Chrom – wzór, właściwości, otrzymywanie, zastosowanie

Chrom- wzór, właściwości

Chrom, oznaczany symbolem Cr, jest pierwszym metalem w szóstej grupie układu okresowego. Ma on liczbę atomową 24 i masę atomową 51,9961u. Pierwiastkowy chrom jest stalowo-szarym, połyskliwym metalicznym ciałem stałym o temperaturze topnienia 1907°C. Nazwa pierwiastka pochodzi od greckiego słowa chrōma, oznaczającego barwę. Związana jest ona ze znaczną liczbą barwnych związków chromu. Chrom ma konfigurację elektronową powłoki walencyjnej 4s^{1}3d^{5}, najczęściej przyjmuje stopnie utlenienia +III i +VI, choć znane są również związki Cr na +I, +IV i +V stopniu utlenienia. Z konfiguracji elektronowej chromu (aż 6 niesparowanych elektronów walencyjnych) wynikają jego szczególne własności magnetyczne: pierwiastkowy chrom ma własności antyferromagnetyczne (jedyny antyferromagnetyk wśród pierwiastków), natomiast stabilne jony chromu – Cr^{3+} mają charakter paramagnetyczny.

Na stopniu utlenienia +VI, chrom tworzy połączenia z tlenem: jony chromianowy (CrO_{4}^{2-}), dwuchromianowy (Cr_{2}O_{7}^{2-}) oraz tlenek chromu(VI). Jony chromianowe i dwuchromianowe w roztworach mogą istnieć w równowadze, w zależności od pH. Równowaga ta jest opisana równaniem (1).

2 [CrO_{4}]^{2-} + 2 H+  \Leftrightarrow  [Cr_{2}O_{7}]^{2-} + H_{2}O (1)

Pomimo istnienia anionów chromianowych (i obecności w naturze szeregu soli je zawierających) oraz istnienia tlenku chromu(VI) , kwas chromowy(VI) nie istnieje w postaci wolnego H_{2}CrO_{4}. Kwasem chromowym(VI) nazywana jest zwykle mieszanina di chromianu (Cr_{2}O_{7}^{2-}) ze stężonym kwasem siarkowym(VI). Zawiera ona mieszaninę związków chemicznych, w tym tlenek chromu(VI) i jest bardzo silnym utleniaczem, używanym jako silny środek do czyszczenia szkła laboratoryjnego (tzw. chromianka). Związki chromu(VI) są toksyczne dla organizmów żywych, a ich szkodliwość jest duża ze względu na dobrą rozpuszczalność w wodzie chromianów niektórych metali.

Chrom na stopniu utlenienia +III jest zdecydowanie mniej reaktywny chemicznie, tworzy większą liczbę związków, między innymi sole, zawierające kation Cr^{3+}, czy tlenek chromu(III) lub tlenki mieszane, takie jak chromit – najczęściej spotykana ruda chromu. Bardzo cienka (kilka taomów), lecz odporna warstwa tlenku chromu powstaje na powierzchni tego metalu w kontakcie z powietrzem atmosferycznym. Proces ten nosi nazwę pasywacji. Pokryta tlenkiem powierzchnia chromu staje się odporna chemicznie, np. nie ulega rozpuszczaniu przez kwasy podczas gdy oczyszczony metal reaguje z nimi stosunkowo szybko.

Chrom- otrzymywanie

W przyrodzie, chrom występuje w postaci minerału tlenkowego – chromitu (FeCr_{2}O_{4}), który jest mieszanym tlenkiem żelaza(II) i chromu(III). Chrom występuje też w szeregu minerałów chromianowych, takich jak krokoit (PbCrO_{4}), charakteryzujący się intensywną pomarańczową lub pomarańczowo-czerwoną barwą.

Chrom otrzymuje się poprzez redukcję chromitu w piecu z łukiem elektrycznym (ten bezpośredni proces daje tzw. ferrochrom – stop chromu z żelazem), natomiast chrom wolny od żelaza otrzymuje się w trzyetapowym procesie: chrom zawarty w chromicie jest utleniany do jonów chromianowych, rozpuszczany (powstający równolegle tlenek żelaza(III) nie ulega rozpuszczeniu), a następnie w dwóch etapach redukowany, najpierw do tlenku chromu(III), a następnie do metalicznego Cr.

Chrom- zastosowanie

Chrom znajduje szereg zastosowań w metalurgii, jako dodatek do stali. Stal nierdzewna zawiera przeważnie ponad 11% chromu. Oprócz stali nierdzewnych, chrom zawierają też stale szybkotnące (około 3%), stosowane do produkcji narzędzi takich jak wiertła, noże tokarskie i frezy, które podczas pracy muszą zachować twardość i wytrzymałość w wysokich temperaturach.

Chrom jest stosowany również do pokrywania powierzchni metalowych przedmiotów, w celach dekoracyjnych oraz dla ochrony przed korozją, np. pokrywanie chromem elementów samochodów czy motocykli.

Związki chromu na +VI stopniu utlenienia są stosowane jako silne utleniacze, mieszanina chromianów ze stężonym kwasem siarkowym(VI) (kwas chromowy, kwas chromosiarkowy  lub potocznie – chromianka), stosowanie chromu(VI) jest jednak ograniczane ze względu na jego szkodliwość dla środowiska naturalnego.

Polecamy również:

  • Konfiguracje elektronowe pierwiastków

    Konfiguracje elektronowe metali przejściowych tworzy się poprzez wypełnianie elektronami kolejnych orbitali d (z pewnymi wyjątkami wynikającymi ze specyficznych własności orbitali d): mają one konfiguracje od  do  (grupa 12),  do  (metale szlachetne). Dla metali 6 i 7 okresu przed podpowłoką d,... Więcej »

  • Mangan – wzór, właściwości, otrzymywanie, zastosowanie

    Mangan to metal przejściowy o liczbie atomowej 25 i masie atomowej 54,938u. Oznaczony jest symbolem Mn i leży w 7 grupie układu okresowego. Pierwiastkowy mangan jest ciałem stałym o charakterze metalicznym, jest twardy i kruchy oraz ulega na powietrzu i w wodzie reakcjom z tlenem („rdzewieje”) podobnie... Więcej »

  • Związki kompleksowe – wzory właściwości, przykłady, zadania

    Związki kompleksowe to związki chemiczne, w których atom centralny, najczęściej będący atomem metalu, jest połączony z jedną lub więcej cząsteczek lub atomów, zwanych ligandami, za pomocą wiązań koordynacyjnych. Więcej »

  • Właściwości i zastosowanie żelaza

    Żelazo (łac. ferrum) jest pierwiastkiem chemicznym, metalem przejściowym (leży w 4 okresie i 8 grupie układu okresowego). Liczba atomowa żelaza równa jest 26, a jego masa atomowa wynosi 55,85 u. Występuje na 9 stopniach utlenienia - −II, −I, 0, I, II, III, IV, V, VI (z czego najczęściej na... Więcej »

  • Właściwości i zastosowanie miedzi

    Miedź (łac. cuprum) to pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych (leży w 11 grupie układu okresowego). Jej nazwa łacińska wywodzi się od Cypru, gdzie była wydobywania w starożytności. Miedź jest metalem miękkim, kowalnym i ciągliwym o gęstości równej 8,93 g/cm3. Ma barwę... Więcej »

Komentarze (0)
Wynik działania 4 + 4 =
Ostatnio komentowane
ez
• 2024-05-20 17:04:26
ok
• 2024-05-20 16:01:25
slabiutko ogólniki
• 2024-05-19 14:36:56
W filmie nie ma ochronki, Ale strzały do robotników
• 2024-05-18 14:53:16
łatwe
• 2024-05-16 19:37:20