Free Web Site - Free Web Space and Site Hosting - Web Hosting - Internet Store and Ecommerce Solution Provider - High Speed Internet
Search the Web
Chimie
 
 
 
 

Chimie
alte refeate:
Acetilena
Cadmiul
Cuprul
Etena
Metanul
Cromul
SUBIECT: CROMUL  (Z=24 ; A=51,996)
Valenta : II ; III ; VI;
Sarcina : 2+ ; 3+ ; 6+;
Structura electronica :1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5;
Obervarie: in cadrul Cr se observa o surpare de straturi ce face ca a lui configuratie  sa fie o exceptie avand stratul d semicompletat prin sarirea unui electron  din 4s in 3d.
Istoric:
    In 1765 geologul rus Pallas a descoperit in mina de la Berezovo din Urali un mineral rosu-portocaliu ,pecare l-a denumit crocoit.Prin descompunerea crocoitului cu acizi minerali,in 1797 Vauqelin obtine acidul de plumb (numit  mai tarziu cromic),care prin topire cu borax da o culoare verde.Prin incalzirea puternicca a acidului cromic  cu carbune,Vauqelin a obtinut un nou metal pe care l-a denumit crom dupa cuvantul grecesc “chorma”ce inseamna culuare, deoarece combinatiile acestui element sunt multicolore.
Stare naturala:
    Cromul este un metal foarte raspandit in natura sub forma de minerale. Cele mai importante minerale ale cromului sunt:
    • Cromitul FeCr2O4 : contine 46,46%Cr;se gaseste in cristale octaedrice           brune-negre,cu densitatea 4,5g/cm3;se topeste la 1545-1850 grade Celsius si are duritatea 5,5-7,5 in scara Mosh ;
    • Crocoitul PbCrO4:  este mai putin raspandit, se prezinta in prisme mono-cline galbene-portocali, de densitate 6 g/cm3 si duritate 2,5-3 in scara Mosh si se formeaza in zonele de oxidare a zacamintelor de plumb; 
    • Cociubeitul : e o varietate a clinoclorului (ce este silicat de aluminiu , crom , fier si magneziu),care se gaseste in prisme verzi de densitate 2,61-2,78 g/cm3  si de duritate 2-2,5 in scara Mosh;
    • Uwarowitul Ca3Cr2[SiO4]3: se gaseste sub forma de cristale cubice verzi ca smaragdul, de densitate 3,52g/cm3 si de duritate 6,5-7,5 in scara lui Mosh;
Alte minerale ale cromului sunt: stichitul 2MgCO3·5Mg(OH)2·2Cr(OH)2 ; vauquelinitul ( fosfat si cromat de plumb si cupru ) , lopezitul K2Cr2O7 , daubrelitul FeS·Cr2S3 ,kameritul (silicat de aluminiu,crom ,fier si magneziu), wolchonskoitu(silicat hidratat de aluminiu crom si fier).
 Obtinere:
    Cromul metalic se obtine prin reducerea la cald a Cr2O3 cu aluminiu , siliciu , calciu , hidrogen , zinc,etc.; sau  prin  reducerea  catodica a solutiilor
sau topiturilor sarurilor lui , cel mai intalnit procedeu fiind reducerea aluminotermica a oxidului de crom trivalent conform reactie:
                Cr2O3 + 2Al = 2Cr + Al2O3 + 120,30kcal 
Cromul metalic obtinut prin procedeul aluminotermic industrial are puritatea 97,99%Cr si contine ca impuritati in special fier.
Alte procedee ar fi reducerea Cr2O3 cu hidrogen pur la 1500 grade Celsius,prin disociere termica a diiodurii de crom,prin reducerea la cald a tricloruri anhidre de crom cu hidrogen ,cu metale alcaline sau alcalino-pamantoase, si prin reducerea cromatilor cu vapori de potasiu:
                Cr2O3 + 3H2 = 2Cr + 3H2O
                CrI2 --- Cr + I2
                CrCl3 + 3/2H2 = Cr + 3HCl
                CrCl3 + 3Na = Cr + 3NaCl
                2CrCl3 + 3Zn = 2Cr + 3ZnCl3
Prin reducerea aluminotermica a oxidului de crom trivalent cu Fe2O3 se obtine fercrom ce este un aliaj ce contine  60-72%crom.
Proprietati fizice si chimice:
    In stare compacta, cromul metalic are culoarea cenusie ca otelul si structura cristalina cubica centrata in spatiu pentru modificatia stabila alfa-crom si hexagonal compacta pentru modificatia alfa-crom,care trece cu timpul in alfa-crom .
    Cromul metalic are densitatea 7,2g/cm3 la 20 grade Celsius ,se topeste la 1855 grade Celsius,are temperatura de fierbere 2642°C, duritatea 5 in scara Mosh,este paramagnetic.In stare compacta ,cromul metalic pur e maleabil si ductil.Prin impurificare cu carbon sau hidrogen, devine dur casant si fragil.
Se cunosc multe aliaje pe care le face cromul cu : Fe, Ni, Co, Pd, S, Mo, P, C, Si, Zr, Al, Zn, Cu, Hg, etc..
    In conditii obisnuite Cr metalic este stabil in aer, in apa si fata de numerosi agenti chimici.
    La temperatura inalta, cromul incandescent reactioneaza cu vaporii de apa dupa ecuatia:
                2Cr + 3H2O --- Cr2O3 + 3H2 
    Hidracizii HF,HCl,HBr,HI gazosi la temperatura inalta sau solutiile lor la temperatura obisnuita transforma cromul in dihalogenurile respective.
    Prin actiune fluorului gazos asupra cromului (t°C)rezulta:CrF4 si CrF5.La cald clorul.bromul si sulful tramsforma cromul in CrCl3, CrBr3 , Cr2S3 .Iodul transforma cromul in CrI3 si CrI2.Iar H2S il duce la CrS.
    Prin acitunea azotului,posporului,carbonului,siliciului si a borului asupra cromului (t°C) rezulta:CrN,Cr3P,Cr23C6,Cr7C3,Cr3Si,CrB. Topiturile alcalino -oxidante transforma cromul metalic in cromati alcalini.
    Fata de numerosi agenti chimici cromul se comporta fie ca un metal activ asemeni zincului, fie ca un metal pasiv,asemanator aurului sau platinei. Pasivitatea Cr-ului a fost explicat prin formarea la suprafata metalului a unei pelicule subtiri, incolore de oxid.Prin raderea suprafetei metalelor se poateori fenomenul pasivarii.
    Din punct de vedere fiziologic,cromul nu este toxic dar sarurile cr tivalent si hexavalent sunt toxice atat pt om cat si pentru animale.
Combinatiile cromului:
a)Combinatiile cromului bivalent:
    Monoxidul de crom(CrO):rezulta prin oxidarea amalgamului de Cr(CrHg) in contact cu aerul sau cu acidul azotic.
CrO se prezinta ca pulbere neagra care in aer la temperatura peste 100?C se transfor,a cu incandescenta in Cr2O3; are caracter bazic,se dizolva in HCl diluat ,e greu solbil in H2SO4 sauHNO3 diluati si se reduce cu H2 (t°C) la  Cr. 
    Hidroxidul de crom(Cr(OH)2):rezulta ca precipitat galben printratarea solutiilor sarurilor de crom bivalent cu hidroxizii metalelor alcaline,in absenta oxigenului.Are caracter bazic,este greu solubil in apa sau acizi diluati,are caracter reducator si prin aclcinare se transforma in Cr2O3.
    Diclorura de crom(CrCl2 ):se prepara prin incalzirea  cromului metalic la rosu intr-un curent de HCl gazos sau prin incalzirea tricloruri anhidre in curent de hidrogen conform reactiilor:
                Cr + 2HCl = 2CrCl2 + H2
                CrCl3 + 1/2H2 = CrCl2 + HCl
Prin evaporarea rapida a solutiei apoase(obtinuta prin rezucerea solutiei de triclorura cu amalgam de zinc),in absenta aerului se obtin cristalohidrati albastrii verzui ce se deshidrateaza pana la clorura andidra de culoare alba.
    Soluti apoasa este folosita la analza gazelor pentru a absorii oxigenul.In prezenta lui aceasta reactioneaza cu HgO conform ecuatiei: 
                2CrCl2 +2HgO +3H2O +1/2O2=2Cr(OH)3 +2HgCl2
La temperaturi ridicate vaporii de diclorura sunt redusi de Fe la Cr metalic:
                CrCl2 + Fe = Cr + FeCl2
Dimerul Cr2Cl4 se prezinta in cristle albe, foarte hogroscopice, cu desitatea 2,93 g/cm3 , se topesc la 815 grade C  si  prin dizovare formeaza o solutie albastra.
    Monosulfura de crom(CrS):obtinem prin combinarea directa a elementelor
componente la 700 ?C,prin actiune H2S asupra cromului metalic sau a tricloruri la cald conform reactiilor:
                Cr + S = CrS
                Cr + H2S = CrS + H2
                2CrCl3 + 3H2S = 2CrS + S + 6HCl
CrS se prezinta in prisme negre, care are densitatea 4,85g/cm3, se topesc la 1550 grade C, se descompun(inainte de a se topi),se oxideaza usor in aer  si se transforma in triclorura de crom sub actiunea clorului.
Din randul sulfatilor cromului bivalent se cunosc CrSO4·nH2O cu n=5 sau 7.
    Combinatiile complexe:se cunosc putine combinatii complexe ale cromului bivalent dintre care amintim:[Cr(NH3)6]Cl2-albastra, [Cr(NH3)6]X2
(unde X=Br sau I) –verde , cromocianura  K4[Cr(CN)6] ·3H2O-albastra , etc.
b)Combinatiile cromului trivalent:
    Oxidul de crom(Cr2O3):rezulta prin combinarea directa a elementelor componente, prin incalzirea monoxidului de crom in aer,prin calcinarea cromatului de amoniu sau a amestecului dintre sulfatul de crom si carbonatul de sodiu:
                4Cr + 3O2 = 2Cr2O3 + 545,5kacl
                2CrO + 1/2O2 = Cr2O3
                2(NH4)CrO4 = Cr2O3 + 2NH3 + N2 +5H2O
                Cr2(SO4)3 + 3Na2CO3 = Cr2O3 + 3Na2SO4 + 3CO2
Prin topirea oxidului de crom cu NaOH,KOH sau Na2O2 precum si cu alti compusi ai metalelor alcaline, rezulta combinatiile cromului tri si hexavalent solubile in apa:
                Cr2O3 + 2NaOH = Na2Cr2O4 + H2O
                Cr2O3  + 4KOH +KClO3 = 2K2CrO4 + KCl + 2H2O
                Cr2O3 + 3Na2O2 = 2Na2CrO4 + Na2O
Cr2O3 se prezinta in microcristale hexagonale verzi(de aceea e folosit ca pigment inpictura),ce au densitatea 5,22g/cm3,sunt greu fuzibile(se topesc la temperaturi mari),au duritate comparabila cu a corindonului,au caracter amfoter si sunt greu solubile in apa, acizi diluati sau in solutiile metalelor alcaline si alcalino-pamantoase.
Se cunosc hidratii: Cr2O3·nH2O cu n=3,2,1
    Hidroxidul de crom(Cr(OH)3):rezulta sub forma unui precipitat verde gelatinos prin tratarea solutiilor sarurilor de crom trivalent cu solutie de NaOH,KOH sau pri precipitare hidrolitica a sarurilor de Cr(III) cu carbonatii alcalini conform reactiilor:
                Cr2(SO4)3 + 3Na2CO3 +3H2O = 2Cr(OH)3 +Na2SO4 + 3CO2
                Cr2(SO4)3 + 6NaOH =  2Cr(OH)3 +3Na2SO4
Cr(OH)3 are un caracter amfoter,este greu solubil in apa, se dizolva usor in hidroxizi alcalini sau in acizi cu formare de saruri:
                Cr(OH)3 + KOH = K[Cr(OH)4]
                Cr(OH)3 + 3HCl = CrCl3 + 3H2O
Sub actiune calduri, deshidratnadu-se se transforma in oxidul de crom.
    Triclorura de crom(CrCl3):se obtine prin combinarea directa a elementelor componente, prin actiune clorului aspra amestecului de oxid de crom si carbune sau prin actiunea CCl4 asupra oxidului de crom:
                Cr + 3/2Cl2 = CrCl3 +132kcal
                Cr2O3 + 3C +3Cl2 = CrCl3 + 3CO
                2Cr2O3 + 3CCl4 = 4CrCl3 + 3CO2 
CrCl3  se prezinta sub forma unor cristale hexagonale de culoarea florilor de piersic, au densitatea 2,87g/cm3, sublima la 1047 grade Celsius, sunt greu solubile in acizi alcooli,etc.,se reduc la teperatura ridicata cu Ca,Zn,Mg pana la cram si se transforma in clorura de cromil(CrO2Cl2) prin incalzirea in atmosfera de Cl umed.
    Sulfura de crom(Cr2S3):se obtine prin actiunea vaporilor de sulf asupra cromului metalic incalzit tare, prin topire oxidului cu hidrogensulfurat sau prin actiunea CS2 asupra cromului metalic:
                2Cr + 3S = Cr2S3 
                Cr2O3 + 3H2S = Cr2S3  + 3H2O
                4Cr +3CS2 = Cr2S3 + 3C
Cr2S3 rezulta sub forma de cristale negere ,cu densitatea 3,60g/cm3,se descompune hidrolitic sub actine a apei in Cr2O3 ,dioxid de sulf si sulfat bazic de crom si se oxideaza sub actiunea  acidului azotic sau a apei regale.
    Sulfatul de crom(Cr2(SO4)3):rezulta prin deshidratarea cristalohidratilor sai  sau prin incalzirea oxidului de crom cu sulfat de metil.
Se prezinta in microcristale rosii-violete cu densitatea 3,012g/cm3,greu solubile in apa sau acizi si se descompune la temperatura ridicata.Solutia apoasa este violeta la rece si verde la cald.Se cunosc cristalohidratii: Cr2(SO4)3·nH2O (unde n=18,17,15,14,12,9,6,3 ).
    Alaunul de crom si potasiu(KCr(SO4)2·12H2O):se prepara prin concen -trarea prin evaporare a unei solutii apoase provenite prin amestecarea unei solutii de sulfat de potasiu cu sulfatul cromului trivalent, fie prin reducerea  cu H2SO3 a unei solutii de K2Cr2O7 acidulata cu H2SO4:
                Cr2(SO4)3 + K2SO4 +24H2O =2KCr(SO4)2·12H2O
                K2Cr2O7 + 3H2SO3 + H2SO4 +20H2O = 2 KCr(SO4)2·12H2O
 Se prezinta in octaedri violeti care au densitatea 1,83 g/cm3,sunt solubili in apa si greu solubili in alcool.
Se cunosc foarte multe combinatii complexe ale cromului trivalent dintre care amintim:[Cr(NH3)6]Cl3, [Cr(NH3)5(OH)]Cl2.
c)Combinatiile cromului hexavalent:
    Trioxidul de crom(CrO3):se obtine prin actiunea apei asupra cloruri de cromil   sau   prin   tratarea  solutiilor  foarte concentrate  ale cromatului sau bicromatului de potasiu cu un exces de acid sulfuric concentrat:
                CrO2Cl2 + H2O = CrO3 + 2HCl
                K2CrO4 + H2SO4 = CrO3 + K2SO4 + H2O
                K2Cr2O7 + H2SO4 = 2CrO3 + K2SO4 + H2O
CrO3 se prezinta in prisme ortorombicebipiraamidale rosii cu reflexe violacee,cu densitatea 2,80 g/cm3,se topesc la 197 grade Celsius cu usoara descompunere ,sunt foarte solubile in apa,se descompun cu formare de Cr2O3 si degajare de oxigen.
Prin dizolvare in apa rezulta solutii toxice de acizi cromici cu culori de la galben la rosu(concentratia solutior in acizi creste o data cu intensitatea culorii.): CrO3 + H2O = H2CrO4(H2Cr2O7 , H2Cr3O10 , H2Cr4O13).
    Cromatul de sodiu(Na2CrO4):se prezinta in cristale rombice bipiramidale galbene,au densitatea2,733g/cm3, se topesc la 792 grade Celsius, sunt solubile in apa,alcool metilic se transforma in policromati sub actiunea acizilor.
    Cromatul de potasiu(K2CrO4):se prezinta in cristale rombice bipiramidale galbene care au densitatea 2,732 g/cm3,sunt solubile in apa ,in SO2 lichid, greu solubile in alcool etilic,au caracter oxidant, se transforma in policromati sub actiunea acizilor si se transforma intr-o varietate rosie la 667grade celsius, care se topeste la 971 grade.
    Bicarbonatul de sodiu(Na2Cr2O7):se prezinta sub forma de cristale rombice galbene ce se topesc la 356,7 grade C, se descompune cu formare de cromat,oxid si oxigen , are caracter oxidant, se dizolva in apa si alcool. Se
prepara pe cale industriala si e folosit la tabacirea pieilor.
Se cunoaste un cristalohidrat al acestuia si anume: Na2Cr2O7·2H2O.
    Bicarbonatul de potasiu(K2Cr2O7):se prezinta sub forma de cristale triclinice portocalii, cu densitatea 2,73g/cm3, se topesc la 398 grade C ,se dizolva in apa,au caracter oxidant.La acld se reduce cu sulf sau carbune.Este folsit in tabacirea pieilor si in industria cribriturilor.
Intrebuintari:
    Cromul metalic e folosit la prepararea unui numar foarte mare de aliaje.Cele mai imporatnte sunt fercromurile,fontele cu crom si otelurile care contin 12%Cr sunt inoxidabile, antiacide,termorezistente ,refractare si dure. Din aceste oteluri se construieste corpul submarinelor.
    Pulberea fina de Cr poate servi drept catalizator  in readctia de reducere a CO2 cu H2 la CO si H2O.
    Datorita rezistentei fata de agentii atmosferici cromul metalic  e folosit la protejarea  materialelor metalice contra coroziunii.
    O larga intrebuintare isi gasesc combinatiile Cr in pictura, la tabacirea pieilor si la fixarea colorantilor.
 

Bibliografie
Ripan,R.,Ceteanu,I.,Chimia metalelor,vol II,Ed.Didactica si Pedagogica 
                                 Bucuresti--1969

 
[Caligrame] [Referate] [Links] [Guestbook] [x d] [About us
Romana
Fizica
Chimie
Informatica
Diverse