Քրոմի և նրա միացությունները. Քրոմի միացություններ

Քրոմը 24 ատոմային համարով քիմիական տարր է։ Այն կոշտ, փայլուն, պողպատամոխրագույն մետաղ է, որը լավ փայլեցնում է և չի մաշվում։ Օգտագործվում է համաձուլվածքներում, ինչպիսիք են չժանգոտվող պողպատը և որպես ծածկույթ: Մարդու մարմնին անհրաժեշտ է փոքր քանակությամբ եռարժեք քրոմ՝ շաքարը նյութափոխանակելու համար, սակայն Cr(VI)-ը շատ թունավոր է:

Քրոմի տարբեր միացություններ, ինչպիսիք են քրոմի (III) օքսիդը և կապարի քրոմատը, վառ գույնի են և օգտագործվում են ներկերի և գունանյութերի մեջ։ Ռուբինի կարմիր գույնը պայմանավորված է այս քիմիական տարրի առկայությամբ: Որոշ նյութեր, հատկապես նատրիումը, օքսիդացնող նյութեր են, որոնք օգտագործվում են օրգանական միացությունների օքսիդացման և (ծծմբաթթվի հետ միասին) լաբորատոր ապակյա իրերի մաքրման համար: Բացի այդ, քրոմի օքսիդը (VI) օգտագործվում է մագնիսական ժապավենի արտադրության մեջ:

Բացահայտում և ստուգաբանություն

Քրոմի քիմիական տարրի հայտնաբերման պատմությունը հետևյալն է. 1761 թվականին Յոհան Գոթլոբ Լեհմանը Ուրալյան լեռներում գտավ նարնջագույն-կարմիր հանքանյութ և այն անվանեց «Սիբիրյան կարմիր կապար»։ Թեև այն սխալմամբ նույնացվել է որպես սելենի և երկաթի հետ կապարի միացություն, նյութը իրականում կապարի քրոմատ էր՝ PbCrO 4 քիմիական բանաձևով: Այսօր այն հայտնի է որպես կոկոնտի հանքանյութ:

1770 թվականին Փիթեր Սայմոն Պալասը այցելեց այն վայրը, որտեղ Լեմանը գտավ կարմիր կապարի հանքանյութ, որն ուներ շատ օգտակար պիգմենտային հատկություններ ներկերի մեջ: Սիբիրյան կարմիր կապարի օգտագործումը որպես ներկ արագ զարգացավ։ Բացի այդ, մոդայիկ է դարձել վառ դեղինը կոկոնտեից։

1797 թվականին Նիկոլա-Լուի Վոկելենը ստացավ կարմիրի նմուշներ, խառնելով կոկոնտը աղաթթվի հետ, նա ստացավ CrO 3 օքսիդ: Քրոմը՝ որպես քիմիական տարր, մեկուսացվել է 1798 թվականին։ Վոկելենն այն ստացել է փայտածուխով օքսիդ տաքացնելով։ Նա նաև կարողացավ քրոմի հետքեր հայտնաբերել թանկարժեք քարերում, ինչպիսիք են ռուբինը և զմրուխտը:

1800-ական թվականներին Cr-ը հիմնականում օգտագործվում էր ներկերի և կաշվե աղերի մեջ։ Այսօր մետաղի 85%-ն օգտագործվում է համաձուլվածքներում։ Մնացածն օգտագործվում է քիմիական արդյունաբերության, հրակայուն նյութերի արտադրության և ձուլման արդյունաբերության մեջ։

Քրոմ քիմիական տարրի արտասանությունը համապատասխանում է հունարեն χρῶμα, որը նշանակում է «գույն», քանի որ նրանից կարելի է ստանալ բազմաթիվ գունավոր միացություններ։

Հանքարդյունաբերություն և արտադրություն

Տարրը պատրաստված է քրոմիտից (FeCr 2 O 4): Աշխարհի այս հանքաքարի մոտավորապես կեսը արդյունահանվում է Հարավային Աֆրիկայում: Բացի այդ, նրա խոշոր արտադրողներն են Ղազախստանը, Հնդկաստանը և Թուրքիան։ Քրոմիտի բավականաչափ ուսումնասիրված հանքավայրեր կան, բայց աշխարհագրորեն դրանք կենտրոնացած են Ղազախստանում և հարավային Աֆրիկայում։

Բնական քրոմ մետաղի հանքավայրերը հազվադեպ են, բայց կան: Օրինակ, այն արդյունահանվում է Ռուսաստանի Ուդաչնայա հանքավայրում։ Այն հարուստ է ադամանդներով, և նվազեցնող միջավայրը նպաստել է մաքուր քրոմի և ադամանդի ձևավորմանը:

Մետաղի արդյունաբերական արտադրության համար քրոմի հանքաքարերը մշակվում են հալած ալկալիով (կաուստիկ սոդա, NaOH): Այս դեպքում առաջանում է նատրիումի քրոմատ (Na 2 CrO 4), որը ածխածնի միջոցով վերածվում է Cr 2 O 3 օքսիդի։ Մետաղը ստացվում է օքսիդը տաքացնելով ալյումինի կամ սիլիցիումի առկայությամբ։

2000 թվականին արդյունահանվել և վերամշակվել է մոտ 15 մլն տ քրոմի հանքաքար՝ վերածվելով 4 մտոնտ ֆեռոքրոմի, 70% քրոմ-երկաթի, 2,5 մլրդ ԱՄՆ դոլար գնահատված շուկայական արժեքով:

Հիմնական բնութագրերը

Քրոմի քիմիական տարրի առանձնահատկությունը պայմանավորված է նրանով, որ այն պարբերական համակարգի չորրորդ շրջանի անցումային մետաղ է և գտնվում է վանադիումի և մանգանի միջև։ Ընդգրկված է VI խմբում։ Այն հալչում է 1907 °C ջերմաստիճանում։ Թթվածնի առկայության դեպքում քրոմը արագ ձևավորում է օքսիդի բարակ շերտ, որը պաշտպանում է մետաղը թթվածնի հետ հետագա փոխազդեցությունից։

Որպես անցումային տարր՝ այն տարբեր համամասնություններով փոխազդում է նյութերի հետ։ Այսպիսով, այն ձևավորում է միացություններ, որոնցում ունի տարբեր օքսիդացման վիճակներ: Քրոմը +2, +3 և +6 հիմնական վիճակներով քիմիական տարր է, որից +3-ը ամենակայունն է։ Բացի այդ, հազվադեպ դեպքերում նկատվում են +1, +4 և +5 վիճակներ։ +6 օքսիդացման վիճակում գտնվող քրոմի միացությունները ուժեղ օքսիդացնող նյութեր են։

Ինչ գույն է քրոմը: Քիմիական տարրը տալիս է ռուբինի երանգ: Cr 2 O 3-ի համար օգտագործվում է նաև որպես գունանյութ, որը կոչվում է «քրոմ կանաչ»: Դրա աղերը գունավոր ապակին են զմրուխտ կանաչ գույնով: Քրոմը քիմիական տարր է, որի ներկայությունը կարմիր է դարձնում ռուբին: Հետեւաբար, այն օգտագործվում է սինթետիկ ռուբինի արտադրության մեջ:

իզոտոպներ

Քրոմի իզոտոպներն ունեն 43-ից 67 ատոմային զանգված: Սովորաբար այս քիմիական տարրը բաղկացած է երեք կայուն ձևերից՝ 52 Cr, 53 Cr և 54 Cr: Դրանցից 52 Cr-ն ամենատարածվածն է (բոլոր բնական քրոմի 83,8%-ը): Բացի այդ, նկարագրված են 19 ռադիոիզոտոպներ, որոնցից 50 Cr-ն ամենակայունն է, որի կիսամյակը գերազանցում է 1,8 x 10 17 տարին: 51 Cr-ի կիսամյակը 27,7 օր է, իսկ մնացած բոլոր ռադիոակտիվ իզոտոպների համար այն չի գերազանցում 24 ժամը, իսկ մեծ մասի համար այն տևում է մեկ րոպեից պակաս։ Տարրը ունի նաև երկու մետաստատ.

