Crom, element chimic: descriere, proprietăți, formulă și caracteristici

Cromul este un element chimic cu numărul atomic 24. Acesta este un metal din oțel dur, lucios, care lustruiește bine și nu se șterge. Folosit în aliaje, cum ar fi oțel inoxidabil, și ca o acoperire. Corpul uman necesită cantități mici de crom trivalent pentru metabolismul zahărului, dar Cr (VI) este foarte toxic.

Diverse compuși de crom, cum ar fi oxidul de crom (III) și cromatul de plumb, sunt colorați în culori vii și pigmenți. Culoarea roșie a unui rubin se datorează prezenței acestui element chimic. Unele substanțe, în special dicromat de potasiu și sodiu, sunt oxidanți utilizați pentru oxidarea compușilor organici și (împreună cu acidul sulfuric) pentru a curăța vasele de laborator. În plus, oxidul de crom (VI) este utilizat în fabricarea benzii magnetice.

Descoperire și etimologie

Istoria descoperirii elementului chimic crom este după cum urmează. În 1761, Johann Gottlob Lehmann a găsit în Munții Urală un mineral roșu portocaliu și la numit "plumb roșu siberian". Deși a fost în mod eronat identificat ca un compus de plumb cu seleniu și fier, materialul a fost, de fapt, cromat de plumb cu formula chimică PbCrO₄. Astăzi este cunoscută ca o coroană minerală.

În 1770, Peter Simon Pallas a vizitat locul în care Leman a găsit un mineral de plumb roșu care avea proprietăți foarte bune de pigment în vopsele. Utilizarea plumbului roșu siberian ca vopsea sa dezvoltat rapid. În plus, culoarea galben strălucitoare a crocotei a devenit la modă.

În 1797, Nicolas Louis Vauquelin a primit probe de minereu roșu de plumb. Prin amestecarea lui Crocote cu acid clorhidric, el a obținut CrO₃. Cromul ca element chimic a fost izolat în 1798. Voklen a primit-o încălzind oxidul cu cărbune. De asemenea, a reușit să detecteze urme de crom în pietre prețioase, cum ar fi rubin și smarald.

În anii 1800 Cr a fost utilizat în principal în compoziția vopselelor și sărurilor de bronzare. Astăzi 85% din metal este utilizat în aliaje. Restul este utilizat în industria chimică, producția de materiale refractare și industria turnătoriei.

Pronunția elementului chimic crom corespunde cu grecul chi-rho-a-alfa, ceea ce înseamnă "culoare", din cauza multor compuși colorați care pot fi obținuți din acesta.

Extracție și producție

Elementul este fabricat din cromit (FeCr₂O₄). Aproximativ jumătate din această minereu din lume este exploatată în Africa de Sud. În plus, Kazahstan, India și Turcia sunt principalii săi producători. Depozitele explorate de cromit sunt suficiente, dar din punct de vedere geografic, ele sunt concentrate în Kazahstan și în sudul Africii.

Depozitele de crom metalic nativ sunt rare, dar ele sunt. De exemplu, este exploatată la mina Udachnaya din Rusia. Este kimberlite țeavă, bogate în diamante, iar mediul reducător a contribuit la formarea cromului și a diamantelor pure.

Pentru producția industrială de metal, minereurile de cromit sunt tratate cu alcalii topite (soda caustică, NaOH). Aceasta produce cromat de sodiu (Na₂CrO₄), care este redus de carbon la oxidul de Cr₂O₃. Metalul este obținut prin încălzirea oxidului în prezența aluminiului sau a siliciului.

aproximativ 15 milioane de tone de minereu de cromit au fost produse în 2000 ani, care a fost transformat în 4 milioane de tone de ferocrom, 70% constă din aliaj de crom-fier, valoarea estimată de piață a fost de 2,5 $ miliarde.

Caracteristici principale

Caracteristica elementului chimic al cromului se datorează faptului că acesta este un metal de tranziție din a patra perioadă a mesei periodice și este situat între vanadiu și mangan. Inclus în grupul VI. Se topește la o temperatură de 1907 ° C În prezența oxigenului, cromul formează rapid un strat subțire de oxid, care protejează metalul de interacțiunea cu oxigenul.

Ca element de tranziție, reacționează cu substanțe în diferite rapoarte. Astfel, ea formează compuși în care aceasta este diferită gradul de oxidare. Cromul este un element chimic cu stările de la sol +2, +3 și +6, din care +3 este cel mai stabil. În plus, în cazuri rare, se observă stări +1, +4 și +5. Compușii de crom în stare de oxidare +6 sunt oxidanți puternici.

Ce culoare este cromul? Elementul chimic este atașat din aluminiu anodizat tenta rubinie. Cr₂O₃, folosit pentru lustruire metal, este, de asemenea, folosit ca un pigment numit "verde crom". Sărurile sale culoră sticla într-o culoare verde de smarald. Cromul este un element chimic a cărui prezență face roșu roșu. Prin urmare, este utilizat în producția de rubine sintetice.

izotopi

Izotopii cromului au greutatea atomică de la 43 la 67. De obicei, acest element chimic constă din trei forme stabile: ⁵²Cr, ⁵³Cr și ⁵⁴Cr. Dintre acestea, cele mai comune ⁵²Cr (83,8% din cromul natural total). În plus, au fost descrise 19 radioizotopi, dintre care cele mai stabile ⁵⁰Cr cu un timp de înjumătățire mai mare de 1,8x10¹⁷ ani. în ⁵¹Timpul de înjumătățire plasmatică pe termen lung este de 27,7 zile, iar în cazul tuturor izotopilor radioactivi nu depășește 24 de ore, iar în majoritatea cazurilor durează mai puțin de un minut. Elementul are de asemenea două meta-stări.

Izotopii cromului din scoarța pământului, ca regulă, însoțesc izotopii manganului, care se găsesc în geologie. ⁵³Cr se formează în timpul decăderii radioactive ⁵³Mn. Raportul izotopilor Mn / Cr sprijină alte informații despre istoricul timpuriu al sistemului solar. Modificări ale rapoartelor ⁵³Cr /⁵²Cr și Mn / Cr de la diferiți meteoriți demonstrează că nucleele atomice noi au fost create chiar înainte de formarea sistemului solar.

Elementul chimic crom: proprietăți, formula de compuși

Oxidul de crom (III) Cr₂O₃, cunoscută și sub denumirea de sesquioxid, este unul dintre cei patru oxizi ai acestui element chimic. Se obține din cromit. Un compus verde este denumit în mod obișnuit "verde crom" atunci când este utilizat ca pigment pentru vopsirea emailului și a sticlei. Oxidul se poate dizolva în acizi, formând săruri și în cromiți alcalini topiți.

Dicromat de potasiu

K₂Cr₂O₇ este un oxidant puternic și este preferat ca mijloc de curățare a ustensilelor de laborator din materiale organice. Pentru aceasta, soluția sa saturată este utilizată în acid sulfuric concentrat. Uneori, totuși, acesta este înlocuit cu dicromat de sodiu, pe baza solubilității superioare a acestuia din urmă. În plus, poate regla procesul de oxidare a compușilor organici, transformând alcoolul primar în aldehidă și apoi dioxidul de carbon.

Dicromatul de potasiu poate provoca dermatită de crom. Cromul este probabil cauza sensibilizării care duce la apariția dermatitei, în special a mâinilor și antebrațelor, care este cronică și dificil de vindecat. Ca și alți compuși ai Cr (VI), dicromatul de potasiu este carcinogen. Trebuie manipulată cu mănuși și echipament de protecție adecvat.

Acid cromic

Compusul are o structură ipotetică H₂CrO₄. Nici acizii cromici și dicromici nu se găsesc în natură, dar anionii lor se găsesc în diferite substanțe. "Acidul cromic", care poate fi găsit pe piață, este, de fapt, anhidrida acidă a acestuia - trioxid de CrO3₃.

Plumb crom (II)

PbCrO₄ Are o culoare galben strălucitoare și este practic insolubil în apă. Din acest motiv, el a găsit aplicarea ca pigment de colorare numit "coroane galbene".

Cr și legătură pentavalentă

Cromul se distinge prin capacitatea sa de a forma legaturi pentavalente. Compusul este creat de Cr (I) și radicalul hidrocarbonat. Se formează o legătură 5-valentă între doi atomi de crom. Formula lui poate fi scrisă ca Ar-Cr-Cr-Ar, unde Ar este un grup aromatic specific.

cerere

Cromul este un element chimic ale cărui proprietăți i-au oferit multe utilizări diferite, dintre care unele sunt enumerate mai jos.

Dă metale rezistenței la coroziune și o suprafață lucioasă. Prin urmare, cromul face parte din astfel de aliaje ca oțelul inoxidabil, utilizat, de exemplu, în tacâmuri. Este de asemenea utilizat pentru aplicarea acoperirii cromate.

Cromul este catalizatorul diferitelor reacții. Ea face mucegaiuri pentru coacerea cărămizilor. Sărurile lui îmbrăcau pielea. Dicromatul de potasiu este utilizat pentru oxidarea compușilor organici, cum ar fi alcoolii și aldehidele, precum și pentru curățarea ustensilelor de laborator. Acesta servește ca agent de fixare pentru vopsirea țesăturilor și se folosește și în fotografierea și imprimarea fotografiilor.

CrO₃ Se folosește pentru fabricarea benzilor magnetice (de exemplu, pentru înregistrarea audio), care au caracteristici mai bune decât filmele cu oxidul feric.

Rolul în biologie

Cromul trivalent este un element chimic necesar pentru metabolismul zahărului în corpul uman. În schimb, Cr hexavalent este foarte toxic.

măsuri de precauție

Compus de crom metalic Cr (III), nu sunt în general considerate a fi periculoase pentru sănătate, dar materialele care conțin Cr (VI), poate fi toxic dacă este ingerat sau inhalat. Majoritatea acestor substanțe sunt iritante pentru ochi, piele și mucoase. În cazul expunerii la o expunere persistentă, compușii cu crom (VI) pot provoca leziuni oculare dacă sunt lăsați netratate. În plus, este un cancerigen recunoscut. Doza letală a acestui element chimic este de aproximativ o jumătate de linguriță. Conform recomandărilor Organizației Mondiale a Sănătății, concentrația maximă admisibilă de Cr (VI) în apa de băut este de 0,05 mg per litru.

Deoarece compușii de crom sunt utilizați în vopsele și pentru bronzare piele, acestea sunt adesea găsite în sol și în apele subterane abandonate instalațiile industriale care necesită curățarea mediului și de recuperare. Primerul care conține Cr (VI), este încă utilizat pe scară largă în industria aerospațială și în industria automobilelor.

Elemente de proprietate

Principalele proprietăți fizice ale cromului sunt următoarele:

• Număr atomic: 24.
• Greutate atomică: 51,996.
• Punct de topire: 1890 ° C.
• Punct de fierbere: 2482 ° C.
• Grad de oxidare: +2, +3, +6.
• Configurația electronilor: [Ar] 3d⁵4s¹.