Хром (chromium) - знаєш як
Хром (Chromium); ат. вес52,01. Хром міститься в земній корі в кількості 0,03 вагових відсотка. У природі він зустрічається головним чином у вигляді хромистоїзалізняку FeO • Сr2 О3. багаті родовища якого є в Казахстані і. на Уралі. Поза межами СРСР найбільші
родовища високосортних хромових руд знаходяться в Південно-Африканському Союзі, Туреччини, Південної Родезії, на Філіппінах і в Югославії. Видобуток хромової руди в капіталістичному країнах склала в 1953 р 2,9 млн. Т або, в перерахунку на металевий хром. близько 1,4 млн. м
При відновленні хромистоїзалізняку вугіллям в електричних або регенеративних печах виходить сплав хрому з залізом - ферохром, який безпосередньо використовується в металургійній промисловості при виробництві хромистих сталей. Для отримання чистого хрому спочатку готують окис хрому, а потім піддають її відновленню алюміно-термічним способом.
Хром є твердий білий блискучий метал уд. ваги 7,14, плавиться при 1800 °. При звичайній температурі хром цілком стійкий по відношенню до повітря та води. Розбавлені сірчана і соляна кислоти розчиняють хром з виділенням водню. Але в холодній азотній кислоті хром, подібно алюмінію, не розчиняється і після обробки азотною кислотою стає пасивним.
Металевий хром застосовується головним чином в сталеливарній промисловості. Стали, що містять 1-2% хрому, мають високу стійкість та міцність і служать для виготовлення інструментів, рушничних і гарматних стволів, броньових плит і різних машинних частин. Так звана «нержавіюча сталь» містить близько 12% хрому.
Широке поширення, особливо в інструментальній та автомобільної промисловості, отримало хромування, т. Е. Покриття хромом інших металів для запобігання їх від корозії. Так як хром володіє високою твердістю, то покриті їм вироби добре пручаються зносу. Хромування здійснюється електролітичним шляхом, що дозволяє отримати твердий, щільно пристає, блискучий шар металу.
Хром утворює три оксиду: закис хрому СrО, що має основний характер, окис хрому Сr2 О3. виявляє амфотерні властивості, і хромовий ангідрид СrО3 - справжній кислотний оксид. Відповідно до цих трьох окислам відомі і три ряди сполук хрому.
З'єднання двовалентного хрому. При розчиненні хрому соляній кислоті виходить синього кольору розчин, що містить сіль двовалентного хрому, - хлористий хром СrСl2. Якщо до цього розчину долити лугу, то випадає жовтий осад - гідрат закису хрому Сr (ОН) 2. Розчиняючи осад в сірчаної кислоти, можна отримати CrSO4 і т. Д.
З'єднання двовалентного хрому дуже нестійкі і швидко окислюються киснем повітря в сполуки тривалентного хрому.
З'єднання тривалентного хрому. Окис хрому Сr2 О3 є тугоплавка речовина зеленого
кольору, широко застосовується під назвою зеленого крона для приготування клейової і масляної фарб. При сплаві з силікатами окис хрому забарвлює їх в зелений колір і тому служить також для забарвлення скла та порцеляни.
Гідрат окису хрому Сr (ОН) 3 випадає у вигляді синювато-сірого осаду при дії лугів на солі тривалентного хрому:
Подібно гідрату окису алюмінію, цинку і ін. Він має амфотерні властивості і розчиняється в кислотах з утворенням солей тривалентного хрому, а в лугах - з утворенням смарагдово-зелених розчинів хромитов; - солей хромової кислоти НСrО2.
Однак в таких розчинах хром міститься, ймовірно, не у вигляді іонів СrO2 ', а у вигляді комплексних аніонів [Сr (ОН) 4]', що утворюються за реакцією:
Комплексні солі такої будови отримані в кристалічному вигляді. Хроміти ж, отримані сухим шляхом (наприклад, сплавом Сr2 О3 з оксидами інших металів) і відомі головним чином для двовалентних металів, мають склад, що відповідає формулі Ме (СrO2) 2 До них відноситься і природний хромовий залізняк Fe (CrO2) 2
З солей тривалентного хрому найпоширенішою є подвійна сіль хрому і калію-хромовий галун KCr (SO4) 2 • 12Н2 O, яка утворює синьо-фіолетові кристали, ізоморфні з кристалами алюмінієвих квасцов. Зазвичай її отримують шляхом відновлення біхромату калію К2 Сr2 О7 сірчистим ангідридом. Хромовий галун застосовуються в шкіряної промисловості для хромового дублення шкір і в текстильній промисловості в якості протрави при фарбуванні.
Солі тривалентного хрому дуже схожі на солі алюмінію. У водних розчинах вони сильно гідроліз і легко переходять в різні основні солі. Зі слабкими кислотами тривалентний хром подібно алюмінію зовсім не утворює солей.
Розчини солей тривалентного хрому володіють одним дуже цікавим властивістю: зазвичай вони мають синьо-фіолетовий колір, але при нагріванні стають зеленими, а через деякий час після охолодження знову набувають колишню забарвлення. Ця зміна забарвлення пояснюється утворенням ізомерних гідратів солей, що представляють собою, відповідно до теорії Вернера, комплексні сполуки, в яких всі або частину молекул води координаційно пов'язані у внутрішній сфері. У деяких випадках такі гідрати вдалося виділити в твердому вигляді. Так, наприклад, кристаллогидрат хлорного хрому СrСl3 • 6H2 O відомий в трьох ізомерних формах: у вигляді синьо-фіолетових, темно-зелений і світло-зелений кристалів абсолютно однакового складу. Питання про характер ізомерії гідратів хлорного хрому вирішується на підставі різного ставлення їх свіжоприготовлених розчинів до азотнокислого срібла. При дії останнього з розчину синьо-фіолетового гідрату осідає весь міститься в ньому хлор. з розчину темнозеленого гідрату - 2 / з хлору і з розчину светлозеленого гідрату - тільки 1/3 хлору. Беручи до уваги ці дані, а також координаційне число хрому, рівне шести, що розглядаються Кристалогідрат приписують наступну будову:
синьо-фіолетовий темно-зелений світло-зелений
Таким чином, ізомерія гідратів хлорного хрому обумовлена різним розподілом одних і тих же груп (Н2 О і Сl ') між внутрішньою і зовнішньою сферами.
З'єднання шестивалентного хрому. Головними сполуками шестивалентного хрому є: хромовий ангідрид СrО3 і солі відповідають йому кислот - хромової H2 CrO4 ідвухромовой Н2 СrO7. Обидві кислоти існують тільки у водному розчині і при спробах виділити їх з розчину зараз же розпадаються на хромовий ангідрид і воду; але солі їх цілком стійкі. Солі хромової кислоти називаються хроматами, а двухромову - біхромат.
Розчинні у воді хромати лужних металів виходять шляхом окислення сполук тривалентного хрому в присутності лугу. Так, наприклад, при дії брому на розчин хроміту калію утворюється хромат калію за рівнянням:
O відбувається окисленні можна судити по тому, що смарагдово-зелене забарвлення розчину хроміту переходить в яркожел-тую, властиву іонів СrО4 ».
Хромати можуть бути отримані також сухим шляхом - сплавом Сr2 O3 з лугом у присутності якогось окислювача, наприклад бертолетової солі:
Для отримання хроматов зазвичай виходять з природного хромистоїзалізняку Fe (CrO2) 2; прожарюючи його з содою в присутності кисню повітря, отримують сплав, який містить хромат натрію:
Хромат натрію витягають зі сплаву, обробляючи останній водою. Таким же шляхом, замінивши соду поташом, можна отримати хромат калію К2 СrO4.
Майже всі хромати мають жовте забарвлення. Деякі з них застосовуються в якості фарб. Наприклад, нерозчинний у воді хромат свинцю РbСrO4 під назвою - жовтий крон, служить для приготування жовтої масляної фарби.
При підкисленні розчину якогось хромата, наприклад К2 СrO4. чисто жовте забарвлення розчину змінюється на помаранчеву внаслідок переходу іонів СrO4 »в іони Cr2 O7». З отриманого розчину може бути виділена сіль двухромову кислоти - біхромат калію К2 Сr2 О7 - у вигляді оранжево-червоних кристалів. Реакція перетворення хромату в біхромат виражається рівнянням
Реакція оборотна. Це означає, що при розчиненні біхромату в воді завжди утвориться деяка, хоча і незначне, кількість іонів Н • і СrO4 »; тому розчин біхромату має кислу реакцію. Якщо до розчину біхромату додавати луг, то гідроксильні іони будуть пов'язувати знаходяться в розчині іони водню, рівновага зміщується вліво і в результаті біхромат знову перетворюється в хромат. Таким чином, в присутності надлишку гідроксильних іонів в розчині практично існують лише іони СrO4 », т. Е. Хромат, а при надлишку водневих іонів - біхромат.
Хромати і біхромати володіють сильними окисними властивостями. Тому ними постійно користуються в хімічній практиці для окислення різних речовин. Окислення виробляється в кислому розчині. Є окислювачами іони Сr2 O7 »містять шестивалентний хром, приєднуючи електрони, переходять в іони тривалентного хрому. Окислення зазвичай супроводжується різкою зміною забарвлення (розчини бихроматов пофарбовані в оранжевий колір, а солі тривалентного хрому - в зелений або зеленувато-фіолетовий).
Наведемо кілька прикладів окислювально-восстано в даткови реакції, що протікають за участю бихроматов. 1. При пропущенні сірководню через підкислений сірчаною кислотою розчин біхромату оранжеве забарвлення розчину пере ходить в зелену і одночасно рідина стає каламутною внаслідок виділення сірки:
2. При дії концентрованої соляної кислоти на біхромат калію виділяється хлор і виходить зелений розчин, що містить сіль тривалентного хрому:
3. Якщо пропускати сірчистий газ через концентрований розчин біхромату калію, що містить достатню кількість сірчаної кислоти, то утворюються еквімолекулярние кількості сульфатів калію і тривалентного хрому:
При випаровуванні розчину з нього виділяються хромовий галун KCr (SO4) 2 • 12Н2 O. Цією реакцією користуються для отримання храмових квасцов в промисловості.
Найбільш важливими з бихроматов є: біхромат калію К2 Сr2 O7. утворює великі оранжево-червоні кристали, і біхромат натрію Na2 Cr2 O7 • 2Н2 O, кристалізується з двома молекулами води. Обидві солі, відомі також під назвою хромпика, широко застосовуються в якості окислювачів при виробництві багатьох органічних сполук, в шкіряної промисловості для дублення шкір, в сірниковій і текстильній промисловості та ін. Суміш концентрованої сірчаної кислоти з водним розчином біхромату калію або натрію під назвою «хромової суміші »часто застосовується для енергійного окислення.
Всі солі хромових кислот отруйні.
Сировина хімічна СrО3 випадає у вигляді тёмнокрасних голчастих кристалів при дії концентрованої сірчаної кислоти на насичений розчин біхромату калію або натрію:
Сировина хімічна належить до числа найбільш сильних окислювачів. Деякі органічні речовини. наприклад спирт, навіть спалахують при зіткненні з ним. Виробляючи окислення, сам хромовий ангідрид перетворюється в Сr2 O3.
Сировина хімічна легко розчиняється у воді з утворенням хромової двухромову кислот.