DEFINĪCIJA

Chromium ir periodiskās tabulas divdesmit ceturtais elements. Apzīmējums - Cr no latīņu vārda "hroms". Atrodas ceturtajā periodā, VIB grupa. Attiecas uz metāliem. Pamatmaksa ir 24.

Hroms zemes garozā ir 0,02% (masas) daudzumā. Dabā tas galvenokārt sastopams dzelzs hroma FeO×Cr 2 O 3 formā.

Hroms ir ciets spīdīgs metāls (1. att.), kušanas temperatūra 1890 o C; tā blīvums ir 7,19 g / cm3. Istabas temperatūrā hroms ir izturīgs gan pret ūdeni, gan gaisu. Atšķaidītas sērskābes un sālsskābes izšķīdina hromu, atbrīvojot ūdeņradi. Aukstā koncentrētā slāpekļskābē hroms nešķīst un pēc apstrādes ar to kļūst pasīvs.

Rīsi. 1. Chrome. Izskats.

Hroma atomu un molekulmasa

DEFINĪCIJA

Vielas relatīvā molekulmasa(M r) ir skaitlis, kas parāda, cik reižu dotās molekulas masa ir lielāka par 1/12 no oglekļa atoma masas, un elementa relatīvā atommasa(A r) - cik reižu ķīmiskā elementa atomu vidējā masa ir lielāka par 1/12 no oglekļa atoma masas.

Tā kā hroms pastāv brīvā stāvoklī monatomisku Cr molekulu veidā, tā atomu un molekulmasu vērtības ir vienādas. Tie ir vienādi ar 51,9962.

Hroma izotopi

Ir zināms, ka hroms dabā var atrasties četru stabilu izotopu 50Cr, 52Cr, 53Cr un 54Cr veidā. To masas skaitļi ir attiecīgi 50, 52, 53 un 54. Hroma izotopa 50 Cr atoma kodols satur divdesmit četrus protonus un divdesmit sešus neitronus, un pārējie izotopi no tā atšķiras tikai ar neitronu skaitu.

Ir mākslīgie hroma izotopi ar masas skaitļiem no 42 līdz 67, starp kuriem stabilākais ir 59 Cr ar pussabrukšanas periodu 42,3 minūtes, kā arī viens kodolizotops.

Hroma joni

Hroma atoma ārējā enerģijas līmenī ir seši elektroni, kas ir valences:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 .

Ķīmiskās mijiedarbības rezultātā hroms atsakās no saviem valences elektroniem, t.i. ir to donors un pārvēršas par pozitīvi lādētu jonu:

Cr 0 -2e → Cr 2+;

Cr 0 -3e → Cr 3+;

Cr 0 -6e → Cr 6+.

Hroma molekula un atoms

Brīvā stāvoklī hroms pastāv monatomisku Cr molekulu veidā. Šeit ir dažas īpašības, kas raksturo hroma atomu un molekulu:

Hroma sakausējumi

Hromu metālu izmanto hromēšanai, kā arī kā vienu no svarīgākajām leģēto tēraudu sastāvdaļām. Hroma ievadīšana tēraudā palielina tā izturību pret koroziju gan ūdens vidē parastā temperatūrā, gan gāzēs paaugstinātā temperatūrā. Turklāt hroma tēraudiem ir palielināta cietība. Hroms ir daļa no nerūsējošā skābes izturīgā, karstumizturīgā tērauda.

Problēmu risināšanas piemēri

1. PIEMĒRS

2. PIEMĒRS

Exercise	Hroma oksīds (VI), kas sver 2 g, tika izšķīdināts ūdenī, kas sver 500 g.. Aprēķina hromskābes H 2 CrO 4 masas daļu iegūtajā šķīdumā.
Risinājums	Uzrakstīsim reakcijas vienādojumu hromskābes iegūšanai no hroma (VI) oksīda: CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 CrO 4. Atrodiet šķīduma masu: m šķīdums \u003d m (CrO 3) + m (H 2 O) \u003d 2 + 500 \u003d 502 g. n (CrO 3) \u003d m (CrO 3) / M (CrO 3); n (CrO 3) \u003d 2/100 \u003d 0,02 mol. Saskaņā ar reakcijas vienādojumu n(CrO 3) :n(H 2 CrO 4) = 1:1, tad n (CrO 3) \u003d n (H 2 CrO 4) \u003d 0,02 mol. Tad hromskābes masa būs vienāda ar (molmasa - 118 g / mol): m (H 2 CrO 4) \u003d n (H 2 CrO 4) × M (H 2 CrO 4); m (H 2 CrO 4) \u003d 0,02 × 118 \u003d 2,36 g. Hromskābes masas daļa šķīdumā ir: ω = msolute / msolution × 100%; ω (H 2 CrO 4) \u003d m izšķīdušās vielas (H 2 CrO 4) / m šķīduma × 100%; ω (H 2 CrO 4) \u003d 2,36 / 502 × 100% \u003d 0,47%.
Atbilde	Hromskābes masas daļa ir 0,47%.

Chromium

Prece #24. Viens no cietākajiem metāliem. Tam ir augsta ķīmiskā izturība. Viens no svarīgākajiem metāliem, ko izmanto leģēto tēraudu ražošanā. Lielākajai daļai hroma savienojumu ir spilgta krāsa un dažādas krāsas. Šīs īpašības dēļ elements tika nosaukts par hromu, kas grieķu valodā nozīmē “krāsa”.

Kā tas tika atrasts

Hromu saturošu minerālu 1766. gadā netālu no Jekaterinburgas atklāja I.G. Lēmans un nosaukts par "Sibīrijas sarkano svinu". Tagad šo minerālu sauc par krokoītu. Zināms arī tā sastāvs - РbCrО 4 . Un savulaik "Sibīrijas sarkanais svins" izraisīja daudz strīdu zinātnieku vidū. Trīsdesmit gadus viņi strīdējās par tā sastāvu, līdz beidzot 1797. gadā franču ķīmiķis Luiss Nikolass Vokelins no tā izdalīja metālu, ko (starp citu, pēc dažiem strīdiem arī nosauca par hromu).

Vauquelin apstrādāts krokoīts ar K 2 CO 3 potašu: svina hromāts pārvērtās par kālija hromātu. Pēc tam ar sālsskābes palīdzību kālija hromāts tika pārveidots par hroma oksīdu un ūdeni (hromskābe pastāv tikai atšķaidītos šķīdumos). Karsējot zaļo hroma oksīda pulveri grafīta tīģelī ar akmeņoglēm, Vauquelin ieguva jaunu ugunsizturīgu metālu.

Parīzes Zinātņu akadēmija visās tās formās bija atklājuma lieciniece. Bet, visticamāk, Vauquelin izcēla nevis elementāro hromu, bet gan tā karbīdus. Par to liecina Vauquelin iegūto gaiši pelēko kristālu adatas forma.

Nosaukumu "hroms" ieteica Vokelina draugi, taču viņam tas nepatika – metāls neatšķīrās ar īpašu krāsu. Taču draugiem izdevies ķīmiķi pierunāt, atsaucoties uz to, ka labas krāsas var iegūt no spilgtas krāsas hroma savienojumiem. (Starp citu, tieši Vaukelina darbos pirmo reizi tika izskaidrota dažu dabisko berilija un alumīnija silikātu smaragda krāsa; kā noskaidroja Vaukelins, tos iekrāsoja hroma savienojumu piemaisījumi.) Un šāds nosaukums tika izveidots jaunajam. elements.

Starp citu, zilbe "hroms", tieši nozīmē "krāsains", ir iekļauta daudzos zinātniskos, tehniskos un pat mūzikas terminos. Plaši pazīstamās fotofilmas ir "izopanhroma", "panhroma" un "ortohroma". Vārds "hromosoma" grieķu valodā nozīmē "ķermenis, kas ir krāsains". Ir "hromatiskā" skala (mūzikā) un ir harmoniskā "hromka".

Kur viņš atrodas

Zemes garozā ir diezgan daudz hroma - 0,02%. Galvenais minerāls, no kura rūpniecība iegūst hromu, ir mainīga sastāva hroma spinelis ar vispārīgo formulu (Mg, Fe) O · (Cr, Al, Fe) 2 O 3 . Hroma rūdu sauc par hromītiem vai hroma dzelzsrūdu (jo tā gandrīz vienmēr satur dzelzi). Daudzviet ir hroma rūdu atradnes. Mūsu valstī ir milzīgas hromītu rezerves. Viena no lielākajām atradnēm atrodas Kazahstānā, Aktjubinskas apgabalā; tas tika atklāts 1936. gadā. Nozīmīgas hroma rūdas rezerves ir arī Urālos.

Hromītus galvenokārt izmanto ferohroma kausēšanai. Tas ir viens no svarīgākajiem dzelzs sakausējumiem un absolūti nepieciešams leģēto tēraudu masveida ražošanai.

Dzelzs sakausējumi ir dzelzs sakausējumi ar citiem elementiem, ko izmanto tērauda leģēšanas un deoksidēšanas galvenajā rituālā. Ferohroms satur vismaz 60% Cr.

Cariskā Krievija gandrīz neražoja dzelzs sakausējumus. Vairākas dienvidu rūpnīcu domnas kausēja zema procentuālā daudzuma (metāla leģēšanai) ferosilīciju un feromangānu. Turklāt 1910. gadā uz Satkas upes, kas tek Dienvidurālos, tika uzcelta niecīga rūpnīca, kas izkausēja niecīgu daudzumu feromangāna un ferohroma.

Jaunajai padomju valstij pirmajos attīstības gados bija jāimportē dzelzs sakausējumi no ārvalstīm. Šāda atkarība no kapitālistiskajām valstīm bija nepieņemama. Jau 1927. ... 1928. gadā. sākās padomju ferosakausējumu rūpnīcu celtniecība. 1930. gada beigās Čeļabinskā tika uzbūvēta pirmā lielā ferosakausējuma krāsns, bet 1931. gadā tika nodota ekspluatācijā Čeļabinskas rūpnīca, kas bija PSRS dzelzs sakausējumu rūpniecības pirmdzimtais. 1933. gadā tika uzsāktas vēl divas rūpnīcas - Zaporožje un Zestaponi. Tas ļāva apturēt ferosakausējumu importu. Tikai dažu gadu laikā Padomju Savienībā tika organizēta daudzu veidu speciālo tēraudu ražošana - lodīšu gultņu, karstumizturīgo, nerūsējošā, automobiļu, ātrgaitas... Visi šie tēraudi ietver hromu.

17. partijas kongresā smagās rūpniecības tautas komisārs Sergo Ordžonikidze teica: “... ja mums nebūtu augstas kvalitātes tēraudu, mums nebūtu autotraktoru nozares. Tiek lēsts, ka pašlaik izmantojamā augstas kvalitātes tērauda izmaksas pārsniedz 400 miljonus rubļu. Ja būtu nepieciešams ievest, tas būtu 400 miljoni rubļu. katru gadu, sasodīts, jūs būtu kapitālistu verdzībā ... "

Rūpnīca uz Aktobes lauka bāzes tika uzcelta vēlāk, Lielā Tēvijas kara laikā. Viņš pirmo reizi kausēja ferohromu 1943. gada 20. janvārī. Rūpnīcas celtniecībā piedalījās Aktobes pilsētas strādnieki. Ēka tika pasludināta par populāru. Jaunās rūpnīcas ferohroms tika izmantots, lai izgatavotu metālu tankiem un lielgabaliem frontes vajadzībām.

Ir pagājuši gadi. Tagad Aktobe Ferroalloy Plant ir lielākais uzņēmums, kas ražo visu veidu ferohromu. Rūpnīcā izauguši augsti kvalificēti nacionālie metalurgu kadri. Gadu no gada rūpnīcas un hromīta raktuves palielina savu jaudu, nodrošinot mūsu melno metalurģiju ar augstas kvalitātes ferohromu.

Mūsu valstī ir unikāla ar hromu un niķeli bagātu dabiski leģētu dzelzsrūdu atradne. Tas atrodas Orenburgas stepēs. Pamatojoties uz šo depozītu, tika uzcelta un darbojas Orskas-Khalilovsky metalurģijas rūpnīca. Rūpnīcas domnās tiek kausēts dabiski leģēts čuguns, kuram ir augsta karstumizturība. Daļēji to izmanto liešanas veidā, bet lielāko daļu nosūta pārstrādei niķeļa tēraudā; hroms izdeg, kausējot tēraudu no čuguna.

Kubai, Dienvidslāvijai, daudzām Āzijas un Āfrikas valstīm ir lielas hromītu rezerves.

Kā to iegūt

Hromītu galvenokārt izmanto trīs nozarēs: metalurģijā, ķīmijā un ugunsizturīgo materiālu ražošanā, un metalurģija patērē apmēram divas trešdaļas no visa hromīta.

Tēraudam, kas leģēts ar hromu, ir palielināta izturība, izturība pret koroziju agresīvā un oksidējošā vidē.

Tīra hroma iegūšana ir dārgs un laikietilpīgs process. Tāpēc tērauda leģēšanai galvenokārt izmanto ferohromu, ko elektriskajās loka krāsnīs iegūst tieši no hromīta. Reducējošais līdzeklis ir kokss. Hroma oksīda saturs hromītā nedrīkst būt mazāks par 48%, un Cr:Fe attiecība nedrīkst būt mazāka par 3:1.

Ferohroms, ko iegūst elektriskajā krāsnī, parasti satur līdz 80% hroma un 4 ... 7% oglekļa (pārējais ir dzelzs).

Bet daudzu augstas kvalitātes tēraudu leģēšanai ir nepieciešams ferohroms, kas satur maz oglekļa (tā iemesli ir aplūkoti turpmāk sadaļā “Hroms sakausējumos”). Tāpēc daļa no augsta oglekļa satura ferohroma tiek pakļauta īpašai apstrādei, lai oglekļa saturu tajā samazinātu līdz procenta desmitdaļām un simtdaļām.

No hromīta iegūst arī elementāru, metālisku hromu. Komerciāli tīra hroma (97...99%) ražošana balstās uz aluminotermijas metodi, ko tālajā 1865. gadā atklāja slavenais krievu ķīmiķis N.N. Beketovs. Metodes būtība ir alumīnija oksīdu reducēšana, reakciju pavada ievērojama siltuma izdalīšanās.

Bet vispirms jums jāiegūst tīrs hroma oksīds Cr 2 O 3. Lai to izdarītu, smalki samaltu hromītu sajauc ar sodu un šim maisījumam pievieno kaļķakmeni vai dzelzs oksīdu. Visa masa tiek apdedzināta, un veidojas nātrija hromāts:

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

Tad no kalcinētās masas ar ūdeni izskalo nātrija hromātu; sārmu filtrē, iztvaicē un apstrādā ar skābi. Rezultāts ir nātrija dihromāts Na 2 Cr 2 O 7 . Karsējot to reducējot ar sēru vai oglekli, iegūst zaļo hroma oksīdu.

Hroma metālu var iegūt, sajaucot tīru hroma oksīdu ar alumīnija pulveri, karsējot šo maisījumu tīģelī līdz 500...600°C un aizdedzinot ar bārija peroksīdu.Alumīnijs atņem skābekli no hroma oksīda. Šī reakcija Cr 2 O 3 + 2Al → Al 2 O 3 + 2Cr ir rūpnieciskās (aluminotermiskās) hroma iegūšanas metodes pamatā, lai gan, protams, rūpnīcas tehnoloģija ir daudz sarežģītāka. Hroms, kas iegūts aluminotermiski, satur desmitdaļas procentu alumīnija un dzelzs un simtdaļas procentu silīcija, oglekļa un sēra.

Tiek izmantota arī silikotermiskā metode komerciāli tīra hroma iegūšanai. Šajā gadījumā hroma oksīds tiek reducēts ar silīciju atbilstoši reakcijai

2Cr 2O 3 + 3Si → 3SiO 2 + 4Cr.

Šī reakcija notiek loka krāsnīs. Lai saistītu silīcija dioksīdu, maisījumam pievieno kaļķakmeni. Silikotermiskā hroma tīrība ir aptuveni tāda pati kā aluminotermiskajam hromam, lai gan, protams, silīcija saturs tajā ir nedaudz augstāks, bet alumīnija - nedaudz mazāks. Lai iegūtu hromu, viņi mēģināja izmantot citus reducētājus - oglekli, ūdeņradi, magniju. Tomēr šīs metodes netiek plaši izmantotas.

Augstas tīrības pakāpes hroms (apmēram 99,8%) tiek ražots elektrolītiski.

Komerciāli tīru un elektrolītisko hromu galvenokārt izmanto sarežģītu hroma sakausējumu ražošanai.

Hroma konstantes un īpašības

Hroma atomu masa ir 51,996. Periodiskajā tabulā viņš ieņem vietu sestajā grupā. Tā tuvākie kaimiņi un analogi ir molibdēns un volframs. Raksturīgi, ka hroma kaimiņus, kā arī pašu hromu plaši izmanto tēraudu leģēšanai.

Hroma kušanas temperatūra ir atkarīga no tā tīrības. Daudzi pētnieki ir mēģinājuši to noteikt un ieguvuši vērtības no 1513 līdz 1920°C. Tik liela "izkliede" galvenokārt ir saistīta ar hromā esošo piemaisījumu daudzumu un sastāvu. Tagad tiek uzskatīts, ka hroms kūst aptuveni 1875 ° C temperatūrā. Vārīšanās temperatūra 2199°C. Hroma blīvums ir mazāks nekā dzelzs; tas ir vienāds ar 7,19.

Ķīmisko īpašību ziņā hroms ir tuvs molibdēnam un volframam. Tā augstākais oksīds CrO 3 ir skābs, tas ir hromanhidrīds H 2 CrO 4. Minerāls krokoīts, no kura mēs sākām savu iepazīšanos ar elementu Nr.24, ir šīs skābes sāls. Papildus hromskābei ir zināma dihromskābe H 2 Cr 2 O 7, tās sāļus, bihromātus, plaši izmanto ķīmijā. Visizplatītākais hroma oksīds Cr 2 O 3 ir amfoterēns. Parasti dažādos apstākļos hroma valences vērtība var būt no 2 līdz 6. Plaši tiek izmantoti tikai trīsvērtīgā hroma un sešvērtīgā hroma savienojumi.

Hroms (Cr) ir D. I. Mendeļejeva ķīmisko elementu periodiskās sistēmas ceturtā perioda sestās grupas sānu apakšgrupas elements ar atomskaitli 24 un atommasu 51,996. Hroms ir zilgani balts ciets metāls. Tam ir augsta ķīmiskā izturība. Istabas temperatūrā Cr ir izturīgs pret ūdeni un gaisu. Šis elements ir viens no svarīgākajiem metāliem, ko izmanto tēraudu rūpnieciskajā leģēšanā. Hroma savienojumiem ir dažādu krāsu spilgta krāsa, par ko viņš faktiski ieguva savu vārdu. Galu galā, tulkojumā no grieķu valodas “hroms” nozīmē “krāsa”.

Ir zināmi 24 hroma izotopi no 42Cr līdz 66Cr. Stabili dabiskie izotopi 50Cr (4,31%), 52Cr (87,76%), 53Cr (9,55%) un 54Cr (2,38%). No sešiem mākslīgajiem radioaktīvajiem izotopiem vissvarīgākais ir 51Cr, kura pussabrukšanas periods ir 27,8 dienas. To izmanto kā izotopu marķieri.

Atšķirībā no senatnes metāliem (zelts, sudrabs, varš, dzelzs, alva un svins), hromam ir savs “atklājējs”. 1766. gadā Jekaterinburgas apkaimē tika atrasts minerāls, ko sauca par "Sibīrijas sarkano svinu" - PbCrO4. 1797. gadā L. N. Vaukelins minerālā krokoītā atklāja elementu Nr.24 – dabīgā svina hromātu.Apmēram tajā pašā laikā (1798. gadā) neatkarīgi no Vaukelina hromu atklāja vācu zinātnieki M. G. Klaprots un Lovics smagā melnā minerāla paraugā ( tas bija hromīts FeCr2O4), kas atrasts Urālos. Vēlāk, 1799. gadā, F. Tassert atklāja jaunu metālu tajā pašā minerālā, kas atrasts Francijas dienvidaustrumos. Tiek uzskatīts, ka tasertam pirmais izdevās iegūt salīdzinoši tīru metālisku hromu.

Hroma metālu izmanto hromēšanai, kā arī kā vienu no svarīgākajām leģēto tēraudu (jo īpaši nerūsējošā tērauda) sastāvdaļām. Turklāt hroms ir izmantots vairākos citos sakausējumos (skābi izturīgos un karstumizturīgos tēraudos). Galu galā šī metāla ievadīšana tēraudā palielina tā izturību pret koroziju gan ūdens vidē parastā temperatūrā, gan gāzēs paaugstinātā temperatūrā. Hroma tēraudiem ir raksturīga paaugstināta cietība. Hromu izmanto termohromizācijā – procesā, kurā Cr aizsargājošais efekts ir saistīts ar plānas, bet spēcīgas oksīda plēves veidošanos uz tērauda virsmas, kas neļauj metālam mijiedarboties ar vidi.

Arī hroma savienojumi ir atraduši plašu pielietojumu, tāpēc hromīti tiek veiksmīgi izmantoti ugunsizturīgo rūpniecībā: martena krāsnis un citas metalurģijas iekārtas tiek apšūtas ar magnezīta-hromīta ķieģeļiem.

Hroms ir viens no biogēnajiem elementiem, kas pastāvīgi tiek iekļauts augu un dzīvnieku audos. Augi satur hromu lapās, kur tas atrodas kā zemas molekulmasas komplekss, kas nav saistīts ar subcelulārām struktūrām. Līdz šim zinātnieki nav spējuši pierādīt šī elementa nepieciešamību augiem. Tomēr dzīvniekiem Cr ir iesaistīts lipīdu, olbaltumvielu (daļa no tripsīna enzīma) un ogļhidrātu (glikozes rezistentā faktora strukturālā sastāvdaļa) metabolismā. Ir zināms, ka bioķīmiskos procesos piedalās tikai trīsvērtīgais hroms. Tāpat kā lielākā daļa citu svarīgu biogēno elementu, hroms nonāk dzīvnieku vai cilvēka organismā ar pārtiku. Šī mikroelementa samazināšanās organismā izraisa augšanas aizkavēšanos, krasu holesterīna līmeņa paaugstināšanos asinīs un perifēro audu jutības samazināšanos pret insulīnu.

Tajā pašā laikā tīrā veidā hroms ir ļoti toksisks - Cr metāla putekļi kairina plaušu audus, hroma (III) savienojumi izraisa dermatītu. Hroma (VI) savienojumi izraisa dažādas cilvēku slimības, tostarp vēzi.

Bioloģiskās īpašības

Hroms ir svarīgs biogēns elements, kas noteikti ir daļa no augu, dzīvnieku un cilvēku audiem. Vidējais šī elementa saturs augos ir 0,0005%, un gandrīz viss tas uzkrājas saknēs (92-95%), pārējais atrodas lapās. Augstāki augi nepanes šī metāla koncentrāciju virs 3∙10-4 mol/L. Dzīvniekiem hroma saturs svārstās no desmit tūkstošdaļām līdz desmit miljonajām procenta daļām. Bet planktonā hroma uzkrāšanās koeficients ir pārsteidzošs - 10 000-26 000. Pieauguša cilvēka organismā Cr saturs svārstās no 6 līdz 12 mg. Turklāt cilvēka fizioloģiskā nepieciešamība pēc hroma nav pietiekami precīzi noteikta. Tas lielā mērā ir atkarīgs no uztura – ēdot pārtiku ar augstu cukura saturu, palielinās organisma nepieciešamība pēc hroma. Ir vispārpieņemts, ka cilvēkam dienā nepieciešami aptuveni 20–300 mcg šī elementa. Tāpat kā citi biogēnie elementi, hroms spēj uzkrāties ķermeņa audos, īpaši matos. Tieši tajos hroma saturs norāda uz ķermeņa nodrošinājuma pakāpi ar šo metālu. Diemžēl ar vecumu hroma "rezerves" audos izsīkst, izņemot plaušas.

Hroms ir iesaistīts lipīdu, olbaltumvielu (tas atrodas tripsīna enzīmā), ogļhidrātu metabolismā (tas ir glikozes rezistentā faktora strukturālā sastāvdaļa). Šis faktors nodrošina šūnu receptoru mijiedarbību ar insulīnu, tādējādi samazinot organisma vajadzību pēc tā. Glikozes tolerances faktors (GTF) uzlabo insulīna darbību visos vielmaiņas procesos ar tā līdzdalību. Turklāt hroms ir iesaistīts holesterīna metabolisma regulēšanā un ir noteiktu enzīmu aktivators.

Galvenais hroma avots dzīvnieku un cilvēku organismā ir pārtika. Zinātnieki ir atklājuši, ka hroma koncentrācija augu pārtikā ir daudz zemāka nekā dzīvnieku barībā. Bagātākie hroma avoti ir alus raugs, gaļa, aknas, pākšaugi un veseli graudi. Šī metāla satura samazināšanās pārtikā un asinīs izraisa augšanas ātruma samazināšanos, holesterīna līmeņa paaugstināšanos asinīs un perifēro audu jutības samazināšanos pret insulīnu (diabēta stāvoklis). Turklāt palielinās aterosklerozes un augstākas nervu darbības traucējumu attīstības risks.

Taču jau pie frakciju koncentrācijas miligramā uz kubikmetru atmosfērā visiem hroma savienojumiem ir toksiska ietekme uz organismu. Saindēšanās ar hromu un tā savienojumiem ir bieži sastopama to ražošanā, mašīnbūvē, metalurģijā un tekstilrūpniecībā. Hroma toksicitātes pakāpe ir atkarīga no tā savienojumu ķīmiskās struktūras - dihromāti ir toksiskāki nekā hromāti, Cr + 6 savienojumi ir toksiskāki par Cr + 2 un Cr + 3 savienojumiem. Saindēšanās pazīmes izpaužas kā sausuma sajūta un sāpes deguna dobumā, akūts iekaisis kakls, apgrūtināta elpošana, klepus un līdzīgi simptomi. Ar nelielu hroma tvaiku vai putekļu pārpalikumu saindēšanās pazīmes pazūd drīz pēc darba pārtraukšanas darbnīcā. Ar ilgstošu pastāvīgu kontaktu ar hroma savienojumiem parādās hroniskas saindēšanās pazīmes - vājums, pastāvīgas galvassāpes, svara zudums, dispepsija. Sākas traucējumi kuņģa-zarnu trakta, aizkuņģa dziedzera, aknu darbā. Attīstās bronhīts, bronhiālā astma, pneimoskleroze. Parādās ādas slimības - dermatīts, ekzēma. Turklāt hroma savienojumi ir bīstami kancerogēni, kas var uzkrāties ķermeņa audos, izraisot vēzi.

Saindēšanās profilakse ir periodiskas medicīniskās pārbaudes personālam, kas strādā ar hromu un tā savienojumiem; ventilācijas, putekļu slāpēšanas un putekļu savākšanas līdzekļu ierīkošana; darbinieku individuālo aizsardzības līdzekļu (respiratoru, cimdu) lietošana.

Sakne "hroms" tās jēdzienā "krāsa", "krāsa" ir daļa no daudziem vārdiem, ko izmanto ļoti dažādās jomās: zinātnē, tehnoloģijā un pat mūzikā. Tik daudzos fotofilmu nosaukumos ir šī sakne: "ortohroms", "panhroms", "izopanhroms" un citi. Vārds "hromosoma" sastāv no diviem grieķu vārdiem: "chromo" un "soma". Burtiski to var tulkot kā "krāsots ķermenis" vai "ķermenis, kas ir krāsots". Hromosomas strukturālo elementu, kas veidojas šūnas kodola starpfāzē hromosomu dubultošanās rezultātā, sauc par "hromatīdu". "Hromatīns" ir hromosomu viela, kas atrodas augu un dzīvnieku šūnu kodolos, kas ir intensīvi iekrāsota ar kodolkrāsām. "Hromatofori" ir pigmenta šūnas dzīvniekiem un cilvēkiem. Mūzikā tiek lietots jēdziens "hromatiskā skala". "Khromka" ir viens no krievu akordeona veidiem. Optikā ir jēdzieni "hromatiskā aberācija" un "hromatiskā polarizācija". "Hromatogrāfija" ir fizikāli ķīmiska metode maisījumu atdalīšanai un analīzei. "Hromoskops" - iekārta krāsaina attēla iegūšanai, optiski apvienojot divus vai trīs krāsās atdalītus fotogrāfiskus attēlus, kas izgaismoti caur īpaši izvēlētiem dažādu krāsu gaismas filtriem.

Indīgākais ir hroma oksīds (VI) CrO3, tas pieder 1. bīstamības klasei. Nāvējošā deva cilvēkiem (iekšķīgi) ir 0,6 g.Etilspirts aizdegas, saskaroties ar tikko pagatavotu CrO3!

Visizplatītākā nerūsējošā tērauda marka satur 18% Cr, 8% Ni, aptuveni 0,1% C. Tas lieliski iztur koroziju un oksidāciju un saglabā savu izturību augstā temperatūrā. Tieši no šī tērauda loksnes, ko izmantoja V.I. skulpturālās grupas celtniecībā. Muhina "Strādniece un kolhozniece".

Ferohroms, ko izmantoja metalurģijas rūpniecībā hroma tēraudu ražošanā, 90. gadsimta beigās bija ļoti sliktas kvalitātes. Tas ir saistīts ar zemo hroma saturu tajā - tikai 7-8%. Tad to sauca par "Tasmānijas čugunu", ņemot vērā faktu, ka sākotnējā dzelzs-hroma rūda tika importēta no Tasmānijas.

Iepriekš tika minēts, ka hroma alauns tiek izmantots ādas miecēšanai. Pateicoties tam, parādījās jēdziens "hromēti" zābaki. Ar hroma savienojumiem miecēta āda iegūst spīdumu, spīdumu un izturību.

Daudzas laboratorijas izmanto "hroma maisījumu" - piesātināta kālija dihromāta šķīduma maisījumu ar koncentrētu sērskābi. To izmanto stikla un tērauda laboratorijas stikla trauku virsmu attaukošanai. Tas oksidē taukus un noņem to atliekas. Ar šo maisījumu rīkojieties uzmanīgi, jo tas ir spēcīgas skābes un spēcīga oksidētāja maisījums!

Mūsdienās koksni joprojām izmanto kā būvmateriālu, jo tas ir lēts un viegli apstrādājams. Bet tai ir arī daudzas negatīvas īpašības - uzņēmība pret ugunsgrēkiem, sēnīšu slimības, kas to iznīcina. Lai izvairītos no visām šīm nepatikšanām, koks ir piesūcināts ar īpašiem savienojumiem, kas satur hromātus un bihromātus, kā arī cinka hlorīdu, vara sulfātu, nātrija arsenātu un dažas citas vielas. Pateicoties šādām kompozīcijām, koksne palielina izturību pret sēnītēm un baktērijām, kā arī pret atklātu uguni.

Hroms poligrāfijas nozarē ieņēma īpašu nišu. 1839. gadā tika konstatēts, ka ar nātrija dihromātu piesūcināts papīrs pēc tam, kad tas ir izgaismots ar spilgtu gaismu, pēkšņi kļūst brūns. Tad izrādījās, ka bihromāta pārklājumi uz papīra pēc iedarbības nešķīst ūdenī, bet, samitrinot, ieguva zilganu nokrāsu. Šo īpašumu izmantoja printeri. Vēlamais raksts tika nofotografēts uz plāksnes ar koloidālu pārklājumu, kas satur bihromātu. Apgaismotie laukumi mazgāšanas laikā neizšķīda, bet neeksponētie izšķīda, un uz plāksnes palika raksts, no kura varēja drukāt.

Stāsts

Elementa Nr.24 atklāšanas vēsture aizsākās 1761. gadā, kad Berezovskas raktuvēs (Urālu kalnu austrumu pakājē) netālu no Jekaterinburgas tika atrasts neparasts sarkans minerāls, kas, berzējot putekļos, piešķīra dzeltenu krāsu. Atradums piederēja Sanktpēterburgas universitātes profesoram Johanam Gotlobam Lēmanam. Pēc pieciem gadiem zinātnieks nogādāja paraugus uz Sanktpēterburgas pilsētu, kur veica ar tiem virkni eksperimentu. Jo īpaši viņš apstrādāja neparastus kristālus ar sālsskābi, iegūstot baltas nogulsnes, kurās tika atrasts svins. Pamatojoties uz iegūtajiem rezultātiem, Lemāns minerālu nosauca par Sibīrijas sarkano svinu. Šis ir stāsts par krokoīta (no grieķu "krokos" - safrāns) - dabīgā svina hromāta PbCrO4 atklāšanu.

Ieinteresējies par šo atradumu, vācu dabaszinātnieks un ceļotājs Pīters Simons Pallass organizēja un vadīja Sanktpēterburgas Zinātņu akadēmijas ekspedīciju uz Krievijas sirdi. 1770. gadā ekspedīcija sasniedza Urālus un apmeklēja Berezovskas raktuves, kur tika ņemti pētāmā minerāla paraugi. Tā to raksturo pats ceļotājs: “Šis apbrīnojamais sarkanais svina minerāls nav atrodams nevienā citā atradnē. Sasmalcinot pulverī, tas kļūst dzeltens un to var izmantot mākslinieciskā miniatūrā. Vācu uzņēmums pārvarēja visas grūtības, kas saistītas ar krokoīta ieguvi un piegādi Eiropai. Neskatoties uz to, ka šīs operācijas ilga vismaz divus gadus, drīz vien Parīzes un Londonas augstmaņu karietes ceļoja, krāsotas ar smalki sasmalcinātu krokotu. Daudzu Vecās pasaules universitāšu mineraloģijas muzeju kolekcijas ir bagātinātas ar labākajiem šī minerāla paraugiem no Krievijas zarnām. Tomēr Eiropas zinātnieki nevarēja atšķetināt noslēpumainā minerāla sastāvu.

Tas ilga trīsdesmit gadus, līdz 1796. gadā Sibīrijas sarkanā svina paraugs nonāca Parīzes Mineraloģijas skolas ķīmijas profesora Nikolasa Luī Vokelina rokās. Pēc krokoīta analīzes zinātnieks tajā neko neatrada, izņemot dzelzs, svina un alumīnija oksīdus. Pēc tam Vauquelin apstrādāja krokotu ar potaša (K2CO3) šķīdumu un pēc baltu svina karbonāta nogulsnīšu nogulsnēšanās izolēja dzeltenu nezināma sāls šķīdumu. Veicis virkni eksperimentu par minerāla apstrādi ar dažādu metālu sāļiem, profesors, izmantojot sālsskābi, izdalīja "sarkanās svina skābes" - hroma oksīda un ūdens šķīdumu (hromskābe pastāv tikai atšķaidītos šķīdumos). Pēc šī šķīduma iztvaicēšanas viņš ieguva rubīnsarkanus kristālus (hromanhidrīdu). Tālāk karsējot kristālus grafīta tīģelī ogļu klātbūtnē, tika iegūts daudz pāraugušu pelēku adatveida kristālu – jauna, līdz šim nezināma metāla. Nākamā eksperimentu sērija parādīja iegūtā elementa augsto ugunsizturību un tā izturību pret skābēm. Parīzes Zinātņu akadēmija nekavējoties kļuva par atklājuma liecinieku, zinātnieks pēc draugu uzstājības piešķīra nosaukumu jaunajam elementam - hromam (no grieķu "krāsa", "krāsa") savienojumu toņu dažādības dēļ. tā veidojas. Savos turpmākajos darbos Vokelins pārliecinoši apgalvoja, ka dažu dārgakmeņu, kā arī dabīgo berilija un alumīnija silikātu smaragda krāsa ir saistīta ar tajos esošo hroma savienojumu piejaukumu. Piemērs ir smaragds, kas ir zaļas krāsas berils, kurā alumīnijs ir daļēji aizstāts ar hromu.

Ir skaidrs, ka Vauquelin saņēma nevis tīru metālu, bet, visticamāk, tā karbīdus, ko apstiprina gaiši pelēko kristālu smailā forma. Tīru metālisku hromu vēlāk ieguva F. Taserts, domājams, 1800. gadā.

Turklāt neatkarīgi no Vauquelin hromu 1798. gadā atklāja Klaprots un Lovics.

Atrodoties dabā

Zemes zarnās hroms ir diezgan izplatīts elements, neskatoties uz to, ka tas nav sastopams brīvā formā. Tā klarka (vidējais saturs zemes garozā) ir 8,3,10-3% jeb 83 g/t. Tomēr tā sadalījums pa šķirnēm ir nevienmērīgs. Šis elements galvenokārt ir raksturīgs Zemes apvalkam, fakts ir tāds, ka ultramafiskie ieži (peridotīti), kas pēc sastāva it kā ir tuvu mūsu planētas apvalkam, ir visbagātākie ar hromu: 2 10-1% jeb 2 kg / t. Šādos iežos Cr veido masīvas un izkliedētas rūdas, kas saistītas ar šī elementa lielāko atradņu veidošanos. Augsts hroma saturs ir arī pamata iežos (bazaltos u.c.) 2 10-2% jeb 200 g/t. Skābajos iežos Cr ir daudz mazāk: 2,5 10-3%, nogulumiežu (smilšakmeņi) - 3,5 10-3%, slāneklī ir arī hroms - 9 10-3%.

Var secināt, ka hroms ir tipisks litofils elements un gandrīz viss tas ir atrodams minerālos, kas atrodas dziļi Zemes zarnās.

Ir trīs galvenie hroma minerāli: magnohromīts (Mn, Fe)Cr2O4, hrompikotīts (Mg, Fe)(Cr, Al)2O4 un aluminohromīts (Fe, Mg)(Cr, Al)2O4. Šiem minerāliem ir viens nosaukums – hroma spinelis un vispārējā formula (Mg, Fe)O (Cr, Al, Fe) 2O3. Pēc izskata tie nav atšķirami un tiek neprecīzi saukti par "hromītiem". To sastāvs ir mainīgs. Svarīgāko komponentu saturs ir mainīgs (svara%): Cr2O3 no 10,5 līdz 62,0; Al2O3 no 4 līdz 34,0; Fe2O3 no 1,0 līdz 18,0; FeO no 7,0 līdz 24,0; MgO no 10,5 līdz 33,0; SiO2 no 0,4 līdz 27,0; TiO2 piemaisījumi līdz 2; V2O5 līdz 0,2; ZnO līdz 5; MnO līdz 1. Dažas hroma rūdas satur 0,1-0,2 g/t platīna grupas elementu un līdz 0,2 g/t zelta.

Papildus dažādiem hromītiem hroms ir daļa no vairākiem citiem minerāliem – hroma vesuviāna, hroma hlorīta, hroma turmalīna, hroma vizlas (fuksīta), hroma granāta (uvarovīta) u.c., kas bieži pavada rūdas, bet kuriem nav rūpnieciskās nozīme. Hroms ir salīdzinoši vājš ūdens migrants. Eksogēnos apstākļos hroms, tāpat kā dzelzs, migrē suspensiju veidā un var tikt nogulsnēts mālos. Hromāti ir mobilākā forma.

Praktiska nozīme, iespējams, ir tikai hromītam FeCr2O4, kas pieder pie spineļiem - kubiskās sistēmas izomorfiem minerāliem ar vispārīgo formulu MO Me2O3, kur M ir divvērtīgais metāla jons, bet Me ir trīsvērtīgais metāla jons. Papildus spineļiem hroms ir atrodams daudzos daudz retāk sastopamos minerālos, piemēram, melanohroīts 3PbO 2Cr2O3, vokelenīts 2(Pb,Cu)CrO4(Pb,Cu)3(PO4)2, tarapakaite K2CrO4, ditzeīts CaIO3 CaCrO4 un citi.

Hromīti parasti atrodami melnas krāsas granulu masu veidā, retāk - oktaedrisku kristālu veidā, tiem ir metālisks spīdums, tie sastopami nepārtrauktu masīvu veidā.

20. gadsimta beigās hroma rezerves (identificētas) gandrīz piecdesmit pasaules valstīs ar šī metāla atradnēm sasniedza 1674 miljonus tonnu. ). Otro vietu hroma resursu ziņā ieņem Kazahstāna, kur Aktobes reģionā (Kempirsai masīvā) tiek iegūta ļoti kvalitatīva rūda. Arī citās valstīs ir šī elementa krājumi. Turcija (Gulemanā), Filipīnas Luzonas salā, Somija (Kemi), Indija (Sukinda) u.c.

Mūsu valstī tiek attīstītas savas hroma atradnes - Urālos (Donskoje, Saranovskoje, Khalilovskoje, Alapaevskoje un daudzi citi). Turklāt 19. gadsimta sākumā tieši Urālu atradnes bija galvenie hroma rūdas avoti. Tikai 1827. gadā amerikānis Īzaks Tisons atklāja lielu hroma rūdas atradni uz Merilendas un Pensilvānijas robežas, daudzus gadus sagrābjot kalnrūpniecības monopolu. 1848. gadā Turcijā, netālu no Bursas, tika atrastas augstas kvalitātes hromīta atradnes, un drīz (pēc Pensilvānijas atradnes izsmelšanas) tieši šī valsts pārtvēra monopolista lomu. Tas turpinājās līdz 1906. gadam, kad Dienvidāfrikā un Indijā tika atklātas bagātīgas hromītu atradnes.

Pieteikums

Kopējais tīrā hroma metāla patēriņš šodien ir aptuveni 15 miljoni tonnu. Elektrolītiskā hroma - tīrākā - ražošana veido 5 miljonus tonnu, kas ir trešā daļa no kopējā patēriņa.

Hromu plaši izmanto tēraudu un sakausējumu leģēšanai, nodrošinot tiem izturību pret koroziju un karstumizturību. Vairāk nekā 40% no iegūtā tīrā metāla tiek tērēti šādu "supersakausējumu" ražošanai. Vispazīstamākie pretestības sakausējumi ir nihroms ar Cr saturu 15-20%, karstumizturīgie sakausējumi - 13-60% Cr, nerūsējošie - 18% Cr un lodīšu gultņu tēraudi 1% Cr. Hroma pievienošana parastajiem tēraudiem uzlabo to fizikālās īpašības un padara metālu jutīgāku pret termisko apstrādi.

Hroma metāls tiek izmantots hromēšanai - uz tērauda sakausējumu virsmas uzklājot plānu hroma kārtu, lai palielinātu šo sakausējumu izturību pret koroziju. Hromētais pārklājums lieliski iztur mitra atmosfēras gaisa, sāļa jūras gaisa, ūdens, slāpekļa un lielākās daļas organisko skābju ietekmi. Šādiem pārklājumiem ir divi mērķi: aizsargājoši un dekoratīvi. Aizsargpārklājumu biezums ir aptuveni 0,1 mm, tie tiek uzklāti tieši uz izstrādājuma un piešķir tam paaugstinātu nodilumizturību. Dekoratīvajiem pārklājumiem ir estētiska vērtība, tie tiek uzklāti uz cita metāla (vara vai niķeļa) slāņa, kas faktiski pilda aizsargfunkciju. Šāda pārklājuma biezums ir tikai 0,0002–0,0005 mm.

Arī hroma savienojumus aktīvi izmanto dažādās jomās.

Ugunsizturīgo materiālu ražošanā izmanto galveno hroma rūdu - hromītu FeCr2O4. Magnezīta-hromīta ķieģeļi ir ķīmiski pasīvi un karstumizturīgi, iztur krasas daudzkārtējas temperatūras izmaiņas, tāpēc tos izmanto martena krāšņu arku un citu metalurģijas iekārtu un konstrukciju darba telpu būvniecībā.

Hroma (III) oksīda kristālu cietība - Cr2O3 ir samērojama ar korunda cietību, kas nodrošināja tā izmantošanu mašīnbūves, juvelierizstrādājumu, optikas un pulksteņu rūpniecībā izmantojamo slīpēšanas un pārklāšanas pastu kompozīcijās. To izmanto arī kā katalizatoru noteiktu organisko savienojumu hidrogenēšanai un dehidrogenēšanai. Cr2O3 izmanto glezniecībā kā zaļo pigmentu un stikla krāsošanai.

Kālija hromātu - K2CrO4 izmanto ādas miecēšanā, kā kodinātāju tekstilrūpniecībā, krāsvielu ražošanā un vaska balināšanā.

Kālija dihromāts (hroms) - K2Cr2O7 tiek izmantots arī ādas miecēšanai, kodinātājs, krāsojot audumus, ir metālu un sakausējumu korozijas inhibitors. To izmanto sērkociņu ražošanā un laboratorijas vajadzībām.

Hroma (II) hlorīds CrCl2 ir ļoti spēcīgs reducētājs, kas viegli oksidējas pat ar atmosfēras skābekli, ko izmanto gāzu analīzēs O2 kvantitatīvai absorbcijai. Turklāt to ierobežotā apjomā izmanto hroma ražošanā, izmantojot kausētu sāļu elektrolīzi un hromatometriju.

Kālija hroma alauns K2SO4.Cr2(SO4)3 24H2O galvenokārt tiek izmantots tekstilrūpniecībā - ādas miecēšanā.

Bezūdens hroma hlorīds CrCl3 tiek izmantots hroma pārklājumu uzklāšanai uz tēraudu virsmas ar ķīmisku tvaiku pārklāšanu, un tas ir dažu katalizatoru neatņemama sastāvdaļa. Hidratē CrCl3 – kodīgs, krāsojot audumus.

No svina hromāta PbCrO4 izgatavo dažādas krāsvielas.

Nātrija dihromāta šķīdumu izmanto, lai notīrītu un kodinātu tērauda stieples virsmu pirms cinkošanas, kā arī paspilgtinātu misiņu. Hromskābi iegūst no nātrija bihromāta, ko izmanto kā elektrolītu metāla detaļu hromēšanai.

Ražošana

Dabā hroms galvenokārt sastopams hroma dzelzsrūdas FeO ∙ Cr2O3 veidā, to reducējot ar akmeņoglēm, tiek iegūts hroma sakausējums ar dzelzi - ferohroms, ko tieši izmanto metalurģijas rūpniecībā hroma tēraudu ražošanā. Hroma saturs šajā sastāvā sasniedz 80% (pēc svara).

Hroma (III) oksīda reducēšana ar akmeņoglēm ir paredzēta, lai iegūtu hromu ar augstu oglekļa saturu, kas nepieciešams īpašu sakausējumu ražošanai. Process tiek veikts elektriskā loka krāsnī.

Lai iegūtu tīru hromu, vispirms iegūst hroma (III) oksīdu, un pēc tam to reducē ar aluminotermisko metodi. Tajā pašā laikā pulverveida vai alumīnija skaidu (Al) un hroma oksīda (Cr2O3) maisījums tiek uzkarsēts līdz 500–600 °C temperatūrai. Pēc tam tiek uzsākta reducēšana ar bārija maisījumu. peroksīdu ar alumīnija pulveri vai aizdedzinot daļu lādiņa, kam seko atlikušās daļas pievienošana. Šajā procesā ir svarīgi, lai iegūtā siltumenerģija būtu pietiekama, lai izkausētu hromu un atdalītu to no izdedžiem.

Cr2O3 + 2Al = 2Cr + 2Al2O3

Šādā veidā iegūtais hroms satur noteiktu daudzumu piemaisījumu: dzelzs 0,25-0,40%, sērs 0,02%, ogleklis 0,015-0,02%. Tīras vielas saturs ir 99,1–99,4%. Šāds hroms ir trausls un viegli samaļ pulverī.

Šīs metodes realitāti jau 1859. gadā pierādīja un demonstrēja Frīdrihs Vēlers. Rūpnieciskā mērogā hroma aluminotermiskā reducēšana kļuva iespējama tikai pēc tam, kad kļuva pieejama lēta alumīnija iegūšanas metode. Goldšmits bija pirmais, kurš izstrādāja drošu veidu, kā kontrolēt ļoti eksotermisku (tātad sprādzienbīstamu) samazināšanas procesu.

Ja rūpniecībā nepieciešams iegūt augstas tīrības pakāpes hromu, izmanto elektrolītiskās metodes. Elektrolīzi pakļauj hromanhidrīda, amonija hroma alauna vai hroma sulfāta maisījumam ar atšķaidītu sērskābi. Hroms, kas nogulsnēts elektrolīzes laikā uz alumīnija vai nerūsējošā katoda, satur izšķīdušās gāzes kā piemaisījumus. Tīrību 99,90–99,995% var sasniegt, izmantojot augstas temperatūras (1500–1700 °C) attīrīšanu ūdeņraža plūsmā un vakuuma degazēšanu. Uzlabotas elektrolītiskās hroma attīrīšanas metodes no "neapstrādāta" produkta atdala sēru, slāpekli, skābekli un ūdeņradi.

Turklāt ir iespējams iegūt metālisku Cr, elektrolīzē CrCl3 vai CrF3 kausējumus, kas sajaukti ar kālija, kalcija un nātrija fluorīdiem 900°C temperatūrā argonā.

Elektrolītiskas metodes iespējamību tīra hroma iegūšanai pierādīja Bunsens 1854. gadā, pakļaujot hroma hlorīda ūdens šķīdumu elektrolīzei.

Nozare izmanto arī silikotermisko metodi tīra hroma iegūšanai. Šajā gadījumā hroma oksīdu reducē ar silīciju:

2Cr2O3 + 3Si + 3CaO = 4Cr + 3CaSiO3

Hromu silikotermiski kausē loka krāsnīs. Nedzēstu kaļķu pievienošana ļauj pārvērst ugunsizturīgo silīcija dioksīdu par zemu kušanas temperatūru kalcija silikāta izdedā. Silikotermiskā hroma tīrība ir aptuveni tāda pati kā aluminotermiskajam hromam, taču, protams, silīcija saturs tajā ir nedaudz lielāks, bet alumīnija - nedaudz mazāks.

Cr var iegūt arī, reducējot Cr2O3 ar ūdeņradi 1500°C, bezūdens CrCl3 reducējot ar ūdeņradi, sārmu vai sārmzemju metāliem, magniju un cinku.

Lai iegūtu hromu, viņi mēģināja izmantot citus reducētājus - oglekli, ūdeņradi, magniju. Tomēr šīs metodes netiek plaši izmantotas.

Van Arkel-Kuchman-De Boer procesā hroma (III) jodīda sadalīšanās tiek izmantota uz stieples, kas uzkarsēta līdz 1100 ° C, un uz tās tiek nogulsnēts tīrs metāls.

Fizikālās īpašības

Hroms ir ciets, ļoti smags, ugunsizturīgs, kaļams tērauda pelēks metāls. Tīrs hroms ir diezgan plastisks, kristalizējas uz ķermeni centrētā režģī, a = 2,885Å (20°C temperatūrā). Apmēram 1830 ° C temperatūrā varbūtība pārveidoties par modifikāciju ar seju centrētu režģi ir augsta, a = 3,69 Å. Atomu rādiuss 1,27 Å; jonu rādiusi Cr2+ 0,83Å, Cr3+ 0,64Å, Cr6+ 0,52 Å.

Hroma kušanas temperatūra ir tieši saistīta ar tā tīrību. Tāpēc šī indikatora noteikšana tīram hromam ir ļoti grūts uzdevums - galu galā pat neliels slāpekļa vai skābekļa piemaisījumu saturs var būtiski mainīt kušanas temperatūras vērtību. Daudzi pētnieki ir strādājuši pie šī jautājuma gadu desmitiem un ir ieguvuši rezultātus, kas ir tālu viens no otra: no 1513 līdz 1920 ° C. Iepriekš tika uzskatīts, ka šis metāls kūst 1890 ° C temperatūrā, bet mūsdienu pētījumi liecina par temperatūru. no 1907 ° C, hroms vārās temperatūrā virs 2500 ° C - dati arī atšķiras: no 2199 ° C līdz 2671 ° C. Hroma blīvums ir mazāks nekā dzelzs blīvums; tas ir 7,19 g/cm3 (pie 200°C).

Hromam ir raksturīgas visas galvenās metālu īpašības - tas labi vada siltumu, tā izturība pret elektrisko strāvu ir ļoti maza, tāpat kā lielākajai daļai metālu, hromam ir raksturīgs spīdums. Turklāt šim elementam ir viena ļoti interesanta iezīme: fakts ir tāds, ka 37 ° C temperatūrā tā uzvedību nevar izskaidrot - daudzās fizikālajās īpašībās ir krasas izmaiņas, šīm izmaiņām ir pēkšņa rakstura. Hroms, tāpat kā slims cilvēks 37 ° C temperatūrā, sāk darboties: hroma iekšējā berze sasniedz maksimumu, elastības modulis samazinās līdz minimumam. Pastāvīgi mainās elektriskās vadītspējas vērtība, termoelektromotīves spēks un lineārās izplešanās koeficients. Zinātnieki vēl nav spējuši izskaidrot šo fenomenu.

Hroma īpatnējā siltumietilpība ir 0,461 kJ / (kg.K) vai 0,11 cal / (g ° C) (25 ° C temperatūrā); siltumvadītspējas koeficients 67 W / (m K) vai 0,16 cal / (cm sek ° C) (20 ° C temperatūrā). Lineārās izplešanās termiskais koeficients 8,24 10-6 (pie 20 °C). Hromam 20 ° C temperatūrā īpatnējā elektriskā pretestība ir 0,414 μm m, un tā elektriskās pretestības termiskais koeficients diapazonā no 20 līdz 600 ° C ir 3,01 10-3.

Ir zināms, ka hroms ir ļoti jutīgs pret piemaisījumiem – mazākās citu elementu frakcijas (skābeklis, slāpeklis, ogleklis) var padarīt hromu ļoti trauslu. Ir ārkārtīgi grūti iegūt hromu bez šiem piemaisījumiem. Šī iemesla dēļ šis metāls netiek izmantots strukturāliem mērķiem. Bet metalurģijā to aktīvi izmanto kā leģējošu materiālu, jo tā pievienošana sakausējumam padara tēraudu cietu un nodilumizturīgu, jo hroms ir cietākais no visiem metāliem - tas griež stiklu kā dimants! Augstas tīrības pakāpes hroma cietība pēc Brinela ir 7-9 MN/m2 (70-90 kgf/cm2). Hroms ir leģēts ar atsperu, atsperu, instrumentu, presformu un lodīšu gultņu tēraudu. Tajos (izņemot lodīšu gultņu tēraudus) hroms ir kopā ar mangānu, molibdēnu, niķeli, vanādiju. Hroma pievienošana parastajiem tēraudiem (līdz 5% Cr) uzlabo to fizikālās īpašības un padara metālu jutīgāku pret termisko apstrādi.

Hroms ir antiferomagnētisks, īpatnējā magnētiskā jutība ir 3,6 10-6. Īpatnējā elektriskā pretestība 12,710-8 omi. Hroma lineārās izplešanās temperatūras koeficients 6,210-6. Šī metāla iztvaikošanas siltums ir 344,4 kJ/mol.

Hroms ir izturīgs pret koroziju gaisā un ūdenī.

Ķīmiskās īpašības

Ķīmiski hroms ir diezgan inerts, jo uz tā virsmas ir spēcīga plāna oksīda plēve. Cr neoksidējas gaisā pat mitruma klātbūtnē. Sildot, oksidēšanās notiek tikai uz metāla virsmas. Pie 1200°C plēve sadalās un oksidēšanās notiek daudz ātrāk. 2000°C temperatūrā hroms sadeg, veidojot zaļo hroma (III) oksīdu Cr2O3, kam piemīt amfoteriskas īpašības. Sakausējot Cr2O3 ar sārmiem, tiek iegūti hromīti:

Cr2O3 + 2NaOH = 2NaCrO2 + H2O

Nekalcinēts hroma (III) oksīds viegli šķīst sārmainos šķīdumos un skābēs:

Cr2O3 + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2O

Savienojumos hromam galvenokārt ir oksidācijas pakāpes Cr+2, Cr+3, Cr+6. Visstabilākie ir Cr+3 un Cr+6. Ir arī daži savienojumi, kuros hromam ir oksidācijas pakāpes Cr+1, Cr+4, Cr+5. Hroma savienojumiem ir ļoti dažādas krāsas: balta, zila, zaļa, sarkana, violeta, melna un daudzas citas.

Hroms viegli reaģē ar atšķaidītiem sālsskābes un sērskābes šķīdumiem, veidojot hroma hlorīdu un sulfātu un atbrīvojot ūdeņradi:

Cr + 2HCl = CrCl2 + H2

Aqua regia un slāpekļskābe pasīvā hromu. Turklāt hroms, kas pasivēts ar slāpekļskābi, nešķīst atšķaidītā sērskābē un sālsskābē, pat ilgstoši vārot to šķīdumos, bet kādā brīdī šķīšana joprojām notiek, ko pavada ātra putošana no atbrīvotā ūdeņraža. Šis process ir izskaidrojams ar to, ka hroms no pasīvā stāvokļa pāriet uz aktīvo, kurā metāls nav aizsargāts ar aizsargplēvi. Turklāt, ja šķīdināšanas procesā atkal pievieno slāpekļskābi, reakcija apstāsies, jo hroms atkal tiek pasivēts.

Normālos apstākļos hroms reaģē ar fluoru, veidojot CrF3. Temperatūrā virs 600 ° C notiek mijiedarbība ar ūdens tvaikiem, šīs mijiedarbības rezultāts ir hroma oksīds (III) Cr2O3:

4Cr + 3O2 = 2Cr2O3

Cr2O3 ir zaļi mikrokristāli ar blīvumu 5220 kg/m3 un augstu kušanas temperatūru (2437°C). Hroma (III) oksīdam piemīt amfoteriskas īpašības, taču tas ir ļoti inerts, to ir grūti izšķīdināt ūdens skābēs un sārmos. Hroma(III) oksīds ir diezgan toksisks. Saskare ar ādu var izraisīt ekzēmu un citas ādas slimības. Tāpēc, strādājot ar hroma (III) oksīdu, obligāti jāizmanto individuālie aizsardzības līdzekļi.

Papildus oksīdam ir zināmi arī citi savienojumi ar skābekli: CrO, CrO3, kas iegūti netieši. Vislielākās briesmas rada ieelpotais oksīda aerosols, kas izraisa smagas augšējo elpceļu un plaušu slimības.

Hroms veido lielu skaitu sāļu ar skābekli saturošiem komponentiem.

Un tauki.

Zinātnieki apgalvo, ka holesterīna līmeni ietekmē hroms. Elements To uzskata par biogēnu, tas ir, tas ir nepieciešams ķermenim ne tikai cilvēkiem, bet arī visiem zīdītājiem.

Ar hroma trūkumu to augšana palēninās un holesterīns “lec”. Norma ir 6 miligrami hroma no kopējās cilvēka masas.

Vielas joni ir atrodami visos ķermeņa audos. Jums vajadzētu saņemt 9 mikrogramus dienā.

Jūs varat ņemt tos no jūras veltēm, pērļu miežiem, bietēm, aknām un pīļu gaļas. Kamēr jūs pērkat produktus, mēs runāsim par citiem hroma lietojumiem un īpašībām.

Chromium īpašības

Hroms ir ķīmisks elements kas attiecas uz metāliem. Vielas krāsa ir sudraba zila.

Elements atrodas zem 24. kārtas jeb, kā saka, atomskaitļa.

Skaitlis norāda protonu skaitu kodolā. Kas attiecas uz elektroniem, kas rotē tā tuvumā, tiem ir īpaša īpašība - izkrist cauri.

Tas nozīmē, ka viena vai divas daļiņas var pārvietoties no viena apakšlīmeņa uz otru.

Rezultātā 24. elements spēj uz pusi aizpildīt 3. apakšlīmeni. Tādējādi tiek iegūta stabila elektroniskā konfigurācija.

Elektronu atteice ir reta parādība. Papildus hromam, iespējams, tikai, un tiek atcerēti.

Tāpat kā 24. viela, tās ir ķīmiski neaktīvas. Tad atoms nenonāk stabilā stāvoklī, lai reaģētu ar visiem pēc kārtas.

Normālos apstākļos hroms ir periodiskās tabulas elements, ko var tikai "uzmaisīt".

Pēdējais, būdams 24. vielas antipods, ir maksimāli aktīvs. Reakcijā veidojas fluorīds hroms.

Elements, īpašības kas tiek apspriesti, neoksidējas, nebaidās no mitruma un ugunsizturīgiem materiāliem.

Pēdējā īpašība "aizkavē" reakcijas, kas iespējamas karsēšanas laikā. Tātad mijiedarbība ar ūdens tvaikiem sākas tikai pie 600 grādiem pēc Celsija.

Izrādās hroma oksīds. Tiek uzsākta arī reakcija ar, dodot 24. elementa nitrīdu.

600 grādos ir iespējami arī vairāki savienojumi ar un sulfīda veidošanās.

Ja paaugstināsiet temperatūru līdz 2000, hroms aizdegsies, saskaroties ar skābekli. Degšanas rezultāts būs tumši zaļš oksīds.

Šīs nogulsnes viegli reaģē ar šķīdumiem un skābēm. Mijiedarbības rezultāts ir hlorīds un hroma sulfīds. Visi 24. vielas savienojumi, kā likums, ir spilgti krāsoti.

Tīrākā veidā galvenais elementa hroma īpašības- toksicitāte. Metāla putekļi kairina plaušu audus.

Var parādīties dermatīts, tas ir, alerģiskas slimības. Attiecīgi labāk nepārsniegt hroma normu ķermenim.

Ir norma 24. elementa saturam gaisā. Uz kubikmetru atmosfēras vajadzētu būt 0,0015 miligramiem. Standarta pārsniegšana tiek uzskatīta par piesārņojumu.

Hroma metālam ir augsts blīvums - vairāk nekā 7 grami uz kubikcentimetru. Tas nozīmē, ka viela ir diezgan smaga.

Arī metāls ir diezgan augsts. Tas ir atkarīgs no elektrolīta temperatūras un strāvas blīvuma. Sēnēs un pelējumā tas acīmredzot izraisa cieņu.

Ja koksne ir piesūcināta ar hroma sastāvu, mikroorganismi neuzņemsies to iznīcināt. Būvnieki to izmanto.

Viņus apmierina arī tas, ka apstrādātā koksne deg sliktāk, jo hroms ir ugunsizturīgs metāls. Kā un kur vēl to var pielietot, mēs pastāstīsim tālāk.

Hroma pielietojums

Hroms ir leģējošais elements kad kausēja. Atcerieties, ka normālos apstākļos 24. metāls neoksidējas, nerūsē?

Tēraudu pamats -. Tā nevar lepoties ar šādām īpašībām. Tāpēc, lai palielinātu izturību pret koroziju, tiek pievienots hroms.

Turklāt 24. vielas pievienošana samazina kritiskā dzesēšanas ātruma punktu.

Silicotermālo hromu izmanto kausēšanai. Šis ir 24. elementa duets ar niķeli.

Silīciju izmanto kā piedevas. Niķelis ir atbildīgs par elastību, savukārt hroms ir atbildīgs par tā oksidācijas izturību un cietību.

Savienojiet hromu un ar. Izrādās superciets stelīts. Piedevas tam - molibdēns un.

Sastāvs ir dārgs, bet nepieciešams mašīnu detaļu virsmai, lai palielinātu to nodilumizturību. Stelītu izsmidzina arī uz darba mašīnām.

Dekoratīvos korozijizturīgos pārklājumos, kā likums, hroma savienojumi.

Noder to spilgtā krāsu gamma. Metālkeramikā krāsa nav nepieciešama, tāpēc tiek izmantots hroma pulveris. To pievieno, piemēram, stiprības labad apakšējam vainagu slānim par.

Hroma formula- komponents . Šis ir minerāls no grupas, bet tam nav parastās krāsas.

Uvarovīts ir akmens, un tas ir hroms, kas to padara par tādu. Nav noslēpums, ka tie tiek izmantoti.

Izņēmums nav arī zaļā akmens šķirne, turklāt tā tiek vērtēta augstāk par sarkano, jo sastopama reti. Tomēr uvarovit nedaudz standarta.

Tas ir arī pluss, jo minerālu ieliktņus ir grūtāk saskrāpēt. Akmens ir slīpēts, tas ir, veido stūrus, kas palielina gaismas spēli.

Hroma ieguve

Hroma iegūšana no minerāliem ir neizdevīga. Lielākā daļa ar 24. elementu tiek izmantoti pilnībā.

Turklāt hroma saturs, kā likums, ir zems. Vielu ekstrahē zemē no rūdām.

Viens no tiem ir saistīts atvēršanas hroms. Tas tika atrasts Sibīrijā. Krokīts tur tika atrasts 18. gadsimtā. Tā ir sarkanā svina rūda.

Tās pamatā ir, otrais elements ir hroms. To atklāja vācu ķīmiķis Lehmans.

Krokīta atklāšanas brīdī viņš viesojās Sanktpēterburgā, kur veica eksperimentus. Tagad 24. elements tiek iegūts, elektrolīzes rezultātā koncentrētu hroma oksīda ūdens šķīdumu.

Ir iespējama arī sulfāta elektrolīze. Šie ir 2 veidi, kā iegūt tīrāko hroms. Molekula oksīds vai sulfāts tiek iznīcināts tīģelī, kur tiek aizdedzināti sākotnējie savienojumi.

24. elements ir atdalīts, pārējais iet uz izdedžiem. Atliek lokā izkausēt hromu. Tādā veidā tiek iegūts tīrākais metāls.

Ir arī citi veidi, kā iegūt hroma elements, piemēram, tā oksīda reducēšana ar silīciju.

Bet šī metode dod metālu ar lielu daudzumu piemaisījumu un turklāt ir dārgāka nekā elektrolīze.

Chrome cena

2016. gadā hroma cena joprojām samazinās. Janvāris sākās ar 7450 dolāriem par tonnu.

Līdz vasaras vidum uz 1000 kilogramiem metāla tiek prasītas tikai 7100 parastās vienības. Datus sniedz Infogeo.ru.

Tas ir, tiek ņemtas vērā Krievijas cenas. Hroma cena pasaulē sasniedza gandrīz 9000 USD par tonnu.

Vasaras zemākā atzīme no Krievijas atšķiras tikai par 25 dolāriem uz augšu.

Ja ne par rūpniecības nozari tiek uzskatīta, piemēram, metalurģija, bet hroma priekšrocības ķermenim, varat izpētīt aptieku piedāvājumus.

Tātad 24. vielas "Pikolināts" maksā apmēram 200 rubļu. Par "Kartnitin Chrome Forte" viņi prasa 320 rubļus. Šī ir 30 tablešu iepakojuma cena.

Turamīna hroms var arī kompensēt 24. elementa trūkumu. Tās izmaksas ir 136 rubļi.

Starp citu, hroms ir daļa no narkotiku, jo īpaši marihuānas, noteikšanas testiem. Viena pārbaude maksā 40-45 rubļus.

Hroma savienojumu ķīmiskās īpašības.

Cr2+. Divvērtīgā hroma katjona lādiņa koncentrācija atbilst magnija katjona un divvērtīgā dzelzs katjona lādiņa koncentrācijai, tāpēc vairākas īpašības, īpaši šo katjonu skābes-bāzes uzvedība, ir tuvas. Tajā pašā laikā, kā jau minēts, Cr 2+ ir spēcīgs reducētājs, tāpēc šķīdumā notiek šādas reakcijas: bet notiek pat ūdens oksidēšanās: 2CrSO 4 + 2H 2 O \u003d 2Cr (OH) SO 4 + H 2. Divvērtīgā hroma oksidēšanās notiek pat vieglāk nekā melnā dzelzs oksidēšanās, arī sāļus mērenā pakāpē hidrolizē katjons (t.i., dominē pirmais posms).

CrO - bāzisks oksīds, melns, pirofors. 700 ° C temperatūrā tas ir nesamērīgs: 3CrO \u003d Cr 2 O 3 + Cr. To var iegūt, termiski sadalot attiecīgo hidroksīdu bez skābekļa.

Cr(OH)2 ir nešķīstoša dzeltena bāze. Tas reaģē ar skābēm, savukārt oksidējošās skābes vienlaikus ar skābju-bāzes mijiedarbību oksidē divvērtīgo hromu, noteiktos apstākļos tas notiek arī ar neoksidējošām skābēm (oksidētājs - H +). Iegūstot apmaiņas reakcijā, hroma (II) hidroksīds oksidācijas dēļ ātri kļūst zaļš:

4Cr(OH)2 + O 2 = 4CrO(OH) + 2H2O.

Oksidāciju pavada arī hroma (II) hidroksīda sadalīšanās skābekļa klātbūtnē: 4Cr(OH) 2 = 2Cr 2 O 3 + 4H 2 O.

Cr3+. Hroma (III) savienojumi ir ķīmiski līdzīgi alumīnija un dzelzs (III) savienojumiem. Oksīds un hidroksīds ir amfotēriski. Vāju nestabilu un nešķīstošu skābju (H 2 CO 3, H 2 SO 3, H 2 S, H 2 SiO 3) sāļi tiek pakļauti neatgriezeniskai hidrolīzei:

2CrCl3 + 3K 2S + 6H 2 O \u003d 2Cr (OH) 3 ↓ + 3H 2S + 6KCl; Cr 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Cr (OH) 3 ↓ + 3H 2 S.

Bet hroma (III) katjons nav ļoti spēcīgs oksidētājs, tāpēc hroma (III) sulfīds pastāv un to var iegūt bezūdens apstākļos, tomēr ne no vienkāršām vielām, jo ​​karsējot tas sadalās, bet gan pēc reakcijas: 2CrCl 3 (kr) + 2H 2S (gāze) \u003d Cr 2 S 3 (kr) + 6HCl. Trīsvērtīgā hroma oksidējošās īpašības nav pietiekamas, lai tā sāļu šķīdumi mijiedarbotos ar varu, taču šāda reakcija notiek ar cinku: 2CrCl 3 + Zn = 2CrCl 2 + ZnCl 2.

Cr2O3 - zaļas krāsas amfoteriskais oksīds, tam ir ļoti spēcīgs kristāliskais režģis, tāpēc tam piemīt ķīmiska aktivitāte tikai amorfā stāvoklī. Reaģē galvenokārt sakausējot ar skābiem un bāziskiem oksīdiem, ar skābēm un sārmiem, kā arī ar savienojumiem, kuriem ir skābes vai bāzes funkcijas:

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

Cr(OH)3 (CrO(OH), Cr2O3*nH2O) - amfoteriskais hidroksīds pelēkzilā krāsā. Tas šķīst gan skābēs, gan sārmos. Izšķīdinot sārmos, veidojas hidroksokompleksi, kuros hroma katjona koordinācijas skaitlis ir 4 vai 6:

Cr(OH)3 + NaOH = Na; Cr(OH)3 + 3NaOH \u003d Na3.

Hidroksokompleksi viegli sadalās ar skābēm, savukārt ar stiprām un vājām skābēm procesi atšķiras:

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

Cr(III) savienojumi ir ne tikai oksidētāji, bet arī reducētāji attiecībā uz pārvēršanos par Cr(VI) savienojumiem. Īpaši viegli reakcija norisinās sārmainā vidē:

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

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

kr +6 . Visi Cr(VI) savienojumi ir spēcīgi oksidētāji. Šo savienojumu skābju-bāzes uzvedība ir līdzīga sēra savienojumiem tādā pašā oksidācijas stāvoklī. Šāda galvenās un sekundārās apakšgrupas elementu savienojumu īpašību līdzība maksimāli pozitīvajā oksidācijas stāvoklī ir raksturīga lielākajai daļai periodiskās sistēmas grupu.

CrO3 - tumši sarkans savienojums, tipisks skābs oksīds. Kušanas temperatūrā tas sadalās: 4CrO 3 \u003d 2Cr 2 O 3 + 3O 2.

Oksidēšanas darbības piemērs: CrO 3 + NH 3 = Cr 2 O 3 + N 2 + H 2 O (karsējot).

Hroma(VI) oksīds viegli izšķīst ūdenī, piestiprinot to un pārvēršoties hidroksīdā:

H2CrO4 - hromskābe, ir spēcīga divvērtīgā skābe. Tas brīvā formā neizceļas, jo. ja koncentrācija pārsniedz 75%, notiek kondensācijas reakcija, veidojoties dihromskābei: 2H 2 CrO 4 (dzeltens) \u003d H 2 Cr 2 O 7 (oranžs) + H 2 O.

Tālāka koncentrācija izraisa trihromisko (H 2 Cr 3 O 10) un pat tetrahromo (H 2 Cr 4 O 13) skābju veidošanos.

Hromāta anjona dimerizācija notiek arī paskābinot. Tā rezultātā hromskābes sāļi pie pH > 6 pastāv kā dzelteni hromāti (K 2 CrO 4) un pie pH< 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 + 2 KOH \u003d 2K 2 CrO 4 + H 2 O.

Kālija dihromāta mijiedarbība ar koncentrētu sērskābi izraisa hroma anhidrīda veidošanos, kas tajā nešķīst:

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

Sildot, amonija bihromāts tiek pakļauts intramolekulārai redoksreakcijai: (NH 4) 2 Cr 2 O 7 \u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O.

HALOGĒNI ("sāļu dzemdēšana")

Halogēnus sauc par periodiskās sistēmas VII grupas galvenās apakšgrupas elementiem. Tie ir fluors, hlors, broms, jods, astatīns. To atomu ārējā elektroniskā slāņa struktūra: ns 2 np 5. Tādējādi ārējā elektroniskajā līmenī ir 7 elektroni, un no tiem trūkst tikai viena elektrona līdz stabilai cēlgāzes apvalkam. Tā kā halogēni ir priekšpēdējie elementi šajā periodā, tiem ir mazākais rādiuss šajā periodā. Tas viss noved pie tā, ka halogēniem piemīt nemetālu īpašības, tiem ir augsta elektronegativitāte un augsts jonizācijas potenciāls. Halogēni ir spēcīgi oksidētāji, tie spēj pieņemt elektronu, lai kļūtu par anjonu ar lādiņu "1-" vai uzrāda oksidācijas stāvokli "-1", ja tie ir kovalenti saistīti ar mazāk elektronegatīviem elementiem. Tajā pašā laikā, virzoties uz leju grupā no augšas uz leju, palielinās atoma rādiuss un samazinās halogēnu oksidācijas spēja. Ja fluors ir spēcīgākais oksidētājs, tad jodam, mijiedarbojoties ar dažām sarežģītām vielām, kā arī ar skābekli un citiem halogēniem, ir reducējošas īpašības.

Fluora atoms atšķiras no citiem grupas locekļiem. Pirmkārt, tam ir tikai negatīvs oksidācijas stāvoklis, jo tas ir elektronegatīvākais elements, un, otrkārt, kā jebkuram II perioda elementam, tam ir tikai 4 atomu orbitāles ārējā elektroniskā līmenī, no kurām trīs aizņem nedalīti elektronu pāri, ceturtajā ir nepāra elektrons, kas vairumā gadījumu ir vienīgais valences elektrons. Citu elementu atomos ārējā līmenī ir neaizpildīts d-elektronu apakšlīmenis, kur var nokļūt satraukts elektrons. Katrs vientuļais pāris, tvaicējot, dod divus elektronus, tāpēc hlora, broma un joda galvenie oksidācijas stāvokļi, izņemot "-1", ir "+1", "+3", "+5", "+7". Mazāk stabili, bet principiāli sasniedzami ir oksidācijas pakāpes "+2", "+4" un "+6".

Kā vienkāršas vielas visi halogēni ir diatomiskas molekulas ar vienotu saiti starp atomiem. Saišu disociācijas enerģijas molekulu virknē F 2, Cl 2, Br 2, J 2 ir šādas: 151 kJ/mol, 239 kJ/mol, 192 kJ/mol, 149 kJ/mol. Monotoniskā saistīšanās enerģijas samazināšanās, pārejot no hlora uz jodu, ir viegli izskaidrojama ar saites garuma palielināšanos atoma rādiusa palielināšanās dēļ. Anomāli zemajai saistīšanās enerģijai fluora molekulā ir divi skaidrojumi. Pirmais attiecas uz pašu fluora molekulu. Kā jau minēts, fluoram ir ļoti mazs atomu rādiuss un pat septiņi elektroni ārējā līmenī, tāpēc, atomiem tuvojoties vienam otram molekulas veidošanās laikā, notiek starpelektroniska atgrūšanās, kā rezultātā orbitāles pārklājas nepilnīgi un saišu secība fluora molekulā ir nedaudz mazāka par vienotību. Saskaņā ar otro skaidrojumu, atlikušo halogēnu molekulās ir viena atoma vientuļo elektronu pāra un otra atoma brīvās d-orbitāles papildu donora-akceptora pārklāšanās, divas šādas pretējas mijiedarbības vienā molekulā. Tādējādi saite hlora, broma un joda molekulās ir definēta kā gandrīz trīskārša mijiedarbības klātbūtnes ziņā. Bet donora un akceptora pārklāšanās notiek tikai daļēji, un saitei (hlora molekulai) ir 1,12.

Fizikālās īpašības: Normālos apstākļos fluors ir grūti sašķidrināma gāze (kuras viršanas temperatūra ir -187 0 C) gaiši dzeltenā krāsā, hlors ir viegli sašķidrināta gāze dzeltenzaļā krāsā (viršanas temperatūra ir -34,2 0 C) , broms ir brūns, viegli iztvaikojošs šķidrums, jods ir pelēka cieta viela ar metālisku spīdumu. Cietā stāvoklī visi halogēni veido molekulāro kristāla režģi, kam raksturīga vāja starpmolekulāra mijiedarbība. Šajā sakarā jodam ir tendence sublimēties - sildot atmosfēras spiedienā, tas pāriet gāzveida stāvoklī (veido purpursarkanus tvaikus), apejot šķidrumu. Virzoties uz leju grupā, kušanas un viršanas temperatūra palielinās gan vielu molekulmasas palielināšanās dēļ, gan starp molekulām iedarbojošo van der Vāla spēku pieauguma dēļ. Šo spēku lielums ir lielāks, jo lielāka ir molekulas polarizējamība, kas, savukārt, palielinās, palielinoties atoma rādiusam.

Visi halogēni slikti šķīst ūdenī, bet labi - nepolārajos organiskajos šķīdinātājos, piemēram, tetrahlorogleklī. Slikta šķīdība ūdenī ir saistīta ar to, ka, veidojot dobumu halogēna molekulas šķīdināšanai, ūdens zaudē pietiekami spēcīgas ūdeņraža saites, kuru vietā starp tā polāro molekulu un nepolāro halogēna molekulu nenotiek spēcīga mijiedarbība. Halogēnu šķīdināšana nepolāros šķīdinātājos atbilst situācijai: “līdzīgs šķīst līdzīgā”, kad saišu pārraušanas un veidošanās raksturs ir vienāds.