• Chrom

symbol	Cr
nazwa angielska	chromium
nazwa łacińska	chromium
grupa	6 (VI poboczna) - chromowce
liczba atomowa	24
masa atomowa	51,9961u
konfiguracja elektronowa	1s^22s^2p^6 3s^2p^6d^54s^1 Promocja*
występuje w postaci izotopów	^50Cr (4,31%), ^52Cr (83,72%), ^53Cr (9,55%), ^54Cr (2,38%)
temperatura topnienia	1857^oC = 2130 K
temperatura wrzenia	2673^oC = 2946 K
gęstość (20^oC, 1013,25hPa)	7,19g/cm^3
stopnie utlenienia w związkach	+2, +3, +4, +6
elektroujemność (Pauling)	1,6





*Promocja - proces samoczynnego przechodzenia elektronu lub elektronów z podpowłoki niższej energetycznie na wyższą, w celu całkowitego lub połowicznego zapełnienia podpowłoki.

• Nazwa pierwiastka pochodzi od greckiego chroma - barwa; jest związana z tworzeniem przez chrom różnych, intensywnie zabarwionych związków

• Pierwiastek został odkryty przez Louisa Nicholasa Vauquelina w 1797 r. i wyodrębniony rok później

• Bardzo twardy, krystaliczny, srebrzystoniebieski metal





_____Chrom to ważny składnik stopów. Jest zawarty w stali sprężynowej, stalach nierdzewnych, np. niklowo-chromowej, i stali kwasoodpornej. Stopy żelaza z niklem i chromem o różnym składzie należą do najważniejszych metali nowoczesnej techniki. Różne pospolite metale powleczone chromem nabierają silnego połysku i odporności na korozję.
_____Tlenek chromu (III), pospolity zielony pigment, zajmuje dziewiąte miejsce wśród związków najbardziej rozpowszechnionych w skorupie ziemskiej. Zielona barwa tlenku nie zawsze jest widoczna, maskuje ją bowiem obecność w minerałach chromu związków innych pierwiastków.

W przyrodzie chrom występuje prawie wyłącznie w postaci związków z tlenem i tworzy wiele minerałów, z których najważniejsze to: chromit FeCr₂O₄, krokoit PbCrO₄ i ochra chromowa Cr₂O₃.

• Właściwości

_____Chrom rozpoczyna grupę VIB (6) pierwiastków układu okresowego. Przypomina, jeżeli chodzi o różne właściwości i zastosowanie praktyczne, tytan (Ti) i awanad (V), poprzedzające chrom w układzie okresowym. Czysty chrom ma barwę srebrzystoniebieską. Jest twardy, kruchy i odporny na korozję w normalnych temperaturach
_____Znane są dwie odmiany alotropowe* chromu. Najpospolitsza - trwała w temperaturze pokojowej - ma strukturę regularną, przestrzennie centrowaną. Druga odmiana, trwała powyżej temp. 1850°C, ma zwartą strukturę heksagonalną.

*Alotropia - jest to zjawisko polegające na występowaniu różnych odmian (różniących się właściwościami) tego samego pierwiastka.

Chrom jest metalem mało aktywnym chemicznie w temperaturze pokojowej. W wysokiej temperaturze reaguje z tlenem, wodorem, azotem, węglem i parą wodną. Z powietrzem w temperaturze pokojowej nie reaguje - silnie podgrzany pokrywa się warstwą tlenku. Łatwo rozpuszcza się w kwasie siarkowym i solnym już na zimno. Łatwo ulega pasywacji* w reakcji z kwasem azotowym (V). W małym stopniu ulega działaniu wody królewskiej**. Metal ten występuje na +2, +3 i +6 stopniu utlenienia. Tlenek chromu (III) Cr₂O₃ wykazuje charakter amfoteryczny.***

*Pasywacja - Proces przeprowadzania substancji w stan pasywny czyli stan, w którym jest ona odporna na działanie czynników chemicznych. Wiele metali pod wpływem czynników utleniających pokrywa się bardzo cienką warstewką pasywnych tlenków, co uodparnia je na działanie kwasów i innych czynników korodujących

**Woda królewska - to mieszanina stężonych kwasów: solnego i azotowego w stosunku objętościowym 3 : 1; jest silnym utleniaczem. Rozpuszcza złoto, a także inne metale szlachetne takie, jak: platyna, iryd, ruten oraz inne odporne chemicznie (cyrkon, hafn, molibden). Odporne na jej działanie są rod i wolfram.

***Substancja amfoteryczna - pierwiastek lub związek chemiczny, który a zdolność do wykazywania własności zarówno zasadowych jak i kwasowych

• Otrzymywanie

Przemysłowa metoda otrzymywania chromu polega na redukcji jego tlenku przez ogrzewanie rudy chromu z krzemem lub glinem. W wyniku tego powstaje żelazokrzem lub żelazoaluminium i wolny chrom. Metal można oczyścić przez elektrolizę*.

*Elektroliza - zespół reakcji biegnących wskutek przepływu prądu stałego z zewnętrznego źródła prądu przez roztwór elektrolitu lub stopiony elektrolit. Na granicy faz elektroda - elektrolit biegną reakcje utleniania (na anodzie) i redukcji (na katodzie) jonów elektrolitów, związków chemicznych rozpuszczonych w roztworze.

Chrom otrzymuje się z rudy chromitowej przez jej prażenie w obecności węglanu sodu, wymywanie wodą powstałego chromianu sodu, przeprowadzenie go w dwuchromian (przez zakwaszenie środowiska) i redukcji tak powstałego związku do tlenku chromu (III) Cr₂O₃. Dalszą redukcję do wolnego chromu przeprowadza się w procesie aluminotermii*:
    Cr₂O₃+ 2Al  2Cr+ Al₂O₃

*Aluminotermia - proces metalurgiczny polegający na redukcji tlenków metali sproszkowanym aluminium; podczas procesu, w wyniku utleniania aluminium, wydzielają się znaczne ilości ciepła, co powoduje wzrost temperatury (do 3000°C)

• Związki

Chrom tworzy związki na stopniach utlenienia II, III i VI. Odpowiadają temu jony chromu Cr²⁺, Cr³⁺ i Cr⁶⁺. Istnieją następujące tlenki chromu:

Charakter chemiczny chromu wraz ze wzrostem stopnia utlenienia zmienia się podobnie jak w przypadku manganu.

Na +II stopniu utlenienia - właściwości metaliczne (Cr²⁺)

Na +III stopniu utlenienia - właściwości amfoteryczne

Na +VI stopniu - właściwości niemetaliczne

Tlenek chromu (II), CrO	Cr^2+ + O^2- ---> CrO - zasadowy
Tlenek chromu (III), Cr2O3	2Cr^3+ + 3O^2- ---> Cr2O3 - amfoteryczny
Tlenek chromu (VI), CrO3	Cr^6+ + 3O2^2- ---> CrO3 - kwasowy

Równania potwierdzające charakter chemiczny:

Charakter zasadowy CrO:

CrO + 2HCl  CrCl₂ + H₂O

Charakter amfoteryczny Cr₂O₃:

Cr₂O₃ +6HCl  2CrCl₃ + 3H₂O

Cr₂O₃ + 2KOH + 3H₂O  2KCr(OH)₄

Charakter kwasowy CrO₃:

CrO₃ + 2KOH  K₂CrO₄ + H₂O

Fluorowce tworzą jonowe związki z chromem, np.:

chlorek chromu (II), CrCl2	Cr^2+ + 2Cl^- ---> CrCl2
Fluorek chromu (III), CrF^3	Cr^3+ + 3F^- ---> CrF3

Chromian ołowiu, PbCrO₄, stosowany jako żółty pigment, otrzymuje się zwykle z minerału krokoitu; można go również otrzymać w laboratorium w wyniku reakcji między związkiem ołowiu a chromianem sodu, Na₂CrO₄.
Tlenek chromu (III), Cr₂O₃, jest najlepiej znany jako pigment - zieleń chromowa. Zajmuje on dziewiąte miejsce wśród związków najbardziej rozpowszechnionych w skorupie ziemskiej.

Wodorotlenek chromu (III) - Cr(OH)₃ jest trudno rozpuszczalny i może być otrzymany w formie osadu z roztworów zawierających kationy Cr³⁺. W reakcji z kwasami zachowuje się jak zasada: Cr(OH)₃ + H⁺  Cr³⁺ + 3H₂O

Na stopniu utlenienia + VI chrom tworzy kwasowy tlenek CrO₃, kwas chromowy H₂CrO₄ oraz sole: chromiany M₂CrO₄ i dichromiany M₂Cr₂O₇ ( gdzie M to kation jednododatni)

Wszystkie związki chromu + VI w środowisku kwaśnym są silnymi utleniaczami, w obecności reduktorów: Fe²⁺, Sn²⁺, S^2-, I^-, redukują się do związków chromu + III.

np. Cr₂O₇ ^2- + 6 Fe²⁺ + 14H⁺ 2 Cr³⁺ +6 Fe³⁺ + 7H₂O

Silne utleniacze utleniają chrom +3 do +6 (żółte chromiany CrO₄^2- przechodzące pod wpływem zakwaszenia w pomarańczowe dichromiany Cr₂O₇^2-).*

2CrO₄^2- + 2H⁺ ↔ Cr₂O₇^2- + H₂O Cr₂O₇^2- + 2OH^- ↔ 2CrO₄²⁺ + H₂O

*Reguła przekory - jeżeli układ będący w stanie równowagi poddamy działaniu bodźca zewnętrznego (tj. zmiana stężenia reagentów, zmiana ciśnienia lub temperatury), to w układzie tym zajdą takie przemiany, które działanie tego bodźca zmniejszą.

Związki chromu 6+ są dość silnymi utleniaczami, szczególnie roztwór dwuchromianu potasu w stężonym kwasie siarkowym, tzw. chromianka używana do mycia szczególnie zabrudzonego szkła laboratoryjnego (ze względu na toksyczność zostało zakazane jej używanie).

• Izotopy

Występujący w przyrodzie chrom stanowi mieszaninę czterech różnych izotopów; żaden z nich nie jest promieniotwórczy. Wszystkie sztucznie otrzymane izotopy są promieniotwórcze i nie mają większego znaczenia praktycznego.

Izotop

^45Cr

^46Cr

^47Cr

^48Cr

^49Cr

^50Cr

^51Cr

^52Cr

^53Cr

^54Cr

^55Cr

^56Cr

^57Cr

Rozpowszechnienie w przyrodzie

_____

_____

_____

_____

_____

4,35%

_____

83,79%

9,50%

2,36%

_____

_____

_____

Okres połowicznego zaniku

50ms

260ms

460ms

21,6h

42,1min

_____

27,7 dni

_____

_____

_____

3,5min

5,9min

21s

Typ rozpadu

ß^+, p

ß^+

ß^+

w. e.

ß^+

_____

w. e.

_____

_____

_____

ß^-

ß^-

ß^-

---