247866605 Crom Mangan Descriere Obtinere Rolul in Organism

  • Published on
    29-Sep-2015

  • View
    8

  • Download
    6

Embed Size (px)

DESCRIPTION

er5byu

Transcript

<ul><li><p>CROMUL</p></li><li><p> Planul de lucruCaracteristica general a elementului Cr.Rspndire n natur.Metode de obinere.Proprieti fizice.Domenii de utilizare.Cromul n organism.Proprieti chimice.Compuii cromului.8.1. Oxizii.8.2. Hidroxizii.8.3. Acizii.8.3. Srurile.</p></li><li><p>2. Rspndirea cromului n naturCromul este un metal destul de rspndit n scoara pmntului dar numai sub form de combinaii chimice. Cele mai importante minereuri utilizate la extragerea cromului snt:</p></li><li><p>3. Metode de obinereSingurul minereu de crom cu importan practic este cromitul, din care se obine crom metalic pe scar industrial, iar n metalurgia cromului se disting dou etape: obinerea oxidului de crom obinerea cromului metalic</p><p>n vederea fabricrii oxidului de crom se procedeaz mai nti la topirea cromitului n amestec cu carbonat de potasiu, operaie care se face ntr-un cuptor cu reverberaie. Injectnd n baie oxigen se formeaz cromat de potasiu, oxid de fier i bioxid de carbon, potrivit reaciei:2FeCr2O4 + 4K2CO3 + 3,5O2 = 4K2CrO4 + Fe2O3 + 4CO2Dup rcire, topitura rezultat se dizolv n ap fierbinte, n autoclav, separndu-se de reziduul insolubil, format din oxidul de fier. Soluia obinut se trateaz cu acid sulfuric, din care bicromatul de potasiu precipit sub form de cristale solide:2K2CrO4 + H2SO4 = K2Cr2O7 +K2SO4 + H2OPrin reducerea bicromatului de potasiu, n stare topit, cu sulf rezult oxidul de crom, pe baza reaciei:K2Cr2O7 + S = Cr2O3 + K2SO4</p></li><li><p>n a doua etap se urmrete producerea cromului metalic prin reducerea oxidului de crom; operaia se poate face prin reducere cu aluminiu (aluminotermie) sau cu siliciu (silicotermie).</p><p>Fabricarea cromului pe cale aluminotermic const din amestecarea oxidului de crom cu pulbere de aluminiu metalic ntr-un creuzet, cptuit cu material refractar, n amestec se introduce i florur de calciu (CaF2) pentru fluidificare. Dup amorsare, procesul se desfoar violent, cu degajare de cldur i lumin dup reacia:Cr2O3 + 2Al = A12O3 + 2CrCromul format se colecteaz n stare topit la fundul creuzetului, iar zgura rmne la suprafa. Cromul metalic obinut prin aceast variant are o puritate de 97,999,0%, impuritile principale fiind fierul i aluminiul.</p><p>Fabricarea cromului prin metoda silicotermic se face nclzind oxidul de crom n amestec cu pulbere de siliciu, var i fluorur de calciu (CaF2) ntr-un cuptor electric cu arc, dup reacia:2Cr2O3 + 3Si + 3CaO = 4Cr + 3CaSiO3</p><p>Nici cromul rezultat pe aceast cale nu are o puritate prea avansat. Producerea unui crom de puritate mare (99,9 %) se poate realiza prin electroliz. </p></li><li><p>Cromul este un metal de culoare alb-strlucitoare, foarte dur, dar casant. Este un metal greu ( = 7,19 g/cm3), greu fuzibil, maleabil, ductil i tenace. Impuriti chiar neeseniale de carbon, azot i oxigen i schimb mult proprietile mecanice i cromul devine fragil.Este deosebit de stabil la aer umed la temperatura obinuit, adic nu corodeaz.Cromul posed toate proprietile fizice specifice metalelor: are luciu metalic, bine conduce cldura, practic nu opune rezisten curentului electric.</p><p>4. Proprieti fiziceCuloarealb argintie, luciu metalicDensitatea la 20C 7,19 /3Temperatura de topire187822Temperatura de fierbere 2469-2480CConductibilitatea termic93,7 W/(m)Rezistena electric specific 12,710-8OmmDuritate (dup Brinell)687 PConductivitate electric7,74106 S/mConductibilitate termic93,7 W/(m K)</p></li><li><p>5. Domenii de utilizare a cromului</p></li><li><p>5.1. Utilizarea n metalurgienc din secolul trecut s-a observat c adausurile de crom n oel contribuie la creterea caracteristicilor mecanice precum i a rezistenei la coroziune ale acestuia. n prezent se poate spune c cromul constituie principalul element de aliere al oelurilor. Oelurilor cu coninuturi mai sczute de crom (0,34%) posed o duritate ridicat i o bun rezisten de rupere la traciune. La coninuturi mai mari de crom n structura oelurilor iau natere carburile de crom. Cnd coninutul de carbon este mai mic se formeaz C3Cr7, iar la coninuturi mai ridicate de carbon are loc formarea cementitei aliate (CrC)3Fe. Oelurie cu 12% Cr snt oteluri antiacide, inoxidabile, termostabile i refractare.n prezena nichelului, cromul are o aciune mai evident asupra oelurilor. Snt cunoscute i larg utilizate oelurile inoxidabile cu 18% Ni i 8% Cr, care prezint o bun rezisten la aciunea numeroilor ageni chimici, la apa de mare i la oxidare n aerul atmosferic pn la 900C. De asemenea oelurile cu 25% Cr i 20% Ni posed o refractaritate nalt putnd fi utilizate la temperaturi pn la l150C.Ca i la oeluri, fontele cu coninut ridicat de crom snt refractare, rezistente la uzur i coroziune.</p></li><li><p>n afar de oteluri i fonte cromul servete la elaborarea unui mare numr de aliaje cu proprieti speciale: cromel - cu circa 20% Cr - folosit la fabricarea termocuplelor, rezistenelor electrice etc.; nimonic - cu 15-20% Cr - refractar i rezistent la fluaj, utilizat la fabricarea paletelor pentru turbinele motoarelor cu reacie; vitalium cu circa 27% Cr - refractar i anticoroziv utilizat la fabricarea pieselor pentru motoarele avioanelor cu reacie etc.</p><p>O important cantitate de crom este ntrebuinat la executarea de acoperiri metalice pe baza cunoscutului procedeu de cromare.Cnd se urmrete o protecie anticoroziv, aa cum este cazul obiectelor casnice, instrumentelor medicale, pieselor pentru automobile etc., stratul de crom depus are o grosime mic (circa 0,0005 mm) i prezint un luciu atrgtor, de culoare alb-albstrui.La o grosime a stratului de crom de circa 0,l mm, suprafeele cromate capt o bun rezisten la uzur si coroziune. Astfel de cromaj numit i cromaj dur" se aplic la: cilindri motoarelor cu explozie, tije de pompe, evile armelor de foc etc.</p></li><li><p>5.2. Materiale refractareUn alt domeniu de mare nsemntate pentru industrie, unde cromul i gsete o larg aplicare, se refer la fabricarea materialelor refractare. Crmizile cromomagnetice care conin 22-25% Cr2O3 posed o refractaritate mai mare de l900C fiind folosite la execuia cptuelii cuptoarelor cu temperaturi foarte nalte cum snt cuptoarele electrice cu arc pentru elaborarea oelurilor.</p></li><li><p>5.3. Industria chimicJustificnd denumirea sa cromul joac un rol important n industria chimic la obinea coloranilor pentru sticl, ceramic, esturi. Cromaii insolubili ai unor metale (PbCrO4, ZnCrO4, SrCrO4) sunt folosii n pictorie ca vopsele. O varietate vast de nuane de la roz, rou pn la violet posed cromatul de staniu SnCrO4, folosit n vopsirea obiectelor din porelan. </p><p>Culoarea roie a rubinului este datorat la fel cromului i anume oxidului Cr2O3, care este folosit n fabricarea rubinelor artificiale.</p><p>De asemenea, se folosesc compuii cromului, n special ca sruri duble alauni ca mordani n vopsitorie i la tbcirea pieilor.</p><p>i nu n ultimul rnd este important amestecul cromic soluie de bicromat de potasiu n acid sulfuric (12 pri K2Cr2O7, 70 pri ap i 22 pri H2SO4) se folosete pentru splarea veselei chimice n laborator.</p></li><li><p>6. Cromul n organismCromul este un element biogen, care este prezent n permanen n organismele plantelor i animalelor. Coninutul mediu de crom n plante este de 0,0005% (dintre care 92-95% se acumuleaz n rdcini). Cel mai mare coieficient de acumulare a cromului o posed organismele planctone.Doza zilnic de crom n organismul uman este de 50-200 mcg. Sursa principal de admisie a cromului n organismul animalelor i omului sunt alimentele. </p><p>Produse cu coninut de crom sunt: popuoiul, secara, ovsul, orzul, pinea de gru, grsimile de porc i oi, cartofii, ceapa, mierea, migdaliile. Produsele de mare la fel sunt saturate n acest element. Se mai conine crom n ficatul de vit i porc, chiper dulce, morcov, varz, portocale, banane, drojdiile de bere, carne de pui, scoici, ulei de porumb, dar n cantiti mai mici. Pe cnd amatorii de ceai negru i cacao natural (nu ciocolat) se pot proteja real de insuficiena de crom. n aceste produse coninutul de crom este cel mai nalt.</p></li><li><p>7. Proprieti chimice</p><p>Cromul interacioneaz cu:0600C6001200C 12002000C fluorul: 2Cr + 3F2 = 2CrF3 halogenii: 2Cr + 3X2 = 2CrX3 oxigenul: 4Cr + 3O2 = 2Cr2O3 sulful: 2Cr + 3S = Cr2S3 azotul: 2Cr+ N2 = 2CrN siliciul: 4Cr + 3Si = Cr4Si3 borul: Cr + B = CrB carbonul: 4Cr + 3 = Cr4C3 oxigenul: 4Cr + 3O2 = 2Cr2O3 </p></li><li><p>La aer nu se oxideaz i nici umiditatea nu-i modific luciul. Acidul azotic i apa regal nu atac cromul la rece i l dizolv slab numai la nclzire. Acizii clorhidric i sulfuric diluat dizolv cromul, n unele condiii chiar foarte energic. n aceste cazuri n lipsa aerului se formeaz srurile cromului(II), iar n prezena aerului are loc oxidarea pn la crom(III):Cr + 2HCl = CrCl2+ H24Cr + 12HCl +3O2 = 4CrCl3 + 6H2O</p><p>Cromul se pasiveaz n acizii azotic i sulfuric concentrai la rece, ns la nclzire puternic se dizolv:2Cr + 6H2SO4(conc.) = Cr2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2OCr + 6HNO3(conc.) = Cr(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O</p><p>Nu se dizolv cromul n H3PO4, HClO4 datorit formrii unei pelicule protectoare.</p></li><li><p>8.1. Oxizii cromului8. Compuii cromuluiCromul manifest n compui n temei gradele de oxidare +2, +3 i +6. Gradele de oxidare mai caracteristice sunt +3 i +6. Exist un numr forte mic de compui n care cromul manifest gradele de oxidare +4 i +5.Oxidul de crom(II), CrO, (bazic) este un reductor puternic, foarte nestabil n prezena aerului i umiditii.</p></li><li><p>Oxidul de crom(III), Cr2O3, (amfoter) este stabil n aer, se aseamn mult cu oxidul de aluminiu. Se formeaz la arderea cromului n oxigen sau prin reducerea cromailor sau dicromailor cu crbune sau sulf:K2Cr2O7 + S = Cr2O3 + K2SO4Se obine la descompunerea oxidului de crom(VI): 4CrO3 = 2Cr2O3 + 32n laborator oxidul de crom(III) poate fi obinut uor la descompunerea dicromatului de amoniu:(NH4)2Cr2O7 = Cr2O3 + N2 + 4H2OCr2O3 are un caracter amfoter, el se dizolv i n acizi, i n baze alcaline, ns calcinat puternic pierde aceast proprietate. Cr2O3 + H2SO4 = Cr2(SO4)3 + H2OCr2O3 + 2NaOH = 2NaCrO2 + H2OPrin topirea oxidului de crom(III) cu oxizii metalelor alcalino-pmntoase se obin oxizi micti MeIIOCr2O3. La calcinarea Cr2O3 cu carbonaii metalelor alcaline se formeaz cromiii de tipul NaCrO2:Na2CO3 + Cr2O3 = 2NaCrO2 + CO2Se folosete ca pigment verde la imprimarea bancnotelor, n industria sticlei, ceramicii, cernelelor i vopselelor.</p></li><li><p>Oxidul de crom(VI), CrO3, (acid) este obinut la aciunea excesului de acid sulfuric concentrat asupra soluiei saturate de dicromat de potasiu sub form de cristale aciforme de culoare roie ntunecat:K2Cr2O7 + 2H2SO4 = 2CrO3 + 2KHSO4 + H2O</p><p>Este un oxidant puternic i unul din compuii cei mai toxici ai cromului.</p><p>Se dizolv uor n ap, formnd acizii cromic H2CrO4 i dicromic H2Cr2O7 nite acizi tari.</p><p>La dizolvare n baze formeaz cromai de culoare galben:CrO3 + 2KOH = K2CrO4 + H2O </p></li><li><p>Hidroxidul de crom(II), Cr(OH)2, obinut din srurile cromului(II) este foarte nestabil i se oxideaz cu degajare de hidrogen:2Cr(OH)2 = Cr2O3 + H2 + H2OEste o baz slab, solubil n acizi.</p><p>Hidroxidul de crom(III), Cr(OH)3, se separ din soluiile srurilor sale la aciunea soluiilor de baze alcaline sub forma unui sediment gelatinos albastru-cenuiu. Manifest proprieti amfotere, dizolvndu-se att n baze, ct i n acizi:2Cr(OH)3 + 3H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 6H2OCr(OH)3 + KOH = K[Cr(OH)4]La calcinare hidroxidul de crom(III) se descompune conform ecuaiei:2Cr(OH)3 = Cr2O3 + 3H2O8.2. Hidroxizii cromului</p></li><li><p>ntruct Cr(OH)3 este o baz foarte slab srurile ei sunt puternic hidrolizate n soluii apoase, iar srurile acizilor slabi aa ca sulfhidric, carbonic nu pot fi obinute n soluii apoase, ntruct hidrolizeaz i cationul, i anionul:</p><p>2Cr3+ + 3S2- + 6H2O = 2Cr(OH)3 + 3H2S</p><p>2Cr3+ + 3CO32- + 3H2O = 2Cr(OH)3 + 3CO2</p></li><li><p>8.3. Acizii cromuluiAcizii corespunztori cromului cu gradul de oxidare +6 - H2CrO4 (cromic) i H2Cr2O7 (dicromic) sunt cunoscui numai n soluii.</p><p>La dizolvarea CrO3 n ap se formeaz acidul cromic:CrO3 + H2O = H2CrO4</p><p>iar la acidularea soluiei duce la formarea acizilor cu formula general nCrO3H2O, unde n = 2, 3, 4 respectiv di-, tri-, tetracromici. Cel mai puternic din aceti acizi este acidul dicromic H2Cr2O7.</p><p>Acidul cromic i dicromic manifest proprieti oxidante puternice i sunt foarte toxici.</p></li><li><p>Srurile acidului cromic cromaii au culoare galben, iar dicromaii sunt portocalii. Ionii de cromat i dicromat n soluie se afl n echilibru, care depinde de pH-ul soluiei:Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2H+n mediu acid echilibrul se deplaseaz n sensul formrii dicromatului portocaliu, iar n mediu bazic spre formarea cromatului galben.</p><p>Echilibrul poate fi deplasat i prin adugarea unor cationi, care formeaz cromai insolubili, de exemplu la adugarea ionului de bariu la o soluie de dicromat nu se precipit dicromatul de bariu, ci cromatul slab solubil:Cr2O72- + 2Ba2+ + H2O = 2BaCrO4 + 2H+</p><p>Cromaii se obin prin oxidarea compuilor cromului(III) n mediu bazic, de exemplu cu ap de brom:2[Cr(OH)6]3- + 3BrO- = 2CrO42- + 3Br- + 2OH- + 5H2O</p></li><li><p>Cromaii, i mai ales, dicromaii sunt oxidani puternici. Reducerea ionilor lor se poate exprima prin ecuaiile:Cr2O72- + 6e- + 14H+ = 2Cr3+ + 7H2O</p><p>Cr2O72- + 6e- + 7H2O = 2Cr(OH)3 + 8OH-</p><p>CrO42- + 3e- + 4H2O = [Cr(OH)6]3- + 2OH-</p><p>Se utilizeaz cromaii i dicromaii n calitate de oxidani n sinteza organic, pentru obinerea pigmenilor, la tbcirea pieilor, n pirotehnie i ca electrolit la cromarea metalelor.</p></li><li><p>MANGANUL</p></li><li><p> Planul de lucruCaracteristica general a elementului Mn.Rspndire n natur.Metode de obinere.Proprieti fizice.Domenii de utilizare.Rolul biologic al manganului.Proprieti chimice.Compuii manganului.8.1. Combinaiile manganului bivalent.8.2. Combinaiile manganului trivalent.8.3. Combinaiile manganului tetravalent.8.4. Combinaiile manganului hexavalent.8.5. Combinaiile manganului heptavalent.</p></li><li><p>Originea numelui "mangan" este complex. </p><p>n Grecia Antic, existau dou minerale negre din zona oraului Magnesia numite magnes, dar se considera c difereau ca sex. </p><p>Magnes-ul masculin atrgea fierul i este ceea ce se cunoate astzi sub denumirea de magnezit. </p><p>Magnes-ul feminin, magnesia, nu atrgea fierul, fiind folosit pentru decolorarea sticlei i este ceea ce se numete azi piroluzit, bioxid de mangan. </p><p>n secolul al 16-lea se fcea o distincie ntre magnesia negra (piroluzitul) i magnesia alba, un alt minereu din zona Magnesiei (de fapt oxid de magneziu). </p><p>Italianul Michele Mercati a transformat denumirea de magnesia negra n "manganesa", iar metalul izolat ulterior din ea a primit denumirea de mangan. </p><p>Numele de magnesia a fost apoi folosit doar pentru magnesia alba i a dus la denumirea de "magneziu" pentru elementul izolat din ea.</p></li><li><p>1. Caracteristic generalNumeManganSimbolMnNumr atomic25Serie chimicmetaleGrupVIIPerioadIVBlocdClasificareMetal de tranziieMas atomic54.938Configuraie electronic[Ar] 3d54s2e- pe nivel de energie2, 8, 13, 2ValeneII, III, IV, VI, VIIGrade de oxidare+2, +3, +4, +6, +7Cei mai stabili izotopi, coninut %55Mn ~ 100%, Sunt cunoscui 18 radioizotopi, 46Mn - 65Mn</p></li><li><p>Structura atomului de mangan:Configuraie electronic: 1s2 2s22p6 3s23p63d5 4s2 </p></li><li><p>2. Rspndire n naturManganul ocup locul al 14-a dup rspndire n scoara terestr, iar dup fier este cel mai rspndit metal greu 0,03% din totalul atomilor din scoara terestr.</p><p>Minereuri de mangan:</p></li><li><p>3. Metode de obinereMinereurile de mangan nu pot fi reduse cu carbon la elementul pur, datorit formrii de carburi stabile.</p><p>Manganul metalic se obine n special...</p></li></ul>