Jak se chrom oxiduje?

Chrom (Cr) je chemický prvek vedlejší podskupiny 6. skupiny 4. periody periodické tabulky chemických prvků D.I. Mendělejeva, atomové číslo 24, atomová hmotnost 51,99. Kov je modro-bílý. Má hustotu 7,19 g/cm3, bod tání t_sq = 1856 °C, bod varu t_kip. = 2671 °C. Má vysokou tvrdost. Dotyčný chemický prvek je v zemské kůře poměrně běžný. Hlavními minerály obsahujícími Cr jsou chromit (FeO Cr₂O₃) a krokoit (PbCrO₄).

Historie objevu

Poprvé sloučenina chrómu PbCrO₄ (krokoit) je zmíněn v práci M.V. Lomonosov „První základy metalurgie“ v roce 1763. V roce 1797 francouzský chemik L.N. Vauquelin z tohoto minerálu izoloval Cr, pravděpodobně ne čistý, ale s příměsí karbidu.

Vlastnosti chromu

Fyzikální vlastnosti

Chemické vlastnosti

Třídy chromu a slitin

• Х99Н1, Х99Н2, Х99Н4, Х99Н5 – chrom s obsahem Cr minimálně 99 % a příměsí N; K dispozici v hrudkách a částicích.
• ERKh-0, ERKh-1, ERKh-2 – vysoce čistý chrom s minimálním obsahem Cr 99,99 %, 99,95 % a 99,95 %, v tomto pořadí; vyrábí se ve formě vloček nebo prášku.
• PH-1, PH-2 – kovový chrom ve formě prášku s 99,12 % a 98,8 % Cr.

Výhody nevýhody

Hodnota:
• má poměrně vysokou teplotu tání;
• má dobrou tvrdost – jeden z nejtvrdších mezi čistými kovy (nižší než wolfram, iridium a některé další);
• odolné vůči korozi.

Omezení:
• vlastnosti se velmi zhoršují v přítomnosti nečistot;
• Kvůli vysoké tvrdosti chrómu je pro získání tažného kovu nutné další zpracování.

Aplikace chromu

Použití chrómu lze rozdělit do dvou velkých oblastí: legování ocelí a slitin; nanášení kovových povlaků. Chrom má vysokou tvrdost a dobrou odolnost proti korozi. Tyto vlastnosti přenáší na slitiny a oceli, pro které působí jako legující prvek. I malé množství Cr může výrazně zlepšit mechanické vlastnosti materiálu. Příklady slitin obsahujících chrom zahrnují nichrom a fechral – přesné slitiny s vysokým elektrickým odporem; nerezové (korozivzdorné) oceli. Cr, který patří do skupiny žáruvzdorných kovů, také zvyšuje provozní teploty materiálů, které jej obsahují ve svém chemickém složení. To je zvláště důležité pro fechral a nichrom, protože tyto slitiny se používají jako ohřívače a pracují při zvýšených teplotách. Další oblastí použití chromu jsou dekorativní a ochranné kovové povlaky. Ošetřované povrchy chrání před mechanickým poškozením díky své tvrdosti a také před působením agresivního prostředí díky odolnosti vůči korozi. Kromě toho jim Cr dodává atraktivní vzhled. Proces nanášení chromových povlaků se nazývá chromování.

Produkty Chrome

Moderní průmyslová výroba nabízí širokou škálu standardních produktů, které se aktivně používají v různých oborech. Pro chrom se nevyznačují běžné polotovary jako dráty nebo trubky. Hlavními produkty jsou kousky, vločky a prášek. Pro použití v nátěrových aplikacích průmysl vyrábí takzvané terče. Vyrábějí se zpravidla ve formě standardních přířezů kruhového a obdélníkového průřezu (tyče, kruhy, desky).

telefony:
8 (800) 200-52-75
(499) 166 78–38
(499) 166 78–74
(495) 504 95–54
(495) 642 41–95

Nichrome :: Fechral :: Nichrom v izolaci :: Titan :: Wolfram :: Molybden :: Kobalt :: Termočlánky :: Tepelně odolné termočlánky :: Nikl :: Monel :: Constantan :: Cupronickel :: Tvrdé slitiny :: Kovové prášky :: Nerezová ocel :: Žáruvzdorné slitiny :: Feroslitiny :: Cín :: Tantal :: Niob :: Vanad :: Chrom :: Rhenium :: Přesné slitiny :: Zirkonium :: Přehled cen kovů a feroslitin :: Stránka mapa

Metotekhnika ® Všechna práva vyhrazena

Tento materiál obsahuje téměř všechny reakce chrómu a jeho sloučenin, se kterými se lze setkat v Jednotné státní zkoušce z chemie. Probíráme chrom, oxidy a hydroxidy chromu, chromany a dichromany a chromity.

1. Kovový chrom.

Chrom smíchaný se železem se získává redukcí chromové železné rudy uhlím:

Pokud potřebujete čistý chrom, můžete použít aluminotermickou metodu. Proces zahrnuje redukci oxidu chromitého hliníkem:

Chrom při zahřívání reaguje s kyslíkem a halogeny, které jej oxidují na Cr +3.

V napěťové řadě je chrom nalevo od vodíku, takže můžeme očekávat, že chrom vytlačí vodík z vody. S vodní párou skutečně dochází k následující reakci:

Je důležité, aby tato reakce byla reverzibilní. To zase znamená, že proces redukce Cr₂O₃ na Cr neprobíhá dobře, pokud se jako redukční činidlo použije vodík.

Vezmeme-li neoxidující kyseliny (chlorovodíkovou, zředěnou sírovou atd.), tak se v nich chrom dobře rozpouští, ale na rozdíl od kyslíku a halogenů oxidují chrom na Cr +2. V Jednotné státní zkoušce jsou úkoly k rozlišení těchto případů.

Соли хрома (II) имеют ярко-синюю окраску. Na vzduchu snadno oxidují, takže při jejich přípravě lze vodnou vrstvu, kde probíhá reakce, přelít vrstvou benzinu.

Koncentrované kyseliny sírové a dusičné za studena s chromem nereagují. Tato vlastnost, pozorovaná také u hliníku a železa, se nazývá pasivace. Navíc po takové pasivaci (tj. vystavení kyselině dusičné) nebude chrom reagovat ani s kyselinou chlorovodíkovou. To ukazuje na chemickou inertnost povrchové vrstvy chrómu. Pasivovanou vrstvu lze odstranit mechanicky, například seškrábáním vzorku chrómu. Je důležité poznamenat, že pasivace je pozorována pouze ve studených koncentrovaných roztocích kyseliny sírové a dusičné. U horkých roztoků probíhá reakce:

Soli chrómu (III) mohou působit jako oxidační činidla, například v níže uvedené reakci:

Chróm může být oxidován na oxid chromitý, když je legován chlorečnanem nebo dusičnanem draselným:

2. Oxidy chromu.

Chrom tvoří tři oxidy: CrO, Cr₂O₃ a CrO₃. CrO vykazuje převážně základní vlastnosti, Cr₂O₃ amfoterní a CrO₃ kyselý.

Černé nebo červené krystaly CrO lze získat zahřátím hydroxidu chromitého (II) bez vzduchu:

CrO prochází reakcemi charakteristickými pro zásadité oxidy, zejména s kyselinami a kyselými oxidy. V tomto případě se tvoří soli chrómu (II). Například:

Amfoterní oxid Cr₂O₃ zelenou barvu lze získat buď spalováním chrómu nebo rozkladem hydroxidu chromitého:

Musíte také znát rozkladnou reakci dichromanu amonného, ​​která také vede k tvorbě oxidu chromitého (III):

Viz výše také oxidační reakce kovového chrómu s chlorečnanem nebo dusičnanem draselným během fúze.

Oxid chromitý, protože je amfoterní, reaguje s kyselinami a zásadami. Amfoterní vlastnosti se však projevují až při vysokých teplotách. Nerozpouští se ve vodě a nereaguje ve vodných roztocích s kyselinami a zásadami. Může se však tavit s pevnými alkáliemi a uhličitany. Tyto dvě reakce prokazují jeho kyselé vlastnosti, výsledkem jsou chromany (III) nebo, což je totéž, chromity:

Vezmeme-li jako pevné okysličovadlo chlorečnan draselný nebo dusičnan sodný, pak v přítomnosti uhličitanů při fúzi Cr₂O₃ lze převést na chromát c s oxidačním stavem chrómu +6.

Kyselý oxid chromitý (VI) se získává působením 96% kyseliny sírové na dichroman draselný při teplotách řádově 80-90°C:

Cro₃ se rozpouští, jako většina oxidů kyselin, ve vodě a v závislosti na podmínkách i chromový H₂Cro₄ nebo kyselina dichromová H₂Cr₂O₇. Reakcí se zředěnou alkálií vzniká sůl kyseliny chromové – chromát:

3. Hydroxidy chromité.

Hydroxid chromitý (II) a chromitý (III) mají vzorce Cr(OH).₂ a Cr(OH)₃, ale hydroxid chromitý (VI) již odpovídá kyselině chromové.

Hydroxid chromitý se snadno připravuje iontoměničovou reakcí, například:

Sraženina je žlutá. Pokud nemá kompaktní vzhled, ale je rozptýlen v roztoku, může při stání oxidovat na vzduchu:

Hydroxid chromitý (II) má zásadité vlastnosti, a proto se rozpouští v kyselinách:

Hydroxid chromitý má šedomodrou barvu ve formě hydrátu Cr(OH).₃∙nH₂O a šedozelené jednotlivě. Lze jej získat iontoměničovou reakcí:

Pro tuto reakci je důležité použít zředěnou alkálii, protože hydroxid chromitý (III) se může rozpouštět v koncentrované alkálii. Aby se tomu zabránilo, může být alkálie nahrazena vodným roztokem amoniaku:

Ve vodném amoniaku Cr(OH)₃ nerozpouští se.

Tuto sloučeninu lze také získat jako produkt hydrolýzy sulfidu, siřičitanu a uhličitanu chromitého, které ve vodném roztoku neexistují:

Hydroxid chromitý má amfoterní vlastnosti. Rozpouští se v kyselinách:

A v koncentrovaných alkáliích:

A stejně jako Cr₂O₃ může se také tavit s alkáliemi za vzniku chromitů:

V oxidujícím alkalickém prostředí může být hydroxid chromitý (III) přeměněn na chromát. Jako oxidační činidla lze použít brom nebo peroxid vodíku:

4. Chromany a dichromany.

Chromanový aniont má vzorec CrO₄ 2- a dichromanový anion je Cr₂O₇ 2-. Jedná se o kyselé zbytky, které odpovídají chromovému H₂Cro₄ a dichromové kyseliny H₂Cr₂O₇. Je důležité si uvědomit, že chromátový anion existuje pouze v alkalickém prostředí a dichromanový anion pouze v kyselém prostředí. Proto okyselení roztoků chromanů vede k tvorbě dichromanů, což je popsáno níže uvedenou iontovou rovnicí:

Pokud tedy zalkalizujeme roztok dichromanu, získáme znovu chromát:

Nebo to můžete napsat v molekulární formě:

Oba procesy nejsou redoxní, protože oxidační stav chrómu zůstává na +6. Roztoky chromanů jsou žluté barvy a roztoky dichromanů oranžové. Proto jsou přechody chromanů a dichromanů do sebe v závislosti na acidobazických vlastnostech média zahrnuty do úkolu Unified State Examination pro kvalitativní reakce.

U chromanu a dichromanu je oxidační stav chrómu +6, takže je logické od nich očekávat výrazné oxidační vlastnosti. Pokud totiž zředěná kyselina chlorovodíková způsobí přechod chromanu na dichroman, pak se jí oxiduje koncentrovaná kyselina chlorovodíková:

Chroman draselný také oxiduje sirovodík na síru:

Dichromát v kyselém prostředí oxiduje KI, KBr, H₂S, SO₂, KNO₂FeSO₄:

Dichromát vykazuje oxidační vlastnosti nejen v roztoku, ale i v pevné formě. Při fúzi se sírou dochází k následující reakci:

Musíte také znát rozkladnou reakci dichromanu draselného:

O rozkladu dichromanu amonného jsme psali výše.

Roztok dichromanu draselného v koncentrované kyselině sírové se nazývá „chromová směs“ nebo „chromová“. Je schopna oxidovat organické sloučeniny, proto se tato směs používá v laboratoři k čištění nádobí například od mastnoty.

5. Chromany (III) nebo chromity.

Chromany (III) nebo chromity vznikají například při tavení Cr₂O₃ s alkáliemi nebo uhličitany. S chromitem draselným KCrO se lze setkat v kurzu jednotné státní zkoušky₂ nebo chromitan sodný NaCrO₂. Stačí znát několik reakcí s nimi – jedná se o interakci s vodou vedoucí k hydrolýze soli a interakci s minerálními kyselinami, tedy kyselou hydrolýzu. Ve všech těchto případech se tvoří chromité soli a tyto reakce nejsou redoxní.

Chcete se dobře připravit na Jednotnou státní zkoušku z angličtiny nebo chemie nebo studovat angličtinu pro sebe? Přihlaste se do kurzů u autora webu.

Výuka probíhá онлайн, ve vhodném formátu, v čase, který vám vyhovuje.