Хром Cr вперше виявлений в 1797 році (Воклен, Франція) в мінералі крокоїт і отриманий у вільному стані шляхом відновлення вугіллям.

Поширення хрому в природі. Зустрічається тільки в зв’язаному стані, іноді як супутник алюмінію, наприклад в мінералах рубін і смарагд, в яких атоми алюмінію в невеликому ступені заміщені на атоми хрому.

Мінерали хрому: хроміт (Cr₂Fe^II)O₄; крокоїт (червона свинцева руда) PbCrO₄.

Фізіологічна дія хрому. Розчинні сполуки хрому отруйні; туман хромової кислоти пошкоджує слизові оболонки носа і дихальних шляхів; хромати і дихромати роз’їдають шкіру і викликають екзему, викликають підвищену чутливість до багатьох речовин (алергенів). Сполуки Cr^+VI мають найвищий рівень токсичної небезпеки.

Отримання хрому.

1. Алюмотермічний спосіб отримання хрому; сировиною є хроміт:

Cr₂O₃ + 2Al = Al₂O₃ + 2Cr

Цим способом отримують чистий хром.

2. Відновлення хроміту коксом в електропечах:

(Cr₂Fe^II)O₄ + 4C = Fe + 2Cr + 4CO

Цим способом отримують сплав ферохром.

Властивості хрому. Блакитно-білий, блискучий, дуже твердий і крихкий метал, зберігає блиск навіть у вологому повітрі. Хром повільно взаємодіє з хлоридною і розведеною сульфатною кислотами з утворенням солей хрому(II). Нітратна кислота і царська водка на холоду повністю пасивують хром, а при кип’ятінні реагують дуже повільно.

Застосування хрому. Хром використовують для нанесення захисних покриттів на поверхні інших металів. Компонент спеціальних легованих сталей; навіть невелика кількість хрому сильно підвищує механічну міцність і корозійну стійкість сталі. Наприклад, сталі з вмістом хрому більше 12% за корозійною стійкістю не поступаються благородним металам; сталь з 18% Cr і 8% Ni має характеристики притаманні молібдену, ванадію або титану.

Хромування. Тверде хромування створює зносостійкий і корозійно-стійкий шар хрому товщиною до 600 мкм безпосередньо на поверхні сталі. Декоративне хромування (для поліпшення вигляду поверхні основного металу) створюють тонкий шар хрому (близько 3 мкм) на проміжній нікелевій або мідно-нікелевій основі, яку попередньо гальванічним способом осаджують на сталь. Хромування проводять гальванічним методом із застосуванням нерозчинних анодів з гартблея (чорнового свинцю); електроліт містить хромовую кислоту і 1% (від вмісту CrO₃) сульфатної кислоти.

Сполуки хрому

Для хрому поширені ступені окиснення (+III) і (+VI), відомі також сполуки хрому (II) і (IV). Більшість сполук хрому(III) утворюють кристалогідрати, зеленого кольору; вони легко переводяться натрій гіпохлоритом в сполуки хрому(VI). При відновленні сполук хрому(III) цинком в хлоридній кислоті утворюються дуже нестійкі сполуки хрому(II) синього кольору.

Хром(III) оксид Cr₂O₃ – зелений порошок, не реагує з водою, кислотами і лугами. Застосовують як пігмент для фарб і матеріал, який полірує тверді метали (і сам хром).

Хром(III) гідроксид Cr(OH)₃ утворюється у вигляді сіро-блакитно-зеленого осаду в розчинах солей хрому(III) при додаванні лугів. Має амфотерні властивості і при надлишку лугу в водному розчині переходить у відповідні гексагідроксохромати(III), наприклад Na₃[Cr(OH)₆].

Калій-хром(III) сульфат утворює кристалогідрат KCr(SO₄)₂*12H₂O фіолетового забарвлення, відомий під назвою хромокалієвий галун. Розчин цієї сполуки в залежності від концентрації, температури і товщини шару забарвлюється в темно-червоний, фіолетовий або зелений колір. Галун застосовують в процесі дублення шкір (“хромова шкіра“).

Хром(IV) оксид CrO₂ – чорний феромагнітний порошок, який використовується для виготовлення відео- та звуко-магнітних стрічок.

Хром(VI) оксид CrO₃ (сполуку невірно називають “хромова кислота“) існує у вигляді червоних дуже гігроскопічних кристалів, які легко руйнують органічні матеріали. Хром(VI) оксид – сильний окиснювач; метанол і багато інших органічних речовини спалахують при контакті з CrO₃. Хром(VI) оксид застосовують як компонент гальванічних ванн.

Хромова кислота H₂CrO₄ і дихромова кислота H₂Cr₂O₇ можуть бути отримані з CrO₃ додаванням відповідно великої і малої кількості води. Хромова кислота і її солі – хромати – мають жовтий колір, а дихромова кислота і її солі – дихромати – помаранчевий колір. Хромати при підкисленні переходять в дихромати, навпаки, дихромати в лужному середовищі переходять в хромати:

Хромати (жовті, кисле середовище) ⇄ Дихромати (помаранчеві, лужне середовище)

2Na₂CrO₄ + H₂SO₄ = Na₂Cr₂O₇ + H₂O + Na₂SO₄

Na₂Cr₂O₇ + 2NaOH = 2Na₂CrO₄ + H₂O

Калій дихромат K₂Cr₂O₇ і натрій дихромат Na₂Cr₂O₇ утворюються у вигляді помаранчево-червоних кристалів, легко розчинних у воді; натрієва сіль гігроскопічна. Застосовують як окиснювачі, наприклад, у виробництві антрахінону з антрацену, для отримання хромових пігментів, хром(VI) оксиду та інших сполук хрому. Дихромати калію і натрію використовують також для задублювання желатини (і інших колоїдів), для чого насичують желатину в темряві розчином дихромату, в результаті желатина стає світлочутливою. На світлі така желатина твердне і стає не розчинною у воді, на чому грунтується її використання в репродукційній техніці.

Хроматування – утворення на цинкових і кадмієвих покриттях яскраво-жовтого хроматного шару шляхом занурення виробів в сульфатнокислий розчин натрій дихромату.

Хромова суміш являє собою розчин калій дихромату (або CrO₃) в концентрованій сульфатній кислоти, використовується в хімічній лабораторії для очищення, зокрема знежирення скляного хімічного посуду і приладів.

Амоній дихромат (NH₄)₂Cr₂O₇ інтенсивно розкладається при контакті з нагрітими предметами з утворенням зеленого об’ємистого порошку хром(III) оксиду:

(NH₄)₂Cr₂O₇ = Cr₂O₃ + N₂ + 4H₂O

У цій реакції дихромат-іон окиснює катіони амонію до азоту.

Хромові пігменти:

• хромовий жовтий – плюмбум(II) хромат PbCrO₄;
• хромовий червоний – плюмбум(II) оксид-хромат , приблизна формула PbO*PbCrO₄;
• хромовий зелений – суміш хромового жовтого і берлінської блакиті;
• хромовий оксидний зелений – хром(III) оксид Cr₂O₃;
• хромовий оксидний гідратний зелений – гідрат 2Cr₂O₃*H₂O;
• цинковий жовтий – цинк(II) хромат змінного складу;
• цинковий зелений – цинковий жовтий + берлінська лазур.

Виявлення хрому. Сполуки хрому при сплавленні з сумішшю натрій карбонату і натрій нітрату утворюють жовті хромати, при розчиненні яких у воді з додаванням солей плюмбуму(II) утворюється плюмбум(II) хромат, наприклад:

Na₂CrO₄ + Pb(NO₃)₂ + 2NaNO₃

Плюмбум(II) хромат PbCrO₄, утворюється у вигляді темно-жовтого осаду.

---