Химический элемент хром
Характеристика хрома - элемента побочной подгруппы шестой группы четвёртого периода Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева. Происхождение названия, геохимия и минералогия. Физические и химические свойства, получение и применение.
| Рубрика | Химия |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.05.2012 |
| Размер файла | 28,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Реферат на тему:
"Химический элемент хром"
По дисциплине: "Геология"
Студент: Жолтомирский Г.Ю.
Группа: МД - 10-1
Преподаватель: Макаров А.Б.
Екатеринбург 2011
Содержание
- Определение
- История
- Происхождение названия
- Геохимия и минералогия
- Получение
- Физические и химические свойства
- Применение
- Биологическая роль и физиологическое действие
- Интересные факты
- Список литературы
Определение
Хром - элемент побочной подгруппы шестой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, с атомным номером 24. Обозначается символом Cr (лат. Chromium). Простое вещество хром (CAS-номер: 7440-47-3) - твёрдый металл голубовато-белого цвета.
История
В 1766 году в окрестностях Екатеринбурга был обнаружен минерал, который получил название "сибирский красный свинец", PbCrO4. Современное название - крокоит. В 1797 французский химик Л.Н. Воклен выделил из него новый тугоплавкий металл (скорее всего Воклен получил карбид хрома).
Происхождение названия
Название элемент получил от греч. чс?мб - цвет, краска - из-за разнообразия окраски своих соединений.
Месторождения
Самые большие месторождения хрома находятся в ЮАР (1 место в мире), Казахстане, России, Зимбабве, Мадагаскаре. Также есть месторождения на территории Турции, Индии, Армении, Бразилии, на Филиппинах.
Главные месторождения хромовых руд в РФ известны на Урале (Донские и Сарановское).
Разведанные запасы в Казахстане составляют свыше 350 миллионов тонн (2 место в мире).
Геохимия и минералогия
Среднее содержание хрома в различных изверженных породах резко непостоянно. В ультраосновных породах (перидотитах) оно достигает 2 кг/т, в основных породах (базальтах и др.) - 200 г/т, а в гранитах десятки г/т. Кларк хрома в земной коре 83 г/т. Он является типичным литофильным элементом и почти весь заключен в минералах типа хромшпинелидов. Хром вместе с железом, титаном, никелем, ванадием и марганцем составляют одно геохимическое семейство.
Различают три основных минерала хрома: магнохромит (Mn, Fe) Cr2O4, хромпикотит (Mg, Fe) (Cr, Al) 2O4 и алюмохромит (Fe, Mg) (Cr, Al) 2O4. По внешнему виду они неразличимы и их неточно называют "хромиты". Состав их изменчив:
· Cr2O3 18-62 %,
· FeO 1-18 %,
· MgO 5-16 %,
· Al2O3 0,2 - 0,4 (до 33 %),
· Fe2O3 2 - 30 %,
· примеси TiO2 до 2 %,
· V2O5 до 0,2 %,
· ZnO до 5 %,
· MnO до 1 %; присутствуют также Co, Ni и др.
Собственно хромит, то есть FeCr2O4 сравнительно редок. Помимо различных хромитов, хром входит в состав ряда других минералов - хромовой слюды (фуксита), хромового хлорита, хромвезувиана, хромдиопсида, хромтурмалина, хромового граната (уваровита) и др., которые нередко сопровождают руды, но сами промышленного значения не имеют. В экзогенных условиях хром, как и железо, мигрирует в виде взвесей и может накапливаться в глинах. Наиболее подвижной формой являются хроматы.
хром химический элемент менделеев
Получение
Хром встречается в природе в основном в виде хромистого железняка Fe (CrO2) 2 (хромит железа). Из него получают феррохром восстановлением в электропечах коксом (углеродом):
FeO · Cr2O3 + 4C > Fe + 2Cr + 4CO^
Феррохром применяют для производства легированных сталей.
Чтобы получить чистый хром, реакцию ведут следующим образом:
1) сплавляют хромит железа с карбонатом натрия (кальцинированная сода) на воздухе:
4Fe (CrO2) 2 + 8Na2CO3 + 7O2 > 8Na2CrO4 + 2Fe2O3 + 8CO2^
2) растворяют хромат натрия и отделяют его от оксида железа;
3) переводят хромат в дихромат, подкисляя раствор и выкристаллизовывая дихромат;
4) получают чистый оксид хрома восстановлением дихромата углём:
Na2Cr2O7 + 2C > Cr2O3 + Na2CO3 + CO^
5) с помощью алюминотермии получают металлический хром:
Cr2O3+ 2Al > Al2O3 + 2Cr + 130 ккал
6) с помощью электролиза получают электролитический хром из раствора хромового ангидрида в воде, содержащего добавку серной кислоты. При этом на катодах совершаются в основном 3 процесса:
· восстановление шестивалентного хрома до трехвалентного с переходом его в раствор;
· разряд ионов водорода с выделением газообразного водорода;
· разряд ионов, содержащих шестивалентный хром, с осаждением металлического хрома;
Cr2O72? + 14Н+ + 12е? = 2Cr + 7H2O
Физические и химические свойства
В свободном виде - голубовато-белый металл с кубической объемно-центрированной решеткой, а = 0,28845 нм. При температуре 39°C переходит из парамагнитного состояния в антиферромагнитное (точка Нееля).
Хром (с примесями) является одним из самых твердых металлов, уступая лишь Вольфраму (твердость по шкале Мооса 8.5). Очень чистый хром достаточно хорошо поддаётся механической обработке.
Устойчив на воздухе. При 2000°C сгорает с образованием зелёного оксида хрома (III) Cr2O3, обладающего амфотерными свойствами. Сплавляя Cr2O3 со щелочами получают хромиты:
Cr2O3 + 2NaOH > 2NaCrO2 + H2O.
Непрокаленный оксид хрома (III) легко растворяется в щелочных растворах и в кислотах:
Cr2O3 + 6HCl > 2CrCl3 + 3Н2О.
При термическом разложении карбонила хрома Cr (СО) 6 получают красный основной оксид хрома (II) CrO. Коричневый или желтый гидроксид Cr (OH) 2 со слабоосновными свойствами осаждается при добавлении щелочей к растворам солей хрома (II).
При осторожном разложении оксида хрома (VI) CrO3 в гидротермальных условиях получают оксид хрома (IV) CrO2, который является ферромагнетиком и обладает металлической проводимостью.
При взаимодействии концентрированной серной кислоты с растворами дихроматов образуются красные или фиолетово-красные кристаллы оксида хрома (VI) CrO3. Типичный кислотный оксид, при взаимодействии с водой он образует сильные неустойчивые хромовые кислоты: хромовую H2CrO4, дихромовую H2Cr2O7 и другие изополикислоты с общей формулой H2CrnO3n+1. Увеличение степени полимеризации происходит с уменьшением рН, то есть увеличением кислотности:
2K2CrO4 + H2SO4 > K2Cr2O7 + K2SO4 + Н2О.
Но если к оранжевому раствору K2Cr2O7 прилить раствор щёлочи, как окраска вновь переходит в жёлтую так как снова образуется хромат калия K2CrO4:
K2Cr2O7 + 2KOH > 2K2CrO4 + Н2О.
При этом до высокой степени полимеризации, как это происходит у вольфрама и молибдена, не доходит, так как полихромовая кислота распадается на оксид хрома (VI) и воду:
H2CrnO3n+1 > H2О + nCrO3
Известны галогениды, соответствующие разным степеням окисления хрома. Синтезированы дигалогениды хрома CrF2, CrCl2, CrBr2 и CrI2 и тригалогениды CrF3, CrCl3, CrBr3 и CrI3. Однако, в отличие от аналогичных соединений алюминия и железа, трихлорид CrCl3 и трибромид CrBr3 хрома нелетучи.
Среди тетрагалогенидов хрома устойчив CrF4, тетрахлорид хрома CrCl4 существует только в парах. Известен гексафторид хрома CrF6.
Получены и охарактеризованы оксигалогениды хрома CrO2F2 и CrO2Cl2.
Синтезированы соединения хрома с бором (бориды Cr2B, CrB, Cr3B4, CrB2, CrB4 и Cr5B3), с углеродом (карбиды Cr23C6, Cr7C3 и Cr3C2), c кремнием (силициды Cr3Si, Cr5Si3 и CrSi) и азотом (нитриды CrN и Cr2N).
В растворах наиболее устойчивы соединения хрома (III). В этой степени окисления хрому соответствуют как катионная форма, так и анионные формы, например, существующий в щелочной среде анион [Cr (OH) 6] 3?.
При окислении соединений хрома (III) в щелочной среде образуются соединения хрома (VI):
2Na3 [Cr (OH) 6] + 3H2O2 > 2Na2CrO4 + 2NaOH + 8H2O.
При добавлении к жёлтому раствору, содержащему хромат-ионы, раствора соли бария выпадает жёлтый осадок хромата бария BaCrO4:
Ba2+ + CrO42? > BaCrO4v.
Соединения хрома (VI) - сильные окислители, например:
K2Cr2O7 + 14HCl > 2CrCl3 + 2KCl + 3Cl2^ + 7H2O.
Применение
Хром - важный компонент во многих легированных сталях (в частности, нержавеющих), а также и в ряде других сплавов. Используется в качестве износоустойчивых и красивых гальванических покрытий (хромирование). Хром применяется для производства сплавов: хром-30 и хром-90, незаменимых для производства сопел мощных плазмотронов и в авиакосмической промышленности.
Биологическая роль и физиологическое действие
Хром - один из биогенных элементов, постоянно входит в состав тканей растений и животных. У животных хром участвует в обмене липидов, белков (входит в состав фермента трипсина), углеводов. Снижение содержания хрома в пище и крови приводит к уменьшению скорости роста, увеличению холестерина в крови.
В чистом виде хром довольно токсичен, металлическая пыль хрома раздражает ткани лёгких. Соединения хрома (III) вызывают дерматиты. Соединения хрома (VI) приводят к разным заболеваниям человека, в том числе и онкологическим. ПДК хрома (VI) в атмосферном воздухе 0,0015 мг/мі.
Интересные факты
Хром является самым твердым металлом из чистых металлов (без примесей)
Список литературы
1. Редкол.: Зефиров Н.С. (гл. ред. ) Химическая энциклопедия: в 5 т. - Москва: Большая Российская энциклопедия, 1999. - Т.5. - С.308.
2. статья "Минеральные ресурсы". Энциклопедия "Кругосвет".
3. ХРОМ Онлайн Энциклопедия Кругосвет
4. Книга рекордов Гиннеса для химических веществ
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Элемент главной подгруппы второй группы, четвертого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. История и происхождение названия. Нахождение кальция в природе. Физические и химические свойства. Применение металлического кальция.
реферат [21,9 K], добавлен 01.12.2012Молибден — элемент побочной подгруппы шестой группы пятого периода периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева. Биологическая роль молибдена, его достоинства и недостатки. Нахождение молибдена в природе, содержание его в земной коре.
презентация [465,2 K], добавлен 11.03.2014Характеристика азота – элемента 15-й группы второго периода периодической системы химических элементов Д. Менделеева. Особенности получения и применения азота. Физические и химические свойства элемента. Применение азота, его значение в жизни человека.
презентация [544,3 K], добавлен 26.12.2011Изучение физических и химических свойств хрома, вольфрама, молибдена. Оксид хрома, как самое устойчивое соединение хрома. Гидроксиды, соли кислородосодержащих кислот элементов шестой Б группы. Пероксиды, карбиды, нитриды, бориды элементов шестой Б группы.
лекция [4,5 M], добавлен 29.06.2011Общая характеристика химических элементов IV группы таблицы Менделеева, их нахождение в природе и соединения с другими неметаллами. Получение германия, олова и свинца. Физико-химические свойства металлов подгруппы титана. Сферы применения циркония.
презентация [1,8 M], добавлен 23.04.2014Характеристика химических свойств хрома в чистом виде и в различных соединениях. Изучение истории открытия этого элемента, особенностей его применения в химической промышленности. Виды хромитов, легирование хромом стали, методы получение чистого хрома.
реферат [25,1 K], добавлен 23.01.2010История и происхождение названия меди, ее нахождение в природе. Физические и химические свойства элемента, его основные соединения. Применение в промышленности, биологические свойства. Нахождение серебра в природе и его свойства. Сведения о золоте.
курсовая работа [45,1 K], добавлен 08.06.2011Ртуть - элемент таблицы периодической системы химических элементов Менделеева. Физические и химические свойства. Соединения ртути. Нахождение в природе. Месторождения, получение, применение. Токсикология, гигиеническое нормирование концентраций ртути.
реферат [63,3 K], добавлен 19.05.2015Медь - химический элемент I группы периодической системы Менделеева. Общая характеристика меди. Физические и химические свойства. Нахождение в природе. Получение, применение, биологическая роль. Использование соединений меди.
реферат [13,4 K], добавлен 24.03.2007Общая характеристика титана как химического элемента IV группы периодической системы Д.И. Менделеева. Химические и физические свойства титана. История открытия титана У. Грегором в 1791 году. Основные свойства титана и его применение в промышленности.
доклад [13,2 K], добавлен 27.04.2011
