Početna za: KROM, Cr  

SPOJEVI, DOBIVANJE I UPORABA

Dobivanje kroma:

Za dobivanje elementarnog kroma koristi se kromit koji se prerađuje aluminotermijskim i silikotermijskim postupkom za krom tehničke čistoće, te elektrolitskim postupkom za dobivanje kroma visoke čistoće.

Aluminotermijski postupak dobivanja kroma otkrio je F. Wohler (1859. g.). Po tom postupku kromit se najprije zagrijava s kalijevim karbonatom na zraku, a smjesi se dodaje i određena količina kalcijevog oksida da bi se spriječilo staljivanje. Pritom nastaje kalijev kromat:

4FeCr2O4(s) + 8K2CO3(s) + 7O2(g) -> 2Fe2O3 + 8K2CrO4(s) + 8CO2(g)

koji se otapanjem u vodi odvaja od netopljivog Fe2O3. Zakiseljavanjem dobivene otopine nastaje K2Cr2O7 koji se izdvoji iz otopine, pomiješa s NH4Cl (salmijakom) i zagrijava:

K2Cr2O7(s) + 2NH4Cl(s) -> Cr2O3(s) + 2KCl(s) + N2(g) + 4H2O(g).

Netopljivi Cr2O3, zaostao nakon otapanja KCl u vodi, osuši se i reducira pomoću aluminija:

Cr2O3(s) + 2Al(s) -> 2Cr(l) + AbO3(l).

Laganiji Al2O3 lako se odvoji i kao sporedni proizvod može se koristiti kao sredstvo za brušenje i poliranje.


Svojstva i upotreba kroma:

Elementarni krom je vrlo tvrd, srebrnobijel metal plavkase nijase koji se može polirati do visokog sjaja. Pri standarnim uvjetima u dodiru s kisikom, zrakom ili vodenom parom krom se prevlači vrlo tankim slojem oksida koji pasivizira površinu. Iako ima negativan standardni potencijal, otporan je prema kiselinama te se ne otapa ni u dušičnoj kiselini (HNO3), niti u zlatotopci. Sporo se otapa u hladnoj klorovodičnoj (HCl) i sumpornoj kiselini (H2SO4), a u vrućim puno brže. Na povišenim temperaturama reagira s brojnim nemetalima.

Sam metal krom nije otrovan, ali njegovi spojevi jesu. Najotrovnijima se smatraju spojevi s oksidacijskim brojem +6 (npr. kromna kiselina i alkalijski dikromati), manje otrovni su alkalijski kromati. Simptomi akutnog trovanja spojevima kroma(VI) jesu upala i bolovi u ustima i grlu, poteškoće s gutanjem, povraćanje, jaki bolovi u predjelu trbuha, stanje straha i panike, slabljenje pulsa, hladnoća ekstremiteta te žutilo kože i očiju.

Krom se u velikim količinama koristi u metalurgiji, posebno kao legirajući metal u proizvodnji nehrđajućih čelika. Dodatak kroma konstrukcijskim čelicima povećava tvrdoću jer pospješuje stvaranje karbida u mikrostrukturi čelika u samoj proizvodnji. Takvi su čelici otporniji na habanje i zadržavaju dobra mehanička svojstva i na povišenim temperaturama. Za proizvodnju nehrđajućih čelika su najvažnije ferokrom legure. Sadržaj kroma u njima je od 10 - 25%, a otpornost na koroziju razmjerna je koncentraciji kroma. Ovakvo pasiviziranje čelika kromom bilo je poznato u Engleskoj i Francuskoj još početkom XIX. st., ali je djelovanje kroma objašnjeno tek 1910. g. 

Druga je važna primjena kroma za elektrolitičko prevlačenje površina neplemenitih metala - kromiranje. Ono ima dvojaku ulogu: daje površinsku otpornost na koroziju i habanje te daje dekorativni efekt zbog izuzetnog sjaja poliranih kromiranih površina. Dekorativno kromiranje vrši se direktno na prethodno pripremljenu površinu metala, dok se kvalitetno antikorozivno kromiranje vrši na prethodno poniklanu površinu. Debljina sloja kroma kod dekorativnog kromiranja je od 25 - 50 nm. Kromirati se također mogu predmeti od aluminija, bakra i magnezija, a i cinka, ali sa šesterovalentnim kromom. Sam postupak kromiranja provodi se zagrijavanjem metalnog predmeta u okruženju kromovog praha ili pak zagrijavanjem predmeta u atmosferi kromovog klorida. U oba slučaja krom ulazi u površinske slojeve procesom difuzije u čvrstom stanju. Na manjim se predmetima koristi i metoda elektro- taloženja. Krom se također priređuje i kao keramičko-metalni kompozit (cermet) s korundnom Imikom kao Cr-Al2O3 kompozit, te kao metalno vezani kromov borid i kromov nitrid. Ovi kompoziti imaju specijalne visokotemperaturne namjene.


Spojevi kroma:

Krom daje spojeve s oksidacijskim brojem +2, +3 i +6 i svi su obojeni. Trovalentni krom I (Cr3+) stvara brojne komplekse, kako u vodenoj otopini, tako i s anionima halogenih elemenanata. Također često tvori dvostruke soli te hidratizirane dvostruke soli sa sulfatima alkalijskih metala.

Karakteristični spojevi kroma:

-Kromovi(II)-halogenidi (CrF2, CrCl2, CrBr2 i CrI2) nastaju reakcijom između kroma i odgovarjućeg halogenovodika pri 700°C, osim CrI2 koji nastaje izravnom sintezom elemenata. Svi su topljivi u vodi.

-Kromov(II)-hidroksid (Cr(OH)2) nastaje reakcijom lužina i Cr2+ iona u vodenim otopinama kao žut talog. Ima isključivo alkalna svojstva i otapa se samo u kiselinama. Na zraku brzo oksidira u Cr(OH)3.

-Kromov(III)-hidroksid (Cr(OH)3) nastaje reakcijom Cr3+ iona i lužina kao zelenkastosivi talog. Amfoteran je, a otapanjem u kiselinama daje odgovarajuće kromove(III) soli. Otapanjem u lužinama daje smaragdnozelenu otopinu ortokromitnog iona, ([Cr(OH)4]-)

-Kromov(III) - klorid (CrCl3) ljubičastocrven je kristal (bezvodan) koji sublimira pri temperaturi 950°C. Postoje i hidrati od kojih je najpoznatiji heksahidrat (CrCl3 x 6H2O). Bezvodni CrCl3 upotrebljava se za dobivanje kroma, kromiranje čeličnih predmeta i u sintezi organskih spojeva.

-Kromovi oksidi (CrO, Cr2O3 i CrO3) pokazuju prijelazna svojstva s povećanjem sadržaja kisika. Prvi je elektrovalentan i alkalan, drugi je amfoteran, a treći kovalentan i kiseo. Amfotermni kromov(III)-oksid (Cr2O3) zelen je prah netopljiv u vodi, a pri visokim temperturama kristali su mu crne boje i metalnog sjaja. Rastaljena stakla boji u zeleno (koristi se u staklarskoj industriji), a kao primjesa u korundu (Al2O3) stvara kristale mješance, poznati dragi kamen rubin. Upotrebljava se za dobivanje elementarnog kroma te za bojenje stakla i porculana. Kristal korunda s primjesama Cr2O3 koristi se kao laserski materijal (rubinski laser). Kromov(VI)-oksid (CrO3) kristal je tamnocrvene boje, lako topljiv u vodi. Otrovan je i izuzetno je jako oksidacijsko sredstvo, eksplozivan u kontaktu s nekim tvarima. Upotrebljava se za elektroplatiniranje kromom, za elektrolitičko dobivanje elementarnog kroma i u medicini.

-Kromov(III)-sulfat (Cr2(SO4)3) dolazi u obliku želatinoznih tamnozelenih listića koji se otapaju u vodi samo u prisutnosti nekog jačeg redukcijskog sredstva. Iz vodene otopine kristalizira u obliku hidrata s devet ili osamnaest molekula vode (ljubičasti) i sa šest molekula vode (zeleni). Ako kristalizira iz otopina koje sadržavaju sulfate drugih metala (K+, Na+, Rb+), nastaju tamnoljubičasti kristali kromova alauna (MCr(SO4)2 x 12H2O).

-Kromna kiselina (H2CrO4) tekućina je žutocrvene boje, a nastaje otapanjem CrO3 u vodi. Postojana je samo u otopinama u kojima se nalazi u ravnoteži s dikromatnom kiselinom (H2Cr2O7). Uzrokuje akutna trovanja, naročito njeni anhidridi. Oštećuje bubrege, a količina od samo 0,6 g smrtonosna je. Upotrebljava se za pripravu močila i kupki za kromiranje.

-Kalijev dikromat (K2Cr2O7) kristal je narančastocrvene boje i nije higroskopan. Koristi se u fotografskoj industriji, u proizvodnji šibica i u analitičkoj kemiji.

-Kalijev kromat (K2CrO4) kristal je koji pri temperaturi 670°C mijenja boju u crvenu. Lako je topljiva u vodi, a upotrebljava se u industriji fotografskog materijala.

-Natrijev dikromat (Na2Cr2O7) kristal je narančastocrvene boje, lako se topi u vodi, a pri temperaturi 400°C raspada se uz otpuštanje kisika. Iz vodenih otopina kristalizira kao dihidrat. Tehnički je najvažniji kromov spoj i upotrebljava se kao sirovina za ostale tehnički važne spojeva kroma, kao snažno oksidacijsko sredstvo, kao katalizator ili nosilac katalizatora, kao štavilo u industriji kože, za površinsku obradu metala, impregnaciju drveta, itd.

-Natrijev kromat (Na2CrO4) kristal je žute boje koji iz vodenih otopina kristalizira u obliku hidrata s deset, šest ili četiri molekule vode. Upotrebljava se kao sredstvo pri bojenju tekstila i sredstvo za zaštitu od korozije.

-Amonijev tetratiocijanatodiamin kromat(III) (NH4[Cr(SCN)4(NH3)2] x H2O) sol je koja se upotrebljava u analitičkoj kemiji (Reineckeova sol).

 Početna za: KROM, Cr