Chromium, նիկելԵվ մոլիբդենլեգիրման ամենակարևոր տարրերն են պողպատներ. Դրանք օգտագործվում են տարբեր համակցություններով և ստանում են լեգիրված պողպատների տարբեր կատեգորիաներ՝ քրոմ, քրոմ-նիկել, քրոմ-նիկել-մոլիբդեն և համանման լեգիրված պողպատներ:
Քրոմի ազդեցությունը պողպատների հատկությունների վրա
Քրոմի հակումը կարբիդներ առաջացնելու միջին է, ի թիվս այլոցկարբիդ կազմող համաձուլվածքային տարրեր. Երկաթի նկատմամբ քրոմի պարունակության ցածր Cr/C հարաբերակցությամբ ձևավորվում է միայն տիպի ցեմենտիտ (Fe, Cr): 3 C. Cr / C պողպատում քրոմի և ածխածնի պարունակության հարաբերակցության աճով հայտնվում են ձևի քրոմի կարբիդներ (Cr, Fe) 7 C 3 կամ (Cr, Fe) 2 3C 6 կամ երկուսն էլ. Քրոմը մեծացնում է պողպատների ջերմային կարծրացման ունակությունը, դրանց դիմադրությունը կոռոզիայից և օքսիդացմանը, ապահովում է ամրության բարձրացում բարձր ջերմաստիճաններում, ինչպես նաև մեծացնում է դիմադրությունը բարձր ածխածնային պողպատների հղկող մաշվածությանը:
Քրոմի կարբիդները նույնպես մաշվածության դիմացկուն են: Հենց նրանք են դիմադրություն ապահովում պողպատե շեղբերներին. իզուր չէ, որ դանակի շեղբերները պատրաստված են քրոմի պողպատներից: Բարդ քրոմ-երկաթի կարբիդները շատ դանդաղ են մտնում ավստենիտի պինդ լուծույթում, հետևաբար, երբ այդպիսի պողպատները ջեռուցվում են մարելու համար, պահանջվում է ավելի երկար ազդեցություն ջեռուցման ջերմաստիճանում: Քրոմը համարվում է պողպատների ամենագլխավոր լեգիրող տարրը։ Պողպատին քրոմ ավելացնելը հանգեցնում է նրան, որ այնպիսի կեղտեր, ինչպիսիք են ֆոսֆորը, անագը, անտիմոնը և մկնդեղը տարանջատվում են դեպի հացահատիկի սահմանները, ինչը կարող է առաջացնել պողպատի փխրունություն:
Նիկելի ազդեցությունը պողպատների հատկությունների վրա
Նիկելը պողպատներում կարբիդներ չի առաջացնում: Պողպատներում այն տարր է, որը նպաստում է ձևավորմանը և պահպանմանըավստենիտ . Նիկելը մեծացնում է պողպատի կարծրությունը: Նիկելը քրոմի և մոլիբդենի հետ միասին ավելի է մեծացնում պողպատների ջերմային կարծրացման ունակությունը և նպաստում է պողպատի ամրության և հոգնածության բարձրացմանը: Տարրալուծվելովֆերիտ նիկելը մեծացնում է իր մածուցիկությունը: Նիկելը մեծացնում է քրոմ-նիկելային ավստենիտիկ պողպատների կոռոզիոն դիմադրությունը չօքսիդացող թթվային լուծույթներում:
Մոլիբդենի ազդեցությունը պողպատների հատկությունների վրա
Մոլիբդենը պողպատներում հեշտությամբ ձևավորում է կարբիդներ: Այն ցեմենտիտում միայն մի փոքր լուծվում է: Մոլիբդենը ձևավորում է մոլիբդենի կարբիդներ, հենց որ պողպատի ածխածնի պարունակությունը բավականաչափ բարձրանում է: Մոլիբդենն ի վիճակի է լրացուցիչ ջերմային ամրացում ապահովել կարծրացած պողպատների կոփման ժամանակ: Այն բարձրացնում է ցածր լեգիրված պողպատների սողացող դիմադրությունը բարձր ջերմաստիճաններում:
Մոլիբդենի հավելումները նպաստում են պողպատե հատիկների մաքրմանը, ջերմային մշակման միջոցով մեծացնում են պողպատների կարծրացումը և բարձրացնում պողպատի հոգնածության ուժը: Լեգիրված պողպատները 0,20-0,40% մոլիբդենի պարունակությամբ կամ նույն քանակությամբ վանադիումով դանդաղեցնում են խառնվածքի փխրունության առաջացումը, բայց ամբողջությամբ չեն վերացնում այն: Մոլիբդենը մեծացնում է պողպատների կոռոզիոն դիմադրությունը և, հետևաբար, լայնորեն օգտագործվում է բարձր լեգիրված ֆերիտային չժանգոտվող պողպատներում և քրոմ-նիկելային ավստենիտիկ չժանգոտվող պողպատներում: Մոլիբդենի բարձր պարունակությունը նվազեցնում է չժանգոտվող պողպատի փոսային (փոսային) կոռոզիայի միտումը: Մոլիբդենն ունի շատ ուժեղ պինդ լուծույթի ամրապնդման ազդեցություն ավստենիտիկ պողպատների վրա, որոնք օգտագործվում են բարձր ջերմաստիճաններում:
Պարբերական համակարգի տարրերի վեցերորդ խմբի կազմը ներառում է քրոմ 24 Cr, մոլիբդեն 42 Mo, վոլֆրամ 74 Վտ և ռադիոակտիվ մետաղ seaborgium 106 Sg: Բնության մեջ քրոմը հանդիպում է չորս կայուն իզոտոպների տեսքով, որոնցից գերակշռում է 52 Cr (83,8%)։ Բնական մոլիբդենը և վոլֆրամը համապատասխանաբար յոթ և հինգ իզոտոպների բարդ խառնուրդ են, որոնց մեծ մասը գտնվում է երկրակեղևում համեմատելի քանակությամբ: Այսպիսով, գերիշխող նուկլիդ մոլիբդեն-98-ը կազմում է մոլիբդենի ատոմների ընդհանուր թվի ընդամենը 24%-ը։
1778 թվականին շվեդ քիմիկոս Կ. Շելեն MoO 3 օքսիդ ստացավ MoS 2 մոլիբդենիտ հանքանյութից, մինչդեռ չորս տարի անց այն ածուխով վերականգնեց, Ռ. Հելմը մեկուսացրեց նոր տարր՝ մոլիբդենը։ Նրա անունը գալիս է հունարեն «molybdos» (molybdos) - կապար: Խայտառակությունը պայմանավորված է նրանով, որ փափուկ նյութերը, ինչպիսիք են գրաֆիտը, կապարը և մոլիբդենիտ MoS 2-ը, նախկինում օգտագործվել են որպես գրելու կապարներ: Գրաֆիտի «սև կապարի» անվանումը կապված է սրա հետ։
1781 թվականին Կ. Շելեն և Տ. Վերգմանը մեկուսացրեցին նոր տարրի օքսիդը CaWO 4 (շեելիտ) հանքանյութից։ Երկու տարի անց իսպանացի քիմիկոսներ Ջ. և Ֆ. դ'Էլուար եղբայրները ցույց տվեցին, որ նույն տարրը հանքանյութի (Fe, Mn)WO 4 - վոլֆրամիտի անբաժանելի մասն է: Նրա անունը գալիս է գերմանական Wolf Rahm - գայլի փրփուրից: Թիթեղը հալեցնելիս մեծ քանակությամբ մետաղ է կորել՝ վերածվելով խարամի։ Դա պայմանավորված էր նրանով, որ կազիտիտի հետ կապված վոլֆրամիտը կանխում էր անագի կրճատումը: Միջնադարյան մետալուրգները ասում էին, որ վոլֆրամիտը խժռում է թիթեղը, ինչպես գայլը ոչխարին: Վոլֆրամիտը ածուխով կրճատելով՝ նրանք նաև ստացան նոր մետաղ՝ վոլֆրամ:
1797 թվականին ֆրանսիացի քիմիկոս Լ.Վոկելենն ուսումնասիրել է ռուս երկրաբան Մ.Պալլասի կողմից Սիբիրից իրեն ուղարկված նարնջագույն-կարմիր հանքային կոկոյտի PbCrO 4-ի հատկությունները։ Երբ հանքանյութը եփում էին պոտաշով, ստացվում էր նարնջագույն-կարմիր լուծույթ։
3PbCrO 4 + 3K 2 CO 3 + H 2 O \u003d Pb 3 (CO 3) 2 (OH) 2 ¯ + 3K 2 CrO 4, + CO 2,
որից մեկուսացվել է կալիումի քրոմատը, այնուհետև քրոմ անհիդրիդը և, վերջապես, CrO 3-ի ածխի վերականգնմամբ՝ նոր քրոմ մետաղ։ Այս տարրի անվանումը գալիս է հունարեն «chroma» - գույնից և կապված է նրա միացությունների տարբեր գույների հետ: Հանքային քրոմիտը՝ քրոմի արտադրության համար ամենակարևոր ժամանակակից հումքը, հայտնաբերվել է Ուրալում 1798 թվականին։
Seaborgium-ը առաջին անգամ ստացվել է 1974 թվականին ամերիկացի գիտնականների կողմից՝ Ալբերտ Գիորսոյի գլխավորությամբ Բերկլիում (ԱՄՆ): Մի քանի ատոմների քանակով տարրի սինթեզն իրականացվել է ըստ ռեակցիաների.
18 O + 249 Cf 263 106 Sg + 4 1 n,
248 Cf + 22 Ne 266 106 Sg + 4 1 n
Ամենաերկարակյաց 266 Sg իզոտոպի կես կյանքը 27,3 վ է։ Տարրը անվանվել է ամերիկացի ֆիզիկոս և քիմիկոս Գլեն Սիբորգի պատվին։
Հետևելով d-ենթամակարդակի լրացման ընդհանուր միտումներին վեցերորդ խմբի տարրերի ժամանակաշրջանով շարժվելիս անհրաժեշտ կլինի ենթադրել վալենտային էլեկտրոնների կոնֆիգուրացիան հիմնական վիճակում (n-1)d 4 ns 2, որը. , սակայն, իրականացվում է միայն վոլֆրամի դեպքում։ Քրոմի և մոլիբդենի ատոմներում էներգիայի ստացումը, որն առաջանում է կիսալցված ենթամակարդակի կայունացման և զուգակցման էներգիայի ապակայունացնող ներդրման իսպառ բացակայության հետևանքով, պարզվում է, որ ավելի մեծ է, քան այն էներգիան, որը պետք է ծախսվի որևէ մեկի անցման վրա։ s-էլեկտրոնները դեպի d-ենթամակարդակ: Սա հանգեցնում է էլեկտրոնի ցատկման (տես Բաժին 1.1) և (n-1)d 5 ns 1 էլեկտրոնի կոնֆիգուրացիա քրոմի և մոլիբդենի ատոմների համար: Ատոմների և իոնների շառավիղները (Աղյուսակ 5.1) ավելանում են քրոմից մոլիբդենի անցման ժամանակ և գործնականում չեն փոխվում վոլֆրամի հետագա անցումով, մոլիբդենի և վոլֆրամի նրանց մոտ արժեքները լանթանիդի սեղմման արդյունք են: Միևնույն ժամանակ, չնայած դրան, այս երկու տարրերի միջև հատկությունների տարբերությունը շատ ավելի նկատելի է, քան չորրորդ և հինգերորդ խմբերի 4d և 5d տարրերի միջև (ցիրկոնիում և հաֆնիում, նիոբիում և տանտալ). լանթանիդի սեղմումը ատոմների հատկությունները թուլանում են. Առաջին իոնացման էներգիաների արժեքները մեծանում են քրոմից վոլֆրամի անցման ժամանակ, ինչպես 5-րդ խմբի տարրերի դեպքում:
Աղյուսակ 5.1. 6-րդ խմբի տարրերի որոշ հատկություններ
| Հատկություններ | 24 Cr | 42 ամիս | 74 Վտ |
| Կայուն իզոտոպների քանակը | |||
| Ատոմային զանգված | 51.9961 | 95.94 | 183.84 |
| Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա | 3d 5 4s 1 | 4d 5 5s 1 | 4f 14 5d 4 6s 2 |
| Ատոմային շառավիղ *, (նմ) | 0.128 | 0.139 | 0.139 |
| Իոնացման էներգիաներ, կՋ/մոլ: | |||
| Առաջին (I 1) | 653,20 | 684,08 | 769,95 |
| Երկրորդ (I 2) | 1592,0 | 1563,1 | 1707,8 |
| Երրորդ (I 3) | 2991,0 | 2614,7 | |
| Չորրորդ (I 4) | 4737,4 | 4476,9 | |
| Հինգերորդ (I 5) | 6705,7 | 5258,4 | |
| Վեցերորդ (I 6) | 8741,5 | 6638,2 | |
| Իոնային շառավիղներ **, նմ: | |||
| E (VI) | 0.044 | 0.059 | 0.060 |
| E (V) | 0.049 | 0.061 | 0.062 |
| E (IV) | 0.055 | 0.065 | 0.066 |
| E (III) | 0.061 | 0.069 | – |
| E (II) *** | 0,073 (ns), 0,080 (արև) | – | – |
| Էլեկտրոնեգատիվություն ըստ Պաուլինգի | 1.66 | 2.16 | 2.36 |
| Ալրեդ-Ռոչովի էլեկտրաբացասականություն | 1.56 | 1.30 | 1.40 |
| Օքսիդացման վիճակներ **** | (–4), (–2), (–1), (+2), +3, (+4), (+5), +6 | (–2), (–1), (+2), +3, (+4), (+5), +6 | (–2), (–1), (+2), (+3), (+4), +5, +6 |
* Համակարգման համարի համար CN = 12:
** Համակարգման համարի համար CN = 6:
*** Շառավիղը նշված է ցածր (ns) և բարձր պտույտի (արև) վիճակների համար:
**** Անկայուն օքսիդացման վիճակները բերված են փակագծերում:
Տարբեր միացություններում քրոմ, մոլիբդեն և վոլֆրամ տարրերը ցուցադրում են օքսիդացման վիճակներ -4-ից մինչև +6 (Աղյուսակ 5.1): Ինչպես անցումային մետաղների մյուս խմբերում, այնպես էլ ամենաբարձր օքսիդացման աստիճան ունեցող միացությունների կայունությունը, ինչպես նաև կոորդինացիոն թվերը, քրոմից վոլֆրամի են աճում։ Քրոմը, ինչպես մյուս դ-մետաղները, օքսիդացման ամենացածր վիճակներում ունի 6 կոորդինացիոն թիվ, օրինակ՝ 3+, -: Երբ օքսիդացման աստիճանը մեծանում է, մետաղի իոնային շառավիղը անխուսափելիորեն նվազում է, ինչը հանգեցնում է նրա կոորդինացիոն թվի նվազմանը։ Այդ իսկ պատճառով, թթվածնային միացություններում ավելի բարձր օքսիդացման վիճակներում քրոմն ունի քառանիստ միջավայր, որն իրացվում է, օրինակ, քրոմատներում և երկքրոմատներում՝ անկախ միջավայրի թթվայնությունից։ Քրոմատ իոնների պոլիկոնդենսացման գործընթացը, որը հաջորդաբար հանգեցնում է դիքրոմատների, տրիքրոմատների, տետրաքրոմատների և, վերջապես, հիդրատացված քրոմ անհիդրիդին, ընդամենը սովորական գագաթներով կապված CrO 4 քառատետրերի շղթայի հաջորդական աճն է: Մոլիբդենի և վոլֆրամի համար քառաեզրային անիոնները, ընդհակառակը, կայուն են միայն ալկալային միջավայրում, և թթվայնացման դեպքում դրանք մեծացնում են կոորդինացիոն թիվը մինչև վեց: Ստացված MO 6 մետաղ-թթվածին ութանիստները ընդհանուր եզրերի միջով խտանում են բարդ իզոպոլյանիոնների մեջ, որոնք քրոմի քիմիայում նմանություններ չունեն։ Օքսիդացման աստիճանի աճով մեծանում են թթվային և օքսիդացնող հատկությունները։ Այսպիսով, հիդրօքսիդը Cr(OH) 2 ցուցադրում է միայն հիմնային, Cr(OH) 3 - ամֆոտերային, իսկ H 2 CrO 4 - թթվային հատկությունները:
Քրոմի (II) միացությունները ուժեղ վերականգնող նյութեր են, որոնք ակնթարթորեն օքսիդանում են մթնոլորտի թթվածնով (նկ. 5.1. Քրոմի, մոլիբդենի և վոլֆրամի սառնամանիքների դիագրամ): Նրանց վերականգնող ակտիվությունը (E o (Cr 3+ /Cr 2+) = –0,41 V) համեմատելի է վանադիումի անալոգային միացությունների հետ։
Աղյուսակ 5.2. Որոշ Cr, Mo և W միացությունների ստերեոքիմիա
| Օքսիդացման վիճակ | Համակարգման համարներ | Ստերեոմետրիա | Քր | Մո, Վ |
| -4 (d 10) | Տետրաեդրոն | Նա 4 | ||
| -2 (d8) | Եռանկյուն բիպիրամիդ | Na 2 | Na 2 | |
| -1 (d7) | Ութանիստ | Na 2 | Na 2 | |
| 0 (d6) | Ութանիստ | [Cr(CO) 6] | ||
| +2 (d4) | հարթ քառակուսի | - | ||
| քառակուսի բուրգ | - | 4 - | ||
| Ութանիստ | K 4 CrF 2, CrS | Me 2 W (PMe 3) 4 | ||
| +3(d3) | Տետրաեդրոն | - | 2– | |
| Ութանիստ | 3+ | 3 - | ||
| +4(d7) | Ութանիստ | K2 | 2 - | |
| Դոդեկաեդրոն | - | 4 - | ||
| +5 (d1) | Ութանիստ | K2 | - | |
| +6 (անել) | Տետրաեդրոն | CrO 4 2 - | MO 4 2 - | |
| Ութանիստ | CRF 6 | իզոպոլ միացություններում | ||
| ? | - | 2 - |
Քրոմի համար առավել բնորոշ օքսիդացման վիճակը +3 է (նկ. 5.1): Cr (III) միացությունների բարձր կայունությունը կապված է երկու թերմոդինամիկական գործոնների հետ՝ սիմետրիկ d 3 կոնֆիգուրացիա, որն ապահովում է կապի բարձր ամրություն Cr (III) - լիգանդ՝ շնորհիվ բյուրեղային դաշտի կայունացման բարձր էներգիայի (ESKP) ութանիստ դաշտում () լիգանդներ և ութանիստ քրոմի (III) կատիոնների կինետիկ իներտությունը։ Ի տարբերություն մոլիբդենի և վոլֆրամի միացությունների ավելի բարձր օքսիդացման վիճակներում, քրոմի (VI) միացությունները ուժեղ օքսիդացնող նյութեր են E 0 ( /Cr 3+) = 1,33 V: Քրոմատ իոնները կարող են ջրածնով կրճատվել աղաթթվի լուծույթում մեկուսացման պահին մինչև Cr 2: + իոններ, մոլիբդատներ՝ մոլիբդենի (III) միացություններ, և վոլֆրամներ՝ վոլֆրամ (V) միացություններ։
Մոլիբդենի և վոլֆրամի միացությունները օքսիդացման ամենացածր վիճակներում պարունակում են մետաղ-մետաղ կապեր, այսինքն՝ կլաստերներ են։ Առավել հայտնի են ութանիստ կլաստերները: Այսպիսով, օրինակ, մոլիբդենի երկքլորիդն իր բաղադրության մեջ պարունակում է Mo 6 Cl 8: Cl 4 խմբեր: Կլաստերային իոնը կազմող լիգանդները կապված են շատ ավելի ուժեղ, քան արտաքինները, հետևաբար, արծաթի նիտրատի ալկոհոլային լուծույթի ազդեցության տակ քլորի բոլոր ատոմների միայն մեկ երրորդը կարող է նստել: Մետաղ-մետաղ կապեր են հայտնաբերվել նաև քրոմի (II) որոշ միացություններում, օրինակ՝ կարբոքսիլատներում։
Չնայած քրոմի վեցերորդ խմբի և ծծմբային խմբի տարրերի միացությունների ստոյքիոմետրիայի մոտիկությանը, որոնց ատոմները պարունակում են նույն թվով վալենտային էլեկտրոններ, նրանց միջև նկատվում է միայն հեռավոր նմանություն։ Այսպիսով, օրինակ, սուլֆատ իոնն ունի նույն չափերը, ինչ քրոմատը, և որոշ աղերում կարող է փոխարինել այն իզոմորֆիկ կերպով: Քրոմի (VI) օքսոքլորիդը հիդրոլիզով նման է ծծմբային քլորիդին։ Միևնույն ժամանակ, ջրային լուծույթներում սուլֆատի իոնները գործնականում չեն ցուցադրում օքսիդացնող հատկություններ, իսկ սելենատներն ու տելուրատները չունեն իզոպոլային միացություններ ձևավորելու ունակություն, չնայած այդ տարրերի առանձին ատոմները կարող են ներառվել դրանց կազմի մեջ:
Չորրորդ և հինգերորդ խմբերի d-տարրերի համեմատ՝ քրոմի, մոլիբդենի և վոլֆրամի կատիոնները բնութագրվում են շատ ավելի բարձր Պիրսոնի «փափկությամբ», որն ավելանում է խմբի մեջ։ Դրա հետևանքը սուլֆիդային միացությունների հարուստ քիմիան է, որը հատկապես զարգացած է մոլիբդենի և վոլֆրամի մեջ: Նույնիսկ քրոմը, որն ունի ամենաբարձր կոշտությունը՝ համեմատած խմբի այլ տարրերի հետ, կարող է թթվածնի միջավայրը փոխարինել ծծմբի ատոմներով. օրինակ՝ քրոմի (III) օքսիդը կալիումի թիոցիանատի հետ միաձուլելով՝ կարելի է ստանալ KCrS 2 սուլֆիդ։
5.2. բաշխումը բնության մեջ. Պարզ նյութերի պատրաստում և օգտագործում.
Վեցերորդ խմբի տարրերը զույգ են և հետևաբար ավելի տարածված, քան 5-րդ և 7-րդ խմբերի կենտ տարրերը։ Նրանց բնական գալակտիկան բաղկացած է մեծ թվով իզոտոպներից (Աղյուսակ 5.1): Բնության մեջ քրոմը ամենատարածվածն է: Նրա պարունակությունը երկրակեղևում կազմում է 0,012 wt % և համեմատելի է վանադիումի (0,014 wt %) և քլորի (0,013 wt %) առատության հետ։ Մոլիբդենը (3×10 -4% զանգված) և վոլֆրամը (1×10 -4% զանգված) հազվագյուտ և ցրված մետաղներ են։ Արդյունաբերական քրոմի ամենակարևոր հանքանյութը քրոմի երկաթի հանքաքարն է FeCr 2 O 4: Ավելի քիչ տարածված են այլ օգտակար հանածոներ՝ կոկոյտ PbCrO 4, քրոմ օխեր Cr 2 O 3: Բնության մեջ մոլիբդենի և վոլֆրամի հայտնաբերման հիմնական ձևը ֆելդսպաթներն են, պիրոքսենները։ Մոլիբդենի միներալներից ամենամեծ նշանակությունն ունի մոլիբդենիտ MoS 2-ը, որը հիմնականում պայմանավորված է նրանով, որ այն չի պարունակում զգալի քանակությամբ այլ մետաղներ, ինչը մեծապես նպաստում է հանքաքարի վերամշակմանը։ Բնական պայմաններում դրա օքսիդացման արգասիքներն են՝ wulfenite PbMoO 4 և powellite CaMoO 4: Վոլֆրամի ամենակարևոր հանքանյութերն են շեյլիտը CaWO 4 և վոլֆրամիտը (Fe,Mn)WO 4, սակայն հանքաքարերում վոլֆրամի միջին պարունակությունը չափազանց ցածր է՝ ոչ ավելի, քան 0,5%։ Մոլիբդենի և վոլֆրամի հատկությունների նմանության պատճառով գոյություն ունեն CaMoO4-CaWO4 և PbMoO4-PbWO4 ամբողջական պինդ լուծույթներ։
Շատ տեխնիկական նպատակներով անհրաժեշտ չէ առանձնացնել քրոմի երկաթի հանքաքարում պարունակվող երկաթն ու քրոմը։ Համաձուլվածք, որը ձևավորվում է էլեկտրական վառարաններում ածուխով կրճատելիս
FeCr 2 O 4 + 4C Fe + 2Cr + 4CO,
ֆերոքրոմ կոչվողը լայնորեն օգտագործվում է չժանգոտվող պողպատների արտադրության մեջ: Եթե որպես վերականգնող նյութ օգտագործվում է սիլիցիում, ապա ստացվում է ցածր ածխածնի պարունակությամբ ֆերոքրոմ, որն օգտագործվում է ամուր քրոմային պողպատների արտադրության մեջ։
Մաքուր քրոմը սինթեզվում է Cr 2 O 3 օքսիդի ալյումինով վերականգնմամբ
Cr 2 O 3 + 2Al \u003d 2Cr + Al 2 O 3
կամ սիլիցիում
2Cr 2 O 3 + 3Si \u003d 4Cr + 3SiO 2:
Ալյումինոթերմային մեթոդում՝ քրոմի (III) օքսիդի և ալյումինի փոշու նախապես տաքացված խառնուրդ՝ խառնարանի մեջ օքսիդացնող նյութի ավելացմամբ։ Ռեակցիան սկսվում է ալյումինի և նատրիումի պերօքսիդի խառնուրդի բռնկմամբ: Ստացված մետաղի մաքրությունը որոշվում է սկզբնական քրոմի օքսիդի կեղտերի պարունակությամբ, ինչպես նաև վերականգնող նյութերում։ Սովորաբար հնարավոր է ձեռք բերել 97-99% մաքրությամբ մետաղ, որը պարունակում է փոքր քանակությամբ սիլիցիում, ալյումին և երկաթ։
Օքսիդ ստանալու համար քրոմի երկաթի հանքաքարը ենթարկվում է օքսիդատիվ հալման ալկալային միջավայրում։
4FeCr 2 O 4 + 8Na 2 CO 3 + 7O 2 8Na 2 CrO 4 + 2Fe 2 O 3 + 8CO 2,
իսկ ստացված Na 2 CrO 4 քրոմատը մշակվում է ծծմբաթթվով։
2Na 2 CrO 4 + 2H 2 SO 4 = Na 2 Cr 2 O 7 + 2NaHSO 4 + H 2 O
Արդյունաբերական որոշ ձեռնարկություններում ծծմբաթթվի փոխարեն օգտագործում են ածխաթթու գազ՝ գործընթացը իրականացնելով ավտոկլավներում 7–15 ատմ ճնշման տակ։
2Na 2 CrO 4 + H 2 O + 2CO 2 \u003d Na 2 Cr 2 O 7 + 2NaHCO 3.
Նորմալ ճնշման դեպքում ռեակցիայի հավասարակշռությունը տեղափոխվում է ձախ:
Այնուհետև բյուրեղացված նատրիումի երկքրոմատը Na 2 Cr 2 O 7 × 2H 2 O ջրազրկվում և կրճատվում է ծծմբով կամ ածուխով
Na 2 Cr 2 O 7 + 2C Cr 2 O 3 + Na 2 CO 3 + CO.
Արդյունաբերության մեջ ամենամաքուր քրոմը ստացվում է կա՛մ քրոմ անհիդրիդի խտացված ջրային լուծույթի էլեկտրոլիզով ծծմբաթթվի մեջ, կա՛մ քրոմի (III) սուլֆատի Cr 2 (SO 4) 3 լուծույթով, կա՛մ քրոմ-ամոնիումի շիբի լուծույթով: 99%-ից ավելի մաքրությամբ քրոմը նստում է ալյումինի կամ չժանգոտվող պողպատի կաթոդի վրա: Մետաղի ամբողջական մաքրումը ազոտի կամ թթվածնի կեղտից ձեռք է բերվում մետաղը ջրածնի մթնոլորտում 1500 °C ջերմաստիճանում պահելու կամ բարձր վակուումում թորման միջոցով: Էլեկտրոլիտիկ մեթոդը հնարավորություն է տալիս ստանալ քրոմի բարակ թաղանթներ, ինչի պատճառով էլ այն օգտագործվում է էլեկտրաձևավորման մեջ։
Մոլիբդենի ստացման համար թրծում են ֆլոտացիայի միջոցով հարստացված հանքաքարը։
900 - 1000 ºС
2MoS 2 + 7O 2 \u003d 2MoO 3 + 4SO 2:
Ստացված օքսիդը թորվում է ռեակցիայի ջերմաստիճանում: Այնուհետև այն մաքրվում է սուբլիմացիայի միջոցով կամ լուծվում է ամոնիակի ջրային լուծույթում:
3MoO 3 + 6NH 3 + 3H 2 O = (NH 4) 6 Mo 7 O 24,
վերաբյուրեղացավ և նորից օդում քայքայվեց օքսիդի: Մետաղական փոշին ստացվում է օքսիդի ջրածնով վերականգնմամբ.
MoO 3 + 3H 2 \u003d Mo + 3H 2 O,
սեղմված և համաձուլված աղեղային վառարանում իներտ գազի մթնոլորտում կամ վերածվում ձուլակտորի փոշու մետալուրգիայի միջոցով: Դրա էությունը կայանում է նրանում, որ մանր փոշիներից արտադրանքի արտադրությունը սառը մամլման միջոցով ձուլման և հետագա բարձր ջերմաստիճանի վերամշակման միջոցով: Մետաղական փոշիներից արտադրանքի արտադրության տեխնոլոգիական գործընթացը ներառում է խառնուրդի պատրաստումը, բլանկների կամ արտադրանքի ձուլումը և դրանց սինթրումը: Ձուլումն իրականացվում է սառը մամլման եղանակով բարձր ճնշման տակ (30–1000 ՄՊա) մետաղի կաղապարներում։ Միատարր մետաղական փոշիներից արտադրանքի սինթրումը կատարվում է մետաղի հալման կետի 70–90%-ին հասնելու ջերմաստիճանում։ Օքսիդացումից խուսափելու համար սինթրումը կատարվում է իներտ, վերականգնող մթնոլորտում կամ վակուումի տակ։ Այսպիսով, մոլիբդենի փոշին նախ սեղմում են պողպատե կաղապարներում . Ջրածնային մթնոլորտում նախնական թրծումից հետո (1000–1200°C) աշխատանքային կտորները (ձողերը) տաքացնում են մինչև 2200–2400°C։ Այս դեպքում առանձին բյուրեղները հալվում են մակերեսից և կպչում միմյանց հետ՝ առաջացնելով մեկ ձուլակտոր, որը ենթարկվում է դարբնոցի։
Վոլֆրամի արտադրության մեկնարկային նյութը դրա օքսիդն է WO 3: Այն ստանալու համար հանքաքարը (շեելիտ CaWO 4 կամ վոլֆրամիտ FeWO 4), որը նախապես հարստացված է ֆլոտացիայի միջոցով մակերեսային ակտիվ նյութերի լուծույթներում, ենթարկվում է ալկալային կամ թթվային բացման։ Ալկալային բացումն իրականացվում է ավտոկլավներում խտանյութը քայքայելով սոդայի լուծույթով 200 ° C ջերմաստիճանում:
CaWO 4 + Na 2 CO 3 \u003d Na 2 WO 4 + CaCO 3 ¯:
Հավասարակշռությունը տեղափոխվում է աջ՝ սոդայի եռակի ավելցուկի օգտագործման և կալցիումի կարբոնատի տեղումների պատճառով։ Մեկ այլ մեթոդի համաձայն, վոլֆրամիտի խտանյութերը քայքայվում են նատրիումի հիդրօքսիդի ուժեղ լուծույթով տաքացնելով կամ 800-900 ° C-ում սոդայի հետ սինթեզելով:
CaWO 4 + Na 2 CO 3 \u003d Na 2 WO 4 + CO 2 + CaO:
Բոլոր դեպքերում տարրալուծման վերջնական արդյունքը նատրիումի վոլֆրամն է, որը տարրալվացվում է ջրով: Ստացված լուծույթը թթվում է, և վոլֆրամաթթուն նստում է
Na 2 WO 4 + 2HCl \u003d H 2 WO 4 ¯ + 2NaCl:
Շելիտի թթվային բացումը հանգեցնում է նաև վոլֆսաթթվի.
CaWO 4 + 2HCl \u003d H 2 WO 4 ¯ + CaCl 2:
Վոլֆսաթթվի առանձնացված նստվածքը ջրազրկվում է
H 2 WO 4 \u003d WO 3 + H 2 O:
Ստացված օքսիդը կրճատվում է ջրածնով
WO 3 + 3H 2 \u003d W + 3H 2 O:
Բարձր մաքրության վոլֆրամի արտադրության համար օգտագործվող օքսիդը նախապես զտվում է՝ լուծելով ամոնիակում, բյուրեղացնելով ամոնիումի պարատունգստատը և այնուհետև քայքայելով այն։
Երբ օքսիդը կրճատվում է, մետաղական վոլֆրամը նույնպես ստացվում է փոշու տեսքով, որը սեղմվում և սինթեզվում է 1400 ºС ջերմաստիճանում, այնուհետև ձողը տաքացնում են մինչև 3000 ºС՝ դրա միջով էլեկտրական հոսանք անցնելով ջրածնի մթնոլորտում։ Այս կերպ պատրաստված վոլֆրամի ձողերը ձեռք են բերում պլաստիկություն, օրինակ՝ դրանցից քաշվում են էլեկտրական շիկացած լամպերի վոլֆրամի թելեր։ Վոլֆրամի և մոլիբդենի խոշոր բյուրեղային ձուլակտորներ ստացվում են վակուումում 3000-3500 o C-ում հալվելով էլեկտրոնային ճառագայթով։
Քրոմը մետաղագործության մեջ օգտագործվում է չժանգոտվող պողպատների արտադրության մեջ, որոնք յուրահատուկ դիմադրություն ունեն կոռոզիայից։ Երկաթի մեջ քրոմի ընդամենը մի քանի տոկոսի ավելացումը մետաղն ավելի զգայուն է դարձնում ջերմային մշակման համար: Քրոմն օգտագործվում է պողպատների համաձուլման համար, որոնք օգտագործվում են աղբյուրների, աղբյուրների, գործիքների և առանցքակալների արտադրության մեջ: Պողպատում քրոմի պարունակության հետագա աճը հանգեցնում է նրա մեխանիկական բնութագրերի կտրուկ փոփոխության՝ մաշվածության դիմադրության նվազմանը, փխրունության տեսքին: Դա պայմանավորված է նրանով, որ երբ պողպատում քրոմի պարունակությունը 10%-ից ավելի է, դրանում պարունակվող ողջ ածխածինը անցնում է կարբիդների տեսքով։ Միեւնույն ժամանակ, նման պողպատը գործնականում չի ենթարկվում կոռոզիայից: Չժանգոտվող պողպատի ամենատարածված դասը պարունակում է 18% քրոմ և 8% նիկել: Դրանում ածխածնի պարունակությունը շատ ցածր է՝ մինչև 0,1%։ Տուրբինի շեղբերները, սուզանավերի կորպուսները, ինչպես նաև խողովակները, մետաղական սալիկները և պատառաքաղը պատրաստված են չժանգոտվող պողպատից։ Զգալի քանակությամբ քրոմ օգտագործվում է կոռոզիոն դիմացկուն դեկորատիվ ծածկույթների համար, որոնք ոչ միայն արտադրանքին տալիս են գեղեցիկ տեսք և մեծացնում դրանց ծառայության ժամկետը, այլև մեծացնում են մեքենայի մասերի և գործիքների մաշվածության դիմադրությունը: Պղնձի և նիկելի ներքնաշերտով քրոմապատումը լավ պաշտպանում է պողպատը կոռոզիայից՝ արտադրանքին տալով գեղեցիկ տեսք: Պաշտպանիչ և դեկորատիվ քրոմապատումը կիրառվում է մեքենաների, հեծանիվների, սարքերի մասերի վրա, որոնցում կիրառվող թաղանթի հաստությունը սովորաբար չի գերազանցում 5 միկրոնը։ Արտացոլման առումով քրոմապատ ծածկույթները զիջում են միայն արծաթին և ալյումինին, ուստի դրանք լայնորեն օգտագործվում են հայելիների և լուսարձակների արտադրության մեջ: Ջեռուցման տարրերի արտադրության համար օգտագործվում են մինչև 20% քրոմ (նիկրոմ) պարունակող նիկելի համաձուլվածքներ, որոնք ունեն բարձր դիմադրություն և հոսանք անցնելիս շատ տաքանում են: Նման համաձուլվածքներին մոլիբդենի և կոբալտի ավելացումը մեծապես մեծացնում է դրանց ջերմակայունությունը. գազատուրբինային շեղբերները պատրաստվում են այդպիսի համաձուլվածքներից: Նիկելի և մոլիբդենի հետ մեկտեղ քրոմը մետաղ-կերամիկայի բաղադրիչ է, նյութ, որն օգտագործվում է ատամների պրոթեզավորման մեջ։ Քրոմի միացությունները օգտագործվում են որպես կանաչ (Cr 2 O 3 , CrOOH ), դեղին ( PbCrO 4 , CdCrO 4 ) և նարնջագույն գունանյութեր։ Շատ քրոմատներ և երկքրոմատներ օգտագործվում են որպես կոռոզիայի արգելակիչներ (CaCr 2 O 7 , Li 2 CrO 4 , MgCrO 4 ), փայտի կոնսերվանտներ (CuCr 2 O 7), ֆունգիցիդներ (Cu 4 CrO 7 ×xH 2 O), կատալիզատորներ (4,NiCr): ZnCr2O4): Քրոմի համաշխարհային արտադրությունը ներկայումս գերազանցում է տարեկան 700 հազար տոննան։
Մոլիբդենն օգտագործվում է նաև մետաղագործության մեջ՝ ստեղծելու կոշտ և մաշվածության դիմացկուն, քիմիապես դիմացկուն և ջերմակայուն կառուցվածքային համաձուլվածքներ՝ որպես զրահապատ պողպատների համաձուլվածք: Մոլիբդենի և ապակու որոշ տեսակների ջերմային ընդարձակման գործակիցները (դրանք կոչվում են «մոլիբդենային ապակի») մոտ են, հետևաբար, ապակե վակուումային սարքերի թփերը և հզոր լույսի աղբյուրների տափակները պատրաստված են մոլիբդենից: Շնորհիվ համեմատաբար փոքր ջերմային նեյտրոնային կլանման խաչմերուկի (2,6 գոմ) մոլիբդենն օգտագործվում է որպես կառուցվածքային նյութ միջուկային ռեակտորներում։ . Մոլիբդենային մետաղալարերը, ժապավենները և ձողերը ծառայում են որպես ջեռուցման տարրեր, ջերմային վահաններ վակուումային կայաններում: Տիտանի, ցիրկոնիումի, նիոբիումի, վոլֆրամի հետ համաձուլված մոլիբդենն օգտագործվում է ավիացիայի և հրթիռային տեխնոլոգիայի մեջ՝ գազատուրբինների և շարժիչի մասերի արտադրության համար։
Վոլֆրամը լավագույն նյութն է շիկացած լամպերի, ռադիոլամպերի կաթոդների և ռենտգենյան խողովակների թելերի և պարույրների համար: Գործառնական բարձր ջերմաստիճանը (2200-2500 o C) ապահովում է բարձր լույսի ելք, իսկ գոլորշիացման ցածր արագությունը և ձևը պահելու ունակությունը (մինչև 2900 o C տաքացնելիս չթուլանալ) ապահովում են թելերի երկար սպասարկում: Վոլֆրամն օգտագործվում է նաև մեքենաշինության և հրթիռային տեխնոլոգիայի մեջ կոշտ, մաշվածության դիմացկուն և ջերմակայուն համաձուլվածքներ ստեղծելու համար: 20% վոլֆրամ պարունակող պողպատներն ունեն ինքնուրույն կարծրանալու հատկություն՝ դրանք օգտագործվում են կտրող գործիքների շեղբեր պատրաստելու համար։ Վոլֆրամի համաձուլվածքները բարենպաստ կերպով համատեղում են ջերմային դիմադրությունը և ջերմային դիմադրությունը ոչ միայն խոնավ օդում, այլև շատ ագրեսիվ միջավայրերում: Օրինակ, երբ 10% վոլֆրամը ներմուծվում է նիկելի մեջ, դրա կոռոզիոն դիմադրությունը մեծանում է 12 անգամ: Վոլֆրամ-ռենիումի ջերմազույգերը թույլ են տալիս չափել ջերմաստիճանը մինչև 3000 °C:
Այս հոդվածում կքննարկվեն քրոմը և նրա ենթախումբը՝ մոլիբդեն և վոլֆրամ: Ըստ երկրակեղևի պարունակության՝ քրոմը (6∙10 -3%), մոլիբդենը (3∙10 -4%) և վոլֆրամը (6∙10 -4%) բավականին տարածված տարրեր են։ Հանդիպում են բացառապես միացությունների տեսքով։Քրոմի հիմնական հանքաքարը բնական քրոմի երկաթի հանքաքարն է (FeO ∙ Cr 2 O 3)։ Մոլիբդենի հանքաքարերից կարևորագույն միներալը մոլիբդենիտն է (MoS 2), վոլֆրամի հանքաքարերից՝ վոլֆրամիտը (xFeWO 4 ∙zMnWO 4) և շելիտը (CaWO 4): Բնական քրոմը բաղկացած է իզոտոպներից՝ 50 (4,3%), 52 (83,8%, 53 (9,5%), 54 (2,4%), մոլիբդենը՝ 92 (15,9%), 94 (9,1%), 95 (15,7) զանգվածային թվերով իզոտոպներից։ %), 96 (16.5%), 97 (9.5%), 98 (23.7%), 100 (9.6%) և վոլֆրամ՝ իզոտոպներից 180 (0.1%), 182 (26.4%), 183 (14.4%), 184 (30.7%), 186 (28.4%).
Ֆիզիկական հատկություններ:
|
Խտությունը, գ / սմ 3 |
|||
|
Հալման ջերմաստիճանը, °С |
|||
|
Եռման կետ, °С |
Կոմպակտ ձևով տարրերը մոխրագույն-սպիտակ փայլուն մետաղներ են: Շատ մաքուր մետաղները լավ են հարմարվում հաստոցների մշակմանը, բայց նույնիսկ կեղտերի հետքերը դրանք դարձնում են կարծր և փխրուն:
Անդորրագիր:
Տարրական քրոմ ստանալու համար հարմար է ելնել դրա օքսիդի (Cr 2 O 3) ալյումինի փոշու խառնուրդից։ Ռեակցիան, որը սկսվում է տաքացումից, ընթանում է համաձայն հավասարման (ալյումինոթերմի).
Cr 2 O 3 + 2Al \u003d Al 2 O 3 + 2Cr + 129 կկալ
Քրոմի ալյումինջերմային արտադրության ժամանակ սկզբնական Cr 2 O 3-ին սովորաբար ավելացվում է մի քիչ CrO 3 (որպեսզի գործընթացն ավելի աշխույժ ընթանա): Ռեակցիայի արդյունքում առաջանում է երկու շերտ, որոնցից վերինում կա կարմիր (քրոմի օքսիդի հետքերից) կավահող, իսկ ստորինում՝ մոտավորապես 99,5% քրոմ։ MoO 3-ի և WO 3-ի վերացումը ջրածնով դեպի մետաղներ հեշտությամբ ընթանում է 500 °C-ից բարձր:
Մոլիբդենը և վոլֆրամը կարելի է ձեռք բերել բարձր ջերմաստիճաններում դրանց օքսիդները ածխածնի կամ ջրածնի հետ նվազեցնելու միջոցով։ Chromium-ը կարելի է ձեռք բերել նմանատիպ եղանակով.
Cr 2 O 3 + 3H 2 → 2Cr + 3H 2 O
WO 3 + 3H 2 → W + 3H 2 O
MoO 3 + 3H 2 →Mo + 3H 2 O
Մոլիբդենիտը փոխանցվում է MoO 3 օդում կրակելով՝ 2MoS 2 + 70 2 = 4S0 2 + 2MoO 3
Նաև քրոմ ստանալու եղանակներից մեկը ածուխով քրոմի երկաթի հանքաքարի վերականգնումն է.
Fe (Cr0 2) 2 + 2C → 2C0 2 + Fe + 2Cr (ստացվում է քրոմ-ֆերոքրոմով երկաթի համաձուլվածք)։
Քրոմի երկաթի հանքաքարից բարձր մաքուր քրոմ ստանալու համար սկզբում ստացվում է քրոմատ, այնուհետև այն վերածվում է դիքրոմատի (թթվային միջավայրում), այնուհետև դիքրոմատը կրճատվում է ածխով (քրոմի օքսիդ III ձևավորմամբ), այնուհետև ալյումինաթերմիա.
4Fe(Cr0 2) 2 +8Na 2 CO 3 +70 2 →8Na 2 CrO 4 +2Fe 2 O 3 +8C0 2
Na 2 Cr 2 O 7 + 2C → Cr 2 O 3 + Na 2 CO 3 + C0
Cr 2 O 3 + 2Al \u003d Al 2 O 3 + 2Cr + 129 kka լ
Լաբորատորիայում ավելի հաճախ իրականացվում է մեկ այլ ռեակցիա.
(NH 4) 2 Cr 2 O 7 → N 2 + Cr 2 O 3 + 4H 2 O և այնուհետև վերածվել քրոմի, ինչպես նկարագրված է վերևում:
Սա հետաքրքիր է.
Շատ մաքուր քրոմ կարելի է ստանալ, օրինակ, էլեկտրոլիտիկորեն նստած մետաղի բարձր վակուումային թորման միջոցով: Այն պլաստիկ է, սակայն արդեն օդում պահեստավորման ժամանակ կլանում է գազերի հետքերը (0 2 , N 2 , H 2) և կորցնում պլաստիկությունը։ Հանքաքարերից Գr, Mo և W սովորաբար մաքուր մետաղներ չեն հալեցնում, այլ դրանց բարձր տոկոսային համաձուլվածքները երկաթով: Ֆեռրոքրոմի պատրաստման մեկնարկային նյութը (առնվազն 60% Cժ) ուղղակիորեն քրոմ երկաթի հանքաքար է: Մոլիբդենիտը սկզբում վերածվում էՄոO 3, որի հիման վրա այնուհետև պատրաստվում է ֆերոմոլիբդեն (առնվազն 55% Mo): Ֆեռոտունֆրամ (65-80% Վտ) ստանալու համար կարող են ծառայել մանգանով աղքատ վոլֆրամիտները. .
Քիմիական հատկություններ.
Ինչ վերաբերում է օդին և ջրին, Cr, Mo և W բավականին կայուն են նորմալ պայմաններում: Նորմալ պայմաններում բոլոր երեք մետաղները զգալիորեն փոխազդում են միայն ֆտորի հետ, բայց երբ բավականաչափ տաքացվում են, դրանք քիչ թե շատ ակտիվորեն միանում են այլ բնորոշ մետալոիդների հետ։ Նրանց համար ընդհանուր է ջրածնի հետ քիմիական փոխազդեցության բացակայությունը։ Ենթախմբում վերևից վար շարժվելիս (Cr-Mo-W) մետաղների քիմիական ակտիվությունը նվազում է։ Դա հատկապես ակնհայտ է թթուների նկատմամբ նրանց վերաբերմունքից։ Քրոմը լուծելի է նոսր HCI-ում և H2SO4-ում: Նրանք չեն գործում մոլիբդենի վրա, բայց այս մետաղը լուծվում է տաք ուժեղ H 2 SO 4-ում: Վոլֆրամը դիմացկուն է բոլոր սովորական թթուների և դրանց խառնուրդների նկատմամբ (բացառությամբ հիդրոֆլորային և ազոտական թթուների խառնուրդների)։ Մոլիբդենի և վոլֆրամի վերածումը լուծվող միացության ամենահեշտն իրականացվում է նիտրատի և սոդայի հետ միաձուլման միջոցով՝ ըստ սխեմայի.
E + 3NaNO 3 + Na 2 CO 3 \u003d Na 2 EO 4 + 3NaNO 2 + C0 2
Նատրիումի վոլֆրամիտից ստացված սոդայի հետ համանման միաձուլման արդյունքում նատրիումի վոլֆրամը քայքայվում է աղաթթվով և ազատված H 2 WO 4-ը կալցինացվում է մինչև այն վերածվում WO 3-ի:
Բոլոր մետաղները ձևավորում են ամֆոտերային օքսիդներ.
4Cr+30 2 →2Cr 2 O 3
Սա հետաքրքիր է :
Cr 2 O 3-ը շատ հրակայուն մուգ կանաչ նյութ է, որը չի լուծվում ոչ միայն ջրում, այլև թթուներում (ալկալիների հետ այն փոխազդում է միայն հալվածքներում, թթուների հետ միայն ուժեղների հետ (օրինակHCl ևH 2 SO 4) և միայն, նուրբ ցրված վիճակում), օրինակները ներկայացված են ստորև: Իր ինտենսիվ գունավորման և եղանակային մեծ դիմադրության շնորհիվ քրոմի օքսիդը հիանալի նյութ է յուղաներկերի արտադրության համար («քրոմ կանաչ»):
2W+30 2 →2W0 3
2Mo+30 2 →2Mo0 3
4CrO 3 →2Cr 2 O 3 +30 2
Բոլոր տարրերն ուղղակի փոխազդեցությամբ կազմում են համապատասխան հալոգենիդներ, որտեղ նրանք ցուցադրում են +3 օքսիդացման աստիճան.
2E+3Hal 2 →2EHal 3
Mo0 3 և W0 3 լուծելիությունը ջրում շատ ցածր է, սակայն ալկալիներում դրանք լուծվում են մոլիբդային և վոլֆսաթթուների աղերի առաջացմամբ։ Վերջիններս ազատ վիճակում սպիտակ (H 2 Mo0 4) կամ դեղին (H 2 W0 4) գույնի գրեթե չլուծվող փոշիներ են։ Երբ տաքանում են, երկու թթուներն էլ հեշտությամբ պոկվում են ջրից և անցնում համապատասխան օքսիդների մեջ։
Mo0 3 +2NaOH→Na 2 MoO 4 +H 2 O
W0 3 +2NaOH→Na 2 WO 4 +H 2 O
Նմանատիպ աղեր կարելի է ձեռք բերել նաև մետաղները միաձուլելով ալկալիների հետ օքսիդացնող նյութերի առկայության դեպքում.
2W + 4NaOH + 30 2 → 2Na 2 WO 4 + 2H 2 O
W + 2NaOH + 3NaNO 3 → Na 2 WO 4 + 3NaNO 2 + H 2 O
Նույնը վերաբերում է մոլիբդենի.
2Mo + 4NaOH + 30 2 → 2Na 2 MoO 4 + 2H 2 O
Mo + 2NaOH + 3NaNO 3 → Na 2 MoO 4 + 3NaNO 2 + H 2 O
Cr-Mo-W շարքում H 2 EO 4 թթուների ուժը նվազում է: Նրանց աղերի մեծ մասը քիչ է լուծվում ջրում։ Ամենատարածված մետաղների ածանցյալներից դրանք խիստ լուծվող են՝ քրոմատները՝ միայն Na +, K+, Mg 2+ և Ca 2+, մոլիբդատներ և վոլֆտատներ՝ միայն Na + և K+։ Քրոմատ աղերը, որպես կանոն, գունավորվում են CrO 4 2-, Cr 2 O 7 2- իոնի բաց դեղին գույնով նարնջագույնով; մոլիբդատ և վոլֆրամ - անգույն:
Վոլֆրամը լուծվում է միայն խտացված ազոտական և հիդրոֆլորաթթուների խառնուրդում :
W+10HF+4HNO 3 →WF 6 +WOF 4 +4NO+7H 2 O
Մոլիբդենի վրա ազդում է նաև խտացված ծծմբաթթու.
2Mo + 6H 2 SO 4 (կոնկրետ) → Mo 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O
Քրոմի վրա ազդում են և՛ HCl, և՛ H 2 SO 4 (նոսր), և՛ H 2 SO 4 (խտացված), բայց խտացված են միայն տաքացնելիս, քանի որ քրոմը պասիվացվում է խտացված ծծմբաթթվով.
27H 2 SO 4 (կոնկրետ) +16Cr=8Cr 2 (SO 4) 3 +24H 2 O+3H 2 S
2Cr+6HCl→2CrCl 3 +3H 2
3H 2 SO 4 +2Cr→Cr 2 (SO 4) 3 +3H 2
Լինելով տիպիկ թթվային անհիդրիդ՝ CrO 3-ը լուծվում է ջրի մեջ՝ առաջացնելով քրոմաթթու, որը բնութագրվում է միջին հզորությամբ՝ H 2 CrO 4 (CrO 3-ի պակասով) (կամ երկքրոմ, CrO 3 -H 2 Cr-ի ավելցուկով։ 2 O 7).Քրոմի անհիդրիդը թունավոր է և շատ ուժեղ օքսիդացնող նյութ է:
H 2 O + 2CrO 3 (օրինակ) → H 2 Cr 2 O 7
H 2 O + CrO 3 (շաբաթ) → H 2 CrO 4
2CrO 3 +12HCl→2CrCl 3 +3Cl 2 +6H 2 O
Բացի քրոմի և նրա անալոգների համար H 2 CrO 4 տիպի թթուներից (քրոմատներ-աղեր), կան նաև H 2 Cr 2 O 7 ընդհանուր բանաձևին համապատասխանողներ (սոլի-բիքրոմատներ):
Դիքրոմատների լուծույթները ցույց են տալիս թթվային ռեակցիա՝ պայմանավորված նրանով, որ Cr 2 O 7 2- իոնը փոխազդում է ջրի հետ ըստ սխեմայի.
H 2 O + Cr 2 O 7 2- → 2НCrO 4 → 2Н + + 2CrO 4 2-
Ինչպես երևում է հավասարումից, թթուների (H + իոնների) ավելացումը լուծույթին պետք է տեղափոխի հավասարակշռությունը դեպի ձախ, իսկ ալկալիների (OH - իոնների) ավելացումը դեպի աջ։ Համապատասխանաբար, հեշտ է քրոմատներ ստանալ դիքրոմատներից, և հակառակը, օրինակ՝ ռեակցիաներով.
Na 2 Cr 2 O 7 + 2NaOH \u003d 2Na 2 CrO 4 + H 2 O
2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 O
Թթվային միջավայրում քրոմաթթուների աղերը ուժեղ օքսիդացնող նյութեր են։ Օրինակ, նրանք օքսիդացնում են HI-ն արդեն ցրտին, և երբ տաքանում են, HBr և HCl, ռեակցիայի հավասարումը ընդհանուր ձև է.
Na 2 CrO 4 + 14HHal \u003d 2NaHal + 2CrHal 3 + 3Hal 2 + 7H 2
Սա հետաքրքիր է:
Սառը հագեցած լուծույթի հավասար ծավալների խառնուրդ՝ շատ ուժեղ օքսիդացնող ազդեցությամբK 2 Cr 2 O 7 և խտացվածH2SO4 («քրոմի խառնուրդ») օգտագործվում է լաբորատորիաներում քիմիական ապակյա իրերի լվացման համար:
CrO 3-ի և գազային ջրածնի քլորիդի փոխազդեցությունից առաջանում է քլորիդ քրոմիլ(CrO 2 Cl 2), որը կարմիր շագանակագույն հեղուկ է։ Այս կազմի միացությունները հայտնի են նաև Mo և W-ի համար: Դրանք բոլորը փոխազդում են ջրի հետ ըստ սխեմայի
EO 2 Cl 2 +2H 2 O→H 2 EO 4 +2HCl
Այսպիսով, քրոմիլ քլորիդը քրոմաթթվի քլորիդ է: Քրոմիլ քլորիդը ուժեղ օքսիդացնող նյութ է:
CrO 2 Cl 2 + H 2 O + KCl → KCrO 3 Cl + 2 HC
Քրոմը ցուցադրում է մի քանի օքսիդացման վիճակներ (+2, +3, +4, +6):Մոլիբդենի և վոլֆրամի ածանցյալները մասնակիորեն կքննարկվեն, միայն նրանք, որտեղ այս մետաղներն ունեն հիմնական օքսիդացման աստիճան՝ +6:
Սա հետաքրքիր է :
Այն միացությունները, որտեղ քրոմը և նրա անալոգներն ունեն +2 և +4 օքսիդացման վիճակներ, բավականին էկզոտիկ են:+2 օքսիդացման վիճակը համապատասխանում է հիմնականին CrO օքսիդ (Սեվ). Աղեր Cr 2+ (կապույտ լուծույթներ) ստացվում են Cr 3+ աղերի վերականգնմամբ կամ ցինկի դիքրոմատները թթվային միջավայրում («ջրածինը մեկուսացման պահին»):
Քրոմի անալոգների երկօքսիդներ - շագանակագույն Mo0 2 ԵվՎ0 2 - առաջանում են որպես միջանկյալ արտադրանք թթվածնի հետ համապատասխան մետաղների փոխազդեցության ժամանակ և կարող են ստացվել նաև դրանց բարձր օքսիդները գազային ամոնիակով նվազեցնելու միջոցով (դրանք ջրում չեն լուծվում և օդում տաքանալիս հեշտությամբ անցնում են.Վtriaxes):
Mo0 3 +H 2 →MoO 2 +H 2 O
3W0 3 +2NH 3 →N 2 +3H 2 O+3W0 2
2W0 3 +C→CO 2 +2W0 2
Նաև քառավալենտ քրոմի օքսիդ ստանալու համար կարող է օգտագործվել հետևյալ ռեակցիան.
2CrO 3 → 2CrO 2 +0 2
Երկօքսիդների հիմնական ֆունկցիաները կատարում են քառավալենտ մոլիբդենի և վոլֆրամի հալոգենիդները։ Ձևավորվել է Mo0-ի փոխազդեցության արդյունքում 2 քլորով, երբ տաքացվում է ածուխի շագանակագույն ՄՕԿ-ի առկայության դեպքումլ 4 հեշտությամբ վեհանում է դեղին գոլորշիների տեսքով.
Mo0 2 +2Cl 2 +2C→MoCl 4 +2CO
Ինչպես նշվեց վերևում, միացությունները ավելի բնորոշ են քրոմին, որտեղ այն ցուցադրում է +՝ 6 կամ +3 օքսիդացման աստիճան:
Դիքրոմի եռօքսիդը ստացվում է ռեակցիայի արդյունքում.
4Cr+30 2 →2Cr 2 O 3
Բայց, ավելի հաճախ, Cr 2 O 3-ը և քրոմաթթուն համապատասխանող աղերը սովորաբար ստացվում են ոչ թե մետաղից, այլ վեցավալենտ քրոմի ածանցյալները նվազեցնելով, օրինակ՝ ըստ ռեակցիայի.
K 2 Cr 2 O 7 + 3S0 2 + H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + Cr 2 SO 4) 3 + H 2 O
Փոքր քանակությամբ ալկալիի ազդեցությունը Cr 2 (SO 4) 3 լուծույթի վրա կարող է ստանալ մուգ կապույտ նստվածք՝ թեթևակի ջրում լուծվող քրոմի օքսիդի հիդրատ Cr(OH) 3: Վերջինս ունի հստակ արտահայտված ամֆոտերիկ բնույթ։ Թթուների հետ տալիս է քրոմի օքսիդի աղեր, իսկ ալկալիների ավելցուկի ազդեցությամբ բարդույթ է կազմում [Cr (OH) 6 ] 3- անիոնի հետ կամ քրոմիտային աղեր։Օրինակ.
Cr (OH) 3 + ZNSl \u003d CrCl 3 + ZH 2 O
Cr (OH) 3 + KOH \u003d K 3 [Cr (OH) 6] + 2H 2 O
Cr (OH) 3 + KOH \u003d KCrO 2 + 2H 2 O
2NaCrO 2 + 3Br 2 + 8NaOH \u003d 6NaBr + 2Na 2 CrO 4 + 4H 2 O
Cr 2 (SO 4) 3 + ЗH 2 0 2 + 10NaOH \u003d 3Na 2 SO 4 + 2Na 2 CrO 4 + 8H 2 O
5Cr 2 O 3 + 6NaBrO 3 + 2H 2 O \u003d 3Na 2 Cr 2 O 7 + 2H 2 Cr 2 O 7 + ЗBr 2
Քրոմի +6 օքսիդացման աստիճանը համապատասխանում է քրոմի օքսիդին՝ CrO 3։ Այն կարելի է ստանալ ռեակցիայի միջոցով.
K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 → 2CrO 3 + K 2 SO 4 + H 2 O
Այս օքսիդը, ինչպես նկարագրված է վերևում, համապատասխանում է 2 թթուների՝ քրոմային և երկքրոմային։ Այս թթուների հիմնական ածանցյալները, որոնք անհրաժեշտիմանալ -K 2 Cr 2 O 7 և Na 2 CrO 4 կամ Na 2 Cr 2 O 7 և K 2 CrO 4: Այս երկու աղերն էլ շատ լավ օքսիդացնող նյութեր են.
2K 2 CrO 4 +3 (NH 4) 2 S + 8H 2 O \u003d 2Cr (OH) 3 + 3S + 4KOH + 6NH 4 OH
K 2 Cr 2 O 7 +7H 2 SO 4 +6NaI → K 2 SO 4 + (Cr 2 SO 4) 3 +3Na 2 SO 4 +7H 2 O + 3I 2
4H 2 0 2 + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 → CrO 5 + K 2 SO 4 + 5H 2 O
CrO 5 մոլեկուլը կառուցվածք ունի. Դա ջրածնի պերօքսիդի աղ է։
Na 2 CrO 4 + BaCl 2 → BaCrO 4 ↓ + 2 NaCl (որակական ռեակցիա բարիումի կատիոն 2+, դեղին նստվածք)
K 2 Cr 2 O 7 + 3Na 2 SO 3 + 4H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 3Na 2 SO 4 + 4H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 3Na 2 S → 3S + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 3Na 2 SO 4 + 7H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 +4 H 2 SO 4 + 3C 2 H 5 OH → Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 3CH3COH + 7 H 2 O
3H 2 C \u003d CH-CH 2 -CH 3 +5 K 2 Cr 2 O 7 +20 H 2 SO 4 \u003d
3H 3 C-CH 2 -COOH + 3C 0 2 +5 Cr 2 (SO 4) 3 +5 K 2 SO 4 + 23 H 2 O
Վեցավալենտ քրոմի բոլոր ածանցյալները խիստ թունավոր են: Մաշկի կամ լորձաթաղանթների հետ շփվելիս դրանք առաջացնում են տեղային գրգռում (երբեմն՝ խոցերի ձևավորմամբ), իսկ ցողված վիճակում ներշնչվելով՝ նպաստում են թոքերի քաղցկեղին։ Արդյունաբերական տարածքների օդում դրանց առավելագույն թույլատրելի պարունակությունը 0,0001 մգ/լ է:
Դիմում:
Cr-ի, Mo-ի և W-ի ներմուծումը պողպատների կազմի մեջ մեծապես մեծացնում է դրանց կարծրությունը: Նման պողպատները հիմնականում օգտագործվում են հրացանների և ատրճանակների տակառների, զրահապատ թիթեղների, զսպանակների և կտրող գործիքների արտադրության մեջ։ Սովորաբար այս պողպատները նույնպես շատ դիմացկուն են տարբեր քիմիական ազդեցությունների նկատմամբ:
Սա հետաքրքիր է.
Հին ճապոնական թրերում հայտնաբերվել է մոլիբդենի խառնուրդ, իսկ Դամասկոսի դաշույնների մեջ՝ վոլֆրամ: Արդեն մոլիբդենի փոքր հավելումը (մոտ 0,25%) մեծապես բարելավում է չուգունի մեխանիկական հատկությունները:
15-18% W, 2-5% Cu և 0.6-0.8% C պարունակող պողպատը կարող է ուժեղ տաքացնել առանց կարծրության կորստի: 10% Cr-ից ավելի պարունակության դեպքում պողպատը գրեթե չի ժանգոտվում: Հետեւաբար, այն օգտագործվում է, մասնավորապես, տուրբինի շեղբերների և սուզանավերի կորպուսների համար։ 35% Fe, 60% Cr և 5% Mo համաձուլվածքն առանձնանում է թթվային դիմադրությամբ։ Սա ավելի շատ վերաբերում է Mo-W համաձուլվածքներին, որոնք շատ դեպքերում կարող են ծառայել որպես պլատինի փոխարինող: Ալյումինե W-ն ալյումինով («partinium») օգտագործվում է ավտոմեքենաների և ինքնաթիռների շարժիչների արտադրության մեջ։ Մոլիբդենի վրա հիմնված համաձուլվածքները պահպանում են մեխանիկական ուժը շատ բարձր ջերմաստիճաններում (բայց պահանջում են պաշտպանիչ ծածկույթ օքսիդացումից): Բացի հատուկ պողպատների մեջ ներմուծվելուց, քրոմն օգտագործվում է մետաղական արտադրանքները ծածկելու համար, որոնց մակերեսը պետք է ունենա բարձր մաշվածության դիմադրություն (տրամաչափեր, և այլն): Նման քրոմապատումը կատարվում է էլեկտրոլիտիկ եղանակով, իսկ ի պահ դրված քրոմի թաղանթների հաստությունը, որպես կանոն, չի գերազանցում 0,005 մմ: Մոլիբդեն մետաղը հիմնականում օգտագործվում է վակուումային արդյունաբերության մեջ։ Այն սովորաբար օգտագործվում է էլեկտրական լամպերի թելերի համար կախազարդեր պատրաստելու համար: Քանի որ վոլֆրամը բոլոր մետաղներից առավել հրակայունն է, այն հատկապես հարմար է էլեկտրական լամպերի թելեր, փոփոխական հոսանքի ուղղիչ սարքերի որոշ տեսակների (այսպես կոչված կենոտրոններ) և բարձր հզորության ռենտգենյան խողովակների հակակաթոդներ պատրաստելու համար: Վոլֆրամը մեծ նշանակություն ունի նաև տարբեր գերկարծր համաձուլվածքների արտադրության համար, որոնք օգտագործվում են որպես կտրիչների, փորվածքների և այլնի ծայրեր:
Քրոմի օքսիդի աղերը հիմնականում օգտագործվում են որպես գործվածքներ զարդարելու և կաշվի քրոմ դաբաղելու համար: Դրանց մեծ մասը ջրի մեջ շատ լուծելի է։ Քիմիական կողմից այս աղերը հետաքրքիր են նրանով, որ դրանց լուծույթների գույնը փոխվում է կախված պայմաններից (լուծույթի ջերմաստիճանը, կոնցենտրացիան, թթվայնությունը և այլն) կանաչից մինչև մանուշակագույն։
Խմբագիր՝ Խարլամովա Գալինա Նիկոլաևնա
Ծրագիր
Քրոմի ենթախմբի մետաղների քիմիական ակտիվությունը. Հիմնական վալենտային վիճակներ. Քրոմի, կառուցվածքի և նշանակության բարդ միացություններ. խոնավացման իզոմերիզմ. Քրոմի (II), (III) և (VI) միացությունների թթու-բազային և ռեդոքս հատկությունները. Բազմաբաղադրություններ. Քրոմի պերօքսո միացություններ. Քրոմի ենթախմբի տարրերի անալիտիկ ռեակցիաները. Քրոմի ենթախմբի տարրերի ավելի բարձր թթվածնային միացությունների կայունության, թթու-բազային և ռեդոքս հատկությունների համեմատությունը։
Քրոմի ենթախումբը կազմում են վեցերորդ խմբի երկրորդական ենթախմբի մետաղները՝ քրոմը, մոլիբդենը և վոլֆրամը։ Քրոմի ենթախմբի տարրերի ատոմների արտաքին էլեկտրոնային շերտը պարունակում է մեկ կամ երկու էլեկտրոն, որը որոշում է այդ տարրերի մետաղական բնույթը և դրանց տարբերությունը հիմնական ենթախմբի տարրերից։ Երկուական միացություններում Cr-ը, Mo-ն և W-ն ունեն բոլոր օքսիդացման վիճակները 0-ից մինչև +6, քանի որ, բացի արտաքին էլեկտրոններից, կապերի ձևավորմանը կարող են մասնակցել նաև անավարտ նախավերջին շերտի համապատասխան թվով էլեկտրոններ: Ամենակայունը Cr օքսիդացման վիճակներն են +3 և +6, Mo և W +6: Ավելի բարձր օքսիդացման վիճակներում գտնվող միացությունները, որպես կանոն, կովալենտ են և ունեն թթվային բնույթ, շատ առումներով նման են համապատասխան ծծմբային միացություններին։ Օքսիդացման աստիճանի նվազմամբ միացությունների թթվային բնույթը թուլանում է։
Cr - Mo - W շարքում իոնացման էներգիան մեծանում է, այսինքն. ատոմների էլեկտրոնային թաղանթները դառնում են ավելի խիտ, հատկապես ուժեղ, երբ Mo-ից դեպի W գնալիս։ Հետևաբար, Mo-ն և W-ն իրենց հատկություններով ավելի մոտ են միմյանց, քան Cr-ին:
Cr, Mo և W սպիտակ փայլուն մետաղներ են: Դրանք շատ կոշտ են (քերծվածքային ապակի) և հրակայուն։ Cr-ի, Mo-ի և W-ի փոփոխությունները, որոնք կայուն են նորմալ պայմաններում, ունեն մարմնի կենտրոնացած խորանարդի կառուցվածք։ Վոլֆրամը մետաղներից առավել հրակայունն է: Cr - Mo - W սերիայում նկատվում է ջերմաստիճանի հալման և ատոմացման (սուբլիմացիայի) ջերմության աճ, ինչը բացատրվում է մետաղի բյուրեղում կովալենտային կապի ուժեղացմամբ, որն առաջանում է դ- էլեկտրոններ.
Թեև Cr-ը, Mo-ն և W-ն առաջ են անցնում ջրածնից սթրեսային շարքում, դրանք ավելի քիչ են ենթարկվում կոռոզիայից՝ մակերեսի վրա օքսիդ թաղանթի ձևավորման պատճառով: Սենյակային ջերմաստիճանում այս մետաղները մի փոքր ռեակտիվ են:
Cr-ը, Mo-ն և W-ն ջրածնի հետ ստոյխիոմետրիկ միացություններ չեն տալիս, սակայն տաքացնելիս այն զգալի չափով կլանում են պինդ լուծույթների առաջացմամբ։ Այնուամենայնիվ, սառչելուց հետո կլանված ջրածինը (հատկապես Mo և W-ի համար) մասամբ ազատ է արձակվում: Ինչպես մյուս ենթախմբերում դ-տարրեր, Cr-Mo-W շարքի տարրի հերթական թվի աճով քիմիական ակտիվությունը նվազում է: Այսպիսով, քրոմը տեղահանում է ջրածինը նոսր HCl-ից և H 2 SO 4-ից, մինչդեռ վոլֆրամը լուծվում է միայն հիդրոֆտորային և ազոտական թթուների տաք խառնուրդում.
E o + 2HNO 3 + 8HF \u003d H 2 [E +6 F 8] + 2NO + 4H 2 O
Անիոնային բարդույթների ձևավորման շնորհիվ EO 4 2- մոլիբդենը և վոլֆրամը փոխազդում են նաև ալկալիների հետ միաձուլման ժամանակ օքսիդացնող նյութի առկայության դեպքում.
E o + 3NaN +5 O 3 + 2NaOH \u003d Na 2 E +6 O 4 + 3NaN + 3 O 2 + H 2 O
Խտացված HNO 3 և H 2 SO 4 քրոմը պասիվացվում է:
Cr-ը, Mo-ն և W-ն բազմաթիվ միացություններ են կազմում S, Se, N, P, As, C, Si, B և այլ ոչ մետաղների հետ: Առավել մեծ հետաքրքրություն են ներկայացնում կարբիդները. Cr 3 C 2, MoC, W 2 C, WC, որոնք կարծրությամբ զիջում են միայն ադամանդին և ունեն բարձր հալման ջերմաստիճան, օգտագործվում են հատկապես կոշտ համաձուլվածքների արտադրության համար:
Հալոգենների հետ անմիջական փոխազդեցության դեպքում քրոմը ձևավորում է միայն դի-, տրի- և տետրահալիդներ, մինչդեռ մոլիբդենը և վոլֆրամը կազմում են և՛ բարձրագույն պենտա- և՛ հեքսահալիդներ: Տարրերի հալոգենիդների մեծ մասը ցածր օքսիդացման վիճակներում ուժեղ վերականգնող նյութեր են և հեշտությամբ ձևավորում են բարդ միացություններ: Diamides Mo և W կլաստերային միացություններ են MeMe կապերով: Ավելի բարձր օքսիդացման վիճակներում գտնվող տարրերի հալոգենիդները, որպես կանոն, կովալենտային տիպի կապերով ցնդող միացություններ են, որոնք հեշտությամբ հիդրոլիզվում են ջրում, սովորաբար օքսոհալիդների ձևավորմամբ.
MoCl 5 + H 2 O MoOCl 3 + 2HCl
Քրոմի ենթախմբի տարրերը կազմում են բազմաթիվ օքսիդային միացություններ, որոնք համապատասխանում են հիմնական օքսիդացման վիճակներին։ Բոլոր օքսիդները նորմալ պայմաններում պինդ են: Քրոմի համար Cr 2 O 3-ն ամենակայունն է, մինչդեռ Mo և W-ի համար՝ MoO 3 և WO 3: Cr - W շարքում EO 3 թթվային օքսիդների թերմոդինամիկական կայունությունը մեծանում է։ Ստորին օքսիդները ուժեղ վերականգնող նյութեր են և դրսևորում են հիմնական բնույթ: Օքսիդացման աստիճանի բարձրացումը ուղեկցվում է թթվային հատկությունների ավելացմամբ։ Այսպիսով, Cr 2 O 3-ը ամֆոտերային օքսիդ է, իսկ CrO 3 (EO 3) տիպիկ թթվային օքսիդ է՝ ամենաուժեղ օքսիդացնող նյութի հատկություններով։ Միակ բարձր լուծվող օքսիդը՝ CrO 3, ջրի մեջ լուծվելիս ձևավորում է քրոմաթթու.
CrO 3 + H 2 O H 2 CrO 4.
MoO 3-ը և WO 3-ը վատ են լուծվում ջրում, և դրանց թթվային բնույթը դրսևորվում է, երբ լուծվում են ալկալիներում.
2KOH + EO 3 K 2 EO 4 + H 2 O:
E(OH) 2 տիպի հիդրօքսիդներից հայտնի է միայն փոքր-ինչ լուծելի հիմքը Cr(OH) 2, որն առաջանում է Cr 2+ աղերի լուծույթները ալկալիներով մշակելիս։ Cr(OH) 2 և Cr 2+ աղերը ուժեղ վերականգնող նյութեր են, որոնք հեշտությամբ օքսիդանում են օդի թթվածնով և նույնիսկ ջրով մինչև Cr 3+ միացություններ: Mo 2+ և W 2+ հիդրօքսիդները չեն արտազատվում ջրով ակնթարթային օքսիդացման պատճառով։
Cr 3+ աղերի լուծույթներից նստեցված մոխրագույն-կապույտ հիդրօքսիդ Cr(OH) 3 ունի Cr 2 O 3 փոփոխական բաղադրություն n H 2 O. Սա շերտավոր բազմամիջուկային պոլիմեր է, որում OH - և OH 2-ը խաղում են լիգանդների դերը, իսկ OH - խմբերը խաղում են կամուրջների դերը:
Նրա բաղադրությունն ու կառուցվածքը կախված են պատրաստման պայմաններից։ Թարմ ստացված Cr(OH) 3-ը շատ լուծելի է թթուների և ալկալիների մեջ, որոնք առաջացնում են կապի խզում շերտավոր պոլիմերում.
3+ Cr(OH) 3 3-
Ջրում և թթուներում վատ լուծվող Mo(OH) 3-ը ստացվում է Mo 3+ միացությունները ալկալիներով կամ ամոնիակով մշակելով։ Ուժեղ վերականգնող նյութ է (ջուրը քայքայում է ջրածնի արտազատմամբ)։ Հիդրօքսիդի ամենահայտնի ածանցյալներն են Cr +6, Mo +6 և W +6: Սրանք, առաջին հերթին, H 2 EO 4 և H 2 E 2 O 7 տիպի թթուներն են և դրանց համապատասխան աղերը։ Chromic H 2 CrO 4 և երկքրոմ H 2 Cr 2 O 7 թթուները միջին ուժգնությամբ են և գոյություն ունեն միայն ջրային լուծույթներում, սակայն դրանց համապատասխանող աղերը դեղին քրոմատներ են (անիոն CrO 4 2-) և նարնջագույն երկքրոմատներ (անիոն Cr 2): O 7 2-), կայուն են և կարող են մեկուսացվել լուծույթներից:
Քրոմատի և երկքրոմատի փոխադարձ անցումները կարող են արտահայտվել հավասարմամբ.
2CrO 4 2- + 2H + 2HСrO 4 - Cr 2 O 7 2- + H 2 O
Քրոմատները և դիքրոմատները ուժեղ օքսիդացնող նյութեր են: Մոլիբդային և վոլֆսաթթուները քիչ են լուծվում ջրում։ Ալկալիների ազդեցության տակ H 2 MoO 4 (H 2 WO 4) կամ MoO 3 (WO 3) ալկալիների հետ հալվելու ժամանակ՝ կախված ռեակտիվների, մոլիբդատների (վոլֆտատների) կամ իզոպոլիմոլիբդատների (իզոպոլիտունգստատների) քանակի հարաբերակցությունից։ ) ձևավորվում են.
MoO 3 + 2NaOH Na 2 MoO 4 + H 2 O
3MoO 3 + NaOH Na 2 Mo 3 O 10 + H 2 O
Իզոպոլային միացությունները Mo +6 ունեն տարբեր կազմ՝ M 2 + Mo n O 3 n +1 (n=2, 3, 4); M 6 + Mo n O 3 n +3 (n = 6, 7); M 4 + Mo 8 O 26 . Աճում է քրոմից վոլֆրամի պոլիմերացման միտումը։ Mo-ն և W-ն բնութագրվում են հետերոպոլիա թթուների ձևավորմամբ, այսինքն. անիոնում պարունակվող բազմաթթուներ, բացի թթվածնից և մոլիբդենից (վոլֆրամ) ևս մեկ տարր՝ P, Si, B, Te և այլն։ Հետերոպոլիա միացություններն առաջանում են աղերի խառնուրդը թթվացնելու և համապատասխան թթուները խառնելով, օրինակ.
12Na 2 EO 4 + Na 2 SiO 3 + 22HNO 3 Na 4 + 22NaNO 3 + 11H 2 O:
Cr +6, Mo +6 և W +6 բնութագրվում են պերօքսո միացությունների առաջացմամբ։ Հայտնի CrO 5 պերօքսիդ CrO(O 2) 2 կառուցվածքով: Մուգ կապույտ գույնի այս ցածր կայուն միացությունը, որը գոյություն ունի լուծույթներում, ստացվում է քրոմատների կամ երկքրոմատների լուծույթները դիէթիլ եթերով և H 2 O 2 և H 2 SO 4 խառնուրդով մշակելով։ Այս ռեակցիան հայտնաբերում է քրոմը (Cr +6) նույնիսկ փոքր քանակությամբ: Ստացվել են պերոքսոքրոմատներ K[(Cr(O 2) 2 O)OH)] H 2 O, M 3, M= Na, K, NH 4 +:
