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 pročišćava i ne izblijedi. 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 je kromov oksid(III) i olovo kromat, su boje vedro, a koriste se u bojama i pigmenata. Rubin crvene boje zbog prisutnosti ovog kemijskog elementa. Određenih tvari, posebice natrija ili kalija, dikromat se oksidirajuća sredstva koriste za oksidaciju organskih spojeva, i (sa sumpornom kiselinom) za čišćenje stakleni. Osim toga, krom oksid (VI) se koristi u proizvodnji magnetske trake.

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 to mjesto,gdje je Lehman 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 Vauclin primio je uzorke crvene olovne rude. Miješanjem kroon s klorovodičnom kiselinom, dobio se CrO oksid₃, Krom kao kemijski element izoliran je 1798. Woklen ju je dobio zagrijavanjem oksida ugljenom. Također je bio u stanju otkriti tragove kroma u dragim kamenjem kao što su rubin i smaragd.

U XIX. Stoljeću Cr se uglavnom koristi uboje i soli za sunčanje. Danas se 85% metala koristi u legurama. Ostatak se koristi u kemijskoj, vatrostalnoj i ljevaoničkoj industriji.

Izgovor kemijskog elementa kroma odgovara grčkom χρῶμα, što znači "boja", zbog mnogih obojenih spojeva koji se mogu dobiti iz nje.

povijest otkrića kemijskog elementa kroma

Rudarstvo i proizvodnja

Element se proizvodi od kromita (FeCr₂O₄). Oko polovice ove rude na svijetu je minirano u Južnoj Africi. Uz to, Kazahstan, Indija i Turska su njezini glavni proizvođači. Postoji dovoljno istraženih naslaga kromita, no geografski su koncentrirani u Kazahstanu i na južnoj Africi.

Depoziti prirodnog krom metalasu rijetke, ali jesu. Na primjer, to je minirano u rudniku Udachnaya u Rusiji. To je diamond-bogata kimberlite cijev, a smanjenje okoliša je pomogao da se formira čisti krom i dijamanti.

Za industrijsku proizvodnju metala, kromitne rude obrađuju se s rastopljenom alkalijom (kaustična soda, NaOH). To čini natrijev kromat (Na₂CrO₄), koji se ugljikom umanjuje na Cg oksid₂O₃, Metal se proizvodi zagrijavanjem oksida u prisustvu aluminija ili silicija.

U 2000. godini minirano je oko 15 milijuna tona kromita.ruda, koja je obrađena u 4 milijuna tona Ferrokroma, 70% sastoji se od legure kroma s željezom, čija približna tržišna vrijednost iznosi 2,5 milijardi američkih dolara.

Glavne značajke

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

Kao prijelazni element reagira s tvarimau različitim omjerima. Stoga, ona tvori spojeve u kojima ima različite stupnjeve oksidacije. Krom je kemijski element s tlačnim stanjima +2, +3 i +6, od kojih je +3 najstabilniji. Osim toga, u rijetkim slučajevima primjećuje se +1, +4 i +5. Spojevi kroma u oksidacijskom stanju +6 su jaki oksidacijski agensi.

Koje je boje krom? Kemijski element daje anodiziranom aluminiju rubinsku boju. Cr₂O₃Također se koristi za poliranje metalakoristi se kao pigment pod nazivom "krom zeleno". Njegove soli boje staklo u smaragdno zelenu boju. 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 ovaj kemijski element sastoji se od tri stabilna oblika: ⁵²Cr, ⁵³Cr i ⁵⁴Cr. Od tih, najčešći ⁵²Cr (83,8% prirodnog kroma). Osim toga, opisano je 19 radioizotopa od kojih je najstabilniji ⁵⁰Cr s poluživotom dulje od 1,8x10¹⁷ godine. u ⁵¹Pol poluživot Cr je 27,7 dana, a za sve ostale radioaktivne izotope ne prelazi 24 sata, a za većinu od njih traje manje od jedne minute. Element također ima dvije meta stanja.

Izotopi kroma u zemljinoj kore, u pravilu, prate izotope mangana, koji se koriste u geologiji. ⁵³Cr nastaje radioaktivnim raspadom ⁵³Mn. Omjer izotopa Mn / Cr pojačava 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.

Kromoviti kemijski element: svojstva, formula spojeva

Krom (III) oksid Cr₂O₃, također poznat kao sesquicmate, jestjedan od četiri oksida tog kemijskog elementa. Izrađen je od kromita. Zeleni spoj obično se zove "krom zelena" kada se koristi kao pigment za slikanje na caklinu i staklo. Oksid se može otopiti u kiselinama, stvarajući soli, te u rastaljene alkali - kromite.

Kalijev dikromat

K₂Cr₂O₇ je snažno oksidirajuće sredstvo i daje joj sePrednost kao sredstvo za čišćenje laboratorijskog stakla od organske tvari. Da biste to učinili, upotrijebite zasićenu otopinu u koncentriranoj sumpornoj kiselini. Ponekad, međutim, zamjenjuje se s natrij bikromatom, temeljem veće topljivosti potonjeg. Osim toga, može regulirati oksidaciju organskih spojeva, prevođenje primarnog alkohola u aldehid, a zatim ugljični dioksid.

Kalijev bikromat može uzrokovati kromni dermatitis. Krom je vjerojatno uzrok senzibilizacije koja dovodi do razvoja dermatitisa, osobito ruku i podlaktica, koji je kroničan i teško ga je liječiti. Kao i drugi spojevi Cr (VI), kalijev dikromat je kancerogen. S njim se mora rukovati rukavicama i odgovarajućom zaštitnom opremom.

Kromna kiselina

Spoj ima hipotetsku strukturu H₂CrO₄, Niti kromna niti dikromna kiselinanalaze se u prirodi, ali se njihovi anioni nalaze u raznim tvarima. "Kromna kiselina", koja se može naći na tržištu, zapravo je njen kiselinski anhidrid, CrO trioksid.₃.

Olovni kromat (II)

PbCrO₄ ima svijetlo žutu boju i praktički je netopiv u vodi. Zbog toga se koristi kao pigment koji se zove "žute krune".

Cr i pentavalentna veza

Krom se razlikuje po sposobnosti oblikovanjapentavalentne veze. Spoj nastaje pomoću Cr (I) i ugljikovodičnog radikala. Pentavalentna veza nastaje između dva atoma kroma. Njegova formula može se napisati kao Ar - Cr - Cr - Ar, gdje je Ar specifična aromatska skupina.

primjena

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

Metali daju otpornost na koroziju isjajna površina. Stoga je krom dio takvih legura kao što je nehrđajući čelik, koji se koristi, na primjer, u priboru za jelo. Također se koristi za nanošenje kromirane ploče.

Krom je katalizator za različite reakcije. Iz nje se oblikuju opeke. Njegove soli tamne kože. Kalijev bikromat se koristi za oksidaciju organskih spojeva kao što su alkoholi i aldehidi, kao i za čišćenje laboratorijskog stakla. Služi kao sredstvo za fiksiranje tkanina, a koristi se i za fotografiranje i ispis fotografija.

CrO₃ koriste se za proizvodnju magnetskih traka (na primjer, za audio snimke), koje imaju bolje karakteristike od filmova s željeznim oksidom.

Uloga u biologiji

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

mjere opreza

Metalni krom i Cr (III) spojevi kaoopćenito se ne smatraju opasnim za zdravlje, ali tvari koje sadrže Cr (VI) mogu biti otrovne ako se progutaju ili udišu. Većina tih tvari iritira oči, kožu i sluznicu. Kada se stalno izlagani spojevi kroma (VI) mogu oštetiti očima ako nisu pravilno tretirani. Osim toga, to je priznati kancerogen. Smrtonosna doza ovog kemijskog elementa je oko pola čajne žličice. Prema preporukama Svjetske zdravstvene organizacije, maksimalna dopuštena koncentracija Cr (VI) u vodi za piće iznosi 0,05 mg po litri.

Budući da se koriste spojevi kromaboje i za štavljenje kože, često se nalaze u tlu i podzemnim vodama napuštenih industrijskih postrojenja koja zahtijevaju čišćenje okoliša i restauraciju. Prajmer koji sadrži Cr (VI) se još uvijek široko koristi u zrakoplovnoj industriji i automobilskoj industriji.

Element Properties

Osnovna fizikalna svojstva kroma su sljedeća:

Atomski broj: 24.
Atomska težina: 51.996.
Točka taljenja: 1890 ° C.
Vrelište: 2482 ° C.
Stupanj oksidacije: +2, +3, +6.
Elektronska konfiguracija: [Ar] 3d⁵4s¹.