کروم چه کار می کند عنصر کروم

کروم یک فلز واسطه است که به دلیل استحکام و مقاومت در برابر حرارت و خوردگی به طور گسترده در صنعت استفاده می شود. این مقاله به شما درکی از برخی از خواص و کاربردهای مهم این فلز واسطه می دهد.

کروم به دسته فلزات واسطه تعلق دارد. این یک فلز خاکستری فولادی سخت اما شکننده با عدد اتمی 24 است. این فلز براق در گروه 6 جدول تناوبی قرار دارد و با نماد "Cr" مشخص شده است.

نام کروم از کلمه یونانی کروما به معنای رنگ گرفته شده است.

کروم مطابق با نام خود چندین ترکیب رنگی را تشکیل می دهد. امروزه تقریباً تمام کروم مورد استفاده تجاری از سنگ معدن کرومیت آهن یا اکسید کروم (FeCr2O4) استخراج می شود.

ویژگی های کروم

• کروم فراوان ترین عنصر روی پوسته زمین است، اما هرگز در خالص ترین شکل خود وجود ندارد. عمدتاً از معادنی مانند معادن کرومیت استخراج می شود.

• کروم در دمای 2180 کلوین یا 3465 درجه فارنهایت ذوب می شود و نقطه جوش آن 2944 کلوین یا 4840 درجه فارنهایت است. وزن اتمی آن 51.996 گرم بر مول و 5.5 در مقیاس Mohs است.

• کروم در بسیاری از حالت های اکسیداسیون مانند 1+، 2+، 3+، 4+، 5+ و 6+ رخ می دهد که 2+، 3+ و 6+ رایج ترین آنها هستند و +1، +4، 5+ یک اکسیداسیون نادر است. حالت اکسیداسیون +3 پایدارترین حالت کروم است. کروم (III) را می توان با حل کردن کروم عنصری در اسید کلریدریک یا سولفوریک به دست آورد.

• این عنصر فلزی به دلیل خواص مغناطیسی منحصر به فرد خود شناخته شده است. در دمای اتاق، نظم ضد فرومغناطیسی را نشان می دهد که در سایر فلزات در دماهای نسبتاً پایین نشان داده شده است.

• آنتی فرومغناطیس جایی است که یون های نزدیک که مانند آهنربا رفتار می کنند از طریق مواد به آرایش های مخالف یا ضد موازی متصل می شوند. در نتیجه، میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط اتم‌ها یا یون‌های مغناطیسی در یک جهت قرار می‌گیرد و اتم‌ها یا یون‌های مغناطیسی که در جهت مخالف هم‌تراز شده‌اند را خنثی می‌کند، به طوری که ماده هیچ میدان مغناطیسی خارجی خشنی از خود نشان نمی‌دهد.

• در دماهای بالاتر از 38 درجه سانتیگراد، کروم پارامغناطیس می شود، یعنی به یک میدان مغناطیسی اعمال شده خارجی جذب می شود. به عبارت دیگر کروم میدان مغناطیسی خارجی را در دمای بالای 38 درجه سانتی گراد جذب می کند.

• کروم دچار شکنندگی هیدروژنی نمی شود، یعنی در مواجهه با هیدروژن اتمی شکننده نمی شود. اما هنگامی که در معرض نیتروژن قرار می گیرد، انعطاف پذیری خود را از دست می دهد و شکننده می شود.

• کروم در برابر خوردگی بسیار مقاوم است. هنگامی که فلز در تماس با اکسیژن هوا قرار می گیرد، یک لایه اکسید محافظ نازک روی سطح فلز تشکیل می شود. این لایه از انتشار اکسیژن به مواد پایه جلوگیری می کند و در نتیجه آن را از خوردگی بیشتر محافظت می کند. این فرآیند غیرفعال سازی نامیده می شود، غیرفعال شدن کروم در برابر اسیدها مقاومت می کند.

• سه ایزوتوپ اصلی کروم به نام‌های 52Cr، 53Cr و 54Cr وجود دارد که 52CR رایج‌ترین ایزوتوپ است. کروم با اکثر اسیدها واکنش می دهد اما با آب واکنش نمی دهد. در دمای اتاق با اکسیژن واکنش داده و اکسید کروم تشکیل می دهد.

کاربرد

تولید فولاد ضد زنگ

کروم به دلیل سختی و مقاومت در برابر خوردگی، کاربردهای گسترده ای پیدا کرده است. این عمدتا در سه صنعت - متالورژی، شیمیایی و نسوز استفاده می شود. به طور گسترده ای برای تولید فولاد ضد زنگ استفاده می شود زیرا از خوردگی جلوگیری می کند. امروزه یک ماده آلیاژی بسیار مهم برای فولادها می باشد. همچنین از آن برای ساختن نیکروم استفاده می شود که به دلیل مقاومت در برابر دمای بالا در عناصر گرمایش مقاومتی استفاده می شود.

پوشش سطح

کرومات اسیدی یا دی کرومات نیز برای پوشش سطوح استفاده می شود. این کار معمولاً با استفاده از روش آبکاری الکتریکی انجام می شود که در آن لایه نازکی از کروم بر روی سطح فلزی رسوب می کند. روش دیگر آبکاری قطعات کروم است که از طریق آن از کرومات ها برای اعمال یک لایه محافظ بر روی فلزات خاصی مانند آلومینیوم (Al)، کادمیوم (CD)، روی (Zn)، نقره و همچنین منیزیم (MG) استفاده می شود.

حفظ چوب و دباغی چرم

نمک های کروم (VI) سمی هستند، بنابراین از آنها برای جلوگیری از آسیب دیدن و تخریب چوب توسط قارچ ها، حشرات و موریانه ها استفاده می شود. کروم (III)، به ویژه زاج کروم یا سولفات پتاسیم در صنعت چرم استفاده می شود زیرا به تثبیت پوست کمک می کند.

رنگ ها و رنگدانه ها

از کروم برای ساختن رنگدانه ها یا رنگ ها نیز استفاده می شود. کرومات زرد کروم و کرومات سرب به طور گسترده ای به عنوان رنگدانه در گذشته استفاده می شد. به دلیل نگرانی های زیست محیطی، استفاده از آن به میزان قابل توجهی کاهش یافت و در نهایت با رنگدانه های سرب و کروم جایگزین شد. رنگدانه های دیگر بر اساس کروم، کروم قرمز، اکسید کروم سبز که مخلوطی از زرد و آبی پروس است. از اکسید کروم برای دادن رنگ مایل به سبز به شیشه استفاده می شود.

سنتز یاقوت های مصنوعی

زمردها رنگ سبز خود را مدیون کروم هستند. از اکسید کروم برای تولید یاقوت های مصنوعی نیز استفاده می شود. یاقوت سرخ طبیعی یا بلورهای اکسید آلومینیوم که به دلیل وجود کروم قرمز می شوند. یاقوت های مصنوعی یا مصنوعی با دوپینگ کروم (III) روی کریستال های کوراندوم مصنوعی ساخته می شوند.

عملکردهای بیولوژیکی

کروم (III) یا کروم سه ظرفیتی در بدن انسان ضروری است، اما در مقادیر بسیار کم. اعتقاد بر این است که نقش مهمی در متابولیسم چربی و قند دارد. در حال حاضر در بسیاری از مکمل های غذایی استفاده می شود که ادعا می شود چندین فواید سلامتی دارند، با این حال، این یک موضوع بحث برانگیز است. نقش بیولوژیکی کروم به اندازه کافی آزمایش نشده است و بسیاری از کارشناسان معتقدند که برای پستانداران مهم نیست، در حالی که برخی دیگر آن را یک عنصر کمیاب ضروری برای انسان می دانند.

