کروم

کروم-آ؛ متر[از یونانی chrōma - رنگ، رنگ]

1. عنصر شیمیایی (Cr)، یک فلز سخت به رنگ خاکستری فولادی (مورد استفاده در ساخت آلیاژهای سخت و برای پوشش محصولات فلزی).

2. چرم نرم و نازک دباغی شده با نمک های این فلز. چکمه های ساخته شده از کروم.

3. نوعی رنگ زرد که از کرومات ها به دست می آید.

◁ کروم (نگاه کنید به).

کروم

(لات. کروم)، عنصر شیمیایی گروه VI جدول تناوبی. نام از یونانی. chrōma - رنگ، رنگ (به دلیل رنگ روشن ترکیبات). فلز نقره ای مایل به آبی؛ چگالی 7.19 گرم بر سانتی متر 3، تی pl 1890 درجه سانتی گراد. در هوا اکسید نمی شود. کانی های اصلی کروم اسپینل ها هستند. کروم جزء ضروری فولادهای ضد زنگ، مقاوم در برابر اسید، مقاوم در برابر حرارت و تعداد زیادی از آلیاژهای دیگر (نیکروم، کروم، استلیت) است. برای آبکاری کروم استفاده می شود. ترکیبات کروم عوامل اکسید کننده، رنگدانه های معدنی، عوامل برنزه کننده هستند.

کروم

کروم (کروم لاتین، از کروم یونانی - رنگ، رنگ؛ ترکیبات کروم با یک پالت رنگ گسترده مشخص می شود)، کروم (خوانده شده "کروم")، یک عنصر شیمیایی با شماره اتمی 24، وزن اتمی 51.9961. در گروه VIB در دوره چهارم جدول تناوبی عناصر قرار دارد.
کروم طبیعی از مخلوطی از چهار هسته پایدار تشکیل شده است: 50 Cr (محتوای مخلوط 4.35٪)، 52 Cr (83.79٪)، 53 Cr (9.50٪) و 54 Cr (2.36٪). پیکربندی دو لایه الکترونیکی بیرونی 3s 2 آر 6 د 5 4s 1 . حالت های اکسیداسیون از 0 تا 6+ متغیر است، معمولی ترین حالت ها 3+ (پایدارترین) و 6+ (والانس های III و VI) هستند.
شعاع اتم خنثی 0.127 نانومتر، شعاع یون (شماره هماهنگی 6): Cr 2+ 0.073 نانومتر، Cr 3+ 0.0615 نانومتر، Cr 4+ 0.055 نانومتر، Cr 5+ 0.049 نانومتر و Cr 4+ 0. انرژی های یونیزاسیون متوالی 6.766، 16.49، 30.96، 49.1، 69.3 و 90.6 eV هستند. میل ترکیبی الکترون 1.6 eV. الکترونگاتیوی از نظر پاولینگ (سانتی متر.پاولینگ لینوس) 1,66.
تاریخچه کشف
در سال 1766، یک ماده معدنی در مجاورت یکاترینبورگ کشف شد که "سرب قرمز سیبری"، PbCrO4 نامیده می شد. نام امروزی کروکویت است. در سال 1797، شیمیدان فرانسوی L. N. Vauquelin (سانتی متر. VAUCLIN لوئیس نیکلاس)یک فلز نسوز جدید از آن جدا کرد (به احتمال زیاد واکلین کاربید کروم به دست آورده است).
بودن در طبیعت
محتوای پوسته زمین 0.035 درصد وزنی است. محتوای کروم در آب دریا 2·10-5 mg/l است. کروم عملاً هرگز به شکل آزاد یافت نمی شود. بخشی از بیش از 40 کانی مختلف (کرومیت FeCr 2 O 4، ولکونسکویت، یووارویت، ووکلنیت و غیره) است. برخی از شهاب سنگ ها حاوی ترکیبات سولفید کروم هستند.
اعلام وصول
ماده اولیه صنعتی برای تولید کروم و آلیاژهای مبتنی بر کروم کرومیت است. با کاهش ذوب کرومیت با کک (کاهنده)، سنگ آهن و سایر اجزاء، فروکروم با محتوای کروم تا 80 درصد (وزنی) به دست می آید.
برای به دست آوردن کروم فلزی خالص، کرومیت با سودا و سنگ آهک در کوره ها پخته می شود:
2Cr 2 O 3 + 2Na 2 CO 3 + 3O 2 = 4Na 2 CrO 4 + 4CO 2
سدیم کرومات حاصل Na 2 CrO 4 با آب شسته می شود، محلول فیلتر شده، تبخیر می شود و با اسید تیمار می شود. در این حالت، کرومات Na 2 CrO 4 به دی کرومات Na 2 Cr 2 O 7 تبدیل می شود:
2Na 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = Na 2 Cr 2 O 7 + Na 2 SO 4 + H 2 O
دی کرومات حاصل با گوگرد احیا می شود:
Na 2 Cr 2 O 7 + 3S = Na 2 S + Cr 2 O 3 + 2SO 2,
اکسید کروم (III) خالص بدست آمده Cr 2 O 3 تحت آلومینوترمی قرار می گیرد:
Cr 2 O 3 + 2Al = Al 2 O 3 + 2Cr.
از سیلیکون نیز استفاده می شود:
2Cr 2 O 3 + 3Si = 3SiO 2 + 4Cr
برای به دست آوردن کروم با خلوص بالا، کروم فنی به صورت الکتروشیمیایی از ناخالصی ها خالص می شود.
خواص فیزیکی و شیمیایی
در شکل آزاد خود، فلزی به رنگ سفید مایل به آبی با یک شبکه مکعبی در مرکز بدن است. آ= 0.28845 نانومتر. در دمای 39 درجه سانتی گراد از حالت پارامغناطیس به حالت ضد فرومغناطیسی (نقطه نیل) تغییر می کند. نقطه ذوب 1890 درجه سانتیگراد، نقطه جوش 2680 درجه سانتیگراد. چگالی 7.19 کیلوگرم بر دسی متر مکعب.
پایدار در هوا. در دمای 300 درجه سانتی گراد می سوزد و اکسید کروم سبز (III) Cr 2 O 3 را تشکیل می دهد که خاصیت آمفوتریک دارد. با ذوب Cr 2 O 3 با مواد قلیایی، کرومیت ها به دست می آیند:
Cr 2 O 3 + 2 NaOH = 2 NaCrO 2 + H 2 O
اکسید کروم (III) کلسینه نشده به راحتی در محلول ها و اسیدهای قلیایی حل می شود:
Cr 2 O 3 + 6HCl = 2CrCl 3 + 3H 2 O
تجزیه حرارتی کروم کربونیل Cr(OH) 6 اکسید کروم (II) بازی کروم قرمز را تولید می کند. هیدروکسید قهوه ای یا زرد Cr(OH) 2 با خواص بازی ضعیف زمانی که قلیاها به محلول نمک های کروم (II) اضافه می شوند رسوب می کنند.
تجزیه دقیق اکسید کروم (VI) CrO 3 در شرایط هیدروترمال، دی اکسید کروم (IV) CrO 2 را تولید می کند که فرومغناطیسی است و رسانایی فلزی دارد.
هنگامی که اسید سولفوریک غلیظ با محلول های دی کرومات ها واکنش می دهد، کریستال های قرمز یا بنفش قرمز اکسید کروم (VI) CrO 3 تشکیل می شود. یک اکسید معمولی اسیدی، هنگام تعامل با آب، اسیدهای کرومیک ناپایدار قوی تشکیل می دهد: کرومیک H 2 CrO 4، دی کروم H 2 Cr 2 O 7 و غیره.
هالیدهایی شناخته شده اند که با حالت های مختلف اکسیداسیون کروم مطابقت دارند. دی هالیدهای کروم CrF2، CrCl2، CrBr2 و CrI2 و تری هالیدهای CrF3، CrCl3، CrBr3 و CrI3 سنتز شدند. با این حال، برخلاف ترکیبات مشابه آلومینیوم و آهن، تری کلرید CrCl 3 و تری برومید کروم CrBr 3 غیرفرار هستند.
در بین تتراهالیدهای کروم، CrF 4 پایدار است، تتراکلرید کروم CrCl 4 فقط در بخارات وجود دارد. کروم هگزا فلوراید CrF 6 شناخته شده است.
کروم oxyhalides CrO 2 F 2 و CrO 2 Cl 2 به دست آمد و مشخص شد.
ترکیبات کروم با بور (بوریدهای Cr 2 B، CrB، Cr 3 B 4، CrB 2، CrB 4 و Cr 5 B 3)، با کربن (کاربیدهای Cr 23 C 6، Cr 7 C 3 و Cr 3 C 2)، با سیلیکون (سیلیسیدهای Cr 3 Si، Cr 5 Si 3 و CrSi) و نیتروژن (نیتریدهای CrN و Cr2N) سنتز شدند.
ترکیبات کروم (III) پایدارترین ترکیبات در محلول ها هستند. در این حالت اکسیداسیون، کروم هم به شکل کاتیونی و هم به شکل آنیونی مطابقت دارد، به عنوان مثال، آنیون 3- موجود در یک محیط قلیایی.
هنگامی که ترکیبات کروم (III) در یک محیط قلیایی اکسید می شوند، ترکیبات کروم (VI) تشکیل می شوند:
2Na 3 + 3H 2 O 2 = 2Na 2 CrO 4 + 2 NaOH + 8H 2 O
کروم (VI) مربوط به تعدادی اسید است که فقط در محلول های آبی وجود دارند: کروم H 2 CrO 4 ، دی کروم H 2 Cr 2 O 7 ، تری کروم H 3 Cr 3 O 10 و سایرین که نمک ها را تشکیل می دهند - کرومات ها ، دی کرومات ها ، تری کرومات ها ، و غیره. .
بسته به اسیدیته محیط، آنیون های این اسیدها به راحتی به یکدیگر تبدیل می شوند. به عنوان مثال، هنگامی که محلول زرد رنگ کرومات پتاسیم K 2 CrO 4 اسیدی می شود، دی کرومات پتاسیم نارنجی K 2 Cr 2 O 7 تشکیل می شود:
2K 2 CrO 4 + 2HCl = K 2 Cr 2 O 7 + 2KCl + H 2 O
اما اگر یک محلول قلیایی به محلول نارنجی K 2 Cr 2 O 7 اضافه شود، رنگ دوباره زرد می شود زیرا دوباره کرومات پتاسیم K 2 CrO 4 تشکیل می شود:
K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH = 2K 2 CrO 4 + H 2 O
هنگامی که یک محلول نمک باریم به محلول زرد حاوی یون های کرومات اضافه می شود، یک رسوب زرد رنگ از باریم کرومات BaCrO 4 رسوب می کند:
Ba 2 + + CrO 4 2- = BaCrO 4
ترکیبات کروم (III) عوامل اکسید کننده قوی هستند، به عنوان مثال:
K 2 Cr 2 O 7 + 14 HCl = 2CrCl 3 + 2KCl + 3Cl 2 + 7H 2 O
کاربرد
استفاده از کروم بر اساس مقاومت در برابر حرارت، سختی و مقاومت در برابر خوردگی آن است. از آنها برای تولید آلیاژها استفاده می شود: فولاد ضد زنگ، نیکروم و غیره. مقدار زیادی کروم برای پوشش های تزئینی مقاوم در برابر خوردگی استفاده می شود. ترکیبات کروم مواد مقاوم در برابر آتش هستند. اکسید کروم (III) یک رنگدانه رنگ سبز است که در مواد ساینده (خمیرهای GOI) نیز موجود است. تغییر رنگ با کاهش ترکیبات کروم (VI) برای انجام تجزیه و تحلیل سریع محتوای الکل در هوای بازدم استفاده می شود.
کاتیون Cr 3+ بخشی از زاج پتاسیم کروم KCr(SO 4) 2 · 12H 2 O است که در دباغی چرم استفاده می شود.
عمل فیزیولوژیکی
کروم یکی از عناصر بیوژنیک است و پیوسته در بافت های گیاهان و جانوران وجود دارد. در حیوانات، کروم در متابولیسم لیپیدها، پروتئین ها (بخشی از آنزیم تریپسین) و کربوهیدرات ها نقش دارد. کاهش محتوای کروم در غذا و خون منجر به کاهش سرعت رشد و افزایش کلسترول در خون می شود.
فلز کروم عملا غیر سمی است، اما گرد و غبار فلز کروم برای بافت ریه تحریک کننده است. ترکیبات کروم (III) باعث درماتیت می شوند. ترکیبات کروم (VI) منجر به بیماری های مختلف انسانی از جمله سرطان می شود. حداکثر غلظت مجاز کروم (VI) در هوای اتمسفر 0015/0 میلی گرم بر متر مکعب است.

فرهنگ لغت دایره المعارفی. 2009 .

مترادف ها:

ببینید «کروم» در فرهنگ‌های دیگر چیست:

کروم- کروم و ... فرهنگ لغت املای روسی

کروم- کروم/… فرهنگ لغت صرفی- املا

- (از رنگ یونانی کروما، رنگ). فلزی مایل به خاکستری که از سنگ معدن کروم استخراج می شود. فرهنگ لغات کلمات خارجی موجود در زبان روسی. Chudinov A.N., 1910. فلز کروم به رنگ خاکستری. به شکل خالص آن x. استفاده نشده؛ ارتباط با ... فرهنگ لغت کلمات خارجی زبان روسی

کروم- CHROME (Cr) را ببینید. ترکیبات کروم در فاضلاب بسیاری از شرکت های صنعتی که نمک های کروم، استیلن، تانن، آنیلین، مشمع کف اتاق، کاغذ، رنگ، آفت کش ها، پلاستیک ها و غیره تولید می کنند، یافت می شود. ترکیبات سه ظرفیتی در آب یافت می شوند. بیماری های ماهی: یک راهنما

کروم، آه، شوهر. 1. عنصر شیمیایی، فلز براق خاکستری روشن سخت. 2. نوع رنگ زرد (ویژه). | صفت chromium، aya، oh (به 1 مقدار) و chrome، aya، oh. فولاد کروم. سنگ معدن کروم. II. کروم، آه، شوهر. نوعی چرم نرم و نازک. | تصدیق... فرهنگ توضیحی اوژگوف

کروم- a، m. chrome m. نوولات. کروم لات chroma gr. رنگ 1. عنصر شیمیایی یک فلز نقره ای سخت است که در ساخت آلیاژهای سخت و برای پوشش محصولات فلزی استفاده می شود. BAS 1. فلز کشف شده توسط Vauquelin... ... فرهنگ لغت تاریخی گالیسم های زبان روسی

کروم- کروم، کروم (از رنگ یونانی کروما)، نماد I. SG، شیمی. عنصر با در. وزن 52.01 (ایزوتوپ های 50، 52، 53، 54)؛ شماره سریال 24، برای! در زیرگروه زوج VI از گروه j جدول تناوبی جایگاهی را اشغال می کند. ترکیبات X. اغلب در طبیعت یافت می شوند... دایره المعارف بزرگ پزشکی

- (lat. Chromium) کروم، عنصر شیمیایی گروه VI جدول تناوبی مندلیف، عدد اتمی 24، جرم اتمی 51.9961. نام از یونانی. رنگ کروما، رنگ (به دلیل رنگ روشن ترکیب). فلز نقره ای مایل به آبی؛ چگالی 7.19…… فرهنگ لغت دایره المعارفی بزرگ

CHROME 1, a, m. Ozhegov’s Explanatory Dictionary. S.I. اوژگوف، ن.یو. شودووا. 1949 1992 … فرهنگ توضیحی اوژگوف

CHROME 2, a, m. نوعی چرم نرم و نازک. فرهنگ لغت توضیحی اوژگوف. S.I. اوژگوف، ن.یو. شودووا. 1949 1992 … فرهنگ توضیحی اوژگوف

کروم

مرجع تاریخی

کروم فلزی با احیای آن از اکسید آن با استفاده از آلومینیوم (آلومینوترمی) به دست می آید:

برای این منظور از سنگ آهن کروم استفاده می شود. ابتدا در حضور اکسیژن با سودا ذوب می شود و سپس کرومات سدیم حاصل با کربن به اکسید کروم تبدیل می شود.

خواص کروم و ترکیبات آن کروم فلزی سفید و براق با رنگ مایل به خاکستری است که دارای سختی و خاصیت ارتجاعی زیادی است. در دمای اتاق در برابر آب و هوا مقاوم است.

از نظر شیمیایی، کروم به عنوان یک فلز یک عامل کاهنده است. بسته به شرایط واکنش، می تواند حالت های اکسیداسیون متغیری را نشان دهد. حالت های +2، +3، +6 پایدار هستند.

در شرایط عادی، کروم در برابر اکسیژن مقاوم است و تعامل با آن تنها در صورت گرم شدن اتفاق می افتد. در همین شرایط، کروم با کلر، گوگرد، نیتروژن و سیلیکون نیز واکنش می دهد. مثلا:

به طور معمول، سطح کروم حاوی یک لایه متراکم از اکسید Cr 20 3 است که از فلز در برابر اکسیداسیون بیشتر محافظت می کند. این سطح غیرفعال به این دلیل است که در دماهای معمولی هیچ برهمکنشی کروم با اسید نیتریک و آکوا رژیا وجود ندارد.

کروم با اسیدهای کلریدریک و سولفوریک رقیق واکنش می دهد و هیدروژن آزاد می کند و نمک های کروم (II) را تشکیل می دهد که به سرعت اکسید می شوند و به نمک های کروم (III) تبدیل می شوند:

ترکیبات کروم اغلب دارای ساختار فضایی زیر هستند:

کروم با اکسیژن مجموعه ای از اکسیدها را تشکیل می دهد که بسته به درجه اکسیداسیون فلز، خواص بازی، آمفوتریک یا اسیدی از خود نشان می دهند.

اکسید کروم (II) CrO دارای خواص اساسی است. هنگام تعامل با HC1، CrCl 2 را تشکیل می دهد.

تحت تأثیر هیدروژن، CrO به کروم فلزی کاهش می یابد و هنگامی که تحت تأثیر اکسیژن اتمسفر گرم می شود، به کروم 203 تبدیل می شود.

اکسید CrO مربوط به هیدروکسید Cr(OH) است که از CrCl 2 تشکیل شده است:

Cr(OH) 2 یک ماده زرد رنگ است. در طبیعت بازی است و در واکنش با اسیدها نمک های کروم (P) مربوطه را تشکیل می دهد.

یون Cr 2+ یک عامل احیا کننده قوی است که می تواند هیدروژن را از آب جابجا کند:

Cr(P) به راحتی توسط اکسیژن اتمسفر اکسید می شود، بنابراین محلولی از CrCl:! برای مثال می توان برای جذب اکسیژن استفاده کرد:

محلول های آبی ترکیبات کروم (P) آبی هستند.

اکسید کروم (III) Cr 2 0 3 متعلق به اکسیدهای آمفوتریک است.

از کلسینه کردن اکسید کروم (U1) یا تجزیه دی کرومات آمونیوم یا تجزیه حرارتی هیدروکسید کروم (III) به دست می آید:

کروم (III) هیدروکسید Cr(OH) ;j از اثر قلیایی بر روی نمک های کروم به دست می آید. در این حالت، Cr(OH) 3 به شکل یک رسوب خاکستری متمایل به آبی آزاد می شود:

Cr(OH) 3 خاصیت آمفوتریک دارد. مانند هیدروکسید آلومینیوم، کروم (OH) 3 با اسیدها برای تشکیل نمک های کروم (III) و با قلیاها برای تشکیل کرومیت ها واکنش می دهد:

متا یا ارتوکرومیت ها، که نمک های اسیدهای مربوطه هستند - HCl0 2 (متاکرومیک) و H 3 Cr0 3 (ارتوکرومیک)، از ترکیب اکسید کروم (III) با مواد قلیایی یا سودا تشکیل می شوند:

بنابراین، Cr(OH) 3 باید یک هیدروکسید آمفوتریک در نظر گرفته شود:

تحت تأثیر عوامل اکسید کننده قوی در یک محیط قلیایی، ترکیبات کروم (III) به ترکیبات کروم (U1) - کرومات ها تبدیل می شوند:

یون Cr 3 * با ترکیبات پیچیده متعددی مشخص می شود که در آنها، به استثنای موارد نادر، عدد هماهنگی 6 ظاهر می شود. ویژگی اصلی این ترکیبات پیچیده، پایداری جنبشی آنها در محلول های آبی است.

یون hexaaqua آبی بنفش [Cr(H 2 0) 6 ] 3 + بخشی از بسیاری از هیدرات های کریستالی است: CrCl 3 -6H 2 0، KCr(S0 4) 2 -12H 2 0، و غیره. تهیه این کمپلکس کاتیونی را می توان با معادله زیر بیان کرد:

ترکیب کمپلکس های کاتیونی کروم (III) بسته به pH، دما و غلظت می تواند متفاوت باشد و بنابراین رنگ آنها از بنفش به سبز تغییر می کند. همانطور که مولکول های H 2 0 در یک کاتیون پیچیده جایگزین می شوند، به عنوان مثال، با کلر، اشکال مختلف ایزومری CrCl 3 6H 2 0 می توانند تشکیل شوند:

بیشترین تعداد کمپلکس هایی با آمین ها به عنوان لیگاند هستند. در میان آنها، ترکیباتی با تمام انواع ایزومریسم ممکن یافت شد. علاوه بر کمپلکس های تک هسته ای، به عنوان مثال 2+، کمپلکس های چند هسته ای نیز می توانند وجود داشته باشند که در آنها دو یا چند اتم فلز از طریق پل های هیدروکسیل به هم متصل شده اند.

کمپلکس های آنیونی - کرومات ها - از نظر ترکیب متفاوت هستند و می توانند با استفاده از واکنش های زیر به دست آیند:

رنگ کمپلکس های آنیونی به ماهیت لیگاند بستگی دارد: 3_ - سبز زمردی، [CrCl 6 ] 3_ - صورتی-قرمز، و 3_ - زرد.

کمپلکس آنیونی [Cr(OH) 6]:1 نمک‌های متعددی را تشکیل می‌دهد - هیدروکسوکرومات‌ها، پایدار در حالت جامد، و در محلول‌ها - فقط در یک محیط به شدت قلیایی.

ترکیبات بی آب کروم (III) در ساختار و خواص با هیدرات های کریستالی متفاوت است. بنابراین، نمک بی آب CrCl 3 دارای ساختار لایه پلیمری است، در حالی که CrCl 3 -6H 2 0 دارای ساختار جزیره ای است. CrCl 3، بر خلاف CrC1 3 -6H 2 0، بسیار آهسته در آب حل می شود. ترکیبات Cr(PT) در محلول های آبی معمولاً هیدرولیز می شوند و در مرحله اول این فرآیند یون کمپلکس [Cr(H 2 0)0H| 3+:

متعاقباً، پلیمریزاسیون این کمپلکس ها می تواند رخ دهد. سولفید Cr 2 S 3 و کربنات Cr 2 (C0 3) 3 با ناپایداری حتی بیشتر مشخص می شوند. بنابراین، Cr 2 S 3 و Cr 2 (C0 3) 3 را نمی توان از یک محلول آبی با واکنش های تبادلی به دست آورد، زیرا این ترکیبات به دلیل حلالیت بیشتر در مقایسه با Cr (OH) 3، کاملاً هیدرولیز می شوند:

اکسید کروم (U1) Cr0 3 یک ماده کریستالی به رنگ قرمز تیره است. از اثر H 2 S0 4 غلیظ روی دی کرومات ها به دست می آید:

Cr0 3 دارای ساختار زنجیره ای است که توسط چهار وجهی Cr0 4 تشکیل شده است.

Cr0 3 یک اکسید اسیدی معمولی است. به راحتی در آب حل می شود و محلولی از اسید کرومیک H 2 Cr0 4 و اسید دی کرومیک 11 2 Cr 20 7 تشکیل می دهد که بین آنها تعادل برقرار می شود:

با افزایش رقت، تعادل به سمت تشکیل HCr0 4 تغییر می کند

در محلول های قلیایی با pH > 7، Cr0 3 یون کرومات چهار وجهی Cr() 4 رنگ زرد را تشکیل می دهد. در محدوده pH از 2 تا 6، یون HCl0 4 و یون دی کرومات نارنجی قرمز Cr 2 0| .

فرآیندهای زیر در یک محیط قلیایی رخ می دهد:

موقعیت تعادل نه تنها به pH، بلکه به ماهیت کاتیون‌هایی که می‌توانند کرومات‌های نامحلول تشکیل دهند نیز بستگی دارد (کاتیون‌های Ba2+، Pb2+ و Ag* کرومات‌ها را تشکیل می‌دهند).

بنابراین، افزودن اسیدها تعادل را به چپ تغییر می‌دهد و افزودن قلیاها تعادل را به راست تغییر می‌دهد:

این اساس تولید کرومات ها از دی کرومات ها است و بالعکس:

ترکیبات کروم (VI) عوامل اکسید کننده هستند. در یک محیط اسیدی، یون دی کرومات Cr 2 0 2 خواص اکسید کننده قوی را نشان می دهد و به Cr (III) کاهش می یابد:

فعالیت اکسیداتیو بالای کروم (VI) در واکنش بین K 2 Cr 2 0 7 و HC1 غلیظ هنگام گرم شدن آشکار می شود:

این واکنش برای تولید کلر در مقادیر کم مناسب است. هنگامی که حرارت متوقف می شود، انتشار کلر نیز متوقف می شود. با عمل عوامل کاهنده بسیار قوی، مشتقات کروم (VI) را می توان در محیط های خنثی و کمی قلیایی کاهش داد. به عنوان مثال، برهمکنش با (NH^S هنگام گرم شدن رخ می دهد:

لازم به ذکر است که خواص اکسید کننده کروم (VI) در یک محیط قلیایی بسیار کمتر از یک محیط اسیدی است. بنابراین، در محلول های اسیدی و قلیایی، ترکیبات Cr(III) و Cr(VI) به اشکال مختلف وجود دارند: در محیط اسیدی، یون های Cr 3 + یا Cr 7 0 2- غالب هستند و در یک محیط قلیایی، |Cr( یون های OH) غالب هستند. | 3 یا CC 2، و بنابراین تبدیل ترکیبات Cr(III) به Cr(VI) و بالعکس بسته به واکنش محیط رخ می دهد:

در محیط اسیدی

در محیط قلیایی

از این نتیجه می شود که در یک محیط اسیدی خواص اکسید کننده کروم (VI) بیان می شود و در یک محیط قلیایی خواص کاهنده کروم (III) بیان می شود:

اسید کرومیک H 2 Cr0 4 بسیار ضعیف تر از اسید دی کرومیک است. بنابراین، برای H2CrO، به،= 3 10 7 و برای H 2 Cr 2 0 7 به، = 2 10" 2 .

H 2 Cr 2 0 7 ساده ترین نماینده ایزوپلی اسیدهای کروم است که مطابق با فرمول عمومی raE0 3 *tH 2 0 است (که در آن p > t)و به نمک های ایولی کرومات ها معروف است. بنابراین، به جز دی کرومات های نارنجی قرمز (تی = 1, پ= 2) تری کرومات قرمز تیره به دست آمد (t = 1, n = 3) و ts-trachromats قهوه ای-قرمز (w = 1، پ = 4).

پلی کرومات ها از اثر اسیدها بر روی کرومات ها تشکیل می شوند:

هنگامی که قلیاها روی محلول های یولی کرومات ها عمل می کنند، فرآیند معکوس با تشکیل نهایی کرومات ها اتفاق می افتد.

کروم (VI) سری بزرگی از پلی اسیدها و پلی آنیون ها را تشکیل نمی دهد، که با اندازه یون و تمایل آن به تشکیل پیوندهای متعدد Cr=0 توضیح داده می شود.

کروم با تشکیل ترکیبات غیر اکسیدی هنگام تعامل با H 2 0 2 مشخص می شود:

علاوه بر اکسید آبی-دیپراکسید کروم (U1)، کروم کروم نمک های پراکسواسیدهای H 2 Cr 2 0 12،11 2 Cr 2 0 8 و H 2 Cr 0 6 از ساختار زیر را تشکیل می دهد (شکل 6.1).

برنج. 6.1.ساختار اسید پنتاایروکودیکرومیک H,Cr2Ol2

اسید H 2 Cr 2 0 | 2 نمک های آبی رنگ و P, Cr, 0 8 - قرمز را تشکیل می دهد.

ترکیبات پراکسید کروم در محلول های اتری پایدار هستند، در محلول های آبی ناپایدار هستند و به راحتی با آزاد شدن اکسیژن و تشکیل یون های CrO2 (در محیط قلیایی) یا ترکیبات Cr(111) (در محیط اسیدی) تجزیه می شوند. فرض بر این است که پایداری کروم (U1) اکسید-دینراکسید Cr0 5 در اتر به دلیل تشکیل یک کمپلکس به شکل یک هرم psn-tagonal با یک اتم اکسیژن در راس است (شکل 6.2).

برنج. 6.2.ساختار کروم (U1) اکسید دی پراکسید Cr0 3 در اتر، که در آن L یک اتر یا مولکول آب است.

این کمپلکس را می توان با درمان محلول دی کرومات با پراکسید هیدروژن در یک محیط اسیدی به دست آورد:

با رنگ آمیزی لایه اتر به رنگ آبی، می توان درباره تشکیل کمپلکس پراکسو قضاوت کرد. این واکنش بسیار حساس و اختصاصی است و بنابراین به طور گسترده در شیمی تجزیه برای تشخیص یون دی کرومات استفاده می شود.

واکنش های کیفی به یون کرومات (Cr0 4 ~)

کاربرد فنی کروم به خوبی شناخته شده است: به عنوان یک افزودنی آلیاژی، کروم به طور گسترده برای تولید فولادهای با استحکام بالا، آلیاژهای نیکل و مس استفاده می شود. کرومات ها و دی کرومات ها به طور گسترده در صنایع چرم، نساجی، رنگ و داروسازی استفاده می شوند. کرومات سرب PBCrO 4 که تاج زرد نامیده می شود برای ساخت رنگ استفاده می شود. دی کرومات های K 2 Cr 2 0 7 و Na 2 Cr 2 0 7 -2H 2 0 که به پیک های کروم معروف هستند در شیمی تجزیه استفاده می شوند.

مخلوطی از حجم مساوی از محلول K 2 Cr 2 0 7 اشباع شده در سرد و غلیظ H 2 S0 1 مخلوط کروم نامیده می شود و برای اکسیداسیون شدید استفاده می شود.

تمام ترکیبات کروم بسیار سمی هستند!

تعریف

کروم- عنصر بیست و چهارم جدول تناوبی. نام - Cr از لاتین "chromium". واقع در دوره چهارم گروه VIB. به فلزات اشاره دارد. بار هسته ای 24 است.

کروم در پوسته زمین به مقدار 0.02٪ (جرم) موجود است. در طبیعت عمدتاً به شکل سنگ آهن کروم FeO×Cr 2 O 3 یافت می شود.

کروم یک فلز سخت و براق است (شکل 1) که در دمای 1890 درجه سانتیگراد ذوب می شود. چگالی آن 7.19 گرم بر سانتی متر مکعب است. در دمای اتاق، کروم در برابر آب و هوا مقاوم است. اسیدهای سولفوریک و هیدروکلریک رقیق، کروم را حل کرده و هیدروژن آزاد می کند. کروم در اسید نیتریک غلیظ سرد نامحلول است و پس از درمان با آن غیرفعال می شود.

برنج. 1. کروم. ظاهر.

وزن اتمی و مولکولی کروم

تعریف

وزن مولکولی نسبی ماده(M r) عددی است که نشان می دهد چند برابر جرم یک مولکول معین بزرگتر از 1/12 جرم یک اتم کربن است، و جرم اتمی نسبی یک عنصر(A r) - چند برابر جرم متوسط ​​اتم های یک عنصر شیمیایی بیشتر از 1/12 جرم اتم کربن است.

از آنجایی که کروم در حالت آزاد به شکل مولکول های کروم تک اتمی وجود دارد، مقادیر جرم اتمی و مولکولی آن بر هم منطبق است. آنها برابر با 51.9962 هستند.

ایزوتوپ های کروم

مشخص است که کروم در طبیعت به شکل چهار ایزوتوپ پایدار 50 Cr، 52 Cr، 53 Cr و 54 Cr یافت می شود. اعداد جرمی آنها به ترتیب 50، 52، 53 و 54 است. هسته یک اتم ایزوتوپ کروم 50 Cr شامل بیست و چهار پروتون و بیست و شش نوترون است و ایزوتوپ های باقی مانده فقط از نظر تعداد نوترون ها با آن تفاوت دارند.

ایزوتوپ های مصنوعی کروم با اعداد جرمی از 42 تا 67 وجود دارد که در میان آنها پایدارترین ایزوتوپ کروم 59 با نیمه عمر 42.3 دقیقه و همچنین یک ایزوتوپ هسته ای است.

یون کروم

در سطح انرژی بیرونی اتم کروم شش الکترون وجود دارد که ظرفیتی هستند:

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

در نتیجه برهمکنش شیمیایی، کروم الکترون های ظرفیت خود را رها می کند، یعنی. اهدا کننده آنها است و به یک یون با بار مثبت تبدیل می شود:

Cr 0 -2e → Cr 2+ ;

Cr 0 -3e → Cr 3+ ;

Cr 0 -6e → Cr 6+ .

مولکول و اتم کروم

کروم در حالت آزاد به شکل مولکول های تک اتمی کروم وجود دارد. در اینجا برخی از خواص مشخص کننده اتم و مولکول کروم آورده شده است:

آلیاژهای کروم

فلز کروم برای آبکاری کروم و به عنوان یکی از مهمترین اجزای فولادهای آلیاژی استفاده می شود. ورود کروم به فولاد مقاومت آن را در برابر خوردگی هم در محیط های آبی در دمای معمولی و هم در گازها در دمای بالا افزایش می دهد. علاوه بر این، فولادهای کرومی سختی را افزایش داده اند. کروم بخشی از فولادهای ضدزنگ مقاوم در برابر اسید و مقاوم در برابر حرارت است.

نمونه هایی از حل مسئله

مثال 1

مثال 2

ورزش	اکسید کروم (VI) با وزن 2 گرم در آب با وزن 500 گرم حل شد. کسر جرمی اسید کرومیک H 2 CrO 4 در محلول حاصل را محاسبه کنید.
راه حل	اجازه دهید معادله واکنش تولید اسید کرومیک از اکسید کروم (VI) را بنویسیم: CrO 3 + H 2 O = H 2 CrO 4. بیایید جرم محلول را پیدا کنیم: m محلول = m(CrO 3) + m (H 2 O) = 2 + 500 = 502 گرم. n (CrO3) = m (CrO3) / M (CrO3). n (CrO 3) = 2 / 100 = 0.02 مول. با توجه به معادله واکنش n(CrO 3): n(H 2 CrO 4) = 1:1، که به این معنی است n(CrO3) = n(H2CrO4) = 0.02 مول. سپس جرم کرومیک اسید برابر خواهد بود (جرم مولی - 118 گرم در مول): m (H2CrO4) = n (H2CrO4) × M (H2CrO4). m (H2CrO4) = 0.02 × 118 = 2.36 گرم. کسر جرمی اسید کرومیک در محلول عبارت است از: ω = m املاح / متر محلول × 100٪. ω (H2CrO4)=m املاح (H2CrO4)/m محلول × 100%; ω (H2CrO4) = 2.36 / 502 × 100٪ = 0.47%.
پاسخ	کسر جرمی اسید کرومیک 0.47٪ است.

خواص شیمیایی ترکیبات کروم

Cr2+. غلظت بار کاتیون کروم دو ظرفیتی با غلظت بار کاتیون منیزیم و کاتیون آهن دو ظرفیتی مطابقت دارد، بنابراین تعدادی از خواص، به ویژه رفتار اسید-باز این کاتیون ها به هم نزدیک است. علاوه بر این، همانطور که قبلا ذکر شد، Cr 2 + یک عامل احیا کننده قوی است، بنابراین واکنش های زیر در محلول انجام می شود: 2CrCl 2 + 2HCl = 2CrCl 3 + H 2 4CrCl 2 + 4HCl + O 2 = 4CrCl 3 + 2H 2 O. کاملا آهسته، اما اکسیداسیون یکنواخت با آب اتفاق می افتد: 2CrSO 4 + 2H 2 O = 2Cr(OH)SO 4 + H 2. اکسیداسیون کروم دو ظرفیتی حتی راحت تر از اکسیداسیون آهن دو ظرفیتی اتفاق می افتد؛ نمک ها نیز تا حد متوسطی تحت هیدرولیز کاتیونی قرار می گیرند (یعنی مرحله اول غالب است).

CrO یک اکسید پایه، سیاه رنگ، پیروفوریک است. در دمای 700 درجه سانتیگراد، تناسب ندارد: 3CrO = Cr 2 O 3 + Cr. می توان آن را با تجزیه حرارتی هیدروکسید مربوطه در غیاب اکسیژن به دست آورد.

Cr(OH) 2 یک باز زرد نامحلول است. با اسیدها واکنش می دهد، در حالی که اسیدهای اکسید کننده به طور همزمان با برهمکنش اسید و باز، کروم دو ظرفیتی را اکسید می کنند؛ در شرایط خاص، این اتفاق در مورد اسیدهای غیر اکسید کننده (عامل اکسید کننده - H +) نیز می افتد. هنگامی که توسط یک واکنش تبادل تولید می شود، هیدروکسید کروم (II) به سرعت به دلیل اکسیداسیون سبز می شود:

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

اکسیداسیون همچنین با تجزیه هیدروکسید کروم (II) در حضور اکسیژن همراه است: 4Cr(OH) 2 = 2Cr 2 O 3 + 4H 2 O.

Cr3+. ترکیبات کروم (III) از نظر خواص شیمیایی مشابه ترکیبات آلومینیوم و آهن (III) هستند. اکسید و هیدروکسید آمفوتریک هستند. نمک های اسیدهای ضعیف ناپایدار و نامحلول (H2CO3، H2SO3، H2S، H2SiO3) تحت هیدرولیز برگشت ناپذیر قرار می گیرند:

2CrCl 3 + 3K 2 S + 6H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3H 2 S + 6KCl. Cr 2 S 3 + 6H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3H 2 S.

اما کاتیون کروم (III) یک عامل اکسید کننده خیلی قوی نیست، بنابراین سولفید کروم (III) وجود دارد و می توان آن را در شرایط بی آب، هرچند نه از مواد ساده، به دست آورد، زیرا با حرارت دادن تجزیه می شود، اما بر اساس واکنش: 2CrCl 3 (cr) + 2H 2 S (گاز) = Cr 2 S 3 (cr) + 6HCl. خواص اکسید کننده کروم سه ظرفیتی برای برهمکنش محلول های نمک های آن با مس کافی نیست، اما با روی چنین واکنشی صورت می گیرد: 2CrCl 3 + Zn = 2CrCl 2 + ZnCl 2.

Cr2O3 - اکسید آمفوتر به رنگ سبز، دارای شبکه کریستالی بسیار قوی است، بنابراین فقط در حالت آمورف فعالیت شیمیایی از خود نشان می دهد. عمدتاً وقتی با اکسیدهای اسیدی و بازی، با اسیدها و قلیاها، و همچنین با ترکیباتی که عملکرد اسیدی یا بازی دارند، آلیاژ می شود:

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

Cr(OH) 3 (CrO(OH)، Cr2O3 *nH2O) - هیدروکسید آمفوتریک به رنگ خاکستری آبی. هم در اسیدها و هم در قلیاها حل می شود. هنگامی که در قلیاها حل می شوند، کمپلکس های هیدروکسی تشکیل می شوند که در آنها کاتیون کروم دارای عدد هماهنگی 4 یا 6 است:

Cr(OH) 3 + NaOH = Na; Cr(OH) 3 + 3NaOH = Na 3.

کمپلکس های هیدروکسو به راحتی توسط اسیدها تجزیه می شوند، در حالی که فرآیندهای اسیدهای قوی و ضعیف متفاوت است:

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

ترکیبات کروم (III) نه تنها عوامل اکسید کننده هستند، بلکه در رابطه با تبدیل به ترکیبات کروم (VI) نیز عوامل کاهنده هستند. واکنش به ویژه در محیط قلیایی به راحتی رخ می دهد:

2Na 3 + 3Cl 2 + 4NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 6NaCl + 8H 2 O E 0 = - 0.72 V.

در محیط اسیدی: 2Cr 3+ → Cr 2 O 7 2- E 0 = +1.38 V.

Cr +6 . تمام ترکیبات کروم (VI) عوامل اکسید کننده قوی هستند. رفتار اسید-باز این ترکیبات مشابه رفتار ترکیبات گوگردی در حالت اکسیداسیون یکسان است. چنین شباهتی در خواص ترکیبات عناصر زیرگروه های اصلی و فرعی در حداکثر حالت اکسیداسیون مثبت مشخصه اکثر گروه های سیستم تناوبی است.

CrO3 - یک ترکیب قرمز تیره، یک اکسید اسید معمولی. در نقطه ذوب تجزیه می شود: 4CrO 3 = 2Cr 2 O 3 + 3O 2.

نمونه ای از عملکرد اکسید کننده: CrO 3 + NH 3 = Cr 2 O 3 + N 2 + H 2 O (هنگامی که گرم می شود).

اکسید کروم (VI) به راحتی در آب حل می شود و آن را اضافه می کند و به هیدروکسید تبدیل می شود:

H2CrO4 - اسید کرومیک یک اسید دی بازیک قوی است. به شکل رایگان اختصاص داده نمی شود، زیرا در غلظت بالاتر از 75٪، یک واکنش تراکم با تشکیل اسید دی کرومیک رخ می دهد: 2H 2 CrO 4 (زرد) = H 2 Cr 2 O 7 (نارنجی) + H 2 O.

غلظت بیشتر منجر به تشکیل اسیدهای تری کرومیک (H2Cr3O10) و حتی تتراکرومیک (H2Cr4O13) می شود.

دیمر شدن آنیون کرومات نیز پس از اسیدی شدن رخ می دهد. در نتیجه، نمک های اسید کرومیک در pH> 6 به صورت کرومات های زرد (K2CrO4) و در pH وجود دارند.< 6 как бихроматы(K 2 Cr 2 O 7) оранжевого цвета. Большинство бихроматов растворимы, а растворимость хроматов чётко соответствует растворимости сульфатов соответствующих металлов. В растворах возможно взаимопревращения соответствующих солей:

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O ; K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH = 2K 2 CrO 4 + H 2 O.

برهمکنش دی کرومات پتاسیم با اسید سولفوریک غلیظ منجر به تشکیل انیدرید کرومیک نامحلول در آن می شود:

K 2 Cr 2 O 7 ( کریستالی ) + + H 2 SO 4 ( متراکم ) = 2CrO 3 ↓ + K 2 SO 4 + H 2 O .

دی کرومات آمونیوم هنگام گرم شدن تحت یک واکنش ردوکس درون مولکولی قرار می گیرد: (NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O.

هالوژن ها ("نمک های زایمان")

هالوژن ها عناصر زیرگروه اصلی گروه VII جدول تناوبی هستند. اینها فلوئور، کلر، برم، ید، استاتین هستند. ساختار لایه الکترونیکی بیرونی اتم های آنها: ns 2 np 5. بنابراین، 7 الکترون در سطح الکترونیکی بیرونی وجود دارد و آنها فقط یک الکترون برای رسیدن به پوسته پایدار گاز نجیب ندارند. هالوژن ها به عنوان عناصر ماقبل آخر دوره، کمترین شعاع را در دوره دارند. همه اینها منجر به این واقعیت می شود که هالوژن ها خواص غیر فلزات را نشان می دهند، دارای الکترونگاتیوی بالا و پتانسیل یونیزاسیون بالایی هستند. هالوژن ها عوامل اکسید کننده قوی هستند؛ آنها قادر به پذیرش یک الکترون، تبدیل شدن به یک آنیون با بار "1-" یا نشان دادن حالت اکسیداسیون "-1" در هنگام پیوند کووالانسی با عناصر الکترونگاتیو کمتر هستند. در عین حال، هنگام حرکت در گروه از بالا به پایین، شعاع اتمی افزایش می یابد و توانایی اکسیداسیون هالوژن ها کاهش می یابد. اگر فلوئور قوی‌ترین عامل اکسید کننده است، ید هنگام برهمکنش با برخی از مواد پیچیده و همچنین با اکسیژن و سایر هالوژن‌ها، خواص کاهشی از خود نشان می‌دهد.

اتم فلوئور با سایر اعضای گروه متفاوت است. اولاً، فقط حالت اکسیداسیون منفی را نشان می‌دهد، زیرا الکترونگاتیوترین عنصر است، و ثانیاً، مانند هر عنصر دوره II، تنها 4 اوربیتال اتمی در سطح الکترونیکی بیرونی دارد که سه تای آنها توسط جفت‌های الکترون تک اشغال شده است. در چهارمین الکترون جفت نشده وجود دارد که در بیشتر موارد تنها الکترون ظرفیتی است. در اتم های عناصر دیگر، در سطح بیرونی یک زیرسطح الکترون d پر نشده وجود دارد که یک الکترون برانگیخته می تواند به آنجا برود. هر جفت تنها هنگام جفت شدن دو الکترون می دهد، بنابراین حالت های اصلی اکسیداسیون کلر، برم و ید، علاوه بر "-1"، "+1"، "+3"، "+5"، "+7" است. حالت های اکسیداسیون «+2»، «+4» و «+6» کمتر پایدار، اما اساساً قابل دستیابی هستند.

به عنوان مواد ساده، همه هالوژن ها مولکول های دو اتمی با یک پیوند واحد بین اتم ها هستند. انرژی تفکیک پیوندها در سری مولکول های F 2 , Cl 2 , Br 2 , J 2 به شرح زیر است: kJ/mol 151, kJ/mol 239, kJ/mol 192, kJ/mol 149. کاهش یکنواخت انرژی پیوند هنگام رفتن از کلر به ید به راحتی با افزایش طول پیوند به دلیل افزایش شعاع اتمی توضیح داده می شود. انرژی اتصال غیر طبیعی کم در مولکول فلوئور دو توضیح دارد. اولین مورد مربوط به خود مولکول فلوئور است. همانطور که قبلا ذکر شد، فلوئور دارای شعاع اتمی بسیار کوچک و هفت الکترون در سطح بیرونی است، بنابراین، هنگامی که اتم ها در طول تشکیل یک مولکول به یکدیگر نزدیک می شوند، دافعه الکترون-الکترون رخ می دهد که در نتیجه اوربیتال ها این کار را انجام می دهند. کاملاً همپوشانی ندارند و ترتیب پیوند در مولکول فلوئور کمی کمتر از یک است. طبق توضیح دوم، در مولکول‌های هالوژن‌های باقی‌مانده، بین جفت الکترون تک یک اتم و اوربیتال آزاد d یک اتم دیگر، دو برهم‌کنش متضاد در هر مولکول، همپوشانی دهنده-گیرنده اضافی وجود دارد. بنابراین، پیوند در مولکول های کلر، برم و ید از نظر وجود برهمکنش تقریباً سه برابر تعریف می شود. اما همپوشانی دهنده و گیرنده فقط تا حدی رخ می دهد و پیوند دارای نظم (برای یک مولکول کلر) 1.12 است.

مشخصات فیزیکی: در شرایط عادی، فلوئور گازی است که به سختی مایع می شود (نقطه جوش آن 0-187 درجه سانتیگراد) به رنگ زرد روشن، کلر گازی است که به راحتی مایع می شود (نقطه جوش 0-34.2 درجه سانتیگراد) گاز زرد-سبز، برم یک گاز است. قهوه ای، مایعی که به راحتی تبخیر می شود، ید یک جامد خاکستری با درخشندگی فلزی است. در حالت جامد، همه هالوژن ها یک شبکه کریستالی مولکولی تشکیل می دهند که با برهمکنش های بین مولکولی ضعیف مشخص می شود. در ارتباط با این، ید تمایل به تصعید دارد - هنگامی که در فشار اتمسفر گرم می شود، به حالت گازی می رود (بخارهای بنفش را تشکیل می دهد) و حالت مایع را دور می زند. هنگام حرکت در گروه از بالا به پایین، نقطه ذوب و جوش هم به دلیل افزایش وزن مولکولی مواد و هم به دلیل تقویت نیروهای واندروالسی که بین مولکول ها عمل می کنند افزایش می یابد. بزرگی این نیروها بیشتر است، قطبش پذیری مولکول بیشتر است، که به نوبه خود با افزایش شعاع اتم افزایش می یابد.

همه هالوژن ها در آب کم محلول هستند، اما در حلال های آلی غیر قطبی، به عنوان مثال، تتراکلرید کربن به خوبی محلول هستند. حلالیت ضعیف در آب به این دلیل است که هنگامی که یک حفره برای انحلال یک مولکول هالوژن تشکیل می شود، آب پیوندهای هیدروژنی به اندازه کافی قوی را از دست می دهد، در ازای آن هیچ برهمکنش قوی بین مولکول قطبی آن و مولکول هالوژن غیر قطبی ایجاد نمی شود. انحلال هالوژن ها در حلال های غیر قطبی با این وضعیت مطابقت دارد: "مثل در مشابه حل می شود"، زمانی که ماهیت شکستن و تشکیل پیوندها یکسان است.

کروم یک عنصر شیمیایی با عدد اتمی 24 است. این فلز سخت، براق و خاکستری فولادی است که به خوبی جلا می‌دهد و کدر نمی‌شود. در آلیاژهایی مانند فولاد ضد زنگ و به عنوان پوشش استفاده می شود. بدن انسان برای متابولیسم قند به مقادیر کمی کروم سه ظرفیتی نیاز دارد، اما کروم (VI) بسیار سمی است.

ترکیبات مختلف کروم، مانند اکسید کروم (III) و کرومات سرب، رنگ‌های روشن دارند و در رنگ‌ها و رنگدانه‌ها استفاده می‌شوند. رنگ قرمز یاقوت به دلیل وجود این عنصر شیمیایی است. برخی از مواد، به ویژه سدیم، عوامل اکسید کننده ای هستند که برای اکسید کردن ترکیبات آلی و (همراه با اسید سولفوریک) برای تمیز کردن ظروف شیشه ای آزمایشگاهی استفاده می شوند. علاوه بر این، اکسید کروم (VI) در تولید نوار مغناطیسی استفاده می شود.

کشف و ریشه شناسی

تاریخچه کشف عنصر شیمیایی کروم به شرح زیر است. در سال 1761، Johann Gottlob Lehmann یک ماده معدنی قرمز نارنجی را در کوه‌های اورال یافت و آن را "سرب قرمز سیبری" نامید. اگرچه به اشتباه به عنوان ترکیبی از سرب با سلنیوم و آهن شناسایی شد، اما این ماده در واقع کرومات سرب با فرمول شیمیایی PbCrO4 بود. امروزه به عنوان کروکونت معدنی شناخته می شود.

در سال 1770، پیتر سیمون پالاس از محلی بازدید کرد که لمان در آن ماده معدنی سرب قرمز را یافت که دارای خواص بسیار مفیدی به عنوان رنگدانه در رنگ بود. استفاده از سرب قرمز سیبری به عنوان رنگ به سرعت توسعه یافت. علاوه بر این، کروکانت زرد روشن مد شده است.

در سال 1797، نیکولا لوئیس واکلین نمونه هایی از رنگ قرمز به دست آورد و با مخلوط کردن کروکونت با اسید کلریدریک، اکسید CrO 3 را به دست آورد. کروم به عنوان یک عنصر شیمیایی در سال 1798 جدا شد. واکلین آن را با حرارت دادن اکسید با زغال چوب به دست آورد. او همچنین توانست ردپای کروم را در سنگ های قیمتی مانند یاقوت و زمرد تشخیص دهد.

در دهه 1800، کروم عمدتاً در رنگ ها و نمک های دباغی استفاده می شد. امروزه 85 درصد از فلز در آلیاژها استفاده می شود. باقی مانده در صنایع شیمیایی، نسوز و ریخته گری استفاده می شود.

تلفظ عنصر شیمیایی کروم با واژه یونانی χρῶμα به معنای رنگ مطابقت دارد که دلیل آن تنوع ترکیبات رنگی است که می توان از آن به دست آورد.

معدن و تولید

این عنصر از کرومیت (FeCr 2 O 4) تولید می شود. حدود نیمی از سنگ معدن جهان در آفریقای جنوبی استخراج می شود. علاوه بر این، قزاقستان، هند و ترکیه تولیدکنندگان عمده آن هستند. ذخایر کرومیت به اندازه کافی کشف شده است، اما از نظر جغرافیایی در قزاقستان و جنوب آفریقا متمرکز هستند.

رسوبات فلز کروم بومی نادر است، اما وجود دارد. به عنوان مثال، در معدن Udachnaya در روسیه استخراج می شود. غنی از الماس است و محیط کاهش دهنده به تولید کروم و الماس خالص کمک کرده است.

برای تولید فلزات صنعتی، سنگ معدن کرومیت با قلیایی مذاب (سود سوزآور، NaOH) تصفیه می شود. در این حالت کرومات سدیم (Na 2 CrO 4 ) تشکیل می شود که توسط کربن به اکسید Cr 2 O 3 احیا می شود. این فلز با حرارت دادن اکسید در حضور آلومینیوم یا سیلیکون تولید می شود.

در سال 2000، تقریباً 15 میلیون تن سنگ معدن کرومیت استخراج و به 4 میلیون تن فروکروم، یک آلیاژ 70 درصد کروم-آهن، با ارزش بازار تقریبی 2.5 میلیارد دلار تبدیل شد.

ویژگی های اصلی

ویژگی های عنصر شیمیایی کروم به این دلیل است که یک فلز واسطه دوره چهارم جدول تناوبی است و بین وانادیوم و منگنز قرار دارد. شامل گروه ششم در دمای 1907 درجه سانتیگراد ذوب می شود. در حضور اکسیژن، کروم به سرعت یک لایه نازک از اکسید را تشکیل می دهد که از فلز در برابر تعامل بیشتر با اکسیژن محافظت می کند.

به عنوان یک عنصر انتقالی، با مواد به نسبت های مختلف واکنش می دهد. بنابراین، ترکیباتی را تشکیل می دهد که در آن حالت های اکسیداسیون متفاوتی دارد. کروم یک عنصر شیمیایی با حالت های پایه +2، +3 و +6 است که +3 پایدارترین آن است. علاوه بر این، در موارد نادر شرایط +1، +4 و +5 مشاهده می شود. ترکیبات کروم در حالت اکسیداسیون 6+ عوامل اکسید کننده قوی هستند.

کروم چه رنگی است؟ عنصر شیمیایی رنگ یاقوت را می دهد. Cr 2 O 3 مورد استفاده برای نیز به عنوان رنگدانه ای به نام سبز کروم استفاده می شود. رنگ نمک های آن سبز زمردی شیشه ای است. کروم عنصر شیمیایی است که وجود آن یاقوت سرخ را قرمز می کند. بنابراین در تولید یاقوت های مصنوعی استفاده می شود.

ایزوتوپ ها

ایزوتوپ های کروم دارای وزن اتمی بین 43 تا 67 هستند. به طور معمول، این عنصر شیمیایی از سه شکل پایدار تشکیل شده است: 52 Cr، 53 Cr و 54 Cr. از این میان، 52 کروم رایج ترین است (83.8 درصد کل کروم طبیعی). علاوه بر این، 19 رادیو ایزوتوپ توصیف شده است که پایدارترین آنها 50 Cr با نیمه عمر بیش از 1.8x10 17 سال است. نیمه عمر 51 Cr 27.7 روز است و برای همه ایزوتوپ های رادیواکتیو دیگر از 24 ساعت تجاوز نمی کند و برای اکثر آنها کمتر از یک دقیقه طول می کشد. این عنصر همچنین دارای دو حالت متا است.

ایزوتوپ های کروم در پوسته زمین، به عنوان یک قاعده، ایزوتوپ های منگنز را که در زمین شناسی استفاده می شود، همراهی می کنند. 53 کروم در طی واپاشی رادیواکتیو 53 Mn تشکیل می شود. نسبت ایزوتوپ منگنز/کروم سرنخ‌های دیگری را درباره تاریخ اولیه منظومه شمسی تقویت می‌کند. تغییرات نسبت‌های 53 کروم/52 کروم و منگنز/کروم از شهاب‌سنگ‌های مختلف ثابت می‌کند که هسته‌های اتمی جدید درست قبل از شکل‌گیری منظومه شمسی ایجاد شده‌اند.

عنصر شیمیایی کروم: خواص، فرمول ترکیبات

اکسید کروم (III) Cr 2 O 3 که به عنوان sesquioxide نیز شناخته می شود، یکی از چهار اکسید این عنصر شیمیایی است. از کرومیت به دست می آید. ترکیب رنگ سبز را زمانی که به عنوان رنگدانه برای رنگ آمیزی مینا و شیشه استفاده می شود، "سبز کروم" می نامند. اکسید می تواند در اسیدها حل شود و نمک تشکیل دهد و در قلیایی مذاب - کرومیت ها.

دی کرومات پتاسیم

K 2 Cr 2 O 7 یک عامل اکسید کننده قوی است و به عنوان وسیله ای برای تمیز کردن ظروف شیشه ای آزمایشگاهی از مواد آلی ترجیح داده می شود. برای این منظور از محلول اشباع آن استفاده می شود، اما گاهی اوقات بر اساس حلالیت بیشتر آن با بی کرومات سدیم جایگزین می شود. علاوه بر این، می تواند فرآیند اکسیداسیون ترکیبات آلی را تنظیم کرده و الکل اولیه را به آلدهید و سپس به دی اکسید کربن تبدیل کند.

دی کرومات پتاسیم می تواند باعث درماتیت کروم شود. کروم احتمالاً باعث ایجاد حساسیت می شود که منجر به ایجاد درماتیت، به ویژه در دست ها و ساعد می شود که مزمن است و درمان آن دشوار است. مانند سایر ترکیبات کروم (VI)، بی کرومات پتاسیم سرطان زا است. باید با دستکش و تجهیزات حفاظتی مناسب کار کرد.

اسید کرومیک

این ترکیب دارای ساختار فرضی H 2 CrO 4 است. نه اسیدهای کرومیک و نه دی کرومیک در طبیعت وجود دارند، اما آنیون های آنها در مواد مختلف یافت می شوند. "اسید کرومیک" که در فروش یافت می شود در واقع انیدرید اسید آن - تری اکسید CrO 3 است.

کرومات سرب (II).

PbCrO 4 دارای رنگ زرد روشن است و عملاً در آب نامحلول است. به همین دلیل به عنوان رنگدانه رنگی به نام زرد تاج استفاده شده است.

کروم و پیوند پنج ظرفیتی

کروم با توانایی خود در تشکیل پیوندهای پنج ظرفیتی متمایز می شود. این ترکیب توسط کروم (I) و یک رادیکال هیدروکربنی ایجاد می شود. یک پیوند پنج ظرفیتی بین دو اتم کروم تشکیل می شود. فرمول آن را می توان به صورت Ar-Cr-Cr-Ar نوشت، جایی که Ar نشان دهنده یک گروه معطر خاص است.

کاربرد

کروم یک عنصر شیمیایی است که خواص آن کاربردهای متفاوتی به آن داده است که برخی از آنها در زیر ذکر شده است.

به فلزات مقاومت در برابر خوردگی و سطحی براق می دهد. بنابراین، کروم در آلیاژهایی مانند فولاد ضد زنگ، به عنوان مثال، در کارد و چنگال استفاده می شود. همچنین برای آبکاری کروم استفاده می شود.

کروم یک کاتالیزور برای واکنش های مختلف است. از آن برای ساخت قالب برای پخت آجر استفاده می شود. از نمک های آن برای دباغی کردن چرم استفاده می شود. بی کرومات پتاسیم برای اکسیداسیون ترکیبات آلی مانند الکل ها و آلدئیدها و همچنین برای تمیز کردن ظروف شیشه ای آزمایشگاهی استفاده می شود. این ماده به عنوان یک ماده ثابت کننده برای رنگرزی پارچه عمل می کند و همچنین در عکاسی و چاپ عکس استفاده می شود.

از CrO 3 برای ساخت نوارهای مغناطیسی (مثلاً برای ضبط صدا) استفاده می شود که ویژگی های بهتری نسبت به فیلم های دارای اکسید آهن دارند.

نقش در زیست شناسی

کروم سه ظرفیتی یک عنصر شیمیایی است که برای متابولیسم قند در بدن انسان ضروری است. در مقابل، کروم شش ظرفیتی بسیار سمی است.

اقدامات پیشگیرانه

فلز کروم و ترکیبات کروم (III) معمولاً خطری برای سلامتی محسوب نمی شوند، اما مواد حاوی کروم (VI) در صورت بلع یا استنشاق می توانند سمی باشند. بیشتر این مواد برای چشم ها، پوست و غشاهای مخاطی تحریک کننده هستند. با قرار گرفتن در معرض مزمن، ترکیبات کروم (VI) در صورت عدم درمان مناسب می توانند باعث آسیب چشم شوند. علاوه بر این، یک سرطان زا شناخته شده است. دوز کشنده این عنصر شیمیایی حدود نصف قاشق چایخوری است. طبق توصیه های سازمان جهانی بهداشت، حداکثر غلظت مجاز کروم (VI) در آب آشامیدنی 0.05 میلی گرم در لیتر است.

از آنجایی که ترکیبات کروم در رنگ‌ها و دباغی کردن چرم استفاده می‌شود، اغلب در خاک و آب‌های زیرزمینی محل‌های صنعتی متروکه‌ای یافت می‌شوند که نیاز به پاکسازی و اصلاح محیطی دارند. پرایمر حاوی کروم (VI) هنوز به طور گسترده در صنایع هوافضا و خودرو استفاده می شود.

ویژگی های عنصر

خواص فیزیکی اصلی کروم به شرح زیر است:

• عدد اتمی: 24.
• وزن اتمی: 51.996.
• نقطه ذوب: 1890 درجه سانتیگراد.
• نقطه جوش: 2482 درجه سانتیگراد.
• حالت اکسیداسیون: +2، +3، +6.
• پیکربندی الکترون: 3d 5 4s 1.