Referat Crom

Mai jos puteti citi fragmente din Referat Crom si de asemenea puteti face Download Referat Crom

Citeste fragmente din Referat Crom

CROM Cromul, ( Cr ), element chimic cu caracter metalic, din grupa a Vl-a secundară Z 24, masa atomica 51,996, structura învelişului electronic exterior 3d54s, valenţă II III, IV, V, VI. Metal alb, lucios, denitatea 7,2 [kg/dm3], punct topire l 890° C, punct fierbere 2480° C. în stare pură este maleabil, ductil şi tenace. ISTORIC Cromul a fost descoperit în anul 1797, de chimistul francez Nicolas Vanquelin, iar numele său derivă de la cuvîntul grecesc Cromos (culoare), deoarece combinaţiile acestui nou element sînt multicolore. In lucrările efectuate pentru determinarea cromului, Vanquelin s-a folosit de probe dintr-un mineral al cromului şi plumbului numit crocoit şi care în realitate era cromat de plumb (CrO4Pb). Acest mineral, de culoare roşietică, fusese identificat în anul 1762, în Siberia. A primit numele de crocoit de la cuvîntul grecesc crocos, care înseamnă scorţişoară (pe baza asemănării de culori). Analizînd crocoitul, Vanquelin a obţinut un precipitat greu de plumb şi o soluţie de culoare galbenă de acid cromic. Prin încălzirea acidului cromic cu cărbune, Vanquelin a obţinut primele cantităţi de crom. Mai tîrziu, fizicianul francez A. E. Becquerel, în 1843, reuşeşte să obţină crom metalic, pe cale electrolitică, iar în 1898, Goldschmit îl obţine prin metoda aluminotermică. Cromul este un metal destul de răspîndit în scoarţa pămîntului dar numai sub formă de combinaţii chimice, clarkul său avînd valoarea de 0,033%. OBTINERA CROMULUI Cele mai importante minereuri utilizate la extragerea cromului sînt : cromit (oxid de crom şi fier — FeO • Cr2O3) , crocoitul (cromat de plumb — Pb CrO4), magnocromit sau oxid de fier, crom şi magneziu — (Fe • Mg) Cr2O4 şi picotit sau oxid de fier, crom, magneziu si aluminiu — (Fe • Mg) (Cr • Al)2O4. Minereul de bază folosit la extragerea cromului este cromitul şi în metalurgia cromului se disting două etape mai importante şi anume : fabricarea oxidului de crom şi obţinerea cromului metalic. In vederea fabricării oxidului de crom se procedează mai întîi la topirea cromitului în amestec cu carbonat de potasiu, operaţie care se face într-un cuptor cu reverberaţie. In jectînd, în baie, oxigen se formează cromat de potasiu, oxid de, fier s şi bioxid de carbon, potrivit reacţiei: 2 FeCr2O4 + 4 K2CO3 + 3,5 O2 = 4 K2CrO4 + Fe2O3 + 4 CO2. După răcire, topitura rezultată se dizolvă în apă fierbinte, în autoclavă, separîndu-se de reziduul insolubil, format din oxidul de fier. Soluţia obţinută se tratează cu acid sulfuric, din care bicromatul de potasiu precipită sub formă de cristale solide. Prin reducerea bicromatului de potasiu, în stare topită, cu sulf rezultă oxidul de crom, pe baza reacţiei: K2Cr2 O7 + S = Cr2O3 + SO4K2. In a doua etapă se urmăreşte producerea cromului metalic prin reducerea oxidului de crom; operaţia se poate face prin reducere cu aluminiu (aluminotermie) sau cu siliciu (silicotermie). Fabricarea cromului pe cale aluminotermică constă din amestecarea oxidului de crom cu pulbere de aluminiu metalic într-un creuzet, căptuşit cu material refractar, în amestec se introduce şi florură de calciu (CaF2) pentru fluidificare. După amorsare, procesul se desfăşoară violent, cu degajare de căldură şi lumină după reacţia: Cr2O3 + 2 Al = A12O3 + 2 Cr. Cromul format se colectează în stare topită la fundul creuzetului iar zgura rămîne la suprafaţă. Cromul metalic obţinut prin această variantă are o puritate de 97,9—99,0%, impurităţile principale fiind fierul şi aluminiul. Fabricarea cromului prin metoda silicotermică (reducere cu siliciu) se face încălzind oxidul de crom în amestec cu pulbere de siliciu, var şi florură de calciu (Fa Ca) într-un cuptor electric cu arc, după reacţia: 2 Cr2O3 + 3 Si + 3 CaO = 4 Cr + 3 Ca SiO3. Nici cromul rezultat pe această cale nu are o puritate prea avansată. Producerea unui crom de puritate mare (99,9 %) se poate realiza prin electroliză. PROPRIETATI MECANICE Cromul este un metal de culoare albă-strălucitoare şi cristalizează în sistemul cubic cu volum centrat fără a mai prezenta şi alte forme alotropice. Este greu fuzibil, maleabil, ductil şi tenace. Impurificat cu carbon şi hidrogen devine dur şi fragil. Face parte din categoria metalelor puţin reactive, în stare compactă prezintă o rezistenţă deosebită faţă de oxigen şi agenţii atmosferici chiar şi la temperaturi ridicate. La temperatură înaltă se combină cu hidrogenul, azotul, halogeni, siliciu etc. Cu carbonul formează, în principal, trei tipuri de carburi: Cr4C: Cr7C3 şi Cr3C2. Se dizolvă în acidul clorhidric şi acidul sulfuric diluaţi şi este stabil faţă de acidul azotic şi apa regală. Această pasivitate se datorează formării unei pelicule subţiri, aderente, protectoare şi continue de Cr2O3 pe suprafaţa metalului, în stare pulverulentă cromul prezintă o activitate chimică mai ridicată. ¦ ¨ tabilit că prin adaos de l % Cr se măreşte rezistenta de rupere la tracţiunea oţelurilor cu 8—10 daN/mm2 în timp ce alungirea scade cu 1,5 %. La conţinuturi mai mari de crom în structura oţelurilor iau naştere carburile de crom. Cînd conţinutul de carbon este mai mic se formează C3Cr7 iar la conţinuturi mai ridicate de carbon are loc formarea cementitei aliate (CrC)3Fe. Oţelurie cu 12%Cr sînt oteluri antiacide, inoxidabile, termostabile şi refractare. In prezenţa nichelului, cromul are o acţiune mai evidentă asupra oţelurilor. Sînt cunoscute şi larg utilizate oţelurile inoxidabile cu 18 % Ni şi 8 % Cr care prezintă o bună rezistenţă la acţiunea numeroşilor agenţi chimici, la apa de mare şi la oxidare în aerul atmosferic pînă la 900°C. De asemenea oţelurile cu 25 % Cr şi 20 % Ni posedă o refractaritate înaltă j putînd fi utilizate la temperaturi pînă la l 150°C. Ca şi la oţeluri, fontele cu conţinut ridicat de crom sînt refractare, rezistente la uzură şi coroziune. Pentru alierea oţelurilor sau fontelor cu crom nu se utilizează crom metalic ci ferocrom — un feroaliaj cu un conţinut de 60—70% Cr. In acest scop, o mare parte din minereurile de crom este folosită, în prezent, la fabricarea ferocromului. In afară de oteluri şi fonte cromul serveşte la elaborarea unui mare număr de aliaje cu proprietăţi speciale dintre care menţionăm: cromel — cu circa 20%Cr—folosit la fabricarea termocuplelor, rezistenţelor electrice etc.; nimonic — cu 15—20%Cr — refractar şi rezistent la fluaj, utilizat la fabricarea paletelor pentru turbinele motoarelor cu reacţie; vitalium — circa 27 % Cr — refractar şi anticoroziv utilizat la fabricarea pieselor pentru motoarele avioanelor cu reacţie etc. O importantă cantitate de crom este întrebuinţată la executarea de acoperiri metalice pe baza cunoscutului procedeu de cromare. Cînd se urmăreşte o protecţie anticorozivă, aşa cum este cazul obiectelor casnice, instrumentelor medicale, pieselor pentru automobile etc., stratul de crom depus are o grosime mică (circa 0,0005 mm) şi prezintă un luciu atrăgător, de culoare alb-albăstrui. La o grosime a stratului de crom de circa 0, l mm, suprafeţele cromate capătă o bună rezistenţă la uzură si coroziune. Astfel de cromaj numit şi „cromaj dur" se aplică la: cilindri motoarelor cu explozie, tije de pompe, ţevile armelor de foc etc. Un alt domeniu de mare însemnătate pentru industrie, unde cromul îşi găseşte o largă aplicare, se referă la fabricarea materialelor refractare. Cărămizile cromomagnetice care conţin 22—25% Cr2O3 posedă o refractaritate mai mare de l 900°C fiind folosite la execuţia căptuşelii cuptoarelor cu temperaturi foarte înalte cum sînt cuptoarele electrice cu arc pentru elaborarea oţelurilor. In final, subliniem întrebuinţarea cromului, sub formă de cromaţi sau bicromaţi, ca mordanţi în vopsitorie. De asemenea, folosirea unor combinaţii chimice ale cromului la tăbăcirea pieilor. ECOLOGIE De menţionat că, spre deosebire de cromul metalic, sărurile de crom sînt toxice atît pentru om cît şi pentru alte vieţuitoare. In tabelul anexat sunt prezentate caracteristici fizice ale Cromului fata de alte metale. Traian, cl. VII-a, Sibiu, 2004 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 Tabela 2.1 Proprietăţile fizice şi caracteristicile mecanice ale principalelor metale şi aliaje folosite in electrotehnică Metalul sau aliajul Simbolul Rezisti-vltatea la 20°C Conductivitatea electrică la 20°C Densitatea Coef. de conducti-bilitate termica Coef. de dilatare liniară Temp. de topire Rezistenţa de rupere la tracţiune Alungirea la rupere Duritatea Brinell la 20°C 10-6[m] [m/mm2] [kg/dm3] [kcal/m.s.grd] 10-5/grad-1 [°C] [kgf/mm2] % unităţi HB Argint Ag 0,0162 62,5 10,5 0,975 1,93 961 16.. .29 20.. .50 25 Aluminiu Al 0,0265 37 2,7 0,57 2,38 659 9.. .17 45 22 Alamă Am 0,085 11,8 8,1. ..8, 6 0,26 1,875 900 18...88 5.. .50 40.. .140 Bronz Bz 0,028 35,4 7,4...8,9 0,061... 0,14 1,68.. .2,95 — - 50.. .85 3.. .30 80.. .200 Constantan 0,49 2 8,9 0,054 1,45.. .1,7 1 190 Crom Cr 0,026 37,5 7,2 0,165 0,66 1 903 10... 40 35... 95 Cupru Cu 0,0174 57,2 8,96 0,941 1,68 1 083 21. ..45 2.. .50 60 Fier Fe 0,1 10 7,87 0,161 1,15 1 536 20.. .25 50 Magneziu Mg 0,046 22 1,74 0,40 2,6 649 20 8 25... 40 Manganină 2,4 8,4 0,052 1,75 910 — — — Nichel Ni 0,087 11,5 8,91 0,2 1,33 1 455 40.. .80 . 2.. .45 80.. .200 Plumb Pb 0,205 4,85 11,34 0,084 2,94 327 1,5 00 3,8.. .4,2 Staniu Sn 0,114 8,3 7,29 0,16 2,7 232 2,75 40 4,2.. .5,2 Wolfram W 0,055 18 19,27 0,31 0,45 3390 350 — 350 Zinc Zn 0,0595 16,5 7,13 0,27 3,07 419 13 35.. .45 30... 35 쥁@