Kroom (Cr), Mendelejevi perioodilise süsteemi VI rühma keemiline element. Viitab siirdemetallile aatomnumbriga 24 ja aatommassiga 51,996. Kreeka keelest tõlgituna tähendab metalli nimi "värvi". Metall võlgneb selle nime mitmetele värviskeem, mis on omane selle erinevatele ühenditele.

Kroomi füüsikalised omadused

Metall on samal ajal piisava kõvaduse ja rabedusega. Mohsi skaalal hinnatakse kroomi kõvaduseks 5,5. See indikaator tähendab, et kroomil on uraani, iriidiumi, volframi ja berülliumi järel suurim kõvadus kõigist tänapäeval teadaolevatest metallidest. Lihtsa kroomiaine puhul on iseloomulik sinakasvalge värvus.

Metall ei ole haruldane element. Selle kontsentratsioon on maakoor ulatub 0,02% massist. aktsiad. IN puhtal kujul kroomi pole kunagi leitud. Seda leidub mineraalides ja maakides, mis on metallide kaevandamise peamine allikas. Kromi (kroomi rauamaak, FeO * Cr 2 O 3) peetakse peamiseks kroomiühendiks. Teine üsna levinud, kuid vähem oluline mineraal on PbCrO 4 krokoiit.

Metalli on lihtne sulatada temperatuuril 1907 0 C (2180 0 K või 3465 0 F). Temperatuuril 2672 0 C - keeb. Metalli aatommass on 51,996 g/mol.

Kroom on oma magnetiliste omaduste tõttu ainulaadne metall. Tingimustes toatemperatuuril antiferromagnetiline järjestus on sellele omane, samas kui teistel metallidel on see ainult teatud tingimustel madalad temperatuurid. Kui aga kroomi kuumutatakse üle 37 0 C, füüsikalised omadused kroomi muutus. Seega muutuvad elektritakistus ja lineaarpaisumise koefitsient märkimisväärselt, elastsusmoodul saavutab minimaalse väärtuse ja sisemine hõõrdumine suureneb oluliselt. Seda nähtust seostatakse Neeli punkti läbimisega, mille korral materjali antiferromagnetilised omadused võivad muutuda paramagnetilisteks. See tähendab, et esimene tase on läbitud ja aine maht on järsult suurenenud.

Kroomi struktuur on kehakeskne võre, mille tõttu metallile on iseloomulik rabe-plastilise perioodi temperatuur. Selle metalli puhul on aga suur tähtsus puhtusastmel, seetõttu on väärtus vahemikus -50 0 С - +350 0 С. Nagu praktika näitab, ei ole ümberkristalliseeritud metallil plastilisust, vaid see on pehme. lõõmutamine ja vormimine muudavad selle tempermalmist.

Kroomi keemilised omadused

Aatomil on järgmine väline konfiguratsioon: 3d 5 4s 1 . Reeglina on kroomil ühendites järgmised oksüdatsiooniastmed: +2, +3, +6, millest suurim stabiilsus on Cr 3+. Lisaks on ka teisi ühendeid, milles kroomil on täiesti erinev oksüdatsiooniaste, nimelt: +1, +4, +5.

Metall ei ole eriti reageeriv. Kui kroom on normaalsetes tingimustes, on metall niiskuse ja hapniku suhtes vastupidav. Kuid, see omadus ei kehti kroomi ja fluori ühendi - CrF 3 kohta, mis kokkupuutel temperatuuril üle 600 0 C interakteerub veeauruga, moodustades reaktsiooni tulemusena Cr 2 O 3, samuti lämmastiku, süsiniku ja väävliga. .

Kroomi metalli kuumutamisel interakteerub see halogeenide, väävli, räni, boori, süsiniku ja mõnede muude elementidega, mille tulemuseks on keemilised reaktsioonid kroom:

Cr + 2F 2 = CrF 4 (koos CrF 5 seguga)

2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3

2Cr + 3S = Cr2S3

Kromaate võib saada kroomi kuumutamisel sula soodaga õhus, leelismetallide nitraatide või kloraatidega:

2Cr + 2Na 2CO 3 + 3O 2 \u003d 2Na 2 CrO 4 + 2CO 2.

Kroom ei ole mürgine, mida ei saa öelda mõne selle ühendi kohta. Teatavasti võib selle metalli tolm organismi sattudes kopse ärritada, läbi naha see ei imendu. Kuid kuna seda ei esine puhtal kujul, on selle sisenemine inimkehasse võimatu.

Kolmevalentne kroom langeb keskkond kroomimaagi kaevandamise ja töötlemise ajal. Kroom siseneb inimkehasse tõenäoliselt kujul toidu lisaaine mida kasutatakse kaalulangusprogrammides. Kroom valentsiga +3 on aktiivne osaleja glükoosi sünteesis. Teadlased on leidnud, et kroomi liigne tarbimine ei põhjusta inimkehale erilist kahju, kuna see ei imendu, kuid see võib kehas koguneda.

Ühendid, milles osaleb kuuevalentne metall, on äärmiselt mürgised. Nende inimkehasse sattumise tõenäosus ilmneb kromaatide valmistamisel, esemete kroomimisel, teatud keevitustöödel. Sellise kroomi allaneelamine kehasse on tõsiste tagajärgedega, kuna ühendid, milles esineb kuuevalentne element, on tugevad oksüdeerivad ained. Seetõttu võivad need põhjustada verejooksu maos ja sooltes, mõnikord koos soole perforatsiooniga. Selliste ühendite kokkupuutel nahaga tekivad tugevad keemilised reaktsioonid põletuste, põletiku ja haavandite kujul.

Sõltuvalt väljundis saadava kroomi kvaliteedist on metalli tootmiseks mitu võimalust: kroomoksiidi kontsentreeritud vesilahuste elektrolüüs, sulfaatide elektrolüüs ja redutseerimine ränioksiidiga. Viimane meetod pole aga eriti populaarne, kuna see toodab kroomi, mille väljundis on tohutul hulgal lisandeid. Lisaks on see ka majanduslikult ebasoodne.

