Хром ( Chromium ). Хром міститься вземній корі в кількості 0,02%. У природі він зустрічається головним чином у вигляді хромистої залізняку FeO в€™ Cr 2 O 3 , багаті родовища якого є вКазахстані та Уралі.
При відновлення хромистої залізняку вугіллям з'являється сплав хрому ззалізом- феррохром , який безпосередньо використовується вметалургійної промисловості при виробництві хромистих сталей. Дляотримання чистого хрому спочатку отримують оксид хрому (III),а потім відновлюють його алюмінотермічеським способом.
Хром являє собою твердий блискучий метал, що плавиться при 1890 Лљ С;щільність його 7,19 г/см 3 . При кімнатній температурі хром стійок доводі і до повітря. Розбавлені сірчана і соляна кислоти розчиняють хром звиділенням водню. У холодній концентрованої азотної кислоті хромнерастворим і після обробки нею стає пасивним.
Металевий хром використовується для хромування, а також в якостіодного з найважливіших компонентів легованих сталей. Введення хрому в стальпідвищує її стійкість проти корозії як у водних середовищах при звичайнихтемпературах, так і в газах при підвищених температурах. Крім того, хромисті сталі,володіють підвищеною твердістю. Хром входить до складу нержавіючих,кислототривких, жаростійких сталей.
Хром утворює три оксиду: оксид хрому ( II) ,або закис хрому , CrO, що має основнийхарактер, оксид хрому ( III) , або окисхрому , Cr 2 O 3 ,проявляє амфотерні властивості, і окис хрому ( VI) ,або хромовий ангідрид , CrO 3 -кислотний оксид. Відповідно цим трьом оксидам відомі і три рядисполук хрому.
Сполуки хрому ( II). При розчиненні хрому в соляній кислоті виходить розчин блакитного кольору,містить хлорид хрому ( II) CrCl 2 . Якщо до цього розчину долити лугу, товипадає жовтий осад - гидроксид хрому ( II) Cr (OH) 2 . З'єднанняхрому (II) хитливі і швидко окисляються киснемповітря в сполуки хрому (III).
Сполуки хрому ( III). Оксид хрому ( III) , Cr 2 O 3 представляє собою тугоплавка речовиназеленого кольору, пріменя6емое під назвою зеленого крона дляприготування клейової і масляної фарб. При сплаві з силікатами оксидхрому (III) забарвлює їх в зелений колір і тому служитьдля фарбування скла і порцеляни. Cr 2 O 3 входить також до складу полірувальних засобів.
Гідроксид хрому ( III) Cr (OH) 3 випадає у виглядісинювато-сірого осаду при дії лугів на солі хрому (III):
Cr 3 + +3 OH - → Cr (OH) 3 ↓
Подібно гідроксид алюмінію і цинку, він має амфотерний характер ірозчиняється в кислотах з утворенням солей хрому (III),а в лугах - смарагдово-зелених розчинів хрімотов , наприклад:
Cr (OH) 3 + 3NaOH в†’ Na 3 [Cr (OH) 6 ]
або
Cr (OH) 3 +3 OH - в†’ [Cr (OH) 6 ] 3 -
хромітів, отримані сплавленням Cr 2 O 3 з оксидами інших металів і відомі головнимчином для двовалентних металів, мають склад, що відповідає формулі М (CrO 2 ) 2 , і являють собою солі метахромістойкислоти HcrO 2 . до них відноситься іприродний хромовий залізняк Fe (CrO 2 ) 2 .
З солей хрому (III) найпоширенішоює подвійна сіль хрому і калію - хромокаліевие галун KCr (SO 4 ) 2 в€™ 12H 2 O, створюючісиньо-фіолетові кристали.
Солі хрому (III) багато в чому схожі на соліалюмінію. У водних розчинах вони сильно гідролізувати і легко перетворюються восновні солі. Зі слабкими кислотами хром (III), подібноалюмінію, солей не утворює.
Сполуки хрому ( VI). Найважливішимисполуками хрому (VI) є триоксид хрому ,або хромовий ангідрид , CrO 3 і солівідповідають йому кислот - хромової H 2 CrO 4 і двухромову H 2 CrO 7 . Обидві кислоти існують лише у водномурозчині і при спробах виділити їх з розчину, розпадаються на хромовийангідрид і воду; але солі їх досить стійки. Солі хромової кислоти називаються хромати , а двухромову - біхромату або дихромата .
Майже всі хромати мають жовте забарвлення. Деякі з них застосовуються вЯк фарб. Наприклад, нерозчинний у воді хромат свинцю PbCrO 4 , під назвою жовтий крон , служитьдля приготування жовтої масляної фарби.
При підкисленні розчину якого-небудь хромату, наприклад, хромату калію K 2 CrO 4 ,чисто-жовте забарвлення розчину змінюється на помаранчеву внаслідок переходу іонів CrO 2 - 4 в іони Cr 2 O 2 - 7 . З отриманого розчину можебути виділена сіль двухромову кислоти - двухромат калію K 2 Cr 2 O 7 - у виглядіоранжево-червоних кристалів. Реакція перетворення хромату в дихромат виражаєтьсярівнянням:
Реакція оборотна. Це означає, що при розчиненні дихромата у воді завждиутвориться деяка, хоча і незначне, кількість іонів Н + та CrO 2 - 4 ; тому розчин дихроматумає, кислу реакцію. Якщо до розчину дихромата додавати луг, тогідроксид-іони будуть пов'язувати знаходяться в розчині іони водню, рівновагузміщується вліво і в результаті дихромат перетворюється в хромат. Таким чином, вприсутності надлишку гідроксид-іонів в розчині практично існують лишеіони CrO 2 - 4 , тобто хромат, а принадлишку іонів водню - іони Cr 2 O 2 - 7 , тобто дихромат.
Хромати лужних металів виходять шляхом окислення сполуки хрому (III) в присутності лугу. Так, при дії брому на розчинхроміту калію утворюється хромат калію по рівнянню:
Про те, що відбувається окисленні можна судити з того, що смарагдово-зеленазабарвлення розчину хроміту переходить в яскраво-жовту.
Хромати можуть бути отримані також сплавленням Cr 2 O 3 з лугом у присутності якого-небудьокислювача, наприклад хлорат калію:
Хромати і дихромати - сильні окислювальні. Тому ними ширококористуються для окислення різних речовин. Окислення виробляється в кисломурозчині і зазвичай супроводжується різкою зміною забарвлення (дихромати пофарбованів помаранчевий колір, а солі хромату (III) - в зелений абозеленувато-фіолетовий).
Ми бачили, що в кислих і в лужних розчинах сполуки хрому (III) та хрому (VI) існує врізних формах: у кислому середовищі у вигляді іонів Cr 3 + або Cr 2 O 2 - 7 ,а в лужному - у вигляді іонів [Cr (OH) 6 ] 3 - або CrO 2 - 4 . Томувзаємоперетворення сполук хрому (III) та хрому (VI) протікає по-різному в залежності від реакції розчину. Вкислому середовищі встановлюється рівновага
а в лужному
Однак і в кислому, і в лужному середовищі окислення хрому (III) приводитьдо зменшення pH розчину; зворотний же процес - відновленняхрому (VI) - супроводжується збільшенням pH. Тому, відповідно до принципу Ле Шарля, припідвищенні кислотного середовища рівновага зміщується в напрямку відновленняхрому (VI), а при зменшенні кислотності - унапрямку окислення хрому (III). Інакше кажучи,окисні властивості сполук хрому (VI) найбільшсильно виражені в кислому середовищі, а відновні властивості сполук хрому (III) - у лужному. Саме тому, як зазначалося вище,окислення хромітів ...
