โครเมียมในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด คุณสมบัติทางเคมีของสารประกอบโครเมียม คุณสมบัติทางเคมีของโครเมียม

โครเมียม (Cr) องค์ประกอบทางเคมีของกลุ่ม VI ของระบบธาตุของ Mendeleev เป็นโลหะทรานซิชันที่มีเลขอะตอม 24 และมวลอะตอม 51.996 ชื่อของโลหะแปลจากภาษากรีกแปลว่า "สี" โลหะมีชื่อมาจากสีต่างๆ ที่มีอยู่ในสารประกอบต่างๆ

ลักษณะทางกายภาพของโครเมียม

โลหะมีความแข็งและความเปราะบางเพียงพอในเวลาเดียวกัน ในระดับ Mohs ความแข็งของโครเมียมอยู่ที่ 5.5 ตัวบ่งชี้นี้หมายความว่าโครเมียมมีความแข็งสูงสุดในบรรดาโลหะทั้งหมดที่รู้จักในปัจจุบัน รองจากยูเรเนียม อิริเดียม ทังสเตน และเบริลเลียม โครเมียมสสารอย่างง่ายมีลักษณะเป็นสีฟ้าอมขาว

โลหะไม่ใช่ธาตุหายาก ความเข้มข้นในเปลือกโลกมีถึง 0.02% โดยมวล หุ้น โครเมียมไม่เคยพบในรูปแบบบริสุทธิ์ พบได้ในแร่ธาตุและแร่ซึ่งเป็นแหล่งหลักในการสกัดโลหะ โครเมียม (แร่เหล็กโครเมียม FeO*Cr 2 O 3) ถือเป็นสารประกอบโครเมียมหลัก แร่ธาตุอีกชนิดหนึ่งที่พบได้ทั่วไปแต่มีความสำคัญน้อยกว่าคือ crocoite PbCrO 4

โลหะสามารถละลายได้ง่ายที่อุณหภูมิ 1907 0 C (2180 0 K หรือ 3465 0 F) ที่อุณหภูมิ 2672 0 C จะเดือด มวลอะตอมของโลหะคือ 51.996 กรัม/โมล

โครเมียมเป็นโลหะที่มีลักษณะเฉพาะเนื่องจากมีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็ก ที่อุณหภูมิห้อง จะมีลำดับการต้านแม่เหล็กไฟฟ้า ในขณะที่โลหะอื่นๆ จะมีลำดับที่อุณหภูมิต่ำมาก อย่างไรก็ตามหากโครเมียมได้รับความร้อนสูงกว่า 37 0 C คุณสมบัติทางกายภาพของโครเมียมจะเปลี่ยนไป ดังนั้นความต้านทานไฟฟ้าและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นจึงเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ โมดูลัสยืดหยุ่นถึงค่าต่ำสุด และแรงเสียดทานภายในเพิ่มขึ้นอย่างมาก ปรากฏการณ์นี้เกี่ยวข้องกับการผ่านของจุดนีล ซึ่งคุณสมบัติต้านแม่เหล็กไฟฟ้าของวัสดุสามารถเปลี่ยนเป็นพาราแมกเนติกได้ ซึ่งหมายความว่าผ่านระดับแรกไปแล้วและปริมาณของสารเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

โครงสร้างของโครเมียมนั้นเป็นโครงตาข่ายที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ตัวถังเนื่องจากโลหะมีลักษณะอุณหภูมิของช่วงเปราะและเหนียว อย่างไรก็ตาม ในกรณีของโลหะนี้ ระดับความบริสุทธิ์มีความสำคัญอย่างยิ่ง ดังนั้นค่าจึงอยู่ในช่วง -50 0 C - +350 0 C ดังที่แสดงให้เห็นในทางปฏิบัติ โลหะที่ตกผลึกไม่มีความเหนียวใดๆ แต่มีความอ่อน การหลอมและการขึ้นรูปทำให้อ่อนตัวได้

คุณสมบัติทางเคมีของโครเมียม

อะตอมมีโครงร่างภายนอกดังต่อไปนี้: 3d 5 4s 1 ตามกฎแล้วในสารประกอบโครเมียมมีสถานะออกซิเดชันดังต่อไปนี้: +2, +3, +6 ซึ่ง Cr 3+ มีความเสถียรมากที่สุด นอกจากนี้ยังมีสารประกอบอื่น ๆ ที่โครเมียมแสดงสถานะออกซิเดชันที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงกล่าวคือ : +1 , +4, +5

โลหะไม่มีปฏิกิริยาทางเคมีเป็นพิเศษ เมื่อโครเมียมสัมผัสกับสภาวะปกติ โลหะจะมีความทนทานต่อความชื้นและออกซิเจน อย่างไรก็ตาม คุณลักษณะนี้ใช้ไม่ได้กับสารประกอบของโครเมียมและฟลูออรีน - CrF 3 ซึ่งเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิที่เกิน 600 0 C จะมีปฏิกิริยากับไอน้ำ เกิดเป็น Cr 2 O 3 อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาเช่นเดียวกับไนโตรเจน คาร์บอนและซัลเฟอร์

เมื่อโลหะโครเมียมถูกให้ความร้อน มันจะทำปฏิกิริยากับฮาโลเจน ซัลเฟอร์ ซิลิคอน โบรอน คาร์บอน และองค์ประกอบอื่นๆ ส่งผลให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมีของโครเมียมดังต่อไปนี้:

Cr + 2F 2 = CrF 4 (ที่มีส่วนผสมของ CrF 5)

2Cr + 3Cl2 = 2CrCl3

2Cr + 3S = Cr 2 ส 3

โครเมตสามารถรับได้โดยการให้ความร้อนโครเมียมด้วยโซดาหลอมเหลวในอากาศ ไนเตรต หรือคลอเรตของโลหะอัลคาไล:

2Cr + 2Na 2 CO 3 + 3O 2 = 2Na 2 CrO 4 + 2CO 2

โครเมียมไม่เป็นพิษ ซึ่งไม่สามารถพูดถึงสารประกอบบางชนิดได้ ดังที่ทราบกันดีว่าฝุ่นจากโลหะนี้หากเข้าสู่ร่างกายอาจทำให้ปอดระคายเคืองได้ แต่จะไม่ถูกดูดซึมผ่านผิวหนัง แต่เนื่องจากมันไม่ได้เกิดขึ้นในรูปแบบบริสุทธิ์ การเข้าสู่ร่างกายมนุษย์จึงเป็นไปไม่ได้

โครเมียมไตรวาเลนต์ถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมระหว่างการทำเหมืองและการแปรรูปแร่โครเมียม โครเมียมมีแนวโน้มที่จะถูกนำเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ในรูปแบบของผลิตภัณฑ์เสริมอาหารที่ใช้ในโปรแกรมลดน้ำหนัก โครเมียมซึ่งมีความจุ +3 เป็นผู้มีส่วนร่วมในการสังเคราะห์กลูโคส นักวิทยาศาสตร์พบว่าการบริโภคโครเมียมมากเกินไปไม่ก่อให้เกิดอันตรายใดๆ ต่อร่างกายมนุษย์ เนื่องจากโครเมียมจะไม่ถูกดูดซึม แต่สามารถสะสมในร่างกายได้

สารประกอบที่เกี่ยวข้องกับโลหะเฮกซาวาเลนต์เป็นพิษอย่างยิ่ง โอกาสที่พวกมันจะเข้าสู่ร่างกายมนุษย์จะปรากฏขึ้นในระหว่างการผลิตโครเมต การชุบโครเมียมของวัตถุ และระหว่างงานเชื่อมบางอย่าง การกลืนโครเมียมเข้าสู่ร่างกายนั้นเต็มไปด้วยผลกระทบร้ายแรงเนื่องจากสารประกอบที่มีองค์ประกอบเฮกซะวาเลนต์อยู่นั้นเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง ดังนั้นจึงอาจทำให้เลือดออกในกระเพาะอาหารและลำไส้ได้บางครั้งอาจทำให้ลำไส้ทะลุได้ เมื่อสารประกอบดังกล่าวสัมผัสกับผิวหนัง จะเกิดปฏิกิริยาเคมีที่รุนแรงในรูปแบบของแผลไหม้ การอักเสบ และแผลพุพอง

มีหลายวิธีในการผลิตโลหะ ขึ้นอยู่กับคุณภาพของโครเมียมที่ต้องได้รับที่เอาต์พุต: การอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายน้ำเข้มข้นของโครเมียมออกไซด์, อิเล็กโทรไลซิสของซัลเฟต และรีดิวซ์ด้วยซิลิคอนออกไซด์ อย่างไรก็ตาม วิธีหลังไม่ได้รับความนิยมมากนัก เนื่องจากจะผลิตโครเมียมที่มีสิ่งเจือปนจำนวนมาก นอกจากนี้ยังไม่สามารถทำได้ในเชิงเศรษฐกิจอีกด้วย

สถานะออกซิเดชันลักษณะของโครเมียม

สถานะออกซิเดชัน	ออกไซด์	ไฮดรอกไซด์	อักขระ	รูปแบบที่โดดเด่นในการแก้ปัญหา	หมายเหตุ
+2	CrO (สีดำ)	Cr(OH)2 (สีเหลือง)	ขั้นพื้นฐาน	Cr2+ (เกลือสีน้ำเงิน)	สารรีดิวซ์ที่แข็งแกร่งมาก
	Cr2O3 (สีเขียว)	Cr(OH)3 (เทา-เขียว)	แอมโฟเทอริก	Cr3+ (เกลือสีเขียวหรือสีม่วง) - (สีเขียว)
+4	CrO2	ไม่มีอยู่จริง	ไม่เกิดเกลือ	-	ไม่ค่อยพบเห็น, ไม่มีลักษณะเฉพาะ
+6	CrO3 (สีแดง)	H2CrO4 H2Cr2O7	กรด	CrO42- (โครเมต, เหลือง) Cr2O72- (ไดโครเมต, ส้ม)	การเปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับค่า pH ของสิ่งแวดล้อม สารออกซิไดซ์ที่แรง ดูดความชื้น เป็นพิษมาก

ในบรรดาองค์ประกอบทางเคมีและสารประกอบที่หลากหลาย เป็นการยากที่จะแยกแยะสารที่มีประโยชน์ที่สุดสำหรับมนุษยชาติออกมา แต่ละอันมีเอกลักษณ์เฉพาะตัวในด้านคุณสมบัติและความเป็นไปได้ในการใช้งาน ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีช่วยอำนวยความสะดวกในกระบวนการวิจัยอย่างมาก แต่ยังก่อให้เกิดความท้าทายใหม่ๆ อีกด้วย องค์ประกอบทางเคมีที่ค้นพบเมื่อหลายร้อยปีก่อนและศึกษาในทุกรูปแบบกำลังถูกนำมาใช้ในรูปแบบที่ก้าวหน้าทางเทคโนโลยีมากขึ้นในโลกสมัยใหม่ แนวโน้มนี้ขยายไปถึงสารประกอบที่มีอยู่ในธรรมชาติและสารประกอบที่มนุษย์สร้างขึ้น

ออกไซด์

ในเปลือกโลกและในจักรวาลอันกว้างใหญ่ มีสารประกอบทางเคมีมากมายที่แตกต่างกันตามประเภท ประเภท และลักษณะเฉพาะ สารประกอบชนิดหนึ่งที่พบมากที่สุดคือออกไซด์ (ออกไซด์, ออกไซด์) ประกอบด้วยทราย น้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ กล่าวคือ สารพื้นฐานสำหรับการดำรงอยู่ของมนุษยชาติและชีวมณฑลทั้งหมดของโลก ออกไซด์เป็นสารที่มีอะตอมออกซิเจนซึ่งมีสถานะออกซิเดชันที่ -2 และพันธะระหว่างองค์ประกอบนั้นเป็นเลขฐานสอง การก่อตัวของมันเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาเคมีซึ่งมีเงื่อนไขแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของออกไซด์

ลักษณะเฉพาะของสารนี้มี 3 ตำแหน่ง คือ สารมีความซับซ้อนประกอบด้วยอะตอม 2 อะตอม หนึ่งในนั้นคือออกซิเจน ออกไซด์ที่มีอยู่จำนวนมากอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าองค์ประกอบทางเคมีหลายชนิดก่อให้เกิดสารหลายชนิด มีองค์ประกอบเหมือนกัน แต่อะตอมที่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนมีความจุหลายระดับ ตัวอย่างเช่นโครเมียมออกไซด์ (2, 3, 4, 6) ไนโตรเจน (1, 2, 3, 4, 5) เป็นต้น ยิ่งไปกว่านั้นคุณสมบัติของพวกมันยังขึ้นอยู่กับระดับความจุขององค์ประกอบที่เข้าสู่ปฏิกิริยาออกซิเดชั่น

ตามการจำแนกประเภทที่ยอมรับ ออกไซด์เป็นเบสและเป็นกรด นอกจากนี้ยังมีการจำแนกสายพันธุ์แอมโฟเทอริกซึ่งแสดงคุณสมบัติของออกไซด์พื้นฐาน ออกไซด์ที่เป็นกรดเป็นสารประกอบของอโลหะหรือองค์ประกอบที่มีความจุสูง ไฮเดรตของพวกมันคือกรด ออกไซด์พื้นฐานประกอบด้วยสารทั้งหมดที่มีพันธะออกซิเจนและโลหะเป็นเบส

โครเมียม

ในศตวรรษที่ 18 นักเคมี I. G. Lehman ค้นพบแร่ที่ไม่รู้จักซึ่งเรียกว่าตะกั่วไซบีเรียแดง ศาสตราจารย์ Vaukelin ศาสตราจารย์ที่ Paris Mineralological School ได้ทำปฏิกิริยาเคมีกับตัวอย่างผลลัพธ์ ซึ่งเป็นผลมาจากการแยกโลหะที่ไม่รู้จักออก คุณสมบัติหลักที่ระบุโดยนักวิทยาศาสตร์คือความต้านทานต่อสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดและการหักเหของแสง (ทนความร้อน) ชื่อ "โครเมียม" (โครเมียม) เกิดขึ้นเนื่องจากมีสีที่หลากหลายซึ่งมีลักษณะเป็นสารประกอบขององค์ประกอบ โลหะค่อนข้างเฉื่อยและไม่พบอยู่ในรูปแบบบริสุทธิ์ในสภาพธรรมชาติ

แร่ธาตุหลักที่มีโครเมียม ได้แก่ โครไมต์ (FeCr 2 O 4), เมลาโนโครไนต์, โวคเลไนต์, ดิทไซต์, ทาราปาไคต์ องค์ประกอบทางเคมี Cr ตั้งอยู่ในกลุ่ม 6 ของระบบธาตุของ D.I. Mendeleev มีเลขอะตอม 24 การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมโครเมียมทำให้องค์ประกอบมีวาเลนซีเป็น +2, +3, +6 โดยมีเสถียรภาพมากที่สุด สารประกอบที่เป็นโลหะไตรวาเลนต์ ปฏิกิริยาเป็นไปได้โดยที่สถานะออกซิเดชันคือ +1, +5, +4 โครเมียมไม่มีฤทธิ์ทางเคมี พื้นผิวโลหะถูกปกคลุมไปด้วยฟิล์ม (passivation effect) ซึ่งป้องกันปฏิกิริยากับออกซิเจนและน้ำภายใต้สภาวะปกติ โครเมียมออกไซด์ที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวช่วยปกป้องโลหะจากการมีปฏิกิริยากับกรดและฮาโลเจนในกรณีที่ไม่มีตัวเร่งปฏิกิริยา สารประกอบที่มีสารธรรมดา (ไม่ใช่โลหะ) สามารถทำได้ที่อุณหภูมิตั้งแต่ 300 o C (คลอรีน โบรมีน ซัลเฟอร์)

เมื่อทำปฏิกิริยากับสารที่ซับซ้อนจำเป็นต้องมีเงื่อนไขเพิ่มเติมเช่นกับสารละลายอัลคาไลปฏิกิริยาจะไม่เกิดขึ้น แต่เมื่อละลายกระบวนการจะเกิดขึ้นช้ามาก โครเมียมทำปฏิกิริยากับกรดเมื่อมีอุณหภูมิสูงเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา โครเมียมออกไซด์สามารถหาได้จากแร่ธาตุต่างๆ โดยสัมผัสกับอุณหภูมิ ใช้กรดเข้มข้นขึ้นอยู่กับสถานะออกซิเดชันในอนาคตขององค์ประกอบ ในกรณีนี้ ความจุของโครเมียมในสารประกอบจะแปรผันจาก +2 ถึง +6 (โครเมียมออกไซด์สูงสุด)

แอปพลิเคชัน

เนื่องจากคุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อนและความต้านทานความร้อนที่เป็นเอกลักษณ์ โลหะผสมที่มีโครเมียมจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในทางปฏิบัติ ในเวลาเดียวกัน คิดเป็นเปอร์เซ็นต์ ส่วนแบ่งไม่ควรเกินครึ่งหนึ่งของปริมาณทั้งหมด ข้อเสียใหญ่ของโครเมียมคือความเปราะบาง ซึ่งทำให้ความสามารถในการแปรรูปของโลหะผสมลดลง วิธีทั่วไปในการใช้โลหะคือการผลิตสารเคลือบ (การชุบโครเมี่ยม) ฟิล์มป้องกันอาจมีชั้น 0.005 มม. แต่จะปกป้องผลิตภัณฑ์โลหะจากการกัดกร่อนและอิทธิพลภายนอกได้อย่างน่าเชื่อถือ สารประกอบโครเมียมใช้สำหรับการผลิตโครงสร้างทนความร้อนในอุตสาหกรรมโลหะวิทยา (เตาถลุง) สารเคลือบตกแต่งป้องกันการกัดกร่อน (โลหะ-เซรามิก), เหล็กโลหะผสมพิเศษ, อิเล็กโทรดสำหรับเครื่องเชื่อม, โลหะผสมที่มีซิลิคอนและอลูมิเนียมเป็นที่ต้องการในตลาดโลก โครเมียมออกไซด์เนื่องจากศักยภาพในการออกซิเดชันต่ำและทนความร้อนสูง ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาเคมีหลายอย่างที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูง (1,000 o C)

สารประกอบไดวาเลนต์

โครเมียม (2) ออกไซด์ CrO (ไนตรัสออกไซด์) เป็นผงสีแดงสดหรือสีดำ ไม่ละลายในน้ำ ไม่ออกซิไดซ์ภายใต้สภาวะปกติ และแสดงคุณสมบัติพื้นฐานที่เด่นชัด เป็นสารที่เป็นของแข็ง ทนไฟ (1550 o C) ปลอดสารพิษ ในระหว่างการให้ความร้อนถึง 100 o C จะถูกออกซิไดซ์เป็น Cr 2 O 3 มันไม่ละลายในสารละลายอ่อนของกรดไนตริกและซัลฟิวริก ปฏิกิริยาเกิดขึ้นกับกรดไฮโดรคลอริก

ใบเสร็จรับเงิน, ใบสมัคร

สารนี้ถือเป็นออกไซด์ที่ต่ำกว่า มีขอบเขตการใช้งานที่ค่อนข้างแคบ ในอุตสาหกรรมเคมี โครเมียมออกไซด์ 2 ใช้ในการทำให้ไฮโดรคาร์บอนบริสุทธิ์จากออกซิเจน ซึ่งจะดึงดูดในระหว่างกระบวนการออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงกว่า 100 o C โครเมียมออกไซด์สามารถรับได้สามวิธี:

1. การสลายตัวของคาร์บอนิล Cr(CO) 6 เมื่อมีอุณหภูมิสูงเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา
2. ลดโครเมียมออกไซด์ด้วยกรดฟอสฟอริก 3.
3. โครเมียมอะมัลกัมถูกออกซิไดซ์โดยออกซิเจนหรือกรดไนตริก

สารประกอบไตรวาเลนต์

สำหรับโครเมียมออกไซด์ สถานะออกซิเดชัน +3 เป็นรูปแบบที่เสถียรที่สุดของสาร Cr 2 O 3 (โครเมียมกรีน, เซควิออกไซด์, เอสโคไลด์) เป็นสารเคมีเฉื่อย ไม่ละลายในน้ำ และมีจุดหลอมเหลวสูง (มากกว่า 2,000 o C) โครเมียมออกไซด์ 3 เป็นผงสีเขียว ทนไฟ แข็งมาก และมีคุณสมบัติเป็นแอมโฟเทอริก สารนี้สามารถละลายได้ในกรดเข้มข้นปฏิกิริยากับด่างเกิดขึ้นเนื่องจากการหลอมรวม สามารถรีดิวซ์เป็นโลหะบริสุทธิ์ได้เมื่อทำปฏิกิริยากับตัวรีดิวซ์อย่างแรง

การรับและการใช้งาน

เนื่องจากมีความแข็งสูง (เทียบได้กับคอรันดัม) สารนี้จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในวัสดุขัดและขัดเงา โครเมียมออกไซด์ (สูตร Cr 2 O 3) มีสีเขียว จึงใช้เป็นเม็ดสีในการผลิตแก้ว สี และเซรามิก สำหรับอุตสาหกรรมเคมี สารนี้ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการทำปฏิกิริยากับสารประกอบอินทรีย์ (การสังเคราะห์แอมโมเนีย) ไตรวาเลนท์โครเมียมออกไซด์ใช้เพื่อสร้างอัญมณีและสปิเนลเทียม เพื่อให้ได้มานั้นจะใช้ปฏิกิริยาเคมีหลายประเภท:

1. ออกซิเดชันของโครเมียมออกไซด์
2. การทำความร้อน (การเผา) ของแอมโมเนียมไดโครเมตหรือแอมโมเนียมโครเมต
3. การสลายตัวของไตรวาเลนท์โครเมียมไฮดรอกไซด์หรือเฮกซาวาเลนต์ออกไซด์
4. การเผาปรอทโครเมตหรือไดโครเมต

สารประกอบเฮกซะวาเลนต์

สูตรของโครเมียมออกไซด์สูงสุดคือ CrO 3 สารนี้มีสีม่วงหรือสีแดงเข้มและสามารถมีอยู่ในรูปของผลึก, เข็ม, แผ่น มีฤทธิ์ทางเคมีเป็นพิษเมื่อทำปฏิกิริยากับสารประกอบอินทรีย์อาจเกิดอันตรายจากการเผาไหม้และการระเบิดได้เอง โครเมียมออกไซด์ 6 - โครมิกแอนไฮไดรด์, ​​โครเมียมไตรออกไซด์ - ละลายได้สูงในน้ำภายใต้สภาวะปกติจะทำปฏิกิริยากับอากาศ (ละลาย) จุดหลอมเหลว - 196 o C สารนี้มีลักษณะเป็นกรดเด่นชัด ในระหว่างปฏิกิริยาเคมีกับน้ำ กรดไดโครมิกหรือโครมิกจะเกิดขึ้น โดยไม่มีตัวเร่งปฏิกิริยาเพิ่มเติม กรดจะทำปฏิกิริยากับด่าง (โครเมตสีเหลือง) สำหรับฮาโลเจน (ไอโอดีน, ซัลเฟอร์, ฟอสฟอรัส) มันเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง ผลจากการให้ความร้อนสูงกว่า 250 o C จะเกิดออกซิเจนอิสระและโครเมียมออกไซด์ไตรวาเลนท์

ได้มาอย่างไรและนำไปใช้ได้ที่ไหน

โครเมียมออกไซด์ 6 ได้มาจากการบำบัดโซเดียมหรือโพแทสเซียมโครเมต (ไบโครเมต) ด้วยกรดซัลฟิวริกเข้มข้น หรือโดยการทำปฏิกิริยาซิลเวอร์โครเมตกับกรดไฮโดรคลอริก กิจกรรมทางเคมีที่สูงของสารจะเป็นตัวกำหนดทิศทางหลักของการใช้:

1. ได้โลหะบริสุทธิ์-โครเมียม
2. ในกระบวนการชุบผิวโครเมี่ยมรวมทั้งวิธีอิเล็กโทรไลต์
3. ออกซิเดชันของแอลกอฮอล์ (สารประกอบอินทรีย์) ในอุตสาหกรรมเคมี
4. ในเทคโนโลยีจรวด ใช้เป็นตัวจุดเชื้อเพลิง
5. ในห้องปฏิบัติการเคมี จะทำความสะอาดเครื่องแก้วจากสารประกอบอินทรีย์
6. ใช้ในอุตสาหกรรมพลุดอกไม้ไฟ

การค้นพบโครเมียมย้อนกลับไปในช่วงที่มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วของการศึกษาทางเคมีและการวิเคราะห์เกลือและแร่ธาตุ ในรัสเซีย นักเคมีมีความสนใจเป็นพิเศษในการวิเคราะห์แร่ธาตุที่พบในไซบีเรียและแทบไม่รู้จักในยุโรปตะวันตก หนึ่งในแร่ธาตุเหล่านี้คือแร่ตะกั่วแดงไซบีเรีย (โครโคไซต์) ซึ่งอธิบายโดย Lomonosov ตรวจสอบแร่ธาตุแล้ว แต่ไม่พบอะไรนอกจากออกไซด์ของตะกั่ว เหล็ก และอลูมิเนียมในนั้น อย่างไรก็ตาม ในปี พ.ศ. 2340 Vaukelin ได้ต้มตัวอย่างแร่บดละเอียดด้วยโปแตชและตะกั่วคาร์บอเนตที่ตกตะกอน จนได้สารละลายสีส้มแดง จากสารละลายนี้ เขาตกผลึกเกลือสีแดงทับทิม ซึ่งแยกออกไซด์และโลหะอิสระ ซึ่งแตกต่างจากโลหะทุกชนิดที่รู้จัก วอเคลินโทรหาเขา โครเมียม (โครเมียม ) มาจากคำภาษากรีก- การระบายสี, สี; จริงอยู่ สิ่งที่หมายถึงในที่นี้ไม่ใช่คุณสมบัติของโลหะ แต่เป็นเกลือที่มีสีสันสดใส.

อยู่ในธรรมชาติ

แร่โครเมียมที่สำคัญที่สุดที่มีความสำคัญในทางปฏิบัติคือโครเมียมซึ่งมีองค์ประกอบโดยประมาณซึ่งสอดคล้องกับสูตร FeCrO ​​​​4

พบในเอเชียไมเนอร์ เทือกเขาอูราล อเมริกาเหนือ และแอฟริกาตอนใต้ โครคอยต์แร่ที่กล่าวมาข้างต้น – PbCrO 4 – ก็มีความสำคัญทางเทคนิคเช่นกัน โครเมียมออกไซด์ (3) และสารประกอบอื่นๆ บางชนิดก็พบได้ในธรรมชาติเช่นกัน ในเปลือกโลก ปริมาณโครเมียมในรูปของโลหะคือ 0.03% โครเมียมพบได้ในดวงอาทิตย์ ดวงดาว และอุกกาบาต

คุณสมบัติทางกายภาพ.

โครเมียมเป็นโลหะสีขาว แข็งและเปราะ มีความทนทานต่อสารเคมีอย่างยิ่งต่อกรดและด่าง ในอากาศจะเกิดปฏิกิริยาออกซิไดซ์และมีฟิล์มออกไซด์บางโปร่งใสบนพื้นผิว โครเมียมมีความหนาแน่น 7.1 g/cm3 จุดหลอมเหลวคือ +1875 0 C

ใบเสร็จ.

เมื่อแร่เหล็กโครเมียมถูกให้ความร้อนอย่างรุนแรงด้วยถ่านหิน โครเมียมและเหล็กจะลดลง:

เฟ2O * Cr 2 O 3 + 4C = 2Cr + เฟ + 4CO

จากปฏิกิริยานี้ทำให้เกิดโลหะผสมโครเมียม - เหล็กซึ่งมีความแข็งแรงสูง เพื่อให้ได้โครเมียมบริสุทธิ์ จะต้องรีดิวซ์จากโครเมียม (3) ออกไซด์กับอะลูมิเนียม:

Cr 2 O 3 + 2Al = อัล 2 O 3 + 2Cr

ในกระบวนการนี้มักจะใช้ออกไซด์สองตัว - Cr 2 O 3 และ CrO 3

คุณสมบัติทางเคมี

ด้วยฟิล์มป้องกันออกไซด์บาง ๆ ที่ปกคลุมพื้นผิวโครเมียม จึงมีความทนทานสูงต่อกรดและด่างที่มีฤทธิ์รุนแรง โครเมียมไม่ทำปฏิกิริยากับกรดไนตริกและกรดซัลฟูริกเข้มข้นรวมถึงกรดฟอสฟอริก โครเมียมทำปฏิกิริยากับด่างที่ t = 600-700 o C อย่างไรก็ตาม โครเมียมทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกและกรดไฮโดรคลอริกเจือจาง โดยแทนที่ไฮโดรเจน:

2Cr + 3H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2
2Cr + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2

ที่อุณหภูมิสูง โครเมียมจะเผาไหม้ในออกซิเจนทำให้เกิดออกไซด์ (III)

โครเมียมร้อนทำปฏิกิริยากับไอน้ำ:

2Cr + 3H 2 O = Cr 2 O 3 + 3H 2

ที่อุณหภูมิสูง โครเมียมยังทำปฏิกิริยากับฮาโลเจน ฮาโลเจนกับไฮโดรเจน ซัลเฟอร์ ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส คาร์บอน ซิลิคอน โบรอน ตัวอย่างเช่น:

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

คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีข้างต้นของโครเมียมพบว่ามีการใช้งานในสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีต่างๆ ตัวอย่างเช่น โครเมียมและโลหะผสมถูกนำมาใช้เพื่อผลิตสารเคลือบที่มีความแข็งแรงสูงและทนต่อการกัดกร่อนในวิศวกรรมเครื่องกล โลหะผสมในรูปของเฟอโรโครมใช้เป็นเครื่องมือตัดโลหะ โลหะผสมโครเมียมพบการประยุกต์ใช้ในเทคโนโลยีทางการแพทย์และในการผลิตอุปกรณ์เทคโนโลยีเคมี

ตำแหน่งของโครเมียมในตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมี:

โครเมียมเป็นหัวหน้ากลุ่มย่อยรองของกลุ่ม VI ของตารางธาตุ สูตรอิเล็กทรอนิกส์มีดังนี้:

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

ในการเติมออร์บิทัลด้วยอิเล็กตรอนในอะตอมโครเมียม รูปแบบตามที่ควรจะเติมออร์บิทัล 4S ลงในสถานะ 4S 2 ก่อนจะถูกละเมิด อย่างไรก็ตามเนื่องจากความจริงที่ว่าวงโคจร 3 มิติครองตำแหน่งพลังงานที่ดีกว่าในอะตอมโครเมียม จึงถูกเติมให้เป็นค่า 4d 5 . ปรากฏการณ์นี้พบได้ในอะตอมขององค์ประกอบอื่น ๆ ของกลุ่มย่อยทุติยภูมิ โครเมียมสามารถแสดงสถานะออกซิเดชันได้ตั้งแต่ +1 ถึง +6 เสถียรที่สุดคือสารประกอบโครเมียมที่มีสถานะออกซิเดชัน +2, +3, +6

สารประกอบของโครเมียมไดวาเลนต์

โครเมียม (II) ออกไซด์ CrO เป็นผงสีดำที่ลุกเป็นไฟได้ (pyrophoricity - ความสามารถในการจุดไฟในอากาศในสถานะบดละเอียด) CrO ละลายในกรดไฮโดรคลอริกเจือจาง:

CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

ในอากาศเมื่อถูกความร้อนสูงกว่า 100 0 C CrO จะกลายเป็น Cr 2 O 3

เกลือโครเมียมไดวาเลนต์เกิดขึ้นเมื่อโลหะโครเมียมละลายในกรด ปฏิกิริยาเหล่านี้เกิดขึ้นในบรรยากาศของก๊าซที่มีฤทธิ์ต่ำ (เช่น H 2) เพราะ ในที่ที่มีอากาศ การเกิดออกซิเดชันของ Cr(II) ถึง Cr(III) เกิดขึ้นได้ง่าย

โครเมียมไฮดรอกไซด์ได้มาในรูปของตะกอนสีเหลืองโดยการกระทำของสารละลายอัลคาไลบนโครเมียม (II) คลอไรด์:

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

Cr(OH) 2 มีคุณสมบัติพื้นฐานและเป็นสารรีดิวซ์ ไอออน Cr2+ ที่ถูกไฮเดรตเป็นสีฟ้าอ่อน สารละลายที่เป็นน้ำของ CrCl 2 มีสีฟ้า ในอากาศในสารละลายที่เป็นน้ำ สารประกอบ Cr(II) จะเปลี่ยนเป็นสารประกอบ Cr(III) โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน Cr(II) ไฮดรอกไซด์:

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

สารประกอบโครเมียมไตรวาเลนท์

โครเมียม (III) ออกไซด์ Cr 2 O 3 เป็นผงสีเขียวทนไฟ มีความแข็งใกล้เคียงกับคอรันดัม ในห้องปฏิบัติการสามารถรับได้โดยการให้ความร้อนแอมโมเนียมไดโครเมต:

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

Cr 2 O 3 เป็นแอมโฟเทอริกออกไซด์ เมื่อผสมกับอัลคาไลจะเกิดเป็นโครไมต์: Cr 2 O 3 + 2NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O

โครเมียมไฮดรอกไซด์ยังเป็นสารประกอบแอมโฟเทอริก:

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

แอนไฮดรัส CrCl 3 มีลักษณะเป็นใบสีม่วงเข้ม ไม่ละลายเลยในน้ำเย็น และละลายช้ามากเมื่อต้ม แอนไฮดรัสโครเมียม (III) ซัลเฟต Cr 2 (SO 4) 3 มีสีชมพูและละลายในน้ำได้ไม่ดี เมื่อมีสารรีดิวซ์จะเกิดโครเมียมสีม่วงซัลเฟต Cr 2 (SO 4) 3 *18H 2 O. เรียกอีกอย่างว่าโครเมียมซัลเฟตไฮเดรตที่มีน้ำน้อยกว่า โครเมียมสารส้ม KCr(SO 4) 2 *12H 2 O ตกผลึกจากสารละลายที่มีไวโอเล็ตโครเมียมซัลเฟตและโพแทสเซียมซัลเฟต สารละลายโครเมียมสารส้มจะเปลี่ยนเป็นสีเขียวเมื่อถูกความร้อนเนื่องจากการก่อตัวของซัลเฟต

ปฏิกิริยากับโครเมียมและสารประกอบของมัน

สารประกอบโครเมียมเกือบทั้งหมดและสารละลายมีสีเข้ม การมีสารละลายไม่มีสีหรือตะกอนสีขาว มีความเป็นไปได้ที่จะสรุปได้ว่าไม่มีโครเมียม

1. ให้เราร้อนอย่างแรงในเปลวไฟของเตาบนถ้วยพอร์ซเลนในปริมาณโพแทสเซียมไดโครเมตที่จะพอดีกับปลายมีด เกลือจะไม่ปล่อยน้ำที่ตกผลึก แต่จะละลายที่อุณหภูมิประมาณ 400 0 C กลายเป็นของเหลวสีเข้ม ให้ความร้อนอีกสองสามนาทีด้วยไฟแรง หลังจากเย็นตัวลง จะเกิดตะกอนสีเขียวบนเศษชิ้นส่วน ละลายส่วนหนึ่งในน้ำ (กลายเป็นสีเหลือง) แล้วเหลืออีกส่วนหนึ่งไว้บนเศษ เกลือสลายตัวเมื่อถูกความร้อนทำให้เกิดโพแทสเซียมโครเมตสีเหลืองที่ละลายน้ำได้ K 2 CrO 4 และ Cr 2 O 3 สีเขียว
2. ละลายโพแทสเซียมไบโครเมตแบบผง 3 กรัมในน้ำ 50 มล. เพิ่มโพแทสเซียมคาร์บอเนตเล็กน้อยในส่วนหนึ่ง มันจะละลายเมื่อมีการปล่อย CO 2 และสีของสารละลายจะเปลี่ยนเป็นสีเหลืองอ่อน โครเมตเกิดจากโพแทสเซียมไดโครเมต หากตอนนี้คุณเติมสารละลายกรดซัลฟิวริก 50% ลงไปบางส่วน สีแดง-เหลืองของไดโครเมตจะปรากฏขึ้นอีกครั้ง
3. เท 5 มล. ลงในหลอดทดลอง สารละลายโพแทสเซียมไบโครเมต ต้มกับกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้น 3 มล. ภายใต้ความดัน ก๊าซคลอรีนพิษสีเหลืองเขียวถูกปล่อยออกมาจากสารละลาย เนื่องจากโครเมตจะออกซิไดซ์ HCl เป็น Cl 2 และ H 2 O ตัวโครเมตเองจะเปลี่ยนเป็นโครเมียมคลอไรด์ไตรวาเลนต์สีเขียว สามารถแยกออกได้โดยการระเหยสารละลาย จากนั้นนำไปผสมกับโซดาและดินประสิว แล้วเปลี่ยนเป็นโครเมต
4. เมื่อเติมสารละลายตะกั่วไนเตรต ตะกั่วโครเมตสีเหลืองจะตกตะกอน เมื่อทำปฏิกิริยากับสารละลายของซิลเวอร์ไนเตรต จะเกิดการตกตะกอนของซิลเวอร์โครเมตสีน้ำตาลแดง
5. เติมไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ลงในสารละลายโพแทสเซียมไดโครเมต และทำให้สารละลายเป็นกรดด้วยกรดซัลฟิวริก สารละลายจะได้สีน้ำเงินเข้มเนื่องจากการก่อตัวของโครเมียมเปอร์ออกไซด์ เมื่อเขย่าด้วยอีเทอร์ในปริมาณที่กำหนด เปอร์ออกไซด์จะเปลี่ยนเป็นตัวทำละลายอินทรีย์และทำให้เป็นสีน้ำเงิน ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นเฉพาะกับโครเมียมและมีความไวสูง สามารถใช้ตรวจจับโครเมียมในโลหะและโลหะผสมได้ ก่อนอื่นคุณต้องละลายโลหะก่อน เมื่อต้มเป็นเวลานานด้วยกรดซัลฟิวริก 30% (คุณสามารถเพิ่มกรดไฮโดรคลอริกได้) โครเมียมและเหล็กหลายชนิดจะละลายบางส่วน สารละลายที่ได้ประกอบด้วยโครเมียม (III) ซัลเฟต เพื่อให้สามารถทำปฏิกิริยาการตรวจจับได้ ขั้นแรกเราจะทำให้ปฏิกิริยาเป็นกลางด้วยโซดาไฟ ไฮดรอกไซด์โครเมียมสีเทาเขียว (III) จะตกตะกอน ซึ่งละลาย NaOH ส่วนเกินจนเกิดเป็นโซเดียมโครไมต์สีเขียว กรองสารละลายและเติมไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ 30% เมื่อถูกความร้อน สารละลายจะเปลี่ยนเป็นสีเหลืองเมื่อโครไมต์ออกซิไดซ์เป็นโครเมต การทำให้เป็นกรดจะทำให้สารละลายปรากฏเป็นสีน้ำเงิน สารประกอบสีสามารถสกัดได้โดยการเขย่าด้วยอีเทอร์

ปฏิกิริยาการวิเคราะห์โครเมียมไอออน

1. เติมสารละลาย NaOH 2M ลงในสารละลายโครเมียมคลอไรด์ CrCl 3 3-4 หยด จนกระทั่งตะกอนเริ่มแรกละลาย สังเกตสีของโซเดียมโครไมต์ที่เกิดขึ้น อุ่นสารละลายที่ได้ในอ่างน้ำ เกิดอะไรขึ้น?
2. สำหรับสารละลาย CrCl 3 2-3 หยด ให้เติมสารละลาย NaOH 8 M ในปริมาตรเท่ากัน และสารละลาย 3% H 2 O 2 3-4 หยด ให้ความร้อนส่วนผสมของปฏิกิริยาในอ่างน้ำ เกิดอะไรขึ้น? ตะกอนใดที่จะเกิดขึ้นหากสารละลายสีที่ได้นั้นถูกทำให้เป็นกลาง CH 3 COOH จะถูกเติมเข้าไป จากนั้น Pb(NO 3) 2
3. เทสารละลายโครเมียมซัลเฟต Cr 2 (SO 4) 3, IMH 2 SO 4 และ KMnO 4 4-5 หยดลงในหลอดทดลอง ให้ความร้อนส่วนผสมของปฏิกิริยาเป็นเวลาหลายนาทีในอ่างน้ำ สังเกตการเปลี่ยนแปลงสีของสารละลาย อะไรเป็นสาเหตุ?
4. สำหรับสารละลาย K 2 Cr 2 O 7 3-4 หยดที่ทำให้เป็นกรดด้วยกรดไนตริก ให้เติมสารละลาย H 2 O 2 2-3 หยดแล้วผสม สีฟ้าของสารละลายที่ปรากฏเกิดจากการปรากฏของกรดเปอร์โครมิก H 2 CrO 6:

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

ให้ความสนใจกับการสลายตัวอย่างรวดเร็วของ H 2 CrO 6:

2H 2 CrO 6 + 8H+ = 2Cr 3+ + 3O 2 + 6H 2 O
สีฟ้าสีเขียว

กรดเปอร์โครมิกมีความเสถียรมากกว่าในตัวทำละลายอินทรีย์

1. สำหรับสารละลาย K 2 Cr 2 O 7 3-4 หยดที่ทำให้เป็นกรดด้วยกรดไนตริก ให้เติมไอโซเอมิลแอลกอฮอล์ 5 หยด สารละลาย H 2 O 2 2-3 หยด แล้วเขย่าส่วนผสมของปฏิกิริยา ชั้นตัวทำละลายอินทรีย์ที่ลอยขึ้นไปด้านบนจะมีสีฟ้าสดใส สีจะจางลงช้ามาก เปรียบเทียบความเสถียรของ H 2 CrO 6 ในเฟสอินทรีย์และในน้ำ
2. เมื่อ CrO 4 2- ทำปฏิกิริยากับไอออน Ba 2+ จะเกิดการตกตะกอนสีเหลืองของแบเรียมโครเมต BaCrO 4
3. ซิลเวอร์ไนเตรตก่อตัวเป็นตะกอนซิลเวอร์โครเมตสีแดงอิฐที่มี CrO 4 2 ไอออน
4. ใช้หลอดทดลองสามหลอด ใส่สารละลาย K 2 Cr 2 O 7 5-6 หยดลงในหยดหนึ่ง โดยหยดสารละลาย K 2 CrO 4 ในปริมาณเท่ากันลงในหยดที่สอง และหยดสารละลายทั้งสอง 3 หยดลงในหยดที่สาม จากนั้นเติมสารละลายโพแทสเซียมไอโอไดด์สามหยดลงในแต่ละหลอดทดลอง อธิบายผลลัพธ์ของคุณ ทำให้สารละลายเป็นกรดในหลอดทดลองหลอดที่สอง เกิดอะไรขึ้น? ทำไม

การทดลองแสนสนุกด้วยสารประกอบโครเมียม

1. ส่วนผสมของ CuSO 4 และ K 2 Cr 2 O 7 เปลี่ยนเป็นสีเขียวเมื่อเติมอัลคาไล และเปลี่ยนเป็นสีเหลืองเมื่อมีกรด ด้วยการให้ความร้อนกลีเซอรอล 2 มก. ด้วย (NH 4) 2 Cr 2 O 7 เล็กน้อยแล้วเติมแอลกอฮอล์หลังจากการกรองจะได้สารละลายสีเขียวสดใสซึ่งจะเปลี่ยนเป็นสีเหลืองเมื่อเติมกรดและเปลี่ยนเป็นสีเขียวในสภาวะที่เป็นกลางหรือเป็นด่าง สิ่งแวดล้อม.
2. วาง "ส่วนผสมทับทิม" ไว้ตรงกลางกระป๋องที่มีเทอร์ไมต์ - บดอย่างระมัดระวังและวางในอลูมิเนียมฟอยล์ Al 2 O 3 (4.75 กรัม) โดยเติม Cr 2 O 3 (0.25 กรัม) เพื่อป้องกันไม่ให้ขวดเย็นลงอีกต่อไปจำเป็นต้องฝังไว้ใต้ขอบด้านบนด้วยทรายและหลังจากที่เทอร์ไมต์ถูกจุดไฟและปฏิกิริยาเริ่มต้นขึ้น ให้คลุมด้วยแผ่นเหล็กแล้วปิดด้วยทราย ขุดขวดออกในหนึ่งวัน ผลที่ได้คือผงทับทิมสีแดง
3. โพแทสเซียมไดโครเมต 10 กรัมบดด้วยโซเดียมหรือโพแทสเซียมไนเตรต 5 กรัมและน้ำตาล 10 กรัม ส่วนผสมถูกชุบและผสมกับคอลโลเดียน หากผงถูกบีบอัดในหลอดแก้วแล้วดันแท่งออกมาแล้วจุดไฟในตอนท้าย "งู" จะเริ่มคลานออกมาเป็นสีดำตัวแรกและหลังจากเย็นลง - สีเขียว แท่งไม้ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 มม. เผาไหม้ด้วยความเร็วประมาณ 2 มม. ต่อวินาทีและยืดออก 10 เท่า
4. หากคุณผสมสารละลายของคอปเปอร์ซัลเฟตและโพแทสเซียมไดโครเมตและเติมสารละลายแอมโมเนียเล็กน้อยจะเกิดการตกตะกอนสีน้ำตาลอสัณฐานขององค์ประกอบ4СuCrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O ซึ่งละลายในกรดไฮโดรคลอริกเพื่อสร้างสารละลายสีเหลืองและในปริมาณที่มากเกินไป แอมโมเนียจะได้สารละลายสีเขียว หากคุณเติมแอลกอฮอล์ลงในสารละลายนี้ต่อไป จะเกิดการตกตะกอนสีเขียว ซึ่งหลังจากการกรองจะกลายเป็นสีน้ำเงิน และหลังจากการอบแห้งจะเป็นสีน้ำเงินม่วงพร้อมประกายสีแดง ซึ่งมองเห็นได้ชัดเจนในที่มีแสงจ้า
5. โครเมียมออกไซด์ที่เหลืออยู่หลังจากการทดลอง "ภูเขาไฟ" หรือ "งูของฟาโรห์" สามารถสร้างขึ้นใหม่ได้ ในการทำเช่นนี้คุณต้องหลอม Cr 2 O 3 8 กรัมและ Na 2 CO 3 2 กรัมและ KNO 3 2.5 กรัมและบำบัดโลหะผสมที่ระบายความร้อนด้วยน้ำเดือด ผลลัพธ์ที่ได้คือโครเมตที่ละลายน้ำได้ ซึ่งสามารถแปลงเป็นสารประกอบ Cr(II) และ Cr(VI) อื่นๆ ได้ รวมถึงแอมโมเนียมไดโครเมตดั้งเดิมด้วย

ตัวอย่างของการเปลี่ยนผ่านรีดอกซ์ที่เกี่ยวข้องกับโครเมียมและสารประกอบของมัน

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

ก) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O b) Cr 2 O 3 + 2NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O
ค) 2NaCrO 2 + 3Br 2 + 8NaOH = 6NaBr + 2Na 2 CrO 4 + 4H 2 O
ง) 2Na 2 CrO 4 + 2HCl = นา 2 Cr 2 O 7 + 2NaCl + H 2 O

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

ก) 2Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
b) Cr(OH) 3 + 3HCl = CrCl 3 + 3H 2 O
ค) 2CrCl 3 + 2KMnO 4 + 3H 2 O = K 2 Cr 2 O 7 + 2Mn(OH) 2 + 6HCl
ง) 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+

ก) CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O
ข) CrO + H 2 O = Cr(OH) 2
ค) Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
ง) Cr(OH) 3 + 3HNO 3 = Cr (NO 3) 3 + 3H 2 O
จ) 4Сr(NO 3) 3 = 2Cr 2 O 3 + 12NO 2 + O 2
จ) Cr 2 O 3 + 2 NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O

องค์ประกอบโครเมียมในฐานะศิลปิน

นักเคมีมักหันไปหาปัญหาในการสร้างเม็ดสีเทียมสำหรับการทาสี ในศตวรรษที่ 18-19 มีการพัฒนาเทคโนโลยีในการผลิตวัสดุพ่นสีจำนวนมาก Louis Nicolas Vauquelin ในปี 1797 ผู้ค้นพบองค์ประกอบโครเมียมที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้ในแร่แดงไซบีเรีย ได้เตรียมสีใหม่ที่มีความเสถียรอย่างน่าทึ่ง - สีเขียวโครเมียม โครโมฟอร์ของมันคือไฮดรัสโครเมียม (III) ออกไซด์ เริ่มผลิตภายใต้ชื่อ “สีเขียวมรกต” ในปี พ.ศ. 2380 ต่อมา L. Vauquelin ได้เสนอสีใหม่หลายสี ได้แก่ แบไรท์ สังกะสี และสีเหลืองโครเมียม เมื่อเวลาผ่านไป พวกมันถูกแทนที่ด้วยเม็ดสีที่มีแคดเมียมสีเหลืองและสีส้มที่คงอยู่มากขึ้น

โครเมียมสีเขียวเป็นสีที่ทนทานและทนแสงมากที่สุดซึ่งไม่ไวต่อก๊าซในชั้นบรรยากาศ ดินสีเขียวโครเมียมในน้ำมันมีพลังการปกคลุมที่ดีเยี่ยมและสามารถแห้งได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งเป็นสาเหตุว่าทำไมจึงถูกนำมาใช้ตั้งแต่ศตวรรษที่ 19 มันถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในการวาดภาพ มันมีความสำคัญอย่างยิ่งในการวาดภาพเครื่องลายคราม ความจริงก็คือผลิตภัณฑ์เครื่องลายครามสามารถตกแต่งได้ด้วยการทาสีทั้งแบบเคลือบด้านล่างและเคลือบทับ ในกรณีแรก สีจะถูกทาลงบนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ที่ถูกเผาเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ซึ่งจะถูกเคลือบด้วยชั้นเคลือบ ตามด้วยการเผาที่อุณหภูมิสูงหลัก: เพื่อเผามวลพอร์ซเลนและละลายเคลือบผลิตภัณฑ์จะถูกให้ความร้อนที่ 1350 - 1450 0 C มีสีเพียงไม่กี่สีที่สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงเช่นนี้ได้โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีและในสีเก่า มีเพียงสองวันเท่านั้น - โคบอลต์และโครเมียม โคบอลต์ออกไซด์สีดำที่ใช้กับพื้นผิวของผลิตภัณฑ์พอร์ซเลนจะหลอมรวมกับสารเคลือบระหว่างการเผา ซึ่งมีปฏิกิริยาทางเคมีกับมัน เป็นผลให้เกิดซิลิเกตโคบอลต์สีน้ำเงินสดใส ใครๆ ก็รู้จักเครื่องใช้บนโต๊ะอาหารพอร์ซเลนสีน้ำเงินที่ตกแต่งโคบอลต์นี้เป็นอย่างดี โครเมียม (III) ออกไซด์ไม่ทำปฏิกิริยาทางเคมีกับส่วนประกอบของสารเคลือบ และเพียงวางอยู่ระหว่างเศษพอร์ซเลนและเคลือบใสเป็นชั้น "ตาบอด"

นอกจากโครเมียมกรีนแล้ว ศิลปินยังใช้สีที่ได้จากโวลคอนสคอยต์อีกด้วย แร่ธาตุนี้จากกลุ่มมอนต์มอริลโลไนต์ (แร่ดินเหนียวของคลาสย่อยของซิลิเกตเชิงซ้อน Na(Mo,Al), Si 4 O 10 (OH) 2 ถูกค้นพบในปี 1830 โดยนักแร่วิทยาชาวรัสเซีย Kemmerer และตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่ M.N. Volkonskaya ลูกสาวของวีรบุรุษแห่ง Battle of Borodino นายพล N. .N. Raevsky ภรรยาของ Decembrist S.G. Volkonsky เป็นดินเหนียวที่มีโครเมียมออกไซด์มากถึง 24% เช่นเดียวกับออกไซด์ของอลูมิเนียมและเหล็ก (III) สีที่หลากหลาย - ตั้งแต่สีของฤดูหนาวที่เข้มขึ้นไปจนถึงสีเขียวสดใสของกบในบึง

Pablo Picasso หันไปหานักธรณีวิทยาในประเทศของเราเพื่อขอศึกษาเขตสงวน Volkonskoite ซึ่งผลิตสีที่มีโทนสีสดเป็นเอกลักษณ์ ปัจจุบันได้มีการพัฒนาวิธีการผลิต volkonskoite เทียมแล้ว เป็นที่น่าสนใจที่จะทราบว่าจากการวิจัยสมัยใหม่ จิตรกรไอคอนชาวรัสเซียใช้สีจากวัสดุนี้ย้อนกลับไปในยุคกลาง นานก่อนที่จะมีการค้นพบ "อย่างเป็นทางการ" สีเขียวของกินเนียร์ (สร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2380) ซึ่งมีโครโมฟอร์มเป็นโครเมียมออกไซด์ไฮเดรต Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O ซึ่งส่วนหนึ่งของน้ำถูกพันธะทางเคมีและบางส่วนถูกดูดซับ ก็เป็นที่นิยมในหมู่ศิลปินเช่นกัน เม็ดสีนี้ทำให้สีมีสีมรกต

blog.site เมื่อคัดลอกเนื้อหาทั้งหมดหรือบางส่วน จำเป็นต้องมีลิงก์ไปยังแหล่งที่มาดั้งเดิม

• การกำหนด - Cr (โครเมียม);
• ระยะเวลา - IV;
• กลุ่ม - 6 (VIb);
• มวลอะตอม - 51.9961;
• เลขอะตอม - 24;
• รัศมีอะตอม = 130 น.;
• รัศมีโควาเลนต์ = 238 น.;
• การกระจายอิเล็กตรอน - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 ;
• อุณหภูมิหลอมละลาย = 1857°C;
• จุดเดือด = 2,672°C;
• อิเลคโตรเนกาติวีตี้ (อ้างอิงจาก Pauling/อ้างอิงจาก Alpred และ Rochow) = 1.66/1.56;
• สถานะออกซิเดชัน: +6, +3, +2, 0;
• ความหนาแน่น (หมายเลข) = 7.19 g/cm3;
• ปริมาตรฟันกราม = 7.23 ซม. 3 /โมล

พบโครเมียม (สี, สี) ครั้งแรกที่แหล่งสะสมทองคำของ Berezovsky (Middle Urals) การกล่าวถึงครั้งแรกย้อนกลับไปในปี 1763 ในงานของเขา "The First Foundations of Metallurgy" M.V.

ข้าว. โครงสร้างของอะตอมโครเมียม.

การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมโครเมียมคือ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 (ดูโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม) การก่อตัวของพันธะเคมีกับองค์ประกอบอื่น ๆ อาจเกี่ยวข้องกับอิเล็กตรอน 1 ตัวที่อยู่ที่ระดับ 4s ภายนอก + 5 อิเล็กตรอนของระดับย่อย 3d (รวมอิเล็กตรอน 6 ตัว) ดังนั้นในสารประกอบโครเมียมสามารถรับสถานะออกซิเดชันได้ตั้งแต่ +6 ถึง +1 (มากที่สุด ร่วมกันคือ +6 , +3, +2) โครเมียมเป็นโลหะที่ไม่ใช้งานทางเคมี โดยจะทำปฏิกิริยากับสารธรรมดาที่อุณหภูมิสูงเท่านั้น

คุณสมบัติทางกายภาพของโครเมียม:

• โลหะสีน้ำเงินอมขาว
• โลหะแข็งมาก (ในที่ที่มีสิ่งสกปรก);
• เปราะบางที่ n. ย.;
• พลาสติก (ในรูปแบบบริสุทธิ์)

คุณสมบัติทางเคมีของโครเมียม

• ที่ t=300°C ทำปฏิกิริยากับออกซิเจน:
  4Cr + 3O 2 = 2Cr 2 O 3;
• ที่ t>300°C ทำปฏิกิริยากับฮาโลเจน ก่อให้เกิดสารผสมของเฮไลด์
• ที่ t>400°C ทำปฏิกิริยากับซัลเฟอร์เพื่อสร้างซัลไฟด์:
  Cr + S = CrS;
• ที่อุณหภูมิ t=1,000°C โครเมียมบดละเอียดจะทำปฏิกิริยากับไนโตรเจน ทำให้เกิดโครเมียมไนไตรด์ (เซมิคอนดักเตอร์ที่มีเสถียรภาพทางเคมีสูง):
  2Cr + N 2 = 2CrN;
• ทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริกและกรดซัลฟิวริกเจือจางเพื่อปล่อยไฮโดรเจน:
  Cr + 2HCl = CrCl 2 + H 2;
  Cr + H 2 SO 4 = CrSO 4 + H 2;
• กรดไนตริกและกรดซัลฟิวริกเข้มข้นอุ่นละลายโครเมียม

ด้วยความเข้มข้นของซัลฟิวริกและกรดไนตริกที่เบอร์ โครเมียมไม่ทำปฏิกิริยาและโครเมียมก็ไม่ละลายในน้ำกัดทองเป็นที่น่าสังเกตว่าโครเมียมบริสุทธิ์ไม่ทำปฏิกิริยาแม้จะมีกรดซัลฟิวริกเจือจางก็ตาม ในระหว่างการเก็บรักษากรดไนตริกเข้มข้นในระยะยาว โครเมียมจะถูกปกคลุมด้วยฟิล์มออกไซด์ที่มีความหนาแน่นสูง (passivate) และหยุดทำปฏิกิริยากับกรดเจือจาง

สารประกอบโครเมียม

ได้มีการกล่าวไปแล้วข้างต้นว่าสถานะออกซิเดชัน "ที่ชื่นชอบ" ของโครเมียมคือ +2 (CrO, Cr(OH) 2), +3 (Cr 2 O 3, Cr(OH) 3), +6 (CrO 3, H 2 โคร 4 )

โครมก็คือ โครโมฟอร์กล่าวคือองค์ประกอบที่ให้สีแก่สารที่บรรจุอยู่ ตัวอย่างเช่น ในสถานะออกซิเดชัน +3 โครเมียมจะให้สีม่วงแดงหรือเขียว (ทับทิม สปิเนล มรกต โกเมน) ในสถานะออกซิเดชัน +6 - สีเหลืองส้ม (crocoite)

นอกจากโครเมียมแล้ว โครโมฟอร์ยังรวมถึงเหล็ก นิกเกิล ไทเทเนียม วาเนเดียม แมงกานีส โคบอลต์ ทองแดง ซึ่งทั้งหมดนี้เป็นองค์ประกอบ d

สีของสารประกอบทั่วไปที่มีโครเมียม:

• โครเมียมในสถานะออกซิเดชัน +2:
  • โครเมียมออกไซด์ CrO - สีแดง
  • โครเมียมฟลูออไรด์ CrF 2 - น้ำเงินเขียว
  • โครเมียมคลอไรด์ CrCl 2 - ไม่มีสี
  • โครเมียมโบรไมด์ CrBr 2 - ไม่มีสี
  • โครเมียมไอโอไดด์ CrI 2 - สีน้ำตาลแดง
• โครเมียมในสถานะออกซิเดชัน +3:
  • Cr 2 O 3 - สีเขียว
  • CrF 3 - สีเขียวอ่อน;
  • CrCl 3 - สีม่วงแดง;
  • CrBr 3 - สีเขียวเข้ม
  • CrI3 - สีดำ
• โครเมียมในสถานะออกซิเดชัน +6:
  • CrO 3 - สีแดง;
  • โพแทสเซียมโครเมต K 2 CrO 4 - สีเหลืองมะนาว
  • แอมโมเนียมโครเมต (NH 4) 2 CrO 4 - สีเหลืองทอง
  • แคลเซียมโครเมต CaCrO 4 - สีเหลือง
  • ลีดโครเมต PbCrO 4 - สีน้ำตาลเหลืองอ่อน

โครเมียมออกไซด์:

• Cr +2 O - ออกไซด์พื้นฐาน
• Cr 2 +3 O 3 - แอมโฟเทอริกออกไซด์;
• Cr +6 O 3 - ออกไซด์ที่เป็นกรด

โครเมียมไฮดรอกไซด์:

• ".

  การใช้โครเมียม

  • เป็นสารเติมแต่งอัลลอยด์ในการถลุงโลหะผสมทนความร้อนและทนต่อการกัดกร่อน
  • สำหรับการชุบโครเมี่ยมของผลิตภัณฑ์โลหะเพื่อให้มีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูงทนต่อการขัดถูและมีรูปลักษณ์ที่สวยงาม
  • โลหะผสมโครเมียม-30 และโครเมียม-90 ใช้ในหัวฉีดคบเพลิงพลาสม่าและในอุตสาหกรรมการบิน

โครเมียมเป็นโลหะทนไฟและแข็งมากซึ่งมีความทนทานต่อการกัดกร่อนเป็นพิเศษ คุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์เหล่านี้ทำให้มั่นใจได้ว่าเป็นที่ต้องการอย่างมากในอุตสาหกรรมและการก่อสร้าง

ผู้บริโภคส่วนใหญ่มักไม่คุ้นเคยกับผลิตภัณฑ์ที่ทำจากโครเมียม แต่เป็นวัตถุที่เคลือบด้วยโลหะบาง ๆ ความแวววาวของกระจกที่แวววาวของสารเคลือบนั้นน่าดึงดูดในตัวเอง แต่ก็มีความสำคัญในทางปฏิบัติเช่นกัน โครเมียมทนทานต่อการกัดกร่อนและสามารถปกป้องโลหะผสมและโลหะจากสนิมได้

และวันนี้เราจะมาตอบคำถามว่าโครเมียมเป็นโลหะหรืออโลหะ และถ้าเป็นโลหะ แล้วชนิดไหน สีดำหรือไม่มีเหล็ก หนักหรือเบา นอกจากนี้เรายังจะบอกคุณด้วยว่าโครเมียมพบได้ในธรรมชาติในรูปแบบใด และอะไรคือความแตกต่างระหว่างโครเมียมกับโลหะอื่นที่คล้ายคลึงกัน

ก่อนอื่น เรามาคุยกันว่าโครเมียมมีลักษณะอย่างไร มีโลหะอะไรบ้าง และมีความพิเศษอย่างไรเกี่ยวกับสารดังกล่าว โครเมียมเป็นโลหะทั่วไปที่มีสีเงินอมฟ้า หนัก มีความหนาแน่นเหนือกว่า และยังอยู่ในประเภทของวัสดุทนไฟด้วย - มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดที่สูงมาก

ธาตุโครเมียมอยู่ในกลุ่มย่อยรองของกลุ่มที่ 6 ในช่วงที่ 4 มีคุณสมบัติใกล้เคียงกับโมลิบดีนัมและทังสเตนแม้ว่าจะมีความแตกต่างที่เห็นได้ชัดเจนก็ตาม อย่างหลังส่วนใหญ่มักแสดงเฉพาะสถานะออกซิเดชันสูงสุด ในขณะที่โครเมียมแสดงวาเลนซี 2, 3 และ 6 ซึ่งหมายความว่าธาตุนั้นก่อตัวเป็นสารประกอบต่างๆ มากมาย

มันเป็นสารประกอบที่ให้ชื่อองค์ประกอบเอง - จากสีกรีกสี ความจริงก็คือเกลือและออกไซด์ของมันถูกทาสีด้วยสีสดใสหลากหลาย

วิดีโอนี้จะบอกคุณว่า Chrome คืออะไร:

คุณสมบัติและข้อแตกต่างเมื่อเทียบกับโลหะชนิดอื่น

เมื่อศึกษาโลหะ คุณสมบัติสองประการของสารกระตุ้นความสนใจมากที่สุด: ความแข็งและการหักเหของแสง โครเมียมเป็นหนึ่งในโลหะที่แข็งที่สุด โดยอยู่ในอันดับที่ 5 และด้อยกว่ายูเรเนียม อิริเดียม ทังสเตน และเบริลเลียม อย่างไรก็ตาม คุณภาพนี้กลับกลายเป็นว่าไม่มีการอ้างสิทธิ์ เนื่องจากโลหะมีคุณสมบัติที่สำคัญต่ออุตสาหกรรมมากกว่า

โครเมียมละลายที่ 1907 C ตัวบ่งชี้นี้ด้อยกว่าทังสเตนหรือโมลิบดีนัม แต่ยังคงจัดเป็นสารทนไฟ จริงอยู่ จุดหลอมเหลวได้รับอิทธิพลอย่างมากจากสิ่งสกปรก

• เช่นเดียวกับโลหะที่ทนต่อการกัดกร่อนหลายชนิด โครเมียมจะสร้างฟิล์มออกไซด์ที่บางและมีความหนาแน่นมากในอากาศ ส่วนหลังครอบคลุมถึงการเข้าถึงออกซิเจน ไนโตรเจน และความชื้นของสาร ซึ่งทำให้สารคงกระพัน ลักษณะพิเศษคือถ่ายโอนคุณภาพนี้ไปยังโลหะผสมโดย: เมื่อมีองค์ประกอบอยู่ ศักยภาพของเฟส a ของเหล็กจะเพิ่มขึ้น และเป็นผลให้เหล็กในอากาศถูกปกคลุมด้วยฟิล์มออกไซด์หนาแน่นด้วย นี่คือความลับของความทนทานของสแตนเลส
• เนื่องจากเป็นสารทนไฟ โลหะจึงเพิ่มจุดหลอมเหลวของโลหะผสมด้วย เหล็กทนความร้อนและทนความร้อนจำเป็นต้องมีสัดส่วนของโครเมียมซึ่งบางครั้งก็มีขนาดใหญ่มาก - มากถึง 60% การเติมทั้งสองอย่างและโครเมียมมีผลดียิ่งขึ้น
• โครเมียมยังก่อให้เกิดโลหะผสมร่วมกับเพื่อนร่วมกลุ่ม ได้แก่ โมลิบดีนัมและทังสเตน ใช้ในการเคลือบชิ้นส่วนที่ต้องการความต้านทานการสึกหรอสูงเป็นพิเศษภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูง

ข้อดีและข้อเสียของโครเมียมอธิบายไว้ด้านล่าง

Chrome เหมือนโลหะ (ภาพถ่าย)

ข้อดี

เช่นเดียวกับสารอื่น ๆ โลหะมีข้อดีและข้อเสียในตัวเองและการรวมกันของสารเหล่านี้จะเป็นตัวกำหนดการใช้งาน

• ข้อได้เปรียบที่ไม่อาจปฏิเสธได้ของสารคือความต้านทานการกัดกร่อนและความสามารถในการถ่ายโอนคุณสมบัตินี้ไปยังโลหะผสม สแตนเลสโครเมียมมีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากช่วยแก้ปัญหาหลายประการในการสร้างเรือ เรือดำน้ำ โครงอาคาร และอื่นๆ
• มั่นใจในความต้านทานการกัดกร่อนในอีกทางหนึ่ง - โดยการคลุมวัตถุด้วยชั้นโลหะบาง ๆ ความนิยมของวิธีนี้มีมาก ปัจจุบันมีวิธีการชุบโครเมี่ยมอย่างน้อยหลายสิบวิธีภายใต้เงื่อนไขที่ต่างกันและเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกัน
• ชั้นโครเมียมสร้างความเงางามเหมือนกระจก ดังนั้นการชุบโครเมี่ยมจึงไม่เพียงแต่ใช้เพื่อปกป้องโลหะผสมจากการกัดกร่อนเท่านั้น แต่ยังเพื่อให้ได้รูปลักษณ์ที่สวยงามอีกด้วย ยิ่งไปกว่านั้น วิธีการชุบโครเมี่ยมสมัยใหม่ยังทำให้สามารถเคลือบบนวัสดุใดๆ ก็ได้ ไม่เพียงแต่บนโลหะเท่านั้น แต่ยังรวมถึงบนพลาสติกและเซรามิกด้วย
• การได้เหล็กทนความร้อนด้วยการเติมโครเมียมก็ถือเป็นข้อดีของสารนี้เช่นกัน มีหลายพื้นที่ที่ชิ้นส่วนโลหะต้องทำงานที่อุณหภูมิสูง และตัวเหล็กเองก็ไม่สามารถทนต่อความเครียดที่อุณหภูมิดังกล่าวได้
• ในบรรดาสารทนไฟทั้งหมดมีความทนทานต่อกรดและเบสมากที่สุด
• ข้อดีของสารนี้คือความชุก - 0.02% ในเปลือกโลกและวิธีการสกัดและการผลิตที่ค่อนข้างง่าย แน่นอนว่ามันต้องใช้พลังงาน แต่ก็ไม่สามารถเปรียบเทียบกับพลังงานที่ซับซ้อนได้

ข้อบกพร่อง

ข้อเสียรวมถึงคุณสมบัติที่ไม่อนุญาตให้ใช้คุณสมบัติทั้งหมดของโครเมียมได้อย่างเต็มที่

• ประการแรก นี่เป็นการพึ่งพาอย่างมากต่อสิ่งเจือปนทางกายภาพ ไม่ใช่แค่คุณสมบัติทางเคมี แม้แต่จุดหลอมเหลวของโลหะก็สร้างได้ยาก เนื่องจากเมื่อมีไนโตรเจนหรือคาร์บอนเพียงเล็กน้อย ตัวบ่งชี้จึงเปลี่ยนไปอย่างเห็นได้ชัด
• แม้ว่าค่าการนำไฟฟ้าจะสูงกว่าเมื่อเทียบกับโครเมียม แต่โครเมียมก็ถูกใช้ในงานวิศวกรรมไฟฟ้าน้อยกว่ามากและมีราคาค่อนข้างสูง การทำอะไรจากมันนั้นยากกว่ามาก: จุดหลอมเหลวและความแข็งที่สูงจำกัดการใช้งานอย่างมาก
• โครเมียมบริสุทธิ์เป็นโลหะที่อ่อนตัวได้ แต่เมื่อมีสิ่งเจือปนจะแข็งมาก เพื่อให้ได้โลหะที่มีความเหนียวเป็นอย่างน้อย จะต้องผ่านกระบวนการเพิ่มเติม ซึ่งแน่นอนว่าจะทำให้ต้นทุนการผลิตเพิ่มขึ้น

โครงสร้างโลหะ

คริสตัลโครเมียมมีลูกบาศก์ขัดแตะตรงกลางลำตัว a = 0.28845 นาโนเมตร เหนืออุณหภูมิ 1830 C สามารถทำการดัดแปลงโดยใช้ลูกบาศก์ตาข่ายที่อยู่ตรงกลางใบหน้าได้

ที่อุณหภูมิ +38 C จะมีการบันทึกการเปลี่ยนเฟสลำดับที่สองโดยมีปริมาตรเพิ่มขึ้น ในกรณีนี้โครงตาข่ายคริสตัลของสารจะไม่เปลี่ยนแปลง แต่คุณสมบัติทางแม่เหล็กของมันจะแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง จนถึงอุณหภูมินี้ - จุดนีล - โครเมียมแสดงคุณสมบัติของแอนติเฟอร์โรแม่เหล็ก กล่าวคือ มันเป็นสารที่แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะทำให้เกิดแม่เหล็ก เหนือจุดนีล โลหะจะกลายเป็นพาราแมกเนติกทั่วไป กล่าวคือ มันแสดงคุณสมบัติทางแม่เหล็กเมื่อมีสนามแม่เหล็ก

คุณสมบัติและลักษณะเฉพาะ

ภายใต้สภาวะปกติ โลหะจะค่อนข้างเฉื่อย - ทั้งจากฟิล์มออกไซด์และโดยธรรมชาติของมัน อย่างไรก็ตาม เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น มันจะทำปฏิกิริยากับสารเชิงเดี่ยว กรด และเบส สารประกอบมีความหลากหลายมากและใช้กันอย่างแพร่หลาย ลักษณะทางกายภาพของโลหะดังที่ได้กล่าวไปแล้วนั้นขึ้นอยู่กับปริมาณของสิ่งเจือปนเป็นอย่างมาก ในทางปฏิบัติ จะจัดการกับโครเมียมที่มีความบริสุทธิ์สูงถึง 99.5% เป็น:

• จุดหลอมเหลว– 1907 C. ค่านี้ทำหน้าที่เป็นขอบเขตระหว่างสารทนไฟและสารธรรมดา
• จุดเดือด– 2671 ส;
• ความแข็งของโมห์ – 5;
• การนำไฟฟ้า– 9 · 106 1/(โอห์ม ม.) ในตัวบ่งชี้นี้ โครเมียมเป็นอันดับสองรองจากเงินและทอง
• ความต้านทาน–127 (โอห์ม มม.2)/ม.;
• การนำความร้อนสารคือ 93.7 W/(m · K);
• ความร้อนจำเพาะ–45 เจ/(ก.เคลวิน)

ลักษณะทางอุณหฟิสิกส์ของสารค่อนข้างผิดปกติ ที่จุดนีล ซึ่งปริมาตรของโลหะเปลี่ยนแปลง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและยังคงเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น การนำความร้อนยังมีพฤติกรรมผิดปกติ - ลดลงที่จุดนีลและลดลงเมื่อถูกความร้อน

องค์ประกอบเป็นหนึ่งในสิ่งที่จำเป็น: ในร่างกายมนุษย์โครเมียมไอออนเป็นผู้มีส่วนร่วมในการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรตและกระบวนการควบคุมการหลั่งอินซูลิน ปริมาณรายวันคือ 50–200 ไมโครกรัม

โครเมียมไม่เป็นพิษ แม้ว่าจะอยู่ในรูปของผงโลหะก็สามารถทำให้เกิดการระคายเคืองต่อเยื่อเมือกได้ สารประกอบไตรวาเลนท์ของมันยังค่อนข้างปลอดภัยและยังใช้ในอุตสาหกรรมอาหารและกีฬาด้วยซ้ำ แต่สารเฮกซะวาเลนต์เป็นพิษต่อมนุษย์และก่อให้เกิดความเสียหายอย่างรุนแรงต่อระบบทางเดินหายใจและระบบทางเดินอาหาร

วันนี้เราจะมาพูดถึงการผลิตและราคาโลหะโครเมียมต่อกิโลกรัมในภายหลัง

วิดีโอนี้จะแสดงให้คุณเห็นว่าการเคลือบเป็นโครเมียมหรือไม่:

การผลิต

ในแร่ธาตุต่าง ๆ จำนวนมาก - มักจะมาพร้อมกับและ อย่างไรก็ตาม เนื้อหาไม่เพียงพอที่จะมีความสำคัญทางอุตสาหกรรม มีเพียงหินที่มีธาตุอย่างน้อย 40% เท่านั้นจึงจะมีแนวโน้มดี ดังนั้นจึงมีแร่ธาตุไม่กี่ชนิดที่เหมาะสำหรับการขุด โดยส่วนใหญ่เป็นแร่เหล็กโครเมียมหรือโครไมต์

แร่ถูกสกัดด้วยวิธีเหมืองและเหมืองหิน ขึ้นอยู่กับความลึกของการเกิดและเนื่องจากแร่เริ่มแรกประกอบด้วยโลหะเป็นส่วนใหญ่ จึงแทบไม่เคยได้รับการเสริมสมรรถนะเลย ดังนั้นจึงช่วยลดความยุ่งยากและลดต้นทุนของกระบวนการผลิตได้

โลหะที่ขุดได้ประมาณ 70% ถูกใช้เป็นโลหะผสม ยิ่งไปกว่านั้น มันมักจะไม่ได้ใช้ในรูปแบบที่บริสุทธิ์ แต่อยู่ในรูปของเฟอโรโครม อย่างหลังสามารถรับได้โดยตรงในเตาไฟฟ้าแบบเพลาหรือเตาถลุงเหล็ก - นี่คือวิธีการได้รับคาร์บอนเฟอร์โรโครม หากจำเป็นต้องใช้สารประกอบที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำ จะใช้วิธีอะลูมิเนียมความร้อน

• วิธีนี้จะผลิตทั้งโครเมียมบริสุทธิ์และเฟอร์โรโครม เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ประจุที่ประกอบด้วยแร่เหล็กโครเมียม โครเมียมออกไซด์ โซเดียมไนเตรต ฯลฯ จะถูกโหลดลงในเพลาการถลุง ส่วนแรกซึ่งเป็นส่วนผสมของการจุดไฟจะถูกจุดไฟ และประจุที่เหลือจะถูกบรรจุลงในการหลอมละลาย ในตอนท้ายจะมีการเติมฟลักซ์ - มะนาวเพื่ออำนวยความสะดวกในการสกัดโครเมียม การละลายใช้เวลาประมาณ 20 นาที หลังจากการระบายความร้อนสักพัก เพลาจะเอียง ตะกรันจะถูกปล่อยออกมา และกลับสู่ตำแหน่งเดิมและเอียงอีกครั้ง ตอนนี้ทั้งโครเมียมและตะกรันจะถูกเอาออกจากแม่พิมพ์ หลังจากเย็นลงแล้ว บล็อกผลลัพธ์จะถูกแยกออกจากกัน
• นอกจากนี้ยังใช้วิธีอื่น - การถลุงโลหะด้วยความร้อน ดำเนินการในเตาไฟฟ้าในเพลาหมุน ประจุที่นี่แบ่งออกเป็น 3 ส่วน แต่ละส่วนมีองค์ประกอบที่แตกต่างกัน วิธีนี้ช่วยให้คุณสกัดโครเมียมได้มากขึ้น แต่ที่สำคัญที่สุดคือลดการบริโภค
• หากจำเป็นต้องได้รับโลหะบริสุทธิ์ทางเคมี ให้ใช้วิธีทางห้องปฏิบัติการ: ปลูกคริสตัลโดยอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายโครเมต

ราคาโลหะโครเมียมต่อ 1 กิโลกรัมมีความผันผวนอย่างเห็นได้ชัดเนื่องจากขึ้นอยู่กับปริมาณของโลหะรีดที่ผลิตซึ่งเป็นผู้บริโภคหลักขององค์ประกอบ ในเดือนมกราคม 2017 โลหะ 1 ตันมีมูลค่า 7,655 ดอลลาร์

แอปพลิเคชัน

หมวดหมู่

ดังนั้น, . ผู้บริโภคหลักของโครเมียมคือโลหะวิทยาที่เป็นเหล็ก เนื่องจากความสามารถของโลหะในการถ่ายโอนคุณสมบัติเช่นความต้านทานการกัดกร่อนและความแข็งไปยังโลหะผสม นอกจากนี้ยังมีผลเมื่อเติมในปริมาณที่น้อยมาก

โลหะผสมของโครเมียมและเหล็กทั้งหมดแบ่งออกเป็น 2 ประเภท:

• โลหะผสมต่ำ– มีส่วนแบ่งโครเมียมสูงถึง 1.6% ในกรณีนี้โครเมียมจะเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งให้กับเหล็ก หากเหล็กธรรมดามีความต้านทานแรงดึง 400–580 MPa ดังนั้นเหล็กเกรดเดียวกันที่เติมสาร 1% จะแสดงความต้านทานแรงดึง 1,000 MPa
• มีอัลลอยด์สูง– มีโครเมียมมากกว่า 12% ในที่นี้โลหะจะให้โลหะผสมที่มีความต้านทานต่อการกัดกร่อนเช่นเดียวกับในตัวมันเอง สแตนเลสทั้งหมดเรียกว่าโครเมียมเพราะเป็นองค์ประกอบที่ให้คุณภาพนี้

เหล็กกล้าโลหะผสมต่ำจัดอยู่ในประเภทโครงสร้าง: นำไปใช้ในการผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักรจำนวนมาก เช่น เพลา เกียร์ พุชเชอร์ และอื่นๆ ขอบเขตการใช้งานของเหล็กกล้าไร้สนิมมีมากมาย: ชิ้นส่วนโลหะของกังหัน ตัวเรือและเรือดำน้ำ ห้องเผาไหม้ ตัวยึดทุกชนิด ท่อ ช่อง มุม เหล็กแผ่น และอื่นๆ

นอกจากนี้โครเมียมยังช่วยเพิ่มความต้านทานต่ออุณหภูมิของโลหะผสม: ด้วยปริมาณสาร 30 ถึง 66% ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากเหล็กทนความร้อนสามารถทำหน้าที่ได้เมื่อถูกความร้อนถึง 1200 C นี่เป็นวัสดุสำหรับวาล์วเครื่องยนต์ลูกสูบสำหรับรัด สำหรับชิ้นส่วนกังหันและสิ่งอื่น ๆ

หากใช้โครเมียม 70% สำหรับความต้องการด้านโลหะวิทยา ส่วนที่เหลืออีกเกือบ 30% จะใช้ในการชุบโครเมี่ยม สาระสำคัญของกระบวนการอยู่ที่การทาโครเมียมบางๆ ลงบนพื้นผิวของวัตถุที่เป็นโลหะ มีการใช้วิธีการที่หลากหลายสำหรับช่างฝีมือที่บ้าน

ชุบโครเมียม

การชุบโครเมี่ยมสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท คือ

• ใช้งานได้– มีวัตถุประสงค์เพื่อป้องกันการกัดกร่อนของผลิตภัณฑ์ ความหนาของชั้นที่นี่มากกว่า ดังนั้นกระบวนการชุบโครเมี่ยมจึงใช้เวลานานขึ้น - บางครั้งอาจนานถึง 24 ชั่วโมง นอกจากป้องกันสนิมแล้ว ชั้นโครเมียมยังช่วยเพิ่มความต้านทานการสึกหรอของชิ้นส่วนได้อย่างมาก
• ตกแต่ง– โครเมียมสร้างพื้นผิวมันวาวเหมือนกระจก ผู้ชื่นชอบรถยนต์และนักแข่งรถมอเตอร์ไซค์มักไม่ปฏิเสธโอกาสในการตกแต่งรถด้วยชิ้นส่วนโครเมียม ชั้นเคลือบตกแต่งนั้นบางกว่ามาก - สูงถึง 0.0005 มม.

การชุบโครเมี่ยมถูกนำมาใช้อย่างแข็งขันในการก่อสร้างสมัยใหม่และในการผลิตเฟอร์นิเจอร์ อุปกรณ์ตกแต่งที่มีผิวกระจก อุปกรณ์ห้องน้ำและห้องครัว เครื่องครัว ชิ้นส่วนเฟอร์นิเจอร์ - ผลิตภัณฑ์ที่มีผิวโครเมียมเป็นที่นิยมอย่างมาก และเนื่องจากวิธีการชุบโครเมี่ยมสมัยใหม่จึงสามารถสร้างการเคลือบบนวัตถุใด ๆ ได้อย่างแท้จริงจึงมีวิธีการใช้งานที่ค่อนข้างผิดปรกติ ตัวอย่างเช่นท่อประปาชุบโครเมียมไม่สามารถจัดเป็นวิธีแก้ปัญหาเล็กน้อยได้

โครเมียมเป็นโลหะที่มีคุณสมบัติแปลกตามากและคุณภาพของมันเป็นที่ต้องการในอุตสาหกรรม โดยส่วนใหญ่แล้ว โลหะผสมและสารประกอบของมันเป็นที่สนใจ ซึ่งจะเพิ่มความสำคัญของโลหะต่อเศรษฐกิจของประเทศเท่านั้น

วิดีโอด้านล่างจะบอกคุณเกี่ยวกับการถอดโครเมียมออกจากโลหะ: