Krom, kjemisk element: beskrivelse, egenskaper, formel og egenskaper

Krom er et kjemisk element med atomnummer 24. Det er et hardt, glanset, gråstål metall som polerer godt og ikke fades. Brukes i legeringer, for eksempel rustfritt stål, og som belegg. Menneskekroppen krever små mengder trivalent krom for metabolismen av sukker, men Cr (VI) er meget giftig.

Forskjellige kromforbindelser, som for eksempel krom (III) oksid og blykromat, er fargerike og brukes i maling og pigmenter. Rubins røde farge skyldes nærværet av dette kjemiske elementet. Noen stoffer, spesielt kalium og natriumdikromat , er oksidanter som brukes til å oksidere organiske forbindelser og (sammen med svovelsyre) for å rengjøre laboratorieretter. I tillegg benyttes kromoksyd (VI) ved produksjon av magnetbånd.

Oppdagelse og etymologi

Historien om oppdagelsen av det kjemiske elementets krom er som følger. I 1761 fant Johann Gottlob Lehmann i Ural-fjellene et oransje-rødt mineral og kalte det "Sibirisk rød bly". Selv om det ble feilaktig identifisert som en forbindelse av bly med selen og jern, var materialet faktisk ledende kromat med kjemisk formel PbCrO ₄ . I dag er det kjent som en mineralsk krone.

I 1770 besøkte Peter Simon Pallas stedet der Leman fant et rødt blymineral, som hadde svært nyttige egenskaper av pigment i maling. Bruken av sibirisk rød bly som maling har utviklet seg raskt. I tillegg ble den lyse gule fargen på Crocote fasjonabel.

I 1797 fikk Nicolas Louis Vauquelin prøver av rød blymalm. Ved å blande Crocote med saltsyre oppnådde han CrO3-oksyd. Krom som et kjemisk element ble isolert i 1798. Voklen mottok det ved å varme oksydet med trekull. Han var også i stand til å oppdage spor av krom i edle steiner, som rubin og smaragd.

På 1800-tallet ble Cr hovedsakelig brukt i sammensetningen av maling og solsalter. I dag brukes 85% av metallet i legeringer. Resten brukes i kjemisk industri, produksjon av ildfaste materialer og støperiindustrien.

Uttalen av det kjemiske elementets krom tilsvarer det greske χρῶμα, som betyr "farge", på grunn av mengden fargeblandinger som kan hentes fra den.

Utvinning og produksjon

Elementet er laget av kromitt (FeCr ₂ O ₄ ). Omtrent halvparten av denne malmen i verden blir utvunnet i Sør-Afrika. I tillegg er Kasakhstan, India og Tyrkia sine største produsenter. De utforskede forekomster av kromitt er tilstrekkelig, men geografisk er de konsentrert i Kasakhstan og i Sør-Afrika.

Innskudd av metallkrom er sjeldne, men de er. For eksempel blir det malt på Udachnaya-gruven i Russland. Det er et kimberlitt-rør, rikt på diamanter, og det reduserende miljøet har bidratt til å danne rent krom og diamanter.

For industriell produksjon av metall, behandles kromittmalm med smeltet alkali (kaustisk soda, NaOH). Samtidig dannes natriumkromat (Na2Cr04), som reduseres med karbon til Cr203oksid. Metallet oppnås ved oppvarming av oksydet i nærvær av aluminium eller silisium.

I 2000 ble ca. 15 millioner tonn kromitt malmet, som ble bearbeidet til 4 millioner tonn ferrokrom, 70% av krom-jernlegeringen, med en omtrentlig markedsverdi på 2,5 milliarder dollar.

Hovedfunksjoner

Karakterisering av det kjemiske elementet av krom skyldes det faktum at det er et overgangsmetall i den fjerde perioden av periodisk bord og ligger mellom vanadium og mangan. Inkludert i VI-gruppen. Den smelter ved en temperatur på 1907 ° C. I nærvær av oksygen danner krom raskt et tynt lag av oksyd, som beskytter metallet mot ytterligere interaksjon med oksygen.

Som et overgangselement reagerer det med stoffer i forskjellige forhold. Dermed dannes det forbindelser der det har forskjellige grader av oksidasjon. Krom er et kjemisk element med grunntilstandene +2, +3 og +6, hvorav +3 er den mest stabile. I tillegg er i sjeldne tilfeller observert +1, +4 og +5. Kromforbindelsene i oksidasjonstilstand +6 er sterke oksidasjonsmidler.

Hvilken farge er Chrome? Det kjemiske elementet gir den anodiserte aluminium en rubinfarve. Cr ₂ O ₃ , som brukes til polering av metallet, brukes også som et pigment kalt "krom greens". Dens salter farger glasset i en smaragdgrønn farge. Krom er et kjemisk element hvis tilstedeværelse gjør rubinrødt. Derfor brukes den i produksjon av syntetiske rubiner.

isotoper

Kromisotoper har atomvekt fra 43 til 67. Vanligvis består dette kjemiske elementet av tre stabile former: ⁵² Cr, ⁵³ Cr og ⁵⁴ Cr. Av disse er ⁵² Cr den vanligste (83,8% av totalt naturlig krom). I tillegg er det beskrevet 19 radioisotoper, hvorav den stabile er ⁵⁰ Cr med halveringstid over 1,8 x 10 ¹⁷ år. I ⁵¹ Cr er halveringstiden 27,7 dager, og i alle andre radioaktive isotoper det ikke overstiger 24 timer, de fleste varer i mindre enn ett minutt. Elementet har også to metastater.

Isotoper av krom i jordskorpen, som regel, følger manganets isotoper, som finner anvendelse i geologi. ⁵³ Cr dannes i det radioaktive henfallet ⁵³ Mn. Forholdet mellom Mn / Cr isotoper støtter annen informasjon om solsystemets tidlige historie. Endringer i ⁵³ Cr / ⁵² Cr og Mn / Cr-forhold fra forskjellige meteoritter viser at nye atomkjerner ble opprettet like før solsystemet ble dannet.

Kjemisk element krom: egenskaper, formel av forbindelser

Krom (III) oksyd Cr ₂ O ₃ , også kjent som sesquioxid, er en av de fire oksydene av dette kjemiske elementet. Den er oppnådd fra kromitt. En grønn forbindelse kalles vanligvis "krom greens" når den brukes som et pigment for emalje og glassmaling. Oksid kan oppløses i syrer, danne salter, og i smeltede alkali-kromitter.

Kaliumdikromat

K ₂ Cr ₂ O ₇ er en kraftig oksidasjonsmiddel og gis fortrinn som et middel for rengjøring av laboratorieutstyr fra organiske materialer. For å gjøre dette må du bruke mettet løsning i konsentrert svovelsyre. Noen ganger er det imidlertid erstattet med natriumdikromat, basert på den høyere oppløseligheten til sistnevnte. I tillegg kan det regulere prosessen med oksidasjon av organiske forbindelser, omdanne den primære alkoholen til aldehyd, og deretter til karbondioksid.

Kaliumdikromat kan forårsake krom dermatitt. Krom er trolig årsaken til sensibilisering som fører til utvikling av dermatitt, særlig på hender og underarmer, som er kronisk og vanskelig å behandle. Som andre forbindelser av Cr (VI) er kaliumdikromat kreftfremkallende. Det skal håndteres med hansker og passende verneutstyr.

Kromsyre

Forbindelsen har en hypotetisk H ₂ CrO _4- struktur. Hverken krom- eller dikromsyre finnes i naturen, men deres anioner finnes i forskjellige stoffer. "Kromsyre", som kan bli funnet på salg, er faktisk syreanhydrid-trioksyd CrO ₃ .

Blykrom (II)

PbCrO ₄ har en lys gul farge og er praktisk talt uløselig i vann. Av denne grunn fant han søknad som et fargerig pigment kalt "gule kroner".

Cr og pentavalent binding

Krom er preget av sin evne til å danne pentavalente bindinger. Forbindelsen er opprettet av Cr (I) og hydrokarbonradikalet. En fem-valentbinding dannes mellom to kromatomer. Formelen kan skrives som Ar-Cr-Cr-Ar, hvor Ar er en spesifikk aromatisk gruppe.

søknad

Krom er et kjemisk element hvis egenskaper har gitt ham en rekke forskjellige applikasjoner, hvorav noen er oppført nedenfor.

Det gir metaller mot korrosjonsbestandighet og en blank overflate. Derfor er krom en del av slike legeringer som rustfritt stål, som for eksempel brukes i bestikk. Det brukes også til å påføre krombelegg.

Krom er katalysator for ulike reaksjoner. Fra det blir det laget for brennende murstein. Hans salter bruner huden. Kaliumdikromat brukes til oksydasjon av organiske forbindelser, som for eksempel alkoholer og aldehyder, samt for rengjøring av laboratorieutstyr. Det fungerer som et festemiddel for farging av stoffer, og brukes også til fotografering og fotoutskrifter.

CrO ₃ brukes til produksjon av magnetbånd (for eksempel for lydopptak), som har bedre egenskaper enn filmer med jernoksid.

Rolle i biologi

Trivalent krom er et kjemisk element som er nødvendig for metabolismen av sukker i menneskekroppen. I motsetning heksavalent Cr er meget giftig.

forholdsregler

Metallisk krom og Cr (III) -forbindelser anses generelt ikke for å være helsefarlige, men stoffer som inneholder Cr (VI) kan være giftige ved inntak eller innånding. De fleste av disse stoffene er irriterende for øynene, huden og slimhinnene. Ved eksponering for konstant eksponering kan krom (VI) forbindelser forårsake øyeskader hvis de ikke behandles. I tillegg er det et anerkjent kreftfremkallende middel. Den dødelige dosen av dette kjemiske elementet er omtrent en halv teskje. I henhold til anbefalingene fra Verdens helseorganisasjon er maksimum tillatt konsentrasjon av Cr (VI) i drikkevann 0,05 mg per liter.

Siden kromforbindelser brukes i fargestoffer og for soling av huden, finnes de ofte i jord og grunnvann av forlatte industriobjekter som krever miljømessig rengjøring og restaurering. Primer som inneholder Cr (VI), er fortsatt mye brukt innen luftfart og bilindustrien.

Elementegenskaper

De viktigste fysiske egenskapene til krom er som følger:

• Atomnummer: 24.
• Atomvekt: 51,996.
• Smeltepunkt: 1890 ° C.
• Kokepunkt: 2482 ° C.
• Grad av oksidasjon: +2, +3, +6.
• Elektronkonfigurasjonen: [Ar] 3d ⁵ 4s ¹ .