उपयोगी सामग्री. क्रोमियम धातु और उसके यौगिकों के भौतिक गुण और यांत्रिक विशेषताएं
क्रोमियम यौगिकों के रासायनिक गुण।
Cr2+. डाइवैलेंट क्रोमियम धनायन की चार्ज सांद्रता मैग्नीशियम धनायन और डाइवैलेंट आयरन धनायन की चार्ज सांद्रता से मेल खाती है, इसलिए कई गुण, विशेष रूप से इन धनायनों का एसिड-बेस व्यवहार, करीब हैं। इसके अलावा, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, Cr 2+ एक मजबूत कम करने वाला एजेंट है, इसलिए समाधान में निम्नलिखित प्रतिक्रियाएं होती हैं: 2CrCl 2 + 2HCl = 2CrCl 3 + H 2 4CrCl 2 + 4HCl + O 2 = 4CrCl 3 + 2H 2 O. काफी धीरे-धीरे, लेकिन पानी के साथ भी ऑक्सीकरण होता है: 2CrSO 4 + 2H 2 O = 2Cr(OH)SO 4 + H 2। डाइवैलेंट क्रोमियम का ऑक्सीकरण डाइवैलेंट आयरन के ऑक्सीकरण से भी अधिक आसानी से होता है; लवण भी मध्यम सीमा तक धनायन हाइड्रोलिसिस से गुजरते हैं (यानी, पहला चरण प्रमुख है)।
CrO एक क्षारीय ऑक्साइड है, जो काले रंग का, पायरोफोरिक है। 700 डिग्री सेल्सियस पर यह अनुपातहीन हो जाता है: 3CrO = Cr 2 O 3 + Cr। इसे ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में संबंधित हाइड्रॉक्साइड के थर्मल अपघटन द्वारा प्राप्त किया जा सकता है।
Cr(OH) 2 एक अघुलनशील पीला आधार है। एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है, एसिड-बेस इंटरैक्शन के साथ-साथ एसिड को ऑक्सीकरण करते समय, कुछ शर्तों के तहत डाइवैलेंट क्रोमियम को ऑक्सीकरण करता है, यह गैर-ऑक्सीकरण एसिड (ऑक्सीकरण एजेंट - एच +) के साथ भी होता है; जब विनिमय प्रतिक्रिया द्वारा उत्पादित किया जाता है, तो ऑक्सीकरण के कारण क्रोमियम (II) हाइड्रॉक्साइड जल्दी से हरा हो जाता है:
4Cr(OH) 2 + O 2 = 4CrO(OH) + 2H 2 O.
ऑक्सीजन की उपस्थिति में क्रोमियम (II) हाइड्रॉक्साइड के अपघटन के साथ ऑक्सीकरण भी होता है: 4Cr(OH) 2 = 2Cr 2 O 3 + 4H 2 O।
Cr3+. क्रोमियम (III) यौगिक रासायनिक गुणों में एल्यूमीनियम और लौह (III) यौगिकों के समान हैं। ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड उभयधर्मी हैं। कमजोर अस्थिर और अघुलनशील एसिड (H 2 CO 3, H 2 SO 3, H 2 S, H 2 SiO 3) के लवण अपरिवर्तनीय हाइड्रोलिसिस से गुजरते हैं:
2CrCl 3 + 3K 2 S + 6H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3H 2 S + 6KCl; सीआर 2 एस 3 + 6 एच 2 ओ = 2 सीआर (ओएच) 3 ↓ + 3 एच 2 एस।
लेकिन क्रोमियम (III) धनायन बहुत मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट नहीं है, इसलिए क्रोमियम (III) सल्फाइड मौजूद है और इसे निर्जल परिस्थितियों में प्राप्त किया जा सकता है, हालांकि साधारण पदार्थों से नहीं, क्योंकि यह गर्म होने पर विघटित हो जाता है, लेकिन प्रतिक्रिया के अनुसार: 2CrCl 3 (सीआर) + 2एच 2 एस (गैस) = सीआर 2 एस 3 (सीआर) + 6एचसीएल। त्रिसंयोजक क्रोमियम के ऑक्सीकरण गुण इसके लवणों के घोल के साथ तांबे के साथ बातचीत करने के लिए पर्याप्त नहीं हैं, लेकिन जस्ता के साथ ऐसी प्रतिक्रिया होती है: 2CrCl 3 + Zn = 2CrCl 2 + ZnCl 2।
Cr2O3 - हरे रंग का एक उभयधर्मी ऑक्साइड, एक बहुत मजबूत क्रिस्टल जाली है, इसलिए यह केवल अनाकार अवस्था में रासायनिक गतिविधि प्रदर्शित करता है। मुख्य रूप से प्रतिक्रिया करता है जब अम्लीय और बुनियादी ऑक्साइड के साथ, एसिड और क्षार के साथ, साथ ही अम्लीय या बुनियादी कार्यों वाले यौगिकों के साथ मिश्रित होता है:
सीआर 2 ओ 3 + 3के 2 एस 2 ओ 7 = सीआर 2 (एसओ 4) 3 + 3के 2 एसओ 4; सीआर 2 ओ 3 + के 2 सीओ 3 = 2 केसीआरओ 2 + सीओ 2।
सीआर(ओएच) 3 (सीआरओ(ओएच), सीआर 2 ओ 3 *एनएच 2 ओ) - ग्रे-नीले रंग का एम्फोटेरिक हाइड्रॉक्साइड। अम्ल और क्षार दोनों में घुल जाता है। क्षार में घुलने पर, हाइड्रॉक्सो कॉम्प्लेक्स बनते हैं जिसमें क्रोमियम धनायन की समन्वय संख्या 4 या 6 होती है:
Cr(OH) 3 + NaOH = Na; Cr(OH) 3 + 3NaOH = Na 3.
हाइड्रोक्सो कॉम्प्लेक्स एसिड द्वारा आसानी से विघटित हो जाते हैं, जबकि मजबूत और कमजोर एसिड के साथ प्रक्रियाएं अलग-अलग होती हैं:
Na + 4HCl = NaCl + CrCl 3 + 4H 2 O; Na + CO 2 = Cr(OH) 3 ↓ + NaHCO 3.
Cr(III) यौगिक न केवल ऑक्सीकरण एजेंट हैं, बल्कि Cr(VI) यौगिकों में रूपांतरण के संबंध में कम करने वाले एजेंट भी हैं। प्रतिक्रिया क्षारीय वातावरण में विशेष रूप से आसानी से होती है:
2Na 3 + 3Cl 2 + 4NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 6NaCl + 8H 2 O E 0 = - 0.72 V.
अम्लीय वातावरण में: 2Cr 3+ → Cr 2 O 7 2- E 0 = +1.38 V।
सीआर +6 . सभी Cr(VI) यौगिक प्रबल ऑक्सीकरण एजेंट हैं। इन यौगिकों का अम्ल-क्षार व्यवहार समान ऑक्सीकरण अवस्था में सल्फर यौगिकों के समान है। अधिकतम सकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था में मुख्य और द्वितीयक उपसमूहों के तत्वों के यौगिकों के गुणों में ऐसी समानता आवधिक प्रणाली के अधिकांश समूहों की विशेषता है।
CrO3 - एक गहरा लाल यौगिक, एक विशिष्ट एसिड ऑक्साइड। पिघलने बिंदु पर यह विघटित होता है: 4CrO 3 = 2Cr 2 O 3 + 3O 2।
ऑक्सीकरण क्रिया का उदाहरण: CrO 3 + NH 3 = Cr 2 O 3 + N 2 + H 2 O (गर्म होने पर)।
क्रोमियम (VI) ऑक्साइड पानी में आसानी से घुल जाता है, इसे मिलाने पर यह हाइड्रॉक्साइड में बदल जाता है:
H2CrO4 - क्रोमिक एसिड एक मजबूत डिबासिक एसिड है। इसे निःशुल्क रूप में आवंटित नहीं किया जाता है, क्योंकि 75% से ऊपर की सांद्रता पर, डाइक्रोमिक एसिड के निर्माण के साथ एक संघनन प्रतिक्रिया होती है: 2एच 2 सीआरओ 4 (पीला) = एच 2 सीआर 2 ओ 7 (नारंगी) + एच 2 ओ।
आगे की सांद्रता से ट्राइक्रोमिक (H 2 Cr 3 O 10) और यहां तक कि टेट्राक्रोमिक (H 2 Cr 4 O 13) एसिड का निर्माण होता है।
अम्लीकरण पर क्रोमेट आयन का डिमराइजेशन भी होता है। परिणामस्वरूप, pH > 6 पर क्रोमिक एसिड के लवण पीले क्रोमेट्स (K 2 CrO 4) के रूप में मौजूद होते हैं, और pH पर< 6 как бихроматы(K 2 Cr 2 O 7) оранжевого цвета. Большинство бихроматов растворимы, а растворимость хроматов чётко соответствует растворимости сульфатов соответствующих металлов. В растворах возможно взаимопревращения соответствующих солей:
2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O; K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH = 2K 2 CrO 4 + H 2 O.
सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड के साथ पोटेशियम डाइक्रोमेट की परस्पर क्रिया से इसमें अघुलनशील क्रोमिक एनहाइड्राइड का निर्माण होता है:
K 2 Cr 2 O 7 (क्रिस्टलीय) + + H 2 SO 4 (संक्षिप्त) = 2CrO 3 ↓ + K 2 SO 4 + H 2 O;
गर्म होने पर, अमोनियम डाइक्रोमेट एक इंट्रामोल्युलर रेडॉक्स प्रतिक्रिया से गुजरता है: (एनएच 4) 2 सीआर 2 ओ 7 = सीआर 2 ओ 3 + एन 2 + 4 एच 2 ओ।
हैलोजन ("बर्थिंग साल्ट")
हैलोजन आवर्त सारणी के समूह VII के मुख्य उपसमूह के तत्व हैं। ये हैं फ्लोरीन, क्लोरीन, ब्रोमीन, आयोडीन, एस्टैटिन। उनके परमाणुओं की बाहरी इलेक्ट्रॉनिक परत की संरचना: एनएस 2 एनपी 5। इस प्रकार, बाहरी इलेक्ट्रॉनिक स्तर पर 7 इलेक्ट्रॉन होते हैं, और उनके पास उत्कृष्ट गैस के स्थिर कोश तक पहुंचने के लिए केवल एक इलेक्ट्रॉन की कमी होती है। आवर्त में अंतिम तत्व होने के कारण, आवर्त में हैलोजन की त्रिज्या सबसे छोटी होती है। यह सब इस तथ्य की ओर ले जाता है कि हैलोजन गैर-धातुओं के गुणों को प्रदर्शित करते हैं, उनमें उच्च इलेक्ट्रोनगेटिविटी और उच्च आयनीकरण क्षमता होती है। हैलोजन मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट होते हैं; वे एक इलेक्ट्रॉन को स्वीकार करने में सक्षम होते हैं, "1-" चार्ज के साथ आयन बन जाते हैं, या कम इलेक्ट्रोनगेटिव तत्वों के साथ सहसंयोजक बंधन में "-1" ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करते हैं। इसी समय, समूह में ऊपर से नीचे जाने पर परमाणु त्रिज्या बढ़ जाती है और हैलोजन की ऑक्सीकरण क्षमता कम हो जाती है। यदि फ्लोरीन सबसे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है, तो आयोडीन, कुछ जटिल पदार्थों के साथ-साथ ऑक्सीजन और अन्य हैलोजन के साथ बातचीत करते समय, कम करने वाले गुण प्रदर्शित करता है।
फ्लोरीन परमाणु समूह के अन्य सदस्यों से भिन्न है। सबसे पहले, यह केवल एक नकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है, क्योंकि यह सबसे अधिक विद्युत ऋणात्मक तत्व है, और दूसरी बात, अवधि II के किसी भी तत्व की तरह, इसमें बाहरी इलेक्ट्रॉनिक स्तर पर केवल 4 परमाणु कक्षाएँ हैं, जिनमें से तीन पर अकेले इलेक्ट्रॉन जोड़े का कब्जा है। चौथे पर एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन है, जो अधिकांश मामलों में एकमात्र संयोजकता इलेक्ट्रॉन है। अन्य तत्वों के परमाणुओं में, बाहरी स्तर पर एक अधूरा डी-इलेक्ट्रॉन उपस्तर होता है, जहां एक उत्तेजित इलेक्ट्रॉन जा सकता है। प्रत्येक अकेला जोड़ा युग्मित होने पर दो इलेक्ट्रॉन देता है, इसलिए "-1" के अलावा, क्लोरीन, ब्रोमीन और आयोडीन की मुख्य ऑक्सीकरण अवस्थाएँ "+1", "+3", "+5", "+7" हैं। कम स्थिर, लेकिन मौलिक रूप से प्राप्त करने योग्य, ऑक्सीकरण अवस्थाएँ "+2", "+4" और "+6" हैं।
सरल पदार्थों के रूप में, सभी हैलोजन परमाणुओं के बीच एकल बंधन वाले द्विपरमाणुक अणु होते हैं। अणुओं F 2, Cl 2, Br 2, J 2 की श्रृंखला में बंधों की पृथक्करण ऊर्जाएँ इस प्रकार हैं: 151 kJ/mol, 239 kJ/mol, 192 kJ/mol, 149 kJ/mol। क्लोरीन से आयोडीन में संक्रमण पर बंधन ऊर्जा में मोनोटोनिक कमी को परमाणु त्रिज्या में वृद्धि के कारण बंधन लंबाई में वृद्धि से आसानी से समझाया जा सकता है। फ्लोरीन अणु में असामान्य रूप से कम बंधन ऊर्जा की दो व्याख्याएँ हैं। सबसे पहले फ्लोरीन अणु की ही चिंता है। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, फ्लोरीन की परमाणु त्रिज्या बहुत छोटी होती है और बाहरी स्तर पर सात इलेक्ट्रॉन होते हैं, इसलिए, जब अणु के निर्माण के दौरान परमाणु एक-दूसरे के पास आते हैं, तो इलेक्ट्रॉन-इलेक्ट्रॉन प्रतिकर्षण होता है, जिसके परिणामस्वरूप कक्षाएँ होती हैं पूरी तरह से ओवरलैप नहीं है, और फ्लोरीन अणु में बंधन क्रम एक से थोड़ा कम है। दूसरे स्पष्टीकरण के अनुसार, शेष हैलोजन के अणुओं में एक परमाणु के अकेले इलेक्ट्रॉन जोड़े और दूसरे परमाणु के मुक्त डी-ऑर्बिटल के बीच एक अतिरिक्त दाता-स्वीकर्ता ओवरलैप होता है, प्रति अणु दो ऐसे विपरीत इंटरैक्शन होते हैं। इस प्रकार, क्लोरीन, ब्रोमीन और आयोडीन के अणुओं में बंधन को परस्पर क्रिया की उपस्थिति के संदर्भ में लगभग तीन गुना परिभाषित किया गया है। लेकिन दाता-स्वीकर्ता ओवरलैप केवल आंशिक रूप से होता है, और बंधन का ऑर्डर (क्लोरीन अणु के लिए) 1.12 है।
भौतिक गुण: सामान्य परिस्थितियों में, फ्लोरीन हल्के पीले रंग की एक कठिन द्रवीकृत गैस है (जिसका क्वथनांक -187 0 C है), क्लोरीन एक आसानी से तरलीकृत होने वाली गैस है (क्वथनांक -34.2 0 C है) पीली-हरी गैस है, ब्रोमीन एक है भूरा, आसानी से वाष्पित होने वाला तरल, आयोडीन धात्विक चमक वाला एक धूसर ठोस है। ठोस अवस्था में, सभी हैलोजन एक आणविक क्रिस्टल जाली बनाते हैं जो कमजोर अंतर-आणविक अंतःक्रियाओं की विशेषता होती है। इसके संबंध में, आयोडीन में ऊर्ध्वपातन की प्रवृत्ति होती है - जब वायुमंडलीय दबाव में गर्म किया जाता है, तो यह तरल अवस्था को दरकिनार करते हुए गैसीय अवस्था (बैंगनी वाष्प बनाता है) में चला जाता है। समूह में ऊपर से नीचे की ओर जाने पर, पदार्थों के आणविक भार में वृद्धि के कारण और अणुओं के बीच कार्यरत वैन डेर वाल्स बलों के मजबूत होने के कारण पिघलने और उबलने के बिंदु दोनों बढ़ जाते हैं। इन बलों का परिमाण जितना अधिक होगा, अणु की ध्रुवीकरण क्षमता उतनी ही अधिक होगी, जो बदले में, परमाणु की बढ़ती त्रिज्या के साथ बढ़ती है।
सभी हैलोजन पानी में खराब घुलनशील होते हैं, लेकिन गैर-ध्रुवीय कार्बनिक सॉल्वैंट्स में अच्छी तरह घुलनशील होते हैं, उदाहरण के लिए, कार्बन टेट्राक्लोराइड। पानी में खराब घुलनशीलता इस तथ्य के कारण है कि जब हैलोजन अणु के विघटन के लिए एक गुहा का निर्माण होता है, तो पानी पर्याप्त रूप से मजबूत हाइड्रोजन बांड खो देता है, जिसके बदले में इसके ध्रुवीय अणु और गैर-ध्रुवीय हैलोजन अणु के बीच कोई मजबूत अंतःक्रिया उत्पन्न नहीं होती है। गैर-ध्रुवीय सॉल्वैंट्स में हैलोजन का विघटन उस स्थिति से मेल खाता है: "जैसे में घुलता है", जब बंधन तोड़ने और बनाने की प्रकृति समान होती है।
क्रोमियम(अव्य. क्रोमियम), सीआर, मेंडेलीव की आवधिक प्रणाली के समूह VI का रासायनिक तत्व, परमाणु संख्या 24, परमाणु द्रव्यमान 51.996; नीले-स्टील रंग की धातु।
प्राकृतिक स्थिर आइसोटोप: 50 करोड़ (4.31%), 52 करोड़ (87.76%), 53 करोड़ (9.55%) और 54 करोड़ (2.38%)। कृत्रिम रेडियोधर्मी आइसोटोप में से सबसे महत्वपूर्ण 51 Cr (आधा जीवन T ½ = 27.8 दिन) है, जिसका उपयोग आइसोटोप संकेतक के रूप में किया जाता है।
