Chromium. Keadaan pengoksidaan kromium. Keadaan pengoksidaan kromium Keadaan pengoksidaan kromium dalam oksida yang lebih tinggi adalah sama dengan

Tugasan No 1

Keadaan pengoksidaan +2 dalam semua sebatian mempamerkan

Jawapan: 4

Penjelasan:

Daripada semua pilihan yang dicadangkan, hanya zink yang mempamerkan keadaan pengoksidaan +2 dalam sebatian kompleks, sebagai unsur subkumpulan sekunder kumpulan kedua, di mana keadaan pengoksidaan maksimum adalah sama dengan nombor kumpulan.

Timah ialah unsur subkumpulan utama kumpulan IV, logam, mempamerkan keadaan pengoksidaan 0 (dalam bahan ringkas), +2, +4 (nombor kumpulan).

Fosforus ialah unsur subkumpulan utama kumpulan utama, sebagai bukan logam, mempamerkan keadaan pengoksidaan daripada -3 (nombor kumpulan – 8) hingga +5 (nombor kumpulan).

Besi adalah logam, unsur itu terletak dalam subkumpulan sekunder kumpulan utama. Besi dicirikan oleh keadaan pengoksidaan: 0, +2, +3, +6.

Tugasan No. 2

Kompaun komposisi KEO 4 membentuk setiap dua unsur:

1) fosforus dan klorin

2) fluorin dan mangan

3) klorin dan mangan

4) silikon dan bromin

Jawapan: 3

Penjelasan:

Garam komposisi KEO 4 mengandungi sisa asid EO 4 -, di mana oksigen mempunyai keadaan pengoksidaan -2, oleh itu, keadaan pengoksidaan unsur E dalam residu asid ini ialah +7. Daripada pilihan yang dicadangkan, klorin dan mangan adalah sesuai - masing-masing unsur subkumpulan utama dan sekunder kumpulan VII.

Fluorin juga merupakan unsur subkumpulan utama kumpulan VII, namun, sebagai unsur paling elektronegatif, ia tidak menunjukkan keadaan pengoksidaan positif (0 dan -1).

Boron, silikon dan fosforus adalah unsur subkumpulan utama kumpulan 3, 4 dan 5, masing-masing, oleh itu dalam garam mereka menunjukkan keadaan pengoksidaan maksimum yang sepadan +3, +4, +5.

Tugasan No. 3

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

Jawapan: 4

Penjelasan:

Keadaan pengoksidaan tertinggi yang sama dalam sebatian, sama dengan nombor kumpulan (+5), ditunjukkan oleh P dan As. Unsur-unsur ini terletak dalam subkumpulan utama kumpulan V.

Zn dan Cr ialah unsur subkumpulan sekunder kumpulan II dan VI, masing-masing. Dalam sebatian, zink mempamerkan keadaan pengoksidaan tertinggi +2, kromium - +6.

Fe dan Mn ialah unsur subkumpulan sekunder kumpulan VIII dan VII, masing-masing. Keadaan pengoksidaan tertinggi untuk besi ialah +6, untuk mangan - +7.

Tugasan No. 4

Sebatian mempamerkan keadaan pengoksidaan tertinggi yang sama

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

Jawapan: 4

Penjelasan:

P dan N mempamerkan keadaan pengoksidaan tertinggi yang sama dalam sebatian, sama dengan nombor kumpulan (+5). Unsur-unsur ini terletak dalam subkumpulan utama kumpulan V.

Hg dan Cr ialah unsur subkumpulan sekunder kumpulan II dan VI, masing-masing. Dalam sebatian, merkuri mempamerkan keadaan pengoksidaan tertinggi +2, kromium - +6.

Si dan Al ialah unsur subkumpulan utama kumpulan IV dan III, masing-masing. Akibatnya, bagi silikon keadaan pengoksidaan maksimum dalam sebatian kompleks ialah +4 (bilangan kumpulan di mana silikon terletak), untuk aluminium - +3 (bilangan kumpulan tempat aluminium terletak).

F dan Mn ialah unsur subkumpulan utama dan sekunder kumpulan VII, masing-masing. Walau bagaimanapun, fluorin, sebagai unsur paling elektronegatif dalam Jadual Berkala Unsur Kimia, tidak menunjukkan keadaan pengoksidaan positif: dalam sebatian kompleks keadaan pengoksidaannya ialah -1 (nombor kumpulan −8). Keadaan pengoksidaan tertinggi mangan ialah +7.

Tugasan No. 5

Nitrogen mempamerkan keadaan pengoksidaan +3 dalam setiap dua bahan:

• 1. HNO 2 dan NH 3
• 2. NH 4 Cl dan N 2 O 3
• 3. NaNO 2 dan NF 3
• 4. HNO 3 dan N 2

Jawapan: 3

Penjelasan:

Dalam asid nitrus HNO 2, keadaan pengoksidaan oksigen dalam sisa asid ialah -2, keadaan hidrogen ialah +1, oleh itu, agar molekul kekal neutral secara elektrik, keadaan pengoksidaan nitrogen ialah +3. Dalam ammonia NH 3, nitrogen adalah unsur yang lebih elektronegatif, jadi ia menarik pasangan elektron ikatan polar kovalen dan mempunyai keadaan pengoksidaan negatif -3, keadaan pengoksidaan hidrogen dalam ammonia ialah +1.

Ammonium klorida NH 4 Cl ialah garam ammonium, oleh itu keadaan pengoksidaan nitrogen adalah sama seperti dalam ammonia, i.e. adalah sama dengan -3. Dalam oksida, keadaan pengoksidaan oksigen sentiasa -2, jadi untuk nitrogen ia adalah +3.

Dalam natrium nitrit NaNO 2 (garam asid nitrus), darjah pengoksidaan nitrogen adalah sama seperti dalam nitrogen dalam asid nitrus, kerana ialah +3. Dalam nitrogen fluorida, keadaan pengoksidaan nitrogen ialah +3, kerana fluorin ialah unsur paling elektronegatif dalam Jadual Berkala dan dalam sebatian kompleks mempamerkan keadaan pengoksidaan negatif -1. Pilihan jawapan ini memenuhi syarat tugasan.

Dalam asid nitrik, nitrogen mempunyai keadaan pengoksidaan tertinggi bersamaan dengan nombor kumpulan (+5). Nitrogen sebagai sebatian ringkas (kerana ia terdiri daripada atom satu unsur kimia) mempunyai keadaan pengoksidaan 0.

Tugasan No. 6

Oksida tertinggi bagi unsur kumpulan VI sepadan dengan formula

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

Jawapan: 4

Penjelasan:

Oksida tertinggi unsur ialah oksida unsur dengan keadaan pengoksidaan tertinggi. Dalam kumpulan, keadaan pengoksidaan tertinggi unsur adalah sama dengan nombor kumpulan, oleh itu, dalam kumpulan VI, keadaan pengoksidaan maksimum unsur ialah +6. Dalam oksida, oksigen mempamerkan keadaan pengoksidaan -2. Nombor di bawah simbol unsur dipanggil indeks dan menunjukkan bilangan atom unsur itu dalam molekul.

Pilihan pertama tidak betul, kerana. unsur mempunyai keadaan pengoksidaan 0-(-2)⋅6/4 = +3.

Dalam versi kedua, unsur mempunyai keadaan pengoksidaan 0-(-2) ⋅ 4 = +8.

Dalam pilihan ketiga, keadaan pengoksidaan unsur E: 0-(-2) ⋅ 2 = +4.

Dalam pilihan keempat, keadaan pengoksidaan unsur E: 0-(-2) ⋅ 3 = +6, i.e. ini jawapan yang anda cari.

Tugasan No. 7

Keadaan pengoksidaan kromium dalam ammonium dikromat (NH 4) 2 Cr 2 O 7 adalah sama dengan

• 1. +6
• 2. +2
• 3. +3
• 4. +7

Jawapan: 1

Penjelasan:

Dalam ammonium dikromat (NH 4) 2 Cr 2 O 7 dalam kation ammonium NH 4 +, nitrogen, sebagai unsur yang lebih elektronegatif, mempunyai keadaan pengoksidaan yang lebih rendah iaitu -3, hidrogen bercas positif +1. Oleh itu, keseluruhan kation mempunyai caj +1, tetapi kerana terdapat 2 daripada kation ini, jumlah caj ialah +2.

Agar molekul kekal neutral secara elektrik, sisa berasid Cr 2 O 7 2− mesti mempunyai cas -2. Oksigen dalam sisa berasid asid dan garam sentiasa mempunyai cas -2, jadi 7 atom oksigen yang membentuk molekul ammonium bichromate bercas -14. Terdapat 2 atom kromium dalam molekul, oleh itu, jika cas kromium ditetapkan sebagai x, maka kita mempunyai:

2x + 7 ⋅ (-2) = -2, dengan x = +6. Caj kromium dalam molekul ammonium dikromat ialah +6.

Tugasan No. 8

Keadaan pengoksidaan +5 adalah mungkin untuk setiap dua unsur:

1) oksigen dan fosforus

2) karbon dan bromin

3) klorin dan fosforus

4) sulfur dan silikon

Jawapan: 3

Penjelasan:

Dalam jawapan yang dicadangkan pertama, hanya fosforus, sebagai unsur subkumpulan utama kumpulan V, boleh menunjukkan keadaan pengoksidaan +5, iaitu maksimumnya. Oksigen (unsur subkumpulan utama kumpulan VI), sebagai unsur dengan keelektronegatifan tinggi, mempamerkan keadaan pengoksidaan -2 dalam oksida, sebagai bahan ringkas - 0 dan digabungkan dengan fluorin OF 2 - +1. Keadaan pengoksidaan +5 bukanlah tipikal untuknya.

Karbon dan bromin adalah unsur subkumpulan utama kumpulan IV dan VII, masing-masing. Karbon mempunyai keadaan pengoksidaan maksimum +4 (sama dengan nombor kumpulan), dan bromin mempamerkan keadaan pengoksidaan -1, 0 (dalam sebatian ringkas Br 2), +1, +3, +5 dan +7.

Klorin dan fosforus adalah unsur subkumpulan utama kumpulan VII dan V, masing-masing. Fosforus mempamerkan keadaan pengoksidaan maksimum +5 (sama dengan nombor kumpulan); klorin, serupa dengan bromin, mempunyai keadaan pengoksidaan -1, 0 (dalam sebatian ringkas Cl 2), +1, +3, +5, + 7.

Sulfur dan silikon adalah unsur subkumpulan utama kumpulan VI dan IV, masing-masing. Sulfur mempamerkan pelbagai keadaan pengoksidaan daripada -2 (nombor kumpulan - 8) hingga +6 (nombor kumpulan). Untuk silikon, keadaan pengoksidaan maksimum ialah +4 (nombor kumpulan).

Tugasan No. 9

• 1. NaNO3
• 2. NaNO2
• 3.NH4Cl
• 4.NO

Jawapan: 1

Penjelasan:

Dalam natrium nitrat NaNO 3, natrium mempunyai keadaan pengoksidaan +1 (unsur kumpulan I), terdapat 3 atom oksigen dalam sisa berasid, setiap satunya mempunyai keadaan pengoksidaan -2, oleh itu, agar molekul itu kekal. neutral elektrik, nitrogen mesti mempunyai keadaan pengoksidaan: 0 − (+ 1) − (−2)·3 = +5.

Dalam natrium nitrit NaNO 2, atom natrium juga mempunyai keadaan pengoksidaan +1 (unsur kumpulan I), terdapat 2 atom oksigen dalam sisa asid, setiap satunya mempunyai keadaan pengoksidaan -2, oleh itu, mengikut urutan. untuk molekul kekal neutral elektrik, nitrogen mesti mempunyai keadaan pengoksidaan: 0 − (+1) − (−2) 2 = +3.

NH 4 Cl – ammonium klorida. Dalam klorida, atom klorin mempunyai keadaan pengoksidaan -1, atom hidrogen, yang mana terdapat 4 dalam molekul, bercas positif, oleh itu, agar molekul kekal neutral secara elektrik, keadaan pengoksidaan nitrogen ialah: 0 − (−1) − 4 · (+1) = −3. Dalam ammonia dan kation garam ammonium, nitrogen mempunyai keadaan pengoksidaan minimum −3 (bilangan kumpulan di mana unsur itu terletak ialah 8).

Dalam molekul nitrik oksida NO, oksigen mempamerkan keadaan pengoksidaan minimum -2, seperti dalam semua oksida, oleh itu, keadaan pengoksidaan nitrogen ialah +2.

Tugasan No. 10

Nitrogen mempamerkan keadaan pengoksidaan tertinggi dalam sebatian yang formulanya

• 1. Fe(NO 3) 3
• 2. NaNO2
• 3. (NH 4) 2 SO 4
• 4. NO 2

Jawapan: 1

Penjelasan:

Nitrogen ialah unsur subkumpulan utama kumpulan V, oleh itu, ia boleh mempamerkan keadaan pengoksidaan maksimum yang sama dengan nombor kumpulan, i.e. +5.

Satu unit struktur besi nitrat Fe(NO 3) 3 terdiri daripada satu ion Fe 3+ dan tiga ion nitrat. Dalam ion nitrat, atom nitrogen, tanpa mengira jenis pembilang, mempunyai keadaan pengoksidaan +5.

Dalam natrium nitrit NaNO2, natrium mempunyai keadaan pengoksidaan +1 (unsur subkumpulan utama kumpulan I), terdapat 2 atom oksigen dalam sisa asid, setiap satunya mempunyai keadaan pengoksidaan -2, oleh itu, mengikut urutan. untuk molekul kekal neutral elektrik, nitrogen mesti mempunyai keadaan pengoksidaan 0 − ( +1) − (−2)⋅2 ​​​​= +3.

(NH 4) 2 SO 4 – ammonium sulfat. Dalam garam asid sulfurik, anion SO 4 2− mempunyai cas 2−, oleh itu, setiap kation ammonium mempunyai cas 1+. Hidrogen mempunyai cas +1, jadi nitrogen mempunyai cas -3 (nitrogen lebih elektronegatif, jadi ia menarik pasangan elektron biasa ikatan N–H). Dalam ammonia dan kation garam ammonium, nitrogen mempunyai keadaan pengoksidaan minimum −3 (bilangan kumpulan di mana unsur itu terletak ialah 8).

Dalam molekul nitrogen oksida NO2, oksigen mempamerkan keadaan pengoksidaan minimum -2, seperti dalam semua oksida, oleh itu, keadaan pengoksidaan nitrogen ialah +4.

Tugasan No. 11

Dalam sebatian komposisi Fe(NO 3) 3 dan CF 4, keadaan pengoksidaan nitrogen dan karbon adalah sama, masing-masing.

Jawapan: 4

Penjelasan:

Satu unit struktur besi (III) nitrat Fe(NO 3) 3 terdiri daripada satu ion besi Fe 3+ dan tiga ion nitrat NO 3 −. Dalam ion nitrat, nitrogen sentiasa mempunyai keadaan pengoksidaan +5.

Dalam karbon fluorida CF 4, fluorin ialah unsur yang lebih elektronegatif dan menarik pasangan elektron sepunya bagi ikatan C-F, menunjukkan keadaan pengoksidaan -1. Oleh itu, karbon C mempunyai keadaan pengoksidaan +4.

Tugasan No. 12

Klorin mempamerkan keadaan pengoksidaan +7 dalam setiap dua sebatian:

• 1. Ca(OCl) 2 dan Cl 2 O 7
• 2. KClO 3 dan ClO 2
• 3. BaCl 2 dan HClO 4
• 4. Mg(ClO 4) 2 dan Cl 2 O 7

Jawapan: 4

Penjelasan:

Dalam varian pertama, atom klorin mempunyai keadaan pengoksidaan +1 dan +7, masing-masing. Satu unit struktur kalsium hipoklorit Ca(OCl) 2 terdiri daripada satu ion kalsium Ca 2+ (Ca ialah unsur subkumpulan utama kumpulan II) dan dua ion hipoklorit OCl −, setiap satunya mempunyai cas 1−. Dalam sebatian kompleks, kecuali OF 2 dan pelbagai peroksida, oksigen sentiasa mempunyai keadaan pengoksidaan -2, jadi jelas bahawa klorin mempunyai cas +1. Dalam klorin oksida Cl 2 O 7, seperti dalam semua oksida, oksigen mempunyai keadaan pengoksidaan −2, oleh itu, klorin dalam sebatian ini mempunyai keadaan pengoksidaan +7.

Dalam kalium klorat KClO 3, atom kalium mempunyai keadaan pengoksidaan +1, dan oksigen - -2. Agar molekul kekal neutral secara elektrik, klorin mesti menunjukkan keadaan pengoksidaan +5. Dalam klorin oksida ClO 2, oksigen, seperti dalam mana-mana oksida lain, mempunyai keadaan pengoksidaan -2; oleh itu, bagi klorin keadaan pengoksidaannya ialah +4.

Dalam pilihan ketiga, kation barium dalam sebatian kompleks dicas +2, oleh itu, cas negatif -1 tertumpu pada setiap anion klorin dalam garam BaCl 2. Dalam asid perklorik HClO 4 jumlah cas bagi 4 atom oksigen ialah −2⋅4 = −8, cas pada kation hidrogen ialah +1. Untuk molekul kekal neutral elektrik, cas klorin mestilah +7.

Dalam varian keempat, dalam molekul magnesium perklorat Mg(ClO 4) 2 cas magnesium ialah +2 (dalam semua sebatian kompleks, magnesium mempamerkan keadaan pengoksidaan +2), oleh itu, bagi setiap anion ClO 4 − terdapat caj 1−. Secara keseluruhan, 4 ion oksigen, setiap satu menunjukkan keadaan pengoksidaan -2, dicas -8. Oleh itu, untuk jumlah cas anion menjadi 1−, klorin mesti mempunyai cas +7. Dalam klorin oksida Cl 2 O 7, seperti yang dijelaskan di atas, cas klorin ialah +7.

Pada tahun 1766, profesor kimia dan ketua Makmal Kimia Akademi Sains St. Petersburg I.G. Lehman menerangkan mineral baru yang ditemui di Ural di lombong Berezovsky, yang dipanggil "plumbum merah Siberia", PbCrO 4. Nama moden ialah crocoite. Pada tahun 1797, ahli kimia Perancis L. N. Vauquelin mengasingkan logam refraktori baru daripadanya.
Unsur itu mendapat namanya daripada bahasa Yunani. χρῶμα - warna, cat - kerana kepelbagaian warna sebatiannya.

Mencari dalam alam semula jadi dan memperoleh:

Mineral kromium yang paling biasa ialah bijih besi kromium FeCr 2 O 4 (kromit), deposit yang kaya terdapat di Ural dan Kazakhstan; mineral kedua terpenting ialah crocoite PbCrO 4. Pecahan jisim kromium dalam kerak bumi ialah 0.03%. Kromium asli terdiri daripada campuran lima isotop dengan nombor jisim 50, 52, 53, 54 dan 56; Isotop radioaktif lain juga telah diperoleh secara buatan.
Kuantiti utama kromium diperoleh dan digunakan dalam bentuk aloi dengan besi, ferokrom, dengan mengurangkan kromit dengan kok: FeCr 2 O 4 + 4C = Fe + 2Cr + 4CO
Kromium tulen diperoleh dengan mengurangkan oksidanya dengan aluminium: Cr 2 O 3 + 2Al = 2Cr + Al 2 O 3
atau elektrolisis larutan akueus sebatian kromium.

Ciri-ciri fizikal:

Chrome ialah logam berkilat berwarna putih kelabu, serupa dengan rupa keluli, salah satu logam paling keras, r= 7.19 g/cm 3, Tmelt=2130K, Tboil=2945K. Chrome mempunyai semua ciri ciri logam - ia mengalirkan haba dan elektrik dengan baik, dan mempunyai ciri kilauan bagi kebanyakan logam.

Sifat kimia:

Kromium stabil di udara kerana pempasifan - pembentukan filem oksida pelindung. Atas sebab yang sama, ia tidak bertindak balas dengan asid sulfurik dan nitrik pekat. Pada 2000°C ia terbakar untuk membentuk kromium(III) oksida hijau Cr 2 O 3 .
Apabila dipanaskan, ia bertindak balas dengan banyak bukan logam, selalunya membentuk sebatian komposisi bukan stoikiometrik: karbida, borida, silisida, nitrida, dll.
Kromium membentuk banyak sebatian dalam pelbagai keadaan pengoksidaan, terutamanya +2, +3, +6.

Sambungan yang paling penting:

Keadaan pengoksidaan +2- oksida asas CrO (hitam), hidroksida Cr(OH) 2 (kuning). Garam kromium(II) (larutan biru) diperoleh dengan mengurangkan garam kromium(III) dengan zink dalam persekitaran berasid. Ejen pengurangan yang sangat kuat, ia perlahan-lahan teroksida oleh air, melepaskan hidrogen.

Keadaan pengoksidaan +3- keadaan pengoksidaan kromium yang paling stabil, ia sepadan dengan: oksida amfoterik Cr 2 O 3 dan hidroksida Cr (OH) 3 (kedua-duanya kelabu-hijau), garam kromium (III) - kelabu-hijau atau ungu, kromit MCrO2, yang diperoleh dengan menggabungkan kromium oksida dengan alkali, tetra- dan heksahidroksokromat(III) yang diperoleh dengan melarutkan kromium(III) hidroksida dalam larutan alkali (hijau), sebatian kompleks kromium yang banyak.

Keadaan pengoksidaan +6- keadaan pengoksidaan ciri kedua kromium, ia sepadan dengan kromium(VI) oksida berasid CrO 3 (hablur merah, larut dalam air, membentuk asid kromik), kromik H 2 CrO 4, dikromik H 2 Cr 2 O 7 dan asid polikromik , garam yang sepadan : kromat kuning dan dikromat oren. Sebatian kromium(VI) ialah agen pengoksidaan yang kuat, terutamanya dalam persekitaran berasid, dikurangkan kepada sebatian kromium(III).
Dalam larutan akueus, kromat bertukar menjadi dikromat apabila keasidan medium berubah:
2CrO 4 2- + 2H + Cr 2 O 7 2- + H 2 O, yang disertai dengan perubahan warna.

Permohonan

Kromium, dalam bentuk ferrochrome, digunakan dalam pengeluaran keluli aloi (khususnya, keluli tahan karat) dan aloi lain. Aloi kromium: kromium-30 dan kromium-90, sangat diperlukan untuk pengeluaran muncung untuk obor plasma yang berkuasa dan dalam industri aeroangkasa, aloi dengan nikel (nichrome) - untuk pengeluaran unsur pemanasan. Kuantiti kromium yang banyak digunakan sebagai salutan penyaduran kalis haus dan cantik (penyaduran krom).

Peranan biologi dan kesan fisiologi

Kromium adalah salah satu unsur biogenik dan sentiasa dimasukkan ke dalam tisu tumbuhan dan haiwan. Pada haiwan, kromium terlibat dalam metabolisme lipid, protein (sebahagian daripada enzim trypsin), dan karbohidrat. Pengurangan kandungan kromium dalam makanan dan darah membawa kepada penurunan kadar pertumbuhan dan peningkatan kolesterol dalam darah.

Dalam bentuk tulennya, kromium agak toksik; habuk logam kromium merengsakan tisu paru-paru. Sebatian kromium(III) menyebabkan dermatitis. Sebatian Chromium(VI) membawa kepada pelbagai penyakit manusia, termasuk kanser. MPC kromium(VI) dalam udara atmosfera 0.0015 mg/m 3

Kononova A.S., Nakov D.D., Universiti Negeri Tyumen, kumpulan 501(2), 2013

Sumber:
Chromium (elemen) // Wikipedia. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Chrome (tarikh akses: 01/06/2014).
Pustaka unsur kimia popular: Chromium. // URL:

Kromium ialah unsur kimia dengan nombor atom 24. Ia adalah logam keras, berkilat, kelabu keluli yang mengilat dengan baik dan tidak luntur. Digunakan dalam aloi seperti keluli tahan karat dan sebagai salutan. Tubuh manusia memerlukan sejumlah kecil kromium trivalen untuk memetabolismekan gula, tetapi Cr(VI) adalah sangat toksik.

Pelbagai sebatian kromium, seperti kromium(III) oksida dan kromat plumbum, berwarna terang dan digunakan dalam cat dan pigmen. Warna merah delima disebabkan oleh kehadiran unsur kimia ini. Sesetengah bahan, terutamanya natrium, adalah agen pengoksida yang digunakan untuk mengoksidakan sebatian organik dan (bersama-sama dengan asid sulfurik) untuk membersihkan barangan kaca makmal. Selain itu, kromium (VI) oksida digunakan dalam penghasilan pita magnetik.

Penemuan dan etimologi

Sejarah penemuan unsur kimia kromium adalah seperti berikut. Pada tahun 1761, Johann Gottlob Lehmann menemui mineral merah oren di Pergunungan Ural dan menamakannya sebagai "plumbum merah Siberia." Walaupun ia tersilap dikenal pasti sebagai sebatian plumbum dengan selenium dan besi, bahan itu sebenarnya plumbum kromat dengan formula kimia PbCrO 4 . Hari ini ia dikenali sebagai croconte mineral.

Pada tahun 1770, Peter Simon Pallas melawat tapak di mana Lehmann menemui mineral plumbum merah, yang mempunyai sifat yang sangat berguna sebagai pigmen dalam cat. Penggunaan plumbum merah Siberia sebagai cat berkembang pesat. Di samping itu, warna kuning terang crocont telah menjadi bergaya.

Pada tahun 1797, Nicolas-Louis Vauquelin memperoleh sampel merah.Dengan mencampurkan croconte dengan asid hidroklorik, beliau memperoleh CrO 3 oksida. Kromium telah diasingkan sebagai unsur kimia pada tahun 1798. Vauquelin memperolehnya dengan memanaskan oksida dengan arang. Dia juga dapat mengesan kesan kromium dalam batu permata seperti delima dan zamrud.

Pada tahun 1800-an, Cr digunakan terutamanya dalam pewarna dan garam penyamakan. Hari ini, 85% daripada logam digunakan dalam aloi. Selebihnya digunakan dalam industri kimia, refraktori dan faundri.

Sebutan unsur kimia kromium sepadan dengan bahasa Yunani χρῶμα, yang bermaksud "warna", disebabkan oleh kepelbagaian sebatian berwarna yang boleh diperoleh daripadanya.

Perlombongan dan pengeluaran

Unsur tersebut dihasilkan daripada kromit (FeCr 2 O 4). Kira-kira separuh daripada bijih dunia dilombong di Afrika Selatan. Di samping itu, Kazakhstan, India dan Türkiye adalah pengeluar utamanya. Terdapat cukup simpanan kromit yang diterokai, tetapi secara geografi ia tertumpu di Kazakhstan dan Afrika Selatan.

Deposit logam kromium asli jarang berlaku, tetapi ia wujud. Sebagai contoh, ia dilombong di lombong Udachnaya di Rusia. Ia kaya dengan berlian, dan persekitaran pengurangan membantu menghasilkan kromium dan berlian tulen.

Untuk pengeluaran logam industri, bijih kromit dirawat dengan alkali cair (soda kaustik, NaOH). Dalam kes ini, natrium kromat (Na 2 CrO 4) terbentuk, yang dikurangkan oleh karbon kepada oksida Cr 2 O 3. Logam dihasilkan dengan memanaskan oksida dengan kehadiran aluminium atau silikon.

Pada tahun 2000, kira-kira 15 juta tan bijih kromit telah dilombong dan diproses menjadi 4 juta tan ferrochrome, aloi 70% kromium-besi, dengan anggaran nilai pasaran sebanyak AS$2.5 bilion.

Ciri-ciri utama

Ciri-ciri unsur kimia kromium adalah disebabkan oleh fakta bahawa ia adalah logam peralihan tempoh keempat jadual berkala dan terletak di antara vanadium dan mangan. Termasuk dalam kumpulan VI. Mencair pada suhu 1907 °C. Dengan kehadiran oksigen, kromium dengan cepat membentuk lapisan nipis oksida, yang melindungi logam daripada interaksi selanjutnya dengan oksigen.

Sebagai unsur peralihan, ia bertindak balas dengan bahan dalam perkadaran yang berbeza. Oleh itu, ia membentuk sebatian di mana ia mempunyai keadaan pengoksidaan yang berbeza. Kromium ialah unsur kimia dengan keadaan asas +2, +3 dan +6, di mana +3 adalah yang paling stabil. Di samping itu, dalam kes yang jarang berlaku, keadaan +1, +4 dan +5 diperhatikan. Sebatian kromium dalam keadaan pengoksidaan +6 adalah agen pengoksidaan yang kuat.

Apakah warna krom? Unsur kimia memberikan rona delima. Cr 2 O 3 yang digunakan untuk juga digunakan sebagai pigmen yang dipanggil hijau krom. Warna garamnya hijau zamrud kaca. Kromium ialah unsur kimia yang kehadirannya menjadikan delima merah. Oleh itu, ia digunakan dalam pengeluaran delima sintetik.

Isotop

Isotop kromium mempunyai berat atom antara 43 hingga 67. Biasanya, unsur kimia ini terdiri daripada tiga bentuk stabil: 52 Cr, 53 Cr dan 54 Cr. Daripada jumlah ini, 52 Cr adalah yang paling biasa (83.8% daripada semua kromium semula jadi). Di samping itu, 19 radioisotop telah diterangkan, yang mana yang paling stabil ialah 50 Cr dengan separuh hayat melebihi 1.8x10 17 tahun. 51 Cr mempunyai separuh hayat 27.7 hari, dan untuk semua isotop radioaktif lain ia tidak melebihi 24 jam, dan bagi kebanyakannya ia bertahan kurang daripada satu minit. Unsur ini juga mempunyai dua keadaan meta.

Isotop kromium dalam kerak bumi, sebagai peraturan, mengiringi isotop mangan, yang digunakan dalam geologi. 53 Cr terbentuk semasa pereputan radioaktif 53 Mn. Nisbah isotop Mn/Cr mengukuhkan petunjuk lain tentang sejarah awal Sistem Suria. Perubahan dalam nisbah 53 Cr/ 52 Cr dan Mn/Cr daripada meteorit yang berbeza membuktikan bahawa nukleus atom baru dicipta sejurus sebelum pembentukan Sistem Suria.

Unsur kimia kromium: sifat, formula sebatian

Kromium(III) oksida Cr 2 O 3, juga dikenali sebagai sesquioxide, ialah salah satu daripada empat oksida unsur kimia ini. Ia diperoleh daripada kromit. Kompaun warna hijau biasanya dipanggil "hijau krom" apabila digunakan sebagai pigmen untuk lukisan enamel dan kaca. Oksida boleh larut dalam asid, membentuk garam, dan dalam alkali cair - kromit.

Kalium dikromat

K 2 Cr 2 O 7 ialah agen pengoksidaan yang kuat dan lebih disukai sebagai cara untuk membersihkan barangan kaca makmal daripada bahan organik. Untuk tujuan ini, larutan tepunya digunakan. Kadangkala, bagaimanapun, ia digantikan dengan natrium bikromat, berdasarkan keterlarutan yang lebih tinggi daripada yang terakhir. Di samping itu, ia boleh mengawal proses pengoksidaan sebatian organik, menukar alkohol primer kepada aldehid dan kemudian menjadi karbon dioksida.

Kalium dikromat boleh menyebabkan dermatitis krom. Kromium berkemungkinan menyebabkan pemekaan yang membawa kepada perkembangan dermatitis, terutamanya pada tangan dan lengan bawah, yang kronik dan sukar untuk diubati. Seperti sebatian Cr(VI) lain, kalium dikromat adalah karsinogenik. Ia mesti dikendalikan dengan sarung tangan dan peralatan perlindungan yang sesuai.

Asid kromik

Kompaun tersebut mempunyai struktur hipotesis H 2 CrO 4 . Asid kromik mahupun dikromik tidak wujud dalam alam semula jadi, tetapi anionnya terdapat dalam pelbagai bahan. "Asid kromik" yang boleh didapati dalam jualan sebenarnya ialah asid anhidrida - CrO 3 trioksida.

Plumbum(II) kromat

PbCrO 4 mempunyai warna kuning terang dan boleh dikatakan tidak larut dalam air. Atas sebab ini, ia telah didapati digunakan sebagai pigmen pewarna yang dipanggil kuning mahkota.

Cr dan ikatan pentavalen

Kromium dibezakan dengan keupayaannya membentuk ikatan pentavalen. Sebatian ini dicipta oleh Cr(I) dan radikal hidrokarbon. Ikatan pentavalen terbentuk antara dua atom kromium. Formulanya boleh ditulis sebagai Ar-Cr-Cr-Ar, di mana Ar mewakili kumpulan aromatik tertentu.

Permohonan

Kromium ialah unsur kimia yang sifatnya telah memberikan banyak kegunaan berbeza, beberapa daripadanya disenaraikan di bawah.

Ia memberikan rintangan kakisan logam dan permukaan berkilat. Oleh itu, kromium termasuk dalam aloi seperti keluli tahan karat, digunakan, sebagai contoh, dalam kutleri. Ia juga digunakan untuk penyaduran krom.

Kromium ialah pemangkin untuk pelbagai tindak balas. Ia digunakan untuk membuat acuan untuk membakar batu bata. Garamnya digunakan untuk menyamak kulit. Potassium bichromate digunakan untuk pengoksidaan sebatian organik seperti alkohol dan aldehid, serta untuk membersihkan barangan kaca makmal. Ia berfungsi sebagai agen penetapan untuk pencelupan fabrik dan juga digunakan dalam fotografi dan percetakan foto.

CrO 3 digunakan untuk membuat pita magnetik (contohnya, untuk rakaman audio), yang mempunyai ciri yang lebih baik daripada filem dengan oksida besi.

Peranan dalam biologi

Kromium trivalen adalah unsur kimia yang diperlukan untuk metabolisme gula dalam tubuh manusia. Sebaliknya, Cr heksavalen adalah sangat toksik.

Langkah berjaga-jaga

Sebatian logam kromium dan Cr(III) secara amnya tidak dianggap sebagai bahaya kesihatan, tetapi bahan yang mengandungi Cr(VI) boleh menjadi toksik jika tertelan atau terhidu. Kebanyakan bahan ini merengsakan mata, kulit dan membran mukus. Dengan pendedahan kronik, sebatian kromium(VI) boleh menyebabkan kerosakan mata jika tidak dirawat dengan betul. Di samping itu, ia adalah karsinogen yang diiktiraf. Dos maut unsur kimia ini adalah kira-kira setengah sudu teh. Menurut cadangan Pertubuhan Kesihatan Sedunia, kepekatan maksimum Cr (VI) yang dibenarkan dalam air minuman ialah 0.05 mg seliter.

Oleh kerana sebatian kromium digunakan dalam pewarna dan untuk menyamak kulit, ia sering dijumpai dalam tanah dan air bawah tanah dari tapak perindustrian terbiar yang memerlukan pembersihan dan pemulihan alam sekitar. Primer yang mengandungi Cr(VI) masih digunakan secara meluas dalam industri aeroangkasa dan automotif.

Sifat unsur

Sifat fizikal utama kromium adalah seperti berikut:

• Nombor atom: 24.
• Berat atom: 51.996.
• Takat lebur: 1890 °C.
• Takat didih: 2482 °C.
• Keadaan pengoksidaan: +2, +3, +6.
• Konfigurasi elektron: 3d 5 4s 1.

DEFINISI

Chromium terletak dalam tempoh keempat kumpulan VI subkumpulan sekunder (B) jadual Berkala. Jawatan – Kr. Dalam bentuk bahan mudah - logam berkilat putih kelabu.

Chrome mempunyai struktur kekisi padu berpusatkan badan. Ketumpatan - 7.2 g/cm3. Takat lebur dan takat didih ialah 1890 o C dan 2680 o C, masing-masing.

Keadaan pengoksidaan kromium dalam sebatian

Kromium boleh wujud dalam bentuk bahan ringkas - logam, dan keadaan pengoksidaan logam dalam keadaan unsur adalah sama dengan sifar, kerana taburan ketumpatan elektron di dalamnya adalah seragam.

Keadaan pengoksidaan (+2) Dan (+3) kromium muncul dalam oksida (Cr +2 O, Cr +3 2 O 3), hidroksida (Cr +2 (OH) 2, Cr +3 (OH) 3), halida (Cr +2 Cl 2, Cr +3 Cl 3 ), sulfat (Cr +2 SO 4, Cr +3 2 (SO 4) 3) dan sebatian lain.

Kromium juga dicirikan oleh keadaan pengoksidaannya (+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, dsb.

Contoh penyelesaian masalah

CONTOH 1

CONTOH 2

Kromium (Cr), unsur kimia kumpulan VI sistem berkala Mendeleev. Ia adalah logam peralihan dengan nombor atom 24 dan jisim atom 51.996. Diterjemahkan dari bahasa Yunani, nama logam bermaksud "warna". Logam itu berhutang namanya kepada pelbagai warna yang wujud dalam pelbagai sebatiannya.

Ciri-ciri fizikal kromium

Logam mempunyai kekerasan dan kerapuhan yang mencukupi pada masa yang sama. Pada skala Mohs, kekerasan kromium dinilai pada 5.5. Penunjuk ini bermakna kromium mempunyai kekerasan maksimum semua logam yang diketahui hari ini, selepas uranium, iridium, tungsten dan berilium. Bahan mudah kromium dicirikan oleh warna putih kebiruan.

Logam bukanlah unsur yang jarang berlaku. Kepekatannya dalam kerak bumi mencapai 0.02% mengikut jisim. saham Kromium tidak pernah ditemui dalam bentuk tulennya. Ia ditemui dalam mineral dan bijih, yang merupakan sumber utama pengekstrakan logam. Kromit (bijih besi kromium, FeO*Cr 2 O 3) dianggap sebagai sebatian kromium utama. Satu lagi mineral yang agak biasa, tetapi kurang penting ialah crocoite PbCrO 4 .

Logam itu boleh dicairkan dengan mudah pada suhu 1907 0 C (2180 0 K atau 3465 0 F). Pada suhu 2672 0 C ia mendidih. Jisim atom logam ialah 51.996 g/mol.

Kromium adalah logam yang unik kerana sifat magnetnya. Pada suhu bilik, ia mempamerkan susunan antiferromagnetik, manakala logam lain mempamerkannya pada suhu yang sangat rendah. Walau bagaimanapun, jika kromium dipanaskan melebihi 37 0 C, sifat fizikal kromium berubah. Oleh itu, rintangan elektrik dan pekali pengembangan linear berubah dengan ketara, modulus anjal mencapai nilai minimum, dan geseran dalaman meningkat dengan ketara. Fenomena ini dikaitkan dengan laluan titik Néel, di mana sifat antiferromagnetik bahan boleh berubah kepada paramagnet. Ini bermakna bahawa tahap pertama telah diluluskan, dan bahan telah meningkat secara mendadak dalam jumlah.

Struktur kromium adalah kekisi berpusat badan, kerana logam itu dicirikan oleh suhu tempoh rapuh-mulur. Walau bagaimanapun, dalam kes logam ini, tahap ketulenan adalah sangat penting, oleh itu, nilainya adalah dalam julat -50 0 C - +350 0 C. Seperti yang ditunjukkan oleh amalan, logam terhablur tidak mempunyai sebarang kemuluran, tetapi lembut. penyepuhlindapan dan pengacuan menjadikannya mudah ditempa.

Sifat kimia kromium

Atom mempunyai konfigurasi luar berikut: 3d 5 4s 1. Sebagai peraturan, dalam sebatian kromium mempunyai keadaan pengoksidaan berikut: +2, +3, +6, antaranya Cr 3+ mempamerkan kestabilan yang paling besar.Selain itu, terdapat sebatian lain di mana kromium mempamerkan keadaan pengoksidaan yang berbeza sama sekali, iaitu. : +1 , +4, +5.

Logam itu tidak terlalu reaktif secara kimia. Apabila kromium terdedah kepada keadaan biasa, logam mempamerkan ketahanan terhadap kelembapan dan oksigen. Walau bagaimanapun, ciri ini tidak terpakai kepada sebatian kromium dan fluorin - CrF 3, yang, apabila terdedah kepada suhu melebihi 600 0 C, berinteraksi dengan wap air, membentuk Cr 2 O 3 akibat tindak balas, serta nitrogen. , karbon dan sulfur.

Apabila logam kromium dipanaskan, ia bertindak balas dengan halogen, sulfur, silikon, boron, karbon, dan beberapa unsur lain, menghasilkan tindak balas kimia kromium berikut:

Cr + 2F 2 = CrF 4 (dengan campuran CrF 5)

2Cr + 3Cl2 = 2CrCl3

2Cr + 3S = Cr 2 S 3

Kromat boleh diperolehi dengan memanaskan kromium dengan soda cair dalam udara, nitrat atau klorat logam alkali:

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

Kromium bukan toksik, yang tidak boleh dikatakan tentang beberapa sebatiannya. Seperti yang diketahui, habuk dari logam ini, jika ia masuk ke dalam badan, boleh merengsakan paru-paru, ia tidak diserap melalui kulit. Tetapi, kerana ia tidak berlaku dalam bentuk tulen, kemasukannya ke dalam tubuh manusia adalah mustahil.

Kromium trivalen dilepaskan ke alam sekitar semasa perlombongan dan pemprosesan bijih kromium. Kromium berkemungkinan dimasukkan ke dalam tubuh manusia dalam bentuk makanan tambahan yang digunakan dalam program penurunan berat badan. Chromium, dengan valens +3, ialah peserta aktif dalam sintesis glukosa. Para saintis telah mendapati bahawa penggunaan kromium yang berlebihan tidak menyebabkan sebarang bahaya tertentu kepada tubuh manusia, kerana ia tidak diserap, bagaimanapun, ia boleh terkumpul di dalam badan.

Sebatian yang melibatkan logam heksavalen adalah sangat toksik. Kemungkinan mereka memasuki tubuh manusia muncul semasa pengeluaran kromat, penyaduran krom objek, dan semasa beberapa kerja kimpalan. Pengambilan kromium sedemikian ke dalam badan penuh dengan akibat yang serius, kerana sebatian yang mengandungi unsur heksavalen adalah agen pengoksidaan yang kuat. Oleh itu, mereka boleh menyebabkan pendarahan dalam perut dan usus, kadang-kadang dengan penembusan usus. Apabila sebatian tersebut bersentuhan dengan kulit, tindak balas kimia yang kuat berlaku dalam bentuk luka bakar, keradangan, dan ulser.

Bergantung pada kualiti kromium yang perlu diperoleh pada output, terdapat beberapa kaedah untuk menghasilkan logam: elektrolisis larutan akueus pekat kromium oksida, elektrolisis sulfat, dan pengurangan dengan silikon oksida. Walau bagaimanapun, kaedah terakhir tidak begitu popular, kerana ia menghasilkan kromium dengan sejumlah besar kekotoran. Selain itu, ia juga tidak berdaya maju dari segi ekonomi.