|
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.
Incă din veacul trecut s-a observat că adausurile de crom în oţel contribuie la creşterea caracteristicilor mecanice precum şi a rezistenţei la coroziune ale acestuia. Dar, influenţa favorabilă pe care o exercită cromul asupra oţelului nu a fost exploatată decît foarte puţin pînă în anii care au precedat primul război mondial, în prezent se poate spune că cromul constituie principalul element de aliere al oţelurilor. Oţelurilor cu conţinuturi mai scăzute de crom (0,3—4%) posedă o duritate ridicată şi o bună rezistenţă de rupere la tracţiune. S-a stabilit 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.
Pentru a vedea tot referatul CLICK AICI
|
