Хром Cr впервые обнаружен в 1797 году (Воклен, Франция) в минерале крокоит и получен в свободном виде путем восстановления углем.

Распространение хрома в природе. Встречается только в связанном виде, иногда как спутник алюминия, например в минералах рубин и изумруд, в которых атомы алюминия в небольшой степени замещены на атомы хрома.

Минералы хрома: хромит (Cr₂Fe^II)O₄; крокоит (красная свинцовая руда) PbCrO₄.

Физиологическое действие хрома. Растворимые соединения хрома ядовиты; туман хромовой кислоты повреждает слизистые оболочки носа и дыхательных путей; хроматы и дихроматы разъедают кожу и вызывают экзему, а также повышенную чувствительность ко многим веществам (аллергенам). Соединения Cr^+VI имеют наивысший уровень токсической опасности.

Получение хрома.

1. Алюмотермический способ получения хрома; сырьем служит хромит:

Cr₂O₃ + 2Al = Al₂O₃ + 2Cr

С помощью этого способа получают чистый хром.

2. Восстановление хромита коксом в электропечах:

(Cr₂Fe^II)O₄ + 4C = Fe + 2Cr + 4CO

Этим способом получают сплав феррохром.

Свойства хрома. Голубовато-белый, блестящий, очень твердый и хрупкий металл, сохраняет блеск даже во влажном воздухе. Хром медленно взаимодействует с хлороводородной и разбавленной серной кислотами с образованием солей хрома(II). Азотная кислота и царская водка иа холоду полностью пассивируют хром, а при кипячении реагируют очень медленно.

Применение хрома. Хром используют для нанесения защитных покрытий на поверхности других металлов. Компонент специальных легированных сталей; даже небольшое количество хрома сильно повышает механическую прочность и коррозионную устойчивость стали. Например, стали с содержанием хрома более 12% по коррозионной устойчивости не уступают благородным металлам; сталь с 18% Cr и 8% Ni ведет себя как молибден, ванадий или титан.

Хромирование. Твердом хромирование создает износостойкий и коррозионно-устойчивый слой хрома толщиной до 600 мкм непосредственно на поверхности стали. Декоративное хромирование (для облагораживания поверхности основного металла) наносят тонкий слой хрома (около 3 мкм) на промежуточную никелевую или медно-никелевую прослойку, которую предварительно гальванически осаждают на сталь. Хромирование проводят гальваннческим методом с применением нерастворимых анодов из гартблея (чернового свинца); электролит содержит хромовую кислоту и 1% (от содержания CrO₃) серной кислоты.

Соединения хрома

Для хрома распространенные степени окисления (+III) и (+VI), известны также соединения хрома(II) и (IV). Большинство соединений хрома(III) образуют кристаллогидраты, чаще зеленого цвета; они легко переводятся гипохлоритом натрия в соединения хрома(VI). При восстановлении соединений хрома(III) цинком в хлороводородной кислоте образуются очень неустойчивые соединения хрома(II) синего цвета.

Оксид хрома(III) Cr₂O₃ – зеленый порошок, не реагирует с водой, кислотами и щелочами. Применяют как пигмент для красок и материал, полирующий твердые металлы (и сам хром).

Гидроксид хрома(III) Cr(OH)₃ выпадает в виде серо-голубовато-зеленого осадка из растворов солей хрома(III) при добавлении щелочей. Обладает амфотерными свойствами и при избытке щелочи в водном растворе переходит в соответствующие гексагидроксохроматы(III), например Na₃[Cr(OH)₆].

Сульфат хрома(III)-калия образует кристаллогидрат KCr(SO₄)₂*12H₂O фиолетовой окраски, известный под названием хромокалиевые квасцы. Раствор этого соединения в зависимости от концентрации, температуры и толщины слоя окрашивается в темно-красный, фиолетовый или зеленый цвет. Квасцы применяют в процессе дубления кож (“хромовая кожа”).

Оксид хрома(IV) CrO₂ – черный ферромагнитный порошок, который используется для изготовления видео- и звуко-магнитных лент.

Оксид хрома(VI) CrO₃ (это соединение часто неверно называют “хромовая кислота”) существует в виде красных очень гигроскопичных кристаллов, легко разрушающих органические материалы. Оксид хрома(VI) – сильный окислитель; метанол и многие другие органические вещества воспламеняются при соприкосновении с CrO₃. Оксид хрома(VI) применяют как компонент гальванических ванн.

Хромовая кислота H₂CrO₄ и дихромовая кислота H₂Cr₂O₇ могут быть получены из CrO₃ добавлением соответственно большого и малого количества воды. Хромовая кислота и ее соли – хроматы – имеют желтый цвет, а дихромовая кислота и ее соли – дихроматы – оранжевый цвет. Хроматы при подкислении переходят в дихроматы, наоборот, дихроматы при подщелачивании переходят в хроматы:

Хроматы (желтые, кислая среда) ⇄ Дихроматы (оранжевые, щелочная среда)

2Na₂CrO₄ + H₂SO₄ = Na₂Cr₂O₇ + H₂O + Na₂SO₄

Na₂Cr₂O₇ + 2NaOH = 2Na₂CrO₄ + H₂O

Дихромат калия K₂Cr₂O₇ и дихромат натрия Na₂Cr₂O₇ образуются в виде оранжево-красных кристаллов, легко растворимых в воде; натриевая соль гигроскопична. Применяют в качестве окислителей, например, в производстве антрахинона из антрацена, для получения хромовых пигментов, оксида хрома(VI) и других соединений хрома. Дихроматы калия и натрия используют также для задубливания желатины (и других коллоидов), для чего пропитывают желатину в темноте раствором дихромата, в результате желатина становится светочувствительной. На свету такая желатина отвердевает и становится не растворимой в воде, на чем основано ее использование в репродукционной технике.

Хроматирование – образование на цинковых и кадмиевых покрытиях ярко-желтого хроматного слоя путем погружения изделий в сернокислый раствор дихромата натрия.

Хромовая смесь представляет собой раствор дихромата калия (или CrO₃) в концентрированной серной кислоте, используется в химической лаборатории для очистки, в частности обезжиривания стеклянной химической посуды и приборов.

Дихромат аммония (NH₄)₂Cr₂O₇ интенсивно разлагается при соприкосновении с нагретыми предметами с образованием зеленого объемистого порошка оксида хрома(III):

(NH₄)₂Cr₂O₇ = Cr₂O₃ + N₂ + 4H₂O

В этой реакции дихромат-ион окисляет катионы аммония до азота.

Хромовые пигменты:

• хромовый желтый – хромат свинца(II) PbCrO₄;
• хромовый красный – оксид-хромат свинца(II), приблизительная формула PbO*PbCrO₄;
• хромовый зеленый – смесь хромового желтого и берлинской лазури;
• хромовый оксидный зеленый – оксид хрома(III) Cr₂O₃;
• хромовый оксидный гидратный зеленый – гидрат 2Cr₂O₃*H₂O;
• цинковый желтый – хромат цинка(II) переменного состава;
• цинковый зеленый – цинковый желтый + берлинская лазурь.

Обнаружение хрома. Соединения хрома при сплавлении со смесью карбоната и нитрата натрия образуют желтые хроматы, при растворении которых в воде с добавлением солей свинца(II) получается хромат свинца (II), например:

Na₂CrO₄ + Pb(NO₃)₂ + 2NaNO₃

Хромат свинца PbCrO₄, выпадает в виде темно-желтого осадка.

---