"Riiklik teadusuuringute Tomski polütehniline ülikool"

Loodusvarade Geoökoloogia ja Geokeemia Instituut

Kroom

Distsipliini järgi:

Keemia

Lõpetatud:

rühma 2G41 õpilane Tkatševa Anastasia Vladimirovna 29.10.2014

Kontrollitud:

õpetaja Stas Nikolai Fedorovitš

Positsioon perioodilises süsteemis

Kroom- D. I. Mendelejevi keemiliste elementide perioodilise süsteemi 4. perioodi 6. rühma külgmise alamrühma element aatomnumbriga 24. Seda tähistab sümbol Kr(lat. Kroom). lihtne aine kroom- kõva sinakasvalge metall. Kroomi nimetatakse mõnikord mustmetalliks.

Aatomi struktuur

17 Cl) 2) 8) 7 - aatomi ehituse diagramm

1s2s2p3s3p - elektrooniline valem

Aatom asub III perioodis ja sellel on kolm energiataset

Aatom asub rühmas VII-s, põhialarühmas - välimisel energia tase 7 elektroni

Elemendi omadused

Füüsikalised omadused

Kroom on valge läikiv metall, millel on kuubikujuline kehakeskne võre, a = 0,28845 nm, mida iseloomustab kõvadus ja rabedus, tihedusega 7,2 g / cm 3, üks kõvemaid puhtaid metalle (ainult berülliumi, volframi ja uraani järel). ), sulamistemperatuuriga 1903 kraadi. Ja keemistemperatuuriga umbes 2570 kraadi. C. Õhus on kroomi pind kaetud oksiidkilega, mis kaitseb seda edasise oksüdeerumise eest. Süsiniku lisamine kroomile suurendab veelgi selle kõvadust.

Keemilised omadused

Kroom on tavatingimustes inertne metall, kuumutamisel muutub see üsna aktiivseks.

Koostoime mittemetallidega

Kuumutamisel üle 600 °C põleb kroom hapnikus:

4Cr + 3O 2 \u003d 2Cr 2 O 3.

See reageerib fluoriga temperatuuril 350 °C, klooriga temperatuuril 300 °C, broomiga punasel kuumusel, moodustades kroom(III)halogeniide:

2Cr + 3Cl2 = 2CrCl3.

See reageerib lämmastikuga temperatuuril üle 1000 °C, moodustades nitriide:

2Cr + N2 = 2CrN

või 4Cr + N 2 = 2Cr 2 N.

2Cr + 3S = Cr 2 S 3 .

Reageerib boori, süsiniku ja räniga, moodustades boriide, karbiide ja silitsiide:

Cr + 2B = CrB 2 (võimalik on Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 4 moodustumine),

2Cr + 3C \u003d Cr 2 C 3 (Cr 23 C 6, Cr 7 B 3 moodustumine on võimalik),

Cr + 2Si = CrSi 2 (Cr 3 Si, Cr 5 Si 3, CrSi võimalik moodustumine).

See ei suhtle otseselt vesinikuga.

Koostoime veega

Peeneks jahvatatud kuumas olekus reageerib kroom veega, moodustades kroom(III)oksiidi ja vesiniku:

2Cr + 3H 2 O \u003d Cr 2 O 3 + 3H 2

Koostoime hapetega

Metallide elektrokeemilises pingereas on kroom enne vesinikku, see tõrjub vesinikku välja mitteoksüdeerivate hapete lahustest:

Cr + 2HCl \u003d CrCl 2 + H 2;

Cr + H 2 SO 4 \u003d CrSO 4 + H 2.

Atmosfäärihapniku juuresolekul tekivad kroom(III) soolad:

4Cr + 12HCl + 3O 2 = 4CrCl3 + 6H2O.

Kontsentreeritud lämmastik ja väävelhape passiivne kroom. Kroom võib neis lahustuda ainult siis, kui tugev kuumus, tekivad kroom(III) soolad ja happe redutseerimisproduktid:

2Cr + 6H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3SO2 + 6H20;

Cr + 6HNO 3 \u003d Cr (NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O.

Koostoime leeliseliste reaktiividega

Leeliste vesilahustes kroom ei lahustu, see reageerib aeglaselt leelisesulamitega, moodustades kromiite ja vabastades vesinikku:

2Cr + 6KOH \u003d 2KCrO2 + 2K2O + 3H2.

Reageerib oksüdeerivate ainete leeliseliste sulamitega, nagu kaaliumkloraat, samas kui kroom läheb kaaliumkromaadiks:

Cr + KClO 3 + 2KOH = K 2 CrO 4 + KCl + H 2 O.

Metallide regenereerimine oksiididest ja sooladest

Kroom on aktiivne metall, mis suudab metalle nende soolade lahustest välja tõrjuda: 2Cr + 3CuCl 2 = 2CrCl 3 + 3Cu.

Lihtaine omadused

Passiveerumise tõttu stabiilne õhu käes. Samal põhjusel ei reageeri see väävel- ja lämmastikhappega. 2000 °C juures põleb see läbi rohelise kroom(III)oksiidi Cr 2 O 3 moodustumisega, millel on amfoteersed omadused.

Kroomi sünteesitud ühendid booriga (boriidid Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 2, CrB 4 ja Cr 5 B 3), süsinikuga (karbiidid Cr 23 C 6, Cr 7 C 3 ja Cr 3 C 2) , räniga (silitsiidid Cr 3 Si, Cr 5 Si 3 ja CrSi) ja lämmastikuga (nitriidid CrN ja Cr 2 N).

Cr(+2) ühendid

Oksüdatsiooniaste +2 vastab aluselisele oksiidile CrO (must). Cr 2+ soolad (sinised lahused) saadakse Cr 3+ soolade või dikromaatide redutseerimisel tsingiga happelises keskkonnas ("vesinik isoleerimise ajal"):

Kõik need Cr 2+ soolad on tugevad redutseerivad ained sel määral, et nad tõrjuvad seismisel veest välja vesiniku. Õhus olev hapnik, eriti happelises keskkonnas, oksüdeerib Cr 2+, mille tulemusena muutub sinine lahus kiiresti roheliseks.

Pruun või kollane Cr(OH)2-hüdroksiid sadestub, kui kroom(II)soolade lahustele lisatakse leeliseid.

Sünteesiti kroomdihalogeniidid CrF 2, CrCl 2, CrBr 2 ja CrI 2

Cr(+3) ühendid

Oksüdatsiooniaste +3 vastab amfoteersele oksiidile Cr 2 O 3 ja hüdroksiidile Cr (OH) 3 (mõlemad rohelised). See on kroomi kõige stabiilsem oksüdatsiooniaste. Selles oksüdatsiooniastmes olevate kroomiühendite värvus on määrdunudlillast (ioon 3+) kuni roheliseni (anioonid esinevad koordinatsioonisfääris).

Cr 3+ on altid topeltsulfaatide moodustumisele vormiga M I Cr (SO 4) 2 12H 2 O (maarjas)

Kroom(III)hüdroksiid saadakse kroom(III)soolade lahustel ammoniaagiga toimimisel:

Cr+3NH+3H2O→Cr(OH)↓+3NH

Võib kasutada leeliselahuseid, kuid nende liias moodustub lahustuv hüdroksokompleks:

Cr+3OH→Cr(OH)↓

Cr(OH)+3OH→

Cr 2 O 3 sulatamisel leelistega saadakse kromiidid:

Cr2O3+2NaOH→2NaCrO2+H2O

Kaltsineerimata kroom(III)oksiid lahustub leeliselistes lahustes ja hapetes:

Cr2O3+6HCl→2CrCl3+3H2O

Kui kroom(III)-ühendeid oksüdeeritakse leeliselises keskkonnas, tekivad kroom(VI)ühendid:

2Na+3HO→2NaCrO+2NaOH+8HO

Sama juhtub siis, kui kroom(III)oksiid sulatatakse leelise ja oksüdeerivate ainetega või õhus oleva leelisega (sulam muutub sel juhul kollaseks):

2Cr2O3+8NaOH+3O2→4Na2CrO4+4H2O

Kroomiühendid (+4)[

Kroomioksiidi (VI) CrO 3 hoolikal lagundamisel hüdrotermilistes tingimustes saadakse kroomoksiid (IV) CrO 2, mis on ferromagnetiline ja metallilise juhtivusega.

Kroomitetrahalogeniididest on CrF 4 stabiilne, kroomtetrakloriid CrCl 4 esineb ainult auruna.

Kroomiühendid (+6)

+6 oksüdatsiooniastet vastavad happelisele kroomoksiidile (VI) CrO 3 ja terve rida happed, mille vahel valitseb tasakaal. Lihtsamad neist on kroom H 2 CrO 4 ja kahe kroom H 2 Cr 2 O 7 . Need moodustavad kaks soolade seeriat: vastavalt kollased kromaadid ja oranžid dikromaadid.

Kroomoksiid (VI) CrO 3 tekib kontsentreeritud väävelhappe interaktsioonil dikromaatide lahustega. Tüüpiline happe oksiid, moodustab see veega suheldes tugevad ebastabiilsed kroomhapped: kroom H 2 CrO 4, dikroomne H 2 Cr 2 O 7 ja teised isopolhapped üldvalemiga H 2 Cr n O 3n + 1. Polümerisatsiooniastme suurenemine toimub pH langusega, see tähendab happesuse suurenemisega.

Kroom on keemiline element aatomnumbriga 24. See on kõva, läikiv terashall metall, mis poleerib hästi ja ei tuhmu. Kasutatakse sulamites nagu roostevaba teras ja kattekihina. Inimkeha vajab suhkru metaboliseerimiseks väikeses koguses kolmevalentset kroomi, kuid Cr(VI) on väga mürgine.

Erinevad kroomiühendid, nagu kroom(III)oksiid ja pliikromaat, on erksavärvilised ning neid kasutatakse värvides ja pigmentides. Rubiini punane värvus on tingitud selle keemilise elemendi olemasolust. Mõned ained, eriti naatrium, on oksüdeerivad ained, mida kasutatakse orgaaniliste ühendite oksüdeerimiseks ja (koos väävelhappega) laboriklaaside puhastamiseks. Lisaks kasutatakse kroomoksiidi (VI) magnetlindi tootmisel.

Avastus ja etümoloogia

Keemilise elemendi kroomi avastamise ajalugu on järgmine. 1761. aastal leidis Johann Gottlob Lehmann aastal Uurali mäed oranžikaspunane mineraal ja nimetas seda "Siberi punaseks pliiks". Kuigi see identifitseeriti ekslikult pliiühendina seleeni ja rauaga, oli materjal tegelikult pliikromaat keemilise valemiga PbCrO 4 . Tänapäeval tuntakse seda krokonte mineraalina.

1770. aastal külastas Peter Simon Pallas kohta, kus Leman leidis punase plii mineraali, millel oli väga kasulikud omadused pigment värvides. Siberi punase plii kasutamine värvina arenes kiiresti. Lisaks on moes erkkollane krokonist.

1797. aastal sai Nicolas-Louis Vauquelin punase proovid. Segades krokonteedi vesinikkloriidhappega, sai ta oksiidi CrO 3 . Kroom kui keemiline element eraldati 1798. aastal. Vauquelin sai selle oksiidi kuumutamisel söega. Samuti suutis ta tuvastada kroomi jälgi vääriskivid nagu rubiin ja smaragd.

1800. aastatel kasutati Cr peamiselt värvides ja nahasoolades. Tänapäeval kasutatakse 85% metallist sulamites. Ülejäänu kasutatakse sisse keemiatööstus, tulekindlate materjalide tootmine ja valutööstus.

Keemilise elemendi kroom hääldus vastab kreeka keelele χρῶμα, mis tähendab "värv", kuna sellest võib saada palju värvilisi ühendeid.

Kaevandamine ja tootmine

Element on valmistatud kromiidist (FeCr 2 O 4). Umbes pool sellest maagist maailmas kaevandatakse Lõuna-Aafrika. Lisaks on selle peamised tootjad Kasahstan, India ja Türkiye. Uuritud kromiidi leiukohti on piisavalt, kuid geograafiliselt on need koondunud Kasahstani ja Lõuna-Aafrikasse.

Loodusliku kroommetalli ladestused on haruldased, kuid need on olemas. Näiteks kaevandatakse seda Venemaal Udachnaja kaevanduses. See on rikas teemantide poolest ja redutseeriv keskkond aitas moodustada puhast kroomi ja teemante.

Metalli tööstuslikuks tootmiseks töödeldakse kromiidimaake sula leelisega (seebikivi, NaOH). Sel juhul moodustub naatriumkromaat (Na 2 CrO 4), mis redutseeritakse süsiniku toimel Cr 2 O 3 oksiidiks. Metall saadakse oksiidi kuumutamisel alumiiniumi või räni juuresolekul.

2000. aastal kaevandati ligikaudu 15 miljonit tonni kroomimaaki ja töödeldi 4 miljonit tonni ferrokroomi, 70% kroomi-raua, hinnangulise turuväärtusega 2,5 miljardit USA dollarit.

Peamised omadused

Keemilise elemendi kroom omadus tuleneb sellest, et see on perioodilisustabeli neljanda perioodi siirdemetall ning paikneb vanaadiumi ja mangaani vahel. Kuulub VI rühma. See sulab temperatuuril 1907 °C. Hapniku juuresolekul moodustab kroom kiiresti õhukese oksiidikihi, mis kaitseb metalli edasise kokkupuute eest hapnikuga.

Üleminekuelemendina reageerib ta erinevates vahekordades ainetega. Seega moodustab see ühendeid, milles tal on erinevad oksüdatsiooniastmed. Kroom on keemiline element, mille põhiolekud on +2, +3 ja +6, millest +3 on kõige stabiilsem. Lisaks täheldatakse harvadel juhtudel olekuid +1, +4 ja +5. Oksüdatsiooniastmes +6 kroomiühendid on tugevad oksüdeerijad.

Mis värvi on kroom? Keemiline element annab rubiintooni. Kasutatavat Cr 2 O 3 kasutatakse ka pigmendina, mida nimetatakse "kroomroheliseks". Selle soolad värvivad klaasi smaragdrohelist värvi. Kroom on keemiline element, mille olemasolu muudab rubiinpunaseks. Seetõttu kasutatakse seda sünteetiliste rubiinide tootmisel.

isotoobid

Kroomi isotoopide aatommass on 43 kuni 67. Tavaliselt koosneb see keemiline element kolmest stabiilsest vormist: 52 Cr, 53 Cr ja 54 Cr. Nendest on kõige levinum 52 Cr (83,8% kogu looduslikust kroomist). Lisaks on kirjeldatud 19 radioisotoopi, millest kõige stabiilsem on 50 Cr, mille poolestusaeg ületab 1,8 x 10 17 aastat. 51 Cr poolestusaeg on 27,7 päeva ja kõigi teiste radioaktiivsete isotoopide puhul ei ületa see 24 tundi ning enamiku puhul kestab see alla ühe minuti. Elemendil on ka kaks metastaati.

Maakoores olevad kroomi isotoobid käivad reeglina kaasas mangaani isotoopidega, mis leiab rakendust geoloogias. 53 Cr tekib siis, kui radioaktiivne lagunemine 53 Mn. Mn / Cr isotoopide suhe tugevdab muid varajase ajaloo vihjeid Päikesesüsteem. Erinevate meteoriitide 53 Cr/52 Cr ja Mn/Cr vahekordade muutused tõestavad, et aatomi tuumad loodi vahetult enne päikesesüsteemi teket.

Keemiline element kroom: omadused, ühendite valem

Kroomoksiid (III) Cr 2 O 3, tuntud ka kui seskvioksiid, on üks selle keemilise elemendi neljast oksiidist. Seda saadakse kromiidist. Rohelist ühendit nimetatakse tavaliselt "kroomroheliseks", kui seda kasutatakse pigmendina emaili ja klaasi värvimisel. Oksiid võib lahustuda hapetes, moodustades sooli, ja sulanud leelises kromiite.

Kaaliumbikromaat

K 2 Cr 2 O 7 on võimas oksüdeerija ja seda eelistatakse orgaanilisest materjalist laboriklaaside puhastusvahendina. Selleks kasutatakse selle küllastunud lahust, kuid mõnikord asendatakse see naatriumdikromaadiga, lähtudes viimase suuremast lahustuvusest. Lisaks saab see reguleerida orgaaniliste ühendite oksüdatsiooni protsessi, muutes primaarse alkoholi aldehüüdiks ja seejärel süsinikdioksiidiks.

Kaaliumdikromaat võib põhjustada kroomdermatiiti. Kroom on tõenäoliselt kroonilise ja raskesti ravitava dermatiidi, eriti käte ja käsivarte dermatiidi tekkeni viiva sensibiliseerimise põhjus. Nagu teisedki Cr(VI) ühendid, on kaaliumbikromaat kantserogeenne. Seda tuleb käsitseda kinnaste ja sobivate kaitsevahenditega.

Kroomhape

Ühendil on hüpoteetiline struktuur H 2 CrO 4. Looduses ei leidu ei kroom- ega dikroomhappeid, küll aga leidub nende anioone erinevates ainetes. Müügil leiduv "kroomhape" on tegelikult selle happeanhüdriid - CrO 3 trioksiid.

Plii(II)kromaat

PbCrO 4 on erekollase värvusega ja vees praktiliselt lahustumatu. Sel põhjusel on see leidnud kasutust värvipigmendina nimetuse "kollane kroon" all.

Cr ja viietavalentne side

Kroom eristab oma võimet moodustada viievalentseid sidemeid. Ühendi tekitavad Cr(I) ja süsivesinikradikaal. Kahe kroomi aatomi vahel moodustub viietavalentne side. Selle valemi saab kirjutada kui Ar-Cr-Cr-Ar, kus Ar on konkreetne aromaatne rühm.

Rakendus

Kroom on keemiline element, mille omadused andsid talle palju erinevaid valikuid rakendusi, millest mõned on loetletud allpool.

See annab metallidele vastupidavuse korrosioonile ja läikiv pind. Seetõttu sisaldub kroom sulamites nagu roostevaba teras, mida kasutatakse näiteks söögiriistades. Seda kasutatakse ka kroomimiseks.

Kroom on erinevate reaktsioonide katalüsaator. Seda kasutatakse vormide valmistamiseks telliste põletamiseks. Selle soolad pruunistavad nahka. Kaaliumbikromaati kasutatakse orgaaniliste ühendite, nagu alkoholid ja aldehüüdid, oksüdeerimiseks, samuti laboriklaaside puhastamiseks. See toimib kinnitusvahendina kanga värvimisel ning seda kasutatakse ka fotograafias ja fotode trükkimisel.

CrO 3 kasutatakse magnetlintide valmistamiseks (näiteks helisalvestuseks), millel on parim esitus kui raudoksiidkiled.

Roll bioloogias

Kolmevalentne kroom on inimkehas suhkru metabolismi jaoks hädavajalik keemiline element. Seevastu kuuevalentne Cr on väga mürgine.

Ettevaatusabinõud

Metalli kroom ja Cr(III) ühendeid ei peeta üldiselt tervisele ohtlikeks, kuid Cr(VI) sisaldavad ained võivad allaneelamisel või sissehingamisel olla mürgised. Enamik neist ainetest ärritab silmi, nahka ja limaskesti. Kroonilise kokkupuute korral võivad kroom(VI) ühendid korralikult ravimata põhjustada silmakahjustusi. Lisaks on see tunnustatud kantserogeen. Selle keemilise elemendi surmav annus on umbes pool teelusikatäit. Maailma Terviseorganisatsiooni soovituste kohaselt on Cr (VI) maksimaalne lubatud kontsentratsioon joogivesi on 0,05 mg liitri kohta.

Kuna kroomiühendeid kasutatakse värvainetes ja naha parkimisel, leidub neid sageli pinnases ja põhjavesi mahajäetud tööstusrajatised, mis vajavad keskkonna puhastamist ja taastamist. Cr(VI) sisaldavat praimerit kasutatakse endiselt laialdaselt kosmose- ja autotööstuses.

Elemendi omadused

Kroomi peamised füüsikalised omadused on järgmised:

• Aatomnumber: 24.
• Aatommass: 51,996.
• Sulamistemperatuur: 1890 °C.
• Keemistemperatuur: 2482 °C.
• Oksüdatsiooniaste: +2, +3, +6.
• Elektronide konfiguratsioon: 3d 5 4s 1 .

Kroom on tulekindel, väga kõva metall, millel on erakordne korrosioonikindlus. Need ainulaadsed omadused tekitasid talle nii suure nõudluse tööstuses ja ehituses.

Tarbija on kõige sagedamini tuttav mitte kroomitud toodetega, vaid nendega kaetud esemetega õhuke kiht metallist. Sellise katte pimestav peegelsära on iseenesest atraktiivne, kuid sellel on ka puhtalt praktiline väärtus. Kroom on korrosioonikindel ja suudab kaitsta sulameid ja metalle rooste eest.

Ja täna vastame küsimustele, kas kroom on metall või mittemetall, ja kui see on metall, siis milline: must või värviline, raske või kerge. Samuti räägime teile, millisel kujul kroom looduses esineb ja millised on kroomi ja teiste sarnaste metallide erinevused.

Alustuseks räägime sellest, kuidas kroom välja näeb, milliseid metalle see sisaldab ja mis on sellise aine eripära. Kroom on tüüpiline hõbe-sinakas metall, raske, tihedus ületab ja kuulub ka tulekindlate kategooriasse - selle sulamis- ja keemistemperatuur on väga kõrge.

Element kroom paigutatakse 4. perioodi 6. rühma sekundaarsesse alarühma. See on oma omadustelt lähedane molübdeenile ja volframile, kuigi sellel on ka märgatavaid erinevusi. Viimastel on kõige sagedamini ainult kõrgeim oksüdatsiooniaste, samas kui kroomi valents on kaks, kolm ja kuus. See tähendab, et element moodustab palju erinevaid ühendeid.

Just ühendid andsid elemendile endale nime – kreeka värvist, värvist. Fakt on see, et selle soolad ja oksiidid on värvitud mitmesuguste erksate värvidega.

See video räägib teile, mis on kroom:

Omadused ja erinevused võrreldes teiste metallidega

Metalli uurimisel äratasid suurimat huvi aine kaks omadust: kõvadus ja tulekindlus. Kroom on üks kõvemaid metalle – see on viiendal kohal ja jääb alla uraanile, iriidiumile, volframile ja berülliumile. See kvaliteet osutus aga nõudmata, kuna metallil olid omadused, mis olid tööstuse jaoks olulisemad.

Kroom sulab temperatuuril 1907 C. Selle indikaatori poolest jääb see alla volframile või molübdeenile, kuid kuulub siiski tulekindlate ainete hulka. Tõsi, lisandid mõjutavad tugevalt selle sulamistemperatuuri.

• Nagu paljud korrosioonikindlad metallid, moodustab kroom õhus õhukese ja väga tiheda oksiidkile. Viimane katab hapniku, lämmastiku ja niiskuse juurdepääsu ainele, mis muudab selle haavamatuks. Iseärasuseks on see, et ta kannab selle kvaliteedi üle oma sulamile koos: elemendi juuresolekul suureneb raua a-faasi potentsiaal ja selle tulemusena kaetakse õhus olev teras ka tiheda oksiidkilega. See on roostevaba terase vastupidavuse saladus.
• Kuna metall on tulekindel, suurendab see ka sulami sulamistemperatuuri. Kuumuskindlad ja kuumakindlad terased sisaldavad tingimata kroomi osakaalu ja mõnikord väga suurt - kuni 60%. Mõlema ja kroomi lisamine mõjub veelgi tugevamalt.
• Kroom moodustab sulameid koos oma vendadega rühmas - molübdeen ja volfram. Neid kasutatakse osade katmiseks, kus on vaja eriti suurt kulumiskindlust kõrgetel temperatuuridel.

Kroomi eeliseid ja puudusi kirjeldatakse allpool.

Kroom kui metall (fotol)

Eelised

Nagu igal teisel ainel, on metallil oma eelised ja puudused ning nende kombinatsioon määrab selle kasutamise.

