Cromo(lat. cromo), cr, elemento químico Grupo VI tabla periódica Mendeleev, número atómico 24, masa atomica 51.996; Metal de color acero azulado.

Isótopos estables naturales: 50 Cr (4,31%), 52 Cr (87,76%), 53 Cr (9,55%) y 54 Cr (2,38%). De los isótopos radiactivos artificiales, el más importante es el 51 Cr (vida media T ½ = 27,8 días), que se utiliza como indicador isotópico.

Referencia histórica. El cromo fue descubierto en 1797 por L. N. Vauquelin en el mineral crocoita, cromato de plomo natural PbCrO 4 . Chrome debe su nombre a la palabra griega croma: color, pintura (debido a la variedad de colores de sus compuestos). Independientemente de Vauquelin, el cromo fue descubierto en la crocoita en 1798 por el científico alemán M. G. Klaproth.

Distribución del Cromo en la naturaleza. Contenido medio de cromo en la corteza terrestre(clark) 8,3·10 -3% . Este elemento es probablemente más característico del manto terrestre, ya que las rocas ultramáficas, que se cree que tienen la composición más cercana al manto terrestre, están enriquecidas en cromo (2,10 -4%). El cromo forma minerales masivos y diseminados en el ultramáfico. rocas; A ellos se asocia la formación de los mayores depósitos de cromo. En rocas básicas, el contenido de cromo alcanza solo el 2,10 -2%, en rocas ácidas - 2,5,10 -3%, en rocas sedimentarias (areniscas) - 3,5,10 -3%, en lutitas arcillosas - 9,10 -3 %. El cromo es un migrante acuático relativamente débil; El contenido de cromo en el agua de mar es de 0,00005 mg/l.

En general, el Cromo es un metal de las zonas profundas de la Tierra; meteoritos pedregosos(análogos del manto) también están enriquecidos en cromo (2,7·10 -1%). Se conocen más de 20 minerales de cromo. Sólo las espinelas cromadas (hasta 54% Cr) tienen importancia industrial; Además, el cromo se encuentra en varios otros minerales, que a menudo acompañan a los minerales de cromo, pero que no tienen valor práctico en sí mismos (uvarovita, volkonskoita, kemerita, fucsita).

Propiedades físicas del Cromo. El cromo es un metal duro, pesado y refractario. El cromo puro es dúctil. Cristaliza en una red centrada en el cuerpo, a = 2,885 Å (20 °C); a 1830 °C es posible transformarlo en una modificación con una red centrada en las caras, a = 3,69 Å.

Radio atómico 1,27 Å; radios iónicos Cr2+ 0,83Å, Cr3+ 0,64 Å, Cr6+ 0,52 Å. Densidad 7,19 g/cm3; t pl 1890 °C; punto de ebullición 2480 °C. Calor especifico 0,461 kJ/(kg·K) (25°C); coeficiente térmico de expansión lineal 8,24·10 -6 (a 20 °C); coeficiente de conductividad térmica 67 W/(m·K) (20 °C); resistividad eléctrica 0,414 μΩ m (20 °C); el coeficiente térmico de resistencia eléctrica en el rango de 20-600 °C es 3,01·10 -3. El cromo es antiferromagnético, susceptibilidad magnética específica 3,6·10 -6. La dureza Brinell del cromo de alta pureza es de 7 a 9 Mn/m2 (70 a 90 kgf/cm2).

Propiedades químicas del cromo. La configuración electrónica externa del átomo de Cromo es 3d 5 4s 1. En los compuestos suele presentar estados de oxidación +2, +3, +6, entre ellos el Cr 3+ es el más estable; Se conocen compuestos individuales en los que el cromo tiene estados de oxidación +1, +4, +5. El cromo es químicamente inactivo. En condiciones normales resistente al oxígeno y la humedad, pero se combina con el flúor para formar CrF 3 . Por encima de 600 °C interactúa con el vapor de agua, dando Cr 2 O 3; nitrógeno - Cr 2 N, CrN; carbono - Cr 23 C 6, Cr 7 C 3, Cr 3 C 2; azufre - Cr 2 S 3. Cuando se fusiona con boro, forma boruro CrB y con silicio forma siliciuros Cr 3 Si, Cr 2 Si 3, CrSi 2. El cromo forma aleaciones con muchos metales. La interacción con el oxígeno al principio es bastante activa, luego se ralentiza bruscamente debido a la formación de una película de óxido en la superficie del metal. A 1200 °C la película se destruye y la oxidación vuelve a ocurrir rápidamente. El cromo se enciende en oxígeno a 2000 °C para formar el óxido verde oscuro de cromo (III) Cr 2 O 3. Además del óxido (III), se conocen otros compuestos con oxígeno, por ejemplo CrO, CrO 3, obtenidos indirectamente. El cromo reacciona fácilmente con soluciones diluidas de ácidos clorhídrico y sulfúrico para formar cloruro y sulfato de cromo y liberar hidrógeno; Vodka Regia y ácido nítrico pasivan el cromo.

A medida que aumenta el grado de oxidación, aumentan las propiedades ácidas y oxidantes del Cromo. Los derivados del Cr 2+ son agentes reductores muy fuertes. El ion Cr 2+ se forma en la primera etapa de la disolución del cromo en ácidos o durante la reducción del Cr 3+ en una solución ácida con zinc. El óxido hidratado Cr(OH) 2 al deshidratarse se convierte en Cr 2 O 3. Los compuestos de Cr 3+ son estables en el aire. Pueden ser tanto agentes reductores como oxidantes. Cr 3+ se puede reducir en una solución ácida con zinc a Cr 2+ u oxidarse en una solución alcalina a CrO 4 2- con bromo y otros agentes oxidantes. El hidróxido Cr(OH) 3 (o más bien Cr 2 O 3 nH 2 O) es un compuesto anfótero que forma sales con el catión Cr 3+ o sales del ácido cromoso HC-O 2 - cromitas (por ejemplo, KS-O 2, NaCrO2). Compuestos Cr 6+: anhídrido crómico CrO 3, ácidos crómicos y sus sales, entre los cuales los más importantes son los cromatos y dicromatos, agentes oxidantes fuertes. El cromo forma una gran cantidad de sales con ácidos que contienen oxígeno. Se conocen compuestos complejos de cromo; Son especialmente numerosos los compuestos complejos de Cr 3+, en los que el cromo tiene un número de coordinación de 6. Existe un número significativo de compuestos de peróxido de cromo.

Obteniendo Chrome. Dependiendo del propósito de uso, se obtiene cromo de distintos grados de pureza. La materia prima suele ser espinela de cromo, que se enriquece y luego se fusiona con potasa (o sosa) en presencia de oxígeno atmosférico. En relación al componente principal de los minerales que contienen Cr 3 +, la reacción es la siguiente:

2FeCr 2 O 4 + 4K 2 CO 3 + 3,5 O 2 = 4K 2 CrO 4 + Fe 2 O 3 + 4CO 2.

El cromato de potasio resultante K 2 CrO 4 se lixivia agua caliente y por acción del H 2 SO 4 lo transforman en dicromato de K 2 Cr 2 O 7. A continuación, mediante la acción de una solución concentrada de H 2 SO 4 sobre K 2 Cr 2 O 7, se obtiene anhídrido crómico C 2 O 3 o calentando K 2 Cr 2 O 7 con azufre - Óxido de cromo (III) C 2 O 3.

El cromo más puro en condiciones industriales se obtiene por electrólisis de soluciones acuosas concentradas de CrO 3 o Cr 2 O 3 que contienen H 2 SO 4, o por electrólisis de sulfato de cromo Cr 2 (SO 4) 3. En este caso, el cromo se libera sobre un cátodo de aluminio o acero inoxidable. La purificación completa de las impurezas se logra tratando el cromo con hidrógeno especialmente puro a alta temperatura(1500-1700°C).

También es posible obtener cromo puro mediante electrólisis de CrF 3 o CrCl 3 fundidos en una mezcla con fluoruros de sodio, potasio y calcio a una temperatura de aproximadamente 900 ° C en una atmósfera de argón.

El cromo se obtiene en pequeñas cantidades reduciendo el Cr 2 O 3 con aluminio o silicio. En el método aluminotérmico se carga en un crisol una mezcla precalentada de Cr 2 O 3 y Al en polvo o virutas con aditivos de agentes oxidantes, donde se excita la reacción encendiendo la mezcla de Na 2 O 2 y Al hasta llenar el crisol con Cromo y escoria. El cromo silicotérmico se funde en hornos de arco. La pureza del cromo resultante está determinada por el contenido de impurezas en Cr 2 O 3 y en Al o Si utilizados para la reducción.

Las aleaciones de cromo (ferrocromo y cromo silicio) se producen a gran escala en la industria.

Aplicación de Cromo. El uso del Cromo se basa en su resistencia al calor, dureza y resistencia a la corrosión. El cromo se utiliza sobre todo para fundir aceros al cromo. El cromo aluminio y silicotérmico se utiliza para fundir nicromo, nimónico, otras aleaciones de níquel y estelita.

Se utiliza una cantidad significativa de cromo para revestimientos decorativos resistentes a la corrosión. El cromo en polvo se utiliza ampliamente en la producción de productos y materiales metalocerámicos para electrodos de soldadura. El cromo en forma de ion Cr 3+ es una impureza del rubí, que se utiliza como joya y material láser. Los compuestos de cromo se utilizan para grabar tejidos durante el teñido. Algunas sales de cromo se utilizan como componente soluciones de curtido en la industria del cuero; PbCrO 4 , ZnCrO 4 , SrCrO 4 - pinturas artísticas similares. Los productos refractarios de cromo-magnesita se fabrican a partir de una mezcla de cromita y magnesita.

Los compuestos de cromo (especialmente los derivados de Cr 6+) son tóxicos.

Cromo en el cuerpo. El cromo es uno de los elementos biogénicos y se incluye constantemente en los tejidos de plantas y animales. El contenido medio de cromo en las plantas es del 0,0005% (92-95% del cromo se acumula en las raíces), en los animales, de diezmilésimas a diezmillonésimas de porcentaje. En los organismos planctónicos, el coeficiente de acumulación de cromo es enorme: 10 000-26 000. Las plantas superiores no toleran concentraciones de cromo superiores a 3-10 -4 mol/l. En las hojas está presente en forma de un complejo de bajo peso molecular no asociado a estructuras subcelulares. En los animales, el cromo participa en el metabolismo de los lípidos, las proteínas (parte de la enzima tripsina), los carbohidratos ( componente estructural factor resistente a la glucosa). La principal fuente de cromo en animales y humanos son los alimentos. Una disminución del contenido de cromo en los alimentos y la sangre provoca una disminución de la tasa de crecimiento, un aumento del colesterol en sangre y una disminución de la sensibilidad de los tejidos periféricos a la insulina.

El envenenamiento con Cromo y sus compuestos se produce durante su producción; en ingeniería mecánica (recubrimientos galvánicos); metalurgia (aditivos de aleación, aleaciones, refractarios); en la fabricación de cuero, pinturas, etc. La toxicidad de los compuestos de cromo depende de su estructura química: los dicromatos son más tóxicos que los cromatos, los compuestos de Cr (VI) son más tóxicos que los compuestos de Cr (II), los compuestos de Cr (III). Las formas iniciales de la enfermedad se manifiestan por sensación de sequedad y dolor en la nariz, dolor de garganta, dificultad para respirar, tos, etc.; pueden desaparecer cuando se detiene el contacto con el cromo. Con contacto prolongado con compuestos de cromo, se desarrollan signos. envenenamiento crónico: dolor de cabeza, debilidad, dispepsia, pérdida de peso y otros. Se alteran las funciones del estómago, el hígado y el páncreas. Posible bronquitis, asma bronquial, neumoesclerosis difusa. Cuando se expone al cromo en la piel, se pueden desarrollar dermatitis y eccema. Según algunos datos, los compuestos de cromo, principalmente el Cr(III), tienen efectos cancerígenos.

Cromo (Cr), elemento químico del grupo VI del sistema periódico de Mendeleev. Es un metal de transición con número atómico 24 y masa atómica 51,996. Traducido del griego, el nombre del metal significa "color". El metal debe este nombre a su variada esquema de colores, que es inherente a sus diversos compuestos.

Características físicas del cromo.

El metal tiene suficiente dureza y al mismo tiempo fragilidad. En la escala de Mohs, la dureza del cromo es de 5,5. Este indicador significa que el cromo tiene la dureza máxima de todos los metales conocidos en la actualidad, después del uranio, iridio, tungsteno y berilio. Para sustancia simple El cromo se caracteriza por un color blanco azulado.

El metal no es un elemento raro. Su concentración en la corteza terrestre alcanza el 0,02% en masa. Comparte EN forma pura Chrome nunca se encuentra. Se encuentra en minerales y menas, que son la principal fuente de extracción de metales. La cromita (mineral de hierro y cromo, FeO*Cr 2 O 3) se considera el principal compuesto de cromo. Otro mineral bastante común, pero menos importante, es la crocoita PbCrO 4 .

El metal se puede fundir fácilmente a una temperatura de 1907 0 C (2180 0 K o 3465 0 F). A una temperatura de 2672 0 C hierve. La masa atómica del metal es 51,996 g/mol.

El cromo es un metal único debido a sus propiedades magnéticas. A temperatura ambiente, presenta ordenamiento antiferromagnético, mientras que otros metales lo presentan en condiciones excepcionales. temperaturas bajas. Sin embargo, si el cromo se calienta por encima de 37 0 C, propiedades físicas cambio de cromo. Por tanto, la resistencia eléctrica y el coeficiente de expansión lineal cambian significativamente, el módulo de elasticidad alcanza un valor mínimo y la fricción interna aumenta significativamente. Este fenómeno está asociado al paso del punto Néel, en el que las propiedades antiferromagnéticas del material pueden cambiar a paramagnéticas. Esto significa que se ha superado el primer nivel y la sustancia ha aumentado considerablemente de volumen.

