А.К. Лаврухина, Л.В. Юкина - Аналитическая химия Хрома (1113388), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Получение хрома. Известно много методов получения металлического хрома: восстановление окиси хрома углеродом, водородом, щелочными металлами, кальцием, магнием, алюминием (алюмотермический метод), кремнием (силикотермический метод), силицидами кальция или алюминия, ферросилицием, карбидом Таблица 1 Распространенность хрома в природных объектах Ссдгргквккг Сг, веси% Ссдгргваииг Сг, вес.% Ооъгкг Объект Породы земной коры [77] улътраосновнъге основные средние кислые Метеориты [756] хондриты углистые обыкновенные внстатитсвые ахондриты бедные кальцием богатые кальцием железные метеориты Лунные породы [78( морокке базальты материковые базальты аиортозитивые по- роды 0,2 0,02 5,10-г 2,5 10-' 0,01 0,24 0,34 0,33 (глины, осадочные сланцы) Воды [76] океанов порей 0,05 — 0,68 0,17 — 0,46 бг.10 ' — 0,22 2 10-а] 5, 10-г[ слг.
0,17 — 0,35 0,3 0,14 * Кггггцггггр жег и г, г. кальция; восстановление хлоридов хрома водородом, натрием, железом, цинком, кадыком, магнием; термическое разложение галогенидов, в особенности иодида хрома; электролнз расплавов н растворов галогенидон, а также растворов хромовой кислоты и сульфатов Сг([Н) [388]. Наибольшее применеттие нашли алюмои силикотермнческие и электролитичоские методы [388, 456].
Для получения хрома высокой чистоты используют иодидный процесс, основанный на образовании летучих иодидов хрома и их последующей диссоциацин на нагретой поверхности [1125]. Для очистки хрома успешно используют зонную плавку [111, 617]. Металлический хром благодаря высокой температуре плавления и стойкости к воздействию окислителей и агрессивных сред широко применяют в качестве легнрующих добавок к металлам. Многие хромовые стали отличаются высокой твердостью, прочностью ц пластичностью [388); их употребляют для изготовления инструментов и различных частей машин.
Большое колнчестно хрома используют для хромирования [388]; специфические свойства силицидов хрома используют при раскислении сталей [91]. Соединения хрома применяют в лакокрасочной, химической, нефтеперерабатывающей, парфюмерной, фармацевтической и других отраслнх промышленности [21. Старейиптм потребителем соединений хрома является текстильная промышленность. Большие количества бихромата натрия и хромовых квасцов расходуются ФИЗИЧЕСКИЙ СВОЙСТВА ХРОМА Технический хром — серебристо-белый, блестящий, твердый, но хрупкий металл. Чистота хрома оказывает существенное влияние на его физические и химические свойства. Чистый металл тягучий и ковкий [2, с.
321]. В присутствии примесей А[, Си, 5[1, ге, Со, 81, АУ, Ми (до 1егс) порог хрупкости хрома резко увеличивается; примеси водорода, кислорода и азота оказывают очень малое влиянио [388]. Металлический хролт имеет одну устойчивую структурную форму (а-фаза), В неравновесных условиях нозможио формирование кристаллов хрома с другой структурой; при конденсации паров хрома получена разновидность с примитивной кубической ячейкой (а = 4,581 А), близкой к структурному типу ])-147. Хром обладает слонгной магнитной структурой; для него характерны три магнитных превращения: при 120, 310 и 473' К [91). Основные физические свойства хрома приведены ниже [396] 51,996 7,23 Атомная масса Атомный объем, гив)г-аыак Атомный радиус, 4 иовадеитный металлический Давление пара (1560' К), ашлг Период, решетки (а) ", А Плотность, ггглгг рентгеновскаи иикнометричесиаи 1,18 1,27 1,50 10 ' 2,8829 7,194 7,160 в кожевенной и меховой пролтьтшленностк.
Окись хрома испольауют при изготовлении масляных и акварельных красок, а также как катализатоР Реакций полУчениЯ [Л[Нз и оРганических веществ [1096]. 11римесь Ст(Н[) в рубиновых лазерах позволяет получить очень интенсивный монохроматичоский и когерентный пучок света, применяемый в технике связи и н качестве источника энергии для самых разных целей [213). Токсичность хрома н его соединений.
Чистый металлический хром, хромит и соединения Ст(Н[) не оказывают особенно вредного действия на живые организмы. Для организма человека ядовитыми являются только соединения Ст(У[), которые, попадая па кояту, выаыватот воспаление и образование труднозаживающих язв. Аэрозоли, поступая вместе с воздухом в полость носа, вызывают раздрагкение и воспаление слизистой оболочки носа. Соединения Ст(У[) вызывают при длительном воздействии общее заболевание организма; они канцерогенны.
Установгтопо, что максимально допустимая концентрация пыли и аэрозолей в расчете на СгО, составляет 0,1 эггймз воздуха [2]. Таблица 2 Изотопы хрома [8501 тип распада; раепреетрякек- ность, М Период пеаурвепвдв Иветеп ЭнеРгиЯ вглгчевил, Лгээ 1,1 сек. 0,4» 23 часа 41,9 мин. "Сг "Сг 4'Сг г'Сг ЭЗ ()+ 94,5 94,8 Стабильный 27,8 дня Сгабнльиыи ьгС г "Сг э ггл ь»Сг "'Сг ь Сг ггсг 4,31 ЭЭ 83,76 9,55 2,38 у 0,32 41,64 5,70 тгр 1,5 у 0,026; 0,083 3,52 мин. 59» "э Кубнчеекяя абъемнецеитрнраввннвя решетка.
*' твердееть влектралитнчеекаге аереллввлеинага хрома. "' При температуре 288' К. Потенциалы ноянвацнц, эг ц = 6,764 7 = 16,49 У =31 Тнердасгь по Бринеллю (20'), МПа Температура плавления, 'К Температура кипения, 'К Теплота плавления, кадр»галь Теплота сублимации, клал(мель Теплопронодность, гт(м град Удельная влектранная геплоемкость у, мдэк (.кель граде) Энергия атоинзацнн, ккал7»галь Н' П мг Энтропия аг (298' К) гавообрааноге Сг, кал/(г-алим град) металлнческога Сг, кал)(мель град) у, = (51) у,= 73 1ь=90 6 1120 *'" 2176,0 2840,0 3300,0*» 94 8вв 88,6*» 1,40 у О, И 6 (98); О, 31 (99) 3+ 1,54 'у 0 063 (14); 0 09! (28); 0 153 (13); 0,511 Детальный обзор физических свойств металлического хрома приведен н (388!.
Хром имеет четыре стабильных изотопа с массовыми числами 50, 52, 53 и 54 и семь радиоактивных (табл. 2). Изотопный состав хрома в лунных образцах (736! аналогичен земному. При комнатной температуре металлический хром устойчив на воздухе, однако в очень тонкоизмельченном состоянии самовозгорается на воздухе. Хром легко растворяется в ПС1, в раэб. П2804 с образованием солей закиси хрома (если растворение проводят н атмосфере водорода) или солей окиси хрома. В конц. Н[ч[02 его понерхность пассинируется и дальнейшее растворение протекает крайне медленно [327!.
Водород обладает незначительной растворимостью в храме (Ь, объем Нв на объем Сг) (3881: ТемператУра, 'С 400 800 1200 РасгноРнмоеть (5) 0,020 0,066 0,390 Растворимость азота в храме мала, но возрастает с повышением температуры в интервале 1100 — 1400'С (389!. Максимальная растворимость углерода в храме при 1500 'С составляет 0,3 — 0,4в/в (553(; растноримость серы очень мала (391!. Прн повышенной температуре хром непосредстненно соединяется с галогенами, серой, кремнием, бором, азотом, углеродом и кислородом. Хром, нагретый на воздухе до 200 — 300 'С, сгорает 10 и р н меч як к е. Ь ЦиФры в скобках соответствуют выходу в про»витях.
2 ЭЗ вЂ” вяектреквыа гвхввт. с образованием Сг,08 [1096(. При спекании (или сплазлепии) смеси хрома и бора при 1180'С образуются бориды — СгеВ и СгвВв; в системе Сг — В существует еще четыре фазы твердых растворов (400!. Карбиды хрома, СгвС„Сг,С, н Сг,вС„получают при взаимодействии Сг,02 и сажи з вакууме при разных малярных соотношениях и тейпературах — 3: 13 (1150 — 1200 'С), 7: 27 (1200 — 1250 'С), 2: 7 (1250 — 1300 'С) соответственно [553!. С кремнием хром образует соединения: низший силицид Сг,84, силицид Сгг818, моносилицид Сг81 и дисилицид СгЯ[„а также две фазы твердых растворов [91!.
При 50-часовом нагревании смеси Сг и Яе в кварцевой ампуле при постепенном повышении температуры от 950 РС получают селенид хрома Сг8е. В сплавах хрома с селеном обнаружены фазы Сг,8ев, Сгв8ег, Сгт8ев (315!. Согласно эмпирическому правилу [Ом-Розери [5461, с хромом но должны давать твердые растворы следующие металлы: 8Ь, Аз, Ва, Вг, Сб, Сз, Са, Се, Н1, 1П, РЬ, [1, Мд, НК, К, ВЬ, 8с, гча, 8г, Те, Т1, 8п, Т, Хп, РЗЭ.
Экспериментальные данные показывают, что большинство из них совершенно не растворяется в хра.ме (В[, Сй, РЬ, Пд) или обладает очень ограниченной растворимостью (Аз, 8п, Ве, Те, Хп), но часто образуют иптерметаллические соединения [388!. Так, например, при спекании смеси Сг и Аз в эквивалентных количествах в кварценых ампулах получают арсениды хрома — СгвАэ, СгвАз„СгАз, [397!. Аналогичным образом получен теллурид хрома СгТе [388!. И Металлы с атомными радиусами, лежащими в пределах ~ 15% от радиуса атома хрома, должны образовывать с хромом твердые растворы в широком интервале концентраций. К ним относятся А1, Ве, Со, Сп, Оа, Ое, Ап, 1г, Ре, Мп, Мо, |з[, ь[Ь, Оз, Рб, Р1, ВЬ, Вп, Ля, Та, Т|, 'тт', "тг, 2г.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
