Chrom. Oxidationstilstande af chrom. Oxidationstilstand for krom Oxidationstilstanden for krom i det højere oxid er lig med

Opgave nr. 1

Oxidationstilstanden +2 i alle forbindelser udviser

Svar: 4

Forklaring:

Af alle de foreslåede muligheder er det kun zink, der udviser +2-oxidationstilstanden i komplekse forbindelser, idet det er et element i den sekundære undergruppe af den anden gruppe, hvor den maksimale oxidationstilstand er lig med gruppetallet.

Tin er et element i hovedundergruppen af ​​gruppe IV, et metal, der udviser oxidationstilstande 0 (i et simpelt stof), +2, +4 (gruppenummer).

Fosfor er et element i hovedgruppens hovedundergruppe, idet det er et ikke-metal, der udviser oxidationstilstande fra -3 (gruppenummer - 8) til +5 (gruppenummer).

Jern er et metal, elementet er placeret i en sekundær undergruppe af hovedgruppen. Jern er karakteriseret ved oxidationstilstande: 0, +2, +3, +6.

Opgave nr. 2

Forbindelsen af ​​KEO 4 sammensætning danner hver af to elementer:

1) fosfor og klor

2) fluor og mangan

3) klor og mangan

4) silicium og brom

Svar: 3

Forklaring:

Saltet af sammensætningen KEO 4 indeholder en syrerest EO 4 -, hvor oxygen har en oxidationstilstand på -2, derfor er oxidationstilstanden af ​​grundstoffet E i denne syrerest +7. Af de foreslåede muligheder er klor og mangan egnede - elementer i henholdsvis hoved- og sekundære undergrupper i gruppe VII.

Fluor er også et element i hovedundergruppen af ​​gruppe VII, men da det er det mest elektronegative element, udviser det ikke positive oxidationstilstande (0 og -1).

Bor, silicium og phosphor er elementer i hovedundergrupperne af henholdsvis gruppe 3, 4 og 5, derfor udviser de i salte de tilsvarende maksimale oxidationstilstande på +3, +4, +5.

Opgave nr. 3

• 1. Zn og Cr
• 2. Si og B
• 3. Fe og Mn
• 4. P og As

Svar: 4

Forklaring:

Den samme højeste oxidationstilstand i forbindelserne, lig med gruppetallet (+5), udvises af P og As. Disse elementer er placeret i hovedundergruppen af ​​gruppe V.

Zn og Cr er elementer i sekundære undergrupper af henholdsvis gruppe II og VI. I forbindelser udviser zink den højeste oxidationstilstand på +2, krom - +6.

Fe og Mn er elementer i de sekundære undergrupper af henholdsvis gruppe VIII og VII. Den højeste oxidationstilstand for jern er +6, for mangan - +7.

Opgave nr. 4

Forbindelserne udviser den samme højeste oxidationstilstand

• 1. Hg og Cr
• 2. Si og Al
• 3. F og Mn
• 4. P og N

Svar: 4

Forklaring:

P og N udviser den samme højeste oxidationstilstand i forbindelser, lig med gruppetallet (+5). Disse grundstoffer er placeret i hovedundergruppen af ​​gruppe V.

Hg og Cr er elementer i sekundære undergrupper af henholdsvis gruppe II og VI. I forbindelser udviser kviksølv den højeste oxidationstilstand på +2, krom - +6.

Si og Al er elementer i hovedundergrupperne i henholdsvis gruppe IV og III. Følgelig er den maksimale oxidationstilstand for silicium i komplekse forbindelser +4 (tallet på den gruppe, hvor silicium er placeret), for aluminium - +3 (tallet på den gruppe, hvor aluminium er placeret).

F og Mn er elementer i henholdsvis hoved- og sekundære undergrupper i gruppe VII. Imidlertid udviser fluor, som er det mest elektronegative grundstof i det periodiske system af kemiske grundstoffer, ikke positive oxidationstilstande: i komplekse forbindelser er dens oxidationstilstand -1 (gruppenummer -8). Den højeste oxidationstilstand for mangan er +7.

Opgave nr. 5

Nitrogen udviser oxidationstilstand +3 i hver af to stoffer:

• 1. HNO2 og NH3
• 2. NH4Cl og N2O3
• 3. NaNO 2 og NF 3
• 4. HNO 3 og N 2

Svar: 3

Forklaring:

I salpetersyre HNO 2 er oxidationstilstanden for oxygen i syreresten -2, den for hydrogen er +1, derfor er oxidationstilstanden for nitrogen +3, for at molekylet forbliver elektrisk neutralt. I ammoniak NH 3 er nitrogen et mere elektronegativt grundstof, så det tiltrækker et elektronpar af en kovalent polær binding og har en negativ oxidationstilstand på -3, oxidationstilstanden for brint i ammoniak er +1.

Ammoniumchlorid NH 4 Cl er et ammoniumsalt, derfor er oxidationstilstanden for nitrogen den samme som i ammoniak, dvs. er lig med -3. I oxider er oxygenets oxidationstilstand altid -2, så for nitrogen er den +3.

I natriumnitrit NaNO 2 (et salt af salpetersyrling) er oxidationsgraden af ​​nitrogen den samme som i nitrogen i salpetersyrling, fordi er +3. I nitrogenfluorid er nitrogens oxidationstilstand +3, da fluor er det mest elektronegative grundstof i det periodiske system og i komplekse forbindelser udviser en negativ oxidationstilstand på -1. Denne svarmulighed opfylder opgavens betingelser.

I salpetersyre har nitrogen den højeste oxidationstilstand lig med gruppetallet (+5). Nitrogen som en simpel forbindelse (da den består af atomer af et kemisk grundstof) har en oxidationstilstand på 0.

Opgave nr. 6

Det højeste oxid af et gruppe VI-element svarer til formlen

• 1. E 4 O 6
• 2. EO 4
• 3. EO 2
• 4. EO 3

Svar: 4

Forklaring:

Det højeste oxid af et grundstof er oxidet af det grundstof med dets højeste oxidationstilstand. I en gruppe er den højeste oxidationstilstand for et grundstof lig med gruppetallet, derfor er den maksimale oxidationstilstand for et grundstof i gruppe VI +6. I oxider udviser oxygen en oxidationstilstand på -2. Tallene under grundstofsymbolet kaldes indekser og angiver antallet af atomer af det pågældende grundstof i molekylet.

Den første mulighed er forkert, fordi. grundstoffet har en oxidationstilstand på 0-(-2)⋅6/4 = +3.

I den anden version har grundstoffet en oxidationstilstand på 0-(-2) ⋅ 4 = +8.

I den tredje mulighed er oxidationstilstanden for grundstoffet E: 0-(-2) ⋅ 2 = +4.

I den fjerde mulighed er oxidationstilstanden for grundstoffet E: 0-(-2) ⋅ 3 = +6, dvs. dette er svaret, du leder efter.

Opgave nr. 7

Oxidationstilstanden af ​​chrom i ammoniumdichromat (NH 4) 2 Cr 2 O 7 er lig med

• 1. +6
• 2. +2
• 3. +3
• 4. +7

Svar: 1

Forklaring:

I ammoniumdichromat (NH 4) 2 Cr 2 O 7 i ammoniumkationen NH 4+ har nitrogen, som et mere elektronegativt grundstof, en lavere oxidationstilstand på -3, hydrogen er positivt ladet +1. Derfor har hele kationen en ladning på +1, men da der er 2 af disse kationer, er den samlede ladning +2.

For at molekylet forbliver elektrisk neutralt, skal den sure rest Cr 2 O 7 2− have en ladning på -2. Ilt i sure rester af syrer og salte har altid en ladning på -2, så de 7 oxygenatomer, der udgør ammoniumbikromatmolekylet, er ladede -14. Der er 2 chromatomer i molekyler, derfor, hvis ladningen af ​​chrom er betegnet som x, så har vi:

2x + 7 ⋅ (-2) = -2, hvor x = +6. Ladningen af ​​chrom i ammoniumdichromatmolekylet er +6.

Opgave nr. 8

Oxidationstilstanden +5 er mulig for hvert af to grundstoffer:

1) ilt og fosfor

2) kulstof og brom

3) klor og fosfor

4) svovl og silicium

Svar: 3

Forklaring:

I det første foreslåede svar kan kun fosfor, som et element i hovedundergruppen af ​​gruppe V, udvise en oxidationstilstand på +5, hvilket er dets maksimum. Oxygen (et grundstof i hovedundergruppen af ​​gruppe VI), der er et grundstof med høj elektronegativitet, udviser en oxidationstilstand på -2 i oxider, som et simpelt stof - 0 og i kombination med fluor OF 2 - +1. Oxidationstilstanden +5 er ikke typisk for den.

Kulstof og brom er elementer i hovedundergrupperne i henholdsvis gruppe IV og VII. Kulstof har en maksimal oxidationstilstand på +4 (lig med gruppenummeret), og brom udviser oxidationstilstande på -1, 0 (i den simple forbindelse Br 2), +1, +3, +5 og +7.

Klor og fosfor er elementer i hovedundergrupperne af henholdsvis gruppe VII og V. Fosfor udviser en maksimal oxidationstilstand på +5 (lig med gruppenummeret); chlor, svarende til brom, har oxidationstilstande på -1, 0 (i en simpel forbindelse Cl 2), +1, +3, +5, + 7.

Svovl og silicium er elementer i hovedundergrupperne af henholdsvis gruppe VI og IV. Svovl udviser en bred vifte af oxidationstilstande fra -2 (gruppetal - 8) til +6 (gruppetal). For silicium er den maksimale oxidationstilstand +4 (gruppenummer).

Opgave nr. 9

• 1. NaN03
• 2. NaN02
• 3.NH4Cl
• 4.NEJ

Svar: 1

Forklaring:

I natriumnitrat NaNO 3 har natrium en oxidationstilstand på +1 (gruppe I grundstof), der er 3 oxygenatomer i den sure rest, som hver har en oxidationstilstand på -2, derfor for at molekylet forbliver elektrisk neutral skal nitrogen have en oxidationstilstand på: 0 − (+ 1) − (−2)·3 = +5.

I natriumnitrit NaNO 2 har natriumatomet også en oxidationstilstand på +1 (et grundstof i gruppe I), der er 2 oxygenatomer i syreresten, som hver har en oxidationstilstand på -2, derfor f.eks. for at molekylet forbliver elektrisk neutralt, skal nitrogen have en oxidationstilstand på: 0 − (+1) − (−2) 2 = +3.

NH 4 Cl – ammoniumchlorid. I chlorider har kloratomer en oxidationstilstand på -1, hydrogenatomer, hvoraf der er 4 i molekylet, er positivt ladede, derfor er oxidationstilstanden for nitrogen, for at molekylet skal forblive elektrisk neutralt: 0 - (−1) − 4 · (+1) = −3. I ammoniak- og ammoniumsaltkationer har nitrogen en minimumsoxidationstilstand på -3 (tallet på den gruppe, hvori grundstoffet er placeret, er 8).

I molekylet af nitrogenoxid NO udviser oxygen en minimum oxidationstilstand på -2, som i alle oxider, derfor er oxidationstilstanden for nitrogen +2.

Opgave nr. 10

Nitrogen udviser sin højeste oxidationstilstand i en forbindelse, hvis formel er

• 1. Fe(NO 3) 3
• 2. NaN02
• 3. (NH 4) 2 SO 4
• 4. NR 2

Svar: 1

Forklaring:

Nitrogen er et element i hovedundergruppen af ​​gruppe V, derfor kan det udvise en maksimal oxidationstilstand svarende til gruppetallet, dvs. +5.

En strukturel enhed af jernnitrat Fe(NO 3) 3 består af en Fe 3+ ion og tre nitrationer. I nitrationer har nitrogenatomer, uanset typen af ​​modion, en oxidationstilstand på +5.

I natriumnitrit NaNO2 har natrium en oxidationstilstand på +1 (et grundstof i hovedundergruppen af ​​gruppe I), der er 2 oxygenatomer i syreresten, som hver har en oxidationstilstand på -2, derfor f.eks. for at molekylet forbliver elektrisk neutralt, skal nitrogen have en oxidationstilstand på 0 − ( +1) − (−2)⋅2 ​​​​= +3.

(NH 4) 2 SO 4 – ammoniumsulfat. I svovlsyresalte har SO 4 2− anionen en ladning på 2−, derfor har hver ammoniumkation en ladning på 1+. Brint har en ladning på +1, så nitrogen har en ladning på -3 (nitrogen er mere elektronegativt, så det tiltrækker det fælles elektronpar i N-H-bindingen). I ammoniak- og ammoniumsaltkationer har nitrogen en minimumsoxidationstilstand på -3 (tallet på den gruppe, hvori grundstoffet er placeret, er 8).

I molekylet af nitrogenoxid NO2 udviser oxygen en minimum oxidationstilstand på -2, som i alle oxider, derfor er oxidationstilstanden for nitrogen +4.

Opgave nr. 11

I forbindelser med sammensætningen Fe(NO 3) 3 og CF 4 er oxidationstilstandene for nitrogen og kulstof ens hhv.

Svar: 4

Forklaring:

En strukturel enhed af jern(III)nitrat Fe(NO 3) 3 består af en jernion Fe 3+ og tre nitrationer NO 3 −. I nitrationer har nitrogen altid en oxidationstilstand på +5.

I carbonfluorid CF 4 er fluor et mere elektronegativt element og tiltrækker det fælles elektronpar i C-F-bindingen, der udviser en oxidationstilstand på -1. Derfor har kulstof C en oxidationstilstand på +4.

Opgave nr. 12

Klor udviser en oxidationstilstand på +7 i hver af to forbindelser:

• 1. Ca(OCl)2 og Cl2O7
• 2. KClO 3 og ClO 2
• 3. BaCl2 og HClO4
• 4. Mg(ClO4)2 og Cl2O7

Svar: 4

Forklaring:

I den første variant har kloratomer oxidationstilstande henholdsvis +1 og +7. En strukturel enhed af calciumhypochlorit Ca(OCl) 2 består af en calciumion Ca 2+ (Ca er et grundstof i hovedundergruppen af ​​gruppe II) og to hypochloritioner OCl −, som hver har en ladning på 1−. I komplekse forbindelser, bortset fra OF 2 og forskellige peroxider, har oxygen altid en oxidationstilstand på -2, så det er indlysende, at klor har en ladning på +1. I chloroxid Cl 2 O 7, som i alle oxider, har oxygen en oxidationstilstand på -2, derfor har chloret i denne forbindelse en oxidationstilstand på +7.

I kaliumchlorat KClO 3 har kaliumatomet en oxidationstilstand på +1, og oxygen - -2. For at molekylet forbliver elektrisk neutralt, skal klor udvise en oxidationstilstand på +5. I chloroxid ClO 2 har oxygen, som i ethvert andet oxid, en oxidationstilstand på -2; derfor er dens oxidationstilstand for chlor +4.

I den tredje mulighed er bariumkationen i den komplekse forbindelse ladet +2, derfor er en negativ ladning på -1 koncentreret på hver chloranion i BaCl 2-saltet. I perchlorsyre HClO 4 er den samlede ladning af 4 oxygenatomer −2⋅4 = −8, ladningen på hydrogenkationen er +1. For at molekylet forbliver elektrisk neutralt, skal ladningen af ​​klor være +7.

I den fjerde variant, i magnesiumperchloratmolekylet Mg(ClO 4) 2 er ladningen af ​​magnesium +2 (i alle komplekse forbindelser udviser magnesium en oxidationstilstand på +2), derfor er der for hver ClO 4 − anion en ladning på 1−. I alt er 4 oxygenioner, der hver udviser en oxidationstilstand på -2, ladet -8. For at anionens samlede ladning er 1−, skal klor derfor have en ladning på +7. I chloroxid Cl 2 O 7, som forklaret ovenfor, er ladningen af ​​chlor +7.

I 1766 blev professor i kemi og leder af det kemiske laboratorium ved St. Petersburg Academy of Sciences I.G. Lehman beskrev et nyt mineral fundet i Ural ved Berezovsky-minen, som blev kaldt "sibirisk rødt bly", PbCrO 4. Det moderne navn er krokoit. I 1797 isolerede den franske kemiker L. N. Vauquelin et nyt ildfast metal fra det.
Elementet fik sit navn fra det græske. χρῶμα - farve, maling - på grund af de mange forskellige farver af dets forbindelser.

At finde i naturen og opnå:

Det mest almindelige chrommineral er chromjernmalm FeCr 2 O 4 (chromit), hvoraf rige aflejringer findes i Ural og Kasakhstan; det næstvigtigste mineral er krokoit PbCrO 4. Massefraktionen af ​​chrom i jordskorpen er 0,03%. Naturlig krom består af en blanding af fem isotoper med massetal 50, 52, 53, 54 og 56; Andre radioaktive isotoper er også blevet kunstigt opnået.
Hovedmængderne af chrom opnås og anvendes i form af en legering med jern, ferrochrom, ved at reducere chromit med koks: FeCr 2 O 4 + 4C = Fe + 2Cr + 4CO
Rent chrom opnås ved at reducere dets oxid med aluminium: Cr 2 O 3 + 2Al = 2Cr + Al 2 O 3
eller elektrolyse af vandige opløsninger af chromforbindelser.

Fysiske egenskaber:

Krom er et gråligt-hvidt skinnende metal, der ligner stål, et af de hårdeste metaller, r= 7,19 g/cm 3, Tsmelte=2130K, Tkoge=2945K. Krom har alle de egenskaber, der er karakteristiske for metaller - det leder varme og elektricitet godt, og har den glansegenskab, der er karakteristisk for de fleste metaller.

Kemiske egenskaber:

Chrom er stabil i luften på grund af passivering - dannelsen af ​​en beskyttende oxidfilm. Af samme grund reagerer det ikke med koncentrerede svovl- og salpetersyrer. Ved 2000°C brænder det og danner grønt chrom(III)oxid Cr 2 O 3 .
Når det opvarmes, reagerer det med mange ikke-metaller og danner ofte forbindelser af ikke-støkiometrisk sammensætning: carbider, borider, silicider, nitrider osv.
Chrom danner talrige forbindelser i forskellige oxidationstilstande, hovedsageligt +2, +3, +6.

De vigtigste forbindelser:

Oxidationstilstand +2- basisk oxid CrO (sort), hydroxid Cr(OH) 2 (gul). Chrom(II)-salte (blå opløsninger) opnås ved at reducere chrom(III)-salte med zink i et surt miljø. Meget stærke reduktionsmidler, de oxideres langsomt af vand og frigiver brint.

Oxidationstilstand +3- den mest stabile oxidationstilstand af chrom, den svarer til: amfotert oxid Cr 2 O 3 og hydroxid Cr (OH) 3 (begge grågrønne), chrom (III) salte - grågrønne eller lilla, chromitter MCrO2, som er opnået ved at fusionere chromoxid med alkalier, tetra- og hexahydroxochromater(III) opnået ved at opløse chrom(III)hydroxid i alkaliske opløsninger (grøn), talrige chromkompleksforbindelser.

Oxidationstilstand +6- den anden karakteristiske oxidationstilstand for chrom, den svarer til det sure chrom(VI)oxid CrO 3 (røde krystaller, opløses i vand, danner chromsyrer), chrom H 2 CrO 4, dichrom H 2 Cr 2 O 7 og polykrome syrer , de tilsvarende salte: gule chromater og orange dichromater. Chrom(VI)-forbindelser er stærke oxidationsmidler, især i et surt miljø, reduceret til chrom(III)-forbindelser
I en vandig opløsning bliver kromater til dichromater, når mediets surhedsgrad ændres:
2CrO 4 2- + 2H + Cr 2 O 7 2- + H 2 O, som er ledsaget af et farveskift.

Ansøgning

Chrom, i form af ferrochrom, bruges til fremstilling af legeret stål (især rustfrit stål) og andre legeringer. Chromlegeringer: chrom-30 og chrom-90, uundværlige til produktion af dyser til kraftige plasmabrændere og i luftfartsindustrien, en legering med nikkel (nichrom) - til produktion af varmeelementer. Store mængder krom anvendes som slidstærke og smukke galvaniseringsbelægninger (forkromning).

Biologisk rolle og fysiologisk effekt

Chrom er et af de biogene grundstoffer og indgår konstant i planters og dyrs væv. Hos dyr er chrom involveret i metabolismen af ​​lipider, proteiner (en del af enzymet trypsin) og kulhydrater. Et fald i chromindholdet i mad og blod fører til et fald i væksthastigheden og en stigning i kolesterol i blodet.

I sin rene form er krom ret giftigt; krommetalstøv irriterer lungevæv. Chrom(III)-forbindelser forårsager dermatitis. Chrom(VI)-forbindelser fører til forskellige menneskelige sygdomme, herunder kræft. MPC af chrom(VI) i atmosfærisk luft 0,0015 mg/m 3

Kononova A.S., Nakov D.D., Tyumen State University, 501(2) group, 2013

Kilder:
Chrom (element) // Wikipedia. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Chrome (adgangsdato: 01/06/2014).
Populært bibliotek af kemiske grundstoffer: Chrom. // URL:

Krom er et kemisk grundstof med atomnummer 24. Det er et hårdt, skinnende stålgråt metal, der polerer godt og ikke anløber. Anvendes i legeringer som rustfrit stål og som belægning. Den menneskelige krop kræver små mængder trivalent chrom for at metabolisere sukker, men Cr(VI) er meget giftig.

Forskellige chromforbindelser, såsom chrom(III)oxid og blychromat, er farvestrålende og bruges i maling og pigmenter. Den røde farve af rubin skyldes tilstedeværelsen af ​​dette kemiske element. Nogle stoffer, især natrium, er oxidationsmidler, der bruges til at oxidere organiske forbindelser og (sammen med svovlsyre) til at rense laboratorieglas. Derudover bruges chrom (VI) oxid til fremstilling af magnetbånd.

Opdagelse og etymologi

Historien om opdagelsen af ​​det kemiske grundstof chrom er som følger. I 1761 fandt Johann Gottlob Lehmann et orangerødt mineral i Uralbjergene og kaldte det "sibirisk rødt bly." Selvom det fejlagtigt blev identificeret som en forbindelse af bly med selen og jern, var materialet faktisk blykromat med den kemiske formel PbCrO 4 . I dag er det kendt som mineralet croconte.

I 1770 besøgte Peter Simon Pallas stedet, hvor Lehmann fandt det røde blymineral, som havde meget nyttige egenskaber som pigment i maling. Brugen af ​​sibirisk rødt bly som maling udviklede sig hurtigt. Derudover er den lyse gule farve af crocont blevet moderne.

I 1797 opnåede Nicolas-Louis Vauquelin prøver af rødt. Ved at blande croconte med saltsyre opnåede han CrO 3 oxid. Chrom blev isoleret som et kemisk grundstof i 1798. Vauquelin opnåede det ved at opvarme oxidet med trækul. Han var også i stand til at opdage spor af krom i ædelstene som rubin og smaragd.

I 1800-tallet blev Cr primært brugt i farvestoffer og garvesalte. I dag bruges 85% af metallet i legeringer. Resten bruges i den kemiske, ildfaste og støberiindustri.

Udtalen af ​​det kemiske element chrom svarer til det græske χρῶμα, der betyder "farve", på grund af de mange forskellige farvede forbindelser, der kan opnås fra det.

Minedrift og produktion

Grundstoffet er fremstillet af chromit (FeCr 2 O 4). Omkring halvdelen af ​​verdens malm udvindes i Sydafrika. Derudover er Kasakhstan, Indien og Türkiye dets største producenter. Der er nok udforskede forekomster af chromit, men geografisk er de koncentreret i Kasakhstan og det sydlige Afrika.

Aflejringer af naturligt chrommetal er sjældne, men de findes. For eksempel er det udvundet ved Udachnaya-minen i Rusland. Den er rig på diamanter, og det reducerende miljø hjalp med at producere rent krom og diamanter.

Til industriel metalproduktion behandles chromitmalme med smeltet alkali (kaustisk soda, NaOH). I dette tilfælde dannes natriumchromat (Na 2 CrO 4), som reduceres med kulstof til oxidet Cr 2 O 3. Metallet fremstilles ved at opvarme oxidet i nærværelse af aluminium eller silicium.

I 2000 blev omkring 15 millioner tons chromitmalm udvundet og forarbejdet til 4 millioner tons ferrochrom, en 70% krom-jern-legering, med en omtrentlig markedsværdi på 2,5 milliarder USD.

Hovedkarakteristika

Det kemiske grundstof kroms egenskaber skyldes, at det er et overgangsmetal fra den fjerde periode i det periodiske system og er placeret mellem vanadium og mangan. Inkluderet i gruppe VI. Smelter ved en temperatur på 1907 °C. I nærvær af oxygen danner krom hurtigt et tyndt lag oxid, som beskytter metallet mod yderligere interaktion med oxygen.

Som et overgangselement reagerer det med stoffer i forskellige proportioner. Således danner det forbindelser, hvor det har forskellige oxidationstilstande. Chrom er et kemisk grundstof med grundtilstandene +2, +3 og +6, hvoraf +3 er den mest stabile. Derudover observeres i sjældne tilfælde tilstande +1, +4 og +5. Chromforbindelser i +6 oxidationstilstand er stærke oxidationsmidler.

Hvilken farve er krom? Det kemiske element giver rubin nuance. Den Cr 2 O 3, der bruges til, bruges også som et pigment kaldet kromgrøn. Dens salte farve glas smaragdgrøn. Chrom er det kemiske element, hvis tilstedeværelse gør rubiner røde. Derfor bruges det til fremstilling af syntetiske rubiner.

Isotoper

Isotoper af chrom har atomvægte fra 43 til 67. Typisk består dette kemiske grundstof af tre stabile former: 52 Cr, 53 Cr og 54 Cr. Af disse er 52 Cr den mest almindelige (83,8 % af alt naturligt krom). Derudover er der beskrevet 19 radioisotoper, hvoraf den mest stabile er 50 Cr med en halveringstid på over 1,8x10 17 år. 51 Cr har en halveringstid på 27,7 dage, og for alle andre radioaktive isotoper overstiger den ikke 24 timer, og for de fleste af dem varer den mindre end et minut. Elementet har også to metatilstande.

Isotoper af chrom i jordskorpen ledsager som regel isotoper af mangan, som bruges i geologi. 53 Cr dannes under det radioaktive henfald på 53 Mn. Mn/Cr isotopforholdet forstærker andre spor om solsystemets tidlige historie. Ændringer i 53 Cr/52 Cr- og Mn/Cr-forhold fra forskellige meteoritter beviser, at nye atomkerner blev skabt lige før dannelsen af ​​solsystemet.

Kemisk grundstof chrom: egenskaber, formel for forbindelser

Chrom(III)oxid Cr 2 O 3, også kendt som sesquioxid, er en af ​​de fire oxider af dette kemiske grundstof. Det fås fra chromit. Den grønne farveforbindelse kaldes almindeligvis "kromgrøn", når den bruges som pigment til emalje- og glasmaling. Oxidet kan opløses i syrer og danne salte og i smeltet alkaliskromitter.

Kaliumdichromat

K 2 Cr 2 O 7 er et kraftigt oxidationsmiddel og foretrækkes som et middel til at rense laboratorieglasvarer fra organisk materiale. Til dette formål anvendes dens mættede opløsning, men nogle gange erstattes den med natriumbichromat, baseret på sidstnævntes højere opløselighed. Derudover kan det regulere oxidationsprocessen af ​​organiske forbindelser, omdanne primær alkohol til aldehyd og derefter til kuldioxid.

Kaliumdichromat kan forårsage krom dermatitis. Chrom vil sandsynligvis forårsage sensibilisering, der fører til udvikling af dermatitis, især i hænder og underarme, som er kronisk og vanskelig at helbrede. Som andre Cr(VI)-forbindelser er kaliumdichromat kræftfremkaldende. Det skal håndteres med handsker og passende beskyttelsesudstyr.

Chromsyre

Forbindelsen har den hypotetiske struktur H 2 CrO 4 . Hverken chromsyre eller dichromsyre forekommer i naturen, men deres anioner findes i forskellige stoffer. Den "chromsyre", der kan findes på salg, er faktisk dens syreanhydrid - CrO 3 trioxid.

Bly(II)chromat

PbCrO 4 har en lys gul farve og er praktisk talt uopløselig i vand. Af denne grund har det fundet anvendelse som et farvepigment kaldet krongul.

Cr og pentavalent binding

Chrom er kendetegnet ved dets evne til at danne pentavalente bindinger. Forbindelsen dannes af Cr(I) og et carbonhydridradikal. En pentavalent binding dannes mellem to chromatomer. Dens formel kan skrives som Ar-Cr-Cr-Ar, hvor Ar repræsenterer en specifik aromatisk gruppe.

Ansøgning

Chrom er et kemisk grundstof, hvis egenskaber har givet det mange forskellige anvendelser, hvoraf nogle er anført nedenfor.

Det giver metaller korrosionsbestandighed og en blank overflade. Derfor indgår krom i legeringer som rustfrit stål, der fx bruges i bestik. Det bruges også til forkromning.

Chrom er en katalysator for forskellige reaktioner. Det bruges til at lave forme til at brænde mursten. Dens salte bruges til at garve læder. Kaliumbikromat bruges til oxidation af organiske forbindelser som alkoholer og aldehyder samt til rengøring af laboratorieglas. Det tjener som fikseringsmiddel til stoffarvning og bruges også til fotografering og fotoprint.

CrO 3 bruges til at lave magnetbånd (for eksempel til lydoptagelse), som har bedre egenskaber end film med jernoxid.

Rolle i biologi

Trivalent chrom er et kemisk element, der er nødvendigt for metabolismen af ​​sukker i den menneskelige krop. I modsætning hertil er hexavalent Cr meget giftig.

Forebyggende foranstaltninger

Chrommetal- og Cr(III)-forbindelser betragtes generelt ikke som en sundhedsfare, men stoffer, der indeholder Cr(VI) kan være giftige, hvis de indtages eller indåndes. De fleste af disse stoffer er irriterende for øjne, hud og slimhinder. Ved kronisk eksponering kan chrom(VI)-forbindelser forårsage øjenskader, hvis de ikke behandles korrekt. Derudover er det et anerkendt kræftfremkaldende stof. Den dødelige dosis af dette kemiske element er omkring en halv teskefuld. Ifølge anbefalingerne fra Verdenssundhedsorganisationen er den maksimalt tilladte koncentration af Cr (VI) i drikkevand 0,05 mg pr. liter.

Fordi kromforbindelser bruges i farvestoffer og til garvning af læder, findes de ofte i jord og grundvand fra forladte industriområder, der kræver miljøoprensning og -sanering. Primer indeholdende Cr(VI) er stadig meget udbredt i fly- og bilindustrien.

Elementegenskaber

De vigtigste fysiske egenskaber ved chrom er som følger:

• Atomnummer: 24.
• Atomvægt: 51.996.
• Smeltepunkt: 1890 °C.
• Kogepunkt: 2482 °C.
• Oxidationstilstand: +2, +3, +6.
• Elektronkonfiguration: 3d 5 4s 1.

DEFINITION

Chrom placeret i den fjerde periode i gruppe VI i den sekundære (B) undergruppe af det periodiske system. Betegnelse – Kr. I form af et simpelt stof - et gråhvidt skinnende metal.

Krom har en kropscentreret kubisk gitterstruktur. Massefylde - 7,2 g/cm3. Smelte- og kogepunkterne er henholdsvis 1890 o C og 2680 o C.

Oxidationstilstand af chrom i forbindelser

Chrom kan eksistere i form af et simpelt stof - et metal, og oxidationstilstanden af ​​metaller i grundstoftilstanden er lig med nul, da fordelingen af ​​elektrontæthed i dem er ensartet.

Oxidationstilstande (+2) Og (+3) krom forekommer i oxider (Cr +2 O, Cr +3 2 O 3), hydroxider (Cr +2 (OH) 2, Cr +3 (OH) 3), halogenider (Cr +2 Cl 2, Cr +3 Cl 3 ), sulfater (Cr +2SO4, Cr +32 (SO4)3) og andre forbindelser.

Chrom er også kendetegnet ved dets oxidationstilstand (+6) : Cr +6 O 3, H 2 Cr + 6 O 4, H 2 Cr + 6 2 O 7, K 2 Cr + 6 2 O 7, osv.

Eksempler på problemløsning

EKSEMPEL 1

EKSEMPEL 2

Chrom (Cr), et kemisk grundstof i gruppe VI i Mendeleevs periodiske system. Det er et overgangsmetal med atomnummer 24 og atommasse 51.996. Oversat fra græsk betyder navnet på metallet "farve". Metallet skylder sit navn til de mange forskellige farver, der er iboende i dets forskellige forbindelser.

Kroms fysiske egenskaber

Metallet har tilstrækkelig hårdhed og skørhed på samme tid. På Mohs-skalaen er hårdheden af ​​krom vurderet til 5,5. Denne indikator betyder, at krom har den maksimale hårdhed af alle metaller, der kendes i dag, efter uran, iridium, wolfram og beryllium. Det simple stof krom er kendetegnet ved en blålig-hvid farve.

Metal er ikke et sjældent element. Dens koncentration i jordskorpen når 0,02 vægtprocent. aktier Chrom findes aldrig i sin rene form. Det findes i mineraler og malme, som er hovedkilden til metaludvinding. Chromit (chromjernmalm, FeO*Cr 2 O 3) betragtes som den vigtigste chromforbindelse. Et andet ret almindeligt, men mindre vigtigt mineral er krokoit PbCrO 4 .

Metallet kan let smeltes ved en temperatur på 1907 0 C (2180 0 K eller 3465 0 F). Ved en temperatur på 2672 0 C koger det. Metallets atommasse er 51.996 g/mol.

Chrom er et unikt metal på grund af dets magnetiske egenskaber. Ved stuetemperatur udviser det antiferromagnetisk orden, mens andre metaller udviser det ved ekstremt lave temperaturer. Men hvis chrom opvarmes til over 37 0 C, ændres chroms fysiske egenskaber. Således ændres den elektriske modstand og lineære ekspansionskoefficient betydeligt, elasticitetsmodulet når en minimumsværdi, og den indre friktion stiger betydeligt. Dette fænomen er forbundet med passagen af ​​Néel-punktet, hvor materialets antiferromagnetiske egenskaber kan ændres til paramagnetiske. Det betyder, at det første niveau er bestået, og stoffet er steget kraftigt i volumen.

Strukturen af ​​chrom er et kropscentreret gitter, på grund af hvilket metallet er kendetegnet ved temperaturen i den skøre-duktile periode. Men i tilfælde af dette metal er renhedsgraden af ​​stor betydning, derfor er værdien i området -50 0 C - +350 0 C. Som praksis viser, har krystalliseret metal ikke nogen duktilitet, men blødt udglødning og støbning gør den formbar.

Kemiske egenskaber af chrom

Atomet har følgende ydre konfiguration: 3d 5 4s 1. Som regel har chrom i forbindelser følgende oxidationstilstande: +2, +3, +6, blandt hvilke Cr 3+ udviser størst stabilitet.Derudover er der andre forbindelser, hvor chrom udviser en helt anden oxidationstilstand, nemlig : +1, +4, +5.

Metallet er ikke særlig kemisk reaktivt. Når chrom udsættes for normale forhold, udviser metallet modstand mod fugt og ilt. Denne egenskab gælder dog ikke for forbindelsen af ​​chrom og fluor - CrF 3, som, når den udsættes for temperaturer over 600 0 C, interagerer med vanddamp og danner Cr 2 O 3 som et resultat af reaktionen, såvel som nitrogen , kulstof og svovl.

Når chrommetal opvarmes, reagerer det med halogener, svovl, silicium, bor, kulstof og nogle andre grundstoffer, hvilket resulterer i følgende kemiske reaktioner af chrom:

Cr + 2F 2 = CrF 4 (med en blanding af CrF 5)

2Cr + 3Cl2 = 2CrCl3

2Cr + 3S = Cr2S3

Chromater kan opnås ved at opvarme chrom med smeltet soda i luft, nitrater eller chlorater af alkalimetaller:

2Cr + 2Na 2 CO 3 + 3O 2 = 2Na 2 CrO 4 + 2CO 2.

Chrom er ikke giftigt, hvilket ikke kan siges om nogle af dets forbindelser. Som bekendt kan støv fra dette metal, hvis det kommer ind i kroppen, irritere lungerne, det absorberes ikke gennem huden. Men da det ikke forekommer i sin rene form, er det umuligt at komme ind i den menneskelige krop.

Trivalent chrom frigives til miljøet under udvinding og forarbejdning af chrommalm. Chrom introduceres sandsynligvis i den menneskelige krop i form af et kosttilskud, der bruges i vægttabsprogrammer. Chrom, med en valens på +3, er en aktiv deltager i glucosesyntese. Forskere har fundet ud af, at overdreven indtagelse af chrom ikke forårsager nogen særlig skade på menneskekroppen, da det ikke absorberes, men det kan ophobes i kroppen.

Forbindelser, der involverer hexavalent metal, er ekstremt giftige. Sandsynligheden for, at de kommer ind i den menneskelige krop, vises under produktionen af ​​kromater, forkromning af genstande og under noget svejsearbejde. Indtagelsen af ​​sådan chrom i kroppen er fyldt med alvorlige konsekvenser, da forbindelser, hvori det hexavalente element er til stede, er stærke oxidationsmidler. Derfor kan de forårsage blødninger i mave og tarme, nogle gange med perforering af tarmen. Når sådanne forbindelser kommer i kontakt med huden, opstår der stærke kemiske reaktioner i form af forbrændinger, betændelse og sår.

Afhængigt af kvaliteten af ​​chrom, der skal opnås ved udgangen, er der flere metoder til fremstilling af metallet: elektrolyse af koncentrerede vandige opløsninger af chromoxid, elektrolyse af sulfater og reduktion med siliciumoxid. Sidstnævnte metode er dog ikke særlig populær, da den producerer chrom med en enorm mængde urenheder. Desuden er det heller ikke økonomisk rentabelt.