Хром кто открыл и когда

Обновлено: 09.01.2025

Хром / Chromium (Cr), 24

1,66 (шкала Полинга)

Содержание

История

Происхождение названия

Нахождение в природе

Месторождения

Самые большие месторождения хрома находятся в ЮАР (1 место в мире), Казахстане, России, Зимбабве, Мадагаскаре. Также есть месторождения на территории Турции, Индии, Армении [2] , Бразилии, на Филиппинах [3] .

Главные месторождения хромовых руд в РФ известны на Урале (Донские и Сарановское).

Геохимия и минералогия

Различают три основных минерала хрома: магнохромит (Mn, Fe)Cr₂O₄, хромпикотит (Mg, Fe)(Cr, Al)₂O₄ и алюмохромит (Fe, Mg)(Cr, Al)₂O₄. По внешнему виду они неразличимы и их неточно называют «хромиты». Состав их изменчив:

Получение

Хром встречается в природе в основном в виде хромистого железняка Fe(CrO₂)₂ (хромит железа). Из него получают феррохром восстановлением в электропечах коксом (углеродом):

$\mathsf<Fe(CrO_2)_2 + 4C \rightarrow Fe + 2Cr + 4CO> $

Феррохром применяют для производства легированных сталей.

Чтобы получить чистый хром, реакцию ведут следующим образом:

1) сплавляют хромит железа с карбонатом натрия (кальцинированная сода) на воздухе:

$\mathsf<4Fe(CrO_2)_2 + 8Na_2CO_3 + 7O_2 \rightarrow 8Na_2CrO_4 + 2Fe_2O_3 + 8CO_2> $

2) растворяют хромат натрия и отделяют его от оксида железа;

3) переводят хромат в дихромат, подкисляя раствор и выкристаллизовывая дихромат;

4) получают чистый оксид хрома восстановлением дихромата натрия углём:

$\mathsf<Na_2Cr_2O_7 + 2C \rightarrow Cr_2O_3 + Na_2CO_3 + CO> $

5) с помощью алюминотермии получают металлический хром:

$\mathsf<Cr_2O_3 + 2Al \rightarrow Al_2O_3 + 2Cr + 130 kcal> $

6) с помощью электролиза получают электролитический хром из раствора хромового ангидрида в воде, содержащего добавку серной кислоты. При этом на катодах совершаются в основном 3 процесса:

восстановление шестивалентного хрома до трехвалентного с переходом его в раствор;
разряд ионов водорода с выделением газообразного водорода;
разряд ионов, содержащих шестивалентный хром, с осаждением металлического хрома;

Физические свойства

Хром имеет твердость по шкале Мооса 5. [4] Очень чистый хром достаточно хорошо поддаётся механической обработке.

Химические свойства

Характерные степени окисления

Для хрома характерны степени окисления +2, +3 и +6. (см. табл.) Практически все соединения хрома окрашены [5] .

Степень окисления	Оксид	Гидроксид	Характер	Преобладающие формы в растворах	Примечания
+2	CrO (чёрный)	Не существует	Основный	Cr 2+ (соли голубого цвета)	Очень сильный восстановитель
+3	Cr₂O₃(зелёный)	Cr(OH)₃	Амфотерный	Cr 3+ (зеленые или лиловые соли) [Cr(OH)₄] - (зелёный)
+4	CrO₂	не существует	Несолеобразующий	-	Встречается редко, малохарактерна
+6	CrO₃(красный)	H₂CrO₄ H₂Cr₂O₇	Кислотный	CrO₄ 2- (хроматы, желтые) Cr₂O₇ 2- (дихроматы, оранжевые)	Переход зависит от рН среды. Сильнейший окислитель, гигроскопичен, очень ядовит.

Простое вещество

Соединения Cr(+2)

Степени окисления +2 соответствует основный оксид CrO (чёрный). Соли Cr 2+ (растворы голубого цвета) получаются при восстановлении солей Cr 3+ или дихроматов цинком в кислой среде («водородом в момент выделения»):

$\mathsf<2Cr^<3+> \xrightarrow[Zn, HCl] 2Cr^>$

Коричневый или желтый гидроксид Cr(OH)₂ осаждается при добавлении щелочей к растворам солей хрома(II).

Синтезированы дигалогениды хрома CrF₂, CrCl₂, CrBr₂ и CrI₂

Соединения Cr(+3)

Cr 3+ склонен к образованию двойных сульфатов вида MICr(SO₄)₂·12H₂O (квасцов)

Гидроксид хрома (III) получают, действуя аммиаком на растворы солей хрома (III):

$\mathsf<Cr^<3+> + 3NH_3 + 3H_2O \rightarrow Cr(OH)_3\downarrow + 3NH_4^+>$

Можно использовать растворы щелочей, но в их избытке образуется растворимый гидроксокомплекс:

+ 3OH^- \rightarrow Cr(OH)_3\downarrow>" width="" height="" />
" width="" height="" />

Сплавляя Cr₂O₃ со щелочами получают хромиты:

$\mathsf<Cr_2O_3 + 2NaOH \rightarrow 2NaCrO_2 + H_2O> $

Непрокаленный оксид хрома(III) растворяется в щелочных растворах и в кислотах:

$\mathsf<Cr_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2CrCl_3 + 3H_2O> $

При окислении соединений хрома(III) в щелочной среде образуются соединения хрома(VI):

$\mathsf<2Na_3[Cr(OH)_6] + 3H_2O_2 \rightarrow 2Na_2CrO_4 + 2NaOH + 8H_2O> $

То же самое происходит при сплавлении оксида хрома (III) со щелочью и окислителями, или со щелочью на воздухе (рассплав при этом приобретает жёлтую окраску):

$\mathsf<2Cr_2O_3 + 8NaOH + 3O_2 \rightarrow 4Na_2CrO_4 + 4H_2O> $

Соединения хрома (+4)

При осторожном разложении оксида хрома(VI) CrO₃ в гидротермальных условиях получают оксид хрома(IV) CrO₂, который является ферромагнетиком и обладает металлической проводимостью.

Среди тетрагалогенидов хрома устойчив CrF₄, тетрахлорид хрома CrCl₄ существует только в парах.

Соединения хрома (+6)

Оксид хрома (VI) CrO₃ образуется при взаимодействии концентрированной серной кислоты с растворами дихроматов. Типичный кислотный оксид, при взаимодействии с водой он образует сильные неустойчивые хромовые кислоты: хромовую H₂CrO₄, хромат K₂CrO₄:

$\mathsf<Cr_2O_7^ + 2OH^- \rightarrow 2CrO_4^ + H_2O>$

До высокой степени полимеризации, как это происходит у вольфрама и молибдена, не доходит, так как полихромовая кислота распадается на оксид хрома(VI) и воду:

$\mathsf<H_2Cr_nO_<3n+1> \rightarrow H_2O + nCrO_3>$

Растворимость хроматов примерно соответствует растворимости сульфатов. В частности, желтый хромат бария BaCrO₄ выпадает при добавлении солей бария как к растворам хроматов, так и к растворам дихроматов:

+ CrO_4^ \rightarrow BaCrO_4\downarrow>" width="" height="" />
+ Cr_2O_7^ + H_2O \rightarrow 2BaCrO_4\downarrow + 2H^+>" width="" height="" />

Образование кроваво-красного малорастворимого хромата серебра используют для обнаружения серебра в сплавах при помощи пробирной кислоты.

Известны пентафторид хрома CrF₅ и малоустойчивый гексафторид хрома CrF₆. Также получены летучие оксигалогениды хрома CrO₂F₂ и CrO₂Cl₂ (хромилхлорид).

$\mathsf<K_2Cr_2O_7 + 14HCl \rightarrow 2CrCl_3 + 2KCl + 3Cl_2\uparrow + 7H_2O> $

Применение

Биологическая роль и физиологическое действие

В чистом виде хром довольно токсичен, металлическая пыль хрома раздражает ткани лёгких. Соединения хрома(III) вызывают дерматиты. Соединения хрома(VI) приводят к разным заболеваниям человека, в том числе и онкологическим. ПДК хрома(VI) в атмосферном воздухе 0,0015 мг/м³.

Интересные факты

См. также

Примечания

Ссылки

Химические элементы
Соединения хрома
Металлы
Хром

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Хром" в других словарях:

хром — хром, а … Русский орфографический словарь

хром — хром/ … Морфемно-орфографический словарь

ХРОМ — (от греч. chroma цвет, краска). Металл сероватого цвета, добываемый из хромовой руды. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ХРОМ металл сероватого цвета; в чистом виде х. не употребляется; соединения же с … Словарь иностранных слов русского языка

хром — ХРОМ, а, муж. 1. Химический элемент, твёрдый светло серый блестящий металл. 2. Род жёлтой краски (спец.). | прил. хромистый, ая, ое (к 1 знач.) и хромовый, ая, ое. Хромистая сталь. Хромовая руда. II. ХРОМ, а, муж. Сорт мягкой тонкой кожи. | прил … Толковый словарь Ожегова

ХРОМ — ХРОМ, Chromium (от греч. chroma краска), I симв. Сг, хим. элемент с ат. весом 52,01 (изо ! топы 50, 52, 53, 54); порядковое число 24, за ! нимает место в четной подгруппе VІ группы j таблицы Менделеева. Соединения X. часто i встречаются в природе … Большая медицинская энциклопедия

ХРОМ 1 — ХРОМ 1, а, м. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

ХРОМ 2 — ХРОМ 2, а, м. Сорт мягкой тонкой кожи. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

Открытие хрома (англ. Chromium, франц. Chrome, нем. Chrom) относится к периоду бурного развития химико- аналитических исследований солей и минералов. В России химики проявляли особый интерес к анализу минералов, найденных в Сибири и почти неизвестных в Западной Европе. Одним из таких минералов была так называемая сибирская красная свинцовая руда (крокоит), описанная еще Ломоносовым и впервые химически исследованная И.Г.Леманом в Петербурге в 1766 г. П. С. Паллас, описывая золотые прииски близ Екатеринбурга, уподает о крокоите, как об особо интересном минерале. Позднее этот минерал многократно изучался русскими учеными - И. Д. Биндгеймом, Т. Е. Ловицем, А.А.Мусиным-Пушкиным и др. В конце XVIII в. образцы крокоита попали в минералогические коллекции Западной Европы. Вокелен и Маккварт анализировали его, но не нашли в нем ничего, кроме окислов свинца, железа и алюминия. Однако в 1797 г. Вокелен вернулся к исследованиям минерала, "чудесный красный цвет, прозрачность и кристаллическая структура которого побуждали химиков интересоваться его природой". Сначала, согласно данным Биндгейма, он предполагал наличие в минерале молибдена, но затем убедился в ошибочности этого предположения. Прокипятив тонко измельченный образец минерала с поташем и осадив карбонат свинца, Вокелен получил раствор, окрашенный в оранжево-желтый цвет. Из этого раствора он выкристаллизовал рубиново-красную соль, из которой выделил окисел и свободный металл, отличный от всех известных металлов. Вокелен назвал его хромом (Chrome) от греч. - окраска, цвет; правда, здесь имелось в виду свойство не металла, обладавшего серебристо-белым цветом, а его ярко окрашенных солей. Почти одновременно с Вокеленом хром открыл Клапрот. Обрабатывая размолотый в порошок крокоит соляной кислотой, Клапрот получил хромокислый свинец, из которого отделил хлорид свинца. Оставшийся раствор он обработал содой, в результате чего получилась зеленоватая гидроокись хрома. По традиции, идущей еще от алхимиков, признававших лишь семь металлов, каждый вновь открываемый металл получал очередной номер. Клапрот считал хром 21-м вновь открытым металлом. В России в XIX в. его именовали еще и хромием. Это название встречается у Захарова (1810), Двигубского (1824 - 1828) и даже в учебнике Гесса (1845).

Сервер создается при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований
Не разрешается копирование материалов и размещение на других Web-сайтах
Вебдизайн: Copyright (C) И. Миняйлова и В. Миняйлов
Copyright (C) Химический факультет МГУ
Написать письмо редактору

Х Хром является химическим элементом таблицы Менделеева с атомным номером 24 и условным обозначением Cr. Хром представляет собой блестящий твердый хрупкий с характерным серым цветом металл.

Как был открыт хром

История открытия такого химического элемента как хром очень занимательна. Открытие принадлежит немецкому геологу и минерологу Иоганну Готлобу Леманну. Этот мужчина посвятил большую часть своей жизни геологии и минералогии. Он читал лекции в университетах и прочих учебных заведений по своей специальности. В 1754 году его приняли в Королевскую академию наук в Берлине. Он регулярно ездил в горнодобывающие компании от имени правительства и пытался использовать полученный опыт на научно-теоретической основе. Ученый написал множество статей и печатных изданий. Не получив средств за проделанную работу, в 1760 году Леманн принимает предложение русской императрицы Екатерины I занять пост профессора химии и директора Императорского кабинета естествознания в Санкт-Петербурге.

26 июня 1761 года в очередной командировке на рудник находящийся 13 км северозападней Екатеринбурга (Березовское месторождение) Иоганн Леманн обнаружил оранжево-красный минерал. Он неверно предположил, что это был оксид свинца и железа. Позже выяснилось, что минерал является оксидом свинца и хрома(сегодня его название крокоит). Только спустя 36 лет в 1797 году французскому химику и фармацевту удалось получить оксид хрома из оранжево-красной руды найденой в Березовском месторождении. Через год Воклену удалось получить металлический элемент восстановлением оксида хрома углем. Долгое время руда найденная в России являлась единственным источником хрома. В течении 19 века хром применялся исключительно как компонент краски и в солях для загара.

Где и как добывают хром

Хром в естественной форме встречается чрезвычайно редко. Исходным материалом для производства хрома является хромитовая руда FeCr₂O₄. Ежегодно добывается приблизительно 30 миллионов метрических тонн хромитовой руды. Содержание хрома в ней варьируется в пределах 46%. По состоянию на 2018 год было известно только 10 пунктов добычи хромитовой руды. Ведущими поставщиками хромитовой руды являются ЮАР, Казахстан, Турция, Россия и Индия.

Основными продуктами переработки хромитовой руды являются феррохром и металлический хром. Процессы переработки руды для получения этих конечных продуктов значительно отличаются. Для производства феррохрома хромитовая руда в больших количествах восстанавливается в электродуговой печи или внебольших плавильных печах с добавлением алюминия или кремния. Для производства чистого хрома, железо должно быть отделено от хрома в две стадии.

Первая стадия заключается в обжиге, а вторая в выщелачивании. Хромитовую руду нагревают со смесью карбоната кальция и карбоната натрия в присутствии воздуха. Хром окисляется до шестивалентной формы, а железо образует стабильный Fe₂O₃. Последующее выщелачивание при повышенных температурах растворяет хроматы и оставляет оксид железа. Затем хромат преобразуют с помощью серной кислоты в дихромат. Дихромат превращается в оксид хрома (III) путем восстановления углеродом и затем восстанавливается в алюминотермической реакции с хромом.

Распространенность хрома

Хром является довольно распространенным элементом. В земной коре он занимает 21 место по распространенности. Средняя концентрация хрома в земной коре составляет порядка 100 частей на миллион. В отдельных местах она может достигать до 200 грамм на тонну. Хром довольно распространен в ультраосновных магматических породах. Концентрация в некоторых хромосодержащих минералах превышает 60%. В среднем из тонны магматических пород можно получить 1.5 килограмма чистого хрома.

Хром довольно часто находят в таких горных породах как мусковит или «белая слюда», пироксен, эпидот, хлорит и уваритовый гранат. Мерцающие цвета драгоценных камней, таких как рубин и изумруд, объясняются наличием примесей хрома. Ионы трехвалентного хрома способны окрашивать стекло как в зеленый так и в красный цвет. В пример можно поставить рубин, который окрашивается в красный цвет оксидом хрома Cr₂O₃. Другими важными хромосодержащими горными породами являются дунит и серппнтин, содержание хрома в которых варьируется от 52% до 70%. Всего известно более 46 минералов содержащих хром.

Применение хрома

Применение хрома является не очень широконаправленным. 85% полученого хрома применяется для производства металлических сплавов. Оставшиеся 15% хрома используются в химических, огнеупорных и литейных производствах.

Феррохром является классическим промежуточным материалом для производства специальных сталей, таких как нержавеющие стали и стали на основе никеля. В металлургии хром используется для изготовления твердых и стойких сплавов. Хромирование металлов или гальванирование хромом улучшают коррозийную стойкость, а так же придают эстетический внешний вид изделию.

Некоторые оксиды и соли на основе хрома применяются для окрашивания стекла. В пример можно поставить трехвалентный хром для окрашивания бутылок в зеленый цвет. Так же хроматы и оксиды используются в качестве красящего пигмента в красках и красителях. Красители и краски используются для окрашивания от желто-зеленого до желто-оранжевых цветов. Квасцы, травители и дубильные вещества на основе хрома используются для обработки шкур и кожи животных.

Хром и некоторые его соединения являются катализаторами. Таким образом, в определенных реакциях гидрирования, но также в трикарбонилированной форме в качестве активирующей группы бензола, они допускают многочисленные химические превращения. Дихромат калия является мощным окислителем, который используется в лабораторной химии для очистки следов органики из обрабатываемого материала. В пример можно поставить стекляную посуду.

Интересные факты

Интересных фактов связанных с хромом достаточно много. Стоит начать с того, что ионы хрома являются жизненно важными в организме человека. Хромовые микроэлементы влияют на метаболизм сахара в организме человека. Дефицит этого элемента влияет на способность инсулина регулировать сахар в крови. Биологическая роль хрома в организме уже известна, но регулировать его официальная медицина пока еще не научилась.

Производные хрома являются очень токсичными веществами и в больших количествах способны вызывать язвы при контакте. Средняя цена за тонну хрома составляет порядка 350€, по данной французской таможни за 2014 год. С 21 сентября 2017 года хромирование элементов шестивалентным хромом может осуществляться только после разрешения комиссии ЕС. Так же с 2004 года шестивалентный хром запрещен ЕС для использования в электрических сетях и электрооборудовании. Еще одним запрет ЕС от мая 2015 года касается кожаных изделий. Такие изделия, которые контактируют непосредственно с кожей и содержат более 3 мг/кг кожи хрома не могут продаваться на рынках ЕС.

Первое упоминание о хроме, как о самостоятельном элементе встречается в трудах М.В. Ломоносова 1763 года, после того, как металл открыли Березовском месторождении золотой руды. Автор называл его красной свинцовой рудой. Соединения хрома имеют разнообразные окраски, видимо, поэтому элементы присвоили название хром – от греческого χρῶμα – краска, цвет.

Общая характеристика хрома

Хром является элементом побочной подгруппы VI группы IV периода в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, имеет атомный номер 24 и атомную массу 51,966. Принятое обозначение – Cr (от латинского Chromium).

Нахождение в природе

Хром распространён в земной коре, самые известные соединения – хромит и крокоит. Месторождения хрома находятся в ЮАР, Турции, Зимбабве, Армении, Индии и на Среднем Урале в России.

Физические и химические свойства

Хром является твёрдым металлом (часто его называют чёрным металлом), имеет бело-голубой цвет и одну из самых высоких твёрдостей.

Суточная потребность в хроме

Необходимая суточная дозировка в хроме для детей составляет от 11 до 35 мкг в зависимости от возраста, для женщин необходимо получать 50-70 мкг хрома в сутки, во время беременности потребность вырастает до 100-120 мкг. Взрослые здоровые мужчины должны получать 60-80 мкг хрома в день, при активных занятиях спортом или иных физических нагрузках суточная дозировка составляет 120-200 мкг.

Продукты питания богатые хромом

Основные поставщики хрома в организм человека – говяжья печень и пивные дрожжи, далее следуют картофель в мундире, помидоры, брокколи, редис и зелёный лук, говядина и куриное мясо, хлеб из муки грубого помола, зёрна пшеницы, чёрный перец, есть хром в кукурузном масле и морепродуктах, сыре, тунце, скумбрии и сельди, фруктах и ягодах, бобовых продуктах и некоторых крупах – перловке и манке.

Признаки нехватки хрома

Признаками недостатка хрома в организме человека являются:

бессонница и быстрая утомляемость,
головная боль и тревожность,
повышение уровня «плохого» холестерина,
дрожь и снижение чувствительности конечностей,
истощение и выпадение волос.

Признаки избытка хрома

Избыточное содержание хрома в организме характеризуется аллергическими реакциями и воспалительными процессами, возникают язвочки на слизистых, нервные расстройства и нарушения в деятельности печени и почек.

Полезные свойства хрома и его влияние на организм

Хром играет важную роль в жизнедеятельности человека, принимает участие в липидном и углеродном обменах, способствует выведению «плохого» холестерина и отвечает за переработку жировых отложений, тем самым поддерживая вес в норме. Способность хрома замещать йод играет важнейшую роль для щитовидной железы, также хром незаменим для профилактики остеопороза, укрепляя костную ткань. Хром стимулирует процессы регенерации тканей – сохраняет в генах наследственную информацию.

Применение хрома в жизни

Основное применение хром нашёл в металлургической промышленности, где его используют для повышения твёрдости и коррозийной стойкости сплавов, в процессе хромирования, также применяется в авиакосмической отрасли промышленности.

Читайте также: