Χρώμιο (Cr), χημικό στοιχείο της ομάδας VI του περιοδικού συστήματος του Mendeleev. Αναφέρεται σε μέταλλο μετάπτωσης με ατομικό αριθμό 24 και ατομική μάζα 51.996. Μετάφραση από τα ελληνικά, το όνομα του μετάλλου σημαίνει "χρώμα". Το μέταλλο οφείλει αυτό το όνομα σε μια ποικιλία χρωμάτων που είναι εγγενή στις διάφορες ενώσεις του.
Φυσικά χαρακτηριστικά του χρωμίου
Το μέταλλο έχει επαρκή σκληρότητα και ευθραυστότητα ταυτόχρονα. Στην κλίμακα Mohs, η σκληρότητα του χρωμίου υπολογίζεται στο 5,5. Αυτός ο δείκτης σημαίνει ότι το χρώμιο έχει την υψηλότερη σκληρότητα από όλα τα μέταλλα που είναι γνωστά σήμερα, μετά το ουράνιο, το ιρίδιο, το βολφράμιο και το βηρύλλιο. Για μια απλή ουσίατο χρώμιο χαρακτηρίζεται από ένα γαλαζωπόλευκο χρώμα.
Το μέταλλο δεν είναι σπάνιο στοιχείο. Η συγκέντρωσή του στον φλοιό της γης φτάνει το 0,02% της μάζας. μερίδια. Το χρώμιο δεν βρίσκεται ποτέ στην καθαρή του μορφή. Βρίσκεται σε ορυκτά και μεταλλεύματα, τα οποία αποτελούν την κύρια πηγή εξόρυξης μετάλλων. Ο χρωμίτης (σιδηρομετάλλευμα χρωμίου, FeO * Cr 2 O 3) θεωρείται η κύρια ένωση χρωμίου. Ένα άλλο αρκετά κοινό, αλλά λιγότερο σημαντικό ορυκτό είναι ο κροκοίτης PbCrO 4.
Το μέταλλο λιώνει εύκολα σε θερμοκρασία 1907 0 C (2180 0 K ή 3465 0 F). Σε θερμοκρασία 2672 0 C - βράζει. Η ατομική μάζα του μετάλλου είναι 51.996 g/mol.
Το χρώμιο είναι ένα μοναδικό μέταλλο λόγω των μαγνητικών του ιδιοτήτων. Σε θερμοκρασία δωματίου, η αντισιδηρομαγνητική διάταξη είναι εγγενής σε αυτό, ενώ άλλα μέταλλα την εμφανίζουν σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες. Ωστόσο, εάν το χρώμιο θερμανθεί πάνω από 37 0 C, φυσικές ιδιότητεςαλλαγή χρωμίου. Έτσι, η ηλεκτρική αντίσταση και ο συντελεστής γραμμικής διαστολής αλλάζουν σημαντικά, ο συντελεστής ελαστικότητας φτάνει σε μια ελάχιστη τιμή και η εσωτερική τριβή αυξάνεται σημαντικά. Αυτό το φαινόμενο σχετίζεται με το πέρασμα του σημείου Neel, στο οποίο οι αντισιδηρομαγνητικές ιδιότητες του υλικού μπορούν να μεταβληθούν σε παραμαγνητικές. Αυτό σημαίνει ότι το πρώτο επίπεδο έχει περάσει και η ουσία έχει αυξηθεί απότομα σε όγκο.
Η δομή του χρωμίου είναι ένα πλέγμα με κέντρο το σώμα, λόγω του οποίου το μέταλλο χαρακτηρίζεται από μια θερμοκρασία εύθραυστης-όλκιμο περιόδου. Ωστόσο, στην περίπτωση αυτού του μετάλλου, ο βαθμός καθαρότητας έχει μεγάλη σημασία, επομένως, η τιμή είναι στην περιοχή -50 0 C - +350 0 C. Όπως δείχνει η πρακτική, το ανακρυσταλλωμένο μέταλλο δεν έχει πλαστικότητα, αλλά μαλακό η ανόπτηση και η χύτευση το καθιστούν εύπλαστο.
Χημικές ιδιότητες του χρωμίου
Το άτομο έχει την ακόλουθη εξωτερική διαμόρφωση: 3d 5 4s 1 . Κατά κανόνα, στις ενώσεις, το χρώμιο έχει τις ακόλουθες καταστάσεις οξείδωσης: +2, +3, +6, μεταξύ των οποίων το Cr 3+ παρουσιάζει τη μεγαλύτερη σταθερότητα. συγκεκριμένα: +1 , +4, +5.
Το μέταλλο δεν είναι ιδιαίτερα αντιδραστικό. Ενώ το χρώμιο βρίσκεται υπό κανονικές συνθήκες, το μέταλλο παρουσιάζει αντίσταση στην υγρασία και το οξυγόνο. Ωστόσο, αυτό το χαρακτηριστικόδεν ισχύει για την ένωση χρωμίου και φθορίου - CrF 3, η οποία, όταν εκτίθεται σε θερμοκρασίες άνω των 600 0 C, αλληλεπιδρά με υδρατμούς, που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της αντίδρασης Cr 2 O 3, καθώς και με άζωτο, άνθρακα και θείο .
Κατά τη θέρμανση του μεταλλικού χρωμίου, αλληλεπιδρά με αλογόνα, θείο, πυρίτιο, βόριο, άνθρακα και ορισμένα άλλα στοιχεία, με αποτέλεσμα τις ακόλουθες χημικές αντιδράσεις του χρωμίου:
Cr + 2F 2 = CrF 4 (με ανάμειξη CrF 5)
2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3
2Cr + 3S = Cr2S3
Τα χρωμικά άλατα μπορούν να ληφθούν με θέρμανση του χρωμίου με τηγμένη σόδα στον αέρα, νιτρικά ή χλωρικά άλατα αλκαλικών μετάλλων:
2Cr + 2Na 2 CO 3 + 3O 2 \u003d 2Na 2 CrO 4 + 2CO 2.
Το χρώμιο δεν είναι τοξικό, κάτι που δεν μπορούμε να πούμε για ορισμένες από τις ενώσεις του. Όπως γνωρίζετε, η σκόνη αυτού του μετάλλου, εάν εισέλθει στο σώμα, μπορεί να ερεθίσει τους πνεύμονες, δεν απορροφάται από το δέρμα. Όμως, εφόσον δεν εμφανίζεται στην καθαρή του μορφή, η είσοδός του σε ανθρώπινο σώμαείναι αδύνατο.
Το τρισθενές χρώμιο πέφτει σε περιβάλλονκατά την εξόρυξη και επεξεργασία μεταλλεύματος χρωμίου. Το χρώμιο είναι πιθανό να εισέλθει στο ανθρώπινο σώμα με τη μορφή συμπληρώματος διατροφής που χρησιμοποιείται σε προγράμματα απώλειας βάρους. Το χρώμιο με σθένος +3 συμμετέχει ενεργά στη σύνθεση της γλυκόζης. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι η υπερβολική κατανάλωση χρωμίου δεν προκαλεί μεγάλη βλάβη στον ανθρώπινο οργανισμό, αφού δεν απορροφάται, ωστόσο, μπορεί να συσσωρευτεί στον οργανισμό.
Οι ενώσεις στις οποίες εμπλέκεται ένα εξασθενές μέταλλο είναι εξαιρετικά τοξικές. Η πιθανότητα να μπουν στο ανθρώπινο σώμα εμφανίζεται κατά την παραγωγή χρωμικών, την επιχρωμίωση αντικειμένων, κατά τη διάρκεια ορισμένων εργασιών συγκόλλησης. Η κατάποση τέτοιου χρωμίου στο σώμα είναι γεμάτη με σοβαρές συνέπειες, καθώς οι ενώσεις στις οποίες υπάρχει το εξασθενές στοιχείο είναι ισχυροί οξειδωτικοί παράγοντες. Ως εκ τούτου, μπορεί να προκαλέσουν αιμορραγία στο στομάχι και τα έντερα, μερικές φορές με διάτρηση του εντέρου. Όταν τέτοιες ενώσεις έρχονται σε επαφή με το δέρμα, εμφανίζονται έντονες χημικές αντιδράσεις με τη μορφή εγκαυμάτων, φλεγμονών και ελκών.
Ανάλογα με την ποιότητα του χρωμίου που πρέπει να ληφθεί στην έξοδο, υπάρχουν διάφοροι τρόποι παραγωγής μετάλλου: ηλεκτρόλυση συμπυκνωμένων υδατικών διαλυμάτων οξειδίου του χρωμίου, ηλεκτρόλυση θειικών αλάτων και αναγωγή με οξείδιο του πυριτίου. Ωστόσο, η τελευταία μέθοδος δεν είναι πολύ δημοφιλής, καθώς παράγει χρώμιο με τεράστιο ποσόακαθαρσίες. Επιπλέον, είναι και οικονομικά μειονεκτική.
| Κατάσταση οξείδωσης | Οξείδιο | Υδροξείδιο | Χαρακτήρας | Κυρίαρχες μορφές σε διαλύματα | Σημειώσεις |
| +2 | CrO (μαύρο) | Cr(OH)2 (κίτρινο) | Βασικός | Cr2+ (μπλε άλατα) | Πολύ ισχυρός αναγωγικός παράγοντας |
| Cr2O3 (πράσινο) | Cr(OH)3 (γκρι-πράσινο) | αμφοτερικός |
Cr3+ (πράσινα ή μωβ άλατα) |
||
| +4 | CrO2 | δεν υπάρχει | Δεν σχηματίζει αλάτι | - |
Σπάνιο, ασυνήθιστο |
| +6 | CrO3 (κόκκινο) |
H2CrO4 |
Οξύ |
CrO42- (χρωμικά, κίτρινο) |
Η μετάβαση εξαρτάται από το pH του μέσου. Ο ισχυρότερος οξειδωτικός παράγοντας, υγροσκοπικός, πολύ τοξικός. |
Το περιεχόμενο του άρθρου
ΧΡΩΜΙΟ– (Χρώμιο) Cr, χημικό στοιχείο της ομάδας 6(VIb) Περιοδικό σύστημα. Ατομικός αριθμός 24, ατομική μάζα 51.996. Υπάρχουν 24 γνωστά ισότοπα χρωμίου από 42 Cr έως 66 Cr. Τα ισότοπα 52 Cr, 53 Cr, 54 Cr είναι σταθερά. Η ισοτοπική σύνθεση του φυσικού χρωμίου: 50 Cr (χρόνος ημιζωής 1,8 10 17 έτη) - 4,345%, 52 Cr - 83,489%, 53 Cr - 9,501%, 54 Cr - 2,365%. Οι κύριες καταστάσεις οξείδωσης είναι +3 και +6.
Το 1761, ένας καθηγητής χημείας στο Πανεπιστήμιο της Αγίας Πετρούπολης, ο Johann Gottlob Lehmann, στους ανατολικούς πρόποδες των Ουραλίων στο ορυχείο Berezovsky, ανακάλυψε ένα αξιοσημείωτο κόκκινο ορυκτό, το οποίο, όταν συνθλίβεται σε σκόνη, έδωσε ένα λαμπερό κίτρινο χρώμα. Το 1766 ο Leman έφερε δείγματα του ορυκτού στην Αγία Πετρούπολη. Μετά την επεξεργασία των κρυστάλλων με υδροχλωρικό οξύ, έλαβε ένα λευκό ίζημα, στο οποίο βρήκε μόλυβδο. Ο Leman ονόμασε το ορυκτό Σιβηρικό κόκκινο μόλυβδο (plomb rouge de Sibérie), τώρα είναι γνωστό ότι ήταν κροκοΐτης (από το ελληνικό "κρόκος" - σαφράν) - φυσικός χρωμικός μόλυβδος PbCrO 4.
Γερμανός ταξιδιώτηςκαι ο φυσιοδίφης Peter Simon Pallas (1741-1811) οδήγησε την αποστολή της Ακαδημίας Επιστημών της Αγίας Πετρούπολης στις κεντρικές περιοχές της Ρωσίας και το 1770 επισκέφτηκε τα Νότια και Μέση Ουράλια, συμπεριλαμβανομένου του ορυχείου Berezovsky και, όπως η Lehman, ενδιαφέρθηκε για τον κροκοίτη . Ο Πάλλας έγραψε: «Αυτό το καταπληκτικό ορυκτό κόκκινου μολύβδου δεν βρίσκεται σε κανένα άλλο κοίτασμα. Όταν αλέθεται σε σκόνη, γίνεται κίτρινο και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μια καλλιτεχνική μινιατούρα. Παρά τη σπανιότητα και τη δυσκολία παράδοσης κροκοΐτη από το ορυχείο Berezovsky στην Ευρώπη (χρειάστηκαν σχεδόν δύο χρόνια), η χρήση του ορυκτού ως χρωστικής ουσίας εκτιμήθηκε. Στο Λονδίνο και στο Παρίσι στα τέλη του 17ου αιώνα. όλοι οι ευγενείς καβάλησαν σε άμαξες βαμμένες με ψιλοτριμμένο κροκοίτη, επιπλέον, τα καλύτερα δείγματα κόκκινου μολύβδου της Σιβηρίας προστέθηκαν στις συλλογές πολλών ορυκτολογικών ντουλαπιών στην Ευρώπη.
Το 1796, ένα δείγμα κροκοΐτη ήρθε στον Nicolas-Louis Vauquelin (1763–1829), καθηγητή χημείας στην Ορυκτολογική Σχολή του Παρισιού, ο οποίος ανέλυσε το ορυκτό, αλλά δεν βρήκε τίποτα σε αυτό εκτός από οξείδια μολύβδου, σιδήρου και αλουμινίου. Συνεχίζοντας τη μελέτη του κόκκινου μολύβδου της Σιβηρίας, ο Vauquelin έβρασε το ορυκτό με διάλυμα ποτάσας και, αφού διαχώρισε το λευκό ίζημα του ανθρακικού μολύβδου, έλαβε ένα κίτρινο διάλυμα άγνωστου άλατος. Όταν υποβλήθηκε σε επεξεργασία με ένα άλας μολύβδου, σχηματίστηκε ένα κίτρινο ίζημα, ένα άλας υδραργύρου, ένα κόκκινο, και όταν προστέθηκε χλωριούχος κασσίτερος, το διάλυμα έγινε πράσινο. Αποσυνθέτοντας τον κροκοίτη με ανόργανα οξέα, έλαβε ένα διάλυμα «κόκκινου μολύβδου οξέος», η εξάτμιση του οποίου έδωσε ρουμπινί-κόκκινους κρυστάλλους (είναι πλέον ξεκάθαρο ότι επρόκειτο για χρωμικό ανυδρίτη). Αφού τα φρύωσα με άνθρακα σε ένα χωνευτήριο γραφίτη, μετά την αντίδραση, βρήκα πολλούς ενωμένους γκρίζους βελονοειδείς κρυστάλλους ενός άγνωστου μέχρι τότε μετάλλου. Ο Vauquelin δήλωσε την υψηλή ανθεκτικότητα του μετάλλου και την αντοχή του στα οξέα.
Ο Vauquelin ονόμασε το νέο στοιχείο χρώμιο (από το ελληνικό crwma - χρώμα, χρώμα) λόγω των πολλών πολύχρωμων ενώσεων που σχηματίζονται από αυτό. Με βάση την έρευνά του, ο Vauquelin δήλωσε για πρώτη φορά ότι το σμαραγδί χρώμα ορισμένων πολύτιμων λίθων οφείλεται στην ανάμειξη ενώσεων χρωμίου σε αυτούς. Για παράδειγμα, το φυσικό σμαράγδι είναι ένα βαθύ πράσινο βηρύλιο στο οποίο το αλουμίνιο αντικαθίσταται εν μέρει από χρώμιο.
Πιθανότατα, ο Vauquelin δεν έλαβε ένα καθαρό μέταλλο, αλλά τα καρβίδια του, όπως αποδεικνύεται από το βελονωτό σχήμα των κρυστάλλων που ελήφθησαν, αλλά η Ακαδημία Επιστημών του Παρισιού εντούτοις κατέγραψε την ανακάλυψη ενός νέου στοιχείου και τώρα ο Vauquelin δικαίως θεωρείται ο ανακάλυψε το στοιχείο Νο. 24.
Γιούρι Κρουτιακόφ
Το χρώμιο είναι ένα χημικό στοιχείο με ατομικό αριθμό 24. Είναι ένα σκληρό, γυαλιστερό, γκρίζο μέταλλο που γυαλίζει καλά και δεν αμαυρώνει. Χρησιμοποιείται σε κράματα όπως ο ανοξείδωτος χάλυβας και ως επίστρωση. Το ανθρώπινο σώμα απαιτεί μεγάλες ποσότητεςτρισθενές χρώμιο για το μεταβολισμό του σακχάρου, αλλά το Cr(VI) είναι εξαιρετικά τοξικό.
Διάφορες ενώσεις χρωμίου, όπως το οξείδιο του χρωμίου(III) και ο χρωμικός μόλυβδος, έχουν έντονο χρώμα και χρησιμοποιούνται σε χρώματα και χρωστικές. Το κόκκινο χρώμα ενός ρουμπινιού οφείλεται στην παρουσία αυτού χημικό στοιχείο. Ορισμένες ουσίες, ιδιαίτερα το νάτριο, είναι οξειδωτικοί παράγοντες που χρησιμοποιούνται για την οξείδωση ΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣκαι (μαζί με θειικό οξύ) για τον καθαρισμό εργαστηριακών υαλικών. Επιπλέον, το οξείδιο του χρωμίου (VI) χρησιμοποιείται στην παραγωγή μαγνητικής ταινίας.
Ανακάλυψη και ετυμολογία
Η ιστορία της ανακάλυψης του χημικού στοιχείου χρώμιο έχει ως εξής. Το 1761, ο Johann Gottlob Lehmann βρήκε ένα πορτοκαλοκόκκινο ορυκτό στα Ουράλια Όρη και το ονόμασε «κόκκινο μόλυβδο Σιβηρίας». Αν και λανθασμένα αναγνωρίστηκε ως ένωση μολύβδου με σελήνιο και σίδηρο, το υλικό ήταν στην πραγματικότητα χρωμικός μόλυβδος με χημική φόρμουλα PbCrO 4. Σήμερα είναι γνωστό ως ορυκτό κροκόντε.
Το 1770, ο Peter Simon Pallas επισκέφτηκε το μέρος όπου ο Leman βρήκε ένα ορυκτό κόκκινου μολύβδου που είχε πολύ χρήσιμες ιδιότητες χρωστικής στα χρώματα. Η χρήση του κόκκινου μολύβδου της Σιβηρίας ως βαφής αναπτύχθηκε γρήγορα. Επιπλέον, το έντονο κίτρινο από το κροκόντε έχει γίνει μόδα.
Το 1797, ο Nicolas-Louis Vauquelin έλαβε δείγματα κόκκινου Αναμειγνύοντας κροκό με υδροχλωρικό οξύ, έλαβε το οξείδιο CrO 3 . Το χρώμιο ως χημικό στοιχείο απομονώθηκε το 1798. Το Vauquelin το έλαβε θερμαίνοντας οξείδιο με κάρβουνο. Ήταν επίσης σε θέση να ανιχνεύσει ίχνη χρωμίου σε πολύτιμους λίθους όπως το ρουμπίνι και το σμαράγδι.
Στη δεκαετία του 1800, το Cr χρησιμοποιήθηκε κυρίως σε χρώματα και άλατα δέρματος. Σήμερα, το 85% του μετάλλου χρησιμοποιείται σε κράματα. Το υπόλοιπο χρησιμοποιείται στη χημική βιομηχανία, την παραγωγή πυρίμαχων υλικών και τη βιομηχανία χυτηρίου.
Η προφορά του χημικού στοιχείου χρώμιο αντιστοιχεί στο ελληνικό χρῶμα, που σημαίνει «χρώμα», λόγω των πολλών έγχρωμων ενώσεων που μπορούν να ληφθούν από αυτό.
Εξόρυξη και παραγωγή
Το στοιχείο είναι κατασκευασμένο από χρωμίτη (FeCr 2 O 4). Περίπου το ήμισυ αυτού του μεταλλεύματος στον κόσμο εξορύσσεται Νότια Αφρική. Επιπλέον, το Καζακστάν, η Ινδία και η Τουρκία είναι οι κύριοι παραγωγοί της. Υπάρχουν αρκετά εξερευνημένα κοιτάσματα χρωμίτη, αλλά γεωγραφικά είναι συγκεντρωμένα στο Καζακστάν και τη νότια Αφρική.
Οι αποθέσεις εγγενούς μετάλλου χρωμίου είναι σπάνιες, αλλά υπάρχουν. Για παράδειγμα, εξορύσσεται στο ορυχείο Udachnaya στη Ρωσία. Είναι πλούσιο σε διαμάντια και το αναγωγικό περιβάλλον βοήθησε στο σχηματισμό καθαρού χρωμίου και διαμαντιών.
Για τη βιομηχανική παραγωγή μετάλλου, τα μεταλλεύματα χρωμίτη επεξεργάζονται με τηγμένο αλκάλιο (καυστική σόδα, NaOH). Στην περίπτωση αυτή, σχηματίζεται χρωμικό νάτριο (Na 2 CrO 4), το οποίο ανάγεται με άνθρακα σε οξείδιο Cr 2 O 3. Το μέταλλο λαμβάνεται με θέρμανση του οξειδίου παρουσία αλουμινίου ή πυριτίου.
Το 2000, περίπου 15 Mt μεταλλεύματος χρωμίτη εξορύχθηκε και υποβλήθηκε σε επεξεργασία σε 4 Mt σιδηροχρωμίου, 70% χρώμιο-σίδερο, με εκτιμώμενη αγοραία αξία 2,5 δισεκατομμυρίων δολαρίων ΗΠΑ.
Τα κύρια χαρακτηριστικά
Το χαρακτηριστικό του χημικού στοιχείου χρώμιο οφείλεται στο ότι είναι μέταλλο μεταπτώσεως της τέταρτης περιόδου του περιοδικού πίνακα και βρίσκεται μεταξύ βαναδίου και μαγγανίου. Περιλαμβάνεται στην ομάδα VI. Λιώνει σε θερμοκρασία 1907 °C. Παρουσία οξυγόνου, το χρώμιο σχηματίζει γρήγορα ένα λεπτό στρώμα οξειδίου, το οποίο προστατεύει το μέταλλο από περαιτέρω αλληλεπίδραση με το οξυγόνο.
Ως μεταβατικό στοιχείο, αντιδρά με ουσίες σε διάφορες αναλογίες. Έτσι, σχηματίζει ενώσεις στις οποίες έχει διάφορες καταστάσεις οξείδωσης. Το χρώμιο είναι ένα χημικό στοιχείο με θεμελιώδεις καταστάσεις +2, +3 και +6, εκ των οποίων το +3 είναι το πιο σταθερό. Επιπλέον, καταστάσεις +1, +4 και +5 παρατηρούνται σε σπάνιες περιπτώσεις. Οι ενώσεις του χρωμίου σε κατάσταση οξείδωσης +6 είναι ισχυροί οξειδωτικοί παράγοντες.
Τι χρώμα είναι το χρώμιο; Το χημικό στοιχείο προσδίδει μια ρουμπινιά απόχρωση. Το Cr 2 O 3 που χρησιμοποιείται για χρησιμοποιείται επίσης ως χρωστική ουσία που ονομάζεται "πράσινο χρωμίου". Τα άλατα του είναι γυαλί σε σμαραγδί χρώμα. Το χρώμιο είναι ένα χημικό στοιχείο του οποίου η παρουσία κάνει ένα ρουμπινί κόκκινο. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιείται στην παραγωγή συνθετικών ρουμπίνων.
ισότοπα
Τα ισότοπα του χρωμίου έχουν ατομικά βάρη από 43 έως 67. Συνήθως αυτό το χημικό στοιχείο αποτελείται από τρεις σταθερές μορφές: 52 Cr, 53 Cr και 54 Cr. Από αυτά, το 52 Cr είναι το πιο κοινό (83,8% όλου του φυσικού χρωμίου). Επιπλέον, έχουν περιγραφεί 19 ραδιοϊσότοπα, εκ των οποίων το 50 Cr είναι το πιο σταθερό, με χρόνο ημιζωής που υπερβαίνει τα 1,8 x 10 17 χρόνια. Το 51 Cr έχει χρόνο ημιζωής 27,7 ημέρες και για όλα τα άλλα ραδιενεργά ισότοπα δεν υπερβαίνει τις 24 ώρες και για τα περισσότερα από αυτά διαρκεί λιγότερο από ένα λεπτό. Το στοιχείο έχει επίσης δύο μεταστάσεις.
Τα ισότοπα χρωμίου στον φλοιό της γης, κατά κανόνα, συνοδεύονται από ισότοπα μαγγανίου, τα οποία βρίσκουν εφαρμογή στη γεωλογία. Το 53 Cr σχηματίζεται κατά τη ραδιενεργή διάσπαση των 53 Mn. Ο λόγος ισοτόπων Mn/Cr ενισχύει άλλες ενδείξεις πρώιμης ιστορίας ηλιακό σύστημα. Οι αλλαγές στις αναλογίες 53 Cr/ 52 Cr και Mn/Cr από διαφορετικούς μετεωρίτες αποδεικνύουν ότι το νέο ατομικούς πυρήνεςδημιουργήθηκαν λίγο πριν από το σχηματισμό του ηλιακού συστήματος.
Χημικό στοιχείο χρώμιο: ιδιότητες, τύπος ενώσεων
Το οξείδιο του χρωμίου (III) Cr 2 O 3, γνωστό και ως σεσκιοξείδιο, είναι ένα από τα τέσσερα οξείδια αυτού του χημικού στοιχείου. Λαμβάνεται από χρωμίτη. Η πράσινη ένωση αναφέρεται συνήθως ως "πράσινο χρωμίου" όταν χρησιμοποιείται ως χρωστική ουσία για τη ζωγραφική σμάλτου και γυαλιού. Το οξείδιο μπορεί να διαλυθεί σε οξέα, σχηματίζοντας άλατα και σε λιωμένα αλκάλια, χρωμίτες.
Διχρωμικό κάλιο
Το K 2 Cr 2 O 7 είναι ένα ισχυρό οξειδωτικό μέσο και προτιμάται ως καθαριστικό για εργαστηριακά γυάλινα από οργανικά. Για αυτό χρησιμοποιείται το κορεσμένο διάλυμά του, αλλά μερικές φορές αντικαθίσταται με διχρωμικό νάτριο, με βάση την υψηλότερη διαλυτότητα του τελευταίου. Επιπλέον, μπορεί να ρυθμίσει τη διαδικασία οξείδωσης οργανικών ενώσεων, μετατρέποντας την πρωτογενή αλκοόλη σε αλδεΰδη και στη συνέχεια σε διοξείδιο του άνθρακα.
Το διχρωμικό κάλιο μπορεί να προκαλέσει δερματίτιδα από χρώμιο. Το χρώμιο είναι πιθανώς η αιτία της ευαισθητοποίησης που οδηγεί στην ανάπτυξη δερματίτιδας, ιδιαίτερα των χεριών και των αντιβραχίων, η οποία είναι χρόνια και δύσκολο να αντιμετωπιστεί. Όπως και άλλες ενώσεις Cr(VI), το διχρωμικό κάλιο είναι καρκινογόνο. Ο χειρισμός του πρέπει να γίνεται με γάντια και κατάλληλο προστατευτικό εξοπλισμό.
Χρωμικό οξύ
Η ένωση έχει την υποθετική δομή H 2 CrO 4 . Ούτε χρωμικά ούτε διχρωμικά οξέα βρίσκονται στη φύση, αλλά τα ανιόντα τους βρίσκονται σε διάφορες ουσίες. Το "χρωμικό οξύ", το οποίο μπορεί να βρεθεί στην πώληση, είναι στην πραγματικότητα ο όξινος ανυδρίτης του - τριοξείδιο CrO 3.
Μόλυβδος (II) χρωμικό
Το PbCrO 4 έχει έντονο κίτρινο χρώμα και είναι πρακτικά αδιάλυτο στο νερό. Για το λόγο αυτό, έχει βρει εφαρμογή ως χρωστική ουσία με την ονομασία «κίτρινη κορώνα».
Cr και πεντασθενής δεσμός
Το χρώμιο διακρίνεται για την ικανότητά του να σχηματίζει πεντασθενείς δεσμούς. Η ένωση δημιουργείται από Cr(I) και μια ρίζα υδρογονάνθρακα. Ένας πεντασθενής δεσμός σχηματίζεται μεταξύ δύο ατόμων χρωμίου. Ο τύπος του μπορεί να γραφτεί ως Ar-Cr-Cr-Ar όπου το Ar είναι μια συγκεκριμένη αρωματική ομάδα.
Εφαρμογή
Το χρώμιο είναι ένα χημικό στοιχείο του οποίου οι ιδιότητες του έχουν προσφέρει πολλές διαφορετικές χρήσεις, μερικές από τις οποίες παρατίθενται παρακάτω.
Χαρίζει στα μέταλλα αντοχή στη διάβρωση και γυαλιστερή επιφάνεια. Επομένως, το χρώμιο περιλαμβάνεται σε κράματα όπως ο ανοξείδωτος χάλυβας, που χρησιμοποιούνται για παράδειγμα στα μαχαιροπίρουνα. Χρησιμοποιείται επίσης για επιχρωμίωση.
Το χρώμιο είναι καταλύτης για διάφορες αντιδράσεις. Χρησιμοποιείται για την κατασκευή καλουπιών για το ψήσιμο τούβλων. Τα άλατά του μαυρίζουν το δέρμα. Το διχρωμικό κάλιο χρησιμοποιείται για την οξείδωση οργανικών ενώσεων όπως οι αλκοόλες και οι αλδεΰδες, καθώς και για τον καθαρισμό εργαστηριακών γυαλικών. Χρησιμεύει ως σταθεροποιητικό για τη βαφή υφασμάτων και χρησιμοποιείται επίσης στη φωτογραφία και την εκτύπωση φωτογραφιών.
Το CrO 3 χρησιμοποιείται για την κατασκευή μαγνητικών ταινιών (για παράδειγμα, για εγγραφή ήχου), οι οποίες έχουν καλύτερα χαρακτηριστικά από τα φιλμ οξειδίου του σιδήρου.
Ρόλος στη βιολογία
Το τρισθενές χρώμιο είναι ένα χημικό στοιχείο απαραίτητο για το μεταβολισμό της ζάχαρης στο ανθρώπινο σώμα. Αντίθετα, το εξασθενές Cr είναι εξαιρετικά τοξικό.
Προληπτικά μέτρα
Οι ενώσεις του μετάλλου χρωμίου και του Cr(III) δεν θεωρούνται γενικά επικίνδυνες για την υγεία, αλλά ουσίες που περιέχουν Cr(VI) μπορεί να είναι τοξικές εάν καταποθούν ή εισπνευστούν. Οι περισσότερες από αυτές τις ουσίες είναι ερεθιστικές για τα μάτια, το δέρμα και τους βλεννογόνους. Με χρόνια έκθεση, οι ενώσεις του χρωμίου (VI) μπορούν να προκαλέσουν βλάβη στα μάτια εάν δεν αντιμετωπιστούν σωστά. Επιπλέον, είναι αναγνωρισμένο καρκινογόνο. Η θανατηφόρα δόση αυτού του χημικού στοιχείου είναι περίπου μισό κουταλάκι του γλυκού. Σύμφωνα με τις συστάσεις του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας, η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση Cr (VI) σε πόσιμο νερόείναι 0,05 mg ανά λίτρο.
Δεδομένου ότι οι ενώσεις χρωμίου χρησιμοποιούνται σε βαφές και βυρσοδεψία δέρματος, βρίσκονται συχνά στο έδαφος και τα υπόγεια ύδατα εγκαταλελειμμένων βιομηχανικών χώρων που απαιτούν περιβαλλοντικό καθαρισμό και αποκατάσταση. Το αστάρι που περιέχει Cr(VI) εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ευρέως στην αεροδιαστημική και την αυτοκινητοβιομηχανία.
Ιδιότητες στοιχείων
Οι κύριες φυσικές ιδιότητες του χρωμίου είναι οι εξής:
- Ατομικός αριθμός: 24.
- Ατομικό βάρος: 51.996.
- Σημείο τήξεως: 1890 °C.
- Σημείο βρασμού: 2482 °C.
- Κατάσταση οξείδωσης: +2, +3, +6.
- Διαμόρφωση ηλεκτρονίων: 3d 5 4s 1 .
Χρώμιο
Στοιχείο #24. Ένα από τα πιο σκληρά μέταλλα. Έχει υψηλή χημική αντοχή. Ένα από τα πιο σημαντικά μέταλλα που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή κραματοποιημένων χάλυβων. Οι περισσότερες ενώσεις χρωμίου έχουν φωτεινό χρώμα, και το περισσότερο διαφορετικά χρώματα. Για αυτό το χαρακτηριστικό, το στοιχείο ονομάστηκε χρώμιο, που σημαίνει «βάψιμο» στα ελληνικά.
Πώς βρέθηκε
Ένα ορυκτό που περιέχει χρώμιο ανακαλύφθηκε κοντά στο Αικατερινούπολη το 1766 από τον I.G. Lehmann και ονομάστηκε «Σιβηρικός κόκκινος μόλυβδος». Τώρα αυτό το ορυκτό ονομάζεται κροκοΐτης. Η σύνθεσή του είναι επίσης γνωστή - РbCrО 4 . Και κάποτε, ο "κόκκινος μόλυβδος της Σιβηρίας" προκάλεσε πολλές διαμάχες μεταξύ των επιστημόνων. Για τριάντα χρόνια διαφωνούσαν για τη σύνθεσή του, μέχρι που, τελικά, το 1797, ο Γάλλος χημικός Louis Nicolas Vauquelin απομόνωσε από αυτό ένα μέταλλο, το οποίο (επίσης, παρεμπιπτόντως, μετά από κάποιες διαφωνίες) ονομάστηκε χρώμιο.
Κροκοίτης επεξεργασμένος με Vauquelin με ποτάσα K 2 CO 3: χρωμικός μόλυβδος μετατράπηκε σε χρωμικό κάλιο. Στη συνέχεια, με τη βοήθεια του υδροχλωρικού οξέος, το χρωμικό κάλιο μετατράπηκε σε οξείδιο του χρωμίου και νερό (το χρωμικό οξύ υπάρχει μόνο σε αραιά διαλύματα). Με τη θέρμανση της πράσινης σκόνης του οξειδίου του χρωμίου σε ένα χωνευτήριο γραφίτη με άνθρακα, ο Vauquelin έλαβε ένα νέο πυρίμαχο μέταλλο.
Η Ακαδημία Επιστημών του Παρισιού σε όλη της τη μορφή έγινε μάρτυρας της ανακάλυψης. Αλλά, πιθανότατα, ο Vauquelin δεν ξεχώρισε το στοιχειακό χρώμιο, αλλά τα καρβίδια του. Αυτό αποδεικνύεται από το σχήμα που μοιάζει με βελόνα των ανοιχτό γκρι κρυστάλλων που λαμβάνονται από το Vauquelin.
Το όνομα "chrome" προτάθηκε από τους φίλους του Vauquelin, αλλά δεν του άρεσε - το μέταλλο δεν διέφερε σε ένα ιδιαίτερο χρώμα. Ωστόσο, φίλοι κατάφεραν να πείσουν τον χημικό, αναφερόμενοι στο γεγονός ότι καλές βαφές μπορούν να ληφθούν από έντονες ενώσεις χρωμίου. (Παρεμπιπτόντως, στα έργα του Vauquelin εξηγήθηκε για πρώτη φορά το σμαραγδένιο χρώμα ορισμένων φυσικών πυριτικών αλάτων βηρυλλίου και αργιλίου· όπως ανακάλυψε ο Vauquelin, χρωματίστηκαν από ακαθαρσίες ενώσεων χρωμίου.) Και αυτό το όνομα καθιερώθηκε για το νέο στοιχείο.
Παρεμπιπτόντως, η συλλαβή «χρώμιο», ακριβώς με την έννοια του «έγχρωμου», περιλαμβάνεται σε πολλούς επιστημονικούς, τεχνικούς ακόμη και μουσικούς όρους. Ευρέως γνωστές φωτογραφικές ταινίες είναι το «ισοπάνχρωμο», το «πάνχρωμο» και το «ορθόχρωμο». Η λέξη «χρωμόσωμα» στα ελληνικά σημαίνει «σώμα που είναι έγχρωμο». Υπάρχει μια «χρωματική» κλίμακα (στη μουσική) και υπάρχει μια αρμονική «χρόμκα».
Πού βρίσκεται
Υπάρχει πολύ χρώμιο στον φλοιό της γης - 0,02%. Το κύριο ορυκτό από το οποίο η βιομηχανία λαμβάνει χρώμιο είναι το σπινέλιο χρωμίου ποικίλης σύστασης γενικός τύπος(Mg, Fe) O · (Cr, Al, Fe) 2 O 3 . Το μετάλλευμα χρωμίου ονομάζεται χρωμίτες ή σιδηρομετάλλευμα χρωμίου (επειδή σχεδόν πάντα περιέχει σίδηρο). Σε πολλά σημεία υπάρχουν κοιτάσματα μεταλλευμάτων χρωμίου. Η χώρα μας έχει τεράστια αποθέματα χρωμίτη. Ένα από τα μεγαλύτερα κοιτάσματα βρίσκεται στο Καζακστάν, στην περιοχή Aktyubinsk. ανακαλύφθηκε το 1936. Στα Ουράλια υπάρχουν επίσης σημαντικά αποθέματα μεταλλευμάτων χρωμίου.
Οι χρωμίτες χρησιμοποιούνται κυρίως για την τήξη του σιδηροχρωμίου. Είναι ένα από τα σημαντικότερα σιδηροκράματα και απολύτως απαραίτητο για τη μαζική παραγωγή κραματοποιημένων χάλυβων.
Τα σιδηροκράματα είναι κράματα σιδήρου με άλλα στοιχεία που χρησιμοποιούνται στην κύρια ιεροτελεστία για το κράμα και την αποξείδωση του χάλυβα. Το σιδηρόχρωμο περιέχει τουλάχιστον 60% Cr.
Η τσαρική Ρωσία σχεδόν δεν παρήγαγε σιδηροκράματα. Αρκετοί υψικάμινοι των νότιων εργοστασίων τήκωσαν σιδηροπυρίτιο και σιδηρομαγγάνιο με χαμηλό ποσοστό (για κράμα μετάλλων). Επιπλέον, το 1910, χτίστηκε ένα μικροσκοπικό εργοστάσιο στον ποταμό Σάτκα, που ρέει στα Νότια Ουράλια, το οποίο έλιωνε ελάχιστες ποσότητες σιδηρομαγγανίου και σιδηροχρωμίου.
Νέος Σοβιετική χώρατα πρώτα χρόνια ανάπτυξης έπρεπε να εισάγονται σιδηροκράματα από το εξωτερικό. Αυτή η εξάρτηση από τις καπιταλιστικές χώρες ήταν απαράδεκτη. Ήδη το 1927 ... 1928. ξεκίνησε η κατασκευή σοβιετικών εργοστασίων σιδηροκραμάτων. Στα τέλη του 1930, κατασκευάστηκε ο πρώτος μεγάλος κλίβανος σιδηροκραμάτων στο Τσελιάμπινσκ και το 1931 τέθηκε σε λειτουργία το εργοστάσιο του Τσελιάμπινσκ, το πρωτότοκο της βιομηχανίας σιδηροκραμάτων της ΕΣΣΔ. Το 1933, κυκλοφόρησαν δύο ακόμη εργοστάσια - στο Zaporozhye και στο Zestaponi. Αυτό κατέστησε δυνατή τη διακοπή της εισαγωγής σιδηροκράματα. Σε λίγα μόλις χρόνια, οργανώθηκε η παραγωγή πολλών τύπων ειδικών χάλυβων στη Σοβιετική Ένωση - ρουλεμάν, ανθεκτικά στη θερμότητα, ανοξείδωτα, αυτοκίνητα, υψηλής ταχύτητας ... Όλοι αυτοί οι χάλυβες περιλαμβάνουν χρώμιο.
Στο 17ο Συνέδριο του Κόμματος, ο Λαϊκός Επίτροπος Βαριάς Βιομηχανίας Sergo Ordzhonikidze είπε: «... αν δεν είχαμε χάλυβα υψηλής ποιότητας, δεν θα είχαμε βιομηχανία αυτοκινήτων. Το κόστος των υψηλής ποιότητας χάλυβων που χρησιμοποιούμε αυτή τη στιγμή υπολογίζεται σε πάνω από 400 εκατομμύρια ρούβλια. Εάν ήταν απαραίτητο να γίνει εισαγωγή, θα ήταν 400 εκατομμύρια ρούβλια. κάθε χρόνο, διάολε, θα ήσασταν σκλάβοι των καπιταλιστών…»
Το εργοστάσιο στη βάση του πεδίου Aktobe χτίστηκε αργότερα, στα χρόνια του Μεγάλου Πατριωτικός Πόλεμος. Έδωσε την πρώτη τήξη σιδηροχρωμίου στις 20 Ιανουαρίου 1943. Οι εργάτες της πόλης Ακτόμπε συμμετείχαν στην κατασκευή του εργοστασίου. Το κτίριο ανακηρύχθηκε δημοφιλές. Το σιδηρόχρωμο του νέου εργοστασίου χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή μετάλλων για άρματα μάχης και κανόνια, για τις ανάγκες του μετώπου.
Πέρασαν χρόνια. Τώρα το εργοστάσιο σιδηροκραμάτων Aktobe είναι η μεγαλύτερη επιχείρηση που παράγει σιδηροχρώμιο όλων των ποιοτήτων. Στο εργοστάσιο έχουν μεγαλώσει εθνικά στελέχη μεταλλουργών υψηλής εξειδίκευσης. Από χρόνο σε χρόνο, τα εργοστάσια και τα ορυχεία χρωμίτη αυξάνουν την δυναμικότητά τους, παρέχοντας στη σιδηρούχα μεταλλουργία μας σιδηρούχο υψηλής ποιότητας.
Η χώρα μας διαθέτει ένα μοναδικό κοίτασμα από φυσικά κράματα μεταλλευμάτων σιδήρου πλούσια σε χρώμιο και νικέλιο. Βρίσκεται στις στέπες του Όρενμπουργκ. Με βάση αυτό το κοίτασμα κατασκευάστηκε και λειτουργεί το μεταλλουργικό εργοστάσιο Orsk-Khalilovsky. Στις υψικάμινους του εργοστασίου τήκεται φυσικά κραματοποιημένος χυτοσίδηρος, ο οποίος έχει υψηλή αντοχή στη θερμότητα. Εν μέρει χρησιμοποιείται με τη μορφή χύτευσης, αλλά το μεγαλύτερο μέρος του αποστέλλεται για επεξεργασία σε χάλυβα νικελίου. το χρώμιο καίγεται όταν τήκεται χάλυβας από χυτοσίδηρο.
Η Κούβα, η Γιουγκοσλαβία, πολλές χώρες της Ασίας και της Αφρικής έχουν μεγάλα αποθέματα χρωμίτη.
Πώς να το αποκτήσετε
Ο χρωμίτης χρησιμοποιείται κυρίως σε τρεις βιομηχανίες: τη μεταλλουργία, τη χημεία και την παραγωγή πυρίμαχων υλικών και η μεταλλουργία καταναλώνει περίπου τα δύο τρίτα του συνόλου του χρωμίτη.
Ο χάλυβας σε κράμα με χρώμιο έχει αυξημένη αντοχή, αντοχή στη διάβρωση σε επιθετικά και οξειδωτικά περιβάλλοντα.
Η απόκτηση καθαρού χρωμίου είναι μια δαπανηρή και χρονοβόρα διαδικασία. Ως εκ τούτου, για την κραματοποίηση του χάλυβα, χρησιμοποιείται κυρίως σιδηρόχρωμο, το οποίο λαμβάνεται σε φούρνους ηλεκτρικού τόξου απευθείας από χρωμίτη. Ο αναγωγικός παράγοντας είναι ο κοκ. Η περιεκτικότητα σε οξείδιο του χρωμίου στο χρωμίτη δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 48%, και η αναλογία Cr:Fe δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 3:1.
Το σιδηρόχρωμο που λαμβάνεται σε ηλεκτρικό φούρνο περιέχει συνήθως έως και 80% χρώμιο και 4 ... 7% άνθρακα (το υπόλοιπο είναι σίδηρος).
Αλλά για την κράμα πολλών χάλυβων υψηλής ποιότητας, απαιτείται σιδηροχρωμία, το οποίο περιέχει λίγο άνθρακα (οι λόγοι για αυτό συζητούνται παρακάτω, στο κεφάλαιο «Χρώμιο σε κράματα»). Ως εκ τούτου, ένα μέρος σιδηροχρωμίου υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα υποβάλλεται σε ειδική επεξεργασία προκειμένου να μειωθεί η περιεκτικότητα σε άνθρακα σε αυτό στα δέκατα και στα εκατοστά του τοις εκατό.
Στοιχειακό, μεταλλικό χρώμιο λαμβάνεται επίσης από τον χρωμίτη. Η παραγωγή εμπορικά καθαρού χρωμίου (97...99%) βασίζεται στη μέθοδο αλουμινοθερμίας, που ανακαλύφθηκε το 1865 από τον διάσημο Ρώσο χημικό N.N. Μπεκετόφ. Η ουσία της μεθόδου είναι η αναγωγή των οξειδίων του αλουμινίου, η αντίδραση συνοδεύεται από σημαντική απελευθέρωση θερμότητας.
Αλλά πρώτα πρέπει να πάρετε καθαρό οξείδιο χρωμίου Cr 2 O 3. Για να γίνει αυτό, ο λεπτώς αλεσμένος χρωμίτης αναμιγνύεται με σόδα και σε αυτό το μείγμα προστίθεται ασβεστόλιθος ή οξείδιο του σιδήρου. Ολόκληρη η μάζα πυρώνεται και σχηματίζεται χρωμικό νάτριο:
2Cr 2 O 3 + 4Na 2 CO 3 + 3O 2 > 4Na 2 CrO 4 + 4CO 2.
Στη συνέχεια, το χρωμικό νάτριο εκπλένεται από την πυρωμένη μάζα με νερό. η αλισίβα διηθείται, εξατμίζεται και υποβάλλεται σε επεξεργασία με οξύ. Το αποτέλεσμα είναι διχρωμικό νάτριο Na 2 Cr 2 O 7 . Με την αναγωγή του με θείο ή άνθρακα όταν θερμαίνεται, λαμβάνεται πράσινο οξείδιο του χρωμίου.
Το μέταλλο χρωμίου μπορεί να ληφθεί με ανάμειξη καθαρού οξειδίου του χρωμίου με σκόνη αλουμινίου, θέρμανση αυτού του μείγματος σε χωνευτήριο στους 500...600°C και ανάφλεξη με υπεροξείδιο του βαρίου.Το αλουμίνιο αφαιρεί το οξυγόνο από το οξείδιο του χρωμίου. Αυτή η αντίδραση Cr 2 O 3 + 2Al > Al 2 O 3 + 2Cr είναι η βάση της βιομηχανικής (αλουμινοθερμικής) μεθόδου παραγωγής χρωμίου, αν και, φυσικά, η εργοστασιακή τεχνολογία είναι πολύ πιο περίπλοκη. Το χρώμιο, που λαμβάνεται με αλουμινόθερμο, περιέχει δέκατα του τοις εκατό αλουμινίου και σιδήρου και εκατοστά του εκατοστιαίου πυριτίου, άνθρακα και θείου.
Χρησιμοποιείται επίσης η πυριτιοθερμική μέθοδος για τη λήψη εμπορικά καθαρού χρωμίου. Σε αυτή την περίπτωση, το οξείδιο του χρωμίου ανάγεται με πυρίτιο σύμφωνα με την αντίδραση
2Cr 2 O 3 + 3Si > 3SiO 2 + 4Cr.
Αυτή η αντίδραση λαμβάνει χώρα σε φούρνους τόξου. Για τη δέσμευση του πυριτίου, προστίθεται ασβεστόλιθος στο μείγμα. Η καθαρότητα του πυριτιοθερμικού χρωμίου είναι περίπου η ίδια με αυτή του αλουμινοθερμικού χρωμίου, αν και, φυσικά, η περιεκτικότητα σε πυρίτιο σε αυτό είναι κάπως υψηλότερη και το αλουμίνιο είναι κάπως χαμηλότερο. Για να αποκτήσουν χρώμιο, προσπάθησαν να χρησιμοποιήσουν άλλους αναγωγικούς παράγοντες - άνθρακα, υδρογόνο, μαγνήσιο. Ωστόσο, αυτές οι μέθοδοι δεν χρησιμοποιούνται ευρέως.
Χρώμιο υψηλός βαθμόςκαθαρότητας (περίπου 99,8%) λαμβάνουν ηλεκτρολυτικά.
Το εμπορικά καθαρό και ηλεκτρολυτικό χρώμιο χρησιμοποιείται κυρίως για την παραγωγή σύνθετων κραμάτων χρωμίου.
Σταθερές και ιδιότητες του χρωμίου
Η ατομική μάζα του χρωμίου είναι 51.996. Στον περιοδικό πίνακα καταλαμβάνει μια θέση στην έκτη ομάδα. Οι πλησιέστεροι γείτονες και τα ανάλογα του είναι το μολυβδαίνιο και το βολφράμιο. Είναι χαρακτηριστικό ότι οι γείτονες του χρωμίου, όπως και το ίδιο το χρώμιο, χρησιμοποιούνται ευρέως για την κραματοποίηση χάλυβα.
Το σημείο τήξης του χρωμίου εξαρτάται από την καθαρότητά του. Πολλοί ερευνητές προσπάθησαν να το προσδιορίσουν και έχουν λάβει τιμές από 1513 έως 1920°C. Μια τόσο μεγάλη «σκέδαση» οφείλεται κατά κύριο λόγο στην ποσότητα και τη σύνθεση των ακαθαρσιών που περιέχονται στο χρώμιο. Τώρα πιστεύεται ότι το χρώμιο τήκεται στους 1875°C περίπου. Σημείο βρασμού 2199°C. Η πυκνότητα του χρωμίου είναι μικρότερη από αυτή του σιδήρου. ισούται με 7,19.
Όσον αφορά τις χημικές ιδιότητες, το χρώμιο είναι κοντά στο μολυβδαίνιο και το βολφράμιο. Το υψηλότερο οξείδιο του CrO 3 είναι όξινο, είναι ο χρωμικός ανυδρίτης H 2 CrO 4 . Το ορυκτό κροκοΐτη, από το οποίο ξεκινήσαμε τη γνωριμία μας με το στοιχείο Νο. 24, είναι ένα άλας αυτού του οξέος. Εκτός από το χρωμικό οξύ, είναι γνωστό το διχρωμικό οξύ H 2 Cr 2 O 7 και τα άλατά του, τα διχρωμικά, χρησιμοποιούνται ευρέως στη χημεία. Το πιο κοινό οξείδιο του χρωμίου Cr 2 O 3 είναι το αμφοτερένιο. Γενικά, υπό διαφορετικές συνθήκες, το χρώμιο μπορεί να εμφανίσει σθένες από 2 έως 6. Μόνο ενώσεις τρι- και εξασθενούς χρωμίου χρησιμοποιούνται ευρέως.
Το χρώμιο έχει όλες τις ιδιότητες ενός μετάλλου - καλός αγωγός της θερμότητας και ηλεκτρική ενέργεια, έχει χαρακτηριστική μεταλλική λάμψη. Το κύριο χαρακτηριστικό του χρωμίου είναι η αντοχή του στα οξέα και το οξυγόνο.
Για όσους ασχολούνται συνεχώς με το χρώμιο, ένα άλλο από τα χαρακτηριστικά του έχει γίνει σύνθημα: σε θερμοκρασία περίπου 37 ° C, ορισμένες από τις φυσικές ιδιότητες αυτού του μετάλλου αλλάζουν απότομα, απότομα. Σε αυτή τη θερμοκρασία, υπάρχει ένα έντονο μέγιστο της εσωτερικής τριβής και ένα ελάχιστο του συντελεστή ελαστικότητας. Η ηλεκτρική αντίσταση, ο συντελεστής γραμμικής διαστολής και η θερμοηλεκτρική δύναμη αλλάζουν σχεδόν το ίδιο απότομα.
Οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμη εξηγήσει αυτήν την ανωμαλία.
Τέσσερα φυσικά ισότοπα του χρωμίου είναι γνωστά. Οι μάζες τους είναι 50, 52, 53 και 54. Το μερίδιο του πιο συνηθισμένου ισοτόπου 52 Cr είναι περίπου 84%
Χρώμιο σε κράματα
Θα ήταν μάλλον αφύσικο αν η ιστορία της χρήσης του χρωμίου και των ενώσεων του δεν ξεκινούσε με χάλυβα, αλλά με κάτι άλλο. Το χρώμιο είναι ένα από τα πιο σημαντικά κράματα που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία σιδήρου και χάλυβα. Η προσθήκη χρωμίου σε συνηθισμένους χάλυβες (έως 5% Cr) βελτιώνει τις φυσικές τους ιδιότητες και καθιστά το μέταλλο πιο ευαίσθητο στη θερμική επεξεργασία. Το χρώμιο είναι κράμα με χάλυβες ελατηρίου, ελατηρίου, εργαλείων, καλουπιών και ρουλεμάν. Σε αυτούς (εκτός από σφαιρικούς χάλυβες), το χρώμιο υπάρχει μαζί με μαγγάνιο, μολυβδαίνιο, νικέλιο, βανάδιο. Και οι χάλυβες με ρουλεμάν περιέχουν μόνο χρώμιο (περίπου 1,5%) και άνθρακα (περίπου 1%). Το τελευταίο σχηματίζεται με καρβίδια χρωμίου εξαιρετικής σκληρότητας: Cr 3 C. Cr 7 C 3 και Cr 23 C 6 . Δίνουν υψηλή αντοχή στη φθορά από χάλυβα ρουλεμάν.
Εάν η περιεκτικότητα του χάλυβα σε χρώμιο αυξηθεί στο 10% ή περισσότερο, ο χάλυβας γίνεται πιο ανθεκτικός στην οξείδωση και τη διάβρωση, αλλά εδώ παίζει ρόλο ένας παράγοντας που μπορεί να ονομαστεί περιορισμός άνθρακα. Η ικανότητα του άνθρακα να δεσμεύει μεγάλες ποσότητες χρωμίου οδηγεί σε εξάντληση του χάλυβα σε αυτό το στοιχείο. Επομένως, οι μεταλλουργοί βρίσκονται αντιμέτωποι με ένα δίλημμα: εάν θέλετε να αποκτήσετε αντοχή στη διάβρωση, μειώστε την περιεκτικότητα σε άνθρακα και χάνετε την αντοχή στη φθορά και τη σκληρότητα.
Η πιο κοινή ποιότητα ανοξείδωτου χάλυβα περιέχει 18% χρώμιο και 8% νικέλιο. Η περιεκτικότητα σε άνθρακα σε αυτό είναι πολύ χαμηλή - έως και 0,1%. Οι ανοξείδωτοι χάλυβες αντιστέκονται καλά στη διάβρωση και την οξείδωση και διατηρούν την αντοχή τους σε υψηλές θερμοκρασίες. Από φύλλα τέτοιου χάλυβα, μια γλυπτική ομάδα του V.I. Mukhina "Worker and Collective Farm Woman", η οποία είναι εγκατεστημένη στη Μόσχα στη Βόρεια είσοδο της Έκθεσης Επιτευγμάτων της Εθνικής Οικονομίας. Οι ανοξείδωτοι χάλυβες χρησιμοποιούνται ευρέως στη χημική βιομηχανία και στη βιομηχανία πετρελαίου.
Οι χάλυβες με υψηλό χρώμιο (που περιέχουν 25...30% Cr) είναι ιδιαίτερα ανθεκτικοί στην οξείδωση σε υψηλές θερμοκρασίες. Χρησιμοποιούνται για την κατασκευή εξαρτημάτων για κλιβάνους θέρμανσης.
Τώρα λίγα λόγια για τα κράματα με βάση το χρώμιο. Πρόκειται για κράματα που περιέχουν περισσότερο από 50% χρώμιο. Έχουν πολύ υψηλή αντοχή στη θερμότητα. Ωστόσο, έχουν ένα πολύ μεγάλο μειονέκτημα που αναιρεί όλα τα πλεονεκτήματα: αυτά τα κράματα είναι πολύ ευαίσθητα σε επιφανειακά ελαττώματα: αρκεί να δημιουργηθεί μια γρατσουνιά, μια μικρορωγμή και το προϊόν θα καταρρεύσει γρήγορα υπό το φορτίο. Για τα περισσότερα κράματα, τέτοιες ελλείψεις εξαλείφονται με θερμομηχανική επεξεργασία, αλλά τα κράματα με βάση το χρώμιο δεν μπορούν να αντιμετωπιστούν με αυτόν τον τρόπο. Επιπλέον, είναι πολύ εύθραυστα σε θερμοκρασία δωματίου, γεγονός που επίσης περιορίζει την εφαρμογή τους.
Πιο πολύτιμα κράματα χρωμίου με νικέλιο (συχνά εισάγονται ως πρόσθετα κραμάτων και άλλα στοιχεία). Τα πιο κοινά κράματα αυτής της ομάδας - νιχρώμιο περιέχουν έως και 20% χρώμιο (το υπόλοιπο είναι νικέλιο) και χρησιμοποιούνται για την κατασκευή θερμαντικών στοιχείων. Τα νιχρώμια έχουν μεγάλη ηλεκτρική αντίσταση για τα μέταλλα· όταν περνάει ρεύμα, θερμαίνονται πολύ.
Η προσθήκη μολυβδαινίου και κοβαλτίου σε κράματα χρωμίου-νικελίου καθιστά δυνατή τη λήψη υλικών με υψηλή αντοχή στη θερμότητα και την ικανότητα να αντέχουν βαριά φορτία στους 650...900°C. Αυτά τα κράματα χρησιμοποιούνται για την κατασκευή, για παράδειγμα, πτερυγίων αεριοστροβίλων.
Αντίσταση στη θερμότητα διαθέτουν επίσης κράματα χρωμίου-κοβαλτίου που περιέχουν 25 ... 30% χρώμιο. Η βιομηχανία χρησιμοποιεί επίσης χρώμιο ως υλικό για αντιδιαβρωτικές και διακοσμητικές επικαλύψεις.
Το κύριο μετάλλευμα χρωμίου, ο χρωμίτης, χρησιμοποιείται επίσης στην παραγωγή πυρίμαχων υλικών. Τα τούβλα μαγνησίτη-χρωμίτη είναι χημικά παθητικά και ανθεκτικά στη θερμότητα, μπορούν να αντέξουν επαναλαμβανόμενες απότομες αλλαγές θερμοκρασίας. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιούνται στην κατασκευή θόλων. φούρνοι ανοιχτής εστίας. Η αντίσταση των τόξων μαγνησίτη-χρωμίτη είναι 2...3 φορές μεγαλύτερη από αυτή των τόξων Ντίνας.
Το Dinas είναι ένα πυρίμαχο τούβλο που περιέχει τουλάχιστον 93% πυρίτιο. Η αντοχή στη φωτιά του Dinas είναι 1680...1730°C. Στον 14ο τόμο του Μεγάλου Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια(2η έκδοση) Ο Ντίνας ονομάζεται απαραίτητο υλικό για τα θησαυροφυλάκια των φούρνων με ανοιχτή εστία. Αυτή η δήλωση θα πρέπει να θεωρείται ξεπερασμένη, αν και ο dinas εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ευρέως ως πυρίμαχο.
Οι χημικοί λαμβάνουν κυρίως διχρωμικά άλατα καλίου και νατρίου από χρωμίτη K 2 Cr 2 O 7 και Na 2 Cr 2 O 7 .
Φρωμικά και στυπτηρίες χρωμίου KCr(SO 4); χρησιμοποιείται για το δέψιμο δέρματος. Εξ ου και το όνομα "chrome" μπότες. Δέρμα. μαυρισμένο με ενώσεις χρωμίου, έχει όμορφη γυαλάδα, είναι ανθεκτικό και εύκολο στη χρήση.
Από χρωμικό μόλυβδο РbCrО 4 . κατασκευάζει διάφορες βαφές. Ένα διάλυμα διχρωμικού νατρίου χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό και το τουρσί της επιφάνειας του χαλύβδινου σύρματος πριν από τον γαλβανισμό, καθώς και για τη λάμψη του ορείχαλκου. Ο χρωμίτης και άλλες ενώσεις χρωμίου χρησιμοποιούνται ευρέως ως βαφές για κεραμικά υαλώματα και γυαλί.
Τέλος, το χρωμικό οξύ λαμβάνεται από το διχρωμικό νάτριο, το οποίο χρησιμοποιείται ως ηλεκτρολύτης στη χρωμίωση μεταλλικών μερών.
Το χρώμιο θα διατηρήσει τη σημασία του ως πρόσθετο κράματος στον χάλυβα και ως υλικό για επικαλύψεις μετάλλων στο μέλλον. Οι ενώσεις χρωμίου που χρησιμοποιούνται στη χημική και πυρίμαχη βιομηχανία δεν θα χάσουν την αξία τους.
Η κατάσταση είναι πολύ πιο περίπλοκη με τα κράματα με βάση το χρώμιο. Η μεγάλη ευθραυστότητα και η εξαιρετική πολυπλοκότητα της κατεργασίας δεν επιτρέπουν ακόμη την ευρεία χρήση αυτών των κραμάτων, αν και μπορούν να ανταγωνιστούν οποιοδήποτε υλικό όσον αφορά την αντοχή στη θερμότητα και την αντοχή στη φθορά. ΣΤΟ τα τελευταία χρόνιαέχει σκιαγραφηθεί μια νέα κατεύθυνση στην παραγωγή κραμάτων που περιέχουν χρώμιο - η κράματά τους με άζωτο. Αυτό το αέριο, που είναι συνήθως επιβλαβές στη μεταλλουργία, σχηματίζει ισχυρές ενώσεις με χρώμιο - νιτρίδια. Η νιτρίωση των χρωμιωμένων χάλυβων αυξάνει την αντοχή τους στη φθορά και μειώνει την περιεκτικότητα σε ανεπαρκές νικέλιο στους «ανοξείδωτους χάλυβες». Ίσως αυτή η μέθοδος θα ξεπεράσει και την «μηχανική ικανότητα» των κραμάτων με βάση το χρώμιο; Ή μήπως άλλες, αλλά άγνωστες μέθοδοι θα έρθουν στη διάσωση εδώ; Με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, πρέπει να σκεφτεί κανείς ότι στο μέλλον αυτά τα κράματα θα πάρουν τη θέση που τους αξίζει απαραίτητο εξοπλισμόυλικά.
Τρεις ή έξι;
Δεδομένου ότι το χρώμιο ανθίσταται καλά στην οξείδωση του αέρα και στα οξέα, εφαρμόζεται συχνά στην επιφάνεια άλλων υλικών για να τα προστατεύσει από τη διάβρωση. Η μέθοδος εφαρμογής είναι γνωστή από καιρό - αυτή είναι η ηλεκτρολυτική εναπόθεση. Ωστόσο, στην αρχή, προέκυψαν απροσδόκητες δυσκολίες στην ανάπτυξη της διαδικασίας ηλεκτρολυτικής επιχρωμίωσης.
Είναι γνωστό ότι η συμβατική επιμετάλλωση εφαρμόζεται χρησιμοποιώντας ηλεκτρολύτες στους οποίους το ιόν του εφαρμοζόμενου στοιχείου έχει θετικό φορτίο. Με το χρώμιο, αυτό δεν λειτούργησε: οι επικαλύψεις αποδείχθηκαν πορώδεις και ξεφλουδίστηκαν εύκολα.
Για σχεδόν τρία τέταρτα του αιώνα, οι επιστήμονες εργάζονται για το πρόβλημα της επιχρωμίωσης και μόνο στη δεκαετία του 20 του αιώνα μας διαπίστωσαν ότι ο ηλεκτρολύτης ενός λουτρού χρωμίου δεν πρέπει να περιέχει τρισθενές χρώμιο, αλλά χρωμικό οξύ, δηλ. εξασθενές χρώμιο. Στη βιομηχανική επιχρωμίωση, άλατα θειικού και υδροφθορικού οξέος προστίθενται στο λουτρό. Οι ρίζες ελεύθερων οξέων καταλύουν τη διαδικασία γαλβανικής εναπόθεσης χρωμίου.
Οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμη καταλήξει σε συναίνεση σχετικά με τον μηχανισμό εναπόθεσης εξασθενούς χρωμίου στην κάθοδο ενός γαλβανικού λουτρού. Υπάρχει η υπόθεση ότι το εξασθενές χρώμιο περνά πρώτα σε τρισθενές και στη συνέχεια ανάγεται σε μέταλλο. Ωστόσο, οι περισσότεροι ειδικοί συμφωνούν ότι το χρώμιο στην κάθοδο αποκαθίσταται αμέσως από την εξασθενή κατάσταση. Μερικοί επιστήμονες πιστεύουν ότι το ατομικό υδρογόνο εμπλέκεται σε αυτή τη διαδικασία, κάποιοι ότι το εξασθενές χρώμιο απλώς κερδίζει έξι ηλεκτρόνια.
Διακοσμητικό και συμπαγές
Οι επικαλύψεις χρωμίου είναι δύο τύπων: διακοσμητικές και σκληρές. Πιο συχνά πρέπει να ασχοληθείτε με διακοσμητικά: σε ρολόγια, λαβές θυρών και άλλα αντικείμενα. Εδώ, ένα στρώμα χρωμίου εναποτίθεται πάνω από ένα άλλο μέταλλο, συνηθέστερα νικέλιο ή χαλκό. Ο χάλυβας προστατεύεται από τη διάβρωση από αυτό το υποστρώμα και ένα λεπτό (0,0002 ... 0,0005 mm) στρώμα χρωμίου δίνει στο προϊόν μια επίσημη εμφάνιση.
Οι συμπαγείς επιφάνειες κατασκευάζονται διαφορετικά. Το χρώμιο εφαρμόζεται στον χάλυβα σε πολύ παχύτερο στρώμα (έως 0,1 mm), αλλά χωρίς υποστρώματα. Τέτοιες επικαλύψεις αυξάνουν τη σκληρότητα και την αντίσταση στη φθορά του χάλυβα, καθώς και μειώνουν τον συντελεστή τριβής.
Επιχρωμίωση χωρίς ηλεκτρολύτη
Υπάρχει ένας άλλος τρόπος εφαρμογής επικαλύψεων χρωμίου - διάχυση. Αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται όχι σε γαλβανικά λουτρά, αλλά σε φούρνους.
Το τμήμα χάλυβα τοποθετείται σε σκόνη χρωμίου και θερμαίνεται σε αναγωγική ατμόσφαιρα. Μέσα σε 4 ώρες σε θερμοκρασία 1300°C, σχηματίζεται ένα εμπλουτισμένο με χρώμιο στρώμα πάχους 0,08 mm στην επιφάνεια του εξαρτήματος. Η σκληρότητα και η αντίσταση στη διάβρωση αυτού του στρώματος είναι πολύ μεγαλύτερη από τη σκληρότητα του χάλυβα στη μάζα του εξαρτήματος. Αλλά αυτή η φαινομενικά απλή μέθοδος έπρεπε να βελτιωθεί επανειλημμένα. Στην επιφάνεια του χάλυβα σχηματίστηκαν καρβίδια χρωμίου, τα οποία εμπόδισαν τη διάχυση του χρωμίου στον χάλυβα. Επιπλέον, η σκόνη χρωμίου πυροσυσσωματώνεται σε θερμοκρασία περίπου χιλίων βαθμών. Για να μην συμβεί αυτό, αναμιγνύεται ουδέτερη πυρίμαχη σκόνη σε αυτό. Οι προσπάθειες αντικατάστασης της σκόνης χρωμίου με ένα μείγμα οξειδίου του χρωμίου και άνθρακα δεν έδωσαν θετικά αποτελέσματα.
Μια πιο ζωτική πρόταση ήταν να χρησιμοποιηθούν τα πτητικά αλογονίδια του, όπως το CrCl 2 , ως φορέας για το χρώμιο. Το ζεστό αέριο πλένει το επιχρωμιωμένο προϊόν και εμφανίζεται η ακόλουθη αντίδραση:
CrCl 2 + Fe - FeCl 2 + Cr.
Η χρήση πτητικών αλάτων αλογονιδίου κατέστησε δυνατή τη μείωση της θερμοκρασίας επιχρωμίωσης.
Το χλωριούχο χρώμιο (ή ιωδιούχο) λαμβάνεται συνήθως στην ίδια την εγκατάσταση επιχρωμίωσης, διοχετεύοντας ατμούς του αντίστοιχου υδραλογονικού οξέος μέσω κονιοποιημένου χρωμίου ή σιδηροχρωμίου. Το προκύπτον αέριο χλωρίδιο πλένει το επιχρωμιωμένο προϊόν.
Η διαδικασία διαρκεί πολύ - αρκετές ώρες. Το στρώμα που εφαρμόζεται με αυτόν τον τρόπο είναι πολύ πιο ισχυρά συνδεδεμένο με το υλικό βάσης από το γαλβανικά εφαρμοσμένο.
Όλα ξεκίνησαν με το πλύσιμο των πιάτων...
Σε οποιοδήποτε εργαστήριο ανάλυσης υπάρχει ένα μεγάλο μπουκάλι με σκούρο υγρό. Αυτό είναι ένα "μίγμα χρωμίου" - ένα μείγμα κορεσμένου διαλύματος διχρωμικού καλίου με πυκνό θειικό οξύ. Γιατί τη χρειάζεται;
Στα δάχτυλα ενός ατόμου υπάρχει πάντα λιπώδης μόλυνση, η οποία μεταφέρεται εύκολα στο γυαλί. Είναι αυτές οι εναποθέσεις που το μείγμα χρωμίου έχει σχεδιαστεί για να ξεπλένει. Οξειδώνει το λίπος και απομακρύνει τα υπολείμματά του. Αλλά αυτή η ουσία πρέπει να αντιμετωπίζεται με προσοχή. Μερικές σταγόνες από ένα μείγμα χρωμίου που έπεσαν πάνω σε ένα κοστούμι μπορούν να το μετατρέψουν σε ένα είδος κόσκινου: υπάρχουν δύο ουσίες στο μείγμα και οι δύο είναι «ληστές» - ένα ισχυρό οξύ και ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας.
Χρώμιο και ξύλο
Ακόμη και σε αυτήν την εποχή του γυαλιού, του αλουμινίου, του σκυροδέματος και των πλαστικών, είναι αδύνατο να μην αναγνωρίσουμε το ξύλο ως εξαιρετικό οικοδομικό υλικό. Το κύριο πλεονέκτημά του είναι η ευκολία επεξεργασίας και τα κύρια μειονεκτήματά του είναι ο κίνδυνος πυρκαγιάς, η ευαισθησία στην καταστροφή από μύκητες, βακτήρια και έντομα. Το ξύλο μπορεί να γίνει πιο ανθεκτικό εμποτίζοντας το με ειδικά διαλύματα, τα οποία περιλαμβάνουν απαραίτητα χρωμικά και διχρωμικά άλατα συν χλωριούχο ψευδάργυρο, θειικό χαλκό, αρσενικό νάτριο και ορισμένες άλλες ουσίες. Ο εμποτισμός αυξάνει πολύ την αντοχή του ξύλου στη δράση μυκήτων, εντόμων, φλόγων.
Κοιτάζοντας ένα σχέδιο
Οι εικονογραφήσεις στα μέσα εκτύπωσης γίνονται από κλισέ - μεταλλικές πλάκες στις οποίες αυτό το μοτίβο (ή μάλλον, η κατοπτρική του εικόνα) είναι χαραγμένο χημικά ή χειροκίνητα. Πριν από την εφεύρεση της φωτογραφίας, τα κλισέ ήταν χαραγμένα μόνο στο χέρι. είναι επίπονη δουλειά που απαιτεί μεγάλη δεξιοτεχνία.
Αλλά πίσω στο 1839 υπήρξε μια ανακάλυψη που φαινόταν να μην έχει καμία σχέση με την εκτύπωση. Έχει βρεθεί ότι χαρτί εμποτισμένο με διχρωμικό νάτριο ή κάλιο, αφού φωτιστεί με έντονο φως, ξαφνικά γίνεται καφέ. Στη συνέχεια αποδείχθηκε ότι οι διχρωμικές επικαλύψεις σε χαρτί, μετά την έκθεση, δεν διαλύονται στο νερό, αλλά, όταν βρέχονται, αποκτούν μια μπλε απόχρωση. Αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιήθηκε από εκτυπωτές. Το επιθυμητό σχέδιο φωτογραφήθηκε σε μια πλάκα με μια κολλοειδή επικάλυψη που περιέχει διχρωμικό. Οι φωτισμένες περιοχές δεν διαλύθηκαν κατά το πλύσιμο, αλλά οι μη εκτεθειμένες διαλύθηκαν και ένα σχέδιο παρέμεινε στην πλάκα από το οποίο ήταν δυνατή η εκτύπωση.
Τώρα χρησιμοποιούνται άλλα φωτοευαίσθητα υλικά στην εκτύπωση, η χρήση διχρωμικών πηκτωμάτων μειώνεται. Μην ξεχνάτε όμως ότι το χρώμιο βοήθησε τους «πρωτοπόρους» της φωτομηχανικής μεθόδου στην εκτύπωση.
Παρόμοια Έγγραφα
Ηλεκτρονικός τύπος και κατάσταση οξείδωσης του χρωμίου, η συνολική του περιεκτικότητα στον φλοιό της γης και στο διάστημα. Μέθοδοι λήψης χρωμίου, η φυσική του και Χημικές ιδιότητες. Η αλληλεπίδραση του χρωμίου με απλές και σύνθετες ουσίες. Χαρακτηριστικά εφαρμογής, βασικές συνδέσεις.
παρουσίαση, προστέθηκε 16/02/2013
Μελέτη των φυσικών και χημικών ιδιοτήτων χρωμίου, βολφραμίου, μολυβδαινίου. Το οξείδιο του χρωμίου είναι η πιο σταθερή ένωση χρωμίου. Υδροξείδια, άλατα οξέων που περιέχουν οξυγόνο στοιχείων της έκτης ομάδας Β. Υπεροξείδια, καρβίδια, νιτρίδια, βορίδια στοιχείων της έκτης ομάδας Β.
διάλεξη, προστέθηκε 29/06/2011
Κατανομή χρωμίου στη φύση. Χαρακτηριστικά απόκτησης χρωμίου και των ενώσεων του. Φυσικές και χημικές ιδιότητες του χρωμίου, πρακτική εφαρμογή του στην καθημερινή ζωή και τη βιομηχανία. Ανόργανες χρωστικές με βάση το χρώμιο, τεχνολογία και μέθοδοι παραγωγής τους.
θητεία, προστέθηκε 06/04/2015
Παρασκευή καθαρού μετάλλου χρωμίου με ηλεκτρόλυση υδατικών διαλυμάτων χλωριούχου χρωμίου. Βασικές φυσικές και χημικές ιδιότητες του χρωμίου. Χαρακτηριστικά του διχρωμικού αμμωνίου, του διχρωμιούχου καλίου, η τοξικότητα και τα χαρακτηριστικά εφαρμογής τους. Λήψη χρωμικού ανυδρίτη.
θητεία, προστέθηκε 01/07/2015
Χαρακτηριστικά των χημικών ιδιοτήτων του βαναδίου: ανακάλυψη, χρήση στη χημική βιομηχανία. Περιγραφή καθαρού βαναδίου (ανοιχτό γκρι ελατό μέταλλο) και των ενώσεων του. Χαρακτηρισμός των αποτελεσμάτων διύλισης βαναδίου χάλυβα και άλλων μετάλλων.
περίληψη, προστέθηκε 23/01/2010
Το χρώμιο είναι ένα σκληρό, γυαλιστερό μέταλλο. Το χρώμιο είναι μέρος ανοξείδωτων, ανθεκτικών στα οξέα, ανθεκτικών στη θερμότητα χάλυβων. Ενώσεις χρωμίου. Το οξυγόνο είναι το πιο άφθονο στοιχείο στον φλοιό της γης. Λήψη και ιδιότητες οξυγόνου. Η χρήση οξυγόνου.
έκθεση, προστέθηκε 03.11.2006
Χημικές ιδιότητες του μαγγανίου και των ενώσεων του. Βιομηχανική παραγωγή μαγγανίου. Η ιστορία της ανακάλυψης του χρωμίου, γενικές πληροφορίες. Τα ποσοστά κατανάλωσης μαγγανίου και χρωμίου, τους βιολογικό ρόλο. Επίδραση ανεπάρκειας ή περίσσειας ιχνοστοιχείων στον ανθρώπινο οργανισμό.
περίληψη, προστέθηκε 20/01/2015
Καταστάσεις οξείδωσης, ηλεκτρονικές διαμορφώσεις, αριθμοί συντονισμού και γεωμετρία ενώσεων χρωμίου. Χαρακτηριστικό γνώρισμα σύνθετες ενώσεις. Πολυπυρηνικά σύμπλοκα χρωμίου, οι ηλεκτρονικές ενώσεις τους. Φωσφορίζοντα σύμπλοκα, υψηλότερες καταστάσεις οξείδωσης χρωμίου.
θητεία, προστέθηκε 06/06/2010
γενικά χαρακτηριστικάμαγγάνιο, οι κύριες φυσικές και χημικές του ιδιότητες, η ιστορία των ανακαλύψεων και τα σύγχρονα επιτεύγματα στην έρευνα. Η επικράτηση στη φύση αυτού του χημικού στοιχείου, η κατεύθυνση της εφαρμογής του στη βιομηχανία, απόκτηση.
δοκιμή, προστέθηκε στις 26/06/2013
Εξέταση της δομής και των ιδιοτήτων του ηλεκτροεντιθέμενου χρωμίου. Η μελέτη των τεχνολογικών χαρακτηριστικών της επιχρωμίωσης και οι ηλεκτρολογικοί, θερμικοί, δομικοί υπολογισμοί της. Μελέτη μεθόδων καθαρισμού χρωμιωμένων λυμάτων ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης.
ΟΡΙΣΜΟΣ
Χρώμιοείναι το εικοστό τέταρτο στοιχείο του Περιοδικού Πίνακα. Ονομασία - Cr από το λατινικό "chromium". Βρίσκεται στην τέταρτη περίοδο, VIB group. Αναφέρεται σε μέταλλα. Η βασική χρέωση είναι 24.
Το χρώμιο περιέχεται στον φλοιό της γης σε ποσότητα 0,02% (κ.β.). Στη φύση εμφανίζεται κυρίως με τη μορφή σιδήρου χρωμίου FeO×Cr 2 O 3 .
Το χρώμιο είναι ένα συμπαγές γυαλιστερό μέταλλο (Εικ. 1), που τήκεται στους 1890 o C. η πυκνότητά του είναι 7,19 g / cm 3. Σε θερμοκρασία δωματίου, το χρώμιο είναι ανθεκτικό τόσο στο νερό όσο και στον αέρα. αραιωμένο θείο και υδροχλωρικό οξύδιαλύουν το χρώμιο με έκλυση υδρογόνου. σε ψυχρό συμπυκνωμένο νιτρικό οξύΤο χρώμιο είναι αδιάλυτο και γίνεται παθητικό μετά από θεραπεία με αυτό.
Ρύζι. 1. Χρώμιο. Εμφάνιση.
Ατομικό και μοριακό βάρος του χρωμίου
ΟΡΙΣΜΟΣ
Σχετικό μοριακό βάρος μιας ουσίας(M r) είναι ένας αριθμός που δείχνει πόσες φορές η μάζα ενός δεδομένου μορίου είναι μεγαλύτερη από το 1/12 της μάζας ενός ατόμου άνθρακα, και σχετική ατομική μάζα ενός στοιχείου(A r) - πόσες φορές η μέση μάζα των ατόμων ενός χημικού στοιχείου είναι μεγαλύτερη από το 1/12 της μάζας ενός ατόμου άνθρακα.
Δεδομένου ότι το χρώμιο υπάρχει σε ελεύθερη κατάσταση με τη μορφή μονατομικών μορίων Cr, οι τιμές της ατομικής και μοριακής του μάζας είναι οι ίδιες. Είναι ίσα με 51,9962.
Ισότοπα χρωμίου
Είναι γνωστό ότι το χρώμιο μπορεί να εμφανιστεί στη φύση με τη μορφή τεσσάρων σταθερών ισοτόπων 50Cr, 52Cr, 53Cr και 54Cr. Οι μάζες τους είναι 50, 52, 53 και 54, αντίστοιχα. Ο πυρήνας του ατόμου του ισοτόπου χρωμίου 50 Cr περιέχει είκοσι τέσσερα πρωτόνια και είκοσι έξι νετρόνια και τα υπόλοιπα ισότοπα διαφέρουν από αυτόν μόνο στον αριθμό των νετρονίων.
Υπάρχουν τεχνητά ισότοπα χρωμίου με μαζικούς αριθμούς από 42 έως 67, μεταξύ των οποίων το πιο σταθερό είναι το 59 Cr με χρόνο ημιζωής 42,3 λεπτά, καθώς και ένα πυρηνικό ισότοπο.
Ιόντα χρωμίου
Στο εξωτερικό επίπεδο ενέργειας του ατόμου του χρωμίου, υπάρχουν έξι ηλεκτρόνια που είναι σθένους:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 .
Ως αποτέλεσμα της χημικής αλληλεπίδρασης, το χρώμιο εγκαταλείπει τα ηλεκτρόνια του σθένους, δηλ. είναι ο δότης τους και μετατρέπεται σε θετικά φορτισμένο ιόν:
Cr 0 -2e → Cr 2+;
Cr 0 -3e → Cr 3+;
Cr 0 -6e → Cr 6+.
Μόριο και άτομο χρωμίου
Στην ελεύθερη κατάσταση, το χρώμιο υπάρχει με τη μορφή μονατομικών μορίων Cr. Ακολουθούν ορισμένες ιδιότητες που χαρακτηρίζουν το άτομο και το μόριο του χρωμίου:
Κράματα χρωμίου
Το μέταλλο χρώμιο χρησιμοποιείται για επιχρωμίωση και επίσης ως ένα από τα πιο σημαντικά συστατικά των κραματοποιημένων χάλυβων. Η εισαγωγή χρωμίου στον χάλυβα αυξάνει την αντοχή του στη διάβρωση τόσο σε υδατικά μέσα σε συνηθισμένες θερμοκρασίες όσο και σε αέρια σε υψηλές θερμοκρασίες. Επιπλέον, οι χάλυβες χρωμίου έχουν αυξημένη σκληρότητα. Το χρώμιο είναι μέρος των ανοξείδωτων ανθεκτικών στα οξέα, ανθεκτικών στη θερμότητα χάλυβων.
Παραδείγματα επίλυσης προβλημάτων
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 2
| Ασκηση | Οξείδιο του χρωμίου (VI) βάρους 2 g διαλύθηκε σε νερό βάρους 500 g. Υπολογίστε το κλάσμα μάζας του χρωμικού οξέος H 2 CrO 4 στο προκύπτον διάλυμα. |
| Απόφαση | Ας γράψουμε την εξίσωση αντίδρασης για τη λήψη χρωμικού οξέος από οξείδιο του χρωμίου (VI): CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 CrO 4. Βρείτε τη μάζα του διαλύματος: m διάλυμα \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. Σύμφωνα με την εξίσωση αντίδρασης n(CrO 3) :n(H 2 CrO 4) = 1:1, τότε n (CrO 3) \u003d n (H 2 CrO 4) \u003d 0,02 mol. Τότε η μάζα του χρωμικού οξέος θα είναι ίση με ( μοριακή μάζα- 118 g/mol): m (H2CrO4) \u003d n (H2CrO4) × M (H2CrO4); m (H 2 CrO 4) \u003d 0,02 × 118 \u003d 2,36 g. Το κλάσμα μάζας του χρωμικού οξέος στο διάλυμα είναι: ω = msolute / msolution × 100%; ω (H 2 CrO 4) \u003d m διαλυμένη ουσία (H 2 CrO 4) / m διάλυμα × 100%; ω (H 2 CrO 4) \u003d 2,36 / 502 × 100% \u003d 0,47%. |
| Απάντηση | Το κλάσμα μάζας του χρωμικού οξέος είναι 0,47%. |
