нижнее белье для полных
მედიცინის კვლევები

   Велика Радянська Енциклопедія

Хром

   
 

Хром (лат. Cromium), Cr, хімічний елемент VI групи періодичної системи Менделєєва, атомний номер 24, атомна маса 51,996; метал голубувато-сталевого кольору.

Природні стабільні ізотопи: 50 Cr (4,31%), 52 Cr (87,76%), 53 Cr (9, 55%) і 54 Cr (2,38%). З шести штучних радіоактивних ізотопів найбільш важливий 51 Cr (період напіврозпаду T1 / 2 = 27,8 сут ), який застосовується як ізотопний індикатор .

Історична довідка. Х. відкритий в 1797 Л. Н. Вокленом в мінералі крокоит - природному хроматі свинцю PbCrO 4. Назва Х. отримав від грецького слова chroma - колір, фарба (за різноманітності забарвлення своїх з'єднань). Незалежно від Воклена Х. був відкритий в крокоит в 1798 німецьким вченим М. Г. Клапротом.

Поширення в природі. Середнє зміст Х. в земній корі (кларк) 8,3 ? 10 -3 %. Цей елемент, ймовірно, більш характерний для мантії Землі , тому що ультраосновних породи, які, як вважають, найближче за складом до мантії Землі, збагачені Х. (2 ? 10 -1 %). Х. утворює масивні і вкраплені руди в ультраосновних гірських породах; з ними пов'язано утворення найбільших родовищ Х. (див. Хромові руди ). В основних породах вміст Х. досягає лише 2 ? 10 -2 %, в кислих - 2,5 ? 10 -3 %, в осадових породах (піщаниках) - 3,5 ? 10 -3 %, глинистих сланцях - 9 ? 10 -3 %. Х. - порівняно слабкий водний мігрант; зміст Х. в морській воді 0,00005 мг / л.

В цілому Х. - метал глибинних зон Землі; кам'яні метеорити (аналоги мантії) теж збагачені Х. (2,7 ? 10 -1 %). Відомо понад 20 мінералів Х. Промислове значення мають лише хромшпінеліди (до 54% ??Cr); крім того, Х. міститься у ряді ін мінералів, які нерідко супроводжують хромові руди, але самі не представляють практичної цінності ( уваровіт , волконскоит, Кемер, фуксії).

© А. І. Перельман.


Фізичні та хімічні властивості. Х. - твердий, важкий, тугоплавкий метал. Чистий Х. пластичний. Кристалізується в об'емноцентрірованной решітці, а = 2885 ? (20? С); при ~ 1830? З можливе перетворення в модифікацію з гранецентрированной гратами, а = 3,69 .

Атомний радіус 1,27 ; іонні радіуси Cr 2 + 0,83 , Cr 3 + 0,64 , Cr 6 + 0,52 ? Щільність 7,19 г / см 3; t пл 1890? С; t кип 2480? С. Питома теплоємність 0,461 кдж / ( кг ? К. ) [0, 11 кал / (г ?? С)] (25? С); термічний коефіцієнт лінійного розширення 8,24 ? 10 -6 (при 20 ° С); коефіцієнт теплопровідності 67 вм / (м?К) [0,16 кал / ( см ? сек ?? С ) ] (20? С); питомий електроопір 0,414 мком ?м (20? С); термічний коефіцієнт електроопору в інтервалі 20-600? С становить 3,01 ? 10 -3 . Х. антіферромагнітен, питома магнітна сприйнятливість 3,6 ? 10 -6 . Твердість високочистого Х. по Бринеллю 7-9 Мн / м 2 (70-90 кгс / см 2).

Зовнішня електронна конфігурація атома Х. 3d 5 4s 1. У з'єднаннях зазвичай проявляє ступені окислення +2, +3, +6, серед них найбільш стійкі Cr 3 + ; відомі окремі сполуки, в яких Х. має ступені окислення +1, +4, + 5. Х. хімічно малоактивний. За звичайних умов стійкий до кисню і вологи, але з'єднується з фтором, утворюючи CrF 3. Вище 600? З взаємодіє з парами води, даючи Cr 2O3; азотом - Cr 2 N, CrN; вуглецем - Cr 23 C6, Cr 7C3, Cr 3C2; сіркою - Cr 2S3. При сплаві з бором утворює борид CrB, з кремнієм - силіциди Cr 3 Si, Cr 2 Si 3, CrSi 2. З багатьма металами Х. дає сплави (див. Хромові сплави ). Взаємодія з киснем протікає спочатку досить активно, потім різко сповільнюється завдяки освіті на поверхні металу окисної плівки. При 1200? З плівка руйнується і окислювання знову йде швидко. Х. загоряється в кисні при 2000? С з утворенням темно-зеленою окису Х. Cr 2O3. Крім окису, відомі ін з'єднання з киснем, наприклад CrO, CrO 3, одержувані непрямим шляхом (докладніше див Хрому оксиди ). Х. легко реагує з розведеними розчинами соляної та сірчаної кислот з утворенням хлориду і сульфату Х. і виділенням водню; царська горілка і азотна кислота пасивують Х.

Зі збільшенням ступеня окислення зростають кислотні та окисні властивості Х. Похідні Cr2 + - дуже сильні відновники. Іон Cr 2 + утворюється на першій стадії розчинення Х. в кислотах або при відновленні Cr 3 + в кислому розчині цинком. гідрат закису Cr (OH) 2 при зневодненні переходить в CrO 4 2 - . Сполуки Cr 3 + стійкі на повітрі. Можуть бути й восстановителями і окислювачами. Cr 3 + можна відновити в кислому розчині цинком до Cr 2 + або окислити в лужному розчині до CrO 4 2 - бромом та ін окислювачами. Гідроокис Cr (OH) 3 (вірніше Cr 2O3 ? nH 2 O - амфотерное з'єднання, що утворить солі з катіоном Cr 3 + або солі хромистой кислоти HCrO 2 - хроміти (наприклад, KCrO 2, NaCrO 2). Сполуки Cr 6 + : хромовий ангідрид CrO 3, хромові кислоти та їх солі, серед яких найбільш важливі кульгавості и дихромати (см. також Хромпік ) - сильні окислювачі. Х. утворює велике число солей з кислородсодержащими кислотами. Відомі комплексні сполуки Х.; особливо численні комплексні з'єднання Cr 3 + , в яких Х. має координаційне число 6. Існує значне число перекисних сполук Х.

Отримання. Залежно від мети використання отримують Х. різного ступеня чистоти. Сировиною зазвичай служать хромшпінеліди, які піддають збагаченню, а потім сплавляють з поташом (або содою) у присутності кисню повітря. Стосовно до основного компоненту руд, що містить Cr 3 + , реакція наступна:

2FeCr 2O4 + 4К 2 СО 3 + 3,5 O 2 = 4K 2 CrO 4 + Fe 2O3 + 4CO 2.

Утворений хромат калію K 2 CrO 4 витравлюють гарячою водою і дією H 2 SO 4 перетворюють його в дихромат K 2 Cr 2O4. Далі дією концентрованого розчину H 2 SO 4 на K 2 Cr 2O7 отримують хромовий ангідрид CrO 3 чи нагріванням K 2 Cr 2O7 з сіркою - окис Х. Cr 2O3.

Найбільш чистий Х. в промислових умовах отримують або електролізом концентрованих водних розчинів CrO 3 або Cr 2O3, що містять H 2 SO 4, або електролізом сульфату Х. Cr 2 (SO 4)3. При цьому Х. виділяється на катоді з алюмінію або нержавіючої сталі. Повне очищення від домішок досягається обробкою Х. особливо чистим воднем при високій температурі (1500-1700 ° С).

Можливо також отримання чистого Х. електролізом розплавів CrF 3 або CrCl 3 в суміші з фторидами натрію, калію, кальцію при температурі близько 900? С в атмосфері аргону.

У невеликих кількостях Х. отримують відновленням Cr 2O3 алюмінієм або кремнієм. При алюмінотермічне способі попередньо підігріту шихту з Cr 2O3 і порошку або стружок Al з добавками окислювача завантажують у тигель, де реакцію збуджують підпалюванням суміші Na 2O2 і Al доти, поки тигель заповниться Х. і шлаком. силікотермічеським Х. виплавляють в дугових печах. Чистота одержуваного Х. визначається вмістом домішок в Cr 3O3 і в Al або Si, використовуваних для відновлення.

У промисловості у великих масштабах виробляються сплави Х. - ферохром и сілікохром .

Застосування. Використання Х. засноване на його жароміцності, твердості і стійкості проти корозії. Найбільше Х. застосовують для виплавки хромистих сталей (див. хромаль , Хромель , хромансиль ). алюміній-і силікотермічеським Х. використовують для виплавки ніхрому , німонік , інших нікелевих сплавів и стелліта .

Значна кількість Х. йде на декоративні корозійно-стійкі покриття (див. Хромування ). Широке застосування отримав порошковий Х. у виробництві металокерамічних виробів і матеріалів для зварювальних електродів. Х. у вигляді іона Cr 3 + - домішка в рубіні , який використовується як дорогоцінний камінь і лазерний матеріал . Сполуками Х. протруюють тканини при фарбуванні. Деякі солі Х. використовуються як складова частина дубильних розчинів в шкіряній промисловості; PbCrO 4, ZnCrO 4, SrCrO 4 - як художні фарби. З суміші хромита і магнезиту виготовляють хромомагнезитові вогнетривкі вироби .

З'єднання Х. (особливо похідні C 6 + ) токсичні.

? А. Б. Сучков.

Х. в організмі. Х. - один з біогенних елементів , постійно входить до складу тканин рослин і тварин. Середній вміст Х. у рослинах - 0,0005% (92-95% Х. накопичується в корінні), у тварин - від десятитисячного до десятимільйонна часток відсотка. У планктонних організмах коефіцієнт накопичення Х. величезний - 10 000 - 26 000. Вищі рослини не переносять концентрації Х. вище 3 ? 10 -4 моль / л. У листі він присутній у вигляді низькомолекулярного комплексу, не пов'язаного з субклітинному структурами. Необхідність Х. для рослин не доведена. У тварин Х. бере участь в обміні ліпідів, білків (входить до складу ферменту трипсину ), вуглеводів (структурний компонент глюкозоустойчівого фактора). Основне джерело надходження Х. в організм тварин і людини - їжа. Зниження вмісту Х. в їжі і крові призводить до зменшення швидкості росту, збільшення холестерину в крові і зниження чутливості периферійних тканин до інсуліну.

© М. Я. Школьник.

отруєння, і його сполуками зустрічаються при їх виробництві; в машинобудуванні (гальванічні покриття); металургії (легуючі добавки, сплави, вогнетриви); при виготовленні шкір, фарб і т.д. Токсичність сполук Х. залежить від їх хімічної структури: дихромати токсичнее хроматов, з'єднання Cr (VI) токсичнее сполук Cr (II), Cr (lll). Початкові форми захворювання проявляються відчуттям сухості і болем в носі, першіння в горлі, утрудненням дихання, кашлем і т.д.; вони можуть проходити при припиненні контакту з Х. При тривалому контакті з сполуками Х. розвиваються ознаки хронічного отруєння: головний біль, слабкість, диспепсія, втрата у вазі та ін Порушуються функції шлунка, печінки та підшлункової залози. Можливі бронхіт, бронхіальна астма, дифузний пневмосклероз. При впливі Х. на шкіру можуть розвинутися дерматит, екзема. За деякими даними, з'єднання Х., переважно Cr (lll), мають канцерогенну дію. Профілактика отруєнь : періодичні медичні огляди за участю отоларинголога; при гальванічних процесах - місцева вентиляція у вигляді бортових відсмоктувачів у ванн, використання рукавичок, захисних мазей; при наявності пилу, що містить Х., застосовують респіратори, спільні кошти пилоподавлення і пиловловлення.

© А. А. Каспаров.

© Літ.: Саллі А. Г., Брендз Е. А., Хром, 2 изд., М., 1971; Некрасов Б. В., Основи загальної хімії, М., 1973; Ахметов Н. С., Неорганічна хімія, 2 вид., М., 1975; Ремі Г., Курс неорганічної хімії, пер. з нім., т. 1-2, М., 1972-74; Коттон Ф., Уілкінсон Дж., Сучасна неорганічна хімія, пер. з англ., ч. 3, М., 1969; Грушко Я. М., Сполуки хрому та профілактика отруєнь ними, М., 1964; Bowen Н. J. М., Trace elements in biochemistry, L. - NY, 1966.





Виберіть першу букву в назві статті:

а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я

Повний політерний каталог статей


 

Алфавітний каталог статей

  а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я
 


 
енциклопедія  біляші  морс  шашлик  качка