Քրոմի իզոտոպները երկրակեղևում, որպես կանոն, ուղեկցում են մանգանի իզոտոպներին, որոնք կիրառություն են գտնում երկրաբանության մեջ։ 53 Cr-ն առաջանում է 53 Mn ռադիոակտիվ քայքայման ժամանակ։ Mn/Cr իզոտոպային հարաբերակցությունը ամրապնդում է Արեգակնային համակարգի վաղ պատմության մասին այլ տեղեկություններ: Տարբեր երկնաքարերից 53 Cr/ 52 Cr և Mn/Cr հարաբերակցության փոփոխությունները ապացուցում են, որ նոր ատոմային միջուկներ են ստեղծվել Արեգակնային համակարգի ձևավորումից անմիջապես առաջ:

Քիմիական տարր քրոմ. հատկություններ, միացությունների բանաձև

Քրոմի օքսիդը (III) Cr 2 O 3, որը նաև հայտնի է որպես sesquioxide, այս քիմիական տարրի չորս օքսիդներից մեկն է: Ստացվում է քրոմիտից։ Կանաչ միացությունը սովորաբար կոչվում է «քրոմ կանաչ», երբ օգտագործվում է որպես գունանյութ էմալի և ապակու ներկման համար: Օքսիդը կարող է լուծվել թթուներում՝ առաջացնելով աղեր, իսկ հալված ալկալիներում՝ քրոմիտներում։

Կալիումի բիքրոմատ

K 2 Cr 2 O 7-ը հզոր օքսիդացնող նյութ է և նախընտրելի է որպես օրգանական նյութերից լաբորատոր ապակյա իրերի մաքրող միջոց: Դրա համար օգտագործվում է նրա հագեցած լուծույթը, սակայն երբեմն այն փոխարինվում է նատրիումի երկքրոմատով՝ ելնելով վերջինիս ավելի բարձր լուծելիությունից։ Բացի այդ, այն կարող է կարգավորել օրգանական միացությունների օքսիդացման գործընթացը՝ առաջնային ալկոհոլը վերածելով ալդեհիդի, իսկ հետո՝ ածխաթթու գազի։

Կալիումի դիքրոմատը կարող է առաջացնել քրոմի դերմատիտ: Հավանաբար, քրոմը զգայունության պատճառն է, որը հանգեցնում է դերմատիտի զարգացմանը, հատկապես ձեռքերի և նախաբազուկների, որը քրոնիկ է և դժվար բուժելի: Ինչպես մյուս Cr(VI) միացությունները, կալիումի բիքրոմատը քաղցկեղածին է: Այն պետք է վարվի ձեռնոցներով և համապատասխան պաշտպանիչ սարքավորումներով:

Քրոմաթթու

Միացությունն ունի H 2 CrO 4 հիպոթետիկ կառուցվածք: Բնության մեջ չկան ո՛չ քրոմ, ո՛չ երկքրոմ թթուներ, այլ դրանց անիոնները հանդիպում են տարբեր նյութերում։ «Քրոմաթթուն», որը կարելի է գտնել վաճառքում, իրականում նրա թթվային անհիդրիդն է՝ CrO 3 տրիօքսիդը։

Կապար (II) քրոմատ

PbCrO 4-ն ունի վառ դեղին գույն և գործնականում չի լուծվում ջրում: Այդ իսկ պատճառով այն կիրառություն է գտել որպես գունավորող պիգմենտ «դեղին թագ» անվան տակ։

Cr և հնգավալենտ կապ

Քրոմն առանձնանում է հնգավալենտ կապեր ստեղծելու ունակությամբ։ Միացությունը ստեղծվում է Cr(I) և ածխաջրածնային ռադիկալով։ Քրոմի երկու ատոմների միջև ձևավորվում է հնգավալենտ կապ։ Դրա բանաձևը կարող է գրվել որպես Ar-Cr-Cr-Ar, որտեղ Ar-ը հատուկ անուշաբույր խումբ է:

Դիմում

Քրոմը քիմիական տարր է, որի հատկությունները նրան տվել են բազմաթիվ տարբեր կիրառումներ, որոնցից մի քանիսը թվարկված են ստորև:

Այն մետաղներին տալիս է կոռոզիայից դիմադրություն և փայլուն մակերես: Հետևաբար, քրոմը ներառված է այնպիսի համաձուլվածքների մեջ, ինչպիսին է չժանգոտվող պողպատը, որն օգտագործվում է օրինակ՝ պատառաքաղի մեջ: Այն նաև օգտագործվում է քրոմապատման համար։

Քրոմը տարբեր ռեակցիաների կատալիզատոր է: Օգտագործվում է աղյուսներ թրծելու համար կաղապարներ պատրաստելու համար։ Դրա աղերը մաշկը այրում են: Կալիումի բիքրոմատն օգտագործվում է օրգանական միացությունների օքսիդացման համար, ինչպիսիք են սպիրտները և ալդեհիդները, ինչպես նաև լաբորատոր ապակյա իրերը մաքրելու համար։ Այն ծառայում է որպես գործվածքների ներկման համար ամրացնող նյութ և օգտագործվում է նաև լուսանկարչության և ֆոտո տպագրության մեջ:

CrO 3-ն օգտագործվում է մագնիսական ժապավեններ պատրաստելու համար (օրինակ՝ աուդիո ձայնագրման համար), որոնք ավելի լավ բնութագրեր ունեն, քան երկաթի օքսիդ թաղանթները։

Դերը կենսաբանության մեջ

Եռավալենտ քրոմը քիմիական տարր է, որն անհրաժեշտ է մարդու մարմնում շաքարի նյութափոխանակության համար: Ի հակադրություն, վեցավալենտ Cr-ը խիստ թունավոր է:

Նախազգուշական միջոցներ

Քրոմի մետաղը և Cr(III) միացությունները ընդհանուր առմամբ վտանգավոր չեն համարվում առողջության համար, սակայն Cr(VI) պարունակող նյութերը կարող են թունավոր լինել, եթե կլանվեն կամ ներշնչվեն: Այս նյութերի մեծ մասը նյարդայնացնում է աչքերը, մաշկը և լորձաթաղանթները: Քրոնիկ ազդեցության դեպքում քրոմի (VI) միացությունները կարող են վնասել աչքին, եթե պատշաճ կերպով չբուժվեն: Բացի այդ, այն ճանաչված քաղցկեղածին է: Այս քիմիական տարրի մահացու չափաբաժինը մոտավորապես կես թեյի գդալ է։ Առողջապահության համաշխարհային կազմակերպության առաջարկությունների համաձայն՝ խմելու ջրի մեջ Cr (VI) առավելագույն թույլատրելի կոնցենտրացիան 0,05 մգ է մեկ լիտրում։

Քանի որ քրոմի միացություններն օգտագործվում են ներկերի և կաշվի դաբաղում, դրանք հաճախ հանդիպում են լքված արդյունաբերական տարածքների հողում և ստորերկրյա ջրերում, որոնք պահանջում են շրջակա միջավայրի մաքրում և վերականգնում: Cr(VI) պարունակող այբբենարանը դեռ լայնորեն օգտագործվում է օդատիեզերական և ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ:

Տարրերի հատկությունները

Քրոմի հիմնական ֆիզիկական հատկությունները հետևյալն են.

• Ատոմային համարը՝ 24։
• Ատոմային քաշը՝ 51,996։
• Հալման կետը՝ 1890 °C։
• Եռման կետը՝ 2482 °C։
• Օքսիդացման վիճակը՝ +2, +3, +6:
• Էլեկտրոնի կոնֆիգուրացիա՝ 3d 5 4s 1:

Քրոմի հայտնաբերումը պատկանում է աղերի և միներալների քիմիավերլուծական ուսումնասիրությունների բուռն զարգացման շրջանին։ Ռուսաստանում քիմիկոսները հատուկ հետաքրքրություն են ցուցաբերել Սիբիրում հայտնաբերված և Արևմտյան Եվրոպայում գրեթե անհայտ միներալների վերլուծությամբ: Այդ միներալներից էր Լոմոնոսովի նկարագրած սիբիրյան կարմիր կապարի հանքաքարը (կոկոիտ): Հանքանյութը հետազոտվել է, սակայն դրանում բացի կապարի, երկաթի և ալյումինի օքսիդներից ոչինչ չի հայտնաբերվել։ Այնուամենայնիվ, 1797 թվականին Վոկելենը, հանքանյութի մանր աղացած նմուշը պոտաշով եռացնելով և կապարի կարբոնատով նստեցնելով, ստացավ նարնջագույն-կարմիր լուծույթ։ Այս լուծույթից նա բյուրեղացրել է կարմրավուն աղ, որից մեկուսացվել է բոլոր հայտնի մետաղներից տարբերվող օքսիդ և ազատ մետաղ։ Վոկելենը զանգահարեց նրան Chromium ( Chrome ) հունարեն բառից- գունավորում, գույն; Ճիշտ է, այստեղ նկատի ուներ ոչ թե մետաղի սեփականությունը, այլ նրա վառ գույնի աղերը.

Բնության մեջ գտնելը.

Գործնական նշանակություն ունեցող քրոմի ամենակարևոր հանքաքարը քրոմիտն է, որի մոտավոր կազմը համապատասխանում է FeCrO ​​4 բանաձևին։

Այն հանդիպում է Փոքր Ասիայում, Ուրալում, Հյուսիսային Ամերիկայում, Հարավային Աֆրիկայում։ Տեխնիկական նշանակություն ունի նաև վերը նշված հանքային կոկոյտը` PbCrO 4: Բնության մեջ հանդիպում են նաև քրոմի օքսիդ (3) և նրա մի քանի այլ միացություններ։ Երկրակեղևում քրոմի պարունակությունը մետաղի առումով կազմում է 0,03%: Քրոմը հանդիպում է Արեգակի, աստղերի, երկնաքարերի վրա։

Ֆիզիկական հատկություններ.

Քրոմը սպիտակ, կարծր և փխրուն մետաղ է, որը բացառիկ քիմիապես դիմացկուն է թթուների և ալկալիների նկատմամբ: Այն օքսիդանում է օդում և ունի բարակ թափանցիկ օքսիդ թաղանթ մակերեսի վրա։ Քրոմի խտությունը 7,1 գ/սմ 3 է, հալման կետը՝ +1875 0 C։

Անդորրագիր.

Քրոմի երկաթի հանքաքարի ածուխով ուժեղ տաքացնելով, քրոմը և երկաթը կրճատվում են.

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

Այս ռեակցիայի արդյունքում առաջանում է երկաթի հետ քրոմի համաձուլվածք, որը բնութագրվում է բարձր ամրությամբ։ Մաքուր քրոմ ստանալու համար այն քրոմ(3) օքսիդից վերացնում են ալյումինով.

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

Այս գործընթացում սովորաբար օգտագործվում են երկու օքսիդներ՝ Cr 2 O 3 և CrO 3

Քիմիական հատկություններ.

Շնորհիվ բարակ պաշտպանիչ օքսիդի թաղանթի, որը ծածկում է քրոմի մակերեսը, այն բարձր դիմացկուն է ագրեսիվ թթուների և ալկալիների նկատմամբ: Քրոմը չի փոխազդում խտացված ազոտական ​​և ծծմբաթթուների, ինչպես նաև ֆոսֆորական թթվի հետ։ Քրոմը փոխազդում է ալկալիների հետ t = 600-700 o C ջերմաստիճանում: Այնուամենայնիվ, քրոմը փոխազդում է նոսր ծծմբական և աղաթթուների հետ՝ փոխարինելով ջրածինը.

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

Բարձր ջերմաստիճանի դեպքում քրոմը այրվում է թթվածնի մեջ՝ առաջացնելով օքսիդ (III):

Տաք քրոմը փոխազդում է ջրի գոլորշու հետ.

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

Բարձր ջերմաստիճանում քրոմը նաև փոխազդում է հալոգենների հետ, հալոգենները ջրածնի, ծծմբի, ազոտի, ֆոսֆորի, ածուխի, սիլիցիումի, բորի հետ, օրինակ.

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

Քրոմի վերը նշված ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները գտել են իրենց կիրառությունը գիտության և տեխնիկայի տարբեր ոլորտներում: Օրինակ, քրոմը և նրա համաձուլվածքները օգտագործվում են մեքենաշինության մեջ բարձր ամրության, կոռոզիոն դիմացկուն ծածկույթներ ստանալու համար։ Որպես մետաղ կտրող գործիքներ օգտագործվում են ֆերոքրոմի տեսքով համաձուլվածքներ։ Քրոմապատ համաձուլվածքները կիրառություն են գտել բժշկական տեխնոլոգիաների, քիմիական գործընթացների սարքավորումների արտադրության մեջ:

Քրոմի դիրքը քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակում.

Chromium-ը գլխավորում է տարրերի պարբերական համակարգի VI խմբի կողմնակի ենթախումբը։ Դրա էլեկտրոնային բանաձևը հետևյալն է.

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

Քրոմի ատոմում ուղեծրերը էլեկտրոններով լցնելիս խախտվում է այն օրինաչափությունը, ըստ որի 4S օրբիտալը նախ պետք է լցված լիներ 4S 2 վիճակով։ Այնուամենայնիվ, հաշվի առնելով այն հանգամանքը, որ 3d ուղեծրը քրոմի ատոմում ավելի բարենպաստ էներգետիկ դիրք է զբաղեցնում, այն լցվում է մինչև 4d 5 արժեքը։ Նման երեւույթ նկատվում է երկրորդական ենթախմբերի որոշ այլ տարրերի ատոմներում։ Քրոմը կարող է դրսևորել օքսիդացման վիճակներ +1-ից մինչև +6: Առավել կայուն են քրոմի միացությունները՝ +2, +3, +6 օքսիդացման աստիճաններով։

Երկվալենտ քրոմի միացություններ.

Քրոմի օքսիդ (II) CrO - պիրոֆորային սև փոշի (պիրոֆորիկ - օդում նուրբ բաժանված վիճակում բռնկվելու ունակություն): CrO-ն լուծվում է նոսր աղաթթվի մեջ.

CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

Օդում, երբ տաքացվում է 100 0 C-ից բարձր, CrO-ն վերածվում է Cr 2 O 3-ի:

Երկվալենտ քրոմի աղերը առաջանում են քրոմ մետաղը թթուներում լուծելով։ Այս ռեակցիաները տեղի են ունենում ոչ ակտիվ գազի մթնոլորտում (օրինակ՝ H 2), քանի որ օդի առկայության դեպքում Cr(II) հեշտությամբ օքսիդանում է Cr(III):

Քրոմի հիդրօքսիդը ստացվում է դեղին նստվածքի տեսքով քրոմի (II) քլորիդի վրա ալկալային լուծույթի ազդեցությամբ.

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

Cr(OH) 2-ն ունի հիմնական հատկություններ, վերականգնող նյութ է։ Հիդրատացված Cr2+ իոնը գունավոր է բաց կապույտ: CrCl 2-ի ջրային լուծույթն ունի կապույտ գույն: Ջրային լուծույթներում օդում Cr(II) միացությունները վերածվում են Cr(III) միացությունների: Սա հատկապես արտահայտված է Cr(II) հիդրօքսիդի համար.

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

Եռավալենտ քրոմի միացություններ.

Քրոմի օքսիդը (III) Cr 2 O 3 հրակայուն կանաչ փոշի է: Կարծրությամբ մոտ է կորունդին։ Լաբորատորիայում այն ​​կարելի է ձեռք բերել ամոնիումի դիքրոմատի տաքացման միջոցով.

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

Cr 2 O 3 - ամֆոտերային օքսիդ, երբ միաձուլվում է ալկալիների հետ, ձևավորում է քրոմիտներ՝ Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O

Քրոմի հիդրօքսիդը նաև ամֆոտերային միացություն է.

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

Անջուր CrCl 3-ն ունի մուգ մանուշակագույն տերևների տեսք, ամբողջովին անլուծելի է սառը ջրում և եռացնելիս շատ դանդաղ է լուծվում: Անջուր քրոմի սուլֆատ (III) Cr 2 (SO 4) 3 վարդագույն, նույնպես վատ լուծվող ջրում: Նվազեցնող նյութերի առկայության դեպքում այն ​​առաջացնում է մանուշակագույն քրոմի սուլֆատ Cr 2 (SO 4) 3 *18H 2 O: Հայտնի են նաև կանաչ քրոմի սուլֆատի հիդրատները, որոնք պարունակում են ավելի փոքր քանակությամբ ջուր: Chrome alum KCr(SO 4) 2 *12H 2 O բյուրեղանում է մանուշակագույն քրոմի սուլֆատ և կալիումի սուլֆատ պարունակող լուծույթներից: Սուլֆատների առաջացման պատճառով քրոմային շիբի լուծույթը տաքացնելիս դառնում է կանաչ:

Քրոմի և նրա միացությունների հետ ռեակցիաները

Գրեթե բոլոր քրոմի միացությունները և դրանց լուծույթները ինտենսիվ գունավորված են: Ունենալով անգույն լուծույթ կամ սպիտակ նստվածք՝ մեծ հավանականությամբ կարող ենք եզրակացնել, որ քրոմը բացակայում է։

1. Մենք ուժեղ տաքացնում ենք այրիչի բոցի մեջ ճենապակյա բաժակի վրա այնպիսի քանակությամբ կալիումի երկքրոմատ, որը կտեղավորվի դանակի ծայրին: Աղը չի բաց թողնի բյուրեղացման ջուրը, այլ կհալվի մոտ 400 0 C ջերմաստիճանում՝ մուգ հեղուկի ձևավորմամբ։ Եվս մի քանի րոպե տաքացնենք ուժեղ կրակի վրա։ Սառչելուց հետո բեկորի վրա գոյանում է կանաչ նստվածք։ Դրա մի մասը լուծվում է ջրում (դեղնում է), իսկ մյուս մասը մնում է բեկորի վրա։ Տաքացման ժամանակ աղը քայքայվում է, որի արդյունքում առաջանում են լուծվող դեղին կալիումի քրոմատ K 2 CrO 4 և կանաչ Cr 2 O 3:
2. 3 գ կալիումի դիքրոմատի փոշի լուծեք 50 մլ ջրի մեջ։ Մի մասի վրա ավելացրեք կալիումի կարբոնատ: CO 2-ի արտազատմամբ այն կլուծվի, և լուծույթի գույնը կդառնա բաց դեղնավուն։ Քրոմատը ձևավորվում է կալիումի բիքրոմատից։ Եթե ​​հիմա մաս-մաս ավելացնենք ծծմբաթթվի 50%-անոց լուծույթ, ապա նորից կհայտնվի բիկրոմատի կարմիր-դեղին գույնը։
3. Լցնել փորձանոթի մեջ 5 մլ։ կալիումի երկքրոմատի լուծույթը, եռացրեք 3 մլ խտացված աղաթթվի հետ՝ ջրի տակ։ Դեղին-կանաչ թունավոր գազային քլորն ազատվում է լուծույթից, քանի որ քրոմատը կօքսիդացնի HCl-ը մինչև Cl 2 և H 2 O: Քրոմատն ինքնին կվերածվի կանաչ եռավալենտ քրոմի քլորիդի: Այն կարելի է մեկուսացնել՝ գոլորշիացնելով լուծույթը, այնուհետև, միաձուլվելով սոդայի և նիտրատի հետ, վերածել քրոմատի։
4. Կապարի նիտրատի լուծույթ ավելացնելիս դեղին կապարի քրոմատը նստում է; արծաթի նիտրատի լուծույթի հետ փոխազդելիս առաջանում է արծաթի քրոմատի կարմիր-շագանակագույն նստվածք։
5. Կալիումի երկքրոմատի լուծույթին ավելացրեք ջրածնի պերօքսիդ և թթվացրեք լուծույթը ծծմբաթթվով: Լուծումը ձեռք է բերում մուգ կապույտ գույն՝ քրոմի պերօքսիդի առաջացման շնորհիվ։ Պերօքսիդը, երբ թափահարում է որոշ եթերի հետ, կվերածվի օրգանական լուծիչի և կվերածվի կապույտ: Այս ռեակցիան հատուկ է քրոմին և շատ զգայուն է։ Այն կարող է օգտագործվել մետաղների և համաձուլվածքների մեջ քրոմ հայտնաբերելու համար: Առաջին հերթին անհրաժեշտ է լուծարել մետաղը։ Երկարատև եռման դեպքում 30% ծծմբաթթվով (կարելի է ավելացնել նաև աղաթթու), քրոմը և շատ պողպատներ մասամբ լուծվում են։ Ստացված լուծույթը պարունակում է քրոմի (III) սուլֆատ։ Որպեսզի կարողանանք հայտնաբերման ռեակցիա վարել, նախ այն չեզոքացնում ենք կաուստիկ սոդայով։ Մոխրագույն-կանաչ քրոմի (III) հիդրօքսիդը նստում է, որը լուծվում է ավելցուկային NaOH-ում և ձևավորում կանաչ նատրիումի քրոմիտ։ Զտել լուծույթը և ավելացնել 30% ջրածնի պերօքսիդ: Երբ տաքացվի, լուծույթը կդառնա դեղին, քանի որ քրոմիտը օքսիդացված է քրոմատի: Թթվայնացումը կհանգեցնի լուծույթի կապույտ գույնի: Գունավոր միացությունը կարելի է արդյունահանել եթերով թափահարելով:

Անալիտիկ ռեակցիաներ քրոմի իոնների համար:

1. Քրոմի քլորիդի CrCl 3 լուծույթի 3-4 կաթիլներին ավելացրեք NaOH 2 մ լուծույթ, մինչև նախնական նստվածքը լուծարվի: Ուշադրություն դարձրեք ձևավորված նատրիումի քրոմիտի գույնին: Ստացված լուծույթը տաքացրեք ջրային բաղնիքում։ Ի՞նչ է կատարվում.
2. 2-3 կաթիլ CrCl 3 լուծույթին ավելացրեք հավասար ծավալ 8M NaOH լուծույթ և 3-4 կաթիլ 3% H 2 O 2 լուծույթ: Ռեակցիոն խառնուրդը տաքացրեք ջրային բաղնիքում: Ի՞նչ է կատարվում. Ի՞նչ նստվածք է առաջանում, եթե ստացված գունավոր լուծույթը չեզոքացվի, դրան ավելացնեն CH 3 COOH, ապա Pb (NO 3) 2:
3. Փորձանոթի մեջ լցնել քրոմի սուլֆատի Cr 2 (SO 4) 3, IMH 2 SO 4 և KMnO 4 լուծույթների 4-5 կաթիլ: Մի քանի րոպե տաքացրեք ռեակցիայի տեղը ջրային բաղնիքի վրա: Ուշադրություն դարձրեք լուծույթի գույնի փոփոխությանը: Ինչո՞վ է դա պայմանավորված:
4. Ազոտական ​​թթվով թթված K 2 Cr 2 O 7 լուծույթի 3-4 կաթիլին ավելացնել 2-3 կաթիլ H 2 O 2 լուծույթ և խառնել։ Հայտնվող լուծույթի կապույտ գույնը պայմանավորված է պերքրոմաթթվի H 2 CrO 6 տեսքով.

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

Ուշադրություն դարձրեք H 2 CrO 6-ի արագ տարրալուծմանը.

2H 2 CrO 6 + 8H+ = 2Cr 3+ + 3O 2 + 6H 2 O
կապույտ գույնը կանաչ գույնը

Պերքրոմաթթուն շատ ավելի կայուն է օրգանական լուծիչների մեջ:

1. Ազոտական ​​թթվով թթված K 2 Cr 2 O 7 լուծույթի 3-4 կաթիլին ավելացնել 5 կաթիլ իզոամիլ սպիրտ, 2-3 կաթիլ H 2 O 2 լուծույթ և թափահարել ռեակցիայի խառնուրդը։ Օրգանական լուծիչի շերտը, որը լողում է դեպի վերև, գունավոր է վառ կապույտ: Գույնը շատ դանդաղ է գունաթափվում։ Համեմատեք H 2 CrO 6-ի կայունությունը օրգանական և ջրային փուլերում:
2. Երբ CrO 4 2- և Ba 2+ իոնները փոխազդում են, բարիումի քրոմատի BaCrO 4 դեղին նստվածք է նստում:
3. Արծաթի նիտրատը CrO 4 2 իոններով առաջացնում է արծաթի քրոմատի աղյուս կարմիր նստվածք:
4. Վերցրեք երեք փորձանոթ: Դրանցից մեկի մեջ լցնել K 2 Cr 2 O 7 լուծույթի 5-6 կաթիլ, երկրորդում՝ նույն ծավալով K 2 CrO 4 լուծույթը, իսկ երրորդում՝ երկու լուծույթներից երեք կաթիլ։ Այնուհետև յուրաքանչյուր խողովակի մեջ ավելացրեք երեք կաթիլ կալիումի յոդիդի լուծույթ: Բացատրեք արդյունքը: Թթվացնել լուծույթը երկրորդ խողովակում: Ի՞նչ է կատարվում. Ինչո՞ւ։

Զվարճալի փորձեր քրոմի միացությունների հետ

1. CuSO 4-ի և K 2 Cr 2 O 7-ի խառնուրդը դառնում է կանաչ, երբ ավելացվում է ալկալի, և դեղին է դառնում թթվի առկայության դեպքում: 2 մգ գլիցերինը տաքացնելով փոքր քանակությամբ (NH 4) 2 Cr 2 O 7-ով և ավելացնելով սպիրտ, ֆիլտրումից հետո ստացվում է վառ կանաչ լուծույթ, որը թթու ավելացնելիս դառնում է դեղին, իսկ չեզոք կամ կանաչավուն: ալկալային միջավայր:
2. Տեղադրեք տարայի կենտրոնում տերմիտային «ռուբին խառնուրդով» - մանրակրկիտ աղացրեք և դրեք ալյումինե փայլաթիթեղի մեջ Al 2 O 3 (4,75 գ) Cr 2 O 3 (0,25 գ) ավելացմամբ: Որպեսզի սափորն ավելի երկար չհովանա, անհրաժեշտ է այն թաղել վերին եզրի տակ՝ ավազի մեջ, իսկ տերմիտի բռնկվելուց և ռեակցիան սկսվելուց հետո ծածկել երկաթե թերթիկով և ծածկել ավազով։ Բանկը կփորվի մեկ օրում. Արդյունքը կարմիր-ռուբին փոշի է:
3. 10 գ կալիումի բիքրոմատը տրորում են 5 գ նատրիումի կամ կալիումի նիտրատով և 10 գ շաքարով: Խառնուրդը խոնավացնում են և խառնում կոլոդիոնով։ Եթե ​​փոշին սեղմվում է ապակե խողովակի մեջ, իսկ հետո փայտը դուրս է մղվում և ծայրից կրակ է վառվում, ապա «օձը» կսկսի դուրս սողալ՝ սկզբում սև, իսկ սառչելուց հետո՝ կանաչ։ 4 մմ տրամագծով փայտիկը այրվում է վայրկյանում մոտ 2 մմ արագությամբ և երկարացնում 10 անգամ։
4. Եթե ​​խառնեք պղնձի սուլֆատի և կալիումի երկքրոմատի լուծույթները և ավելացնեք մի փոքր ամոնիակի լուծույթ, ապա կթափվի 4СuCrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O բաղադրության ամորֆ շագանակագույն նստվածք, որը լուծվում է աղաթթվի մեջ՝ ձևավորելով դեղին լուծույթ, և ամոնիակի ավելցուկով ստացվում է կանաչ լուծույթ։ Եթե ​​այս լուծույթին ավելացնեն սպիրտ, ապա կառաջանա կանաչ նստվածք, որը ֆիլտրումից հետո դառնում է կապույտ, իսկ չորանալուց հետո՝ կապույտ-մանուշակագույն կարմիր կայծերով, հստակ տեսանելի ուժեղ լույսի ներքո։
5. «Հրաբուխ» կամ «փարավոն օձ» փորձարկումներից հետո մնացած քրոմի օքսիդը կարող է վերականգնվել։ Դրա համար անհրաժեշտ է միաձուլել 8 գ Cr 2 O 3 և 2 գ Na 2 CO 3 և 2,5 գ KNO 3 և սառեցված խառնուրդը մշակել եռման ջրով: Ստացվում է լուծվող քրոմատ, որը կարող է փոխարկվել նաև այլ Cr(II) և Cr(VI) միացությունների, այդ թվում՝ սկզբնական ամոնիումի երկքրոմատի։

Քրոմի և նրա միացությունների հետ կապված ռեդոքսային անցումների օրինակներ

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

ա) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O բ) Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O
գ) 2NaCrO 2 + 3Br 2 + 8NaOH = 6NaBr + 2Na 2 CrO 4 + 4H 2 O
դ) 2Na 2 CrO 4 + 2HCl = Na 2 Cr 2 O 7 + 2NaCl + H 2 O

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

ա) 2Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
բ) Cr(OH) 3 + 3HCl = CrCl 3 + 3H 2 O
գ) 2CrCl 3 + 2KMnO 4 + 3H 2 O = K 2 Cr 2 O 7 + 2Mn(OH) 2 + 6HCl
դ) K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH = 2K 2 CrO 4 + H 2 O

3. CrO - Cr (OH) 2 - Cr (OH) 3 - Cr (NO 3) 3 - Cr 2 O 3 - CrO - 2
Cr2+

ա) CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O
բ) CrO + H 2 O \u003d Cr (OH) 2
գ) Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr (OH) 3
դ) Cr(OH) 3 + 3HNO 3 = Cr(NO 3) 3 + 3H 2 O
ե) 4Cr (NO 3) 3 \u003d 2Cr 2 O 3 + 12NO 2 + O 2
զ) Cr 2 O 3 + 2 NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O

Chrome տարրը որպես նկարիչ

Քիմիկոսները բավականին հաճախ դիմում էին նկարչության համար արհեստական ​​գունանյութեր ստեղծելու խնդրին։ 18-19-րդ դարերում մշակվել է բազմաթիվ պատկերագրական նյութերի ստացման տեխնոլոգիա։ Լուի Նիկոլա Վոկելենը 1797 թվականին, ով հայտնաբերեց նախկինում անհայտ քրոմ տարրը սիբիրյան կարմիր հանքաքարում, պատրաստեց նոր, զարմանալիորեն կայուն ներկ՝ քրոմ կանաչ: Դրա քրոմոֆորը ջրային քրոմի (III) օքսիդ է։ «Զմրուխտ կանաչ» անվան տակ այն սկսել է արտադրվել 1837 թվականին։ Ավելի ուշ L. Vauquelen-ն առաջարկեց մի քանի նոր ներկեր՝ բարիտ, ցինկ և քրոմ դեղին: Ժամանակի ընթացքում դրանք փոխարինվեցին կադմիումի հիման վրա ավելի կայուն դեղին, նարնջագույն պիգմենտներով:

Քրոմ կանաչը ամենադիմացկուն և թեթև արագ ներկն է, որի վրա չեն ազդում մթնոլորտային գազերը: Յուղով քսված քրոմ կանաչը մեծ թաքցնող ուժ ունի և ունակ է արագ չորանալու, հետևաբար՝ 19-րդ դարից։ այն լայնորեն կիրառվում է գեղանկարչության մեջ։ Այն մեծ նշանակություն ունի ճենապակյա գեղանկարչության մեջ։ Փաստն այն է, որ ճենապակյա արտադրանքը կարելի է զարդարել ինչպես անփայլ, այնպես էլ գերգլազուր ներկով: Առաջին դեպքում ներկերը կիրառվում են միայն մի փոքր այրված արտադրանքի մակերեսին, որն այնուհետև ծածկված է փայլի շերտով: Դրան հաջորդում է հիմնական, բարձր ջերմաստիճանի թրծումը. ճենապակյա զանգվածը հալեցնելու և ջնարակը հալեցնելու համար արտադրանքը տաքացնում են մինչև 1350 - 1450 0 C: Շատ քիչ ներկեր կարող են դիմակայել այդպիսի բարձր ջերմաստիճանին առանց քիմիական փոփոխությունների, իսկ հնում. օր կար դրանցից միայն երկուսը` կոբալտը և քրոմը: Կոբալտի սև օքսիդը, որը քսվում է ճենապակե իրի մակերեսին, կրակելու ժամանակ միաձուլվում է ջնարակի հետ՝ քիմիապես փոխազդելով դրա հետ։ Արդյունքում գոյանում են վառ կապույտ կոբալտի սիլիկատներ։ Այս կոբալտ կապույտ չինական սպասքը բոլորին լավ հայտնի է։ Քրոմի օքսիդը (III) քիմիապես չի փոխազդում ջնարակի բաղադրիչների հետ և պարզապես գտնվում է ճենապակյա բեկորների և «խուլ» շերտով թափանցիկ ջնարակի միջև։

Բացի քրոմ կանաչից, նկարիչները օգտագործում են Volkonskoite-ից ստացված ներկեր: Մոնտմորիլլոնիտների խմբից այս հանքանյութը (բարդ սիլիկատների Na (Mo, Al), Si 4 O 10 (OH) 2 ենթադասի կավե միներալ) հայտնաբերվել է 1830 թվականին ռուս հանքաբան Կեմմերերի կողմից և անվանվել է դստեր՝ Մ.Ն. Վոլկոնսկայայի անունով։ Բորոդինոյի ճակատամարտի հերոս, գեներալ Ն. Ռաևսկին, դեկաբրիստ Ս. Ուրալում, Պերմի և Կիրովի շրջաններում հայտնաբերված հանքանյութը որոշում է դրա բազմազան երանգավորումը՝ մթնած ձմեռային եղևնու գույնից մինչև ճահճային գորտի վառ կանաչ գույնը:

Պաբլո Պիկասոն դիմել է մեր երկրի երկրաբաններին՝ խնդրանքով ուսումնասիրել Volkonskoite-ի պաշարները, ինչը ներկին տալիս է յուրահատուկ թարմ երանգ։ Ներկայումս մշակվել է արհեստական ​​վոլկոնսկոյտի ստացման մեթոդ։ Հետաքրքիր է նշել, որ ժամանակակից հետազոտությունների համաձայն, ռուս սրբապատկերներն օգտագործել են այս նյութից ներկեր դեռևս միջնադարում՝ դրա «պաշտոնական» հայտնաբերումից շատ առաջ: Գինյեի կանաչը (ստեղծվել է 1837 թվականին), որի քրոմոֆորմը քրոմի օքսիդի հիդրատ Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O է, որտեղ ջրի մի մասը քիմիապես կապված է, իսկ մի մասը՝ կլանված, նույնպես հայտնի էր նկարիչների մոտ։ Այս պիգմենտը ներկին տալիս է զմրուխտ երանգ:

կայքը, նյութի ամբողջական կամ մասնակի պատճենմամբ, աղբյուրի հղումը պարտադիր է:

Քրոմը Դ. Ի. Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի 4-րդ շրջանի 6-րդ խմբի կողային ենթախմբի տարր է՝ 24 ատոմային համարով։ Նշանակվում է Cr (լատ. Chromium) նշանով։ Պարզ նյութը քրոմը կապտասպիտակ կոշտ մետաղ է։

Քրոմի քիմիական հատկությունները

Նորմալ պայմաններում քրոմը փոխազդում է միայն ֆտորի հետ։ Բարձր ջերմաստիճաններում (600°C-ից բարձր) փոխազդում է թթվածնի, հալոգենների, ազոտի, սիլիցիումի, բորի, ծծմբի և ֆոսֆորի հետ։

4Cr + 3O 2 – t° →2Cr 2 O 3

2Cr + 3Cl 2 – t° → 2CrCl 3

2Cr + N 2 – t° → 2CrN

2Cr + 3S – t° → Cr 2 S 3

Տաք վիճակում այն ​​արձագանքում է ջրի գոլորշու հետ.

2Cr + 3H 2 O → Cr 2 O 3 + 3H 2

Քրոմը լուծվում է նոսր ուժեղ թթուներում (HCl, H 2 SO 4)

Օդի բացակայության դեպքում առաջանում են Cr 2+ աղեր, իսկ օդում՝ Cr 3+ աղեր։

Cr + 2HCl → CrCl 2 + H 2

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

Մետաղի մակերևույթի վրա պաշտպանիչ օքսիդ թաղանթի առկայությունը բացատրում է դրա պասիվությունը թթուների կենտրոնացված լուծույթների՝ օքսիդացնող նյութերի նկատմամբ:

Քրոմի միացություններ

Քրոմի (II) օքսիդիսկ քրոմ (II) հիդրօքսիդը հիմնային են։

Cr(OH) 2 + 2HCl → CrCl 2 + 2H 2 O

Քրոմի (II) միացությունները ուժեղ վերականգնող նյութեր են. մթնոլորտային թթվածնի ազդեցությամբ անցնում են քրոմի (III) միացությունների։

2CrCl 2 + 2HCl → 2CrCl 3 + H 2

4Cr(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O → 4Cr (OH) 3

քրոմի օքսիդ (III) Cr 2 O 3-ը կանաչ, ջրի մեջ չլուծվող փոշի է: Այն կարելի է ձեռք բերել քրոմի (III) հիդրօքսիդի կամ կալիումի և ամոնիումի երկքրոմատների կալցինացման միջոցով.

2Cr(OH) 3 – t° → Cr 2 O 3 + 3H 2 O

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

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 - t ° → Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O (հրաբխի ռեակցիա)

ամֆոտերային օքսիդ. Երբ Cr 2 O 3-ը միաձուլվում է ալկալիների, սոդայի և թթվային աղերի հետ, ստացվում են քրոմի միացություններ օքսիդացման աստիճանով (+3).

Cr 2 O 3 + 2NaOH → 2NaCrO 2 + H 2 O

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

Ալկալիի և օքսիդացնող նյութի խառնուրդի հետ միաձուլվելիս քրոմի միացությունները ստացվում են օքսիդացման վիճակում (+6).

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

Քրոմի (III) հիդրօքսիդ C r (OH) 3. ամֆոտերային հիդրօքսիդ. Մոխրագույն-կանաչ, տաքանալուց քայքայվում է, ջուրը կորցնում և գոյանում կանաչ մետահիդրօքսիդ CrO (OH). Չի լուծվում ջրի մեջ։ Այն լուծույթից նստում է որպես գորշ-կապույտ և կապտականաչավուն հիդրատ: Փոխազդում է թթուների և ալկալիների հետ, չի փոխազդում ամոնիակի հիդրատի հետ։

Այն ունի ամֆոտերային հատկություններ. այն լուծվում է ինչպես թթուների, այնպես էլ ալկալիների մեջ.

2Cr(OH) 3 + 3H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O Cr(OH) 3 + ZH + = Cr 3+ + 3H 2 O

Cr (OH) 3 + KOH → K, Cr (OH) 3 + ZON - (conc.) \u003d [Cr (OH) 6] 3-

Cr (OH) 3 + KOH → KCrO 2 + 2H 2 O Cr (OH) 3 + MON \u003d MCrO 2 (կանաչ) + 2H 2 O (300-400 ° C, M \u003d Li, Na)

Cr(OH) 3 →(120 o Գ – Հ 2 Օ) CrO (OH) →(430-1000 0 С –Հ 2 Օ) Cr2O3

2Cr(OH) 3 + 4NaOH (խտ.) + ZN 2 O 2 (կոնտ.) \u003d 2Na 2 CrO 4 + 8H 2 0

Անդորրագիրամոնիակի հիդրատով տեղումներ քրոմի (III) աղերի լուծույթից.

Cr 3+ + 3 (NH 3 H 2 O) = ԻՑr(OH) 3 ↓+ ЗНН 4+

Cr 2 (SO 4) 3 + 6NaOH → 2Cr(OH) 3 ↓+ 3Na 2 SO 4 (ալկալիից ավել. նստվածքը լուծվում է)

Քրոմի աղերը (III) ունեն մանուշակագույն կամ մուգ կանաչ գույն։ Քիմիական հատկություններով դրանք նման են անգույն ալյումինի աղերին։

Cr(III) միացությունները կարող են դրսևորել ինչպես օքսիդացնող, այնպես էլ վերականգնող հատկություններ.

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

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

Վեցավալենտ քրոմի միացություններ

Քրոմի (VI) օքսիդ CrO 3 - վառ կարմիր բյուրեղներ, ջրի մեջ լուծվող:

Պատրաստված է կալիումի քրոմատից (կամ երկքրոմատից) և H 2 SO 4 (կոնց.)։

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

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

CrO 3 - թթվային օքսիդ, ալկալիներով առաջացնում է դեղին քրոմատներ CrO 4 2-.

CrO 3 + 2KOH → K 2 CrO 4 + H 2 O

Թթվային միջավայրում քրոմատները վերածվում են նարնջագույն դիքրոմատների Cr 2 O 7 2-:

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

Ալկալային միջավայրում այս ռեակցիան ընթանում է հակառակ ուղղությամբ.

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

Կալիումի երկքրոմատը թթվային միջավայրում օքսիդացնող նյութ է.

K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3Na 2 SO 3 \u003d Cr 2 (SO 4) 3 + 3Na 2 SO 4 + K 2 SO 4 + 4H 2 O

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

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

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

Կալիումի քրոմատ K 2 Քր Մոտ 4 . Օքսոսոլ. Դեղին, ոչ հիգրոսկոպիկ: Հալվում է առանց քայքայվելու, ջերմային կայուն է։ Բարձր լուծելի է ջրի մեջ դեղինլուծույթի գույնը համապատասխանում է CrO 4 2- իոնին, փոքր-ինչ հիդրոլիզացնում է անիոնը։ Թթվային միջավայրում այն ​​անցնում է K 2 Cr 2 O 7: Օքսիդացնող նյութ (ավելի թույլ, քան K 2 Cr 2 O 7): Մտնում է իոնափոխանակման ռեակցիաների մեջ։

Որակական ռեակցիա CrO 4 իոնի վրա 2- - բարիումի քրոմատի դեղին նստվածքի տեղումներ, որոնք քայքայվում են խիստ թթվային միջավայրում։ Օգտագործվում է որպես գործվածքներ ներկելու համար, կաշվի դաբաղանյութ, ընտրովի օքսիդացնող նյութ և անալիտիկ քիմիայում ռեագենտ։

Ամենակարևոր ռեակցիաների հավասարումները.

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

2K 2 CrO 4 (t) + 16HCl (կոնց., հորիզոն) \u003d 2CrCl 3 + 3Cl 2 + 8H 2 O + 4KCl

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

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

2K 2 CrO 4 + 2AgNO 3 \u003d KNO 3 + Ag 2 CrO 4 (կարմիր) ↓

Որակական արձագանք.

K 2 CrO 4 + BaCl 2 \u003d 2KSl + BaCrO 4 ↓

2ВаСrO 4 (t) + 2НCl (ռազբ.) = ВаСr 2 O 7(p) + ВаС1 2 + Н 2 O

Անդորրագիրքրոմիտի սինթրում պոտաշով օդում.

4(Cr 2 Fe ‖‖)O 4 + 8K 2 CO 3 + 7O 2 = 8K 2 CrO 4 + 2Fe 2 O 3 + 8СO 2 (1000 °С)

Կալիումի երկքրոմատ Կ 2 Քր 2 Օ 7 . Օքսոսոլ. տեխնիկական անվանումը քրոմպեք. Նարնջագույն-կարմիր, ոչ հիգրոսկոպիկ: Հալվում է առանց քայքայվելու, քայքայվում հետագա տաքացման ժամանակ։ Բարձր լուծելի է ջրի մեջ նարնջագույնլուծույթի գույնը համապատասխանում է Cr 2 O 7 2- իոնին։ Ալկալային միջավայրում այն ​​ձևավորում է K 2 CrO 4: Տիպիկ օքսիդացնող նյութ լուծույթում և երբ միաձուլվում է: Մտնում է իոնափոխանակման ռեակցիաների մեջ։

Որակական ռեակցիաներ- եթերային լուծույթի կապույտ գունավորում H 2 O 2-ի առկայության դեպքում, ջրային լուծույթի կապույտ գունավորում ատոմային ջրածնի ազդեցության տակ:

Օգտագործվում է որպես կաշվի դաբաղանյութ, գործվածքներ ներկելու համար դեղանյութ, պիրոտեխնիկական կոմպոզիցիաների բաղադրամաս, անալիտիկ քիմիայում ռեագենտ, մետաղի կոռոզիայի արգելակիչ՝ խառնված H 2 SO 4-ի հետ (խտ.) - քիմիական սպասք լվանալու համար։

Ամենակարևոր ռեակցիաների հավասարումները.

4K 2 Cr 2 O 7 \u003d 4K 2 CrO 4 + 2Cr 2 O 3 + 3O 2 (500-600 o C)

K 2 Cr 2 O 7 (t) + 14HCl (կոնկ) \u003d 2CrCl 3 + 3Cl 2 + 7H 2 O + 2KCl (եռացող)

K 2 Cr 2 O 7 (t) + 2H 2 SO 4 (96%) ⇌2KHSO 4 + 2CrO 3 + H 2 O («քրոմի խառնուրդ»)

K 2 Cr 2 O 7 +KOH (conc) \u003d H 2 O + 2K 2 CrO 4

Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6I - \u003d 2Cr 3+ + 3I 2 ↓ + 7H 2 O

Cr 2 O 7 2- + 2H + + 3SO 2 (g) \u003d 2Cr 3+ + 3SO 4 2- + H 2 O

Cr 2 O 7 2- + H 2 O + 3H 2 S (g) \u003d 3S ↓ + 2OH - + 2Cr 2 (OH) 3 ↓

Cr 2 O 7 2- (conc) + 2Ag + (razb.) \u003d Ag 2 Cr 2 O 7 (այնքան կարմիր) ↓

Cr 2 O 7 2- (ռազբ.) + H 2 O + Pb 2+ \u003d 2H + + 2PbCrO 4 (կարմիր) ↓

K 2 Cr 2 O 7 (t) + 6HCl + 8H 0 (Zn) \u003d 2CrCl 2 (syn) + 7H 2 O + 2KCl

Անդորրագիր: K 2 CrO 4-ի մշակումը ծծմբական թթուով.

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 (30%) = Կ 2Քր 2 Օ 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

«Ազգային հետազոտական ​​Տոմսկի պոլիտեխնիկական համալսարան»

Բնական պաշարների երկրաէկոլոգիայի և երկրաքիմիայի ինստիտուտ

Chromium

Ըստ կարգապահության.

Քիմիա

Ավարտված:

2G41 խմբի ուսանող Տկաչևա Անաստասիա Վլադիմիրովնա 29.10.2014թ.

Ստուգվում:

ուսուցիչ Ստաս Նիկոլայ Ֆեդորովիչ

Դիրքը պարբերական համակարգում

Chromium- Դ.Ի. Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի 4-րդ շրջանի 6-րդ խմբի կողային ենթախմբի տարր՝ 24 ատոմային համարով։ Նշվում է նշանով։ Քր(լատ. Chromium) պարզ նյութ քրոմ- կոշտ կապտասպիտակ մետաղ: Երբեմն քրոմը կոչվում է գունավոր մետաղ:

Ատոմի կառուցվածքը

17 Cl) 2) 8) 7 - ատոմի կառուցվածքի դիագրամ

1s2s2p3s3p - էլեկտրոնային բանաձեւ

Ատոմը գտնվում է III ժամանակաշրջանում և ունի էներգիայի երեք մակարդակ

Ատոմը գտնվում է խմբում VII-ում, հիմնական ենթախմբում՝ 7 էլեկտրոնի արտաքին էներգիայի մակարդակում։

Տարրերի հատկությունները

Ֆիզիկական հատկություններ

Քրոմը սպիտակ փայլուն մետաղ է՝ մարմնի վրա կենտրոնացած խորանարդ վանդակով, \u003d 0,28845 նմ, որը բնութագրվում է կարծրությամբ և փխրունությամբ, 7,2 գ/սմ 3 խտությամբ, ամենադժվար մաքուր մետաղներից մեկը (միայն երկրորդը՝ բերիլիումից, վոլֆրամից և ուրան), հալման կետով 1903 աստիճան։ Իսկ մոտ 2570 աստիճան եռման կետով։ C. Օդում քրոմի մակերեսը ծածկված է օքսիդ թաղանթով, որը պաշտպանում է այն հետագա օքսիդացումից: Ածխածնի ավելացումը քրոմին ավելի է մեծացնում նրա կարծրությունը։

Քիմիական հատկություններ

Նորմալ պայմաններում քրոմը իներտ մետաղ է, տաքացնելիս դառնում է բավականին ակտիվ։

Փոխազդեցություն ոչ մետաղների հետ

Երբ տաքացվում է 600°C-ից բարձր, քրոմն այրվում է թթվածնի մեջ.

4Cr + 3O 2 \u003d 2Cr 2 O 3.

Այն փոխազդում է ֆտորի հետ 350°C-ում, քլորի հետ՝ 300°C, բրոմի հետ՝ կարմիր ջերմային ջերմաստիճանում՝ առաջացնելով քրոմի (III) հալոգենիդներ.

2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3:

Այն փոխազդում է ազոտի հետ 1000°C-ից բարձր ջերմաստիճանում՝ առաջացնելով նիտրիդներ.

2Cr + N 2 = 2CrN

կամ 4Cr + N 2 = 2Cr 2 N:

2Cr + 3S = Cr 2 S 3:

Փոխազդում է բորի, ածխածնի և սիլիցիումի հետ՝ առաջացնելով բորիդներ, կարբիդներ և սիլիցիդներ.

Cr + 2B = CrB 2 (հնարավոր է Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 4 ձևավորումը),

2Cr + 3C \u003d Cr 2 C 3 (հնարավոր է Cr 23 C 6, Cr 7 B 3 ձևավորումը),

Cr + 2Si = CrSi 2 (Cr 3 Si, Cr 5 Si 3, CrSi-ի հնարավոր ձևավորում):

Այն ուղղակիորեն չի փոխազդում ջրածնի հետ։

Փոխազդեցություն ջրի հետ

Նյութի մանր աղացած տաք վիճակում քրոմը փոխազդում է ջրի հետ՝ առաջացնելով քրոմի (III) օքսիդ և ջրածին.

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

Փոխազդեցություն թթուների հետ

Մետաղների լարման էլեկտրաքիմիական շարքում քրոմը ջրածնից առաջ է, այն ջրածինը տեղահանում է չօքսիդացող թթուների լուծույթներից.

Cr + 2HCl \u003d CrCl 2 + H 2;

Cr + H 2 SO 4 \u003d CrSO 4 + H 2:

Մթնոլորտային թթվածնի առկայության դեպքում առաջանում են քրոմի (III) աղեր.

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

Խտացված ազոտային և ծծմբական թթուները պասիվացնում են քրոմը: Դրանցում քրոմը կարող է լուծվել միայն ուժեղ տաքացմամբ, ձևավորվում են քրոմի (III) աղեր և թթվայնացման արտադրանք.

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

Cr + 6HNO 3 \u003d Cr (NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O:

Փոխազդեցություն ալկալային ռեակտիվների հետ

Ալկալիների ջրային լուծույթներում քրոմը չի լուծվում, այն դանդաղորեն փոխազդում է ալկալային հալվածքների հետ՝ առաջացնելով քրոմիտներ և արտազատել ջրածին.

2Cr + 6KOH \u003d 2KCrO 2 + 2K 2 O + 3H 2:

Փոխազդում է օքսիդացնող նյութերի ալկալային հալվածքների հետ, ինչպիսիք են կալիումի քլորատը, մինչդեռ քրոմը անցնում է կալիումի քրոմատի.

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

Մետաղների վերականգնում օքսիդներից և աղերից

Քրոմը ակտիվ մետաղ է, որն ունակ է մետաղները տեղահանել դրանց աղերի լուծույթներից՝ 2Cr + 3CuCl 2 = 2CrCl 3 + 3Cu:

Պարզ նյութի հատկությունները

Օդում կայուն է պասիվացման պատճառով: Նույն պատճառով այն չի փոխազդում ծծմբական և ազոտական ​​թթուների հետ։ 2000 °C-ում այն ​​այրվում է կանաչ քրոմի (III) օքսիդի Cr 2 O 3 առաջացմամբ, որն ունի ամֆոտերային հատկություն։

Քրոմի սինթեզված միացություններ բորի հետ (բորիդներ Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 2, CrB 4 և Cr 5 B 3), ածխածնի հետ (կարբիդներ Cr 23 C 6, Cr 7 C 3 և Cr 3 C 2) , սիլիցիումով (սիլիկիդներ Cr 3 Si, Cr 5 Si 3 և CrSi) և ազոտով (նիտրիդներ CrN և Cr 2 N):

Cr(+2) միացություններ

+2 օքսիդացման աստիճանը համապատասխանում է CrO հիմնական օքսիդին (սև): Cr 2+ աղերը (կապույտ լուծույթները) ստացվում են թթվային միջավայրում Cr 3+ աղերը կամ երկքրոմատները ցինկով վերականգնելով («ջրածին մեկուսացման պահին»).

Այս բոլոր Cr 2+ աղերը ուժեղ վերականգնող նյութեր են, այնքանով, որ ջրածինը տեղահանում են ջրից կանգնելիս: Օդի թթվածինը, հատկապես թթվային միջավայրում, օքսիդացնում է Cr 2+, ինչի արդյունքում կապույտ լուծույթը արագ կանաչում է։

Շագանակագույն կամ դեղին Cr(OH) 2 հիդրօքսիդը նստում է, երբ քրոմ (II) աղերի լուծույթներին ավելացնում են ալկալիներ:

Սինթեզվել են քրոմի դիհալիդներ CrF 2 , CrCl 2 , CrBr 2 և CrI 2

Cr(+3) միացություններ

+3 օքսիդացման վիճակը համապատասխանում է Cr 2 O 3 ամֆոտերային օքսիդին և Cr (OH) 3 հիդրօքսիդին (երկուսն էլ կանաչ): Սա քրոմի ամենակայուն օքսիդացման վիճակն է։ Այս օքսիդացման վիճակում գտնվող քրոմի միացություններն ունեն կեղտոտ մանուշակագույնից (իոն 3+) մինչև կանաչ (անիոնները առկա են կոորդինացիոն ոլորտում):

Cr 3+-ը հակված է M I Cr (SO 4) 2 12H 2 O (շիբ) ձևի կրկնակի սուլֆատների ձևավորմանը:

Քրոմի (III) հիդրօքսիդը ստացվում է ամոնիակի հետ ազդելով քրոմի (III) աղերի լուծույթների վրա.

Cr+3NH+3H2O→Cr(OH)↓+3NH

Ալկալիների լուծույթները կարող են օգտագործվել, բայց դրանց ավելցուկից առաջանում է լուծելի հիդրոքսոմպլեքս.

Cr+3OH→Cr(OH)↓

Cr(OH)+3OH→

Cr 2 O 3-ը ալկալիների հետ միաձուլելով՝ ստացվում են քրոմիտներ.

Cr2O3+2NaOH→2NaCrO2+H2O

Չկալցիացված քրոմի (III) օքսիդը լուծվում է ալկալային լուծույթներում և թթուներում.

Cr2O3+6HCl→2CrCl3+3H2O

Երբ քրոմ (III) միացությունները օքսիդացվում են ալկալային միջավայրում, առաջանում են քրոմ (VI) միացություններ.

2Na+3HO→2NaCrO+2NaOH+8HO

Նույնը տեղի է ունենում, երբ քրոմի (III) օքսիդը միաձուլվում է ալկալիների և օքսիդացնող նյութերի հետ կամ օդում ալկալիների հետ (այս դեպքում հալոցքը դեղին է դառնում).

2Cr2O3+8NaOH+3O2→4Na2CrO4+4H2O

Քրոմի միացություններ (+4)[

Հիդրոջերմային պայմաններում քրոմի օքսիդի (VI) CrO 3 մանրակրկիտ տարրալուծմամբ ստացվում է քրոմի օքսիդ (IV) CrO 2, որը ֆերոմագնիս է և ունի մետաղական հաղորդունակություն։

Քրոմի տետրահալիդներից CrF 4-ը կայուն է, քրոմի տետրաքլորիդը CrCl 4 գոյություն ունի միայն գոլորշու մեջ:

Քրոմի միացություններ (+6)

+6 օքսիդացման աստիճանը համապատասխանում է թթվային քրոմի օքսիդին (VI) CrO 3 և մի շարք թթուների, որոնց միջև կա հավասարակշռություն։ Դրանցից ամենապարզներն են քրոմային H 2 CrO 4 և երկքրոմ H 2 Cr 2 O 7: Նրանք կազմում են երկու շարք աղեր՝ համապատասխանաբար դեղին քրոմատներ և նարնջագույն երկքրոմատներ։

Քրոմի օքսիդ (VI) CrO 3 առաջանում է խտացված ծծմբաթթվի փոխազդեցությամբ երկքրոմատների լուծույթների հետ։ Տիպիկ թթվային օքսիդը ջրի հետ փոխազդելիս առաջացնում է ուժեղ անկայուն քրոմաթթուներ՝ քրոմ H 2 CrO 4, երկքրոմ H 2 Cr 2 O 7 և այլ իզոպոլ թթուներ՝ H 2 Cr n O 3n + 1 ընդհանուր բանաձևով։ Պոլիմերացման աստիճանի աճը տեղի է ունենում pH-ի նվազմամբ, այսինքն՝ թթվայնության բարձրացմամբ.

2CrO+2H→Cr2O+H2O

Բայց եթե K 2 Cr 2 O 7 նարնջագույն լուծույթին ավելացնեն ալկալային լուծույթ, ապա ինչպես է գույնը կրկին դեղնում, քանի որ կրկին ձևավորվում է քրոմ K 2 CrO 4.

Cr2O+2OH→2CrO+HO

Այն չի հասնում պոլիմերացման բարձր աստիճանի, ինչպես դա տեղի է ունենում վոլֆրամի և մոլիբդենի մեջ, քանի որ պոլիքրոմաթթուն քայքայվում է քրոմի (VI) օքսիդի և ջրի.

H2CrnO3n+1→H2O+nCrO3

Քրոմատների լուծելիությունը մոտավորապես համապատասխանում է սուլֆատների լուծելիությանը։ Մասնավորապես, դեղին բարիումի քրոմատ BaCrO 4-ը նստում է, երբ բարիումի աղերը ավելացվում են ինչպես քրոմատի, այնպես էլ երկքրոմատի լուծույթներին.

Ba+CrO→BaCrO↓

2Ba+CrO+H2O→2BaCrO↓+2H

Արյան կարմիր, վատ լուծվող արծաթի քրոմատի ձևավորումն օգտագործվում է համաձուլվածքներում արծաթը հայտնաբերելու համար՝ օգտագործելով վերլուծական թթու:

Հայտնի են քրոմի պենտաֆտորիդ CrF 5 և անկայուն քրոմի հեքսաֆտորիդ CrF 6։ Ստացվել են նաև քրոմի ցնդող օքսիհալիդներ CrO 2 F 2 և CrO 2 Cl 2 (քրոմիլ քլորիդ)։

Քրոմի (VI) միացությունները ուժեղ օքսիդացնող նյութեր են, օրինակ.

K2Cr2O7+14HCl→2CrCl3+2KCl+3Cl2+7H2O

Ջրածնի պերօքսիդի, ծծմբաթթվի և օրգանական լուծիչի (եթերի) ավելացումը երկքրոմատներին հանգեցնում է կապույտ քրոմի պերօքսիդի CrO 5 L (L-ը լուծիչի մոլեկուլ է), որը արդյունահանվում է օրգանական շերտի մեջ. այս ռեակցիան օգտագործվում է որպես վերլուծական: