Andrzej Widomski Katarzyna Miłkowska Maciej Młynarczyk CHROM Andrzej Widomski Katarzyna Miłkowska Maciej Młynarczyk

CHROM Plan prezentacji: 1. Wstęp. 2. Właściwości fizyczne oraz chemiczne chromu. 3. Chrom na różnych stopniach utlenienia. 4. Otrzymywanie chromu. 5. Stale chromowe. 6. Występowanie związków chromu w przyrodzie. 7. Stopy chromu. 8. Wykresy fazowe. 9. Zastosowanie chromu. 10. Podsumowanie.

CHROM Do grupy chromowców należą: Chrom - 24Cr Molibden - 42Mo występuje w przyrodzie głównie w postaci minerału chromitu FeO ∙ Cr2O3 lub FeCr2O4 Molibden - 42Mo występuje w przyrodzie jako dwusiarczek MoS2 w minerale zwanym molibdenem. Wolfram - 74W występuje w przyrodzie w postaci minerałów - szelitu CaWO4 i wolframitu (Fe,Mn)WO4.

CHROM WYSTĘPOWANIE: Zawartość chromu wynosi 0,0102% w dostępnych badaniom warstw kuli ziemskiej. Najważniejszymi minerałami i znanymi rudami chromu są: chromit, FeCr2O4 oraz krokoit, PbCrO4.

CHROM Własności fizyczne

CHROM Własności fizyczne *Błękitno - biały metal *Temperatura topnienia - 2130K *Odporny na korozję *Przewodniość cieplna : 93,7 W/(m*K) *Dwie odmiany alotropowe

Właściwości chemiczne średnio reaktywny w związkach chemicznych występują na +II, +III, +VI stopniu utlenienia

Chrom na różnych stopniach utlenienia stopień utlenienia II III VI przykład związku CrO Cr2O3 CrO3 Cr(OH)2 Cr(OH)3 CrO42 -,Cr2O72 - charakter chemiczny zasadowy amfoteryczny kwaśny własności miemetaliczne rosną własności utleniające Równania potwierdzające charakter chemiczny tlenków: CrO + 2 HCl → CrCl2 + H2O CrO + KOH – reakcja nie biegnie Cr2O3 + 6 HCl → 2 CrCl3 + 3 H2O Cr2O3 + 6 KOH + 3 H2O → 2 K3[Cr(OH)6] CrO3 + 2 KOH → K2CrO4 + H2O W środowisku kwaśnym trwałe są jony chromianowe (VI) CrO3 + HCl reakcja nie biegnie

Doświadczenia z chromem na różnych stopniach utlenienia III Cr2(SO4)3 Siarczan (VI) chromu (III) + NaOH III Cr(OH)3 ↓ Wodortlenek chromu (III) + NaOH + HCl III Na3[Cr(OH)6] lub NaCrO2 lub Na3CrO2 Chromian (III) sodu III CrCl3 Chlorek chromu (III) + H2O2 utleniacz + NaOH VI Na2CrO4 chromian (VI) sodu VI Na2Cr2O7 dichromian (VI) sodu + H2SO4 + reduktor + kwas III Cr2(SO4)3 siarczan (VI) chromu (III)

Otrzymywanie wodorotlenku chromu(III) Do roztworu siarczanu(VI) chromu(III) dodano kilka kropel roztworu wodorotlenku sodu Wytrącił się szaroniebieski osad wodorotlenku chromu(III) Zapis reakcji: Cr2(SO4)3 + 6 NaOH → 2 Cr(OH)3↓ + 3 Na2SO4

Reakcja wodorotlenku chromu(III) z wodorotlenkiem sodu i kwasem solnym Otrzymany w poprzednim doświadczeniu osad wodorotlenku chromu(III) podzielono na dwie probówki. Do probówki 1. dodano roztwór wodorotlenku sodu, a do probówki 2. roztwór kwasu solnego W probówce 1. osad znika, a ciecz przyjmuje zielone zabarwienie. To samo obserwuje się w probówce 2. Świadczy to o amfoterycznych właściwościach chromu na III stopniu utlenienia. W probówce 1. Cr(OH)3↓ + 3 NaOH → Na3CrO3 + 3 H2O W probówce 2. Cr(OH)3↓ + 3 HCl → CrCl3 + 3 H2O

Utlenianie chromu(III) nadtlenkiem wodoru w środowisku zasadowym Otrzymany w poprzednim doświadczeniu roztwór chromianu(III) sodu z alkalizowano roztworem wodorotlenku sodu i dodano kilka kropel roztworu nadtlenku wodoru. Roztwór zmienił zabarwienie z zielonego na żółty, co świadczy o powstaniu chromianu(VI) sodu. Zapis reakcji: 2 Na3CrO3 + 3 H2O2 → 2 Na2CrO4 + 2 NaOH + 2 H2O

Reakcja chromianu(VI) sodu z kwasem siarkowym(VI) Do otrzymanego w poprzednim doświadczeniu roztwór chromianu(VI) sodu dodano kilka kropel roztworu kwasu siarkowego(VI) Roztwór zmienił zabarwienie z żółtego na pomarańczowy, co świadczy o powstaniu dichromianu(VI) sodu. (nie jest to reakcja redoks !!!) Zapis reakcji: 2 Na2CrO4 + H2SO4 → Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O

Redukcja dichromianu(VI) sodu w środowisku kwasu siarkowego(VI) Otrzymany w poprzednim doświadczeniu roztwór dichromianu(VI) sodu zakwaszonego kwasem siarkowym(VI) dodano niewielką ilość stałego azotanu(III) potasu Roztwór zmienił zabarwienie z pomarańczowego na zielonogranatowy, co świadczy o powstaniu chromu na III stopniu utlenienia Zapis reakcji: Na2Cr2O7 + 4 H2SO4 + 3 KNO2 → Cr2(SO4)3 + 3 KNO3 + Na2SO4 + 4 H2O

CHROM Otrzymywanie chromowców sprowadza się do przerobienia rudy na tlenek, w przypadku chromu na Cr2O3.

CHROM 2FeCr2O4 + 4Na2CO3 + 7/2O2 → 4Na2CrO4 + Fe2O3 + 4CO2

CHROM Powstający chromian sodu jako dobrze rozpuszczalny zostaje oddzielony od nierozpuszczalnej pozostałości przez wyługowanie wodą.

CHROM Na2Cr2O7 + 2C → Cr2O3 + Na2CO3 + CO

CHROM Dalszą redukcję do metalu przeprowadza się na drodze aluminotermicznej (węgiel nie nadaje się do tego celu ze względu na to, że tworzy z wszystkimi chromowcami węgliki): Cr2O3 + 4Al → 2Cr + Al2O3

Stale chromowe CHROM Stale nierdzewne - 10,5% chromu Stal ferryczna Stal martenzytyczna Stal austenityczna Stal austenityczno - ferrytyczna

CHROM Podział stali nierdzewnych: / ze względu na skład chemiczny / - chromowe - chromowo – niklowe - chromowo – niklowe z dalszymi pierwiastkami stopowymi

Występowanie związków chromu w przyrodzie :

chromit –FeCr2O4

krokoit – PbCr2O4

uwarowit – Ca3Cr2(SiO4)3

CHROM Chrom jako dodatek stopowy: - powoduje rozdrobnienie ziarna - podwyższa hartowność stali - zwiększa wytrzymałość oraz ciągliwość stali - składnik uszlachetniający

CHROM Stopy chromu: * Żelazochrom HC FeCr ME FeCr LC FeCr * Krzemochrom

CHROM

CHROM

CHROM

CHROM

CHROM Zastosowanie chromu : *powłoki ochronne na innych metalach *składnik stali nierdzewnych *dietetyka *protetyka

CHROM Podsumowanie. DZIĘKUJEMY ZA UWAGĘ.