Krom, kemijski element: opis, svojstva, formula i karakteristike

Krom je kemijski element s atomskim brojem 24. To je tvrdi, sjajan metal od sivog čelika koji dobro čisti i ne narušava. Koristi se u legurama, kao što je nehrđajući čelik i kao prevlaka. Ljudsko tijelo zahtijeva male količine trovalentnog kroma za metabolizam šećera, ali Cr (VI) je vrlo toksičan.

Razni kromi spojevi, kao što su krom (III) oksid i olovni kromat, svijetli su obojeni i koriste se u bojama i pigmentima. Crvena boja rubina je zbog prisutnosti tog kemijskog elementa. Neke tvari, osobito kalijev dikromat i natrij, oksidanti koji se koriste za oksidaciju organskih spojeva i (zajedno s sumpornom kiselinom) za čišćenje laboratorijskih jela. Osim toga, za proizvodnju magnetske trake koristi se kromov oksid (VI).

Otkriće i etimologija

Povijest otkrića kemijskog elementa kroma je kako slijedi. Godine 1761. Johann Gottlob Lehmann pronašao je na gorama Ural narančasto crvenim mineralima i nazvao ga "sibirskim crvenim olovom". Iako je pogrešno identificiran kao spoj olova sa selenom i željezo, materijal je zapravo bio olovni kromat s kemijskom formulom PbCrO₄. Danas je poznata kao mineralna kruna.

Godine 1770. Peter Simon Pallas posjetio je mjesto gdje je Leman pronašao crveni mineral olova koji je imao vrlo korisna pigmentna svojstva u bojama. Korištenje sibirskog crvenog olova kao boje se brzo razvija. Osim toga, svijetlo žuta boja Crocotea postala je moderna.

Godine 1797. Nicolas Louis Vauquelin primio je uzorke crvene olovne rude. Miješanjem Crocota s klorovodičnom kiselinom dobije se CrO₃. Krom kao kemijski element izoliran je 1798. Voklen ga je primio zagrijavanjem oksida ugljenom. Također je mogao otkriti tragove kroma u dragim kamenjem, poput rubina i smaragda.

U XIX. Stoljeću Cr je uglavnom korišten u sastavu boja i sunčanja soli. Danas 85% metala se koristi u legurama. Ostatak se koristi u kemijskoj industriji, proizvodnji vatrostalnih materijala i industriji ljevaonica.

Izgovor kemijskog elementa kroma odgovara grčkom chi-rho-ῶmu-alfa, što znači "boja", zbog mnogih obojenih spojeva koji se mogu dobiti iz njega.

Ekstrakcija i proizvodnja

Element je napravljen od kromita (FeCr₂O₄). Oko polovice ove rude na svijetu je minirano u Južnoj Africi. Osim toga, glavni proizvođači su Kazahstan, Indija i Turska. Istražene naslage kromita dovoljne su, ali zemljopisno su koncentrirane u Kazahstanu i na južnoj Africi.

Depoziti prirodnog kroma metala su rijetki, ali jesu. Na primjer, to je minirano u rudniku Udachnaya u Rusiji. To je kimberlitska cijev, bogato dijamantima, a smanjenje okoliša pomoglo je da oblikuju čisti krom i dijamante.

Za industrijsku proizvodnju metala, kromitne rude obrađuju se s rastopljenom alkalijom (kaustična soda, NaOH). To proizvodi natrijev kromat (Na₂CrO₄), koji se reducira ugljikom u oksid Cr₂O₃. Metal se dobiva zagrijavanjem oksida u prisutnosti aluminija ili silicija.

oko 15 milijuna tona chromite rude je proizvedeno u 2000. godini, koja je obrađeni u 4 milijuna tona ferrochrome, 70% se sastoji od kroma željeza legure, procijenjena tržišna vrijednost bila 2,5 $ milijardi.

Glavne značajke

Karakteristika kemijskog elementa kroma je zbog činjenice da je prijelazni metal četvrte periode periodičnog stola i nalazi se između vanadija i mangana. Uključeno u skupinu VI. To se topi na temperaturi od 1907 ° C. U prisutnosti kisika, krom brzo stvara tanki sloj oksida koji štiti metal od daljnjeg interakcije s kisikom.

Kao prijelazni element reagira s tvarima u različitim omjerima. Tako tvori spojeve u kojima je drugačije stupanj oksidacije. Krom je kemijski element s osnovnim stanjima +2, +3 i +6, od kojih je +3 najstabilniji. Osim toga, u rijetkim slučajevima primjećuje se +1, +4 i +5. Kromov spojevi u oksidacijskom stanju +6 jesu jaki oksidanti.

Koje je boje krom? Kemijski element je pričvršćen anodiziranog aluminija rubinsko nijansu. Cr₂O₃, koristi se za poliranje metala, također se koristi kao pigment pod nazivom "krom zeleno". Njegove soli boje su stakla smaragdno zelene boje. Krom je kemijski element čija prisutnost čini rubin crveno. Stoga se koristi u proizvodnji sintetičkih rubina.

izotopi

Izotopi kroma imaju atomsku težinu od 43 do 67. Obično se taj kemijski element sastoji od tri stabilna oblika: ⁵²Cr, ⁵³Cr i ⁵⁴Cr. Od tih, najčešći ⁵²Cr (83,8% od ukupnog prirodnog kroma). Osim toga, opisano je 19 radioizotopa, od kojih je najstabilniji ⁵⁰Cr s poluživotom većim od 1,8x10¹⁷ godine. u ⁵¹Cr poluvrijeme života je 27,7 dana, au svim ostalim radioaktivnim izotopima ne prelazi 24 sata, au većini od njih traje manje od jedne minute. Element također ima dva meta-stanja.

Izotopi kroma u zemljinoj kore, u pravilu, prate izotope mangana, koji pronalazi primjenu u geologiji. ⁵³Cr nastaje tijekom radioaktivnog raspadanja ⁵³Mn. Omjer Mn / Cr izotopa podupire druge podatke o ranoj povijesti Sunčevog sustava. Promjene omjera ⁵³Cr /⁵²Cr i Mn / Cr iz različitih meteorita dokazuju da su nove atomske jezgre stvorene neposredno prije stvaranja Sunčevog sustava.

Kemijski element krom: svojstva, formula spojeva

Krom (III) oksid Cr₂O₃, također poznat kao sesquioxide, jedan je od četiri oksida tog kemijskog elementa. Dobiva se iz kromita. Zeleni spoj se obično naziva "krom zeleno" kada se koristi kao pigment za caklinu i staklo slikarstvo. Oksid se može otopiti u kiselinama, formirajući soli, te u rastopljenim alkalnim kromitima.

Kalijev dikromat

K₂Cr₂O₇ je snažan oksidator i daje prednost kao sredstvo za čišćenje laboratorijskih pomagala iz organskih materijala. Zbog toga se u njemu koristi zasićena otopina koncentrirana sumporna kiselina. Ponekad, međutim, zamjenjuje se natrijevim dikromatom, zasnovanim na višoj topljivosti potonjeg. Osim toga, može regulirati proces oksidacije organskih spojeva, prevođenje primarnog alkohola u aldehid, a zatim ugljični dioksid.

Kalijev dikromat može uzrokovati kromni dermatitis. Krom je vjerojatno uzrok senzibilizacije što vodi razvoju dermatitisa, osobito ruku i podlaktica, što je kronično i teško liječiti. Poput ostalih spojeva Cr (VI), kalijev dikromat je kancerogen. Treba ga rukovati rukavicama i odgovarajućom zaštitnom opremom.

Kromna kiselina

Spoj ima hipotetičku strukturu H₂CrO₄. Niti kromne niti dikromne kiseline nisu pronađene u prirodi, ali njihovi anioni se nalaze u raznim supstancama. "Kromna kiselina", koja se može naći na tržištu, zapravo je njegov kiselinski anhidrid - CrO3 trioksid₃.

Olovni krom (II)

PbCrO₄ Ima svijetlu žutu boju i praktički je netopiv u vodi. Zbog toga je pronašao primjenu kao pigment bojanja pod nazivom "žute krune".

Cr i pentavalentna veza

Krom se razlikuje po svojoj sposobnosti da formira pentavalentne veze. Spoj je stvoren s Cr (I) i ugljikovodičnim radikalom. Petnaest valentna veza nastala je između dva kroma atoma. Njegova se formula može napisati kao Ar-Cr-Cr-Ar, gdje je Ar specifična aromatska skupina.

primjena

Krom je kemijski element čija je svojstva pružila mnogo različitih namjena, od kojih su neke navedene u nastavku.

To daje metalima otpornost na koroziju i sjajnu površinu. Stoga je krom dio takvih legura kao i nehrđajući čelik, koji se, primjerice, koristi u priboru za jelo. Također se koristi za primjenu kromiranog premaza.

Krom je katalizator za različite reakcije. To čini kalupe za pečenje cigle. Njegove su soli hrastove kože. Kalijev dikromat se koristi za oksidaciju organskih spojeva, kao što su alkoholi i aldehidi, kao i za čišćenje laboratorijskih posuda. Služi kao sredstvo za fiksiranje tkanina za bojenje, a također se koristi i za fotografiranje i ispis fotografija.

CrO₃ Koristi se za izradu magnetskih vrpci (na primjer, za audio snimanje), koji imaju bolje karakteristike od filmova željeznog oksida.

Uloga u biologiji

Trivalentni krom je kemijski element potreban za metabolizam šećera u ljudskom tijelu. Nasuprot tome, heksavalentni Cr je vrlo toksičan.

mjere opreza

Metalnog kroma Spoj Cr (III), obično se ne smatraju opasnim za zdravlje, već materijal koji sadrži Cr (VI), može biti toksičan ako progutaju ili udisanjem. Većina takvih tvari iritantan za oči, kožu i sluznicu. Uz nastavak izlaganja spojeva kroma (VI) može dovesti do oštećenja oka, ako se ne liječi ispravno. Osim toga, to je priznati karcinogen. Smrtonosna doza ovog kemijskog elementa je oko pola žličice. Prema preporukama Svjetske zdravstvene organizacije, maksimalna dopuštena koncentracija Cr (VI) u vodi za piće je 0,05 mg po litri.

Budući da su krom spojevi koriste u bojama, a za štavljenje kože, često mogu naći u tlu i podzemnim napušteni industrijskih objekata koji zahtijevaju čišćenje i oporavak okoliša. Primer koji sadrži Cr (VI), još uvijek je široko korišten u zrakoplovnoj i automobilskoj industriji.

Element Properties

Glavna fizikalna svojstva kroma su sljedeća:

• Atomski broj: 24.
• Atomska težina: 51.996.
• Talište: 1890 ° C.
• Točka vrenja: 2482 ° C.
• Stupanj oksidacije: +2, +3, +6.
• Konfiguracija elektrona: [Ar] 3d⁵4s¹.