D – элемент: ХРОМ( в рамках работы с одаренными детьми и подготовке к ЕГЭ )

D – элемент: ХРОМ ( в рамках работы с одаренными детьми и подготовке к ЕГЭ )

Элемент № 24

Работу выполнила:

Учитель высшей квалификационной категории МБОУ СШ№19 им.И.П. Мытарева города Димитровграда

Абдулганиева С.С.

ПОЛОЖЕНИЕ В ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ

• химический элемент VI группы побочной подгруппы
• атомный номер 24
• атомная масса 51,996
• обозначается символом Cr
• Электронная формула: 24 Cr )2)8)13)1

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1

• Степень окисления:

+1; +4; +5; +2; +3; +6; - (наиболее устойчивы в соединениях хрома).

ЭТИМОЛОГИЯ НАЗВАНИЯ

Название элемент 

получил от греч. χρῶμα — цвет, краска — из-за разнообразия окраски своих соединений.

НАХОЖДЕНИЕ В ПРИРОДЕ

Хром является довольно распространённым элементом. Основные соединения хрома — хромистый железняк(FeCr2O4)

Самые большие месторождения хрома находятся в ЮАР (1 место в мире) , Казахстане,  России,

России, Зимбабве, Мадагаскаре.

Главные месторождения хромовых руд в РФ

известны на Урале.

хромит

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Хром  – голубовато-белый металл, с кубичес-

кой объемно-центрированной  решеткой с металлическим типом химической связи.

T пл =1890°С, Т кип= 2680 °C, ρ= 7,19 г/см 3 . Чистый хром пластичен при обычных условиях, достаточно хорошо поддаётся механической обработке. Самый твердый из чистых металлов. На воздухе покрыт прочной пленкой оксида.

600°С 4Cr + 3O 2  = 2Cr 2 O 3 2. Реагирует c фтором при 350°С, с хлором – при 300°С, с бромом – при температуре красного каления 2Cr + 3Cl 2  = 2CrCl 3 3. Реагирует с азотом при t1000°С 2Cr + N 2  = 2CrN или 4Cr + N 2  = 2Cr 2 N 4. С cерой при t 300°С образует сульфиды от CrS до Cr 5 S 8 , например: 2Cr + 3S = Cr 2 S 3 . 5. Реагирует с бором, углеродом и кремнием с образованием боридов, карбидов и силицидов: Cr + 2B = CrB 2  (возможно образование Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4 , CrB 4 ), 2Cr + 3C = Cr 2 C 3  (возможно образование Cr 23 C 6 , Cr 7 B 3 ), Cr + 2Si = CrSi 2  (возможно образование Cr 3 Si, Cr 5 Si 3 , CrSi). 6. С водородом непосредственно не взаимодействует. " width="640"

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Cr при обычных условиях – инертный металл, при нагревании становится довольно активным.

• Взаимодействие с неметаллами

• сгорает в кислороде:

t 600°С

4Cr + 3O 2  = 2Cr 2 O 3

2. Реагирует c фтором при 350°С, с хлором – при 300°С, с бромом – при температуре красного каления

2Cr + 3Cl 2  = 2CrCl 3

3. Реагирует с азотом при t1000°С

2Cr + N 2  = 2CrN

или 4Cr + N 2  = 2Cr 2 N

4. С cерой при t 300°С образует сульфиды от CrS до Cr 5 S 8 , например:

2Cr + 3S = Cr 2 S 3 .

5. Реагирует с бором, углеродом и кремнием с образованием боридов, карбидов и силицидов:

Cr + 2B = CrB 2  (возможно образование Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4 , CrB 4 ),

2Cr + 3C = Cr 2 C 3  (возможно образование Cr 23 C 6 , Cr 7 B 3 ),

Cr + 2Si = CrSi 2  (возможно образование Cr 3 Si, Cr 5 Si 3 , CrSi).

6. С водородом непосредственно не взаимодействует.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

2. Взаимодействие с водой

В тонкоизмельченном раскаленном состоянии хром реагирует с водой

2Cr + 3H 2 O = Cr 2 O 3  + 3H 2

3. Взаимодействие с кислотами

1. В электрохимическом ряду напряжений металлов хром находится до водорода, он вытесняет водород из растворов неокисляющих кислот:

Cr + 2HCl = CrCl 2  + H 2 ;

Cr + H 2 SO 4  = CrSO 4  + H 2 .

2. В присутствии кислорода воздуха образуются соли хрома (III):

4Cr + 12HCl + 3O 2  = 4CrCl 3  + 6H 2 O.

3. Концентрированная азотная и серная кислоты пассивируют хром. Хром может растворяться в них лишь при сильном нагревании, образуются соли хрома (III) и продукты восстановления кислоты:

2Cr + 6H 2 SO 4  = Cr 2 (SO 4 ) 3  + 3SO 2  + 6H 2 O;

Cr + 6HNO 3  = Cr(NO 3 ) 3  + 3NO 2  + 3H 2 O.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

4. Взаимодействие с щелочными реагентами

1. В водных растворах щелочей хром не растворяется, медленно реагирует с расплавами щелочей с образованием хромитов и выделением водорода :

2Cr + 6KOH = 2KCrO 2  + 2K 2 O + 3H 2 .

2. Реагирует с щелочными расплавами окислителей, например хлоратом калия, при этом хром переходит в хромат калия:

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

5. Восстановление металлов из оксидов и солей

Хром – активный металл, способен вытеснять металлы из растворов их солей:

2Cr + 3CuCl 2  = 2CrCl 3  + 3Cu.

Химические свойства соединений хрома

Степень окисления

Оксид

+2

+3

Гидроксид

CrO (чёрный)

+4

Cr 2 O 3

Cr(OH) 2

Характер

(желтый)

(зелёный)

Cr(OH) 3

Основный

Преобладающие формы в растворах

CrO 2

+6

не существует

Cr 2+  (соли голубого цвета)

(серо-зеленый)

Амфотерный

Примечания

CrO 3

Несолеобразующий

Очень сильный восстановитель

Cr 3+  (зеленые или лиловые соли) [Cr(OH) 4 ] - (зелёный)

(красный)

H 2 CrO 4 H 2 Cr 2 O 7

-

Кислотный

Встречается редко

CrO 4 2-  (хроматы, желтые) Cr 2 O 7 2- (дихроматы, оранжевые)

Переход зависит от рН среды. Сильнейший окислитель, гигроскопичен, очень ядовит.

наиболее

устойчивая

ПОЛУЧЕНИЕ

1)Пирометаллургический способ: FeO * Cr 2 O 3 +4C = 2Cr + Fe + 4CO

2)Алюминотермический способ: Cr 2 O 3 + 2Al = Al 2 O 3 + 2Cr

применение

Cr

В химической промышленности

В металлургии

В медицине

В текстильной промышленности

В науке

Использование хрома основано на его жаропрочности, твердости и устойчивости против коррозии.

Больше всего хрома применяют для выплавки хромистых сталей. Значительное количество хрома идет на декоративные коррозионно-стойкие покрытия.

Широкое применение получил порошковый хром в производстве металлокерамических изделий и материалов для сварочных электродов. Хром в виде иона Cr3+ - примесь в рубине, который используется как драгоценный камень и лазерный материал.

Соединениями хрома протравливают ткани при крашении.

Из смеси хромита и магнезита изготовляют хромомагнезитовые огнеупорные изделия

Роль хрома в живых организмах

Хром — один из биогенных элементов, постоянно входит в состав тканей растений и животных. У животных хром участвует в обмене липидов, белков (входит в состав фермента трипсина), углеводов. Снижение содержания хрома в пище и крови приводит к уменьшению скорости роста, увеличению холестерина в крови.

В конце 1950-х гг. два исследователя, Шварц и Мерц, сообщили, что у крыс, которые были на рационе, дефицитном по хрому, развивалась непереносимость сахара; при добавлении же хрома в рацион их состояние нормализовалось. Это было первым подтверждением, что хром необходим животным для нормальной жизни. С тех пор исследователи поняли, что хром играет такую же роль и для здоровья человека.