В быт нержавеющая сталь вошла  в виде вилок, ножей и других предметов домашнего обихода. Блестящие, серебристого цвета полосы нержавеющей стали украшают арки станции «Маяковская» Московского метрополитена.

   При химических реакциях атом хрома может  отдавать, кроме единственного электрона наружного слоя, до 5 электронов предпоследнего слоя, т. е. проявлять высшую степень окисления (+6). Но, как и все элементы с достраивающимся предпоследним слоем атома, хром проявляет несколько значений степеней окисления, т. е. кроме высшего и низшие значения, а именно + 2 и + 3. У металлов с переменной валентностью, как и у элементов одного и того же периода, например III, с возрастанием степени окисления уменьшается радиус иона. Так, у хрома:

 

Радиус иона 

   При этом соблюдается та же самая закономерность в изменении химических свойств соединений металла с возрастанием его степени окисления, как у элементов одного и того же периода, а именно:

   1. С возрастанием степени окисления  основные свойства гидроксидов ослабляются, а кислотные усиливаются.

   2. При одинаковых значениях степени окисления и близких значениях ионного радиуса химические свойства гидроксидов элементов оказываются сходными. 

   Это мы и наблюдаем на гидроксидах  хрома, учитывая близость численных  значений радиусов ионов Сг² и Mg² ; Сг³ и А1³; С г⁶ и S⁶*:

Гидроксиды хрома 

Гидроксиды элементов  III периода 
 

   Хром  образует три ряда соединений:

     
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Познакомимся  с важнейшими из этих соединений. При  растворении хрома в кислотах получаются соли, в которых хром двухвалентен, например:

     

   Соединения  двухвалентного хрома сходны по составу и свойствам с соединениями магния; гидроксид хрома (II) является основанием.

   проявляют все соединения, в которых содержится хром в степени окисления +6: оксид

 

Опыт №1. Получение  оксида хрома (III)

    Приборы и реактивы: асбестированная   сетка;  спички;  бихромат  аммония

(NH4)2Cr2O7 (измельченный).

    Выполнение опыта. Расстилаю   большой  лист  бумаги,  на  который  кладу

асбестированную сетку. Тонко 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

реакция 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) Cr2O3 получается  путем  нагревания  бихромата

аммония:

    (NH4)2Cr2O7[pic]Cr2O3+N2+4H2O

Опыт  №2. Исследование свойств оксида хрома (III)

    Приборы и реактивы: колба; вода H2O; оксид хрома  (III)  Cr2O3;  серная

кислота

    Выполнение опыта. Добавляю  полученный  зеленый  порошок  оксида  хрома

(III) сначала  в колбу с водой

    Cr2O3 + 3H2O = 2Cr(OH)3

    затем в колбу с серной кислотой

    Cr2O3 + 3H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3H2O

    Наблюдаю растворение оксида  в обоих колбах.

    Вывод: Оксид хрома растворяется  в воде и в кислотах.

Опыт  №3.Окислительные свойства солей хрома (VI)

    Приборы и реактивы: раствор бихромата  калия K2Cr2O7;  раствор  сульфита

натрия Na2SO3; серная кислота H2SO4.

    Выполнение опыта. К раствору K2Cr2O7,  подкисленному  серной  кислотой,

добавляю  раствор Na2SO4. Наблюдаю изменения окраски.

    Оранжевый раствор стал зелено- фиолетовым.

    Вывод: В кислой среде хром  восстанавливается сульфитом натрия от  хрома

(VI) до хрома (III):

    K2Cr2O7 + 3Na2SO3 + 4H2SO4 = K2SO4 + Cr2(SO4)3  + 3Na2SO4 + 4H2O

Опыт  №4. Исследование свойств солей хрома (VI)

    Приборы и реактивы: концентрированный  раствор бихромата калия  K2Cr2O7;

концентрированная соляная кислота HCl

    Выполнение опыта. К концентрированному  раствору бихромата калия K2Cr2O7

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)   являются   сильными

окислителями, то при реакции с соляной кислотой:

    K2Cr2O7 + 14HCl [pic] 3Cl2( + 2CrCl3 + 2KCl + 7H2O

    происходит восстановление хлора:

    2Cl- -2[pic]Cl20

Опыт  №5. Переход хромата в бихромат и обратно

    Приборы и реактивы: раствор хромата  калия K2CrO4, раствор бихромата

калия K2Cr2O7, серная кислота, гидроксид натрия.

    Выполнение опыта. К раствору хромата калия добавляю серную  кислоту,  в

результате  происходит изменение окраски раствора из желтого в оранжевый.

    2K2CrO4 + H2SO4 = K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O

    К раствору бихромата калия  добавляю  щелочь,  в  результате  происходит

изменение окраски раствора из оранжевого в желтый.

    K2Cr2O7 + 4NaOH = 2Na2CrO4 + 2KOH + H2O

    Вывод: В кислой среде хроматы  неустойчивы, ион  CrO42-   желтого  цвета

превращается  в ион  Cr2O72-   оранжевого  цвета,  а  в  щелочной  среде  эта

реакция протекает в обратном направлении

          2CrO42- + 2H+ кислая среда((щелочная среда  Cr2O72- + H2O.

Опыт  №6. Получение малорастворимых солей  хромовых кислот

    Приборы и реактивы: раствор хромата   калия  K2CrO4,  раствор  бихромата

калия K2Cr2O7, раствор нитрата серебра AgNO3.

    Выполнение опыта. Наливаю в  одну  пробирку  раствор  хромата  калия,  в

другую - раствор бихромата калия, и добавляю в обе пробирки раствор  нитрата

серебра, в обоих случаях наблюдаю образование  красно-бурого осадка.

    K2CrO4 + 2AgNO3= Ag2CrO4( + 2KNO3

    K2Cr2O7 + AgNO3 ( Ag2CrO4(+ KNO3

    Вывод: Растворимые соли хрома  при  взаимодействии  с  нитратом  серебра

образуют  нерастворимый осадок

Опыт  №7. Получение гидроксида хрома

    Приборы и реактивы: раствор соли  хрома (III) CrCl3, 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:

CrCl3 + 3NaOH = Cr(OH)3( + 3NaCl 
Сплавы.Применение.

   Хром  широко используется, как добавочный материал к металлам, для получения высококачественной стали, подшипников и др. данный процесс называется хромированием.

   Молодое Советское государство не могло зависеть от капиталистических стран в такой важнейшей отрасли промышленности, как производство качественных сталей, являющейся основным потребителем ферросплавов. Чтобы воплотить в жизнь грандиозные планы индустриализации нашей страны, требовалась сталь—конструкционная, инструментальная, нержавеющая, шарикоподшипниковая, автотракторная. Один из важнейших компонентов этих сталей — хром.

   Уже в 1927—1928 годах началось проектирование и строительство ферросплавных заводов. В 1931 году вошел в строй Челябинский завод ферросплавов, ставший первенцем нашей ферросплавной промышленности. Один из создателей советской качественной металлургии член-корреспондент Академии наук СССР В. С. Емельянов в эти годы находился в Германии, куда он был направлен для изучения опыта зарубежных специалистов.

   Да, в то время наша хромистая руда вывозилась не только в Германию, но и в Швецию, Италию, США. И у них же нам приходилось покупать феррохром.

Но когда вслед  за Челябинским в 1933 году были построены  еще два ферросплавных завода—в Запорожье и Зестафони, наша страна не только прекратила ввозить важнейшие ферросплавы, в том числе и феррохром, но и получила возможность экспортировать их за границу. Качественная металлургия страны была практически полностью обеспечена необходимыми материалами отечественного производства.

   «Нержавейка»—сталь, отлично противостоящая коррозии и  окислению, содержит примерно 17—19% хрома  и 8—13% никеля. Но этой стали углерод вреден: карбидообразующие «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. Поэтому 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!

   В качестве нагревательных элементов  успешно служат сплавы хрома с  никелем — нихромы. Добавка к  хромоникелевым сплавам кобальта и  молибдена придает металлу способность  переносить большие нагрузки при t = 650—900° С. Из этих сплавов делают, например, лопатки газовых турбин. Сплав кобальта, молибдена и хрома («комохром») безвреден для человеческого организма и поэтому используется в восстановительной хирургии.

   Одна  из американских фирм недавно создала  новые материалы, магнитные свойства которых изменяются под влиянием температуры. Эти материалы, основу которых составляют соединения марганца, хрома и сурьмы, по мнению ученых, найдут применение в различных автоматических устройствах, чувствительных к колебаниям температуры, и смогут заменить более дорогие термоэлементы.

   Хромиты широко используют и в огнеупорной  промышленности. Магнезитохромитовый кирпич—отличный огнеупорный материал для футеровки мартеновских печей и других металлургических агрегатов. Этот материал обладает высокой термостойкостью, ему не страшны многократные резкие изменения температуры.

   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».