Исследование свойств хрома и его соединений

   Но хромовые покрытия оказались пористыми и легко отслаивались.

И лишь в начале XIX века проблема была решена. Дело в том, что использовавшийся трехвалентный  хром, содержащийся в электоролите, не мог создать нужного покрытия. Опыт удался, когда стали использовать электролит, содержащий хром – шестивалентный.

   В качестве электролита начали применять хромовую кислоту - в ней валентность хрома равна 6.

Иногда хромовое покрытие используют в декоративных целях - для отделки часов, дверных  ручек и других предметов, не подвергающихся серьезной опасности. В таких  случаях на изделие наносят тончайший  слой хрома (0,0002-0,0005 миллиметра).

   Толщина защитных покрытий на некоторых наружных деталях автомобилей, мотоциклов, велосипедов составляет до 0,1 миллиметра.

Литовскими химиками был разработан способ многослойного  покрытия, для особо

ответственных деталей.

   Верхний слой этого покрытия состоит из хрома и по внешнему виду напоминает кольчугу. В процессе эксплуатации на этот слой приходится вся нагрузка, но пройдут многие годы, прежде чем он начнет окисляться.

Изделия из пластмасс  так же подвергаются хромированию. Так полистирол, широко известный  полимер, заключенный в хромовую оболочку, стал намного прочнее, для  него оказались менее страшными  истирание, удары и изгибы.

   Следующий способ хромирования – диффузионный.

Принципиальное его  отличие в том, что он протекает  не в гальванических ваннах, а в  печах.

   Первоначально стальную деталь помещали в

порошок хрома и  нагревали в восстановительной  атмосфере до высоких температур.

На поверхности  детали при таком способе появлялся  обогащенный хромом слой, по твердости  и коррозионной стойкости значительно  превосходящий сталь, из которой  сделана деталь.

   Недостатком такого способа являлось то, что при температуре примерно 1000°С хромовый порошок на поверхности покрываемого металла образуются карбиды, препятствующие диффузии хрома в сталь.

   Потому для этой цели начали использовать летучие галоидные соли хрома, вместо порошка. Соли хрома, так называемый хлорид или иодид, позволяют снизить температуру процесса.

Получают хлорид (йодид) хрома непосредственно в  установке для хромирования, пропуская  пары соответствующей галоидоводородной  кислоты через порошкообразный  хром или феррохром.

   При этом образуется газообразный хлорид, который обволакивает хромируемое изделие, и поверхностный слой насыщается хромом. С основным материалом такое покрытие гораздо прочнее связано, чем гальваническое.

Еще одна область  применения хрома, которую следует  рассмотреть более подробно - это  сплавы.

   Хромовые сплавы весьма многочисленны.

Приведем  основные из них в виде таблицы:

 

   

 

   Феррохром в идеале – это чистый сплав хрома с железом.

Хром в таком  сплаве вводится в жидкую сталь для  ее легирования. Однако, температура  плавления хрома выше, чем у  стали и вводить его в сталь  в чистом виде весьма затруднительно.

   У феррохрома же температура плавления такая же, как у стали, или ниже.

Стеллит – сплав  хрома и кобальта. Применяется  в металлообрабатывающей промышленности. Его хорошо использовать для изготовления режущих инструментов. Это очень  твердый сплав.

   Стоек против износа и коррозии.

Хромали и нихромы  используются в основном в приборостроении, в частности, для изготовления нагревателей в электрических печах сопротивления, т.к. весьма устойчивы в температурном  интервале 1000-1300 ⁰ C и обладают высоким электросопротивлением.

   Комохром - сплав хрома, кобальта и молибдена. Используется в медицине, в восстановительной хирургии. Этот сплав безвреден для человеческого организма.

Вообще, добавка к  хромоникелевым сплавам кобальта и  молибдена позволяет металлу  переносить большие нагрузки при 650-900°  С.

Всем известна сталь  с добавлением хрома и никеля – “нержавейка”. Эта сталь, отлично  противостоящая коррозии и окислению, содержит примерно 17-19% хрома и 8-13% никеля. Содержание углерода в такой стали  допускается не более 0,1%.

Чтобы при высоких  температурах сталь ложилась гладко и не покрывалась “чешуей”, когда  детали нагреваются до сотен градусов, в нее вводят 25-30% хрома. Такой  прием позволяет стали выдерживает температуры до 1000°С.  

  

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Влияние на окружающую среду.

   Здесь я хочу рассмотреть вредное влияние геологоразведочных работ, добычи и переработки сырья на состояние окружающей среды и живые организмы.

Хром – очень токсичный элемент, но не всегда это учитывается при проведении геологоразведочных работ. А меры защиты окружающей среды при этом процессе необходимы.

   Для исключения попадания рудной пыли в воздух населенных пунктов, при добыче хромовых руд, следует выполнять ряд условий:

• соблюдение определенного расстояния от населенных пунктов,
• орошение дорог в карьерах и в складах добытой руды.

Как уже было отмечено выше, хром относится к высоко токсичным веществам. Действие на живой организм солей хрома сопровождается раздражением кожи или слизистой оболочки, иногда с образованием язв.

   Главным образом соли хрома опасны тем, что поражают верхние дыхательные пути, легкие и глаза.

Оксиды хрома менее  токсичны, чем чистый металл.  

 

Значительное нарушение  окружающей среды связано с переработкой хромового сырья.

   В процессе переработки сырья, при сухом долблении и сортировке, в воздух попадает большое количество пыли.

А в процессе переработки  сырья, при мокром обогащении, хром и его оксиды попадают в сточные  воды. При этом сброс сточных вод  в водоемы не возможен без очистки.

   Для хранения отходов предусматривается строительство экранированных шламохранилищ.  
 
 
 
 
 

Заключение

   В данной работе проведен анализ хрома и его соединений по всем направлениям.

Дана общая характеристика хрома, как металла, подробно изложена информация о физических и химических свойствах данного металла. Отмечены малая химическая активность хрома, сильные окислительные свойства и высокая токсичность его  соединений.

   Приведен ряд экспериментов, с указанием реагентов и реакций образования.

Большое внимание уделено  исследованию различных соединений хрома - оксидов, гидроксидов и солей.

   Отдельным пунктом приведены интересные факты из истории открытия хрома, от его открытия до присвоения настоящего названия.

Указаны основные месторождения  хрома.

   А так же рассмотрен важный, на мой взгляд вопрос, об экологическом загрязнении окружающей среды, при добыче и переработке хромовых руд.  

  

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список литературы.

1. Салли А., Брендз Э. Хром.- Изд. 2-е переработ. и доп. Перев. с англ. М.: Металлургия, 1971.- 360 с.

2. Лисицын  А.Е., Остапенко П.Е. Минеральное  сырье. Хром // Справочник. - М :ЗАО Геоинформмарк, 1999. - 25 с.

3. Энциклопедический  словарь юного химика/ Сост. В.А.Крицман, В.В.Станцо.- М.: Педагогика, 1982.- 368 с.

4. Химия.  Решение задач: учеб. пособие для  уч. сред. и ст. шк. возраста/ Авт.- сост. А.Е.Хасанов. - Мн.: Современный литератор, 1999. -448 с.

5. Неорганическая  химия. Энциклопедия школьника/ Гл. ред. И.П.Алимарин.- М.: Советская Энциклопедия, 1975.- 384 с.