Sifat fisik kromium. Kromium

Karena faktanya ia memiliki sifat anti korosi yang sangat baik. Pelapisan krom melindungi paduan lainnya dari karat. Selain itu, baja paduan dengan kromium memberikan ketahanan terhadap korosi yang sama dengan karakteristik logam itu sendiri.

Jadi, hari ini mari kita bahas apa saja karakteristik teknis dan oksidasi bahan kromium, sifat amfoter utama, sifat pereduksi dan produksi logam juga akan terpengaruh. Kita juga akan mengetahui apa pengaruh kromium terhadap sifat-sifat baja.

Kromium adalah logam periode 4 golongan 6 subkelompok sekunder. Nomor atom 24, massa atom - 51,996. Merupakan logam keras dengan warna keperakan kebiruan. Dalam bentuknya yang murni, ia mudah ditempa dan keras, tetapi sedikit campuran nitrogen atau karbon membuatnya rapuh dan keras.

Kromium sering diklasifikasikan sebagai logam besi karena warna mineral utamanya, bijih besi kromium. Tapi namanya diambil dari bahasa Yunani "warna", "cat", karena senyawanya: garam logam dan oksida dengan berbagai tingkat oksidasi dicat dalam semua warna pelangi.

Dalam kondisi normal, kromium bersifat inert dan tidak bereaksi dengan oksigen, nitrogen, atau air.
Di udara, ia segera dipasivasi - ditutupi dengan lapisan oksida tipis, yang sepenuhnya menghalangi akses oksigen ke logam. Untuk alasan yang sama, zat tersebut tidak berinteraksi dengan asam sulfat dan asam nitrat.
Ketika dipanaskan, logam menjadi aktif dan bereaksi dengan air, oksigen, asam dan basa.

Hal ini ditandai dengan kisi kubik yang berpusat pada tubuh. Tidak ada transisi fase. Pada suhu 1830 C, transisi ke kisi berpusat pada muka dimungkinkan.

Namun, kromium memiliki satu anomali yang menarik. Pada suhu 37 C, beberapa sifat fisik logam berubah secara dramatis: hambatan listrik dan koefisien muai linier berubah, modulus elastisitas turun ke minimum dan gesekan internal meningkat.

Hal ini disebabkan oleh lewatnya titik Néel: pada suhu ini, zat mengubah sifat antiferromagnetiknya menjadi sifat paramagnetik, yang mewakili transisi tingkat pertama dan berarti peningkatan volume yang tajam.

Sifat kimia kromium dan senyawanya dijelaskan dalam video ini:

Sifat kimia dan fisik kromium

Karakteristik fisik suatu logam dipengaruhi oleh pengotor sedemikian rupa sehingga titik lelehnya pun sulit ditentukan.

Menurut pengukuran modern, titik lelehnya diperkirakan 1907 C. Logam ini merupakan zat tahan api.
Titik didihnya adalah 2671 C.

Di bawah ini kami akan memberikan gambaran umum tentang sifat fisik dan magnetik logam kromium.

Sifat umum dan karakteristik kromium

Ciri Fisik

Kromium adalah salah satu logam tahan api yang paling stabil.

Massa jenis pada kondisi normal adalah 7200 kg/meter kubik. m, ini kurang dari.
Kekerasan pada skala Mohs adalah 5, pada skala Brinell 7–9 Mn/m2. Kromium adalah logam paling keras yang pernah diketahui, nomor dua setelah uranium, iridium, tungsten, dan berilium.
Modulus elastisitas pada 20 C adalah 294 GPa. Ini merupakan angka yang cukup moderat.

Karena strukturnya - kisi yang berpusat pada tubuh, kromium memiliki karakteristik seperti suhu periode getas-ulet. Namun jika menyangkut logam ini, nilai ini ternyata sangat bergantung pada derajat kemurniannya dan berkisar antara -50 hingga +350 C. Dalam praktiknya, kromium yang mengkristal tidak memiliki keuletan apa pun, tetapi setelah soft annealing dan pencetakan menjadi lunak.

Kekuatan logam juga meningkat dengan pengerjaan dingin. Paduan aditif juga secara signifikan meningkatkan kualitas ini.

Karakteristik termofisika

Biasanya, logam tahan api memiliki tingkat konduktivitas termal yang tinggi dan, karenanya, koefisien muai panas yang rendah. Namun, kualitas kromium sangat berbeda.

Pada titik Néel, koefisien muai panas melonjak tajam, dan kemudian terus meningkat secara nyata seiring dengan meningkatnya suhu. Pada suhu 29 C (sebelum lompat), nilai koefisiennya adalah 6,2 · 10-6 m/(m K).

Konduktivitas termal mengikuti pola yang sama: pada titik Néel turun, meskipun tidak terlalu tajam dan menurun seiring dengan meningkatnya suhu.

Dalam kondisi normal, konduktivitas termal zat adalah 93,7 W/(m K).
Kapasitas kalor jenis pada kondisi yang sama adalah 0,45 J/(g K).

Sifat listrik

Terlepas dari “perilaku” konduktivitas termal yang tidak biasa, kromium adalah salah satu konduktor arus terbaik, kedua setelah perak dan emas dalam parameter ini.

Pada suhu normal, konduktivitas listrik logam adalah 7,9 · 106 1/(Ohm·m).
Resistivitas listrik – 0,127 (Ohm mm2)/m.

Sampai titik Néel - 38 C, zat tersebut bersifat antiferromagnet, yaitu di bawah pengaruh medan magnet dan jika tidak ada, tidak ada sifat magnet yang muncul. Di atas 38 C, kromium menjadi paramagnetik: ia menunjukkan sifat magnetis di bawah pengaruh medan magnet luar.

Toksisitas

Di alam, kromium hanya ditemukan dalam bentuk terikat, sehingga masuknya kromium murni ke dalam tubuh manusia tidak termasuk. Namun, debu logam diketahui mengiritasi jaringan paru-paru dan tidak terserap melalui kulit. Logam itu sendiri tidak beracun, tetapi hal yang sama tidak berlaku untuk senyawanya.

Kromium trivalen muncul di lingkungan selama pemrosesannya. Namun, ia juga dapat masuk ke dalam tubuh manusia sebagai bagian dari suplemen makanan - chromium picolinate, yang digunakan dalam program penurunan berat badan. Sebagai unsur mikro, logam trivalen terlibat dalam sintesis glukosa dan sangat penting. Kelebihannya, dilihat dari penelitian, tidak menimbulkan bahaya tertentu, karena tidak diserap oleh dinding usus. Namun, bisa saja terakumulasi di dalam tubuh.
Senyawa kromium heksavalen beracun lebih dari 100-1000 kali lipat. Ini dapat masuk ke dalam tubuh selama produksi kromat, selama pelapisan krom pada benda, dan selama beberapa operasi pengelasan. Senyawa unsur heksavalen merupakan oksidator kuat. Begitu sampai di saluran cerna, mereka menyebabkan pendarahan lambung dan usus, kemungkinan disertai perforasi usus. Zat-zat tersebut hampir tidak diserap melalui kulit, tetapi memiliki efek korosif yang kuat - luka bakar, peradangan, dan bisul mungkin terjadi.

Kromium merupakan unsur paduan wajib dalam produksi bahan tahan karat dan tahan panas. Kemampuannya untuk menahan korosi dan mentransfer kualitas ini ke paduan tetap menjadi kualitas logam yang paling dicari.

Sifat kimia senyawa kromium dan sifat redoksnya dibahas dalam video ini:

Logam keras berwarna putih kebiruan. Krom terkadang diklasifikasikan sebagai logam besi. Logam ini mampu mengecat senyawa dengan warna yang berbeda-beda, oleh karena itu dinamakan “chrome” yang artinya “cat”. Kromium adalah elemen yang diperlukan untuk perkembangan normal dan fungsi tubuh manusia. Peran biologisnya yang paling penting adalah pengaturan metabolisme karbohidrat dan kadar glukosa darah.

Lihat juga:

STRUKTUR

Tergantung pada jenis ikatan kimianya - seperti semua logam, kromium memiliki jenis kisi kristal logam, yaitu simpul kisi mengandung atom logam.
Tergantung pada simetri spasial - kubik, berpusat pada tubuh a = 0,28839 nm. Ciri khas kromium adalah perubahan tajam sifat fisiknya pada suhu sekitar 37°C. Kisi kristal suatu logam terdiri dari ion-ionnya dan elektron yang bergerak. Demikian pula, atom kromium pada keadaan dasarnya mempunyai konfigurasi elektronik. Pada 1830 °C dimungkinkan untuk berubah menjadi modifikasi dengan kisi berpusat muka, a = 3,69 Å.

PROPERTI

Kromium memiliki kekerasan Mohs sebesar 9, salah satu logam murni yang paling keras (kedua setelah iridium, berilium, tungsten, dan uranium). Krom yang sangat murni dapat dikerjakan dengan cukup baik. Stabil di udara karena pasif. Untuk alasan yang sama, ia tidak bereaksi dengan asam sulfat dan nitrat. Pada suhu 2000 °C terbakar membentuk kromium(III) oksida hijau Cr 2 O 3, yang mempunyai sifat amfoter. Ketika dipanaskan, ia bereaksi dengan banyak non-logam, sering kali membentuk senyawa dengan komposisi non-stoikiometri: karbida, borida, silisida, nitrida, dll. Kromium membentuk banyak senyawa dalam berbagai bilangan oksidasi, terutama +2, +3, +6. Krom memiliki semua sifat yang khas dari logam - ia menghantarkan panas dan listrik dengan baik, dan memiliki karakteristik kilau yang dimiliki sebagian besar logam. Ia bersifat antiferromagnetik dan paramagnetik, yaitu pada suhu 39 °C ia berubah dari keadaan paramagnetik menjadi keadaan antiferromagnetik (titik Néel).

CADANGAN DAN PRODUKSI

Deposit kromium terbesar terletak di Afrika Selatan (peringkat pertama di dunia), Kazakhstan, Rusia, Zimbabwe, dan Madagaskar. Ada juga deposit di Turki, India, Armenia, Brazil, dan Filipina.n Deposit utama bijih kromium di Federasi Rusia dikenal di Ural (Don dan Saranovskoe). Cadangan yang dieksplorasi di Kazakhstan berjumlah lebih dari 350 juta ton (peringkat kedua di dunia). Kromium ditemukan di alam terutama dalam bentuk bijih besi kromium Fe(CrO 2) 2 (besi kromit). Ferrokrom diperoleh darinya dengan mereduksi tungku listrik dengan kokas (karbon). Untuk mendapatkan kromium murni, reaksinya dilakukan sebagai berikut:
1) besi kromit menyatu dengan natrium karbonat (soda ash) di udara;
2) melarutkan natrium kromat dan memisahkannya dari oksida besi;
3) mengubah kromat menjadi dikromat, mengasamkan larutan dan mengkristalkan dikromat;
4) kromium oksida murni diperoleh dengan mereduksi natrium dikromat dengan batubara;
5) logam kromium diperoleh dengan menggunakan aluminotermi;
6) Dengan menggunakan elektrolisis, kromium elektrolitik diperoleh dari larutan kromat anhidrida dalam air yang mengandung penambahan asam sulfat.

ASAL

Rata-rata kandungan Kromium pada kerak bumi (clarke) adalah 8,3·10 -3%. Unsur ini mungkin lebih berkarakteristik pada mantel bumi, karena batuan ultrabasa, yang diyakini memiliki komposisi paling dekat dengan mantel bumi, diperkaya dengan Kromium (2·10 -4%). Kromium membentuk bijih masif dan tersebar di batuan ultrabasa; Pembentukan deposit kromium terbesar dikaitkan dengan mereka. Pada batuan dasar, kandungan Kromium hanya mencapai 2·10 -2%, pada batuan asam - 2,5·10 -3%, pada batuan sedimen (batupasir) - 3,5·10 -3%, pada serpih lempung - 9·10 -3 %. Kromium adalah migran akuatik yang relatif lemah; Kandungan kromium dalam air laut sebesar 0,00005 mg/l.
Secara umum, Kromium adalah logam yang berada di lapisan terdalam bumi; meteorit berbatu (analog dengan mantel) juga diperkaya dengan Kromium (2,7·10 -1%). Lebih dari 20 mineral kromium diketahui. Hanya spinel krom (sampai 54% Cr) yang penting bagi industri; selain itu, Kromium terkandung dalam sejumlah mineral lain, yang sering menyertai bijih kromium, namun tidak mempunyai nilai praktis (uvarovite, volkonskoite, kemerite, fuchsite).
Ada tiga mineral kromium utama: magnokromit (Mg, Fe)Cr 2 O 4 , kromopikotit (Mg, Fe)(Cr, Al) 2 O 4 dan aluminokromit (Fe, Mg)(Cr, Al) 2 O 4 . Penampilannya tidak dapat dibedakan dan secara tidak tepat disebut "kromit".

APLIKASI

Kromium merupakan komponen penting dalam banyak baja paduan (khususnya baja tahan karat), serta sejumlah paduan lainnya. Penambahan kromium secara signifikan meningkatkan kekerasan dan ketahanan korosi pada paduan. Penggunaan Chrome didasarkan pada ketahanan panas, kekerasan dan ketahanan terhadap korosi. Yang terpenting, Kromium digunakan untuk peleburan baja kromium. Kromium aluminium dan silikotermik digunakan untuk peleburan nikrom, nimonik, paduan nikel lainnya, dan stelit.
Sejumlah besar Kromium digunakan untuk pelapis dekoratif tahan korosi. Kromium bubuk banyak digunakan dalam produksi produk logam-keramik dan bahan untuk elektroda las. Kromium dalam bentuk ion Cr 3+ merupakan pengotor pada batu rubi yang digunakan sebagai bahan batu permata dan laser. Senyawa kromium digunakan untuk mengetsa kain selama pewarnaan. Beberapa garam Kromium digunakan sebagai komponen larutan penyamakan di industri kulit; PbCrO 4 , ZnCrO 4 , SrCrO 4 - seperti cat seni. Produk tahan api kromium-magnesit terbuat dari campuran kromit dan magnesit.
Digunakan sebagai pelapis galvanik (chrome plating) yang tahan aus dan indah.
Kromium digunakan untuk produksi paduan: kromium-30 dan kromium-90, yang sangat diperlukan untuk produksi nozel untuk obor plasma yang kuat dan dalam industri dirgantara.

Chrome (eng. Chromium) - Kr

Kromium merupakan logam transisi yang banyak digunakan dalam industri karena kekuatan dan ketahanannya terhadap panas dan korosi. Artikel ini akan memberi Anda pemahaman tentang beberapa sifat penting dan kegunaan logam transisi ini.

Kromium termasuk dalam kategori logam transisi. Ini adalah logam abu-abu baja yang keras namun rapuh dengan nomor atom 24. Logam berkilau ini ditempatkan dalam golongan 6 tabel periodik, dan diberi simbol “Cr.”

Nama kromium berasal dari kata Yunani chromia yang berarti warna.

Sesuai dengan namanya, kromium membentuk beberapa senyawa berwarna pekat. Saat ini, hampir semua kromium yang digunakan secara komersial diekstraksi dari bijih besi kromit atau kromium oksida (FeCr2O4).

Sifat-sifat kromium

Kromium adalah unsur paling melimpah di kerak bumi, namun tidak pernah terbentuk dalam bentuk murni. Terutama diekstraksi dari tambang seperti tambang kromit.

Kromium meleleh pada suhu 2180 K atau 3465°F, dan titik didih 2944 K atau 4840°F. berat atomnya adalah 51,996 g/mol, dan pada skala Mohs adalah 5,5.

Kromium terdapat dalam banyak bilangan oksidasi, seperti +1, +2, +3, +4, +5, dan +6, dimana +2, +3, dan +6 adalah yang paling umum, dan +1, +4 , A +5 adalah oksidasi yang langka. Bilangan oksidasi +3 adalah bilangan kromium yang paling stabil. Kromium(III) dapat dibuat dengan melarutkan unsur kromium dalam asam klorida atau asam sulfat.

Unsur logam ini terkenal dengan sifat kemagnetannya yang unik. Pada suhu kamar, ia menunjukkan sifat antiferromagnetik, seperti yang ditunjukkan pada logam lain pada suhu yang relatif rendah.

Antiferromagnetisme adalah ion tetangga yang berperilaku seperti magnet menempel pada mekanisme berlawanan atau antiparalel melalui suatu material. Akibatnya, medan magnet yang diciptakan oleh atom atau ion magnetis berorientasi pada satu arah sehingga menghilangkan atom atau ion magnetis yang sejajar dalam arah berlawanan, sehingga material tersebut tidak memperlihatkan medan magnet luar yang kasar.

Pada suhu di atas 38°C, kromium menjadi paramagnetik, yaitu tertarik pada medan magnet eksternal. Dengan kata lain, kromium tertarik pada medan magnet luar pada suhu di atas 38°C.

Krom tidak mengalami penggetasan hidrogen, yaitu tidak menjadi rapuh bila terkena atom hidrogen. Namun bila terkena nitrogen, ia kehilangan plastisitasnya dan menjadi rapuh.

Chrome sangat tahan terhadap korosi. Lapisan oksida pelindung tipis terbentuk pada permukaan logam ketika bersentuhan dengan oksigen di udara. Lapisan ini mencegah difusi oksigen ke dalam bahan dasar dan dengan demikian melindunginya dari korosi lebih lanjut. Proses ini disebut pasivasi, pasivasi dengan kromium memberikan ketahanan terhadap asam.

Ada tiga isotop utama kromium, yang disebut 52Cr, 53Cr, dan 54Cr, dimana 52CR adalah isotop yang paling umum. Kromium bereaksi dengan sebagian besar asam, tetapi tidak bereaksi dengan air. Pada suhu kamar, ia bereaksi dengan oksigen membentuk kromium oksida.

Aplikasi

Produksi baja tahan karat

Chrome memiliki berbagai kegunaan karena kekerasan dan ketahanannya terhadap korosi. Ini digunakan terutama di tiga industri - metalurgi, kimia dan tahan api. Ini banyak digunakan untuk membuat baja tahan karat karena mencegah korosi. Saat ini logam ini merupakan bahan paduan yang sangat penting untuk baja. Ia juga digunakan untuk membuat nichrome, yang digunakan dalam elemen pemanas tahan karena kemampuannya menahan suhu tinggi.

Lapisan permukaan

Kromat asam atau dikromat juga digunakan untuk melapisi permukaan. Hal ini biasanya dilakukan dengan menggunakan metode pelapisan listrik di mana lapisan tipis kromium diaplikasikan pada permukaan logam. Metode lainnya adalah pelapisan krom, di mana kromat digunakan untuk mengaplikasikan lapisan pelindung pada logam tertentu seperti aluminium (Al), kadmium (CD), seng (Zn), perak, dan juga magnesium (MG).

Pengawetan kayu dan penyamakan kulit

Garam kromium (VI) bersifat racun sehingga digunakan untuk mengawetkan kayu dari kerusakan dan kehancuran oleh jamur, serangga, dan rayap. Kromium(III), terutama kromium tawas atau kalium sulfat, digunakan dalam industri kulit karena membantu menstabilkan kulit.

Pewarna dan pigmen

Kromium juga digunakan untuk membuat pigmen atau pewarna. Kuning krom dan timbal kromat banyak digunakan sebagai pigmen di masa lalu. Karena masalah lingkungan, penggunaannya menurun secara signifikan dan akhirnya digantikan oleh pigmen timbal dan krom. Pigmen lainnya berbahan dasar kromium, kromium merah, kromium oksida hijau, yang merupakan campuran kuning dan biru Prusia. Kromium oksida digunakan untuk memberi warna kehijauan pada kaca.

Sintesis batu rubi buatan

Zamrud mempunyai warna hijau karena krom. Kromium oksida juga digunakan untuk memproduksi batu rubi sintetis. Batu rubi alami adalah kristal korundum atau aluminium oksida yang berwarna merah karena adanya kromium. Batu rubi sintetis atau buatan dibuat dengan mendoping kromium(III) ke kristal korundum sintetis.

Fungsi biologis

Kromium(III) atau kromium trivalen sangat penting dalam tubuh manusia, namun dalam jumlah yang sangat kecil. Hal ini diyakini memainkan peran penting dalam metabolisme lipid dan gula. Saat ini digunakan dalam banyak suplemen makanan yang mengklaim memiliki beberapa manfaat kesehatan, namun hal ini masih menjadi isu kontroversial. Peran biologis kromium belum teruji secara memadai, dan banyak ahli percaya bahwa kromium tidak penting bagi mamalia, sementara yang lain memandangnya sebagai mikronutrien penting bagi manusia.

Kegunaan lainnya

Titik leleh yang tinggi dan ketahanan terhadap panas menjadikan krom sebagai bahan tahan api yang ideal. Telah ditemukan penerapannya di tanur tiup, tanur semen, dan tanur logam. Banyak senyawa kromium digunakan sebagai katalis untuk pengolahan hidrokarbon. Kromium(IV) digunakan untuk memproduksi pita magnetik yang digunakan dalam kaset audio dan video.

Kromium heksavalen atau kromium(VI) disebut sebagai zat beracun dan mutagenik, dan kromium(IV) dikenal karena sifat karsinogeniknya. Garam kromat juga menyebabkan reaksi alergi pada beberapa orang. Karena masalah kesehatan dan lingkungan, beberapa pembatasan telah diberlakukan pada penggunaan senyawa kromium di berbagai belahan dunia.

Kromium (Cr) adalah unsur dengan nomor atom 24 dan massa atom 51,996 dari subkelompok sekunder golongan keenam periode keempat sistem periodik unsur kimia D. I. Mendeleev. Krom merupakan logam keras dengan warna putih kebiruan. Memiliki ketahanan kimia yang tinggi. Pada suhu kamar, Cr tahan terhadap air dan udara. Unsur ini merupakan salah satu logam terpenting yang digunakan dalam industri paduan baja. Senyawa kromium memiliki warna cerah dengan berbagai macam warna, itulah sebabnya ia mendapat namanya. Memang, diterjemahkan dari bahasa Yunani, "chrome" berarti "cat".

Ada 24 isotop kromium yang diketahui dari 42Cr hingga 66Cr. Isotop alami yang stabil adalah 50Cr (4,31%), 52Cr (87,76%), 53Cr (9,55%) dan 54Cr (2,38%). Dari enam isotop radioaktif buatan, yang terpenting adalah 51Cr dengan waktu paruh 27,8 hari. Ini digunakan sebagai indikator isotop.

Berbeda dengan logam jaman dahulu (emas, perak, tembaga, besi, timah, dan timah), kromium memiliki “penemu” tersendiri. Pada tahun 1766, sebuah mineral ditemukan di sekitar Yekaterinburg, yang disebut “timbal merah Siberia” - PbCrO4. Pada tahun 1797, L. N. Vauquelin menemukan unsur No. 24 dalam mineral crocoite, timbal kromat alami. Sekitar waktu yang sama (1798), terlepas dari Vauquelin, kromium ditemukan oleh ilmuwan Jerman M. G. Klaproth dan Lowitz dalam sampel mineral hitam berat ( itu adalah kromit FeCr2O4), ditemukan di Ural. Kemudian pada tahun 1799, F. Tassert menemukan logam baru dalam mineral yang sama yang ditemukan di tenggara Perancis. Diyakini bahwa Tassert-lah yang pertama kali berhasil memperoleh logam kromium yang relatif murni.

Logam kromium digunakan untuk pelapisan krom, dan juga sebagai salah satu komponen terpenting baja paduan (khususnya baja tahan karat). Selain itu, kromium telah ditemukan aplikasinya di sejumlah paduan lainnya (baja tahan asam dan tahan panas). Bagaimanapun, pengenalan logam ini ke dalam baja meningkatkan ketahanannya terhadap korosi baik di lingkungan berair pada suhu normal maupun dalam gas pada suhu tinggi. Baja kromium ditandai dengan peningkatan kekerasan. Kromium digunakan dalam pelapisan termokrom, suatu proses di mana efek perlindungan Cr disebabkan oleh pembentukan lapisan oksida tipis namun tahan lama pada permukaan baja, yang mencegah interaksi logam dengan lingkungan.

Senyawa kromium juga banyak digunakan; kromit berhasil digunakan dalam industri tahan api: tungku perapian terbuka dan peralatan metalurgi lainnya dilapisi dengan batu bata magnesit-kromit.

Kromium merupakan salah satu unsur biogenik yang selalu terkandung dalam jaringan tumbuhan dan hewan. Tumbuhan mengandung kromium di daunnya, yang terdapat dalam bentuk kompleks molekul rendah yang tidak terkait dengan struktur subseluler. Hingga saat ini, para ilmuwan belum mampu membuktikan kebutuhan unsur tersebut bagi tanaman. Namun, pada hewan, Cr terlibat dalam metabolisme lipid, protein (bagian dari enzim trypsin), dan karbohidrat (komponen struktural dari faktor tahan glukosa). Diketahui bahwa hanya kromium trivalen yang terlibat dalam proses biokimia. Seperti kebanyakan nutrisi penting lainnya, kromium masuk ke tubuh hewan atau manusia melalui makanan. Penurunan unsur mikro ini dalam tubuh menyebabkan pertumbuhan lebih lambat, peningkatan tajam kadar kolesterol darah dan penurunan sensitivitas jaringan perifer terhadap insulin.

Pada saat yang sama, dalam bentuknya yang murni, kromium sangat beracun - debu logam Cr mengiritasi jaringan paru-paru, senyawa kromium (III) menyebabkan dermatitis. Senyawa kromium (VI) menyebabkan berbagai penyakit pada manusia, termasuk kanker.

Sifat biologis

Kromium merupakan unsur biogenik penting yang tentunya terdapat pada jaringan tumbuhan, hewan dan manusia. Rata-rata kandungan unsur ini pada tumbuhan adalah 0,0005%, hampir seluruhnya terakumulasi di akar (92-95%), sisanya terdapat di daun. Tumbuhan tingkat tinggi tidak tahan terhadap konsentrasi logam ini di atas 3∙10-4 mol/l. Pada hewan, kandungan kromium berkisar antara seperseribu hingga sepersejuta persen. Namun pada plankton, koefisien akumulasi kromium sangat luar biasa - 10.000-26.000. Dalam tubuh manusia dewasa, kandungan Cr berkisar antara 6 hingga 12 mg. Selain itu, kebutuhan fisiologis manusia akan kromium belum diketahui secara pasti. Ini sangat tergantung pada pola makan - ketika mengonsumsi makanan tinggi gula, kebutuhan tubuh akan kromium meningkat. Secara umum diterima bahwa seseorang membutuhkan sekitar 20–300 mcg elemen ini per hari. Seperti unsur biogenik lainnya, kromium dapat terakumulasi di jaringan tubuh, terutama di rambut. Di dalamnya kandungan kromium menunjukkan tingkat pasokan tubuh dengan logam ini. Sayangnya, seiring bertambahnya usia, “cadangan” kromium di jaringan semakin menipis, kecuali di paru-paru.

Kromium terlibat dalam metabolisme lipid, protein (ada dalam enzim trypsin), karbohidrat (merupakan komponen struktural dari faktor tahan glukosa). Faktor ini memastikan interaksi reseptor seluler dengan insulin, sehingga mengurangi kebutuhan tubuh akan insulin. Faktor toleransi glukosa (GTF) meningkatkan kerja insulin dalam semua proses metabolisme yang melibatkannya. Selain itu, kromium berperan dalam pengaturan metabolisme kolesterol dan merupakan penggerak enzim tertentu.

Sumber utama kromium pada hewan dan manusia adalah makanan. Para ilmuwan telah menemukan bahwa konsentrasi kromium dalam makanan nabati jauh lebih rendah dibandingkan makanan hewani. Sumber kromium terkaya adalah ragi bir, daging, hati, kacang-kacangan, dan biji-bijian yang belum diolah. Penurunan kandungan logam ini dalam makanan dan darah menyebabkan penurunan laju pertumbuhan, peningkatan kolesterol darah, dan penurunan sensitivitas jaringan perifer terhadap insulin (keadaan seperti diabetes). Selain itu, risiko terjadinya aterosklerosis dan gangguan aktivitas saraf yang lebih tinggi meningkat.

Namun, bahkan pada konsentrasi sepersekian miligram per meter kubik di atmosfer, semua senyawa kromium memiliki efek toksik pada tubuh. Keracunan kromium dan senyawanya biasa terjadi selama produksinya, di bidang teknik mesin, metalurgi, dan industri tekstil. Derajat toksisitas kromium bergantung pada struktur kimia senyawanya - dikromat lebih toksik dibandingkan kromat, senyawa Cr+6 lebih toksik dibandingkan senyawa Cr+2 dan Cr+3. Tanda-tanda keracunan antara lain rasa kering dan nyeri pada rongga hidung, sakit tenggorokan, kesulitan bernapas, batuk dan gejala serupa. Jika terdapat sedikit uap atau debu kromium berlebih, tanda-tanda keracunan akan hilang segera setelah pekerjaan di bengkel dihentikan. Dengan kontak terus-menerus yang berkepanjangan dengan senyawa kromium, tanda-tanda keracunan kronis muncul - kelemahan, sakit kepala terus-menerus, penurunan berat badan, dispepsia. Gangguan pada fungsi saluran pencernaan, pankreas, dan hati dimulai. Bronkitis, asma bronkial, dan pneumosklerosis berkembang. Penyakit kulit muncul - dermatitis, eksim. Selain itu, senyawa kromium merupakan zat karsinogen berbahaya yang dapat menumpuk di jaringan tubuh sehingga menyebabkan kanker.

Pencegahan keracunan mencakup pemeriksaan kesehatan berkala terhadap personel yang bekerja dengan kromium dan senyawanya; pemasangan peralatan ventilasi, peredam debu dan pengumpulan debu; penggunaan alat pelindung diri (respirator, sarung tangan) oleh pekerja.

Akar kata "chrome" dalam konsep "warna", "cat" adalah bagian dari banyak kata yang digunakan dalam berbagai bidang: sains, teknologi, dan bahkan musik. Banyak sekali nama film fotografi yang mengandung akar kata ini: “ortokrom”, “panchrome”, “isopanchrome” dan lain-lain. Kata kromosom terdiri dari dua kata Yunani: chrome dan soma. Secara harfiah ini dapat diterjemahkan sebagai “tubuh yang dicat” atau “tubuh yang dicat.” Unsur struktur kromosom, yang terbentuk pada interfase inti sel akibat duplikasi kromosom, disebut “kromatid”. “Kromatin” adalah zat kromosom yang terletak di inti sel tumbuhan dan hewan, yang diwarnai secara intens dengan pewarna nuklir. “Kromatofor” adalah sel pigmen pada hewan dan manusia. Dalam musik, konsep “skala kromatik” digunakan. "Khromka" adalah salah satu jenis akordeon Rusia. Dalam ilmu optik, terdapat konsep “penyimpangan kromatik” dan “polarisasi kromatik”. “Kromatografi” adalah metode fisik dan kimia untuk memisahkan dan menganalisis campuran. "Kromoskop" adalah perangkat untuk memperoleh gambar berwarna dengan menggabungkan dua atau tiga gambar fotografi yang dipisahkan warna secara optik, diterangi melalui filter warna berbeda yang dipilih secara khusus.

Yang paling beracun adalah kromium (VI) oksida CrO3; termasuk dalam kelas bahaya I. Dosis mematikan bagi manusia (secara oral) 0,6 g Etil alkohol terbakar jika terkena CrO3 yang baru dibuat!

Kelas baja tahan karat yang paling umum mengandung 18% Cr, 8% Ni, sekitar 0,1% C. Baja ini memiliki ketahanan yang sangat baik terhadap korosi dan oksidasi, dan mempertahankan kekuatan pada suhu tinggi. Dari baja inilah lembaran yang digunakan dalam konstruksi kelompok patung V.I. Mukhina "Pekerja dan Wanita Petani Kolektif".

Ferrochrome, yang digunakan dalam industri metalurgi dalam produksi baja kromium, memiliki kualitas yang sangat buruk pada akhir abad ke-19. Hal ini disebabkan rendahnya kandungan kromium di dalamnya - hanya 7-8%. Kemudian disebut “besi cor Tasmania” karena bijih besi-krom asli diimpor dari Tasmania.

Telah disebutkan sebelumnya bahwa tawas krom digunakan dalam penyamakan kulit. Berkat ini, konsep sepatu bot “chrome” muncul. Kulit yang disamak dengan senyawa kromium memperoleh kilau, kilap, dan kekuatan.

Banyak laboratorium menggunakan "campuran kromat" - campuran larutan jenuh kalium dikromat dengan asam sulfat pekat. Ini digunakan untuk menghilangkan lemak pada permukaan kaca dan peralatan gelas laboratorium baja. Ini mengoksidasi lemak dan menghilangkan sisa-sisanya. Tangani saja campuran ini dengan hati-hati, karena ini merupakan campuran asam kuat dan zat pengoksidasi kuat!

Saat ini kayu masih banyak digunakan sebagai bahan bangunan karena harganya yang murah dan mudah dalam pengolahannya. Tetapi ia juga memiliki banyak sifat negatif - kerentanan terhadap kebakaran dan penyakit jamur yang merusaknya. Untuk menghindari semua masalah ini, kayu diresapi dengan senyawa khusus yang mengandung kromat dan dikromat, ditambah seng klorida, tembaga sulfat, natrium arsenat dan beberapa zat lainnya. Berkat komposisi tersebut, kayu meningkatkan ketahanannya terhadap jamur dan bakteri, serta terhadap api terbuka.

Chrome telah menempati ceruk khusus dalam pencetakan. Pada tahun 1839, ditemukan bahwa kertas yang diresapi dengan natrium bikromat tiba-tiba berubah warna menjadi coklat ketika terkena cahaya terang. Kemudian ternyata lapisan bikromat di atas kertas, setelah terpapar, tidak larut dalam air, tetapi ketika dibasahi, memperoleh warna kebiruan. Printer memanfaatkan properti ini. Pola yang diinginkan difoto pada pelat dengan lapisan koloid yang mengandung dikromat. Area yang menyala tidak larut selama pencucian, dan area yang tidak terkena cahaya larut, dan sebuah pola tetap ada pada pelat yang memungkinkan untuk dicetak.

Cerita

Sejarah penemuan unsur No. 24 dimulai pada tahun 1761, ketika mineral merah yang tidak biasa ditemukan di tambang Berezovsky (kaki timur Pegunungan Ural) dekat Yekaterinburg, yang jika digiling menjadi debu akan memberikan warna kuning. Penemuan itu milik profesor Universitas St. Petersburg, Johann Gottlob Lehmann. Lima tahun kemudian, ilmuwan tersebut mengirimkan sampel tersebut ke kota St. Petersburg, di mana dia melakukan serangkaian eksperimen terhadap sampel tersebut. Secara khusus, ia mengolah kristal yang tidak biasa dengan asam klorida, menghasilkan endapan putih yang mengandung timbal. Berdasarkan hasil yang diperoleh, Lehman menamai mineral tersebut dengan timbal merah Siberia. Ini adalah kisah penemuan crocoite (dari bahasa Yunani “krokos” - kunyit) - timbal kromat alami PbCrO4.

Tertarik dengan temuan ini, Peter Simon Pallas, seorang naturalis dan penjelajah Jerman, mengorganisir dan memimpin ekspedisi Akademi Ilmu Pengetahuan St. Petersburg ke jantung Rusia. Pada tahun 1770, ekspedisi mencapai Ural dan mengunjungi tambang Berezovsky, tempat pengambilan sampel mineral yang sedang dipelajari. Beginilah cara pengelana itu sendiri menggambarkannya: “Mineral timbal merah yang menakjubkan ini tidak ditemukan di deposit lain mana pun. Ketika digiling menjadi bubuk, warnanya menjadi kuning dan dapat digunakan dalam miniatur artistik.” Perusahaan Jerman mengatasi semua kesulitan dalam menambang dan mengirimkan crocoite ke Eropa. Terlepas dari kenyataan bahwa operasi ini memakan waktu setidaknya dua tahun, tak lama kemudian gerbong bangsawan Paris dan London melakukan perjalanan dicat dengan crocoite yang digiling halus. Koleksi museum mineralogi di banyak universitas di dunia lama telah diperkaya dengan contoh terbaik mineral ini dari kedalaman Rusia. Namun, para ilmuwan Eropa belum dapat mengetahui komposisi mineral misterius tersebut.

Hal ini berlangsung selama tiga puluh tahun, hingga sampel timah merah Siberia jatuh ke tangan Nicolas Louis Vauquelin, profesor kimia di Sekolah Mineralogi Paris, pada tahun 1796. Setelah menganalisis crocoite, ilmuwan tidak menemukan apa pun di dalamnya kecuali oksida besi, timbal, dan aluminium. Selanjutnya, Vauquelin mengolah crocoite dengan larutan kalium (K2CO3) dan, setelah pengendapan endapan putih timbal karbonat, mengisolasi larutan kuning dari garam yang tidak diketahui. Setelah melakukan serangkaian percobaan dalam mengolah mineral dengan garam dari berbagai logam, profesor, menggunakan asam klorida, mengisolasi larutan "asam timbal merah" - kromium oksida dan air (asam kromat hanya ada dalam larutan encer). Dengan menguapkan larutan ini, ia memperoleh kristal berwarna merah rubi (kromat anhidrida). Pemanasan lebih lanjut dari kristal dalam wadah grafit dengan adanya batu bara menghasilkan banyak kristal berbentuk jarum abu-abu yang menyatu - logam baru yang sampai sekarang tidak diketahui. Serangkaian percobaan berikutnya menunjukkan sifat tahan api yang tinggi dari unsur yang dihasilkan dan ketahanannya terhadap asam. Akademi Ilmu Pengetahuan Paris segera menyaksikan penemuan tersebut; ilmuwan tersebut, atas desakan teman-temannya, memberi nama pada unsur baru - kromium (dari bahasa Yunani "warna", "warna") karena variasi corak senyawanya. formulir. Dalam karyanya selanjutnya, Vauquelin dengan yakin menyatakan bahwa warna zamrud pada beberapa batu mulia, serta berilium alami dan aluminium silikat, disebabkan oleh adanya campuran senyawa kromium di dalamnya. Contohnya adalah zamrud, yaitu beryl berwarna hijau yang sebagian aluminiumnya digantikan oleh kromium.

Jelas bahwa Vauquelin tidak memperoleh logam murni, kemungkinan besar karbidanya, yang dibuktikan dengan bentuk kristal abu-abu muda yang berbentuk jarum. Logam kromium murni kemudian diperoleh oleh F. Tassert, mungkin pada tahun 1800.

Selain itu, terlepas dari Vauquelin, kromium ditemukan oleh Klaproth dan Lowitz pada tahun 1798.

Berada di alam

Di perut bumi, kromium merupakan unsur yang cukup umum, meskipun faktanya ia tidak ditemukan dalam bentuk bebas. Clarke-nya (kandungan rata-rata di kerak bumi) adalah 8.3.10-3% atau 83 g/t. Namun distribusinya antar ras tidak merata. Unsur ini terutama merupakan karakteristik mantel bumi; faktanya adalah batuan ultrabasa (peridotit), yang komposisinya mungkin mirip dengan mantel planet kita, adalah yang terkaya dalam kromium: 2 · 10-1% atau 2 kg/t. Dalam batuan seperti itu, Cr membentuk bijih yang masif dan tersebar luas, dan pembentukan endapan terbesar unsur ini dikaitkan dengannya. Kandungan kromium juga tinggi pada batuan dasar (basal, dll.) 2 10-2% atau 200 g/t. Apalagi Cr ditemukan pada batuan asam: 2,5 · 10-3%, batuan sedimen (batupasir) - 3,5 · 10-3%, serpih juga mengandung kromium - 9 · 10-3%.

Dapat disimpulkan bahwa kromium merupakan salah satu unsur litofil yang khas dan hampir seluruhnya terkandung dalam mineral dalam di interior bumi.

Ada tiga mineral kromium utama: magnokromit (Mn, Fe)Cr2O4, kromopikotit (Mg, Fe)(Cr, Al)2O4 dan aluminokromit (Fe, Mg)(Cr, Al)2O4. Mineral ini memiliki satu nama - spinel krom dan rumus umum (Mg, Fe)O (Cr, Al, Fe)2O3. Penampilannya tidak dapat dibedakan dan secara tidak tepat disebut “kromit”. Komposisinya bervariasi. Kandungan komponen terpenting bervariasi (% berat): Cr2O3 dari 10,5 hingga 62,0; Al2O3 dari 4 menjadi 34,0; Fe2O3 dari 1,0 hingga 18,0; FeO dari 7,0 hingga 24,0; MgO dari 10,5 menjadi 33,0; SiO2 dari 0,4 hingga 27,0; Pengotor TiO2 hingga 2; V2O5 hingga 0,2; ZnO hingga 5; MnO hingga 1. Beberapa bijih kromium mengandung 0,1-0,2 g/t unsur golongan platinum dan hingga 0,2 g/t emas.

Selain berbagai kromit, kromium merupakan bagian dari sejumlah mineral lain - krom vesuvian, krom klorit, turmalin krom, mika krom (fuchsite), garnet krom (uvarovite), dll., yang sering menyertai bijih, tetapi bukan dari industri pentingnya. Kromium adalah migran akuatik yang relatif lemah. Dalam kondisi eksogen, kromium, seperti besi, bermigrasi dalam bentuk suspensi dan dapat mengendap di tanah liat. Bentuk yang paling mobile adalah kromat.

Mungkin yang penting secara praktis hanyalah kromit FeCr2O4, yang termasuk dalam spinel - mineral isomorfik dari sistem kubik dengan rumus umum MO Me2O3, di mana M adalah ion logam divalen, dan Me adalah ion logam trivalen. Selain spinel, kromium ditemukan dalam banyak mineral yang kurang umum, misalnya melanochroite 3PbO 2Cr2O3, vokelenite 2(Pb,Cu)CrO4(Pb,Cu)3(PO4)2, tarapacaite K2CrO4, ditzeite CaIO3 CaCrO4 dan lain-lain.

Kromit biasanya ditemukan dalam bentuk massa butiran berwarna hitam, lebih jarang dalam bentuk kristal oktahedral, memiliki kilau logam, dan muncul dalam bentuk massa kontinu.

Pada akhir abad ke-20, cadangan kromium (teridentifikasi) di hampir lima puluh negara di dunia dengan simpanan logam ini berjumlah 1.674 juta ton. Posisi terdepan ditempati oleh Republik Afrika Selatan - 1.050 juta ton, tempat utama kontribusi diberikan oleh kompleks Bushveld (sekitar 1000 juta ton). Tempat kedua dalam sumber daya krom adalah milik Kazakhstan, di mana bijih berkualitas sangat tinggi ditambang di wilayah Aktobe (Kempirsay massif). Negara-negara lain juga memiliki cadangan unsur ini. Türkiye (di Guleman), Filipina di pulau Luzon, Finlandia (Kemi), India (Sukinda), dll.

Negara kita memiliki deposit kromium yang berkembang di Ural (Donskoe, Saranovskoe, Khalilovskoe, Alapaevskoe, dan banyak lainnya). Selain itu, pada awal abad ke-19, endapan Ural merupakan sumber utama bijih krom. Baru pada tahun 1827 Isaac Tison dari Amerika menemukan deposit besar bijih krom di perbatasan Maryland dan Pennsylvania, merebut monopoli pertambangan selama bertahun-tahun. Pada tahun 1848, simpanan kromit berkualitas tinggi ditemukan di Turki, dekat Bursa, dan segera (setelah penipisan simpanan di Pennsylvania) negara inilah yang mengambil alih peran monopoli. Hal ini berlanjut hingga tahun 1906, ketika deposit kromit yang kaya ditemukan di Afrika Selatan dan India.

Aplikasi

Total konsumsi logam kromium murni saat ini sekitar 15 juta ton. Produksi kromium elektrolitik - yang paling murni - menyumbang 5 juta ton, yang merupakan sepertiga dari total konsumsi.

Kromium banyak digunakan pada baja paduan dan paduannya, sehingga membuatnya tahan terhadap korosi dan panas. Lebih dari 40% logam murni yang dihasilkan dikonsumsi dalam produksi “superalloy” tersebut. Paduan ketahanan yang paling terkenal adalah nikrom dengan kandungan Cr 15-20%, paduan tahan panas - 13-60% Cr, paduan tahan karat - 18% Cr dan baja bantalan bola 1% Cr. Penambahan kromium pada baja konvensional meningkatkan sifat fisiknya dan membuat logam lebih rentan terhadap perlakuan panas.

Kromium logam digunakan untuk pelapisan krom - penerapan lapisan tipis kromium pada permukaan paduan baja untuk meningkatkan ketahanan korosi pada paduan tersebut. Lapisan krom sangat tahan terhadap pengaruh udara atmosfer lembab, udara laut asin, air, nitrat, dan sebagian besar asam organik. Pelapis semacam itu memiliki dua tujuan: pelindung dan dekoratif. Ketebalan lapisan pelindung sekitar 0,1 mm; diterapkan langsung ke produk dan meningkatkan ketahanan aus. Pelapis dekoratif memiliki nilai estetika, diaplikasikan pada lapisan logam lain (tembaga atau nikel), yang sebenarnya memiliki fungsi pelindung. Ketebalan lapisan tersebut hanya 0,0002–0,0005 mm.

Senyawa kromium juga aktif digunakan di berbagai bidang.

Bijih kromium utama - kromit FeCr2O4 digunakan dalam produksi refraktori. Batu bata magnesit-kromit bersifat pasif secara kimia dan tahan panas; tahan terhadap perubahan suhu yang tiba-tiba dan berulang, itulah sebabnya batu bata ini digunakan dalam struktur lengkungan tungku perapian terbuka dan ruang kerja perangkat dan struktur metalurgi lainnya.

Kekerasan kristal kromium (III) oksida - Cr2O3 sebanding dengan kekerasan korundum, yang memastikan penggunaannya dalam komposisi pasta penggilingan dan pemukulan yang digunakan dalam industri teknik mesin, perhiasan, optik dan jam tangan. Ia juga digunakan sebagai katalis untuk hidrogenasi dan dehidrogenasi senyawa organik tertentu. Cr2O3 digunakan dalam lukisan sebagai pigmen hijau dan pewarna kaca.

Kalium kromat - K2CrO4 digunakan dalam penyamakan kulit, sebagai mordan dalam industri tekstil, dalam produksi pewarna, dan dalam pemutihan lilin.

Kalium dikromat (chrompic) - K2Cr2O7 juga digunakan untuk penyamakan kulit, sebagai mordan untuk mewarnai kain, dan merupakan penghambat korosi pada logam dan paduan. Digunakan dalam pembuatan korek api dan untuk keperluan laboratorium.

Kromium (II) klorida CrCl2 adalah zat pereduksi yang sangat kuat, mudah teroksidasi bahkan oleh oksigen atmosfer, yang digunakan dalam analisis gas untuk penyerapan kuantitatif O2. Selain itu, digunakan sampai batas tertentu dalam produksi kromium melalui elektrolisis garam cair dan kromatometri.

Kromium-kalium tawas K2SO4.Cr2(SO4)3 24H2O digunakan terutama dalam industri tekstil - untuk penyamakan kulit.

Kromium klorida anhidrat CrCl3 digunakan untuk mengaplikasikan lapisan kromium pada permukaan baja melalui pengendapan uap kimia dan merupakan komponen dari beberapa katalis. Hidrat CrCl3 adalah mordan untuk mewarnai kain.

Berbagai pewarna dibuat dari timbal kromat PbCrO4.

Larutan natrium dikromat digunakan untuk membersihkan dan mengetsa permukaan kawat baja sebelum digalvanis, dan juga untuk mencerahkan kuningan. Asam kromat diperoleh dari natrium dikromat, yang digunakan sebagai elektrolit dalam pelapisan krom pada bagian logam.

Produksi

Di alam, kromium ditemukan terutama dalam bentuk bijih besi kromium FeO∙Cr2O3; bila direduksi dengan batubara, diperoleh paduan kromium dengan besi - ferrokrom, yang langsung digunakan dalam industri metalurgi dalam produksi baja kromium. . Kandungan kromium dalam komposisi ini mencapai 80% (berat).

Reduksi kromium (III) oksida dengan batubara dimaksudkan untuk memperoleh kromium karbon tinggi yang diperlukan untuk produksi paduan khusus. Prosesnya dilakukan di tungku busur listrik.

Untuk mendapatkan kromium murni, kromium(III) oksida terlebih dahulu dibuat dan kemudian direduksi dengan metode aluminotermik. Dalam hal ini, campuran bubuk atau serutan aluminium (Al) dan muatan kromium oksida (Cr2O3) dipanaskan terlebih dahulu hingga suhu 500-600 °C. Kemudian reduksi dimulai dengan campuran barium. peroksida dengan bubuk aluminium, atau dengan menyalakan sebagian muatan, diikuti dengan menambahkan sisanya. Dalam proses ini, penting agar energi panas yang dihasilkan cukup untuk melelehkan kromium dan memisahkannya dari terak.

Cr2O3 + 2Al = 2Cr + 2Al2O3

Kromium yang diperoleh dengan cara ini mengandung sejumlah pengotor: besi 0,25-0,40%, belerang 0,02%, karbon 0,015-0,02%. Kandungan zat murninya 99,1–99,4%. Kromium ini rapuh dan mudah digiling menjadi bubuk.

Realitas metode ini dibuktikan dan didemonstrasikan pada tahun 1859 oleh Friedrich Wöhler. Pada skala industri, reduksi kromium aluminotermik menjadi mungkin hanya setelah metode untuk memproduksi aluminium murah tersedia. Goldschmidt adalah orang pertama yang mengembangkan cara aman untuk mengatur proses reduksi yang sangat eksotermik (karenanya bersifat eksplosif).

Jika diperlukan untuk memperoleh kromium dengan kemurnian tinggi, industri menggunakan metode elektrolitik. Elektrolisis dilakukan dengan menggunakan campuran chromic anhydride, chromoammonium alum atau chromium sulfate dengan asam sulfat encer. Kromium yang diendapkan pada katoda aluminium atau baja tahan karat selama elektrolisis mengandung gas terlarut sebagai pengotor. Kemurnian 99,90–99,995% dapat dicapai dengan menggunakan pemurnian suhu tinggi (1500-1700°C) dalam aliran hidrogen dan degassing vakum. Teknik pemurnian kromium elektrolitik tingkat lanjut menghilangkan sulfur, nitrogen, oksigen, dan hidrogen dari produk mentah.

Selain itu, logam Cr dapat diperoleh melalui elektrolisis lelehan CrCl3 atau CrF3 dalam campuran kalium, kalsium, dan natrium fluorida pada suhu 900 ° C dalam lingkungan argon.

Kemungkinan metode elektrolitik untuk memperoleh kromium murni dibuktikan oleh Bunsen pada tahun 1854 dengan melakukan elektrolisis larutan kromium klorida dalam air.

Industri ini juga menggunakan metode silikotermik untuk memproduksi kromium murni. Dalam hal ini, kromium direduksi dari oksida oleh silikon:

2Cr2O3 + 3Si + 3CaO = 4Cr + 3CaSiO3

Kromium dilebur secara silikotermal dalam tungku busur. Penambahan kapur tohor memungkinkan Anda mengubah silikon dioksida tahan api menjadi terak kalsium silikat dengan titik leleh rendah. Kemurnian kromium silikotermik kurang lebih sama dengan kromium aluminotermik, namun secara alami kandungan silikon di dalamnya sedikit lebih tinggi dan kandungan aluminium sedikit lebih rendah.

Cr juga dapat diperoleh dengan mereduksi Cr2O3 dengan hidrogen pada suhu 1500°C, mereduksi CrCl3 anhidrat dengan hidrogen, logam alkali atau alkali tanah, magnesium dan seng.

Untuk mendapatkan kromium, mereka juga mencoba menggunakan zat pereduksi lain - karbon, hidrogen, magnesium. Namun, metode ini tidak banyak digunakan.

Proses Van Arkel-Kuchman-De Boer menggunakan penguraian kromium (III) iodida pada kawat yang dipanaskan hingga 1100° C dengan pengendapan logam murni di atasnya.

Sifat fisik

Krom adalah logam yang keras, sangat berat, tahan api, dan mudah dibentuk dengan warna abu-abu baja. Kromium murni cukup plastis, mengkristal dalam kisi yang berpusat pada benda, a = 2,885 Å (pada suhu 20°C). Pada suhu sekitar 1830° C, ada kemungkinan besar transformasi menjadi modifikasi dengan kisi berpusat muka, a = 3,69 Å. Jari-jari atom 1,27 Å; jari-jari ion Cr2+ 0,83 Å, Cr3+ 0,64 Å, Cr6+ 0,52 Å.

Titik leleh kromium secara langsung bergantung pada kemurniannya. Oleh karena itu, menentukan indikator ini untuk kromium murni adalah tugas yang sangat sulit - lagipula, kandungan pengotor nitrogen atau oksigen yang kecil pun dapat mengubah nilai titik leleh secara signifikan. Banyak peneliti telah mempelajari masalah ini selama beberapa dekade dan mendapatkan hasil yang berbeda-beda: dari 1513 hingga 1920 °C. Sebelumnya, secara umum diterima bahwa logam ini meleleh pada suhu 1890 °C, tetapi penelitian modern menunjukkan adanya suhu tahun 1907 ° C, kromium mendidih pada suhu di atas 2500° C - datanya juga bervariasi: dari 2199° C hingga 2671° C. Kepadatan kromium lebih kecil dari pada besi; yaitu 7,19 g/cm3 (pada suhu 200° C).

Krom memiliki semua karakteristik dasar logam - ia menghantarkan panas dengan baik, ketahanannya terhadap arus listrik sangat rendah, seperti kebanyakan logam, krom memiliki karakteristik kilau. Selain itu, unsur ini memiliki satu ciri yang sangat menarik: faktanya pada suhu 37 ° C perilakunya tidak dapat dijelaskan - terjadi perubahan tajam pada banyak sifat fisik, perubahan ini bersifat tiba-tiba. Kromium, seperti orang sakit pada suhu 37° C, mulai beraksi: gesekan internal kromium mencapai maksimum, modulus elastisitas turun ke nilai minimum. Nilai konduktivitas listrik melonjak, gaya termoelektromotif dan koefisien ekspansi linier terus berubah. Para ilmuwan belum bisa menjelaskan fenomena ini.

Kapasitas kalor jenis kromium adalah 0,461 kJ/(kg.K) atau 0,11 cal/(g °C) (pada suhu 25 °C); koefisien konduktivitas termal 67 W/(m K) atau 0,16 kal/(cm detik °C) (pada suhu 20 °C). Koefisien termal ekspansi linier 8,24 · 10-6 (pada 20 °C). Kromium pada suhu 20 ° C memiliki resistivitas listrik spesifik 0,414 μΩ m, dan koefisien termal hambatan listrik pada kisaran 20-600 ° C adalah 3,01 · 10-3.

Diketahui bahwa kromium sangat sensitif terhadap pengotor - fraksi terkecil dari unsur lain (oksigen, nitrogen, karbon) dapat membuat kromium sangat rapuh. Sangat sulit mendapatkan kromium tanpa pengotor ini. Oleh karena itu, logam ini tidak digunakan untuk tujuan struktural. Namun dalam metalurgi, logam ini aktif digunakan sebagai bahan paduan, karena penambahannya pada paduan membuat baja menjadi keras dan tahan aus, karena kromium adalah logam yang paling keras - ia memotong kaca seperti berlian! Kekerasan Brinell kromium dengan kemurnian tinggi adalah 7-9 Mn/m2 (70-90 kgf/cm2). Baja pegas, pegas, perkakas, stempel, dan bantalan bola dicampur dengan kromium. Di dalamnya (kecuali baja bantalan bola) terdapat kromium bersama dengan mangan, molibdenum, nikel, dan vanadium. Penambahan kromium pada baja konvensional (hingga 5% Cr) meningkatkan sifat fisiknya dan membuat logam lebih rentan terhadap perlakuan panas.

Kromium bersifat antiferromagnetik, kerentanan magnetik spesifik 3,6 · 10-6. Resistivitas listrik 12,710-8 Ohm. Koefisien suhu ekspansi linier kromium adalah 6,210-6. Kalor penguapan logam ini adalah 344,4 kJ/mol.

Chrome tahan terhadap korosi di udara dan air.

Sifat kimia

Secara kimiawi, kromium cukup inert, hal ini disebabkan oleh adanya lapisan oksida tipis yang kuat pada permukaannya. Cr tidak teroksidasi di udara, bahkan ketika ada uap air. Saat dipanaskan, oksidasi hanya terjadi pada permukaan logam. Pada suhu 1200°C lapisan film hancur dan oksidasi terjadi jauh lebih cepat. Pada suhu 2000°C, kromium terbakar membentuk kromium (III) oksida hijau Cr2O3, yang memiliki sifat amfoter. Dengan menggabungkan Cr2O3 dengan basa, kromit diperoleh:

Cr2O3 + 2NaOH = 2NaCrO2 + H2O

Kromium(III) oksida yang tidak dikalsinasi mudah larut dalam larutan basa dan asam:

Cr2O3 + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2O

Dalam senyawa, kromium terutama menunjukkan bilangan oksidasi Cr+2, Cr+3, Cr+6. Yang paling stabil adalah Cr+3 dan Cr+6. Ada juga beberapa senyawa yang kromiumnya memiliki bilangan oksidasi Cr+1, Cr+4, Cr+5. Senyawa kromium sangat beragam warnanya: putih, biru, hijau, merah, ungu, hitam dan masih banyak lagi lainnya.

Kromium mudah bereaksi dengan larutan encer asam klorida dan asam sulfat untuk membentuk kromium klorida dan sulfat dan melepaskan hidrogen:

Cr + 2HCl = CrCl2 + H2

Aqua regia dan asam nitrat mempasifkan kromium. Selain itu, kromium yang dipasivasi oleh asam nitrat tidak larut dalam asam sulfat dan asam klorida encer bahkan setelah perebusan yang lama dalam larutannya, tetapi pada titik tertentu terjadi pelarutan, disertai dengan busa yang hebat dari hidrogen yang dibebaskan. Proses ini dijelaskan oleh fakta bahwa kromium berpindah dari keadaan pasif ke keadaan aktif, di mana logam tidak dilindungi oleh lapisan pelindung. Selain itu, jika asam nitrat ditambahkan lagi selama proses pelarutan, reaksi akan berhenti, karena kromium kembali dipasivasi.

Dalam kondisi normal, kromium bereaksi dengan fluor membentuk CrF3. Pada suhu di atas 600°C terjadi interaksi dengan uap air, hasil interaksi tersebut adalah kromium (III) oksida Cr2O3:

4Cr + 3O2 = 2Cr2O3

Cr2O3 merupakan mikrokristal berwarna hijau dengan massa jenis 5220 kg/m3 dan titik leleh tinggi (2437° C). Kromium(III) oksida menunjukkan sifat amfoter, tetapi sangat inert dan sulit larut dalam air asam dan basa. Kromium(III) oksida cukup beracun. Jika terkena kulit dapat menyebabkan eksim dan penyakit kulit lainnya. Oleh karena itu, ketika bekerja dengan kromium (III) oksida, sangat penting untuk menggunakan alat pelindung diri.

Selain oksida, senyawa lain dengan oksigen juga diketahui: CrO, CrO3, diperoleh secara tidak langsung. Bahaya terbesar berasal dari aerosol oksida yang terhirup, yang menyebabkan penyakit parah pada saluran pernapasan bagian atas dan paru-paru.

Kromium membentuk sejumlah besar garam dengan komponen yang mengandung oksigen.

Dan lemak.

Para ilmuwan mengatakan kadar kolesterol dipengaruhi oleh kromium. Elemen Ini dianggap biogenik, yaitu penting bagi tubuh tidak hanya manusia, tetapi juga semua mamalia.

Dengan kekurangan kromium, pertumbuhannya melambat dan kolesterol “melonjak”. Normanya adalah 6 miligram kromium dari total berat seseorang.

Ion suatu zat terdapat di seluruh jaringan tubuh. Anda harus mendapatkan 9 mikrogram per hari.

Anda bisa mengambilnya dari seafood, jelai mutiara, bit, hati dan daging bebek. Saat Anda membeli produk, kami akan memberi tahu Anda tentang tujuan dan sifat lain dari kromium.

Sifat-sifat kromium

Kromium adalah unsur kimia berhubungan dengan logam. Warna zatnya biru keperakan.

Unsur tersebut memiliki nomor atom ke-24, atau disebut juga nomor atom.

Angka tersebut menunjukkan jumlah proton dalam inti. Adapun elektron yang berputar di dekatnya, mereka memiliki sifat khusus - jatuh.

Artinya satu atau dua partikel dapat berpindah dari satu sublevel ke sublevel lainnya.

Hasilnya, elemen ke-24 mampu mengisi setengah sublevel ke-3. Konfigurasi elektronik yang stabil diperoleh.

Kegagalan elektron adalah fenomena langka. Selain kromium, satu-satunya yang terlintas dalam pikiran adalah, mungkin,,, dan.

Seperti zat ke-24, mereka tidak aktif secara kimia. Atom tidak mencapai keadaan stabil untuk bereaksi dengan semua orang.

Dalam kondisi normal kromium adalah elemen tabel periodik, yang hanya bisa “dikobarkan”.

Yang terakhir adalah antipode dari zat ke-24 dan memiliki aktivitas maksimal. Reaksi menghasilkan fluorida kromium.

Elemen, properti yang dibicarakan, tidak teroksidasi, tidak takut lembab dan bahan tahan api.

Karakteristik terakhir adalah “menunda” reaksi yang mungkin terjadi selama pemanasan. Jadi, interaksi dengan uap air hanya dimulai pada suhu 600 derajat Celcius.

Hasilnya adalah kromium oksida. Reaksi dengan juga dimulai, menghasilkan nitrida dari unsur ke-24.

Pada suhu 600 derajat, beberapa senyawa dengan dan pembentukan sulfida juga dimungkinkan.

Jika suhu dinaikkan hingga 2000, kromium akan terbakar jika bersentuhan dengan oksigen. Hasil pembakaran akan menghasilkan oksida berwarna hijau tua.

Endapan ini mudah bereaksi dengan larutan dan asam. Hasil interaksinya adalah kromium klorida dan sulfida. Semua senyawa zat ke-24 biasanya berwarna cerah.

Dalam bentuknya yang murni, dasar karakteristik unsur kromium– toksisitas. Debu logam mengiritasi jaringan paru-paru.

Dermatitis, yaitu penyakit alergi, mungkin muncul. Oleh karena itu, lebih baik tidak melebihi norma kromium untuk tubuh.

Ada juga standar kandungan unsur 24 di udara. Harus ada 0,0015 miligram per meter kubik atmosfer. Melebihi standar dianggap pencemaran.

Logam kromium memiliki kepadatan tinggi - lebih dari 7 gram per sentimeter kubik. Artinya zat tersebut cukup berat.

Logamnya juga cukup tinggi. Itu tergantung pada suhu elektrolit dan kepadatan arus. Jamur dan jamur tampaknya menghargai hal ini.

Jika Anda menghamili kayu dengan komposisi krom, mikroorganisme tidak akan merusaknya. Pembangun menggunakan ini.

Mereka juga senang dengan fakta bahwa kayu yang diolah memiliki tingkat pembakaran yang lebih buruk, karena kromium adalah logam tahan api. Kami akan memberi tahu Anda lebih lanjut bagaimana dan di mana lagi hal itu dapat diterapkan.

Penerapan kromium

Kromium adalah unsur paduan selama peleburan. Ingat bahwa dalam kondisi normal logam ke-24 tidak teroksidasi atau berkarat?

Dasar dari baja adalah . Ia tidak dapat membanggakan sifat-sifat seperti itu. Itu sebabnya ditambahkan kromium, yang meningkatkan ketahanan terhadap korosi.

Selain itu penambahan zat ke 24 menurunkan titik laju pendinginan kritis.

Kromium silikonotermik digunakan untuk peleburan. Ini merupakan duet unsur ke-24 dengan nikel.

Bahan tambahan yang digunakan adalah silikon, . Nikel bertanggung jawab atas keuletannya, dan kromium bertanggung jawab atas ketahanan oksidasi dan kekerasannya.

Gabungkan chrome dan s. Hasilnya adalah satelit yang sangat keras. Aditif untuk itu adalah molibdenum dan.

Komposisinya mahal, tetapi diperlukan untuk melapisi bagian-bagian mesin guna meningkatkan ketahanan ausnya. Stellite juga disemprotkan ke mesin yang bekerja.

Biasanya, pelapis dekoratif dan tahan korosi digunakan senyawa kromium.

Rentang warnanya yang cerah sangat berguna. Pada logam-keramik, warna tidak diperlukan, oleh karena itu digunakan bubuk krom. Itu ditambahkan, misalnya, untuk kekuatan pada lapisan bawah mahkota.

rumus kromium- komponen. Ini adalah mineral dari kelompoknya, tetapi tidak memiliki warna biasa.

Uvarovite adalah sebuah batu, dan kromiumlah yang membuatnya demikian. Bukan rahasia lagi bahwa mereka digunakan.

Tidak terkecuali jenis batu berwarna hijau, dan dihargai lebih tinggi daripada batu merah karena langka. Selain itu, ini akan sedikit direduksi menjadi standar.

Ini juga menjadi nilai tambah, karena sisipan mineral lebih sulit tergores. Batu tersebut dipotong secara segi, yaitu dengan membentuk sudut, yang meningkatkan permainan cahaya.

Penambangan kromium

Mengekstraksi kromium dari mineral tidak menguntungkan. Sebagian besar dengan elemen ke-24 digunakan seluruhnya.

Selain itu, kandungan kromium di dalamnya biasanya rendah. Zat ini terutama diekstraksi dari bijih.

Terkait dengan salah satunya membuka krom. Dia ditemukan di Siberia. Pada abad ke-18, crocoite ditemukan di sana. Ini adalah bijih timah merah.

Basisnya adalah , elemen kedua adalah krom. Seorang ahli kimia Jerman bernama Lehmann berhasil menemukannya.

Pada saat penemuan crocoite, dia sedang mengunjungi St. Petersburg, tempat dia melakukan eksperimen. Sekarang, unsur ke-24 diperoleh dengan elektrolisis larutan kromium oksida pekat.

Elektrolisis sulfat juga dimungkinkan. Ini adalah 2 cara untuk mendapatkan yang paling murni kromium. Molekul oksida atau sulfat dihancurkan dalam wadah, dimana senyawa aslinya dibakar.

Elemen ke-24 dipisahkan, sisanya menjadi terak. Yang tersisa hanyalah melebur kromium menjadi busur. Beginilah cara logam paling murni diekstraksi.

Ada cara lain untuk mendapatkannya elemen kromium, misalnya, reduksi oksidanya dengan silikon.

Namun metode ini menghasilkan logam dengan jumlah pengotor yang banyak dan terlebih lagi lebih mahal dibandingkan elektrolisis.

harga krom

Pada tahun 2016, harga kromium masih mengalami penurunan. Januari dimulai pada $7.450 per ton.

Pada pertengahan musim panas mereka hanya meminta 7.100 unit konvensional per 1.000 kilogram logam. Data disediakan oleh Infogeo.ru.

Artinya, harga Rusia dipertimbangkan. Harga kromium global mencapai hampir $9.000 per ton.

Nilai musim panas terendah berbeda dari nilai musim panas Rusia hanya dengan 25 dolar ke atas.

Kalau kita tidak mempertimbangkan sektor industri, misalnya metalurgi, tapi manfaat kromium bagi tubuh, Anda dapat mempelajari penawaran apotek.

Jadi, "Picolinate" dari zat ke-24 harganya sekitar 200 rubel. Untuk "Cartnitin Chrome Forte" mereka meminta 320 rubel. Ini adalah banderol harga untuk kemasan 30 tablet.