• Aine tingimusteta pluss on korrosioonikindlus ja võime seda omadust selle sulamitele üle kanda. Kroomroostevabad terased on väga olulised, kuna need on korraga lahendanud mitmeid probleeme laevade, allveelaevade, hoonete raamide jms ehitamisel.
• Korrosioonikindlus on tagatud muul viisil - need katavad objekti õhukese metallikihiga. Selle meetodi populaarsus on väga kõrge, tänapäeval on kroomimiseks vähemalt tosin viise erinevad tingimused ja erinevate tulemuste saavutamiseks.
• Kroomikiht loob ereda peegli läike, nii et kroomimist ei kasutata mitte ainult sulami kaitsmiseks korrosiooni eest, vaid ka esteetilise välimuse saamiseks. välimus. Veelgi enam, kaasaegsed kroomimismeetodid võimaldavad luua katte mis tahes materjalile - mitte ainult metallile, vaid ka plastile ja keraamikale.
• Kuumakindla terase saamine kroomi lisamisega tuleks samuti seostada aine eelistega. On palju piirkondi, kus metallosad peab töötama kõrgetel temperatuuridel ja raual endal pole temperatuuri koormustele sellist vastupidavust.
• Kõigist tulekindlatest ainetest on see hapete ja aluste suhtes kõige vastupidavam.
• Aine eeliseks võib pidada selle levimust - 0,02% maapõues ning suhteliselt lihtsat ekstraheerimis- ja tootmismeetodit. Loomulikult nõuab see energiatarbimist, kuid seda ei saa võrrelda näiteks keerulisega.

Puudused

Puuduste hulka kuuluvad omadused, mis ei võimalda kroomi kõiki omadusi täielikult ära kasutada.

• Esiteks on see tugev sõltuvus füüsilisest ja mitte ainult keemilised omadused lisanditest. Isegi metalli sulamistemperatuuri oli raske kindlaks teha, kuna vähese lämmastiku või süsiniku osa juuresolekul muutus indikaator märgatavalt.
• Hoolimata kõrgemast elektrijuhtivusest, kasutatakse kroomi elektrotehnikas palju vähem ja selle maksumus on üsna kõrge. Sellest midagi välja teha on palju keerulisem: soojust sulamine ja kõvadus piiravad oluliselt kasutamist.
• Puhas kroom on tempermalmist metall, mis sisaldab lisandeid, muutub väga kõvaks. Vähemalt suhteliselt plastilise metalli saamiseks tuleb see allutada täiendav töötlemine mis muidugi suurendab tootmiskulusid.

metallkonstruktsioon

Kroomikristallil on kehakeskne kuupvõre, a = 0,28845 nm. Temperatuuril üle 1830 C on võimalik saada näokeskse kuupvõrega modifikatsioon.

Temperatuuril +38 C registreeritakse teist järku faasiüleminek koos mahu suurenemisega. Kus kristallrakk aine ei muutu, kuid selle magnetilised omadused muutuvad täiesti erinevaks. Kuni selle temperatuurini - Neeli punktini - on kroomil antiferromagneti omadused, see tähendab, et see on aine, mida on peaaegu võimatu magnetiseerida. Neeli punktist kõrgemal muutub metall tüüpiliseks paramagnetiks, see tähendab, et sellel on magnetvälja juuresolekul magnetilised omadused.

Omadused ja omadused

Normaaltingimustes on metall üsna inertne – nii oksiidkile tõttu kui ka lihtsalt oma olemuselt. Temperatuuri tõustes reageerib see aga lihtainetega, hapetega ja alustega. Selle ühendid on väga mitmekesised ja neid kasutatakse väga laialdaselt. Metalli füüsikalised omadused, nagu mainitud, sõltuvad tugevalt lisandite hulgast. Praktikas tegelevad nad kroomiga, mille puhtus on kuni 99,5%. on:

• sulamistemperatuur- 1907 C. See väärtus on piiriks tulekindlate ja tavaliste ainete vahel;
• keemistemperatuur-2671 C;
• Mohsi kõvadus – 5;
• elektrijuhtivus– 9 106 1/(Oom m). Selle näitaja järgi on kroom hõbeda ja kulla järel teisel kohal;
• takistus–127 (oomi mm2)/m;
• soojusjuhtivus ained on 93,7 W / (m K);
• erisoojus–45 J/(g K).

Aine termofüüsikalised omadused on mõnevõrra anomaalsed. Neeli punktis, kus metalli maht muutub, suureneb selle soojuspaisumistegur järsult ja kasvab temperatuuri tõustes edasi. Ka soojusjuhtivus käitub ebanormaalselt – langeb Neeli punktis ja väheneb kuumutamisel.

Element kuulub nõutavate hulka: Inimkeha kroomioonid osalevad süsivesikute ainevahetuses ja insuliini vabanemise reguleerimise protsessis. Päevane annus on 50-200 mcg.

Kroom on mittetoksiline, kuigi metallipulbri kujul võib see põhjustada limaskestade ärritust. Selle kolmevalentsed ühendid on ka suhteliselt ohutud ja neid kasutatakse isegi toiduaine- ja sporditööstuses. Kuid inimese jaoks on kuuevalentne mürk, mis põhjustab tõsist kahju hingamisteed ja seedetrakt.

Kroommetalli tootmisest ja hinnast kg kohta räägime täna pikemalt.

See video näitab, kas viimistlus on kroomitud:

Tootmine

IN suurel hulgal erinevad mineraalid – sageli kaasnevad ja. Selle sisaldus on aga ebapiisav, et omada tööstuslikku tähtsust. Lootustandvad on vaid kivimid, mis sisaldavad vähemalt 40% elementi, seega on kaevandamiseks sobivaid mineraale vähe, peamiselt kroomi rauamaak või kromiit.

Maavara kaevandatakse kaevandus- ja karjäärimeetodil, olenevalt esinemissügavusest. Ja kuna maak sisaldab algselt suurt osa metallist, ei rikastata seda peaaegu kunagi, mis vastavalt lihtsustab ja vähendab tootmisprotsessi kulusid.

Umbes 70% kaevandatud metallist kasutatakse terase legeerimiseks. Pealegi kasutatakse seda sageli mitte puhtal kujul, vaid ferrokroomina. Viimast saab otse šaht-elektriahjus või kõrgahjus – nii saadakse süsinikferrokroom. Kui on vaja madala süsinikusisaldusega ühendit, kasutatakse aluminotermilist meetodit.

• Selle meetodiga saadakse nii puhast kroomi kui ka ferrokroomi. Selleks laaditakse sulatusšahti laeng, mis sisaldab kroomi rauamaak, kroomoksiid, naatriumnitraat ja. Esimene osa, süütesegu, süüdatakse ja ülejäänud laeng laaditakse sulatisse. Lõpus lisatakse kroomi ekstraheerimise hõlbustamiseks räbusti - lubi. Sulamine võtab aega umbes 20 minutit. Pärast mõningast jahutamist võll kallutatakse, räbu vabastatakse, naastakse algasendisse ja kallutatakse uuesti, nüüd eemaldatakse nii kroom kui ka räbu vormi. Pärast jahutamist eraldatakse saadud plokk.
• Kasutatakse ka teist meetodit - metallotermilist sulatamist. See viiakse läbi elektriahjus pöörlevas võllis. Siin on laeng jagatud 3 osaks, millest igaüks erineb koostise poolest. See meetod võimaldab ekstraheerida rohkem kroomi, kuid mis kõige tähtsam, see vähendab tarbimist.
• Kui on vaja saada keemiliselt puhas metall, kasutavad nad seda labori meetod: kristallid istutatakse kromaadilahuste elektrolüüsi teel.

Kroommetalli maksumus 1 kg kohta kõigub märkimisväärselt, kuna see sõltub toodetud valtsmetalli mahust - elemendi peamisest tarbijast. 2017. aasta jaanuaris hinnati 1 tonni metalli väärtuseks 7655 dollarit.

Rakendus

Kategooriad

Niisiis, . Kroomi peamine tarbija on mustmetallurgia. See on tingitud metalli võimest kanda oma sulamitele üle oma omadused, nagu korrosioonikindlus ja kõvadus. Pealegi avaldab see mõju väga väikestes kogustes lisamisel.

Kõik kroomi ja raua sulamid jagunevad kahte kategooriasse:

• madala legeeritud- kroomi osakaaluga kuni 1,6%. Sellisel juhul lisab kroom terasele tugevust ja kõvadust. Kui tavalise terase tõmbetugevus on 400–580 MPa, siis sama terase mark 1% aine lisamisega näitab piirväärtust 1000 MPa;
• tugevalt legeeritud- sisaldavad rohkem kui 12% kroomi. Siin tagab metall sulamile samasuguse korrosioonikindluse, mis tal on eraldi. Kõiki roostevaba terasid nimetatakse kroomiks, sest just see element tagab selle kvaliteedi.

Madallegeeritud terased on struktuursed: neist valmistatakse arvukalt masinaosi – võlli, hammasrattaid, tõukureid jne. Kasutusala roostevabast terasest tohutu: turbiinide metallosad, laeva- ja allveelaevade kered, põlemiskambrid, igasugused kinnitusdetailid, torud, kanalid, nurgad, lehtteras jne.

Lisaks suurendab kroom sulami vastupidavust temperatuuridele: 30–66% ainesisaldusega kuumuskindlad terastooted suudavad täita oma ülesandeid kuumutamisel kuni 1200 C. See on materjal kolbmootori ventiilidele, kinnitusdetailidele , turbiini osade ja muude asjade jaoks.

Kui 70% kroomist läheb metallurgia vajadusteks, siis ülejäänud ligi 30% kasutatakse kroomimiseks. Protsessi olemus seisneb õhukese kroomikihi kandmises metalleseme pinnale. Selle jaoks kõige rohkem erinevaid meetodeid, paljud on kodumeistritele kättesaadavad.

Kroomitud katmine

Kroomkatte võib jagada kahte kategooriasse:

• funktsionaalne- selle eesmärk on vältida toote korrosiooni. Kihi paksus on siin suurem, seega võtab kroomimise protsess kauem aega - mõnikord kuni 24 tundi. Lisaks sellele, et kroomikiht hoiab ära roostetamise, suurendab see oluliselt detaili kulumiskindlust;
• dekoratiivsed- Kroom loob peegelläikiva pinna. Autohuvilised ja motosportlased keelduvad harva võimalusest kaunistada oma autot kroomitud osadega. Dekoratiivne kattekiht on palju õhem - kuni 0,0005 mm.

Kroomikat kasutatakse aktiivselt kaasaegne ehitus ja mööbli valmistamisel. Peegelsisustus, vannitoa- ja köögitarvikud, kööginõud, mööbliosad - tooted koos kroomitudäärmiselt populaarne. Ja kuna tänu kaasaegne meetod kroomimise korral saab katte luua sõna otseses mõttes igale objektile ja on ilmnenud mõnevõrra ebatüüpilised pealekandmismeetodid. Nii et näiteks kroomitud torustikku ei saa omistada triviaalsetele lahendustele.

Kroom on metall, millel on väga ebatavalised omadused, ja selle omadused on tööstuses nõutud. Enamasti pakuvad huvi selle sulamid ja ühendid, mis ainult suurendab metalli tähtsust rahvamajandusele.

Allolev video räägib kroomi metallist eemaldamisest:

Ja paks.

Teadlased väidavad, et kolesterooli taset mõjutavad kroom. Element Seda peetakse biogeenseks, see tähendab, et see on keha jaoks vajalik mitte ainult inimestele, vaid kõigile imetajatele.

Kroomi puudumisel nende kasv aeglustub ja kolesterool “hüppab”. Norm on 6 milligrammi kroomi inimese kogumassist.

Aine ioone leidub kõigis keha kudedes. Sa peaksid saama 9 mikrogrammi päevas.

Saate neid võtta mereandidest, pärl odrast, peedist, maksast ja pardilihast. Tooteid ostes räägime kroomi muudest kasutusviisidest ja omadustest.

Kroomi omadused

Kroom on keemiline element metallidega seotud. Aine värvus on hõbesinine.

Element asub 24. järgu ehk, nagu öeldakse, aatomnumbri all.

Arv näitab prootonite arvu tuumas. Mis puudutab selle läheduses tiirlevaid elektrone, siis neil on eriline vara- ebaõnnestuda.

See tähendab, et üks või kaks osakest võivad liikuda ühelt alamtasandilt teisele.

Selle tulemusena suudab 24. element 3. alamtasandi poolenisti täita. Selle tulemuseks on stabiilne elektrooniline konfiguratsioon.

Elektronide rike on haruldane nähtus. Lisaks kroomile ehk ainult, ja on meeles.

Nagu 24. aine, on need keemiliselt mitteaktiivsed. Siis ei jõua aatom stabiilsesse olekusse, et reageerida kõigiga järjest.

Normaalsetes tingimustes kroom on perioodilisuse tabeli element, mida saab ainult "ära ajada".

Viimane, olles 24. aine antipood, on maksimaalselt aktiivne. Reaktsiooni käigus tekib fluoriid kroomitud.

Element, omadused millest arutatakse, ei oksüdeeru, ei karda niiskust ja tulekindlaid materjale.

Viimane omadus "viivitab" kuumutamisel võimalikud reaktsioonid. Niisiis algab koostoime veeauruga alles 600 kraadi Celsiuse järgi.

Selgub, kroomoksiid. Samuti käivitatakse reaktsioon, mis annab 24. elemendi nitriid.

600 kraadi juures on võimalikud ka mitmed sulfiidiga ühendid ja nende moodustumine.

Kui tõstate temperatuuri 2000-ni, süttib kroom kokkupuutel hapnikuga. Põlemise tulemuseks on tumeroheline oksiid.

See sade reageerib kergesti lahuste ja hapetega. Koostoime tulemuseks on kloriid ja kroomsulfiid. Kõik 24. aine ühendid on reeglina erksavärvilised.

Puhtal kujul peamine elemendi kroom omadused- mürgisus. Metallitolm ärritab kopsukudet.

Võib ilmneda dermatiit, see tähendab allergilised haigused. Sellest lähtuvalt on parem mitte ületada keha kroomi normi.

Õhus on 24. elemendi sisalduse norm. Peal kuupmeeter atmosfäär peaks moodustama 0,0015 milligrammi. Normi ​​ületamist loetakse reostuseks.

Metallilise kroomiga kõrge tihedusega- rohkem kui 7 grammi kuupsentimeetri kohta. See tähendab, et aine on üsna raske.

Metall on ka üsna kõrge. See sõltub elektrolüüdi temperatuurist ja voolutihedusest. Seente ja hallituse puhul tekitab see ilmselt austust.

Kui puit on immutatud kroomi koostisega, ei võta mikroorganismid kohustust seda hävitada. Ehitajad kasutavad seda.

Nad on rahul ka sellega, et töödeldud puit põleb halvemini, kuna kroom on tulekindel metall. Kuidas ja kus veel seda rakendada saab, räägime edasi.

Kroomi pealekandmine

Kroom on legeerelement kui sulatatakse. Pea meeles, et tavatingimustes 24. metall ei oksüdeeru, ei roosteta?

Teraste alus -. Ta ei saa selliste omadustega kiidelda. Seetõttu lisatakse korrosioonikindluse suurendamiseks kroomi.

Lisaks alandab 24. aine lisamine kriitilist jahutuskiiruse punkti.

Sulatamiseks kasutatakse silikotermilist kroomi. See on 24. elemendi duett nikliga.

Räni, kasutatakse lisandina. Nikkel vastutab elastsuse eest, kroom aga oksüdatsioonikindluse ja kõvaduse eest.

Ühendage kroom ja. Selgub, ülikõva stelliit. Lisandid sellele - molübdeen ja.

Koostis on kallis, kuid vajalik masinaosade pindamiseks, et suurendada nende kulumiskindlust. Stellite pihustatakse ka töömasinatele,.

Dekoratiivsetes korrosioonikindlates kattekihtides reeglina kroomiühendid.

Kasuks tuleb nende ere värvivalik. Keraamilistes materjalides pole värvi vaja, seetõttu kasutatakse kroomipulbrit. Seda lisatakse näiteks tugevuse huvides alumisele kroonide kihile.

Kroomi valem– komponent. See on rühma mineraal, kuid sellel pole tavalist värvi.

Uvaroviit on kivi ja kroom muudab selle selliseks. Pole saladus, et neid kasutatakse.

Roheline kivisort pole erand, pealegi hinnatakse seda kõrgemalt kui punast, sest see on haruldane. Siiski, uvarovit veidi standard.

See on ka pluss, sest mineraalseid sisetükke on raskem kriimustada. Kivi on lihvitud lihvitud, st moodustab nurgad, mis suurendab valguse mängu.

Kroomi kaevandamine

Kroomi kaevandamine mineraalidest on kahjumlik. Enamikku 24. elemendiga kasutatakse täielikult.

Lisaks on kroomi sisaldus reeglina madal. Aine ekstraheeritakse maast maakidest.

Üks neist on seotud avamine kroom. See leiti Siberist. Krokoiiti leiti sealt 18. sajandil. See on punane pliimaak.

Selle aluseks on teine ​​element kroom. Selle avastas Saksa keemik Lehman.

Krokoiidi avastamise ajal viibis ta Peterburis, kus viis läbi katseid. Nüüd saadakse 24. element kroomoksiidi kontsentreeritud vesilahuste elektrolüüsil.

Võimalik on ka sulfaadi elektrolüüs. Need on 2 viisi, kuidas saada kõige puhtam kroomitud. Molekul oksiid või sulfaat hävib tiiglis, kus algsed ühendid süüdatakse.

24. element eraldatakse, ülejäänud läheb räbu. Jääb üle kaarekujuliselt kroomi sulatada. Nii ekstraheeritakse puhtaim metall.

Saada on ka teisi viise kroomi element näiteks selle oksiidi redutseerimine räniga.

Kuid see meetod annab metalli, millel on palju lisandeid ja pealegi on see kallim kui elektrolüüs.

Kroomi hind

2016. aastal on kroomi hind endiselt languses. Jaanuar algas 7450 dollariga tonnist.

Suve keskpaigaks küsitakse 1000 kilogrammi metalli kohta vaid 7100 tavaühikut. Andmed edastas Infogeo.ru.

See tähendab, et peetakse Vene hinnad. Kroomi maailmahind ulatus peaaegu 9000 dollarini tonni kohta.

Suve madalaim hind erineb vene omast vaid 25 dollari võrra ülespoole.

Kui mitte tööstussektoriks peetakse näiteks metallurgiat, siis kroomi eelised kehale, saab uurida apteekide pakkumisi.

Niisiis, 24. aine "Pikolinaat" maksab umbes 200 rubla. "Kartnitin Chrome Forte" eest küsivad nad 320 rubla. See on 30 tableti pakendi hinnasilt.

Turamiin-kroom võib korvata ka 24. elemendi puuduse. Selle maksumus on 136 rubla.

Kroom, muide, on osa narkootikumide, eriti marihuaana tuvastamise testidest. Üks test maksab 40-45 rubla.