24.11.202227.05.2017

Хром та його сполуки активно використовуються у промисловому виробництві, зокрема, у металургії, хімічній та вогнетривкій промисловості.

Хром Cr – хімічний елемент VI групи періодичної системи Менделєєва, атомний номер 24, атомна маса 51,996, радіус атома 0,0125, радіуси іонів Cr2+ – 0,0084; Cr3+ – 0,0064; Cr4+ – 6,0056.

Хром виявляє ступеня окислення +2, +3, +6 відповідно має валентності II, III, VI.

Хром являє собою твердий, пластичний, досить важкий, ковкий метал сіро сталевого кольору.

Кипить при 2469 0 С, плавиться при 1878 ± 22 0 С. Має всі характерні властивості металів - добре проводить тепло, майже не чинить опору електричному струму, має блиск, властивий більшості металів. І в той же час, стійкий до корозії на повітрі та у воді.

Домішки кисню, азоту та вуглецю, навіть у найменших кількостях, різко змінюють фізичні властивості хрому, наприклад, роблячи його дуже крихким. Але, на жаль, одержати хром без цих домішок дуже важко.

Структура кристалічної решітки – об'ємноцентрована кубічна. Особливістю хрому є різка зміна його фізичних властивостей за нормальної температури близько 37°С.

6. Види сполук хрому.

Оксид хрому (II) CrO (основний) – сильний відновник, надзвичайно нестійкий у присутності вологи та кисню. Практичного значення немає.

Оксид хрому (III) Cr2O3 (амфотерний) стійкий на повітрі та в розчинах.

Cr2O3 + H2SO4 = Cr2(SO4)3 + H2O

Cr2O3 + 2NaOH = Na2CrO4 + H2O

Утворюється при нагріванні деяких сполук хрому (VI), наприклад:

4CrO3 2Cr2O3 + 3О2

(NH4)2Cr2O7 Cr2O3 + N2 + 4H2O

4Cr + 3O2 2Cr2O3

Оксид хрому (III) використовується для відновлення металевого хрому невисокої чистоти за допомогою алюмінію (алюмінотермія) або кремнію (силікотермія):

Cr2O3 +2Al = Al2O3 +2Cr

2Cr2O3 + 3Si = 3SiO3 + 4Cr

Оксид хрому (VI) CrO3 (кислотний) – темно малинові голчасті кристали.

Отримують надлишок концентрованої H2SO4 на насичений водний розчин біхромату калію:

K2Cr2O7 + 2H2SO4 = 2CrO3 + 2KHSO4 + H2O

Оксид хрому (VI) - сильний окислювач, одна з найтоксичніших сполук хрому.

При розчиненні CrO3 у воді утворюється хромова кислота H2CrO4

CrO3 + H2O = H2CrO4

Кислотний оксид хрому, реагуючи з лугами, утворює жовті хромати CrO42

CrO3 + 2KOH = K2CrO4 + H2O

2.Гідроксиди

Гідроксид хрому (III) має амфотерні властивості, розчиняючись як у

кислотах (поводиться як основа), так і в лугах (поводиться як кислота):

2Cr(OH)3 + 3H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 6H2O

Cr(OH)3 + KOH = K

При прожарюванні гідроксиду хрому (III) утворюється оксид хрому (III) Cr2O3.

Нерозчинний у воді.

2Cr(OH)3 = Cr2O3 + 3H2O

3.Кислоти

Кислоти хрому, що відповідають його ступеню окиснення +6 і що відрізняються співвідношенням числа молекул CrO3 і H2O, існують лише у вигляді розчинів. При розчиненні кислотного оксиду CrO3 утворюється монохромова кислота (просто хромова) H2CrO4.

CrO3 + H2O = H2CrO4

Підкислення розчину або збільшення в ньому CrO3 призводить до кислот загальної формули nCrO3 H2O

при n=2, 3, 4 це, відповідно, ді, три тетрохромові кислоти.

Найсильніша їх - дихромова, тобто H2Cr2O7. Хромові кислоти та їх солі - сильні окислювачі та отруйні.

Розрізняють два види солей: хроміти та хромати.

Хромітами із загальною формулою RCrO2 називаються солі хромистої кислоти HCrO2.

Cr(OH)3 + NaOH = NaCrO2 + 2H2O

Хроміти мають різне забарвлення - від темно коричневого до абсолютно чорного і зазвичай зустрічаються у вигляді суцільних масивів. Кульгає м'якше багатьох інших мінералів, температура плавлення хроміту залежить від його складу 1545-1730 0 С.

Хроміт має металевий блиск і майже нерозчинний у кислотах.

Хромати – солі хромових кислот.

Солі монохромової кислоти H2CrO4 називають монохроматами (хромати) R2CrO4, солі дихромової кислоти H2Cr2O7 дихромати (біхромати) - R2Cr2O7. Монохромати зазвичай забарвлені у жовтий колір. Вони стійкі тільки в лужному середовищі, а при підкисленні перетворюються на оранжево-червоні біхромати:

2Na2CrO4 + H2SO4 = Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O

3.2.1; 3.3.1; 3.7.1; 3.8.1

3.2.1, 3.3.1; 3.4; 3.5

5. Обмеження строку дії знято за протоколом N 3-93 Міждержавної Ради зі стандартизації, метрології та сертифікації (ІУС 5-6-93)

6. ПЕРЕВИДАННЯ (листопад 1998 р.) зі Змінами N 1, 2, затвердженими в березні 1984 р., грудні 1988 р. (ІУС 7-84, 3-89)

Цей стандарт поширюється на оксид хрому (VI) (хромовий ангідрид), який являє собою темно-коричнево-червоні голчасті або призматичні кристали; розчинний у воді, гігроскопічний.

Формула: СrO.

Молекулярна маса (за міжнародними атомними масами 1971 р.) – 99,99.

1. ТЕХНІЧНІ ВИМОГИ

1.1. Оксид хрому (VI) повинен бути виготовлений відповідно до вимог цього стандарту за технологічним регламентом, затвердженим у встановленому порядку.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

1.2. За хімічними показниками оксид хрому (VI) повинен відповідати нормам, зазначеним у табл.1.

Таблиця 1


найменування показника
	Чистий для аналізу (Ч.Д.А.) ОКП 26 1121 1062 08	Чистий (ч.) ОКП 26 1121 1061 09
1. Масова частка оксиду хрому (VI) (СrО), %, не менше
2. Масова частка нерозчинних у воді речовин, %, не більше
3. Масова частка нітратів (NO), %, не більше		Не нормується
4. Масова частка сульфатів (SO), %, не більше
5. Масова частка хлоридів (Сl), % , не більше
6. Масова частка суми алюмінію, барію, заліза і кальцію (Аl + Fe + Са), % , не більше
7. Масова частка суми калію та натрію (K ± Na), %, не більше

2. ПРАВИЛА ПРИЙМАННЯ

2.1. Правила приймання - за ГОСТ 3885.

2.2. Визначення масової частки нітратів та суми алюмінію, барію, заліза та кальцію виробник проводить у кожній 10-й партії.

(Введений додатково, Зм. N 2).

3. МЕТОДИ АНАЛІЗУ

3.1а. Загальні вказівки щодо проведення аналізу - за ГОСТ 27025.

При зважуванні застосовують лабораторні ваги за ГОСТ 24104 * 2-го класу точності з найбільшою межею зважування 200 г та 3-го класу точності з найбільшою межею зважування 500 г або 1 кг або 4-го класу точності з найбільшою межею0
_______________
* Діє ГОСТ 24104-2001. - Примітка "КОДЕКС".

Допускається застосування імпортного посуду за класом точності та реактивів за якістю не нижчою від вітчизняних.

3.1. Проби відбирають за ГОСТ 3885.

Маса середньої проби має бути не менше 150 г.

3.2. Визначення масової частки оксиду хрому (VI)

3.1а-3.2. (Змінена редакція, Зм. N 2).

3.2.1. Реактиви, розчини та посуд

Вода дистильована за ГОСТ 6709.

Калій йодистий за ГОСТ 4232 розчин з масовою часткою 30%, свіжоприготовлений.

Кислота соляна згідно з ГОСТ 3118 .

Крохмаль розчинний за ГОСТ 10163 розчин з масовою часткою 0,5%.

ГОСТ 27068 розчин концентрації (NaSO·5НО)=0,1 моль/дм (0,1 н.); готують за ГОСТ 25794.2.

Бюретка місткістю 50 см із ціною розподілу 0,1 см.

Колба Кн-1-500-29/32 ТХС за ГОСТ 25336.

Колба 2-500-2 згідно з ГОСТ 1770 .

Піпетки місткістю 2, 10 та 25 см.

Секундомір.

Циліндр 1(3)-100 згідно з ГОСТ 1770 .

(Змінена редакція, Змін. N 1,

3.2.2. Проведення аналізу

Близько 2,5000 г препарату поміщають у мірну колбу, розчиняють у невеликій кількості води, доводять об'єм розчину водою до мітки та ретельно перемішують.

25 см отриманого розчину переносять у конічну колбу, додають 100 см води, 5 см соляної кислоти, 10 см розчину калію йодистого, перемішують і залишають у темряві на 10 хв. Потім змивають пробку водою, додають 100 см води і титрують йод, що виділився розчином 5-водного серноватистокислого натрію, додаючи в кінці титрування 1 см розчину крохмалю, до зеленого забарвлення.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

3.2.3. Обробка результатів

Масову частку оксиду хрому () у відсотках обчислюють за формулою

де - об'єм розчину 5-водного сірчанокислого натрію концентрації точно (NaSO·5НО)=0,1 моль/дм (0,1 н.), Витрачений на титрування, см;

Маса навішування, г;

0,003333 - маса оксиду хрому (VI), відповідна 1 см розчину 5-водного натрію сірчанокислого натрію концентрації точно (NaSO·5НО)=0,1 моль/дм (0,1 н.), р.

Одночасно проводять контрольний досвід з тією ж кількістю розчинів йодистого калію і соляної кислоти і при необхідності в результат визначення вносять відповідну поправку.

За результат аналізу приймають середнє арифметичне результатів двох паралельних визначень, абсолютна розбіжність між якими не перевищує розбіжності, що допускається, рівного 0,3%.

Абсолютна сумарна похибка результату аналізу, що допускається, ±0,5% при довірчій ймовірності =0,95.

(Змінена редакція, З

м. N 1, 2).

3.3. Визначення масової частки нерозчинних у воді речовин

3.3.1. Реактиви та посуд

Вода дистильована за ГОСТ 6709.

Тигель, що фільтрує за ГОСТ 25336 типу ТФ ПОР 10 або ТФ ПОР 16.

Склянка В-1-250 ТХС за ГОСТ 25336 .

Циліндр 1(3)-250 згідно з ГОСТ 1770 .

3.3.2. Проведення аналізу

30,00 г препарату поміщають у склянку та розчиняють у 100 см води. Склянку накривають годинниковим склом і витримують протягом 1 години на водяній бані. Потім розчин фільтрують через тигель, що фільтрує, попередньо висушений до постійної маси і зважений. Результат зважування тигля в грамах записують точно до четвертого десяткового знака. Залишок на фільтрі промивають 150 см гарячої води і сушать у сушильній шафі при 105-110 ° С до постійної маси.

Препарат вважають відповідним вимогам цього стандарту, якщо маса залишку після висушування не перевищуватиме:

для препарату чистий для аналізу - 1 мг,

для препарату чистий – 3 мг.

Допустима відносна сумарна похибка результату аналізу препарату ч.д.а. ±35% для препарату ч. ±20% при довірчій ймовірності =0,95.

3.3.1, 3.3.2. (Змінена редакція, Зм. N 2).

3.4. Визначення масової частки нітратів

Визначення проводять за ГОСТ 10671.2. При цьому 1,50 г препарату поміщають у колбу Кн-2-100-34(50) ТХС (ГОСТ 25336), додають 100 см води, перемішують до розчинення, додають 1,5 см концентрованої сірчаної кислоти, обережно по краплях при перемішуванні 2 см етилового спирту ректифікованого технічного вищого ґатунку (ГОСТ 18300) і нагрівають на киплячій водяній бані протягом 15 хв.

До гарячого розчину додають 20 см води, а потім при перемішуванні близько 14 см розчину аміаку з часткою масової 10% (ГОСТ 3760) до повного осадження хрому.

Вміст колби повільно нагрівають до кипіння і кип'ятять протягом 10 хв, щоб уникнути викидання в колбу поміщають шматочки неглазурованого порцеляни і скляну паличку. Потім рідину фільтрують через знезолений фільтр "синя стрічка", застосовуючи лабораторну лійку діаметром 75 мм (ГОСТ 25336) (фільтр попередньо промивають 4-5 разів гарячою водою), фільтрат збирають у конічну колбу місткістю 100 см з міткою на 60 см. три рази промивають гарячою водою, збираючи промивні води в ту ж колбу. Отриманий розчин нагрівають до кипіння, кип'ятять протягом 15 хв, охолоджують, об'єм розчину доводять водою до мітки і перемішують.

Розчин зберігають для визначення хлоридів за п.3.6.

5 см отриманого розчину (відповідають 0,125 г препарату) поміщають у конічну колбу місткістю 50 см, додають 5 см води і далі визначення проводять методом із застосуванням індигокарміну.

Препарат вважають відповідним вимогам цього стандарту, якщо спостерігається через 5 хв забарвлення аналізованого розчину не буде слабшим за забарвлення розчину, приготовленого одночасно і містить у такому ж обсязі:

для препарату чистий для аналізу 0,005 мг NO,

1 см розчину хлористого натрію, 1 см розчину індигокарміну та 12 см концентрованої сірчаної

кислоти.

3.5. Визначення масової частки сульфатів

Визначення проводять за ГОСТ 10671.5.

При цьому 0,50 г препарату поміщають у склянку місткістю 50 см та розчиняють у 5 см води. Розчин переносять у ділильну вирву місткістю 50 см (ГОСТ 25336), додають 5 см концентрованої соляної кислоти, 10 см трибутилфосфату і збовтують.

Після розшарування суміші водний шар переносять в іншу таку ж ділильну лійку і при необхідності повторюють обробку водного шару 5 см трибутилфосфату. Водний шар відокремлюють у ділильну вирву і промивають його 5 см ефіру для наркозу. Після розшарування водний розчин переносять у випарювальну чашку (ГОСТ 9147), поміщають на водяну електричну баню і випарюють розчин насухо.

Залишок розчиняють в 10 см води, кількісно переносять в конічну колбу місткістю 50 см (з міткою на 25 см), об'єм розчину доводять водою до мітки, перемішують і далі визначення проводять візуально-нефелометричним методом.

Препарат вважають відповідним вимогам цього стандарту, якщо опалесценція аналізованого розчину, що спостерігається, не буде інтенсивнішою за опалесценцію розчину, приготовленого одночасно з аналізованим і містить у такому ж обсязі:

для препарату чистий для аналізу - 0,02 мг SO,

для препарату чистий - 0,05 мг SO,

1 см розчину соляної кислоти з масовою часткою 10%, 3 см розчину крохмалю та 3 см розчину хлористо

го барію.

3.6. Визначення масової частки хлоридів

Визначення проводять за ГОСТ 10671.7. При цьому 40 см розчину, отриманого за п.3.4. (відповідають 1 г препарату), поміщають в конічну колбу місткістю 100 см і, якщо розчин каламутний, додають 0,15 см концентрованої сірчаної кислоти (ГОСТ 4204) в аналізований розчин і розчин порівняння і далі визначення проводять фототурбідиметричним (обсязі 50 см, оптичну щільність розчинів у кюветах з товщиною шару, що поглинає світло (100 мм) або візуально-нефелометричним методом.

Препарат вважають відповідним вимогам цього стандарту, якщо маса хлоридів не перевищуватиме:

для препарату чистий для аналізу - 0,01 мг,

для препарату чистий – 0,02 мг.

Одночасно в тих же умовах проводять контрольний досвід визначення масової частки хлоридів у застосовуваних для аналізу кількостях спирту та розчину аміаку та при їх виявленні результати аналізу вносять поправку.

При розбіжностях щодо оцінки масової частки хлоридів визначення проводять фототурбидиметрическим методом.

3.4-3.6. (Змінена редакція, Зм. N 1, 2).

3.7. Визначення масової частки алюмінію, барію, заліза та кальцію

3.7.1. Апаратура, реактиви та розчини

Спектрограф ІСП-30 з трилінзовою системою освітлення щілини та триступеневим послаблювачем.

Генератор дуги змінного струму типу ДГ-1 чи ДГ-2.

Випрямляч кремневий типу ВАЗ-275/100.

Мікрофотометр типу МФ-2 чи МФ-4.

Пекти муфельна.

Секундомір.

Спектропроектор типу ПС-18.

Ступки з органічного скла та агатові.

Тигель порцеляновий за ГОСТ 9147 .

Ваги торсіонні ВТ-500 з ціною розподілу 1 мг або інші з аналогічною точністю.

Вугілля графітоване для спектрального аналізу марки ос.ч. 7-3 (електроди вугільні) діаметром 6 мм; верхній електрод заточений на конус, нижній – з циліндричним каналом діаметром 3 мм та глибиною 4 мм.

Графіт порошковий, ос.ч., за ГОСТ 23463.

Фотопластинки спектральні типу СП-I світлочутливістю 3-5 од. для алюмінію, барію та кальцію та спектральні типу СП-III, світлочутливістю 5-10 од. для заліза.

Амоній дворомовокислий за ГОСТ 3763 .

Хрому (III) оксид, отриманий з оксиду хрому (VI) за цим стандартом або дворомовокислого амонію, з мінімальним вмістом домішок, що визначаються, визначення яких проводять методом добавок в умовах даної методики; за наявності домішок їх враховують при побудові градуювального графіка.

Алюміній оксид для спектрального аналізу, х.ч.

Барій оксид марки ос. 10-1.

Залізо (ІІІ) оксид, марки ос.ч. 2-4.

Кальцій оксид марки ос.ч. 6-2.

Амоній хлористий згідно з ГОСТ 3773 .

Вода дистильована за ГОСТ 6709.

Гідрохінон (парадіоксибензол) за ГОСТ 19627 .

Калій бромистий згідно з ГОСТ 4160 .

Метол (4-метиламінофенол сульфат) згідно з ГОСТ 25664 .

Натрій сульфіт 7-водний.

Натрій сірчано-кислий (натрію тіосульфат) 5-водний за ГОСТ 27068 .

Натрій вуглекислий згідно з ГОСТ 83 .

Вуглекислий натрій 10-водний за ГОСТ 84 .

Проявник метолгідрохіноновий; готують наступним чином: розчин А-2 г метолу, 10 г гідрохінону і 104 г 7-водного сульфіту натрію розчиняють у воді, доводять об'єм розчину водою до 1 дм, перемішують і, якщо каламутний розчин, його фільтрують; розчин Б-16 г вуглекислого натрію (або 40 г 10-водного вуглекислого натрію) і 2 г бромистого калію розчиняють у воді, доводять об'єм розчину водою до 1 дм, перемішують і, якщо розчин каламутний, його фільтрують, потім розчини А і Б змішують у рівних обсягах.

Фіксаж швидкодіючий; готують наступним чином: 500 г 5-водного сірчано-кислого натрію і 100 г хлористого амонію розчиняють у воді, доводять об'єм розчину до 2 дм, перемішують і, якщо розчин каламутний, його фільтрують.

Спирт етиловий технічний ректифікований за ГОСТ 18300 вищого сорту.

(Змінена редакція, Зм. N 1, 2).

3.7.2. Підготовка до аналізу

3.7.2.1. Приготування аналізованої проби

0,200 г препарату поміщають у фарфоровий тигель, висушують на електроплитці і прожарюють у печі муфельної при 900 °С протягом 1 год.

Отриманий оксид хрому (III) розтирають у агатовій ступці з порошковим графітом у співвідношенні 1:2.

3.7.2.2. Приготування зразків для побудови градуювального графіка

Зразки готують на основі оксиду хрому (III), отриманого з оксиду хрому (VI) з мінімальним вмістом домішок, що визначаються. Для отримання основи навішування оксиду хрому (VI) поміщають у фарфоровий тигель, висушують на електроплитці і прожарюють у муфельній печі при 900 °С протягом 1 години (допускається готувати зразки на основі оксиду хрому (III), отриманого з дворомовокислого амонію).

Головний зразок з масовою часткою кожної домішки 0,32% готують розтиранням 0,0458 г оксиду заліза (III), 0,0605 г оксиду алюмінію, 0,0448 г оксиду кальцію, 0,0357 г оксиду барію та 9,8132 г оксиду (III) у ступці з органічного скла або агатової з 5 см етилового спирту протягом 1 години, потім підсушують під інфрачервоною лампою або в сушильній шафі і розтирають суміш протягом 30 хв.

Змішуванням відповідних кількостей головного зразка або попередніх з основою одержують зразки з меншою масовою часткою домішок, зазначених у табл.2.

Таблиця 2


Номер зразка	Масова частка кожної домішки (Al, Ba, Fe, Са) у зразках у перерахунку на метал, %

Кожен зразок змішують із порошковим графітом у співвідношенні 1:2.

3.7.2.1, 3.7.2.2. (Змінена редакція, Зм. N 2).

3.7.3. Проведення аналізу

Аналіз проводять у дузі постійного струму за умов, наведених нижче.


Сила струму, А
Ширина щілини, мм
Висота діафрагми на середній лінзі конденсорної системи, мм
Експозиція, з

Перед зйомкою спектрограм електроди обпалюють у дузі постійного струму при силі струму 10-12 протягом 30 с.

Після випалу електродів канал нижнього електрода (анод) вносять аналізовану пробу або зразок для побудови градуювального графіка. Маса навішування проби визначається обсягом каналу. Запалюють дугу та знімають спектрограму. Спектри аналізованої проби та зразків знімають на одній фотопластинці не менше трьох разів, ставлячи щоразу нову пару електродів. Щілину відкривають до запалення дуги.

Фотопластинку зі знятими спектрами виявляють, фіксують, промивають у проточній воді та висушують на повітрі.

3.7.4. Обробка результатів

Фотометрування аналітичних спектральних ліній визначених домішок та ліній порівняння проводять, користуючись логарифмічною шкалою.


Аналітична лінія домішки, нм		Лінія порівняння

	-233,527

		Сr-391,182 нм

Для кожної аналітичної пари обчислюють різницю почорнінь ()

де - Почорніння лінії домішки;

- Почорніння лінії порівняння або тла.

За трьома значеннями різниці почорнінь визначають середнє арифметичне значення () для кожного визначається елемента в аналізованій пробі та зразка для побудови градуювального графіка.

За значеннями зразків для побудови градуювальних графіків для кожного визначається елемента будують градуювальний графік, відкладаючи на осі абсцис логарифми концентрації, а на осі ординат - середні арифметичні значення різниці почорнінь.

Масову частку кожної домішки визначають за графіком та результат множать на 0,76.

За результат аналізу приймають середнє арифметичне результатів трьох паралельних визначень, відносна розбіжність між найбільш різними значеннями яких не перевищує розбіжності, що допускається, рівного 50%.

Допустима відносна сумарна похибка результату аналізу ±20% при довірчій ймовірності =0,95.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

3.8. Визначення масової частки суми натрію та калію

3.8.1. Прилади, реактиви, розчини та посуд

Фотометр полум'яний або спектрофотометр на основі спектрографа ІСП-51 з приставкою ФЕП-1 з відповідним фотоумножителем, або спектрофотометр "Сатурн". Допускається використання інших приладів, що забезпечують аналогічну чутливість та точність.

Пропан-бутан.

Повітря стиснуте для живлення контрольно-вимірювальних приладів.

Пальник.

Розпилювач.

Вода дистильована за ГОСТ 6709, перегнана вдруге в кварцовому дистиляторі, або вода димінералізована.

Розчини, що містять Na та K; готують за ГОСТ 4212 відповідним розведенням і змішуванням отримують розчин з концентрацією Na і K по 0,1 мг/см - розчин А.

Хром (VI) оксид за цим стандартом, ч.д.а., з встановленим методом добавок вмістом Na і K (розчин з масовою часткою 10%) - розчин Б.

3.8.2. Підготовка до аналізу

3.8.2.1. Приготування аналізованих розчинів

1,00 г препарату розчиняють у воді, кількісно переносять у мірну колбу, доводять об'єм розчину до мітки та ретельно перемішують.

3.8.2.2. Приготування розчинів порівняння

У шість мірних колб вводять по 10 см розчину Б та обсяги розчину А, зазначені в табл.3.

Таблиця 3


Номер розчину порівняння	Об'єм розчину А, см	Маса кожного елемента (K, Na), введеного в 100 см розчину порівняння, мг	Масова частка кожної домішки (K, Na) у перерахунку на препарат, %

Розчини перемішують, доводять об'єм розчинів до мітки і знову перемішують.

3.8.2.1, 3.8.2.2. (Змінена редакція, Зм. N 2).

3.8.3. Проведення аналізу

Для аналізу беруть не менше двох наважок препарату.

Порівнюють інтенсивність випромінювання резонансних ліній натрію 589,0-589,6 нм та калію 766,5 нм у спектрі полум'я газ-повітря при введенні в нього аналізованих розчинів та розчинів порівняння.

Після підготовки приладу до аналізу проводять фотометрування аналізованих розчинів та розчинів порівняння у порядку зростання масової частки домішок. Потім проводять фотометрування у зворотній послідовності, починаючи з максимального вмісту домішок, і обчислюють середнє арифметичне значення показань для кожного розчину, враховуючи як поправку відлік, отриманий при фотометрування першого розчину порівняння. Після кожного виміру розпорошують воду.

3.8.4. Обробка результатів

За отриманими даними для розчинів порівняння будують градуювальний графік, відкладаючи значення інтенсивності випромінювання на осі ординат, масову частку домішки натрію та калію в перерахуванні препарат на осі абсцис.

Масову частку натрію та калію знаходять за графіком.

За результат аналізу приймають середнє арифметичне результатів двох паралельних визначень, відносне розходження між якими не перевищує розбіжності, що допускається, рівного 30%.

Допустима відносна сумарна похибка результату аналізу ±15% при довірчій ймовірності =0,95.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

4. УПАКОВКА, МАРКУВАННЯ, ТРАНСПОРТУВАННЯ ТА ЗБЕРІГАННЯ

4.1. Препарат упаковують та маркують відповідно до ГОСТ 3885 .

Вид та тип тари: 2-4, 2-5, 2-6, 11-6.

Група фасування: V, VI, VІІ.

Продукт, що використовується як технологічна сировина, розфасовують в мішки-вкладиші з тонкої полімерної плівки, що вкладаються в металеві барабани типу БТПБ-25, БТПБ-50 (ГОСТ 5044) масою нетто до 70 кг.

На тару наноситься знак небезпеки згідно з ГОСТ 19433 (клас 5, підклас 5.1, класифікаційний шифр 5152).

(Змінена редакція, Зм. N 2).

4.2. Препарат перевозять усіма видами транспорту відповідно до правил перевезення вантажів, що діють на даному виді транспорту.

4.3. Препарат зберігають в упаковці виробника у критих складських приміщеннях.

5. ГАРАНТІЇ ВИГОТОВЦЯ

5.1. Виробник гарантує відповідність оксиду хрому (VI) вимогам цього стандарту за умови дотримання умов транспортування та зберігання.

5.2. Гарантійний термін зберігання – 3 роки з дня виготовлення.

Розд. 5. (Змінена редакція, Зм. N 2).

6. ВИМОГИ БЕЗПЕКИ

6.1. Оксид хрому (VI) отруйний. Гранично допустима концентрація повітря робочої зони виробничих приміщень 0,01 мг/м (1-й клас небезпеки). При збільшенні концентрації може викликати гострі та хронічні отруєння з ураженням життєво важливих органів та систем.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

6.2. При роботі з препаратом необхідно користуватися протипиловими респіраторами, гумовими рукавичками та захисними окулярами, а також дотримуватись правил особистої гігієни; не допускати потрапляння препарату до організму.

6.3. Має бути забезпечена максимальна герметизація технологічного устаткування.

6.4. Приміщення, в яких проводяться роботи з препаратом, повинні бути обладнані загальною притяжно-витяжною вентиляцією, а місця найбільшого пилу - укриттями з місцевою витяжною вентиляцією. Аналіз препарату слід проводити у витяжній шафі лабораторії.

(Змінена редакція, Зм. N 2).

6.5. При проведенні аналізу препарату з використанням горючих газів слід дотримуватись правил протипожежної безпеки.

Текст документа звірений за:
офіційне видання
М: ІПК Видавництво стандартів, 1999

Хром - елемент побічної підгрупи 6-ї групи 4-го періоду періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва, з атомним номером 24. Позначається символом Cr (лат. Chromium). Проста речовина хром-твердий метал блакитно-білого кольору.

Хімічні властивості хрому

За звичайних умов хром реагує лише з фтором. За високих температур (вище 600°C) взаємодіє з киснем, галогенами, азотом, кремнієм, бором, сіркою, фосфором.

4Cr + 3O 2 – t° →2Cr 2 O 3

2Cr + 3Cl 2 – t° → 2CrCl 3

2Cr + N 2 – t° → 2CrN

2Cr + 3S – t° → Cr 2 S 3

У розжареному стані реагує з парами води:

2Cr + 3H 2 O → Cr 2 O 3 + 3H 2

Хром розчиняється у розведених сильних кислотах (HCl, H 2 SO 4)

У відсутності повітря утворюються солі Cr 2+ , але в повітрі – солі Cr 3+ .

Cr + 2HCl → CrCl 2 + H 2

2Cr + 6HCl + O 2 → 2CrCl 3 + 2H 2 O + H 2

Наявність захисної окисної плівки на поверхні металу пояснює його пасивність по відношенню до концентрованих розчинів кислот - окислювачів.

З'єднання хрому

Оксид хрому (II)та гідроксид хрому (II) мають основний характер.

Cr(OH) 2 + 2HCl → CrCl 2 + 2H 2 O

Сполуки хрому (II) - сильні відновники; переходять у сполуки хрому (III) під дією кисню повітря.

2CrCl 2 + 2HCl → 2CrCl 3 + H 2

4Cr(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O → 4Cr(OH) 3

Оксид хрому (III) Cr 2 O 3 – зелений, нерозчинний у воді порошок. Може бути отриманий при прожарюванні гідроксиду хрому (III) або дихроматів калію та амонію:

2Cr(OH) 3 – t° → Cr 2 O 3 + 3H 2 O

4K 2 Cr 2 O 7 – t° → 2Cr 2 O 3 + 4K 2 CrO 4 + 3O 2

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 – t° → Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O (реакція «вулканчик»)

Амфотерний оксид. При сплавленні Cr 2 O 3 зі лугами, содою та кислими солями виходять сполуки хрому зі ступенем окиснення (+3):

Cr 2 O 3 + 2NaOH → 2NaCrO 2 + H 2 O

Cr 2 O 3 + Na 2 CO 3 → 2NaCrO 2 + CO 2

При сплавленні з сумішшю луги та окислювача отримують сполуки хрому в ступені окислення (+6):

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

Гідроксид хрому (III) r (ВІН) 3 . Амфотерний гідроксид. Сіро-зелений, розкладається при нагріванні, втрачаючи воду та утворюючи зелений метагідроксідСrО(ВІН). Чи не розчиняється у воді. З розчину осаджується у вигляді сіро-блакитного та блакитно-зеленого гідрату. Реагує з кислотами та лугами, не взаємодіє з гідратом аміаку.

Має амфотерні властивості — розчиняється як у кислотах, так і в лугах:

2Cr(OH) 3 + 3H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O Сr(ОН) 3 + ДН + = Сr 3+ + 3H 2 O

Cr(OH) 3 + KOH → K , Сr(ОН) 3 + ЗОН — (конц.) = [Сr(ОН) 6 ] 3-

Cr(OH) 3 + KOH → KCrO 2 +2H 2 O Сr(ОН) 3 + МОН = МСrO 2(зел.) + 2Н 2 O (300-400 ° С, М = Li, Na)

Сr(ОН) 3 →(120 o C – H 2 O) СrO(ВІН) →(430-1000 0 С –H 2 O) Cr 2 O 3

2Сr(ОН) 3 + 4NаОН (конц.) + ДН 2 O 2(конц.) = 2Na 2 СrO 4 + 8Н 2 0

Отримання: осадження гідратом аміаку з розчину солей хрому(Ш):

Сr 3+ + 3(NH 3 Н 2 O) = Зr(ВІН) 3 ↓+ ДЗН 4+

Cr 2 (SO 4) 3 + 6NaOH → 2Cr(OH) 3 ↓+ 3Na 2 SO 4 (надлишком лугу — осад розчиняється)

Солі хрому (III) мають фіолетове або темно-зелене забарвлення. За хімічними властивостями нагадують солі безбарвні алюмінію.

Сполуки Cr (III) можуть проявляти і окислювальні, і відновлювальні властивості:

Zn + 2Cr +3 Cl 3 → 2Cr +2 Cl 2 + ZnCl 2

2Cr +3 Cl 3 + 16NaOH + 3Br 2 → 6NaBr + 6NaCl + 8H 2 O + 2Na 2 Cr +6 O 4

З'єднання шестивалентного хрому

Оксид хрому (VI) CrO 3 – яскраво-червоні кристали, розчинні у воді.

Отримують з хромату (або дихромату) калію та H 2 SO 4 (конц.).

K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 → CrO 3 + K 2 SO 4 + H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 → 2CrO 3 + K 2 SO 4 + H 2 O

CrO 3 - кислотний оксид, з лугами утворює жовті хромати CrO 4 2- :

CrO 3 + 2KOH → K 2 CrO 4 + H 2 O

У кислому середовищі хромати перетворюються на помаранчеві дихромати Cr 2 O 7 2- :

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 → K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

У лужному середовищі ця реакція протікає у зворотному напрямку:

K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH → 2K 2 CrO 4 + H 2 O

Дихромат калію – окислювач у кислому середовищі:

До 2 Сr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3Na 2 SO 3 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3Na 2 SO 4 + K 2 SO 4 + 4H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3NaNO 2 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3NaNO 3 + K 2 SO 4 + 4H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 6KI = Cr 2 (SO 4) 3 + 3I 2 + 4K 2 SO 4 + 7H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 6FeSO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3Fe 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7H 2 O

Хромат калію До 2 Cr Про 4 . Оксосоль. Жовтий, негігроскопічний. Плавиться без розкладання, термостійкий. Добре розчинний у воді ( жовтафарбування розчину відповідає іону СrO 4 2-), трохи гідролізується по аніону. У кислотному середовищі переходить до 2 Cr 2 O 7 . Окислювач (слабший, ніж К 2 Cr 2 O 7). Входить у реакції іонного обміну.

Якісна реакціяна іон CrO 4 2 - випадання жовтого осаду хромату барію, що розкладається в сильнокислотному середовищі. Застосовується як протрава під час фарбування тканин, дубитель шкір, селективний окислювач, реактив в аналітичній хімії.

Рівняння найважливіших реакцій:

2K 2 CrO 4 +H 2 SO 4(30%)= K 2 Cr 2 O 7 +K 2 SO 4 +H 2 O

2K 2 CrO 4(т) +16HCl (кін ц., гор.) =2CrCl 3 +3Cl 2 +8H 2 O+4KCl

2K 2 CrO 4 +2H 2 O+3H 2 S=2Cr(OH) 3 ↓+3S↓+4KOH

2K 2 CrO 4 +8H 2 O+3K 2 S=2K[Сr(ОН) 6 ]+3S↓+4KOH

2K 2 CrO 4 +2AgNO 3 =KNO 3 +Ag 2 CrO 4(черв.) ↓

Якісна реакція:

До 2 СгO 4 +Сl 2 = 2КСl + CrO 4 ↓

2СrO 4 (т) + 2НСl (розб.) = Сr 2 O 7(p) + С1 2 + Н 2 O

Отримання: спікання хроміту з поташом на повітрі:

4(Сr 2 Fe ‖‖)O 4 + 8К 2 CO 3 + 7O 2 = 8К 2 СrO 4 + 2Fе 2 O 3 + 8СO 2 (1000 °С)

Дихромат калію K 2 Cr 2 O 7 . Оксосоль. Технічна назва хромпік. Оранжево-червоний, негігроскопічний. Плавиться без розкладання, при подальшому нагріванні розкладається. Добре розчинний у воді ( помаранчевафарбування розчину відповідає іону Сr 2 O 7 2-). У лужному середовищі утворює До 2 CrO 4 . Типовий окислювач у розчині та при сплавленні. Входить у реакції іонного обміну.

Якісні реакції- Синє фарбування ефірного розчину в присутності Н2O2, синє фарбування водного розчину при дії атомарного водню.

Застосовується як дубитель шкір, протрава під час фарбування тканин, компонент піротехнічних складів, реагент в аналітичній хімії, інгібітор корозії металів, у суміші з Н 2 SO 4 (конц.) — для миття хімічного посуду.

Рівняння найважливіших реакцій:

4К 2 Cr 2 O 7 =4K 2 CrO 4 +2Cr 2 O 3 +3O 2 (500-600 o C)

K 2 Cr 2 O 7 (т) +14HCl (кін ц) =2CrCl 3 +3Cl 2 +7H 2 O+2KCl (кип'ятіння)

K 2 Cr 2 O 7 (т) +2H 2 SO 4(96%) ⇌2KHSO 4 +2CrO 3 +H 2 O (“хромова суміш”)

K 2 Cr 2 O 7 +KOH (кінець) =H 2 O+2K 2 CrO 4

Cr 2 O 7 2- +14H + +6I — =2Cr 3+ +3I 2 ↓+7H 2 O

Cr 2 O 7 2- +2H + +3SO 2(г) =2Cr 3+ +3SO 4 2- +H 2 O

Cr 2 O 7 2- +H 2 O +3H 2 S (г) =3S↓+2OH - +2Cr 2 (OH) 3 ↓

Cr 2 O 7 2- (конц) +2Ag + (розб.) = Ag 2 Cr 2 O 7 (т. червоний) ↓

Cr 2 O 7 2- (розб.) +H 2 O +Pb 2+ =2H + + 2PbCrO 4 (червоний) ↓

K 2 Cr 2 O 7(т) +6HCl+8H 0 (Zn)=2CrCl 2(син) +7H 2 O+2KCl

Отримання:обробка До 2 СrO 4 сірчаною кислотою:

2К 2 СrO 4 + Н 2 SO 4 (30%) = До 2Cr 2 O 7 + До 2 SO 4 + Н 2 O

Відкриття хрому відноситься до періоду бурхливого розвитку хіміко-аналітичних досліджень солей та мінералів. У Росії хіміки виявляли особливий інтерес до аналізу мінералів, знайдених у Сибіру та майже невідомих у Західній Європі. Одним із таких мінералів була сибірська червона свинцева руда (крокоїт), описана ще Ломоносовим. Мінерал досліджувався, але нічого, крім оксидів свинцю, заліза та алюмінію, в ньому не було знайдено. Однак у 1797 році Вокелен, прокип'ятив тонко подрібнений зразок мінералу з поташом і осадивши карбонат свинцю, отримав розчин, пофарбований в оранжево червоний колір. З цього розчину він викристалізував рубіново-червону сіль, з якої виділили оксид і вільний метал, відмінний від усіх відомих металів. Вокелен назвав його Хром ( Chrome ) від грецького слова- фарбування, колір; правда тут йшлося про властивість не металу, яке яскраво пофарбованих солей.

Знаходження у природі.

Найважливішою рудою хрому, що має практичне значення, є хроміт, приблизний склад якого відповідає формулі FeCrO4.

Він зустрічається у Малій Азії, на Уралі, у Північній Америці, на півдні Африки. Технічне значення має також названий мінерал крокоїт – PbCrO 4 . У природі зустрічаються також оксид хрому (3) та деякі інші його сполуки. У земній корі вміст хрому у перерахунку на метал становить 0,03%. Хром виявлено на Сонці, зірках, метеоритах.

Фізичні властивості.

Хром – білий, твердий та тендітний метал, виключно хімічно стійкий до дії кислот та лугів. На повітрі він окислюється, має поверхні тонку прозору плівку оксиду. Хром має щільність 7,1 г/см 3 його температура плавлення становить +1875 0 С.

Отримання.

При сильному нагріванні хромистого залізняку з вугіллям відбувається відновлення хрому та заліза:

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

В результаті цієї реакції утворюється сплав хрому із залізом, що відрізняється високою міцністю. Для отримання чистого хрому його відновлюють з оксиду хрому(3) алюмінієм:

Cr 2 O 3 + 2Al = Al 2 O 3 + 2Cr

У цьому процесі зазвичай використовують два оксиди - Cr 2 O 3 і CrO 3

Хімічні властивості.

Завдяки тонкій захисній плівці оксиду, що покриває поверхню хрому, він дуже стійкий до дії агресивних кислот та лугів. Хром не реагує з концентрованими азотною та сірчаною кислотами, а також з фосфорною кислотою. З лугами хром вступає у взаємодію при t = 600-700 про C. Однак хром взаємодіє з розведеними сірчаною та соляною кислотами, витісняючи водень:

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

За високої температури хром горить у кисні, утворюючи оксид(III).

Розпечений хром реагує з парами води:

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

Хром при високій температурі реагує також з галогенами, галоген - воднями, сіркою, азотом, фосфором, вугіллям, кремнієм, бором, наприклад:

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

Вищевказані фізичні та хімічні властивості хрому знайшли своє застосування у різних галузях науки та техніки. Так, наприклад, хром та його сплави використовуються для отримання високоміцних, корозійностійких покриттів у машинобудуванні. Сплави у вигляді ферохрому використовуються як металорізальні інструменти. Хромовані метали знайшли застосування в медичній техніці, при виготовленні хімічного технологічного обладнання.

Положення хрому в періодичній системі хімічних елементів:

Хром очолює побічну підгрупу VI групи періодичної системи елементів. Його електронна формула така:

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

У заповненні орбіталей електронами у атома хрому порушується закономірність, згідно з якою спочатку мала б заповнитися 4S - орбіталь до стану 4S 2 . Однак, внаслідок того, що 3d - орбіталь займає в атомі хрому вигідніше енергетичне положення, відбувається її заповнення значення 4d 5 . Таке явище спостерігається в інших атомів елементів побічних підгруп. Хром може виявляти ступеня окиснення від +1 до +6. Найбільш стійкими є сполуки хрому зі ступенями окиснення +2, +3, +6.

З'єднання двовалентного хрому.

Оксид хрому (II) CrO – пірофорний чорний порошок (пірофорність – здатність у тонкороздробленому стані спалахнуть на повітрі). CrO розчиняється в розведеній соляній кислоті:

CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

На повітрі при нагріванні понад 100 0 С CrO перетворюється на Cr 2 O 3 .

Солі двовалентного хрому утворюються під час розчинення металевого хрому в кислотах. Ці реакції відбуваються у атмосфері малоактивного газу (наприклад H 2), т.к. у присутності повітря легко відбувається окислення Cr(II) до Cr(III).

Гідроксид хрому одержують у вигляді жовтого осаду при дії розчину лугу на хлорид хрому (II):

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

Cr(OH) 2 має основні властивості, є відновником. Гідратований іон Cr2+ пофарбований у блідо-блакитний колір. Водний розчин CrCl 2 має синє забарвлення. На повітрі у водних розчинах сполуки Cr(II) переходять у сполуки Cr(III). Особливо це яскраво виявляється у гідроксиду Cr(II):

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

З'єднання тривалентного хрому.

Оксид хрому (III) Cr2O3 – тугоплавкий порошок зеленого кольору. За твердістю близький до корунду. У лабораторії його можна отримати нагріванням дихромату амонію:

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

Cr 2 O 3 – амфотерний оксид, при сплавленні з лугами утворює хроміти: Cr 2 O 3 + 2NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O

Гідроксид хрому також є амфотерною сполукою:

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

Безводний CrCl 3 має вигляд листочків темно-фіолетового кольору, зовсім нерозчинний у холодній воді, при кип'ятінні він розчиняється дуже повільно. Безводний сульфат хрому (III) Cr 2 (SO 4) 3 рожевого кольору також погано розчинний у воді. У присутності відновників утворює фіолетовий сульфат хрому Cr 2 (SO 4) 3 *18H 2 O. Відомі також зелені гідрати сульфату хрому, що містять меншу кількість води. Хромові галун KCr(SO 4) 2 *12H 2 O викристалізовуються з розчинів, що містять фіолетовий сульфат хрому і сульфат калію. Розчин хромових галунів при нагріванні стає зеленим завдяки утворенню сульфатів.

Реакції з хромом та його сполуками

Майже всі сполуки хрому та його розчини інтенсивно пофарбовані. Маючи безбарвний розчин або білий осад, ми можемо з великою ймовірністю зробити висновок про відсутність хрому.

Сильно нагріємо в полум'ї пальника на фарфоровій чашці таку кількість біхромату калію, що поміститься на кінчику ножа. Сіль не виділить кристалізаційної води, а розплавиться при температурі близько 400 0 З утворення темної рідини. Погріємо її ще кілька хвилин на сильному полум'ї. Після охолодження на черепку утворюється зелений осад. Частина його розчинний у воді (вона набуває жовтого кольору), а іншу частину залишимо на черепці. Сіль при нагріванні розклалася, у результаті утворився розчинний жовтий хромат калію K 2 CrO 4 і зелений Cr 2 O 3 .
Розчинний 3г порошкоподібного біхромату калію в 50мл води. До однієї частини додамо трохи карбонату калію. Він розчиниться з виділенням CO2, а забарвлення розчину стане світло - жовтим. З біхромату калію утворюється хромат. Якщо тепер додати до порцій 50% розчин сірчаної кислоти, то знову з'явиться червоно - жовте забарвлення біхромату.
Наллємо у пробірку 5мл. розчину біхромату калію, прокип'ятим із 3мл концентрованої соляної кислоти під тягою. З розчину виділяється жовто-зелений отруйний газоподібний хлор, оскільки хромат окислить HCl до Cl 2 і H 2 O. Сам хромат перетвориться на зелений хлорид тривалентного хрому. Його можна виділити випарюванням розчину, а потім, сплавивши з содою та селітрою, перевести в хромат.
При додаванні розчину нітрату свинцю випадає жовтий свинцевий хромат; при взаємодії з розчином нітрату срібла утворюється червоно-коричневий осад хромату срібла.
Додамо пероксид водню до розчину біхромату калію та підкислимо розчин сірчаною кислотою. Розчин набуває глибокого синого кольору завдяки утворенню пероксиду хрому. Пероксид при збовтуванні з деякою кількістю ефіру перейде в органічний розчинник і забарвить його у блакитний колір. Ця реакція специфічна для хрому і дуже чутлива. З її допомогою можна виявити хром у металах та сплавах. Насамперед необхідно розчинити метал. При тривалому кип'ятінні з 30%-ною сірчаною кислотою (можна додати і соляну кислоту) хром і багато стали частково розчиняються. Отриманий розчин містить сульфат хрому (ІІІ). Щоб можна було провести реакцію виявлення, спочатку нейтралізуємо його їдким натром. В осад випадає сіро-зелений гідроксид хрому (III), який розчиниться надлишком NaOH і утворює зелений хроміт натрію. Профільтруємо розчин і додамо 30% пероксид водню. При нагріванні розчин забарвиться у жовтий колір, оскільки хроміт окислиться до хромату. Підкислення призведе до появи блакитного забарвлення розчину. Забарвлене з'єднання можна екстрагувати, струшуючи з ефіром.

Аналітичні реакцію іони хрому.

До 3-4 крапель розчину хлориду хрому CrCl 3 додайте 2М розчин NaOH до розчинення осаду, що спочатку випав. Зверніть увагу на колір хроміту натрію, що утворився. Нагрійте отриманий розчин на водяній бані. Що при цьому відбувається?
До 2-3 крапель розчину CrCl 3 додайте рівний об'єм 8М розчину NaOH і 3-4 краплі 3% розчину H 2 O 2 . Нагрійте реакційну суміш на водяній бані. Що при цьому відбувається? Який осад утворюється, якщо отриманий нейтралізувати забарвлений розчин, додати до нього CH 3 COOH, а потім Pb(NO 3) 2 ?
Налийте в пробірку 4-5 крапель розчинів сульфату хрому Cr 2 (SO 4) 3 , IMH 2 SO 4 і KMnO 4 . Нагрійте реакційну суміш протягом кількох хвилин на водяній бані. Зверніть увагу на зміну фарбування розчину. Чим воно викликане?
До 3-4 крапель підкисленого азотною кислотою розчину K 2 Cr 2 O 7 додайте 2-3 краплі розчину H 2 O 2 і перемішайте. Синє фарбування розчину, що з'являється, обумовлено виникненням надхромової кислоти H 2 CrO 6:

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

Зверніть увагу на швидке розкладання H 2 CrO 6:

2H 2 CrO 6 + 8H+ = 2Cr 3+ + 3O 2 + 6H 2 O
синій колір зелений колір

Надхромова кислота значно стійкіша в органічних розчинниках.

До 3-4 крапель підкисленого азотною кислотою розчину K 2 Cr 2 O 7 додайте 5 крапель ізоамілового спирту, 2-3 краплі розчину H 2 O 2 і збовтайте реакційну суміш. Шар органічного розчинника, що спливає на верх, пофарбований в яскраво-синій колір. Забарвлення зникає дуже повільно. Порівняйте стійкість H 2 CrO 6 в органічній та водних фазах.
При взаємодії CrO 4 2 і іонами Ba 2+ випадає жовтий осад хромату барію BaCrO 4 .
Нітрат срібла утворює з іонами CrO 4 2 осад хромату срібла цегляно-червоного кольору.
Візьміть три пробірки. В одну з них помістіть 5-6 крапель розчину K 2 Cr 2 O 7 , в другу - такий самий об'єм розчину K 2 CrO 4 , а в третю - по три краплі обох розчинів. Потім додайте в кожну пробірку три краплі розчину іодиду калію. Поясніть отриманий результат. Підкисліть розчин у другій пробірці. Що при цьому відбувається? Чому?

Цікаві досліди із сполуками хрому

Суміш CuSO 4 і K 2 Cr 2 O 7 при додаванні лугу стає зеленою, а в присутності кислоти стає жовтою. Нагріваючи 2 мг гліцерину з невеликою кількістю (NH 4) 2 Cr 2 O 7 з подальшим додаванням спирту, після фільтрування виходить яскраво-зелений розчин, який при додаванні кислоти стає жовтим, а в нейтральному або лужному середовищі стає зеленим.
Помістити в центр консервної банки з термітом "рубінову суміш" - ретельно розтертий і поміщений в алюмінієву фольгу Al 2 O 3 (4,75 г) з добавкою Cr 2 O 3 (0,25 г). Щоб банку довше не остигала, необхідно закопати під верхній обріз у пісок, а після підпалювання терміту та початку реакції, накрити її залізним листом і засипати піском. Банку викопати за добу. Через війну утворюється червоно – рубіновий порошок.
10г біхромату калію розтирають з 5г нітрату натрію або калію та 10г цукру. Суміш зволожують і змішують із колодієм. Якщо порошок спресувати у скляній трубці, а потім виштовхнути паличку та підпалити її з торця, то почне виповзати «змія», спочатку чорна, а після охолодження – зелена. Паличка діаметром 4 мм горить зі швидкістю близько 2мм за секунду і подовжується в 10 разів.
Якщо змішати розчини сульфату міді та дихромату калію і додати трохи розчину аміаку, то випаде аморфний коричневий осад складу 4СuCrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O, який розчиняється в соляній кислоті з утворенням жовтого розчину, а надлишку аміаку виходить зелений розчин. Якщо далі до цього розчину додати спирт, випаде зелений осад, який після фільтрації стає синім, а після висушування - синьо-фіолетовим з червоними блискітками, добре видимими при сильному освітленні.
оксид хрому, що залишився після дослідів «вулкан» або «фараонові змії», можна регенерувати. Для цього треба сплавити 8г Cr 2 O 3 і 2г Na 2 CO 3 і 2,5г KNO 3 і обробити охолоджений сплав окропом. Виходить розчинний хромат, який можна перетворити і на інші сполуки Cr(II) і Cr(VI), у тому числі і вихідний дихромат амонію.

Приклади окисно-відновних переходів за участю хрому та його сполук

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

a) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O б) Cr 2 O 3 + 2NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O
в) 2NaCrO 2 + 3Br 2 + 8NaOH = 6NaBr +2Na 2 CrO 4 + 4H 2 O
г) 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-

а) 2Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
б) Cr(OH) 3 + 3HCl = CrCl 3 + 3H 2 O
в) 2CrCl 3 + 2KMnO 4 + 3H 2 O = K 2 Cr 2 O 7 + 2Mn(OH) 2 + 6HCl
г) 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
Cr 2+

а) CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O
б) CrO + H 2 O = Cr(OH) 2
в) Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
г) Cr(OH) 3 + 3HNO 3 = Cr(NO 3) 3 + 3H 2 O
д) 4Сr(NO 3) 3 = 2Cr 2 O 3 + 12NO 2 + O 2
е) Cr 2 O 3 + 2 NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O

Елемент хром у ролі художника

Хіміки часто зверталися до проблеми створення штучних пігментів для живопису. У XVIII-XIX ст була розроблена технологія отримання багатьох мальовничих матеріалів. Луї Нікола Воклен в 1797 р., який виявив у сибірській червоній руді раніше невідомий елемент хром, приготував нову, чудово стійку фарбу - хромову зелень. Хромофором є водний оксид хрому (III). Під назвою «смарагдова зелена» її почали випускати 1837 року. Пізніше Л.Вокелен запропонував кілька нових фарб: баритову, цинкову та хромові жовті. Згодом вони були витіснені стійкішими жовтими, помаранчевими пігментами на основі кадмію.

Зелена хромова - міцна і світлостійка фарба, що не піддається впливу атмосферних газів. Розтерта на олії хромова зелень володіє великою силою, що криє, і здатна до швидкого висихання, тому з XIX ст. її широко застосовують у живописі. Величезне значення вона має у розписі порцеляни. Справа в тому, що фарфорові вироби можуть декоруватися як підглазурним, так і надглазурним розписом. У першому випадку фарби наносять на поверхню лише злегка обпаленого виробу, який потім покривають шаром глазурі. Далі слідує основний, високотемпературний випал: для спікання фарфорової маси і оплавлення глазурі вироби нагрівають до 1350 – 1450 0 С. Таку високу температуру без хімічних змін витримують дуже небагато фарб, а за старих часів взагалі було тільки дві – кобальтова і хромова. Чорний оксид кобальту, нанесений на поверхню фарфорового виробу, при випалюванні сплавляється з глазур'ю, хімічно взаємодіючи з нею. В результаті утворюються яскраво-сині силікати кобальту. Такий декарований кобальтом синій порцеляновий посуд усі добре знають. Оксид хрому (III) не взаємодіє хімічно з компонентами глазурі і просто залягає між порцеляновими черепками та прозорою глазур'ю «глухим» шаром.

Крім хромової зелені художники застосовують фарби, отримані з волконського. Цей мінерал із групи монтморилонітів (глинистий мінерал підкласу складних силікатів Na(Mo,Al), Si 4 O 10 (OH) 2 виявили 1830 р. російським мінералогом Кеммерером і названий на честь М. Н Волконської – дочки героя битви при Бородіно генерала .Н.Раєвського, дружини декабриста С.Г.Волконського.Волконськоє являє собою глину, що містить до 24% оксиду хрому, а також оксиди алюмінею і заліза (III). обумовлює його різноманітне забарвлення – від кольору зимової потемнілої ялиці до яскраво-зеленого кольору болотяної жаби.

Пабло Пікассо звертався до геологів нашої країни з проханням вивчити запаси волконського, що дає фарбу неповторно свіжого тону. В даний час розроблено спосіб отримання штучного волконського. Цікаво відзначити, що за даними сучасних досліджень, російські іконописці використовували фарби з цього матеріалу ще в середні віки, задовго до його «офіційного» відкриття. Відомою популярністю користувалася у художників і зелень Гіньє (створена в 1837 р.), хромоформ якої є гідрат окису хрому Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O, де частина води хімічно пов'язана, а частина адсорбована. Цей пігмент надає фарбі смарагдового відтінку.

сайт, при повному або частковому копіюванні матеріалу посилання на першоджерело обов'язкове.

"Національний дослідницький Томський політехнічний Університет"

Інститут природних ресурсів Геоекологія та геохімія

Хром

З дисципліни:

Хімія

Виконав:

студент групи 2Г41 Ткачова Анастасія Володимирівна 29.10.2014

Перевірив:

викладач Стась Микола Федорович

Положення в періодичній системі

Хром- елемент побічної підгрупи 6-ї групи 4-го періоду періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва з атомним номером 24. Позначається символом Cr(Лат. Chromium). Проста речовина хром- твердий металголубувато-білого кольору. Хром іноді відносять до чорних металів.

Будова атома

17 Cl)2)8)7 - схема будови атома

1s2s2p3s3p - електронна формула

Атом розташовується в III періоді, і має три енергетичні рівні

Атом розташовується у VII у групі, у головній підгрупі – на зовнішньому енергетичному рівні 7 електронів

Властивості елемента

Фізичні властивості

Хром - білий блискучий метал з об'ємно-центрованими кубічними гратами, а = 0,28845 нм, що відрізняється твердістю і крихкістю, з щільністю 7,2 г/см 3 , один з найтвердіших чистих металів (поступається тільки берилію, вольфраму і урану), із температурою плавлення 1903 град. І з температурою кипіння близько 2570 град. С. На повітрі поверхня хрому покривається оксидною плівкою, яка оберігає його від подальшого окиснення. Додавання вуглецю до хрому збільшує його твердість.

Хімічні властивості

Хром за звичайних умов – інертний метал, при нагріванні стає досить активним.

Взаємодія з неметалами

При нагріванні вище 600°С хром згоряє в кисні:

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

З фтором реагує при 350°С, з хлором – при 300°С, з бромом – при температурі червоного гартування, утворюючи галогеніди хрому (III):

2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3 .

З азотом реагує при температурі вище 1000°З утворенням нітридів:

2Cr + N 2 = 2CrN

чи 4Cr + N 2 = 2Cr 2 N.

2Cr + 3S = Cr2S3.

Реагує з бором, вуглецем та кремнієм з утворенням боридів, карбідів та силіцидів:

Cr + 2B = CrB 2 (можлива освіта Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4 , CrB 4),

2Cr + 3C = Cr 2 C 3 (можлива освіта Cr 23 C 6 , Cr 7 B 3),

Cr + 2Si = CrSi 2 (можливе утворення Cr 3 Si, Cr 5 Si 3 , CrSi).

З воднем безпосередньо не взаємодіє.

Взаємодія з водою

У тонкоподрібненому розжареному стані хром реагує з водою, утворюючи оксид хрому (III) і водень:

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

Взаємодія з кислотами

В електрохімічному ряду напруг металів хром знаходиться до водню, він витісняє водень з розчинів кислот, що не окислюють:

Cr + 2HCl = CrCl 2 + H 2;

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

У присутності кисню повітря утворюються солі хрому (III):

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

Концентрована азотна та сірчана кислоти пасивують хром. Хром може розчинятися в них лише при сильному нагріванні, утворюються солі хрому (III) та продукти відновлення кислоти:

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

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

Взаємодія з лужними реагентами

У водних розчинах лугів хром не розчиняється, повільно реагує з розплавами лугів з утворенням хромітів та виділенням водню:

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

Реагує з лужними розплавами окислювачів, наприклад, хлоратом калію, при цьому хром переходить в хромат калію:

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

Відновлення металів з оксидів та солей

Хром – активний метал, здатний витісняти метали із розчинів їх солей: 2Cr + 3CuCl 2 = 2CrCl 3 + 3Cu.

Властивості простої речовини

Стійкий на повітрі рахунок пасивування. З цієї ж причини не реагує із сірчаною та азотною кислотами. При 2000 °C згоряє з утворенням зеленого оксиду хрому(III) Cr 2 O 3 , що має амфотерні властивості.

Синтезовані сполуки хрому з бором (бориди Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4 , CrB 2 , CrB 4 і Cr 5 B 3), з вуглецем (карбіди Cr 23 C 6 , Cr 7 C 3 і Cr 3 C 2), c кремнієм (силіциди Cr 3 Si, Cr 5 Si 3 і CrSi) та азотом (нітриди CrN та Cr 2 N).

З'єднання Cr(+2)

Ступеня окислення +2 відповідає основний оксид CrO (чорний). Солі Cr 2+ (розчини блакитного кольору) виходять при відновленні солей Cr 3+ або дихроматів цинком у кислому середовищі («воднем у момент виділення»):

Всі ці солі Cr 2+ - сильні відновники до того, що при стоянні витісняють водень із води. Кисень повітря, особливо в кислому середовищі, Cr 2+ окислюється, внаслідок чого блакитний розчин швидко зеленіє.

Коричневий або жовтий гідроксид Cr(OH) 2 осідає при додаванні лугів до розчинів солей хрому(II).

Синтезовані дигалогеніди хрому CrF 2 , CrCl 2 , CrBr 2 та CrI 2

З'єднання Cr(+3)

Ступеня окислення +3 відповідає амфотерний оксид Cr 2 O 3 і гідроксид Cr(OH) 3 (обидва - зеленого кольору). Це найбільш стійкий ступінь окислення хрому. З'єднання хрому в цьому ступені окислення мають колір від брудно-лілового (іон 3+) до зеленого (у координаційній сфері є аніони).

Cr 3+ схильний до утворення подвійних сульфатів виду M I Cr(SO 4) 2 ·12H 2 O (квасців)

Гідроксид хрому (III) одержують, діючи аміаком на розчини солей хрому (III):

Cr+3NH+3H2O→Cr(OH)↓+3NH

Можна використовувати розчини лугів, але в їх надлишку утворюється розчинний гідроксокомплекс:

Cr+3OH→Cr(OH)↓

Cr(OH)+3OH→

Сплавляючи Cr 2 O 3 з лугами одержують хроміти:

Cr2O3+2NaOH→2NaCrO2+H2O

Непрожарений оксид хрому(III) розчиняється в лужних розчинах та кислотах:

Cr2O3+6HCl→2CrCl3+3H2O

При окисленні сполук хрому(III) у лужному середовищі утворюються сполуки хрому(VI):

2Na+3HO→2NaCrO+2NaOH+8HO

Те саме відбувається при сплавленні оксиду хрому (III) зі лугом і окислювачами, або зі лугом на повітрі (розплав при цьому набуває жовтого забарвлення):

2Cr2O3+8NaOH+3O2→4Na2CrO4+4H2O

З'єднання хрому (+4)[

При обережному розкладанні оксиду хрому(VI) CrO 3 в гідротермальних умовах отримують оксид хрому(IV) CrO 2 , який є феромагнетиком і має металеву провідність.

Серед тетрагалогенідів хрому стійкий CrF 4 тетрахлорид хрому CrCl 4 існує тільки в парах.

З'єднання хрому (+6)

Ступеня окислення +6 відповідає кислотний оксид хрому (VI) CrO 3 і цілий ряд кислот, між якими існує рівновага. Найпростіші з них - хромова H 2 CrO 4 і дворомова H 2 Cr 2 O 7 . Вони утворюють два ряди солей: жовті хромати та оранжеві дихромати відповідно.

Оксид хрому (VI) CrO 3 утворюється при взаємодії концентрованої сірчаної кислоти з розчинами дихроматів. Типовий кислотний оксид, при взаємодії з водою він утворює сильні нестійкі хромові кислоти: хромову H 2 CrO 4 , дихромову H 2 Cr 2 O 7 та інші ізополікислоти із загальною формулою H 2 Cr n O 3n+1 . Збільшення ступеня полімеризації відбувається із зменшенням рН, тобто збільшенням кислотності:

2CrO+2H→Cr2O+H2O

Але якщо до помаранчевого розчину K 2 Cr 2 O 7 прилити розчин луги, як забарвлення знову переходить у жовту, оскільки знову утворюється хромат K 2 CrO 4:

Cr2O+2OH→2CrO+HO

До високого ступеня полімеризації, як це відбувається у вольфраму та молібдену, не доходить, оскільки поліхромова кислота розпадається на оксид хрому(VI) і воду:

H2CrnO3n+1→H2O+nCrO3

Розчинність хроматів приблизно відповідає розчинності сульфатів. Зокрема, жовтий хромат барію BaCrO 4 випадає при додаванні солей барію як до розчинів хроматів, так і до розчинів дихроматів:

Ba+CrO→BaCrO↓

2Ba+CrO+H2O→2BaCrO↓+2H

Утворення криваво-червоного малорозчинного хромату срібла використовують виявлення срібла в сплавах з допомогою пробірної кислоти.

Відомі пентафторид хрому CrF 5 та малостійкий гексафторид хрому CrF 6 . Також отримані леткі оксигалогеніди хрому CrO 2 F 2 і CrO 2 Cl 2 (хромілхлорид).

Сполуки хрому(VI) - сильні окислювачі, наприклад:

K2Cr2O7+14HCl→2CrCl3+2KCl+3Cl2+7H2O

Додавання дихроматів перекису водню, сірчаної кислоти та органічного розчинника (ефіру) призводить до утворення синього пероксиду хрому CrO 5 L (L - молекула розчинника), який екстрагується в органічний шар; Ця реакція використовується як аналітична.