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» aplicación de cromo. Propiedades físicas del cromo. Constantes y propiedades del cromo

aplicación de cromo. Propiedades físicas del cromo. Constantes y propiedades del cromo

Debido al hecho de que tiene excelentes propiedades anticorrosivas. El cromado protege cualquier otra aleación del óxido. Además, la aleación de los aceros con cromo les otorga la misma resistencia a la corrosión que es característica del propio metal.

Así que analicemos hoy cuáles son los aspectos técnicos y características de oxidación material de cromo, anfótero básico, propiedades restauradoras y recibir metal también se verá afectado. Y también descubriremos cuál es el efecto del cromo en las propiedades del acero.

El cromo es un metal del 4º período del 6º grupo del subgrupo secundario. Número atómico 24, masa atómica - 51, 996. Este metal solido color azulado plateado. EN forma pura Difiere la maleabilidad y la viscosidad, pero las más mínimas impurezas de nitrógeno o carbono le dan fragilidad y dureza.

El cromo a menudo se denomina metal ferroso debido al color de su mineral principal, el mineral de cromo y hierro. Pero su nombre - del griego "color", "pintura", lo recibió gracias a sus compuestos: sales y óxidos metálicos con grados variables Las oxidaciones están pintadas en todos los colores del arcoíris.

  • En condiciones normales, el cromo es inerte y no reacciona con el oxígeno, el nitrógeno o el agua.
  • En el aire, se pasiva inmediatamente, cubierto con una fina película de óxido, que bloquea completamente el acceso de oxígeno al metal. Por la misma razón, la sustancia no interactúa con el ácido sulfúrico y nítrico.
  • Cuando se calienta, el metal se vuelve activo y reacciona con agua, oxígeno, ácidos y álcalis.

Se caracteriza por una red cúbica centrada en el cuerpo. No hay transiciones de fase. A una temperatura de 1830 C, es posible una transición a una red centrada en las caras.

Sin embargo, el cromo tiene una anomalía interesante. A una temperatura de 37 C, algunas de las propiedades físicas del metal cambian drásticamente: la resistencia eléctrica cambia, el coeficiente de expansión lineal cambia, el módulo de elasticidad cae al mínimo y la fricción interna aumenta. Esto se debe al paso del punto de Neel: a esta temperatura, la sustancia cambia su antiferro propiedades magnéticas a paramagnético, que es una transición del primer nivel y significa un fuerte aumento de volumen.

Las propiedades químicas del cromo y sus compuestos se describen en este video:

Propiedades químicas y físicas del cromo.

Punto de fusión y ebullición

Las características físicas del metal dependen de las impurezas hasta tal punto que incluso el punto de fusión ha resultado difícil de establecer.

  • Según las mediciones modernas, el punto de fusión se considera 1907 C. El metal pertenece a las sustancias refractarias.
  • El punto de ebullición es 2671 C.

A continuación se dará características generales Propiedades físicas y magnéticas del cromo metálico.

Propiedades y características generales del cromo

Características físicas

El cromo es uno de los más estables de todos los metales refractarios.

  • La densidad en condiciones normales es de 7200 kg/cu. m es menor que u.
  • La dureza en la escala de Mohs es 5, en la escala Brinell 7–9 MN / m 2. El cromo es el metal más duro conocido, solo superado por el uranio, el iridio, el tungsteno y el berilio.
  • El módulo de elasticidad a 20 C es 294 GPa. Esta es una cifra bastante moderada.

Debido a la estructura - red centrada en el cuerpo, el cromo tiene una característica tal como la temperatura del período frágil-dúctil. eso es justo cuando estamos hablando sobre este metal, este valor resulta ser altamente dependiente del grado de pureza y oscila entre -50 y +350 C. En la práctica, el cromo cristalizado no tiene plasticidad, pero después del recocido suave y moldeado se vuelve maleable.

La resistencia del metal también aumenta con trabajo en frio. Los aditivos de aleación también mejoran significativamente esta calidad.

Características térmicas

Por regla general, los metales refractarios tienen nivel alto conductividad térmica y, en consecuencia, un bajo coeficiente de expansión térmica. Sin embargo, el cromo difiere notablemente en sus cualidades.

En el punto de Neel, el coeficiente de expansión térmica da un salto brusco y luego continúa creciendo notablemente con el aumento de la temperatura. A 29 C (antes del salto), el valor del coeficiente es 6,2 · 10-6 m/(m K).

La conductividad térmica obedece a la misma regularidad: en el punto Neel decrece, aunque no tan bruscamente y decrece al aumentar la temperatura.

  • En condiciones normales, la conductividad térmica de una sustancia es de 93,7 W/(m·K).
  • La capacidad calorífica específica en las mismas condiciones es de 0,45 J/(g K).

Propiedades electricas

A pesar del "comportamiento" atípico de la conductividad térmica, el cromo es uno de los mejores conductores de corriente, solo superado por la plata y el oro en este parámetro.

  • En temperatura normal la conductividad eléctrica del metal será 7.9 106 1/(Ohm m).
  • Resistencia eléctrica específica - 0,127 (Ohm mm2) / m.

Hasta el punto de Neel - 38 C, la sustancia es un antiferromagnético, es decir, bajo la acción de campo magnético y en su ausencia, no aparecen propiedades magnéticas. Por encima de 38 C, el cromo se vuelve paramagnético: exhibe propiedades magnéticas bajo la influencia de un campo magnético externo.

Toxicidad

En la naturaleza, el cromo se presenta solo en forma ligada, por lo que se excluye la entrada de cromo puro en el cuerpo humano. Sin embargo, se sabe que el polvo metálico irrita los tejidos pulmonares y no se absorbe a través de la piel. El metal en sí no es tóxico, pero no se puede decir lo mismo de sus compuestos.

  • cromo trivalente resulta estar en ambiente durante su procesamiento. Sin embargo, también puede ingresar al cuerpo humano como parte de un suplemento dietético: picolinato de cromo, utilizado en programas de pérdida de peso. Como oligoelemento, el metal trivalente está involucrado en la síntesis de glucosa y es esencial. Su exceso, a juzgar por los estudios, no supone un cierto peligro, ya que no es absorbido por las paredes intestinales. Sin embargo, puede acumularse en el cuerpo.
  • Compuestos de cromo hexavalente más de 100-1000 veces tóxico. Puede ingresar al cuerpo durante la producción de cromatos, durante el cromado de objetos y durante algunos trabajos de soldadura. Los compuestos del elemento hexavalente son agentes oxidantes fuertes. Una vez en el tracto gastrointestinal, causan sangrado del estómago y los intestinos, posiblemente con perforación intestinal. Las sustancias casi no se absorben a través de la piel, pero tienen un fuerte efecto corrosivo: es posible que se produzcan quemaduras, inflamación y la aparición de úlceras.

El cromo es un elemento de aleación obligatorio en la producción de acero inoxidable y resistente al calor. Su capacidad para resistir la corrosión y transferir esta cualidad a las aleaciones sigue siendo la cualidad del metal más buscada.

Las propiedades químicas de los compuestos de cromo y sus propiedades redox se analizan en este video:

El cromo es un componente importante en muchos aceros aleados (en particular, aceros inoxidables), así como en otras aleaciones. Se utiliza como recubrimientos galvánicos hermosos y resistentes al desgaste (cromado). El cromo se utiliza para la producción de aleaciones: cromo-30 y cromo-90, indispensables para la producción de boquillas de antorcha de plasma de alta potencia y en la industria aeroespacial.

El cromo se utiliza para obtener diferentes variedades aceros especiales en la fabricación de cañones de armas de fuego (desde fusiles hasta cañones), placas de blindaje, armarios ignífugos, etc. Los aceros que contienen más del 13% de cromo casi no se oxidan y se utilizan para la fabricación de piezas submarinas de barcos, en particular, para la construcción de cascos submarinos.

El cromo es ampliamente utilizado para productos cromados. El cromado se realiza electrolíticamente. A pesar de que el espesor de las películas aplicadas a menudo no supera los 0,005 mm, los productos cromados se vuelven resistentes a Influencias externas(humedad, aire) y no se oxida.

Los compuestos de cromo se utilizan para fabricar ladrillos de cromo: cromomagnesita, que se utiliza en el espacio de trabajo de los hornos metalúrgicos y otros dispositivos y estructuras metalúrgicos.

Acero "acero inoxidable", excelente resistencia a la corrosión y oxidación, contiene aproximadamente 17-19% de cromo y 8-13% de níquel. Pero el carbono es dañino para este acero: las "inclinaciones" del cromo que forman carburos conducen al hecho de que grandes cantidades de este elemento se unen en carburos que se precipitan en los límites de grano del acero, y los granos mismos resultan ser pobres en cromo y no pueden defenderse firmemente contra la avalancha de ácidos y oxígeno. Por lo tanto, el contenido de carbono en de acero inoxidable debe ser mínimo (no más del 0,1%).

A altas temperaturas, el acero puede cubrirse con "escamas" de escamas. En algunas máquinas, las piezas se calientan hasta cientos de grados. Para que el acero del que están hechas estas piezas no "sufra" la formación de incrustaciones, se le introduce un 25-30% de cromo. ¡Este acero puede soportar temperaturas de hasta 1000°C!

Como elementos de calefacción, las aleaciones de cromo con níquel - nicrom sirven con éxito. La adición de cobalto y molibdeno a las aleaciones de cromo-níquel otorga al metal la capacidad de soportar cargas pesadas a 650-900 °C. Estas aleaciones se utilizan, por ejemplo, para fabricar álabes de turbinas de gas. Una aleación de cobalto, molibdeno y cromo ("comochrome") es inofensiva para el cuerpo humano y, por lo tanto, se usa en cirugía reconstructiva.

Una empresa estadounidense ha creado recientemente nuevos materiales cuyas propiedades magnéticas cambian con la temperatura. Estos materiales, que se basan en compuestos de manganeso, cromo y el antimonio, según los científicos, encontrará aplicación en varios dispositivos automáticos que son sensibles a las fluctuaciones de temperatura y podrá reemplazar los termoelementos más caros.

Las cromitas también se utilizan ampliamente en la industria refractaria. El ladrillo de magnesita-cromita es un excelente material refractario para revestir hornos de hogar abierto y otras unidades metalúrgicas. Este material tiene una alta resistencia al calor, no teme los repetidos cambios bruscos de temperatura.

Los químicos usan cromitas para producir dicromatos de potasio y sodio, así como alumbre de cromo, que se usan para curtir cuero, dándole un hermoso brillo y resistencia. Tal piel se llama "cromo", y las botas se llaman "cromo".

Como si justificara su nombre, el cromo participa activamente en la producción de tintes para las industrias del vidrio, cerámica y textil.

El óxido de cromo permitió a los fabricantes de tractores reducir significativamente el tiempo de rodaje del motor. Por lo general, esta operación, durante la cual todas las partes en fricción deben "acostumbrarse" entre sí, duró bastante tiempo y esto, por supuesto, no convenía a los trabajadores de las fábricas de tractores. Se encontró una salida cuando fue posible desarrollar un nuevo aditivo para combustible, que incluía óxido de cromo. El secreto de la acción del aditivo es simple: cuando se quema el combustible, se forman las partículas abrasivas más pequeñas de óxido de cromo que, al depositarse en las paredes internas de los cilindros y otras superficies sujetas a fricción, eliminan rápidamente las asperezas, pulen y ajustan firmemente. las partes. Este aditivo, combinado con un nuevo tipo de aceite, permitió reducir el tiempo de rodaje en 30 veces.

Aplicación de recubrimientos protectores de cromo.

Durante mucho tiempo se ha observado que el cromo no solo es muy duro (a este respecto, no tiene competidores entre los metales), sino que también resiste bien la oxidación del aire y no interactúa con los ácidos. Intentaron depositar electrolíticamente una fina capa de este metal en la superficie de productos fabricados con otros materiales para protegerlos de la corrosión, los arañazos y otras “lesiones”. Sin embargo, los revestimientos de cromo resultaron ser porosos, se despegaban con facilidad y no justificaban las esperanzas puestas en ellos.

Durante casi tres cuartos de siglo, los científicos lucharon con el problema del cromado, y solo en los años 20 de nuestro siglo se resolvió el problema. El motivo de las fallas fue que el electrolito utilizado en este caso contenía cromo trivalente, que no podía crear cobertura deseada. Pero su "hermano" hexavalente tal tarea estaba a la altura. Desde entonces, el ácido crómico se ha utilizado como electrolito; en él, la valencia del cromo es 6. El espesor de los recubrimientos protectores (por ejemplo, en algunas partes externas de automóviles, motocicletas, bicicletas) es de hasta 0,1 mm. Pero a veces, el cromado se usa con fines decorativos: para el acabado de relojes, manijas de puertas y otros artículos que no corren un peligro grave. En tales casos, se aplica al producto la capa más fina de cromo (0,0002-0,0005 mm).

coche cromado

Hay otra forma de cromado: la difusión, que no se lleva a cabo en baños galvánicos, sino en hornos. Inicialmente, una pieza de acero se colocaba en polvo de cromo y se calentaba en una atmósfera reductora a altas temperaturas. Al mismo tiempo, apareció una capa enriquecida con cromo en la superficie de la pieza, en términos de dureza y resistencia a la corrosión muy superior al acero del que está hecha la pieza. Pero (y aquí hubo algunos “peros”) a una temperatura de alrededor de 1000 ° C, el polvo de cromo se sinteriza y, además, se forman carburos en la superficie del metal revestido, lo que impide la difusión del cromo en el acero. Tuve que buscar otro portador de cromo; en lugar de polvo, se comenzaron a utilizar sales volátiles de halógeno de cromo -cloruro o yoduro- para este fin, lo que permitió bajar la temperatura del proceso.

El cloruro (o yoduro) de cromo se obtiene directamente en una planta de cromado pasando vapores del ácido hidrohálico correspondiente a través de cromo o ferrocromo en polvo. El cloruro gaseoso resultante envuelve el producto cromado y la capa superficial se satura con cromo. Tal recubrimiento es mucho más fuerte asociado con el material base que el galvanizado.

Los químicos lituanos han desarrollado una forma de crear una "cota de malla" de varias capas para piezas especialmente críticas. El más delgado capa superior este recubrimiento (bajo el microscopio, su superficie realmente se parece a una cota de malla) consiste en cromo: en el proceso de servicio, es el primero en "prenderse fuego", pero pasan muchos años mientras el cromo se oxida. Mientras tanto, el detalle tranquilamente lleva a cabo su servicio responsable.

El cromo (Cr) es un elemento de número atómico 24 y masa atomica 51.996 subgrupos secundarios del sexto grupo del cuarto periodo sistema periódico elementos químicos D. I. Mendeleiev. El cromo es un metal duro de color blanco azulado. Tiene alta resistencia química. En temperatura ambiente Cr es resistente al agua y al aire. Este elemento es uno de los metales más importantes utilizados en la aleación industrial de aceros. Los compuestos de cromo tienen un color brillante de varios colores, por lo que, de hecho, obtuvo su nombre. Después de todo, traducido del griego, "cromo" significa "pintura".

Hay 24 isótopos conocidos de cromo del 42Cr al 66Cr. Isótopos naturales estables 50Cr (4,31%), 52Cr (87,76%), 53Cr (9,55%) y 54Cr (2,38%). De los seis artificiales isótopos radioactivos el más importante es el 51Cr con una vida media de 27,8 días. Se utiliza como trazador de isótopos.

A diferencia de los metales de la antigüedad (oro, plata, cobre, hierro, estaño y plomo), el cromo tiene su propio “descubridor”. En 1766, se encontró un mineral en las cercanías de Ekaterimburgo, que se denominó "plomo rojo siberiano": PbCrO4. En 1797, L. N. Vauquelin descubrió el elemento n.º 24 en el mineral crocoíta - cromato de plomo natural. Casi al mismo tiempo (1798), independientemente de Vauquelin, los científicos alemanes M. G. Klaproth y Lovitz descubrieron el cromo en una muestra de mineral negro pesado ( era cromita FeCr2O4) encontrada en los Urales. Más tarde, en 1799, F. Tassert descubrió un nuevo metal en el mismo mineral encontrado en el sureste de Francia. Se cree que fue Tassert quien primero logró obtener cromo metálico relativamente puro.

El cromo metálico se utiliza para el cromado y también como uno de los componentes más importantes de los aceros aleados (en particular, los aceros inoxidables). Además, el cromo ha encontrado aplicación en otras aleaciones (aceros resistentes a los ácidos y resistentes al calor). Al fin y al cabo, la introducción de este metal en el acero aumenta su resistencia a la corrosión, tanto en ambientes acuáticos a temperaturas ordinarias y en gases a temperaturas elevadas. Los aceros al cromo se caracterizan por una mayor dureza. El cromo se utiliza en la termocromización, un proceso en el que el efecto protector del Cr se debe a la formación de una película de óxido delgada pero fuerte sobre la superficie del acero, que evita que el metal interactúe con el medio ambiente.

Aplicación amplia También se encontraron compuestos de cromo, por lo que las cromitas se utilizan con éxito en la industria refractaria: los hornos de hogar abierto y otros equipos metalúrgicos están revestidos con ladrillos de magnesita y cromita.

El cromo es uno de los elementos biogénicos que se incluyen constantemente en los tejidos de plantas y animales. Las plantas contienen cromo en las hojas, donde está presente como un complejo de bajo peso molecular no asociado con estructuras subcelulares. Hasta ahora, los científicos no han podido probar la necesidad de este elemento para las plantas. Sin embargo, en los animales, la Cr participa en el metabolismo de los lípidos, las proteínas (parte de la enzima tripsina) y los carbohidratos (un componente estructural del factor de resistencia a la glucosa). Se sabe que solo el cromo trivalente está involucrado en los procesos bioquímicos. Como la mayoría de los otros elementos biogénicos importantes, el cromo ingresa al cuerpo animal o humano a través de los alimentos. Una disminución de este oligoelemento en el cuerpo conduce a una desaceleración en el crecimiento, fuerte aumento niveles de colesterol en la sangre y reducen la sensibilidad de los tejidos periféricos a la insulina.

Al mismo tiempo, en su forma pura, el cromo es muy tóxico: el polvo de metal Cr irrita los tejidos pulmonares, los compuestos de cromo (III) causan dermatitis. Los compuestos de cromo (VI) provocan diversas enfermedades humanas, incluido el cáncer.

Propiedades biológicas

El cromo es un elemento biogénico importante, que sin duda forma parte de los tejidos de plantas, animales y humanos. El contenido medio de este elemento en las plantas es del 0,0005 %, y casi todo se acumula en las raíces (92-95 %), el resto está contenido en las hojas. Las plantas superiores no toleran concentraciones de este metal superiores a 3∙10-4 mol/l. En los animales, el contenido de cromo oscila entre las diez milésimas y las diez millonésimas de uno por ciento. Pero en el plancton, el coeficiente de acumulación de cromo es sorprendente: 10 000-26 000. En un adulto cuerpo humano El contenido de Cr varía de 6 a 12 mg. Además, la necesidad fisiológica de cromo para los seres humanos no se ha establecido con suficiente precisión. Depende en gran medida de la dieta: cuando se comen alimentos con alto contenido de azúcar, aumenta la necesidad de cromo del cuerpo. En general, se acepta que una persona necesita entre 20 y 300 mcg de este elemento por día. Al igual que otros elementos biogénicos, el cromo puede acumularse en los tejidos corporales, especialmente en el cabello. Es en ellos que el contenido de cromo indica el grado de provisión del cuerpo con este metal. Desafortunadamente, con la edad, las "reservas" de cromo en los tejidos se agotan, a excepción de los pulmones.

El cromo está involucrado en el metabolismo de lípidos, proteínas (está presente en la enzima tripsina), carbohidratos (es un componente estructural del factor de resistencia a la glucosa). Este factor asegura la interacción de los receptores celulares con la insulina, reduciendo así la necesidad del organismo. El factor de tolerancia a la glucosa (GTF) mejora la acción de la insulina en todos los procesos metabólicos con su participación. Además, el cromo interviene en la regulación del metabolismo del colesterol y es un activador de determinadas enzimas.

La principal fuente de cromo en el cuerpo de animales y humanos es la comida. Los científicos han descubierto que la concentración de cromo en los alimentos vegetales es mucho menor que en los alimentos animales. Las fuentes más ricas de cromo son la levadura de cerveza, la carne, el hígado, las legumbres y los cereales integrales. Una disminución en el contenido de este metal en los alimentos y la sangre conduce a una disminución en la tasa de crecimiento, un aumento del colesterol en la sangre y una disminución en la sensibilidad de los tejidos periféricos a la insulina (condición similar a la diabetes). Además, aumenta el riesgo de desarrollar aterosclerosis y deterioro de la actividad nerviosa superior.

Sin embargo, ya a concentraciones de fracciones de un miligramo por metro cúbico en la atmósfera, todos los compuestos de cromo tienen un efecto tóxico en el cuerpo. El envenenamiento por cromo y sus compuestos son frecuentes en su producción, en ingeniería mecánica, metalurgia y en la industria textil. El grado de toxicidad del cromo depende de la estructura química de sus compuestos: los dicromatos son más tóxicos que los cromatos, los compuestos Cr + 6 son más tóxicos que los compuestos Cr + 2 y Cr + 3. Los signos de intoxicación se manifiestan por una sensación de sequedad y dolor en la cavidad nasal, dolor de garganta agudo, dificultad para respirar, tos y síntomas similares. Con un ligero exceso de vapor o polvo de cromo, los signos de intoxicación desaparecen poco después del cese del trabajo en el taller. Con el contacto constante prolongado con compuestos de cromo, aparecen signos de intoxicación crónica: debilidad, dolores de cabeza constantes, pérdida de peso, dispepsia. Comienzan las alteraciones en el trabajo del tracto gastrointestinal, el páncreas y el hígado. Se desarrollan bronquitis, asma bronquial, neumoesclerosis. Aparecen enfermedades de la piel: dermatitis, eczema. Además, los compuestos de cromo son cancerígenos peligrosos que pueden acumularse en los tejidos del cuerpo y causar cáncer.

La prevención del envenenamiento son los exámenes médicos periódicos del personal que trabaja con cromo y sus compuestos; instalación de ventilación, medios de supresión de polvo y recolección de polvo; uso de equipo de protección personal (respiradores, guantes) por parte de los trabajadores.

La raíz "chrome" en su concepto de "color", "pintura" forma parte de muchas palabras utilizadas en una amplia variedad de campos: la ciencia, la tecnología e incluso la música. Muchos nombres de películas fotográficas contienen esta raíz: "ortocromo", "pancromo", "isopancromo" y otros. La palabra "cromosoma" consta de dos palabras griegas: "chromo" y "soma". Literalmente, esto se puede traducir como "cuerpo pintado" o "cuerpo que se pinta". El elemento estructural del cromosoma, que se forma en la interfase del núcleo celular como resultado de la duplicación cromosómica, se denomina "cromátida". "Cromatina": una sustancia de los cromosomas, ubicada en los núcleos de las células vegetales y animales, que se tiñe intensamente con tintes nucleares. Los "cromatóforos" son células pigmentarias en animales y humanos. En música se utiliza el concepto de "escala cromática". "Khromka" es uno de los tipos de acordeón ruso. En óptica, existen conceptos de "aberración cromática" y "polarización cromática". "Cromatografía" - método físico-químico separación y análisis de mezclas. "Cromoscopio": un dispositivo para obtener una imagen en color mediante la combinación óptica de dos o tres imágenes fotográficas separadas por colores iluminadas a través de filtros de luz de diferentes colores especialmente seleccionados.

El más venenoso es el óxido de cromo (VI) CrO3, pertenece a la primera clase de peligro. Dosis letal para humanos (oral) 0,6 g. Etanol¡Se enciende al contacto con CrO3 recién preparado!

El grado más común de acero inoxidable contiene 18 % de Cr, 8 % de Ni y alrededor de 0,1 % de C. Resiste excelentemente la corrosión y la oxidación y conserva su resistencia a altas temperaturas. De este acero proceden las láminas utilizadas en la construcción del grupo escultórico de V.I. Mukhina "Trabajadora y Chica de Granja Colectiva".

El ferrocromo, utilizado en la industria metalúrgica en la producción de aceros al cromo, era de muy mala calidad a finales del siglo 90. Esto se debe al bajo contenido de cromo que contiene, solo 7-8%. Luego se llamó "arrabio de Tasmania" en vista del hecho de que el mineral de hierro y cromo original se importó de Tasmania.

Anteriormente se mencionó que el alumbre de cromo se usa en el curtido de pieles. Gracias a esto, apareció el concepto de botas "cromadas". El cuero curtido con compuestos de cromo adquiere brillo, brillo y resistencia.

Muchos laboratorios usan una "mezcla de cromo", una mezcla de una solución saturada de dicromato de potasio con ácido sulfúrico concentrado. Se utiliza en el desengrasado de superficies de cristalería de laboratorio de vidrio y acero. Oxida la grasa y elimina sus residuos. ¡Solo manipule esta mezcla con cuidado, porque es una mezcla de un ácido fuerte y un agente oxidante fuerte!

En la actualidad, la madera se sigue utilizando como Material de construcción porque es barato y fácil de procesar. pero ella tiene mucho propiedades negativas- susceptibilidad a los incendios, enfermedades fúngicas que lo destruyen. Para evitar todos estos problemas, el árbol se impregna con compuestos especiales que contienen cromatos y dicromatos más cloruro de zinc, sulfato de cobre, arseniato de sodio y algunas otras sustancias. Gracias a tales composiciones, la madera aumenta su resistencia a hongos y bacterias, así como al fuego abierto.

Chrome ocupó un nicho especial en la industria de la impresión. En 1839 se descubrió que el papel impregnado con dicromato de sodio, después de ser iluminado con una luz brillante, de repente se vuelve marrón. Luego resultó que los recubrimientos de bicromato sobre papel, después de la exposición, no se disuelven en agua, sino que, cuando se humedecen, adquieren un tinte azulado. Esta propiedad fue utilizada por las impresoras. El patrón deseado se fotografió en una placa con un recubrimiento coloidal que contenía bicromato. Las áreas iluminadas no se disolvieron durante el lavado, pero las no expuestas se disolvieron y quedó un patrón en la placa a partir del cual fue posible imprimir.

Historia

La historia del descubrimiento del elemento No. 24 comenzó en 1761, cuando se encontró un mineral rojo inusual en la mina Berezovsky (el pie oriental de los Montes Urales) cerca de Ekaterimburgo, que, cuando se frotó hasta convertirlo en polvo, dio un color amarillo. El hallazgo perteneció al profesor de la Universidad de San Petersburgo, Johann Gottlob Lehmann. Cinco años después, el científico entregó las muestras a la ciudad de San Petersburgo, donde realizó una serie de experimentos con ellas. En particular, trató cristales inusuales con ácido clorhídrico, obteniendo un precipitado blanco en el que se encontró plomo. Con base en los resultados obtenidos, Leman nombró al mineral plomo rojo siberiano. Esta es la historia del descubrimiento de la crocoita (del griego "krokos" - azafrán) - cromato de plomo natural PbCrO4.

Interesado en este hallazgo, Peter Simon Pallas, un naturalista y viajero alemán, organizó y dirigió una expedición de la Academia de Ciencias de San Petersburgo al corazón de Rusia. En 1770, la expedición llegó a los Urales y visitó la mina Berezovsky, donde se tomaron muestras del mineral estudiado. Así lo describe el propio viajero: “Este asombroso mineral de plomo rojo no se encuentra en ningún otro yacimiento. Se vuelve amarillo cuando se muele en polvo y se puede usar en arte en miniatura. La empresa alemana superó todas las dificultades de extraer y entregar crocoite a Europa. A pesar de que estas operaciones duraron al menos dos años, pronto los carruajes de los nobles de París y Londres viajaban pintados con crocoita finamente triturada. Las colecciones de los museos mineralógicos de muchas universidades del Viejo Mundo se han enriquecido los mejores ejemplos este mineral de las entrañas rusas. Sin embargo, los científicos europeos no pudieron desentrañar la composición del misterioso mineral.

Esto duró treinta años, hasta que una muestra de plomo rojo siberiano cayó en manos de Nicolas Louis Vauquelin, profesor de química en la Escuela Mineralógica de París, en 1796. Después de analizar la crocoita, el científico no encontró nada excepto óxidos de hierro, plomo y aluminio. Posteriormente, Vauquelin trató la crocoita con una solución de potasa (K2CO3) y, tras la precipitación de un precipitado blanco de carbonato de plomo, aisló una solución amarilla de una sal desconocida. Después de realizar una serie de experimentos sobre el procesamiento del mineral con sales de varios metales, el profesor, usando ácido clorhídrico, aisló una solución de "ácido de plomo rojo": óxido de cromo y agua (el ácido crómico solo existe en soluciones diluidas). Después de evaporar esta solución, obtuvo cristales de color rojo rubí (anhídrido crómico). El calentamiento adicional de los cristales en un crisol de grafito en presencia de carbón dio lugar a una gran cantidad de cristales grises en forma de aguja intercrecidos, un metal nuevo, hasta ahora desconocido. La siguiente serie de experimentos mostró la alta refractariedad del elemento resultante y su resistencia a los ácidos. La Academia de Ciencias de París fue testigo de inmediato del descubrimiento, el científico, ante la insistencia de sus amigos, le dio el nombre al nuevo elemento: cromo (del griego "color", "color") debido a la variedad de tonos de los compuestos. forma. En sus trabajos posteriores, Vauquelin afirmó con confianza que el color esmeralda de algunas piedras preciosas, así como los silicatos naturales de berilio y aluminio, se debe a la mezcla de compuestos de cromo en ellos. Un ejemplo es smaragd, que se tiñe en color verde berilo, en el que el aluminio se reemplaza parcialmente por cromo.

Está claro que Vauquelin no recibió metal puro, probablemente sus carburos, lo que se confirma por la forma acicular de los cristales de color gris claro. El cromo metálico puro fue obtenido más tarde por F. Tassert, presumiblemente en 1800.

Además, independientemente de Vauquelin, el cromo fue descubierto por Klaproth y Lovitz en 1798.

estar en la naturaleza

En las entrañas de la tierra, el cromo es un elemento bastante común, a pesar de que no se presenta en forma libre. Su clarke (contenido promedio en la corteza terrestre) es 8.3.10-3% o 83 g/t. Sin embargo, su distribución entre razas es desigual. Este elemento es principalmente característico del manto terrestre, el hecho es que las rocas ultramáficas (peridotitas), que supuestamente tienen una composición cercana al manto de nuestro planeta, son las más ricas en cromo: 2 10-1% o 2 kg / t. En tales rocas, el Cr forma minerales masivos y diseminados, que están asociados con la formación de los depósitos más grandes de este elemento. El contenido de cromo también es alto en rocas básicas (basaltos, etc.) 2 10-2% o 200 g/t. Hay mucho menos Cr en rocas ácidas: 2.5 10-3%, sedimentarias (areniscas) - 3.5 10-3%, esquisto también contiene cromo - 9 10-3%.

Se puede concluir que el cromo es un elemento litófilo típico y casi todo está contenido en minerales que se encuentran en las profundidades de las entrañas de la Tierra.

Hay tres minerales de cromo principales: magnocromita (Mn, Fe)Cr2O4, crompicotita (Mg, Fe)(Cr, Al)2O4 y aluminocromita (Fe, Mg)(Cr, Al)2O4. Estos minerales tienen un solo nombre: espinela de cromo y la fórmula general (Mg, Fe)O (Cr, Al, Fe) 2O3. Son indistinguibles en apariencia y se denominan incorrectamente "cromitas". Su composición es variable. El contenido de los componentes más importantes varía (% en peso): Cr2O3 de 10,5 a 62,0; Al2O3 de 4 a 34,0; Fe2O3 de 1,0 a 18,0; FeO de 7,0 a 24,0; MgO de 10,5 a 33,0; SiO2 de 0,4 a 27,0; impurezas de TiO2 hasta 2; V2O5 hasta 0,2; ZnO hasta 5; MnO hasta 1. Algunos minerales de cromo contienen 0,1-0,2 g/t de elementos del grupo del platino y hasta 0,2 g/t de oro.

Además de varias cromitas, el cromo es parte de una serie de otros minerales: cromo vesubio, clorito de cromo, turmalina cromada, mica cromada (fuxita), granate cromo (uvarovita), etc., que a menudo acompañan a los minerales, pero ellos mismos no tienen valor industrial. El cromo es un migrante de agua relativamente débil. En condiciones exógenas, el cromo, como el hierro, migra en forma de suspensiones y puede depositarse en las arcillas. Los cromatos son la forma más móvil.

De importancia práctica, quizás, es solo la cromita FeCr2O4, que pertenece a las espinelas, minerales isomórficos del sistema cúbico con formula general MO Me2O3, donde M es un ion metálico divalente y Me es un ion metálico trivalente. Además de las espinelas, el cromo se encuentra en muchos minerales mucho menos comunes, por ejemplo, melanocroita 3PbO 2Cr2O3, wakelenita 2(Pb,Cu)CrO4(Pb,Cu)3(PO4)2, tarapakaita K2CrO4, ditzeita CaIO3 CaCrO4 y otros.

Las cromitas se encuentran generalmente en forma de masas granulares de color negro, con menos frecuencia, en forma de cristales octaédricos, tienen un brillo metálico, se presentan en forma de matrices continuas.

A fines del siglo XX, las reservas de cromo (identificadas) en casi cincuenta países del mundo con yacimientos de este metal ascendían a 1674 millones de toneladas. El segundo lugar en términos de recursos de cromo pertenece a Kazajstán, donde en la región de Aktobe (macizo de Kempirsai) el mineral se extrae muy Alta calidad. Otros países también cuentan con existencias de este elemento. Turquía (en Guleman), Filipinas en la isla de Luzón, Finlandia (Kemi), India (Sukinda), etc.

Nuestro país tiene sus propios depósitos de cromo en desarrollo, en los Urales (Donskoye, Saranovskoye, Khalilovskoye, Alapaevskoye y muchos otros). Y en principios del XIX siglos, fueron los depósitos de los Urales las principales fuentes de minerales de cromo. Recién en 1827, el estadounidense Isaac Tison descubrió un gran yacimiento de mineral de cromo en la frontera de Maryland y Pensilvania, apoderándose del monopolio de la minería durante muchos años. En 1848, se encontraron depósitos de cromita de alta calidad en Turquía, no lejos de Bursa, y pronto (después del agotamiento del depósito de Pensilvania) fue este país el que asumió el papel de monopolista. Esto continuó hasta 1906, cuando se descubrieron ricos depósitos de cromitas en Sudáfrica e India.

Solicitud

El consumo total de cromo puro metálico en la actualidad es de aproximadamente 15 millones de toneladas. La producción de cromo electrolítico -el más puro- supone 5 millones de toneladas, lo que supone un tercio del consumo total.

El cromo se usa ampliamente para alear aceros y aleaciones, lo que les otorga resistencia a la corrosión y resistencia al calor. Más del 40% del metal puro resultante se gasta en la fabricación de dichas "superaleaciones". Las aleaciones de resistencia más conocidas son el nicromo con un contenido de Cr del 15-20 %, las aleaciones termorresistentes - 13-60 % Cr, las inoxidables - 18 % Cr y los aceros para rodamientos 1 % Cr. La adición de cromo a los aceros convencionales mejora sus propiedades físicas y hace que el metal sea más susceptible al tratamiento térmico.

El cromo metálico se utiliza para el cromado: se aplica una capa delgada de cromo a la superficie de las aleaciones de acero para aumentar la resistencia a la corrosión de estas aleaciones. El revestimiento cromado resiste perfectamente los efectos del aire atmosférico húmedo, el aire salado del mar, el agua, el ácido nítrico y la mayoría de los ácidos orgánicos. Dichos recubrimientos tienen dos propósitos: protectores y decorativos. Espesor recubrimientos protectores es de aproximadamente 0,1 mm, se aplican directamente sobre el producto y le confieren una mayor resistencia al desgaste. Recubrimientos decorativos tienen valor estético, se aplican a una capa de otro metal (cobre o níquel), que en realidad cumple una función protectora. El grosor de dicho recubrimiento es solo de 0,0002 a 0,0005 mm.

Los compuestos de cromo también se utilizan activamente en varios campos.

El principal mineral de cromo, la cromita FeCr2O4, se utiliza en la producción de refractarios. Los ladrillos de magnesita-cromita son químicamente pasivos y resistentes al calor, soportan múltiples cambios bruscos de temperatura, por lo que se utilizan en la construcción de arcos de hornos de hogar abierto y el espacio de trabajo de otros dispositivos y estructuras metalúrgicos.

La dureza de los cristales de óxido de cromo (III) - Cr2O3 es proporcional a la dureza del corindón, lo que aseguró su uso en las composiciones de las pastas de esmerilado y lapeado utilizadas en las industrias de ingeniería mecánica, joyería, óptica y relojería. También se utiliza como catalizador para la hidrogenación y deshidrogenación de algunos compuestos orgánicos. Cr2O3 se utiliza en pintura como pigmento verde y para colorear vidrio.

El cromato de potasio - K2CrO4 se utiliza en el curtido de pieles, como mordiente en la industria textil, en la producción de tintes y en el blanqueo de cera.

El dicromato de potasio (crómico) - K2Cr2O7 también se usa en el curtido de cueros, mordiente al teñir telas, es un inhibidor de la corrosión de metales y aleaciones. Se utiliza en la fabricación de fósforos y para fines de laboratorio.

El cloruro de cromo (II) CrCl2 es un agente reductor muy fuerte, fácilmente oxidable incluso por el oxígeno atmosférico, que se utiliza en el análisis de gases para la absorción cuantitativa de O2. Además, se utiliza de forma limitada en la producción de cromo por electrólisis de sales fundidas y cromatometría.

El alumbre de cromo y potasio K2SO4.Cr2(SO4)3 24H2O se utiliza principalmente en la industria textil, en el curtido de pieles.

El cloruro de cromo anhidro CrCl3 se utiliza para aplicar recubrimientos de cromo en la superficie de aceros por deposición química de vapor, es parte integral algunos catalizadores. Hidrata CrCl3 - mordiente al teñir telas.

Varios tintes están hechos de cromato de plomo PbCrO4.

Se utiliza una solución de dicromato de sodio para limpiar y decapar la superficie del alambre de acero antes de galvanizarlo y también para abrillantar el latón. El ácido crómico se obtiene del bicromato de sodio, que se utiliza como electrolito en el cromado de piezas metálicas.

Producción

En la naturaleza, el cromo se presenta principalmente en forma de mineral de cromo hierro FeO ∙ Cr2O3, cuando se reduce con carbón se obtiene una aleación de cromo con hierro - ferrocromo, que se utiliza directamente en la industria metalúrgica en la producción de aceros al cromo. El contenido de cromo en esta composición alcanza el 80% (en peso).

La reducción del óxido de cromo (III) con carbón tiene como objetivo producir cromo con alto contenido de carbono, que es necesario para la producción de aleaciones especiales. El proceso se lleva a cabo en un horno de arco eléctrico.

Para obtener cromo puro, primero se obtiene óxido de cromo (III) y luego se reduce por el método aluminotérmico. Al mismo tiempo, se calienta una mezcla de polvo o en forma de virutas de aluminio (Al) y una carga de óxido de cromo (Cr2O3) a una temperatura de 500-600 °C. Luego, se inicia la reducción con una mezcla de peróxido de bario con polvo de aluminio, o encendiendo parte de la carga, seguido de la adición de la parte restante. En este proceso es importante que la energía térmica resultante sea suficiente para fundir el cromo y separarlo de la escoria.

Cr2O3 + 2Al = 2Cr + 2Al2O3

El cromo así obtenido contiene una cierta cantidad de impurezas: hierro 0,25-0,40%, azufre 0,02%, carbono 0,015-0,02%. El contenido de sustancia pura es 99.1–99.4%. Tal cromo es quebradizo y se muele fácilmente hasta convertirlo en polvo.

La realidad de este método fue probada y demostrada ya en 1859 por Friedrich Wöhler. A escala industrial, la reducción aluminotérmica del cromo sólo fue posible después de que se convirtió en método accesible obtención de aluminio barato. Goldschmidt fue el primero en desarrollar camino seguro regulación de un proceso de recuperación altamente exotérmico (por lo tanto explosivo).

Si es necesario obtener cromo de alta pureza en la industria, se utilizan métodos electrolíticos. La electrólisis se somete a una mezcla de anhídrido crómico, alumbre de cromo amónico o sulfato de cromo con ácido sulfúrico diluido. El cromo depositado durante la electrólisis en cátodos de aluminio o acero inoxidable contiene gases disueltos como impurezas. Se puede lograr una pureza de 99,90 a 99,995 % mediante purificación a alta temperatura (1500 a 1700 °C) en un flujo de hidrógeno y desgasificación al vacío. Las técnicas avanzadas de refinado de cromo electrolítico eliminan el azufre, el nitrógeno, el oxígeno y el hidrógeno del producto "en bruto".

Además, es posible obtener Cr metálico por electrólisis de CrCl3 o CrF3 fundidos mezclados con fluoruros de potasio, calcio y sodio a una temperatura de 900°C en argón.

La posibilidad de un método electrolítico para obtener cromo puro fue probada por Bunsen en 1854, sometiendo a electrolisis una solución acuosa de cloruro de cromo.

La industria también utiliza un método silicotérmico para la obtención de cromo puro. En este caso, el óxido de cromo se reduce con silicio:

2Cr2O3 + 3Si + 3CaO = 4Cr + 3CaSiO3

El cromo se funde silicotérmicamente en hornos de arco. La adición de cal viva permite convertir el dióxido de silicio refractario en una escoria de silicato de calcio de bajo punto de fusión. La pureza del cromo silicotérmico es aproximadamente la misma que la del cromo aluminotérmico, sin embargo, naturalmente, el contenido de silicio es algo mayor y el de aluminio es algo menor.

El Cr también se puede obtener por reducción de Cr2O3 con hidrógeno a 1500°C, reducción de CrCl3 anhidro con hidrógeno, metales alcalinos o alcalinotérreos, magnesio y zinc.

Para obtener cromo, intentaron usar otros agentes reductores: carbono, hidrógeno, magnesio. Sin embargo, estos métodos no son ampliamente utilizados.

En el proceso Van Arkel-Kuchman-De Boer, se utiliza la descomposición del yoduro de cromo (III) en un alambre calentado a 1100 °C con la deposición de metal puro sobre él.

Propiedades físicas

El cromo es un metal gris acero duro, muy pesado, refractario y maleable. El cromo puro es bastante plástico, cristaliza en una red centrada en el cuerpo, a = 2,885 Å (a una temperatura de 20 °C). A una temperatura de unos 1830 °C, la probabilidad de transformación en una modificación con una red centrada en las caras es alta, a = 3,69 Å. Radio atómico 1,27 Å; radios iónicos Cr2+ 0,83 Å, Cr3+ 0,64 Å, Cr6+ 0,52 Å.

El punto de fusión del cromo está directamente relacionado con su pureza. Por lo tanto, la definición de este indicador para cromo puro es muy tarea difícil- después de todo, incluso un pequeño contenido de impurezas de nitrógeno u oxígeno puede cambiar significativamente el valor del punto de fusión. Muchos investigadores llevan más de una década lidiando con este tema y han obtenido resultados muy dispares: de 1513 a 1920 °C. Anteriormente se creía que este metal se funde a una temperatura de 1890 °C, pero estudios modernos indican una temperatura de 1907 °C, el cromo hierve a temperaturas superiores a 2500 °C - los datos también varían: de 2199 °C a 2671 °C. La densidad del cromo es menor que la del hierro; es 7,19 g/cm3 (a 200°C).

El cromo se caracteriza por todas las características principales de los metales: conduce bien el calor, su resistencia a la corriente eléctrica es muy pequeña, como la mayoría de los metales, el cromo tiene un brillo característico. Además, este elemento tiene uno muy característica interesante: el hecho es que a una temperatura de 37 ° C, su comportamiento no se puede explicar: hay un cambio brusco en muchas propiedades físicas, este cambio tiene un carácter abrupto. El cromo, como un enfermo a una temperatura de 37 ° C, comienza a actuar: la fricción interna del cromo alcanza un máximo, el módulo de elasticidad cae al mínimo. El valor de la conductividad eléctrica salta, la fuerza termoelectromotriz y el coeficiente de expansión lineal cambian constantemente. Los científicos aún no han podido explicar este fenómeno.

La capacidad calorífica específica del cromo es de 0,461 kJ/(kg.K) o 0,11 cal/(g°C) (a una temperatura de 25°C); coeficiente de conductividad térmica 67 W / (m K) o 0,16 cal / (cm seg ° C) (a una temperatura de 20 ° C). Coeficiente térmico de dilatación lineal 8,24 10-6 (a 20 °C). El cromo a una temperatura de 20 ° C tiene una resistencia eléctrica específica de 0.414 μm m, y su coeficiente térmico de resistencia eléctrica en el rango de 20-600 ° C es 3.01 10-3.

Se sabe que el cromo es muy sensible a las impurezas: las fracciones más pequeñas de otros elementos (oxígeno, nitrógeno, carbono) pueden hacer que el cromo sea muy quebradizo. Es extremadamente difícil obtener cromo sin estas impurezas. Por esta razón, este metal no se utiliza con fines estructurales. Pero en metalurgia, se usa activamente como material de aleación, ya que su adición a la aleación hace que el acero sea duro y resistente al desgaste, porque el cromo es el más duro de todos los metales: ¡corta el vidrio como un diamante! La dureza del cromo de alta pureza según Brinell es de 7-9 MN/m2 (70-90 kgf/cm2). El cromo se alea con aceros para resortes, resortes, herramientas, troqueles y cojinetes de bolas. En ellos (a excepción de los aceros para cojinetes de bolas), el cromo está presente junto con el manganeso, el molibdeno, el níquel y el vanadio. La adición de cromo a los aceros ordinarios (hasta un 5 % de Cr) mejora sus propiedades físicas y hace que el metal sea más susceptible al tratamiento térmico.

El cromo es antiferromagnético, la susceptibilidad magnética específica es 3.6 10-6. Resistencia eléctrica específica 12.710-8 Ohm. Coeficiente de temperatura de dilatación lineal del cromo 6.210-6. El calor de vaporización de este metal es de 344,4 kJ/mol.

Chrome es resistente a la corrosión en el aire y el agua.

Propiedades químicas

Químicamente, el cromo es bastante inerte, esto se debe a la presencia de una película de óxido fuerte y delgada en su superficie. Cr no se oxida en el aire, incluso en presencia de humedad. Cuando se calienta, la oxidación se produce exclusivamente en la superficie del metal. A 1200°C la película se rompe y la oxidación avanza mucho más rápido. A 2000 °C, el cromo se quema para formar óxido de cromo (III) verde Cr2O3, que tiene propiedades anfóteras. Fusionando Cr2O3 con álcalis, se obtienen cromitas:

Cr2O3 + 2NaOH = 2NaCrO2 + H2O

El óxido de cromo (III) no calcinado es fácilmente soluble en soluciones alcalinas y ácidas:

Cr2O3 + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2O

En los compuestos, el cromo exhibe principalmente los estados de oxidación Cr+2, Cr+3, Cr+6. Los más estables son Cr+3 y Cr+6. También hay algunos compuestos en los que el cromo tiene los estados de oxidación Cr+1, Cr+4, Cr+5. Los compuestos de cromo son muy diversos en color: blanco, azul, verde, rojo, morado, negro y muchos otros.

El cromo reacciona fácilmente con soluciones diluidas de ácido clorhídrico y sulfúrico para formar cloruro y sulfato de cromo y liberar hidrógeno:

Cr + 2HCl = CrCl2 + H2

El agua regia y el ácido nítrico pasivan el cromo. Además, el cromo pasivado con ácido nítrico no se disuelve en ácidos sulfúrico y clorhídrico diluidos, incluso con una ebullición prolongada en sus soluciones, pero en algún momento todavía se produce la disolución, acompañada de una rápida formación de espuma por el hidrógeno liberado. Este proceso se explica por el hecho de que el cromo pasa de un estado pasivo a uno activo, en el que el metal no está protegido por una película protectora. Además, si se vuelve a añadir ácido nítrico en el proceso de disolución, la reacción se detendrá, ya que el cromo se pasiva de nuevo.

En condiciones normales, el cromo reacciona con el flúor para formar CrF3. A temperaturas superiores a 600 °C se produce interacción con el vapor de agua, el resultado de esta interacción es el óxido de cromo (III) Cr2O3:

4Cr + 3O2 = 2Cr2O3

Cr2O3 son microcristales verdes con una densidad de 5220 kg/m3 y un alto punto de fusión (2437°C). El óxido de cromo (III) exhibe propiedades anfóteras, pero es muy inerte, es difícil disolverlo en ácidos acuosos y álcalis. El óxido de cromo (III) es bastante tóxico. El contacto con la piel puede causar eczema y otras enfermedades de la piel. Por lo tanto, cuando se trabaja con óxido de cromo (III), es imperativo utilizar equipo de protección personal.

Además del óxido, se conocen otros compuestos con oxígeno: CrO, CrO3, obtenidos indirectamente. El mayor peligro es el aerosol de óxido inhalado, que causa enfermedades graves de las vías respiratorias superiores y los pulmones.

El cromo forma una gran cantidad de sales con componentes que contienen oxígeno.

DEFINICIÓN

Cromo- metal sólido gris claro (Fig. 1), que tiene una estructura cúbica centrada en el cuerpo.

Paramagnético, buen conductor. electricidad, se distingue de una alta dureza, raya el cristal.

Arroz. 1. cromo. Apariencia.

En propiedades mecánicas el titanio se ve fuertemente afectado por la presencia de impurezas. El cromo puro es dúctil y contiene incluso una pequeña fracción de impurezas de nitrógeno y oxígeno, es quebradizo y quebradizo. El cromo de pureza técnica se divide fácilmente y se convierte en polvo.

Las principales constantes de cromo se muestran en la siguiente tabla.

Tabla 1. Propiedades físicas y densidad del cromo.

La prevalencia del cromo en la naturaleza.

Breve descripción de las propiedades químicas y la densidad del cromo

A temperaturas moderadas, el cromo es estable en el aire: los productos cromados no se deslustran, ya que una película de óxido delgada y transparente los protege de manera confiable contra la oxidación.

El cromo se disuelve fácilmente en ácido clorhídrico(sin acceso de aire) con la formación de soluciones azul-azuladas de sales de cromo (II):

Cr + 2HCl \u003d CrCl 2 + H 2.

Con ácidos oxidantes, sulfúrico concentrado y nítrico, a temperatura ambiente, el cromo no interactúa. No se disuelve en agua regia. Curiosamente, el cromo muy puro no reacciona ni siquiera con ácido sulfúrico diluido, aunque aún no se ha establecido la razón de esto. Cuando se mantiene concentrado Ácido nítrico el cromo está pasivado, es decir pierde la capacidad de interactuar con ácidos diluidos.

Ejemplos de resolución de problemas

EJEMPLO 1

EJEMPLO 2

Ejercicio Se disolvió óxido de cromo (VI) que pesaba 2 g en agua que pesaba 500 g Calcular la fracción de masa de ácido crómico H 2 CrO 4 en la solución resultante.
Solución Escribamos la ecuación de reacción para obtener ácido crómico a partir del óxido de cromo (VI):

CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 CrO 4.

Encuentre la masa de la solución:

solución m \u003d m (CrO 3) + m (H 2 O) \u003d 2 + 500 \u003d 502 g.

n (CrO 3) \u003d m (CrO 3) / M (CrO 3);

n (CrO 3) \u003d 2/100 \u003d 0,02 mol.

De acuerdo con la ecuación de reacción n(CrO 3) :n(H 2 CrO 4) = 1:1, entonces

n (CrO 3) \u003d n (H 2 CrO 4) \u003d 0,02 mol.

Entonces la masa de ácido crómico será igual a ( masa molar- 118 g/mol):

m (H 2 CrO 4) \u003d n (H 2 CrO 4) × M (H 2 CrO 4);

m (H 2 CrO 4) \u003d 0.02 × 118 \u003d 2.36 g.

La fracción de masa de ácido crómico en solución es:

ω = msoluto / msolución × 100%;

ω (H 2 CrO 4) \u003d m soluto (H 2 CrO 4) / m solución × 100%;

ω (H 2 CrO 4) \u003d 2.36 / 502 × 100% \u003d 0.47%.

Respuesta La fracción de masa de ácido crómico es 0,47%.

Difiere en dureza extraordinaria, resistencia a la corrosión y desgaste. Su uso generalizado se debe a la capacidad del metal para comunicar las aleaciones en las que se incluye.

El cromo tiene una excelente resistencia a la corrosión: en el aire forma una fina película de óxido, muy densa, que bloquea completamente el acceso del aire y del agua a la superficie. Pero lo más interesante es que la sustancia, cuando se agrega a varias aleaciones, les da la misma resistencia a la oxidación.

Esta es la base para el uso del metal.

Una mayor cantidad de cromo, de una forma u otra, se utiliza en la industria de la ingeniería. El metal en sí se usa con menos frecuencia: alrededor del 30%, y la mayor parte es un componente de las aleaciones.

Hablaremos de una aleación a base de circonio, cobalto, níquel y cromo, así como de molibdeno con cromo y otros metales a continuación.

Este video le informará sobre el cromado en el hogar:

aleaciones de metales

Por supuesto, en primer lugar. El cromo, caracterizado por una gran dureza, es capaz de transferir esta cualidad a los aceros. Pero rápidamente quedó claro que la adición del elemento conduce a efectos mucho más interesantes.

En general, todos los aceros con una impureza metálica se dividen en baja aleación, menos del 1,6%, y alta aleación, más del 12%.

  • de baja aleación- por regla general, aceros estructurales con un contenido de cromo en la composición de 0,6 a 1,6%. Este aditivo proporciona mayor dureza, resistencia e incluso templabilidad. A modo de comparación, la resistencia a la tracción del acero es 40 - 580 MPa, fluidez - 340 MPa, alargamiento relativo - 19%. Y los mismos indicadores para el acero 40, pero con la adición de 1% de cromo son los siguientes: resistencia a la tracción - 1000 MPa, límite elástico - 800 MPa, alargamiento - 13%. Los aceros al cromo se utilizan como materia prima para engranajes, taqués, ejes de máquinas, pernos y otras piezas donde se requiere una alta resistencia mecánica y al desgaste.
  • Altamente aleado– con la adición de cromo más del 12%, tienen una propiedad excelente: no están sujetos a la corrosión. El acero al cromo tiene la misma calidad única que su componente: el cromo conduce a un fuerte aumento en el potencial del hierro α y, como resultado, se forma una película delgada de óxido denso en la superficie de la aleación. Proporciona 100% de resistencia a la oxidación del acero inoxidable. Los aceros inoxidables se utilizan en la fabricación de sujetadores, piezas de tuberías, elementos de equipos de combustible, artículos para el hogar, piezas de equipos, etc. Dondequiera que se requiera durabilidad y resistencia a la humedad y los cambios de temperatura, desde espigas hasta piezas metálicas de turbinas, cámaras de combustión y submarinos, los aceros inoxidables al cromo se utilizan en todas partes.

Los aceros al cromo tienen un inconveniente: el material no se puede laminar. Esto se corrigió introduciendo en la aleación junto con cromo (aleaciones de cromo-níquel). Además, el níquel mejoró aún más la resistencia a la corrosión.

  • El tercer grupo interesante es aceros resistentes al calor. El níquel es su principal elemento de aleación, pero aquí tampoco se puede prescindir del cromo, y el contenido de metal puede ser muy alto, del 30 al 66%. Los productos hechos de dicho acero cumplen sus funciones a temperaturas de hasta 1200 C. Las aleaciones resistentes al calor se utilizan como acero para turbinas, material para válvulas. motores de pistón, sujetadores y así sucesivamente.

Donde:

  • también tiene una resistencia única a las temperaturas y cargas en condiciones de alta temperatura. Los nicromos se utilizan como elementos calefactores y las aleaciones con la adición de molibdeno y cromo-cobalto se utilizan como materiales para las palas de las turbinas.
  • El metal no tiene actividad biológica. En una aleación con cobalto y molibdeno, sirve como material para prótesis dentales y aparatos ortopédicos.

Aleación de cobalto-cromo-molibdeno sin berilio ni níquel (foto)

cromado

Otra área principal de aplicación del material es el cromado, es decir, recubrir la superficie con una fina capa de cromo puro. Primero resultados dignos se obtuvieron solo en los años 20 del siglo XX, cuando no se comenzó a usar cromo trivalente, sino hexavalente para el cromado. El grosor de la capa es mínimo, en algunos casos ni siquiera alcanza los 0,005 mm, pero cumple sus funciones.

Las técnicas se desarrollaron principalmente para crear una capa protectora: el cromo cubre de manera confiable cualquier otro metal o aleación del aire y el agua. Sin embargo, el recubrimiento que crea es muy hermoso: una capa plateada brillante como un espejo. Por eso, decorar con cromado se ha vuelto muy popular.

Hay varios métodos de cromado.

  • electrolítico- es decir, la deposición de cromo en la superficie durante la electrólisis. Para hacer esto, la pieza se sumerge en una solución de ácido crómico con la adición de ácido clorhídrico y se aplica corriente. La tecnología es tan simple que los automovilistas la han dominado durante mucho tiempo y se produce fácilmente en garaje propio. Con la ayuda de diferentes modos de procesamiento, puede obtener cobertura diferente- cromo duro, lechoso, espejo.
  • difusiónmétodo industrial. El cromado se realiza en un horno. alta temperatura donde se obtiene el cloruro metálico gaseoso. Envuelve el producto, saturando la capa superficial con cromo. Este recubrimiento es mucho más fuerte.
  • Químico- la solución en la que se sumerge el producto contiene hipofosfito de sodio y sal que contiene cromo. Durante la reacción, el hipofosfito restaura el cromo, que se deposita en la superficie del producto.
  • vacío– el metal se aplica a cualquier superficie precalentada en una cámara de vacío. La desventaja es que las dimensiones del producto están limitadas por las dimensiones de la cámara.

Conexiones

Los compuestos de cromo no se usan menos.

  • En primer lugar, por supuesto, la obtención de una variedad de colorantes para la industria del vidrio, cerámica y textil. En esta zona, el metal justifica plenamente su nombre.
  • En segundo lugar, las cromitas se conocen desde hace mucho tiempo como materias primas para materiales refractarios. La magnesita-cromita se utiliza para revestir hornos de hogar abierto y otras estructuras.
  • En tercer lugar, el alumbre de cromo, cuando se curte, da fuerza y ​​brillo al cuero.
  • En cuarto lugar, las aleaciones a base de carburo de cromo se utilizan en la fabricación de piezas de desgaste rápido, como revestimientos de moldes, troqueles, válvulas, bombas en ingeniería química, ya que tienen una alta resistencia al desgaste.

Hablaremos sobre el uso del cromo en la construcción a continuación.

Su uso en la construcción.

En los trabajos de construcción y reparación, el metal se utiliza estrictamente de acuerdo con sus uso común, es decir, ya sea en forma de aleación, predominantemente de acero inoxidable, o en forma de revestimiento de templo. Y con este tipo de decoración. objetos metalicos todo el mundo está familiarizado.

Pro construcciones metalicas A continuación se describirá cómo usar el cromo.

construcciones metalicas

En la construcción, el acero negro ordinario se usa muy raramente, ya que no tiene suficiente durabilidad. Como regla general, estos son productos que no están diseñados para un uso a largo plazo, por ejemplo, contenedores. Si se requieren sujetadores o un marco "duradero", entonces el acero galvanizado es el material.

Sin embargo, este último no proporciona una resistencia a la corrosión del 100%. En primer lugar, siempre hay algunos errores. En segundo lugar, si la capa está dañada o desgastada, el acero queda indefenso frente a la humedad y el aire.

El acero inoxidable con una mezcla de cromo y níquel no tiene estas desventajas. Junto con la resistencia a altas temperaturas proporcionada por el mismo cromo y acero inoxidable, el acero inoxidable demuestra tal durabilidad, que a menudo supera con creces la durabilidad de todos los demás materiales: ladrillos, listones.

Además, a partir de los aceros al cromo se pueden obtener productos de cualquier nivel de complejidad.

  • Tubería– redondo y perfil. Además, todo tipo de productos se encuentran en la construcción: desde los habituales redondos para fontanería hasta los triangulares para un radiador decorativo. Pero, por supuesto, el material principal es tubos de perfil utilizado en la construcción de cualquier tipo de marcos de carga. Sin ellos, la construcción moderna es imposible en principio.
  • Esquinas, canales, vigas I, vigas y otras partes que actúan como elementos de conexión y refuerzo de los marcos. Edificios, puentes, túneles: sin ellos es imposible construir cualquier objeto significativo.
  • Chapa de aceromaterial para techos, cuerpo electrodomésticos, elementos de ventilación, detalles arquitectónicos, elementos de acabado, etc.
  • sujetadores-, el acero inoxidable se utiliza en las zonas más críticas donde se esperan altas humedades y cambios de temperatura.

La metalización química y su tecnología se dan en este video:

Objetos decorativos

El acero inoxidable se puede forjar, por lo que la aleación se puede utilizar para obtener detalles interiores no menos hermosos y espectaculares que el acero eléctrico ordinario, que a menudo se denomina hierro.

  • En primer lugar, se trata de varias barandillas y piezas forjadas de puertas, vallas y portones. La complejidad del adorno es cualquiera, pero el producto no necesita protección adicional y cuidados especiales.
  • Muebles de hierro forjado: bancos y partes de bancos, mesas y tocadores, sillas y camas. Las posibilidades del acero al cromo no son menores que las del o. Además, los tubos de acero inoxidable se utilizan activamente en la fabricación de muebles de estilo moderno.
  • Escultura de metal: puramente decorativa y con cierta funcionalidad, como un cuenco de fuego.
  • Por supuesto, las rejas en ventanas y balcones se distinguen por su efecto decorativo, resistencia y durabilidad excepcional.

Tirador de puerta de aleación de aluminio cromado

productos cromados

El brillo especular que crea la capa de metal sigue siendo atractivo hasta el día de hoy. Y la practicidad de tal solución habla por sí misma.

  • Accesorios: no solo son válvulas, grifos, regaderas y manijas de puerta no saben usar, también brillan con un brillo plateado brillante. El revestimiento, por cierto, retiene en menor medida las sales de calcio, es más fácil limpiarlo.
  • Fontanería: esta solución parece radical, pero muy interesante. En principio, se puede cromar cualquier objeto, especialmente la cerámica, por lo que un lavabo o una ducha reluciente con cromo es bastante real.
  • Artículos pequeños: por regla general, estos son accesorios de baño y cocina, donde la humedad es alta. Soportes, soportes, rieles de techo, partes de estantes y más. El revestimiento cromado protege contra el agua y el vapor y le da elegancia.
  • Los utensilios de cocina - cubiertos, cucharones, cucharas, cuchillos, etc. también están recubiertos con cromo para prolongar la vida útil del producto y por su belleza.
  • Lo mismo se aplica a la decoración pequeña: figuritas, posavasos, marcos y espejos, atriles, revisteros y más. Sin embargo, un brillo plateado tan intenso es apropiado solo en estilos modernos.

El uso del cromo se debe principalmente a sus propiedades anticorrosivas, pero en segundo lugar, a su increíble brillo de espejo, que hace que cualquier producto sea tan brillante y memorable.

Revestimiento de cromo en un producto de madera: el tema de este video: