Ossido di cromo: formula, caratteristiche e proprietà chimiche

Tra la varietà di elementi chimici e i loro composti è difficile selezionare la sostanza più utile per l'umanità. Ognuno è unico nelle sue proprietà e possibilità di applicazione. Il progresso tecnico facilita enormemente il processo di ricerca, ma stabilisce anche nuovi compiti. Gli elementi chimici, scoperti diverse centinaia di anni fa e studiati in tutte le sue manifestazioni, ricevono nel mondo moderno usi più tecnologici. Questa tendenza si applica ai composti che esistono in natura e sono creati dagli esseri umani.

ossido

Nella crosta terrestre e nella vastità dell'Universo ci sono molti composti chimici che differiscono per classi, tipi, caratteristiche. Uno dei tipi più comuni di composti è l'ossido (ossido, ossido). Questo include sabbia, acqua, anidride carbonica, cioè le sostanze di base per l'esistenza dell'umanità e l'intera biosfera della Terra. Gli ossidi sono sostanze che contengono atomi di ossigeno con stato di ossidazione -2, mentre la connessione tra gli elementi è binaria. La loro formazione si verifica di conseguenza reazione chimica, condizioni che variano a seconda della composizione dell'ossido.

Le caratteristiche di questa sostanza sono tre posizioni: la sostanza è complessa, consiste di due atomi, uno di loro è l'ossigeno. Un gran numero di ossidi esistenti a causa del fatto che molti elementi chimici formano diverse sostanze. Sono identici nella composizione, ma un atomo che reagisce con l'ossigeno mostra diversi gradi di valenza. Ad esempio, ossido di cromo (2, 3, 4, 6), azoto (1, 2, 3, 4, 5), ecc. Tuttavia, le loro proprietà dipendono dal grado di valenza dell'elemento che entra in una reazione ossidativa.

Secondo la classificazione accettata, gli ossidi sono basici e acidi. Viene anche rilasciata una specie anfoterica, che esibisce le proprietà dell'ossido di base. Gli ossidi acidi sono composti di non metalli o elementi ad alta valenza, i loro idrati sono acidi. Gli ossidi principali includono tutte le sostanze che hanno un legame di ossigeno + metallo, i loro idrati sono basi.

cromo

Nel XVIII secolo, il chimico I. G. Lehmann scoprì un minerale sconosciuto, che era chiamato piombo rosso siberiano. Il professore della Scuola di Mineralogia di Parigi, Wokelen, ha condotto una serie di reazioni chimiche con il campione ottenuto, a seguito del quale è stato isolato un metallo sconosciuto. Le principali proprietà identificate dallo scienziato divennero la sua resistenza agli ambienti acidi e refrattari (resistenza al calore). Il nome "cromo" (cromo) è sorto a causa della vasta gamma di colori, che è caratterizzata dai composti dell'elemento. Il metallo è piuttosto inerte, nella sua forma pura non si verifica in condizioni naturali.

I principali minerali contenenti cromo sono: cromite (FeCr ₂ O ₄ ), melanocroite, vocelenite, ditseite, tarapacaite. L'elemento chimico Cr si trova nel sesto gruppo del sistema periodico DI Mendeleev, ha numero atomico 24. La configurazione elettronica dell'atomo di cromo consente all'elemento di avere una valenza di +2, +3, +6, con i composti più stabili del metallo trivalente. Possibili reazioni in cui il grado di ossidazione è +1, +5, +4. Il cromo non è chimicamente attivo, la superficie metallica è coperta da un film (effetto passivazione), che impedisce la reazione con ossigeno e acqua in condizioni normali. L'ossido di cromo, che si forma sulla superficie, impedisce al metallo di interagire con acidi e alogeni in assenza di catalizzatori. Composti con sostanze semplici (non metalli) sono possibili a una temperatura di 300 ° C (cloro, bromo, zolfo).

Quando si interagisce con sostanze complesse, sono necessarie condizioni aggiuntive, ad esempio, con una soluzione alcalina, la reazione non si verifica, con il suo scioglimento il processo è molto lento. Il cromo reagisce con gli acidi quando c'è una temperatura elevata come catalizzatore. L'ossido di cromo può essere ottenuto da vari minerali mediante l'esposizione alla temperatura. A seconda del grado futuro di ossidazione dell'elemento, vengono utilizzati acidi concentrati. In questo caso, la valenza di cromo nel composto varia da +2 a +6 (ossido di cromo più alto).

applicazione

A causa delle proprietà anticorrosive uniche e della resistenza al calore, le leghe a base di cromo sono di grande importanza pratica. Allo stesso tempo, in percentuale, la sua quota non dovrebbe superare la metà del volume totale. Il grande svantaggio del cromo è la sua fragilità, che riduce le capacità di lavorazione delle leghe. Il modo più comune per utilizzare il metallo è quello di realizzare rivestimenti (cromatura). Il film protettivo può essere uno strato di 0,005 mm, ma proteggerà in modo affidabile il prodotto metallico dalla corrosione e da influenze esterne. I composti di cromo sono utilizzati per la fabbricazione di strutture resistenti al calore nell'industria metallurgica (forni fusori). Rivestimenti anti-corrosione della direzione decorativa (ceramica metallica), acciaio speciale legato, elettrodi per saldatrici, leghe a base di silicio, alluminio sono richiesti nei mercati mondiali. L'ossido di cromo a causa della bassa possibilità di ossidazione e di alta resistenza al calore funge da catalizzatore per molte reazioni chimiche che si verificano a temperature elevate (1000 ^° C).

Composti bivalenti

L'ossido di cromo (2) CrO (ossido di azoto) è una polvere di colore rosso o nero brillante. È insolubile in acqua, in condizioni normali non si ossida, presenta proprietà basiche pronunciate. La sostanza è solida, refrattaria (1550 ^o C), non è tossica. Nel processo di riscaldamento a 100 ^° C, viene ossidato a Cr ₂ O ₃ . In soluzioni deboli di nitrico e acido solforico non si scioglie, la reazione avviene con acido cloridrico.

Ricevuta, applicazione

Questa sostanza è considerata un ossido inferiore. Ha un ambito abbastanza ristretto. Nell'industria chimica, l'ossido di cromo 2 viene utilizzato per purificare gli idrocarburi dall'ossigeno, che attrae durante l'ossidazione a temperature superiori a 100 ^o C. Ci sono tre modi per ottenere l'ossido di bivalente di cromo:

1. Dalla decomposizione di carbonile Cr (CO) ₆ in presenza di alta temperatura come catalizzatore.
2. Ripristino con acido fosforico ossido di cromo 3.
3. L'amalgama di cromo è ossidata dall'ossigeno o dall'acido nitrico.

Composti trivalenti

Per gli ossidi di cromo, il grado di ossidazione +3 è la forma più stabile di sostanza. Cr ₂ O ₃ (verde cromico, sesquiossido, escolide) è chimicamente inerte, insolubile in acqua, ha un alto punto di fusione (oltre 2000 ^° C). Ossido di cromo 3 - polvere refrattaria verde, molto solida, ha proprietà anfotero. La sostanza è solubile in acidi concentrati, la reazione con alcali avviene come risultato della fusione. Può essere ridotto al metallo puro quando interagisce con un forte agente riducente.

Preparazione e uso

A causa dell'elevata durezza (paragonabile al corindone), l'uso della sostanza nei materiali abrasivi e di lucidatura è più comune. L'ossido di cromo (formula Cr ₂ O ₃ ) ha un colore verde, quindi è usato come pigmento nella produzione di vetro, vernici, ceramiche. Per l'industria chimica, questa sostanza viene utilizzata come catalizzatore per reazioni con composti organici (sintesi di ammoniaca). L'ossido di cromo trivalente viene utilizzato per creare gemme e spinelli artificiali. Per ottenere usato diversi tipi di reazioni chimiche:

1. Ossidazione di ossido di cromo.
2. Bicromato di calcare (calcinazione) o cromato di ammonio.
3. Decomposizione di idrossido di cromo trivalente o ossido esavalente.
4. Calcolo del mercurio cromato o bicromato.

Composti esavalenti

La formula per l'ossido di cromo più elevato è CrO ₃ . La sostanza è di colore viola o rosso scuro, può esistere sotto forma di cristalli, aghi, piatti. Chimicamente attivo, tossico, quando interagisce con composti organici c'è il pericolo di combustione spontanea ed esplosione. Ossido di cromo 6 - anidride cromica, triossido di cromo - è altamente solubile in acqua, in condizioni normali interagisce con l'aria (sfoca), il punto di fusione è 196 ^o C. La sostanza ha pronunciato caratteristiche acide. Quando una reazione chimica con acqua forma acido dicromico o cromico, senza catalizzatori addizionali interagisce con alcali (cromati gialli). Per gli alogeni (iodio, zolfo, fosforo) è un forte agente ossidante. Come risultato del riscaldamento superiore a 250 ^° C, si formano ossigeno libero e ossido di cromo trivalente.

Come ottenere e dove usato

L'ossido di cromo 6 si ottiene trattando i cromato di sodio o di potassio (bicromati) con acido solforico concentrato o facendo reagire il cromato di argento con acido cloridrico. L'alta attività chimica di una sostanza determina le principali direzioni del suo utilizzo:

1. Ottenere il metallo puro: il cromo.
2. Nel processo di superfici cromate, incluso il metodo elettrolitico.
3. Ossidazione di alcoli (composti organici) nell'industria chimica.
4. Nella tecnologia missilistica viene utilizzato come accenditore.
5. Nei laboratori chimici pulisce i piatti da composti organici.
6. Utilizzato nell'industria pirotecnica.