Радиус
иона
При этом соблюдается та же самая закономерность
в изменении химических свойств соединений
металла с возрастанием его степени окисления,
как у элементов одного и того же периода,
а именно:
1. С
возрастанием степени окисления
основные свойства гидроксидов ослабляются,
а кислотные усиливаются.
2. При
одинаковых значениях степени
окисления и близких значениях
ионного радиуса химические свойства
гидроксидов элементов оказываются сходными.
Это
мы и наблюдаем на гидроксидах
хрома, учитывая близость численных значений
радиусов ионов Сг2 и Mg2 ; Сг3 и А13; С г6 и
S6*:
Гидроксиды
хрома
Гидроксиды
элементов III периода
Хром
образует три ряда соединений:
Познакомимся с важнейшими из этих соединений.
При растворении хрома в кислотах получаются
соли, в которых хром двухвалентен, например:
Соединения двухвалентного хрома сходны
по составу и свойствам с соединениями
магния; гидроксид хрома (II) является основанием.
проявляют
все соединения, в которых содержится
хром в степени окисления +6:
оксид
Применение.
Хром
широко используется, как добавочный
материал к металлам, для получения
высококачественной стали, подшипников
и др. данный процесс называется
хромированием.
Молодое
Советское государство не могло
зависеть от капиталистических
стран в такой важнейшей отрасли
промышленности, как производство
качественных сталей, являющейся
основным потребителем ферросплавов.
Чтобы воплотить в жизнь грандиозные
планы индустриализации нашей
страны, требовалась сталь-конструкционная,
инструментальная, нержавеющая, шарикоподшипниковая,
автотракторная. Один из важнейших компонентов
этих сталей - хром.
Уже
в 1927-1928 годах началось проектирование
и строительство ферросплавных
заводов. В 1931 году вошел в
строй Челябинский завод ферросплавов,
ставший первенцем нашей ферросплавной
промышленности. Один из создателей
советской качественной металлургии
член-корреспондент Академии наук
СССР В. С. Емельянов в эти
годы находился в Германии, куда
он был направлен для изучения
опыта зарубежных специалистов.
Да,
в то время наша хромистая
руда вывозилась не только
в Германию, но и в Швецию, Италию,
США. И у них же нам приходилось
покупать феррохром.
Но
когда вслед за Челябинским
в 1933 году были построены еще
два ферросплавных завода-в Запорожье
и Зестафони, наша страна не только прекратила
ввозить важнейшие ферросплавы, в том
числе и феррохром, но и получила возможность
экспортировать их за границу. Качественная
металлургия страны была практически
полностью обеспечена необходимыми материалами
отечественного производства.
"Нержавейка"-сталь,
отлично противостоящая коррозии и окислению,
содержит примерно 17-19% хрома и 8-13% никеля.
Но этой стали углерод вреден: карбидообразующие
"наклонности" хрома приводят к тому,
что большие количества этого элемента
связываются в карбиды, выделяющиеся на
границах зерен стали, а сами зерна оказываются
бедны хромом и не могут стойко обороняться
против натиска кислот и кислорода. Поэтому
содержание углерода в нержавеющей стали
должно быть минимальным (не более 0,1%).
При
высоких температурах сталь может
покрываться "чешуей" окалины.
В некоторых машинах детали
нагреваются до сотен градусов.
Чтобы сталь, из которой сделаны
эти детали, не "страдала" окалинообразованием,
в нее вводят 25-30% хрома. Такая сталь выдерживает
температуры до 1000°С!
В качестве нагревательных элементов
успешно служат сплавы хрома с никелем
- нихромы. Добавка к хромоникелевым сплавам
кобальта и молибдена придает металлу
способность переносить большие нагрузки
при t = 650-900° С. Из этих сплавов делают,
например, лопатки газовых турбин. Сплав
кобальта, молибдена и хрома ("комохром")
безвреден для человеческого организма
и поэтому используется в восстановительной
хирургии.
Одна
из американских фирм недавно
создала новые материалы, магнитные
свойства которых изменяются
под влиянием температуры. Эти
материалы, основу которых составляют
соединения марганца, хрома и
сурьмы, по мнению ученых, найдут
применение в различных автоматических
устройствах, чувствительных к
колебаниям температуры, и смогут
заменить более дорогие термоэлементы.
Хромиты широко используют и в огнеупорной
промышленности. Магнезитохромитовый
кирпич-отличный огнеупорный материал
для футеровки мартеновских печей и других
металлургических агрегатов. Этот материал
обладает высокой термостойкостью, ему
не страшны многократные резкие изменения
температуры.
Химики
используют хромиты для получения
бихроматов калия и натрия, а
также хромовых квасцов, которые
применяются для дубления кожи,
придающего ей красивый блеск
и прочность. Такую кожу называют
"хромом", а сапоги из нее
"хромовыми".
Как
бы оправдывая свое название,
хром принимает деятельное участие
в производстве красителей для
стекольной, керамической, текстильной
промышленности.
Окись
хрома позволила тракторостроителям
значительно сократить сроки
обкатки двигателей. Обычно эта
операция, во время которой все
трущиеся детали должны "привыкнуть"
друг к другу, продолжалась
довольно долго и это, конечно,
не очень устраивало работников
тракторных заводов. Выход из
положения был найден, когда удалось
разработать новую топливную
присадку, в состав которой вошла
окись хрома. Секрет действия
присадки прост: при сгорании
топлива образуются мельчайшие абразивные
частицы окиси хрома, которые, оседая на
внутренних стенках цилиндров и других
подвергающихся трению поверхностях,
быстро ликвидируют шероховатости, полируют
и плотно подгоняют детали. Эта присадка
в сочетании с новым сортом масла позволила
в 30 раз сократить продолжительность обкатки.
Недавно
окись хрома приобрела еще
одну интересную "специальность":
в США изготовлена экспериментальная
магнитофонная пленка, рабочий слой
которой содержит не частицы
окиси железа, как обычно, а Частицы
окиси хрома. Замена оказалась
удачной - качество звучания резко
улучшилось, пленка стала надежнее
в работе. Новинкой в первую
очередь предполагается обеспечить
блоки магнитной памяти электронно-вычислительных
машин.
Почти
три четверти века бились ученые
над проблемой хромирования, и
лишь в 20-х годах нашего столетия
проблема была решена. Причина
неудач заключалась в том, что
используемый при этом электролит
содержал трехвалентный хром, который
не мог создать нужное покрытие.
А вот его шестивалентному
"собрату" такая задача оказалась
по плечу. С этого времени
в качестве электролита начали
применять хромовую кислоту -
в ней валентность хрома равна
6. Толщина защитных покрытий (например,
на некоторых наружных деталях
автомобилей, мотоциклов, велосипедов)
составляет до 0,1 миллиметра. Но иногда
хромовое покрытие используют
в декоративных целях - для
отделки часов, дверных ручек
и других предметов, не подвергающихся
серьезной опасности. В таких
случаях на изделие наносят
тончайший слой хрома (0,0002-0,0005
миллиметра).
Существует
и другой способ хромирования
- диффузионный, протекающий не в
гальванических ваннах, а в печах.
Первоначально стальную деталь
помещали в порошок хрома и
нагревали в восстановительной
атмосфере до высоких температур.
При этом на поверхности детали
появлялся обогащенный хромом
слой, по твердости и коррозионной
стойкости значительно превосходящий
сталь, из которой сделана деталь.
Но (и здесь нашлись свои "но")
при температуре примерно 1000°С хромовый
порошок спекается и, кроме того, на поверхности
покрываемого металла образуются карбиды,
препятствующие диффузии хрома в сталь.
Пришлось подыскивать другой носитель
хрома; вместо порошка для этой цели начали
использовать летучие галоидные соли
хрома - хлорид или иодид, что позволило
снизить температуру процесса.
Хлорид
(или иодид) хрома получают
непосредственно в установке
для хромирования, пропуская пары
соответствующей галоидоводородной
кислоты через порошкообразный
хром или феррохром. Образующийся
газообразный хлорид обволакивает
хромируемое изделие, и поверхностный
слой насыщается хромом. Такое
покрытие гораздо прочнее связано
с основным материалом, чем гальваническое.
До
последнего времени хромировали
только металлические детали. А
недавно советские ученые научились
наносить хромовую "броню" на
изделия из пластмасс. Подвергнутый
испытаниям широко известный
полимер-полистирол, "одетый" в
хром, стал прочнее, для него
оказались менее страшными такие
известные "враги" конструкционных
материалов, как истирание, изгиб,
удар. Само собой разумеется, возрос
срок службы деталей.
Резюме.
...Прежде
чем закончить рассказ о хроме,
мы вновь обратимся к воспоминаниям
В. С. Емельянова. "Года два
назад,-писал ученый в 1967 году, - я узнал
глубоко взволновавшую меня новость, оставшуюся
в нашей стране - увы! - незамеченной. Мы
продали партию феррохрома Англии - стране,
которая всегда была для нас символом
технического прогресса. И вот теперь
Англия покупает наш феррохром! Англичане
понимают толк в том, что покупают".
Реферат
По химии
на тему «Хром»
Ученицы 11-го класса
Дзапшба Регины