Panevėžio „Verdenės“ pagrindinė mokykla
Referatas: Chromas
Paruošė: Rasa Matuzaitė
2006PanevėžysTurinys
1. Pavadinimo kilmė2. Savybės3. Chromo ir jo junginių poveikis žmogaus organizmui 4. Biologinė reikšmė 5. Papildoma 6. Vieta Mendelejevo lentelėje
Pavadinimo kilmė
Pavadinimas chromas yra kilęs iš graikų kalbos žodžio chroma, reiškiančio spalva. Tokiu pavadinimu pabrėžiamas chromo junginių spalvotumės.
SavybėsTai kietas, baltas, blizgantis metalas. Atsparus korozijai. Itin kietas (grynu chromu galima raižyti stiklą). Jis ir jo junginiai naudojami plieno lydymo gamyklose metalo paviršių padengimui (chromavimui), poligrafijos ir odų apdirbimo, stiklo gamybos pramonėje, įeina į elektrinio suvirinimo elektrodų sudėtį. Chromas yra plačiai naudojamas plieno legiruojantis priedas, padidinantis kietumą bei atsparumą korozijai, neatskiriama nerūdijančio plieno dalis. Nuodingiausi yra šešiavalenčio chromo junginiai, be to, neseniai įrodyta, kad jie yra kancerogenai, sukeliantys plaučių vėžį.
Chromo ir jo junginių poveikis žmogaus organizmuiChromo junginiai patenka į organizmą pro kvėpavimo takus ir odą, kaupiasi kepenyse, inkstuose ir endokrininėse liaukose. Išsiskiria iš organizmo su tulžimi ir šlapimu. Apsinuodijimo simptomatika priklauso nuo į organizmą patekusio chromo kiekio. Lengvai apsinuodijus, sudirginama viršutinių kvėpavimo takų gleivinė (sloga, čiaudulys, perštėjimas gerklėje, nosiaryklėje, sausas kosulys ir kt.). Veikiant didesnėms chromo koncentracijoms, prie minėtų simptomų prisideda kraujavimas iš nosies, kvėpavimo takų gleivinėse atsiranda opelės, gali išopėti ir prakiurti nosies pertvara. Chromo junginiai, veikdami odą, gali sukelti dermatitą, odos išopėjimus. Dėl odos sensibilizacijos chromui gali išsivystyti egzema. Šalia specifinio poveikio odai ir gleivinėms, chromo junginiai pasižymi ir bendru toksiniu poveikiu. Dažnai pažeidžiamas virškinimo traktas (gastritai, opaligė), inkstai (nefrozė) ir kvėpavimo organai (plaučių uždegimas, bronchinė astma, pneumosklerozė, plaučių vėžys) [1]. Profilaktikai svarbu, kad prie chromavimo vonių būtų tinkamai įrengta efektyvi vietinė ištraukiamoji ir bendra ventiliacija, darbininkai turi dėvėti specdrabužius, gumines pirštines, respiratorius. Rankų odos apsaugai naudojamos specialios pastos, po darbo jos nuplaunamos 5% natrio tiosulfato tirpalu. Galvaninių cechų oro užteršimo chromo anhidridu sumažinimui į elektrolitą pridedama sulfofluorido (C8HF15O3S) arba chromino, kuris neleidžia pastarajam garuoti. Kontraindikacijos darbui su chromu yra viršutinių kvėpavimo takų ligos, nosies pertvaros iškrypimas, plaučių tuberkuliozė, bronchinė astma, egzema. Chromo anhidrido, chromatų ir bichromatų leistina koncentracija darbo patalpų ore – 0,01 mg/m3.
Biologinė reikšmėŠis mikroelementas padeda deginti riebalus, greitina medžiagų apykaitą ir mažina norą smaližiauti. Natūralus chromo šaltinis – rupi duona, bulvės, kukurūzai, juodoji arbata, alaus mielės, daiginti kviečiai, mėsa, vėžiagyviai. Daugiausiai chromo yra neskaldytų grūdų duonoje. Rekomenduojama chromo paros norma – 50-200 mkg.
Papildoma
Nors chromas Žemė plutoje sudaro tik 122 ppm (0,0122%), jis yra vienas iš svarbiausiųjų pramoninių metalų. Ferochromo gamyba iš chromito, Fe(CrO2)2, buvo aptarta paragrafe 24-2. Chromas yra kietas šviesus metalas, kurio paviršių nuo korozijos saugo plonas kompaktiškas oksidų sluoksnelis. Dėl atsparumo korozijai chromu dengiami kiti metalai. Plienas chromuojamas CrO3 ir H2SO4 tirpalu vandenyje. Chromo danga ant plieno yra porėta, todėl gali atplyšinėti. To išvengiama Pirmiausiai dengiant apsauginiu vario arba nikelio sluoksneliu ir tik po to dekoratyviniu chromo sluoksniu. Praktinė chromavimo pusė yra gerai išvystyta, tačiau teorinis elektrocheminio chromo nusodinimo procesų aprašymas dar nėra baigtas. Chromavimo efektyvumą mažina tai, kad vienas molis elektronų redukuoja tik 1/6 molio chromo(VI) iki chromo(0). T.y. chromavimui reikia žymiai daugiau elektros energijos, negu kad kitų metalų dangų formavimui. Chromas, kaip ir vanadis, sudaro kelių oksidacijos laipsnių skirtingų spalvų junginius. +2 [Cr(H2O)6]2+(aq) mėlynas +3 (rūgščiame tirpale) [Cr(H2O)6]3+(aq) violetinis (šarminaime tirpale) [Cr(H2O)2(OH)4]-(aq) žalias+6 (rūgščiame tirpale) Cr2O72-(aq) oranžinis (šarminiame tirpale) CrO42-(aq) geltonas• Tirpalo spalva gali priklausyti ir nuo kitų tirpale esančių jonų. Pavyzdžiui jeigu tirpale yra didelė Cl- jonų koncentracija, [Cr(H2O)6]3+ virsta [Cr(H2O)4Cl2]+, todėl violetinė spalva pasikeičia į žalią. Chromo oksidų ir hidroksidų rūgštinės – bazinės savybės yra: CrO yra bazinis, Cr2O3 amfoteris, o CrO3 rūgštinis.
Laisvas chromas tirpsta praskiestose druskos ir sieros rūgštyse sudarydamas Cr2+ jonus. Azoto rūgštis ir kiti stiprūs oksidatoriai pasyvuoja chromą. Manoma, kad pasyvacija susijusi su oksidų sluoksnio, apsaugančio nuo tolimesnio oksidatoriaus veikimo, susidarymu. Lengviausia chromo junginius gaminti iš šarminių metalų chromatų, kuriuose chromo oksidacijos laipsnis +6. Chromatus galima pagaminti tiesiog iš chromito rūdos. 4 Fe(CrO2)2 + 8 Na2CO3 + 7 O2(d) 2 Fe2O3 + 8 Na2CrO4 + 8 CO2(d)Susidaręs natrio chromatas, Na2CrO4, yra pradinė medžiaga pramonei svarbių chromo junginių gamybai. Kitas Cr(VI) junginys raudonos spalvos oksidas CrO3. Ištirpinus jį vandenyje susidaro stipriai rūgštus tirpalas. Įdomu, kad tirpale susidaro ne chromo rūgštis H2CrO4. Tokios rūgšties niekam nepavyko išskirti. CrO3 su vandeniu sudaro 2 CrO3(k) + H2O 2 H+(aq) + Cr2O72-(aq) Iš CrO3 vandeninių tirpalų galima iškristalinti dichromato druskas. Šarminant tirpalo spalva keičiasi iš oranžinės į geltoną. Iš šarminių tirpalų galima iškristalinti tik chromato druskas. Vadinasi kuri Cr(VI) forma yra tirpale (CrO42- ar Cr2O72-), priklauso nuo tirpalo pH. Tirpale vykstančius reiškinius aprašo šios išraiškos.2 CrO42-(aq) + 2 H+(aq) Cr2O72-(aq) + H2O
[Cr2O72-] Kc = ________________________________________ = 3,2•1014 [CrO42-]2[H+]2
Sutinkamai su Le Chatelier principu tirpalo rūgštinimas yra palankus tiesioginei reakcijai, todėl rūgščiame tirpale dominuoja Cr2O72- jonai. Šarminant tirpalą H+ jonų koncentracija yra mažinama, todėl sąlygos darosi palankesnės atvirkštinei reakcijai, pradeda dominuoti CrO42- jonai. Naudodami lygtį galime apskaičiuoti kiek kurių jonų yra tirpale keičiantis tirpalo pH. Cr2O72- naudojamas įvairioms oksidacijos – redukcijos reakcijoms, o CrO42- – nusodinimo reakcijoms atlikti. Dėl ką tik aptarto reiškinio reakcijas su Cr2O72- ir CrO42- jonais reikia atlikti tiksliai kontroliuojant tirpalo pH.
Šarminiame tirpale chromato jonai menkai linkę redukuotis.CrO42-(aq) + H2O + 3e- Cr(OH)3(k) + 5 OH-(aq) Eo = -0.13 V Dichromato jonai rūgščiame tirpale yra labai geras oksidatorius (Eo = +1,33 V), jie naudojami pramoniniu mastu. Dichromato tirpalais išdirbami kailiai. Pirmiausiai kailis panardinamas į Na2Cr2O7(aq) tirpalą. Pradėjus leisti per tirpalą SO2(d) dichromatas redukuojasi sudarydamas bazinį chromo sulfatą, Cr(OH)SO4. Odos baltymas kolagenas su chromo junginiais sudaro kompleksinius junginius. Oda pasidaro tvirta ir lanksti, atspari puvimui. Dichromatą lengva redukuoti iki Cr2O3. Labai gražiai atrodo kaitinamo amonio dichromato skilimo reakcija. Amonio dichromate yra ir reduktorius (NH4+) ir oksidatorius (Cr2O72-). Jiems reaguojant susidaro Cr2O3(k), N2(d) ir H2O(d). Reakcijos metu išsiskiria šviesa ir šiluma. Amonio dichromato skilimo reakcija primena ugnikalnio išsiveržimą. Chromo(II) junginius galima pagaminti redukuojant chromo(III) junginius cinku rūgščiame tirpale arba elektrolitiškai ant švininio katodo. Cr(II) junginiai yra nestabilūs, linkę oksiduotis iki Cr(III) junginių. Cr3+(aq) + e- Cr2+(aq) Eo = -0,424 VTodėl Cr2+ jonai gali būti naudojami deguonies priemaišoms iš dujų pašalinti. 4 Cr2+(aq) + O2(d) + 4 H+(aq) 4 Cr3+(aq) + 2 H2O Eoelem = +1,653 VNedidelį kiekį laisvo chromo galima pagaminti vykdant termitinę reakciją tarp Cr2O3 ir aliuminio.Cr2O3 + 2 Al – Al2O3 + 2 CrVieta Mendelejevo lentelėje
Grupės → IAIIAIIIB IVBVB VIB VIIB VIII IB IIB IIIA IVA VA VIA VIIA0
↓ Periodas 1 1H 2He
2 3Li4Be 5B6C7N8O9F10Ne
3 11Na12Mg 13Al14Si15P16S17Cl18Ar
4 19K20Ca21Sc22Ti23V24Cr25Mn26Fe27Co28Ni29Cu30Zn31Ga32Ge33As34Se35Br36Kr
5 37Rb38Sr39Y40Zr41Nb42Mo43Tc44Ru45Rh46Pd47Ag48Cd49In50Sn51Sb52Te53I54Xe
6 55Cs56Ba
57-71 72Hf73Ta74W75Re76Os77Ir78Pt79Au80Hg81Tl82Pb83Bi84Po85At86Rn7 87 Fr 88Ra89-103 104Rf105Db106Sg107Bh108Hs109Mt110Ds 111Rg112Uub 113Uut 114Uuq 115Uup 116Uuh 117Uus 118Uuo
Lantanoidai57La58Ce59Pr60Nd61Pm62Sm63Eu64Gd65Tb66Dy67Ho68Er69Tm70Yb71Lu
Aktinoidai89Ac90Th91Pa92U93Np94Pu95Am96Cm97Bk98Cf99Es100Fm101Md102No103Lr
Literatūra
http://lt.wikipedia.org/wiki/Chromashttp://lt.wikipedia.org/wiki/Periodin%C4%97_element%C5%B3_lentel%C4%97
Varis (Cu) Periodinė grupė MetalasAtomo numeris 29 Išvaizda rausvas metalas
Atomo savybės Atominė masė(Molinė masė) 63,546 а.m.v. (g/mol)Atomo spindulys 135 (145) pmJonizacijos energija(pirmas elektronas) 745,5 kJ/mol (eV)Elektronų konfigūracija 3d104sCheminės savybės Kovalentinis spindulys 138 pmJono spindulys ? pmElektroneigiamumas 1,9 (pagal Paulingą)Elektrodo potencialas ?Oksidacijos laipsniai +1, +2, rečiau +3Termodinaminės savybės Tankis 8,92 g/cm³Šiluminė talpa 380 J/(K•mol)Šiluminis laidumas 401 W/(m•K)Lydymosi temperatūra 1357,6 KLydymosi šiluma 13,05 kJ/molVirimo temperatūra 2840 KGaravimo šiluma 300,3 kJ/molMolinis tūris 7,11 cm³/molKristalinė gardelė Kristalinė gardelė kubinė, tūriškai centruotaGardelės periodas ? Å