La estructura del cromo es una red centrada en el cuerpo, por lo que el metal se caracteriza por la temperatura del período frágil-dúctil. Sin embargo, en el caso de este metal, el grado de pureza es de gran importancia, por lo que el valor está en el rango -50 0 C - +350 0 C. Como muestra la práctica, el metal cristalizado no tiene ductilidad, pero sí blando. el recocido y el moldeado lo hacen maleable.

Propiedades químicas del cromo.

El átomo tiene lo siguiente. configuración externa: 3d 5 4s 1 . Como regla general, en los compuestos el cromo tiene los siguientes estados de oxidación: +2, +3, +6, entre los cuales el Cr 3+ exhibe la mayor estabilidad. Además, hay otros compuestos en los que el cromo presenta un estado de oxidación completamente diferente, a saber : +1, +4, +5.

El metal no es particularmente reactivo químicamente. Cuando el cromo se expone a condiciones normales, el metal presenta resistencia a la humedad y al oxígeno. Sin embargo, esta característica no se aplica al compuesto de cromo y flúor - CrF 3, que, cuando se expone a temperaturas superiores a 600 0 C, interactúa con el vapor de agua, formando como resultado de la reacción Cr 2 O 3, así como nitrógeno, carbono y azufre. .

Cuando se calienta el cromo metálico, reacciona con halógenos, azufre, silicio, boro, carbono y algunos otros elementos, lo que da como resultado lo siguiente reacciones químicas cromo:

Cr + 2F 2 = CrF 4 (con una mezcla de CrF 5)

2Cr + 3Cl2 = 2CrCl3

2Cr + 3S = Cr2S3

Los cromatos se pueden obtener calentando cromo con sosa fundida en el aire, nitratos o cloratos de metales alcalinos:

2Cr + 2Na 2 CO 3 + 3O 2 = 2Na 2 CrO 4 + 2CO 2.

El cromo no es tóxico, lo que no se puede decir de algunos de sus compuestos. Como se sabe, el polvo de este metal, si entra en el cuerpo, puede irritar los pulmones, no se absorbe a través de la piel. Pero, dado que no se presenta en su forma pura, su inclusión en cuerpo humano es imposible.

Entra el cromo trivalente ambiente durante la extracción y procesamiento de mineral de cromo. Es probable que el cromo entre en el cuerpo humano en forma aditivos alimentarios utilizado en programas de pérdida de peso. El cromo, con una valencia de +3, participa activamente en la síntesis de glucosa. Los científicos han descubierto que el consumo excesivo de cromo no causa ningún daño particular al cuerpo humano, ya que no se absorbe, pero puede acumularse en el cuerpo.

Los compuestos que contienen metales hexavalentes son extremadamente tóxicos. La probabilidad de que entren en el cuerpo humano aparece durante la producción de cromatos, el cromado de objetos y durante algunos trabajos de soldadura. La ingestión de dicho cromo en el cuerpo tiene graves consecuencias, ya que los compuestos en los que está presente el elemento hexavalente son agentes oxidantes fuertes. Por tanto, pueden provocar hemorragias en el estómago y los intestinos, en ocasiones con perforación del intestino. Cuando estos compuestos entran en contacto con la piel, se producen fuertes reacciones químicas en forma de quemaduras, inflamación y úlceras.

Dependiendo de la calidad del cromo que se desea obtener en la salida, existen varios métodos para producir el metal: electrólisis de soluciones acuosas concentradas de óxido de cromo, electrólisis de sulfatos y reducción con óxido de silicio. Sin embargo, este último método no es muy popular porque produce cromo con una gran cantidad de impurezas. Además, tampoco es económicamente viable.

Información general y métodos de obtención.

El cromo (Cr) es un metal duro y brillante. Como elemento independiente, Vauquelin lo aisló por primera vez en 1797 a partir del mineral crocoita, que fue descubierto por el académico Pallas mientras estudiaba minerales siberianos en 1765. El cromo debe su nombre del griego "chromos", que significa color, debido a varios colores sus compuestos van del verde al rojo.

El cromo no se encuentra en estado libre. De los numerosos minerales que contienen cromo, solo la cromita FeO-Cr 2 0 3, que contiene más del 65% de Cr 2 0 3 (en peso), tiene importancia industrial, el resto es FeO. El cromo está incluido en la composición de muchos minerales, en particular en la composición de la crocoita PbCr0 4; otros minerales que contienen cromo incluyen finicita, menacloita o fenicocloita ZPbO-2St 2 0 3, berezovita, trapakalita, magnocromita, etc. grupo grande Minerales de silicato que contienen cromo, lo que les da su color característico. La cromita pertenece a la clase de minerales isomorfos del sistema cúbico, conocidos como espinelas, que pueden caracterizarse por la fórmula general -TO-U 2 0 3, donde X es un ion metálico divalente, Y es un ion metálico trivalente. En minerales de cromo industriales Contenido de C,g 2 0 3 rara vez supera el 50% (en masa). El ferrocromo con un contenido de 65-70% de Cr, utilizado en metalurgia, se obtiene por reducción directa del mineral de cromo con una relación Cr:Fe=3:l. La cromita se reduce con carbono y, para obtener ferrocromo, el contenido de óxido de cromo en el mineral debe ser al menos del 48%. Durante el proceso de fundición se produce la siguiente reacción: Fe0-Cr 2 0 3 +4C->--*-Fe + 2Cr + 4CO.

El cromo de pureza técnica se obtiene mediante métodos aluminotérmicos, térmicos de silicio, electrolíticos y otros a partir del óxido de cromo, que se obtiene del mineral de hierro con cromo. De los métodos para producir metal técnicamente puro y apto para su posterior refinado, el método electrolítico es el más sencillo y económico. El costo del cromo electrolítico es ligeramente mayor que el del cromo obtenido por otros métodos, pero las impurezas se pueden eliminar más fácilmente. De los métodos para purificar cromo electrolítico a partir de impurezas, el más utilizado es el procesamiento de cromo en hidrógeno purificado seco. Durante el proceso de refinado, se elimina principalmente oxígeno del metal, el contenido de nitrógeno y otras impurezas metálicas y no metálicas, especialmente elementos que tienen alta presión vapor El refinado del cromo electrolítico se realiza mediante calentamiento prolongado a 1300-1500 °C en condiciones de flujo continuo de hidrógeno. La purificación profunda del cromo también se puede realizar mediante destilación al vacío con condensación de vapores sobre una superficie fría.

El cromo más puro para investigación de laboratorio obtenido por el método del yoduro. Este proceso se basa en la formación de volátiles.

Yoduros de cromo (a 700-900 °C) y su disociación sobre una superficie calentada (a 1000-1100 °C). El cromo metálico después del refinado con yoduro es dúctil en estado fundido (alargamiento a la tracción del 9 al 18%).

Propiedades físicas

Características atómicas. El número atómico del cromo es 24 y la masa atómica es 51,996 a. e.m., volumen atómico 7,23*10 -6 m 3 / mol. El radio atómico (metálico) del cromo es 0,128 nm y el radio covalente es 0,118 nm. Configuración electrónica capas exteriores 3d 5 4s 1. Electronegatividad 1.6. Valores de potencial de ionización J (eV): 6,746; 16,49; 31. A presión atmosférica, el cromo tiene o. C. k.rejilla, a temperatura ambiente a = 0,2884 nm. Energía red cristalina 337,5 µJ/kmol.

Propiedades químicas

B. En los compuestos, el cromo presenta estados de oxidación +2, +3, +6, con menos frecuencia +4, +5, +1.

En temperatura normal el cromo es químicamente estable; Casi no se oxida en el aire, incluso en presencia de humedad. Cuando se calienta, la oxidación se produce sólo en la superficie. Algunos ácidos, como los ácidos nítrico, fosfórico, perclórico y perclórico concentrados, forman una película de óxido de cromo que conduce a su pasivación. En este estado, el cromo es extremadamente resistente a la corrosión y no se ve afectado por los ácidos minerales diluidos. El cromo es electronegativo con respecto a los metales y aleaciones más importantes en la práctica y, si forma un par galvánico con ellos, acelera su corrosión.

El cromo depositado electrolíticamente contiene una gran cantidad de hidrógeno disuelto, hasta ~5% (at.). En este sistema es posible la formación de CgH (1,9% H), CgH 2 (3,73% H) o CgH 3 (5,49% H), que tienen baja estabilidad térmica y se descomponen fácilmente con un ligero calentamiento. El calor de disolución del hidrógeno en cromo sólido a 797-1097 °C es 105 kJ/mol H 2, el calor de formación de CrH 2 D//obr = 15.900 kJ/mol, la solubilidad del oxígeno en cromo sólido a 1347 °C es 0,03% y disminuye cuando baja la temperatura. El óxido de cromo más común es el Cr 2 0 3 (31,6% O), que es una sustancia verde refractaria (cromo verde) que se utiliza para la preparación de adhesivos y pinturas al óleo. Óxido de cromo superior Cr0 3: cristales en forma de aguja de color rojo oscuro: anhídrido crómico, muy soluble en agua.

Propiedades tecnológicas

El cromo de pureza técnica es frágil a temperatura ambiente y adquiere ductilidad sólo cuando se calienta por encima de 200-225 ° C. El cromo pertenece al grupo de metales frágiles en frío, cuya ductilidad disminuye drásticamente a medida que disminuye la temperatura.

Áreas de uso

El cromo se utiliza ampliamente en metalurgia, principalmente como aditivo de aleación de aceros para diversos fines. La adición de hasta un 3 °/o Cg a los aceros al carbono convencionales aumenta significativamente sus propiedades mecánicas. Los aceros que contienen entre un 5 y un 6% de Cr se caracterizan por una mayor resistencia a la corrosión. Con un contenido de cromo superior al 10%, el acero tiene una alta resistencia a la corrosión (inoxidable). El cromo como aditivo de aleación también se incluye en la composición.

Aleaciones resistentes al calor a base de níquel y cobalto. No existen aleaciones a base de cromo. Un gran número de el cromo puro se utiliza en galvanoplastia; El cromado es un medio fiable para combatir la corrosión. Los revestimientos de cromo, además de una alta resistencia a la corrosión, también tienen una alta resistencia a la abrasión.

El cromo en forma de compuestos se utiliza en la producción de pigmentos y materiales refractarios.

Cromo

Referencia histórica

El cromo metálico se obtiene reduciéndolo de su óxido mediante aluminio (aluminotermia):

Para ello se utiliza mineral de hierro con cromo. Primero, se fusiona con soda en presencia de oxígeno y luego el cromato de sodio resultante se reduce con carbono a óxido de cromo:

Propiedades del cromo y sus compuestos. El cromo es un metal blanco, brillante con un tinte grisáceo, de gran dureza y elasticidad. A temperatura ambiente es resistente al agua y al aire.

Químicamente, el cromo como metal es un agente reductor. Dependiendo de las condiciones de reacción, puede presentar estados de oxidación variables; los estados +2, +3, +6 son estables.

En condiciones normales El cromo es resistente al oxígeno, cuya interacción se produce sólo cuando se calienta. En las mismas condiciones, el cromo también reacciona con cloro, azufre, nitrógeno y silicio. Por ejemplo:

Normalmente, la superficie del cromo contiene una densa capa de óxido de Cr 20 3, que protege el metal de una mayor oxidación. Esta superficie pasivada es la razón por la que a temperaturas normales no hay interacción del cromo con el ácido nítrico y el agua regia.

El cromo reacciona con los ácidos clorhídrico y sulfúrico diluidos para liberar hidrógeno y formar sales de Cr(II), que, al oxidarse rápidamente, se convierten en sales de Cr(III):

Los compuestos de cromo suelen tener la siguiente estructura espacial:

Con el oxígeno, el cromo forma una serie de óxidos que, según el grado de oxidación del metal, presentan propiedades básicas, anfóteras o ácidas.

El óxido de cromo (II) CrO tiene propiedades básicas. Al interactuar con HC1, forma CrCl 2.

Bajo la influencia del hidrógeno, el CrO se reduce a cromo metálico; cuando se calienta bajo la influencia del oxígeno atmosférico, se transforma en Cr 203.

El óxido CrO corresponde al hidróxido Cr(OH), formado a partir de CrCl 2:

Cr(OH) 2 - sustancia color amarillo. Es de naturaleza básica y en reacciones con ácidos forma las correspondientes sales de Cr(P).

El ion Cr 2+ es un agente reductor tan fuerte que es capaz de desplazar el hidrógeno del agua:

El Cr(P) se oxida fácilmente con el oxígeno atmosférico, por lo que una solución de CrCl:! , por ejemplo, se puede utilizar para absorber oxígeno:

Las soluciones acuosas de compuestos de Cr(P) son azules.

El óxido de cromo (III) Cr 2 0 3 pertenece a los óxidos anfóteros.

Se obtiene por calcinación de óxido de cromo (U1), o descomposición de dicromato de amonio, o descomposición térmica de hidróxido de cromo (III):

El hidróxido de cromo (III) Cr(OH) ;j se obtiene por acción de álcalis sobre sales de cromo; en este caso, el Cr(OH) 3 se libera en forma de un precipitado de color gris azulado:

El Cr(OH)3 tiene propiedades anfóteras. Al igual que el hidróxido de aluminio, el Cr(OH) 3 reacciona con ácidos para formar sales de Cr(III) y con álcalis para formar cromitas:

Las metacromitas u ortocromitas, que son sales de los ácidos correspondientes: HCl0 2 (metacrómico) y H 3 Cr0 3 (ortocrómico), se forman fusionando óxido de cromo (III) con álcalis o soda:

Por tanto, el Cr(OH)3 debe considerarse un hidróxido anfótero:

Bajo la influencia de agentes oxidantes fuertes en un ambiente alcalino, los compuestos de cromo (III) se transforman en compuestos de cromo (U1): cromatos:

El ion Cr 3 * se caracteriza por numerosos compuestos complejos, en los que, salvo raras excepciones, aparece un número de coordinación de 6. La característica principal de estos compuestos complejos es su estabilidad cinética en soluciones acuosas.

El ion hexaaqua azul violeta [Cr(H 2 0) 6 ] 3+ es parte de muchos hidratos cristalinos: CrCl 3 -6H 2 0, KCr(S0 4) 2 -12H 2 0, etc. La preparación de este complejo catiónico se puede expresar mediante la siguiente ecuación:

La composición de los complejos catiónicos de Cr(III) puede variar según el pH, la temperatura y la concentración, por lo que su color cambia de violeta a verde. A medida que las moléculas de H 2 0 en un catión complejo se reemplazan, por ejemplo, con cloro, se pueden formar varias formas isoméricas de CrCl 3 · 6H 2 0:

Los más numerosos son los complejos con aminas como ligandos. Entre ellos se encontraron compuestos con todos los tipos posibles de isomería. Además de los complejos mononucleares, por ejemplo 2+, también pueden existir complejos polinucleares, en los que dos o más átomos metálicos están unidos mediante puentes hidroxilo.

Los complejos aniónicos (cromatos) tienen una composición variada y se pueden obtener mediante las siguientes reacciones:

El color de los complejos aniónicos depende de la naturaleza del ligando: 3_ - verde esmeralda, [CrCl 6 ] 3_ - rojo rosado y 3_ - amarillo.

El complejo aniónico [Cr(OH) 6 ]:1 “ forma numerosas sales - hidroxocromatos, estables en estado sólido y en soluciones - sólo en un ambiente fuertemente alcalino.

Los compuestos anhidros de Cr(III) difieren en estructura y propiedades de los hidratos cristalinos. Por tanto, la sal anhidra CrCl 3 tiene una estructura de capa polimérica, mientras que CrCl 3 -6H 2 0 tiene una estructura de isla. CrCl 3, a diferencia de CrC1 3 -6H 2 0, se disuelve muy lentamente en agua. Los compuestos de Cr(PT) en soluciones acuosas suelen hidrolizarse y, en la primera etapa de este proceso, el ion complejo [Cr(H 2 0)0H| 3+:

Posteriormente puede producirse la polimerización de estos complejos. El sulfuro de Cr 2 S 3 y el carbonato de Cr 2 (C0 3) 3 se caracterizan por una inestabilidad aún mayor. Así, Cr 2 S 3 y Cr 2 (C0 3) 3 no se pueden obtener a partir de una solución acuosa mediante reacciones de intercambio, porque estos compuestos, por su mayor solubilidad en comparación con el Cr (OH) 3, están completamente hidrolizados:

El óxido de cromo (U1) Cr0 3 es una sustancia cristalina de color rojo oscuro. Se obtiene por acción del H 2 S0 4 concentrado sobre dicromatos:

Cr0 3 tiene una estructura de cadena formada por tetraedros de Cr0 4.

Cr0 3 es un óxido ácido típico. Se disuelve fácilmente en agua para formar una solución de ácido crómico H 2 Cr0 4 y ácido dicrómico 11 2 Cr 20 7, entre los cuales se establece un equilibrio:

Al aumentar la dilución, el equilibrio se desplaza hacia la formación de HCr0 4

En soluciones alcalinas a pH > 7, Cr0 3 forma el ion cromato tetraédrico Cr() 4 de color amarillo. En el rango de pH de 2 a 6, el ion HCl0 4 y el ion dicromato rojo anaranjado Cr 2 0| .

Los siguientes procesos ocurren en un ambiente alcalino:

La posición de equilibrio depende no sólo del pH, sino también de la naturaleza de los cationes que pueden formar cromatos insolubles (los cationes Ba 2+, Pb 2+ y Ag* forman cromatos).

Por tanto, la adición de ácidos desplaza el equilibrio hacia la izquierda y la adición de álcalis desplaza el equilibrio hacia la derecha:

Esta es la base para la producción de cromatos a partir de dicromatos y viceversa:

Los compuestos de Cr(VI) son agentes oxidantes. En un ambiente ácido, el ion dicromato Cr 2 0 2 exhibe fuertes propiedades oxidantes y se reduce a Cr (III):

La alta actividad oxidativa del Cr(VI) se manifiesta en la reacción entre K 2 Cr 2 0 7 y HC1 concentrado cuando se calienta:

Esta reacción es conveniente para producir cloro en pequeñas cantidades. Cuando se detiene el calentamiento, también se detiene la liberación de cloro. Mediante la acción de agentes reductores muy fuertes, los derivados de Cr(VI) pueden reducirse en medios neutros y ligeramente alcalinos. Por ejemplo, la interacción con (NH^S ocurre al calentarse:

Cabe señalar que las propiedades oxidantes del Cr(VI) en un ambiente alcalino son mucho menos pronunciadas que en un ambiente ácido. Así, en soluciones ácidas y alcalinas, los compuestos Cr(III) y Cr(VI) existen en diferentes formas: en un ambiente ácido predominan los iones Cr 3+ o Cr 7 0 2-, y en un ambiente alcalino predominan los iones |Cr(OH) (.| 3 o Cl 2), y por tanto la interconversión de compuestos de Cr(III) en Cr(VI) y por el contrario, ocurre dependiendo de la reacción del medio ambiente:

en un ambiente ácido

en un ambiente alcalino

De esto se deduce que en un ambiente ácido se expresan las propiedades oxidantes del Cr(VI), y en un ambiente alcalino se expresan las propiedades reductoras del Cr(III):

El ácido crómico H 2 Cr0 4 es mucho más débil que el ácido dicrómico. Entonces, para H2CrO, A,= 3 10 7, y para H 2 Cr 2 0 7 A, = 2 10" 2 .

H 2 Cr 2 0 7 - el representante más simple de los isopoliácidos de cromo, correspondiente formula generalеЭ0 3 *тН 2 0 (donde p>t) y conocidas como sales de iolicromatos. Entonces, excepto los dicromatos de color rojo anaranjado (t = 1, PAG= 2) se obtuvieron tricromatos de color rojo oscuro (t = 1, norte = 3) y tracrocromáticos ts marrón-rojo (w = 1, PAG = 4).

Los policromatos se forman por la acción de ácidos sobre los cromatos:

Cuando los álcalis actúan sobre soluciones de iolicromatos, ocurre el proceso inverso con la eventual formación de cromatos.

El Cr(VI) no forma grandes series de poliácidos y polianiones, lo que se explica por el tamaño del ion y su tendencia a formar múltiples enlaces Cr=0.

El cromo se caracteriza por la formación de compuestos no óxidos al interactuar con el H 2 0 2:

Además del óxido azul-diperóxido de cromo (U1), el CrO-cromo forma sales de peroxoácidos H 2 Cr 2 0 12,11 2 Cr 2 0 8 y H 2 Cr 0 6 de la siguiente estructura (Fig. 6.1).

Arroz. 6.1. Estructura del ácido pentaieroxodicrómico H,Cr 2 O l2

El ácido H 2 Cr 2 0 |2 forma sales coloreadas Color azul, y P,Cr,0 8 - en rojo.

Los compuestos de peróxido de cromo son estables en solución etérea; en soluciones acuosas son inestables y se descomponen fácilmente con la liberación de oxígeno y la formación de iones CrO2 (en un ambiente alcalino) o compuestos de Cr(111) (en un ambiente ácido). Se supone que la estabilidad del óxido-dineróxido de cromo (U1) Cr0 5 en éter se debe a la formación de un complejo en forma de pirámide psn-tagonal con un átomo de oxígeno en el vértice (Fig. 6.2).

Arroz. 6.2. Estructura del óxido-diperóxido de cromo (U1) Cr0 3 en éter, donde L es una molécula de éter o agua

Este complejo se puede obtener tratando una solución de dicromato con peróxido de hidrógeno en medio ácido:

Al colorear la capa de éter de azul, se puede juzgar la formación de un complejo peroxo. Esta reacción es muy sensible y específica y, por tanto, se utiliza ampliamente en Química analítica para la detección de iones dicromato.

Reacciones cualitativas al ion cromato (Cr0 4 ~)

El uso técnico del cromo es bien conocido: como aditivo de aleación, el cromo se utiliza ampliamente para producir aceros de alta resistencia, aleaciones de níquel y cobre. Los cromatos y dicromatos se utilizan ampliamente en las industrias del cuero, textil, pinturas y farmacéutica. El cromato de plomo PBCrO 4, llamado corona amarilla, se utiliza para fabricar pinturas. Los dicromatos K 2 Cr 2 0 7 y Na 2 Cr 2 0 7 -2H 2 0, conocidos como picos de cromo, se utilizan en química analítica.

Una mezcla de volúmenes iguales de una solución de K 2 Cr 2 0 7 saturada en frío y H 2 SO 1 concentrada se llama mezcla de cromo y se utiliza para oxidación vigorosa.

¡Todos los compuestos de cromo son muy venenosos!