Krom (Cr), D. I. Mendeleev'in periyodik kimyasal elementler sisteminin dördüncü periyodunun altıncı grubunun ikincil bir alt grubunun atom numarası 24 ve atom kütlesi 51.996 olan bir elementtir. Krom mavimsi beyaz renkte sert bir metaldir. Yüksek kimyasal dirence sahiptir. Oda sıcaklığında Cr suya ve havaya dayanıklıdır. Bu element, çeliklerin endüstriyel alaşımlanmasında kullanılan en önemli metallerden biridir. Krom bileşikleri çeşitli renklerde parlak renklere sahip olduğundan bu ismi almıştır. Sonuçta Yunancadan tercüme edilen "krom", "boya" anlamına gelir.
42Cr'den 66Cr'ye kadar bilinen 24 krom izotopu vardır. Kararlı doğal izotoplar 50Cr (%4,31), 52Cr (%87,76), 53Cr (%9,55) ve 54Cr (%2,38)'dir. Altı yapay radyoaktif izotoptan en önemlisi 27,8 günlük yarı ömrüyle 51Cr'dir. İzotop göstergesi olarak kullanılır.
Antik çağ metallerinden (altın, gümüş, bakır, demir, kalay ve kurşun) farklı olarak kromun kendi “keşfi” vardır. 1766 yılında Yekaterinburg civarında “Sibirya kırmızı kurşunu” - PbCrO4 adı verilen bir mineral bulundu. 1797'de L. N. Vauquelin, doğal bir kurşun kromat olan krokoit mineralinde 24 numaralı elementi keşfetti. Aynı zamanlarda (1798), Vauquelin'den bağımsız olarak, Alman bilim adamları M. G. Klaproth ve Lowitz tarafından ağır siyah mineral örneğinde krom keşfedildi ( Urallarda bulunan kromit FeCr2O4'tü. Daha sonra 1799'da F. Tassert, güneydoğu Fransa'da bulunan aynı mineralde yeni bir metal keşfetti. Nispeten saf metal krom elde etmeyi ilk başaranın Tassert olduğuna inanılıyor.
Metal krom, krom kaplama için ve aynı zamanda alaşımlı çeliklerin (özellikle paslanmaz çeliklerin) en önemli bileşenlerinden biri olarak kullanılır. Ayrıca krom, bir dizi başka alaşımda da (aside dayanıklı ve ısıya dayanıklı çelikler) uygulama alanı bulmuştur. Sonuçta bu metalin çeliğe dahil edilmesi, hem normal sıcaklıklarda sulu ortamlarda hem de yüksek sıcaklıklarda gazlarda korozyona karşı direncini artırır. Kromlu çelikler artan sertlik ile karakterize edilir. Krom, termokrom kaplamada kullanılır; bu işlemde, Cr'nin koruyucu etkisi, metalin çevreyle etkileşimini önleyen, çeliğin yüzeyinde ince fakat dayanıklı bir oksit filminin oluşmasından kaynaklanır.
Krom bileşikleri de yaygın olarak kullanılmaktadır; kromitler refrakter endüstrisinde başarıyla kullanılmaktadır: açık ocak fırınları ve diğer metalurji ekipmanları manyezit-kromit tuğlalarla kaplanmıştır.
Krom, bitki ve hayvanların dokularında sürekli olarak bulunan biyojenik elementlerden biridir. Bitkilerin yapraklarında krom bulunur; krom, alt hücre yapılarıyla ilişkili olmayan düşük moleküllü bir kompleks formunda bulunur. Şu ana kadar bilim insanları bu elementin bitkiler için gerekliliğini kanıtlayamadı. Ancak hayvanlarda Cr, lipitlerin, proteinlerin (tripsin enziminin bir parçası) ve karbonhidratların (glikoza dirençli faktörün yapısal bir bileşeni) metabolizmasında rol oynar. Biyokimyasal işlemlerde yalnızca üç değerlikli kromun yer aldığı bilinmektedir. Diğer birçok önemli besin gibi krom da hayvan veya insan vücuduna gıda yoluyla girer. Vücuttaki bu mikro elementin azalması, büyümenin yavaşlamasına, kan kolesterol seviyelerinde keskin bir artışa ve periferik dokuların insüline duyarlılığının azalmasına yol açar.
Aynı zamanda saf haliyle krom çok toksiktir - Cr metal tozu akciğer dokusunu tahriş eder, krom (III) bileşikleri dermatite neden olur. Krom (VI) bileşikleri kanser dahil çeşitli insan hastalıklarına yol açar.
Biyolojik özellikler
Krom, bitki, hayvan ve insan dokularında mutlaka bulunan önemli bir biyojenik elementtir. Bitkilerde bu elementin ortalama içeriği %0,0005 olup, hemen hemen tamamı köklerde (%92-95) birikir, geri kalanı ise yapraklarda bulunur. Daha yüksek bitkiler bu metalin 3∙10-4 mol/l'nin üzerindeki konsantrasyonlarını tolere etmez. Hayvanlarda krom içeriği yüzde on binde biri ila on milyonda biri arasında değişir. Ancak planktonda krom birikim katsayısı şaşırtıcıdır - 10.000-26.000 Yetişkin insan vücudunda Cr içeriği 6 ila 12 mg arasında değişir. Üstelik insanlar için kromun fizyolojik ihtiyacı tam olarak belirlenmemiştir. Bu büyük ölçüde diyete bağlıdır - şeker oranı yüksek yiyecekler yediğinizde vücudun krom ihtiyacı artar. Genel olarak bir kişinin günde yaklaşık 20-300 mcg bu elemente ihtiyaç duyduğu kabul edilir. Diğer biyojen elementler gibi krom da vücut dokularında, özellikle saçlarda birikebilir. İçlerindeki krom içeriği, vücudun bu metalle sağlanma derecesini gösterir. Ne yazık ki yaşla birlikte akciğerler hariç dokulardaki krom “rezervleri” tükeniyor.
Krom, lipitlerin, proteinlerin (tripsin enziminde mevcut), karbonhidratların (glikoza dirençli faktörün yapısal bir bileşenidir) metabolizmasında rol oynar. Bu faktör, hücresel reseptörlerin insülin ile etkileşimini sağlayarak vücudun insüline olan ihtiyacını azaltır. Glikoz tolerans faktörü (GTF), insülinin dahil olduğu tüm metabolik süreçlerdeki etkisini arttırır. Ayrıca krom, kolesterol metabolizmasının düzenlenmesinde rol alır ve bazı enzimlerin aktivatörüdür.
Hayvanlarda ve insanlarda kromun ana kaynağı besindir. Bilim adamları, bitkisel gıdalardaki krom konsantrasyonunun hayvansal gıdalara göre önemli ölçüde daha düşük olduğunu bulmuşlardır. Kromun en zengin kaynakları bira mayası, et, karaciğer, baklagiller ve işlenmemiş tam tahıllardır. Gıda ve kandaki bu metal içeriğinin azalması, büyüme hızının azalmasına, kandaki kolesterolün artmasına ve periferik dokuların insüline duyarlılığının azalmasına (diyabet benzeri durum) yol açar. Ayrıca ateroskleroz ve yüksek sinir aktivitesi bozuklukları gelişme riski artar.
Bununla birlikte, atmosferdeki metreküp başına bir miligramın çok küçük bir kısmı bile konsantrasyonlarda tüm krom bileşiklerinin vücut üzerinde toksik etkisi vardır. Krom ve bileşiklerinin üretimi sırasında, makine mühendisliğinde, metalurjide ve tekstil endüstrisinde zehirlenmeler yaygındır. Kromun toksisite derecesi bileşiklerinin kimyasal yapısına bağlıdır; dikromatlar kromatlardan daha toksiktir, Cr+6 bileşikleri Cr+2 ve Cr+3 bileşiklerinden daha toksiktir. Zehirlenme belirtileri arasında burun boşluğunda kuruluk ve ağrı hissi, boğaz ağrısı, nefes almada zorluk, öksürük ve benzeri belirtiler yer alır. Biraz fazla krom buharı veya tozu varsa, atölyede çalışma durdurulduktan hemen sonra zehirlenme belirtileri kaybolur. Krom bileşikleriyle uzun süreli sürekli temas halinde, kronik zehirlenme belirtileri ortaya çıkar - halsizlik, sürekli baş ağrıları, kilo kaybı, hazımsızlık. Gastrointestinal sistem, pankreas ve karaciğerin işleyişinde rahatsızlıklar başlar. Bronşit, bronşiyal astım ve pnömoskleroz gelişir. Cilt hastalıkları ortaya çıkıyor - dermatit, egzama. Ayrıca krom bileşikleri vücut dokularında birikerek kansere neden olabilen tehlikeli kanserojenlerdir.
Zehirlenmenin önlenmesi, krom ve bileşikleriyle çalışan personelin periyodik tıbbi muayenelerini; havalandırma, toz bastırma ve toz toplama ekipmanlarının kurulumu; Çalışanların kişisel koruyucu ekipman (solunum cihazı, eldiven) kullanması.
"Renk", "boya" kavramındaki "krom" kökü, çok çeşitli alanlarda kullanılan birçok kelimenin bir parçasıdır: bilim, teknoloji ve hatta müzik. Pek çok fotoğraf filmi ismi bu kökü içerir: "ortokrom", "pankrom", "izopankrom" ve diğerleri. Kromozom kelimesi iki Yunanca kelimeden oluşur: kromo ve soma. Kelimenin tam anlamıyla bu, "boyalı gövde" veya "boyalı gövde" olarak çevrilebilir. Kromozom duplikasyonu sonucu hücre çekirdeğinin interfazında oluşan kromozomun yapısal elemanına “kromatid” adı verilir. “Kromatin”, bitki ve hayvan hücrelerinin çekirdeklerinde bulunan, nükleer boyalarla yoğun şekilde lekelenen bir kromozom maddesidir. “Kromatforlar” hayvanlarda ve insanlarda pigment hücreleridir. Müzikte “kromatik dizi” kavramı kullanılmaktadır. “Khromka” Rus akordeon türlerinden biridir. Optikte “kromatik sapma” ve “kromatik polarizasyon” kavramları vardır. “Kromatografi”, karışımları ayırmak ve analiz etmek için kullanılan fiziksel ve kimyasal bir yöntemdir. “Kromoskop”, özel seçilmiş farklı renkli filtrelerle aydınlatılan iki veya üç renk ayrımına sahip fotoğraf görüntüsünün optik olarak birleştirilmesiyle renkli görüntü elde etmeye yarayan bir cihazdır.
En toksik olanı, tehlike sınıfı I'e ait olan krom (VI) oksit CrO3'tür. İnsanlar için öldürücü doz (ağızdan) 0,6 g. Etil alkol, taze hazırlanmış CrO3 ile temas ettiğinde tutuşur!
En yaygın paslanmaz çelik türü %18 Cr, %8 Ni ve yaklaşık %0,1 C içerir. Korozyona ve oksidasyona karşı mükemmel dirence sahiptir ve yüksek sıcaklıklarda gücünü korur. V.I.'nin heykel grubunun yapımında kullanılan saclar bu çelikten yapılmıştır. Mukhina "İşçi ve Kolektif Çiftlik Kadını".
Metalurji endüstrisinde kromlu çeliklerin üretiminde kullanılan ferrokrom, 19. yüzyılın sonlarında oldukça kalitesizdi. Bunun nedeni içindeki düşük krom içeriğidir - yalnızca% 7-8. Daha sonra orijinal demir-krom cevherinin Tazmanya'dan ithal edilmesi nedeniyle “Tazmanya dökme demiri” olarak adlandırıldı.
Deri tabaklamada krom şapın kullanıldığı daha önce belirtilmişti. Bu sayede “krom” çizme kavramı ortaya çıktı. Krom bileşikleri ile tabaklanan deri parlaklık, parlaklık ve dayanıklılık kazanır.
Birçok laboratuvar, doymuş bir potasyum dikromat çözeltisi ile konsantre sülfürik asitin bir karışımı olan bir "kromik karışım" kullanır. Cam ve çelik laboratuvar cam eşyalarının yüzeylerinin yağdan arındırılmasında kullanılır. Yağları oksitler ve kalıntılarını giderir. Bu karışımı dikkatli kullanın çünkü güçlü bir asit ile güçlü bir oksitleyici maddenin karışımıdır!
Günümüzde ahşap, ucuz ve işlenmesi kolay olduğundan yapı malzemesi olarak hala kullanılmaktadır. Ancak aynı zamanda birçok olumsuz özelliğe de sahiptir - yangına duyarlılık, onu yok eden mantar hastalıkları. Tüm bu sorunları önlemek için ahşap, kromatlar ve dikromatların yanı sıra çinko klorür, bakır sülfat, sodyum arsenat ve diğer bazı maddeleri içeren özel bileşiklerle emprenye edilir. Bu tür bileşimler sayesinde ahşabın mantar ve bakterilere karşı direncinin yanı sıra açık ateşe karşı direnci de artar.
Chrome, baskıda özel bir yer işgal etti. 1839'da sodyum bikromat emdirilmiş kağıdın parlak ışığa maruz kaldığında aniden kahverengiye döndüğü keşfedildi. Daha sonra kağıt üzerindeki bikromat kaplamaların maruz kaldıktan sonra suda çözünmediği, ancak ıslandığında mavimsi bir renk aldığı ortaya çıktı. Yazıcılar bu özellikten yararlandı. Arzu edilen desen, dikromat içeren koloidal kaplamalı bir plaka üzerinde fotoğraflandı. Yıkama sırasında aydınlatılan alanlar çözülmedi, açıkta kalmayan alanlar çözüldü ve plaka üzerinde baskı yapılabilen bir desen kaldı.
Hikaye
24 numaralı elementin keşfinin tarihi, 1761'de Yekaterinburg yakınlarındaki Berezovsky madeninde (Ural Dağları'nın doğu eteği) alışılmadık bir kırmızı mineralin bulunmasıyla başladı ve toz haline getirildiğinde sarı renk verdi. Buluntu, St. Petersburg Üniversitesi profesörü Johann Gottlob Lehmann'a aitti. Beş yıl sonra bilim adamı örnekleri St. Petersburg şehrine teslim etti ve burada onlar üzerinde bir dizi deney yaptı. Özellikle alışılmadık kristalleri hidroklorik asitle işlemden geçirerek içinde kurşunun bulunduğu beyaz bir çökelti elde etti. Lehman, elde edilen sonuçlara dayanarak minerale Sibirya kırmızısı kurşun adını verdi. Bu, doğal bir kurşun kromat PbCrO4 olan krokoitin (Yunanca “krokos” - safrandan) keşfinin hikayesidir.
Bu bulguyla ilgilenen Alman doğa bilimci ve gezgin Peter Simon Pallas, St. Petersburg Bilimler Akademisi'nin Rusya'nın kalbine bir keşif gezisi düzenledi ve yönetti. 1770 yılında keşif Urallara ulaştı ve incelenen mineral örneklerinin alındığı Berezovsky madenini ziyaret etti. Gezginin kendisi bunu şöyle tanımlıyor: “Bu muhteşem kırmızı kurşun minerali başka hiçbir yatakta bulunmuyor. Toz haline getirildiğinde sararır ve sanatsal minyatürlerde kullanılabilir.” Alman şirketi, krokoitin çıkarılması ve Avrupa'ya ulaştırılmasındaki tüm zorlukların üstesinden geldi. Bu operasyonların en az iki yıl sürmesine rağmen, çok geçmeden Paris ve Londra'nın soylu beyefendilerinin arabaları, ince öğütülmüş krokoitle boyanmış olarak seyahat etmeye başladı. Eski dünyadaki birçok üniversitenin mineraloji müzelerinin koleksiyonları, bu mineralin Rusya'nın derinliklerinden gelen en iyi örnekleriyle zenginleştirilmiştir. Ancak Avrupalı bilim adamları gizemli mineralin bileşimini çözemediler.
Bu, 1796'da Paris Mineraloji Okulu'nda kimya profesörü Nicolas Louis Vauquelin'in eline bir Sibirya kırmızısı kurşun örneği düşene kadar otuz yıl sürdü. Bilim adamı, krokoiti analiz ettikten sonra içinde demir, kurşun ve alüminyum oksitler dışında hiçbir şey bulamadı. Daha sonra Vauquelin, krokoiti bir potasyum çözeltisi (K2CO3) ile işlemden geçirdi ve beyaz bir kurşun karbonat çökeltisinin çökeltilmesinin ardından, bilinmeyen bir tuzun sarı bir çözeltisini izole etti. Mineralin çeşitli metallerin tuzlarıyla işlenmesi üzerine bir dizi deney yaptıktan sonra profesör, hidroklorik asit kullanarak bir "kırmızı kurşun asit" - krom oksit ve su (kromik asit yalnızca seyreltik çözeltilerde bulunur) çözeltisini izole etti. Bu çözeltiyi buharlaştırarak yakut kırmızısı kristaller (kromik anhidrit) elde etti. Kömür varlığında bir grafit potada kristallerin daha fazla ısıtılması, çok sayıda kaynaşmış gri iğne şeklindeki kristali (yeni, şimdiye kadar bilinmeyen bir metal) verdi. Sonraki deney serisi, ortaya çıkan elementin yüksek refrakterliğini ve asitlere karşı direncini gösterdi. Paris Bilimler Akademisi keşfe hemen tanık oldu; bilim adamı, arkadaşlarının ısrarı üzerine, bileşiklerin tonlarının çeşitliliği nedeniyle yeni elemente krom (Yunanca "renk", "renk" kelimesinden) adını verdi. oluşur. Daha sonraki çalışmalarında Vauquelin, bazı değerli taşların zümrüt renginin yanı sıra doğal berilyum ve alüminyum silikatların içlerindeki krom bileşiklerinin karışımıyla açıklandığını kendinden emin bir şekilde belirtti. Bir örnek, alüminyumun kısmen kromla değiştirildiği yeşil renkli bir beril olan zümrüttür.
Açık gri kristallerin iğne şeklindeki şekliyle Vauquelin'in saf metal, büyük olasılıkla karbürleri elde edemediği açıktır. Saf krom metali daha sonra muhtemelen 1800 yılında F. Tassert tarafından elde edildi.
Ayrıca Vauquelin'den bağımsız olarak krom, 1798'de Klaproth ve Lowitz tarafından keşfedildi.
Doğada olmak
Krom, serbest formda bulunmamasına rağmen, dünyanın bağırsaklarında oldukça yaygın bir elementtir. Clarke'ı (yer kabuğundaki ortalama içerik) %8.3.10-3 veya 83 g/t'dir. Ancak ırklar arasındaki dağılımı eşit değildir. Bu element temel olarak Dünya'nın mantosunun karakteristik özelliğidir; gerçek şu ki, bileşim açısından muhtemelen gezegenimizin mantosuna yakın olan ultramafik kayalar (peridotitler) krom açısından en zengin olanlardır: %2 10-1 veya 2 kg/t. Bu tür kayalarda Cr, masif ve dağınık cevherler oluşturur ve bu elementin en büyük yataklarının oluşumu bunlarla ilişkilidir. Bazik kayalarda (bazaltlar vb.) krom içeriği de yüksektir: %10-2 veya 200 g/t. Asidik kayalarda çok daha az Cr bulunur: %2,5 %10-3, tortul kayaçlar (kum taşları) - %3,5 %10-3, şeyller ayrıca krom içerir - %9 %10-3.
Kromun tipik bir litofil element olduğu ve neredeyse tamamen Dünya'nın iç kısmındaki derin minerallerde bulunduğu sonucuna varılabilir.
Üç ana krom minerali vardır: magnokromit (Mn, Fe)Cr2O4, kromopikotit (Mg, Fe)(Cr, Al)2O4 ve alüminokromit (Fe, Mg)(Cr, Al)2O4. Bu minerallerin tek bir adı vardır - krom spinel ve genel formül (Mg, Fe)O (Cr, Al, Fe)2O3. Görünüş olarak birbirlerinden ayırt edilemezler ve yanlış bir şekilde “kromitler” olarak adlandırılırlar. Bileşimleri değişkendir. En önemli bileşenlerin içeriği değişiklik gösterir (% ağırlık): Cr2O3 10,5 ila 62,0; Al2O3 4'ten 34,0'a; Fe2O3 1,0'dan 18,0'a; FeO 7,0'dan 24,0'a; 10,5'ten 33,0'a kadar MgO; Si02 0,4'ten 27,0'a; 2'ye kadar TiO2 safsızlıkları; V2O5 0,2'ye kadar; 5'e kadar ZnO; 1'e kadar MnO. Bazı krom cevherleri 0,1-0,2 g/t platin grubu elementleri ve 0,2 g/t'a kadar altın içerir.
Çeşitli kromitlere ek olarak krom, genellikle cevherlere eşlik eden ancak endüstriyel olmayan bir dizi başka mineralin bir parçasıdır - krom vezüv, krom klorit, krom turmalin, krom mika (fuksit), krom garnet (uvarovit), vb. önemi. Krom nispeten zayıf bir su göçmenidir. Dış koşullar altında krom da demir gibi süspansiyonlar halinde göç eder ve kil içinde çökebilir. En hareketli form kromatlardır.
Belki de pratik öneme sahip olan, M'nin iki değerlikli bir metal iyonu ve Me'nin üç değerlikli bir metal iyonu olduğu MO Me2O3 genel formülüne sahip kübik sistemin izomorfik mineralleri olan spinellere ait olan kromit FeCr2O4'tür. Spinellere ek olarak krom, melanokroit 3PbO 2Cr2O3, vokelenit 2(Pb,Cu)CrO4(Pb,Cu)3(PO4)2, tarapacait K2CrO4, ditzeit CaIO3 CaCrO4 ve diğerleri gibi çok daha az yaygın olan minerallerde de bulunur.
Kromitler genellikle siyah renkli granüler kütleler halinde bulunur, daha az sıklıkla oktahedral kristaller şeklinde bulunur, metalik bir parlaklığa sahiptir ve sürekli kütleler halinde ortaya çıkar.
20. yüzyılın sonunda, dünyanın neredeyse elli ülkesinde bu metal yataklarına sahip krom rezervleri (tanımlanmış) 1674 milyon ton olarak gerçekleşti. Lider konum, 1050 milyon tonla Güney Afrika Cumhuriyeti tarafından işgal ediliyor. Bushveld kompleksinin katkısı bulunmaktadır (yaklaşık 1000 milyon ton). Krom kaynaklarında ikinci sırada, Aktobe bölgesinde (Kempirsay masifi) çok kaliteli cevherin çıkarıldığı Kazakistan'a aittir. Diğer ülkelerde de bu elementin rezervleri bulunmaktadır. Türkiye (Guleman'da), Luzon adasında Filipinler, Finlandiya (Kemi), Hindistan (Sukinda), vb.
Ülkemizin Urallarda (Donskoye, Saranovskoye, Khalilovskoye, Alapaevskoye ve diğerleri) kendi gelişmiş krom yatakları vardır. Üstelik 19. yüzyılın başında krom cevherlerinin ana kaynağı Ural yataklarıydı. Amerikalı Isaac Tison ancak 1827'de Maryland ve Pensilvanya sınırında büyük bir krom cevheri yatağı keşfetti ve uzun yıllar boyunca madencilik tekelini ele geçirdi. 1848 yılında Türkiye'de Bursa yakınlarında yüksek kaliteli krom yatakları bulundu ve çok geçmeden (Pennsylvania yataklarının tükenmesinden sonra) tekel rolünü bu ülke devraldı. Bu, Güney Afrika ve Hindistan'da zengin kromit yataklarının keşfedildiği 1906 yılına kadar devam etti.
Başvuru
Günümüzde saf krom metalinin toplam tüketimi yaklaşık 15 milyon tondur. En saf olan elektrolitik krom üretimi, toplam tüketimin üçte biri olan 5 milyon tona karşılık geliyor.
Krom, çeliklerin ve alaşımların alaşımlanmasında yaygın olarak kullanılır ve onlara korozyon ve ısı direnci kazandırır. Ortaya çıkan saf metalin %40'ından fazlası bu tür "süper alaşımların" üretiminde tüketilmektedir. En iyi bilinen direnç alaşımları %15-20 Cr içerikli nikrom, %13-60 Cr ısıya dayanıklı alaşımlar, %18 Cr paslanmaz alaşımlar ve %1 Cr bilyalı rulman çelikleridir. Geleneksel çeliklere krom eklenmesi, fiziksel özelliklerini iyileştirir ve metali ısıl işleme daha duyarlı hale getirir.
Metalik krom, krom kaplama için kullanılır - bu alaşımların korozyon direncini arttırmak için çelik alaşımlarının yüzeyine ince bir krom tabakası uygulanır. Krom kaplama, nemli atmosferik havanın, tuzlu deniz havasının, suyun, nitrik ve çoğu organik asitin etkilerine mükemmel şekilde direnç gösterir. Bu tür kaplamaların iki amacı vardır: koruyucu ve dekoratif. Koruyucu kaplamaların kalınlığı yaklaşık 0,1 mm'dir; doğrudan ürüne uygulanır ve aşınma direncini artırır. Dekoratif kaplamalar estetik bir değere sahiptir; aslında koruyucu bir işlev gören başka bir metal (bakır veya nikel) tabakasına uygulanırlar. Böyle bir kaplamanın kalınlığı yalnızca 0,0002–0,0005 mm'dir.
Krom bileşikleri de çeşitli alanlarda aktif olarak kullanılmaktadır.
Refrakter üretiminde ana krom cevheri - kromit FeCr2O4 kullanılmaktadır. Manyezit-kromit tuğlalar kimyasal olarak pasif ve ısıya dayanıklıdır; ani, tekrarlanan sıcaklık değişimlerine dayanabilirler, bu nedenle açık ocak fırınlarının kemer yapılarında ve diğer metalurjik cihaz ve yapıların çalışma alanlarında kullanılırlar.
Krom (III) oksit kristallerinin sertliği - Cr2O3, korundumun sertliği ile karşılaştırılabilir, bu da makine mühendisliği, mücevher, optik ve saat endüstrilerinde kullanılan taşlama ve alıştırma macunlarının bileşimlerinde kullanılmasını sağlar. Ayrıca bazı organik bileşiklerin hidrojenasyonu ve dehidrojenasyonu için katalizör olarak da kullanılır. Cr2O3 boyamada yeşil pigment olarak ve camın renklendirilmesinde kullanılır.
Potasyum kromat - K2CrO4 deri tabaklamada, tekstil endüstrisinde mordan olarak, boya üretiminde ve mum ağartmada kullanılır.
Potasyum dikromat (kropik) - K2Cr2O7 ayrıca deri tabaklamada, kumaş boyamada mordan olarak kullanılır ve metaller ve alaşımlar için korozyon önleyicidir. Kibrit imalatında ve laboratuvar amaçlı kullanılır.
Krom (II) klorür CrCl2, O2'nin kantitatif emilimi için gaz analizinde kullanılan, atmosferik oksijen tarafından bile kolayca oksitlenen çok güçlü bir indirgeyici maddedir. Ayrıca erimiş tuzların elektrolizi ve kromatometri yoluyla krom üretiminde de sınırlı ölçüde kullanılmaktadır.
Krom-potasyum şapı K2SO4.Cr2(SO4)3 24H2O esas olarak tekstil endüstrisinde deri tabaklamada kullanılır.
Susuz krom klorür CrCl3, kimyasal buhar biriktirme yoluyla çeliklerin yüzeyine krom kaplamalar uygulamak için kullanılır ve bazı katalizörlerin bir bileşenidir. CrCl3 hidratlar kumaşların boyanması için bir mordandır.
Kurşun kromat PbCrO4'ten çeşitli boyalar yapılır.
Galvanizlemeden önce çelik telin yüzeyini temizlemek ve aşındırmak ve ayrıca pirinci parlatmak için bir sodyum dikromat çözeltisi kullanılır. Kromik asit, metal parçaların krom kaplanmasında elektrolit olarak kullanılan sodyum dikromattan elde edilir.
Üretme
Doğada krom esas olarak krom demir cevheri FeO∙Cr2O3 formunda bulunur; kömürle indirgendiğinde, metalurji endüstrisinde kromlu çeliklerin üretiminde doğrudan kullanılan bir krom ve demir alaşımı elde edilir - ferrokrom. . Bu bileşimdeki krom içeriği %80'e (ağırlıkça) ulaşır.
Krom (III) oksidin kömürle indirgenmesi, özel alaşımların üretimi için gerekli olan yüksek karbonlu kromun elde edilmesini amaçlamaktadır. İşlem elektrik ark ocağında gerçekleştirilir.
Saf krom elde etmek için önce krom(III) oksit hazırlanır ve ardından alüminotermik yöntemle indirgenir. Bu durumda, toz halinde veya alüminyum talaşı (Al) ve krom oksit (Cr2O3) yükünden oluşan bir karışım ilk önce 500-600 ° C sıcaklığa ısıtılır. Daha sonra baryum karışımı ile indirgeme başlatılır. peroksitin alüminyum tozu ile karıştırılması veya şarjın bir kısmının ateşlenmesi ve ardından kalan kısmın eklenmesi. Bu süreçte ortaya çıkan termal enerjinin kromu eritip cüruftan ayırmaya yeterli olması önemlidir.
Cr2O3 + 2Al = 2Cr + 2Al2O3
Bu şekilde elde edilen krom belirli miktarda yabancı madde içerir: %0,25-0,40 demir, %0,02 kükürt, %0,015-0,02 karbon. Saf madde içeriği %99,1-99,4'tür. Bu krom kırılgandır ve kolayca toz haline getirilir.
Bu yöntemin gerçekliği 1859 yılında Friedrich Wöhler tarafından kanıtlanmış ve gösterilmiştir. Endüstriyel ölçekte, kromun alüminotermik indirgenmesi ancak ucuz alüminyum üretme yönteminin ortaya çıkmasıyla mümkün oldu. Goldschmidt, yüksek düzeyde ekzotermik (dolayısıyla patlayıcı) indirgeme sürecini düzenlemenin güvenli bir yolunu geliştiren ilk kişiydi.
Yüksek saflıkta krom elde etmek gerektiğinde endüstri elektrolitik yöntemleri kullanır. Elektroliz, seyreltik sülfürik asit ile kromik anhidrit, kromoamonyum şap veya krom sülfat karışımı kullanılarak gerçekleştirilir. Elektroliz işlemi sırasında alüminyum veya paslanmaz çelik katotlar üzerinde biriken krom, yabancı madde olarak çözünmüş gazlar içerir. Hidrojen akışında yüksek sıcaklıkta (1500-1700° C) saflaştırma ve vakumla gaz giderme kullanılarak %99,90-99,995 saflığa ulaşılabilir. Gelişmiş elektrolitik krom arıtma teknikleri, ham üründen kükürt, nitrojen, oksijen ve hidrojeni uzaklaştırır.
Ayrıca CrCl3 veya CrF3 eriyiklerinin potasyum, kalsiyum ve sodyum florürlerle karışımı içinde 900°C sıcaklıkta argon ortamında elektrolizi ile Cr metali elde etmek mümkündür.
Saf krom elde etmek için elektrolitik bir yöntemin olasılığı, 1854 yılında Bunsen tarafından sulu bir krom klorür çözeltisinin elektrolize tabi tutulmasıyla kanıtlandı.
Endüstri ayrıca saf krom üretmek için silikotermik bir yöntem kullanıyor. Bu durumda krom oksitten silikonla indirgenir:
2Cr2O3 + 3Si + 3CaO = 4Cr + 3CaSiO3
Krom, ark fırınlarında silikotermal olarak eritilir. Sönmemiş kireç ilavesi, refrakter silikon dioksiti düşük erime noktalı kalsiyum silikat cürufuna dönüştürmenize olanak sağlar. Silikotermik kromun saflığı alüminotermik kromla yaklaşık olarak aynıdır, ancak doğal olarak içindeki silikon içeriği biraz daha yüksek ve alüminyum içeriği biraz daha düşüktür.
Cr aynı zamanda Cr2O3'ün hidrojen ile 1500°C'de indirgenmesiyle, susuz CrCl3'ün hidrojen, alkali veya alkali toprak metalleri, magnezyum ve çinko ile indirgenmesiyle de elde edilebilir.
Krom elde etmek için diğer indirgeyici maddeleri de (karbon, hidrojen, magnezyum) kullanmaya çalıştılar. Ancak bu yöntemler yaygın olarak kullanılmamaktadır.
Van Arkel-Kuchman-De Boer prosesi, 1100°C'ye ısıtılan bir tel üzerinde krom (III) iyodürün ayrışmasını ve üzerine saf metalin biriktirilmesini kullanır.
Fiziksel özellikler
Krom, çelik grisi renginde, sert, çok ağır, refrakter, dövülebilir bir metaldir. Saf krom oldukça plastiktir, vücut merkezli bir kafeste kristalleşir, a = 2.885 Å (20 ° C sıcaklıkta). Yaklaşık 1830° C'lik bir sıcaklıkta, yüz merkezli bir kafesle (a = 3,69 Å) bir modifikasyona dönüşme olasılığı yüksektir. Atom yarıçapı 1,27 Å; Cr2+ 0,83 Å, Cr3+ 0,64 Å, Cr6+ 0,52 Å iyonik yarıçapları.
Kromun erime noktası doğrudan saflığına bağlıdır. Bu nedenle, saf krom için bu göstergeyi belirlemek çok zor bir iştir - sonuçta, küçük bir nitrojen veya oksijen safsızlık içeriği bile erime noktasının değerini önemli ölçüde değiştirebilir. Birçok araştırmacı bu konuyu onlarca yıldır araştırıyor ve birbirinden uzak sonuçlar aldı: 1513 ila 1920 ° C. Daha önce bu metalin 1890 ° C sıcaklıkta eridiği genel olarak kabul ediliyordu, ancak modern araştırmalar sıcaklığı gösteriyor 1907°C'de krom 2500°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda kaynar - veriler de değişiklik gösterir: 2199°C ile 2671°C arasında. Kromun yoğunluğu demirinkinden daha azdır; 7,19 g/cm3'tür (200°C sıcaklıkta).
Krom, metallerin tüm temel özelliklerine sahiptir - ısıyı iyi iletir, elektrik akımına karşı direnci çok düşüktür, çoğu metal gibi kromun da karakteristik bir parlaklığı vardır. Ek olarak, bu elementin çok ilginç bir özelliği var: Gerçek şu ki, 37 ° C sıcaklıkta davranışı açıklanamıyor - birçok fiziksel özellikte keskin bir değişiklik meydana geliyor, bu değişiklik ani bir yapıya sahip. Krom, 37°C sıcaklıktaki hasta bir insan gibi harekete geçmeye başlar: Kromun iç sürtünmesi maksimuma ulaşır, elastik modül minimum değerlere düşer. Elektriksel iletkenlik sıçramalarının değeri, termoelektromotor kuvvet ve doğrusal genleşme katsayısı sürekli değişir. Bilim insanları bu olguyu henüz açıklayamıyor.
Kromun özgül ısı kapasitesi 0,461 kJ/(kg.K) veya 0,11 cal/(g °C)'dir (25 °C sıcaklıkta); termal iletkenlik katsayısı 67 W/(m·K) veya 0,16 cal/(cm sn °C) (20 °C sıcaklıkta). Doğrusal genleşmenin termal katsayısı 8,24 10-6 (20 °C'de). 20 ° C sıcaklıkta kromun spesifik elektrik direnci 0,414 μΩ m'dir ve 20-600 ° C aralığında termal elektrik direnç katsayısı 3,01 · 10-3'tür.
Kromun yabancı maddelere karşı çok hassas olduğu bilinmektedir - diğer elementlerin (oksijen, nitrojen, karbon) en küçük fraksiyonları kromu çok kırılgan hale getirebilir. Bu safsızlıklar olmadan krom elde etmek son derece zordur. Bu nedenle bu metal yapısal amaçlarla kullanılmaz. Ancak metalurjide alaşım malzemesi olarak aktif olarak kullanılır, çünkü alaşıma eklenmesi çeliği sert ve aşınmaya dayanıklı hale getirir, çünkü krom tüm metallerin en sertidir - camı elmas gibi keser! Yüksek saflıkta kromun Brinell sertliği 7-9 Mn/m2'dir (70-90 kgf/cm2). Yay, yay, takım, damga ve bilyalı rulman çelikleri krom alaşımlıdır. İçlerinde (bilyalı çelikler hariç) manganez, molibden, nikel ve vanadyumun yanı sıra krom da bulunur. Geleneksel çeliklere krom ilavesi (%5'e kadar Cr) fiziksel özelliklerini iyileştirir ve metali ısıl işleme daha duyarlı hale getirir.
Krom antiferromanyetiktir, spesifik manyetik duyarlılığı 3,6 10-6. Elektrik direnci 12.710-8 Ohm. Kromun doğrusal genleşme sıcaklık katsayısı 6.210-6'dır. Bu metalin buharlaşma ısısı 344,4 kJ/mol'dür.
Krom hava ve sudaki korozyona karşı dayanıklıdır.
Kimyasal özellikler
Kimyasal olarak krom oldukça inerttir, bu, yüzeyinde dayanıklı bir ince oksit filmin varlığıyla açıklanmaktadır. Cr, nem varlığında bile havada oksitlenmez. Isıtıldığında oksidasyon yalnızca metal yüzeyde meydana gelir. 1200°C'de film tahrip olur ve oksidasyon çok daha hızlı gerçekleşir. 2000°C'de krom yanarak amfoterik özelliklere sahip yeşil krom (III) oksit Cr2O3'ü oluşturur. Cr2O3'ün alkalilerle kaynaştırılmasıyla kromitler elde edilir:
Cr2O3 + 2NaOH = 2NaCrO2 + H2O
Kalsine edilmemiş krom(III) oksit, alkali çözeltilerde ve asitlerde kolaylıkla çözünür:
Cr2O3 + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2O
Bileşiklerde krom esas olarak Cr+2, Cr+3, Cr+6 oksidasyon durumlarını sergiler. En kararlı olanları Cr+3 ve Cr+6’dır. Ayrıca kromun Cr+1, Cr+4, Cr+5 oksidasyon durumlarına sahip olduğu bazı bileşikler de vardır. Krom bileşiklerinin rengi çok çeşitlidir: beyaz, mavi, yeşil, kırmızı, mor, siyah ve diğerleri.
Krom, hidroklorik ve sülfürik asitlerin seyreltik çözeltileriyle kolayca reaksiyona girerek krom klorür ve sülfat oluşturur ve hidrojen açığa çıkarır:
Cr + 2HCl = CrCl2 + H2
Aqua regia ve nitrik asit kromu pasifleştirir. Ayrıca, nitrik asitle pasifleştirilen krom, çözeltilerinde uzun süre kaynatıldıktan sonra bile seyreltik sülfürik ve hidroklorik asitlerde çözünmez, ancak bir noktada serbest kalan hidrojenden şiddetli köpüklenmenin eşlik ettiği çözünme meydana gelir. Bu süreç, kromun pasif durumdan, metalin koruyucu bir film tarafından korunmadığı aktif duruma geçmesiyle açıklanmaktadır. Ayrıca çözünme işlemi sırasında tekrar nitrik asit eklenirse krom yeniden pasifleştirildiği için reaksiyon duracaktır.
Normal koşullar altında krom, flor ile reaksiyona girerek CrF3'ü oluşturur. 600° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda su buharı ile etkileşim meydana gelir, bu etkileşimin sonucu krom (III) oksit Cr2O3 olur:
4Cr + 3O2 = 2Cr2O3
Cr2O3, yoğunluğu 5220 kg/m3 ve erime noktası yüksek (2437° C) olan yeşil mikro kristallerdir. Krom(III) oksit amfoterik özellikler sergiler, ancak çok inerttir ve sulu asitler ve alkalilerde çözünmesi zordur. Krom(III) oksit oldukça zehirlidir. Cilde temas ettiğinde egzama ve diğer cilt hastalıklarına neden olabilir. Bu nedenle krom (III) oksit ile çalışırken kişisel koruyucu ekipman kullanılması zorunludur.
Okside ek olarak, oksijenli diğer bileşikler de bilinmektedir: Dolaylı olarak elde edilen CrO, CrO3. En büyük tehlike, üst solunum yolu ve akciğerlerde ciddi hastalıklara neden olan inhale oksit aerosoldür.
Krom, oksijen içeren bileşenlerle çok sayıda tuz oluşturur.
Krom(enlem. Krom), Cr, Mendeleev periyodik sisteminin VI grubunun kimyasal elementi, atom numarası 24, atom kütlesi 51.996; mavimsi çelik renkli metal.
Doğal kararlı izotoplar: 50 Cr (%4,31), 52 Cr (%87,76), 53 Cr (%9,55) ve 54 Cr (%2,38). Yapay radyoaktif izotoplardan en önemlisi izotop göstergesi olarak kullanılan 51 Cr'dir (yarı ömür T ½ = 27,8 gün).
Tarihsel bilgi. Krom, 1797 yılında L. N. Vauquelin tarafından krokoit - doğal kurşun kromat PbCrO4 mineralinde keşfedildi. Krom, adını Yunanca kroma - renk, boya (bileşiklerinin renk çeşitliliği nedeniyle) kelimesinden almıştır. Vauquelin'den bağımsız olarak Krom, 1798 yılında Alman bilim adamı M. G. Klaproth tarafından krokoitte keşfedildi.
Kromun doğadaki dağılımı. Yer kabuğundaki (clarke) ortalama Krom içeriği %8,3·10-3'tür. Bu element muhtemelen Dünya'nın mantosunun daha karakteristik özelliğidir, çünkü bileşim açısından Dünya'nın mantosuna en yakın olduğuna inanılan ultramafik kayalar Krom açısından zengindir (%2.10-4). Krom, ultramafik kayaçlarda masif ve dağınık cevherler oluşturur; En büyük krom yataklarının oluşumu bunlarla ilişkilidir. Bazik kayalarda Krom içeriği yalnızca %2.10 -2'ye ulaşır, asidik kayalarda - %2.5·10 -3, tortul kayalarda (kumtaşları) - %3.5·10 -3, killi şeyllerde - 9.10 -3 %. Krom nispeten zayıf bir su göçmenidir; Deniz suyundaki krom içeriği 0,00005 mg/l'dir.
Genel olarak Krom, Dünya'nın derin bölgelerinde bulunan bir metaldir; taşlı göktaşları (mantonun analogları) da Krom açısından zengindir (%2,7·10 -1). 20'den fazla krom minerali bilinmektedir. Yalnızca krom spinelleri (%54'e kadar Cr) endüstriyel öneme sahiptir; Buna ek olarak, Krom, genellikle krom cevherlerine eşlik eden, ancak kendileri pratik değere sahip olmayan bir dizi başka mineralde de bulunur (uvarovit, volkonskoit, kemerite, fuksit).
Kromun fiziksel özellikleri. Krom sert, ağır ve refrakter bir metaldir. Saf Krom sünektir. Vücut merkezli bir kafeste kristalleşir, a = 2,885Å (20 °C); 1830 °C'de yüz merkezli bir kafesle (a = 3,69 Å) bir modifikasyona dönüştürmek mümkündür.
Atom yarıçapı 1,27 Å; Cr 2+ 0,83 Å, Cr 3+ 0,64 Å, Cr 6+ 0,52 Å'nin iyonik yarıçapları. Yoğunluk 7,19 g/cm3; t pl 1890 °C; kaynama noktası 2480 °C. Özgül ısı kapasitesi 0,461 kJ/(kg·K) (25°C); doğrusal genleşmenin termal katsayısı 8,24·10 -6 (20 °C'de); termal iletkenlik katsayısı 67 W/(m·K) (20 °C); elektriksel direnç 0,414 μΩm (20 °C); 20-600 °C aralığında elektriksel direncin termal katsayısı 3,01·10 -3'tür. Krom antiferromanyetiktir, spesifik manyetik duyarlılığı 3,6·10 -6'dır. Yüksek saflıkta Kromun Brinell sertliği 7-9 Mn/m2'dir (70-90 kgf/cm2).
Kromun kimyasal özellikleri. Krom atomunun harici elektronik konfigürasyonu 3d 5 4s 1'dir. Bileşiklerde genellikle +2, +3, +6 oksidasyon durumlarını sergiler; bunların arasında Cr3+ en kararlı olanıdır; Kromun +1, +4, +5 oksidasyon durumlarına sahip olduğu ayrı ayrı bileşikler bilinmektedir. Krom kimyasal olarak aktif değildir. Normal koşullar altında oksijene ve neme karşı dayanıklıdır ancak flor ile birleşerek CrF3'ü oluşturur. 600 °C'nin üzerinde su buharı ile etkileşime girerek Cr203 verir; nitrojen - Cr2N, CrN; karbon - Cr23C6, Cr7C3, Cr3C2; kükürt - Cr2S3. Bor ile kaynaştığında borür CrB'yi oluşturur ve silikon ile silisitler Cr3Si, Cr2Si3, CrSi2'yi oluşturur. Krom birçok metalle alaşımlar oluşturur. Oksijen ile etkileşim ilk başta oldukça aktiftir, daha sonra metal yüzeyinde oksit filmi oluşması nedeniyle keskin bir şekilde yavaşlar. 1200 °C'de film tahrip olur ve oksidasyon hızla yeniden başlar. Krom, 2000 °C'de oksijen içinde tutuşarak Krom (III) Cr203'ün koyu yeşil oksidini oluşturur. Oksit (III)'e ek olarak, dolaylı olarak elde edilen CrO, CrO3 gibi oksijenli başka bileşikler de bilinmektedir. Krom, krom klorür ve sülfat oluşturmak ve hidrojeni açığa çıkarmak için hidroklorik ve sülfürik asitlerin seyreltik çözeltileriyle kolayca reaksiyona girer; Regia votkası ve nitrik asit kromu pasifleştirir.
Oksidasyon derecesi arttıkça Kromun asidik ve oksitleyici özellikleri artar. Cr 2+ türevleri çok güçlü indirgeyici maddelerdir. Cr2+ iyonu, Kromun asitlerde çözünmesinin ilk aşamasında veya Cr3+'nın asidik bir çözeltide çinko ile indirgenmesi sırasında oluşur. Oksit hidrat Cr(OH)2, dehidrasyon üzerine Cr203'e dönüşür. Cr3+ bileşikleri havada stabildir. Hem indirgeyici hem de oksitleyici ajanlar olabilirler. Cr3+, çinko ile asidik bir çözelti içinde Cr2+'ya indirgenebilir veya alkalin bir çözelti içinde brom ve diğer oksitleyici maddelerle CrO42-'ye oksitlenebilir. Hidroksit Cr(OH) 3 (veya daha doğrusu Cr203 nH20), Cr3+ katyonuyla tuzlar veya kromlu asit HC-O2 - kromitlerin tuzları (örneğin, KS-O2, NaCrO2). Bileşikler Cr6+: kromik anhidrit CrO3, kromik asitler ve bunların tuzları; bunların arasında en önemlileri kromatlar ve dikromatlardır - güçlü oksitleyici maddeler. Krom, oksijen içeren asitlerle çok sayıda tuz oluşturur. Krom kompleksi bileşikleri bilinmektedir; Kromun koordinasyon numarasının 6 olduğu Cr 3+ kompleks bileşikleri özellikle çok sayıdadır.
Chrome'u alıyorum. Kullanım amacına bağlı olarak değişen saflık derecelerinde Krom elde edilir. Hammadde genellikle zenginleştirilen ve daha sonra atmosferik oksijen varlığında potas (veya soda) ile kaynaştırılan krom spinellerdir. Cr3+ içeren cevherlerin ana bileşeni ile ilgili olarak reaksiyon aşağıdaki gibidir:
2FeCr204 + 4K2C03 + 3,502 = 4K2CrO4 + Fe203 + 4CO2.
Ortaya çıkan potasyum kromat K2Cr04 sıcak su ile süzülür ve H2S04'ün etkisi onu dikromat K2Cr207'ye dönüştürür. Daha sonra, konsantre bir H2S04 çözeltisinin K2Cr207 üzerindeki etkisi ile kromik anhidrit C203 elde edilir veya K2Cr207'nin kükürt - Krom (III) oksit C20 ile ısıtılmasıyla elde edilir. 3.
Endüstriyel koşullarda en saf Krom, H2S04 içeren konsantre sulu CrO3 veya Cr203 çözeltilerinin elektrolizi veya Krom sülfat Cr2 (S04) 3'ün elektrolizi ile elde edilir. Bu durumda Krom, alüminyum veya paslanmaz çelikten yapılmış bir katot üzerinde salınır. Safsızlıklardan tam arınma, Kromun özellikle saf hidrojen ile yüksek sıcaklıklarda (1500-1700 °C) işlenmesiyle sağlanır.
Argon atmosferinde yaklaşık 900 ° C sıcaklıkta sodyum, potasyum ve kalsiyum florürlerle bir karışım içindeki CrF3 veya CrCl3 eriyiklerinin elektrolizi yoluyla saf Krom elde etmek de mümkündür.
Krom, Cr203'ün alüminyum veya silikonla indirgenmesiyle küçük miktarlarda elde edilir. Alüminotermik yöntemde, önceden ısıtılmış bir Cr203 ve Al tozu veya talaşı ile oksitleyici madde katkı maddeleri karışımı bir potaya yüklenir; burada reaksiyon, Na202 ve Al karışımının pota suyla dolduruluncaya kadar ateşlenmesiyle uyarılır. Krom ve cüruf. Silikotermik krom ark ocaklarında eritilir. Ortaya çıkan Kromun saflığı, Cr203 ve indirgeme için kullanılan Al veya Si'deki yabancı maddelerin içeriğiyle belirlenir.
Krom alaşımları (ferrokrom ve silikon krom) endüstride büyük ölçekte üretilmektedir.
Krom Uygulaması. Kromun kullanımı ısıya dayanıklılığı, sertliği ve korozyon direncine dayanmaktadır. Krom en çok kromlu çeliklerin eritilmesinde kullanılır. Alüminyum ve silikotermik krom, nikrom, nimonik, diğer nikel alaşımları ve stellitin eritilmesinde kullanılır.
Korozyona dayanıklı dekoratif kaplamalar için önemli miktarda Krom kullanılır. Toz Krom, metal-seramik ürünlerin ve kaynak elektrotları için malzemelerin üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Cr3+ iyonu formundaki krom, değerli taş ve lazer malzemesi olarak kullanılan yakuttaki bir yabancı maddedir. Boyama sırasında kumaşları aşındırmak için krom bileşikleri kullanılır. Bazı Krom tuzları deri endüstrisinde tabaklama solüsyonlarının bir bileşeni olarak kullanılır; PbCrO 4 , ZnCrO 4 , SrCrO 4 benzeri sanat boyaları. Krom-manyezit refrakter ürünler, kromit ve manyezit karışımından yapılır.
Krom bileşikleri (özellikle Cr 6+ türevleri) toksiktir.
Vücuttaki krom. Krom biyojenik elementlerden biridir ve bitki ve hayvanların dokularında sürekli olarak bulunur. Bitkilerde ortalama Krom içeriği% 0,0005'tir (Krom'un% 92-95'i köklerde birikir), hayvanlarda - yüzde on binde bir ila on milyonda biri arasında. Planktonik organizmalarda Krom birikim katsayısı çok büyüktür - 10.000-26.000. Yüksek bitkiler 3-10-4 mol/l'den yüksek Krom konsantrasyonlarını tolere etmez. Yapraklarda hücre altı yapılarla ilişkili olmayan düşük moleküllü bir kompleks formunda bulunur. Hayvanlarda Krom, lipitlerin, proteinlerin (tripsin enziminin bir parçası) ve karbonhidratların (glikoza dirençli faktörün yapısal bir bileşeni) metabolizmasında rol oynar. Hayvanlarda ve insanlarda Kromun ana kaynağı besindir. Gıda ve kandaki krom içeriğinin azalması, büyüme hızının azalmasına, kan kolesterolünün artmasına ve periferik dokuların insüline duyarlılığının azalmasına yol açar.
Krom ve bileşiklerinin üretimi sırasında zehirlenmeler meydana gelir; makine mühendisliğinde (galvanik kaplamalar); metalurji (alaşım katkı maddeleri, alaşımlar, refrakterler); deri, boya vb. imalatında. Krom bileşiklerinin toksisitesi kimyasal yapılarına bağlıdır: dikromatlar kromatlardan daha toksiktir, Cr (VI) bileşikleri Cr (II), Cr (III) bileşiklerinden daha toksiktir. Hastalığın ilk formları burunda kuruluk ve ağrı hissi, boğaz ağrısı, nefes almada zorluk, öksürük vb. ile kendini gösterir; Chromium ile temas kesildiğinde kaybolabilirler. Krom bileşikleriyle uzun süreli temas halinde kronik zehirlenme belirtileri gelişir: baş ağrısı, halsizlik, hazımsızlık, kilo kaybı ve diğerleri. Mide, karaciğer ve pankreasın fonksiyonları bozulur. Olası bronşit, bronşiyal astım, yaygın pnömoskleroz. Ciltte Kroma maruz kaldığında dermatit ve egzama gelişebilir. Bazı verilere göre başta Cr(III) olmak üzere krom bileşikleri kanserojen etkiye sahiptir.
Metalurji endüstrisinde başarılı kullanım için gerekli özelliklere sahiptir. Bu metal, çelik tonu ve yüksek yoğunluğu ile ayırt edilir. Doğal koşullar altında fosil krom demir cevherinden çıkarılır.
Hammaddeler metalurji tesislerinde kok kullanılarak redüksiyona (alüminotermik veya silikontermik yöntem) tabi tutulur.
Bu metali üretmek için alüminyum tüketimini azaltmanın mümkün olduğu metalotermal eritme yöntemi de kullanılabilir. Krom ekstraksiyonu %92'ye çıkar.
Kromun eritme sıcaklığı 2300 santigrat derecedir, bu metalin bileşimi ayırt edilebilir: %98,9-99,2 Krom (Cr), %0,01-0,2 Karbon (C), %0,07-0,12 Silikon (Si), %0,25-0,4 Demir ve Alüminyum (Al, Fe), %0,005 Fosfor (P).
Bu metal, çelik ürünlere yüksek ısı direnci ve korozyon direnci kazandırılması gerektiğinde vazgeçilmezdir. Alaşımları alaşımlamak ve çeliğin mukavemetini arttırmak için kullanılır. ferrokromun yerini alır ve onun yardımıyla demir yüzdesinin kesinlikle sınırlı olduğu özel çelik kaliteleri üretmek mümkündür.
Çelik üretimi için krom, yabancı maddeler ve yabancı kalıntılar olmadan alınır; yalnızca oksitleyici film izlerine izin verilir. Ağırlığı 10 kg'dan hafif olan metal parçalar kullanılır ve krom, özel kaplarda - metal variller ve ahşap kutularda - uygulama yerine taşınır.
Krom metalin üretimi GOST 5905-79 gerekliliklerine uygun olarak gerçekleştirilir; bileşimi az miktarda kurşun, karbon, kükürt, kobalt, fosfor, silikon vb. içerebilir.
Krom ilavesiyle çeliğin tane boyutları küçültülür, mukavemeti ve sünekliği artırılır, sertleşebilirliği arttırılır. Yüksek sıcaklıklarda krom oksidasyonu etkilemez.
Bu malzemenin kullanım kapsamı uçak imalatı, uzay aracı oluşturulması, kimyasal üretim ve jet motorları, gaz türbinleri vb. üretimidir.
Nikrom, bilyalı rulmanlar, ısıya dayanıklı ve paslanmaz alaşımlar - bunların hepsi krom metalinin harika özelliklerinin ustaca kullanılması sayesinde yaratılmıştır. Krom çelikten üretilen ürünler çok daha uzun ömürlüdür ve kimyasallara ve diğer etkilere karşı oldukça dayanıklıdır.
OJSC Kamensk-Uralsky Demir Dışı Metal İşleme Tesisi, Rus mühendislik endüstrisindeki işletmeler için demir dışı metal ürünlerinin satış hacmini artırdı. Başlangıçtan itibaren teslimatlar...
Moskova Tverskoy Bölge Mahkemesi, Zagorsk Boru Fabrikası JSC Genel Müdürü Denis Safin için geçici önleyici tedbir olarak ev hapsine karar verdi.
Krom, mukavemeti, ısıya ve korozyona karşı dayanıklılığı nedeniyle endüstride yaygın olarak kullanılan bir geçiş metalidir. Bu makale size bu geçiş metalinin bazı önemli özellikleri ve kullanım alanları hakkında bilgi verecektir.
Krom geçiş metalleri kategorisine aittir. Atom numarası 24 olan, sert fakat kırılgan, çelik grisi bir metaldir. Bu parlak metal, periyodik tablonun 6. grubunda yer alır ve "Cr" sembolüyle gösterilir.
Krom ismi Yunanca renk anlamına gelen chromia kelimesinden türemiştir.
Adına uygun olarak krom, çok sayıda yoğun renkli bileşik oluşturur. Günümüzde ticari olarak kullanılan kromun neredeyse tamamı demir kromit veya krom oksit (FeCr2O4) cevherinden elde edilmektedir.
Kromun özellikleri
- Krom yerkabuğunda en çok bulunan elementtir ancak hiçbir zaman saf haliyle oluşmaz. Esas olarak kromit madenleri gibi madenlerden çıkarılır.
- Krom 2180 K veya 3465°F sıcaklıkta erir ve kaynama noktası 2944 K veya 4840°F'dir. atom ağırlığı 51,996 g/mol'dür ve Mohs ölçeğine göre 5,5'tir.
- Krom +1, +2, +3, +4, +5 ve +6 gibi birçok oksidasyon durumunda bulunur; bunlardan +2, +3 ve +6 en yaygın olanlarıdır ve +1, +4 A+5 nadir görülen bir oksidasyondur. +3 oksidasyon durumu kromun en kararlı halidir. Krom(III), elementel kromun hidroklorik veya sülfürik asit içinde çözülmesiyle hazırlanabilir.
- Bu metal element benzersiz manyetik özellikleriyle bilinir. Oda sıcaklığında, nispeten düşük sıcaklıklarda diğer metallerde görülen antiferromanyetik düzen sergiler.
- Antiferromanyetizma, mıknatıs gibi davranan komşu iyonların bir malzeme aracılığıyla karşıt veya antiparalel mekanizmalara bağlanmasıdır. Sonuç olarak, manyetik atomlar veya iyonlar tarafından oluşturulan manyetik alan, bir yönde yönlendirilir ve ters yönde hizalanmış manyetik atomları veya iyonları iptal eder, böylece malzeme herhangi bir büyük dış manyetik alan sergilemez.
- 38°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda krom paramanyetik hale gelir, yani dışarıdan uygulanan bir manyetik alan tarafından çekilir. Başka bir deyişle krom, 38°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda harici bir manyetik alan tarafından çekilir.
- Krom hidrojen kırılganlığına maruz kalmaz, yani atomik hidrojene maruz kaldığında kırılgan hale gelmez. Ancak nitrojene maruz kaldığında plastisitesini kaybeder ve kırılgan hale gelir.
- Krom korozyona karşı oldukça dayanıklıdır. Havadaki oksijenle temas eden metalin yüzeyinde ince bir koruyucu oksit filmi oluşur. Bu katman, oksijenin ana malzemeye yayılmasını önler ve böylece onu daha fazla korozyondan korur. Bu işleme pasivasyon denir, kromla pasivasyon asitlere karşı direnç kazandırır.
- Kromun 52Cr, 53Cr ve 54Cr adı verilen üç ana izotopu vardır ve bunların en yaygın izotopu 52CR'dir. Krom çoğu asitle reaksiyona girer ancak suyla reaksiyona girmez. Oda sıcaklığında oksijenle reaksiyona girerek krom oksit oluşturur.
Başvuru
Paslanmaz çelik üretimi
Krom, sertliği ve korozyona dayanıklılığı nedeniyle geniş bir kullanım alanına sahiptir. Esas olarak metalurji, kimya ve refrakter olmak üzere üç endüstride kullanılır. Korozyonu önlediği için paslanmaz çelik yapımında yaygın olarak kullanılır. Günümüzde çelikler için çok önemli bir alaşım malzemesidir. Yüksek sıcaklıklara dayanabilme özelliği nedeniyle rezistanslı ısıtma elemanlarında kullanılan nikrom yapımında da kullanılır.
Yüzey kaplama
Yüzeyleri kaplamak için asit kromat veya dikromat da kullanılır. Bu genellikle metal bir yüzeye ince bir krom tabakasının uygulandığı bir elektrokaplama yöntemi kullanılarak yapılır. Diğer bir yöntem ise, alüminyum (Al), kadmiyum (CD), çinko (Zn), gümüş ve ayrıca magnezyum (MG) gibi belirli metallere koruyucu bir katman uygulamak için kromatların kullanıldığı krom kaplamadır.
Ahşabın korunması ve derinin tabaklanması
Krom (VI) tuzları zehirlidir, bu nedenle ahşabı mantar, böcek ve termitlerin neden olduğu hasarlardan ve tahribatlardan korumak için kullanılırlar. Krom(III), özellikle krom şap veya potasyum sülfat, deriyi stabilize etmeye yardımcı olduğu için deri endüstrisinde kullanılır.
Boyalar ve pigmentler
Krom ayrıca pigment veya boya yapımında da kullanılır. Geçmişte pigment olarak krom sarısı ve kurşun kromat yaygın olarak kullanılıyordu. Çevresel kaygılar nedeniyle kullanımı önemli ölçüde azaldı ve sonunda yerini kurşun ve krom pigmentleri aldı. Diğer pigmentler, sarı ve Prusya mavisinin bir karışımı olan krom, kırmızı krom ve yeşil krom oksite dayanmaktadır. Cama yeşilimsi renk vermek için krom oksit kullanılır.
Yapay yakutların sentezi
Zümrüt yeşil rengini kroma borçludur. Krom oksit ayrıca sentetik yakut üretmek için de kullanılır. Doğal yakutlar, krom varlığından dolayı kırmızı bir renk alan korundum veya alüminyum oksit kristalleridir. Sentetik veya insan yapımı yakutlar, krom (III)'ün sentetik korundum kristallerine katkılanmasıyla yapılır.
Biyolojik işlevler
Krom (III) veya üç değerlikli krom insan vücudunda gereklidir, ancak çok küçük miktarlarda. Lipid ve şeker metabolizmasında önemli bir rol oynadığına inanılmaktadır. Şu anda sağlık açısından çeşitli faydaları olduğu iddia edilen birçok besin takviyesinde kullanılmaktadır, ancak bu tartışmalı bir konudur. Kromun biyolojik rolü yeterince test edilmemiştir ve birçok uzman bunun memeliler için önemli olmadığına inanırken, diğerleri onu insanlar için temel bir mikro besin olarak görmektedir.
Diğer kullanımlar
Yüksek erime noktası ve ısı direnci, kromu ideal bir yanmaz malzeme haline getirir. Yüksek fırınlarda, çimento fırınlarında ve metal fırınlarında uygulama alanı bulmuştur. Hidrokarbon prosesinde katalizör olarak birçok krom bileşiği kullanılır. Krom(IV), ses ve video kasetlerinde kullanılan manyetik bantların üretiminde kullanılır.
Altı değerlikli krom veya krom(VI) toksik ve mutajenik bir madde olarak adlandırılır ve krom(IV) kanserojen özellikleriyle bilinir. Kromat tuzu da bazı kişilerde alerjik reaksiyonlara neden olur. Sağlık ve çevre kaygıları nedeniyle dünyanın çeşitli yerlerinde krom bileşiklerinin kullanımına bazı kısıtlamalar getirilmiştir.
Ve yağlar.
Bilim adamları kolesterol seviyelerinin etkilendiğini söylüyor krom. Öğe Biyojen olarak kabul edilir, yani sadece insanın değil tüm memelilerin vücudu için gereklidir.
Krom eksikliği nedeniyle büyümeleri yavaşlar ve kolesterol “sıçrayır”. Norm, bir kişinin toplam ağırlığından 6 miligram kromdur.
Maddenin iyonları vücudun tüm dokularında bulunur. Günde 9 mikrogram almalısınız.
Bunları deniz mahsullerinden, arpadan, pancardan, karaciğerden ve ördek etinden alabilirsiniz. Siz ürünleri satın alırken size kromun diğer amaçlarını ve özelliklerini anlatacağız.
Kromun özellikleri
Krom kimyasal bir elementtir metallerle ilgilidir. Maddenin rengi gümüş-mavidir.
Element 24. atom numarasına veya dedikleri gibi atom numarasına sahiptir.
Sayı, çekirdekteki proton sayısını gösterir. Yakınında dönen elektronlara gelince, onların özel bir özelliği var: düşmek.
Bu, bir veya iki parçacığın bir alt seviyeden diğerine geçebileceği anlamına gelir.
Sonuç olarak 24. element 3. alt seviyenin yarısını doldurabilmektedir. Kararlı bir elektronik konfigürasyon elde edilir.
Elektron başarısızlığı nadir görülen bir olgudur. Krom dışında akla gelenler belki de , ve .
24. madde gibi kimyasal olarak aktif değildirler. O zaman atom herkesle reaksiyona girebilecek kararlı bir duruma ulaşmaz.
Normal koşullar altında krom periyodik tablonun bir elementidir sadece "karıştırılabilir".
İkincisi, 24. maddenin antipodudur ve maksimum düzeyde aktiftir. Reaksiyon florür üretir krom.
Öğe, özellikler tartışılan, oksitlenmez, nemden ve refrakter malzemelerden korkmaz.
İkinci karakteristik, ısıtma sırasında mümkün olan reaksiyonları “geciktirir”. Böylece su buharı ile etkileşim ancak 600 santigrat derecede başlar.
Sonuç krom oksittir. ile de reaksiyon başlar ve 24. elementin nitrürünü verir.
600 derecede sülfit içeren çeşitli bileşiklerin oluşması da mümkündür.
Sıcaklık 2000°C'ye çıkarılırsa krom oksijenle temas ettiğinde tutuşacaktır. Yanmanın sonucu koyu yeşil bir oksit olacaktır.
Bu çökelti çözeltiler ve asitlerle kolayca reaksiyona girer. Etkileşimin sonucu krom klorür ve sülfürdür. 24. maddenin tüm bileşikleri kural olarak parlak renklidir.
Saf haliyle, temel krom elementi özellikleri– toksisite. Metal tozu akciğer dokusunu tahriş eder.
Dermatit yani alerjik hastalıklar ortaya çıkabilir. Buna göre vücut için krom normunu aşmamak daha iyidir.
Havadaki 24 numaralı elementin içeriğine ilişkin de bir standart bulunmaktadır. Metreküp atmosfer başına 0,0015 miligram olmalıdır. Standardın aşılması kirlilik olarak kabul edilir.
Krom metali yüksek bir yoğunluğa sahiptir - santimetre küp başına 7 gramdan fazla. Bu, maddenin oldukça ağır olduğu anlamına gelir.
Metal de oldukça yüksektir. Elektrolit sıcaklığına ve akım yoğunluğuna bağlıdır. Mantarlar ve küfler buna saygı duyuyor gibi görünüyor.
Ahşabı bir krom bileşimi ile emprenye ederseniz, mikroorganizmalar onu yok etmeye başlamayacaktır. İnşaatçılar bunu kullanıyor.
Ayrıca kromun refrakter bir metal olması nedeniyle işlenmiş ahşabın daha kötü yanmasından da memnunlar. Size başka nasıl ve nerede uygulanabileceğini daha ayrıntılı olarak anlatacağız.
Krom uygulaması
Krom bir alaşım elementidir eritme sırasında. Normal koşullar altında 24. metalin oksitlenmediğini veya paslanmadığını hatırlıyor musunuz?
Çeliklerin temeli. Bu tür özelliklere sahip olamaz. Bu nedenle korozyon direncini artıran krom eklenir.
Ayrıca 24. maddenin eklenmesi kritik soğuma hızı noktasını azaltır.
Eritme için silikonotermik krom kullanılır. Bu 24. elementin nikelle düetidir.
Kullanılan katkı maddeleri silikondur. Nikel sünekliğinden, krom ise oksidasyon direncinden ve sertliğinden sorumludur.
Krom ve s'yi birleştirin. Sonuç süper sert stellittir. Katkı maddeleri molibden ve.
Bileşim pahalıdır, ancak aşınma direncini arttırmak amacıyla makine parçalarının yüzeylenmesinde gereklidir. Stellite ayrıca çalışan makinelerin üzerine de püskürtülür.
Kural olarak, korozyona dayanıklı dekoratif kaplamalar kullanılır krom bileşikleri.
Renklerinin parlak aralığı kullanışlı oluyor. Metal-seramiklerde renge ihtiyaç duyulmaz bu nedenle toz krom kullanılır. Örneğin kronların alt katmanına dayanıklılık sağlamak için eklenir.
Krom formülü- bileşen. Bu gruptan bir mineraldir ancak olağan rengi yoktur.
Uvarovit bir taştır ve onu böyle yapan da kromdur. Kullanıldıkları bir sır değil.
Taşın yeşil çeşidi bir istisna değildir ve nadir olduğu için kırmızı olandan daha değerlidir. Ayrıca standart olanlara biraz kaynayacaktır.
Bu aynı zamanda bir artıdır çünkü mineral eklentilerin çizilmesi daha zordur. Taş, ışık oyununu artıran açılar oluşturularak kesilmiştir.
Krom madenciliği
Madenlerden krom çıkarmak karlı değildir. 24. elemente sahip olanların çoğu tamamen kullanılır.
Ayrıca krom içeriği kural olarak düşüktür. Bu madde temel olarak cevherlerden elde ediliyor.
Bunlardan biriyle bağlantılı chrome'u açıyoruz. Sibirya'da bulundu. 18. yüzyılda burada krokoit bulundu. Bu kırmızı kurşun cevheri.
Tabanı ikinci elementi kromdur. Lehmann adlı bir Alman kimyager bunu keşfetmeyi başardı.
Krokoitin keşfi sırasında deneyler yaptığı St. Petersburg'u ziyaret ediyordu. Şimdi 24. element, krom oksidin konsantre sulu çözeltilerinin elektrolizi ile elde ediliyor.
Sülfatın elektrolizi de mümkündür. Bunlar en saf olanı elde etmenin 2 yoludur krom. Molekül oksit veya sülfat, orijinal bileşiklerin ateşe verildiği bir potada yok edilir.
24. element ayrılır, geri kalanı cürufa gider. Geriye kalan tek şey kromu bir yay halinde eritmektir. En saf metal bu şekilde çıkarılır.
almanın başka yolları da var krom elementiörneğin oksitinin silikonla indirgenmesi.
Ancak bu yöntem, çok sayıda yabancı madde içeren metal üretir ve ayrıca elektrolizden daha pahalıdır.
Krom fiyatı
2016 yılında kromun maliyeti düşmeye devam ediyor. Ocak ayı ton başına 7.450 dolardan başladı.
Yaz ortasında 1.000 kilogram metal için yalnızca 7.100 konvansiyonel ünite talep ediliyor. Veriler Infogeo.ru tarafından sağlanmıştır.
Yani Rusya fiyatları dikkate alındı. Kromun küresel maliyeti ton başına neredeyse 9.000 dolara ulaştı.
En düşük yaz işareti Rusya'dakinden sadece 25 dolar kadar farklı.
Metalurji gibi endüstriyel sektörü düşünmüyorsak, kromun vücuda faydaları Eczanelerin tekliflerini inceleyebilirsiniz.
Yani 24. maddenin "Pikolinat" maliyeti yaklaşık 200 ruble. “Cartnitin Chrome Forte” için 320 ruble istiyorlar. Bu 30 tabletlik paketin fiyat etiketidir.
Turamin Krom aynı zamanda 24. elementin eksikliğini de telafi edebilir. Maliyeti 136 ruble.
Bu arada krom, uyuşturucuları, özellikle de esrarı tespit etmeye yönelik testlerin bir parçası. Bir testin maliyeti 40-45 ruble.
