Przeczytaj

bg‑yellow

Chrom

Chrom jest czwartym metalem przejściowym, położonym w układzie okresowym w bloku d. W związkach chemicznych atomy chromu występują najczęściej na II, III i VI stopniu utlenienia.

Konfiguracja elektronowa
atom chromu $Cr$	$[Ar] 4 s^{1} 3 d^{5}$
kation chromu(II) ${Cr}^{2 +}$	$[Ar] 3 d^{4}$
kation chromu(III) ${Cr}^{3 +}$	$[Ar] 3 d^{3}$

bg‑yellow

Metalurgia

Chrom ulega pasywacji pod wpływem stężonego kwasu azotowego(V) i siarkowego(VI) oraz na powietrzu. W wyniku tego procesu zostaje pokryty warstewką tlenku chromu(III), która stanowi warstwę ochronną. Warto pamiętać, że chrom jest metalem o ujemnym potencjale elektrochemicznym, nie reaguje z wodą, a w reakcji z kwasem solnym i rozcieńczonym kwasem siarkowym(VI) tworzy – obok wydzielonego wodoru – związki na II (warunki beztlenowe) lub III stopniu utlenienia (warunki tlenowe), np.:

Cr + 2 HCl \to {CrCl}_{2} + H_{2} ↑

2 Cr + 6 HCl + O_{2} \to 2 {CrCl}_{3} + H_{2} ↑ + 2 H_{2} O

Względnie wysoka twardość i odporność na korozję niestopowego chromu sprawia, że służy do powlekania powierzchni (chromowaniechromowaniechromowanie). Jest najpopularniejszym metalem do powlekania blach, z ponadprzeciętną trwałością w porównaniu z innymi metalami.

R1XMDREQUjSau

Na zdjęciu są chromowane części motocykla. Części te mają metaliczny połysk. — Ozdobne powierzchnie chromowane na motocyklu
Źródło: dostępny w internecie: pixabay.com, domena publiczna.

Polecenie 1

Przeprowadź doświadczenie. Rozwiąż problem badawczy i zweryfikuj hipotezę. W formularzu zapisz swoje obserwacje, a następnie sformułuj wnioski.

Problem badawczy:

Jakie związki chromu można wykorzystać do pokrywania przedmiotów stalowych?

Hipoteza:

Do pokrywania przedmiotów stalowych można wykorzystać chlorek chromu(III).

Sprzęt:

elektrolizer;
bateria;
stalowy kluczyk;
statyw;
uchwyty;
pipeta.

Odczynniki:

roztwór wodny chlorku chromu(III);
sztabka chromu.

Instrukcja wykonania doświadczenia:

Wprowadź roztwór ${CrCl}_{3}$ do elektrolizera.
Sztabkę chromu zamontuj jako anodę.
Na katodzie zamontuj stalowy kluczyk.
Połącz katodę i anodę ze źródłem prądu stałego (baterii). Katodę podłącz do ujemnego bieguna baterii, a anodę do dodatniego bieguna baterii. Następnie umieść elektrody w roztworze chlorku chromu(III).
Obserwuj zachodzące zmiany.

Rd4mLO7FfqI51

Obserwacje:

Wnioski:

bg‑yellow

Pigmenty

Nazwa pierwiastka ( $Cr$ ) pochodzi od gr. chrṓma, co znaczy „barwa”. To określenie ma związek z intensywną barwą, jaką posiadają związki chromu. Z uwagi na tę właściwość, wiele związków chromu znalazło zastosowanie w postaci pigmentów. Wśród najczęściej używanych barwników można wymienić:

RDZ69kIgPqXkf1

Źródło: dostępny w internecie: commons.wikimedia.org, domena publiczna.

bg‑yellow

Inne zastosowania

Roztwory soli $Cr (III)$ i $Cr (VI)$ mają bardzo intensywne barwy (zieloną i pomarańczową, a roztwory soli $Cr (VI)$ także żółtą - np. chromian potasu), które wykorzystuje się w fotochemii i technikach kolorymetrycznych.
Dichromian(VI) potasu, $K_{2} {Cr}_{2} O_{8}$ :

mieszanina stężonego kwasu siarkowego(VI) i dichromianu(VI) potasu, zwana chromianką; ma silne właściwości utleniające i stosowana jest do czyszczenia naczyń laboratoryjnych (należy pamiętać o tym, że jest trująca);
utleniacz w przemyśle chemicznym i preparatyce laboratoryjnej;
stosowany do produkcji barwników, w elektrolizie, pirotechnice, wyrobie szkła, klejów, farbiarstwie, w fotografii, w litografii i w przemyśle ceramicznym.

Ciekawostka

Jeszcze do niedawna w alkomatach stosowano barwną reakcję chemiczną z dichromianem(VI) potasu. Gdy pary alkoholu stykają się z kryształami, pokrytymi pomarańczowym dichromianem, kolor zmienia się z pomarańczowego na zielony. Stopień zmiany koloru jest bezpośrednio związany z poziomem alkoholu w oddechu podejrzanego. W próbce wydychanego powietrza etanol utlenia się do kwasu octowego zgodnie z równaniem reakcji:

3 C_{2} H_{5} OH + 2 K_{2} {Cr}_{2} O_{7} + 8 H_{2} {SO}_{4} \to 3 {CH}_{3} COOH + 2 {Cr}_{2} ({SO}_{4})_{3} + 2 K_{2} {SO}_{4} + 11 H_{2} O

Chromian sodu, ${Na}_{2} {CrO}_{4}$ :

stosowany jako półprodukt podczas otrzymywania dichromianu sodu z chromitu;
służy do otrzymywania pigmentów, np. żółtego chromianu ołowiu(II), ${PbCrO}_{4}$ , lub zielonego tlenku chromu(III) ${Cr}_{2} O_{3}$ .

Chlorek chromu(II), ${CrCl}_{2}$ :

stosowany w syntezie organicznej; stał się prekursorem innych nieorganicznych i metaloorganicznych kompleksów chromu.

Słownik

chromowanie

nakładanie na powierzchnię przedmiotów metalowych (najczęściej stalowych) warstwy chromu — ochronno‑dekoracyjnej lub techn. (np. w celu zwiększenia odporności na ścieranie pierścieni tłokowych, regeneracji zużytych części, zwiększenia żaroodporności)

żółcień chromowa

żółcień królewska; chromian(VI) ołowiu(II), PbCrOIndeks dolny 4; żółty pigment nieorganiczny

pasywacja

(łac. passivus „bierny”) pasywowanie; proces chem. lub elektrochem., który powoduje zwiększenie odporności korozyjnej metalu, w wyniku wytworzenia na jego powierzchni bardzo cienkiej, szczelnej i dobrze związanej z podłożem warstewki tlenków lub soli

Bibliografia

Anger G., Halstenberg J., Hochgeschwender K., Scherhag C., Korallus U., Knopf H., Schmidt P., Ohlinger M., Chromium Compounds- Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH 2000.

Bielański A., Podstawy Chemii nieorganicznej, t. 1‑2, Warszawa 2010.

Krzeczkowska M., Loch J., Mizera A., Repetytorium chemia: Liceum - poziom podstawowy i rozszerzony, Warszawa - Bielsko‑Biała 2010.

Wprowadzenie

Grafika interaktywna

Chrom

Metalurgia

Pigmenty

Inne zastosowania

Słownik

Bibliografia