Важнейшие минералы презентация

Хром Молибден Вольфрам Уран

Важнейшие минералы Cr – хромистый железняк(FeCr2O4), крокоит(PbCrO4), хромовая охра(Cr2O3). Mo – молибденит(MoS2), вульфенит(PbMoO4), повеллит(CaMnO4). Wo - шеелит(CaWO4), вольфрамит((Fe, Mn)WO4). U – урановая смоляная руда(U3O8).

Получение Хром встречается в природе в основном в виде хромистого железняка Fe(CrO2)2 из него получают  хром восстановлением в электропечах углеродом: Металлический хром получают восстановлением Cr2O3 алюминием или кремнием. Наиболее чистый Cr(99%) получают электролизом Cr2(SO4)3 на алюминиевом катоде: Для получения Cr2O3 хромистый железняк подвергают окислительному плавлению в щелочной среде:

Затем образовавшийся Na2CrO4 обрабатывают серной кислотой или проводят реакцию в автоклавах под давлением 7-15 атмосфер: Затем образовавшийся Na2CrO4 обрабатывают серной кислотой или проводят реакцию в автоклавах под давлением 7-15 атмосфер: Затем выкристаллизовавшийся бихромат натрия обезвоживают и восстанавливают серой или углем: Молибден получают обжигая MnS2 , затем получившийся оксид растворяют в растворе аммиака для дополнительной очистки и вновь разлагают на воздухе до оксида. Порошок метала получают восстановлением оксида водородом.

Получение вольфрама: Получение вольфрама:

Химические свойства Cr На воздухе пассивируется(!антикоррозийные свойства), не реагирует с амиаком, водой, щелочами, HNO3(к) . !Реагирует с неокисляющими кислотами с переходом в Cr+2 Однако на воздухе быстро окисляется(! Намек на хром на олимпиаде) Окисляющие кислоты переводят хром в Cr+3 При нагревании хром реагирует как с простыми так и со сложными веществами. 1)При температуре 600оС реагирует с водой с образованием Cr2O3 2)При 400оС окисляется кислородом с образованием Cr2O3 3)В парах серы горит, превращаясь в Cr2S3 4)В токе хлора образует CrCl3 5)Нитриды и карбиды Cr относятся к так называемым фазам внедрения – это соединения с нетривиальным валентным отношением, которые можно представить как нестехиометрический продукт проникновения атомов одного элемента в пустоты кристаллической решетки другого.(Cr7C3)

Химические свойства W и Mo W и Mo химически очень инертны. Это связано с меньшим ОВП чем у хрома, что делает переход W – W+3 термодинамически менее выгодным. Так же это связано с образованием сверхпрочной оксидной пленки. H2SO4 и HCl практически не реагируют, HNO3 пассивирует металлы. Только смесь концентрированных HNO3 + HCl быстро переводит их в раствор. С водными растворами щелочей не реагируют, но под действием расплава NaOH + KNO3 переходят соответсвенно в молибдат и вольфрамат. С кислородом реагируют при 600оС образуя ЭО3. С серой образуют ЭS2 , с углеродом карбиды ЭC(очень прочные). С различными металлами образуют интерметалиды, которые обуславливают уникальные свойства сплавов.

Химические свойства CrO3(хромовый ангидрид) Разлагается при 450оС Синтез : K2Cr2O7 + 2H2SO4 = 2CrO3 +2KHSO4 + H2O В водном растворе образует хромовую кислоту средней силы(Ka =10-1): CrO3 + H2O = H2CrO4 В водных растворах идет образование изополисоеднинений при уменьшении pH с увеличением интенсивности окраски. Процесс идет через стадию протонизации хромат-ионов: В щелочной среде происходит обратный процесс:

Равновесие смещается влево не только в результате изменения pH, но и при добавлении растворимых солей Ba2+, Pb2+, Ag+ Равновесие смещается влево не только в результате изменения pH, но и при добавлении растворимых солей Ba2+, Pb2+, Ag+ Возможна дальнейшая полимеризация при подкислении до Cr4O132-, а затем образуется кристаллический CrO3.

Окислительная способность Сr6+ CrO3 поджигает спирт. Смесь 2 объемов K2Cr2O7(нас.) и одного объема H2SO4 – хромпик, хромовая смесь. Применяется для очистки хим. посуды от органики. !очень опасна, работать в перчатках с осторожностью. Ваш любимый вулкан – внутримолекулярное окисление-восстановление: (NH4)2Cr2O7 = N2 + Cr2O3 + 4H2O ! K2Cr2O7 + 14HCl = 3Cl2 + 2CrCl3 + 7H2O + 2KCl нужен нагрев и сильнокислая среда При действии на соли хромовой и дихромовой кислот восстановителями(H2S, Me2S(Me = ЩЭ, NH4+), SO2, NaSO3, FeSO4, KI) то реакция идет и кислой и в щелочной среде. Продукты реакции зависят от среды и природы восстановителя, однако хром всегда переходит в Cr3+. K2Cr2O7 используется в аналитической химии для опеределения концентрации раствора восстановителя(дихроматометрия).

Cr2O3 !Наиболее устойчивая степень окисления. Амфотерный оксид. Может быть переведён окислителями в Cr+6 , а восстановителями в Cr2+ : Cr2(SO4)3 +Zn = 2CrSO4 + ZnSO4. Тпл – 2275оС, структура корунда(а-Al2O3) В воде и кислотах не растворим, для перевода в растворимые соединения обычно испольщуют окислительное сплавление: Сплавление с карбонатами или гидроксидами ЩЭ приводит к образованию хроматов(3) (ЩЭ)CrO2: При растворении в воде они образуют гидроксокомплексы (ЩЭ)n[Cr(OH)3+n] (обычно n=3). Но если при сплавлении нет избытка щелочного реагента – гидролиз до Cr(OH)3.

Cr(OH)3 Получение – действие на соли растворы солей Cr3+ раствором аммиака или щелочи. Cr(OH)3 + nKOH = Kn[Cr(OH)3+n] – гидроксокомплекс, n до 3. Правильно– КЧ Cr+3 – 6, поэтому правильнее изображать растворимые гидроксокомплексы - [Cr(OH)4(H2O)m]n-n (олигомер). При подщелачивании вода заменяется на ОН- вплоть до [Cr(OH)6]3- . Гидроксокомплексы окрашены в зеленый цвет, слабо устойчивы и при нагревании разлагаются с выделением гидроксида хрома. Тут мне стало лень, есть еще смешанные оксиды хрома и его соли(несколько интересных моментов), но если интересно почитайте сами.

Сложно получить индивидуально – 2Сr + O2 = 2CrO (в Hg) Сложно получить индивидуально – 2Сr + O2 = 2CrO (в Hg) При 700оС диспорпорционирует: 3CrO = Cr2O3 + Cr Растворяется только в кислотах = основные свойства.

Cr(OH)2 Желтый, сильный восстановитель в щелочной среде. Очень сложно получить чистым из-за примечи хрома в высших степенях окисления. Обладает основными свойствами, растворяется только в кислотах, образует один ряд солей с катионом Cr2+. Можно получить обрабатывая металлический хром неокисляющей кислотой(HCl и др.). Другой пусть состоит в восстановлении соединений хрома, например: Cr2(SO4)3 + Zn = 2CrSO4 +ZnSO4. !Проблема – соли окисляются кислородом воздуха или водой.

Применение Хром — важный компонент во многих легированных сталях (в частности, нержавеющих), а также и в ряде других сплавов. Добавка хрома существенно повышает твердость и коррозийную стойкость сплавов. Используется в качестве износоустойчивых и красивых гальванических покрытий (хромирование).

Спасибо за внимание \O|O/