크롬은 가장 낮은 산화 상태입니다. 크롬 - 원소의 일반적인 특성, 크롬 및 그 화합물의 화학적 특성. 생물학에서의 역할

VI족 화학 원소인 크롬(Cr) 주기율표멘델레예프. 원자 번호 24, 원자 질량 51.996의 전이 금속입니다. 그리스어로 번역된 금속 이름은 "색상"을 의미합니다. 금속은 다양한 화합물에 내재된 다양한 색상 때문에 그 이름이 붙여졌습니다.

크롬의 물리적 특성

금속은 충분한 경도와 취성을 동시에 가지고 있습니다. 모스 척도에서 크롬의 경도는 5.5로 평가됩니다. 이 표시는 크롬이 우라늄, 이리듐, 텅스텐 및 베릴륨 다음으로 오늘날 알려진 모든 금속 중 최대 경도를 가지고 있음을 의미합니다. 을 위한 단체크롬은 청백색을 띠는 것이 특징입니다.

금속은 희귀한 원소가 아닙니다. 그 농도는 지각 0.02% 중량에 도달합니다. 주식 크롬은 순수한 형태로 발견되지 않습니다. 금속 추출의 주요 원천인 광물과 광석에서 발견됩니다. 크로마이트(크롬 철광석, FeO*Cr 2 O 3)는 주요 크롬 화합물로 간주됩니다. 상당히 흔하지만 덜 중요한 또 다른 광물은 악어석 PbCrO 4 입니다.

금속은 1907 0 C (2180 0 K 또는 3465 0 F)의 온도에서 쉽게 녹을 수 있습니다. 2672 0 C의 온도에서 끓습니다. 금속의 원자 질량은 51.996 g/mol입니다.

크롬은 독특한 금속입니다. 자기적 성질. 실온에서는 반강자성 배열을 나타내는 반면, 다른 금속은 극도로 낮은 온도에서 이를 나타냅니다. 그러나 크롬을 37℃ 이상으로 가열하면 물리적 특성크롬교체. 따라서 전기 저항과 선팽창 계수가 크게 변하고 탄성 계수가 최소값에 도달하며 내부 마찰이 크게 증가합니다. 이 현상은 재료의 반강자성 특성이 상자성으로 바뀔 수 있는 Néel 지점의 통과와 관련이 있습니다. 이는 첫 번째 수준이 통과되었으며 물질의 양이 급격히 증가했음을 의미합니다.

크롬의 구조는 체심 격자이므로 금속은 취성-연성 기간의 온도를 특징으로 합니다. 그러나이 금속의 경우 순도가 매우 중요하므로 값은 -50 0 C - +350 0 C 범위입니다. 실습에서 알 수 있듯이 결정화 된 금속은 연성이 없지만 부드럽습니다. 어닐링 및 성형을 통해 가단성을 갖게 됩니다.

크롬의 화학적 성질

원자의 외부 구성은 3d 5 4s 1입니다. 일반적으로 화합물에서 크롬은 +2, +3, +6의 산화 상태를 가지며 그중 Cr 3+가 가장 큰 안정성을 나타냅니다. 또한 크롬이 완전히 다른 산화 상태를 나타내는 다른 화합물, 즉 : +1, +4, +5.

금속은 특별히 화학적으로 반응성이 없습니다. 크롬이 있는 동안 정상적인 조건, 금속은 습기와 산소에 강합니다. 그러나이 특성은 600 ° C를 초과하는 온도에 노출되면 수증기와 상호 작용하여 반응 결과 Cr 2 O 3와 질소를 형성하는 크롬과 불소 화합물 인 CrF 3에는 적용되지 않습니다. , 탄소 및 황.

크롬 금속을 가열하면 할로겐, 황, 규소, 붕소, 탄소 및 기타 원소와 반응하여 다음과 같은 결과가 발생합니다. 화학 반응크롬:

Cr + 2F 2 = CrF 4 (CrF 5 혼합물 포함)

2Cr + 3Cl2 = 2CrCl3

2Cr + 3S = Cr 2 S 3

크로메이트는 공기 중의 용융 소다와 함께 크롬을 가열하여 얻을 수 있으며, 알칼리 금속의 질산염 또는 염소산염은 다음과 같습니다.

2Cr + 2Na2CO3 + 3O2 = 2Na2CrO4 + 2CO2.

크롬은 독성이 없으며 일부 화합물에 대해서는 말할 수 없습니다. 알려진 바와 같이, 이 금속의 먼지가 신체에 들어가면 폐를 자극할 수 있으며 피부를 통해 흡수되지 않습니다. 그러나 순수한 형태로 발생하지 않기 때문에 인간의 몸불가능하다.

3가 크롬이 들어간다 환경크롬광석 채굴 및 가공 중. 크롬은 체중 감량 프로그램에 사용되는 건강 보조 식품의 형태로 인체에 도입될 가능성이 높습니다. 원자가 +3의 크롬은 포도당 합성에 적극적으로 참여합니다. 과학자들은 크롬을 과도하게 섭취해도 흡수되지 않기 때문에 인체에 특별한 해를 끼치 지 않지만 체내에 축적될 수 있음을 발견했습니다.

6가 금속과 관련된 화합물은 독성이 매우 높습니다. 크롬산염 생산, 물체의 크롬 도금 및 일부 용접 작업 중에 인체에 들어갈 가능성이 나타납니다. 6가 원소가 존재하는 화합물은 강력한 산화제이기 때문에 이러한 크롬을 신체에 섭취하면 심각한 결과를 초래할 수 있습니다. 따라서 위와 장에 출혈을 일으킬 수 있으며 때로는 장 천공이 발생할 수 있습니다. 이러한 화합물이 피부에 접촉하면 화상, 염증, 궤양의 형태로 강한 화학 반응이 일어납니다.

산출물에서 얻어야 하는 크롬의 품질에 따라 금속을 생산하는 방법에는 산화크롬 농축 수용액 전기분해, 황산염 전기분해, 산화규소 환원 등 여러 가지 방법이 있습니다. 그러나 후자의 방법은 불순물이 많은 크롬을 생성하기 때문에 그다지 인기가 없습니다. 게다가 경제적으로도 실현 가능하지 않습니다.

산화크롬(II) 및 크롬(II) 수산화물은 본질적으로 염기성입니다.

Cr(OH)+2HCl→CrCl+2H2O

크롬(II) 화합물은 강력한 환원제입니다. 대기 산소의 영향을 받아 크롬(III) 화합물로 변환됩니다.

2CrCl+ 2HCl → 2CrCl+ H

4Cr(OH)+O+ 2HO→4Cr(OH)

산화크롬(III) CrO는 녹색의 수불용성 분말입니다. 수산화크롬(III) 또는 중크롬산칼륨과 암모늄을 하소하여 얻을 수 있습니다.

2Cr(OH)-→CrO+ 3H2O

4KCrO-→ 2CrO + 4KCrO + 3O

(NH)CrO-→ CrO+ N+ H2O

산과 알칼리의 농축 용액과 상호작용하는 것은 어렵습니다.

Cr 2 O 3 + 6 KOH + 3H 2 O = 2K 3 [Cr(OH) 6 ]

Cr2O3 + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2O

수산화 크롬 (III) Cr(OH) 3은 크롬 (III) 염 용액에 알칼리가 작용하여 얻어집니다.

CrCl3 + 3KOH = Cr(OH)3 ↓ + 3KCl

수산화크롬(III)은 회색-녹색 침전물이며, 이를 받으면 알칼리가 부족하게 섭취되어야 합니다. 이러한 방식으로 얻은 수산화크롬(III)은 해당 산화물과 달리 산 및 알칼리와 쉽게 상호작용합니다. 양쪽성 특성을 나타냅니다.

Cr(OH) 3 + 3HNO 3 = Cr(NO 3) 3 + 3H 2 O

Cr(OH)3 + 3KOH = K3 [Cr(OH)6] (헥사히드록소크로마이트 K)

Cr(OH) 3가 알칼리와 융합되면 메타크로마이트와 오르토크로마이트가 생성됩니다.

Cr(OH) 3 + KOH = KCrO 2 (메크로마이트 K)+ 2H 2 O

Cr(OH)3 + KOH = K3CrO3 (정색체 K)+ 3H2O

크롬 화합물(VI).

산화크롬(VI) - CrO 3 – 암적색의 결정질 물질로 물에 잘 녹으며 전형적인 산성 산화물입니다. 이 산화물은 두 가지 산에 해당합니다.

CrO3 + H2O = H2CrO4 (크롬산 – 물이 과잉일 때 형성됨)

CrO3 + H2O =H2Cr2O7 (이크롬산 - 고농도의 산화크롬(3)에서 형성됨).

산화크롬(6)은 매우 강력한 산화제이므로 유기 물질과 에너지적으로 상호 작용합니다.

C2H5OH + 4CrO3 = 2CO2 + 2Cr2O3 + 3H2O

또한 요오드, 황, 인, 석탄을 산화시킵니다.

3S + 4CrO3 = 3SO2 + 2Cr2O3

250°C로 가열하면 산화크롬(6)이 분해됩니다.

4CrO3 = 2Cr2O3 + 3O2

산화크롬(6)은 고체 크롬산염과 중크롬산염에 진한 황산을 작용시켜 얻을 수 있습니다.

K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2CrO 3 + H 2 O

크롬산과 이크롬산.

크롬산과 이크롬산은 수용액에만 존재하며 각각 안정한 염, 크롬산염, 중크롬산염을 형성합니다. 크로메이트와 그 용액은 노란색이고, 중크롬산염은 주황색입니다.

크로메이트 - CrO 4 2- 이온과 중크롬산염 - Cr2O 7 2- 이온은 용액 환경이 바뀌면 쉽게 서로 변환됩니다.

산성 용액에서 크롬산염은 중크롬산염으로 변환됩니다.

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

알칼리성 환경에서 중크롬산염은 크롬산염으로 변합니다.

K 2 Cr 2 O 7 + 2 KOH = 2 K 2 CrO 4 + H 2 O

희석되면 이크롬산이 크롬산으로 변합니다.

H 2 Cr 2 O 7 + H 2 O = 2H 2 CrO 4

산화 정도에 따른 크롬 화합물의 특성의 의존성.

크롬 화합물의 산화환원 특성.

산성 환경에서의 반응.

산성 환경에서 Cr +6 화합물은 환원제(H 2 S, SO 2, FeSO 4)의 작용으로 Cr +3 화합물로 변환됩니다.

K 2 Cr 2 O 7 + 3H 2 S + 4H 2 SO 4 = 3S + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7H 2 O

S -2 – 2e → S 0

2Cr +6 + 6e → 2Cr +3

알칼리성 환경에서의 반응.

알칼리성 환경에서 크롬 화합물 Cr +3은 산화제(J2, Br2, Cl2, Ag2O, KClO3, H2O2, KMnO4)의 작용으로 화합물 Cr +6으로 변환됩니다.

2KCrO2 +3 Br2 +8NaOH =2Na2CrO4 + 2KBr +4NaBr + 4H2O

Cr +3 - 3e → Cr +6

정의

크롬 2차(B) 하위 그룹 VI 그룹의 네 번째 기간에 위치 주기율표. 명칭 – Cr. 단순한 물질의 형태 - 회백색의 반짝이는 금속.

크롬은 몸체 중심의 입방 격자 구조를 가지고 있습니다. 밀도 - 7.2g/cm3. 녹는 점과 끓는점은 각각 1890oC와 2680oC입니다.

화합물의 크롬 산화 상태

크롬은 단순한 물질, 즉 금속의 형태로 존재할 수 있으며 원소 상태의 금속 산화 상태는 다음과 같습니다. 영, 전자 밀도의 분포가 균일하기 때문입니다.

산화 상태 (+2) 그리고 (+3) 크롬은 산화물(Cr +2 O, Cr +3 2 O 3), 수산화물(Cr +2 (OH) 2, Cr +3 (OH) 3), 할로겐화물(Cr +2 Cl 2, Cr +3 Cl 3)에 나타납니다. ), 황산염(Cr +2 SO 4, Cr +3 2 (SO 4) 3) 및 기타 화합물.

크롬은 또한 산화 상태를 특징으로 합니다. (+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 등

문제 해결의 예

실시예 1

실시예 2

운동	인은 다음 화합물에서 동일한 산화 상태를 갖습니다. a) Ca 3 P 2 및 H 3 PO 3; b) KH2PO4 및 KPO3; c) P4O6 및 P4O10; d) H3PO4 및 H3PO3.
해결책	제기된 질문에 대한 정답을 제공하기 위해 제안된 화합물의 각 쌍에서 인의 산화 정도를 교대로 결정합니다. a) 칼슘의 산화 상태는 각각 (+2), 산소 및 수소 - (-2) 및 (+1)입니다. 제안된 화합물에서 인의 산화 상태 값을 "x"와 "y"로 가정하겠습니다. 3 ×2 + x ×2 = 0; 3 + y + 3×(-2) = 0; 대답이 잘못되었습니다. b) 칼륨의 산화 상태는 (+1)이고, 산소와 수소는 각각 (-2)와 (+1)입니다. 제안된 화합물에서 염소의 산화 상태 값을 "x"와 "y"로 가정하겠습니다. 1 + 2×1 +x + (-2)×4 = 0; 1 + y + (-2)×3 = 0; 대답은 정확합니다.
답변	옵션 (b).

크롬은 D.I. Mendeleev의 화학 원소 주기율표 4주기의 6번째 그룹에 속하는 원소로 원자 번호 24입니다. 기호 Cr(lat. Chromium)로 지정됩니다. 단체 크롬은 청백색의 단단한 금속입니다.

크롬의 화학적 성질

정상적인 조건에서 크롬은 불소와만 반응합니다. 고온(600°C 이상)에서는 산소, 할로겐, 질소, 규소, 붕소, 황, 인과 상호작용합니다.

4Cr + 3O 2 – t° →2Cr 2 O 3

2Cr + 3Cl 2 – t° → 2CrCl 3

2Cr + N 2 – t° → 2CrN

2Cr + 3S – t° → Cr 2 S 3

가열되면 수증기와 반응합니다.

2Cr + 3H 2 O → Cr 2 O 3 + 3H 2

크롬은 묽은 강산(HCl, H 2 SO 4)에 용해됩니다.

공기가 없으면 Cr 2+ 염이 형성되고, 공기 중에서 Cr 3+ 염이 형성됩니다.

Cr + 2HCl → CrCl 2 + H 2

2Cr + 6HCl + O 2 → 2CrCl 3 + 2H 2 O + H 2

금속 표면에 보호 산화물 필름이 존재하면 농축된 산 용액(산화제)과 관련하여 금속의 수동성을 설명합니다.

크롬 화합물

크롬(II) 산화물및 크롬(II) 수산화물은 본질적으로 염기성입니다.

Cr(OH) 2 + 2HCl → CrCl 2 + 2H 2 O

크롬(II) 화합물은 강력한 환원제입니다. 대기 산소의 영향을 받아 크롬(III) 화합물로 전환됩니다.

2CrCl2 + 2HCl → 2CrCl3 + H2

4Cr(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O → 4Cr(OH) 3

산화크롬(III) Cr 2 O 3 는 녹색의 수불용성 분말입니다. 수산화크롬(III) 또는 중크롬산칼륨과 암모늄을 하소하여 얻을 수 있습니다.

2Cr(OH) 3 – t° → Cr 2 O 3 + 3H 2 O

4K 2 Cr 2 O 7 – t° → 2Cr 2 O 3 + 4K 2 CrO 4 + 3O 2

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 – t° → Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O (화산 반응)

양쪽성 산화물. Cr 2 O 3가 알칼리, 소다 및 산성 염과 융합되면 산화 상태가 (+3)인 크롬 화합물이 생성됩니다.

Cr 2 O 3 + 2NaOH → 2NaCrO 2 + H 2 O

Cr 2 O 3 + Na 2 CO 3 → 2NaCrO 2 + CO 2

알칼리와 산화제의 혼합물과 융합하면 산화 상태(+6)의 크롬 화합물이 생성됩니다.

Cr 2 O 3 + 4KOH + KClO 3 → 2K 2 CrO 4 + KCl + 2H 2 O

크롬(III) 수산화물 C 아르 자형 (오) 3 . 양쪽성 수산화물. 회녹색, 가열하면 분해되어 물을 잃고 녹색을 형성함 메타수산화물 CrO(OH). 물에 용해되지 않습니다. 회청색 및 청록색 수화물로 용액에서 침전됩니다. 산 및 알칼리와 반응하며 암모니아 수화물과 상호작용하지 않습니다.

그것은 양쪽성 특성을 가지고 있습니다 - 산과 알칼리 모두에 용해됩니다.

2Cr(OH) 3 + 3H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O Cr(OH) 3 + ZN + = Cr 3+ + 3H 2 O

Cr(OH) 3 + KOH → K, Cr(OH) 3 + ZON - (농도) = [Cr(OH) 6 ] 3-

Cr(OH) 3 + KOH → KCrO 2 + 2H 2 O Cr(OH) 3 + MOH = MSrO 2 (녹색) + 2H 2 O (300-400 °C, M = Li, Na)

크롬(OH) 3 →(120 영형 씨 – 시간 2 영형) CrO(OH) →(430-1000 0C –시간 2 영형) Cr2O3

2Cr(OH) 3 + 4NaOH (농도) + ZN 2 O 2 (농도) = 2Na 2 CrO 4 + 8H 2 0

영수증: 크롬(III) 염 용액에서 암모니아 수화물로 침전:

Cr 3+ + 3(NH 3 H 2 O) = 와 함께아르 자형(오)3 ↓+ ЗNН 4+

Cr 2 (SO 4) 3 + 6NaOH → 2Cr(OH) 3 ↓+ 3Na 2 SO 4 (과잉 알칼리 - 침전물이 용해됨)

크롬(III)염은 보라색 또는 짙은 녹색을 띤다. 그들의 화학적 성질은 무색 알루미늄염과 유사합니다.

Cr(III) 화합물은 산화 및 환원 특성을 모두 나타낼 수 있습니다.

Zn + 2Cr +3 Cl 3 → 2Cr +2 Cl 2 + ZnCl 2

2Cr +3 Cl 3 + 16NaOH + 3Br 2 → 6NaBr + 6NaCl + 8H 2 O + 2Na 2 Cr +6 O 4

6가 크롬 화합물

크롬(VI) 산화물 CrO 3 - 밝은 빨간색 결정으로 물에 용해됩니다.

크롬산칼륨(또는 중크롬산염)과 H 2 SO 4 (농축)에서 얻습니다.

K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 → CrO 3 + K 2 SO 4 + H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 → 2CrO 3 + K 2 SO 4 + H 2 O

CrO 3는 산성 산화물이며 알칼리와 함께 노란색 크롬산염 CrO 4 2-를 형성합니다.

CrO3 + 2KOH → K2CrO4 + H2O

산성 환경에서 크롬산염은 주황색 중크롬산염 Cr 2 O 7 2-로 변합니다.

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 → K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

알칼리성 환경에서 이 반응은 반대 방향으로 진행됩니다.

K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH → 2K 2 CrO 4 + H 2 O

중크롬산칼륨은 산성 환경에서 산화제입니다.

K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3Na 2 SO 3 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3Na 2 SO 4 + K 2 SO 4 + 4H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3NaNO 2 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3NaNO 3 + K 2 SO 4 + 4H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 6KI = Cr 2 (SO 4) 3 + 3I 2 + 4K 2 SO 4 + 7H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 6FeSO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3Fe 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7H 2 O

크롬산칼륨K 2 Cr 오 4 . 옥소솔. 노란색, 비흡습성. 분해되지 않고 녹으며 열적으로 안정합니다. 물에 매우 잘 녹는다( 노란색용액의 색은 CrO 4 2- 이온에 해당함), 음이온이 약간 가수분해됩니다. 산성 환경에서는 K 2 Cr 2 O 7 로 변합니다. 산화제(K 2 Cr 2 O 7보다 약함). 이온 교환 반응을 시작합니다.

정성적 반응 CrO 4 2- 이온에서 - 강산성 환경에서 분해되는 크롬산 바륨의 노란색 침전물이 침전됩니다. 직물염색용 매염제, 가죽무두질제, 선택산화제, 산업시약으로 사용된다. 분석 화학.

가장 중요한 반응의 방정식:

2K 2 CrO 4 +H 2 SO 4(30%)= K 2 Cr 2 O 7 +K 2 SO 4 +H 2 O

2K 2 CrO 4 (t) +16HCl (농도, 수평선) = 2CrCl 3 +3Cl 2 +8H 2 O+4KCl

2K 2 CrO 4 +2H 2 O+3H 2 S=2Cr(OH) 3 ↓+3S↓+4KOH

2K 2 CrO 4 +8H 2 O+3K 2 S=2K[Cr(OH) 6 ]+3S↓+4KOH

2K 2 CrO 4 +2AgNO 3 =KNO 3 +Ag 2 CrO 4(빨간색) ↓

정성적 반응:

K 2 CrO 4 + BaCl 2 = 2KCl + BaCrO 4 ↓

2BaCrO 4 (t) + 2HCl (희석) = BaCr 2 O 7 (p) + BaC1 2 + H 2 O

영수증: 공기 중에서 칼륨과 크로마이트의 소결:

4(Cr 2 Fe XXX")O 4 + 8K 2 CO 3 + 7O 2 = 8K 2 CrO 4 + 2Fe 2 O 3 + 8СO 2 (1000 °C)

중크롬산칼륨 케이 2 Cr 2 영형 7 . 옥소솔. 기술명 크롬 피크. 주황색-빨간색, 비흡습성. 분해되지 않고 녹고, 더 가열하면 분해됩니다. 물에 매우 잘 녹는다( 주황색용액의 색은 Cr 2 O 7 2- 이온에 해당합니다. 알칼리성 환경에서는 K 2 CrO 4 를 형성합니다. 용액 및 융합 중 전형적인 산화제. 이온 교환 반응을 시작합니다.

정성적 반응- H 2 O 2 존재 하에서 에테르 용액의 청색, 원자 수소의 작용하에 수용액의 청색.

가죽 태닝제, 직물 염색용 매염제, 불꽃 조성물의 성분, 분석 화학 시약, 금속 부식 억제제, H 2 SO 4 (농축)과의 혼합물로 사용됩니다. 화학 접시 세척용입니다.

가장 중요한 반응의 방정식:

4K 2 Cr 2 O 7 =4K 2 CrO 4 +2Cr 2 O 3 +3O 2 (500-600 o C)

K 2 Cr 2 O 7 (t) +14HCl (농도) = 2CrCl 3 +3Cl 2 +7H 2 O+2KCl (비등)

K 2 Cr 2 O 7 (t) +2H 2 SO 4(96%) ⇌2KHSO 4 +2CrO 3 +H 2 O (“크롬 혼합물”)

K2Cr2O7+KOH(농도) =H2O+2K2CrO4

Cr 2 O 7 2- +14H + +6I - =2Cr 3+ +3I 2 ↓+7H 2 O

Cr 2 O 7 2- +2H + +3SO 2 (g) = 2Cr 3+ +3SO 4 2- +H 2 O

Cr2O72- +H2O +3H2S(g) =3S↓+2OH - +2Cr2(OH)3 ↓

Cr 2 O 7 2- (농도) +2Ag + (희석) =Ag 2 Cr 2 O 7 (빨간색) ↓

Cr 2 O 7 2- (희석) +H 2 O +Pb 2+ =2H + + 2PbCrO 4 (적색) ↓

K2Cr2O7(t) +6HCl+8H0(Zn)=2CrCl2(syn) +7H2O+2KCl

영수증: K 2 CrO 4를 황산으로 처리:

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 (30%) = K 2Cr 2 영형 7 + K2SO4 + H2O



크롬은 원자번호 24번의 화학 원소입니다. 단단하고 반짝이는 강철 회색 금속으로 잘 닦이고 변색되지 않습니다. 스테인레스강과 같은 합금 및 코팅재로 사용됩니다. 인체는 설탕을 대사하기 위해 소량의 3가 크롬이 필요하지만 Cr(VI)은 독성이 매우 높습니다.

산화크롬(III), 크롬산납 등 다양한 크롬 화합물은 밝은 색상을 띠며 페인트와 안료에 사용됩니다. 루비의 붉은색은 바로 이 성분 때문입니다. 화학 원소. 일부 물질, 특히 나트륨은 유기 화합물을 산화시키고 (황산과 함께) 실험실 유리 제품을 세척하는 데 사용되는 산화제입니다. 또한 산화 크롬(VI)은 자기 테이프 생산에도 사용됩니다.

발견과 어원

화학 원소 크롬 발견의 역사는 다음과 같습니다. 1761년 요한 고틀롭 레만(Johann Gottlob Lehmann)은 우랄 산맥에서 주황색-빨간색 광물을 발견하고 이를 "시베리아 레드 납"이라고 명명했습니다. 납과 셀레늄 및 철의 화합물로 잘못 식별되었지만 실제로는 이 물질은 화학식 PbCrO4. 오늘날 그것은 미네랄 크로콘테로 알려져 있습니다.

1770년에 피터 사이먼 팔라스(Peter Simon Pallas)는 레만이 페인트의 안료로서 매우 유용한 특성을 지닌 적색 납 광물을 발견한 현장을 방문했습니다. 시베리아 붉은 납을 페인트로 사용하는 것은 급속히 발전했습니다. 또한, 크로콘의 밝은 노란색이 유행하고 있습니다.

1797년 니콜라 루이 보클랭(Nicolas-Louis Vauquelin)은 크로콘트와 염산그는 CrO 3 산화물을 받았습니다. 크롬은 1798년에 화학 원소로 분리되었습니다. Vauquelin은 산화물을 숯으로 가열하여 얻었습니다. 그는 또한 루비나 에메랄드와 같은 보석에서 크롬의 흔적도 발견할 수 있었습니다.

1800년대에 Cr은 주로 염료와 태닝염에 사용되었습니다. 오늘날 금속의 85%가 합금에 사용됩니다. 나머지는 화학, 내화물 및 주조 산업에 사용됩니다.

화학 원소 크롬의 발음은 그리스어 χρῶμα에 해당하며, 이는 크롬에서 얻을 수 있는 다양한 유색 화합물로 인해 "색상"을 의미합니다.



채굴 및 생산

이 요소는 크로마이트(FeCr 2 O 4)에서 생산됩니다. 전 세계 광석의 약 절반이 채굴됩니다. 남아프리카. 또한 카자흐스탄, 인도, 터키가 주요 생산국입니다. 탐사된 크롬광 매장지는 충분하지만 지리적으로 카자흐스탄과 남부 아프리카에 집중되어 있습니다.

천연 크롬 금속의 침전물은 드물지만 존재합니다. 예를 들어 러시아의 Udachnaya 광산에서 채굴됩니다. 다이아몬드가 풍부하고 환원 환경이 순수한 크롬과 다이아몬드를 생산하는 데 도움이 되었습니다.

산업 금속 생산의 경우 크로마이트 광석은 용융 알칼리(가성소다, NaOH)로 처리됩니다. 이 경우 크롬산나트륨(Na 2 CrO 4)이 형성되며, 이는 탄소에 의해 산화물 Cr 2 O 3으로 환원됩니다. 금속은 알루미늄이나 실리콘이 있는 상태에서 산화물을 가열하여 생성됩니다.

2000년에는 약 1,500만 톤의 크로마이트 광석이 채굴되어 70% 크롬-철 합금인 400만 톤의 페로크롬으로 가공되었으며, 대략 시장 가치는 25억 달러에 달했습니다.



주요특징

화학 원소 크롬의 특성은 주기율표 4주기의 전이 금속이며 바나듐과 망간 사이에 위치한다는 사실에 기인합니다. 그룹 VI에 포함됩니다. 1907 °C의 온도에서 녹습니다. 산소가 있는 경우 크롬은 빠르게 얇은 산화물 층을 형성하여 금속이 산소와 더 이상 상호 작용하지 않도록 보호합니다.

전이 요소로서 다양한 비율의 물질과 반응합니다. 따라서 산화 상태가 다른 화합물을 형성합니다. 크롬은 기본 상태 +2, +3 및 +6을 갖는 화학 원소이며, 그 중 +3이 가장 안정적입니다. 또한 드물게 +1, +4 및 +5 조건이 관찰됩니다. +6 산화 상태의 크롬 화합물은 강력한 산화제입니다.

크롬은 무슨 색인가요? 화학 원소는 루비 색상을 제공합니다. 에 사용되는 Cr2O3는 크롬그린이라는 안료로도 사용된다. 소금색 유리 에메랄드 그린입니다. 크롬은 루비를 붉은색으로 만드는 화학 원소입니다. 따라서 합성 루비 생산에 사용됩니다.



동위원소

크롬 동위원소의 원자량은 43~67입니다. 일반적으로 이 화학 원소는 52 Cr, 53 Cr 및 54 Cr의 세 가지 안정한 형태로 구성됩니다. 이 중에서 52 Cr이 가장 ​​일반적입니다(모든 천연 크롬의 83.8%). 또한, 19개의 방사성 동위원소가 기술되었으며, 그 중 가장 안정한 것은 50 Cr이며 반감기는 1.8x10 17년을 초과합니다. 51 Cr의 반감기는 27.7일이며, 다른 모든 방사성 동위원소의 경우 24시간을 초과하지 않으며, 대부분의 경우 1분 미만 지속됩니다. 요소에는 두 가지 메타 상태도 있습니다.

지각의 크롬 동위원소는 일반적으로 지질학에 사용되는 망간 동위원소를 동반합니다. 53 Cr은 53 Mn의 방사성 붕괴 중에 형성됩니다. Mn/Cr 동위원소 비율은 다른 초기 역사 단서를 뒷받침합니다 태양계. 다양한 운석의 53 Cr/52 Cr 및 Mn/Cr 비율 변화는 새로운 원자핵태양계가 형성되기 직전에 만들어졌다.



화학 원소 크롬 : 특성, 화합물의 공식

세스퀴옥사이드라고도 알려진 산화크롬(III) Cr 2 O 3 은 이 화학 원소의 4가지 산화물 중 하나입니다. 크로마이트에서 얻습니다. 녹색 화합물은 에나멜과 유리 페인팅의 안료로 사용될 때 일반적으로 "크롬 그린"이라고 불립니다. 산화물은 산에 용해되어 염을 형성하고 용융된 알칼리 - 크로마이트에 용해될 수 있습니다.

중크롬산칼륨

K 2 Cr 2 O 7은 강력한 산화제이며 유기물로부터 실험실 유리 제품을 청소하는 수단으로 선호됩니다. 이를 위해 포화 용액이 사용되지만 때로는 용해도가 더 높은 중크롬산나트륨으로 대체되기도 합니다. 또한 유기 화합물의 산화 과정을 조절하여 1차 알코올을 알데히드로 전환한 다음 이산화탄소로 전환할 수 있습니다.

중크롬산칼륨은 크롬 피부염을 일으킬 수 있습니다. 크롬은 감작을 유발하여 특히 손과 팔뚝에 만성적이고 치료하기 어려운 피부염을 일으킬 가능성이 있습니다. 다른 Cr(VI) 화합물과 마찬가지로 중크롬산칼륨도 발암성입니다. 장갑과 적절한 보호 장비를 착용하고 취급해야 합니다.



크롬산

이 화합물은 가상 구조 H 2 CrO 4 를 가지고 있습니다. 크롬산이나 이크롬산은 자연에서 발생하지 않지만 음이온은 다양한 물질에서 발견됩니다. 시중에 판매되는 "크롬산"은 실제로는 산 무수물인 CrO 3 삼산화물입니다.

납(II) 크롬산염

PbCrO 4는 밝은 노란색을 띠고 물에 거의 녹지 않습니다. 이러한 이유로 크라운 옐로우라고 불리는 착색 안료로 사용되는 것을 발견했습니다.

Cr 및 5가 결합

크롬은 5가 결합을 형성하는 능력으로 구별됩니다. 이 화합물은 Cr(I)과 탄화수소 라디칼에 의해 생성됩니다. 두 개의 크롬 원자 사이에 5가 결합이 형성됩니다. 그 공식은 Ar-Cr-Cr-Ar로 쓸 수 있으며, 여기서 Ar은 특정 방향족 그룹을 나타냅니다.



애플리케이션

크롬은 다양한 용도로 사용되는 특성을 지닌 화학 원소이며 그 중 일부는 아래에 나열되어 있습니다.

금속에 내식성과 광택 있는 표면을 부여합니다. 따라서 크롬은 식기류 등에 사용되는 스테인리스강과 같은 합금에 포함되어 있습니다. 크롬 도금에도 사용됩니다.

크롬은 다양한 반응의 촉매제입니다. 벽돌을 굽기 위한 주형을 만드는 데 사용됩니다. 그 소금은 가죽을 태닝하는 데 사용됩니다. 중크롬산칼륨은 알코올 및 알데히드와 같은 유기 화합물의 산화 및 실험실 유리 제품 세척에 사용됩니다. 직물 염색의 고착제로 사용되며 사진 및 사진 인쇄에도 사용됩니다.

CrO3는 산화철이 포함된 필름보다 더 나은 특성을 갖는 자기 테이프(예: 오디오 녹음용)를 만드는 데 사용됩니다.

생물학에서의 역할

3가 크롬은 인체에서 당의 대사에 필요한 화학 원소입니다. 이에 비해 6가 Cr은 독성이 매우 높습니다.

예방 대책

크롬 금속 및 Cr(III) 화합물은 일반적으로 건강에 유해한 것으로 간주되지 않지만 Cr(VI)을 함유한 물질은 섭취하거나 흡입할 경우 독성이 있을 수 있습니다. 이들 물질의 대부분은 눈, 피부, 점막을 자극합니다. 만성 노출 시 크롬(VI) 화합물은 적절히 치료하지 않으면 눈 손상을 일으킬 수 있습니다. 게다가 발암물질로 지정되어 있습니다. 이 화학 원소의 치사량은 약 반 티스푼입니다. 세계보건기구(WHO)의 권고에 따르면 식수에 함유된 Cr(VI)의 최대 허용 농도는 리터당 0.05mg입니다.

크롬 화합물은 염료와 가죽 태닝에 사용되기 때문에 버려진 산업 현장의 토양과 지하수에서 흔히 발견됩니다. 환경 정화그리고 회복. Cr(VI)을 함유한 프라이머는 항공우주 및 자동차 산업에서 여전히 널리 사용되고 있습니다.

요소 속성

크롬의 주요 물리적 특성은 다음과 같습니다.

• 원자 번호: 24.
• 원자량: 51.996.
• 융점: 1890°C.
• 끓는점: 2482°C.
• 산화 상태: +2, +3, +6.
• 전자 구성: 3d 5 4s 1.