Kromov oksid: formula, svojstva i kemijska svojstva

Među različitim kemijskim elementima i njihovim spojevima teško je odabrati najkorisniju tvar za čovječanstvo. Svaki je jedinstven po svojim svojstvima i mogućnostima primjene. Tehnički napredak uvelike olakšava istraživački proces, ali i za njega postavlja nove zadatke. Kemijski elementi, otkriveni prije nekoliko stotina godina i proučeni u svim njegovim pojavnim oblicima, u suvremenom svijetu primaju više tehnoloških upotreba. Ovaj se trend odnosi na spojeve koji postoje u prirodi i koje stvaraju ljudi.

oksid

U Zemljinoj kori iu prostranstvu Svemira postoje mnogi kemijski spojevi koji se razlikuju po klasama, tipovima, karakteristikama. Jedan od najčešćih vrsta spojeva je oksid (oksid, oksid). To uključuje pijesak, vodu, ugljični dioksid, tj. Osnovne tvari za postojanje čovječanstva i cijelu biosferu Zemlje. Oksidi su tvari koje sadrže atome kisika oksidacijsko stanje -2, dok je veza između elemenata binarna. Njihova se formacija javlja kao rezultat kemijska reakcija, uvjeti koji variraju ovisno o sastavu oksida.

Karakteristične značajke ove tvari su tri položaja: tvar je složena, sastoji se od dva atoma, jedan od njih je kisik. Veliki broj postojećih oksida zbog činjenice da mnogi kemijski elementi tvore nekoliko tvari. One su identične po sastavu, ali atom koji reagira s kisikom pokazuje nekoliko stupnjeva valencije. Na primjer, kromov oksid (2, 3, 4, 6), dušik (1, 2, 3, 4, 5), itd. Međutim, njihova svojstva ovise o stupnju valencije elementa koji ulazi u oksidacijsku reakciju.

Prema prihvaćenoj klasifikaciji, oksidi su bazični i kiseli. Također se oslobađa amfoterna vrsta, koja pokazuje svojstva bazičnog oksida. Kiseli oksidi su spojevi nemetala ili elemenata s visokom valencijom, njihovi hidrati su kiseline. Glavni oksidi uključuju sve tvari koje imaju vezu kisika + metala, njihovi hidrati su baze.

krom

U 18. stoljeću kemičar I. G. Lehmann otkrio je nepoznati mineral, koji se nazivao crvenom sibirskom olovom. Profesor Pariške škole za mineralogiju, Wokelen, proveo je niz kemijskih reakcija s dobivenim uzorkom, zbog čega je izoliran nepoznati metal. Glavna svojstva identificirana od strane znanstvenika, postala je njihova otpornost na kisela okruženja i vatrostalne (otpornost na toplinu). Ime "krom" (Chromium) nastalo je zbog širokog raspona boja, kojeg karakteriziraju spojevi elementa. Metal je prilično inertan, u svom čistom obliku ne javlja se u prirodnim uvjetima.

Glavni minerali koji sadrže krom su: kromit (FeCr ₂ O ₄ ), melanohroit, vokelenit, ditseit, tarapacaite. Kemijski element Cr nalazi se u 6. skupini periodičnog sustava DI Mendeleev, ima atomski broj 24. Elektronička konfiguracija atoma kroma omogućuje elementu da ima valenciju +2, +3, +6, s najstabilnijim spojevima trovalentnog metala. Moguće reakcije u kojima je stupanj oksidacije +1, +5, +4. Krom nije kemijski aktivan, metalna površina je prekrivena filmom (efekt pasivizacije), što sprječava reakciju s kisikom i vodom u normalnim uvjetima. Kromov oksid, koji se formira na površini, sprječava interakciju metala s kiselinama i halogenima u odsutnosti katalizatora. Spojevi s jednostavnim tvarima (ne metali) mogući su na temperaturi od 300 ° C (klor, brom, sumpor).

U interakciji sa složenim tvarima, potrebni su dodatni uvjeti, na primjer, s alkalnom otopinom, reakcija se ne događa, a njezine se taljeve proces vrlo sporo odvija. Krom reagira s kiselinama kada postoji visoka temperatura kao katalizator. Kromov oksid se može dobiti iz raznih minerala izlaganjem temperaturi. Ovisno o budućem stupnju oksidacije elementa koriste se koncentrirane kiseline. U ovom slučaju valencija kroma u spoju varira od +2 do +6 (viši kromov oksid).

primjena

Zbog jedinstvenih antikorozivnih svojstava i otpornosti na toplinu, legure na bazi kroma imaju veliku praktičnu važnost. Istodobno, kao postotak, njegov udio ne bi smio prelaziti polovicu ukupnog volumena. Veliki nedostatak kroma je njegova krhkost, što smanjuje mogućnosti obrade legura. Najčešći način korištenja metala je izrada premaza (kromiranje). Zaštitni film može biti sloj od 0,005 mm, ali će pouzdano štititi metalni proizvod od korozije i vanjskih utjecaja. Spojevi kroma koriste se za proizvodnju toplinski otpornih konstrukcija u metalurškoj industriji (talioničke peći). Antikorozivni premazi dekorativnog smjera (metalna keramika), specijalni legirani čelik, elektrode za aparate za zavarivanje, legure na bazi silicija, aluminij su u potražnji na svjetskim tržištima. Kromov oksid zbog niske mogućnosti oksidacije i visoke otpornosti na toplinu služi kao katalizator za mnoge kemijske reakcije koje se odvijaju na visokim temperaturama (1000 ^o C).

Bivalentni spojevi

Kromov oksid (2) CrO (dušikov oksid) je prah jarko crvene ili crne boje. Ne topiva u vodi, pod normalnim uvjetima ne oksidira, pokazuje izražena osnovna svojstva. Tvar je čvrsta, vatrostalna (1550 ^o C), nije otrovna. U procesu zagrijavanja na 100 ^° C oksidira se u Cr203. U slabim otopinama nitratnog i sumporna kiselina ne otapa, reakcija se odvija s klorovodičnom kiselinom.

Potvrda, zahtjev

Ova tvar se smatra nižim oksidom. Ima prilično uski opseg. U kemijskoj industriji, kromov oksid 2 se koristi za pročišćavanje ugljikovodika iz kisika koji privlači tijekom oksidacije na temperaturama iznad 100 ^o C. Postoje tri načina za dobivanje bivalentnog kromovog oksida:

1. Razgradnjom karbonil Cr (CO) ₆ u prisutnosti visoke temperature kao katalizatora.
2. Vraćanje sa fosforna kiselina kromov oksid 3.
3. Kromov amalgam oksidira se kisikom ili dušičnom kiselinom.

Trivalentni spojevi

Za okside kroma stupanj oksidacije +3 je najstabilniji oblik tvari. Cr ₂ O ₃ (kromna zelenica, sesquioxide, escolide) je kemijski inertan, netopljiv u vodi, ima visoku točku taljenja (više od 2000 ^o C). Kromov oksid 3 - zeleni vatrostalni prah, vrlo krut, ima amfoterna svojstva. Tvar je topljiva u koncentriranim kiselinama, a reakcija s alkalijama nastaje kao rezultat fuzije. Može se reducirati na čisti metal pri interakciji s jakim redukcijskim sredstvom.

Priprema i uporaba

Zbog visoke tvrdoće (usporedive s korundom), uporaba tvari u abrazivnim i polirnim materijalima je najčešća. Kromov oksid (formula Cr ₂ O ₃ ) ima zelenu boju pa se koristi kao pigment u proizvodnji stakla, boja, keramike. Za kemijsku industriju ova se tvar koristi kao katalizator reakcija s organskim spojevima (sinteza amonijaka). Trivalentni kromov oksid se koristi za stvaranje umjetnih dragog kamenja i spinela. Za dobivanje korištenih nekoliko vrsta kemijskih reakcija:

1. Oksidacija kromovog oksida.
2. Zagrijavanje (kalciniranje) dikromata ili amonij kromata.
3. Razgradnja trovalentnog kromovog hidroksida ili heksavalentnog oksida.
4. Kalcinacija živinog kromata ili bikromata.

Šestvalentni spojevi

Formula za viši kromov oksid je CrO3. Tvar je ljubičasta ili tamnocrvene boje, može postojati u obliku kristala, iglica, ploča. Kemijski aktivan, otrovan, u interakciji s organski spojevi postoji opasnost od spontanog izgaranja i eksplozije. Kromov oksid 6 - anhidrid kromovog trioksida - dobro je topljiv u vodi, u normalnim uvjetima reagira s zrakom (zamućenost), točka taljenja je 196 ^o C. Tvar ima izražene kiselinske karakteristike. Kada se kemijska reakcija s vodom formira dikromnom ili kromnom kiselinom, bez dodatnih katalizatora djeluje s alkalijama (žuti kromati). Za halogene (jod, sumpor, fosfor) je jako oksidirajuće sredstvo. Kao rezultat zagrijavanja iznad 250 ^° C nastaju slobodni kisik i trovalentni kromov oksid.

Kako doći i gdje se koristi

Kromov oksid 6 se dobiva tretiranjem natrijevog ili kalijevog kromata (bikromata) s koncentriranom sumpornom kiselinom ili reakcijom srebro kromat sa klorovodičnom kiselinom. Visoka kemijska aktivnost tvari određuje glavne pravce njezine uporabe:

1. Dobivanje čistog metala - kroma.
2. U procesu kromiranja površina, uključujući elektrolitičku metodu.
3. Oksidacija alkohola (organskih spojeva) u kemijskoj industriji.
4. U raketnoj tehnologiji se koristi kao upaljač.
5. U kemijskim laboratorijima čisti jela od organskih spojeva.
6. Koristi se u pirotehničkoj industriji.