Crom thường được nhắc đến là một kim loại cứng nhất thế giới. Nhưng crom là gì, crom có đặc trưng gì thì không phải ai cũng biết. Trong bài viết này, hãy cùng Vietchem một trong những nhà cung cấp hóa chất công nghiệp hàng đầu tại Việt Nam tìm hiểu chi tiết về crom, các hợp chất của crom cùng tính chất, đặc trưng của chúng nhé.

1. Crom là gì?

Crom là một nguyên tố kim loại, ký hiệu hóa học là Cr, có tên tiếng Anh là Chromium. Tên gọi của nó xuất phát từ từ χρῶμα, chrōma trong tiếng Hy Lạp, có nghĩa là màu sắc. Lý do tên này được chọn là bởi nhiều hợp chất của crom sở hữu màu sắc đậm và nổi bật. Ngoài ra, một số hợp chất crom lưỡng tính cũng được sử dụng rộng rãi.

Ảnh 1: Đây là kim loại cứng nhất

Crom viết tắt là Cr, nằm ở ô số 24 của bảng tuần hoàn. Nó thuộc nhóm VIB, chu kỳ 4. Có các đặc trưng như sau:

• Cấu hình e của crom : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1
• Viết gọn: [Ar] 3d5 4s1
• Crom nguyên tử khối: ~51.996 g/mol (Thường làm tròn thành 52).
• Crom hóa trị mấy: II, III

Tính chất vật lý của crom: Kim loại crom có màu trắng, hơi ánh bạc. Khối lượng riêng của crom là D = 7,2 gam/cm3. Crom nóng chảy khi được nung lên ở mức nhiệt độ ~1907 °C (khoảng 3465 °F). Đây là kim loại cứng nhất từng được biết đến, thậm chí có thể rạch hoặc cắt được thủy tinh.

2. Tính chất hóa học của Crom

Xét đặc trưng, crom là kim loại có tính khử mạnh hơn so với sắt. Trong các phản ứng hoá học, crom có thể tạo nên các hợp chất mà số oxy hoá của crom trong hợp chất là từ +1 đến +6. Thường gặp nhất là +2, +3, +6

Dưới đây, cùng tìm hiểu về các tính chất hoá học của crom nhé.

2.1. Crom tác dụng với phi kim

Ở điều kiện nhiệt độ thường, crom có thể tác dụng với flo. Nhưng nếu ở điều kiện nhiệt độ cao, phù hợp, crom tác dụng với lưu huỳnh, oxi, clo với phương trình phản ứng như sau:

Cr + 2F2 → CrF4

4Cr + 3O2 → 2Cr2O3 (điều kiện nhiệt độ)

2Cr + 3Cl2 → 2CrCl3 (điều kiện nhiệt độ)

2Cr + 3S → Cr2S3 (điều kiện nhiệt độ)

2.2. Crom tác dụng với axit

Ảnh 2: Crom có tính khử mạnh hơn sắt nên có những tính chất đặc trưng

Bên ngoài crom có màng oxit bảo vệ nên kim loại này không tan ngay trong dung dịch loãng, nguội của axit H2SO4 hay HCl. Khi ở điều kiện nhiệt độ cao, màng oxit bên ngoài crom sẽ tan ra, crom có thể tác dụng với các loại axit để giải phóng hidro và tạo muối crom (II) trong điều kiện không có không khí.

Phương trình phản ứng của crom với 2 axit kể trên như sau:

Cr + 2HCl → CrCl2 + H2

Cr + H2SO4 → CrSO4 + H2

Crom là kim loại không tác dụng với H2SO4, HNO3 đặc, nguội. Nguyên nhân là do nó bị thụ động hoá giống như sắt, nhôm.

2.3. Crom tác dụng với nước

Crom có độ hoạt động hoá học kém hơn khi so với kẽm và mạnh hơn sắt. Nhưng đặc điểm đáng chú ý là crom bền với nước và không khí, do bên ngoài nó có màng oxit mỏng và bền bảo vệ. Chính vì vậy crom không tác dụng với nước. Người ta thường dùng crom mạ lên sắt để bảo vệ sắt, hoặc sử dụng crom để chế tạo thép không gỉ vì tính chất này.

3. Hợp chất của crom

Dưới đây, hãy cùng Vietchem tìm hiểu về các hợp chất của kim loại crom nhé.

3.1. Các hợp chất crom (III)

Crom (III) oxit

Crom (III) oxit có công thức hoá học là Cr2O3. Đây là một chất rắn, có màu lục thẫm và không tan trong nước. Đây là một hợp chất của crom có tính lưỡng tính, nó tan trong dung dịch axit và kiềm đặc. Crom (III) oxit thường được sử dụng để tạo màu lục trên đồ thuỷ tinh, đồ sứ.

Ảnh 3: Crom (III) Oxit

Crom (III) hidroxit

Crom (III) hidroxit có công thức cấu tạo là Cr(OH)3. Đây là một chất rắn, có màu lục xám và không tan trong nước.

Cr(OH)3 là một hidroxit của crom lưỡng tính, tan được trong dung dịch axit và dung dịch kiềm. Phương trình phản ứng như sau:

Cr(OH)3 + NaOH → NaCrO2 + H2O

Cr(OH)3 + 3HCl → CrCl3 + 3H2O

Ảnh 4: Crom(III) hidroxit

Do trạng thái số oxi hoá trung gian, ion Cr3+ trong dung dịch sẽ có tính oxi hoá trong các môi trường mang tính axit, và khi ở môi trường bazơ nó sẽ có tính khử.

Các hợp chất crom (VI)

Crom (VI) oxit

Crom(VI) oxit có công thức là CrO3. Nó là một chất rắn có màu đỏ thẫm, một oxit axit có thể tác dụng với nước để tạo ra axit.

Ví dụ: CrO3 + H2O → H2CrO4 (axit cromic)

Những axit cromic tạo thành sẽ không tách ra được tự do mà nó chỉ tồn tại trong dung dịch mà thôi. Đặc trưng của CrO3 là nó có tính oxi hoá mạnh. Một số chất vô cơ, hữu cơ như P, S, C, C2H5OH sẽ bốc cháy khi tiếp xúc với CrO3.

Muối Crom (IV)

Khác với những axit cromic và đicromic, các muối cromat và đicromat là những hợp chất hoá học bền. Ví dụ:

• Muối cromat: Na2CrO4 và K2CrO4 là muối của axit cromic có màu vàng của ion cromat.
• Muối đicromat như Na2Cr2O7 và K2Cr2O7 là muối của axit đicromic có màu da cam đặc trưng của ion đicromat.

Ảnh 5: Muối Na2CrO4

Các muối cromat, đicromat của crom mang đặc trưng là có tính oxi hoá mạnh. Đặc biệt là trong môi trường axit, muối crom (VI) sẽ bị khử thành muối crom (III).

• Ví dụ: K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

An Toàn Lao Động và Tuân Thủ Khi Làm Việc Với Crom

Tại Vietchem, chúng tôi tin rằng an toàn phải luôn là ưu tiên hàng đầu. Việc hiểu rõ và tuân thủ các quy tắc an toàn khi làm việc với hóa chất không chỉ bảo vệ con người mà còn đảm bảo hiệu quả sản xuất. Dưới đây là những thông tin an toàn cốt lõi bạn cần nắm vững.

Phân Biệt Cực Kỳ Quan Trọng: Độc Tính Của Crom (III) và Crom (VI)

Không phải tất cả các hợp chất Crom đều giống nhau. Việc nhầm lẫn giữa hai trạng thái oxy hóa phổ biến nhất của Crom có thể dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng.

• Crom (III) - Cr³⁺:
• Đặc tính: Có độc tính tương đối thấp. Ở liều lượng rất nhỏ, nó còn là một vi chất dinh dưỡng thiết yếu cho cơ thể người.
• Ứng dụng công nghiệp: Thường được tìm thấy trong phèn crom-kali (dùng trong ngành thuộc da), một số loại thuốc nhuộm và phụ gia.
• Crom (VI) - Cr⁶⁺:
• Đặc tính: CÓ ĐỘC TÍNH CAO, NGUY HIỂM. Các hợp chất Crom (VI) (ví dụ: axit cromic, kali dicromat) được xếp vào nhóm chất gây ung thư cho con người (Carcinogenic), có khả năng ăn mòn mạnh, gây kích ứng nghiêm trọng cho da, mắt, hệ hô hấp và là chất gây ô nhiễm môi trường nguy hại.
• Ứng dụng công nghiệp: Chủ yếu dùng trong các quy trình xi mạ crom cứng, thụ động hóa bề mặt, chống ăn mòn.

=> Kết luận: Bạn luôn phải xác định rõ bạn đang làm việc với hợp chất Crom (III) hay Crom (VI) để áp dụng biện pháp an toàn phù hợp.

Quy Tắc An Toàn Bắt Buộc

1. Luôn đọc Tài liệu An toàn Hóa chất (SDS): Trước khi bắt đầu công việc, phải đọc và hiểu rõ nội dung của SDS (Safety Data Sheet) do nhà cung cấp ban hành. Đây là nguồn thông tin chính xác nhất về các rủi ro và biện pháp xử lý.
2. Luôn mang đầy đủ các loại PPE theo quy định để đảm bảo an toàn:
• Bảo vệ tay: Sử dụng găng tay chống hóa chất chuyên dụng (ví dụ: găng tay nitrile hoặc neoprene).
• Bảo vệ mắt: Đeo kính bảo hộ chống hóa chất văng bắn.
• Bảo vệ thân thể: Mặc áo choàng phòng thí nghiệm, quần áo bảo hộ dài tay.
• Bảo vệ hô hấp: Khi làm việc trong môi trường có phát sinh bụi hoặc hơi chứa Crom (VI), việc sử dụng mặt nạ phòng độc có phin lọc phù hợp là bắt buộc.
3. Đảm bảo Thông gió Tốt: Luôn làm việc trong khu vực thông thoáng, tốt nhất là dưới tủ hút khí độc hoặc hệ thống thông gió công nghiệp.

Crom dùng để làm gì?

Crom không chỉ là một kim loại thông thường xa lạ, nó là một giải pháp. Nhờ những đặc tính độc đáo về độ cứng, khả năng chống ăn mòn và tính thẩm mỹ, Crom và các hợp chất của nó đã trở thành vật liệu không thể thiếu trong nhiều quy trình sản xuất công nghiệp then chốt, dưới đây là những ứng dụng chính của Crom

Xi Mạ Crom: Tạo Lớp Bảo Vệ và Thẩm Mỹ Cho Kim Loại

Xi mạ Crom là một trong những ứng dụng phổ biến và có giá trị nhất, là quá trình điện phân để phủ một lớp Crom mỏng lên bề mặt vật liệu kim loại. Mục đích là để gia tăng độ cứng bề mặt, chống mài mòn, tạo lớp phủ chống ăn mòn và tăng tính thẩm mỹ cho sản phẩm. Hiện nay, có hai công nghệ mạ Crom chính đang được sử dụng:

• Quy trình Mạ Crom (VI) (Hexavalent Chromium Plating): Đây là phương pháp truyền thống sử dụng dung dịch axit cromic (CrO₃). Quy trình này tạo ra lớp mạ có độ cứng vượt trội (lên tới 1000 HV), chống mài mòn tuyệt vời và có màu xanh sáng đặc trưng. Tuy nhiên, do sử dụng hợp chất Crom (VI) có độc tính cao, quy trình này đòi hỏi hệ thống xử lý môi trường và an toàn lao động cực kỳ nghiêm ngặt.
• Quy trình Mạ Crom (III) (Trivalent Chromium Plating): Đây là công nghệ thay thế hiện đại hơn, sử dụng muối Crom (III) làm dung dịch chính. Lớp mạ Crom (III) có khả năng phủ sâu tốt hơn, hiệu suất dòng cao hơn và đặc biệt là an toàn hơn rất nhiều cho công nhân và môi trường.

Bảng so sánh nhanh Công nghệ Mạ Crom (VI) và Mạ Crom (III):

Ứng dụng thực tế:

• Ngành công nghiệp ô tô, xe máy: Mạ các chi tiết như logo, vành xe, tay nắm cửa, ống xả để tăng thẩm mỹ và chống gỉ.
• Sản xuất chi tiết máy: Mạ Crom cứng cho các bộ phận chịu mài mòn cao như trục piston, xi lanh thủy lực, khuôn mẫu.
• Hàng gia dụng và nội thất: Mạ các sản phẩm như chân bàn ghế, vòi nước, dụng cụ nhà bếp.

Ngành Thuộc Da: Vai Trò Không Thể Thay Thế Của Phèn Crom

Trong ngành công nghiệp thuộc da, hợp chất phèn crom-kali (potassium chromium sulfate) đóng vai trò là tác nhân thuộc da quan trọng nhất. Phèn crom tạo ra các liên kết ngang (cross-linking) với các sợi collagen trong da động vật, giúp ổn định cấu trúc, làm cho da trở nên mềm mại, bền, chịu được nhiệt độ cao và chống lại sự phân hủy do vi khuẩn. Gần 90% sản lượng da trên thế giới hiện nay được thuộc bằng phương pháp này.

Sản Xuất Thuốc Nhuộm và Bột Màu Công Nghiệp

Các hợp chất của Crom mang lại nhiều màu sắc bền và rực rỡ, được ứng dụng rộng rãi làm bột màu trong sản xuất sơn, mực in, nhựa và gốm sứ.

• Crom Vàng (Chrome Yellow): Được tạo ra từ Chì(II) cromat (PbCrO₄), cho sắc vàng tươi sáng.
• Crom Xanh (Chrome Green): Thường là Crom(III) oxit (Cr₂O₃), là một trong những bột màu xanh lá cây ổn định và bền nhất hiện có.

Luyện Kim: "Thành Phần Vàng" Trong Sản Xuất Thép Không Gỉ

Đây là lĩnh vực tiêu thụ Crom lớn nhất. Khi Crom được thêm vào thép với tỷ lệ từ 10.5% trở lên, nó tạo ra một cuộc cách mạng về khả năng chống ăn mòn. Cơ chế bảo vệ của Crom không phải là tạo ra một lớp phủ vật lý, mà là một quá trình hóa học kỳ diệu: Crom trên bề mặt thép phản ứng với oxy trong không khí, hình thành một lớp màng thụ động hóa (passive film) cực kỳ mỏng, trong suốt, bền vững và có khả năng "tự chữa lành" (self-healing). Lớp màng oxit crom này ngăn chặn quá trình oxy hóa sắt, chính là nguyên nhân gây ra gỉ sét.

Ảnh 6: Crom có tính ứng dụng cao trong nhiều ngành, lĩnh vực của cuộc sống

Crom là nguyên tố kim loại có giá trị chiến lược trong công nghiệp, từ xi mạ, luyện thép không gỉ, sản xuất bột màu cho đến ngành thuộc da. Việc hiểu rõ đặc tính, các hợp chất (đặc biệt phân biệt Crom (III) và Crom (VI)) và quy tắc an toàn khi làm việc với crom là vô cùng quan trọng để vừa tận dụng tối đa lợi ích vừa bảo vệ sức khỏe con người và môi trường.

Trên đây là các thông tin về Crom và các hợp chất của chúng mà Vietchem cung cấp. Hy vọng các thông tin này sẽ mang lại những kiến thức bổ ích cho bạn đọc.

5. Bài tập liên quan đến crom và hợp chất của crom

Bài 1: Phát biểu nào sau đây không đúng?

1. Crom (VI) oxit là oxit bazơ.
2. Ancol etylic bốc cháy khi tiếp xúc với CrO3.
3. Khi phản ứng với dung dịch HCl, kim loại Cr bị oxi hóa thành ion Cr2+.
4. Crom (III) oxit và crom (II) hiđroxit đều là chất có tính lưỡng tính.

Lời giải:

Đáp án: A

Bài 2: Tính chất hóa học đặc trưng của các hợp chất Crom (II) là

1. tính khử.   B. Tính oxi hóa.
2. Tính lưỡng tính. D. Tính axit.

Lời giải:

Đáp án: A

Các hợp chất Crom (II) đều có tính khử.

Bài 3: Màu của CrO3 là

1. Xanh lục. B. Vàng.
2. Da cam. D. Đỏ thẫm.

Lời giải:

Đáp án: D

CrO3 có màu đỏ thẫm.

Bài 4: Sục khí Cl2 vào dung dịch CrCl3 trong môi trường NaOH. Sản phẩm thu được là

1. NaCrO2, NaCl, H2O.
2. Na2CrO4, NaClO, H2O.
3. Na[Cr(OH)4], NaCl, NaClO, H2O.
4. Na2CrO4, NaCl, H2O.

Lời giải:

Đáp án: D

3Cl2 + 2CrCl3 + 16NaOH → 2Na2CrO4 + 12NaCl + 8H2O.

Bài 5: Cho phản ứng: Zn + 2Cr3+ → Zn2+ + 2Cr2+ Nhận định nào sau đây đúng ?

1. Zn có tính khử yếu hơn Cr2+ và Cr3+ có tính oxi hóa yếu hơn Zn2+.
2. Zn có tính khử mạnh hơn Cr2+ và Cr3+ có tính oxi hóa mạnh hơn Zn2+.
3. Zn có tính oxi hóa yếu hơn Cr2+ và Cr3+ có tính khử yếu hơn Zn2+.
4. Zn có tính oxi hóa mạnh hơn Cr2+ và Cr3+ có tính khử mạnh hơn Zn2+.

Lời giải:

Đáp án: B

Zn là chất khử; Cr3+ là chất oxi hóa.

Ta có: Chất khử mạnh tác dụng với chất oxi hóa mạnh được chất khử và chất oxi hóa yếu hơn. Vậy Zn có tính khử mạnh hơn Cr2+ và Cr3+ có tính oxi hóa mạnh hơn Zn2+.

Bài 6: Cặp chất nào sau đây phản ứng với cả 2 dung dịch HCl và NaOH?

3. Al2O3 và CrO3. B. Cr2O3 và Al2O3.
4. CrO và Al2O3. D. CrO và Cr2O3.

Lời giải:

Đáp án: B

Cr2O3 và Al2O3 là các oxit lưỡng tính nên vừa phản ứng với dung dịch HCl, vừa phản ứng với dung dịch NaOH.

Bài 7: Cho dung dịch NaOH từ từ đến dư vào dung dịch CrCl3 sẽ có hiện tượng là

1. xuất hiện kết tủa keo trắng không tan.
2. xuất hiện kết tủa keo trắng sau đó tan dần
3. xuất hiện kết tủa lục xám không tan.
4. xuất hiện kết tủa lục xám sau đó tan dần.

Lời giải:

Đáp án: D

3NaOH + CrCl3 → Cr(OH)3 (↓ lục xám) + 3NaCl

Cr(OH)3 (↓ lục xám) + NaOH → NaCrO2 + 2H2O.

Bài 8: Hai chất nào sau đây đều là hiđroxit lưỡng tính?

3. Cr(OH)3 và Al(OH)3. B. Ca(OH)2 và Cr(OH)3.
4. Ba(OH)2 và Fe(OH)3. D. NaOH và Al(OH)3.

Lời giải:

Đáp án: A

Cr(OH)3 và Al(OH)3 đều có tính lưỡng tính.

Bài 9: Cấu hình electron của ion Cr3+ (Z = 24 ) là

2. [Ar]3d2.    B. [Ar]3d3.
3. [Ar]3d5.    D. [Ar]3d4.

Lời giải:

Đáp án: B

Cấu hình electron của Cr là [Ar]3d54s1

→ Cấu hình electron của ion Cr3+ là [Ar]3d3.

Bài 10: Khi đốt nóng crom (VI) oxit trên 200oC thì tạo thành oxi và một oxit của crom có màu lục thẫm. Oxit đó là

2. CrO2.    B. Cr2O3.
3. CrO. D. Cr2O5.

Lời giải:

Đáp án: B

Cr2O3 có màu lục thẫm.

Trên đây là các thông tin về Crom và các hợp chất của chúng mà Vietchem cung cấp. Hy vọng các thông tin này sẽ mang lại những kiến thức bổ ích cho bạn đọc.

Tìm hiểu thêm: 

Chất tẩy rửa bề mặt thép không gỉ Nabakem SR-600

Nguyên tố hóa học là gì? Cách phân loại nguyên tố hóa học