Хром (Chromium); Знаешь как

Элемент хром Дистанционные уроки

За счет большого количества валентных электронов образует большое количество окрашенных соединений.

Электронное строение атома

Как видно из схемы, у d-элемента хрома наблюдается такое явление как «провал электрона» — один электрон с s-орбитали перескакивает на d-орбиталь.

«Провал» электрона — переход электрона с внешнего энергетического уровня на более низкий, что объясняется большей энергетической устойчивостью образующихся при этом электронных конфигураций.

Соответственно, возможные степени окисления хрома:
+6, +4, +3 и +2.

Свойства простого вещества

Хром — типичный металл — блестящий, бело-голубого цвета. Довольно часто встречающийся элемент в минералах земли.

Это малоактивный металл, т.к. на воздухе он покрывается оксидной пленкой

  • Взаимодействие с неметаллами:
    2Сr + 3F2 = 2CrF3
    4Cr + 3O2 = 2Cr2O3
  • Взаимодействие с водой (при нагревании):
    2Cr + 3H2O = Cr2O3 + 3H2
  • Взаимодействие с кислотами
    — при н.у. это пассивный металл, ни с серной, ни с азотной кислотой не взаимодействует
    — с разбавленной соляной и серной кислотами образует соли хрома (II): Сr + 2HCl = CrCl2 + H2

Оксиды хрома

СrO — оксид хрома (II), (черного цвета) — основной оксид.

Сr(OH)2 — желто-коричневого цвета , быстро окисляется до Cr2O3 или Сr(OH3) .

СrO + 2HCl = CrCl2 + H2O ( cоли — голубого цвета )

Cr2O3 — оксид хрома (III), ( зеленого цвета ) — амфотерный оксид.

Сr2O3 + 2NaOH = 2NaCrO2 + H2O

Cr2O3 + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2O Сr(OH)3 — амфотерный гидроксид, серо-зеленого цвета.

Cr(OH)3 + 3NaOH = Na3[Cr(OH)6]

Соли Cr(3+) — зеленого цвета

СrO3 — оксид хрома (VI), кислотный оксид, красного цвета.

Образует кислоты: HCrO4 — хромовая кислота и H2Cr2O7 — дихромовая кислота. Это сильные кислоты-окислители.

CrO4(2-) — хроматы — желтого цвета

Сr2O7(2-) — бихроматы — оранжевого цвета

В зависимости от среды (кислой или щелочной) — хроматы и бихроматы переходят друг в друга:

Итого соединения d- элемента хрома, их свойств и цветов можно выразить схемой:

Отсюда, кстати, и название элемента: «хром» — это «цвет»!

У d- элемента — хрома свойства веществ меняются следующим образом:

  • вещества, в которых хром в низшей степени окисления, проявляют металлические (основные) свойства;
  • в средней степени окисления (+3) — амфотерные;
  • вещества с хромом в высшей степени окисления проявляют кислотные свойства.

Обсуждение: «Элемент Хром»

Здравствуйте, Лолита! Объясните, пожалуйста вот такую реакцию:
K2Cr2O7 + H2SO4 = K2SO4 + 2CrO3 + H2O.
Согласно стандартной схеме: соль + кислота = другая соль + другая кислота. Но почему в этой реакции записаны раздельно кислотный оксид и вода? Можно ли вместо них написать дихромовую кислоту (т.к. воды в недостатке)? Получается, что образование кислоты идет через образование соответствующего оксида и последующем растворении его (если растворяется) в воде?

Добрый день! Да, реакция более чем странная — было бы логично записать продукты реакции как K2SO4 и H2CrO4… А откуда эта реакция? Я такое раньше не встречала? мне кажется, это кто-то навыдумывал того, что ни в реальности, ни в ЕГЭ нет — сейчас таких выдумщиков много

Эта реакция указана как способ получения оксида хрома (VI) — действие конц. серной кислоты на твердые хроматы и дихроматы (Габриелян, Остроумов, «Пособие для школьников старших классов и поступающих в ВУЗы»).
Вот ещё одна подобная реакция оттуда же — получение оксида марганца (VII):
2KMnO4 + H2SO4 = K2SO4 + H2O + Mn2O7

Ну, вообще, такие кислоты легко разлагаются на оксиды, так что особенно при нагревании — вполне возможно…
Если просто даны реагенты и нужно написать продукты, то лучше писать соль и кислоту

Хроматирование

процесс

Хроматирование

Хроматирование — это хорошо зарекомендовавший себя и чрезвычайно разносторонний метод нанесения покрытия, располагающий целым рядом положительных свойств — высокая декоративная способность, устойчивость к коррозии, гидрофобность, устойчивость к истиранию и износу. Особенно следует подчеркнуть твердость и устойчивость к окисляющим средам.

Читайте также:  Со скольки лет можно ездить без детского кресла - в 2020 году, безопасно, когда

Важную роль хром играет в качестве компонента в многослойных системах покрытий, которые еще больше подчеркивают его декоративные и функциональные свойства. Хромовые покрытия могут использоваться для многих применений и в настоящее время во многих изделиях по суме преимуществ просто незаменимы.

выгода

Преимущества с первого взгляда

Дизайн — покрытие придает вид.

Технология обработки поверхностей позволяет изменять изделия в соответствии с различными эстетическими требованиями. Идентичные материалы могут отличаться по внешнему виду, цвету и структуре благодаря различным покрытиям.

Органические покрытия с возможностями цветового оформления, варьирования степени блеска и структуры придают изделиям свой характер.
При помощи гальванической обработки производятся высококачественные металлические поверхности, которые по своим свойствам значительно отличаются от базовых материалов.
Детали горячего цинкования с серебристой кристаллической поверхностью зачастую намеренно применяются в качестве дизайнерских элементов.

Дизайн — это больше, чем просто форма и функциональность предмета. Часто это еще и эстетика изделия, которая придает ему ценности.

Коррозия — покрытие защищает.

С технической точки зрения, коррозия — это реакция заготовки на ее окружение. В результате коррозии изменяется сама заготовка, а некоторые ее желаемые свойства нарушаются и ограничиваются. Защита от коррозии благодаря инновационным технологиям обработки поверхностей продлевает срок службы заготовки, повышая таким образом стоимость изделия или детали.

Collini предлагает различные возможности борьбы с коррозией:

  • Гальваническая обработка защищает от коррозии детали с металлическими покрытиями.
  • Органические покрытия образуют непроницаемые барьеры для кислорода и воды.
  • Горячее цинкование защищает стальные части, при этом процесс коррозии сознательно переносится на новое покрытие — на цинк.

Трибология — покрытие предотвращает износ.

Collini интенсивно занимается трибологией, то есть вопросами, как можно снизить трение и износ или улучшить смазку между деталями. Снижение трения продлевает срок службы подшипниковых материалов или штекерных контактов и улучшает срок службы скользящих контактов.
Соответствующую деталь можно изготовить из менее дорогого базового материала. Ведь желаемая функция — то есть, более низкое сопротивление трению или износ —обеспечивается при помощи покрытия.

Благодаря снижению трения и износа достигается экономия энергии и сырьевых ресурсов, а также продлевается срок службы деталей. Таким образом, трибология вносит важный вклад в соблюдение устойчивого развития.

Технические данные

Хром
Метод Электролитическое нанесение на основе хромовой соли
Цвет покрытия Синевато-белый
Базовый материал Сталь, алюминий, цветные металлы, литье цинка под давлением
Защита от коррозии В зависимости от метода
Твердость От 300–600 HV, твердый хром 800–1000 HV
Температуростойкость До 600 °C
Технология установки Подвесочная технология
Соответствие Без CrVI
Исполнение Глянцевый хром, матовый хром, черный хром, твердый хром
Из нашего отдела НИОКР GGHG (Graphit-Gray-High-Gloss)
Защитные свойства Устойчивость к агрессивному воздействию разбавленных кислот и к большинству щелочей, к воде и воздуху
Функциональные свойства Устойчивость к истиранию и износу, гидрофобность, температуростойкость, глянцевый хром: хорошая устойчивость к помутнению, черный хром: электропроводность, хорошая теплопроводность, высокая температуростойкость (до 600 °C)
Декоративные свойства Глянцевый хром: продолжительный блеск, высокая отражаемость, черный хром: глубоко-черный, равномерный цвет, аморфный внешний вид
Специальные свойства Блеск хроматированной заготовки при незначительных значениях толщины слоя определяется также находящимися под слоем материалами.

Детальная информация

Типичные детали и области применения

Типичные детали

Ручки для бритвенных станков, декоративные детали для мебели и бытовых инструментов, корпуса штекеров, монтажные корпуса, детали транспортных средств, машинные части, мебельная фурнитура, фурнитура для окон и дверей, крепежные элементы

Промышленное применение

Потребительские товары, электроприборы и промышленная техника, мебельная промышленность, автомобилестроение, машиностроение, горное дело, нефтегазовая промышленность

Метод хроматирования на предприятиях Collini

Хроматирование

Хром — это синевато-белый хрупкий металл, который, тем не менее, можно механическим способом полировать до достижения высокого уровня блеска. Особенно важным свойством хрома является его реакция на оксидирующие среды. При обработке азотной кислотой или оксидирующими кислотными смесями хром ведет себя пассивно. Даже атмосферный кислород влияет на пассивность активного хрома, в результате чего по стоимости пассивный хром находится недалеко от благородных металлов. Известная стойкость поверхности хрома к образованию оксидной пленки и его хорошая устойчивость к коррозии тоже связаны с пассивностью. Хром устойчив к фосфорной, уксусной, лимонной, винной, а также к большинству органических кислот. Металлический хром устойчив к сухому воздуху. Во влажном воздухе он практически не допускает коррозии. Хром также устойчив в щелочных средах, пока в них отсутствуют сильно оксидирующие условия.

Глянцевый и матовый хром

Глянцевый хром — это высокодекоративный материал, наносимый, как правило, на слой глянцевого никеля. Если хромовый слой наносится на жемчужный никель, то внешний вид воспроизводит находящийся под ним слой никеля. Толщина слоя находится в диапазоне 0,25–0,5 мкм. Износостойкость хромовых покрытий очень хороша, однако материал очень хрупок и, соответственно, не дуктилен. Они демонстрируют хорошую отражательную способность.

Если под хромом находится матовый никелевый слой, то заготовка после (тонкого) глянцевого хроматирования все еще остается матовой (матовый хром). Такая матовая поверхность желательна в некоторых случаях и воспринимается как очень высококачественная (шелковисто-матовый вид).

Черный хром

Черный хром — это декоративная черная поверхность. Покрытие из черного хрома является одой из нескольких поверхностей глубоко-черного цвета, которые проводят электрический ток. Некоторые покрытия из черного хрома имеют умеренную стойкость к истиранию. Этот эффект можно дополнительно улучшить при помощи последующего обмасливания. В качестве основы для черного хроматирования могут использоваться все никелевые поверхности; на медь и сталь тоже можно непосредственно наносить черный хром. Черный хром содержит много кислорода, и покрытия состоят из хрома и оксидов хрома, в результате чего их механическая устойчивость ниже, чем, напр., у покрытий из глянцевого хрома. Черный хром выдерживает температуры до 500 °C. Покрытия из черного хрома используются прежде всего в контрольно-измерительной отрасли и в бытовой электронике.

Твердый хром

Твердый хром — это давно хорошо зарекомендовавшее себя универсальное защитное покрытие, образующееся в результате электромеханического процесса при применении нерастворимых анодов и высоких плотностей тока в растворах, содержащих хромистую кислоту. Покрытие наносится практически на все ходовые базовые материалы с различными значениями толщины слоя в зависимости от ожидаемых механических и химических нагрузок на деталь.

Покрытия из твердого хрома применяются там, где требуется, в первую очередь, высокое значение твердости, температуростойкость, износостойкость и защита от коррозии. Кроме того, они отличаются низким значением трения и незначительной адгезионной способностью, они стойки к потускнению и безопасны для здоровья. Эти разносторонние преимущества покрытий из твердого хрома используются во всех отраслях промышленного производства и предлагают недорогое решение для различных требований.

Хром — общая характеристика элемента, химические свойства хрома и его соединений

Хром — элемент побочной подгруппы 6-ой группы 4-го периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 24. Обозначается символом Cr (лат. Chromium). Простое вещество хром— твёрдый металл голубовато-белого цвета.

Химические свойства хрома

При обычных условиях хром реагирует только со фтором. При высоких температурах (выше 600°C) взаимодействует с кислородом, галогенами, азотом, кремнием, бором, серой, фосфором.

2Cr + N2 – t° → 2CrN

В раскалённом состоянии реагирует с парами воды:

Хром растворяется в разбавленных сильных кислотах (HCl, H2SO4)

В отсутствии воздуха образуются соли Cr 2+ , а на воздухе – соли Cr 3+ .

Наличие защитной окисной плёнки на поверхности металла объясняет его пассив-ность по отношению к концентрированным растворам кислот – окислителей.

Соединения хрома

Оксид хрома (II) и гидроксид хрома (II) имеют основной характер.

Соединения хрома (II) — сильные восстановители; переходят в соединения хрома (III) под действием кислорода воздуха.

Оксид хрома (III) Cr2O3 – зелёный, нерастворимый в воде порошок. Может быть получен при прокаливании гидроксида хрома (III) или дихроматов калия и аммония:

Амфотерный оксид. При сплавлении Cr2O3 со щелочами, содой и кислыми солями получаются соединения хрома со степенью окисления (+3):

При сплавлении со смесью щёлочи и окислителя получают соединения хрома в степени окисления (+6):

Гидроксид хрома (III) Сr(ОН)3 . Амфотерный гидроксид. Серо-зеленый, разлагается при нагревании, теряя воду и образуя зеленый метагидроксид СrО(ОН). Не растворяется в воде. Из раствора осаждается в виде серо-голубого и голубовато-зеленого гидрата. Реагирует с кислотами и щелочами, не взаимодействует с гидратом аммиака.

Обладает амфотерными свойствами — растворяется как в кислотах, так и в щелочах:

Сr(ОН)3 →(120 o C H2O) СrO(ОН) →(430-1000 0 С –H2O) Cr2O3

Получение: осаждение гидратом аммиака из раствора солей хрома(Ш):

Сr 3+ + 3(NH3 Н2O) = Сr(ОН)3 + ЗNН 4+

Соли хрома (III) имеют фиолетовую или тёмно-зелёную окраску. По химическим свойствам напоминают бесцветные соли алюминия.

Соединения Cr (III) могут проявлять и окислительные, и восстановительные свойства:

2Cr +3 Cl3 + 16NaOH + 3Br2 → 6NaBr + 6NaCl + 8H2O + 2Na2Cr +6 O4

Соединения шестивалентного хрома

Оксид хрома (VI) CrO3 — ярко-красные кристаллы, растворимые в воде.

Получают из хромата (или дихромата) калия и H2SO4(конц.).

CrO3 — кислотный оксид, со щелочами образует жёлтые хроматы CrO4 2- :

В кислой среде хроматы превращаются в оранжевые дихроматы Cr2O7 2- :

В щелочной среде эта реакция протекает в обратном направлении:

Дихромат калия – окислитель в кислой среде:

Хромат калия К2 CrО4. Оксосоль. Желтый, негигроскопичный. Плавится без разложения, термически устойчивый. Хорошо растворим в воде (желтая окраска раствора отвечает иону СrO4 2- ), незначительно гидролизуется по аниону. В кислотной среде переходит в К2Cr2O7. Окислитель (более слабый, чем К2Cr2O7). Вступает в реакции ионного обмена.

Качественная реакция на ион CrO4 2- — выпадение желтого осадка хромата бария, разлагающегося в сильнокислотной среде. Применяется как протрава при крашении тканей, дубитель кож, селективный окислитель, реактив в аналитической химии.

Уравнения важнейших реакций:

Получение: спекание хромита с поташом на воздухе:

Дихромат калия K2Cr2O7 . Оксосоль. Техническое название хромпик. Оранжево-красный, негигроскопичный. Плавится без разложения, при дальнейшем нагревании разлагается. Хорошо растворим в воде (оранжевая окраска раствора отвечает иону Сr2O7 2- ). В щелочной среде образует К2CrO4 . Типичный окислитель в растворе и при сплавлении. Вступает в реакции ионного обмена.

Качественные реакции — синее окрашивание эфирного раствора в присутствии Н2O2 , синее окрашивание водного раствора при действии атомарного водорода.

Применяется как дубитель кож, протрава при крашении тканей, компонент пиротехнических составов, реагент в аналитической химии, ингибитор коррозии металлов, в смеси с Н2SO4 (конц.) — для мытья химической посуды.

Уравнения важнейших реакций:

Получение: обработка К2СrO4 серной кислотой:

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector