რას აკეთებს ქრომი. ქრომის ელემენტი

ქრომი არის გარდამავალი ლითონი, რომელიც ფართოდ გამოიყენება ინდუსტრიაში მისი სიძლიერისა და სითბოს და კოროზიის მიმართ გამძლეობის გამო. ეს სტატია გაგაცნობთ ამ გარდამავალი ლითონის ზოგიერთი მნიშვნელოვანი თვისებისა და გამოყენების შესახებ.

ქრომი მიეკუთვნება გარდამავალი ლითონების კატეგორიას. ეს არის მყარი, მაგრამ მყიფე ფოლადის ნაცრისფერი ლითონი ატომური ნომრით 24. ეს მბზინავი ლითონი მოთავსებულია პერიოდული ცხრილის მე-6 ჯგუფში და აღინიშნება სიმბოლო „Cr“.

სახელწოდება ქრომი მომდინარეობს ბერძნული სიტყვიდან chroma, რაც ფერს ნიშნავს.

მისი სახელის თანახმად, ქრომი ქმნის რამდენიმე ინტენსიურად შეღებილ ნაერთს. დღესდღეობით, პრაქტიკულად ყველა კომერციულად გამოყენებული ქრომი მოპოვებულია რკინის ქრომიტის საბადოდან ან ქრომის ოქსიდიდან (FeCr2O4).

Chromium-ის თვისებები

• ქრომი დედამიწის ქერქის ყველაზე უხვი ელემენტია, მაგრამ ის არასოდეს გვხვდება მისი სუფთა სახით. ძირითადად მოპოვებული მაღაროებიდან, როგორიცაა ქრომის მაღაროები.

• ქრომი დნება 2180 K ან 3465°F ტემპერატურაზე და დუღილის წერტილი არის 2944 K ან 4840°F. მისი ატომური წონაა 51,996 გ/მოლი და არის 5,5 მოჰსის შკალით.

• ქრომი გვხვდება ბევრ ჟანგვის მდგომარეობაში, როგორიცაა +1, +2, +3, +4, +5 და +6, რომელთაგან +2, +3 და +6 ყველაზე გავრცელებულია და +1, +4, +5 იშვიათი დაჟანგვაა. +3 დაჟანგვის მდგომარეობა არის ქრომის ყველაზე სტაბილური მდგომარეობა. ქრომი(III) შეიძლება მივიღოთ ელემენტარული ქრომის მარილმჟავაში ან გოგირდის მჟავაში გახსნით.

• ეს მეტალის ელემენტი ცნობილია თავისი უნიკალური მაგნიტური თვისებებით. ოთახის ტემპერატურაზე, ის ავლენს ანტიფერომაგნიტურ წესრიგს, რაც ნაჩვენებია სხვა ლითონებში შედარებით დაბალ ტემპერატურაზე.

• ანტიფერომაგნეტიზმი არის ადგილი, სადაც მიმდებარე იონები, რომლებიც იქცევიან მაგნიტებივით, მიმაგრებულია საპირისპირო ან ანტიპარალელურ მოწყობილობებზე მასალის მეშვეობით. შედეგად, მაგნიტური ატომების ან იონების მიერ წარმოქმნილი მაგნიტური ველი ორიენტირებულია ერთი მიმართულებით, აცილებს მაგნიტურ ატომებს ან იონებს, რომლებიც გასწორებულია საპირისპირო მიმართულებით, ისე, რომ მასალა არ ავლენს უხეში გარე მაგნიტურ ველებს.

• 38°C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე ქრომი ხდება პარამაგნიტური, ანუ იზიდავს გარედან გამოყენებული მაგნიტური ველისკენ. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ქრომი იზიდავს გარე მაგნიტურ ველს 38°C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე.

• ქრომი არ განიცდის წყალბადის მტვრევადობას, ანუ არ ხდება მყიფე ატომური წყალბადის ზემოქმედებისას. მაგრამ აზოტის ზემოქმედებისას ის კარგავს თავის პლასტიურობას და ხდება მყიფე.

• ქრომი ძალიან მდგრადია კოროზიის მიმართ. თხელი დამცავი ოქსიდის ფილმი იქმნება ლითონის ზედაპირზე, როდესაც ის ჰაერში ჟანგბადთან კონტაქტში შედის. ეს ფენა ხელს უშლის ჟანგბადის გავრცელებას საბაზისო მასალაში და ამით იცავს მას შემდგომი კოროზიისგან. ამ პროცესს ეწოდება პასივაცია, ქრომის პასივაცია იძლევა მჟავების წინააღმდეგობას.

• არსებობს ქრომის სამი ძირითადი იზოტოპი, სახელწოდებით 52Cr, 53Cr და 54Cr, რომელთაგან 52CR არის ყველაზე გავრცელებული იზოტოპი. ქრომი რეაგირებს უმეტეს მჟავებთან, მაგრამ არ რეაგირებს წყალთან. ოთახის ტემპერატურაზე ის რეაგირებს ჟანგბადთან ქრომის ოქსიდის წარმოქმნით.

განაცხადი

უჟანგავი ფოლადის წარმოება

ქრომი იპოვა გამოყენების ფართო სპექტრი მისი სიხისტისა და კოროზიისადმი გამძლეობის გამო. იგი ძირითადად გამოიყენება სამ ინდუსტრიაში - მეტალურგიულ, ქიმიურ და ცეცხლგამძლე. იგი ფართოდ გამოიყენება უჟანგავი ფოლადის წარმოებისთვის, რადგან ის ხელს უშლის კოროზიას. დღეს ეს არის ძალიან მნიშვნელოვანი შენადნობი მასალა ფოლადებისთვის. ასევე გამოიყენება ნიქრომის დასამზადებლად, რომელიც გამოიყენება გამძლეობის გამათბობელ ელემენტებში, მაღალი ტემპერატურის გამძლეობის გამო.

ზედაპირის საფარი

მჟავა ქრომატი ან დიქრომატი ასევე გამოიყენება ზედაპირების დასაფარავად. ეს ჩვეულებრივ კეთდება ელექტრული დაფარვის მეთოდის გამოყენებით, რომლის დროსაც ქრომის თხელი ფენა დეპონირებულია ლითონის ზედაპირზე. კიდევ ერთი მეთოდია ნაწილების ქრომის დაფარვა, რომლის მეშვეობითაც ქრომატები გამოიყენება დამცავი ფენის დასაყენებლად გარკვეულ ლითონებზე, როგორიცაა ალუმინი (Al), კადმიუმი (CD), თუთია (Zn), ვერცხლი, ასევე მაგნიუმი (MG).

ხის შენარჩუნება და ტყავის გარუჯვა

ქრომის(VI) მარილები ტოქსიკურია, ამიტომ გამოიყენება ხის დაზიანებისა და განადგურებისგან სოკოების, მწერების და ტერმიტების მიერ. ქრომი (III), განსაკუთრებით ქრომის ალუმი ან კალიუმის სულფატი გამოიყენება ტყავის ინდუსტრიაში, რადგან ის ხელს უწყობს კანის სტაბილიზაციას.

საღებავები და პიგმენტები

ქრომი ასევე გამოიყენება პიგმენტების ან საღებავების დასამზადებლად. ქრომ ყვითელი და ტყვიის ქრომატი წარსულში ფართოდ გამოიყენებოდა პიგმენტად. გარემოსდაცვითი პრობლემების გამო, მისი გამოყენება არსებითად შემცირდა, შემდეგ კი იგი საბოლოოდ შეიცვალა ტყვიითა და ქრომის პიგმენტებით. სხვა პიგმენტები დაფუძნებული ქრომის, წითელი ქრომის, მწვანე ქრომის ოქსიდის საფუძველზე, რომელიც არის ყვითელი და პრუსიული ლურჯის ნაზავი. ქრომის ოქსიდი გამოიყენება მინისთვის მომწვანო ფერის მისაცემად.

ხელოვნური ლალის სინთეზი

ზურმუხტები თავიანთ მწვანე ელფერს ქრომს ევალება. ქრომის ოქსიდი ასევე გამოიყენება სინთეზური ლალის წარმოებისთვის. ბუნებრივი კორუნდის ლალი ან ალუმინის ოქსიდის კრისტალები, რომლებიც წითლდება ქრომის არსებობის გამო. სინთეზური ან ხელოვნური ლალი მზადდება ქრომის (III) დოპინგით სინთეზურ კორუნდის კრისტალებზე.

ბიოლოგიური ფუნქციები

ქრომი (III) ან სამვალენტიანი ქრომი აუცილებელია ადამიანის ორგანიზმში, მაგრამ ძალიან მცირე რაოდენობით. ითვლება, რომ ის მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ლიპიდების და შაქრის მეტაბოლიზმში. ის ამჟამად გამოიყენება ბევრ დიეტურ დანამატში, რომლებსაც აქვთ ჯანმრთელობის რამდენიმე სარგებელი, თუმცა, ეს საკამათო საკითხია. ქრომის ბიოლოგიური როლი ადეკვატურად არ არის შემოწმებული და ბევრი ექსპერტი თვლის, რომ ის არ არის მნიშვნელოვანი ძუძუმწოვრებისთვის, ზოგი კი მას ადამიანისათვის აუცილებელ მიკროელემენტად მიიჩნევს.

სხვა გამოყენება

მაღალი დნობის წერტილი და სითბოს წინააღმდეგობა ქრომს იდეალურ ცეცხლგამძლე მასალად აქცევს. მან იპოვა გზა აფეთქების ღუმელებში, ცემენტის ღუმელებში და ლითონის ღუმელებში. ქრომის მრავალი ნაერთი გამოიყენება როგორც კატალიზატორი ნახშირწყალბადების დამუშავებისთვის. ქრომი(IV) გამოიყენება აუდიო და ვიდეო კასეტებში გამოყენებული მაგნიტური ფირების დასამზადებლად.

ექვსვალენტური ქრომი ან ქრომი(VI) ტოქსიკური და მუტაგენურია, ხოლო ქრომი(IV) ცნობილია, რომ კანცეროგენია. მარილის ქრომატიც ზოგიერთ ადამიანში იწვევს ალერგიულ რეაქციებს. საზოგადოებრივი ჯანმრთელობისა და გარემოსდაცვითი პრობლემების გამო, გარკვეული შეზღუდვები დაწესდა ქრომის ნაერთების გამოყენებაზე მსოფლიოს სხვადასხვა კუთხეში.

Cr2+. ორვალენტიანი ქრომის კატიონის მუხტის კონცენტრაცია შეესაბამება მაგნიუმის კატიონის და ორვალენტიანი რკინის კატიონის მუხტის კონცენტრაციას, ამიტომ მთელი რიგი თვისებები, განსაკუთრებით ამ კათიონების მჟავა-ტუტოვანი ქცევა, ახლოსაა. ამავდროულად, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, Cr 2+ არის ძლიერი შემცირების აგენტი, ამიტომ ხსნარში ხდება შემდეგი რეაქციები: მაგრამ წყალთან ერთად დაჟანგვაც კი ხდება: 2CrSO 4 + 2H 2 O \u003d 2Cr (OH) SO 4 + H 2. ორვალენტიანი ქრომის დაჟანგვა ხდება კიდევ უფრო მარტივად, ვიდრე შავი რკინის დაჟანგვა, მარილები ასევე ჰიდროლიზდება კატიონის მიერ ზომიერი ხარისხით (ანუ, პირველი საფეხური დომინანტურია).

CrO - ძირითადი ოქსიდი, შავი, პიროფორული. 700 ° C ტემპერატურაზე, ის არაპროპორციულია: 3CrO \u003d Cr 2 O 3 + Cr. მისი მიღება შესაძლებელია შესაბამისი ჰიდროქსიდის თერმული დაშლით ჟანგბადის არარსებობის შემთხვევაში.

Cr(OH) 2 არის უხსნადი ყვითელი ფუძე. ის რეაგირებს მჟავებთან, ხოლო ჟანგვის მჟავები ერთდროულად მჟავა-ტუტოვანი ურთიერთქმედებით ჟანგავს ორვალენტიან ქრომს, გარკვეულ პირობებში ეს ასევე ხდება არაჟანგვის მჟავებთან (დამჟანგვის აგენტი - H +). გაცვლითი რეაქციის შედეგად მიღებული ქრომის (II) ჰიდროქსიდი სწრაფად მწვანედება დაჟანგვის გამო:

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

დაჟანგვას ასევე ახლავს ქრომის (II) ჰიდროქსიდის დაშლა ჟანგბადის თანდასწრებით: 4Cr(OH) 2 = 2Cr 2 O 3 + 4H 2 O.

Cr3+. ქრომის (III) ნაერთები ქიმიურად ჰგავს ალუმინის და რკინის (III) ნაერთებს. ოქსიდი და ჰიდროქსიდი ამფოტერულია. სუსტი არასტაბილური და უხსნადი მჟავების მარილები (H 2 CO 3, H 2 SO 3, H 2 S, H 2 SiO 3) განიცდიან შეუქცევად ჰიდროლიზს:

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.

მაგრამ ქრომის (III) კატიონი არ არის ძალიან ძლიერი ჟანგვის აგენტი, ამიტომ ქრომის (III) სულფიდი არსებობს და შეიძლება მიღებულ იქნას უწყლო პირობებში, თუმცა, არა მარტივი ნივთიერებებისგან, რადგან ის იშლება გაცხელებისას, არამედ რეაქციით: 2CrCl 3. (cr) + 2H 2 S (გაზი) \u003d Cr 2 S 3 (cr) + 6HCl. სამვალენტიანი ქრომის ჟანგვის თვისებები არ არის საკმარისი იმისათვის, რომ მისი მარილების ხსნარებმა ურთიერთქმედება სპილენძთან, მაგრამ ასეთი რეაქცია ხდება თუთიასთან: 2CrCl 3 + Zn = 2CrCl 2 + ZnCl 2.

Cr2O3 - მწვანე ფერის ამფოტერული ოქსიდი, აქვს ძალიან ძლიერი კრისტალური ბადე, ამიტომ ქიმიურ აქტივობას ავლენს მხოლოდ ამორფულ მდგომარეობაში. რეაგირებს ძირითადად მჟავე და ფუძე ოქსიდებთან, მჟავებთან და ტუტეებთან შერწყმისას, აგრეთვე ნაერთებთან, რომლებსაც აქვთ მჟავე ან ძირითადი ფუნქციები:

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), Cr 2 O 3 *nH 2 O) - რუხი-ლურჯი ფერის ამფოტერული ჰიდროქსიდი. ის იხსნება როგორც მჟავებში, ასევე ტუტეებში. ტუტეებში გახსნისას წარმოიქმნება ჰიდროქსოკომპლექსები, რომლებშიც ქრომის კატიონს აქვს საკოორდინაციო ნომერი 4 ან 6:

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

ჰიდროქსოკომპლექსები ადვილად იშლება მჟავებით, ხოლო პროცესები განსხვავებულია ძლიერი და სუსტი მჟავებით:

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

Cr(III) ნაერთები არა მხოლოდ ჟანგვის აგენტებია, არამედ აღმდგენი საშუალებები Cr(VI) ნაერთებად გარდაქმნის მიმართ. რეაქცია განსაკუთრებით ადვილად მიმდინარეობს ტუტე გარემოში:

2Na 3 + 3Cl 2 + 4NaOH \u003d 2Na 2 CrO 4 + 6NaCl + 8H 2 O E 0 \u003d - 0,72 ვ.

მჟავე გარემოში: 2Cr 3+ → Cr 2 O 7 2- E 0 = +1,38 V.

cr +6. ყველა Cr(VI) ნაერთი ძლიერი ოქსიდიზატორია. ამ ნაერთების მჟავა-ტუტოვანი ქცევა მსგავსია გოგირდის ნაერთების იგივე ჟანგვის მდგომარეობაში. ასეთი მსგავსება ძირითადი და მეორადი ქვეჯგუფების ელემენტების ნაერთების თვისებებში მაქსიმალური დადებითი დაჟანგვის მდგომარეობაში დამახასიათებელია პერიოდული სისტემის უმეტესი ჯგუფებისთვის.

CrO3 - მუქი წითელი ნაერთი, ტიპიური მჟავე ოქსიდი. დნობის წერტილში ის იშლება: 4CrO 3 \u003d 2Cr 2 O 3 + 3O 2.

ჟანგვის მოქმედების მაგალითი: CrO 3 + NH 3 = Cr 2 O 3 + N 2 + H 2 O (როდესაც გაცხელდება).

ქრომის(VI) ოქსიდი ადვილად იხსნება წყალში, უერთდება მას და გადაიქცევა ჰიდროქსიდში:

H2CrO4 - ქრომის მჟავა, არის ძლიერი ორფუძიანი მჟავა. თავისუფალ ფორმაში არ გამოირჩევა, რადგან. 75% -ზე მეტი კონცენტრაციით, ხდება კონდენსაციის რეაქცია დიქრომული მჟავის წარმოქმნით: 2H 2 CrO 4 (ყვითელი) \u003d H 2 Cr 2 O 7 (ნარინჯისფერი) + H 2 O.

შემდგომი კონცენტრაცია იწვევს ტრიქრომული (H 2 Cr 3 O 10) და თუნდაც ტეტრაქრომული (H 2 Cr 4 O 13) მჟავების წარმოქმნას.

ქრომატული ანიონის დიმერიზაცია ასევე ხდება მჟავიანობისას. შედეგად, ქრომის მჟავას მარილები pH > 6-ზე არსებობს ყვითელი ქრომატების სახით (K 2 CrO 4) და pH-ზე< 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.

კალიუმის დიქრომატის ურთიერთქმედება კონცენტრირებულ გოგირდმჟავასთან იწვევს ქრომის ანჰიდრიდის წარმოქმნას, რომელიც მასში უხსნადია:

K 2 Cr 2 O 7 (კრისტალი) + + H 2 SO 4 (კონს.) = 2CrO 3 ↓ + K 2 SO 4 + H 2 O;

როდესაც თბება, ამონიუმის ბიქრომატი განიცდის ინტრამოლეკულურ რედოქს რეაქციას: (NH 4) 2 Cr 2 O 7 \u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O.

ჰალოგენები ("მარილების დაბადება")

ჰალოგენებს უწოდებენ პერიოდული სისტემის VII ჯგუფის ძირითადი ქვეჯგუფის ელემენტებს. ეს არის ფტორი, ქლორი, ბრომი, იოდი, ატატინი. მათი ატომების გარე ელექტრონული ფენის სტრუქტურა: ns 2 np 5. ამრიგად, გარე ელექტრონულ დონეზე არის 7 ელექტრონი და მათგან მხოლოდ ერთი ელექტრონი აკლია სტაბილური კეთილშობილური აირის გარსს. როგორც პერიოდის ბოლო ელემენტი, ჰალოგენებს აქვთ ყველაზე მცირე რადიუსი ამ პერიოდში. ყოველივე ეს იწვევს იმ ფაქტს, რომ ჰალოგენები ავლენენ არამეტალების თვისებებს, აქვთ მაღალი ელექტრონეგატიურობა და მაღალი იონიზაციის პოტენციალი. ჰალოგენები ძლიერი ჟანგვის აგენტებია, მათ შეუძლიათ მიიღონ ელექტრონი, რომ იქცეს ანიონად "1-" მუხტით ან გამოავლინონ ჟანგვის მდგომარეობა "-1", როდესაც კოვალენტურად არის დაკავშირებული ნაკლებად ელექტროუარყოფით ელემენტებთან. ამავდროულად, ჯგუფის ზემოდან ქვევით გადაადგილებისას, ატომის რადიუსი იზრდება და ჰალოგენების ჟანგვის უნარი მცირდება. თუ ფტორი ყველაზე ძლიერი ჟანგვის აგენტია, მაშინ იოდი, ზოგიერთ რთულ ნივთიერებასთან, ასევე ჟანგბადთან და სხვა ჰალოგენებთან ურთიერთობისას, ავლენს შემცირების თვისებებს.

ფტორის ატომი განსხვავდება ჯგუფის სხვა წევრებისგან. ჯერ ერთი, ის ავლენს მხოლოდ უარყოფით დაჟანგვის მდგომარეობას, რადგან ის არის ყველაზე ელექტროუარყოფითი ელემენტი და მეორეც, ისევე როგორც II პერიოდის ნებისმიერ ელემენტს, აქვს მხოლოდ 4 ატომური ორბიტალი გარე ელექტრონულ დონეზე, რომელთაგან სამი დაკავებულია გაუზიარებელი ელექტრონული წყვილით. მეოთხეზე არის დაუწყვილებელი ელექტრონი, რომელიც უმეტეს შემთხვევაში ერთადერთი ვალენტური ელექტრონია. სხვა ელემენტების ატომებში გარე დონეზე არის d-ელექტრონის შეუვსებელი ქვედონე, სადაც შეიძლება წავიდეს აღგზნებული ელექტრონი. ყოველი ცალკეული წყვილი ორთქლზე მომზადებისას იძლევა ორ ელექტრონს, ამიტომ ქლორის, ბრომისა და იოდის ძირითადი ჟანგვის მდგომარეობები, გარდა „-1“, არის „+1“, „+3“, „+5“, „+7“. ნაკლებად სტაბილური, მაგრამ ფუნდამენტურად მიღწევადია ჟანგვის მდგომარეობები "+2", "+4" და "+6".

როგორც მარტივი ნივთიერებები, ყველა ჰალოგენი არის დიატომური მოლეკულა, რომელსაც აქვს ერთი ბმული ატომებს შორის. ბმის დისოციაციის ენერგიები F 2 , Cl 2 , Br 2 , J 2 მოლეკულების სერიაში ასეთია: 151 კჯ/მოლი, 239 კჯ/მოლი, 192 კჯ/მოლი, 149 კჯ/მოლი. ქლორიდან იოდზე გადასვლისას შეკავშირების ენერგიის მონოტონური შემცირება ადვილად აიხსნება ბმის სიგრძის ზრდით ატომური რადიუსის გაზრდის გამო. ფტორის მოლეკულაში ანომალიურად დაბალ შეკავშირების ენერგიას ორი ახსნა აქვს. პირველი ეხება თავად ფტორის მოლეკულას. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ფტორს აქვს ძალიან მცირე ატომური რადიუსი და შვიდი ელექტრონი გარე დონეზე, ამიტომ, როდესაც ატომები ერთმანეთს უახლოვდებიან მოლეკულის ფორმირებისას, ხდება ინტერელექტრონული მოგერიება, რის შედეგადაც ორბიტალები არასრულად იფარება. და ფტორის მოლეკულაში კავშირის რიგი ერთიანობაზე ოდნავ ნაკლებია. მეორე ახსნის მიხედვით, დარჩენილი ჰალოგენების მოლეკულებში არის ერთი ატომის მარტოხელა ელექტრონული წყვილისა და მეორე ატომის თავისუფალი d-ორბიტალის დამატებითი დონორ-მიმღები გადაფარვა, ორი ასეთი საპირისპირო ურთიერთქმედება თითო მოლეკულაზე. ამრიგად, ქლორის, ბრომისა და იოდის მოლეკულებში კავშირი განისაზღვრება, როგორც თითქმის სამმაგი ურთიერთქმედების არსებობის თვალსაზრისით. მაგრამ დონორი-აქცეპტორის გადახურვა ხდება მხოლოდ ნაწილობრივ და ბმას აქვს რიგი (ქლორის მოლეკულისთვის) 1.12.

ფიზიკური თვისებები: ნორმალურ პირობებში ფტორი არის ძნელად თხევადი გაზი (რომლის დუღილის წერტილი არის -187 0 C) ღია ყვითელი ფერის, ქლორი არის ადვილად თხევადი გაზი მოყვითალო-მწვანე ფერის (დუღილის წერტილი -34,2 0 C) ბრომი არის ყავისფერი, ადვილად აორთქლებადი სითხე, იოდი არის ნაცრისფერი მყარი მეტალის ბზინვარებით. მყარ მდგომარეობაში ყველა ჰალოგენი ქმნის მოლეკულურ კრისტალურ ბადეს, რომელიც ხასიათდება სუსტი ინტერმოლეკულური ურთიერთქმედებით. ამასთან დაკავშირებით, იოდს აქვს სუბლიმაციის ტენდენცია - ატმოსფერულ წნევაზე გაცხელებისას ის გადადის აირისებრ მდგომარეობაში (წარმოქმნის მეწამულ ორთქლებს), გვერდის ავლით თხევად მდგომარეობას. ჯგუფის ქვემოთ გადაადგილებისას, დნობის და დუღილის წერტილები იზრდება როგორც ნივთიერებების მოლეკულური წონის ზრდის გამო, ასევე მოლეკულებს შორის მოქმედი ვან დერ ვაალის ძალების გაზრდის გამო. ამ ძალების სიდიდე რაც უფრო დიდია, მით უფრო დიდია მოლეკულის პოლარიზება, რაც, თავის მხრივ, იზრდება ატომური რადიუსის გაზრდით.

ყველა ჰალოგენი ცუდად იხსნება წყალში, მაგრამ კარგად - არაპოლარულ ორგანულ გამხსნელებში, როგორიცაა ნახშირბადის ტეტრაქლორიდი. წყალში ცუდი ხსნადობა განპირობებულია იმით, რომ როდესაც ჰალოგენის მოლეკულის დაშლის ღრუ იქმნება, წყალი კარგავს საკმარისად ძლიერ წყალბადის ობლიგაციებს, ამის ნაცვლად არ ხდება ძლიერი ურთიერთქმედება მის პოლარულ მოლეკულასა და არაპოლარულ ჰალოგენის მოლეკულას შორის. ჰალოგენების დაშლა არაპოლარულ გამხსნელებში შეესაბამება სიტუაციას: „მსგავსი იხსნება მსგავსში“, როდესაც ბმების გაწყვეტისა და წარმოქმნის ბუნება იგივეა.

ქრომი არის ქიმიური ელემენტი ატომური ნომრით 24. ეს არის მყარი, მბზინავი, ფოლადის ნაცრისფერი ლითონი, რომელიც კარგად პრიალდება და არ ჭუჭყიანდება. გამოიყენება შენადნობებში, როგორიცაა უჟანგავი ფოლადი და როგორც საფარი. ადამიანის ორგანიზმს სჭირდება მცირე რაოდენობით სამვალენტიანი ქრომი შაქრის მეტაბოლიზებისთვის, მაგრამ Cr(VI) ძალიან ტოქსიკურია.

ქრომის სხვადასხვა ნაერთები, როგორიცაა ქრომის(III) ოქსიდი და ტყვიის ქრომატი, ნათელი ფერისაა და გამოიყენება საღებავებში და პიგმენტებში. ლალის წითელი ფერი განპირობებულია ამ ქიმიური ელემენტის არსებობით. ზოგიერთი ნივთიერება, განსაკუთრებით ნატრიუმი, არის ჟანგვის აგენტი, რომელიც გამოიყენება ორგანული ნაერთების დასაჟანგად და (გოგირდის მჟავასთან ერთად) ლაბორატორიული მინის ჭურჭლის გასაწმენდად. გარდა ამისა, ქრომის ოქსიდი (VI) გამოიყენება მაგნიტური ლენტის წარმოებაში.

აღმოჩენა და ეტიმოლოგია

ქიმიური ელემენტის ქრომის აღმოჩენის ისტორია ასეთია. 1761 წელს იოჰან გოტლობ ლემანმა ურალის მთებში აღმოაჩინა ნარინჯისფერ-წითელი მინერალი და დაარქვა მას "ციმბირის წითელი ტყვია". მიუხედავად იმისა, რომ იგი შეცდომით იყო იდენტიფიცირებული, როგორც ტყვიის ნაერთი სელენთან და რკინით, მასალა სინამდვილეში იყო ტყვიის ქრომატი ქიმიური ფორმულით PbCrO4. დღეს ის ცნობილია როგორც კროკონტის მინერალი.

1770 წელს პიტერ სიმონ პალასმა მოინახულა ადგილი, სადაც ლემანმა აღმოაჩინა წითელი ტყვიის მინერალი, რომელსაც ძალიან სასარგებლო პიგმენტური თვისებები ჰქონდა საღებავებში. ციმბირის წითელი ტყვიის, როგორც საღებავის გამოყენება სწრაფად განვითარდა. გარდა ამისა, კროკონტისგან ნათელი ყვითელი გახდა მოდური.

1797 წელს ნიკოლას-ლუი ვოკლენმა მიიღო წითელი ფერის ნიმუშები კროკონტის მარილმჟავასთან შერევით მან მიიღო ოქსიდი CrO 3. ქრომი, როგორც ქიმიური ელემენტი, იზოლირებული იქნა 1798 წელს. ვაუკელინი მას ოქსიდის ნახშირით გახურებით იღებდა. მან ასევე შეძლო ქრომის კვალი აღმოეჩინა ძვირფას ქვებში, როგორიცაა ლალი და ზურმუხტი.

1800-იან წლებში Cr ძირითადად გამოიყენებოდა საღებავებში და ტყავის მარილებში. დღეს ლითონის 85% გამოიყენება შენადნობებში. დანარჩენი გამოიყენება ქიმიურ მრეწველობაში, ცეცხლგამძლე მასალების წარმოებაში და სამსხმელო მრეწველობაში.

ქიმიური ელემენტის ქრომის გამოთქმა შეესაბამება ბერძნულ χρῶμα, რაც ნიშნავს "ფერს", მისგან მრავალი ფერადი ნაერთის გამო.

სამთო და წარმოება

ელემენტი დამზადებულია ქრომიტისგან (FeCr 2 O 4). მსოფლიოში ამ მადნის დაახლოებით ნახევარი მოიპოვება სამხრეთ აფრიკაში. გარდა ამისა, მისი მთავარი მწარმოებლები არიან ყაზახეთი, ინდოეთი და თურქეთი. ქრომიტის საკმარისად შესწავლილი საბადოებია, მაგრამ გეოგრაფიულად ისინი კონცენტრირებულია ყაზახეთსა და სამხრეთ აფრიკაში.

ბუნებრივი ქრომის ლითონის საბადოები იშვიათია, მაგრამ ისინი არსებობს. მაგალითად, ის მოიპოვება რუსეთში, უდაჩნაიას მაღაროში. ის მდიდარია ბრილიანტებით და შემცირების გარემომ ხელი შეუწყო სუფთა ქრომისა და ბრილიანტების ჩამოყალიბებას.

ლითონის სამრეწველო წარმოებისთვის ქრომის მადნები მუშავდება გამდნარი ტუტეებით (კაუსტიკური სოდა, NaOH). ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება ნატრიუმის ქრომატი (Na 2 CrO 4), რომელიც ნახშირბადით მცირდება Cr 2 O 3 ოქსიდამდე. ლითონი მიიღება ოქსიდის გაცხელებით ალუმინის ან სილიციუმის თანდასწრებით.

2000 წელს მოპოვებული იქნა დაახლოებით 15 მტ ქრომიტის საბადო და გადამუშავდა 4 მტ ფეროქრომში, 70% ქრომი-რკინაში, სავარაუდო საბაზრო ღირებულებით 2,5 მილიარდი აშშ დოლარი.

ძირითადი მახასიათებლები

ქიმიური ელემენტის ქრომის მახასიათებელი განპირობებულია იმით, რომ ის არის პერიოდული ცხრილის მეოთხე პერიოდის გარდამავალი ლითონი და მდებარეობს ვანადიუმსა და მანგანუმს შორის. შედის VI ჯგუფში. ის დნება 1907 °C ტემპერატურაზე. ჟანგბადის თანდასწრებით ქრომი სწრაფად აყალიბებს ოქსიდის თხელ ფენას, რომელიც იცავს ლითონს ჟანგბადთან შემდგომი ურთიერთქმედებისგან.

როგორც გარდამავალი ელემენტი, ის რეაგირებს ნივთიერებებთან სხვადასხვა პროპორციით. ამრიგად, ის ქმნის ნაერთებს, რომლებშიც მას აქვს სხვადასხვა დაჟანგვის მდგომარეობა. ქრომი არის ქიმიური ელემენტი ძირითადი მდგომარეობებით +2, +3 და +6, რომელთაგან +3 ყველაზე სტაბილურია. გარდა ამისა, მდგომარეობა +1, +4 და +5 აღინიშნება იშვიათ შემთხვევებში. ქრომის ნაერთები +6 ჟანგვის მდგომარეობაში არიან ძლიერი ჟანგვის აგენტები.

რა ფერია ქრომი? ქიმიური ელემენტი ანიჭებს ლალის ელფერს. Cr 2 O 3 გამოიყენება ასევე როგორც პიგმენტი სახელწოდებით "ქრომის მწვანე". მისი მარილების ფერი მინის ზურმუხტისფერი მწვანე ფერის. ქრომი არის ქიმიური ელემენტი, რომლის არსებობა ლალის წითელს ხდის. ამიტომ, იგი გამოიყენება სინთეზური ლალის წარმოებაში.

იზოტოპები

ქრომის იზოტოპებს აქვთ ატომური წონა 43-დან 67-მდე. როგორც წესი, ეს ქიმიური ელემენტი შედგება სამი სტაბილური ფორმისგან: 52 Cr, 53 Cr და 54 Cr. მათგან 52 Cr ყველაზე გავრცელებულია (მთლიანი ბუნებრივი ქრომის 83.8%). გარდა ამისა, აღწერილია 19 რადიოიზოტოპი, რომელთაგან 50 Cr ყველაზე სტაბილურია, ნახევარგამოყოფის პერიოდი აღემატება 1,8 x 10 17 წელს. 51 Cr-ს აქვს ნახევარგამოყოფის პერიოდი 27,7 დღე, ხოლო ყველა სხვა რადიოაქტიური იზოტოპისთვის ის არ აღემატება 24 საათს და უმეტესობისთვის ის ერთ წუთზე ნაკლებს გრძელდება. ელემენტს ასევე აქვს ორი მეტასტატი.

დედამიწის ქერქში ქრომის იზოტოპები, როგორც წესი, თან ახლავს მანგანუმის იზოტოპებს, რომლებიც გამოყენებას პოულობენ გეოლოგიაში. 53 Cr წარმოიქმნება 53 Mn რადიოაქტიური დაშლის დროს. Mn/Cr იზოტოპის თანაფარდობა აძლიერებს სხვა ინფორმაციას მზის სისტემის ადრეული ისტორიის შესახებ. სხვადასხვა მეტეორიტების 53 Cr/ 52 Cr და Mn/Cr თანაფარდობების ცვლილებები ადასტურებს, რომ ახალი ატომური ბირთვები შეიქმნა მზის სისტემის ჩამოყალიბებამდე.

ქიმიური ელემენტი ქრომი: თვისებები, ნაერთების ფორმულა

ქრომის ოქსიდი (III) Cr 2 O 3, ასევე ცნობილი როგორც სესქვიოქსიდი, არის ამ ქიმიური ელემენტის ოთხი ოქსიდიდან ერთ-ერთი. იგი მიიღება ქრომიტისგან. მწვანე ნაერთს ჩვეულებრივ უწოდებენ "ქრომის მწვანეს", როდესაც გამოიყენება როგორც პიგმენტი მინანქრისა და მინის შეღებვისთვის. ოქსიდს შეუძლია დაითხოვოს მჟავებში, წარმოქმნას მარილები და გამდნარ ტუტეში, ქრომიტებში.

კალიუმის ბიქრომატი

K 2 Cr 2 O 7 არის ძლიერი ჟანგვის აგენტი და სასურველია, როგორც საწმენდი საშუალება ლაბორატორიული მინის ორგანული ნივთიერებებისგან. ამისთვის გამოიყენება მისი გაჯერებული ხსნარი, თუმცა ხანდახან ცვლის ნატრიუმის დიქრომატით, ამ უკანასკნელის მაღალი ხსნადობის გამო. გარდა ამისა, მას შეუძლია ორგანული ნაერთების დაჟანგვის პროცესის რეგულირება, პირველადი ალკოჰოლის გარდაქმნა ალდეჰიდად, შემდეგ კი ნახშირორჟანგად.

კალიუმის დიქრომატმა შეიძლება გამოიწვიოს ქრომის დერმატიტი. ქრომი, ალბათ, არის სენსიბილიზაციის მიზეზი, რომელიც იწვევს დერმატიტის განვითარებას, განსაკუთრებით ხელებისა და წინამხრების, რომელიც ქრონიკული და ძნელად სამკურნალოა. სხვა Cr(VI) ნაერთების მსგავსად, კალიუმის ბიქრომატიც კანცეროგენულია. მისი დამუშავება უნდა მოხდეს ხელთათმანებით და შესაბამისი დამცავი აღჭურვილობით.

ქრომის მჟავა

ნაერთს აქვს ჰიპოთეტური სტრუქტურა H 2 CrO 4 . ბუნებაში არც ქრომის და არც დიქრომის მჟავები არ გვხვდება, მაგრამ მათი ანიონები გვხვდება სხვადასხვა ნივთიერებებში. „ქრომის მჟავა“, რომელიც იყიდება, რეალურად მისი მჟავა ანჰიდრიდი - CrO 3 ტრიოქსიდია.

ტყვიის (II) ქრომატი

PbCrO 4-ს აქვს ღია ყვითელი ფერი და პრაქტიკულად არ იხსნება წყალში. ამ მიზეზით, მან იპოვა გამოყენება, როგორც შეღებვის პიგმენტი სახელწოდებით "ყვითელი გვირგვინი".

Cr და ხუთვალენტიანი ბმა

ქრომი გამოირჩევა ხუთვალენტიანი ბმების წარმოქმნის უნარით. ნაერთი იქმნება Cr(I) და ნახშირწყალბადის რადიკალით. ხუთვალენტიანი ბმა იქმნება ქრომის ორ ატომს შორის. მისი ფორმულა შეიძლება დაიწეროს როგორც Ar-Cr-Cr-Ar სადაც Ar არის სპეციფიკური არომატული ჯგუფი.

განაცხადი

ქრომი არის ქიმიური ელემენტი, რომლის თვისებებმა მას მრავალი განსხვავებული გამოყენება უზრუნველჰყო, რომელთაგან ზოგიერთი ჩამოთვლილია ქვემოთ.

ლითონებს აძლევს კოროზიის წინააღმდეგობას და პრიალა ზედაპირს. აქედან გამომდინარე, ქრომი შედის შენადნობებში, როგორიცაა უჟანგავი ფოლადი, რომელიც გამოიყენება დანაჩანგალისთვის, მაგალითად. იგი ასევე გამოიყენება ქრომირებული საფარისთვის.

ქრომი არის კატალიზატორი სხვადასხვა რეაქციისთვის. გამოიყენება აგურის გამოსაწვავად ყალიბების დასამზადებლად. მისი მარილები კანს აწვება. კალიუმის ბიქრომატი გამოიყენება ორგანული ნაერთების დაჟანგვისთვის, როგორიცაა სპირტები და ალდეჰიდები, ასევე ლაბორატორიული მინის ჭურჭლის გასაწმენდად. იგი ემსახურება როგორც ფიქსაციას ქსოვილის შეღებვისთვის და ასევე გამოიყენება ფოტოგრაფიაში და ფოტო ბეჭდვაში.

CrO 3 გამოიყენება მაგნიტური ლენტების დასამზადებლად (მაგალითად, აუდიო ჩაწერისთვის), რომლებსაც აქვთ უკეთესი მახასიათებლები, ვიდრე რკინის ოქსიდის ფილმები.

როლი ბიოლოგიაში

სამვალენტიანი ქრომი არის ქიმიური ელემენტი, რომელიც აუცილებელია ადამიანის ორგანიზმში შაქრის მეტაბოლიზმისთვის. ამის საპირისპიროდ, ექვსვალენტური Cr ძალიან ტოქსიკურია.

სიფრთხილის ზომები

ქრომის მეტალი და Cr(III) ნაერთები ზოგადად არ განიხილება ჯანმრთელობისთვის სახიფათო, მაგრამ Cr(VI) შემცველი ნივთიერებები შეიძლება იყოს ტოქსიკური, თუ გადაყლაპავთ ან ჩასუნთქავთ. ამ ნივთიერებების უმეტესობა აღიზიანებს თვალებს, კანს და ლორწოვან გარსებს. ქრონიკული ზემოქმედებით, ქრომის(VI) ნაერთებმა შეიძლება გამოიწვიოს თვალის დაზიანება, თუ სათანადო მკურნალობა არ მოხდება. გარდა ამისა, ის არის აღიარებული კანცეროგენი. ამ ქიმიური ელემენტის ლეტალური დოზა დაახლოებით ნახევარი ჩაის კოვზია. ჯანდაცვის მსოფლიო ორგანიზაციის რეკომენდაციების მიხედვით, Cr (VI) მაქსიმალური დასაშვები კონცენტრაცია სასმელ წყალში არის 0,05 მგ ლიტრზე.

იმის გამო, რომ ქრომის ნაერთები გამოიყენება საღებავებისა და ტყავის სათრიმლავში, ისინი ხშირად გვხვდება მიტოვებული სამრეწველო ობიექტების ნიადაგსა და მიწისქვეშა წყლებში, რომლებიც საჭიროებენ გარემოს გაწმენდას და აღდგენას. Cr(VI) შემცველი პრაიმერი კვლავ ფართოდ გამოიყენება კოსმოსურ და საავტომობილო ინდუსტრიაში.

ელემენტის თვისებები

ქრომის ძირითადი ფიზიკური თვისებები შემდეგია:

• ატომური ნომერი: 24.
• ატომური წონა: 51.996.
• დნობის წერტილი: 1890 °C.
• დუღილის წერტილი: 2482 °C.
• ჟანგვის მდგომარეობა: +2, +3, +6.
• ელექტრონის კონფიგურაცია: 3d 5 4s 1.

ქრომის აღმოჩენა მარილებისა და მინერალების ქიმიურ-ანალიტიკური კვლევების სწრაფი განვითარების პერიოდს განეკუთვნება. რუსეთში ქიმიკოსებმა განსაკუთრებული ინტერესი გამოიჩინეს ციმბირში აღმოჩენილი და დასავლეთ ევროპაში თითქმის უცნობი მინერალების ანალიზით. ერთ-ერთი ასეთი მინერალი იყო ციმბირის წითელი ტყვიის მადანი (კროკოიტი), რომელიც აღწერილია ლომონოსოვის მიერ. მინერალი გამოიკვლია, მაგრამ მასში ტყვიის, რკინისა და ალუმინის ოქსიდების გარდა არაფერი აღმოჩნდა. თუმცა, 1797 წელს, ვოკლენმა, მინერალის წვრილად დაფქული ნიმუშის კალიუმით და ტყვიის კარბონატით დუღილით, მიიღო ნარინჯისფერ-წითელი ხსნარი. ამ ხსნარიდან მან მოახდინა ლალისფერი წითელი მარილის კრისტალიზება, საიდანაც იზოლირებული იყო ოქსიდი და თავისუფალი ლითონი, განსხვავებული ყველა ცნობილი ლითონისგან. ვოკლენმა დაურეკა ქრომი ( Chrome ) ბერძნული სიტყვიდან- შეღებვა, ფერი; მართალია, აქ იგულისხმებოდა არა ლითონის საკუთრება, არამედ მისი ნათელი ფერის მარილები.

ბუნებაში აღმოჩენა.

პრაქტიკული მნიშვნელობის ყველაზე მნიშვნელოვანი ქრომის საბადო არის ქრომიტი, რომლის სავარაუდო შემადგენლობა შეესაბამება ფორმულას FeCrO ​​4.

გვხვდება მცირე აზიაში, ურალებში, ჩრდილოეთ ამერიკაში, სამხრეთ აფრიკაში. ტექნიკური მნიშვნელობისაა ასევე ზემოხსენებული მინერალური კროკოიტი - PbCrO 4. ქრომის ოქსიდი (3) და მისი სხვა ნაერთები ასევე გვხვდება ბუნებაში. დედამიწის ქერქში ქრომის შემცველობა მეტალში არის 0,03%. ქრომი გვხვდება მზეზე, ვარსკვლავებზე, მეტეორიტებზე.

ფიზიკური თვისებები.

ქრომი არის თეთრი, მყარი და მტვრევადი ლითონი, განსაკუთრებული ქიმიურად მდგრადია მჟავებისა და ტუტეების მიმართ. ის იჟანგება ჰაერში და აქვს თხელი გამჭვირვალე ოქსიდის ფილმი ზედაპირზე. ქრომს აქვს სიმკვრივე 7,1 გ / სმ 3, მისი დნობის წერტილი +1875 0 C.

ქვითარი.

ქვანახშირით ქრომის რკინის მადნის ძლიერი გაცხელებით, ქრომი და რკინა მცირდება:

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

ამ რეაქციის შედეგად წარმოიქმნება ქრომის შენადნობი რკინით, რომელიც ხასიათდება მაღალი სიმტკიცით. სუფთა ქრომის მისაღებად მას ამცირებენ ქრომის(3) ოქსიდიდან ალუმინთან ერთად:

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

ამ პროცესში ჩვეულებრივ გამოიყენება ორი ოქსიდი - Cr 2 O 3 და CrO 3

ქიმიური თვისებები.

თხელი დამცავი ოქსიდის ფირის წყალობით, რომელიც ფარავს ქრომის ზედაპირს, ის ძალიან მდგრადია აგრესიული მჟავებისა და ტუტეების მიმართ. ქრომი არ რეაგირებს კონცენტრირებულ აზოტთან და გოგირდის მჟავებთან, აგრეთვე ფოსფორის მჟავასთან. ქრომი ურთიერთქმედებს ტუტეებთან t = 600-700 o C ტემპერატურაზე. თუმცა, ქრომი ურთიერთქმედებს განზავებულ გოგირდოვან და მარილმჟავებთან, ანაცვლებს წყალბადს:

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

მაღალ ტემპერატურაზე ქრომი იწვის ჟანგბადში და წარმოქმნის ოქსიდს (III).

ცხელი ქრომი რეაგირებს წყლის ორთქლთან:

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

ქრომი ასევე რეაგირებს ჰალოგენებთან მაღალ ტემპერატურაზე, ჰალოგენები წყალბადთან, გოგირდთან, აზოტთან, ფოსფორთან, ქვანახშირთან, სილიციუმთან, ბორთან, მაგალითად:

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

ქრომის ზემოხსენებულმა ფიზიკურმა და ქიმიურმა თვისებებმა ჰპოვა მათი გამოყენება მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების სხვადასხვა დარგში. მაგალითად, ქრომი და მისი შენადნობები გამოიყენება მექანიკური ინჟინერიაში მაღალი სიმტკიცის, კოროზიისადმი მდგრადი საფარის მისაღებად. შენადნობები ფეროქრომის სახით გამოიყენება ლითონის საჭრელ იარაღად. ქრომირებული შენადნობები იპოვეს გამოყენება სამედიცინო ტექნოლოგიაში, ქიმიური პროცესის აღჭურვილობის წარმოებაში.

ქრომის პოზიცია ქიმიური ელემენტების პერიოდულ სისტემაში:

ქრომი ხელმძღვანელობს ელემენტების პერიოდული სისტემის VI ჯგუფის გვერდით ქვეჯგუფს. მისი ელექტრონული ფორმულა ასეთია:

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

ქრომის ატომში ორბიტალების ელექტრონებით შევსებისას ირღვევა კანონზომიერება, რომლის მიხედვითაც 4S ორბიტალი ჯერ 4S 2-მდე უნდა ყოფილიყო შევსებული. თუმცა, იმის გამო, რომ 3d ორბიტალი იკავებს უფრო ხელსაყრელ ენერგეტიკულ პოზიციას ქრომის ატომში, იგი ივსება 4d 5 მნიშვნელობამდე. ასეთი ფენომენი შეინიშნება მეორადი ქვეჯგუფების ზოგიერთი სხვა ელემენტის ატომებში. ქრომს შეუძლია გამოავლინოს დაჟანგვის მდგომარეობა +1-დან +6-მდე. ყველაზე სტაბილურია ქრომის ნაერთები ჟანგვის მდგომარეობით +2, +3, +6.

ორვალენტიანი ქრომის ნაერთები.

ქრომის ოქსიდი (II) CrO - პიროფორული შავი ფხვნილი (პიროფორიული - ჰაერში წვრილად დაყოფილ მდგომარეობაში აალების უნარი). CrO იხსნება განზავებულ მარილმჟავაში:

CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

ჰაერში, როდესაც თბება 100 0 C-ზე ზემოთ, CrO იქცევა Cr 2 O 3-ად.

ორვალენტიანი ქრომის მარილები წარმოიქმნება ლითონის ქრომის მჟავებში გახსნის შედეგად. ეს რეაქციები ხდება არააქტიური აირის ატმოსფეროში (მაგალითად, H 2), რადგან ჰაერის თანდასწრებით Cr(II) ადვილად იჟანგება Cr(III-მდე).

ქრომის ჰიდროქსიდი მიიღება ყვითელი ნალექის სახით ქრომის (II) ქლორიდზე ტუტე ხსნარის მოქმედებით:

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

Cr(OH) 2 აქვს ძირითადი თვისებები, არის შემცირების აგენტი. ჰიდრატირებული Cr2+ იონი შეღებილია ღია ცისფერი. CrCl 2-ის წყალხსნარს აქვს ლურჯი ფერი. ჰაერში წყალხსნარებში, Cr(II) ნაერთები გარდაიქმნება Cr(III) ნაერთებად. ეს განსაკუთრებით გამოხატულია Cr(II) ჰიდროქსიდისთვის:

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

სამვალენტიანი ქრომის ნაერთები.

ქრომის ოქსიდი (III) Cr 2 O 3 არის ცეცხლგამძლე მწვანე ფხვნილი. სიხისტე ახლოს არის კორუნდუმთან. ლაბორატორიაში მისი მიღება შესაძლებელია ამონიუმის დიქრომატის გაცხელებით:

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

Cr 2 O 3 - ამფოტერული ოქსიდი, ტუტეებთან შერწყმისას წარმოქმნის ქრომიტებს: Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O

ქრომის ჰიდროქსიდი ასევე არის ამფოტერული ნაერთი:

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

უწყლო CrCl 3-ს აქვს მუქი მეწამული ფოთლების სახე, ცივ წყალში სრულიად უხსნადია და ხარშვისას ძალიან ნელა იხსნება. უწყლო ქრომის სულფატი (III) Cr 2 (SO 4) 3 ვარდისფერი, ასევე ცუდად ხსნადი წყალში. შემცირების აგენტების თანდასწრებით, იგი აყალიბებს მეწამულ ქრომის სულფატს Cr 2 (SO 4) 3 *18H 2 O. ასევე ცნობილია მწვანე ქრომის სულფატის ჰიდრატები, რომლებიც შეიცავს უფრო მცირე რაოდენობით წყალს. ქრომის ალუმი KCr(SO 4) 2 *12H 2 O კრისტალიზდება იისფერი ქრომის სულფატის და კალიუმის სულფატის შემცველი ხსნარებიდან. ქრომის ალუმის ხსნარი გაცხელებისას მწვანე ხდება სულფატების წარმოქმნის გამო.

რეაქციები ქრომთან და მის ნაერთებთან

ქრომის თითქმის ყველა ნაერთი და მათი ხსნარები ინტენსიურად არის შეღებილი. უფერო ხსნარის ან თეთრი ნალექის მქონე, დიდი ალბათობით შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ ქრომი არ არის.

1. ფაიფურის თასზე საწვავის ცეცხლში ძლიერად ვაცხელებთ კალიუმის დიქრომატის ისეთ რაოდენობას, რომელიც დანის წვერზე მოერგება. მარილი არ გამოყოფს კრისტალიზაციის წყალს, მაგრამ დნება დაახლოებით 400 0 C ტემპერატურაზე მუქი სითხის წარმოქმნით. გავაცხელოთ კიდევ რამდენიმე წუთი ძლიერ ცეცხლზე. გაციების შემდეგ ნაჭერზე წარმოიქმნება მწვანე ნალექი. ნაწილი წყალში იხსნება (ყვითლდება), მეორე ნაწილი კი ნატეხზე რჩება. მარილი გაცხელებისას იშლება, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ხსნადი ყვითელი კალიუმის ქრომატის K 2 CrO 4 და მწვანე Cr 2 O 3 .
2. 3 გ დაფხვნილი კალიუმის დიქრომატი გახსენით 50 მლ წყალში. ერთ ნაწილს დაამატეთ ცოტა კალიუმის კარბონატი. ის დაიშლება CO 2-ის გამოყოფით და ხსნარის ფერი გახდება ღია ყვითელი. ქრომატი წარმოიქმნება კალიუმის ბიქრომატისგან. თუ ახლა ნაწილებად დავამატებთ გოგირდმჟავას 50%-იან ხსნარს, მაშინ ბიქრომატის წითელ-ყვითელი ფერი კვლავ გამოჩნდება.
3. ჩაასხით სინჯარაში 5 მლ. კალიუმის დიქრომატის ხსნარი, ადუღეთ 3 მლ კონცენტრირებული მარილმჟავასთან ერთად. ყვითელ-მწვანე შხამიანი აირისებრი ქლორი გამოიყოფა ხსნარიდან, რადგან ქრომატი დაჟანგავს HCl-ს Cl 2-მდე და H 2 O-მდე. თავად ქრომატი გადაიქცევა მწვანე სამვალენტიან ქრომის ქლორიდად. მისი იზოლირება შესაძლებელია ხსნარის აორთქლებით, შემდეგ კი, სოდასთან და ნიტრატთან შერწყმით, გარდაიქმნება ქრომატად.
4. როდესაც ტყვიის ნიტრატის ხსნარს ემატება, ყვითელი ტყვიის ქრომატის ნალექი; ვერცხლის ნიტრატის ხსნართან ურთიერთქმედებისას წარმოიქმნება ვერცხლის ქრომატის წითელ-ყავისფერი ნალექი.
5. კალიუმის ბიქრომატის ხსნარს დაამატეთ წყალბადის ზეჟანგი და ამჟავეთ ხსნარი გოგირდის მჟავით. ხსნარი იძენს ღრმა ლურჯ ფერს ქრომის პეროქსიდის წარმოქმნის გამო. პეროქსიდი, ეთერთან შერყევისას გადაიქცევა ორგანულ გამხსნელად და ლურჯდება. ეს რეაქცია სპეციფიკურია ქრომისთვის და ძალიან მგრძნობიარეა. მისი გამოყენება შესაძლებელია ლითონებსა და შენადნობებში ქრომის გამოსავლენად. უპირველეს ყოვლისა, აუცილებელია ლითონის დაშლა. 30% გოგირდმჟავასთან გახანგრძლივებული ადუღებისას (მარილმჟავას დამატებაც შეიძლება), ქრომი და ბევრი ფოლადი ნაწილობრივ იშლება. მიღებული ხსნარი შეიცავს ქრომის (III) სულფატს. იმისათვის, რომ შევძლოთ გამოვლენის რეაქციის ჩატარება, პირველ რიგში ვანეიტრალებთ მას კაუსტიკური სოდით. ნაცრისფერ-მწვანე ქრომის (III) ჰიდროქსიდი იშლება, რომელიც იხსნება ჭარბ NaOH-ში და წარმოქმნის მწვანე ნატრიუმის ქრომიტს. გაფილტრეთ ხსნარი და დაამატეთ 30% წყალბადის ზეჟანგი. გაცხელებისას ხსნარი ყვითლდება, რადგან ქრომიტი იჟანგება ქრომატად. მჟავიანობის შედეგად მიიღება ხსნარის ლურჯი ფერი. ფერადი ნაერთის ამოღება შესაძლებელია ეთერით შერყევის გზით.

ქრომის იონების ანალიტიკური რეაქციები.

1. ქრომის ქლორიდის CrCl 3 ხსნარის 3-4 წვეთს დაამატეთ NaOH 2M ხსნარი, სანამ საწყისი ნალექი არ დაიშლება. გაითვალისწინეთ წარმოქმნილი ნატრიუმის ქრომიტის ფერი. მიღებული ხსნარი გაათბეთ წყლის აბაზანაში. Რა ხდება?
2. CrCl 3 ხსნარის 2-3 წვეთს დაუმატეთ თანაბარი მოცულობა 8M NaOH ხსნარი და 3-4 წვეთი 3% H 2 O 2 ხსნარი. გაათბეთ სარეაქციო ნარევი წყლის აბაზანაში. Რა ხდება? რა ნალექი წარმოიქმნება, თუ მიღებული ფერადი ხსნარი განეიტრალება, მას უმატებენ CH 3 COOH და შემდეგ Pb (NO 3) 2 ?
3. სინჯარაში ჩაასხით 4-5 წვეთი ქრომის სულფატის Cr 2 (SO 4) 3, IMH 2 SO 4 და KMnO 4 ხსნარი. გაათბეთ რეაქციის ადგილი რამდენიმე წუთის განმავლობაში წყლის აბაზანაზე. ყურადღება მიაქციეთ ხსნარის ფერის ცვლილებას. რამ გამოიწვია ეს?
4. K 2 Cr 2 O 7 აზოტის მჟავით გამჟავებულ ხსნარს 3-4 წვეთი დაუმატეთ 2-3 წვეთი H 2 O 2 ხსნარი და აურიეთ. ხსნარის ლურჯი ფერი, რომელიც ჩნდება, განპირობებულია პერქრომული მჟავის H 2 CrO 6 გამოჩენით:

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

ყურადღება მიაქციეთ H 2 CrO 6-ის სწრაფ დაშლას:

2H 2 CrO 6 + 8H+ = 2Cr 3+ + 3O 2 + 6H 2 O
ლურჯი ფერი მწვანე ფერი

პერქრომის მჟავა ბევრად უფრო სტაბილურია ორგანულ გამხსნელებში.

1. აზოტის მჟავით დამჟავებულ K 2 Cr 2 O 7 ხსნარს 3-4 წვეთი დაუმატეთ 5 წვეთი იზოამილის სპირტი, 2-3 წვეთი H 2 O 2 ხსნარი და შეანჯღრიეთ სარეაქციო ნარევი. ორგანული გამხსნელის ფენა, რომელიც ცურავს ზევით არის შეღებილი ნათელი ლურჯი. ფერი ძალიან ნელა ქრება. შეადარეთ H 2 CrO 6-ის სტაბილურობა ორგანულ და წყლიან ფაზებში.
2. როდესაც CrO 4 2- და Ba 2+ იონები ურთიერთქმედებენ, ბარიუმის ქრომატის BaCrO 4-ის ყვითელი ნალექი ილექება.
3. ვერცხლის ნიტრატი ქმნის ვერცხლის ქრომატის აგურის წითელ ნალექს CrO 4 2 იონებით.
4. აიღეთ სამი საცდელი მილი. ერთ-ერთში მოათავსეთ K 2 Cr 2 O 7 ხსნარის 5-6 წვეთი, მეორეში K 2 CrO 4 ხსნარის იგივე მოცულობა, მესამეში ორივე ხსნარის სამი წვეთი. შემდეგ თითოეულ ტუბს დაამატეთ სამი წვეთი კალიუმის იოდიდის ხსნარი. ახსენით შედეგი. დაამჟავეთ ხსნარი მეორე მილში. Რა ხდება? რატომ?

გასართობი ექსპერიმენტები ქრომის ნაერთებთან

1. CuSO 4-ისა და K 2 Cr 2 O 7-ის ნარევი მწვანე ხდება ტუტეს დამატებისას და ყვითლდება მჟავას თანდასწრებით. 2 მგ გლიცეროლის გაცხელებით მცირე რაოდენობით (NH 4) 2 Cr 2 O 7-ით და შემდეგ ალკოჰოლის დამატებით, ფილტრაციის შემდეგ მიიღება კაშკაშა მწვანე ხსნარი, რომელიც მჟავას დამატებისას ყვითლდება და ნეიტრალურ ან ტუტეში მწვანე ხდება. საშუალო.
2. მოათავსეთ ქილის ცენტრში თერმიტის „ლალის ნარევი“ - კარგად დაფქვით და მოათავსეთ ალუმინის ფოლგაში Al 2 O 3 (4,75 გ) Cr 2 O 3 (0,25 გ) დამატებით. ქილა რომ აღარ გაცივდეს, საჭიროა მისი ზედა კიდის ქვეშ ქვიშაში ჩამარხვა, ხოლო თერმიტის აალებისა და რეაქციის დაწყების შემდეგ, დააფარეთ რკინის ფურცელი და აავსეთ ქვიშით. ბანკი ერთ დღეში იჭრება. შედეგი არის წითელი ლალის ფხვნილი.
3. 10გრ კალიუმის ბიქრომატს ამუშავებენ 5გ ნატრიუმის ან კალიუმის ნიტრატით და 10გრ შაქრით. ნარევს ატენიანებენ და ურევენ კოლოდიონს. თუ ფხვნილი შეკუმშულია შუშის მილში, შემდეგ კი ჯოხი ამოიძვრება და ბოლოდან ცეცხლს უკიდებს, მაშინ "გველი" დაიწყებს გამოძვრას, ჯერ შავი, ხოლო გაციების შემდეგ - მწვანე. 4 მმ დიამეტრის ჯოხი იწვის დაახლოებით 2 მმ წამში სიჩქარით და 10-ჯერ გრძელდება.
4. თუ შეურიეთ სპილენძის სულფატის და კალიუმის დიქრომატის ხსნარებს და დაამატეთ ცოტა ამიაკის ხსნარი, მაშინ ამოვარდება 4СuCrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O შემადგენლობის ამორფული ყავისფერი ნალექი, რომელიც იხსნება მარილმჟავაში ყვითელი ხსნარის წარმოქმნით. ამიაკის ჭარბი რაოდენობით მიიღება მწვანე ხსნარი. თუ ამ ხსნარს კიდევ დაემატება ალკოჰოლი, წარმოიქმნება მწვანე ნალექი, რომელიც ფილტრაციის შემდეგ ხდება ლურჯი, ხოლო გაშრობის შემდეგ ლურჯი-იისფერი წითელი ნაპერწკლებით, აშკარად ჩანს ძლიერ შუქზე.
5. "ვულკანის" ან "ფარაონის გველის" ექსპერიმენტების შემდეგ დარჩენილი ქრომის ოქსიდი შეიძლება რეგენერირებული იყოს. ამისათვის აუცილებელია 8 გ Cr 2 O 3 და 2 გ Na 2 CO 3 და 2,5 გ KNO 3 შერწყმა და გაციებული შენადნობის დამუშავება მდუღარე წყლით. მიიღება ხსნადი ქრომატი, რომელიც ასევე შეიძლება გარდაიქმნას სხვა Cr(II) და Cr(VI) ნაერთებად, მათ შორის თავდაპირველ ამონიუმის დიქრომატად.

ქრომის და მისი ნაერთების შემცველი რედოქსული გადასვლების მაგალითები

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

ა) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O ბ) Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O
გ) 2NaCrO 2 + 3Br 2 + 8NaOH = 6NaBr + 2Na 2 CrO 4 + 4H 2 O
დ) 2Na 2 CrO 4 + 2HCl = Na 2 Cr 2 O 7 + 2NaCl + H 2 O

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

ა) 2Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
ბ) Cr(OH) 3 + 3HCl = CrCl 3 + 3H 2 O
გ) 2CrCl 3 + 2KMnO 4 + 3H 2 O = K 2 Cr 2 O 7 + 2Mn(OH) 2 + 6HCl
დ) 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+

ა) CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O
ბ) CrO + H 2 O \u003d Cr (OH) 2
გ) Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
დ) Cr(OH) 3 + 3HNO 3 = Cr(NO 3) 3 + 3H 2 O
ე) 4Cr (NO 3) 3 \u003d 2Cr 2 O 3 + 12NO 2 + O 2
ვ) Cr 2 O 3 + 2 NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O

Chrome ელემენტი, როგორც მხატვარი

ქიმიკოსები საკმაოდ ხშირად მიმართავდნენ ფერწერისთვის ხელოვნური პიგმენტების შექმნის პრობლემას. მე-18-19 საუკუნეებში შეიქმნა მრავალი ფერწერული მასალის მოპოვების ტექნოლოგია. ლუი ნიკოლა ვოკლენმა 1797 წელს, რომელმაც ციმბირის წითელ საბადოში აღმოაჩინა მანამდე უცნობი ელემენტი ქრომი, მოამზადა ახალი, საოცრად სტაბილური საღებავი - ქრომის მწვანე. მისი ქრომოფორია ქრომის (III) წყლის ოქსიდი. სახელწოდებით "ზურმუხტისფერი მწვანე" მისი წარმოება დაიწყო 1837 წელს. მოგვიანებით, L. Vauquelen-მა შემოგვთავაზა რამდენიმე ახალი საღებავი: ბარიტი, თუთია და ქრომის ყვითელი. დროთა განმავლობაში ისინი შეიცვალა უფრო მდგრადი ყვითელი, ნარინჯისფერი პიგმენტებით კადმიუმის საფუძველზე.

ქრომირებული მწვანე არის ყველაზე გამძლე და მსუბუქად მდგრადი საღებავი, რომელიც არ მოქმედებს ატმოსფერული გაზებით. ზეთში გაწურულ ქრომის მწვანეს აქვს დიდი დამალვის ძალა და შეუძლია სწრაფად გაშრობა, შესაბამისად, მე-19 საუკუნიდან. იგი ფართოდ გამოიყენება ფერწერაში. მას დიდი მნიშვნელობა აქვს ფაიფურის ფერწერაში. ფაქტია, რომ ფაიფურის ნაწარმის გაფორმება შესაძლებელია როგორც მინანქრით, ასევე ზედმეტად მინანქრით. პირველ შემთხვევაში საღებავები გამოიყენება მხოლოდ ოდნავ გამომწვარი პროდუქტის ზედაპირზე, რომელიც შემდეგ დაფარულია მინანქრის ფენით. ამას მოჰყვება ძირითადი, მაღალტემპერატურული თხრილი: ფაიფურის მასის მორევისა და მინანქრის დნობისთვის პროდუქცია თბება 1350 - 1450 0 C. ძალიან ცოტა საღებავები უძლებს ასეთ მაღალ ტემპერატურას ქიმიური ცვლილებების გარეშე და ძველში. დღეებში მხოლოდ ორი იყო - კობალტი და ქრომი. კობალტის შავი ოქსიდი, რომელიც გამოიყენება ფაიფურის ნაწარმის ზედაპირზე, შერწყმულია მინანქართან სროლისას, ქიმიურად ურთიერთქმედებს მასთან. შედეგად, წარმოიქმნება ნათელი ლურჯი კობალტის სილიკატები. ეს კობალტის ლურჯი ჭურჭელი ყველასთვის კარგად არის ცნობილი. ქრომის ოქსიდი (III) არ ურთიერთქმედებს ქიმიურად მინანქრის კომპონენტებთან და უბრალოდ დევს ფაიფურის ნამსხვრევებსა და გამჭვირვალე მინანქარს შორის "ყრუ" ფენით.

გარდა ქრომის მწვანესა, მხატვრები იყენებენ ვოლკონსკოიტისგან მიღებულ საღებავებს. ეს მინერალი მონტმორილონიტების ჯგუფიდან (თიხის მინერალი რთული სილიკატების ქვეკლასის Na (Mo, Al), Si 4 O 10 (OH) 2) აღმოაჩინა 1830 წელს რუსმა მინერალოგმა კემერერმა და დაარქვეს ქალიშვილის M.N. ვოლკონსკაიას სახელი. ბოროდინოს ბრძოლის გმირის, გენერალ ნ. რაევსკის, დეკაბრისტის ს.გ. ვოლკონსკის ვოლკონსკოიტის ცოლი არის თიხა, რომელიც შეიცავს 24%-მდე ქრომის ოქსიდს, ასევე ალუმინის და რკინის ოქსიდებს (III). განსაზღვრავს მის მრავალფეროვან შეფერილობას - ჩაბნელებული ზამთრის ნაძვის ფერიდან ჭაობის ბაყაყის კაშკაშა მწვანე ფერამდე.

პაბლო პიკასომ მიმართა ჩვენი ქვეყნის გეოლოგებს ვოლკონსკოიტის რეზერვების შესწავლის თხოვნით, რაც საღებავს აძლევს ცალსახად სუფთა ტონს. ამჟამად შემუშავებულია მეთოდი ხელოვნური ვოლკონსკოიტის მისაღებად. საინტერესოა აღინიშნოს, რომ თანამედროვე კვლევების თანახმად, რუსი ხატმწერები ამ მასალის საღებავებს იყენებდნენ ჯერ კიდევ შუა საუკუნეებში, მის "ოფიციალურ" აღმოჩენამდე დიდი ხნით ადრე. გინიეს მწვანე (შექმნილი 1837 წელს), რომლის ქრომოფორმი არის ქრომის ოქსიდის ჰიდრატი Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O, სადაც წყლის ნაწილი ქიმიურად არის შეკრული და ნაწილი ადსორბირებული, ასევე პოპულარული იყო მხატვრებში. ეს პიგმენტი საღებავს ზურმუხტისფერ შეფერილობას ანიჭებს.

blog.site, მასალის სრული ან ნაწილობრივი კოპირებით, საჭიროა წყაროს ბმული.