تهیه زرد کروم ونارنجی کروم

کروم یکی از عناصر جدول تناوبی است که دارای نشان Cr و عدد اتمی 24 می‌باشد.کروم به شکل سنگ معدن کرومیت ( H₂CrO₄ ) استخراج می شود.این عنصررابصورت تجاری با حرارت دادن این سنگ معدن در حضور آلومینیوم یا سلیکون تهیه می کنند.تقریبا" نیمی از سنگ معدن کرومیت جهان در آفریقای جنوبی تولید می شود.البته قزاقستان ، هند و ترکیه نیز از تولید کنندگان عمده آن هستند.مقدار کرومیت اسخراج نشده بسیار زیاد است اما از نظر جغرافیایی در قزاقستان و آفریقای جنوبی متمرکز هستند.درسال 2000تقریبا" 15 میلیون تن سنگ معدن کرومیت قابل فروش تولید شد و تقریبا" به 4 میلیون تن آهن- کروم به ارزش تقریبی 5/2 میلیارددلار امریکا تبدیل شد.

عنوان آزمایش: تهیه زرد کروم ونارنجی کروم

هدف آزمایش: آشنایی با طرز تهیه رنگدانه های معدنی زردکروم(Chrome yellow) ونارنجی کروم(Chrome orange)

وسایل لازم:  2عدد بشر100cc،کاغذ صافی،قیف شیشه ای ،پایه و گیره فلزی،توری نسوز،سه پایه،کبریت

مواد لازم:پتاسیم کرومات، سرب11 نیترات،پتاسیم هیدروکسید(KOH)،آب مقطر

تئوری:

کروم یکی از عناصر جدول تناوبی است که دارای نشان Cr و عدد اتمی 24 می‌باشد.کروم به شکل سنگ معدن کرومیت ( H₂CrO₄ ) استخراج می شود.این عنصررابصورت تجاری با حرارت دادن این سنگ معدن در حضور آلومینیوم یا سلیکون تهیه می کنند.تقریبا" نیمی از سنگ معدن کرومیت جهان در آفریقای جنوبی تولید می شود.البته قزاقستان ، هند و ترکیه نیز از تولید کنندگان عمده آن هستند.مقدار کرومیت اسخراج نشده بسیار زیاد است اما از نظر جغرافیایی در قزاقستان و آفریقای جنوبی متمرکز هستند.درسال 2000تقریبا" 15 میلیون تن سنگ معدن کرومیت قابل فروش تولید شد و تقریبا" به 4 میلیون تن آهن- کروم به ارزش تقریبی 5/2 میلیارددلار امریکا تبدیل شد.

اگرچه وجود کروم خالص بسیار نادر است ، مقادیری کروم خالص کشف شده است. معدن Udachnaya در روسیه نمونه هایی از کروم خالص تولید می کند. این معدن یک استوانه کیمبرلیت غنی از الماس است ،وهم کروم عنصری وهم الماس تولید می کند.

موارد استفاده کروم:

در متالوژی برای مقاوم کردن در مقابل پوسیدگی و در براقی نهائی:

بعنوان یک جزء در آلیاژها ،مثلا"در فولاد ضدزنگ،

در آب کاری با کروم ،

در آلومینیوم آنادایز ،

بعنوان یک کاتالیزور.

از کرومیت برای ساخت قالبهای پخت آجر استفاده می شود.

نمکهای کروم باعث سبز شدن رنگ شیشه می شود.

کروماتها واکسیدها در رنگ مو و رنگهای معمولی بکارمی روند.

دی کرومات پتاسیم یک معرف شیمیایی است که درتمیز کردن ظروف شیشه ای آزمایشگاهی و بعنوان یک عامل تیترات مورد استفاده قرار می گیرد.این عنصر همچنین بصورت دندانه(مثلا ،عامل ثابت نگه دارنده) در رنگرزی بکار می رود.

دی اکسید کروم(CrO2) در تولید نوارهای مغناطیسی مصرف می شود این نوارها نسبت به نوارهای اکسید آهن دارای مقاومت در برابر میدانهای مغناطیسی بیشتری ،بوده لذا موجب کارآئی بهتر می شوند.

ترکیبات کروم:

دی کرومات پتاسیم عامل اکسید کننده بسیار قوی است و این ترکیب برای تمیز کردن ظروف آزمایشگاهی ، ارجح تر از سایر ترکیبات آلی است.اکسید کرومیک همان اکسید کروم سبز است (Cr2O3)که در نقاشی لعابی و رنگ کردن شیشه مورد استفاده قرار می گیرد.زردینه کروم رنگدانه زرد درخشانی است ( PbCrO4) که مورد استفاده نقاشان قرار می گیرد.
اسید کرومیک دارای ساختار فرضی H2CrO4 است. نه اسید کرومیک و نه اسید دی کرومیک در طبیعت یافت نمی شوند اما آنیونهای آنها در ترکُبات متنوعی یافت می شود.تری اکسید کروم CrO3 ،-اسید بدون آب اسید کرومیک - بصورت تجاری ،بعنوان اسید کرومیک بفروش می رسد.

تاریخچه کرومات سرب:

Johann Gottlob Lehmann در سال در سال 1761 در کوههای اورال ماده معدنی نارنجی-قرمز رنگی پیدا کرد که نام آنرا سرب قرمز سیبریایی نهاد.گرچه او به اشتباه آنرا ترکیب سرب با آهن و سلنیم انگاشت ، آن ماده معدنی در حقیقت کرومات سرب (PbCrO₄) بود .
Peter Simon Pallas در سال این1770 ماده معدنی سربی قرمز رنگ (سرب قرمز سیبریایی) را در همان مکانی که Lehmann قبلا" دیده بود مشاهده کرد که خصوصیات مفید زیادی داشت از جمله این خصوصیات کاربرد آن بعنوان رنگدانه در تولید رنگ بود که استفاده از این ویژگی به سرعت توسعه یافت.رنگ زرد درخشانی که از کروکوئیت ساخته شد به یک رنگ بسیار رایج تبدیل گشت.
سال 1797 Nicolas-Louis Vauquelin نمونه هایی از سنگ معدن کروکوئیت را پیدا کرد.او با مخلوط کردن کروکوئیت و اسید هیدرو کلریک موفق به تهیه اکسید کروم( CrO3) گشت.سال 1798 Vauquelin متوجه شد که با حرارت دادن این اکسید در کوره های ذغالی می توان کروم فلزی بدست آورد.او موفق به شناسایی مقدار کمی کروم در سنگهای قیمتی از جمله یاقوت و زمرد شد.
در طول دهه اول قرن نوزدهم از کروم بیشتر بعنوان سازه ای در رنگها استفاده می شد اما امروزه عمده کاربرد آن (85%) در آلیاژهای فلزی است و مابقی موارد استفاده آن در صنایع شیمیایی ، موادنسوز و صنایع پایه می باشد.

بررسي قدرت رنگي رنگدانه هاي کرومات سرب:

مهمترين مشخصه هاي رنگدانه هاي کرومات سرب درخشندگي فام ، قدرت رنگ زنندگي و قدرت پوشانندگي بالا مي باشد . اين رنگدانه ها در رنگها و پلاستيکها کاربرد دارند . عيب اين رنگدانه ها در مورد کاربرد در پلاستيکها اين است که در دماي بالا تيره مي شوند . بنابراين بايد عملياتي برروي اين رنگدانه ها انجام گيرد تا پايداري حرارتي آنها را افزايش دهد . علاوه برآن از لحاظ زيست محيطي مقدار سرب قابل حل اين رنگدانه ها بايد کمتر از 2درصد باشد .

شرح ازمایش:

طرزتهیه زرد کروم:

ابتدا دو بشر 100cc اماده کرده درون هرکدام 30ml آب مقطر می ریزیم سپس دریکی از ان ها مقدار 1.3gr سرب11 نیترات ودر بشر دیگر مقدار 0.8gr پتاسیم کرومات حل می کنیم و محتوی آن ها را بر روی یکدیگر می ریزیم وبه مدت 5دقیق هم می زنیم تا واکنش کامل شود رسوب زرد رنگ سرب11کرومات تولید می شود رسوب حاصله راتوسط کاغذ صافی که ازقبل توزین شده ،صاف می کنیم .

طرزتهیه نارنجی کروم:

دو عدد بشر 100ccاماده کرده در هرکدام 30mlآب مقطر می ریزیم. دریک بشر مقدار0.8grپتاسیم کرومات ودربشردیگر1.3grسرب11نیترات حل می کنیم .سپس محتوی دوبشررا روی یکدیگر ریخته وبعداز انحلال کامل سرب11 نیترات 2ml(KOH)به ان اضافه کرده وهم می زنیم.سپس به مدت 10دقیقه ضمن حرارت دادن هم می زنیم تا رسوب نارنجی رنگ تشکیل شود سپس رسوب را روی کاغذ صافی توزین شده صاف می کنیم.

مشاهدات:

بعد از اضافه کردن محلول بی رنگ سرب 11نیترات به محلول زردرنگ پتاسیم کرومات رسوب زرد رنگ سرب11کرومات تشکیل می شود که به ان زرد کروم می گویند:

K₂CrO₄ + Pb(NO₃)₂  ------->  PbCrO₄  + 2KNO₃

اگر واکنش بالا درمحیط بازی انجام گیرد نارنجی کروم(PbCrO₅) تولید می  شود

 2PbNO₃+ 2KOH + K₂CrO₄------->  PbCrO₅ +4KNO₃ +H₂O

هرچه محیط بیشتر بازی می شد رنگ نارنجی نیز پر رنگ تر می شد

ثبت نتایج و دادها:

 منابع خطا:

خطای روشی:حل شدن رسوب وجذب مواد خارجی به وسیله رسوب و...

خطای شخصی :بی دقتی در توزین موادو...

خطای تصادفی: ارتعاش ساختمان و...

نتیجه گیری:

هرچه محیط بیشتر قلیایی باشد  رنگ نارنجی پررنگ تر می شود.