CROM
Cromul, ( Cr ), element chimic cu caracter metalic, din grupa a Vl-a secundara Z 24, masa atomica 51,996, structura învelisului electronic exterior 3d54s, valenta II III, IV, V, VI.
Metal alb, lucios, denitatea 7,2 [kg/dm3], punct topire l 890° C, punct fierbere 2480° C. în stare pura este maleabil, ductil si tenace.
ISTORIC
Cromul a fost descoperit în anul 1797, de chimistul francez Nicolas Vanquelin, iar numele sau deriva de la cuvîntul grecesc Cromos (culoare), deoarece combinatiile acestui nou element sînt multicolore.
In lucrarile efectuate pentru determinarea cromului, Vanquelin s-a folosit de probe dintr-un mineral al cromului si plumbului numit crocoit si care în realitate era cromat de plumb (CrO4Pb). Acest mineral, de culoare rosietica, fusese identificat în anul 1762, în Siberia. A primit numele de crocoit de la cuvîntul grecesc crocos, care înseamna scortisoara (pe baza asemanarii de culori). Analizînd crocoitul, Vanquelin a obtinut un precipitat greu de plumb si o solutie de culoare galbena de acid cromic. Prin încalzirea acidului cromic cu carbune, Vanquelin a obtinut primele cantitati de crom.
Mai tîrziu, fizicianul francez A. E. Becquerel, în 1843, reuseste sa obtina crom metalic, pe cale electrolitica, iar în 1898, Goldschmit îl obtine prin metoda aluminotermica.
Cromul este un metal destul de raspîndit în scoarta pamîntului dar numai sub forma de combinatii chimice, clarkul sau avînd valoarea de 0,033%.
OBTINERA CROMULUI
Cele mai importante minereuri utilizate la extragerea cromului sînt : cromit (oxid de crom si fier — FeO • Cr2O3) , crocoitul (cromat de plumb — Pb CrO4), magnocromit sau oxid de fier, crom si magneziu — (Fe • Mg) Cr2O4 si picotit sau oxid de fier, crom, magneziu si aluminiu — (Fe • Mg) (Cr • Al)2O4.
Minereul de baza folosit la extragerea cromului este cromitul si în metalurgia cromului se disting doua etape mai importante si anume : fabricarea oxidului de crom si obtinerea cromului metalic. In vederea fabricarii oxidului de crom se procedeaza mai întîi la topirea cromitului în amestec cu carbonat de potasiu, operatie care se face într-un cuptor cu reverberatie. In jectînd, în baie, oxigen se formeaza cromat de potasiu, oxid de, fier
s si bioxid de carbon, potrivit reactiei:
2 FeCr2O4 + 4 K2CO3 + 3,5 O2 = 4 K2CrO4 + Fe2O3 + 4 CO2.
Dupa racire, topitura rezultata se dizolva în apa fierbinte, în autoclava, separîndu-se de reziduul insolubil, format din oxidul de fier. Solutia obtinuta se trateaza cu acid sulfuric, din care bicromatul de potasiu precipita sub forma de cristale solide. Prin reducerea bicromatului de potasiu, în stare topita, cu sulf rezulta oxidul de crom, pe baza reactiei:
K2Cr2 O7 + S = Cr2O3 + SO4K2.
In a doua etapa se urmareste producerea cromului metalic prin reducerea oxidului de crom; operatia se poate face prin reducere cu aluminiu (aluminotermie) sau cu siliciu (silicotermie).
Fabricarea cromului pe cale aluminotermica consta din amestecarea oxidului de crom cu pulbere de aluminiu metalic într-un creuzet, captusit cu material refractar, în amestec se introduce si florura de calciu (CaF2) pentru fluidificare. Dupa amorsare, procesul se desfasoara violent, cu degajare de caldura si lumina dupa reactia:
Cr2O3 + 2 Al = A12O3 + 2 Cr.
Cromul format se colecteaza în stare topita la fundul creuzetului iar zgura ramîne la suprafata. Cromul metalic obtinut prin aceasta varianta are o puritate de 97,9—99,0%, impuritatile principale fiind fierul si aluminiul.
Fabricarea cromului prin metoda silicotermica (reducere cu siliciu) se face încalzind oxidul de crom în amestec cu pulbere de siliciu, var si florura de calciu (Fa Ca) într-un cuptor electric cu arc, dupa reactia:
2 Cr2O3 + 3 Si + 3 CaO = 4 Cr + 3 Ca SiO3.
Nici cromul rezultat pe aceasta cale nu are o puritate prea avansata.
Producerea unui crom de puritate mare (99,9 %) se poate realiza prin electroliza.
PROPRIETATI MECANICE
Cromul este un metal de culoare alba-stralucitoare si cristalizeaza în sistemul cubic cu volum centrat fara a mai prezenta si alte forme alotropice. Este greu fuzibil, maleabil, ductil si tenace. Impurificat cu carbon si hidrogen devine dur si fragil.
Face parte din categoria metalelor putin reactive, în stare compacta prezinta o rezistenta deosebita fata de oxigen si agentii atmosferici chiar si la temperaturi ridicate. La temperatura înalta se combina cu hidrogenul, azotul, halogeni, siliciu etc. Cu carbonul formeaza, în principal, trei tipuri de carburi: Cr4C: Cr7C3 si Cr3C2. Se dizolva în acidul clorhidric si acidul sulfuric diluati si este stabil fata de acidul azotic si apa regala. Aceasta pasivitate se datoreaza formarii unei pelicule subtiri, aderente, protectoare si continue de Cr2O3 pe suprafata metalului, în stare pulverulenta cromul prezinta o activitate chimica mai ridicata.
Inca din veacul trecut s-a observat ca adausurile de crom în otel contribuie la cresterea caracteristicilor mecanice precum si a rezistentei la coroziune ale acestuia. Dar, influenta favorabila pe care o exercita cromul asupra otelului nu a fost exploatata decît foarte putin pîna în anii care au precedat primul razboi mondial, în prezent se poate spune ca cromul constituie principalul element de aliere al otelurilor. Otelurilor cu continuturi mai scazute de crom (0,3—4%) poseda o duritate ridicata si o buna rezistenta de rupere la tractiune. S-a stabilit ca prin adaos de l % Cr se mareste rezistenta de rupere la tractiunea otelurilor cu 8—10 daN/mm2 în timp ce alungirea scade cu 1,5 %. La continuturi mai mari de crom în structura otelurilor iau nastere carburile de crom. Cînd continutul de carbon este mai mic se formeaza C3Cr7 iar la continuturi mai ridicate de carbon are loc formarea cementitei aliate (CrC)3Fe. Otelurie cu 12%Cr sînt oteluri antiacide, inoxidabile, termostabile si refractare.
In prezenta nichelului, cromul are o actiune mai evidenta asupra otelurilor. Sînt cunoscute si larg utilizate otelurile inoxidabile cu 18 % Ni si 8 % Cr care prezinta o buna rezistenta la actiunea numerosilor agenti chimici, la apa de mare si la oxidare în aerul atmosferic pîna la 900°C. De asemenea otelurile cu 25 % Cr si 20 % Ni poseda o refractaritate înalta j putînd fi utilizate la temperaturi pîna la l 150°C.
Ca si la oteluri, fontele cu continut ridicat de crom sînt refractare, rezistente la uzura si coroziune.
Pentru alierea otelurilor sau fontelor cu crom nu se utilizeaza crom metalic ci ferocrom — un feroaliaj cu un continut de 60—70% Cr. In acest scop, o mare parte din minereurile de crom este folosita, în prezent, la fabricarea ferocromului.
In afara de oteluri si fonte cromul serveste la elaborarea unui mare numar de aliaje cu proprietati speciale dintre care mentionam: cromel — cu circa 20%Cr—folosit la fabricarea termocuplelor, rezistentelor electrice etc.; nimonic — cu 15—20%Cr — refractar si rezistent la fluaj, utilizat la fabricarea paletelor pentru turbinele motoarelor cu reactie; vitalium — circa 27 % Cr — refractar si anticoroziv utilizat la fabricarea pieselor pentru motoarele avioanelor cu reactie etc.
O importanta cantitate de crom este întrebuintata la executarea de acoperiri metalice pe baza cunoscutului procedeu de cromare.
Cînd se urmareste o protectie anticoroziva, asa cum este cazul obiectelor casnice, instrumentelor medicale, pieselor pentru automobile etc., stratul de crom depus are o grosime mica (circa 0,0005 mm) si prezinta un luciu atragator, de culoare alb-albastrui.
La o grosime a stratului de crom de circa 0, l mm, suprafetele cromate capata o buna rezistenta la uzura si coroziune. Astfel de cromaj numit si „cromaj dur" se aplica la: cilindri motoarelor cu explozie, tije de pompe, tevile armelor de foc etc.
Un alt domeniu de mare însemnatate pentru industrie, unde cromul îsi gaseste o larga aplicare, se refera la fabricarea materialelor refractare. Caramizile cromomagnetice care contin 22—25% Cr2O3 poseda o refractaritate mai mare de l 900°C fiind folosite la executia captuselii cuptoarelor cu temperaturi foarte înalte cum sînt cuptoarele electrice cu arc pentru elaborarea otelurilor.
In final, subliniem întrebuintarea cromului, sub forma de cromati sau bicromati, ca mordanti în vopsitorie. De asemenea, folosirea unor combinatii chimice ale cromului la tabacirea pieilor.
ECOLOGIE
De mentionat ca, spre deosebire de cromul metalic, sarurile de crom sînt toxice atît pentru om cît si pentru alte vietuitoare.
Bibliografie :
Albu , Brezeanu, ‘Mica Enciclopedie de Chimie’, ed. Enciclopedica Romana, 1974 ;
Hartanescu, ‘Metalele in epoca actuala’, ed. Albatros, 1982;
Ghita, ‘ Studiul materialelor electrotehnice’, ed. Didactica si pedagogica, 1977.
Atentie : Textul de mai sus este doar un preview al referatului, pentru a vedea daca continutul acestui referat te poate ajuta.Descarcal !!!
…Descarca Referat»»»: http://carturarul-all.ucoz.com/chimie/Cromul_a_fost_descoperit_in_anul_1797.doc
|
Referatele si lucrarile oferite de carturarul-all.ucoz.com au scop educativ si orientativ pentru cercetare academica. 