolegura u Aktobeu najveće preduzeće koje proizvodi ferohrom svih vrsta. U tvornici su narasli visoko kvalificirani nacionalni kadrovi metalurga. Iz godine u godinu, postrojenja i rudnici hromita povećavaju svoje kapacitete, pružajući našoj crnoj metalurgiji visokokvalitetni ferokrom.

U našoj zemlji postoji jedinstveno nalazište prirodno legiranih ruda gvožđa, bogatih hromom i niklom. Nalazi se u orenburškim stepama. Na temelju ovog ležišta izgrađeno je i radi metalurško postrojenje Orsk-Khalilovsky. U visokim pećima postrojenja se topi prirodno legirano lijevano željezo visoke otpornosti na toplinu. Dio se koristi u obliku lijevanja, ali većina se šalje na preradu u nikl -čelik; krom izgori prilikom topljenja čelika od lijevanog željeza.

Kuba, Jugoslavija, mnoge zemlje Azije i Afrike imaju velike rezerve hromita.

Kako se prima

Kromit se uglavnom koristi u tri industrije: metalurgiji, hemiji i vatrostalnoj proizvodnji, a metalurgija troši oko dvije trećine svih hromita.

Čelik legiran kromom ima povećanu čvrstoću, otpornost na koroziju u agresivnim i oksidirajućim okruženjima.

Dobivanje čistog kroma skup je i mukotrpan proces. Stoga se za legiranje čelika uglavnom koristi ferokrom, koji se dobiva u elektrolučnim pećima izravno iz kromita. Koks služi kao redukcijsko sredstvo. Sadržaj hrom -oksida u hromitu mora biti najmanje 48%, a odnos Cr: Fe mora biti najmanje 3: 1.

Ferohrom dobiven u električnoj peći obično sadrži do 80% kroma i 4 ... 7% ugljika (ostalo je željezo).

No za legiranje mnogih visokokvalitetnih čelika potreban je ferokrom, koji sadrži malo ugljika (razlozi za to - dolje, u poglavlju "Krom u legurama"). Stoga se dio ferokroma s visokim udjelom ugljika podvrgava posebnom tretmanu kako bi se sadržaj ugljika u njemu smanjio na desetine i stotinke postotka.

Elementarni metalni krom također se dobiva iz kromita. Proizvodnja tehnički čistog kroma (97 ... 99%) temelji se na metodi aluminotermije, koju je još 1865. godine otkrio poznati ruski hemičar N.N. Beketov. Suština metode je u redukciji oksida aluminijom; reakciju prati značajno oslobađanje topline.

Ali prvo morate nabaviti čisti krom -oksid Cr 2 O 3. Za to se fino mljeveni hromit pomiješa sa sodom i u ovu smjesu se dodaje krečnjak ili željezov oksid. Ispaljuje se cijela masa i nastaje natrijev kromat:

2Sr 2 O 3 + 4Na 2 CO 3 + 3O 2 → 4Na 2 CrO 4 + 4CO 2.

Zatim se iz nagorele mase vodom ispere natrijum -hromat; tečnost se filtrira, ispari i tretira kiselinom. Rezultat je natrijum -dihromat Na 2 Cr 2 O 7. Smanjenjem sumpora ili ugljika pri zagrijavanju dobiva se zeleni kromov oksid.

Metalni krom može se dobiti miješanjem čistog krom -oksida s aluminijskim prahom, zagrijavanjem ove smjese u loncu do 500 ... 600 ° C i paljenjem s barij -peroksidom. Aluminij uklanja kisik iz krom -oksida. Ova reakcija Cr 2 O 3 + 2Al → Al 2 O 3 + 2Cr osnova je industrijske (aluminotermičke) metode za proizvodnju kroma, iako je, naravno, tvornička tehnologija mnogo složenija. Krom, dobiven aluminotermički, sadrži desetine postotka aluminija i željeza i stotine postotka silicija, ugljika i sumpora.

Također se koristi silikotermalna metoda za proizvodnju komercijalno čistog kroma. U tom slučaju, krom se prema reakciji reducira iz oksida pomoću silicija

2Sr 2 O 3 + 3Si → 3SiO 2 + 4Sr.

Ova reakcija se odvija u lučnim pećima. Za vezivanje silicijevog dioksida u punjenje se dodaje vapnenac. Čistoća silikotermnog kroma približno je ista kao i aluminotermna, iako je, naravno, sadržaj silicija u njemu nešto veći, a aluminija nešto niži. Za dobivanje kroma pokušali su upotrijebiti druga redukcijska sredstva - ugljik, vodik, magnezij. Međutim, ove se metode ne koriste široko.

Hrom visoke čistoće (oko 99,8%) dobiva se elektrolitički.

Tehnički čist i elektrolitički krom uglavnom se koristi za proizvodnju složenih kromovih legura.

Hrom konstante i svojstva

Atomska masa kroma je 51.996. Na tabeli Mendeljejeva svrstava se u šestu grupu. Njegovi najbliži susjedi i analozi su molibden i volfram. Karakteristično je da se susjedi kroma, kao i on sami, široko koriste za legiranje čelika.

Talište kroma zavisi od njegove čistoće. Mnogi istraživači pokušali su to utvrditi i dobili su vrijednosti od 1513 do 1920 ° C. Ovako veliko "širenje" prvenstveno je posljedica količine i sastava nečistoća sadržanih u kromu. Sada se vjeruje da se krom topi na oko 1875 ° C. Tačka ključanja 2199 ° C. Gustoća kroma je manja od gustoće željeza; 7.19 je.

Po kemijskim svojstvima, krom je blizu molibdena i volframa. Njegov najveći oksid CrO 3 je kiselinski, to je anhidrid kromne kiseline H 2 CrO 4. Mineral krokoit, s kojim smo započeli naše upoznavanje s elementom 24, je sol ove kiseline. Osim kromne kiseline, poznata je i bikromna kiselina H 2 Cr 2 O 7; njene soli, bikromati, široko se koriste u hemiji. Najčešći hrom -oksid Cr 2 O 3 je amfoterni. Općenito, pod različitim uvjetima, krom može pokazivati ​​valencije od 2 do 6. Samo se spojevi tro- i šestovalentnog kroma široko koriste.

Cilj: produbiti znanje učenika o temi lekcije.

Zadaci:

• okarakterizirati krom kao jednostavnu tvar;
• upoznati studente sa spojevima kroma različitih oksidacijskih stanja;
• pokazati ovisnost svojstava spojeva o oksidacijskom stanju;
• pokazati redoks svojstva jedinjenja hroma;
• nastaviti s formiranjem vještina učenika da zapisuju jednadžbe kemijskih reakcija u molekularnom i ionskom obliku, čine elektronsku vagu;
• nastaviti s formiranjem vještina promatranja kemijskog eksperimenta.

Obrazac časa: predavanje sa elementima samostalnog rada učenika i posmatranjem hemijskog eksperimenta.

Tok lekcije

I. Ponavljanje materijala prethodne lekcije.

1. Odgovorite na pitanja i dovršite zadatke:

Koji se elementi nalaze u podgrupi kroma?

Napišite elektronske formule atoma

Koje su vrste elemenata?

Koja su oksidaciona stanja u spojevima?

Kako se polumjer atoma i energija ionizacije mijenjaju iz kroma u volfram?

Možete pozvati učenike da popune tablicu koristeći tablične vrijednosti radijusa atoma, energije ionizacije i donose zaključke.

Tablica uzoraka:

2. Poslušajte poruku učenika na temu "Elementi podgrupe kroma u prirodi, proizvodnji i upotrebi".

II. Predavanje.

Plan predavanja:

1. Chromium.
2. Jedinjenja hroma. (2)

• Oksid kroma; (2)
• Hrom -hidroksid. (2)

1. Jedinjenja hroma. (3)

• Oksid kroma; (3)
• Hrom -hidroksid. (3)

1. Spojevi kroma (6)

• Oksid kroma; (6)
• Kromne i dikromne kiseline.

1. Ovisnost svojstava spojeva kroma o oksidacijskom stanju.
2. Redoks svojstva jedinjenja hroma.

1. Chrome.

Krom je sjajni metal, bijel sa plavičastim sjajem, vrlo tvrd (gustoće 7, 2 g / cm 3), talište 1890˚S.

Hemijska svojstva: krom je u normalnim uvjetima neaktivan metal. To je zbog činjenice da je njegova površina prekrivena oksidnim filmom (Cr 2 O 3). Prilikom zagrijavanja oksidni film se uništava, a krom reagira s jednostavnim tvarima na visokim temperaturama:

• 4Sr + 3O 2 = 2Sr 2 O 3
• 2Sr + 3S = Sr 2 S 3
• 2Sr + 3Cl 2 = 2SrSl 3

Zadatak: sastaviti jednadžbe za reakcije kroma s dušikom, fosforom, ugljikom i silicijem; prema jednoj od jednadžbi sastavite elektroničku vagu, navedite oksidaciono sredstvo i redukcijsko sredstvo.

Interakcija kroma sa složenim tvarima:

Na vrlo visokim temperaturama, krom reagira s vodom:

• 2Sr + 3 N 2 O = Sr 2 O 3 + 3N 2

Zadatak:

Krom reagira s razrijeđenom sumpornom i klorovodičnom kiselinom:

• Sr + N 2 SO 4 = SrSO 4 + N 2
• Cr + 2HCl = CrCl 2 + H 2

Zadatak: sastaviti elektronsku vagu, navesti oksidaciono sredstvo i redukciono sredstvo.

Koncentrirana sumporna solna i dušična kiselina pasiviziraju krom.

2. Jedinjenja hroma. (2)

1. Krom -oksid (2)- CrO je čvrsta svijetlocrvena tvar, tipičan bazični oksid (odgovara hromovom (2) hidroksidu - Cr (OH) 2), ne otapa se u vodi, već se otapa u kiselinama:

• CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

Zadatak: sastaviti jednadžbu reakcije u molekularnom i ionskom obliku interakcije kromovog oksida (2) sa sumpornom kiselinom.

Krom -oksid (2) lako se oksidira u zraku:

• 4SrO + O 2 = 2Sr 2 O 3

Zadatak: sastaviti elektronsku vagu, navesti oksidaciono sredstvo i redukciono sredstvo.

Krom -oksid (2) nastaje oksidacijom kromovog amalgama atmosferskim kisikom:

2Sr (amalgam) + O 2 = 2SrO

2. Hrom -hidroksid (2)- Cr (OH) 2 je žuta tvar, slabo topljiva u vodi, s izraženim bazičnim karakterom, stoga stupa u interakciju s kiselinama:

• Cr (OH) 2 + H 2 SO 4 = CrSO 4 + 2H 2 O

Zadatak: sastaviti jednadžbe reakcija u molekularnom i ionskom obliku interakcije kromovog oksida (2) s klorovodičnom kiselinom.

Kao i hrom (2) oksid, hrom (2) hidroksid se oksiduje:

• 4 Cr (OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Cr (OH) 3

Zadatak: sastaviti elektronsku vagu, navesti oksidaciono sredstvo i redukciono sredstvo.

Krom -hidroksid (2) može se dobiti djelovanjem lužina na soli kroma (2):

• CrCl 2 + 2KOH = Cr (OH) 2 ↓ + 2KCl

Zadatak: sastaviti jonske jednačine.

3. Jedinjenja hroma. (3)

1. Krom -oksid (3)- Cr 2 O 3 - tamnozeleni prah, nerastvorljiv u vodi, vatrostalni, tvrdoće blizu korunda (odgovara hrom (3) hidroksidu - Cr (OH) 3). Hrom -oksid (3) ima amfoterni karakter, ali se slabo otapa u kiselinama i lužinama. Reakcije s lužinama nastaju tijekom fuzije:

• Cr 2 O 3 + 2KOH = 2KSrO 2 (hromit K)+ H 2 O

Zadatak: sastaviti jednadžbu reakcije u molekularnom i ionskom obliku interakcije kromovog oksida (3) s litijevim hidroksidom.

On teško stupa u interakciju s koncentriranim otopinama kiselina i lužina:

• Cr 2 O 3 + 6 KOH + 3H 2 O = 2K 3 [Cr (OH) 6]
• Cr 2 O 3 + 6HCl = 2CrCl 3 + 3H 2 O

Zadatak: sastaviti jednadžbe reakcije u molekularnom i ionskom obliku interakcije kromovog oksida (3) s koncentriranom sumpornom kiselinom i koncentriranom otopinom natrijevog hidroksida.

Hrom -oksid (3) može se dobiti raspadanjem amonijum -dihromata:

• (NH 4) 2Sr 2 O 7 = N 2 + Sr 2 O 3 + 4N 2 O

2. Hrom -hidroksid (3) Cr (OH) 3 se dobiva djelovanjem lužina na otopine soli kroma (3):

• SrSl 3 + 3KON = Sr (ON) 3 ↓ + 3KSl

Zadatak: napisati jonske jednačine

Hrom-hidroksid (3) je sivo-zeleni talog, kada se dobije, alkalije se moraju uzeti u deficitu. Tako dobiveni krom (3) hidroksid, za razliku od odgovarajućeg oksida, lako stupa u interakciju s kiselinama i lužinama, tj. pokazuje amfoterna svojstva:

• Cr (OH) 3 + 3HNO 3 = Cr (NO 3) 3 + 3H 2 O
• Cr (OH) 3 + 3KON = K 3 [Cr (OH) 6] (heksahidroksokromit K)

Zadatak: sastaviti jednadžbe reakcije u molekularnom i ionskom obliku interakcije kromovog hidroksida (3) s klorovodičnom kiselinom i natrijevim hidroksidom.

Kada se Cr (OH) 3 spoji s lužinama, dobivaju se metakromiti i ortohromiti:

• Cr (OH) 3 + KOH = KCrO 2 (metahromitis K)+ 2H 2 O
• Cr (OH) 3 + KOH = K 3 CrO 3 (ortohromit K)+ 3H 2 O

4. Jedinjenja hroma. (6)

1. Krom -oksid (6)- CrO 3 - tamnocrvena kristalna tvar, lako topljiva u vodi - tipičan kiseli oksid. Oksidu odgovaraju dvije kiseline:

• SrO 3 + N 2 O = N 2 SrO 4 (kromna kiselina - nastaje s viškom vode)
• CrO 3 + H 2 O = H 2 Cr 2 O 7 (dikromna kiselina - nastaje pri visokoj koncentraciji hrom -oksida (3)).

Hrom -oksid (6) je jako oksidaciono sredstvo, pa snažno djeluje s organskim tvarima:

• S 2 N 5 ON + 4SrO 3 = 2SO 2 + 2Sr 2 O 3 + 3N 2 O

Takođe oksidira jod, sumpor, fosfor, ugalj:

• 3S + 4CrO 3 = 3SO 2 + 2Cr 2 O 3

Zadatak: sastaviti jednadžbe kemijskih reakcija kromovog oksida (6) s jodom, fosforom, ugljenom; na jednu od jednadžbi sastavite elektroničku vagu, naznačite oksidaciono sredstvo i redukcijsko sredstvo

Kada se zagrije na 250 ° C, krom -oksid (6) se razlaže:

• 4CrO 3 = 2Cr 2 O 3 + 3O 2

Krom -oksid (6) može se dobiti djelovanjem koncentrirane sumporne kiseline na krute kromate i dikromate:

• K 2 Sr 2 O 7 + N 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2SrO 3 + N 2 O

2. Kromne i dikromne kiseline.

Kromna i dikromna kiselina postoje samo u vodenim otopinama, tvore stabilne soli, odnosno kromate i dikromate. Hromati i njihova rastvora su žuti, dihromati su narandžasti.

Kromati - ioni SrO 4 2- i dihromati - ioni Sr 2 O 7 2- lako prelaze jedan u drugi pri promjeni medija otopina

U kiselom mediju otopine, kromati se pretvaraju u dihromate:

• 2K 2 SrO 4 + N 2 SO 4 = K 2 Sr 2 O 7 + K 2 SO 4 + N 2 O

U alkalnom okruženju, dihromati se pretvaraju u kromate:

• K 2 Sr 2 O 7 + 2KON = 2K 2 SrO 4 + N 2 O

Kada se razrijedi, dikromna kiselina se pretvara u kromnu kiselinu:

• H 2 Cr 2 O 7 + H 2 O = 2H 2 CrO 4

5. Ovisnost svojstava spojeva kroma o oksidacijskom stanju.

6. Redoks svojstva jedinjenja hroma.

Reakcije u kiseloj sredini.

