Курсовая работа - Хром и его соединения. 2 курс.. Курсовая работа Хром и его соединения. Хрома шестивалентного соединения
Соединения шестивалентного хрома — Мегаобучалка
Оксид хрома (VI) CrO3. Слабо парамагнитные расплывающиеся на воздухе красные (с фиолетовым оттенком) бипирамидальные орторомбические призмы (плотность равна 2,8 г/см3), tпл=197°С. Хорошо растворим в воде. Обладает окислительными свойствами. Получают действием воды на хлористый хромил, обработкой растворов хромата или бихромата калия или натрия избытком концентрированной серной кислоты, действием хлороводородной кислоты на хромат серебра. Применяют в качестве катализатора автоокисления углеводородов и ненасыщенных алифатических эфиров, для восстановления чувствительности фотопластинок, а также в медицине как прижигающее средство.
Таблица 9. [12].
| Δ H°обр | -590 кДж/моль; | Δ G°298 | -513 кДж/моль; | Δ S°298 | 73,2 Дж/моль.K |
Легче всего получается при добавлении концентрированной серной кислоты к насыщенному раствору дихромата натрия или калия или обработкой раствором h3SO4 хромата бария с последующей перекристаллизацией CrO3 из водного раствора:
Na2Cr2O7 (конц.) + h3SO4 (конц.) = 2CrO3↓ + Na2SO4 + h3O.
При растворении в воде, в зависимости от концентрации, образует хромовые кислоты различного состава:
CrO3 + h3O → h3CrO4 (желтый р-р)
2CrO3 + h3O → h3Cr2O7 (оранжевый р-р)
3CrO3 + h3O → h3Cr3O10 (красный р-р) и т.д.
Пероксид хрома (VI) CrO5. Диамагнитное соединение, которое в водном растворе взаимодействует с щелочами, оксидами щелочных металлов, с кислотами. Раствор в эфире имеет синий цвет. Получают обработкой на холоду раствора хромата щелочного металла эфирным раствором пероксида водорода и разбавленной серной кислоты.
Фтористый хромил CrO2F2. Красновато-коричневое газообразное вещество, которое при охлаждении ниже 29,6оС превращается в фиолетово-красные ромбоэдрические кристаллы (плотность равна 2,9 г/см3). tпл=30°С. Гидролизуется водой. Действует на стекло. Восстанавливается цинком и натрием с образованием хрома. Получают действием концентрированной серной кислоты на смесь фторида кальция с хроматом свинца или с бихроматом калия при нагревании, обработкой безводной плавиковой кислотой CrO3 или K2Cr2O7.
Хлористый хромил CrO2Cl2. Кроваво-красная диамагнитная жидкость (плотность равна 1,92 г/см3), tпл=-97°С, tкип=117°С. Неустойчив на свету и при нагревании. Дымит во важном воздухе вследствие гидролиза. Растворяется в диэтиловом эфире, сероуглероде, тетрахлорметане. Является окислителем и хлорирующим агентом. Получают нагреванием смеси порошка хромата или бихромата щелочного металла с концентрированной серной кислотой и каким-нибудь хлоридом или действием хлороводорода на CrО3.
Хромокалиевые квасцы KCr(SO4)2•12h3O. Фиолетовые октаэдрические кристаллы. Плотность равна 1,83 г/см3. Хорошо растворяются в воде, мало растворимы в спирте. Выпадают при выпаривании водного раствора, полученного смешением сульфата калия и сульфата хрома (III) в стехиометрических количествах или восстановлением с помощью этилового спирта подкисленного раствора K2Cr2O7. Применяют при дублении кож и в качестве протравы в текстильном производстве.
Хромат натрия Na2CrO4. Желтые ромбические бипирамидальные кристаллы. tпл=792°С, плотность равна 2,723 г/см3. Растворяется в воде, метаноле. Мало растворим в этаноле. Под действием кислот превращается в би-, три-, или полихромат. Известны кристаллогидраты Na2CrO4•nН2О (n=4, 6, 10). Устойчив в щелочной среде.
Хромат калия K2CrO4. Слабо парамагнитные желтые ромбические бипирамидальные кристаллы. Плотность равна 2,732 г/см3, tпл=975°С. Растворяется в воде, в жидком диоксиде серы и мало растворим в спирте. Обладает окислительными свойствами. Под действием кислот превращается в би-, три-, или полихромат. Устойчив в щелочной среде.
Таблица 10. [12].
| Δ H°обр | -1407,9 кДж/моль; | Δ G°298 | -1299,8 кДж/моль; | Δ S°298 | 200 Дж/моль.K |
Может быть получен при сплавлении Cr2O3 с KOH в присутствии окислителей, окислением щелочных растворов Cr3+, подщелачиванием раствора дихромата калия:
2K[Cr(OH)4] + 3Cl2 + 8KOH → 2K2CrO4 + 6KCl + 8h3O
K2Cr2O7 + 2KOH → 2K2CrO4 + h3O
CrO3 + 2KOH → K2CrO4 + h3O.
Хромат калия – сильный окислитель. Применяется при дублении кож, отбеливании воска, как протрава в текстильной промышленности, в производстве красителей. ПДК 0,01 мг/м3 (в пересчете на CrO3).
Дихромат натрия Na2Cr2O7. Слабо парамагнитные расплывающиеся на воздухе оранжево-желтые ромбические кристаллы. Обладает окислительными свойствами. tпл=320°С. Растворяется в воде и спирте. Известен кристаллогидрат Na2Cr2O7•2Н2О. Устойчив в кислой среде. Используют при дублении кож и в электрических элементах.
Дихромат калия K2Cr2O7. Оранжевые триклинные кристаллы. tпл=398°С, плотность равна 2,73 г/см3. Токсичный и горький на вкус. Растворяется в воде, в жидком диоксиде серы и мало растворим в жидком аммиаке и спирте. Обладает сильными окислительными свойствами. Устойчив в кислой среде. Применяют при дублении кож, в производстве спичек и в качестве окислителя в химической лаборатории.
Таблица 11. [12].
| Δ H°обр | -2062 кДж/моль; | Δ G°298 | -1882 кДж/моль; | Δ S°298 | 291 Дж/моль.K |
Получается при подкислении водного раствора хромата калия, взаимодействием гидроксида или карбоната калия с хромовым ангидридом:
2K2CrO4 + 2h3SO4 → K2Cr2O7 + 2KHSO4 + h3O
2CrO3 + 2KOH → K2Cr2O7 + h3O
2CrO3 + K2CO3 → K2Cr2O7 + CO2 .
Дихромат калия – сильный окислитель, ядовит. Области применения: в производстве спичек, при дублении кож, протрава при крашении тканей, в лабораторной практике, ингибитор коррозии металлов и сплавов. Широко известна так называемая хромовая смесь, содержащая дихромат калия, концентрированную серную кислоту и немного воды. Хромовая смесь находит применение в лабораторной практике в качестве эффективного средства для мытья химического стекла, обращаться с ней нужно крайне осторожно.
Дихромат аммония (Nh5)2Cr2O7. Оранжево-красные моноклинные кристаллы. Плотность равна 2,15 г/см3. Устойчив на воздухе. Растворяется в воде и спирте. Разлагается при нагревании с образованием азота, оксида хрома (III) и воды.
Известны галогениды, соответствующие разным степеням окисления хрома. Синтезированы дигалогениды хрома CrF2, CrCl2, CrBr2 и CrI2 и тригалогениды CrF3, CrCl3, CrBr3 и CrI3. Однако, в отличие от аналогичных соединений алюминия и железа, трихлорид CrCl3 и трибромид CrBr3 хрома нелетучи.
Среди тетрагалогенидов хрома устойчив CrF4, тетрахлорид хрома CrCl4 существует только в парах. Известен гексафторид хрома CrF6.
Получены и охарактеризованы оксигалогениды хрома CrO2F2 и CrO2Cl2.
Синтезированы соединения хрома с бором (бориды Cr2B, CrB, Cr3B4, CrB2, CrB4 и Cr5B3), с углеродом (карбиды Cr23C6, Cr7C3 и Cr3C2), c кремнием (силициды Cr3Si, Cr5Si3 и CrSi) и азотом (нитриды CrN и Cr2N) [12].
Таблица 12. Свойства некоторых соединений хрома.
аИнконгруэнтно. бС разложением.
Хром является хорошим комплексообразователем. Подробно изучена одна из реакций медленного образования комплекса:
Cr(h3О)63+ + NCS- → Cr(h3O)5NCS2+ + h3O
Изучено большое число реакций трисоксалатохроь(III)-иона [Cr(C2O4)3]3-
[Cr(C2O4)3]3- + 2h3O→ [Cr(C2O4)2(h3O)2]- +С2O42-
Реакции идут в такой последовательности [15]:
[Cr(C2O4)3]3- + h4O+→[Cr(C2O4)2(OC2O3H)(h3O)]2-
[Cr(C2O4)2(OC2O3H)(h3O)]2- + h3O→ [Cr(C2O4)2(h3O)2]- + HС2O42-
[Cr(C2O4)2(OC2O3H)(h3O)]2- + h4O+ → [Cr(C2O4)2(h3O)2]- + h3С2O4
Реакция быстро достигает равновесия. Для хрома известен и такой комплекс: [Cr(h3О)4Cl2]Cl – дихлортетраквохром (III) хлорид [8].
Широко были исследованы обычные комплексы – нейтральные ацетилацетонаты, внутрикомплексное кольцо образует квазиароматическую систему, и могут быть осуществлены такие реакции, как галогенирование, нитрование и ацетилирование, например:
h4C h4C
C O C O
H C Cr(acac)2 Br2, B Br C Cr(acac)2 +HBr , CHCl3
C O C O
h4C h4C
где acac– анион ацетилацетона.
Вывод. Хром интересен своими свойствами не только как элемент, но и как металл, чистый или участвующий в образовании соединений. Электронная конфигурация [Ar] 3d5 4s1. Химически хром довольно инертен вследствие образования на его поверхности прочной тонкой пленки оксида. Известны соединения двухвалентного, трехвалентного, четырехвалентного и шестивалентного хрома.
megaobuchalka.ru
Соединение - шестивалентный хром - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2
Соединение - шестивалентный хром
Cтраница 2
Обезвреживание соединений шестивалентного хрома протекает при рН - 2 - 2 5, поэтому все время происходит автоматическое подкисление раствора 20 - 30 % - ной серной кислотой. [16]
Из соединений шестивалентного хрома обычно применяют хромовый ангидрид, а также бихромат аммония, калия и натрия. [17]
Покрытие содержит соединения шестивалентного хрома и окрашено в золотисто-желтый цвет. [18]
Большие количества соединений шестивалентного хрома теряются со сточными водами цехов гальванического хромирования, в также при производстве катализаторов. [19]
Еще одним соединением шестивалентного хрома, представляющим интерес для металлургической промышленности, является хромат кальция. [20]
Алюмохромфосфатную связку с соединениями шестивалентного хрома можно получить, растворяя СгОз в воде до образования насыщенного раствора. Затем водный раствор ( 65 % - ную двухромовую кислоту) растворяют в АФС. [21]
Алюмохромфосфатную связку с соединениями шестивалентного хрома можно получить, растворяя СгО3 в воде до образования насыщенного раствора. Затем водный раствор ( 65 % - ную двухромовую кислоту) растворяют в АФС. [22]
Водный раствор серной кислоты и соединения шестивалентного хрома часто используют в качестве травильной жидкости для удаления металлов. Особенно широко такие растворы используют для растворения медных покрытий при изготовлении печатных плат в электронике. Во время травления шестивалентный хром превращается в трехвалентный, а в результате растворения меди в жидкости накапливается сульфат меди. При длительном использовании раствора скорость удаления меди уменьшается вследствие увеличения концентрации меди в растворе и восстановления шестивалентного хрома и к конце концов травильную жидкость приходится заменять свежей. Удаление отработанных травильных растворов представляет собой серьезную проблему, поскольку медь и хром ядовиты. [23]
Как уже указывалось, для соединений шестивалентного хрома характерны окислительные свойства, поэтому соли хромовых кислот являются окислителями, причем наиболее сильными в кислой среде. [24]
Большинство соединений хрома вредны, а соединения шестивалентного хрома ядовиты, и работа с ними требует тщательного соблюдения условий, обеспечивающих сохранение здоровья работающих. Проникая в кожу через незначительные повреждения, соединения хромовых кислот разрушают белковые вещества клеток, вызывают язвы. Особенно сильному разрушению подвержены слизистые оболочки. Вдыхание пыли и испарений, содержащих соединения хрома, приводит к поражению слизистой оболочки носа и к прободению его хрящевой перегородки. [25]
Реагентный способ очистки сточных вод от соединений шестивалентного хрома используется при работе установок непрерывного и периодического действия. [26]
Индивидуальные расстояния Сг - О в соединениях шестивалентного хрома существенно зависят от того, является ли атом кислорода концевым или мостиковым. В наиболее четкой форме это проявляется в Sr [ Cr2O7 ], KCrJO6 и CsCrIIICr IO8 - В дву-ядерных комплексах [ Ст2О7 ] 2 - расстояния Сг - ОКОНц лежат в пределах 1 59 - 1 68 А, расстояния Сг - ОМОст равны 1 71 и 1 75 А; в комплексе [ О3Сг - О - JO2 ] - расстояния Сг - Оконц находятся в интервале 1 59 - 1 66 А, расстояние Сг - О в мостике Сг - О - J равно 1 86 А. В каждом тетраэдре CrVIO4 один из атомов кислорода концевой, три остальных можно рассматривать как мостиковые, учитывая, однако, что партнерами являются октаэдрически координированные атомы. Сгш и что связь О - Сгш, вероятно, более полярна, чем CrVI - О. В этой структуре расстояния Сг - ОКОНц равны 1 571 и 1 581 А ( в двух независимых тетраэдрах), расстояния Сг - О ост лежат в интервале 1 635 - 1 705 А. [27]
Соответственно этому плавнями в принципе могут быть соединения шестивалентного хрома, но последний легко переходит в трехвалентное состояние и в результате вязкость возрастает. [28]
В присутствии ионов двухвалентного железа предотвращается экстракция соединений шестивалентного хрома ( продукты коррозии), образующихся при подготовке исходного раствора. [30]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Соединения шестивалентного хромаОксид хрома (VI) CrO3. Слабо парамагнитные расплывающиеся на воздухе красные (с фиолетовым оттенком) бипирамидальные орторомбические призмы (плотность равна 2,8 г/см3), tпл=197°С. Хорошо растворим в воде. Обладает окислительными свойствами. Получают действием воды на хлористый хромил, обработкой растворов хромата или бихромата калия или натрия избытком концентрированной серной кислоты, действием хлороводородной кислоты на хромат серебра. Применяют в качестве катализатора автоокисления углеводородов и ненасыщенных алифатических эфиров, для восстановления чувствительности фотопластинок, а также в медицине как прижигающее средство.Таблица 9. [12].
Na2Cr2O7 (конц.) + h3SO4 (конц.) = 2CrO3↓ + Na2SO4 + h3O. При растворении в воде, в зависимости от концентрации, образует хромовые кислоты различного состава: CrO3 + h3O → h3CrO4 (желтый р-р) 2CrO3 + h3O → h3Cr2O7 (оранжевый р-р) 3CrO3 + h3O → h3Cr3O10 (красный р-р) и т.д. Пероксид хрома (VI) CrO5. Диамагнитное соединение, которое в водном растворе взаимодействует с щелочами, оксидами щелочных металлов, с кислотами. Раствор в эфире имеет синий цвет. Получают обработкой на холоду раствора хромата щелочного металла эфирным раствором пероксида водорода и разбавленной серной кислоты. Фтористый хромил CrO2F2. Красновато-коричневое газообразное вещество, которое при охлаждении ниже 29,6оС превращается в фиолетово-красные ромбоэдрические кристаллы (плотность равна 2,9 г/см3). tпл=30°С. Гидролизуется водой. Действует на стекло. Восстанавливается цинком и натрием с образованием хрома. Получают действием концентрированной серной кислоты на смесь фторида кальция с хроматом свинца или с бихроматом калия при нагревании, обработкой безводной плавиковой кислотой CrO3 или K2Cr2O7. Хлористый хромил CrO2Cl2. Кроваво-красная диамагнитная жидкость (плотность равна 1,92 г/см3), tпл=-97°С, tкип=117°С. Неустойчив на свету и при нагревании. Дымит во важном воздухе вследствие гидролиза. Растворяется в диэтиловом эфире, сероуглероде, тетрахлорметане. Является окислителем и хлорирующим агентом. Получают нагреванием смеси порошка хромата или бихромата щелочного металла с концентрированной серной кислотой и каким-нибудь хлоридом или действием хлороводорода на CrО3. Хромокалиевые квасцы KCr(SO4)2•12h3O. Фиолетовые октаэдрические кристаллы. Плотность равна 1,83 г/см3. Хорошо растворяются в воде, мало растворимы в спирте. Выпадают при выпаривании водного раствора, полученного смешением сульфата калия и сульфата хрома (III) в стехиометрических количествах или восстановлением с помощью этилового спирта подкисленного раствора K2Cr2O7. Применяют при дублении кож и в качестве протравы в текстильном производстве. Хромат натрия Na2CrO4. Желтые ромбические бипирамидальные кристаллы. tпл=792°С, плотность равна 2,723 г/см3. Растворяется в воде, метаноле. Мало растворим в этаноле. Под действием кислот превращается в би-, три-, или полихромат. Известны кристаллогидраты Na2CrO4•nН2О (n=4, 6, 10). Устойчив в щелочной среде. Хромат калия K2CrO4. Слабо парамагнитные желтые ромбические бипирамидальные кристаллы. Плотность равна 2,732 г/см3, tпл=975°С. Растворяется в воде, в жидком диоксиде серы и мало растворим в спирте. Обладает окислительными свойствами. Под действием кислот превращается в би-, три-, или полихромат. Устойчив в щелочной среде. Таблица 10. [12].
2K[Cr(OH)4] + 3Cl2 + 8KOH → 2K2CrO4 + 6KCl + 8h3O K2Cr2O7 + 2KOH → 2K2CrO4 + h3O CrO3 + 2KOH → K2CrO4 + h3O. Хромат калия – сильный окислитель. Применяется при дублении кож, отбеливании воска, как протрава в текстильной промышленности, в производстве красителей. ПДК 0,01 мг/м3 (в пересчете на CrO3). Дихромат натрия Na2Cr2O7. Слабо парамагнитные расплывающиеся на воздухе оранжево-желтые ромбические кристаллы. Обладает окислительными свойствами. tпл=320°С. Растворяется в воде и спирте. Известен кристаллогидрат Na2Cr2O7•2Н2О. Устойчив в кислой среде. Используют при дублении кож и в электрических элементах. Дихромат калия K2Cr2O7. Оранжевые триклинные кристаллы. tпл=398°С, плотность равна 2,73 г/см3. Токсичный и горький на вкус. Растворяется в воде, в жидком диоксиде серы и мало растворим в жидком аммиаке и спирте. Обладает сильными окислительными свойствами. Устойчив в кислой среде. Применяют при дублении кож, в производстве спичек и в качестве окислителя в химической лаборатории. Таблица 11. [12].
2K2CrO4 + 2h3SO4 → K2Cr2O7 + 2KHSO4 + h3O 2CrO3 + 2KOH → K2Cr2O7 + h3O 2CrO3 + K2CO3 → K2Cr2O7 + CO2 . Дихромат калия – сильный окислитель, ядовит. Области применения: в производстве спичек, при дублении кож, протрава при крашении тканей, в лабораторной практике, ингибитор коррозии металлов и сплавов. Широко известна так называемая хромовая смесь, содержащая дихромат калия, концентрированную серную кислоту и немного воды. Хромовая смесь находит применение в лабораторной практике в качестве эффективного средства для мытья химического стекла, обращаться с ней нужно крайне осторожно. Дихромат аммония (Nh5)2Cr2O7. Оранжево-красные моноклинные кристаллы. Плотность равна 2,15 г/см3. Устойчив на воздухе. Растворяется в воде и спирте. Разлагается при нагревании с образованием азота, оксида хрома (III) и воды. Известны галогениды, соответствующие разным степеням окисления хрома. Синтезированы дигалогениды хрома CrF2, CrCl2, CrBr2 и CrI2 и тригалогениды CrF3, CrCl3, CrBr3 и CrI3. Однако, в отличие от аналогичных соединений алюминия и железа, трихлорид CrCl3 и трибромид CrBr3 хрома нелетучи. Среди тетрагалогенидов хрома устойчив CrF4, тетрахлорид хрома CrCl4 существует только в парах. Известен гексафторид хрома CrF6. Получены и охарактеризованы оксигалогениды хрома CrO2F2 и CrO2Cl2. Синтезированы соединения хрома с бором (бориды Cr2B, CrB, Cr3B4, CrB2, CrB4 и Cr5B3), с углеродом (карбиды Cr23C6, Cr7C3 и Cr3C2), c кремнием (силициды Cr3Si, Cr5Si3 и CrSi) и азотом (нитриды CrN и Cr2N) [12]. Таблица 12. Свойства некоторых соединений хрома.
аИнконгруэнтно. бС разложением. Хром является хорошим комплексообразователем. Подробно изучена одна из реакций медленного образования комплекса: Cr(h3О)63+ + NCS- → Cr(h3O)5NCS2+ + h3O Изучено большое число реакций трисоксалатохроь(III)-иона [Cr(C2O4)3]3- [Cr(C2O4)3]3- + 2h3O→ [Cr(C2O4)2(h3O)2]- +С2O42- Реакции идут в такой последовательности [15]: [Cr(C2O4)3]3- + h4O+→[Cr(C2O4)2(OC2O3H)(h3O)]2- [Cr(C2O4)2(OC2O3H)(h3O)]2- + h3O→ [Cr(C2O4)2(h3O)2]- + HС2O42- [Cr(C2O4)2(OC2O3H)(h3O)]2- + h4O+ → [Cr(C2O4)2(h3O)2]- + h3С2O4 Реакция быстро достигает равновесия. Для хрома известен и такой комплекс: [Cr(h3О)4Cl2]Cl – дихлортетраквохром (III) хлорид [8]. Широко были исследованы обычные комплексы – нейтральные ацетилацетонаты, внутрикомплексное кольцо образует квазиароматическую систему, и могут быть осуществлены такие реакции, как галогенирование, нитрование и ацетилирование, например: H C O C O H C Cr(acac)2 Br2, B Br C Cr(acac)2 +HBr , CHCl3 C O C O h4C h4C где acac – анион ацетилацетона. Вывод. Хром интересен своими свойствами не только как элемент, но и как металл, чистый или участвующий в образовании соединений. Электронная конфигурация [Ar] 3d5 4s1. Химически хром довольно инертен вследствие образования на его поверхности прочной тонкой пленки оксида. Известны соединения двухвалентного, трехвалентного, четырехвалентного и шестивалентного хрома. | |||||||
3C h4Cnewrefs.ru
способ обезвреживания водных растворов, содержащих соединения шестивалентного хрома
Изобретение относится к гальваническому производству, конкретно к способу обезвреживания промывной воды и электролитов, содержащих соединения шестивалентного хрома. Способ основан на восстановлении соединений шестивалентного хрома растворами гидразина или гидроксиламина. Причем реакции протекают в области рН от кислой до слабощелочной без дополнительного введения кислоты или щелочи для изменения рН. По окончании реакции восстановления выпавший осадок гидроксида хрома отфильтровывают от раствора. Технический результат: разработка реагентного способа обезвреживания промывной воды в ваннах непроточной промывки и электролитов, содержащих соединения шестивалентного хрома, без использования таких химических реагентов, после которых образуются дополнительные, трудноутилизируемые отходы. 1 з.п. ф-лы.
Использование: в гальваническом производстве для обезвреживания промывной воды в ванне непроточной промывки (ванне улавливания) и электролитов, содержащих соединения шестивалентного хрома.
Изобретение относится к способу обезвреживания промывной воды в ваннах улавливания и электролитов, содержащих соединения шестивалентного хрома. Предлагаемый способ позволяют обезвреживать промывную воду и электролиты, содержащие соединения шестивалентного хрома с образованием минимального количества дополнительных отходов.
Целью изобретения является разработка реагентного способа обезвреживания промывной воды в ваннах улавливания и электролитов, содержащих соединения шестивалентного хрома, без использования таких химических реагентов, после которых образуются дополнительные, трудноутилизируемые отходы.
Сущность изобретения: известны различные реагентные способы обезвреживания промывной воды и электролитов, содержащих соединения шестивалентного хрома. Чаще всего соединения шестивалентного хрома сначала восстанавливают в соединения трехвалентного хрома с использованием восстановителей: сульфата двухвалентного железа или сульфита натрия. Реакцию, как правило, проводят в кислой среде, для чего к раствору, содержащему соединения шестивалентного хрома, предварительно добавляют раствор серной кислоты. После протекания реакции восстановления растворимые соединения трехвалентного хрома переводят в нерастворимые, для чего добавляют соответствующее количество раствора щелочи
[1]. При проведении обезвреживания растворов, содержащих соединения шестивалентного хрома, подобным способом образуется дополнительное значительное количество твердых отходов - осадка, содержащего гидроксид трехвалентного железа (в случае использования в качестве восстановителя сульфата двухвалентного железа), и большое количество сульфата натрия (при использовании в качестве восстановителя сульфита натрия или сульфата двухвалентного железа и серной кислоты и щелочи для создания необходимого значения pH раствора).
Для снижения количества дополнительных твердых отходов и уменьшения солесодержания образующихся растворов необходимо подобрать восстановитель, взаимодействующий с соединениями шестивалентного хрома в широкой области pH (преимущественно от кислой области до слабощелочной). Процесс окисления восстановителя должен протекать практически полностью, а продукты окисления восстановителя не должны загрязнять раствор или требовать каких-либо дополнительных мер по их утилизации или использованию.
Используя справочные значения стандартных электродных потенциалов окисления гидразина и восстановления шестивалентного хрома, взятые из [2, 3], можно рассчитать значения электродных потенциалов этих реакций для различных значений pH раствора. Для pH, равном 0, 7 и 14, значение электродного потенциала реакции восстановления соединений шестивалентного хрома равно 1,33, +0,56, и -0,13 В, а значение электродного потенциала реакции окисления гидразина -0,33, -0,74 и -1,16 В соответственно. Из представленных значений следует, что с увеличением значения pH раствора окислительные свойства соединений шестивалентного хрома уменьшаются, в то же время восстановительные свойства гидразина возрастают. Разность потенциалов суммарной окислительно-восстановительной реакции намного больше нуля во всем диапазоне значений pH, следовательно, будет происходить окисление гидразина соединениями шестивалентного хрома в широкой области pH раствора. Сильными восстановительными свойствами обладает также гидроксиамин. Основными продуктами окисления гидразина или гидроксиламина являются азот и вода.
При действии ограниченного количества гидразина на растворы хромовой кислоты образуется хромат хрома:
.
При увеличении количества гидразина, взаимодействующего с хромовой кислотой, восстановление протекает до образования гидроксида трехвалентного хрома:
Реакции (1) и (2) протекают быстро и практически полностью. Обезвреживанию подвергается как промывная вода участка хромирования, содержащая 
0,01 г/л CrO3 (ванна улавливания), так и отработанный электролит хромирования, содержащий ~250 г/л CrO3. При использовании в качестве восстановителя гидразина не требуется введения кислоты или щелочи для создания нужного значения pH раствора, т.к. восстановление соединений шестивалентного хрома происходит в широком диапазоне pH раствора. Продукты окисления гидразина - азот и вода не требуют каких-либо дополнительных мер по их утилизации.
Аналогичными сильными восстановительными свойствами обладает гидроксиамин, который реагирует с соединениями шестивалентного хрома (хромовой кислотой) по уравнениям:
Гидроксиламин, также как и гидразин для протекания реакции (3) и (4), не требует введения для изменения pH кислоты или щелочи, а продукты окисления гидроксиламина - азот и вода не требуют каких-либо дополнительных методов утилизации.
Растворы и электролиты, содержащие, кроме шестивалентного хрома, много свободной сильной кислоты (электролиты полирования стали и ее сплавов, растворы осветления цинка, меди и ее сплавов, растворы пассивации цинка, меди) требуют введения дополнительного количества щелочи для нейтрализации избытка кислоты и осаждения гидроксида трехвалентного хрома после введения восстановителя - гидразина или гидроксиламина.
Для уменьшения поступления соединений шестивалентного хрома в ванну проточной промывки необходимо стремиться к тому, чтобы поддерживать в ванне улавливания (ванне непроточной промывки), предназначенной для промывки деталей после операции хромирования в стандартном электролите, наименьшую концентрацию соединений шестивалентного хрома, например, 0,1-1,0 г/л в пересчете на CrO3. При достижении в ванне улавливания концентрации хромовой кислоты из диапазона 0,1-1,0 г/л в пересчете на CrO3 в ванну добавляют расчетное количество раствора гидразина или гидроксиламина, перемешивают и оставляют на несколько часов (на ночь). По окончании реакции выпавший осадок гидроксида хрома отделяют (декантируют или отфильтровывают) от раствора. Очищенный раствор используют повторно в качестве ванны улавливания.
Для обезвреживания электролита хромирования к нему небольшими порциями при перемешивании добавляют расчетное количество раствора гидразина или гидроксиламина. После завершения реакции выпавший осадок трехвалентного хрома отделяют фильтрованием. В случае необходимости остаточное количество гидразина или гидроксиламина в фильтрате удаляются введением раствора пероксида водорода или продувкой воздуха через фильтрат (катализаторами реакции окисления гидразина или гидроксиламина являются соединения меди или железа). В осадке гидроксида хрома остатки гидразина или гидроксиламина постепенно окисляются кислородом воздуха (небольшие количества соединений меди и железа, служащие катализаторами этого процесса, всегда имеются в производственном электролите хромирования).
Источники информации
[1]. Прикладная электрохимия. / Под. ред. А.П.Томилова. - 3-е изд., перераб. - М.: Химия, 1984, с.349-350.
[2]. Краткий справочник по химии. / Под общ. ред. Куриленко О.Д. - Киев.: Наукова думка, 1974. с 359-361.
[3]. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. - 4-е издание. - М.: Химия, 1971, 456 с.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ обезвреживания водных растворов, содержащих соединения шестивалентного хрома, включающий добавление расчетного количества восстановителя гидразина по реакциям:10 h3 CrO4+3 N2h5=2 Cr2 (CrO4)3+16 h3O+3 N2 ,4 h3CrO4+3 N2H 4=4 Cr(ОН)3
+4 h3O+3 N2,или добавление расчетного количества гидроксиламина по реакциям:5 H 2CrO4+6 Nh3OH=Cr2(CrO 4)3+14 h3O+3 N2,2 h3CrO4+6 Nh3OH=2 Cr(ОН) 3+8 h3O+3 N2,причем реакции протекают в области рН от кислой до слабо-щелочной без дополнительного введения кислоты или щелочи для изменения рН, перемешивание и фильтрование выпавшего осадка гидроксида трехвалентного хрома.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что проводят обезвреживание промывной воды ванны непроточной промывки или проводят обезвреживание электролита хромирования.
www.freepatent.ru
Хром и соединения
Соединения металлов, выносимые сточными водами гальванического производства, весьма вредно влияют на экосистему водоем - почва - растение - животный мир - человек. Например, соединения кадмия даже в малых концентрациях оказывают резко выраженное токсическое действие на рыб и другие водные организмы. Весьма вредны соединения шестивалентного хрома, который при концентрации в воде более 0,01 мг/л оказывает токсическое действие на микрофлору водоемов.[ ...]
Пары хрома и его соединений могут поступать в воздушную среду гальванических цехов при хромировании и изготовлении катализаторов, содержащих хромпик. В литейных цехах они появляются при производстве качественных сталей; хром также входит в состав некоторых огнеупоров и т. д.[ ...]
Соединения хрома (VI) и хрома (III) губительно действуют на флору и фауну водоемов и тем самым тормозят процессы самоочищения. При концентрации хрома (VI) 0,001 мг/л БПК5 сточных вод снижается на 1,4 %; при 0,01 мг/л БПК5 сточных вод снижается на 5,7 %; при 0,05 мг/л тормозится нитрификация сточных вод; при концентрации хрома (VI) 0,1 мг/л БПК5 сточных вод снижается на 13-15,8 %, замедляется аммонификация и угнетается нитрификация сточных вод. Хром (III) оказывает менее вредное действие на процессы самоочищения водоемов и снижает БПК5 сточных вод при концентрации 1 мг/л на 10 %. Из отдельных соединений хрома (III) особенно вредное действие на процессы самоочищения водоемов оказывают хлорид и сульфат.[ ...]
Хром отличается широким разнообразием состояний окисления (от + 2 до + 6) и способностью образовывать комплексные анионы и катионы, например Сг(ОН)2+, СЮ СЮ ¡. В природных соединениях он имеет степени окисления + 3 и + 6. Высокоокисленные формы хрома менее устойчивы, чем Сг3+.[ ...]
Хром — твердый металл блестящего серого цвета, плотность 6,92 г/м3, способен корродировать. Гидроокись хрома и карбонаты в воде не растворяются, но соединения трехвалентного хрома (хлориды, нитраты и сульфаты) и шестивалентного (хроматы и бихроматы натрия, калия и аммония) в воде растворяются легко.[ ...]
Соединения хрома токсичны, особенно ядовиты шестивалентные соединения, меньшей токсичностью характеризуются трехвалентные соединения. Хром и его двухвалентные соединения малотоксичны.[ ...]
Хром встречается в природе только в виде соединений, чаще всего в виде хромистого железняка РеО • СггОз, из которого выплавляют феррохром, содержащий 30—60% хрома. Из этого сплава получают разные соединения хрома. Шестивалентный хром и его соли применяют в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями, в химической, фармацевтической промышленности, в металлургии как примесь к специальным сортам стали. Благодаря твердости и устойчивости к воздействию воды и воздуха хром применяют для электролитического покрытия металлических изделий.[ ...]
Соединения шестивалентного хрома - хромовая кислота и ее соли) применяются при нанесении хромовых покрытий, при химической обработке (травление, пассивирование), при электрохимической обработке (анодирование), при электрополировке стальных изделий.[ ...]
Из этих соединений практическое значение в качестве пигментов для лакокрасочных целей имеют только окись хрома и изумрудная зелень.[ ...]
Поскольку хром (III) в кислой среде инертен (выпадая почти полностью в осадок при pH 5,5), его соединения в почве весьма стабильны. Напротив, хром (VI) крайне нестабилен и легко мобилизуется в кислых и щелочных почвах. Снижение подвижности хрома в почвах может приводить к его дефициту в растениях.[ ...]
Экологически и экономически приемлемые способы очистки данного вида сточных вод в настоящее время еще не разработаны. Ситуация осложнена тем, что в ГЗУ часто сбрасывают другие сточные воды с ТЭС. Обычно продувочные воды оставляют 1—3 % расхода осветленной воды. При этом концентрация вредных веществ в них велика, а выделение вредных веществ связано с большими капиталовложениями. Поэтому в настоящее время ограничиваются лишь обезвреживанием содержащихся в продувочной воде ГЗУ токсичных примесей. В то же время воды ГЗУ содержат весьма ценные элементы (германий, мышьяк, ванадий и др.), использование которых могло бы полностью оправдать затраты на очистку [11.15, 11.16]. Наиболее широко для обезвреживания продувочных вод ГЗУ используется известь.[ ...]
Токсическими и бактерицидными компонентами загрязнения сточных вод являются кислоты, щелочи, сульфиды, соли тяжелых металлов, в основном хрома и меди. Сульфиды (обязательный компонент сточных вод сернистого крашения) являются соединениями не стойкими, переходящими под влиянием растворенного в воде кислорода в тиосульфат-ионы и далее в сульфаты.[ ...]
Неорганические и ряд металлоорганических веществ характеризуются в основном только величинами ПДКб, поскольку эти вещества, как правило, не влияют на работу биологических сооружений (например, не способствуют ценообразованию, не изменяют растворимости кислорода и т.п.). Наименьшие ПДКб имеют: тетраэтилсвинец—0,001 мг/л; соединения бериллия, титана, ртути, хрома шестивалентного (все в пересчете на соответствующий элемент) и оксид углерода—0,01 мг/л; соединения бора ( в пересчете на бор)—0,05 мг/л; соединения висмута, ванадия, кадмия, никеля (в пересчете на элемент)—0,1 мг/л; сульфат меди (в пересчете на медь)—0,2 мг/л; цианистый калин—2 мг/л и т.д. Наименее токсичными являются соли натрия, лития, магния: их содержание в воде до 10 г/л не оказывает никакого действия. По отдельным сообщениям биологическая очистка сточных вод возможна при концентрации хлористого натрия до 10—20 мг/л. Соли калия имеют величину ПДКб = 1- 560 мг/л в зависимости от вида аниона: самым ядовитым является калий железистосинероднстый, наименее токсичным — калий фосфорнокислый. Соли кальция менее токсичны, чем соли калия, но и они имеют разную ПДКб в зависимости от того, в виде какого соединения они присутствуют в воде.[ ...]
Высокотоксичные соединения шестивалентного хрома содержатся в промывных сточных водах и отработанных технологических растворах, образовавшихся в процессе хромирования, при химической обработке поверхностей стальных изделий (травление, пассирование), при анодировании изделий из алюминия и при проведении других технологических процессов.[ ...]
Влияние на человека и теплокровных животных. Соединения хрома (VI) оказывают на организм общетоксическое, раздражающее, кумулятивное, аллергенное, канцерогенное и мутагенное действие. При поступлении в организм собаки с питьевой водой в дозе 1,8 мг/кг массы в течение суток бихромат калия вызывает рвоту, понос, потерю аппетита, затрудненное дыхание, замедленное кровообращение; одноразовая доза 2,3 мг/кг массы вызывает гибель животного.[ ...]
В осадках содержатся соединения кремния, алюминия, железа; окиси кальция, магния, калия, натрия, цинка, никеля, хрома и др. (табл. 1).[ ...]
В осадках содержатся соединения кремния, алюминия, железа, оксида кальция, магния, калия, натрия, никеля, хрома и др. Химический состав осадков оказывает большое влияние на их водоотдачу. Соединения железа, алюминия, хрома, меди, а также кислоты, щелочи и некоторые другие вещества, содержащиеся в производственных сточных водах, способствуют интенсификации процесса обезвоживания осадков и снижают расход химических реагентов на их коагуляцию перед обезвоживанием. Масла, жиры, азотные соединения, волокнистые вещества, наоборот являются неблагоприятными компонентами. Окружая частицы осадка, они нарушают процессы уплотнения и коагуляции, а также увеличивают содержание органических веществ в осадке, что сказывается на ухудшении его водоотдачи.[ ...]
Для питьевых, подземных и поверхностных вод согласно ГОСТ 4151 — 72 определяется общая жесткость. Эго определение проводится комплексонометрическим методом. Он основан на связывании ионов кальция и магния в комплексные соединения, сопровождающемся изменением окраски индикатора. Чувствительность этого метода зависит от чувствительности применяемых индикаторов и составляет 1 — 2 мкг-экв/л (для индикаторов кислотный хром синий марки К и кислотный хром темно-синий), при меньшей жесткости окраска комплексов индикаторов с ионами кальция и магния уже не отмечается визуально. Максимально возможная ошибка при титровании из обычной бюретки 0,1 м раствором трилона Б при общей жесткости 5 — 20 мг-экв/л составляет 1 — 2 %.[ ...]
По свойствам циркуляции и накопления между группой меди и цинка и группой свинца и ртути есть еще ряд элементов, избыток которых навязан биосфере человеком и соединения которых могут вызвать острые или хронические отравления. Это бериллий, бор, фтор, фосфор, сера, хлор, хром, кобальт, никель, мышьяк, кадмий, сурьма, осмий, нитриты, нитраты, цианиды и др. Их невозможно изолировать от биотического круговорота, поэтому они в тех или иных количествах присутствуют не только во внешней, но и в нашей внутренней среде.[ ...]
При высоких концентрациях хрома в гальваношламах прокаливание осадка при умеренных температурах приводит к образованию растворимых соединений шестивалентного хрома за счет восстановления трехвалентного хрома при разложении углекислых и сернокислых солей щелочных металлов. В работе [75] показано, что из прокаленного при 800 °С шлама, полученного из раствора, содержащего по 20 г/л сульфатов N1, Ре, Си, Zn и Сг, вымывается до 25,0—27,2 мг хромовой кислоты.[ ...]
СПАВ, железа, цинка, никеля, хрома и других веществ. В сточных водах кожевенной промышленности присутствуют соединения азота, фенола, СПАВ, жиры и масла, хром, алюминий, сероводород, метанол, формальдегид.[ ...]
Метод основан на извлечении соединений элемента из почвы (переведении их в раствор), получении в кислой среде окрашенного комплекса хрома (VI) с дифенилкарбазидом (красно-фиолетового цвета) и измерении оптической плотности раствора. Обязательной операцией является предварительное окисление хрома (III) до хрома (VI). Мешающее влияние молибдена и ванадия устраняют в процессе осаждения хрома и других гидролизующихся металлов в виде гидроксидов. Мешающее определению железо удаляют из раствора экстракцией с 8-окси-хинолином в хлороформе.[ ...]
На поведение микроэлементов и формы их соединений в почвах большое влияние оказывают окислительно-восстановительные условия, реакция среды, концентрация СО2 и содержание органического вещества. Изменение окислительно-восстановительного состояния почв существенно сказывается на поведении микроэлементов с переменной валентностью. Так, марганец при окислении (Мп2+->-Мп4+) переходит в нерастворимые формы, а хром (Сг3+-»-Сгв+) и ванадий (У3+->1/5+), наоборот, приобретают подвижность и мигрируют.[ ...]
Ионообменные методы очистки от соединений хрома. Они находят широкое применение в любых отраслях промышленности и обеспечивают высокую эффективность очистки, а также позволяют получать выделенные из сточной воды металлы в виде относительно чистых и концентрированных солей.[ ...]
Кроме того, в опыт были взяты парахинондиоксим, хром и пикриновая кислота, лимитирующим показателем вредности которых является окраска воды.[ ...]
В системе ОАО «Газпром» в год собирается около 200 тыс. т твёрдых и токсичных отходов, в том числе ртутные лампы, свинцовые пластины аккумуляторов, оксиды хрома и ванадия, отходы гальванических производств и хлорорганические соединения — все относящиеся к первому классу опасности. Ко второму классу относятся кубовые остатки, мышьяк, серная кислота и нефтепродукты.[ ...]
Наиболее часто применяемым реагентом при осаждении мышьяка, фтора, хрома и ряда других токсичных примесей является известь, используемая обычно в виде известкового молока. Однако применение одной лишь извести не всегда позволяет очистить воду до концентраций примесей, обеспечивающих возможность сброса воды в водоем.[ ...]
Установлено, что известкование, а также применение органических веществ и соединений фосфора существенно снижает токсичность хроматов в загрязненных почвах. При загрязнении почв хромом (VI) подкисление, а затем применение восстанавливающих агентов (например, серы) используется для восстановления его до хрома (III), после чего проводится известкование для осаждения соединений Сг (III).[ ...]
В природных водах атомы тяжелых металлов присутствуют в различных ионных и молекулярных формах. Такие элементы как железо, хром и марганец могут быть представлены также разными валентными состояниями. Выделяют три формы, в которых атомы тяжелых металлов мигрируют в водных средах: истинно растворенная, взвешенная и коллоидная. Валентное состояние атомов этих элементов и формы их соединений в природных водах определяются совокупностью различных факторов и процессов (химических и биотических, гидрологических и гидродинамических).[ ...]
Основными источниками загрязнения водоемов являются текстильные фабрики и комбинаты, а также процессы дубления кож. Сточные воды текстильной промышленности характеризуются наличием в них взвешенных веществ, сульфатов, хлоридов, соединений фосфора и азота, нитратов, СПАВ, железа, цинка, никеля, хрома и других веществ. В сточных водах кожевенной промышленности присутствуют соединения азота, фенола, СПАВ, жиры и масла, хром, алюминий, сероводород, метанол, формальдегид.[ ...]
Из неорганических веществ наименьшие ПДКб имеют: тетраэтилсвинец -0,001 мг/л; соединения бериллия, титана, ртути, хрома шестивалентного и оксида углерода - 0,01 мг/л; и соединения бора - 0,05 мг/л. Наименее токсичными являются соли натрия, лития и магния; их содержание в воде до 10 г/л не оказывает никакого действия. Из органических веществ с относительно низкой ПДК (до 25 мг/л) можно назвать жесткие и промежуточные поверхностно-активные вещества и красители. Величины ПДК могут существенно изменяться от условий работы очистного сооружения, в частности от концентрации ила.[ ...]
Неконтролируемые промышленные сточные воды могут содержать агрессивные или токсичные соединения. Например, присутствие соединений серы и высокая температура сточной воды могут способствовать бактериальному образованию сульфатов, вызывающих коррозию шелыги канализационных труб. Кислые стоки вызывают коррозию нижней части труб, и если они разбавлены водой не в должной степени, то могут нарушить процесс очистки. Токсичные ионы металлов, например хрома и цинка, и некоторые органические вещества даже в небольших концентрациях могут привести к ингибированию биологических процессов очистки воды и анаэробного сбраживания осадков. Растворенные соли и вещества, придающие воде цвет и запах, только частично удаляются традиционными методами очистки. Защита природного водоема от таких загрязнений сводится к локальной очистке стоков на промышленном предприятии вместо сброса их в канализационную систему. Примерами таких стоков могут служить отработанные соляные растворы, красители и фенолы. Там, ¡где производственные стоки нестабильны, целесообразно установить усредняющие резервуары для предотвращения импульсных нагрузок на очистные сооружения. В дополнение к нейтрализации и разбавлению стоков предварительная обработка посредством усреднения способствует стабилизации расхода и предотвращению внезапных гидравлических нагрузок повышенной интенсивности.[ ...]
Реакции глубокого окисления органических веществ катализируются переходными металлами и их окислами. Наиболее активны металлы платиновой группы и окислы железа, меди, хрома и других металлов. Отличительной особенностью процессов термокаталитической очистки является отсутствие системности в свойствах катализаторов и окисляемых веществ, поэтому можно рассматривать лишь некоторые их характерные тенденции. В частности, к наиболее трудно окисляемым органическим примесям относятся предельные углеводороды, при этом увеличение молекулярной массы этих веществ позволяет проводить процесс окисления при более низких температурах: так, скорость окисления бутана на оксидных катализаторах в 10 раз выше, чем скорость окисления метана [11]. Значительно легче окисляются непредельные и ароматические углеводороды, например: в присутствии двуокиси марганца пропилен при 300 °С окисляется в 103 раз, а пропан - почти в 10“ раз медленнее, чем ацетилен [12]. При окислении кислородсодержащих органических веществ легче других соединений окисляются спирты, затем следуют альдегиды, кетоны, эфиры, кислоты [13-16].[ ...]
Электрокоагуляция применяется в системах локальной очистки сточных вод, загрязненных тонкодисперсными и коллоидными примесями, от масел, нефтепродуктов, некоторых полимеров, соединений хрома и тяжелых металлов. Эл ектр ок о а гул я цию используют в процессах осветления, обесцвечивания, обеззараживания и умягчения воды в системах водоподготовки нейтральных и слабощелочных вод.[ ...]
С помощью процесса РАСТ можно эффективно удалить из сточных вод такие загрязняющие вещества, как бензол, толуол и фенол, а также их хлор- и нитропроизводные, пестициды, ионы тяжелых металлов и красители. В качестве примера в таблице 17 приведены данные по очистке сточных вод от органических примесей и ионов тяжелых металлов с использованием процесса РАСТ при различных дозах активированного угля. Биоразлагаемые органические соединения были удалены сначала без добавления ПАУ, который далее использовался для удаления не подвергающихся биоразложению в обычных условиях органических соединений, уменьшения количества ионов тяжелых металлов (меди, хрома и никеля) и осветления сточных вод.[ ...]
К числу так называемых малых примесей, содержание которых в бокситах составляет от десятых до тысячных долей процента, относятся соединения фосфора, ванадия, фтора, галлия, хрома и др. Пятиокись фосфора, которой содержится в бокситах около 0,1—0,3%, с едкой щелочью образует хорошо растворимый при высокой температуре фосфат натрия Ма3РО . При декомпозиции алюминатных растворов получаемая гидроокись алюминия загрязняется фосфатом. При электролизе глинозема фосфор, содержащийся в глиноземе, оказывает вредное влияние, так как в результате окислительно-восстановительных процессов повышается температура электролита и снижается выход алюминия по току.[ ...]
Анаэробные процессы сбраживания осадков нарушаются вследствие увеличения суточной дозы загрузки, изменения температурного режима и поступления с осадками токсических веществ: ионов тяжелых металлов, соединений мышьяка, меди, хрома и др., а также органических соединений, трудно поддающихся биохимическому разложению. В частности, применение населением и промышленностью синтетических моющих средств вызывает снижение выделения газа, даже при работе метантенков при невысоких дозах загрузки. Выход газа в зависимости от химического состава сбраживаемой смеси осадка и активного ила может колебаться от 5 (а иногда и ниже) до 20 м3 на 1 м3.[ ...]
Сущность фотометрического метода с о-фенантролином заключается, в том, что ионы железа (II) образуют с о-фенантролином оранжево-красные комплексные ионы, в которых один ион железа (П) соединен с тремя молекулами о-фенантролина. Для определения общего содержания железа предварительно восстанавливают железо (III) гидрохлоридом гидроксиламина. Окраска Не зависит от pH в границах от 3 до 9 и очень устойчива. Интенсивность окраски раствора пропорциональна концентрации железа. Прямое определение возможно при содержании железа 0,05 — 2,0 мг в 1 л воды. Мешают определению сильные окислители, нитриты, фосфаты, особенно полифосфаты, хром и цинк в концентрациях, превышающих концентрации железа более чем в 10 раз. Определению мешает медь в концентрациях, превышающих 10 мг/л. Влияние ее можно снизить при работе в области pH от 2,5 до 4,0. Мешающее влияние органических веществ и прочных комплексных соединений железа устраняют минерализацией пробы с азотной или серной кислотой.[ ...]
За рубежом для нейтрализации сероводорода в циркуляционной системе к буровым растворам добавляют карбонат меди, перекись водорода, гранулированное «губчатое» железо или соли поливалентных металлов (двуокись марганца, хлористый цинк, соединения хрома и др.). Можно применять хлорное железо и каустическую соду.[ ...]
Химический состав сухого вещества осадков колеблется в широких пределах. Сухое вещество сырых осадков имеет следующий состав (% массы сухого вещества осадка): 35,4—87,8 С, 4,5—8,7 Н, 0,2—2,7 в, 1,8—8 N. 7,6—35,4 О; сухое вещество активного ила содержит, %: 44,0—75,8 С, 5—8,2 Н, 0,9—2,7 в, 3,3—9,8 N. 12,5-43,2 О. В осадках содержатся соединения кремния, алюминия, железа, оксидов кальция, магния, калия, натрия, цинка, никеля, хрома и др. (см. табл. 8.1), а также ряд других соединений и микроэлементов.[ ...]
Пылевой фактор на современных металлургических заводах является одним из ведущих. На агломерационных фабриках, в доменном производстве пыль состоит из таких сырьевых материалов, как железная руда, коксовая, известковая пыль. На агломерационных фабриках почти все этапы технологического процесса (дробление, смешение, спекание и др.) сопровождаются значительным пылевыделением (десятки и сотни миллиграммов на 1 м3 воздуха). В доменном производстве источниками образования пыли являются кокс, горячий агломерат при их загрузке; при выпуске чугуна образуется пыль графита. В сталеплавильных цехах пыль выделяется в шихтовых отделениях (оксидов железа, хрома, марганца и др.), плавильных (пыль может содержать оксиды железа, соединения серы, фосфора, хрома и др.), миксерных (пыль графита, оксидов железа и др.) отделениях. Пыль, образующаяся при ломке, обточке и кладке огнеупоров при ремонте металлургических печей, миксеров, ковшей, содержит до 70 % кварца. Концентрация ее на участках ремонта печей достигает сотен миллиграммов на 1 м воздуха. В прокатных цехах при обжиме горячего металла с его поверхности слетает большое количество окалины, состоящей в основном из оксидов железа. При зачистке проката на наждаках также образуется металлическая и наждачная пыль в больших количествах.[ ...]
Как видно из приведенных выше рядов, золото уже по изменению интенсивности миграции может несколько обособиться в миграционном потоке от остальных металлов. Это чрезвычайно важно для его последующей, относительно раздельной от многих элементов выветривающихся пород концентрации на геохимических барьерах. Разрушение подвижных комплексных соединений приводит к осаждению золота, а в определенных случаях и к его существенной концентрации. Эти процессы наиболее интенсивно происходят на геохимических барьерах.[ ...]
Следует подчеркнуть, что достоверность идентификации компонентов подобных композиций невозможна без применения методов реакционной хроматографии или хромато-масс-спектрального анализа. Использование последнего тем более важно потому, что очень часто одна газовая хроматография не может дать однозначного ответа о принадлежности компонента смеси к определенному классу соединений. Например, при хроматографическом анализе компонентов смеси газов вулканизации резины из сероорганических соединений, которые составляют основную массу газовыделений, найдены лишь некоторые сульфиды, дисульфиды и производные тиофена, показано отсутствие в смеси меркаптанов. Кроме того, найдены различные полиядерные ароматические углеводороды с молекулярной массой до 300, тогда как чисто хроматографическая их идентификация позволила установить в анализируемой смеси присутствие лишь алкилбензолов и нафталинов.[ ...]
ru-ecology.info
Соединения шестивалентного хрома - Производство
Оксид хрома (VI) CrO3. Слабо парамагнитные расплывающиеся на воздухе красные (с фиолетовым оттенком) бипирамидальные орторомбические призмы (плотность равна 2,8 г/см3), tпл=197°С. Хорошо растворим в воде. Обладает окислительными свойствами. Получают действием воды на хлористый хромил, обработкой растворов хромата или бихромата калия или натрия избытком концентрированной серной кислоты, действием хлороводородной кислоты на хромат серебра. Применяют в качестве катализатора автоокисления углеводородов и ненасыщенных алифатических эфиров, для восстановления чувствительности фотопластинок, а также в медицине как прижигающее средство.
Таблица 9. [12].
| Δ H°обр | -590 кДж/моль; | Δ G°298 | -513 кДж/моль; | Δ S°298 | 73,2 Дж/моль.K |
Легче всего получается при добавлении концентрированной серной кислоты к насыщенному раствору дихромата натрия или калия или обработкой раствором h3SO4 хромата бария с последующей перекристаллизацией CrO3 из водного раствора:
Na2Cr2O7 (конц.) + h3SO4 (конц.) = 2CrO3↓ + Na2SO4 + h3O.
При растворении в воде, в зависимости от концентрации, образует хромовые кислоты различного состава:
CrO3 + h3O → h3CrO4 (желтый р-р)
2CrO3 + h3O → h3Cr2O7 (оранжевый р-р)
3CrO3 + h3O → h3Cr3O10 (красный р-р) и т.д.
Пероксид хрома (VI) CrO5. Диамагнитное соединение, которое в водном растворе взаимодействует с щелочами, оксидами щелочных металлов, с кислотами. Раствор в эфире имеет синий цвет. Получают обработкой на холоду раствора хромата щелочного металла эфирным раствором пероксида водорода и разбавленной серной кислоты.
Фтористый хромил CrO2F2. Красновато-коричневое газообразное вещество, которое при охлаждении ниже 29,6оС превращается в фиолетово-красные ромбоэдрические кристаллы (плотность равна 2,9 г/см3). tпл=30°С. Гидролизуется водой. Действует на стекло. Восстанавливается цинком и натрием с образованием хрома. Получают действием концентрированной серной кислоты на смесь фторида кальция с хроматом свинца или с бихроматом калия при нагревании, обработкой безводной плавиковой кислотой CrO3 или K2Cr2O7.
Хлористый хромил CrO2Cl2. Кроваво-красная диамагнитная жидкость (плотность равна 1,92 г/см3), tпл=-97°С, tкип=117°С. Неустойчив на свету и при нагревании. Дымит во важном воздухе вследствие гидролиза. Растворяется в диэтиловом эфире, сероуглероде, тетрахлорметане. Является окислителем и хлорирующим агентом. Получают нагреванием смеси порошка хромата или бихромата щелочного металла с концентрированной серной кислотой и каким-нибудь хлоридом или действием хлороводорода на CrО3.
Хромокалиевые квасцы KCr(SO4)2•12h3O. Фиолетовые октаэдрические кристаллы. Плотность равна 1,83 г/см3. Хорошо растворяются в воде, мало растворимы в спирте. Выпадают при выпаривании водного раствора, полученного смешением сульфата калия и сульфата хрома (III) в стехиометрических количествах или восстановлением с помощью этилового спирта подкисленного раствора K2Cr2O7. Применяют при дублении кож и в качестве протравы в текстильном производстве.
Хромат натрия Na2CrO4. Желтые ромбические бипирамидальные кристаллы. tпл=792°С, плотность равна 2,723 г/см3. Растворяется в воде, метаноле. Мало растворим в этаноле. Под действием кислот превращается в би-, три-, или полихромат. Известны кристаллогидраты Na2CrO4•nН2О (n=4, 6, 10). Устойчив в щелочной среде.
Хромат калия K2CrO4. Слабо парамагнитные желтые ромбические бипирамидальные кристаллы. Плотность равна 2,732 г/см3, tпл=975°С. Растворяется в воде, в жидком диоксиде серы и мало растворим в спирте. Обладает окислительными свойствами. Под действием кислот превращается в би-, три-, или полихромат. Устойчив в щелочной среде.
Таблица 10. [12].
| Δ H°обр | -1407,9 кДж/моль; | Δ G°298 | -1299,8 кДж/моль; | Δ S°298 | 200 Дж/моль.K |
Может быть получен при сплавлении Cr2O3 с KOH в присутствии окислителей, окислением щелочных растворов Cr3+, подщелачиванием раствора дихромата калия:
2K[Cr(OH)4] + 3Cl2 + 8KOH → 2K2CrO4 + 6KCl + 8h3O
K2Cr2O7 + 2KOH → 2K2CrO4 + h3O
CrO3 + 2KOH → K2CrO4 + h3O.
Хромат калия – сильный окислитель. Применяется при дублении кож, отбеливании воска, как протрава в текстильной промышленности, в производстве красителей. ПДК 0,01 мг/м3 (в пересчете на CrO3).
Дихромат натрия Na2Cr2O7. Слабо парамагнитные расплывающиеся на воздухе оранжево-желтые ромбические кристаллы. Обладает окислительными свойствами. tпл=320°С. Растворяется в воде и спирте. Известен кристаллогидрат Na2Cr2O7•2Н2О. Устойчив в кислой среде. Используют при дублении кож и в электрических элементах.
Дихромат калия K2Cr2O7. Оранжевые триклинные кристаллы. tпл=398°С, плотность равна 2,73 г/см3. Токсичный и горький на вкус. Растворяется в воде, в жидком диоксиде серы и мало растворим в жидком аммиаке и спирте. Обладает сильными окислительными свойствами. Устойчив в кислой среде. Применяют при дублении кож, в производстве спичек и в качестве окислителя в химической лаборатории.
Таблица 11. [12].
| Δ H°обр | -2062 кДж/моль; | Δ G°298 | -1882 кДж/моль; | Δ S°298 | 291 Дж/моль.K |
Получается при подкислении водного раствора хромата калия, взаимодействием гидроксида или карбоната калия с хромовым ангидридом:
2K2CrO4 + 2h3SO4 → K2Cr2O7 + 2KHSO4 + h3O
2CrO3 + 2KOH → K2Cr2O7 + h3O
2CrO3 + K2CO3 → K2Cr2O7 + CO2 .
Дихромат калия – сильный окислитель, ядовит. Области применения: в производстве спичек, при дублении кож, протрава при крашении тканей, в лабораторной практике, ингибитор коррозии металлов и сплавов. Широко известна так называемая хромовая смесь, содержащая дихромат калия, концентрированную серную кислоту и немного воды. Хромовая смесь находит применение в лабораторной практике в качестве эффективного средства для мытья химического стекла, обращаться с ней нужно крайне осторожно.
Дихромат аммония (Nh5)2Cr2O7. Оранжево-красные моноклинные кристаллы. Плотность равна 2,15 г/см3. Устойчив на воздухе. Растворяется в воде и спирте. Разлагается при нагревании с образованием азота, оксида хрома (III) и воды.
Известны галогениды, соответствующие разным степеням окисления хрома. Синтезированы дигалогениды хрома CrF2, CrCl2, CrBr2 и CrI2 и тригалогениды CrF3, CrCl3, CrBr3 и CrI3. Однако, в отличие от аналогичных соединений алюминия и железа, трихлорид CrCl3 и трибромид CrBr3 хрома нелетучи.
Среди тетрагалогенидов хрома устойчив CrF4, тетрахлорид хрома CrCl4 существует только в парах. Известен гексафторид хрома CrF6.
Получены и охарактеризованы оксигалогениды хрома CrO2F2 и CrO2Cl2.
Синтезированы соединения хрома с бором (бориды Cr2B, CrB, Cr3B4, CrB2, CrB4 и Cr5B3), с углеродом (карбиды Cr23C6, Cr7C3 и Cr3C2), c кремнием (силициды Cr3Si, Cr5Si3 и CrSi) и азотом (нитриды CrN и Cr2N) [12].
Таблица 12. Свойства некоторых соединений хрома.
аИнконгруэнтно. бС разложением.
Хром является хорошим комплексообразователем. Подробно изучена одна из реакций медленного образования комплекса:
Cr(h3О)63+ + NCS- → Cr(h3O)5NCS2+ + h3O
Изучено большое число реакций трисоксалатохроь(III)-иона [Cr(C2O4)3]3-
[Cr(C2O4)3]3- + 2h3O→ [Cr(C2O4)2(h3O)2]- +С2O42-
Реакции идут в такой последовательности [15]:
[Cr(C2O4)3]3- + h4O+→[Cr(C2O4)2(OC2O3H)(h3O)]2-
[Cr(C2O4)2(OC2O3H)(h3O)]2- + h3O→ [Cr(C2O4)2(h3O)2]- + HС2O42-
[Cr(C2O4)2(OC2O3H)(h3O)]2- + h4O+ → [Cr(C2O4)2(h3O)2]- + h3С2O4
Реакция быстро достигает равновесия. Для хрома известен и такой комплекс: [Cr(h3О)4Cl2]Cl – дихлортетраквохром (III) хлорид [8].
Широко были исследованы обычные комплексы – нейтральные ацетилацетонаты, внутрикомплексное кольцо образует квазиароматическую систему, и могут быть осуществлены такие реакции, как галогенирование, нитрование и ацетилирование, например:
h4C h4C
C O C O
H C Cr(acac)2 Br2, B Br C Cr(acac)2 +HBr , CHCl3
C O C O
h4C h4C
где acac– анион ацетилацетона.
Вывод. Хром интересен своими свойствами не только как элемент, но и как металл, чистый или участвующий в образовании соединений. Электронная конфигурация [Ar] 3d5 4s1. Химически хром довольно инертен вследствие образования на его поверхности прочной тонкой пленки оксида. Известны соединения двухвалентного, трехвалентного, четырехвалентного и шестивалентного хрома.
student2.ru
Соединение - шестивалентный хром - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3
Соединение - шестивалентный хром
Cтраница 3
Однако на практике окись хрома получают из соединений шестивалентного хрома, вследствие их большей доступности, дешевизны и простоты технологического процесса получения из них окиси хрома. В качестве соединений шестивалентного хрома обычно применяют хромовый ангидрид и бихроматы щелочных металлов - аммония, калия и натрия. Эти соединения при прокаливании без добавок или в присутствии восстановителей переходят в окись хрома. [31]
При этом желтая окраска, характерная для соединений шестивалентного хрома, переходит в зеленую окраску, свойственную соединениям трехвалентного хрома. Эта реакция используется в трубках Мохова и Шинкаренко для диагностики алкогольного опьянения. Для этого испытуемому предлагают выдыхать воздух через стеклянную трубку, в которой между двумя комочками стеклянной ваты помещен желтый порошок силикагеля, смоченного хромовой смесью. Наличие алкоголя в выдыхаемом воздухе обнаруживается по переходу желтого цвета порошка силикагеля в зеленый. [32]
Для практических целей изумрудную зелень получают из соединений шестивалентного хрома ( К С О. [33]
При этом желтая окраска, характерная для соединений шестивалентного хрома, переходит в зеленую окраску, свойственную соединениям трехвалентного хрома. Эта реакция используется в трубках Мохова и Шинкаренко для диагностики алкогольного опьянения. Для этого испытуемому предлагают выдыхать воздух через стеклянную трубку, в которой между двумя комочками стеклянной ваты помещен желтый порошок силикагеля, смоченного хромовой смесью. Наличие алкоголя в выдыхаемом воздухе обнаруживается по переходу желтого цвета порошка силикагеля в зеленый. [34]
Электродиализ водного раствора с помещением раствора, содержащего соединения шестивалентного хрома, в катодное отделение; при этом свободные ионы шестивалентного хрома переносятся в анодное отделение процесса. [36]
Соединения трехвалентного хрома под действием окислителей переходят в соединения шестивалентного хрома. Этот процесс лротекает в щелочной среде. [37]
Основой большинства пассивирующих растворов являются сильные окислители - соединения шестивалентного хрома. Они участвуют в процессе образования тонкой пассивирующей пленки, состоящей из оксидов или гидроксидов шести - и трехвалентного хрома, а также обрабатываемого металла. Соотношение содержания в пленке на цинке соединений шести - и трехвалентного хрома, в зависимости от условий пассивирования, изменяется от 1: 1 5 до 1: 3, что определяет различные оттенки радужной окраски пленок - с увеличением содержания трехвалентных соединений хрома вместо красновато-лилового будет преобладать зеленый оттенок. Благодаря большой сплошности эта пленка затрудняет доступ раствора к металлу, чем ограничивается рост ее толщины. В слабокислой среде в присутствии активирующих ионов, например сульфата, происходит частичное растворение пленки, благодаря чему становится возможным продолжение реакции и некоторое увеличение толщины пленки. Однако скорость реакции быстро падает, делается сопоставимой со скоростью растворения пленки в пассивирующем растворе, в результате рост пленки прекращается. [38]
При использовании окислительно-восстановительной системы низкозамещенный ксантогенат целлюлозы - соединение шестивалентного хрома [255] эффективная энергия активации окисления тиокарбоновых групп значительно ниже, чем в случае других окислительно-восстановительных систем указанного типа. [39]
Соединения трехвалентного хрома под действием окислителей переходят в соединения шестивалентного хрома. Этот процесс протекает в щелочной среде. [40]
Соединения трехвалентного хрома под действием окислителей переходят в соединения шестивалентного хрома. [41]
Соединения трехвалентного хрома под действием окислителей переходят в соединения шестивалентного хрома. Этот процесс протекает в щелочной среде. [42]
Наибольшее значение для практических целей имеют методы восстановления соединений шестивалентного хрома и дегидратации гидрата окиси хрома. [43]
Обезвреживание начинается в сливном трубопроводе сточных вод. При этом соединения шестивалентного хрома взаимодействуют с кислыми и щелочными отходами и преобразуются с помощью ионов двухвалентного железа в соединения трехвалентного хрома и гидроксидные соединения. [45]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
