Реферат: Исследование свойств хрома и его соединений - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Исследование свойств хрома и его соединений

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 198 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

30 Министерство образования Российской Федерации ГИМНАЗИЯ № 1 Кафед ра Химии ТВОРЧЕСКАЯ РАБОТА Исследование свойств хрома и его соединений Пояснительная записка Руководитель Г.И . Астахова Выполнил ученик 9 "В " класса Б.А.Кулаев Красноярск , 2001 г. Содержание Содержание 2 Введение 3 1.Исторические сведения 4 2. Хром в природе 6 3. Свойства хрома . Теоретическая часть 7 3.1 Общие сведения 7 3.2 Физические свойства 8 3.4 Соединения хрома 12 3.4.1 Оксиды 12 3.4.2 Гидроксиды 13 3.4.3 Кислоты 13 3.4.4 Соли 14 4. Свойства хрома . Экспериментальная часть 14 4.1 Опыт № 1. Получение оксида хрома (III) 14 4.2 Опыт № 2. Исследование свойств оксида хрома ( III) 15 4.3 Опыт № 3.Окислительные свойства солей хрома (VI) 16 4.4 Оп ыт № 4. Исследование свойств солей хрома (VI) 16 4.5 Опыт № 5. Переход хромата в бихромат и обратно 17 4.6 Опыт № 6. Получение малорастворимых солей хромовых кислот 17 4.7 Опыт № 7. Получение гидроксида хрома 18 5. Применение хрома 18 5.1 Хромирование 20 5.2 Сплавы 22 6. Экологические проблемы 24 Заключение 26 Литература 27 Приложение А 28 Введение Хром и его соединения активно используются в промышленном производстве , особенно в металлургии , химической , огнеупорной промышленности . Област ь его применения достаточно широка , поэтому углубленное изучение свойств хрома является необходимым дополнением к соответствующим разделам школьной программе по химии , тем более , что в учебнике этот материал , по-моему , незаслуженно отсутствует. Данная рабо та посвящена изучению основных физических и химических свойств хрома и его соединений , позволяет оценить важность этого химического элемента. 1. Исторические сведения В 1766 году петербургский профессор химии И.Г.Леман описал новый минерал , найденный на Урале на Березовском руднике , в 15 километрах от Екатеринбурга . Обрабатывая камень соляной кислотой , Леман получ ил изумрудно-зеленый раствор , а в образовавшемся белом осадке обнаружил свинец . Спустя несколько лет , в 1770 году , Березовские рудники описал академик П.С.Паллас . “Березовские копи , - писал он , - состоят из четырех рудников , которые разрабатываются с 1752 года . В них наряду с золотом добываются серебро и свинцовые руды , а также находят замечательный красный свинцовый минерал , который не был обнаружен больше ни в одном другом руднике России . Эта свинцовая руда бывает разного цвета (иногда похожего на цвет к и новари ), тяжелая и полупрозрачная ... Иногда маленькие неправильные пирамидки этого минерала бывают вкраплены в ква рц подобно маленьким рубинам . При размельчении в порошок она дает красивую желтую краску...” . Минерал был назван “си бирским красным свинцом” . Впоследствии за ним закрепилось название “крокоит”. Образец этого минерала был в конце XVIII века привезен Палласом в Париж . Крокоитом заинтересовался известный французский химик Луи Никола Воклен . В 1796 году он подверг минерал х имическому анализу . “Все образцы этого вещества , которые имеются в нескольких минералогических кабинетах Европы , - писал Воклен в своем отчете , - были получены из этого (Березовского ) золотого рудника . Раньше рудник был очень богат этим минералом , однако г оворят , что несколько лет назад запасы минерала в руднике истощились и теперь этот минерал покупают на вес золота , в особенности , если он желтый . Образцы минерала , не имеющие правильных очертаний или расколотые на кусочки , годятся для использования их в ж и вописи , где они ценятся за свою желто-оранжевую окраску , не изменяющуюся на воздухе ... Красивый красный цвет , прозрачность и кристаллическая форма сибирского красного минерала заставила минералогов заинтересоваться его природой и местом , где он был найден ; большой удельный вес и сопутствующая ему свинцовая руда , естественно , заставляли предполагать о наличии свинца в этом минерале...” В 1797 году Воклен повторил анализ . Растертый в порошок крокоит он поместил в раствор углекислого калия и прокипятил . В резу льтате опыта ученый получил углекислый свинец и желтый раствор , в котором содержалась калиевая соль неизвестной тогда кислоты . При добавлении к раствору ртутной соли образовывался красный осадок , после реакции со свинцовой солью появлялся желтый осадок , а введение хлористого олова окрашивало раствор в зеленый цвет . После осаждения соляной кислотой свинца Воклен выпарил фильтрат , а выделившиеся красные кристаллы (это был оксид шестивалентного хрома ) смешал с углем , поместил в графитовый тигель и нагрел до в ы сокой температуры . Когда опыт был закончен , ученый обнаружил в тигле множество серых сросшихся металлических иголок , весивших в 3 раза меньше , чем исходное вещество . Так впервые был выделен новый элемент . Один из друзей Воклена предложил ему назвать элеме н т хромом (по-гречески “хрома” - окраска ) из-за яркого разнообразного цвета его соединений . Сначала Воклену не понравилось предложенное название , поскольку открытый им металл имел скромную серую окраску и как будто не оправдывал своего имени . Но друзья все же сумели уговорить Воклена и , после того как французская Академия наук по всей форме зарегистрировала его открытие , химики всего мира внесли слово “хром” в списки известных науке элементов. В 1854 году удалось получить чистый металлический хром электролиз ом водных растворов хлорида хрома . В металлургии , где расход хрома для легирования сталей очень велик , используют не сам хром , а его сплав с железом - феррохром . Впервые феррохром был получен в 1820 году восстановлением смеси оксидов железа и хрома древесн ым углем в тигле . В 1865 году был выдан первый патент на хромистую сталь. 2. Хром в природе Среднее содержание хрома в земной коре 83 г /т , по массе содержание хрома в земной коре составляет 0,035%, в воде морей и океанов 2 10 -5 мг /л . Мировые подтвержденные запасы хромовых руд составляют 1,8 млрд . т . Более 60% сосредоточено в ЮАР . Крупными запасами обладают Зимбабве , Казахст ан Турция , Индия , Бразилия . Руды хрома имеются в Новой Каледонии , на Кубе , в Греции , Югославии . В то же время такие промышленные страны , как Англия , Франция , ФРГ , Италия , Швеция , совершенно лишены хромового сырья , а США и Канада располагают лишь очень бед н ыми рудами [1]. Запасы хромовых руд России сосредоточены главным образом в группе Сарановских месторождений (Верблюжьегорское , Алапаевское , Халиловское и др .) на Урале (Пермская область ) и составляют 6,4 млн . т . (0,36% от мировых запасов ). Добыча хромовых руд в мире составляет около 12 млн . т . в год , в том числе 108 тыс . т . в России . Главные производители товарной хромовой руды - ЮАР , Казахстан , на долю которых приходится более 60% добычи сырья ежегодно . В Красноярском крае месторождения хрома отсутствуют . Но на правом берегу р.Енисей , в устье р.Березовой (к югу от устья р . Подкаменная Тунгуска ) есть рудопроявление с выходом пород 1,5 4 м , возраст пород оценивается в 500 млн . лет . Содержание чистого хрома в руде порядка 42% . По содержанию Cr 2 O 3 хромовые руды подразделяются на очень богатые (более 65%), богатые (65-52%), средние (52-45%), бедные (45-30%), убогие (30-10%). Руды , содержащие более 45% Cr 2 O 3 не требуют обогащения. Показатель Донской ГОК (Казахстан ) Сарановская шахта (Россия , Пермская обл .) Рудопроявление в Красноярском крае Содержание Cr 2 O 3 в исходной руде , % 46,6 39,1 62 3. Свойства хрома . Теоретическая часть 3.1 Об щие сведения Хром Cr - химический элемент V I группы периодической системы Менделеева , атомный номер 24, атомная масса 51,996, радиус атома 0,0125, радиусы ионов Cr 2+ - 0,0084; Cr 3+ - 0,0064; Cr 4+ - 6,0056. Имеет четыре стабильных изотопа с атомными массами 50, 52, 53, 54, распространен ность которых в природе составляет 4,35%, 83,79%, 9,50%, 2,36%. Обычно хром проявляет степени окисления +2, +3, +6 ( валентности II , III , VI соответственно ) [ 4 ] . Рисунок 1- Структура атома хрома Рисунок 2-Распределение электронов по энергетическим уровням 3.2 Физические свойства Хром - твердый , довольно тяжелый , пластичный , ковкий металл серо-стального цвета , плавится при 1 878 22 0 С , кипит при 2469 0 С [2]. Ничтожные примеси кислорода , азота , углерода резко изменяют физические свойства хрома , в частности он становится хрупким . Получить хром без этих примесей очень трудно . Устойчи в к коррозии на воздухе и в воде. Структура кристаллической решетки объемноцентрированная кубическая . Хром обладает всеми характерными свойствами металлов - хорошо проводит тепло , почти не оказывает сопротивления электрическому току , имее т присущий большинству металлов блеск . Любопытна одна особенность хрома : при температуре около 37°С многие его физические свойства резко , скачкообразно меняются . В этой температурной точке внутреннее трение хрома достигае т максимума , а модуль упругости падает до минимальных значений . Так же внезапно изменяются электропроводность , коэффициент линейного расширения , термоэлектродвижущая сила . Пока ученые не могут достоверно объяснить эту аномалию. Таблица 1- Физические свойства хрома Параметр Значение Плотность при 20 0 C 7,19 г /см 3 Температура плавления 1878 22 0 С Температура кипения 2469-2480 0 C Теплота парообразования 344,4 кДж /Моль Теплопровод ность 93,7 Вт /(м К ) Температурный коэффициент линейного расширения 6,2 10 -6 Удельное электрическое сопротивление 12,7 10 -8 Ом м Твердость по Бринеллю 687 МПа Удельная магнитная восприимчивость +4,45 10 -8 м /кг 3 3.3 Химические свойства При небольших температурах хром химически мало активен (взаимодействует только с фтором ). Выше 600 0 C взаимодействует с галогенами , серой , азотом , кремнием , бором , углеродом , кислородом . Взаим одействие с кислородом протекает сначала довольно активно , затем , однако , резко замедляется , так как поверхность покрывается тонкой чрезвычайно устойчивой пленкой , препятствующему дальнейшему окислению . Это явление называется пассивированием . При 1200 0 C пл енка начинает разрушаться , окисление снова идет быстро . При 2000 0 C хром воспламеняется в кислороде с образованием темно-зеленого оксида Cr 2 O 3 . Хром пассивируется холодными концентрированными H 2 SO 4 и HNO 3 , однако при сильном нагрев ании он растворяется в этих кислотах [3]: 2Cr + 6H 2 SO 4( конц .) = Cr 2 ( SO 4 ) 3 + 3 SO 2 + 6 H 2 O Cr + 6 HNO 3( конц .) = Cr ( NO 3 ) 3 + 3 NO 2 + 3H 2 O Хром растворяется в разбавленных сильных кислотах ( HCl и H 2 SO 4 ). В этих случаях в отсутствии воздуха образуются соли Cr 2+ , а на воздухе - соли Cr 3+ : Cr + 2 HCl = CrCl 2 + H 2 4 Cr + 12 HCl +3 O 2 = 4 CrCl 3 + 6 H 2 O Нерастворим в H 3 PO 4 , HClO 4 благодаря образованию защитной пленки. Таблица 2- Основные химические реакции чистого хрома Хром реагирует 0… 600 0 С 600… 1200 0 С 1200… 2000 0 С 1. со фтором 2Cr 0 + 3F 2 0 = 2Cr +3 F 3 - 1. с галогенами : 2 Cr 0 + 3 Cl 2 0 2 Cr +3 Cl 3 - 1. с кислородом : 4 Cr + 3 O 2 2 Cr 2 O 3 2. с серой : 2Cr 0 + 3S 0 Cr 2 +2 S 3 -2 3. с азотом : 2 Cr 0 + N 2 0 2 Cr +3 N -3 4. с кремнием : 4 Cr 0 + 3 Si 0 Cr 4 +3 Si 3 -4 5. с бором Cr 0 + B 0 Cr +3 B -3 6. с углеродом 4 Cr 0 + 3С 0 Cr 4 +3 C 3 -4 7. с кислородом : 4 Cr 0 + 3 O 2 0 = 2 Cr 2 +3 O 3 -2 8. с серной кислотой : 2Cr 0 + 6H 2 + SO 4 -2 = Cr 2 +3 (SO 4 ) 3 -2 + 3S -2 O 2 +6H 2 O 3.4 Соединения хрома 3.4.1 Оксиды Оксид хрома ( II ) CrO (основной ) - сильный восстановитель , чрезвычайно неустойчив в присутствии влаги и кис лорода . Практического значения не имеет . Оксид хрома ( III ) Cr 2 O 3 (амфотерный ) устойчив на воздухе и в растворах . Cr 2 O 3 + H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4 ) 3 + H 2 O Cr 2 O 3 + 2NaOH = Na 2 CrO 4 + H 2 O Образуется при нагревании некоторых соединений хрома ( VI ), например : 4CrO 3 2Cr 2 O 3 + 3 О 2 (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O 4Cr + 3O 2 2Cr 2 O 3 Оксид хрома ( III ) используется для восстановления металлического хрома невысокой чистоты с помощью алюминия (алюминотермия ) или кремния (силикотермия ): Cr 2 O 3 +2Al = Al 2 O 3 +2Cr 2Cr 2 O 3 + 3Si = 3SiO 3 + 4Cr Оксид хрома ( VI ) CrO 3 (кислотный ) - темно малиновые игольчатые кристаллы . П олучают действием избытка концентрированной H 2 SO 4 на насыщенный водный раствор б ихромата калия : K 2 Cr 2 O 7 + 2 H 2 SO 4 = 2 CrO 3 + 2 KHSO 4 + H 2 O Оксид хрома (VI) - сильный окислитель , одно из самых токсичных соединений хрома. При растворении CrO 3 в воде образуется хромовая кислота H 2 CrO 4 CrO 3 + H 2 O = H 2 CrO 4 Кислотный оксид хрома , ре агируя со щелочами , образует желтые хроматы CrO 4 2- . CrO 3 + 2 KOH = K 2 CrO 4 + H 2 O 3.4.2 Гидроксиды Гидроксид хрома (III) обладает амфотерными свойствами , раствор яясь как в кислотах (ведет себя как основание ): 2Cr(OH) 3 + 3H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4 ) 3 + 6H 2 O так и в щелочах (ведет себя как кислота ): Cr(OH) 3 + KOH = K[Cr(OH) 4 ] Cr ( OH ) 3 + NaOH = NaCrO 2 + 2 H 2 O При прокаливании гидроксида хрома (III) образуется оксид хрома (III) Cr 2 O 3 . 2 Cr ( OH ) 3 Cr 2 O 3 + 3 H 2 O Нерастворим в воде. 3.4.3 Кислот ы Кислоты хрома , отвечающие его степени окисления +6 и различающиеся соотношением числа молекул CrO 3 и H 2 O , существуют только в виде растворов . При растворении кислотного оксида CrO 3 , образуется монохромовая кислота (просто хромовая ) H 2 CrO 4 . CrO 3 + H 2 O = H 2 CrO 4 Подкисление раствора или увеличение в нем CrO 3 приводит к кислотам общей формулы n CrO 3 H 2 O при n =2, 3, 4 это , соответственно , ди , три , тетрохромовые кислоты . Самая сильная из них - дихромовая , то есть H 2 Cr 2 O 7 . Хромовые кислоты и их соли - сильные окислители и ядовиты. 3.4.4 Соли Различают два вид а солей : хромиты и хроматы Хромитами с общей формулой RCrO 2 называются соли хромистой кислоты HCrO 2 . Cr ( OH ) 3 + NaOH = NaCrO 2 + 2 H 2 O Хромиты обладают различной окраской - от темно коричневой до совершенно черной и обычно встречают ся в виде сплошных массивов . Хромит мягче многих других минералов , температура плавления хромита зависит от его состава 1545-1730 0 С . Хромит имеет металлический блеск и почти нерастворим в кислотах. Хроматы - соли хромовых кислот . Соли монохромовой кислоты H 2 CrO 4 называют монохроматами (хроматы ) R 2 CrO 4 , соли дихромовой кислоты H 2 Cr 2 O 7 дихроматы (бихроматы ) - R 2 Cr 2 O 7 . Монохроматы обычно окрашены в желтый цвет . Они устойчивы только в щелочной среде , а при подкислении превращаются в оранжево-красные бихроматы : 2Na 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = Na 2 Cr 2 O 7 + Na 2 SO 4 + H 2 O 4. Свойства хрома . Экспериментальная часть 4.1 Опыт № 1. Получение оксида хр ома ( III ) Приборы и реактивы : асбестированная сетка ; спички ; бихромат аммония ( NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 (измельченный ). Выполнение опыта . Расстилаю большой лист бумаги , на который кладу асбестированную сетку . Тон ко измельченный бихромат аммония насыпаю в виде горки . До бихромата аммония дотрагиваюсь зажженной спичкой. Начинается разложение бихромата , которое протекает с выделением тепла и постепенно захватывает все большие и большие количества соли . В конце реакци я идет все более бурно - появляются искры , пламя , летит рыхлый и легкий пепел - типичное извержение вулкана в миниатюре . Образовалось большое количество рыхлого темно-зеленого вещества. Вывод : оксид хрома ( III ) Cr 2 O 3 получается путем нагревания бихромата а ммония : ( NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 Cr 2 O 3 + N 2 +4 H 2 O 4.2 Опыт № 2 . Исследование свойств оксида хрома ( III ) Приборы и реактивы : колба ; вода H 2 O ; оксид хрома ( III ) Cr 2 O 3 ; серная кислота Выполнение опыта . Добавляю полученный зеленый порошок оксида хрома ( III ) сначала в колбу с водой Cr 2 O 3 + 3 H 2 O = 2 Cr ( OH ) 3 затем в колб у с серной кислотой Cr 2 O 3 + 3 H 2 SO 4 = Cr 2 ( SO 4 ) 3 + 3 H 2 O Наблюдаю растворение оксида в обоих колбах. Вывод : Оксид хрома растворяется в воде и в кислотах. 4.3 Опыт № 3. Окислительные с войства солей хрома ( VI ) Приборы и реактивы : раствор бихромата калия K 2 Cr 2 O 7 ; раствор сульфита натрия Na 2 SO 3 ; серная кислота H 2 SO 4 . Выполнение опыта . К раствору K 2 Cr 2 O 7 , подкисленному серной кислотой , добавляю раствор Na 2 SO 4 . Наблюдаю изменения окраски. Оранжевый раствор стал зелено - фиолетовым. Вывод : В кислой среде хром восстанавливается сульфитом натрия от хрома ( VI ) до хрома ( III ): K 2 Cr 2 O 7 + 3Na 2 SO 3 + 4H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + 3Na 2 SO 4 + 4H 2 O 4.4 Опыт № 4 . Исследование свойств солей хрома ( VI ) Приборы и реактивы : концентрированный раствор бихромата калия K 2 Cr 2 O 7 ; концентрированная соляная кислота HC l Выполнение опыта . К концентрированному раствору бихромата калия K 2 Cr 2 O 7 добавляю концентрированную соляную кислоту HCl . При нагревании наблюдается выделение резкого хлорного запаха , от которого жжет нос и горло. Вывод : Так как все соединения хрома ( VI ) я вляются сильными окислителями , то при реакции с соляной кислотой : K 2 Cr 2 O 7 + 14HCl 3Cl 2 + 2CrCl 3 + 2KCl + 7H 2 O происходит восстановление хлора : 2 Cl - -2 Cl 2 0 4.5 Опыт № 5 . Переход хромата в бихромат и обратно Приборы и реактивы : раствор хромата калия K 2 CrO 4 , раствор бих ромата калия K 2 Cr 2 O 7 , серная кислота , гидроксид натрия. Выполнение опыта . К раствору хромата калия добавляю серную кислоту , в результате происходит изменение окраски раствора из желтого в оранжевый. 2 K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O К раствору бихром ата калия добавляю щелочь , в результате происходит изменение окраски раствора из оранжевого в желтый. K 2 Cr 2 O 7 + 4 NaOH = 2 Na 2 CrO 4 + 2 KOH + H 2 O Вывод : В кислой среде хроматы неустойчивы , ион CrO 4 2- желтого цвета превращается в ион Cr 2 O 7 2- оранжевого цвета , а в щелочной среде эта реакция протекает в обратном направлении 2 CrO 4 2- + 2 H + кислая среда щелочная среда Cr 2 O 7 2- + H 2 O . 4.6 Опыт № 6 . Получение малорастворимых солей хромовых кислот Приборы и реактивы : раствор хромата калия K 2 CrO 4 , раствор бихромата калия K 2 Cr 2 O 7 , раствор нитрата серебра AgNO 3 . Выполнение опыта . Наливаю в одну пробирку раствор хрома та калия , в другую - раствор бихромата калия , и добавляю в обе пробирки раствор нитрата серебра , в обоих случаях наблюдаю образование красно-бурого осадка . K 2 CrO 4 + 2AgNO 3 = Ag 2 CrO 4 + 2KNO 3 K 2 Cr 2 O 7 + AgNO 3 Ag 2 CrO 4 + KNO 3 Вывод : Растворимые соли хрома при взаимодействии с нитратом серебра образуют нерастворимый осадок 4.7 Опыт № 7 . Получение гидроксида хрома Приборы и реактивы : раствор соли хрома ( III ) CrCl 3 , едкий натр (гидроксид натрия ) NaOH . Выполнение опыта. В пробирку с раствором хлорида хрома ( III ) по каплям добавляю раствор едкого натра до образования серо-зеленого осадка. Вывод : Гидроксид хрома Cr ( OH ) 3 получается при действии на соль трехвалентного хрома щелочью : CrCl 3 + 3 NaOH = Cr ( OH ) 3 + 3 NaCl 5. Применение хрома Основная часть добываемой в мире хромистой руды поступает сегодня на ферросплавные заводы , где выплавляются различные сорта феррохрома и металлического хрома. Хромиты широко используют в огнеупорной промышленности для изготовления огнеупорного хромитового и хромомагнезитового кирпича . Такой кирпич химически пассивен , устойчив при температурах выше 2200 0 С , хорошо выдерживает резкие колебания температур . Магнезитохромитовый кирпич - отличный огнеупорный материал для футеровки (защитной внутренней облицовки ) мартеновских печей и других металлургических агрегатов . Своды из хромомагнезитового кирпича выдерживают вдвое больше плавок , чем своды из упорного кварцевого материала . Химики используют хромиты для получения бихроматов калия и натрия , а также хромовых квасцов , которые применяются для дубления кожи , придающего ей красивый блеск и прочность . Такую кожу называют “хромом” , а сапоги из нее “хромовыми” . Растворимые в воде хроматы натрия и кали я применяются в текстильном и кожевенном производстве , как консерванты древесины (они уничтожают древесные грибки ). Хромовая смесь - сернокислый раствор бихромата калия или натрия используется для мытья химической посуды в лабораториях . Наиболее часто прим еняется раствор содержащей по массе приблизительно 12 частей K 2 Cr 2 O 7 , 70 частей воды и 22 части H 2 SO 4 . Как бы оправдывая свое название , хром принимает деятельное участие в производстве красителей для стекольной , керамической , текстильной промышленности . Не растворимые хроматы некоторых металлов ( PbCrO 4 , ZnCrO 4 , SrCrO 4 ) - прекрасные художественные краски . Богатством оттенков - от розово-красного до фиолетового славится SnCrO 4 , используемый в живописи по фарфору. В мире драгоценных камней рубину принадлежит вт орое место после алмаза . Технология получения искусственного рубина заключается в следующем : в оксид алюминия Al 2 O 3 вводят дозированную добавку оксида хрома ( III ), - ему-то и обязаны рубиновые кристаллы своим чарующим цветом . Но искусственные рубины ценятс я не только за свои “внешние данные” : рожденный с их помощью лазерный луч способен буквально творить чудеса . Оксид хрома ( III ) позволил тракторостроителям значительно сократить сроки обкатки двигателей . Обычно эта операция , во время которой все трущиеся д етали должны “привыкнуть” друг к другу , продолжалась довольно долго и это , конечно , не очень устраивало работников тракторных заводов . Выход из положения был найден , когда удалось разработать новую топливную присадку , в состав которой вошел оксид хрома ( II I ). Секрет действия присадки прост : при сгорании топлива образуются мельчайшие абразивные частицы оксида хрома ( III ), которые , оседая на внутренних стенках цилиндров и других подвергающихся трению поверхностях , быстро ликвидируют шероховатости , полируют и плотно подгоняют детали . Эта присадка в сочетании с новым сортом масла позволила в 30 раз сократить продолжительность обкатки. Замена в рабочем слое магнитофонной пленки оксида железа на частицы оксида хрома ( III ) позволила резко улучшить качество звучания , пленка стала надежнее в работе . Фотоматериалы и лекарства , катализаторы для химических процессов и металлические покрытия - всюду хром оказывается “при деле” . О хромовых покрытиях следует рассказать подробнее. 5.1 Хром и рование Давно было замечено , что хром не только отличается большой твердостью (в этом отношении у него нет конкурентов среди металлов ), но и хорошо сопротивляетс я окислению на воздухе , не взаимодействует с кислотами . Тонкий слой этого металла попробовали электролитически осаждать на поверхность изделий из других материалов , чтобы предохранить их от коррозии , царапин и прочих “травм” . Однако хромовые покрытия оказ а лись пористыми , легко отслаивались и не оправдывали возлагаемых на них надежд. Почти три четверти века бились ученые над проблемой хромирования , и лишь в 20-х годах прошлого столетия проблема была решена . Причина неудач заключалась в том , что используемый при этом электролит содержал трехвалентный хром , который не мог создать нужное покрытие . А вот его шестивалентному “собрату” такая задача оказалась по плечу . С этого времени в качестве электролита начали применять хромовую кислоту - в ней валентность хром а равна 6. Толщина защитных покрытий (например , на некоторых наружных деталях автомобилей , мотоциклов , велосипедов ) составляет до 0,1 миллиметра . Но иногда хромовое покрытие используют в декоративных целях - для отделки часов , дверных ручек и других предме т ов , не подвергающихся серьезной опасности . В таких случаях на изделие наносят тончайший слой хрома (0,0002-0,0005 миллиметра ). Литовские химики разработали способ создания многослойной “кольчуги” для особо ответственных деталей . Тончайший верхний слой этог о покрытия (под микроскопом его поверхность и в самом деле напоминает кольчугу ) состоит из хрома : в процессе службы он первым “принимает огонь на себя” , но пока хром окисляется , проходят многие годы . Тем временем деталь спокойно несет свою ответственную с л ужбу. Хромированию подвергаются не только металлические детали , но и изделия из пластмасс . Подвергнутый испытаниям широко известный полимер - полистирол , “одетый” в хром , стал прочнее , для него оказались менее страшными такие известные “враги” конструкцион ных материалов , как истирание , изгиб , удар . Само собой разумеется , возрос срок службы деталей. Существует и другой способ хромирования - диффузионный , протекающий не в гальванических ваннах , а в печах . Первоначально стальную деталь помещали в порошок хрома и нагревали в восстановительной атмосфере до высоких температур . При этом на поверхности детали появлялся обогащенный хромом слой , по твердости и коррозионной стойкости значительно превосходящий сталь , из которой сделана деталь . Но при температуре пример н о 1000°С хромовый порошок спекается и , кроме того , на поверхности покрываемого металла образуются карбиды , препятствующие диффузии хрома в сталь . Пришлось подыскивать другой носитель хрома ; вместо порошка для этой цели начали использовать летучие галоидны е соли хрома - хлорид или иодид , что позволило снизить температуру процесса . Хлорид (или иодид ) хрома получают непосредственно в установке для хромирования , пропуская пары соответствующей галоидоводородной кислоты через порошкообразный хром или феррохром . О бразующийся газообразный хлорид обволакивает хромируемое изделие , и поверхностный слой насыщается хромом . Такое покрытие гораздо прочнее связано с основным материалом , чем гальваническое. 5.2 Сплавы Семейство хромовых сплавов весьма многочисленно. Таблица 3- Основные хромовые сплавы Название Хром Cr Железо Fe Никель Ni Алюминий Al Кобальт Co Вольфрам W Феррохром 65% 35 % Нихром 15-30% 70-85% Хромаль 17-30% 64-79% 4-6% Стеллит 20-25% 1-3% 45-60% 5-29% Феррохром - сплав хрома с железом , вводимый в жидкую сталь для ее легирования . Вводить хром в чистом виде в сталь очень затруднительно - он медленно ра створяются в жидком металле , так как температуры его плавления выше , чем у стали . У феррохрома же температура плавления такая же , как у стали , или ниже. Нихромы и хромали, устойчивы в интервале 1000-1300 0 C , обладают высоким электросопротивлением , использую тся для изготовления нагревателей в электрических печах сопротивления. Добавка к хромоникелевым сплавам кобальта и молибдена придает металлу способность переносить большие нагрузки при 650-900° С . Из этих сплавов делают , например , лопатки газовых турбин. С теллит очень твердый сплав , стоек против износа и коррозии ; применяется в металлообрабатывающей промышленности , для изготовления режущих инструментов. Комохром - сплав хрома , кобальта и молибдена безвреден для человеческого организма и поэтому используется в восстановительной хирургии. Хром входит в состав очень многих марок сталей . “Нержавейка” - сталь , отлично противостоящая коррозии и окислению , содержит примерно 17-19% хрома и 8-13% никеля . Но этой стали углерод вреден : карбид ообразующие “наклонности” хрома приводят к тому , что большие количества этого элемента связываются в карбиды , выделяющиеся на границах зерен стали , а сами зерна оказываются бедны хромом и не могут стойко обороняться против натиска кислот и кислорода . Поэт о му содержание углерода в нержавеющей стали должно быть минимальным (не более 0,1%). При высоких температурах сталь может покрываться “чешуей” окалины . В некоторых машинах детали нагреваются до сотен градусов . Чтобы сталь , из которой сделаны эти детали , не “страдала” окалинообразованием , в нее вводят 25-30% хрома . Такая сталь выдерживает температуры до 1000°С. Хромолибденовые стали используются для создания фюзеляжей самолетов . 6. Экологические проблемы (Влия ние геологоразведочных работ , добычи и переработки сырья на окружающую среду ) Хром относится к высоко токсичным веществам . Действие на живой организм солей хрома сопровождается раздражением кожи или слизистой о болочки , иногда с образованием язв . Поражают они главным образом верхние дыхательные пути , легкие и глаза . Оксиды хрома менее токсичны , чем чистый металл. Таблица 4-Предельно допустимые концентрации оксидов хрома CrO 3 Cr 2 O 3 Разовая в воздухе населенных мест , мг /м 3 0,01 1,0 Суточная в воздухе населенных мест мг /м 3 0,0015 - В воде для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водоснабжения , мг /л 0,1 1,0 В воде для рыбохозяйственных целей , мг /л 0,1 0,5 При проведении геологор азведочных работ на хромовые руды не требуются специальные меры по защите окружающей среды . При добыче хромовых руд для исключения попадания рудной пыли в воздух населенных пунктов следует выполнять ряд условий : соблюдение определенного расстояния от насе л енных пунктов , орошение дорог в карьерах и в складах добытой руды. Наиболее значительное нарушение окружающей среды связано с переработкой хромового сырья , при котором в воздух попадает значительное количество пыли при сухом долблении и сортировке . При мок ром обогащении сточные воды нуждаются в отчистке от хрома , его оксидов , что исключает сброс сточных вод в водоемы и требует строительства экранированных шламохранилищ. Заключение В данной работе рассмотрены основные вопросы изучения свойств хрома - химического элемента VI группы периодической системы Менделеева. В первых двух разделах реферата кратко изложены факты открытия и дальнейше го использования хрома , указана особенность распространения хрома в природных месторождениях : хром никогда не встречается в несвязанном состоянии. Далее рассмотрены физические свойства хрома . Отмечены аномальные изменения физическ их свойств хрома при температуре 37 0 С . Основные разделы реферата посвящены изучению химических свойств хрома и его соединений . Отмечены малая химическая активность хрома , сильные окислительные свойства и высокая токсичность его соединений. Отдельный раздел посвящен экспериментальному исследованию свойств основных практически значимых соединений хрома - оксидов , гидроксидов и солей . Все опыты подтверждены соответствующими химическ ими реакциями . Результаты экспериментов могут быть использованы при формировании лабораторного практикума по разделу "Металлы " курса химии школьной программы. Также в реферате рассмотрены вопросы промышленного применения хрома и э кологические проблемы его добычи и переработки. Литература 1. Лисицын А.Е ., Остапенко П.Е . Минеральное сырье . Хром // Справочник . - М .: ЗАО Геоинформмарк , 1999. - 25 с. 2. Салли А ., Брендз Э . Хром .- Изд . 2-е переработ . и доп . Перев . с англ . М .: Металлургия , 1971.- 360 с. 3. Химия . Решение задач : учеб . пособие для уч . сред . и ст . шк . в озраста / Авт .- сост . А.Е.Хасанов . - Мн .: Соврем енный литератор , 1999. -448 с . 4. Неорганическая химия . Энциклопедия школьника / Гл . ред . И.П.Алимарин .- М .: Советская Энциклопедия , 1975.- 384 с. 5. Энциклопедический словарь юного химика / Сост . В.А.Крицман , В.В.Станцо .- М .: Педагогика , 1982.- 368 с . Приложение А (справочное ) Таблица А .1-Важнейшие природные соединения хрома Название минерала Химическая формула Хромистый железняк FeO * Cr 2 O 3 или FeCr 2 O 4 Магнезиохромит MgO*Cr 2 O 3 или MgCr 2 O 4 Алюмохромит FеО *(А l,С r) 2 O 3 или Fe ( Al , Cr ) 2 O 4 Пикотит (Mg,Fe)(Al,С r,Fе ) 2 O 3 , или (Mg,Fe)O*(AI,С r,Fе ) 2 О 3 Хромитит (Fe*Al) 2 O 3 *2Cr 2 O 3 Добреслит FeS * Cr 2 S 3 Крокоит PbCrO 4 Вокеленит 2( Pb * Cu ) CrO 4 ( Pb * Cu ) 3 ( PO 4 ) 2 Феницит 3 PbO *2 Cr 2 O 3 Березовит ( PbO ) 2 *( PbCrO 4 ) PbCrO 3 Таблица А .2-Свойства оксидов хрома валентность обозначение свойства II CrO основной восстановитель III Cr 2 O 3 амфотерный VI CrO 3 кисло тный окислитель Рисунок А .1- Структура применения хрома по отраслям промышленности
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Однажды я не хотел выходить на улицу, пока там идет дождь. Так прошел июнь.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru