محلول نمک های کروم 3 رنگ. ترکیبات کروم نمونه هایی از حل مسئله

تعریف

کرومبیست و چهارمین عنصر جدول تناوبی است. نامگذاری - Cr از لاتین "chromium". واقع در دوره چهارم گروه VIB. به فلزات اشاره دارد. شارژ اصلی 24 است.

کروم در پوسته زمین به مقدار 0.02٪ (وزنی) موجود است. در طبیعت عمدتاً به شکل آهن کروم FeO×Cr 2 O 3 وجود دارد.

کروم یک فلز براق جامد 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. در اسید نیتریک غلیظ سرد، کروم نامحلول است و پس از درمان با آن غیرفعال می شود.

برنج. 1. کروم. ظاهر.

وزن اتمی و مولکولی کروم

تعریف

وزن مولکولی نسبی یک ماده(M r) عددی است که نشان می دهد چند برابر جرم یک مولکول معین از 1/12 جرم یک اتم کربن بیشتر 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 اتمی و وزن مولکولیمطابقت دادن آنها برابر با 51.9962 هستند.

ایزوتوپ های کروم

مشخص شده است که کروم می تواند در طبیعت به شکل چهار ایزوتوپ پایدار 50Cr، 52Cr، 53Cr و 54Cr وجود داشته باشد. اعداد جرمی آنها به ترتیب 50، 52، 53 و 54 است. هسته 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 پایدارترین آنها 59 کروم 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 ظرفیت دارند:

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

در نتیجه برهم کنش 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

در حالت آزاد، کروم به شکل مولکول‌های کروم تک اتمی وجود دارد. در اینجا برخی از خواصی که اتم و مولکول کروم را مشخص می کنند آورده شده است:

آلیاژهای کروم

فلز کروم برای آبکاری کروم و همچنین به عنوان یکی از آنها استفاده می شود اجزای حیاتیفولادهای آلیاژی ورود کروم به فولاد مقاومت آن را در برابر خوردگی هم در محیط های آبی در دمای معمولی و هم در گازها در دماهای 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

کشف کروم متعلق به دوره توسعه سریع مطالعات شیمیایی-تحلیلی نمک ها و مواد معدنی است. در روسیه، شیمیدانان علاقه خاصی به تجزیه و تحلیل مواد معدنی یافت شده در سیبری و تقریباً ناشناخته در اروپای غربی داشتند. یکی از این کانی ها سنگ سرب قرمز سیبری ( کروکویت ) بود که توسط لومونوسوف توصیف شد. این ماده معدنی مورد بررسی قرار گرفت، اما چیزی جز اکسیدهای سرب، آهن و آلومینیوم در آن یافت نشد. با این حال، در سال 1797، Vauquelin، با جوشاندن یک نمونه ریز آسیاب شده از ماده معدنی با پتاس و رسوب کربنات سرب، محلولی نارنجی مایل به قرمز به دست آورد. از این محلول، او نمک قرمز یاقوتی متبلور کرد که از آن یک اکسید و یک فلز آزاد، متفاوت از تمام فلزات شناخته شده، جدا شد. واکلین به او زنگ زد کروم (کروم ) از کلمه یونانی- رنگ آمیزی، رنگ؛ درست است، در اینجا منظور از خاصیت فلز نبود، بلکه نمک های رنگارنگ آن بود.

یافتن در طبیعت

مهمترین سنگ معدن کروم با اهمیت عملی کرومیت است که ترکیب تقریبی آن با فرمول FeCrO4 مطابقت دارد.

این در آسیای صغیر، در اورال، در آمریکای شمالی، در جنوب آفریقا یافت می شود. کروکویت معدنی فوق - PbCrO 4 - نیز از اهمیت فنی برخوردار است. اکسید کروم (3) و برخی دیگر از ترکیبات آن نیز در طبیعت یافت می شود. در پوسته زمین، محتوای کروم از نظر فلز 0.03٪ است. کروم در خورشید، ستاره ها، شهاب سنگ ها یافت می شود.

مشخصات فیزیکی.

کروم فلزی سفید، سخت و شکننده است که از نظر شیمیایی در برابر اسیدها و قلیاها بسیار مقاوم است. در هوا اکسید می شود و یک لایه نازک اکسید شفاف روی سطح دارد. کروم دارای چگالی 7.1 گرم بر سانتی متر مکعب است، نقطه ذوب آن +1875 0 C است.

اعلام وصول.

با حرارت دادن قوی سنگ آهن کروم با زغال سنگ، کروم و آهن کاهش می یابد:

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

در نتیجه این واکنش آلیاژی از کروم با آهن تشکیل می شود که با استحکام بالا مشخص می شود. برای به دست آوردن کروم خالص، آن را از اکسید کروم (3) با آلومینیوم احیا می کنند:

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

V این فرآیندمعمولاً از دو اکسید استفاده می شود - Cr 2 O 3 و CrO 3

خواص شیمیایی.

به لطف یک لایه اکسید محافظ نازک که سطح کروم را می پوشاند، در برابر اسیدها و قلیاهای تهاجمی بسیار مقاوم است. کروم با اسیدهای غلیظ نیتریک و سولفوریک و همچنین با اسیدهای غلیظ واکنش نمی دهد اسید فسفریک. کروم با قلیاها در دمای 700-600 درجه سانتیگراد برهمکنش می‌کند. اما کروم با اسیدهای سولفوریک و هیدروکلریک رقیق برهمکنش می‌کند و هیدروژن را جایگزین می‌کند:

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

در درجه حرارت بالاکروم در اکسیژن می سوزد و اکسید (III) را تشکیل می دهد.

کروم داغ با بخار آب واکنش می دهد:

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

کروم همچنین با هالوژن ها در دمای بالا، هالوژن ها با هیدروژن، گوگرد، نیتروژن، فسفر، زغال سنگ، سیلیکون، بور واکنش می دهد، به عنوان مثال:

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

فیزیکی فوق و خواص شیمیاییکروم کاربرد خود را در زمینه های مختلف علم و فناوری پیدا کرده است. به عنوان مثال، کروم و آلیاژهای آن برای به دست آوردن پوشش‌هایی با مقاومت بالا و مقاوم در برابر خوردگی در مهندسی مکانیک استفاده می‌شود. از آلیاژهای فروکروم به عنوان ابزار برش فلز استفاده می شود. آلیاژهای روکش کروم در فناوری پزشکی، در ساخت تجهیزات فرآیند شیمیایی کاربرد پیدا کرده اند.

موقعیت کروم در جدول تناوبی عناصر شیمیایی:

کروم رئیس زیرگروه جانبی گروه VI از سیستم تناوبی عناصر است. فرمول الکترونیکی آن به شرح زیر است:

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

در پر کردن اوربیتال‌ها با الکترون در اتم کروم، این نظم نقض می‌شود که طبق آن، اوربیتال 4S باید ابتدا به حالت 4S 2 پر می‌شد. با این حال، با توجه به این واقعیت که اوربیتال 3d موقعیت انرژی مطلوب تری را در اتم کروم اشغال می کند، تا مقدار 4d 5 پر می شود. چنین پدیده ای در اتم های برخی عناصر دیگر از زیر گروه های ثانویه مشاهده می شود. کروم می تواند حالت های اکسیداسیون را از 1+ تا 6+ نشان دهد. پایدارترین ترکیبات کروم با حالت های اکسیداسیون +2، +3، +6 هستند.

ترکیبات کروم دو ظرفیتی

اکسید کروم (II) CrO - پودر سیاه پیروفوریک (پیروفوریک - توانایی اشتعال در هوا در حالت تقسیم ریز). CrO در اسید هیدروکلریک رقیق حل می شود:

CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

در هوا، وقتی بالای 100 0 درجه سانتیگراد گرم می شود، CrO به Cr 2 O 3 تبدیل می شود.

نمک های کروم دو ظرفیتی از حل کردن فلز کروم در اسیدها تشکیل می شوند. این واکنش ها در اتمسفر یک گاز غیرفعال (مثلا H 2) انجام می شود، زیرا در حضور هوا، کروم (II) به راحتی به کروم (III) اکسید می شود.

هیدروکسید کروم به شکل یک رسوب زرد با اثر محلول قلیایی بر روی کلرید کروم (II) به دست می آید:

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

Cr(OH) 2 دارای خواص اساسی است، یک عامل کاهنده است. یون هیدراته Cr2+ به رنگ آبی کمرنگ است. محلول آبی CrCl 2 رنگ آبی دارد. در هوا در محلول های آبی، ترکیبات کروم (II) به ترکیبات کروم (III) تبدیل می شوند. این به ویژه برای هیدروکسید کروم (II) مشخص است:

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

ترکیبات کروم سه ظرفیتی

اکسید کروم (III) Cr 2 O 3 یک پودر سبز نسوز است. از نظر سختی به کوروندوم نزدیک است. در آزمایشگاه، می توان آن را با گرم کردن دی کرومات آمونیوم به دست آورد:

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

Cr 2 O 3 - اکسید آمفوتریک، هنگامی که با مواد قلیایی ذوب می شود، کرومیت ها را تشکیل می دهد: Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O

هیدروکسید کروم نیز یک ترکیب آمفوتریک است:

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

CrCl 3 بی آب ظاهر برگهای بنفش تیره دارد، در آب سرد کاملا نامحلول است و در زمان جوشاندن بسیار آهسته حل می شود. سولفات کروم بی آب (III) Cr 2 (SO 4) 3 صورتی، همچنین در آب کم محلول است. در حضور عوامل کاهنده، سولفات کروم بنفش Cr 2 (SO 4) 3 * 18H 2 O را تشکیل می دهد. هیدرات های سولفات کروم سبز نیز شناخته شده اند که حاوی مقدار کمتری آب هستند. زاج کروم KCr(SO 4) 2 * 12H 2 O از محلول های حاوی سولفات کروم بنفش و سولفات پتاسیم متبلور می شود. محلول زاج کرومیک به دلیل تشکیل سولفات ها هنگام گرم شدن سبز می شود.

واکنش با کروم و ترکیبات آن

تقریباً تمام ترکیبات کروم و محلول های آنها به شدت رنگی هستند. با داشتن یک محلول بی رنگ یا یک رسوب سفید، می‌توانیم با احتمال بالایی نتیجه بگیریم که کروم وجود ندارد.

1. آنقدر دی کرومات پتاسیم را در شعله شعله روی یک فنجان چینی به شدت گرم می کنیم که روی نوک چاقو قرار گیرد. نمک آب تبلور آزاد نمی کند، اما در دمای حدود 400 درجه سانتیگراد با تشکیل یک مایع تیره ذوب می شود. چند دقیقه دیگر روی شعله قوی گرم می کنیم. پس از سرد شدن، یک رسوب سبز رنگ روی خرده تشکیل می شود. قسمتی از آن در آب حل می شود (زرد می شود) و قسمت دیگر روی خرده می ماند. نمک با حرارت دادن تجزیه می شود و منجر به تشکیل کرومات پتاسیم زرد رنگ محلول K 2 CrO 4 و Cr 2 O 3 سبز رنگ می شود.
2. 3 گرم پودر دی کرومات پتاسیم را در 50 میلی لیتر آب حل کنید. به یک قسمت مقداری کربنات پتاسیم اضافه کنید. با آزاد شدن CO 2 حل می شود و رنگ محلول زرد روشن می شود. کرومات از بی کرومات پتاسیم به وجود می آید. اگر اکنون محلول 50 درصدی اسید سولفوریک را در قسمت‌هایی اضافه کنیم، رنگ قرمز زرد بیکرومات دوباره ظاهر می‌شود.
3. داخل لوله آزمایش 5 میلی لیتر بریزید. محلول دی کرومات پتاسیم، با 3 میلی لیتر اسید هیدروکلریک غلیظ در زیر آب جوش بجوشانید. کلر گازی سمی زرد-سبز از محلول آزاد می شود، زیرا کرومات HCl را به Cl 2 و H 2 O اکسید می کند. خود کرومات به کلرید کروم سه ظرفیتی سبز تبدیل می شود. می توان آن را با تبخیر محلول جدا کرد و سپس با ذوب با سودا و نیترات به کرومات تبدیل کرد.
4. هنگامی که محلولی از نیترات سرب اضافه می شود، کرومات سرب زرد رسوب می کند. هنگام برهم کنش با محلول نیترات نقره، یک رسوب قرمز قهوه ای از کرومات نقره تشکیل می شود.
5. پراکسید هیدروژن را به محلول بی کرومات پتاسیم اضافه کنید و محلول را با اسید سولفوریک اسیدی کنید. راه حل عمیق می شود رنگ آبیبه دلیل تشکیل پراکسید کروم. پراکسید وقتی با مقداری اتر تکان داده شود به یک حلال آلی تبدیل می شود و آن را آبی می کند. این واکنش مخصوص کروم است و بسیار حساس است. می توان از آن برای تشخیص کروم در فلزات و آلیاژها استفاده کرد. اول از همه، لازم است که فلز را حل کنید. با جوشاندن طولانی مدت با 30٪ اسید سولفوریک (اسید کلریدریک نیز می توان اضافه کرد)، کروم و بسیاری از فولادها تا حدی حل می شوند. محلول حاصل حاوی سولفات کروم (III) است. برای اینکه بتوانیم یک واکنش تشخیص را انجام دهیم، ابتدا آن را با سود سوزآور خنثی می کنیم. هیدروکسید کروم سبز خاکستری (III) رسوب می کند که در NaOH اضافی حل می شود و کرومیت سدیم سبز را تشکیل می دهد. محلول را صاف کرده و 30 درصد پراکسید هیدروژن اضافه کنید. هنگامی که گرم می شود، محلول زرد می شود، زیرا کرومیت به کرومات اکسید می شود. اسیدی شدن باعث رنگ آبی محلول می شود. ترکیب رنگی را می توان با تکان دادن با اتر استخراج کرد.

واکنش های تحلیلی برای یون های کروم

1. به 3-4 قطره از محلول کروم کلرید CrCl 3 محلول 2M NaOH اضافه کنید تا رسوب اولیه حل شود. به رنگ کرومیت سدیم تشکیل شده توجه کنید. محلول به دست آمده را در یک حمام آب گرم کنید. چه اتفاقی می افتد؟
2. به 2-3 قطره محلول CrCl 3 حجم مساوی از محلول NaOH 8M و 3-4 قطره محلول 3% H 2 O 2 اضافه کنید. مخلوط واکنش را در یک حمام آب گرم کنید. چه اتفاقی می افتد؟ اگر محلول رنگی حاصل خنثی شود، CH 3 COOH و سپس سرب (NO 3) 2 به آن اضافه شود، چه رسوبی تشکیل می شود؟
3. 4-5 قطره محلول سولفات کروم Cr 2 (SO 4) 3، IMH 2 SO 4 و KMnO 4 را در یک لوله آزمایش بریزید. محل واکنش را برای چند دقیقه روی حمام آب گرم کنید. به تغییر رنگ محلول توجه کنید. چه چیزی باعث شد؟
4. به 3-4 قطره اسیدی شده اسید نیتریکمحلول K 2 Cr 2 O 7 2-3 قطره محلول H 2 O 2 را اضافه کرده و مخلوط کنید. رنگ آبی محلول ظاهر شده به دلیل ظاهر اسید پرکرومیک H 2 CrO 6 است:

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

به تجزیه سریع H 2 CrO 6 توجه کنید:

2H 2 CrO 6 + 8H + = 2Cr 3 + + 3O 2 + 6H 2 O
رنگ آبی رنگ سبز

اسید پرکرومیک در حلال های آلی بسیار پایدارتر است.

1. به 3-4 قطره محلول K 2 Cr 2 O 7 اسیدی شده با اسید نیتریک، 5 قطره ایزوآمیل الکل، 2-3 قطره محلول H 2 O 2 اضافه کنید و مخلوط واکنش را تکان دهید. لایه ای از حلال آلی که به سمت بالا شناور است به رنگ آبی روشن است. رنگ خیلی آهسته محو می شود. پایداری H 2 CrO 6 را در فازهای آلی و آبی مقایسه کنید.
2. هنگامی که یون های CrO 4 2- و Ba 2 + برهم کنش می کنند، یک رسوب زرد رنگ از باریم کرومات BaCrO 4 رسوب می کند.
3. نیترات نقره رسوب قرمز آجری کرومات نقره را با یون های CrO 4 2 تشکیل می دهد.
4. سه لوله آزمایش بردارید. 5-6 قطره از محلول K 2 Cr 2 O 7 را در یکی از آنها، همان حجم محلول K 2 CrO 4 را در دومی و سه قطره از هر دو محلول را در محلول سوم بریزید. سپس سه قطره محلول یدید پتاسیم را به هر لوله اضافه کنید. نتیجه را توضیح دهید. محلول را در لوله دوم اسیدی کنید. چه اتفاقی می افتد؟ چرا؟

آزمایشات سرگرم کننده با ترکیبات کروم

1. مخلوط CuSO 4 و K 2 Cr 2 O 7 با افزودن قلیایی سبز می شود و در حضور اسید زرد می شود. با حرارت دادن 2 میلی گرم گلیسرول با مقدار کمی (NH 4) 2 Cr 2 O 7 و سپس افزودن الکل، پس از فیلتراسیون محلولی سبز روشن به دست می آید که با افزودن اسید زرد می شود و در حالت خنثی یا سبز به رنگ سبز در می آید. محیط قلیایی
2. با ترمیت "مخلوط یاقوت" در مرکز قوطی قرار دهید - کاملاً آسیاب شده و در فویل آلومینیومی Al 2 O 3 (4.75 گرم) با افزودن Cr 2 O 3 (0.25 گرم) قرار دهید. برای اینکه کوزه بیشتر خنک نشود، باید آن را در زیر لبه بالایی در ماسه دفن کنید و پس از مشتعل شدن ترمیت و شروع واکنش، روی آن را با ورقه آهنی بپوشانید و روی آن را با ماسه بپوشانید. بانک برای حفاری در یک روز. نتیجه یک پودر یاقوت قرمز است.
3. 10 گرم بی کرومات پتاسیم با 5 گرم سدیم یا نیترات پتاسیم و 10 گرم شکر ساییده می شود. مخلوط مرطوب شده و با کلودیون مخلوط می شود. اگر پودر در یک لوله شیشه ای فشرده شود و سپس چوب رانده شود و از انتها آتش بگیرد ، "مار" ابتدا سیاه و پس از خنک شدن - سبز شروع به خزیدن می کند. چوبی با قطر 4 میلی متر با سرعت حدود 2 میلی متر در ثانیه می سوزد و 10 برابر طول می کشد.
4. اگر محلول های سولفات مس و دی کرومات پتاسیم را مخلوط کنید و کمی محلول آمونیاک اضافه کنید، یک رسوب قهوه ای آمورف از ترکیب 4СuCrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O بیرون می ریزد که در اسید کلریدریک حل می شود و یک محلول زرد تشکیل می دهد. بیش از آمونیاک یک محلول سبز به دست می آید. اگر الکل بیشتری به این محلول اضافه شود، رسوب سبز رنگی تشکیل می شود که پس از فیلتراسیون به رنگ آبی و پس از خشک شدن به رنگ آبی مایل به بنفش با جرقه های قرمز در نور شدید به وضوح قابل مشاهده است.
5. اکسید کروم باقی مانده پس از آزمایش "آتشفشان" یا "مار فرعون" را می توان بازسازی کرد. برای این کار لازم است 8 گرم Cr 2 O 3 و 2 گرم Na 2 CO 3 و 2.5 گرم KNO 3 ذوب شده و آلیاژ سرد شده با آب جوش تصفیه شود. کرومات محلول به دست می آید که می تواند به سایر ترکیبات کروم (II) و کروم (VI) از جمله دی کرومات آمونیوم اصلی تبدیل شود.

نمونه هایی از انتقال ردوکس شامل کروم و ترکیبات آن

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

الف) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O ب) Cr 2 O 3 + 2 NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O
ج) 2NaCrO 2 + 3Br 2 + 8NaOH = 6NaBr + 2Na 2 CrO 4 + 4H 2 O
د) 2Na 2 CrO 4 + 2HCl = Na 2 Cr 2 O 7 + 2 NaCl + H 2 O

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

الف) 2Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
ب) Cr(OH) 3 + 3HCl = CrCl 3 + 3H 2 O
ج) 2CrCl 3 + 2KMnO 4 + 3H 2 O = K 2 Cr 2 O 7 + 2Mn(OH) 2 + 6HCl
د) 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+

الف) CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O
ب) CrO + H 2 O \u003d Cr (OH) 2
ج) Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
د) Cr(OH) 3 + 3HNO 3 = Cr(NO 3) 3 + 3H 2 O
ه) 4Cr (NO 3) 3 \u003d 2Cr 2 O 3 + 12NO 2 + O 2
و) Cr 2 O 3 + 2 NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O

عنصر کروم به عنوان هنرمند

شیمیدانان اغلب به مشکل ایجاد رنگدانه های مصنوعی برای نقاشی روی آوردند. در قرن 18-19، فن آوری برای به دست آوردن بسیاری از مواد تصویری توسعه یافت. لوئیس نیکلاس واکلین در سال 1797، که عنصر قبلاً ناشناخته کروم را در سنگ معدن قرمز سیبری کشف کرد، رنگ جدید و قابل توجهی پایدار - سبز کروم تهیه کرد. کروموفور آن اکسید کروم آبی (III) است. با نام سبز زمردی در سال 1837 شروع به تولید کرد. بعداً L. Vauquelen چندین رنگ جدید پیشنهاد کرد: باریت، روی و زرد کروم. با گذشت زمان، آنها با رنگدانه های زرد و نارنجی پایدارتر بر پایه کادمیوم جایگزین شدند.

سبز کروم بادوام ترین و سبک ترین رنگ است که تحت تأثیر گازهای جوی قرار نمی گیرد. سبز کروم که در روغن مالیده شده است، قدرت پنهان سازی زیادی دارد و به سرعت خشک می شود، بنابراین، از قرن نوزدهم. به طور گسترده ای در نقاشی استفاده می شود. در نقاشی چینی از اهمیت بالایی برخوردار است. واقعیت این است که محصولات چینی را می توان هم با رنگ زیر لعاب و هم با نقاشی روی لعاب تزئین کرد. در حالت اول، رنگ ها فقط روی سطح یک محصول کمی پخته شده اعمال می شود که سپس با یک لایه لعاب پوشانده می شود. به دنبال آن پخت اصلی و با دمای بالا انجام می شود: برای تف جوشی توده چینی و ذوب لعاب، محصولات تا 1350 - 1450 0 درجه سانتیگراد گرم می شوند. تعداد بسیار کمی از رنگ ها می توانند چنین دمای بالایی را بدون تغییرات شیمیایی تحمل کنند و در قدیم روزها فقط دو مورد از آنها وجود داشت - کبالت و کروم. اکسید سیاه کبالت که بر روی سطح یک کالای چینی اعمال می شود، در هنگام پخت با لعاب ترکیب می شود و از نظر شیمیایی با آن برهم کنش می کند. در نتیجه سیلیکات های کبالت آبی روشن تشکیل می شوند. این ظروف چینی آبی کبالتی برای همه شناخته شده است. اکسید کروم (III) با اجزای لعاب برهمکنش شیمیایی ندارد و به سادگی بین خرده های چینی و لعاب شفاف با یک لایه "کر" قرار می گیرد.

علاوه بر رنگ سبز کروم، هنرمندان از رنگ های مشتق شده از Volkonskoite استفاده می کنند. این کانی از گروه مونت موریلونیت ها (یک کانی رسی از زیر کلاس سیلیکات های پیچیده Na (Mo, Al), Si 4 O 10 (OH) 2) در سال 1830 توسط کانی شناس روسی Kemmerer کشف شد و به نام دختر MN Volkonskaya نامگذاری شد. از قهرمان نبرد بورودینو، ژنرال N. Raevsky، همسر Decembrist SG Volkonsky. Volkonskoite یک خاک رس حاوی حداکثر 24٪ اکسید کروم و همچنین اکسیدهای آلومینیوم و آهن (III) است. ترکیب ماده معدنی موجود در اورال، در مناطق پرم و کیروف، رنگ متنوع آن را تعیین می کند - از رنگ صنوبر زمستانی تیره تا رنگ سبز روشن قورباغه مرداب.

پابلو پیکاسو با درخواست مطالعه ذخایر Volkonskoite به زمین شناسان کشورمان مراجعه کرد که به رنگ لحن تازه ای منحصر به فرد می بخشد. در حال حاضر روشی برای به دست آوردن wolkonskoite مصنوعی ایجاد شده است. جالب است بدانید که طبق تحقیقات مدرن، نقاشان آیکون روسی در اوایل قرون وسطی، مدتها قبل از کشف "رسمی" آن، از رنگ های این ماده استفاده می کردند. سبز گینیر (که در سال 1837 ایجاد شد)، که کروموفرم آن هیدرات اکسید کروم Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O است که بخشی از آب به صورت شیمیایی متصل است و بخشی جذب می شود، نیز در بین هنرمندان شناخته شده بود. این رنگدانه رنگ زمردی به رنگ می دهد.

سایت، با کپی کامل یا جزئی از مطالب، لینک به منبع الزامی است.

کروم سه اکسید تشکیل می دهد: CrO، Cr 2 O 3، CrO 3.

اکسید کروم (II) CrO - پودر سیاه پیروفوریک. دارای خواص اولیه

در واکنش های ردوکس، به عنوان یک عامل کاهش دهنده رفتار می کند:

CrO از تجزیه خلاء کروم کربونیل Cr(CO) 6 در دمای 300 درجه سانتی گراد به دست می آید.

اکسید کروم (III) Cr 2 O 3 - پودر سبز نسوز. از نظر سختی به کوروندوم نزدیک است، بنابراین در ترکیب مواد صیقل دهنده وارد می شود. از تعامل کروم و O 2 در دمای بالا تشکیل شده است. در آزمایشگاه، اکسید کروم (III) را می توان با گرم کردن دی کرومات آمونیوم به دست آورد:

(N -3 H 4) 2 Cr + 6 2 O 7 \u003d Cr + 3 2 O 3 + N 0 2 + 4H 2 O

اکسید کروم (III) خاصیت آمفوتریک دارد. هنگام تعامل با اسیدها، نمک های کروم (III) تشکیل می شوند: Cr 2 O 3 + 3H 2 SO 4 \u003d Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

هنگام تعامل با مواد قلیایی در مذاب، ترکیبات کروم (III) تشکیل می شود - کرومیت ها (در صورت عدم وجود اکسیژن): Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O

اکسید کروم (III) در آب نامحلول است.

در واکنش های ردوکس، اکسید کروم (III) به عنوان یک عامل کاهنده رفتار می کند:

اکسید کروم (VI) CrO 3 - انیدرید کرومیک، بلورهای سوزنی مانند قرمز تیره است. وقتی تا حدود 200 درجه سانتیگراد گرم شود، تجزیه می شود:

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

به راحتی در آب حل می شود و دارای خاصیت اسیدی است و اسیدهای کرومیک را تشکیل می دهد. با آب اضافی، اسید کرومیک H 2 CrO 4 تشکیل می شود:

CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 CrO 4

در غلظت بالای CrO 3، اسید دی کرومیک H 2 Cr 2 O 7 تشکیل می شود:

2CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 Cr 2 O 7

که با رقیق شدن به اسید کرومیک تبدیل می شود:

H 2 Cr 2 O 7 + H 2 O \u003d 2H 2 CrO 4

اسیدهای کرومیک فقط در محلول آبی وجود دارند، هیچ یک از این اسیدها در حالت آزاد جدا نشده اند. با این حال، نمک آنها بسیار پایدار است.

اکسید کروم (VI) یک عامل اکسید کننده قوی است:

3S + 4CrO 3 \u003d 3SO 2 + 2Cr 2 O 3

ید، گوگرد، فسفر، زغال سنگ را اکسید می کند و به Cr 2 O 3 تبدیل می شود. CrO 3 با عمل بیش از حد اسید سولفوریک غلیظ بر روی محلول آبی اشباع شده دی کرومات سدیم به دست می آید: Na 2 Cr 2 O 7 + 2H 2 SO 4 \u003d 2CrO 3 + 2 NaHSO 4 + H 2 O لازم به ذکر است که سمیت قوی اکسید کروم (VI).

محتوای مقاله

کروم- (کروم) کروم، عنصر شیمیایی 6 (VIb) از گروه سیستم تناوبی. عدد اتمی 24، جرم اتمی 51.996. 24 ایزوتوپ کروم از کروم 42 تا 66 کروم شناخته شده است. ایزوتوپ های 52 Cr، 53 Cr، 54 Cr پایدار هستند. ترکیب ایزوتوپی کروم طبیعی: 50 Cr (نیمه عمر 1.8 10 17 سال) - 4.345٪، 52 Cr - 83.489٪، 53 Cr - 9.501٪، 54 Cr - 2.365٪. حالت های اصلی اکسیداسیون +3 و +6 هستند.

در سال 1761، استاد شیمی در دانشگاه سن پترزبورگ، یوهان گوتلوب لمان، در دامنه شرقی کوه های اورال در معدن برزوفسکی، یک ماده معدنی قرمز قابل توجه کشف کرد که وقتی به پودر تبدیل شد، رنگ زرد روشنی به دست می داد. در سال 1766 لمان نمونه هایی از این ماده معدنی را به سنت پترزبورگ آورد. پس از تصفیه کریستال ها با اسید هیدروکلریک، او رسوب سفید رنگی به دست آورد که در آن سرب پیدا کرد. لمان ماده معدنی را سرب قرمز سیبری (plomb rouge de Sibérie) نامید، اکنون مشخص شده است که کروکویت (از یونانی "krokos" - زعفران) - کرومات سرب طبیعی PbCrO 4 است.

جهانگرد و طبیعت شناس آلمانی پیتر سیمون پالاس (1741-1811) هیئت اعزامی آکادمی علوم سن پترزبورگ را به مناطق مرکزی روسیه رهبری کرد و در سال 1770 از اورال های جنوبی و میانی از جمله معدن برزوفسکی بازدید کرد و مانند لمان علاقه مند به کروکویت پالاس نوشت: «این کانی سرب قرمز شگفت‌انگیز در هیچ کانسار دیگری یافت نمی‌شود. هنگامی که آسیاب به پودر تبدیل می شود زرد می شود و می توان از آن در هنر مینیاتوری استفاده کرد. علیرغم نادر بودن و دشواری تحویل کروکویت از معدن برزوفسکی به اروپا (تقریبا دو سال طول کشید)، استفاده از این ماده معدنی به عنوان ماده رنگ آمیزی مورد استقبال قرار گرفت. در لندن و پاریس در پایان قرن هفدهم. همه افراد نجیب سوار کالسکه های رنگ شده با کروکویت ریز آسیاب شده بودند، علاوه بر این، بهترین نمونه های سرب قرمز سیبری به مجموعه بسیاری از کابینت های کانی شناسی در اروپا اضافه شد.

در سال 1796، نمونه ای از کروکوئیت به نیکولا لوئیس واکلین (1763-1829)، استاد شیمی در دانشکده کانی شناسی پاریس رسید، که این کانی را تجزیه و تحلیل کرد، اما چیزی جز اکسیدهای سرب، آهن و آلومینیوم در آن نیافت. واکلین در ادامه مطالعه سرب قرمز سیبری، این ماده معدنی را با محلول پتاس جوشاند و پس از جداسازی رسوب سفید کربنات سرب، محلولی زرد رنگ از نمک ناشناخته به دست آورد. هنگامی که آن را با یک نمک سرب درمان کردند، یک رسوب زرد رنگ، با یک نمک جیوه، یک نمک قرمز تشکیل شد و وقتی کلرید قلع اضافه شد، محلول سبز شد. او با تجزیه کروکویت با اسیدهای معدنی، محلولی از "اسید سرب قرمز" به دست آورد که تبخیر آن کریستال های قرمز یاقوتی به دست آورد (اکنون مشخص است که انیدرید کروم است). پس از کلسینه کردن آنها با زغال سنگ در یک بوته گرافیتی، پس از واکنش، تعداد زیادی کریستال های سوزنی شکل خاکستری به هم پیوسته فلزی ناشناخته تا آن زمان پیدا کردم. Vauquelin مقاومت بالای فلز و مقاومت آن در برابر اسیدها را بیان کرد.

واکلین به نام عنصر جدیدکروم (از یونانی crwma - رنگ، رنگ) به دلیل بسیاری از ترکیبات چند رنگ تشکیل شده توسط آن. واکلین بر اساس تحقیقات خود برای اولین بار عنوان کرد که رنگ زمردی برخی از سنگ های قیمتی به دلیل مخلوط شدن ترکیبات کروم موجود در آنهاست. به عنوان مثال، زمرد طبیعی یک بریل به رنگ سبز تیره است که در آن آلومینیوم تا حدی با کروم جایگزین می شود.

به احتمال زیاد، Vauquelin نه یک فلز خالص، بلکه کاربیدهای آن را به دست آورده است، همانطور که شکل سوزنی شکل کریستال های به دست آمده نشان می دهد، اما آکادمی علوم پاریس با این وجود کشف عنصر جدیدی را ثبت کرد، و اکنون Vauquelin به درستی کاشف عنصر در نظر گرفته می شود. شماره 24.

یوری کروتیاکوف

کروم (Cr)، یک عنصر شیمیایی از گروه VI از سیستم تناوبی مندلیف. به فلز واسطه ای با عدد اتمی 24 و جرم اتمی 51.996 اشاره دارد. ترجمه از یونانی، نام فلز به معنای "رنگ" است. این فلز این نام را مدیون رنگ های متنوعی است که در ترکیبات مختلف آن نهفته است.

مشخصات فیزیکی کروم

این فلز در عین حال سختی و شکنندگی کافی دارد. در مقیاس Mohs، سختی کروم 5.5 برآورد شده است. این شاخص به این معنی است که کروم بعد از اورانیوم، ایریدیم، تنگستن و بریلیم، بالاترین سختی را در بین تمام فلزات شناخته شده امروزی دارد. برای یک ماده ساده از کروم، رنگ آبی مایل به سفید مشخص است.

فلز عنصر کمیاب نیست. غلظت آن در پوسته زمین به 0.02 درصد جرم می رسد. سهام کروم هرگز به شکل خالص آن یافت نمی شود. در مواد معدنی و سنگ معدنی که منبع اصلی استخراج فلزات هستند، یافت می شود. کرومیت (سنگ آهن کروم، FeO * Cr 2 O 3) ترکیب اصلی کروم در نظر گرفته می شود. یکی دیگر از مواد معدنی نسبتا رایج، اما کم اهمیت تر، کروکویت PbCrO 4 است.

این فلز به راحتی در دمای 1907 0 C (2180 0 K یا 3465 0 F) ذوب می شود. در دمای 2672 0 C - می جوشد. جرم اتمیفلز 51.996 گرم در مول است.

کروم به دلیل خاصیت مغناطیسی یک فلز منحصر به فرد است. در دمای اتاق، نظم ضد فرومغناطیسی ذاتی در آن است، در حالی که سایر فلزات آن را در دمای بسیار پایین نشان می دهند. با این حال، اگر کروم بالای 37 درجه سانتیگراد گرم شود، مشخصات فیزیکیتغییر کروم بنابراین، مقاومت الکتریکی و ضریب انبساط خطی به طور قابل توجهی تغییر می کند، مدول الاستیسیته به حداقل مقدار می رسد و اصطکاک داخلی به طور قابل توجهی افزایش می یابد. این پدیده با عبور از نقطه نیل همراه است که در آن خواص ضد فرومغناطیسی ماده می تواند به پارامغناطیس تغییر کند. این بدان معنی است که سطح اول رد شده است و حجم ماده به شدت افزایش یافته است.

ساختار کروم یک شبکه بدنه محور است که به دلیل آن فلز با دمای دوره شکننده-شکن مشخص می شود. با این حال، در مورد این فلز، درجه خلوص از اهمیت زیادی برخوردار است، بنابراین، مقدار آن در محدوده -50 0 C - +350 0 C است. همانطور که تمرین نشان می دهد، فلز متبلور مجدد فاقد انعطاف پذیری است، اما نرم است. بازپخت و قالب گیری آن را چکش خوار می کند.

خواص شیمیایی کروم

اتم دارای پیکربندی خارجی زیر است: 3d 5 4s 1. به عنوان یک قاعده، کروم در ترکیبات دارای حالت های اکسیداسیون زیر است: +2، +3، +6، که در این میان کروم 3+ بیشترین پایداری را از خود نشان می دهد، علاوه بر این، ترکیبات دیگری نیز وجود دارند که در آنها کروم حالت اکسیداسیون کاملاً متفاوتی را نشان می دهد. یعنی: +1، +4، +5.

فلز واکنش خاصی ندارد. در حالی که کروم در شرایط عادی است، فلز در برابر رطوبت و اکسیژن مقاومت نشان می دهد. با این حال، این ویژگی برای ترکیب کروم و فلوئور - CrF 3، که در معرض دمای بیش از 600 0 درجه سانتیگراد قرار می گیرد، با بخار آب تعامل می کند و در نتیجه واکنش Cr 2 O 3 و همچنین نیتروژن را تشکیل می دهد، صدق نمی کند. ، کربن و گوگرد.

در هنگام گرم شدن کروم فلزی، با هالوژن، گوگرد، سیلیکون، بور، کربن و برخی عناصر دیگر برهمکنش می‌کند و در نتیجه واکنش‌های شیمیایی کروم به شرح زیر است:

Cr + 2F 2 = CrF 4 (با مخلوط CrF 5)

2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3

2Cr + 3S = Cr2S3

کرومات ها را می توان با حرارت دادن کروم با سود مذاب در هوا، نیترات ها یا کلرات های فلزات قلیایی به دست آورد:

2Cr + 2Na 2 CO 3 + 3O 2 \u003d 2Na 2 CrO 4 + 2CO 2.

کروم سمی نیست که در مورد برخی از ترکیبات آن نمی توان گفت. همانطور که می دانید گرد و غبار این فلز اگر وارد بدن شود می تواند ریه ها را تحریک کند، از طریق پوست جذب نمی شود. اما از آنجایی که به صورت خالص وجود ندارد، ورود آن به بدن انسان غیرممکن است.

کروم سه ظرفیتی وارد می شود محیطدر طول استخراج و فرآوری سنگ معدن کروم. کروم احتمالاً به شکل وارد بدن انسان می شود افزودنی مواد غذاییدر برنامه های کاهش وزن استفاده می شود. کروم با ظرفیت 3+ یک شرکت کننده فعال در سنتز گلوکز است. دانشمندان دریافته اند که مصرف زیاد کروم آسیب زیادی به بدن انسان وارد نمی کند، زیرا جذب نمی شود، اما می تواند در بدن انباشته شود.

ترکیباتی که در آنها یک فلز شش ظرفیتی دخیل است بسیار سمی هستند. احتمال ورود آنها به بدن انسان در هنگام تولید کرومات ها، آبکاری کروم اجسام، در طی عملیات جوشکاری خاص ظاهر می شود. مصرف چنین کروم در بدن مملو از عواقب جدی است، زیرا ترکیباتی که عنصر شش ظرفیتی در آنها وجود دارد، عوامل اکسید کننده قوی هستند. بنابراین، ممکن است باعث خونریزی در معده و روده شوند، گاهی اوقات با سوراخ شدن روده. هنگامی که چنین ترکیباتی با پوست تماس پیدا می کنند، واکنش های شیمیایی قوی به شکل سوختگی، التهاب و زخم رخ می دهد.

بسته به کیفیت کرومی که باید در خروجی به دست آید، روش های مختلفی برای تولید فلز وجود دارد: از طریق الکترولیز مواد غلیظ. محلول آبیاکسید کروم، الکترولیز سولفات، و همچنین احیا با اکسید سیلیکون. با این حال، روش دوم بسیار محبوب نیست، زیرا کروم را با مقدار زیادی ناخالصی در خروجی تولید می کند. علاوه بر این، از نظر اقتصادی نیز مضر است.