Металлический хром в основном используется в сталелитейной промышленности. Стали с содержанием хрома 1-2 % очень твердые и прочные и используются для производства инструментов, стволов орудий и огнестрельного оружия, броневых листов и различных деталей машин. Так называемая «нержавеющая сталь» содержит около 12 % хрома.
Оксид хрома(III)
Оксид хрома (III) Cr2O3(сесквиоксид хрома, зеленый хром) представляет собой очень твердый, тугоплавкий порошок зеленого цвета. Температура плавления 2435 °C, температура кипения ок. 4000 °C. Его плотность составляет 5,21 г/см³. Он нерастворим в воде. Его твердость сходна с твердостью корунда, поэтому он используется в полировальных средствах.
Содержание
1. дихромат аммония:
(NH4)2Cr2O7→ Cr2O3+ N2↑ + 4H2O, ощущается легкий запах аммиака, поскольку при разложении дихромата аммония также происходит параллельная реакция с выделением аммиака. Полученный оксид хрома (III) содержит хром (II) и хром (VI), вероятно, в виде хроматных соединений (особенно Cr5O10Внешний вид: зеленый, с серыми и черными пятнами, плотность 4,6 г/см³.
3. гидроксид хрома (III):
Химические свойства
Относится к группе амфотерных оксидов. В высокодисперсном состоянии он растворяется в сильных кислотах с образованием солей хрома (III):
В присутствии кислорода реакция протекает следующим образом: Cr2O3+H2O→Cr 6+ реакция протекает крайне медленно (небольшое желтое окрашивание), что, вероятно, связано с образованием гидроксоциклона Cr 6+.
В сплаве со щелочами и содой образуются растворимые соли Cr 3+ (в отсутствие окислителей):
Cr2O3+ Na2CO3→ 2-ступенчатое окисление, окисляется до хромата в присутствии сильного окислителя в щелочной среде:
+ и сильные восстановители уменьшают его:
Встречаемость
Cr. 2O. встречается в природе в виде минерала эсколита, который содержится в богатых хромом тремолитовых скарнах, метакарситовых и хлоритовых жилах. Эсколит также является редким компонентом хондритовых метеоритов. Минерал назван в честь финского геолога Пентти Эскола.
В 1838 году парижане Паннетье и Бине первыми использовали секретный процесс для получения прозрачной гидратированной формы Cr. 2O. 3 и продавал его как пигмент. Его получают из минерала хромита, (Fe, Mg) Cr. 2O. 4, извлекается. Превращение хромита в оксид хрома происходит через Na. 2Cr. 2O. 7, который при высоких температурах восстанавливается серой:
Na. 2Cr. 2O. 2O. 7+ S → Na. 2SO. 4+ Cr. 2O. 3
Оксид также образуется при разложении солей хрома, таких как нитрат хрома, или при экзотермическом разложении дихромата аммония.
(NH. 4). 2Cr. 2O. 7→ Cr. 2O. 3+ N. 2+ 4 H. 2O
Реакция имеет низкую температуру вспышки — менее 200 °C и часто используется для демонстрации «вулканов».
Применения
Благодаря своей высокой стабильности, хром является широко используемым пигментом. Первоначально он назывался виридиан; его используют в красках, чернилах и стеклах. Это пигмент «зеленого хрома» и «институционального зеленого». Оксид хрома (III) является предшественником магнитного пигмента диоксида хрома со следующей реакцией:
Cr. 2O. 3+ 3 CrO. 3→ 5 CrO. 2+ O. 2
Вместе со многими другими оксидами он используется в качестве смеси для полировки (также называемой «брашированием») кромок ножей, бритв, поверхностей оптики и т.д., на куске кожи, бальзового дерева, ткани или другого материала. Он выпускается в виде порошка или воска и в данном контексте называется «зеленой массой».
Реакции
Оксид хрома (III) является амфотерным. Хотя он нерастворим в воде, он реагирует с кислотой с образованием гидратированных солей ионов хрома, таких как Cr(H. 2O). 6… Он также реагирует с концентрированными щелочами с образованием солей Cr(OH). 6…
). Углерод или алюминий, восстановленный до хромистого металла:
Cr. 2O. 3 + 2 Al → 2 Cr + Al. 2O. 3
В отличие от классической реакции термита с оксидами железа, термит с оксидом хрома практически не дает искр, дыма или шума, но светится из-за очень высокой температуры плавления хрома.
При нагревании с хлором и углеродом образуется хлорид хрома (III) и монооксид углерода:
Cr. 2O. 3+ 3 Cl. 2+ 3 C → 2 CrCl. 3+ 3 CO
Хроматы могут образовываться при окислении оксида хрома (III) и другого оксида в основной среде:
2 Cr. 2O. 3+ 4 MO + 3 O. 2→ 4 MCrO. 4
Оксид хрома (III)
Хром(III) оксид Cr2O3(сесквиоксид хрома, зеленый хром, эсколит) — это очень твердый тугоплавкий порошок зеленого цвета. Температура плавления 2435 °C, температура кипения ок. 4000 °C. Он имеет плотность 5,21 г/см3 (из зарубежных источников 5,22 г/см3) и нерастворим в воде. По своей твердости он приближается к корунду, поэтому его также используют в качестве полирующего средства.
Относится к группе амфотерных оксидов. В высокодисперсном состоянии он растворяется в сильных кислотах с образованием солей хрома (III):
Реакция может происходить в сильно кислой среде:
В сплаве со щелочами и содой образуются растворимые соли Cr 3+ (в отсутствие окислителей):
Поскольку Cr2O3— Соединение хрома в среднем состоянии окисления окисляется до хромата в присутствии сильного окислителя в щелочной среде:
+ и сильные восстановители уменьшают его:
Cr2O3+ 2Al → Al2O3+ 2Cr
Применение
- основной пигмент для зелёной краски
- абразив — компонент полировальных паст (например ГОИ)
- катализатор в ряде органических реакций
- компонент шихт для получения шпинелей и искусственных драгоценных камней
- компонент термитных смесей и других реакций СВС
- компонент ТРТ
- компонент магнезиальных огнеупоров
Оксид хрома (III) токсичен и вызывает дерматит при контакте с кожей, но уступает по токсичности шестивалентному оксиду. В России класс опасности 3, максимальная индивидуальная ПДК в воздухе на рабочем месте 1 мг/м3, аллерген (1998).
Производство
Паннетье и Бине из Парижа первыми представили прозрачную гидратированную форму Cr2О3был тайно продан в качестве пигмента в 1838 году. 6 Он изготавливается из минерала хромита, (Fe, Mg) Cr2О4. Превращение хромита в оксид хрома происходит при помощи Na2Cr2О7который восстанавливается серой при высоких температурах: 7
Оксид также образуется при разложении солей хрома, таких как нитрат хрома, или при экзотермическом разложении дихромата аммония.
Реакция имеет низкую температуру вспышки — менее 200 °C и часто используется для демонстрации «вулканов». 8
Приложения
Хромовый пигмент широко используется благодаря своей высокой стабильности. Первоначально он назывался виридиан. Он используется в красках, чернилах и стеклах. Это пигмент цветов «хромовый зеленый» и «институциональный зеленый». Оксид хрома (III) является предшественником магнитного пигмента диоксида хрома, который образуется в результате следующей реакции: 7
Наряду со многими другими оксидами он используется в качестве смеси для полировки (также называемой «покраской») кромок ножей, бритв, поверхностей оптических приборов и т.д. на куске кожи, бальзового дерева, ткани или другого материала. Он выпускается в виде порошка или воска и в данном контексте называется «зеленой массой».
Реакции
Оксид хрома (III) является амфотерным. Хотя он нерастворим в воде, он реагирует с кислотой, образуя гидратированные соли ионов хрома, такие как Cr (H2O)63+. 9 Он также подвергается воздействию концентрированных щелочей и образует Cr(OH)63- .
При нагревании с мелкодисперсным углеродом или алюминием он превращается в металлический хром:
В отличие от классической реакции термита с оксидами железа, термит с оксидом хрома не дает ни искр, ни дыма, ни шума, но ярко светится. Из-за очень высокой температуры плавления хрома термитное литье нецелесообразно.
Нагревание с получением хлора и углерода, хлорида хрома(III) и монооксида углерода:
Хроматы могут образовываться при окислении оксида хрома (III) и другого оксида в основной среде:
Хромовый ангидрид — CrO3
Хромовый ангидрид (триоксид хрома, триоксид хрома, оксид хрома IV), CrO.3— Соединение хрома и кислорода, темно-красные кристаллы, хорошо растворимые в воде. Хромовая кислота и ангидрид дихромовой кислоты.
Физические свойства
Черно-красные кристаллы с фиолетовым оттенком, пластинки или иглы. Он гигроскопичен и отслаивается при контакте с воздухом.
tпл=196°C, разлагается при атмосферном давлении ниже точки кипения.
Плотность 2,8 г/см³; растворимость в воде 166 г/100 г (15 °C), 199 г/100 г (100 °C).
Химические свойства
CrO3— является кислотным оксидом. При растворении в воде образуется хромовая кислота (при недостатке CrO).3):
Когда CrO3со щелочами образуются хроматы:
При нагревании выше 250 °C он разлагается на оксид хрома(III) и кислород:
Как и все соединения Cr(VI), CrO3является сильным окислителем (восстановление до Cr2O3Например, этанол, ацетон и многие другие органические вещества самовоспламеняются или даже взрываются при контакте с ним (хотя в некоторых справочниках указано «растворим в спирте и эфире»). Он окисляет, например, йод, серу, фосфор и углерод:
Получение
Используется для производства хрома электролизом, электролитического хромирования, хромирования оцинкованных деталей, в качестве сильного окислителя, иногда в пирозолях.
Он также используется в качестве окислителя в органической химии (производство изатина, индиго и т.д.).
В смеси с кизельгуром он используется под названием «эпурит» для очистки ацетилена.
Растворы хромового ангидрида (или, чаще, дихромата калия) в серной кислоте часто используются в лабораторной практике для очистки стеклянной посуды от органических примесей (хромовой смеси).
Токсичность
Оксид хрома (VI) очень токсичен, как и многие другие соединения шестивалентного хрома. Смертельная доза для человека составляет 0,08 г/кг при проглатывании.
Техника безопасности
Хромовый ангидрид является высокореактивным веществом и может вызвать пожары и взрывы при контакте с органическими веществами. Он воспламеняет бензин при комнатной температуре и используется в качестве воспламенителя для ракетных топлив. Вызывает сильное раздражение кожи, экзему и дерматит и может стать причиной рака кожи. Даже если его вовремя удалить с кожи, он оставляет на ней коричневые пятна. Вдыхание паров хромового ангидрида очень опасно, несмотря на то, что он очень летуч.
Его следует хранить в герметичных стеклянных или пластиковых контейнерах и избегать контакта с органическими веществами. Работа с ним требует защитной одежды и средств индивидуальной защиты.