ऐतिहासिक जानकारी।क्रोमियम की खोज 1797 में एल.एन. वाउक्वेलिन द्वारा खनिज क्रोकोइट - प्राकृतिक लेड क्रोमेट PbCrO4 में की गई थी। क्रोम को इसका नाम ग्रीक शब्द क्रोमा - रंग, पेंट (इसके यौगिकों के रंगों की विविधता के कारण) से मिला है। वाउक्वेलिन से स्वतंत्र रूप से, क्रोमियम की खोज 1798 में जर्मन वैज्ञानिक एम. जी. क्लैप्रोथ द्वारा क्रोकोइट में की गई थी।
प्रकृति में क्रोमियम का वितरण.पृथ्वी की पपड़ी (क्लार्क) में क्रोमियम की औसत सामग्री 8.3·10 -3% है। यह तत्व संभवतः पृथ्वी के मेंटल की अधिक विशेषता है, क्योंकि अल्ट्रामैफिक चट्टानें, जो पृथ्वी के मेंटल की संरचना के सबसे करीब मानी जाती हैं, क्रोमियम (2·10 -4%) से समृद्ध होती हैं। क्रोमियम अल्ट्रामैफिक चट्टानों में बड़े पैमाने पर और प्रसारित अयस्कों का निर्माण करता है; सबसे बड़े क्रोमियम भंडार का निर्माण उनके साथ जुड़ा हुआ है। बुनियादी चट्टानों में, क्रोमियम सामग्री केवल 2·10 -2% तक पहुंचती है, अम्लीय चट्टानों में - 2.5·10 -3%, तलछटी चट्टानों (बलुआ पत्थर) में - 3.5·10 -3%, मिट्टी की शैलों में - 9·10 -3 %. क्रोमियम अपेक्षाकृत कमज़ोर जलीय प्रवासी है; समुद्री जल में क्रोमियम की मात्रा 0.00005 mg/l है।
सामान्य तौर पर, क्रोमियम पृथ्वी के गहरे क्षेत्रों में एक धातु है; पथरीले उल्कापिंड (मेंटल के अनुरूप) भी क्रोमियम (2.7·10 -1%) से समृद्ध हैं। 20 से अधिक क्रोमियम खनिज ज्ञात हैं। केवल क्रोम स्पिनल्स (54% करोड़ तक) औद्योगिक महत्व के हैं; इसके अलावा, क्रोमियम कई अन्य खनिजों में निहित है, जो अक्सर क्रोमियम अयस्कों के साथ होते हैं, लेकिन स्वयं व्यावहारिक मूल्य के नहीं होते हैं (यूवरोवाइट, वोल्कोनस्कोइट, केमेराइट, फ्यूचसाइट)।
क्रोमियम के भौतिक गुण.क्रोम एक कठोर, भारी, दुर्दम्य धातु है। शुद्ध क्रोम तन्य है। शरीर-केंद्रित जाली में क्रिस्टलीकृत होता है, a = 2.885Å (20 डिग्री सेल्सियस); 1830 डिग्री सेल्सियस पर इसे मुख-केंद्रित जाली, a = 3.69 Å के साथ संशोधन में बदलना संभव है।
परमाणु त्रिज्या 1.27 Å; Cr 2+ 0.83 Å, Cr 3+ 0.64 Å, Cr 6+ 0.52 Å की आयनिक त्रिज्याएँ। घनत्व 7.19 ग्राम/सेमी3; टी पीएल 1890 डिग्री सेल्सियस; क्वथनांक 2480°C. विशिष्ट ताप क्षमता 0.461 kJ/(kg K) (25°C); रैखिक विस्तार का थर्मल गुणांक 8.24·10 -6 (20 डिग्री सेल्सियस पर); तापीय चालकता गुणांक 67 डब्लू/(एम के) (20 डिग्री सेल्सियस); विद्युत प्रतिरोधकता 0.414 μΩ मीटर (20 डिग्री सेल्सियस); 20-600 डिग्री सेल्सियस की सीमा में विद्युत प्रतिरोध का थर्मल गुणांक 3.01·10 -3 है। क्रोमियम एंटीफेरोमैग्नेटिक है, विशिष्ट चुंबकीय संवेदनशीलता 3.6·10 -6 है। उच्च शुद्धता वाले क्रोमियम की ब्रिनेल कठोरता 7-9 Mn/m2 (70-90 kgf/cm2) है।
क्रोमियम के रासायनिक गुण.क्रोमियम परमाणु का बाह्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 3d 5 4s 1 है। यौगिकों में यह आमतौर पर ऑक्सीकरण अवस्था +2, +3, +6 प्रदर्शित करता है, उनमें से Cr 3+ सबसे स्थिर है; ऐसे व्यक्तिगत यौगिक ज्ञात हैं जिनमें क्रोमियम की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ +1, +4, +5 हैं। क्रोमियम रासायनिक रूप से निष्क्रिय है. सामान्य परिस्थितियों में, यह ऑक्सीजन और नमी के प्रति प्रतिरोधी है, लेकिन फ्लोरीन के साथ मिलकर सीआरएफ 3 बनाता है। 600 डिग्री सेल्सियस से ऊपर यह जलवाष्प के साथ क्रिया करता है, जिससे सीआर 2 ओ 3 मिलता है; नाइट्रोजन - सीआर 2 एन, सीआरएन; कार्बन - सीआर 23 सी 6, सीआर 7 सी 3, सीआर 3 सी 2; सल्फर - सीआर 2 एस 3। जब बोरान के साथ संलयन होता है, तो यह बोराइड सीआरबी बनाता है, और सिलिकॉन के साथ यह सिलिसाइड्स सीआर 3 सी, सीआर 2 सी 3, सीआरएसआई 2 बनाता है। क्रोमियम कई धातुओं के साथ मिश्रधातु बनाता है। ऑक्सीजन के साथ अंतःक्रिया पहले काफी सक्रिय होती है, फिर धातु की सतह पर ऑक्साइड फिल्म बनने के कारण यह तेजी से धीमी हो जाती है। 1200 डिग्री सेल्सियस पर फिल्म नष्ट हो जाती है और ऑक्सीकरण फिर से तेजी से होने लगता है। क्रोमियम 2000 डिग्री सेल्सियस पर ऑक्सीजन में प्रज्वलित होकर क्रोमियम (III) Cr 2 O 3 का गहरा हरा ऑक्साइड बनाता है। ऑक्साइड (III) के अलावा, ऑक्सीजन के साथ अन्य यौगिक भी ज्ञात हैं, उदाहरण के लिए CrO, CrO 3, जो अप्रत्यक्ष रूप से प्राप्त होते हैं। क्रोमियम आसानी से हाइड्रोक्लोरिक और सल्फ्यूरिक एसिड के पतले घोल के साथ प्रतिक्रिया करके क्रोमियम क्लोराइड और सल्फेट बनाता है और हाइड्रोजन छोड़ता है; रेजिया वोदका और नाइट्रिक एसिड क्रोमियम को निष्क्रिय करते हैं।
जैसे-जैसे ऑक्सीकरण की डिग्री बढ़ती है, क्रोमियम के अम्लीय और ऑक्सीकरण गुण बढ़ते हैं सीआर 2+ के व्युत्पन्न बहुत मजबूत कम करने वाले एजेंट हैं। Cr 2+ आयन एसिड में क्रोमियम के विघटन के पहले चरण में या जिंक के साथ अम्लीय घोल में Cr 3+ की कमी के दौरान बनता है। निर्जलीकरण पर ऑक्साइड हाइड्रेट Cr(OH) 2 Cr 2 O 3 में बदल जाता है। Cr 3+ यौगिक हवा में स्थिर होते हैं। वे अपचायक और ऑक्सीकरण एजेंट दोनों हो सकते हैं। Cr 3+ को जिंक के साथ अम्लीय घोल में Cr 2+ तक कम किया जा सकता है या ब्रोमीन और अन्य ऑक्सीकरण एजेंटों के साथ क्षारीय घोल में CrO 4 2- तक ऑक्सीकृत किया जा सकता है। हाइड्रॉक्साइड सीआर(ओएच) 3 (या बल्कि सीआर 2 ओ 3 एनएच 2 ओ) एक उभयधर्मी यौगिक है जो सीआर 3+ धनायन या क्रोमस एसिड एचसी-ओ 2 - क्रोमाइट्स (उदाहरण के लिए, केएस-ओ 2) के लवण के साथ लवण बनाता है। NaCrO2). यौगिक सीआर 6+: क्रोमिक एनहाइड्राइड सीआरओ 3, क्रोमिक एसिड और उनके लवण, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण क्रोमेट्स और डाइक्रोमेट्स हैं - मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट। क्रोमियम ऑक्सीजन युक्त एसिड के साथ बड़ी संख्या में लवण बनाता है। क्रोमियम जटिल यौगिक ज्ञात हैं; सीआर 3+ जटिल यौगिक, जिनमें क्रोमियम की समन्वय संख्या 6 है, क्रोमियम पेरोक्साइड यौगिकों की एक महत्वपूर्ण संख्या है
क्रोम प्राप्त करना.उपयोग के उद्देश्य के आधार पर, शुद्धता की अलग-अलग डिग्री का क्रोमियम प्राप्त किया जाता है। कच्चा माल आमतौर पर क्रोम स्पिनल होता है, जिसे समृद्ध किया जाता है और फिर वायुमंडलीय ऑक्सीजन की उपस्थिति में पोटाश (या सोडा) के साथ मिलाया जाता है। Cr 3+ युक्त अयस्कों के मुख्य घटक के संबंध में प्रतिक्रिया इस प्रकार है:
2FeCr 2 O 4 + 4K 2 CO 3 + 3.5 O 2 = 4K 2 CrO 4 + Fe 2 O 3 + 4CO 2।
परिणामी पोटेशियम क्रोमेट K 2 CrO 4 को गर्म पानी से निक्षालित किया जाता है और H 2 SO 4 की क्रिया इसे डाइक्रोमेट K 2 Cr 2 O 7 में बदल देती है। इसके बाद, K 2 Cr 2 O 7 पर H 2 SO 4 के संकेंद्रित घोल की क्रिया से क्रोमिक एनहाइड्राइड C 2 O 3 प्राप्त होता है या K 2 Cr 2 O 7 को सल्फर - क्रोमियम (III) ऑक्साइड C 2 O के साथ गर्म करने पर 3.
औद्योगिक परिस्थितियों में सबसे शुद्ध क्रोमियम या तो H2SO4 युक्त CrO3 या Cr2O3 के संकेंद्रित जलीय घोल के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा या क्रोमियम सल्फेट Cr2 (SO4) 3 के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है। इस मामले में, क्रोमियम एल्यूमीनियम या स्टेनलेस स्टील से बने कैथोड पर छोड़ा जाता है। उच्च तापमान (1500-1700 डिग्री सेल्सियस) पर क्रोमियम को विशेष रूप से शुद्ध हाइड्रोजन के साथ उपचारित करके अशुद्धियों से पूर्ण शुद्धिकरण प्राप्त किया जाता है।
आर्गन वातावरण में लगभग 900 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर सोडियम, पोटेशियम और कैल्शियम फ्लोराइड के मिश्रण में पिघले सीआरएफ 3 या सीआरसीएल 3 के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा शुद्ध क्रोमियम प्राप्त करना भी संभव है।
एल्यूमीनियम या सिलिकॉन के साथ Cr 2 O 3 को कम करके क्रोमियम कम मात्रा में प्राप्त किया जाता है। एल्यूमिनोथर्मिक विधि में, सीआर 2 ओ 3 और अल पाउडर का एक पहले से गरम मिश्रण या ऑक्सीकरण एजेंट एडिटिव्स के साथ छीलन को एक क्रूसिबल में लोड किया जाता है, जहां ना 2 ओ 2 और अल के मिश्रण को प्रज्वलित करके प्रतिक्रिया को उत्तेजित किया जाता है जब तक कि क्रूसिबल भर न जाए। क्रोमियम और स्लैग. सिलिकोथर्मिक क्रोमियम को चाप भट्टियों में गलाया जाता है। परिणामी क्रोमियम की शुद्धता सीआर 2 ओ 3 और कमी के लिए उपयोग किए जाने वाले अल या सी में अशुद्धियों की सामग्री से निर्धारित होती है।
क्रोमियम मिश्र धातु - फेरोक्रोम और सिलिकॉन क्रोमियम - का उत्पादन उद्योग में बड़े पैमाने पर किया जाता है।
क्रोमियम का अनुप्रयोग.क्रोम का उपयोग इसकी गर्मी प्रतिरोध, कठोरता और संक्षारण प्रतिरोध पर आधारित है। सबसे अधिक, क्रोमियम का उपयोग क्रोमियम स्टील्स को गलाने के लिए किया जाता है। एल्युमीनियम- और सिलिकोथर्मिक क्रोमियम का उपयोग नाइक्रोम, निमोनिक, अन्य निकल मिश्र धातुओं और स्टेलाइट को गलाने के लिए किया जाता है।
सजावटी संक्षारण प्रतिरोधी कोटिंग्स के लिए क्रोमियम की एक महत्वपूर्ण मात्रा का उपयोग किया जाता है। वेल्डिंग इलेक्ट्रोड के लिए धातु-सिरेमिक उत्पादों और सामग्रियों के उत्पादन में पाउडर क्रोमियम का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। सीआर 3+ आयन के रूप में क्रोमियम माणिक में एक अशुद्धता है, जिसका उपयोग रत्न और लेजर सामग्री के रूप में किया जाता है। क्रोमियम यौगिकों का उपयोग रंगाई के दौरान कपड़ों पर नक्काशी करने के लिए किया जाता है। कुछ क्रोमियम लवणों का उपयोग चमड़ा उद्योग में टैनिंग समाधान के एक घटक के रूप में किया जाता है; PbCrO 4 , ZnCrO 4 , SrCrO 4 - कला पेंट की तरह। क्रोमियम-मैग्नेसाइट दुर्दम्य उत्पाद क्रोमाइट और मैग्नेसाइट के मिश्रण से बनाए जाते हैं।
क्रोमियम यौगिक (विशेषकर सीआर 6+ डेरिवेटिव) विषैले होते हैं।
शरीर में क्रोमियम.क्रोमियम बायोजेनिक तत्वों में से एक है और लगातार पौधों और जानवरों के ऊतकों में शामिल होता है। पौधों में क्रोमियम की औसत सामग्री 0.0005% है (92-95% क्रोमियम जड़ों में जमा होता है), जानवरों में - दस हजारवें से दस लाखवें प्रतिशत तक। प्लवक के जीवों में, क्रोमियम का संचय गुणांक बहुत बड़ा है - 10,000-26,000 उच्च पौधे 3-10 -4 mol/l से अधिक क्रोमियम सांद्रता को सहन नहीं करते हैं। पत्तियों में यह कम-आणविक परिसर के रूप में मौजूद होता है जो उपकोशिकीय संरचनाओं से जुड़ा नहीं होता है। जानवरों में, क्रोमियम लिपिड, प्रोटीन (एंजाइम ट्रिप्सिन का हिस्सा), और कार्बोहाइड्रेट (ग्लूकोज-प्रतिरोधी कारक का एक संरचनात्मक घटक) के चयापचय में शामिल होता है। जानवरों और मनुष्यों में क्रोमियम का मुख्य स्रोत भोजन है। भोजन और रक्त में क्रोमियम सामग्री में कमी से विकास दर में कमी, रक्त में कोलेस्ट्रॉल में वृद्धि और इंसुलिन के प्रति परिधीय ऊतकों की संवेदनशीलता में कमी आती है।
क्रोमियम और उसके यौगिकों के साथ विषाक्तता उनके उत्पादन के दौरान होती है; मैकेनिकल इंजीनियरिंग (गैल्वेनिक कोटिंग्स) में; धातुकर्म (मिश्र धातु योजक, मिश्र धातु, अपवर्तक); चमड़े, पेंट आदि के निर्माण में, क्रोमियम यौगिकों की विषाक्तता उनकी रासायनिक संरचना पर निर्भर करती है: डाइक्रोमेट क्रोमेट्स की तुलना में अधिक जहरीले होते हैं, सीआर (VI) यौगिक सीआर (II), सीआर (III) यौगिकों की तुलना में अधिक जहरीले होते हैं। रोग के प्रारंभिक रूप नाक में सूखापन और दर्द, गले में खराश, सांस लेने में कठिनाई, खांसी आदि की भावना से प्रकट होते हैं; क्रोमियम से संपर्क बंद होने पर वे दूर जा सकते हैं। क्रोमियम यौगिकों के साथ लंबे समय तक संपर्क में रहने से, पुरानी विषाक्तता के लक्षण विकसित होते हैं: सिरदर्द, कमजोरी, अपच, वजन कम होना और अन्य। पेट, यकृत और अग्न्याशय के कार्य ख़राब हो जाते हैं। संभव ब्रोंकाइटिस, ब्रोन्कियल अस्थमा, फैलाना न्यूमोस्क्लेरोसिस। त्वचा पर क्रोमियम के संपर्क में आने पर जिल्द की सूजन और एक्जिमा विकसित हो सकता है। कुछ आंकड़ों के अनुसार, क्रोमियम यौगिकों, मुख्य रूप से Cr(III) में कैंसरकारी प्रभाव होता है।
इस तथ्य के कारण कि इसमें उत्कृष्ट संक्षारण रोधी गुण हैं। क्रोम प्लेटिंग किसी भी अन्य मिश्र धातु को जंग से बचाती है। इसके अलावा, क्रोमियम के साथ मिश्र धातु बनाने से उन्हें संक्षारण के लिए वही प्रतिरोध मिलता है जो धातु की विशेषता है।
तो आइए आज चर्चा करते हैं कि क्रोमियम सामग्री की तकनीकी और ऑक्सीकरण विशेषताएं क्या हैं, मुख्य उभयचर, कम करने वाले गुण और धातु उत्पादन भी प्रभावित होंगे। हम यह भी पता लगाएंगे कि क्रोमियम का स्टील के गुणों पर क्या प्रभाव पड़ता है।
क्रोमियम द्वितीयक उपसमूह के समूह 6 के आवर्त 4 की धातु है। परमाणु संख्या 24, परमाणु द्रव्यमान - 51.996 यह चांदी-नीले रंग की एक कठोर धातु है। अपने शुद्ध रूप में यह लचीला और कठोर होता है, लेकिन नाइट्रोजन या कार्बन का थोड़ा सा मिश्रण इसे भंगुरता और कठोरता देता है।
क्रोमियम को अक्सर इसके मुख्य खनिज, क्रोमियम लौह अयस्क के रंग के कारण लौह धातु के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। लेकिन इसे इसका नाम ग्रीक "रंग", "पेंट" से मिला, इसके यौगिकों के लिए धन्यवाद: ऑक्सीकरण की अलग-अलग डिग्री वाले धातु के लवण और ऑक्साइड इंद्रधनुष के सभी रंगों में चित्रित होते हैं।
- सामान्य परिस्थितियों में, क्रोमियम निष्क्रिय होता है और ऑक्सीजन, नाइट्रोजन या पानी के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है।
- हवा में, इसे तुरंत निष्क्रिय कर दिया जाता है - एक पतली ऑक्साइड फिल्म से ढक दिया जाता है, जो ऑक्सीजन को धातु तक पहुंचने से पूरी तरह से अवरुद्ध कर देता है। इसी कारण से, पदार्थ सल्फ्यूरिक और नाइट्रिक एसिड के साथ परस्पर क्रिया नहीं करता है।
- गर्म करने पर धातु सक्रिय हो जाती है और पानी, ऑक्सीजन, अम्ल और क्षार के साथ प्रतिक्रिया करती है।
इसकी विशेषता एक शरीर-केंद्रित घनीय जाली है। कोई चरण परिवर्तन नहीं हैं. 1830 C के तापमान पर, फलक-केन्द्रित जाली में संक्रमण संभव है।
हालाँकि, क्रोमियम में एक दिलचस्प विसंगति है। 37 C के तापमान पर, धातु के कुछ भौतिक गुण तेजी से बदलते हैं: विद्युत प्रतिरोध और रैखिक विस्तार गुणांक बदल जाता है, लोचदार मापांक न्यूनतम हो जाता है और आंतरिक घर्षण बढ़ जाता है।
यह नील बिंदु के पारित होने के कारण होता है: इस तापमान पर, पदार्थ अपने एंटीफेरोमैग्नेटिक गुणों को पैरामैग्नेटिक में बदल देता है, जो पहले स्तर के संक्रमण का प्रतिनिधित्व करता है और इसका मतलब मात्रा में तेज वृद्धि है।
इस वीडियो में क्रोमियम और उसके यौगिकों के रासायनिक गुणों का वर्णन किया गया है:
क्रोमियम के रासायनिक और भौतिक गुण
गलनांक और क्वथनांक
- किसी धातु की भौतिक विशेषताएँ अशुद्धियों से इस हद तक प्रभावित होती हैं कि उसका गलनांक भी निर्धारित करना कठिन हो जाता है।
- आधुनिक माप के अनुसार गलनांक 1907 C माना जाता है। धातु एक दुर्दम्य पदार्थ है।
क्वथनांक 2671 C है।
नीचे हम क्रोमियम धातु के भौतिक और चुंबकीय गुणों का सामान्य विवरण देंगे।
क्रोमियम के सामान्य गुण और विशेषताएँ
भौतिक विशेषताऐं
- क्रोमियम सभी दुर्दम्य धातुओं में से सबसे स्थिर धातुओं में से एक है।
- सामान्य परिस्थितियों में घनत्व 7200 किग्रा/घन होता है। मी, यह से कम है.
- मोह पैमाने पर कठोरता 5 है, ब्रिनेल पैमाने पर 7-9 एमएन/एम2 है। क्रोमियम ज्ञात सबसे कठोर धातु है, जो यूरेनियम, इरिडियम, टंगस्टन और बेरिलियम के बाद दूसरे स्थान पर है।
20 C पर लोचदार मापांक 294 GPa है। यह काफी सामान्य आंकड़ा है.
इसकी संरचना के कारण - एक शरीर-केंद्रित जाली, क्रोमियम में भंगुर-नमनीय अवधि के तापमान जैसी विशेषता होती है। लेकिन जब इस धातु की बात आती है, तो यह मान शुद्धता की डिग्री पर अत्यधिक निर्भर हो जाता है और -50 से +350 C तक होता है। व्यवहार में, क्रिस्टलीकृत क्रोमियम में कोई लचीलापन नहीं होता है, लेकिन नरम एनीलिंग और मोल्डिंग के बाद यह बन जाता है लचीला.
ठंडे ढंग से काम करने पर धातु की ताकत भी बढ़ जाती है। मिश्र धातु योजक भी इस गुणवत्ता को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाते हैं।
थर्मोफिजिकल विशेषताएँ
एक नियम के रूप में, दुर्दम्य धातुओं में उच्च स्तर की तापीय चालकता होती है और, तदनुसार, तापीय विस्तार का गुणांक कम होता है। हालाँकि, क्रोमियम अपने गुणों में स्पष्ट रूप से भिन्न है। 29 C (कूदने से पहले) पर, गुणांक का मान 6.2 · 10-6 m/(m K) है।
तापीय चालकता उसी पैटर्न का पालन करती है: नील बिंदु पर यह गिरती है, हालांकि इतनी तेजी से नहीं और बढ़ते तापमान के साथ कम हो जाती है।
- सामान्य परिस्थितियों में, पदार्थ की तापीय चालकता 93.7 W/(m K) होती है।
- समान परिस्थितियों में विशिष्ट ऊष्मा क्षमता 0.45 J/(g K) है।
विद्युत गुण
तापीय चालकता के असामान्य "व्यवहार" के बावजूद, क्रोमियम वर्तमान के सबसे अच्छे संवाहकों में से एक है, इस पैरामीटर में चांदी और सोने के बाद दूसरे स्थान पर है।
- सामान्य तापमान पर, धातु की विद्युत चालकता 7.9 · 106 1/(ओम मी) होगी।
- विद्युत प्रतिरोधकता - 0.127 (ओम मिमी2)/मीटर।
नील बिंदु - 38 C तक पदार्थ प्रतिलौहचुंबक होता है, अर्थात चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में होता है और इसकी अनुपस्थिति में कोई चुंबकीय गुण प्रकट नहीं होता है। 38 C से ऊपर, क्रोमियम अनुचुंबकीय हो जाता है: यह बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में चुंबकीय गुण प्रदर्शित करता है।
विषाक्तता
प्रकृति में, क्रोमियम केवल बंधे हुए रूप में पाया जाता है, इसलिए मानव शरीर में शुद्ध क्रोमियम का प्रवेश वर्जित है। हालाँकि, यह ज्ञात है कि धातु की धूल फेफड़ों के ऊतकों को परेशान करती है और त्वचा के माध्यम से अवशोषित नहीं होती है। धातु स्वयं विषाक्त नहीं है, लेकिन इसके यौगिकों के बारे में ऐसा नहीं कहा जा सकता है।
- त्रिसंयोजक क्रोमियमइसके प्रसंस्करण के दौरान पर्यावरण में दिखाई देता है। हालाँकि, यह आहार अनुपूरक - क्रोमियम पिकोलिनेट के हिस्से के रूप में भी मानव शरीर में प्रवेश कर सकता है, जिसका उपयोग वजन घटाने के कार्यक्रमों में किया जाता है। एक सूक्ष्म तत्व के रूप में, त्रिसंयोजक धातु ग्लूकोज के संश्लेषण में शामिल है और आवश्यक है। इसकी अधिकता, शोध के अनुसार, एक निश्चित खतरा पैदा नहीं करती है, क्योंकि यह आंतों की दीवारों द्वारा अवशोषित नहीं होती है। हालाँकि, यह शरीर में जमा हो सकता है।
- हेक्सावलेंट क्रोमियम यौगिक 100-1000 गुना से अधिक विषाक्त। यह क्रोमेट्स के उत्पादन के दौरान, वस्तुओं की क्रोम प्लेटिंग के दौरान और कुछ वेल्डिंग कार्यों के दौरान शरीर में प्रवेश कर सकता है। हेक्सावलेंट तत्व के यौगिक प्रबल ऑक्सीकरण एजेंट होते हैं। एक बार जठरांत्र संबंधी मार्ग में, वे पेट और आंतों में रक्तस्राव का कारण बनते हैं, संभवतः आंत में छिद्र के साथ। पदार्थ लगभग त्वचा के माध्यम से अवशोषित नहीं होते हैं, लेकिन उनका एक मजबूत संक्षारक प्रभाव होता है - जलन, सूजन और अल्सर संभव है।
स्टेनलेस और गर्मी प्रतिरोधी सामग्री का उत्पादन करते समय क्रोमियम एक अनिवार्य मिश्रधातु तत्व है। संक्षारण का विरोध करने और इस गुणवत्ता को मिश्र धातुओं में स्थानांतरित करने की इसकी क्षमता धातु की सबसे अधिक मांग वाली गुणवत्ता बनी हुई है।
इस वीडियो में क्रोमियम यौगिकों के रासायनिक गुणों और इसके रेडॉक्स गुणों पर चर्चा की गई है:
और वसा.
वैज्ञानिकों का कहना है कि इससे कोलेस्ट्रॉल का स्तर प्रभावित होता है क्रोमियम. तत्वइसे बायोजेनिक माना जाता है, यानी यह सिर्फ इंसानों के लिए ही नहीं, बल्कि सभी स्तनधारियों के शरीर के लिए जरूरी है।
क्रोमियम की कमी से, उनकी वृद्धि धीमी हो जाती है और कोलेस्ट्रॉल "उछल जाता है"। एक व्यक्ति के कुल वजन से 6 मिलीग्राम क्रोमियम का मानक है।
पदार्थ के आयन शरीर के सभी ऊतकों में पाए जाते हैं। आपको प्रति दिन 9 माइक्रोग्राम मिलना चाहिए।
आप इन्हें समुद्री भोजन, मोती जौ, चुकंदर, लीवर और बत्तख के मांस से ले सकते हैं। जब आप उत्पाद खरीद रहे हों, तो हम आपको क्रोमियम के अन्य उद्देश्यों और गुणों के बारे में बताएंगे।
क्रोमियम के गुण
क्रोमियम एक रासायनिक तत्व हैधातुओं से संबंधित. पदार्थ का रंग चांदी-नीला है।
तत्व का 24वाँ परमाणु क्रमांक है, या, जैसा कि वे भी कहते हैं, परमाणु क्रमांक है।
संख्या नाभिक में प्रोटॉन की संख्या को इंगित करती है। जहाँ तक इसके पास घूमने वाले इलेक्ट्रॉनों का सवाल है, उनमें एक विशेष गुण होता है - गिरना।
इसका मतलब यह है कि एक या दो कण एक उपस्तर से दूसरे उपस्तर पर जा सकते हैं।
परिणामस्वरूप, 24वां तत्व तीसरे उपस्तर को आधा भरने में सक्षम है। एक स्थिर इलेक्ट्रॉनिक विन्यास प्राप्त होता है।
इलेक्ट्रॉन विफलता एक दुर्लभ घटना है। क्रोमियम के अलावा, केवल वही चीज़ें दिमाग में आती हैं, जो शायद, , , और हैं।
24वें पदार्थ की तरह, वे रासायनिक रूप से निष्क्रिय हैं। ऐसा नहीं है कि परमाणु सबके साथ प्रतिक्रिया करने के लिए स्थिर अवस्था में पहुँच जाता है।
सामान्य परिस्थितियों में क्रोमियम आवर्त सारणी का एक तत्व है, जिसे केवल "उत्तेजित" किया जा सकता है।
उत्तरार्द्ध 24वें पदार्थ का एंटीपोड है और अधिकतम सक्रिय है। प्रतिक्रिया से फ्लोराइड उत्पन्न होता है क्रोमियम.
तत्व, गुणजिस पर चर्चा की गई है, ऑक्सीकरण नहीं होता है, नमी और आग रोक सामग्री से डरता नहीं है।
उत्तरार्द्ध की विशेषता प्रतिक्रियाओं में "विलंब" है जो हीटिंग के दौरान संभव है। इस प्रकार, जलवाष्प के साथ अंतःक्रिया केवल 600 डिग्री सेल्सियस पर शुरू होती है।
परिणाम क्रोमियम ऑक्साइड है. 24वें तत्व का नाइट्राइड देते हुए प्रतिक्रिया भी शुरू हो जाती है।
600 डिग्री पर, सल्फाइड के साथ कई यौगिक और उसका निर्माण भी संभव है।
यदि तापमान 2000 तक बढ़ाया जाता है, तो क्रोमियम ऑक्सीजन के संपर्क में आने पर प्रज्वलित हो जाएगा। दहन का परिणाम गहरे हरे रंग का ऑक्साइड होगा।
यह अवक्षेप विलयनों तथा अम्लों के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करता है। परस्पर क्रिया का परिणाम क्रोमियम क्लोराइड और सल्फाइड है। 24वें पदार्थ के सभी यौगिक, एक नियम के रूप में, चमकीले रंग के होते हैं।
अपने शुद्ध रूप में, मूल क्रोमियम तत्व विशेषताएँ– विषाक्तता. धातु की धूल फेफड़े के ऊतकों को परेशान करती है।
डर्मेटाइटिस यानी एलर्जी संबंधी रोग प्रकट हो सकते हैं। तदनुसार, शरीर के लिए क्रोमियम के मानक से अधिक नहीं होना बेहतर है।
हवा में तत्व 24 की मात्रा के लिए भी एक मानक है। वायुमंडल में प्रति घन मीटर 0.0015 मिलीग्राम होना चाहिए। मानक से अधिक होने पर प्रदूषण माना जाता है।
क्रोमियम धातु का घनत्व उच्च होता है - 7 ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर से अधिक। इसका मतलब है कि पदार्थ काफी भारी है.
धातु भी काफी ऊंची है. यह इलेक्ट्रोलाइट तापमान और वर्तमान घनत्व पर निर्भर करता है। कवक और फफूंदी इसका सम्मान करते प्रतीत होते हैं।
यदि आप लकड़ी को क्रोम संरचना से संसेचित करते हैं, तो सूक्ष्मजीव इसे नष्ट करना शुरू नहीं करेंगे। बिल्डर्स इसका इस्तेमाल करते हैं.
वे इस तथ्य से भी खुश हैं कि उपचारित लकड़ी अधिक जलती है, क्योंकि क्रोमियम एक दुर्दम्य धातु है। हम आपको आगे बताएंगे कि इसे कैसे और कहां लगाया जा सकता है।
क्रोमियम का अनुप्रयोग
क्रोमियम एक मिश्रधातु तत्व हैगलाने के दौरान. याद रखें कि सामान्य परिस्थितियों में 24वीं धातु ऑक्सीकरण या जंग नहीं करती है?
स्टील्स का आधार है. यह ऐसी संपत्तियों का दावा नहीं कर सकता। इसीलिए इसमें क्रोमियम मिलाया जाता है, जिससे संक्षारण प्रतिरोध बढ़ जाता है।
इसके अलावा, 24वें पदार्थ को जोड़ने से महत्वपूर्ण शीतलन दर बिंदु कम हो जाता है।
सिलिकॉनोथर्मिक क्रोमियम का उपयोग गलाने के लिए किया जाता है। यह निकल के साथ 24वें तत्व का युगल है।
उपयोग किए गए एडिटिव्स सिलिकॉन हैं। निकेल इसके लचीलेपन के लिए जिम्मेदार है, और क्रोमियम इसके ऑक्सीकरण प्रतिरोध और कठोरता के लिए जिम्मेदार है।
क्रोम और एस को मिलाएं। परिणाम अति-कठोर तारामंडल है। इसमें योजक मोलिब्डेनम और हैं।
यह रचना महंगी है, लेकिन मशीन के पुर्जों के पहनने के प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए उन्हें सतह पर चढ़ाने के लिए आवश्यक है। काम करने वाली मशीनों पर भी स्टेलाइट का छिड़काव किया जाता है।
एक नियम के रूप में, सजावटी संक्षारण प्रतिरोधी कोटिंग्स का उपयोग किया जाता है क्रोमियम यौगिक.
उनके रंगों की चमकीली रेंज काम आती है। धातु-मिट्टी के बर्तनों में रंग की आवश्यकता नहीं होती इसलिए पाउडर क्रोम का प्रयोग किया जाता है। इसे, उदाहरण के लिए, ताज की निचली परत की मजबूती के लिए जोड़ा जाता है।
क्रोमियम सूत्र- अवयव। यह समूह का एक खनिज है, लेकिन इसका सामान्य रंग नहीं है।
उवरोवाइट एक पत्थर है, और क्रोमियम ही इसे ऐसा बनाता है। यह कोई रहस्य नहीं है कि उनका उपयोग किया जाता है।
पत्थर की हरी किस्म कोई अपवाद नहीं है, और इसकी कीमत लाल की तुलना में अधिक है क्योंकि यह दुर्लभ है। इसके अलावा, यह मानक वाले से थोड़ा उबल जाएगा।
यह भी एक प्लस है, क्योंकि खनिज आवेषण को खरोंचना अधिक कठिन होता है। पत्थर को मुखाकार अर्थात कोण बनाकर काटा जाता है, जिससे प्रकाश का खेल बढ़ जाता है।
क्रोमियम खनन
खनिजों से क्रोमियम निकालना लाभदायक नहीं है। 24वें तत्व के साथ अधिकांश का पूर्ण रूप से उपयोग किया जाता है।
इसके अलावा, क्रोमियम सामग्री, एक नियम के रूप में, कम है। यह पदार्थ मूलतः अयस्कों से निकाला जाता है।
उनमें से एक के साथ संबद्ध क्रोम खोलना.वह साइबेरिया में पाया गया था. 18वीं शताब्दी में वहां क्रोकोइट पाया गया था। यह लाल सीसा अयस्क है।
इसका आधार है, दूसरा तत्व क्रोम है। लेहमैन नामक एक जर्मन रसायनशास्त्री इसकी खोज करने में सफल रहे।
क्रोकोइट की खोज के समय, वह सेंट पीटर्सबर्ग का दौरा कर रहे थे, जहां उन्होंने प्रयोग किए। अब, 24वाँ तत्व क्रोमियम ऑक्साइड के सांद्र जलीय घोल के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है।
सल्फेट का इलेक्ट्रोलिसिस भी संभव है। शुद्धतम पाने के ये 2 तरीके हैं क्रोमियम. अणुऑक्साइड या सल्फेट को एक क्रूसिबल में नष्ट कर दिया जाता है, जहां मूल यौगिकों को आग लगा दी जाती है।
24वां तत्व अलग हो जाता है, बाकी स्लैग में चला जाता है। जो कुछ बचा है वह क्रोमियम को एक चाप में गलाना है। इस प्रकार सबसे शुद्ध धातु निकाली जाती है।
पाने के और भी रास्ते हैं क्रोमियम तत्वउदाहरण के लिए, सिलिकॉन के साथ इसके ऑक्साइड की कमी।
लेकिन यह विधि बड़ी संख्या में अशुद्धियों के साथ धातु का उत्पादन करती है और इसके अलावा, इलेक्ट्रोलिसिस की तुलना में अधिक महंगी है।
क्रोम की कीमत
2016 में क्रोमियम की कीमत अभी भी कम हो रही है। जनवरी की शुरुआत $7,450 प्रति टन से हुई।
गर्मियों के मध्य तक वे प्रति 1,000 किलोग्राम धातु पर केवल 7,100 पारंपरिक इकाइयों की मांग कर रहे हैं। डेटा Infogeo.ru द्वारा प्रदान किया गया।
यानी रूसी कीमतों पर विचार किया गया। क्रोमियम की वैश्विक लागत लगभग 9,000 डॉलर प्रति टन तक पहुंच गई।
सबसे कम ग्रीष्मकालीन चिह्न रूसी से केवल 25 डॉलर अधिक भिन्न होता है।
यदि हम औद्योगिक क्षेत्र पर विचार नहीं कर रहे हैं, उदाहरण के लिए, धातुकर्म, लेकिन शरीर के लिए क्रोमियम के लाभ, आप फार्मेसियों के प्रस्तावों का अध्ययन कर सकते हैं।
तो, 24वें पदार्थ के "पिकोलिनेट" की कीमत लगभग 200 रूबल है। "कार्टनिटिन क्रोम फोर्ट" के लिए वे 320 रूबल मांगते हैं। यह 30 टैबलेट के पैकेज का मूल्य टैग है।
ट्यूरामाइन क्रोम 24वें तत्व की कमी की भरपाई भी कर सकता है। इसकी कीमत 136 रूबल है।
वैसे, क्रोमियम, विशेष रूप से मारिजुआना में दवाओं का पता लगाने के लिए परीक्षणों का हिस्सा है। एक परीक्षण की लागत 40-45 रूबल है।
क्रोमियम परमाणु संख्या 24 के साथ डी.आई. मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की चौथी अवधि के 6 वें समूह के पार्श्व उपसमूह का एक तत्व है। इसे प्रतीक सीआर (लैटिन क्रोमियम) द्वारा नामित किया गया है। साधारण पदार्थ क्रोमियम नीले-सफ़ेद रंग की एक कठोर धातु है।
क्रोमियम के रासायनिक गुण
सामान्य परिस्थितियों में, क्रोमियम केवल फ्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करता है। उच्च तापमान (600 डिग्री सेल्सियस से ऊपर) पर यह ऑक्सीजन, हैलोजन, नाइट्रोजन, सिलिकॉन, बोरान, सल्फर, फास्फोरस के साथ परस्पर क्रिया करता है।
4Cr + 3O 2 – t° →2Cr 2 O 3
2Cr + 3Cl 2 - t° → 2CrCl 3
2Cr + N 2 - t° → 2CrN
2Cr + 3S – t° → Cr 2 S 3
गर्म करने पर यह जलवाष्प के साथ प्रतिक्रिया करता है:
2Cr + 3H 2 O → Cr 2 O 3 + 3H 2
क्रोमियम तनु मजबूत एसिड (एचसीएल, एच 2 एसओ 4) में घुल जाता है
वायु की अनुपस्थिति में Cr 2+ लवण तथा वायु में Cr 3+ लवण बनते हैं।
सीआर + 2एचसीएल → सीआरसीएल 2 + एच 2
2Cr + 6HCl + O 2 → 2CrCl 3 + 2H 2 O + H 2
धातु की सतह पर एक सुरक्षात्मक ऑक्साइड फिल्म की उपस्थिति एसिड - ऑक्सीकरण एजेंटों के केंद्रित समाधानों के संबंध में इसकी निष्क्रियता की व्याख्या करती है।
क्रोमियम यौगिक
क्रोमियम (II) ऑक्साइडऔर क्रोमियम (II) हाइड्रॉक्साइड प्रकृति में क्षारीय हैं।
सीआर(ओएच) 2 + 2एचसीएल → सीआरसीएल 2 + 2एच 2 ओ
क्रोमियम (II) यौगिक प्रबल अपचायक हैं; वायुमंडलीय ऑक्सीजन के प्रभाव में क्रोमियम (III) यौगिकों में परिवर्तित हो जाते हैं।
2CrCl 2 + 2HCl → 2CrCl 3 + H 2
4Cr(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O → 4Cr(OH) 3
क्रोमियम ऑक्साइड (तृतीय)सीआर 2 ओ 3 एक हरा, पानी में अघुलनशील पाउडर है। क्रोमियम (III) हाइड्रॉक्साइड या पोटेशियम और अमोनियम डाइक्रोमेट्स के कैल्सीनेशन द्वारा प्राप्त किया जा सकता है:
2Cr(OH) 3 – t° → Cr 2 O 3 + 3H 2 O
4K 2 Cr 2 O 7 – t° → 2Cr 2 O 3 + 4K 2 CrO 4 + 3O 2
(एनएच 4) 2 सीआर 2 ओ 7 - टी° → सीआर 2 ओ 3 + एन 2 + 4एच 2 ओ (ज्वालामुखी प्रतिक्रिया)
एम्फोटेरिक ऑक्साइड. जब Cr 2 O 3 को क्षार, सोडा और अम्ल लवण के साथ मिलाया जाता है, तो (+3) ऑक्सीकरण अवस्था वाले क्रोमियम यौगिक प्राप्त होते हैं:
Cr 2 O 3 + 2NaOH → 2NaCrO 2 + H 2 O
सीआर 2 ओ 3 + ना 2 सीओ 3 → 2NaCrO 2 + सीओ 2
जब क्षार और ऑक्सीकरण एजेंट के मिश्रण के साथ संलयन किया जाता है, तो क्रोमियम यौगिक ऑक्सीकरण अवस्था (+6) में प्राप्त होते हैं:
Cr 2 O 3 + 4KOH + KClO 3 → 2K 2 CrO 4 + KCl + 2H 2 O
क्रोमियम (III) हाइड्रॉक्साइड सी आर (ओएच) 3 . एम्फोटेरिक हाइड्रॉक्साइड। धूसर-हरा, गर्म करने पर विघटित हो जाता है, पानी खो देता है और हरा रंग बन जाता है मेटाहाइड्रॉक्साइडसीआरओ(ओएच). पानी में नहीं घुलता. घोल से भूरे-नीले और नीले-हरे हाइड्रेट के रूप में अवक्षेपित होता है। अम्ल और क्षार के साथ प्रतिक्रिया करता है, अमोनिया हाइड्रेट के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है।
इसमें उभयधर्मी गुण हैं - यह अम्ल और क्षार दोनों में घुल जाता है:
2Cr(OH) 3 + 3H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O Cr(OH) 3 + ZH + = Cr 3+ + 3H 2 O
Cr(OH) 3 + KOH → K, Cr(OH) 3 + ZON - (सांद्र) = [Cr(OH) 6 ] 3-
Cr(OH) 3 + KOH → KCrO 2 + 2H 2 O Cr(OH) 3 + MOH = MSrO 2 (हरा) + 2H 2 O (300-400 °C, M = Li, Na)
सीआर(ओएच) 3 →(120 हे सी – एच 2 हे) CrO(OH) →(430-1000 0 C –एच 2 हे) Cr2O3
2Cr(OH) 3 + 4NaOH (सांद्र) + ZN 2 O 2 (सांद्र) = 2Na 2 CrO 4 + 8H 2 0
रसीद: क्रोमियम (III) लवण के घोल से अमोनिया हाइड्रेट के साथ अवक्षेपण:
सीआर 3+ + 3(एनएच 3 एच 2 ओ) = साथआर(ओएच) 3 ↓+ ЗNН 4+
Cr 2 (SO 4) 3 + 6NaOH → 2Cr(OH) 3 ↓+ 3Na 2 SO 4 (क्षार की अधिकता में - अवक्षेप घुल जाता है)
क्रोमियम (III) लवण का रंग बैंगनी या गहरा हरा होता है। उनके रासायनिक गुण रंगहीन एल्यूमीनियम लवण के समान होते हैं।
Cr(III) यौगिक ऑक्सीकरण और अपचायक दोनों गुण प्रदर्शित कर सकते हैं:
जेएन + 2 सीआर + 3 सीएल 3 → 2 सीआर + 2 सीएल 2 + जेएनसी 2
2Cr +3 Cl 3 + 16NaOH + 3Br 2 → 6NaBr + 6NaCl + 8H 2 O + 2Na 2 Cr +6 O 4
हेक्सावलेंट क्रोमियम यौगिक
क्रोमियम (VI) ऑक्साइड CrO3 - चमकीले लाल क्रिस्टल, पानी में घुलनशील।
पोटेशियम क्रोमेट (या डाइक्रोमेट) और एच 2 एसओ 4 (सांद्र) से प्राप्त किया जाता है।
के 2 सीआरओ 4 + एच 2 एसओ 4 → सीआरओ 3 + के 2 एसओ 4 + एच 2 ओ
K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 → 2CrO 3 + K 2 SO 4 + H 2 O
CrO3 एक अम्लीय ऑक्साइड है, क्षार के साथ यह पीले क्रोमेट CrO4 2- बनाता है:
CrO 3 + 2KOH → K 2 CrO 4 + H 2 O
अम्लीय वातावरण में, क्रोमेट नारंगी डाइक्रोमेट्स Cr 2 O 7 2- में बदल जाते हैं:
2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 → K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O
क्षारीय वातावरण में, यह प्रतिक्रिया विपरीत दिशा में आगे बढ़ती है:
K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH → 2K 2 CrO 4 + H 2 O
पोटेशियम डाइक्रोमेट अम्लीय वातावरण में एक ऑक्सीकरण एजेंट है:
K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3Na 2 SO 3 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3Na 2 SO 4 + K 2 SO 4 + 4H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3NaNO 2 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3NaNO 3 + K 2 SO 4 + 4H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 6KI = Cr 2 (SO 4) 3 + 3I 2 + 4K 2 SO 4 + 7H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 6FeSO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3Fe 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7H 2 O
पोटेशियम क्रोमेट K 2 करोड़ ओ 4 . ऑक्सोसोल। पीला, गैर-हीड्रोस्कोपिक. बिना अपघटन के पिघलता है, तापीय रूप से स्थिर। पानी में बहुत घुलनशील ( पीलाघोल का रंग CrO4 2-आयन से मेल खाता है), आयन को थोड़ा हाइड्रोलाइज करता है। अम्लीय वातावरण में यह K 2 Cr 2 O 7 में बदल जाता है। ऑक्सीकरण एजेंट (K 2 Cr 2 O 7 से कमजोर)। आयन विनिमय प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करता है।
गुणात्मक प्रतिक्रियासीआरओ 4 2-आयन पर - बेरियम क्रोमेट के पीले अवक्षेप की वर्षा, जो अत्यधिक अम्लीय वातावरण में विघटित होती है। इसका उपयोग कपड़ों की रंगाई के लिए एक मोर्डेंट, एक चमड़े के टैनिंग एजेंट, एक चयनात्मक ऑक्सीकरण एजेंट और विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में एक अभिकर्मक के रूप में किया जाता है।
सबसे महत्वपूर्ण प्रतिक्रियाओं के समीकरण:
2K 2 CrO 4 +H 2 SO 4(30%)= K 2 Cr 2 O 7 +K 2 SO 4 +H 2 O
2K 2 CrO 4 (t) +16HCl (एकाग्रता, क्षितिज) = 2CrCl 3 +3Cl 2 +8H 2 O+4KCl
2K 2 CrO 4 +2H 2 O+3H 2 S=2Cr(OH) 3 ↓+3S↓+4KOH
2K 2 CrO 4 +8H 2 O+3K 2 S=2K[Cr(OH) 6 ]+3S↓+4KOH
2K 2 CrO 4 +2AgNO 3 =KNO 3 +Ag 2 CrO 4(लाल) ↓
गुणात्मक प्रतिक्रिया:
K 2 CrO 4 + BaCl 2 = 2KCl + BaCrO 4 ↓
2BaCrO 4 (t) + 2HCl (पतला) = BaCr 2 O 7 (p) + BaC1 2 + H 2 O
रसीद: हवा में पोटाश के साथ क्रोमाइट का सिंटरिंग:
4(Сr 2 Fe ‖‖)O 4 + 8К 2 CO 3 + 7O 2 = 8К 2 СrO 4 + 2Fe 2 O 3 + 8СO 2 (1000 °С)
पोटेशियम डाइक्रोमेट के 2 करोड़ 2 हे 7 . ऑक्सोसोल। तकनीकी नाम क्रोम शिखर. नारंगी-लाल, गैर-हीड्रोस्कोपिक। बिना अपघटन के पिघल जाता है, और अधिक गर्म करने पर विघटित हो जाता है। पानी में बहुत घुलनशील ( नारंगीघोल का रंग Cr 2 O 7 2- आयन से मेल खाता है। क्षारीय वातावरण में यह K 2 CrO 4 बनाता है। विलयन में और संलयन के दौरान एक विशिष्ट ऑक्सीकरण एजेंट। आयन विनिमय प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करता है।
गुणात्मक प्रतिक्रियाएँ- एच 2 ओ 2 की उपस्थिति में ईथर घोल का नीला रंग, परमाणु हाइड्रोजन की क्रिया के तहत जलीय घोल का नीला रंग।
इसका उपयोग चमड़ा टैनिंग एजेंट, कपड़ों की रंगाई के लिए एक मार्डेंट, आतिशबाज़ी रचनाओं का एक घटक, विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में एक अभिकर्मक, एक धातु संक्षारण अवरोधक, एच 2 एसओ 4 (सांद्र) के मिश्रण में - रासायनिक बर्तन धोने के लिए किया जाता है।
सबसे महत्वपूर्ण प्रतिक्रियाओं के समीकरण:
4K 2 Cr 2 O 7 =4K 2 CrO 4 +2Cr 2 O 3 +3O 2 (500-600 o C)
K 2 Cr 2 O 7 (t) +14HCl (conc) = 2CrCl 3 +3Cl 2 +7H 2 O+2KCl (उबलना)
K 2 Cr 2 O 7 (t) +2H 2 SO 4(96%) ⇌2KHSO 4 +2CrO 3 +H 2 O ("क्रोमियम मिश्रण")
K 2 Cr 2 O 7 +KOH (conc) =H 2 O+2K 2 CrO 4
Cr 2 O 7 2- +14H + +6I - =2Cr 3+ +3I 2 ↓+7H 2 O
Cr 2 O 7 2- +2H + +3SO 2(g) =2Cr 3+ +3SO 4 2- +H 2 O
Cr 2 O 7 2- +H 2 O +3H 2 S (g) =3S↓+2OH - +2Cr 2 (OH) 3 ↓
Cr 2 O 7 2- (सांद्र) +2Ag + (पतला) =Ag 2 Cr 2 O 7 (लाल) ↓
Cr 2 O 7 2- (पतला) +H 2 O +Pb 2+ =2H + + 2PbCrO 4 (लाल) ↓
K 2 Cr 2 O 7(t) +6HCl+8H 0 (Zn)=2CrCl 2(syn) +7H 2 O+2KCl
रसीद:सल्फ्यूरिक एसिड के साथ K 2 CrO 4 का उपचार:
2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 (30%) = के 2करोड़ 2 हे 7 + के 2 एसओ 4 + एच 2 ओ
