CẤU TẠO, TÍNH CHẤT HÓA HỌC, ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG CỦA CROM

I. Lịch sử về nguyên tố crom

-  Vào ngày 26 tháng 7 năm 1761, Johann Gottlob Lehmann đã tìm thấy một khoáng chất màu đỏ da cam tại khu vực thuộc dãy núi Ural và ông đặt tên cho nó là chì đỏ Siberi. Mặc dù bị xác định nhầm là hợp chất của chì với các thành phần selen và sắt, nhưng trên thực tế nó là cromat chì với công thức PbCrO₄, ngày nay được biết dưới tên gọi khoáng chất crocoit.

-  Năm 1797, Louis Nicolas Vauquelin nhận được các mẫu vật chứa quặng crocoit. Ông đã sản xuất được ôxít crom với công thức hóa học CrO₃, bằng cách trộn crocoit với axít clohiđric. Năm 1798, Vauquelin phát hiện ra rằng ông có thể cô lập crom kim loại bằng cách nung ôxít trong lò than củi. Ông cũng phát hiện được các dấu vết của crom trong các loại đá quý, chẳng hạn như trong hồng ngọc hay ngọc lục bảo.

II. Cấu tạo và vị trí của crom trong bảng tuần hoàn

 - Cấu hình e nguyên tử: ₂₄Cr: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹

                                                                         ₂₄Cr²⁺: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁴

                                                                         ₂₄Cr³⁺: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³

 - Vị trí: Cr thuộc ô 24, chu kì 4, nhóm VIB.

III. Tính chất vật lí của crom

-  Crom có màu trắng ánh bạc, rất cứng (cứng nhất trong số các kim loại, độ cứng chỉ kém kim cương), khó nóng chảy (t_nc 1890⁰C). Crom là kim loại nặng, có khối lượng riêng là 7,2 g/cm³.

IV. Tính chất hóa học của crom

-  Crom là kim loại có tính khử mạnh hơn sắt, có mức oxi hóa từ +1 đến +6, nhưng phổ biến hơn cả là +2, +3, +6.

a. Tác dụng với phi kim

                     4Cr  +  3 O₂  →  2 Cr₂O₃

                     2Cr   +   3Cl₂ →  2 CrCl₃

-  Ở nhiệt độ thường trong không khí, kim loại crôm tạo ra màng mỏng crôm (III) oxit có cấu tạo mịn, bền vững bảo vệ. ở nhiệt độ cao khử được nhiều phi kim.

b. Tác dụng với nước

      -  Không tác dụng với nước do có màng oxit bảo vệ.

c. Tác dụng với axit

- với dung dịch axit HCl, H₂SO₄ loãng nóng, màng axit bị phá huỷ Cr khử được H⁺ trong dung dịch axit.

     Thí dụ: Cr  +  2HCl →  CrCl₂   +   H₂

                 Cr   +  H₂SO₄ →CrSO₄  +  H₂

Pt ion:

                 2H⁺   +  Cr  → Cr²⁺   +    H₂

Crôm thụ động với axit H₂SO₄ và HNO₃ đặc, nguội.

V. Trạng thái tự nhiên 

-  Crom nguồn gốc tự nhiên là sự hợp thành của 3 đồng vị ổn định; Cr⁵², Cr⁵³ và Cr⁵⁴ với Cr⁵² là phổ biến nhất (83,789%).

-  Crom là nguyên tố phổ biến thứ 21 trong vỏ Trái Đất, chỉ có ở dạng hợp chất (chiếm 0,03% khối lượng vỏ quả đất). Hợp chất phổ biến nhất là quặng cromit FeO.Cr₂O₃.

VI. Điều chế crom

-  Cr₂O₃ được tách ra từ quặng, sau đó điều chế crom bằng phương pháp nhiệt nhôm:

C₂O₃ + 2Al → 2Cr + Al₂O₃

VII. Ứng dụng của crom

 - Các công dụng của crom

  + Trong ngành luyện kim, để tăng cường khả năng chống ăn mòn và đánh bóng bề mặt: như là một thành phần của hợp kim, chẳng hạn trong thép không gỉ để làm dao, kéo.

  + Mạ crom,

  + Làm thuốc nhuộm và sơn.

  + Làm chất xúc tác.

  + Cromit được sử dụng làm khuôn để nung gạch, ngói.

  + Các muối crom được sử dụng trong quá trình thuộc da.

  + Dicromat kali (K₂Cr₂O₇)là một thuốc thử hóa học.

Trung tâm luyện thi, gia sư - dạy kèm tại nhà NTIC Đà Nẵng