Хром Составитель: И.Н. Пиялкина, учитель химии МБОУ СОШ 37 города Белово

В 1766 году в окрестностях Екатеринбурга был обнаружен минерал, который получил название «сибирский красный свинец», PbCrO 4. Современное название крокоит. В 1797 французский химик Л. Н. Воклен открыл в сибирской красной свинцовой руде новый элемент хром и в 1798 году получил его в свободном состоянии. Происхождение названия Название элемент получил от греч. χρ μα цвет, краска из-за разнообразия окраски своих соединений

Нахождение хрома в природе хромиткрокоит Хром является довольно распространённым элементом (0,02 масс. долей, %). Основные соединения хрома хромистый железняк (хромит) FeO·Cr 2 O 3. Вторым по значимости минералом является крокоит PbCrO 4.

Нахождение в природе Хромистый железняк FeO* Cr 2 O 3 Хромит FeCr 2 O 4 Крокоит PbCrO 4

Cr Элемент под 24 в периодической таблице Д.И.Менделее ва Элемент VI группы побочной подгруппы Элемент 4-ого периода Массовая доля хрома в земной коре – 0,02%

Строение атома валентные электроны s21s2 2s 2 2p 6 4s14s1 3s 2 3p 6 3d 5 Cr 0 2e Cr +2 Cr 0 3e Cr +3 Cr 0 6e Cr +6 Cr

Физические свойства Металл голубовато- белого цвета Очень твердый, но ковкий Хрупкий, с плотностью 7,2 г/см 3 tплавл C tкип C На воздухе покрыт прочной плёнкой оксида

Получение Из хромистого железняка Fe(CrO 2 ) 2 (хромита железа) получают феррохром восстановлением в электропечах коксом (углеродом): FeO· Cr 2 O 3 + 4C Fe + 2Cr + 4CO Феррохром сплав железа и хрома (около 60% ), основные примеси – углерод (до 5%) кремний (до 8%), сера (до 0,05 %), фосфор (до 0,05 %). Феррохром применяют для производства легированных сталей.

Чтобы получить чистый хром, реакцию ведут следующим образом: 1) сплавляют хромит железа с карбонатом натрия (кальцинированная сода) на воздухе: 4Fe(CrO 2 ) 2 + 8Na 2 CO 3 +7O 2 8Na 2 CrO 4 + 2Fe 2 O 3 + 8CO 2 2) растворяют хромат натрия и отделяют его от оксида железа; 3) переводят хромат в дихромат, подкисляя раствор и выкристаллизовывая дихромат; 4) получают чистый оксид хрома восстановлением дихромата углём: Na 2 Cr 2 O 7 + 2C Cr 2 O 3 + Na 2 CO 3 + CO 5) с помощью алюминотермии получают металлический хром: Cr 2 O 3 + 2Al Al 2 O Cr ккал

Химические свойства Li,K,Ba,Ca,Na,Mg, Al,Mn,Zn, Fe Co,Sn,Pb, H 2, Cu,Hg,Ag,Au Cr H 2 SO 4 (конц.), растворы солей + неметаллыО2О2 растворы HCl, H 2 SO 4 H2OH2O + щелочные расплавы окислителей + HNO 3

При комнатной температуре хром химически мало активен из-за образования на его поверхности тонкой прочной оксидной пленки. При нагревании оксидная пленка хрома разрушается, и он реагирует практически со всеми неметаллами, например: кислородом, галогенами, азотом, серой. Составьте уравнения реакций хрома с перечисленными неметаллами. Рассмотрите данные реакции как окислительно-восстановительные.

1. Реагирует с неметаллами(при нагревании) А)4Cr + 3O 2 =2Cr 2 O 3 Б)2Cr + N 2 =2CrN В)2Cr +3S = Cr 2 S 3 2. Реагирует с парами воды(в раскаленном состоянии) 2Cr + 3H 2 O=Cr 2 O 3 + 3H 2 3. Реагирует с кислотами Cr + H 2 SO 4 = CrSO 4 + H 2 4. Реагирует с солями менее активных металлов Cr + CuSO 4 = CrSO 4 + Cu Химические свойства

В присутствии кислорода хром реагирует с растворами кислот c образованием солей хрома (III) 4Cr + 12HCl + 3O 2 = 4CrCl 3 + 6H 2 O Концентрированные серная и азотная кислоты на холоду пассивируют хром При сильном нагревании кислоты растворяют хром с образованием солей хрома (III) Cr + H 2 SO 4 Cr 2 (SO 4 ) 3 + SO 2 + H 2 O Cr + HNO 3 Cr(NO 3 ) 3 + NO 2 + H 2 O Рассмотрите эти реакции как окислительно-восстановительные Расставьте коэффициенты. Назовите окислитель и восстановитель.

Cr 0 + H 2 S +6 O 4 Cr 2 +3 (SO 4 ) 3 + S +4 O 2 + H 2 O Cr 0 + HN +5 O 3 Cr +3 (NO 3 ) 3 + N +4 O 2 + H 2 O Cr 0 – 3e Cr +3 2 S e S Cr + 6H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O Cr 0 – восстановитель, процесс окисления H 2 SO 4 (за счет S +6 ) – окислитель, процесс восстановления Cr 0 – 3e Cr +3 1 N e N +4 3 Cr + 6HNO 3 = Cr(NO 3 ) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O Cr 0 – восстановитель, процесс окисления HNO 3 (за счет N +5 ) – окислитель, процесс восстановления

Химические свойства Растворы щелочей на хром практически не действуют. Хром реагирует с щелочными расплавами окислителей. В качестве окислителей используют нитраты натрия, калия, хлорат калия и другие окислители. При взаимодействии с щелочными расплавами окислителей хром образует соли анионного типа, в которых проявляет высшую степень окисления. Cr + KClO 3 + 2KOH K 2 CrO 4 + KCl + H 2 O сплавление

Хром - постоянная составная часть растительных и животных организмов. В крови содержится от 0,012 до 0,0035 % хрома. Хром имеет большое значение в метаболизме углеводов и жиров, а также участвует в процессе синтеза инсулина. Важнейшая его биологическая роль состоит в регуляции углеводного обмена и уровня глюкозы в крови Элемент способствует нормальному формированию и росту детского организма. Снижение содержания хрома в пище и крови приводит к уменьшению скорости роста, увеличению холестерина в крови. Роль хрома в живых организмах

пшеничные ростки, печень, мясо, сыр, бобы, горох, цельное зерно, черный перец, мелисса, пивные дрожжи Пищевые источники хрома

Применение хрома В производстве стали В нагревательных элементах электрических печей(сплав железа, никеля и хрома) Хромирование(создание защитных и декоративных покрытий) Сплавы хром-30 и хром-90, незаменимых для производства сопел мощных плазмотронов и в авиакосмической промышленности.

Наглядное применение хрома

Проверь себя С какими из перечисленных ниже веществ будет реагировать хром H 2 SO 4 Al KCL HCL NaNO 3 Cu(NO 3 ) 2

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ

Ссылки на источники информации и изображения: