Відкриття і етимологія
Історія відкриття хімічного елемента хром така. У 1761 році Йоганн Готлоб Леман знайшов в Уральських горах оранжево-червоний мінерал і назвав його «сибірським червоним свинцем». Хоча він помилково був ідентифікований як з'єднання свинцю з селеном і залізом, матеріал насправді був хроматом свинцю з хімічною формулою PbCrO 4 . Сьогодні він відомий як мінерал кроконт. У 1770 році Петро Симон Паллас відвідав місце, де Леман знайшов червоний свинцевий мінерал, який мав дуже корисні властивості пігменту у фарбах. Використання сибірського червоного свинцю в якості фарби отримала швидкий розвиток. Крім того, яскраво-жовтий колір з кроконта став модним. У 1797 році Ніколя-Луї Воклен отримав зразки червоної свинцевої руди. Шляхом змішування кроконта з соляною кислотою він отримав оксид CrO 3 . Хром як хімічний елемент був виділений в 1798 році. Воклен отримав його при нагріванні оксиду з деревним вугіллям. Він також зміг виявити сліди хрому в дорогоцінних каменях, таких як рубін і смарагд.В 1800-х роках Cr в основному застосовувався у складі фарб і шкіряних солей. Сьогодні 85% металу використовується в сплавах. Інша частина застосовується у хімічній промисловості, виробництві вогнетривких матеріалів і ливарної промисловості. Вимова хімічного елемента хром відповідає грецькому ?????, що означає «колір», із-за безлічі кольорових сполук, які з нього можна отримати.
Видобуток та виробництво
Елемент виробляють з хроміту (FeCr 2 O 4 ). Приблизно половина цієї руди у світі видобувається в Південній Африці. Крім того, Казахстан, Індія і Туреччина є його великими виробниками. Розвіданих родовищ хроміту достатньо, але географічно вони сконцентровані в Казахстані та на півдні Африки. Поклади самородного металевого хрому зустрічаються рідко, але вони є. Наприклад, його видобувають на шахті «Вдала» в Росії. Вона є кімберлітової трубкою, багатою алмазами, і відновна середовище допомогла утворитися чистого хрому й алмазу. Для промислового виробництва металу хромітові руди обробляють розплавленої лугом (їдким натром, NaOH). При цьому утворюється хромат натрію (Na 2 CrO 4 ), який відновлюється вуглецем до оксиду Сг 2 O 3 . Метал отримують при нагріванні в присутності оксиду алюмінію або кремнію.У 2000 році було видобуто близько 15 млн т хромітової руди, яка була перероблена в 4 млн т ферохрому, на 70% складається зі сплаву хрому з залізом, приблизна ринкова вартість яких склала 25 млрд доларів США.
Основні характеристики
Характеристика хімічного елемента хрому обумовлена тим, що він є перехідним металом четвертого періоду таблиці Менделєєва і розташований між ванадієм і марганцем. Входить в VI групу. Плавиться при температурі 1907 °С. В присутності кисню хром швидко утворює тонкий шар оксиду, що захищає метал від подальшого взаємодії з киснем. Як перехідний елемент, він реагує з речовинами у різних співвідношеннях. Таким чином він утворює сполуки, в яких має різні ступені окислення. Хром – хімічний елемент з основними станами +2 +3 і +6 з яких +3 є найбільш стійким. Крім того, в поодиноких випадках спостерігаються стани +1 +4 і +5. Сполуки хрому в ступені окислення +6 являють собою сильні окислювачі. Якого кольору хром? Хімічний елемент надає анодованому алюмінію рубіновий відтінок. Сг 2 O 3 використовується для полірування металу, також застосовується в якості пігменту під назвою «хромова зелень». Його солі забарвлюють скло в смарагдово-зелений колір. Хром – хімічний елемент, присутність якого робить рубін червоним. Тому він використовується у виробництві синтетичних рубінів.
Ізотопи
Ізотопи хрому володіють атомною вагою від 43 до 67. Зазвичай даний хімічний елемент складається з трьох стабільних форм: 52 Cr, 53 Cr і 54 Cr. З них найбільш поширений 52 Cr (838% всього природного хрому). Крім того, описані 19 радіоізотопів, з яких найбільш стабільним є 50 Cr з періодом напіврозпаду, що перевищує 18x10 17 років. У 51 Cr період напіврозпаду – 277 днів, а у всіх інших радіоактивних ізотопів він не перевищує 24 год, причому у більшості з них він триває менше однієї хвилини. Елемент також має два метасостояния.Ізотопи хрому в земній корі, як правило, супроводжують ізотопів марганцю, що знаходить застосування в геології. 53 Cr утворюється при радіоактивному розпаді 53 Mn. Співвідношення ізотопів Mn/Cr підкріплює інші відомості про ранньої історії Сонячної системи. Зміни у співвідношеннях 53 Cr/ 52 Cr і Mn/Cr з різних метеоритів доводить те, що нові атомні ядра були створені безпосередньо перед формуванням Сонячної системи.
Хімічний елемент хром: властивості, формули з'єднань
Оксид хрому (III) Сг 2 O 3 , також відомий як полуторне окис, є одним з чотирьох оксидів цього хімічного елемента. Його отримують з хроміту. З'єднання зеленого кольору зазвичай називають «хромової зеленню», коли використовують як пігменту для живопису по емалі і склу. Оксид може розчинятися в кислотах, утворюючи солі, а в розплавленої лугу – хроміти.Біхромат калію
K 2 Cr 2 O 7 є потужним окислювачем і йому віддається перевага в якості засобу для очищення лабораторного посуду від органіки. Для цього використовується його насичений розчин концентрованої сірчаної кислоти. Іноді, однак, його замінюють біхроматом натрію, виходячи з більш високої розчинності останнього. Крім того, він може регулювати процес окислення органічних сполук, перетворюючи первинний спирт в альдегід, а потім у вуглекислоту. Біхромат калію здатний викликати хромовий дерматит. Хром, ймовірно, є причиною сенсибілізації, що веде до розвитку дерматиту, особливо рук і передпліч, який носить хронічний характер і важко виліковний. Як і інші сполуки Cr (VI), біхромат калію канцерогенний. З ним потрібно звертатися в рукавичках і відповідними засобами захисту.
Хромова кислота
З'єднання має гіпотетичної структурою H 2 CrO 4 . Ні хромова, ні дихромовая кислоти не зустрічаються в природі, але їх аніони знаходять в різних речовинах. «Хромова кислота», яку можна зустріти у продажу, насправді є її кислотним ангідридом – триоксидом CrO 3 .Хромат свинцю (II)
PbCrO 4 має яскраво-жовтим забарвленням і практично не розчинний у воді. З цієї причини він знайшов застосування в якості фарбувального пігменту під назвою «жовтий крон».Cr і пятивалентная зв'язок
Хром відрізняється своєю здатністю утворювати пятивалентние зв'язку. З'єднання створюється Cr (I) і вуглеводневим радикалом. Пятивалентная зв'язок формується між двома атомами хрому. Його формула може бути записана як Ar–Cr–Cr–Ar, де Ar являє собою специфічну ароматичну групу.