استفاده های دیگر

نقطه ذوب بالا و مقاومت حرارتی کروم را به یک ماده نسوز ایده آل تبدیل می کند. راه خود را در کوره های بلند، کوره های سیمان و کوره های فلزی پیدا کرده است. بسیاری از ترکیبات کروم به عنوان کاتالیزور برای پردازش هیدروکربن استفاده می شود. کروم (IV) برای ساخت نوارهای مغناطیسی مورد استفاده در کاست های صوتی و تصویری استفاده می شود.

کروم شش ظرفیتی یا کروم (VI) سمی و جهش زا است و کروم (IV) سرطان زا است. کرومات نمک نیز در برخی افراد واکنش های آلرژیک ایجاد می کند. به دلیل نگرانی های بهداشت عمومی و محیط زیست، محدودیت هایی برای استفاده از ترکیبات کروم در نقاط مختلف جهان اعمال شده است.

Cr2+. غلظت بار کاتیون کروم دو ظرفیتی با غلظت بار کاتیون منیزیم و کاتیون آهن دو ظرفیتی مطابقت دارد، بنابراین تعدادی از خواص، به ویژه رفتار اسید-باز این کاتیون ها به هم نزدیک هستند. در عین حال، همانطور که قبلا ذکر شد، Cr 2+ یک عامل کاهنده قوی است، بنابراین واکنش های زیر در محلول انجام می شود: اما حتی اکسیداسیون آب نیز رخ می دهد: 2CrSO 4 + 2H 2 O \u003d 2Cr (OH) SO 4 + H 2. اکسیداسیون کروم دو ظرفیتی حتی راحت تر از اکسیداسیون آهن آهن اتفاق می افتد، نمک ها نیز توسط کاتیون به میزان متوسطی هیدرولیز می شوند (یعنی مرحله اول غالب است).

CrO - اکسید پایه، سیاه و سفید، پیروفوریک. در دمای 700 درجه سانتیگراد، نامتناسب است: 3CrO \u003d Cr 2 O 3 + Cr. می توان آن را با تجزیه حرارتی هیدروکسید مربوطه در غیاب اکسیژن به دست آورد.

Cr(OH) 2 یک باز زرد نامحلول است. با اسیدها واکنش می دهد، در حالی که اسیدهای اکسید کننده به طور همزمان با برهمکنش اسید و باز، کروم دو ظرفیتی را اکسید می کنند، در شرایط خاص این اتفاق در مورد اسیدهای غیر اکسید کننده نیز می افتد (عامل اکسید کننده - H +). هنگامی که توسط یک واکنش تبادلی به دست می آید، هیدروکسید کروم (II) به سرعت به دلیل اکسیداسیون سبز می شود:

4Cr(OH) 2 + O 2 = 4CrO(OH) + 2H 2 O.

اکسیداسیون همچنین با تجزیه هیدروکسید کروم (II) در حضور اکسیژن همراه است: 4Cr(OH) 2 = 2Cr 2 O 3 + 4H 2 O.

Cr3+. ترکیبات کروم (III) از نظر شیمیایی شبیه به ترکیبات آلومینیوم و آهن (III) هستند. اکسید و هیدروکسید آمفوتریک هستند. نمک های اسیدهای ضعیف ناپایدار و نامحلول (H2CO3، H2SO3، H2S، H2SiO3) تحت هیدرولیز برگشت ناپذیر قرار می گیرند:

2CrCl 3 + 3K 2 S + 6H 2 O \u003d 2Cr (OH) 3 ↓ + 3H 2 S + 6KCl. Cr 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Cr (OH) 3 ↓ + 3H 2 S.

اما کاتیون کروم (III) یک عامل اکسید کننده خیلی قوی نیست، بنابراین سولفید کروم (III) وجود دارد و می توان آن را در شرایط بی آب به دست آورد، اما نه از مواد ساده، زیرا در هنگام گرم شدن تجزیه می شود، بلکه با واکنش: 2CrCl 3 (cr) + 2H 2 S (گاز) \u003d Cr 2 S 3 (cr) + 6HCl. خواص اکسید کننده کروم سه ظرفیتی برای برهمکنش محلول های نمک های آن با مس کافی نیست، اما چنین واکنشی با روی صورت می گیرد: 2CrCl 3 + Zn = 2CrCl 2 + ZnCl 2.

Cr2O3 - اکسید آمفوتریک رنگ سبز، دارای شبکه کریستالی بسیار قوی است، بنابراین فقط در حالت آمورف فعالیت شیمیایی از خود نشان می دهد. به طور عمده هنگامی که با اکسیدهای اسیدی و بازی، اسیدها و قلیاها و همچنین با ترکیباتی که عملکردهای اسیدی یا بازی دارند، واکنش نشان می دهد:

Cr 2 O 3 + 3K 2 S 2 O 7 \u003d Cr 2 (SO 4) 3 + 3K 2 SO 4; Cr 2 O 3 + K 2 CO 3 \u003d 2KCrO 2 + CO 2.

Cr(OH) 3 (CrO(OH)، Cr2O3 *nH2O) - هیدروکسید آمفوتریک به رنگ خاکستری آبی. هم در اسیدها و هم در قلیاها حل می شود. هنگامی که در قلیاها حل می شود، هیدروکسو کمپلکس هایی تشکیل می شود که در آن کاتیون کروم دارای عدد هماهنگی 4 یا 6 است:

Cr(OH) 3 + NaOH = Na; Cr(OH) 3 + 3 NaOH \u003d Na 3.

هیدروکسو کمپلکس ها به راحتی توسط اسیدها تجزیه می شوند، در حالی که فرآیندها با اسیدهای قوی و ضعیف متفاوت است:

Na + 4HCl \u003d NaCl + CrCl 3 + 4H 2 O. Na + CO 2 \u003d Cr (OH) 3 ↓ + NaHCO 3.

ترکیبات کروم (III) نه تنها عوامل اکسید کننده هستند، بلکه عوامل کاهنده نیز با توجه به تبدیل به ترکیبات کروم (VI) هستند. واکنش به خصوص در یک محیط قلیایی به راحتی انجام می شود:

2Na 3 + 3Cl 2 + 4NaOH \u003d 2Na 2 CrO 4 + 6NaCl + 8H 2 O E 0 \u003d - 0.72 V.

در محیط اسیدی: 2Cr 3+ → Cr 2 O 7 2- E 0 = +1.38 V.

cr +6 . تمام ترکیبات کروم (VI) اکسید کننده های قوی هستند. رفتار اسید-باز این ترکیبات مشابه رفتار ترکیبات گوگردی در حالت اکسیداسیون یکسان است. چنین شباهتی در خواص ترکیبات عناصر زیرگروه های اصلی و فرعی در حداکثر حالت اکسیداسیون مثبت برای اکثر گروه های سیستم تناوبی معمول است.

CrO3 - یک ترکیب قرمز تیره، یک اکسید اسیدی معمولی. در نقطه ذوب تجزیه می شود: 4CrO 3 \u003d 2Cr 2 O 3 + 3O 2.

نمونه ای از یک عمل اکسید کننده: CrO 3 + NH 3 = Cr 2 O 3 + N 2 + H 2 O (هنگامی که گرم می شود).

اکسید کروم (VI) به راحتی در آب حل می شود و آن را متصل می کند و به هیدروکسید تبدیل می شود:

H2CrO4 - اسید کرومیک، یک اسید دی بازیک قوی است. به شکل آزاد متمایز نمی شود، زیرا. در غلظت بالاتر از 75٪، یک واکنش تراکم با تشکیل اسید دی کرومیک رخ می دهد: 2H 2 CrO 4 (زرد) \u003d H 2 Cr 2 O 7 (نارنجی) + H 2 O.

غلظت بیشتر منجر به تشکیل اسیدهای تری کرومیک (H2Cr3O10) و حتی تتراکرومیک (H2Cr4O13) می شود.

دیمر شدن آنیون کرومات نیز پس از اسیدی شدن رخ می دهد. در نتیجه، نمک های اسید کرومیک در pH> 6 به صورت کرومات های زرد (K2CrO4) و در pH وجود دارند.< 6 как бихроматы(K 2 Cr 2 O 7) оранжевого цвета. Большинство бихроматов растворимы, а растворимость хроматов чётко соответствует растворимости сульфатов соответствующих металлов. В растворах возможно взаимопревращения соответствующих солей:

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O ; K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH \u003d 2K 2 CrO 4 + H 2 O.

برهمکنش دی کرومات پتاسیم با اسید سولفوریک غلیظ منجر به تشکیل انیدرید کرومیک می شود که در آن نامحلول است:

K 2 Cr 2 O 7 ( کریستال ) + + H 2 SO 4 ( متراکم ) = 2CrO 3 ↓ + K 2 SO 4 + H 2 O ;

هنگام گرم شدن، بی کرومات آمونیوم تحت یک واکنش ردوکس درون مولکولی قرار می گیرد: (NH 4) 2 Cr 2 O 7 \u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O.

هالوژن ها ("زایش نمک")

هالوژن ها عناصر زیرگروه اصلی گروه VII سیستم تناوبی نامیده می شوند. اینها فلوئور، کلر، برم، ید، استاتین هستند. ساختار لایه الکترونیکی بیرونی اتم های آنها: ns 2 np 5. بنابراین، 7 الکترون در سطح الکترونیکی بیرونی وجود دارد و تنها یک الکترون از آنها به پوسته گاز نجیب پایدار گم شده است. هالوژن ها به عنوان عناصر ماقبل آخر دوره، کمترین شعاع را در دوره دارند. همه اینها به این واقعیت منجر می شود که هالوژن ها خواص غیر فلزات را نشان می دهند، دارای الکترونگاتیوی بالا و پتانسیل یونیزاسیون بالایی هستند. هالوژن ها عوامل اکسید کننده قوی هستند، آنها می توانند الکترون را بپذیرند تا به آنیونی با بار "1-" تبدیل شود یا در صورت پیوند کووالانسی به عناصر کمتر الکترونگاتیو، حالت اکسیداسیون "-1" را نشان دهند. در همان زمان، هنگام حرکت به سمت پایین گروه از بالا به پایین، شعاع اتم افزایش می یابد و توانایی اکسیداسیون هالوژن ها کاهش می یابد. اگر فلوئور قوی‌ترین عامل اکسید کننده است، ید هنگام برهمکنش با برخی از مواد پیچیده و همچنین با اکسیژن و سایر هالوژن‌ها، خواص کاهشی از خود نشان می‌دهد.

اتم فلوئور با سایر اعضای گروه متفاوت است. اولاً، فقط حالت اکسیداسیون منفی را نشان می‌دهد، زیرا الکترونگاتیوترین عنصر است، و ثانیاً، مانند هر عنصر دوره II، تنها دارای 4 اوربیتال اتمی در سطح الکترونیکی بیرونی است که سه تای آنها توسط جفت‌های الکترون مشترک اشغال شده است. در چهارمین الکترون جفت نشده وجود دارد که در بیشتر موارد تنها الکترون ظرفیتی است. در اتم های عناصر دیگر، یک سطح فرعی الکترون d پر نشده در سطح بیرونی وجود دارد که یک الکترون برانگیخته می تواند به آنجا برود. هر جفت تنها هنگام بخار دو الکترون می دهد، بنابراین حالت های اصلی اکسیداسیون کلر، برم و ید به جز "-1"، "+1"، "+3"، "+5"، "+7" است. حالت های اکسیداسیون «+2»، «+4» و «6+» پایدارتر، اما اساساً قابل دستیابی هستند.

به عنوان مواد ساده، همه هالوژن ها مولکول های دو اتمی با یک پیوند واحد بین اتم ها هستند. انرژی های تفکیک پیوند در سری مولکول های F 2 , Cl 2 , Br 2 , J 2 به شرح زیر است: kJ/mol 151, kJ/mol 239, kJ/mol 192, kJ/mol 149. کاهش یکنواخت در انرژی اتصال هنگام عبور از کلر به ید به راحتی با افزایش طول پیوند به دلیل افزایش شعاع اتمی توضیح داده می شود. انرژی اتصال غیرعادی کم در مولکول فلوئور دو توضیح دارد. اولین مورد مربوط به خود مولکول فلوئور است. همانطور که قبلا ذکر شد، فلوئور دارای شعاع اتمی بسیار کوچک و هفت الکترون در سطح بیرونی است، بنابراین، هنگامی که اتم ها در طول تشکیل یک مولکول به یکدیگر نزدیک می شوند، دافعه بین الکترونیکی رخ می دهد، در نتیجه اوربیتال ها به طور ناقص همپوشانی دارند. و ترتیب پیوند در مولکول فلوئور کمی کمتر از واحد است. طبق توضیح دوم، در مولکول‌های هالوژن‌های باقی‌مانده، یک همپوشانی دهنده-گیرنده اضافی از جفت الکترون تک یک اتم و اوربیتال d آزاد اتم دیگر وجود دارد، دو برهمکنش متضاد در هر مولکول. بنابراین، پیوند در مولکول های کلر، برم و ید از نظر وجود برهمکنش تقریباً سه برابر تعریف می شود. اما همپوشانی های دهنده-گیرنده فقط تا حدی رخ می دهد و پیوند دارای نظم (برای یک مولکول کلر) 1.12 است.

مشخصات فیزیکی: در شرایط عادی، فلوئور گازی است که به سختی مایع می شود (نقطه جوش آن 0-187 درجه سانتیگراد) به رنگ زرد روشن، کلر گازی است که به راحتی مایع می شود به رنگ زرد-سبز (نقطه جوش 0-34.2 درجه سانتیگراد) برم یک مایع قهوه ای رنگ است که به راحتی تبخیر می شود، ید جامد خاکستری با درخشندگی فلزی است. در حالت جامد، همه هالوژن ها یک شبکه کریستالی مولکولی تشکیل می دهند که با برهمکنش های بین مولکولی ضعیف مشخص می شود. در این رابطه، ید تمایل به تصعید دارد - هنگامی که در فشار اتمسفر گرم می شود، به حالت گازی می رود (بخارهای بنفش را تشکیل می دهد) و حالت مایع را دور می زند. هنگام حرکت به سمت پایین گروه، نقطه ذوب و جوش هم به دلیل افزایش وزن مولکولی مواد و هم به دلیل افزایش نیروهای واندروالس بین مولکول ها افزایش می یابد. بزرگی این نیروها هر چه بیشتر باشد، قطبش پذیری مولکول بیشتر است، که به نوبه خود با افزایش شعاع اتمی افزایش می یابد.

همه هالوژن ها در آب کم محلول هستند، اما خوب - در حلال های آلی غیر قطبی، مانند تتراکلرید کربن. حلالیت ضعیف در آب به این دلیل است که هنگامی که یک حفره برای انحلال مولکول هالوژن تشکیل می شود، آب پیوندهای هیدروژنی به اندازه کافی قوی را از دست می دهد، به جای آن هیچ فعل و انفعال قوی بین مولکول قطبی آن و مولکول هالوژن غیرقطبی رخ نمی دهد. انحلال هالوژن ها در حلال های غیر قطبی با این وضعیت مطابقت دارد: "مثل در مشابه حل می شود"، زمانی که ماهیت شکستن و تشکیل پیوندها یکسان است.

کروم یک عنصر شیمیایی با عدد اتمی 24 است. این فلز سخت، براق و خاکستری فولادی است که به خوبی جلا می‌دهد و کدر نمی‌شود. در آلیاژهایی مانند فولاد ضد زنگ و به عنوان پوشش استفاده می شود. بدن انسان برای متابولیسم قند به مقادیر کمی کروم سه ظرفیتی نیاز دارد، اما کروم (VI) بسیار سمی است.

ترکیبات مختلف کروم، مانند اکسید کروم (III) و کرومات سرب، رنگ‌های روشن دارند و در رنگ‌ها و رنگدانه‌ها استفاده می‌شوند. رنگ قرمز یاقوت سرخ به دلیل وجود این عنصر شیمیایی است. برخی از مواد، به ویژه سدیم، عوامل اکسید کننده ای هستند که برای اکسید کردن ترکیبات آلی و (همراه با اسید سولفوریک) برای تمیز کردن ظروف شیشه ای آزمایشگاهی استفاده می شوند. علاوه بر این، اکسید کروم (VI) در تولید نوار مغناطیسی استفاده می شود.

کشف و ریشه شناسی

تاریخچه کشف عنصر شیمیایی کروم به شرح زیر است. در سال 1761، یوهان گوتلوب لمان یک ماده معدنی قرمز نارنجی را در کوه های اورال پیدا کرد و نام آن را "سرب قرمز سیبری" گذاشت. اگرچه به اشتباه به عنوان ترکیبی از سرب با سلنیوم و آهن شناسایی شد، اما این ماده در واقع کرومات سرب با فرمول شیمیایی PbCrO4 بود. امروزه به عنوان ماده معدنی کروکونت شناخته می شود.

در سال 1770، پیتر سیمون پالاس از مکانی بازدید کرد که لمان یک ماده معدنی سرب قرمز را یافت که دارای خواص رنگدانه بسیار مفیدی در رنگ ها بود. استفاده از سرب قرمز سیبری به عنوان رنگ به سرعت توسعه یافت. علاوه بر این، زرد روشن از croconte مد شده است.

در سال 1797، Nicolas-Louis Vauquelin نمونه هایی از رنگ قرمز به دست آورد. کروم به عنوان یک عنصر شیمیایی در سال 1798 جدا شد. واکلین آن را با حرارت دادن اکسید با زغال چوب به دست آورد. او همچنین توانست ردپای کروم را در سنگ های قیمتی مانند یاقوت و زمرد تشخیص دهد.

در دهه 1800، کروم عمدتاً در رنگ ها و نمک های چرم استفاده می شد. امروزه 85 درصد از فلز در آلیاژها استفاده می شود. بقیه در صنایع شیمیایی، تولید مواد نسوز و صنایع ریخته گری استفاده می شود.

تلفظ عنصر شیمیایی کروم با کلمه یونانی χρῶμα که به معنای "رنگ" است، مطابقت دارد، زیرا ترکیبات رنگی زیادی که می توان از آن به دست آورد.

معدن و تولید

این عنصر از کرومیت (FeCr 2 O 4) ساخته شده است. تقریباً نیمی از این سنگ معدنی در جهان در آفریقای جنوبی استخراج می شود. علاوه بر این، قزاقستان، هند و ترکیه تولیدکنندگان عمده آن هستند. ذخایر کرومیت به اندازه کافی کشف شده است، اما از نظر جغرافیایی در قزاقستان و جنوب آفریقا متمرکز هستند.

رسوبات فلز کروم بومی نادر است، اما وجود دارد. به عنوان مثال، در معدن Udachnaya در روسیه استخراج می شود. غنی از الماس است و محیط احیا کننده به تشکیل کروم و الماس خالص کمک کرده است.

برای تولید صنعتی فلز، سنگ معدن کرومیت با قلیایی مذاب (سود سوزآور، NaOH) تصفیه می شود. در این حالت، کرومات سدیم (Na 2 CrO 4 ) تشکیل می شود که توسط کربن به اکسید Cr 2 O 3 احیا می شود. این فلز با حرارت دادن اکسید در حضور آلومینیوم یا سیلیکون به دست می آید.

در سال 2000، تقریباً 15 میلیون تن سنگ معدن کرومیت استخراج و به 4 میلیون تن فروکروم، 70 درصد کروم-آهن، با ارزش بازار تخمینی 2.5 میلیارد دلار تبدیل شد.

ویژگی های اصلی

ویژگی عنصر شیمیایی کروم به این دلیل است که یک فلز واسطه دوره چهارم جدول تناوبی است و بین وانادیوم و منگنز قرار دارد. در گروه VI گنجانده شده است. در دمای 1907 درجه سانتیگراد ذوب می شود. در حضور اکسیژن، کروم به سرعت یک لایه نازک از اکسید را تشکیل می دهد که از فلز در برابر تعامل بیشتر با اکسیژن محافظت می کند.

به عنوان یک عنصر انتقالی، با مواد به نسبت های مختلف واکنش می دهد. بنابراین، ترکیباتی را تشکیل می دهد که در آن حالت های اکسیداسیون مختلفی دارد. کروم یک عنصر شیمیایی با حالت های پایه +2، +3 و +6 است که +3 پایدارترین آن است. علاوه بر این، حالت های +1، +4 و +5 در موارد نادری مشاهده می شود. ترکیبات کروم در حالت اکسیداسیون 6+ عوامل اکسید کننده قوی هستند.

کروم چه رنگی است؟ عنصر شیمیایی رنگ یاقوتی می دهد. Cr 2 O 3 مورد استفاده برای نیز به عنوان رنگدانه ای به نام "کروم سبز" استفاده می شود. رنگ شیشه نمکی آن به رنگ سبز زمردی است. کروم عنصری شیمیایی است که وجود آن یاقوت سرخ را در می آورد. بنابراین در تولید یاقوت های مصنوعی استفاده می شود.

ایزوتوپ ها

ایزوتوپ های کروم دارای وزن اتمی از 43 تا 67 هستند. به طور معمول، این عنصر شیمیایی از سه شکل پایدار تشکیل شده است: 52 Cr، 53 Cr و 54 Cr. از این میان، 52 کروم رایج ترین است (83.8 درصد کل کروم طبیعی). علاوه بر این، 19 ایزوتوپ رادیویی توصیف شده است که 50 کروم پایدارترین آنهاست که نیمه عمر آن بیش از 1.8 x 10 17 سال است. نیمه عمر 51 Cr 27.7 روز است و برای همه ایزوتوپ های رادیواکتیو دیگر از 24 ساعت تجاوز نمی کند و برای اکثر آنها کمتر از یک دقیقه طول می کشد. این عنصر همچنین دارای دو متاستات است.

ایزوتوپ های کروم در پوسته زمین، به عنوان یک قاعده، ایزوتوپ های منگنز را همراهی می کنند، که در زمین شناسی کاربرد پیدا می کند. 53 کروم در طی واپاشی رادیواکتیو 53 Mn تشکیل می شود. نسبت ایزوتوپ منگنز/کروم اطلاعات دیگری را در مورد تاریخ اولیه منظومه شمسی تقویت می کند. تغییرات نسبت 53 Cr/ 52 Cr و Mn/Cr از شهاب سنگ های مختلف ثابت می کند که هسته های اتمی جدید درست قبل از شکل گیری منظومه شمسی ایجاد شده اند.

عنصر شیمیایی کروم: خواص، فرمول ترکیبات

اکسید کروم (III) Cr 2 O 3 که به عنوان sesquioxide نیز شناخته می شود، یکی از چهار اکسید این عنصر شیمیایی است. از کرومیت به دست می آید. هنگامی که به عنوان رنگدانه برای رنگ آمیزی مینا و شیشه استفاده می شود، ترکیب سبز معمولاً به عنوان "سبز کروم" شناخته می شود. این اکسید می تواند در اسیدها حل شود و نمک تشکیل دهد و در قلیایی مذاب، کرومیت ها.

بی کرومات پتاسیم

K 2 Cr 2 O 7 یک عامل اکسید کننده قوی است و به عنوان یک عامل تمیز کننده برای ظروف شیشه ای آزمایشگاهی از مواد آلی ترجیح داده می شود. برای این کار از محلول اشباع آن استفاده می شود اما گاهی بر اساس حلالیت بیشتر آن با دی کرومات سدیم جایگزین می شود. علاوه بر این، می تواند فرآیند اکسیداسیون ترکیبات آلی را تنظیم کند، الکل اولیه را به آلدهید و سپس به دی اکسید کربن تبدیل کند.

دی کرومات پتاسیم می تواند باعث درماتیت کروم شود. کروم احتمالاً عامل ایجاد حساسیت است که منجر به ایجاد درماتیت، به ویژه در دست و ساعد می شود که مزمن است و درمان آن دشوار است. مانند سایر ترکیبات کروم (VI)، بی کرومات پتاسیم سرطان زا است. باید با دستکش و تجهیزات حفاظتی مناسب کار کرد.

اسید کرومیک

این ترکیب دارای ساختار فرضی H 2 CrO 4 است. نه کرومیک و نه دی کرومیک اسید در طبیعت یافت نمی شود، بلکه آنیون آنها در مواد مختلف یافت می شود. "اسید کرومیک" که در فروش یافت می شود، در واقع انیدرید اسید آن است - تری اکسید CrO 3.

کرومات سرب (II).

PbCrO 4 دارای رنگ زرد روشن است و عملاً در آب نامحلول است. به همین دلیل به عنوان رنگدانه رنگی با نام تاج زرد کاربرد پیدا کرده است.

کروم و پیوند پنج ظرفیتی

کروم با توانایی خود در تشکیل پیوندهای پنج ظرفیتی متمایز می شود. این ترکیب توسط کروم (I) و یک رادیکال هیدروکربنی ایجاد می شود. یک پیوند پنج ظرفیتی بین دو اتم کروم تشکیل می شود. فرمول آن را می توان به صورت Ar-Cr-Cr-Ar نوشت که در آن Ar یک گروه معطر خاص است.

کاربرد

کروم یک عنصر شیمیایی است که خواص آن کاربردهای مختلفی را برای آن به ارمغان آورده است که برخی از آنها در زیر ذکر شده است.

به فلزات در برابر خوردگی و سطحی براق مقاومت می کند. بنابراین، کروم در آلیاژهایی مانند فولاد ضد زنگ که به عنوان مثال در کارد و چنگال استفاده می شود، گنجانده می شود. همچنین برای آبکاری کروم استفاده می شود.

کروم یک کاتالیزور برای واکنش های مختلف است. از آن برای ساخت قالب برای پخت آجر استفاده می شود. نمک های آن پوست را برنزه می کند. بی کرومات پتاسیم برای اکسید کردن ترکیبات آلی مانند الکل ها و آلدئیدها و همچنین برای تمیز کردن ظروف شیشه ای آزمایشگاهی استفاده می شود. این ماده به عنوان یک ماده ثابت کننده برای رنگرزی پارچه عمل می کند و همچنین در عکاسی و چاپ عکس استفاده می شود.

از CrO 3 برای ساخت نوارهای مغناطیسی (مثلاً برای ضبط صدا) استفاده می شود که ویژگی های بهتری نسبت به فیلم های اکسید آهن دارند.

نقش در زیست شناسی

کروم سه ظرفیتی یک عنصر شیمیایی ضروری برای متابولیسم قند در بدن انسان است. در مقابل، کروم شش ظرفیتی بسیار سمی است.

اقدامات پیشگیرانه

فلز کروم و ترکیبات کروم (III) به طور کلی برای سلامتی خطرناک در نظر گرفته نمی شوند، اما مواد حاوی کروم (VI) در صورت بلع یا استنشاق می توانند سمی باشند. بیشتر این مواد برای چشم ها، پوست و غشاهای مخاطی تحریک کننده هستند. با قرار گرفتن در معرض مزمن، ترکیبات کروم (VI) در صورت عدم درمان مناسب می توانند باعث آسیب چشم شوند. علاوه بر این، یک سرطان زا شناخته شده است. دوز کشنده این عنصر شیمیایی حدود نصف قاشق چایخوری است. طبق توصیه های سازمان جهانی بهداشت، حداکثر غلظت مجاز کروم (VI) در آب آشامیدنی 05/0 میلی گرم در لیتر است.

از آنجایی که ترکیبات کروم در رنگ‌ها و دباغی چرم استفاده می‌شود، اغلب در خاک و آب‌های زیرزمینی مکان‌های صنعتی متروکه‌ای یافت می‌شوند که نیاز به پاکسازی و اصلاح محیطی دارند. پرایمر حاوی کروم (VI) هنوز به طور گسترده در صنایع هوافضا و خودرو استفاده می شود.

ویژگی های عنصر

خواص فیزیکی اصلی کروم به شرح زیر است:

• عدد اتمی: 24.
• وزن اتمی: 51.996.
• نقطه ذوب: 1890 درجه سانتیگراد.
• نقطه جوش: 2482 درجه سانتیگراد.
• حالت اکسیداسیون: +2، +3، +6.
• پیکربندی الکترون: 3d 5 4s 1.

کشف کروم متعلق به دوره توسعه سریع مطالعات شیمیایی-تحلیلی نمک ها و مواد معدنی است. در روسیه، شیمیدانان علاقه خاصی به تجزیه و تحلیل مواد معدنی یافت شده در سیبری و تقریباً ناشناخته در اروپای غربی داشتند. یکی از این کانی ها سنگ سرب قرمز سیبری ( کروکویت ) بود که توسط لومونوسوف توصیف شد. این ماده معدنی مورد بررسی قرار گرفت، اما چیزی جز اکسیدهای سرب، آهن و آلومینیوم در آن یافت نشد. با این حال، در سال 1797، Vauquelin، با جوشاندن یک نمونه ریز آسیاب شده از ماده معدنی با پتاس و رسوب کربنات سرب، محلولی به رنگ قرمز نارنجی به دست آورد. از این محلول، او نمک قرمز یاقوتی متبلور کرد که از آن یک اکسید و یک فلز آزاد، متفاوت از تمام فلزات شناخته شده، جدا شد. واکلین به او زنگ زد کروم (کروم ) از کلمه یونانی- رنگ آمیزی، رنگ؛ درست است، در اینجا منظور از خاصیت فلز نبود، بلکه نمک های رنگارنگ آن بود.

یافتن در طبیعت

مهمترین سنگ معدن کروم با اهمیت عملی کرومیت است که ترکیب تقریبی آن با فرمول FeCrO4 مطابقت دارد.

این در آسیای صغیر، در اورال، در آمریکای شمالی، در جنوب آفریقا یافت می شود. کروکویت معدنی فوق - PbCrO 4 - نیز از اهمیت فنی برخوردار است. اکسید کروم (3) و برخی دیگر از ترکیبات آن نیز در طبیعت یافت می شود. در پوسته زمین، محتوای کروم از نظر فلز 0.03٪ است. کروم در خورشید، ستاره ها، شهاب سنگ ها یافت می شود.

مشخصات فیزیکی.

کروم فلزی سفید، سخت و شکننده است که از نظر شیمیایی در برابر اسیدها و قلیاها بسیار مقاوم است. در هوا اکسید می شود و یک لایه نازک اکسید شفاف روی سطح دارد. کروم دارای چگالی 7.1 گرم بر سانتی متر مکعب است، نقطه ذوب آن +1875 0 C است.

اعلام وصول.

با حرارت دادن قوی سنگ آهن کروم با زغال سنگ، کروم و آهن کاهش می یابد:

FeO * Cr 2 O 3 + 4C = 2Cr + Fe + 4CO

در نتیجه این واکنش آلیاژی از کروم با آهن تشکیل می شود که با استحکام بالا مشخص می شود. برای به دست آوردن کروم خالص، آن را از اکسید کروم (3) با آلومینیوم احیا می کنند:

Cr 2 O 3 + 2Al \u003d Al 2 O 3 + 2Cr

معمولاً در این فرآیند از دو اکسید استفاده می شود - Cr 2 O 3 و CrO 3

خواص شیمیایی.

به لطف یک لایه اکسید محافظ نازک که سطح کروم را می پوشاند، در برابر اسیدها و قلیاهای تهاجمی بسیار مقاوم است. کروم با اسیدهای نیتریک و سولفوریک غلیظ و همچنین با اسید فسفریک واکنش نمی دهد. کروم با قلیاها در دمای 600-700 درجه سانتیگراد برهمکنش می کند. اما کروم با اسیدهای سولفوریک و کلریدریک رقیق برهمکنش می کند و هیدروژن را جایگزین می کند:

2Cr + 3H 2 SO 4 \u003d Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2
2Cr + 6HCl = 2CrCl 3 + 3H 2

در دماهای بالا، کروم در اکسیژن می سوزد و اکسید (III) را تشکیل می دهد.

کروم داغ با بخار آب واکنش می دهد:

2Cr + 3H 2 O \u003d Cr 2 O 3 + 3H 2

کروم همچنین با هالوژن ها در دماهای بالا، هالوژن ها با هیدروژن، گوگرد، نیتروژن، فسفر، زغال سنگ، سیلیکون، بور واکنش می دهد، به عنوان مثال:

Cr + 2HF = CrF 2 + H 2
2Cr + N2 = 2CrN
2Cr + 3S = Cr2S3
Cr + Si = CrSi

خواص فیزیکی و شیمیایی فوق کروم در زمینه های مختلف علم و فناوری کاربرد خود را پیدا کرده است. به عنوان مثال، کروم و آلیاژهای آن برای به دست آوردن پوشش‌هایی با مقاومت بالا و مقاوم در برابر خوردگی در مهندسی مکانیک استفاده می‌شوند. از آلیاژهای فروکروم به عنوان ابزار برش فلز استفاده می شود. آلیاژهای روکش کروم در فناوری پزشکی، در ساخت تجهیزات فرآیند شیمیایی کاربرد پیدا کرده اند.

موقعیت کروم در جدول تناوبی عناصر شیمیایی:

کروم رئیس زیرگروه جانبی گروه VI از سیستم تناوبی عناصر است. فرمول الکترونیکی آن به شرح زیر است:

24 Cr IS 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3d 5 4S 1

در پر کردن اوربیتال‌ها با الکترون در اتم کروم، این نظم نقض می‌شود که طبق آن، اوربیتال 4S باید ابتدا به حالت 4S 2 پر می‌شد. با این حال، با توجه به این واقعیت که اوربیتال 3d موقعیت انرژی مطلوب تری را در اتم کروم اشغال می کند، تا مقدار 4d 5 پر می شود. چنین پدیده ای در اتم های برخی عناصر دیگر از زیر گروه های ثانویه مشاهده می شود. کروم می تواند حالت های اکسیداسیون را از 1+ تا 6+ نشان دهد. پایدارترین ترکیبات کروم با حالت های اکسیداسیون +2، +3، +6 هستند.

ترکیبات کروم دو ظرفیتی

اکسید کروم (II) CrO - پودر سیاه پیروفوریک (پیروفوریک - توانایی اشتعال در هوا در حالت تقسیم ریز). CrO در اسید هیدروکلریک رقیق حل می شود:

CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

در هوا، وقتی بالای 100 0 درجه سانتیگراد گرم می شود، CrO به Cr 2 O 3 تبدیل می شود.

نمک های کروم دو ظرفیتی از حل کردن فلز کروم در اسیدها تشکیل می شوند. این واکنش ها در اتمسفر یک گاز غیرفعال (مثلا H 2) انجام می شود، زیرا در حضور هوا، کروم (II) به راحتی به کروم (III) اکسید می شود.

هیدروکسید کروم به شکل یک رسوب زرد با اثر محلول قلیایی بر روی کلرید کروم (II) به دست می آید:

CrCl 2 + 2NaOH = Cr(OH) 2 + 2NaCl

Cr(OH) 2 دارای خواص اساسی است، یک عامل کاهنده است. یون هیدراته Cr2+ به رنگ آبی کمرنگ است. محلول آبی CrCl 2 رنگ آبی دارد. در هوا در محلول های آبی، ترکیبات کروم (II) به ترکیبات کروم (III) تبدیل می شوند. این به ویژه برای هیدروکسید کروم (II) مشخص است:

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

ترکیبات کروم سه ظرفیتی

اکسید کروم (III) Cr 2 O 3 یک پودر سبز نسوز است. از نظر سختی به کوراندوم نزدیک است. در آزمایشگاه، می توان آن را با گرم کردن دی کرومات آمونیوم به دست آورد:

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 \u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2

Cr 2 O 3 - اکسید آمفوتریک، هنگامی که با مواد قلیایی ترکیب می شود، کرومیت ها را تشکیل می دهد: Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O

هیدروکسید کروم نیز یک ترکیب آمفوتریک است:

Cr(OH) 3 + HCl = CrCl 3 + 3H 2 O
Cr(OH) 3 + NaOH = NaCrO 2 + 2H 2 O

CrCl 3 بی آب ظاهری به رنگ بنفش تیره دارد، در آب سرد کاملا نامحلول است و در زمان جوشاندن بسیار آهسته حل می شود. سولفات کروم بی آب (III) Cr 2 (SO 4) 3 صورتی، همچنین در آب کم محلول است. در حضور عوامل کاهنده، سولفات کروم بنفش Cr 2 (SO 4) 3 * 18H 2 O را تشکیل می دهد. هیدرات های سولفات کروم سبز نیز شناخته شده اند که حاوی مقدار کمتری آب هستند. زاج کروم KCr(SO 4) 2 * 12H 2 O از محلول های حاوی سولفات کروم بنفش و سولفات پتاسیم متبلور می شود. محلول زاج کرومیک به دلیل تشکیل سولفات ها هنگام گرم شدن سبز می شود.

واکنش با کروم و ترکیبات آن

تقریباً تمام ترکیبات کروم و محلول های آنها به شدت رنگی هستند. با داشتن یک محلول بی رنگ یا یک رسوب سفید، می‌توانیم با احتمال بالایی نتیجه بگیریم که کروم وجود ندارد.

1. آنقدر دی کرومات پتاسیم را در شعله شعله روی یک فنجان چینی به شدت گرم می کنیم که روی نوک چاقو قرار گیرد. نمک آب تبلور آزاد نمی کند، اما در دمای حدود 400 درجه سانتیگراد با تشکیل یک مایع تیره ذوب می شود. چند دقیقه دیگر روی شعله قوی گرم می کنیم. پس از سرد شدن، یک رسوب سبز رنگ روی خرده تشکیل می شود. قسمتی از آن در آب محلول است (زرد می شود) و قسمت دیگر روی خرده می ماند. نمک با حرارت دادن تجزیه می شود و منجر به تشکیل کرومات پتاسیم زرد رنگ محلول K 2 CrO 4 و Cr 2 O 3 سبز رنگ می شود.
2. 3 گرم پودر دی کرومات پتاسیم را در 50 میلی لیتر آب حل کنید. به یک قسمت مقداری کربنات پتاسیم اضافه کنید. با آزاد شدن CO 2 حل می شود و رنگ محلول زرد روشن می شود. کرومات از دی کرومات پتاسیم تشکیل می شود. اگر اکنون محلول 50% اسید سولفوریک را در قسمت‌هایی اضافه کنیم، رنگ قرمز زرد بیکرومات دوباره ظاهر می‌شود.
3. داخل لوله آزمایش 5 میلی لیتر بریزید. محلول دی کرومات پتاسیم، با 3 میلی لیتر اسید هیدروکلریک غلیظ در زیر آب جوش بجوشانید. کلر گازی سمی زرد-سبز از محلول آزاد می شود، زیرا کرومات HCl را به Cl 2 و H 2 O اکسید می کند. خود کرومات به کلرید کروم سه ظرفیتی سبز تبدیل می شود. می توان آن را با تبخیر محلول جدا کرد و سپس با ذوب سودا و نیترات به کرومات تبدیل کرد.
4. هنگامی که محلولی از نیترات سرب اضافه می شود، کرومات سرب زرد رسوب می کند. هنگام برهمکنش با محلول نیترات نقره، یک رسوب قرمز قهوه ای از کرومات نقره تشکیل می شود.
5. پراکسید هیدروژن را به محلول بی کرومات پتاسیم اضافه کنید و محلول را با اسید سولفوریک اسیدی کنید. محلول به دلیل تشکیل پراکسید کروم رنگ آبی تیره به دست می آورد. پراکسید وقتی با مقداری اتر تکان داده شود به یک حلال آلی تبدیل می شود و آن را آبی می کند. این واکنش مخصوص کروم است و بسیار حساس است. می توان از آن برای تشخیص کروم در فلزات و آلیاژها استفاده کرد. اول از همه، لازم است که فلز را حل کنید. با جوشاندن طولانی مدت با 30٪ اسید سولفوریک (اسید کلریدریک نیز می توان اضافه کرد)، کروم و بسیاری از فولادها تا حدی حل می شوند. محلول حاصل حاوی سولفات کروم (III) است. برای اینکه بتوانیم یک واکنش تشخیصی انجام دهیم، ابتدا آن را با سود سوزآور خنثی می کنیم. هیدروکسید کروم سبز خاکستری (III) رسوب می کند که در NaOH اضافی حل می شود و کرومیت سدیم سبز را تشکیل می دهد. محلول را صاف کرده و 30 درصد پراکسید هیدروژن اضافه کنید. هنگامی که گرم می شود، محلول زرد می شود، زیرا کرومیت به کرومات اکسید می شود. اسیدی شدن باعث رنگ آبی محلول می شود. ترکیب رنگی را می توان با تکان دادن با اتر استخراج کرد.

واکنش های تحلیلی برای یون های کروم

1. به 3-4 قطره از محلول کروم کلرید CrCl 3 محلول 2M NaOH اضافه کنید تا رسوب اولیه حل شود. به رنگ کرومیت سدیم تشکیل شده توجه کنید. محلول به دست آمده را در حمام آب گرم کنید. چه اتفاقی می افتد؟
2. به 2-3 قطره محلول CrCl 3 حجم مساوی از محلول NaOH 8M و 3-4 قطره محلول 3% H 2 O 2 اضافه کنید. مخلوط واکنش را در یک حمام آب گرم کنید. چه اتفاقی می افتد؟ اگر محلول رنگی حاصل خنثی شود، CH 3 COOH و سپس سرب (NO 3) 2 به آن اضافه شود، چه رسوبی تشکیل می شود؟
3. 4-5 قطره محلول سولفات کروم Cr 2 (SO 4) 3، IMH 2 SO 4 و KMnO 4 را در یک لوله آزمایش بریزید. محل واکنش را برای چند دقیقه روی حمام آب گرم کنید. به تغییر رنگ محلول توجه کنید. چه چیزی باعث شد؟
4. به 3-4 قطره محلول K 2 Cr 2 O 7 اسیدی شده با اسید نیتریک ، 2-3 قطره محلول H 2 O 2 اضافه کنید و مخلوط کنید. رنگ آبی محلول ظاهر شده به دلیل ظاهر اسید پرکرومیک H 2 CrO 6 است:

Cr 2 O 7 2- + 4H 2 O 2 + 2H + = 2H 2 CrO 6 + 3H 2 O

به تجزیه سریع H 2 CrO 6 توجه کنید:

2H 2 CrO 6 + 8H + = 2Cr 3 + + 3O 2 + 6H 2 O
رنگ آبی رنگ سبز

اسید پرکرومیک در حلال های آلی بسیار پایدارتر است.

1. به 3-4 قطره محلول K 2 Cr 2 O 7 اسیدی شده با اسید نیتریک، 5 قطره ایزوآمیل الکل، 2-3 قطره محلول H 2 O 2 اضافه کنید و مخلوط واکنش را تکان دهید. لایه ای از حلال آلی که به سمت بالا شناور است به رنگ آبی روشن است. رنگ خیلی آهسته محو می شود. پایداری H 2 CrO 6 را در فازهای آلی و آبی مقایسه کنید.
2. هنگامی که یون های CrO 4 2- و Ba 2 + برهم کنش می کنند، یک رسوب زرد رنگ از باریم کرومات BaCrO 4 رسوب می کند.
3. نیترات نقره رسوب قرمز آجری کرومات نقره را با یون های CrO 4 2 تشکیل می دهد.
4. سه لوله آزمایش بردارید. 5-6 قطره از محلول K 2 Cr 2 O 7 را در یکی از آنها، همان حجم محلول K 2 CrO 4 را در دومی و سه قطره از هر دو محلول را در محلول سوم بریزید. سپس به هر لوله سه قطره محلول یدید پتاسیم اضافه کنید. نتیجه را توضیح دهید. محلول را در لوله دوم اسیدی کنید. چه اتفاقی می افتد؟ چرا؟

آزمایشات سرگرم کننده با ترکیبات کروم

1. مخلوط CuSO 4 و K 2 Cr 2 O 7 با افزودن قلیایی سبز می شود و در حضور اسید زرد می شود. با حرارت دادن 2 میلی گرم گلیسرول با مقدار کمی (NH 4) 2 Cr 2 O 7 و سپس افزودن الکل، پس از تصفیه محلول سبز روشن به دست می آید که با افزودن اسید زرد می شود و در حالت خنثی یا قلیایی سبز می شود. متوسط.
2. با ترمیت "مخلوط یاقوت" در مرکز قوطی قرار دهید - کاملاً آسیاب شده و در فویل آلومینیومی Al 2 O 3 (4.75 گرم) با افزودن Cr 2 O 3 (0.25 گرم) قرار دهید. برای اینکه کوزه بیشتر خنک نشود، لازم است آن را زیر لبه بالایی در ماسه دفن کنید و پس از مشتعل شدن ترمیت و شروع واکنش، روی آن را با ورقه آهنی بپوشانید و با ماسه پر کنید. بانک برای حفاری در یک روز. نتیجه یک پودر یاقوت قرمز است.
3. 10 گرم بی کرومات پتاسیم با 5 گرم سدیم یا نیترات پتاسیم و 10 گرم شکر ساییده می شود. مخلوط مرطوب شده و با کلودیون مخلوط می شود. اگر پودر در یک لوله شیشه ای فشرده شود و سپس چوب رانده شود و از انتها آتش بگیرد ، "مار" ابتدا سیاه و پس از خنک شدن - سبز شروع به خزیدن می کند. چوبی با قطر 4 میلی متر با سرعت حدود 2 میلی متر در ثانیه می سوزد و 10 برابر طول می کشد.
4. اگر محلول های سولفات مس و دی کرومات پتاسیم را مخلوط کنید و کمی محلول آمونیاک اضافه کنید، یک رسوب قهوه ای آمورف از ترکیب 4СuCrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O بیرون می ریزد که در اسید کلریدریک حل می شود و یک محلول زرد تشکیل می دهد. بیش از آمونیاک یک محلول سبز به دست می آید. اگر الکل بیشتری به این محلول اضافه شود، رسوب سبز رنگی ایجاد می شود که پس از فیلتراسیون به رنگ آبی و پس از خشک شدن به رنگ آبی مایل به بنفش با جرقه های قرمز در نور شدید به وضوح قابل مشاهده است.
5. اکسید کروم باقی مانده پس از آزمایش "آتشفشان" یا "مار فرعون" را می توان بازسازی کرد. برای این کار لازم است 8 گرم Cr 2 O 3 و 2 گرم Na 2 CO 3 و 2.5 گرم KNO 3 ذوب شده و آلیاژ سرد شده با آب جوش تصفیه شود. کرومات محلول به دست می آید که می تواند به سایر ترکیبات کروم (II) و کروم (VI) از جمله دی کرومات آمونیوم اصلی تبدیل شود.

نمونه هایی از انتقال ردوکس شامل کروم و ترکیبات آن

1. Cr 2 O 7 2- -- Cr 2 O 3 -- CrO 2 - -- CrO 4 2- -- Cr 2 O 7 2-

الف) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O ب) Cr 2 O 3 + 2 NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O
ج) 2NaCrO 2 + 3Br 2 + 8NaOH = 6NaBr + 2Na 2 CrO 4 + 4H 2 O
د) 2Na 2 CrO 4 + 2HCl = Na 2 Cr 2 O 7 + 2 NaCl + H 2 O

2. Cr(OH) 2 -- Cr(OH) 3 -- CrCl 3 -- Cr 2 O 7 2- -- CrO 4 2-

الف) 2Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
ب) Cr(OH) 3 + 3HCl = CrCl 3 + 3H 2 O
ج) 2CrCl 3 + 2KMnO 4 + 3H 2 O = K 2 Cr 2 O 7 + 2Mn(OH) 2 + 6HCl
د) K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH = 2K 2 CrO 4 + H 2 O

3. CrO - Cr (OH) 2 - Cr (OH) 3 - Cr (NO 3) 3 - Cr 2 O 3 - CrO - 2
Cr2+

الف) CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O
ب) CrO + H 2 O \u003d Cr (OH) 2
ج) Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
د) Cr(OH) 3 + 3HNO 3 = Cr(NO 3) 3 + 3H 2 O
ه) 4Cr (NO 3) 3 \u003d 2Cr 2 O 3 + 12NO 2 + O 2
و) Cr 2 O 3 + 2 NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O

عنصر کروم به عنوان هنرمند

شیمیدانان اغلب به مشکل ایجاد رنگدانه های مصنوعی برای نقاشی روی آوردند. در قرن 18-19، فناوری برای به دست آوردن بسیاری از مواد تصویری توسعه یافت. لوئیس نیکلاس واکلین در سال 1797، که عنصر قبلاً ناشناخته کروم را در سنگ معدن قرمز سیبری کشف کرد، رنگ جدید و قابل توجهی پایدار - سبز کروم را تهیه کرد. کروموفور آن اکسید کروم آبی (III) است. با نام سبز زمردی در سال 1837 شروع به تولید کرد. بعدها، L. Vauquelen چندین رنگ جدید پیشنهاد کرد: باریت، روی و زرد کروم. با گذشت زمان، آنها با رنگدانه های زرد و نارنجی پایدار تری بر پایه کادمیوم جایگزین شدند.

رنگ سبز کروم بادوام ترین و سبک ترین رنگ است که تحت تأثیر گازهای جوی قرار نمی گیرد. سبز کروم که در روغن مالیده شده است، قدرت پنهان کنندگی زیادی دارد و می تواند به سرعت خشک شود، بنابراین، از قرن نوزدهم. به طور گسترده ای در نقاشی استفاده می شود. در نقاشی چینی از اهمیت بالایی برخوردار است. واقعیت این است که محصولات چینی را می توان هم با رنگ زیر لعاب و هم با نقاشی روی لعاب تزئین کرد. در حالت اول، رنگ ها فقط روی سطح یک محصول کمی پخته شده اعمال می شود که سپس با یک لایه لعاب پوشانده می شود. به دنبال آن پخت اصلی و با دمای بالا انجام می شود: برای تف جوشی توده چینی و ذوب لعاب، محصولات تا 1350 - 1450 0 درجه سانتیگراد گرم می شوند. تعداد بسیار کمی از رنگ ها می توانند چنین دمای بالایی را بدون تغییرات شیمیایی تحمل کنند و در قدیم روزها فقط دو مورد از آنها وجود داشت - کبالت و کروم. اکسید سیاه کبالت که روی سطح یک اقلام چینی اعمال می شود، در هنگام پخت با لعاب ترکیب می شود و از نظر شیمیایی با آن برهمکنش می کند. در نتیجه سیلیکات های کبالت آبی روشن تشکیل می شوند. این ظروف چینی آبی کبالتی برای همه شناخته شده است. اکسید کروم (III) با اجزای لعاب برهمکنش شیمیایی ندارد و به سادگی بین خرده های چینی و لعاب شفاف با یک لایه "کر" قرار می گیرد.

علاوه بر رنگ سبز کروم، هنرمندان از رنگ های مشتق شده از Volkonskoite استفاده می کنند. این کانی از گروه مونت موریلونیت ها (یک کانی رسی از زیر کلاس سیلیکات های پیچیده Na (Mo, Al), Si 4 O 10 (OH) 2) در سال 1830 توسط کانی شناس روسی Kemmerer کشف شد و به نام M.N. Volkonskaya دخترش نامگذاری شد. از قهرمان نبرد بورودینو، ژنرال N. Raevsky، همسر Decembrist S. G. Volkonsky Volkonskoite یک خاک رس حاوی حداکثر 24٪ اکسید کروم و همچنین اکسیدهای آلومینیوم و آهن (III) است. رنگ متنوع آن را تعیین می کند - از رنگ صنوبر زمستانی تیره گرفته تا رنگ سبز روشن قورباغه مردابی.

پابلو پیکاسو با درخواست مطالعه ذخایر Volkonskoite به زمین شناسان کشورمان مراجعه کرد که به رنگ لحن تازه ای منحصر به فرد می بخشد. در حال حاضر، روشی برای به دست آوردن wolkonskoite مصنوعی توسعه یافته است. جالب است بدانید که طبق تحقیقات مدرن، نقاشان آیکون روسی در اوایل قرون وسطی، مدتها قبل از کشف "رسمی" آن، از رنگ های این ماده استفاده می کردند. سبز گینیه (که در سال 1837 ایجاد شد)، که کروموفرم آن هیدرات اکسید کروم Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O است، که در آن بخشی از آب به صورت شیمیایی متصل و بخشی جذب می شود، نیز در بین هنرمندان محبوب بود. این رنگدانه رنگ زمردی به رنگ می دهد.

blog.site، با کپی کامل یا جزئی از مطالب، لینک به منبع الزامی است.