U kiselom okruženju, spojevi Cr +6 pretvaraju se u spojeve Cr +3 pod djelovanjem redukcijskih sredstava: H 2 S, SO 2, FeSO 4

• K 2 Sr 2 O 7 + 3N 2 S + 4N 2 SO 4 = 3S + Sr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7N 2 O
• S -2 - 2e → S 0
• 2Cr +6 +6e → 2Cr +3

Zadatak:

1. Izjednačite reakcijsku jednadžbu metodom elektroničke ravnoteže, naznačite oksidaciono sredstvo i redukcijsko sredstvo:

• Na 2 CrO 4 + K 2 S + H 2 SO 4 = S + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + Na 2 SO 4 + H 2 O

2. Dodajte produkte reakcije, izjednačite jednadžbu metodom elektroničke ravnoteže, navedite oksidaciono sredstvo i redukcijsko sredstvo:

• K 2 Cr 2 O 7 + SO 2 + H 2 SO 4 =? +? + H 2 O

Reakcije u alkalnom okruženju.

U alkalnom mediju, spojevi kroma Cr +3 pretvaraju se u spojeve Cr +6 pod djelovanjem oksidanata: J2, Br2, Cl2, Ag2O, KClO3, H2O2, KMnO4:

• 2KCrO 2 +3 Br 2 + 8NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 2KBr + 4NaBr + 4H 2 O
• Cr +3 - 3e → Cr +6
• Br2 0 + 2e → 2Br -

Zadatak:

Izjednačite jednadžbu reakcije metodom elektroničke ravnoteže, naznačite oksidaciono sredstvo i redukcijsko sredstvo:

• NaCrO 2 + J 2 + NaOH = Na 2 CrO 4 + NaJ + H 2 O

Dodajte produkte reakcije, izjednačite jednadžbu metodom elektroničke ravnoteže, navedite oksidaciono sredstvo i redukcijsko sredstvo:

• Cr (OH) 3 + Ag 2 O + NaOH = Ag +? +?

Stoga se oksidaciona svojstva dosljedno povećavaju promjenom oksidacionih stanja redoslijedom: Cr +2 → Cr +3 → Cr +6. Spojevi kroma (2) jaki su redukcijski agensi, lako oksidiraju i pretvaraju se u spojeve kroma (3). Spojevi kroma (6) jaki su oksidanti, lako se reduciraju u spojeve kroma (3). Spojevi kroma (3), u interakciji s jakim redukcijskim sredstvima, pokazuju oksidacijska svojstva, pretvaraju se u spojeve kroma (2), a u interakciji s jakim oksidansima pokazuju redukcijska svojstva, pretvarajući se u spojeve kroma (6)

Metodologiji predavanja:

1. Za aktiviranje kognitivne aktivnosti učenika i održavanje interesa, preporučljivo je tijekom predavanja provesti pokazni eksperiment. Ovisno o mogućnostima laboratorije za obuku, studentima možete pokazati sljedeća iskustva:

• dobijanje hrom -oksida (2) i hrom -hidroksida (2), dokaz njihovih osnovnih svojstava;
• dobijanje hrom -oksida (3) i hrom -hidroksida (3), dokaz o njihovim amfoternim svojstvima;
• dobivanje kromovog oksida (6) i njegovo otapanje u vodi (dobivanje kromne i dikromne kiseline);
• prelazak kromata u dihromate, dihromata u kromate.

1. Zadaci za samostalno učenje mogu se razlikovati uzimajući u obzir stvarne mogućnosti učenja učenika.
2. Predavanje možete dovršiti ispunjavanjem sljedećih zadataka: napišite jednadžbe kemijskih reakcija pomoću kojih možete izvesti sljedeće transformacije:

.III. Zadaća: završiti predavanje (dodati jednadžbe kemijskih reakcija)

1. Vasilyeva Z.G. Laboratorijski radovi iz opće i neorganske hemije. -M.: "Hemija", 1979. - 450 str.
2. Egorov A.S. Učitelj hemije. -Rostov na Donu: "Phoenix", 2006.-765 str.
3. Kudryavtsev A.A. Izrada hemijskih jednačina. - M., "Gimnazija", 1979. - 295 str.
4. Petrov M.M. Neorganska hemija. - Lenjingrad: "Hemija", 1989. - 543 str.
5. Ushkalova V.N. Hemija: takmičarski zadaci i odgovori. - M.: "Obrazovanje", 2000. - 223 str.