Хром, хемиски елемент: опис, својства, формула и карактеристики

Хром е хемиски елемент со атомски број 24. Тоа е тврд, сјаен, сиво-челик метал кој добро се полира и не бледне. Се користи во легури, како што се нерѓосувачки челик и како слој. Човечкото тело бара мали количества тривалентен хром за метаболизмот на шеќер, но Cr (VI) е многу токсичен.

Различни соединенија на хром, како што се хром (III) оксид и оловни хромати, се светло обоени и се користат во бои и пигменти. Црвената боја на рубинот се должи на присуството на овој хемиски елемент. Некои супстанции, особено калиум и натриум дихромат , се оксиданти кои се користат за оксидирање на органски соединенија и (заедно со сулфурна киселина) за чистење лабораториски садови. Покрај тоа, хром оксид (VI) се користи во производството на магнетна лента.

Дискавери и етимологија

Историјата на откривањето на хемискиот елемент хром е како што следува. Во 1761 година Јохан Готлоб Леман најде во Уралските планини портокалово-црвен минерал и го нарече "Сибирски црвен олово". Иако погрешно се идентификува како соединение на олово со селен и железо, материјалот всушност водеше хромат со хемиската формула PbCrO ₄ . Денес е позната како минерална круна.

Во 1770 година, Питер Симон Палас го посети местото каде што Леман најде црвен оловен минерал, кој имаше многу корисни својства на пигмент во бои. Употребата на сибирското црвено олово како боја брзо се развива. Покрај тоа, светло жолта боја на Crocote стана мода.

Во 1797 година, Николас Луис Ваукелин доби примероци од црвена оловна руда. Со мешање на Крокот со хлороводородна киселина, тој добил CrO ₃ оксид. Хром како хемиски елемент беше изолиран во 1798 година. Воклен го добил со греење на оксидот со јаглен. Тој, исто така, беше во можност да открие траги од хром во скапоцени камења, како рубин и смарагд.

Во 1800-тите Кр беше главно користен во составот на бои и солариуми. Денес 85% од металот се користи во легури. Остатокот се користи во хемиската индустрија, производството на огноотпорни материјали и леарната индустрија.

Изговорот на хемискиот елемент хром одговара на грчкиот χρῶμα, што значи "боја", поради мноштвото соединенија на бои кои можат да се добијат од него.

Екстракција и производство

Елементот е направен од хромит (FeCr ₂ O ₄ ). Околу половина од оваа руда во светот е минирана во Јужна Африка. Покрај тоа, Казахстан, Индија и Турција се нејзините главни производители. Испитаните депозити на хромити се доволни, но географски се концентрирани во Казахстан и во јужна Африка.

Депозитите на мајчин метален хром се ретки, но тие се. На пример, таа е минирана во рудникот Удачана во Русија. Тоа е кимберлитна цевка, богата со дијаманти, а редуцирачката околина помогна да се формира чист хром и дијаманти.

За индустриското производство на метал, хромитните руди се третираат со стопена алкали (каустична сода, NaOH). Во исто време, се формира натриум хромат (Na ₂ CrO ₄ ), кој се намалува со јаглерод до Cr ₂ O ₃ оксид. Металот се добива со загревање на оксидот во присуство на алуминиум или силициум.

Во 2000 година, mined околу 15 милиони тони хромитна руда, која беше обработена во 4 милиони тони ферохромиум, 70% од легури на хром-железо, со приближна пазарна вредност од 2,5 милијарди долари.

Главни карактеристики

Карактеризација на хемискиот елемент на хром се должи на фактот дека станува збор за преоден метал од четвртиот период на периодниот систем и се наоѓа помеѓу ванадиум и манган. Вклучени во групата VI. Се топи на температура од 1907 ° C Во присуство на кислород, хром брзо формира тенок слој на оксид, кој го штити металот од понатамошна интеракција со кислород.

Како преоден елемент, реагира со супстанции во различни стапки. Така, формира соединенија во кои има различни степени на оксидација. Хром е хемиски елемент со основни состојби +2, +3 и +6, од кои +3 е најстабилна. Покрај тоа, во ретки случаи, состојбата +1, +4 и +5 се забележани. Соединенијата на хром во оксидационата состојба +6 се силни оксиданти.

Која боја е Хром? Хемискиот елемент му дава на анодизиран алуминиум рубин. Cr ₂ O ₃ , кој се користи за полирање на металот, исто така се користи како пигмент наречен "хром зеленчук". Нејзините соли го обојуваат стаклото во смарагд зелена боја. Хром е хемиски елемент чие присуство го прави рубин црвено. Затоа, се користи во производството на синтетички рубини.

Изотопи

Хром изотопи имаат атомска тежина од 43 до 67. Обично, овој хемиски елемент се состои од три стабилни форми: ⁵² Cr, ⁵³ Cr и ⁵⁴ Cr. Од нив, ⁵² Cr е најчесто (83,8% од вкупниот природен хром). Покрај тоа, се опишани 19 радиоизотопи, од кои најстабилните се ⁵⁰ Cr со полуживот над 1,8x10 ¹⁷ години. Во ⁵¹ Cr, полуживотот е 27,7 дена, а за сите други радиоактивни изотопи не надминува 24 часа, од кои повеќето трае помалку од една минута. Елементот, исто така, има две мета-состојби.

Изотопите на хром во земната кора, како по правило, ги придружуваат изотопите на манганот, кои наоѓаат примена во геологијата. ⁵³ Cr се формира во радиоактивното распаѓање ⁵³ Mn. Односот на Mn / Cr изотопи поддржува други информации за раната историја на сончевиот систем. Промените во ⁵³ Cr / ⁵² Cr и Mn / Cr односите од различни метеорити докажуваат дека новите атомски јадра биле создадени токму пред формирањето на сончевиот систем.

Хемиски елемент хром: својства, формула на соединенија

Хром (III) оксид Cr ₂ O ₃ , исто така познат како сексиоксид, е еден од четирите оксиди на овој хемиски елемент. Се добива од хромит. Зеленото соединение најчесто се нарекува "хром зелена боја" кога се користи како пигмент за емајл и стакло. Оксид може да се раствори во киселини, формирајќи соли, и во стопени алкали - хромити.

Калиум дихромат

K ₂ Cr ₂ O ₇ е моќен оксидатор и се дава предност како средство за чистење на лабораториски садови од органски материјали. За да го направите ова, користете го заситениот раствор во концентрирана сулфурна киселина. Понекогаш, сепак, се заменува со натриум дихромат, врз основа на повисоката растворливост на втората. Покрај тоа, може да го регулира процесот на оксидација на органски соединенија, конвертирање на примарен алкохол во алдехид, а потоа и на јаглероден диоксид.

Калиумовиот дихромат може да предизвика хром дерматитис. Хром веројатно е причина за сензибилизација што води кон развој на дерматитис, особено на рацете и подлактиците, што е хронично и тешко да се лекува. Како и другите соединенија на Cr (VI), калиумовиот дихромат е канцероген. Треба да се ракува со ракавици и со соодветна заштитна опрема.

Хромна киселина

Соединението има хипотетичка H ₂ CrO ₄ структура. Ниту хромични ниту дихромни киселини не се наоѓаат во природата, но нивните анјони се наоѓаат во разни супстанции. "Хромска киселина", која може да се најде на продажба, всушност е нејзиниот киселински анхидрид - триоксид CrO3.

Оловна хром (II)

PbCrO ₄ има жолта боја и е практично нерастворлив во вода. Поради оваа причина, тој нашол апликација како пигмент за боење наречен "жолти круни".

Cr и пентавалентна врска

Хром се одликува со неговата способност да формира пентавалентни врски. Соединението е создадено од Cr (I) и радикалот на јаглеводороди. Пет-валентна врска се формира помеѓу два атоми на хром. Неговата формула може да биде напишана како Ar-Cr-Cr-Ar, каде што Ar е специфична ароматична група.

Апликација

Chromium е хемиски елемент чии својства го обезбедија со различни апликации, од кои некои се наведени подолу.

Тој им дава метали на отпорност на корозија и сјајна површина. Затоа, хром е дел од легури како нерѓосувачки челик, кој се користи, на пример, во прибор за јадење. Исто така се користи за нанесување на обложување на хром.

Хром е катализатор за различни реакции. Од него се формираат форми за палење тули. Неговите соли се тен на кожата. Калиум дихромат се користи за оксидација на органски соединенија, како што се алкохоли и алдехиди, како и за чистење лабораториски прибор. Таа служи како средство за одредување на боење на ткаенини, а исто така се користи и за фотографирање и печатење на фотографии.

CrO ₃ се користи за производство на магнетни ленти (на пример, за аудио снимање), кои имаат подобри карактеристики од филмовите со железен оксид.

Улога во биологијата

Тривалентниот хром е хемиски елемент неопходен за метаболизмот на шеќерот во човечкото тело. Спротивно на тоа, хексавалентниот Cr е многу токсичен.

Мерки на претпазливост

Металните хроми и Cr (III) соединенијата генерално не се сметаат за опасни за здравјето, но супстанциите кои содржат Cr (VI) може да бидат токсични ако се ингестираат или инхалираат. Повеќето од овие супстанции се иритирачки за очите, кожата и мукозните мембрани. Кога се изложени на постојана експозиција, соединенијата на хром (VI) може да предизвикаат оштетување на очите ако не се лекуваат. Покрај тоа, таа е призната канцерогена. Леталната доза на овој хемиски елемент е околу половина кафена лажичка. Според препораките на Светската здравствена организација, максималната дозволена концентрација на Cr (VI) во вода за пиење е 0,05 mg за литар.

Бидејќи соединенијата на хром се користат во бои и за штавење на кожата, тие често се наоѓаат во почвата и подземната вода на напуштените индустриски објекти кои бараат чистење и обновување на животната средина. Групата која содржи Cr (VI) сеуште е широко употребувана во воздушната и автомобилската индустрија.

Својства на елементите

Главните физички својства на хром се како што следува:

• Атомски број: 24.
• Атомска тежина: 51,996.
• Точка на топење: 1890 ° C
• Точка на вриење: 2482 ° C
• Степен на оксидација: +2, +3, +6.
• Електронската конфигурација: [Ar] 3d ⁵ 4s ¹ .