Получение

Хром встречается в природе в основном в виде хромистого железняка Fe(CrO₂)₂ (хромит железа). Из него получают феррохром восстановлением в электропечах коксом (углеродом):

FeO · Cr₂O₃ + 4C → Fe + 2Cr + 4CO↑

Феррохром применяют для производства легированных сталей.

Чтобы получить чистый хром, реакцию ведут следующим образом:

1) сплавляют хромит железа с карбонатом натрия (кальцинированная сода) на воздухе:

4Fe(CrO₂)₂ + 8Na₂CO₃ + 7O₂ → 8Na₂CrO₄ + 2Fe₂O₃ + 8CO₂↑

2) растворяют хромат натрия и отделяют его от оксида железа;

3) переводят хромат в дихромат, подкисляя раствор и выкристаллизовывая дихромат;

4) получают чистый оксид хрома восстановлением дихромата углём:

Na₂Cr₂O₇ + 2C → Cr₂O₃ + Na₂CO₃ + CO↑

5) с помощью алюминотермии получают металлический хром:

Cr₂O₃+ 2Al → Al₂O₃ + 2Cr + 130 ккал

6) с помощью электролиза получают электролитический хром из раствора хромового ангидрида в воде, содержащего добавку серной кислоты. При этом на катодах совершаются в основном 3 процесса:

• восстановление шестивалентного хрома до трехвалентного с переходом его в раствор;

• разряд ионов водорода с выделением газообразного водорода;

• разряд ионов, содержащих шестивалентный хром, с осаждением металлического хрома;

Cr₂O₇²⁻ + 14Н⁺ + 12е⁻ = 2Cr + 7H₂O

Физические свойства

В свободном виде — голубовато-белый металл с кубической объемно-центрированной решеткой, а = 0,28845 нм. При температуре 39 °C переходит из парамагнитного состояния в антиферромагнитное (точка Нееля).

Хром (с примесями) является одним из самых твердых металлов, уступая лишь Вольфраму (твердость по шкале Мооса 8.5). Очень чистый хром достаточно хорошо поддаётся механической обработке.

[править] Химические свойства

[править] Простое вещество

Устойчив на воздухе за счёт пассивирования. По этой же причине не реагирует с серной и азотной кислотами. При 2000 °C сгорает с образованием зелёного оксида хрома(III) Cr₂O₃, обладающего амфотерными свойствами.

[править] Характерные степени окисления

Для хрома характерны степени окисления +2, +3 и +6. Степени окисления +2 соответствует основный оксид CrO (чёрный). Образует соли, в которых присутствует в виде катионов (напр., CrCl₂). Соли голубого цвета. Все эти соли -- сильные восстановители вплоть до того, что при стоянии вытесняют водород из воды^[4]. Степени окисления +3 соответствует амфотерный оксид Cr₂O₃ и гижроксид Cr(OH)₃ (зелёные). Образует соли, в которых присутствует в виде катионов (например CrCl₃) зелёного или лилового цветов. В щелочных растворах образует зелёные гидроксокомплексы (например, Na[Cr(OH)₄] а при сплавлении со щелочами -- зелёные же хромиты (например, NaCrO₂). Степени окисления +6 соответствует кислотный оксид CrO₃ (красный) и целый ряд кислот, между которыми существует равновесие. Простейшие из них -- хромовая H²CrO⁴ и двухромовая H²Cr²O⁷. Они образуют два ряда солей (желтые хроматы и оранжевые дихроматы соответственно). Кроме того, существует оксид хрома (IV) CrO₂, которому не соответствуют ни кислоты, ни основания.