Отримання хромового ангідриду

року міністерство освіти Російської Федерации.

Державне освітнє установа вищого й фахової образования.

ІРКУТСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНИВЕРСИТЕТ.

Кафедра неорганічної химии.

КУРСОВА РАБОТА.

Тема: Одержання хромового ангидрида.

Керівник Селіна Н.А.

Студентка групи 3111 Колоколова Н.В.

Іркутськ, 2002.

|Содержание |стор. |.

Содержание…2.

Теоретична часть…3.

1. Загальна характеристика підгрупи хрома…3.

Літературний обзор…4.

1. Історична справка…4.

2. Распрастранение в природе…5.

3. Властивості хрома…5 1. Загальні сведения…5 2. Получение…5 3. Фізичні свойства…6 4. Хімічні свойсвта…6.

4. Сполуки хрома…8 1. Оксиды…8 2. Гидроксиды…8 3. Кислоты…8.

5. Применение…9 1. Хромирование…10 2. Сплавы…11.

6. Екологічні проблемы…11.

Експериментальна часть…13.

Литература

…14.

I. Теоретична часть.

1. Загальна характеристика підгрупи хрому У побічну підгрупу шостий групи входять хром, молібден і вольфрам.

Таблиця 1. |Элемент|Порядковый номер|Конфиг.внешн. |Радіус, нм |Перв.потенц.| | |в періодичної |і предвнешнего| |іон., атомів| | |системі |электр. Верств | |кДж/моль | | |елементів | | | | | | | |атома|иона | | | | | | |Э+6 | | |Cr |24 |3s23p63d54s1 |0,127|0,035|653 | |Mo |42 |4s24p64d55s1 |0,139|0,065|690 | |W |74 |5s25p65d46s2 |0,140|0,065|770 |.

Як очевидно з даних, які у Таблиці 1, у низці Cr — Mo — W зростають потенціали іонізації, тобто. зі збільшенням зарядів ядер відбувається ущільнення електронних оболонок їх атомів. Особливо сильне при переході від молібдену до вольфрамові. Хром, молібден і вольфрам ставляться до d — елементам. Маючи осіб на зовнішньому рівні одну чи дві електрона (хром і молібден — один p. s — електрон, вольфрам — два p. s — електрона), аналізовані елементи, на відміну від елементів головною підгрупи VI групи, мають переважно металевими властивостями. Подібність між елементами головної ролі і побічної підгрупи VI групи виявляється лише в з'єднаннях з найвищим знаком окислення (6).

У з'єднаннях елементи підгрупи хрому виявляють такі позитивні ступеня окислення: Cr — 2, 3, 4 (5), 6; Mo — (2), 3, 4, 5, 6 і W — 2, (3), 4, 5, 6.

Елементи підгрупи хрому виявляють ступеня окислення +5, +4, +3, +2. Але найбільше типові сполуки вищого рівня окислення, що у що свідчить дуже нагадують відповідні сполуки сірки. З воднем елементи підгрупи хрому сполук не образуют.

Зі збільшенням порядкового номери як у підгрупі зростає температура плавлення металів. Вольфрам плавиться при 3390 °З. Це найбільш тугоплавкий метал. Тому його використовують із виготовлення ниток в електричних лампочках накаливания.

Метали підгрупи хрому у звичайних обставинах дуже стійкі до впливу повітря та води. При нагріванні взаємодіють із киснем, галогенами, азотом, фосфором, вугіллям, кремнієм та інших. Відомі їх численні сплави коїться з іншими металами. Сплави й які самі метали — дуже цінні матеріали сучасної техники.

По фізичним і хімічним властивостями молібден і вольфрам подібні між собою і злочини дещо відрізняються хрому. Хімічна активність металів в ряду хром — молібден — вольфрам помітно знижується. II. Літературний обзор

1. Історична справка.

У 1766 року петербурзький професор хімії И. Г. Леман описав новий мінерал, знайдений на Уралі на Березовського руднику, в 15 кілометрах від Єкатеринбурга. Обробляючи камінь соляної кислотою, Леман отримав смарагдовозелений розчин, а нинішньому білому осаді виявив свинець. Через кілька років, в 1770 року, Березовські рудники описав академік П. С. Паллас. «Березовські копальні, — писав Пауль, — складаються з чотирьох рудників, які розробляються з 1752 року. Вони поруч із золотом добуваються срібло і свинцеві руди, і навіть знаходять чудовий червоний свинцевий мінерал, який виявили більше, ані щодо одного іншому руднику Росії. Ця свинцева руда буває різного кольору (іноді схожого на колір кіноварі), важка й він напівпрозора… Іноді маленькі неправильні пірамідки цього мінералу бувають поцяткували в кварц подібно маленьким рубинам. При роздрібненні на порох вона дає красиву жовту фарбу…». Мінерал був названо «сибірським червоним свинцем». Згодом до нього приліпилося назва «крокоит».

Зразок цього мінералу наприкінці XVIII століття привезений Палласом до Парижа. Крокоитом зацікавився відомий французький хімік Луї Нікола Воклен. У 1796 року він піддав мінерал хімічним аналізом. «Усі зразки цього речовини, які у кількох мінералогічних кабінетах Європи, — писав Воклен у своїй звіті, — отримано від цього (Березовського) золотого рудника. Раніше рудник було дуже багатий цим минералом, проте кажуть, що кілька тому запаси мінералу в руднику виснажилися і нині цей мінерал купують справді на вагу золота, особливо, коли він жовтий. Зразки мінералу, які мають правильних обрисів чи розколоті на шматочки, годяться від використання в живопису, де їх цінуються упродовж свого желто-оранжевую забарвлення, не непостійну надворі… Вродливий червоний колір, прозорість і кристалічна форма сибірського червоного мінералу змусила мінералогів зацікавитися його природою, і місцем, де було знайдено; велику питому вагу і супутня йому свинцева руда, природно, змушували припускати про наявність свинцю у тому минерале…».

У 1797 року Воклен повторив аналіз. Растертый на порох крокоит він помістив в розчин вуглекислого калію і прокип’ятив. Через війну досвіду учений отримав вуглекислий свинець і жовтий розчин, у якому містилася калієва сіль невідомої тоді кислоти. При додаванні до розчину ртутній солі утворювався червоний осад, після реакції зі свинцевим сіллю з’являвся жовтий осад, а запровадження хлористого олова офарблювало розчин в зелений колір. Після осадження соляної кислотою свинцю Воклен випарив фільтрат, а выделившиеся червоні кристали (це був оксид шестивалентного хрому) змішав з вугіллям, помістив в графітовий тигель і нагрів до високої температури. Коли досвід було завершено, учений знайшов у тиглі безліч сірих зрощених металевих голок, що важили в 3 рази менше, ніж вихідне речовина. Так уперше був в виділено новий елемент. Одне з друзів Воклена запропонував йому назвати елемент хромом (грецькою «хрому» — забарвлення) через яскравого різноманітного кольору його сполук. Спочатку Воклену не сподобалося запропоноване назва, оскільки відкритий їм метал мав скромну сіру забарвлення і начебто не виправдовував своє ім'я. Але друзі все-таки зуміли умовити Воклена і, коли французька Академія наук за всією формою зареєструвала його відкриття, хіміки усього світу внесли слово «хром» до списків відомих науці элементов.

У 1854 року удалося одержати чистий металевий хром електроліз водних розчинів хлориду хрому. У металургії, де витрата хрому для легування сталей дуже високий, використовують не сам хром, яке сплав з залізом — феррохром. Вперше феррохром він у 1820 року відновленням суміші оксидів заліза і хрому деревним вугіллям в тиглі. У 1865 року було видано перший патент на хромистую сталь.

2. Распрастранение в природе.

Середній вміст хрому в земної корі 83 г/т, щодо маси зміст хрому в земної корі становить 0,035%, у питній воді морів, і океанів 2(10−5 мг/л. Хром виявлено на Сонце, зірок і в метеоритах.

Світові підтверджені запаси хромових руд становлять 1,8 млрд. т. Більше 60% зосереджене у ПАР. Значними запасами мають Зімбабве, Казахстан Туреччина, Індія, Бразилія. Руди хрому є у Нової Каледонії, на Кубі, в Греції, Югославії. У той самий час такі промислові країни, як Англія, Франція, ФРН, Італія, Швеція, цілком позбавлені хромового сировини, а навіть Канада мають тільки дуже бідними рудами. Запаси хромових руд Росії зосереджені головним чином групі Сарановских родовищ (Верблюжьегорское, Алапаевское, Халиловское та інших.) на Уралі (Пермська область) і вони становлять 6,4 млн. т. (0,36% від світових запасов).

Видобуток хромових руд у світі становить близько 12-ї млн. тонн на рік, у цьому числі 108 тис. тонн на Росії. Головні виробники товарної хромової руди — ПАР, Казахстан, долю яких припадає понад 60% видобутку сировини ежегодно.

У Красноярському краї родовища хрому відсутні. На правому березі р. Енисей, у гирлі р. Березовой (південніше гирла р. Підкам'яна Тунгуска) є рудопроявление після виходу порід 1,5(4 м, вік порід становить 500 млн. років. Зміст чистого хрому в руді порядку 42% .

За змістом Cr2O3 хромові руди поділяються на дуже багаті (більш 65%), багаті (65−52%), середні (52−45%), бідні (45−30%), убогі (30−10%). Руди, містять більш 45% Cr2O3 не вимагають обогащения.

Хром зустрічають у вигляді сполук, у різних мінералах. Найбільш поширений мінерал хромит, чи хромистый желєзняк FeCr204, багаті родовища якого є на Уралі й у Казахстане.

У 1936 року у Казахстані, у районі Актюбинска, знайшли величезні поклади хромита — основного промислового сировини для феррохрома. Під час війни базі цього родовища побудували Актюбинский феросплавний завод, котрий став із найбільших підприємств по випуску феррохрома і хрому всіх марок.

Богат хромистой рудою і Урал. Тут розміщено велика кількість родовищ цього металу: Сарановское, Верблюжьегорское, Алапаевское, Монетна дача, Халиловское та інших. По разведанным запасам хромистых руд Росія посідає чільне місце у мире.

Руди хрому є у Туреччини, Індії, Нової Каледонії, на Кубі, у Греції, Югославії, деяких країнах Африки. У той самий час такі промислові країни, як Англія, Франція, ФРН, Італія, Швеція, Норвегія, цілком позбавлені хромового сировини, а навіть Канада мають тільки дуже бідними рудами, мало придатними для феррохрома.

3. Властивості хрома.

1. Загальні сведения.

Хром Cr — хімічний елемент VI групи періодичної системи Менделєєва, атомний номер 24, атомна маса 51,996, радіус атома 0,0125, радіуси іонів Cr2+ - 0,0084; Cr3+ - 0,0064; Cr4+ - 6,0056. Має чотири стабільних ізотопу з атомними масами 50, 52, 53, 54, поширеність що у природі становить 4,35%, 83,79%, 9,50%, 2,36%. Зазвичай хром виявляє ступеня окислення +2, +3, +6 (валентності II, III, VI соответственно).

2. Одержання хрома.

Металевий хром отримують відновленням оксиду хрому (III) при нагріванні з алюмінієм: Сr2О3 + 2Аl = Аl2О3 +2Сr.

Металевий хром отримують також електроліз водних розчинів сполук хрома.

3.3.Физические свойства.

Хром — твердий, досить-таки важка, пластичний, ковкий метал сіросталевого кольору, плавиться при 1878(220С, кипить при 24 690С. З металів він самий твердий, його щільність 7,19 г/см3, т. пл. 1855 °З. Природний хром складається з суміші п’яти ізотопів із масовими числами 50, 52, 53, 54 і 56. Радіоактивні ізотопи отримані искусственно.

Незначні домішки кисню, азоту, вуглецю різко змінюють фізичні властивості хрому, зокрема він працює тендітним. Одержати хром без цих домішок дуже важко. Стійкий до корозії надворі й у воде.

Структура кристалічною грати объемно-центрированная кубическая.

Таблиця 1- Фізичні властивості хрома.

|Параметр |Значення | |Щільність при 200C |7,19 г/см3 | |Температура плавлення |1878(220С | |Температура кипіння |2469−2480 0C | |Теплота парообразования |344,4 | | |кДж/Моль | |Теплопровідність |93,7 Вт/(м (К)| |Температурний коефіцієнт лінійного |6,2(10−6 | |розширення | | |Питома електричне опір |12,7(10−8Ом (м| |Твердість по Бринеллю |687 МПа | |Питома магнітна сприйнятливість |+4,45(10−8м/к| | |г3 |.

Хром має усіма характерними властивостями металів — добре проводить тепло, майже надає опору електричному струму, має властивий більшості металів блиск. Цікава одна особливість хрому: при температурі близько 37 °C він поводиться явно «визивно» — багато його фізичні властивості різко, стрибкоподібно змінюються. У цьому температурної точці внутрішнє тертя хрому сягає максимуму, а модуль пружності падає до мінімальних значень. Також раптово змінюються електропровідність, коефіцієнт лінійного розширення, термоэлектродвижущая сила. Доки учені що неспроможні пояснити цю аномалию.

Навіть незначні домішки роблять хром дуже тендітним, у ролі конструкційного матеріалу її практично не застосовують, зате як легуючий елемент він здавна має в металургів пошаною. Невеликі добавки його надають стали твердість і зносостійкість. Такі риси притаманні шарикопідшипникової стали, до складу якої, поруч із хромом (до 1,5%), входить вуглець (близько 1%). Які Утворюються у ній карбиды хрому відрізняються виняткової твердістю — вони й дозволяють металу впевнено опиратися одного з найнебезпечніших ворогів — зносу. По твердості хром переважає всі метали, він дряпає скло. 4. Хімічні свойства.

При невеликих температурах хром хімічно мало активний (взаємодіє тільки з фтором). Вище 6000C взаємодіє зі галогенами, сірої, азотом, кремнієм, бором, вуглецем, киснем. Взаємодія з киснем протікає спочатку досить активне, потім, проте, різко сповільнюється, так як поверхню покривається тонкої надзвичайно стійкою плівкою, препятствующему подальшому окислювання. Це називається пассивированием. При 12000C плівка починає руйнуватись, окислювання знову йде швидко. При 20000C хром воспламеняется в кисні із заснуванням темно-зеленого оксиду Cr2O3.

Хром пассивируется холодними концентрованими H2SO4 і HNO3, однак за сильному нагріванні він розчиняється у тих кислотах [3]:

2Cr + 6H2SO4(конц.) = Cr2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O.

Cr + 6HNO3(конц.) = Cr (NO3)3 + 3NO2 + 3H2O.

Хром розчиняється в розбавлених сильних кислотах (HCl і H2SO4). У цих випадках за відсутності повітря утворюються солі Cr2+, але в повітрі - солі Cr3+:

Cr + 2HCl = CrCl2+ H2.

4Cr + 12HCl +3O2 = 4CrCl3 + 6H2O.

Нерозчинимо в H3PO4, HClO4 завдяки освіті захисної пленки.

На повітрі хром не змінюється. Тому хромом з допомогою електролізу його сполук покривають — хромируют — сталеві вироби для запобігання їхню відмінність від ржавления і механічного зносу. Ці самі якості хром надає своїм сплавів з залізом — хромистым сталям. До них належать нержавіюча сталь, що містить близько 12-ї% хрома.

Таблица 2- Основні хімічні реакції чистого хрома.

|Хром реагує | |0…600 градусів |600…1200 градусів |1200…2000 градусів | | з фтором|с галогенами: |З | | |2Cr0 + 3Cl20 [pic] |кислородом:4Cr| |2Cr0 + 3F20 = |2Cr+3Cl3- |+ 3O2 [pic] | |2Cr+3F3- | |2Cr2O3 | | | | | | | | | | | | | | | |2Cr2O3 | | | із сірою: |2Cr2O3 | | |2Cr0 + 3S0 [pic] Cr2+2S3−2| | | |з азотом: | | | |2Cr0+ N20[pic] 2Cr+3N-3 | | | |з кремнієм: | | | |4Cr0 + 3Si0 [pic] | | | |Cr4+3Si3−4 | | | |з бором | | | |Cr0 + B0 [pic] Cr+3B-3 | | | |з вуглецем | | | |4Cr0 + 3С0 [pic]Cr4+3C3−4 | | | |з киснем: | | | |4Cr0 + 3O20 = 2Cr2+3O3−2 | | | |з сірчаної кислотою: | | | |2Cr0 + 6H2+SO4−2 = | | | |Cr2+3(SO4)3−2 + 3S-2O2 | | | |+6H2O | |.

4. Сполуки хрома.

4.1. Оксиды.

Оксид хрому (II) CrO (основний) — сильний восстановитель, надзвичайно хисткий у присутності вологи і кисню. Практичного значення не имеет.

Оксид хрому (III) Cr2O3 (амфотерный) стійкий надворі й у растворах.

Cr2O3 + H2SO4 = Cr2(SO4)3 + H2O.

Cr2O3 + 2NaOH = Na2CrO4 + H2O.

Утворюється при нагріванні деяких сполук хрому (VI), например:

4CrO3[pic] 2Cr2O3 + 3О2.

(NH4)2Cr2O7 [pic] Cr2O3 + N2 + 4H2O.

4Cr + 3O2 [pic] 2Cr2O3.

Оксид хрому (III) використовується на відновлення металевого хрому невисокою чистоти з допомогою алюмінію (алюминотермия) чи кремнію (силикотермия):

Cr2O3 +2Al = Al2O3 +2Cr.

2Cr2O3 + 3Si = 3SiO3 + 4Cr.

Оксид хрому (VI) CrO3 (кислотний) — темно малинові голчасті кристали. Отримують дією надлишку концентрованої H2SO4 на насичений водний розчин біхромату калия:

K2Cr2O7 + 2H2SO4 = 2CrO3 + 2KHSO4 + H2O.

Оксид хрому (VI) — сильний окислювач, одне з токсичних сполук хрома.

При розчиненні CrO3 у питній воді утворюється хромова кислота H2CrO4.

CrO3 + H2O = H2CrO4.

Кислотний оксид хрому, реагуючи зі лугами, утворює жовті хроматы CrO42-.

CrO3 + 2KOH = K2CrO4 + H2O.

4.2. Гидроксиды.

Гидроксид хрому (III) має амфотерными властивостями, розчиняючись як і кислотах (поводиться як основание):

2Cr (OH)3 + 3H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 6H2O і у лугах (поводиться як кислота):

Cr (OH)3 + KOH = K[Cr (OH)4].

Cr (OH)3 + NaOH = NaCrO2 + 2H2O.

При прокаливании гидроксида хрому (III) утворюється оксид хрому (III) Cr2O3.

2Cr (OH)3 [pic] Cr2O3 + 3H2O.

Нерозчинимо в воде.

4.3. Кислоты.

Кислоти хрому, відповідальні його ступеня окислення +6 і різняться співвідношенням числа молекул CrO3 і H2O, існує лише як розчинів. При розчиненні кислотного оксиду CrO3, утворюється монохромовая кислота (просто хромова) H2CrO4.

CrO3 + H2O = H2CrO4.

Підкислення розчину чи збільшення у ньому CrO3 призводить до кислотам загальної формули nCrO3 H2O при n=2, 3, 4 це, відповідно, ді, три, тетрохромовые кислоти. Найсильніший їх — дихромовая, тобто H2Cr2O7. Хромові кислоти та його солісильні окислювачі і ядовиты.

5. Применение.

Більшість видобутої у світі хромистой руди надходить сьогодні на феросплавні заводи, де выплавляются різні сорти феррохрома і металевого хрома.

Хромиты широко використав вогнетривкої промисловості виготовлення вогнетривкої хромитового і хромомагнезитового цегли. Така цегла хімічно пасивний, стійкий за температур вище 22 000С, добре витримує різким коливанням температур. Магнезитохромитовый цегла — відмінний вогнетривкий матеріал для футерівки (захисної внутрішньої обличкування) мартенівських печей та інших металургійних агрегатів. Склепіння з хромомагнезитового цегли витримують ще більше плавок, ніж склепіння з завзятої кварцевого материала.

Хіміки використовують хромиты щоб одержати бихроматов калію і натрію, а також хромових квасцов, що застосовуються для дубления шкіри, придающего їй гарний блиск і міцність. Таку шкіру називають «хромом», а чоботи з неї «хромовими». Розчинні у питній воді хроматы натрію і калію застосовують у текстильному і шкіряному виробництві, як консерванти деревини (вони знищують деревні грибки).

Хромова суміш — сірчанокислий розчин біхромату калію чи натрію використовується миття хімічної посуду в лабораторіях. Найчастіше застосовується розчин що містить щодо маси приблизно 12 частин K2Cr2O7, 70 частин води та 22 частини H2SO4.

Хай виправдуючи свою назву, хром приймає дійову участь у виробництві барвників для скляної, керамічної, текстильної промисловості. Нерозчинні хроматы деяких металів (PbCrO4, ZnCrO4, SrCrO4) — прекрасні художні фарби. Багатством відтінків — від рожевочервоного до фіолетового славиться SnCrO4, вживаний у живопису по фарфору.

У коштовного каміння рубіну належить друге місці після алмазу. Технологія отримання штучного рубіна ось у чому: в оксид алюмінію Al2O3 вводять дозовану добавку оксиду хрому (III), — йому-то і зобов’язані рубінові кристали своїм чарівним кольором. Але штучні рубіни цінуються як за «зовнішні дані»: народжений з допомогою лазерний промінь здатний буквально творити чудеса.

Оксид хрому (III) дозволив тракторобудівникам значно скоротити терміни обкатування двигунів. Зазвичай війни операція, під час якій усе тертьові деталі повинні «звикнути» друг до друга, тривала досить довго чекати і це, звісно, невідь що влаштовувало працівників тракторних заводів. Вихід зі становища знайшли, коли вдалося розробити нову паливну присадку, до складу якої ввійшов оксид хрому (III). Секрет дії присадки простий: при згорянні палива утворюються дрібні абразивні частки оксиду хрому (III), які, осідаючи на внутрішніх стінках циліндрів та інших які піддаються тертю поверхнях, швидко ліквідують шорсткості, полірують і добре підганяють деталі. Ця ад’ювант у поєднанні з новими сортом олії дозволила за 30 я раз скоротити тривалість обкатки.

Заміна у робочому шарі магнітофонного плівки оксиду заліза на частки оксиду хрому (III) дозволила різко підвищити якість звучання, плівка стала надійніше в работе.

Фотоматеріали і ліки, каталізатори для хімічних процесів і металеві покриття — скрізь хром виявляється «при справі». Про хромових покриттях слід розповісти подробнее.

5.1. Хромирование.

Давно зазначалося, що хром як відрізняється великий твердістю (в такому випадку він не бачить конкурентів серед металів), проте й добре пручається окислювання надворі, не взаємодіє зі кислотами. Тонкий шар цього металу спробували электролитически осаджувати на поверхню виробів із інших матеріалів, щоб уберегти їхню відмінність від корозії, подряпин і інших «травм». Проте хромові покриття виявилися пористими, легко відшаровувалися і виправдовували покладених ними надежд.

Майже три чверть століття билися вчені над проблемою хромування, і тільки в 20-х роках минулого століття проблему було вирішено. Причина невдач в тому, що використовуваний у своїй електроліт містив трехвалентный хром, який міг створити потрібне покриття. І це його шестивалентному «побратиму» таке завдання виявилася під силу. Відтоді як електроліту почали застосовувати хромовую кислоту — у ній валентність хрому дорівнює 6. Товщина захисних покриттів (наприклад, на деяких зовнішніх деталях автомобілів, мотоциклів, велосипедів) становить до 0,1 міліметра. Але часом хромове покриття використав декоративних цілях — для обробки годин, дверних ручок та інших предметів, не які піддаються серйозній небезпеці. У разі на виріб завдають найтонший шар хрому (0,0002−0,0005 миллиметра).

Литовські хіміки розробили засіб створення багатошарової «кольчуги» для особливо відповідальних деталей. Надзвичайно тонкий верхній шар цього покриття (під мікроскопом його поверхня у самому справі нагадує кольчугу) складається з хрому: у процесі служби він перший «приймає вогонь він», але ще хром окислюється, проходять багато років. Тим часом деталь спокійно несе свою відповідальну службу.

Хромированию піддаються як металеві деталі, а й вироби з пластмас. Підданий випробувань відомий полімер — полістирол, «одягнений» в хром, став міцніше, йому виявилися набагато менш страшними такі «вороги» конструкційних матеріалів, як стирання, вигин, удар. Звісно ж, зріс термін їхньої служби деталей.

Є й інший шлях хромування — дифузний, протекающий над гальванічних ваннах, а печах. Спочатку сталеву деталь поміщали в порошок хрому і нагрівали в відновлювальної атмосфері до високих температур. У цьому лежить на поверхні деталі з’являвся збагачений хромом шар, який за твердістю і коррозионной стійкості значно переважаючий сталь, з якої зроблено деталь. Але у температурі приблизно 1000 °C хромовий порошок спікається та, крім того поверхні покрываемого металу утворюються карбиды, що перешкоджають дифузії хрому в сталь. Довелося підшукувати інший носій хрому; замість порошку цієї мети почали використовувати леткі галоидные солі хрому — хлорид чи йодид, що дозволило знизити температуру процесу. Хлорид (чи йодид) хрому отримують у установці для хромування, пропускаючи пари відповідної галоидоводородной кислоти через порошкоподібний хром чи феррохром. Утворений газоподібний хлорид огортає хромируемое виріб, і поверхневий пласт насичується хромом. Таке покриття набагато міцніше пов’язані з основним матеріалом, ніж гальваническое. 5.2. Сплавы.

Сімейство хромових сплавів дуже многочисленно.

Таблиця 3- Основні хромові сплави |Назва |Хром |Залізо |Нікель |Алюминий|Кобальт |Вольфрам| | |Cr |Fe |Ni | |Co | | | | | | |Al | |W | |Феррохром |65% |35% | | | | | |Ніхром |15−30% | |70−85% | | | | |Хроматы |17−30% |64−79% | |4−6% | | | |Стеллит |20−25% |1−3% | | |45−60% |5−29% |.

Феррохром — сплав хрому з залізом, запроваджуваний в рідку сталь на її легування. Вводити хром в чистому вигляді у сталь дуже важко — він повільно розчиняються в рідкому металі, оскільки температури його плавлення вище, ніж в стали. У феррохрома ж температура плавлення така сама, як в стали, чи ниже.

Нихромы і кульгали, стійкі в інтервалі 1000−13000C, мають високим электросопротивлением, йдуть на виготовлення нагрівачів в електричних печах сопротивления.

Добавка до хромоникелевым сплавів кобальту і молібдену надає металу здатність переносити великих навантажень при 650−900° З. З положень цих сплавів роблять, наприклад, лопатки газових турбин.

Стеллит дуже твердий сплав, стійкий проти зносу і корозії; застосовується в металообробній промисловості, виготовлення ріжучих инструментов.

Комохром — сплав хрому, кобальту і молібдену нешкідливий для людського організму, що тому використовуються в відновлювальної хирургии.

Хром входить до складу дуже багатьох марок сталей.

«Нержавейка» — сталь, відмінно конфронтуюча корозії і окислювання, містить приблизно 17−19% хрому і 8−13% нікелю. Але цього стали вуглець шкідливий: карбидообразующие «нахили» хрому призводять до того, що великі кількості цього елемента зв’язуються в карбиды, котрі виділяються межах зерен стали, не бажаючи зерна виявляються бідні хромом не можуть непохитно оборонятися проти тиску кислот і кисню. Тому зміст вуглецю в нержавіючої стали має бути мінімальним (трохи більше 0,1%).

При високих температур сталь може покриватися «лускою» окалини. У деяких машинах деталі нагріваються до сотень градусів. Щоб сталь, з якої зроблено такі деталі, не «страждала» окалинообразованием, у ній вводять 25−30% хрому. Така сталь витримує температури до 1000 °C.

Хромолибденовые стали йдуть на створення фюзеляжів самолетов.

Екологічні проблемы.

(Вплив геологорозвідувальних робіт, видобування нафти й переробки на навколишню среду).

Хром належить до високо токсичним речовин. Дія на живий організм солей хрому супроводжується роздратуванням шкіри чи слизової оболонки, іноді із заснуванням виразок. Вражають вони переважно верхні дихальні шляху, легкі й очі. Оксиди хрому менш токсичні, ніж чистий металл.

Таблиця 4-Предельно допустимі концентрації оксидів хрому | |CrO3 |Cr2O3 | |Разова повітря населених місць, |0,01 |1,0 | |мг/м3 | | | |Добова повітря населених місць |0,0015 |- | |мг/м3 | | | |У воді для господарсько-питного і |0,1 |1,0 | |культурно-побутового водопостачання, | | | |мг/л | | | |У воді для рибогосподарських цілей, |0,1 |0,5 | |мг/л | | |.

Під час проведення геологорозвідувальних робіт на хромові руди зайві спеціальні заходів для захисту довкілля. При видобутку хромових руд для винятку влучення рудної пилу у повітря населених пунктів слід виконувати ряд умов: дотримання певного відстані від населених пунктів, зрошення доріг у кар'єрах й у складах видобутої руды.

Найбільш значима порушення довкілля пов’язаний із переробкою хромового сировини, щоб у повітря потрапляє значну кількість пилу при сухому долблении і сортування. При мокрому збагаченні стічні води потребують отчистке від хрому, його оксидів, що виключає скидання стічних вод мовби в водойми і вимагає будівництва экранированных шламохранилищ.

III. Експериментальна часть.

Ангідрид хрома.

Хромовий ангідрид уїдливий і є повністю окислювачем. Педставляет собою слабко парамагнитные расплывающиеся надворі червоні (з фіолетовим відтінком) бипирамидальные орторомбические призми з щільністю 2,80 г/см3 і температурою плавлення 1970 (з ледве відчутним розкладанням); при нагріванні вище температури плавлення перетворюється на червоні пари, добре розчинний у питній воді, розкладається при 5500 із водню, дуже сильний окислювач. При розчиненні CrO3 у питній воді утворюються сильно кислі токсичні розчини жовтого, помаранчевого чи червоного кольору. Дуже розбавлені водні розчини CrO3 жовтого кольору; вони містять двухосновную хромовую кислоту H2CrO4, стійку в нейтральній середовищі власне і є окислювачем по відношення до SO2, H2S, SnCl2, FeSO4 та інших. Чим концентрированнее водний розчин хромового ангідриду, тим паче конденсированные кислоти. Окис хрому (VI) енергійно окисляє органічні сполуки; зі спиртами вона утворює ефіри хромової кислоти, здатні взрываться.

CrO3 має цепочечной структурою з тетраедрів [CrO4], з'єднаних ребрами (подібно цепочечным силикатам). Низька температура плавлення (1870 З) свідчить про помітному ван-дер-ваальсовом внесок між цепочками.

Методики отримання Отримують хромовий ангідрид дією води на хлористий хромил CrO2Cl2, обробкою сильно концентрованих розчинів хромату чи біхромату калію надлишком конц. сірчаної кислотою, дією HCl на хромат срібла, обробкою хроматов PbCrO4, BaCrO4, SrCrO4 сірчаної кислотою, дією H2[SiF6] на K2CrO4, обробкою BaCrO4 надлишком HNO3: CrO2Cl2+H2O> CrO3+2HCl K2CrO4+H2SO4= CrO3+K2SO4+ H2O PbCrO4+ H2SO4= CrO3+PbSO4+ H2O K2CrO4+ H2[SiF6] = CrO3+ K2[SiF6]+ H2O BaCrO4+2HNO3 = CrO3+ Ba (NO3)2 + H2O.

Задля чистоти CrO3 перекристализовывают з водного розчину і сушать при 700 на пористої пластинке.

Методика яка у виконанні курсової роботи. Беремо навішення 4 р. біхромату калію насипають в хімічний склянку на 100 мл і додають туди 12 мл води. Склянка ставлять на асбестовую сітку і нагрівають невеликим полум’ям пальники до розчинення солі. Розчину дають остудитися до 500 З, після чого з краплинної воронки додають по краплях 9 мл 96%-ой сірчаної кислоти. Після додавання кислоти залишають розчин кристалізуватися. Выделившиеся кристали хромового ангідриду отфильтровывают на скляному фільтрі № 2 і з допомогою скляній палички переносять в бюкс (не чіпати кристали руками!). Випали дрібні криссталы орнжево-желтого цвета.

K2Cr2O7 + 2H2SO4 = 2CrO3 + K2SO4 + H2O.

1. Карапетьянц М. Х., Дракин С.І. Практикум із загальної та неорганічної хімії. — М.: Вища школа, 1969. — 287с.

2. Угай Я. А. Неорганическая хімія. — М.: Вищу школу, 1989. — 462с.

3. Спицин В.І. Практикум із загальної та неорганічної хімії 1984 — 295с.

4. Карапетьянц М. Х., Дракин С.І. Спільна й неорганічна хімія. — М.:

Хімія, 1994.

5. Некрасов Б. В. Основи загальної хімії. — М.: Вищу школу, 1974.

6. Ахметов М. С. Спільна й неорганічна хімія — М.: Вищу школу, 1981.

7. Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Сучасна неорганічна хімія. М.: Мир,.

1969.