Chromas

Panevėžio „Verdenės“ pagrindinė mokykla

Referatas: Chromas

Paruošė: Rasa Matuzaitė

2006
Panevėžys
Turinys

1. Pavadinimo kilmė
2. Savybės
3. 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.

Savybės
Tai 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 pllieno 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 organizmui
Chromo 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 diidesnėms 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 od

dai 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 reikšmė
Šis mikroelementas padeda deginti riebalus, greitina medžiagų apykaitą ir mažina norą smmaližiauti. 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 po

orėta, 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
į 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 ko

ompleksinius 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 V
Todėl 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 V
Nedidelį kiekį laisvo chromo galima pagaminti vykdant termitinę reakciją tarp Cr2O3 ir aliuminio.
Cr2O3 + 2 Al – Al2O3 + 2 Cr

Vieta Mendelejevo lentelėje

Grupės → IA
IIA
IIIB IVB
VB VIB VIIB VIII IB IIB IIIA IVA VA VIA VIIA
0

↓ Periodas
1 1
H

2
He

2 3
Li
4
Be

5
B
6
C
7
N
8
O
9
F
10
Ne

3 11
Na
12
Mg

13
Al
14
Si
15
P
16
S
17
Cl
18
Ar

4 19
K
20
Ca
21
Sc
22
Ti
23
V
24
Cr
25
Mn
26
Fe
27
Co
28
Ni
29
Cu
30
Zn
31
Ga
32
Ge
33
As
34
Se
35
Br
36
Kr

5 37
Rb
38
Sr
39
Y
40
Zr
41
Nb
42
Mo
43
Tc
44
Ru
45
Rh
46
Pd
47
Ag
48
Cd
49
In
50
Sn
51
Sb
52
Te
53
I
54
Xe

6 55
Cs
56
Ba
57-71 72
Hf
73
Ta
74
W
75
Re
76
Os
77
Ir
78
Pt
79
Au
80
Hg
81
Tl
82
Pb
83
Bi
84
Po
85
At
86
Rn

7 87

Fr
88
Ra
89-103 104
Rf
105
Db
106
Sg
107
Bh
108
Hs
109
Mt
110
Ds 111
Rg
112
Uub 113
Uut 114
Uuq 115
Uup 116
Uuh 117
Uus 118
Uuo

Lantanoidai
57
La
58
Ce
59
Pr
60
Nd
61
Pm
62
Sm
63
Eu
64
Gd
65
Tb
66
Dy
67
Ho
68
Er
69
Tm
70
Yb
71
Lu

Aktinoidai
89
Ac
90
Th
91
Pa
92
U
93
Np
94
Pu
95
Am
96
Cm
97
Bk
98
Cf
99
Es
100
Fm
101
Md
102
No
103
Lr

Literatūra

http://lt.wikipedia.org/wiki/Chromas
http://lt.wikipedia.org/wiki/Periodin%C4%97_element%C5%B3_lentel%C4%97

Varis (Cu) Periodinė grupė
Metalas
Atomo numeris 29 Išvaizda
rausvas metalas

Atomo savybės Atominė masė
(Molinė masė)
63,546 а.m.v. (g/mol)
Atomo spindulys
135 (145) pm
Jonizacijos energija
(pirmas elektronas)
745,5 kJ/mol (eV)
Elektronų konfigūracija
3d104s
Cheminės savybės Kovalentinis spindulys
138 pm
Jono spindulys
? pm
Elektroneigiamumas
1,9 (pagal Paulingą)
Elektrodo potencialas
?
Oksidacijos laipsniai
+1, +2, rečiau +3
Termodinaminės savybės Tankis
8,92 g/cm³
Šiluminė talpa
380 J/(K•mol)
Šiluminis laidumas
401 W/(m•K)
Lydymosi temperatūra
1357,6 K
Lydymosi šiluma
13,05 kJ/mol
Virimo temperatūra
2840 K
Garavimo šiluma
300,3 kJ/mol
Molinis tūris
7,11 cm³/mol
Kristalinė gardelė Kristalinė gardelė
kubinė, tūriškai centruota
Gardelės periodas
? Å

Leave a Comment