黑色金属“铬”脊梁
刘继顺
2006-8-15
铬发现于1797年。法国化学家沃克兰从当时被称为红色西伯利亚矿石中发现了它,即从红铅矿和盐酸反应的产物里,提炼出了三氧化铬,并用木炭和铬酐共热,得到金属铬粉。早在1766年,在俄罗斯圣彼得堡任化学教授的德国的列曼曾经分析了它,确定其中含有铅。1798年沃克兰给他找到的这种灰色针状金属命名为chrom。名字来自于希腊文chroma(颜色)。由此得到铬的拉丁名称chromium和元素符号Cr。差不多在同一个时期里,克拉普罗特也从铬铅矿中独立发现了铬。
铬的原子序数为24,原子量为52。铬元素为银白色金属,质硬而脆。密度7.20克/厘米3。熔点1857±20℃,沸点2672℃。电离能为6.766电子伏特。金属铬在酸中一般以表面钝化为其特征。一旦去钝化后,即易溶解于几乎所有的无机酸中,但不溶于硝酸。铬在硫酸中是可溶的,而在硝酸中则不溶。在高温下被水蒸气所氧化,在1000℃下被一氧化碳所氧化。在高温下,铬与氮起反应并为熔融的碱金属所侵蚀。可溶于强碱溶液。铬具有很高的耐腐蚀性,在空气中,即便是在赤热的状态下,氧化也很慢。不溶于水。
铬有0、+2、+3和+6价,甚至还有负氧化态,其中以+3氧化态最为稳定。不同价态的氧化物和铬盐具有不同的鲜艳色彩,如Cr2O3绿色;Cr(HO)3灰绿色;Cr(HO)4-亮绿色;(NH4)2 Cr2O7橙黄色;Cr2O72-橙红色;CrO42-黄色;Ag2CrO4砖红色;Ba CrO4柠檬黄色;Pb CrO4黄色;CrO(O2)2蓝色;CrO3暗红色,常呈针状晶体。铬具有亲氧性和亲铁性,以亲氧性较强,只有在还原和硫的逸度较高的情况下才显示亲硫性。
铬在地壳中的丰度较高,属于分布较广的元素之一。它比在它以前发现的钴、镍、钼、钨都多。这可能是由于铬的天然化合物很稳定,不易溶于水,还原比较困难。有人认为沃克兰取得的金属铬可能是铬的碳化物。自然界中主要以铬铁矿Fe(CrO2)2形式存在。由氧化铬用铝还原,或由铬氨矾或铬酸经电解制得。
铬是冶金、国防、化工等工业不可缺少的矿产资源。主要用于冶金工业生产不锈钢及各种合金钢、合金,也用作玻璃、陶瓷、制革、耐火材料等如耐火铬砖、冶金炉內衬、炉面涂料、特殊钢、切磋工具、炮弹、装甲板、镀铬、颜料、染料、抛光材料。铬的放射性同位素在医学上亦得到利用。
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