ქრომი და მისი ნაერთები. ქრომის ნაერთები

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

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

აღმოჩენა და ეტიმოლოგია

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

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

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

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

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

სამთო და წარმოება

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

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

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

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

ძირითადი მახასიათებლები

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

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

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

იზოტოპები

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

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

ქიმიური ელემენტი ქრომი: თვისებები, ნაერთების ფორმულა

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

კალიუმის ბიქრომატი

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

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

ქრომის მჟავა

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

ტყვიის (II) ქრომატი

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

Cr და ხუთვალენტიანი ბმა

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

განაცხადი

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

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

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

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

როლი ბიოლოგიაში

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

სიფრთხილის ზომები

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

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

ელემენტის თვისებები

ქრომის ძირითადი ფიზიკური თვისებები შემდეგია:

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

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

ბუნებაში აღმოჩენა.

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

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

ფიზიკური თვისებები.

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

ქვითარი.

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

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

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

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

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

ქიმიური თვისებები.

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

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

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

ცხელი ქრომი რეაგირებს წყლის ორთქლთან:

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

ქრომი ასევე რეაგირებს ჰალოგენებთან მაღალ ტემპერატურაზე, ჰალოგენები წყალბადთან, გოგირდთან, აზოტთან, ფოსფორთან, ნახშირთან, სილიციუმთან, ბორით, მაგალითად:

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

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

ქრომის პოზიცია ქიმიური ელემენტების პერიოდულ სისტემაში:

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

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

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

ორვალენტიანი ქრომის ნაერთები.

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

CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

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

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

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

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

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

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

სამვალენტიანი ქრომის ნაერთები.

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

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

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

ქრომის ჰიდროქსიდი ასევე არის ამფოტერული ნაერთი:

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

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

რეაქციები ქრომთან და მის ნაერთებთან

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

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

ქრომის იონების ანალიტიკური რეაქციები.

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

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

ყურადღება მიაქციეთ H 2 CrO 6-ის სწრაფ დაშლას:

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

პერქრომის მჟავა ბევრად უფრო სტაბილურია ორგანულ გამხსნელებში.

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

გასართობი ექსპერიმენტები ქრომის ნაერთებთან

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

ქრომის და მისი ნაერთების შემცველი რედოქსული გადასვლების მაგალითები

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

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

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

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

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

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

Chrome ელემენტი, როგორც მხატვარი

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

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

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

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

საიტი, მასალის სრული ან ნაწილობრივი კოპირებით, საჭიროა წყაროს ბმული.

ქრომი არის დ.ი.მენდელეევის ქიმიური ელემენტების პერიოდული სისტემის მე-4 პერიოდის მე-6 ჯგუფის გვერდითი ქვეჯგუფის ელემენტი, ატომური ნომრით 24. იგი აღინიშნება სიმბოლოთი Cr (ლათ. Chromium). მარტივი ნივთიერება ქრომი არის მოლურჯო-თეთრი მყარი ლითონი.

ქრომის ქიმიური თვისებები

ნორმალურ პირობებში ქრომი რეაგირებს მხოლოდ ფტორთან. მაღალ ტემპერატურაზე (600°C-ზე ზემოთ) ის ურთიერთქმედებს ჟანგბადთან, ჰალოგენებთან, აზოტთან, სილიციუმთან, ბორთან, გოგირდთან და ფოსფორთან.

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

ცხელ მდგომარეობაში ის რეაგირებს წყლის ორთქლთან:

2Cr + 3H 2 O → Cr 2 O 3 + 3H 2

ქრომი იხსნება განზავებულ ძლიერ მჟავებში (HCl, H 2 SO 4)

ჰაერის არარსებობისას წარმოიქმნება Cr 2+ მარილები, ჰაერში კი Cr 3+ მარილები.

Cr + 2HCl → CrCl 2 + H 2

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

ლითონის ზედაპირზე დამცავი ოქსიდის ფირის არსებობა ხსნის მის პასიურობას მჟავების კონცენტრირებულ ხსნარებთან - ჟანგვის აგენტებთან მიმართებაში.

ქრომის ნაერთები

ქრომის (II) ოქსიდიდა ქრომის(II) ჰიდროქსიდი ძირითადია.

Cr(OH) 2 + 2HCl → CrCl 2 + 2H 2 O

ქრომის (II) ნაერთები ძლიერი შემცირების აგენტებია; გადადის ქრომის (III) ნაერთებში ატმოსფერული ჟანგბადის მოქმედებით.

2CrCl 2 + 2HCl → 2CrCl 3 + H 2

4Cr(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O → 4Cr(OH) 3

ქრომის ოქსიდი (III) Cr 2 O 3 არის მწვანე, წყალში უხსნადი ფხვნილი. მისი მიღება შესაძლებელია ქრომის (III) ჰიდროქსიდის ან კალიუმის და ამონიუმის დიქრომატების კალცინით:

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 (ვულკანის რეაქცია)

ამფოტერული ოქსიდი. როდესაც Cr 2 O 3 შერწყმულია ტუტეებთან, სოდასთან და მჟავა მარილებთან, მიიღება ქრომის ნაერთები ჟანგვის მდგომარეობით (+3):

Cr 2 O 3 + 2NaOH → 2NaCrO 2 + H 2 O

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

ტუტესა და ჟანგვის ნარევთან შერწყმისას, ქრომის ნაერთები მიიღება ჟანგვის მდგომარეობაში (+6):

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

ქრომის (III) ჰიდროქსიდი C რ (OH) 3. ამფოტერული ჰიდროქსიდი. რუხი-მომწვანო, იშლება გაცხელებისას, კარგავს წყალს და წარმოიქმნება მწვანე მეტაჰიდროქსიდი CrO(OH). წყალში არ იხსნება. ხსნარიდან ნალექი ჩნდება რუხი-ლურჯი და მოლურჯო-მომწვანო ჰიდრატის სახით. რეაგირებს მჟავებთან და ტუტეებთან, არ ურთიერთქმედებს ამიაკის ჰიდრატთან.

მას აქვს ამფოტერული თვისებები - იხსნება როგორც მჟავებში, ასევე ტუტეებში:

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 - (კონს.) \u003d [Cr (OH) 6] 3-

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

Cr(OH) 3 →(120 ო C – ჰ 2 ო) CrO(OH) →(430-1000 0 С –ჰ 2 ო) Cr2O3

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

ქვითარი: ნალექი ამიაკის ჰიდრატით ქრომის(III) მარილების ხსნარიდან:

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

Cr 2 (SO 4) 3 + 6NaOH → 2Cr(OH) 3 ↓+ 3Na 2 SO 4 (ტუტეზე მეტი - ნალექი იხსნება)

ქრომის (III) მარილებს აქვს მეწამული ან მუქი მწვანე ფერი. ქიმიური თვისებებით ისინი წააგავს უფერო ალუმინის მარილებს.

Cr(III) ნაერთებს შეუძლიათ გამოავლინონ როგორც ჟანგვის, ასევე აღმდგენი თვისებები:

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

ექვსვალენტური ქრომის ნაერთები

ქრომის (VI) ოქსიდი CrO 3 - ნათელი წითელი კრისტალები, წყალში ხსნადი.

მზადდება კალიუმის ქრომატისგან (ან დიქრომატისგან) და H 2 SO 4 (კონს.).

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 - მჟავე ოქსიდი, ქმნის ყვითელ ქრომატებს CrO 4 2- ტუტეებით:

CrO 3 + 2KOH → K 2 CrO 4 + H 2 O

მჟავე გარემოში ქრომატები გადაიქცევა ნარინჯისფერ დიქრომატებად 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

ტუტე გარემოში ეს რეაქცია საპირისპირო მიმართულებით მიმდინარეობს:

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

კალიუმის დიქრომატი არის ჟანგვის აგენტი მჟავე გარემოში:

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

კალიუმის ქრომატი K2 კრ დაახლოებით 4 . ოქსოსოლი. ყვითელი, არაჰიგროსკოპიული. დნება დაშლის გარეშე, თერმულად სტაბილური. წყალში ძალიან ხსნადი ყვითელიხსნარის ფერი შეესაბამება CrO 4 2- იონს, ოდნავ ჰიდროლიზებს ანიონს. მჟავე გარემოში ის გადადის K 2 Cr 2 O 7-ში. ჟანგვის აგენტი (უფრო სუსტი ვიდრე K 2 Cr 2 O 7). შედის იონგაცვლის რეაქციებში.

ხარისხობრივი რეაქციაიონზე CrO 4 2- - ბარიუმის ქრომატის ყვითელი ნალექის ნალექი, რომელიც იშლება ძლიერ მჟავე გარემოში. იგი გამოიყენება როგორც ქსოვილების შეღებვის, ტყავის სათრიმლავი აგენტი, სელექციური ჟანგვის საშუალება და რეაგენტი ანალიზურ ქიმიაში.

ყველაზე მნიშვნელოვანი რეაქციების განტოლებები:

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 (კონს., ჰორიზონტი) \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 (წითელი) ↓

ხარისხობრივი პასუხი:

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

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

ქვითარი: ქრომიტის აგლომერაცია კალიუმთან ჰაერში:

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

კალიუმის დიქრომატი კ 2 კრ 2 ო 7 . ოქსოსოლი. ტექნიკური სახელი ქრომპიკი. ნარინჯისფერ-წითელი, არაჰიგიროსკოპიული. დნება დაშლის გარეშე, იშლება შემდგომი გაცხელებისას. წყალში ძალიან ხსნადი ფორთოხალიხსნარის ფერი შეესაბამება იონს Cr 2 O 7 2-). ტუტე გარემოში ის ქმნის K 2 CrO 4 . ტიპიური ჟანგვის აგენტი ხსნარში და შერწყმისას. შედის იონგაცვლის რეაქციებში.

ხარისხობრივი რეაქციები- ეთერის ხსნარის ლურჯი შეღებვა H 2 O 2 თანდასწრებით, წყალხსნარის ლურჯი შეღებვა ატომური წყალბადის მოქმედებით.

გამოიყენება როგორც ტყავის სათრიმლავი საშუალება, ქსოვილების შეღებვის საშუალება, პიროტექნიკური კომპოზიციების კომპონენტი, რეაგენტი ანალიტიკურ ქიმიაში, ლითონის კოროზიის ინჰიბიტორი, შერეული H 2 SO 4 (კონს.) - ქიმიური ჭურჭლის რეცხვისთვის.

ყველაზე მნიშვნელოვანი რეაქციების განტოლებები:

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 (კონს) \u003d 2CrCl 3 + 3Cl 2 + 7H 2 O + 2KCl (ადუღება)

K 2 Cr 2 O 7 (t) + 2H 2 SO 4 (96%) ⇌2KHSO 4 + 2CrO 3 + H 2 O („ქრომის ნარევი“)

K 2 Cr 2 O 7 +KOH (კონს.) \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- (კონს.) + 2Ag + (რაზბ.) \u003d Ag 2 Cr 2 O 7 (ასე წითელი) ↓

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

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

ქვითარი: K 2 CrO 4-ის დამუშავება გოგირდის მჟავით:

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

"ეროვნული კვლევითი ტომსკის პოლიტექნიკური უნივერსიტეტი"

ბუნებრივი რესურსების გეოეკოლოგიისა და გეოქიმიის ინსტიტუტი

ქრომი

დისციპლინის მიხედვით:

Ქიმია

დასრულებული:

2G41 ჯგუფის სტუდენტი ტკაჩევა ანასტასია ვლადიმეროვნა 29.10.2014წ.

შემოწმებულია:

მასწავლებელი სტას ნიკოლაი ფედოროვიჩი

პოზიცია პერიოდულ სისტემაში

ქრომი- დ.ი.მენდელეევის ქიმიური ელემენტების პერიოდული სისტემის მე-4 პერიოდის მე-6 ჯგუფის გვერდითი ქვეჯგუფის ელემენტი ატომური ნომრით 24. მითითებულია სიმბოლოთი. კრ(ლათ. ქრომი). მარტივი ნივთიერება ქრომი- მყარი მოლურჯო-თეთრი ლითონი. ქრომს ზოგჯერ მოიხსენიებენ, როგორც შავი ლითონს.

ატომის სტრუქტურა

17 Cl) 2) 8) 7 - ატომის სტრუქტურის დიაგრამა

1s2s2p3s3p - ელექტრონული ფორმულა

ატომი მდებარეობს III პერიოდში და აქვს სამი ენერგეტიკული დონე

ატომი მდებარეობს ჯგუფში VII-ში, მთავარ ქვეჯგუფში - 7 ელექტრონის გარე ენერგეტიკულ დონეზე.

ელემენტის თვისებები

ფიზიკური თვისებები

ქრომი არის თეთრი მბზინავი ლითონი კუბური სხეულზე ორიენტირებული გისოსით, a = 0,28845 ნმ, ხასიათდება სიმტკიცე და მტვრევადობა, სიმკვრივით 7,2 გ/სმ 3, ერთ-ერთი უმძიმესი სუფთა ლითონი (მეორე ბერილიუმის, ვოლფრამისა და ურანის შემდეგ. ), დნობის წერტილით 1903 გრადუსი. და დუღილის წერტილით დაახლოებით 2570 გრადუსი. გ. ჰაერში ქრომის ზედაპირი დაფარულია ოქსიდის ფენით, რომელიც იცავს მას შემდგომი დაჟანგვისგან. ქრომში ნახშირბადის დამატება კიდევ უფრო ზრდის მის სიმტკიცეს.

ქიმიური თვისებები

ქრომი ნორმალურ პირობებში ინერტული მეტალია, გაცხელებისას საკმაოდ აქტიური ხდება.

ურთიერთქმედება არალითონებთან

600°C-ზე ზევით გაცხელებისას ქრომი იწვის ჟანგბადში:

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

ის რეაგირებს ფტორთან 350°C-ზე, ქლორთან 300°C-ზე, ბრომთან წითელ სიცხეზე, წარმოქმნის ქრომის (III) ჰალოიდებს:

2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3 .

იგი რეაგირებს აზოტთან 1000°C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე და წარმოქმნის ნიტრიდებს:

2Cr + N 2 = 2CrN

ან 4Cr + N 2 = 2Cr 2 N.

2Cr + 3S = Cr 2 S 3 .

რეაგირებს ბორთან, ნახშირბადთან და სილიციუმთან ბორიდების, კარბიდების და სილიციდების წარმოქმნით:

Cr + 2B = CrB 2 (შესაძლებელია Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 4 ფორმირება),

2Cr + 3C \u003d Cr 2 C 3 (შესაძლებელია Cr 23 C 6, Cr 7 B 3 ფორმირება),

Cr + 2Si = CrSi 2 (Cr 3 Si, Cr 5 Si 3, CrSi შესაძლო წარმოქმნა).

წყალბადთან უშუალოდ არ ურთიერთქმედებს.

წყალთან ურთიერთქმედება

წვრილად დაფქულ ცხელ მდგომარეობაში ქრომი რეაგირებს წყალთან, წარმოქმნის ქრომის (III) ოქსიდს და წყალბადს:

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

ურთიერთქმედება მჟავებთან

ლითონების ძაბვის ელექტროქიმიურ სერიაში ქრომი წყალბადამდეა, ის წყალბადს ანაცვლებს არაჟანგვის მჟავების ხსნარებიდან:

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

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

ატმოსფერული ჟანგბადის თანდასწრებით, წარმოიქმნება ქრომის (III) მარილები:

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

კონცენტრირებული აზოტის და გოგირდის მჟავები ახდენს ქრომის პასივირებას. მათში ქრომი იხსნება მხოლოდ ძლიერი გაცხელებით, წარმოიქმნება ქრომის (III) მარილები და მჟავას შემცირების პროდუქტები:

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.

ურთიერთქმედება ტუტე რეაგენტებთან

ტუტეების წყალხსნარებში ქრომი არ იხსნება; ის ნელ-ნელა რეაგირებს ტუტეების დნობასთან, წარმოქმნის ქრომიტებს და გამოყოფს წყალბადს:

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

რეაგირებს ჟანგვის აგენტების ტუტე დნებთან, როგორიცაა კალიუმის ქლორატი, ხოლო ქრომი გადადის კალიუმის ქრომატში:

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

ლითონების აღდგენა ოქსიდებისა და მარილებისგან

ქრომი არის აქტიური ლითონი, რომელსაც შეუძლია ლითონების გადაადგილება მათი მარილების ხსნარებიდან: 2Cr + 3CuCl 2 = 2CrCl 3 + 3Cu.

მარტივი ნივთიერების თვისებები

სტაბილურია ჰაერში პასივაციის გამო. ამავე მიზეზით, ის არ რეაგირებს გოგირდის და აზოტის მჟავებთან. 2000 °C ტემპერატურაზე ის იწვის მწვანე ქრომის (III) ოქსიდის Cr 2 O 3 წარმოქმნით, რომელსაც აქვს ამფოტერული თვისებები.

ქრომის სინთეზირებული ნაერთები ბორთან (ბორიდები Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 2, CrB 4 და Cr 5 B 3), ნახშირბადთან (კარბიდები Cr 23 C 6, Cr 7 C 3 და Cr 3 C 2) , სილიციუმით (სილიციდები Cr 3 Si, Cr 5 Si 3 და CrSi) და აზოტით (ნიტრიდები CrN და Cr 2 N).

Cr(+2) ნაერთები

ჟანგვის მდგომარეობა +2 შეესაბამება ძირითად ოქსიდს CrO (შავი). Cr 2+ მარილები (ლურჯი ხსნარები) მიიღება Cr 3+ მარილების ან დიქრომატების თუთიის შემცირებით მჟავე გარემოში („წყალბადის იზოლაციის დროს“):

ყველა ეს Cr 2+ მარილი არის ძლიერი შემცირების აგენტები, იმდენად, რამდენადაც ისინი წყალბადს წყლისგან დგანან. ჟანგბადი ჰაერში, განსაკუთრებით მჟავე გარემოში, იჟანგება Cr 2+, რის შედეგადაც ლურჯი ხსნარი სწრაფად მწვანედება.

ყავისფერი ან ყვითელი Cr(OH) 2 ჰიდროქსიდი ნალექი ხდება ქრომის(II) მარილების ხსნარებში ტუტეების დამატებისას.

სინთეზირებული იყო ქრომის დიჰალიდები CrF 2 , CrCl 2 , CrBr 2 და CrI 2

Cr(+3) ნაერთები

+3 დაჟანგვის მდგომარეობა შეესაბამება ამფოტერულ ოქსიდს Cr 2 O 3 და ჰიდროქსიდს Cr (OH) 3 (ორივე მწვანე). ეს არის ქრომის ყველაზე სტაბილური დაჟანგვის მდგომარეობა. ქრომის ნაერთებს ამ დაჟანგვის მდგომარეობაში აქვთ ფერი ბინძური მეწამულიდან (იონი 3+) მწვანემდე (ანიონები წარმოდგენილია კოორდინაციის სფეროში).

Cr 3+ მიდრეკილია M I Cr (SO 4) 2 12H 2 O (ალუმი) ფორმის ორმაგი სულფატების წარმოქმნისკენ.

ქრომის (III) ჰიდროქსიდი მიიღება ამიაკის მოქმედებით ქრომის (III) მარილების ხსნარებზე:

Cr+3NH+3H2O→Cr(OH)↓+3NH

ტუტე ხსნარების გამოყენება შესაძლებელია, მაგრამ მათი სიჭარბით წარმოიქმნება ხსნადი ჰიდროქსო კომპლექსი:

Cr+3OH→Cr(OH)↓

Cr(OH)+3OH→

Cr 2 O 3 ტუტეებთან შერწყმით მიიღება ქრომიტები:

Cr2O3+2NaOH→2NaCrO2+H2O

არაკალცინირებული ქრომის (III) ოქსიდი იხსნება ტუტე ხსნარებში და მჟავებში:

Cr2O3+6HCl→2CrCl3+3H2O

როდესაც ქრომის(III) ნაერთები იჟანგება ტუტე გარემოში, წარმოიქმნება ქრომის(VI) ნაერთები:

2Na+3HO→2NaCrO+2NaOH+8HO

იგივე ხდება, როდესაც ქრომის (III) ოქსიდი შერწყმულია ტუტესთან და ჟანგვის აგენტებთან, ან ჰაერში ტუტესთან (ამ შემთხვევაში დნება ყვითელი ხდება):

2Cr2O3+8NaOH+3O2→4Na2CrO4+4H2O

ქრომის ნაერთები (+4)[

ჰიდროთერმული პირობებში ქრომის ოქსიდის (VI) CrO 3 ფრთხილად დაშლით, მიიღება ქრომის ოქსიდი (IV) CrO 2, რომელიც არის ფერომაგნიტური და აქვს მეტალის გამტარობა.

ქრომის ტეტრაჰალიდებს შორის CrF 4 სტაბილურია, ქრომის ტეტრაქლორიდი CrCl 4 არსებობს მხოლოდ ორთქლში.

ქრომის ნაერთები (+6)

+6 დაჟანგვის მდგომარეობა შეესაბამება ქრომის მჟავე ოქსიდს (VI) CrO 3 და მჟავების რაოდენობას, რომელთა შორის წონასწორობაა. მათგან ყველაზე მარტივია ქრომის H 2 CrO 4 და ორქრომიანი H 2 Cr 2 O 7 . ისინი ქმნიან მარილების ორ სერიას: ყვითელი ქრომატები და ნარინჯისფერი დიქრომატები, შესაბამისად.

ქრომის ოქსიდი (VI) CrO 3 წარმოიქმნება კონცენტრირებული გოგირდმჟავას დიქრომატების ხსნარებთან ურთიერთქმედებით. ტიპიური მჟავა ოქსიდი წყალთან ურთიერთქმედებისას წარმოქმნის ძლიერ არასტაბილურ ქრომის მჟავებს: ქრომის H 2 CrO 4, დიქრომული H 2 Cr 2 O 7 და სხვა იზოპოლის მჟავებს ზოგადი ფორმულით H 2 Cr n O 3n+1. პოლიმერიზაციის ხარისხის ზრდა ხდება pH-ის შემცირებით, ანუ მჟავიანობის მატებით:

2CrO+2H→Cr2O+H2O

მაგრამ თუ K 2 Cr 2 O 7-ის ფორთოხლის ხსნარს დაემატება ტუტე ხსნარი, როგორ ხდება ფერი ისევ ყვითელდება, რადგან ქრომატის K 2 CrO 4 კვლავ წარმოიქმნება:

Cr2O+2OH→2CrO+HO

ის არ აღწევს პოლიმერიზაციის მაღალ ხარისხს, როგორც ეს ხდება ვოლფრამისა და მოლიბდენში, რადგან პოლიქრომული მჟავა იშლება ქრომის (VI) ოქსიდში და წყალში:

H2CrnO3n+1→H2O+nCrO3

ქრომატების ხსნადობა უხეშად შეესაბამება სულფატების ხსნადობას. კერძოდ, ყვითელი ბარიუმის ქრომატის BaCrO 4 ნალექი ხდება, როდესაც ბარიუმის მარილები ემატება როგორც ქრომატულ, ასევე დიქრომატულ ხსნარებს:

Ba+CrO→BaCrO↓

2Ba+CrO+H2O→2BaCrO↓+2H

სისხლის წითელი, ცუდად ხსნადი ვერცხლის ქრომატის წარმოქმნა გამოიყენება შენადნობებში ვერცხლის გამოსავლენად საანალიზო მჟავას გამოყენებით.

ცნობილია ქრომის პენტაფტორიდი CrF 5 და არასტაბილური ქრომის ჰექსაფტორიდი CrF 6. ასევე მიღებულია აქროლადი ქრომის ოქსიჰალიდები CrO 2 F 2 და CrO 2 Cl 2 (ქრომილ ქლორიდი).

ქრომის (VI) ნაერთები ძლიერი ჟანგვის აგენტებია, მაგალითად:

K2Cr2O7+14HCl→2CrCl3+2KCl+3Cl2+7H2O

წყალბადის ზეჟანგის, გოგირდის მჟავისა და ორგანული გამხსნელის (ეთერის) დამატება დიქრომატებში იწვევს ლურჯი ქრომის პეროქსიდის CrO 5 L (L არის გამხსნელის მოლეკულა) წარმოქმნას, რომელიც გამოიყოფა ორგანულ შრეში; ეს რეაქცია გამოიყენება როგორც ანალიტიკური.