Қазақстан тарихы[היום-מחר
Ашылды, Орта Уралда, қазақстанда тұрып жатқан көшіп келушілерге берілетін золоторудном кен орнында. Алағашқы еңбекте М. В. Ломоносов “Первые основания металлургии” (1763 жылы), қызыл қорғасын кені, PbCrO4. Қазіргі атауы — крокоит. 1797 француз химигі Л. Н. Воклен бөлді, оған жаңа тугоплавкий металл (ең алдымен, Воклен алды хром карбиді).

Происхождение названия[היום-מחר
Атауы элементі алды грек тіл. χρῶμα — түс, бояу — әртүрлілікті бояудың өзінің қосылыстар.

Табиғатта таралуы[өңдеу | қайнарын қарау]
Хром болып табылады өте кең тараған элемент (0,02 масс. үлесі, %). Негізгі хром — хромистый темір руда (хромит) FeO·Cr2O3. Маңыздылығы бойынша екінші минералом болып табылады крокоит PbCrO4.

Кен орны[היום-מחר
Ең үлкен кен орнының хром орналасқан, ОАР (1 орын әлем бойынша), қазақстан, Ресей, Зимбабве, Мадагаскар. Сондай-ақ кен орындары аумағында, Түркия, Үндістан, Армения[3], Бразилия, Филиппин[4].

Басты кен орнының хром рудаларын РФ белгілі Уралда (Донские және Сарановское).

Барланған қорлар Қазақстанда құрайды 350-ден астам миллион тонна (əлемде 2 орын)[4].

Геохимия және минералогия[היום-מחר
Орташа мазмұны хром әр түрлі атқылама жыныстарда күрт оралман. “Ультраосновных жыныстарда (перидотитах) ол жетеді 2 кг/т, негізгі жыныстарда (базальтах және т. б.) — 200 г/т, ал гранитах ондаған г/т. Кларк хром жер қыртысында 83 г/т болып табылады типтік литофильным элементі бүкіл дерлік жасалуға минералдар үлгідегі хромшпинелидов. Хром бірге темірмен, титанмен, никелем, ванадием және марганецпен құрайды бір геохимическое сериясы.

Оның үш негізгі минералдың хром: магнохромит (Mg, Fe)Cr2O4, хромпикотит (Mg, Fe)(Cr, Al)2O4 және алюмохромит (Fe, Mg)(Cr, Al)2O4. Сыртқы түрі бойынша олар неразличимы, және олардың таралуы дәл белгіленбеген “деп атайды хромиттер”. Құрамы олардың изменчив:

Cr2O3 18-62 %,
FeO 1-18 % – ға,
MgO 5-16 %,
Al2O3-0,2 — 0,4 (33 %),
Fe2O3 2 — 30 %,
қоспалар TiO2 2% – ға дейін,
V2O5-тен 0,2 % – ға,
ZnO 5% – ға дейін,
MnO 1% – ға дейін; қатысса, сондай-ақ, Co, Ni және т. б.
Тегінде, хромит, яғни FeCr2O4 салыстырмалы сирек. Басқа түрлі хромиттер, хром құрамына басқа да бірқатар минералдар — хром слюда (фуксита), хром хлорита, хромвезувиана, хромдиопсида, хромтурмалина, хром анар (уваровита) және т. б. олар көбінесе бірге жүреді кендері, бірақ өздері өнеркәсіптік маңызы жоқ. “Экзогендік жағдайларда хром, темір, мигрирует түрінде взвесей және жинақталу” глинах. Ең жылжымалы түрі болып табылады хроматы.

Алу[היום-מחר
Хром кездеседі табиғатта негізінен түрінде хромистого железняка Fe(CrO2)2 (хромит темір). Одан феррохром қалпына электр пештерінде коксом (көміртегімен):

{\displaystyle {\mathsf {Fe(CrO_{2})_{2}+4C\rightarrow Fe+2Cr+4CO}}} {\mathsf {Fe(CrO_{2})_{2}+4C\rightarrow Fe+2Cr+4CO}}
Феррохром өндіру үшін қолданады болаттардан жасалған.

Алу үшін таза хром, реакциясын жүргізеді төмендегідей:

1) сплавляют хромит темір с карбонатом натрия (кальцинированная сода) ауада:

{\displaystyle {\mathsf {4Fe(CrO_{2})_{2}+8Na_{2}CO_{3}+7O_{2}\rightarrow 8Na_{2}CrO_{4}+2Fe_{2}O_{3}+8CO_{2}}}} {\mathsf {4Fe(CrO_{2})_{2}+8Na_{2}CO_{3}+7O_{2}\rightarrow 8Na_{2}CrO_{4}+2Fe_{2}O_{3}+8CO_{2}}}
2) ерітеді натрий хромат және туғаннан оны темір оксиді;

3) ауыстырады хромат ” дихромат, подкисляя ерітіндісі және выкристаллизовывая дихромат;

4) алады таза хром оксиді қалпына дихромата натрий көмір:

{\displaystyle {\mathsf {Na_{2}Cr_{2}O_{7}+2C\rightarrow Cr_{2}O_{3}+Na_{2}CO_{3}+CO}}} {\mathsf {Na_{2}Cr_{2}O_{7}+2C\rightarrow Cr_{2}O_{3}+Na_{2}CO_{3}+CO}}
5) көмегімен алюминотермии алады металл хром:

{\displaystyle {\mathsf {Cr_{2}O_{3}+2Al\rightarrow Al_{2}O_{3}+2Cr+130kcal}}} {\mathsf {Cr_{2}O_{3}+2Al\rightarrow Al_{2}O_{3}+2Cr+130kcal}}
6) көмегімен электролиз алады электролитті алюминий хром ерітіндіден хром ангидридін суда қамтитын қосымшаны күкірт қышқылы. Бұл ретте катодах жасалады негізінен 3 процесс:

қалпына келтіру, алты валентті хром дейін трехвалентного ауысуына, оның ерітіндісі;
разряд иондары сутек бөле отырып, газ тәрізді сутек;
разряд иондары, құрамында алты валентті хром, осаждением металл хром;
{\displaystyle {\mathsf {Cr_{2}O_{7}^{2-}+14 H^{+}+12e^{-}\rightarrow 2Cr+7H_{2}O}}} {\mathsf {Cr_{2}O_{7}^{{2-}}+14 H^{+}+12e^{-}\rightarrow 2Cr+7H_{2}O}}
Физикалық қасиеттері[өңдеу | қайнарын қарау]
Бос күйінде — көкшіл-ақ түсті металл с кубической көлемдік-центрированной тормен, а = 0,28845 нм. Төмен температура 38 °C болып табылады антиферромагнетиком, жоғары ауысады парамагнитное жағдайы (нүкте Нееля).

Хром бар қаттылығы Моос шкаласы бойынша 5[5], бірі қатты таза металдар (жол береді ғана иридию, бериллию, вольфраму және уран). Өте таза хром жақсы түседі механикалық өңдеу.

Химиялық қасиеттері[өңдеу | қайнарын қарау]
Тән тотығу дәрежесі[היום-מחר
Үшін хром тән тотығу дәрежесі +2, +3 және +6. (см. табл.) Барлық хром қосындылары, боялған[6].

Тотығу дәрежесі Оксиді Гидроксиді Сипаты Басым нысаны ерітінділерде Ескертулер
+2 CrO (қара) Cr(OH)2(сары) Негізгі Cr2+ (тұз көгілдір түсті) Өте күшті қалпына келтіру
+3 Cr2O3(жасыл) Cr(OH)3(күлгін) Амфотерный Cr3+ (жасыл немесе лиловые тұздары)
[Cr(OH)4]-(жасыл)

+4 CrO2 жоқ Несолеобразующий – сирек Кездеседі, малохарактерна
+6 CrO3(қызыл) H2CrO4
H2Cr2O7

Қышқыл CrO42- (хроматы, сары)
Cr2O72-(дихроматы, қызғылт-сары)

Көшу байланысты рН орта. Мықты тотықтырғыш, гигроскопичен, өте ґте улы.

Пурбе диаграммасы үшін хром
Қарапайым зат[היום-מחר
Төзімді ауада есебінен пассивирования. Осы себеп бойынша жауап бермейді күкірт және азот қышқылдары. Кезінде 2000 °C тарифтік білімі бар жасыл хром оксидінің(III) Cr2O3 иеленген амфотерными қасиеттері бар.

Синтезированы хром қосындылары, с бормен (бориды Cr2B, CrB, Cr3B4, CrB2, CrB4 және Cr5B3), көміртегімен (карбидтер Cr23C6, Cr7C3 және Cr3C2), c кремний (силицидтер Cr3Si, Cr5Si3 және CrSi) және азот (нитриды CrN және Cr2N).

Қосылыстары Cr(+2)[היום-מחר
Тотығу дәрежесі +2 сәйкес келеді негізгі оксиді CrO (қара). Тұз Cr2+ (ерітінділері көгілдір түсті) өнімділігі қалпына келтіру кезінде тұздар Cr3+ немесе дихроматов мырышпен қышқыл ортада (“сутегімен кезде бөліну”):

{\displaystyle {\mathsf {2Cr^{3+}{\xrightarrow[{Zn,HCl}]{[H]}}2Cr^{2+}}}} {\mathsf {2Cr^{{3+}}{\xrightarrow[ {Zn,HCl}]{[H]}}2Cr^{{2+}}}}
Бұл тұз Cr2+ — күшті тотықсыздандырғыштар тіпті, тұру кезіндегі ығыстырып шығады сутегі судан[7]. Ауа оттегімен, әсіресе қышқыл ортада, Cr2+ тотығады, нәтижесінде көк ерітінді тез зеленеет.

Қоңыр немесе сары гидроксиді Cr(OH)2 осаждается қосу кезінде сілтілер – тұздардың ерітінділеріне хром(II).

Синтезированы дигалогениды хром CrF2, CrCl2, CrBr2 және CrI2

Қосылыстары Cr(+3)[היום-מחר
Тотығу дәрежесі +3 сәйкес келеді амфотерный оксиді Cr2O3 және гидроксиді Cr(OH)3 (екеуі де — жасыл түсті). Бұл — мейлінше тұрақты тотығу дәрежесі хром. Хром қосындылары, осы тотығу дәрежесі бар түсі күңгірт-лилового (ион [Cr(H2O)6]3+) дейін жасыл (үйлестіру саласындағы отырса, аниондар).

Cr3+ бейім білімі қос сульфаттар түріне MICr(SO4)2·12H2O (квасцов)

Гидроксиді, хром (III) алады, әрекет ете отырып, аммиакпен арналған ерітінділер мен тұздар хром (III):

{\displaystyle {\mathsf {Cr^{3+}+3NH_{3}+3H_{2}O\rightarrow Cr(OH)_{3}\downarrow +3NH_{4}^{+}}}} {\mathsf {Cr^{{3+}}+3NH_{3}+3H_{2}O\rightarrow Cr(OH)_{3}\downarrow +3NH_{4}^{+}}}
Қолдануға болады, сілтілердің ерітінділері, бірақ олардың избытке құрылады ерігіш гидроксокомплекс:

{\displaystyle {\mathsf {Cr^{3+}+3OH^{-}\rightarrow Cr(OH)_{3}\downarrow }}} {\mathsf {Cr^{{3+}}+3OH^{-}\rightarrow Cr(OH)_{3}\downarrow }}
{\displaystyle {\mathsf {Cr(OH)_{3}+3OH^{-}\rightarrow [Cr(OH)_{6}]^{3-}}}} {\mathsf {Cr(OH)_{3}+3OH^{-}\rightarrow [Cr(OH)_{6}]^{{3-}}}}
Сплавляя Cr2O3-бабына сілтілермен алады хромиттер:

{\displaystyle {\mathsf {Cr_{2}O_{3}+2NaOH\rightarrow 2NaCrO_{2}+H_{2}O}}} {\mathsf {Cr_{2}O_{3}+2NaOH\rightarrow 2NaCrO_{2}+H_{2}O}}
Непрокаленный оксиді хром(III) ериді сілтілі ерітінділерде және қышқылдар:

{\displaystyle {\mathsf {Cr_{2}O_{3}+6HCl\rightarrow 2CrCl_{3}+3H_{2}O}}} {\mathsf {Cr_{2}O_{3}+6HCl\rightarrow 2CrCl_{3}+3H_{2}O}}
Тотықтыру кезінде қосылыстар хром(III) сілтілі ортада түзілетін қосылыстар хром(VI):

{\displaystyle {\mathsf {2Na_{3}[Cr(OH)_{6}]+3H_{2}O_{2}\rightarrow 2Na_{2}CrO_{4}+2NaOH+8H_{2}O}}} {\mathsf {2Na_{3}[Cr(OH)_{6}]+3H_{2}O_{2}\rightarrow 2Na_{2}CrO_{4}+2NaOH+8H_{2}O}}
Сол кезде балқытумен хром оксидінің (III) сілті және қышқылдармен немесе сілтімен ауада (еру кезінде, бұл иеленеді сары бояу):

{\displaystyle {\mathsf {2Cr_{2}O_{3}+8NaOH+3O_{2}\rightarrow 4Na_{2}CrO_{4}+4H_{2}O}}} {\mathsf {2Cr_{2}O_{3}+8NaOH+3O_{2}\rightarrow 4Na_{2}CrO_{4}+4H_{2}O}}
Хром (+4)[היום-מחר
Кезінде осторожном ыдырауы хром оксиді(VI) CrO3 ” гидротермальных жағдайында алады хром оксиді(IV) CrO2, ол болып табылады ферромагнетиком ие металл өткізгішті.

Арасында тетрагалогенидов хром төзімді CrF4, тетрахлорид хром CrCl4 тек жұптасып.

Хром (+6)[היום-מחר
Тотығу дәрежесі +6 сәйкес келеді қышқылды хром оксиді (VI) CrO3 және бірқатар қышқылдар, араларында тепе-теңдік. Қарапайым соның ішінде хром H2CrO4 және двухромовая H2Cr2O7. Олар құрайды екі қатар тұздар: сары хроматы және қызғылт сары дихроматы тиісінше.

Хром оксиді (VI) CrO3 құрылады өзара іс-қимыл кезінде концентрацияланған күкірт қышқылы ерітінділерімен дихроматов. Типтік қышқыл оксиді, сумен өзара әрекеттесуі кезінде ол күшті құрады тұрақсыз хром қышқылы: хромовую H2CrO4, дихромовую H2Cr2O7 және басқа да изополикислоты жалпы формуласы H2CrnO3n+1.