Исследование властивостей хрому та її соединений

РефератДопомога в написанніДізнатися вартістьмоєї роботи

Исследование властивостей хрому та її соединений (реферат, курсова, диплом, контрольна)

року міністерство освіти Російської Федерации.

ГІМНАЗІЯ № 1.

Кафедра Химии.

ТВОРЧЕ РАБОТА.

ДОСЛІДЖЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ ХРОМУ ТА ЙОГО СОЕДИНЕНИЙ.

Пояснювальна записка.

Руководитель.

Г.І. Астахова.

Виконав учень 9 «У «класу Б. А. Кулаев.

Красноярськ, 2001 г.

Зміст 2.

Запровадження 3.

1.Исторические відомості 4.

2. Хром у природі 6.

3. Властивості хрому. Теоретична частина 7.

3.1 Загальні відомості 7 3.2 Фізичні властивості 8 3.4 Сполуки хрому 12.

3.4.1 Оксиди 12.

3.4.2 Гидроксиды 13.

3.4.3 Кислоти 13.

3.4.4 Солі 14.

4. Властивості хрому. Експериментальна частина 14.

4.1 Досвід № 1. Одержання оксиду хрому (III) 14 4.2 Досвід № 2. Дослідження властивостей оксиду хрому (III) 15 4.3 Досвід № 3.Окислительные властивості солей хрому (VI) 16 4.4 Досвід № 4. Дослідження властивостей солей хрому (VI) 16 4.5 Досвід № 5. Перехід хромату в біхромат і навпаки 17 4.6 Досвід № 6. Одержання малорастворимых солей хромових кислот 17 4.7 Досвід № 7. Одержання гидроксида хрому 18.

5. Застосування хрому 18.

5.1 Хромування 20 5.2 Сплави 22.

6. Екологічні проблеми 24.

Укладання 26.

Література 27.

Додаток, А 28.

Хром та його сполуки активно використовують у промисловому виробництві, особливо у металургії, хімічної, вогнетривкої промисловості. Область його застосування досить широка, тому глибоке вивчення властивостей хрому є необхідною доповненням до відповідним розділах шкільної програму з хімії, тим паче, що у підручнику цей матеріал, по-моєму, незаслужено отсутствует.

Ця робота присвячена вивченню основних фізичних і хімічних властивостей хрому та її сполук, дозволяє оцінити важливість цього хімічного элемента.

1.Исторические сведения.

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 в Париж. Крокоитом зацікавився відомий французький хімік Луї Нікола Воклен. У 1796 року він піддав мінерал хімічним аналізом. «Усі зразки цієї 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, в особливості, 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 в цьому 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 свинцевій 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. Хром 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. 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 [1]. 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 правом 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% .

3. Властивості хрому. Теоретична часть.

3.1 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 відповідно) [4].

Малюнок 1- Структура атома хрома.

[pic].

Малюнок 2-Распределение електронів по енергетичним уровням.

3.2 Фізичні свойства.

Хром — твердий, досить-таки важка, пластичний, ковкий метал сіросталевого кольору, плавиться при 1878(220С, кипить при 24 690С [2]. 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 объемноцентрированная кубическая.

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 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 достовірно пояснити цю аномалию.

3.3 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, проте при 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.

3.4 Сполуки хрома.

3.4.1 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.

3.4.2 Гидроксиды.

Гидроксид хрому (III) має амфотерными властивостями, розчиняючись як в 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.

3.4.3 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.

3.4.4 Соли.

Розрізняють два виду солей: хромиты і хроматы.

Хромитами із загальною формулою RCrO2 називаються солі хромистой кислоти HCrO2.

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

Хромиты мають різної забарвленням — від темно коричневої до цілком чорної і звичайно зустрічаються як суцільних масивів. Хромит м’якше багатьох інших мінералів, температура плавлення хромита залежить з його складу 1545- 17 300С. Хромит має металевий блиск і майже нерозчинимо в кислотах.

Хроматы — солі хромових кислот. Солі монохромовой кислоти H2CrO4 називають монохроматами (хроматы) R2CrO4, солі дихромовой кислоти H2Cr2O7 дихроматы (бихроматы) — R2Cr2O7. Монохроматы зазвичай вирізняються до жовтої колір. Вони стійкі лише у лужної середовищі, а при подкислении перетворюються на оранжево-червоні бихроматы:

2Na2CrO4 + H2SO4 = Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O.

4. Властивості хрому. Експериментальна часть.

4.1 Досвід № 1. Одержання оксиду хрому (III).

Прилади і реактиви: асбестированная сітка; сірники; біхромат амонію (NH4)2Cr2O7 (измельченный).

Виконання досвіду. Расстилаю великий аркуш паперу, який кладу асбестированную сітку. Тонко подрібнений біхромат амонію насипаю як гірки. До біхромату амонію доторкаюся запаленою спичкой.

Починається розкладання біхромату, який минає із тепла і поступово захоплюють усі великі наклади і велику кількість солі. Наприкінці реакція йде дедалі більше бурхливо — з’являються іскри, полум’я, летить рихлий і легкий попіл — типове виверження вулкана в мініатюрі. Утворилося дуже багато пухкого темно-зеленого вещества.

Висновок: оксид хрому (III) Cr2O3 виходить шляхом нагрівання біхромату аммония:

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

4.2 Досвід № 2. Дослідження властивостей оксиду хрому (III).

Прилади і реактиви: колба; вода H2O; оксид хрому (III) Cr2O3; сірчана кислота.

Виконання досвіду. Додаю отриманий зелений порошок оксиду хрому (III) спочатку у колбу з водой.

Cr2O3 + 3H2O = 2Cr (OH)3 потім у колбу з сірчаної кислотой.

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

Спостерігаю розчинення оксиду в обох колбах.

Висновок: Оксид хрому розчиняється у воді й в кислотах.

4.3 Досвід № 3.Окислительные властивості солей хрому (VI).

Прилади і реактиви: розчин біхромату калію K2Cr2O7; розчин сульфата натрію Na2SO3; сірчана кислота H2SO4.

Виконання досвіду. До розчину K2Cr2O7, подкисленному сірчаної кислотою, додаю розчин Na2SO4. Спостерігаю зміни окраски.

Помаранчевий розчин став зеленефиолетовым.

Висновок: У кислої середовищі хром відновлюється сульфитом натрію від хрому (VI) до хрому (III):

K2Cr2O7 + 3Na2SO3 + 4H2SO4 = K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 3Na2SO4 + 4H2O.

4.4 Досвід № 4. Дослідження властивостей солей хрому (VI).

Прилади і реактиви: концентрований розчин біхромату калію K2Cr2O7; концентрована соляна кислота HCl.

Виконання досвіду. До концентрованому розчину біхромату калію K2Cr2O7 додаю концентровану соляну кислоту HCl. При нагріванні спостерігається виділення різкого хлорного запаху, від якої пече носа цікавими й горло.

Висновок: Оскільки сполуки хрому (VI) є сильними окислювачами, то, при реакції з соляної кислотой:

K2Cr2O7 + 14HCl [pic] 3Cl2(+ 2CrCl3 + 2KCl + 7H2O відбувається відновлення хлора:

2Cl- -2[pic]Cl20.

4.5 Досвід № 5. Перехід хромату в біхромат і обратно.

Прилади і реактиви: розчин хромату калію K2CrO4, розчин біхромату калію K2Cr2O7, сірчана кислота, гидроксид натрия.

Виконання досвіду. До розчину хромату калію додаю сірчану кислоту, в результаті маємо зміна забарвлення розчину з жовтого в оранжевый.

2K2CrO4 + H2SO4 = K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O.

До розчину біхромату калію додаю луг, внаслідок відбувається зміна забарвлення розчину з помаранчевого в желтый.

K2Cr2O7 + 4NaOH = 2Na2CrO4 + 2KOH + H2O.

Висновок: У кислої середовищі хроматы нестійкі, іон CrO42- жовтого кольору перетворюється на іон Cr2O72- жовтогарячого кольору, а лужної середовищі ця реакція відбувається у зворотному направлении.

2CrO42- + 2H+ кисле среда ((щелочная середовище Cr2O72- + H2O.

4.6 Досвід № 6. Одержання малорастворимых солей хромових кислот.

Прилади і реактиви: розчин хромату калію K2CrO4, розчин біхромату калію K2Cr2O7, розчин нітрату срібла AgNO3.

Виконання досвіду. Наливаю до однієї пробірку розчин хромату калію, в іншу — розчин біхромату калію, і додаю обидві пробірки розчин нітрату срібла, в обох випадках спостерігаю освіту червоно-бурого осадка.

K2CrO4 + 2AgNO3= Ag2CrO4(+ 2KNO3.

K2Cr2O7 + AgNO3 (Ag2CrO4(+ KNO3.

Висновок: Розчинні солі хрому при взаємодії з нітратом срібла утворюють нерозчинний осадок.

4.7 Досвід № 7. Одержання гидроксида хрома.

Прилади і реактиви: розчин солі хрому (III) CrCl3, їдкий натр (гидроксид натрію) NaOH.

Виконання досвіду. У пробірку з розчином хлориду хрому (III) по краплях додаю розчин їдкого натра до освіти сіро-зеленого осадка.

Висновок: Гидроксид хрому Cr (OH)3 виходить при дії на сіль трехвалентного хрому щелочью:

CrCl3 + 3NaOH = Cr (OH)3(+ 3NaCl.

5. Застосування хрома.

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’ювантний 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 (цьому плані 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 їхнього капіталу 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 лише 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 не в гальванічних ваннах, а печах. Спочатку сталеву деталь поміщали на порох 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 |Названи|Хром |Железо|Никель|Алюминий|Кобаль|Вольфрам| |е |Cr | | | |т | | | | |Fe |Ni |Al |Co |W | |Феррохр|65% |35% | | | | | |ом | | | | | | | |Ніхром |15−30%| |70−85%| | | | |Хромаль|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 у металообробній промисловості, виготовлення ріжучих инструментов.

Комохром — сплав хрому, кобальту і молібдену нешкідливий для організму людини і 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.

6. 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 стічні води в водойми і вимагає будівництва экранированных шламохранилищ.

Заключение

У цьому роботі розглянуті основні питання вивчення властивостей хромухімічного елемента VI групи періодичної системи Менделеева.

У у перших двох розділах реферату коротко викладено факти відкриття і використання хрому, зазначена особливість поширення хрому у природних родовищах: хром будь-коли є у незв’язаному состоянии.

Далі розглянуті фізичні властивості хрому. Відзначено аномальні зміни фізичних властивостей хрому за нормальної температури 370С.

Основні розділи реферату присвячені вивченню хімічних властивостей хрому і його сполук. Відзначено мала хімічна активність хрому, сильні окисні властивості та висока токсичність його соединений.

Окремий розділ присвячено експериментальному дослідженню властивостей основних практично значимих сполук хрому — оксидів, гидроксидов і солей. Усі досліди підтверджені відповідними хімічними реакціями. Результати експериментів можна використовувати для формування лабораторного практикуму у розділі «Метали «курсу хімії шкільної программы.

Також у рефераті розглянуті питання промислового застосування хрому і екологічні проблеми його добування і переработки.

1. Лисицын А.Є., Остапенко П. Е. Мінеральне сировину. Хром // Довідник. ;

М.: ЗАТ Геоинформмарк, 1999. — 25 з. 2. Саллі А., Брендз Еге. Хром.- Вид. 2-ге переробіт. і доп. Перши. з анг. М.:

Металургія, 1971. 360 з. 3. Хімія. Рішення завдань: учеб. посібник для уч. середовищ. і ст. шк. возраста/.

Прим. авт.- сост. А. Е. Хасанов. — Мн.: Сучасний літератор, 1999. -448 з. 4. Неорганічна хімія. Енциклопедія школяра/ Гол. ред. И. П. Алимарин.;

М.: радянська енциклопедія, 1975. 384 з. 5. Енциклопедичний словник юного хіміка/ Сост. В. А. Крицман, В. В. Станцо.;

М.: Педагогіка, 1982. 368 с.

Додаток А.

(справочное).

Таблиця А.2-Свойства оксидів хрома.

|валентност|обозначени|свойства | |т |е | | |II |CrO |основний |восстановитель | |III |Cr2O3 |амфотерный | | |VI |CrO3 |кислотний |окислювач |.

[pic].

Малюнок А.1- Структура застосування хрому за галузями промышленности.

Показати весь текст

Заповнити форму поточною роботою