DEFINÍCIA

Chromium je dvadsiatym štvrtým prvkom periodickej tabuľky. Označenie - Cr z latinského "chróm". Nachádza sa vo štvrtom období, skupina VIB. Vzťahuje sa na kovy. Základný náboj je 24.

Chróm je obsiahnutý v zemskej kôre v množstve 0,02 % (hm.). V prírode sa vyskytuje najmä vo forme železa a chrómu FeO×Cr 2 O 3 .

Chróm je pevný lesklý kov (obr. 1), topiaci sa pri 1890 o C; jeho hustota je 7,19 g/cm3. Pri izbovej teplote je chróm odolný voči vode aj vzduchu. Zriedená kyselina sírová a chlorovodíková rozpúšťajú chróm a uvoľňujú vodík. V studenej koncentrovanej kyseline dusičnej je chróm nerozpustný a po spracovaní sa stáva pasívnym.

Ryža. 1. Chrome. Vzhľad.

Atómová a molekulová hmotnosť chrómu

DEFINÍCIA

Relatívna molekulová hmotnosť látky(M r) je číslo, ktoré ukazuje, koľkokrát je hmotnosť danej molekuly väčšia ako 1/12 hmotnosti atómu uhlíka a relatívna atómová hmotnosť prvku(A r) - koľkokrát je priemerná hmotnosť atómov chemického prvku väčšia ako 1/12 hmotnosti atómu uhlíka.

Keďže chróm existuje vo voľnom stave vo forme monoatomických molekúl Cr, hodnoty jeho atómových a molekulových hmotností sú rovnaké. Rovnajú sa 51,9962.

Izotopy chrómu

Je známe, že chróm sa v prírode môže vyskytovať vo forme štyroch stabilných izotopov 50Cr, 52Cr, 53Cr a 54Cr. Ich hmotnostné čísla sú 50, 52, 53 a 54. Jadro atómu izotopu chrómu 50 Cr obsahuje dvadsaťštyri protónov a dvadsaťšesť neutrónov a zvyšné izotopy sa od neho líšia len počtom neutrónov.

Existujú umelé izotopy chrómu s hmotnostnými číslami od 42 do 67, z ktorých najstabilnejší je 59 Cr s polčasom rozpadu 42,3 minúty, ako aj jeden jadrový izotop.

Chrómové ióny

Na vonkajšej energetickej úrovni atómu chrómu je šesť elektrónov, ktoré sú valenčné:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 .

V dôsledku chemickej interakcie sa chróm vzdáva svojich valenčných elektrónov, t.j. je ich donorom a mení sa na kladne nabitý ión:

Cr0-2e → Cr2+;

Cr0-3e → Cr3+;

Cr 0 -6e → Cr 6+.

Molekula a atóm chrómu

Vo voľnom stave existuje chróm vo forme monatomických molekúl Cr. Tu sú niektoré vlastnosti, ktoré charakterizujú atóm a molekulu chrómu:

Zliatiny chrómu

Kovový chróm sa používa na chrómovanie a tiež ako jedna z najdôležitejších zložiek legovaných ocelí. Zavedenie chrómu do ocele zvyšuje jej odolnosť proti korózii ako vo vodnom prostredí pri bežných teplotách, tak aj v plynoch pri zvýšených teplotách. Okrem toho majú chrómové ocele zvýšenú tvrdosť. Chróm je súčasťou nehrdzavejúcich kyselinovzdorných, žiaruvzdorných ocelí.

Príklady riešenia problémov

PRÍKLAD 1

PRÍKLAD 2

Cvičenie	Oxid chrómový (VI) s hmotnosťou 2 g sa rozpustil vo vode s hmotnosťou 500 g Vypočítajte hmotnostný zlomok kyseliny chrómovej H2Cr04 vo výslednom roztoku.
Riešenie	Napíšme reakčnú rovnicu na získanie kyseliny chrómovej z oxidu chromitého (VI): CrO3 + H20 \u003d H2CrO4. Nájdite hmotnosť roztoku: m roztok \u003d m (CrO3) + m (H20) \u003d 2 + 500 \u003d 502 g. n (Cr03) \u003d m (Cr03) / M (Cr03); n (CrO3) \u003d 2/100 \u003d 0,02 mol. Podľa reakčnej rovnice n(CrO 3) :n(H 2 CrO 4) = 1:1, potom n (CrO 3) \u003d n (H2CrO4) \u003d 0,02 mol. Potom sa hmotnosť kyseliny chrómovej bude rovnať (molárna hmotnosť - 118 g / mol): m (H2Cr04) \u003d n (H2Cr04) x M (H2Cr04); m (H2CrO4) \u003d 0,02 x 118 \u003d 2,36 g. Hmotnostný podiel kyseliny chrómovej v roztoku je: ω = msolute / mroztok × 100 %; ω (H2CrO4) \u003d m rozpustenej látky (H2CrO4) / m roztoku × 100 %; ω (H2CrO4) \u003d 2,36 / 502 × 100 % \u003d 0,47 %.
Odpoveď	Hmotnostný podiel kyseliny chrómovej je 0,47 %.

Chromium(lat. Cromium), Cr, chemický prvok skupiny VI Mendelejevovej periodickej sústavy, atómové číslo 24, atómová hmotnosť 51,996; oceľovo-modrý kov.

Prírodné stabilné izotopy: 50 Cr (4,31 %), 52 Cr (87,76 %), 53 Cr (9,55 %) a 54 Cr (2,38 %). Z umelých rádioaktívnych izotopov je najdôležitejší 51Cr (polčas rozpadu T ½ = 27,8 dňa), ktorý sa používa ako izotopový indikátor.

Odkaz na históriu. Chróm objavil v roku 1797 LN Vauquelin v minerále krokoit - prírodný chróman olovnatý РbCrО 4 . Chróm dostal svoj názov z gréckeho slova chroma - farba, farba (kvôli rozmanitosti farieb jeho zlúčenín). Nezávisle od Vauquelina objavil chróm v krokoite v roku 1798 nemecký vedec M. G. Klaproth.

Distribúcia chrómu v prírode. Priemerný obsah chrómu v zemskej kôre (clarke) je 8,3·10 -3%. Tento prvok je pravdepodobne viac charakteristický pre zemský plášť, keďže ultramafické horniny, o ktorých sa predpokladá, že sú svojím zložením najbližšie k zemskému plášťu, sú obohatené o chróm (2·10 -4%). Chróm tvorí masívne a rozšírené rudy v ultramafických horninách; je s nimi spojený vznik najväčších ložísk chrómu. V zásaditých horninách dosahuje obsah chrómu len 2 10 -2 %, v kyslých - 2,5 10 -3 %, v sedimentárnych horninách (pieskovcoch) - 3,5 10 -3 %, bridliciach - 9 10 -3 %. Chróm je pomerne slabý vodný migrant; Obsah chrómu v morskej vode je 0,00005 mg/l.

Vo všeobecnosti je chróm kov hlbokých zón Zeme; kamenné meteority (analógy plášťa) sú tiež obohatené o chróm (2,7·10 -1%). Je známych viac ako 20 minerálov chrómu. Priemyselný význam majú len chrómové spinely (do 54 % Cr); okrem toho je chróm obsiahnutý v množstve ďalších minerálov, ktoré často sprevádzajú chrómové rudy, ale samy o sebe nemajú žiadnu praktickú hodnotu (uvarovit, volkonskoit, kemerit, fuchsit).

Fyzikálne vlastnosti chrómu. Chróm je tvrdý, ťažký, žiaruvzdorný kov. Pure Chrome je plastový. Kryštalizuje v mriežke centrovanej na telo, a = 2,885 Á (20 °C); pri 1830 °C je možná transformácia na modifikáciu s plošne centrovanou mriežkou, a = 3,69 Á.

Atómový polomer 1,27 Á; iónové polomery Cr 2+ 0,83 Á, Cr 3+ 0,64 Á, Cr 6+ 0,52 Å. Hustota 7,19 g/cm3; tpl 1890 °C; t kip 2480 °C. Špecifická tepelná kapacita 0,461 kJ/(kg K) (25°C); tepelný koeficient lineárnej rozťažnosti 8,24 10 -6 (pri 20 °C); súčiniteľ tepelnej vodivosti 67 W/(m K) (20 °С); elektrický odpor 0,414 μm m (20 °C); tepelný koeficient elektrického odporu v rozsahu 20-600 °C je 3,01·10 -3. Chróm je antiferomagnetický, špecifická magnetická susceptibilita je 3,6·10 -6. Tvrdosť vysoko čistého chrómu podľa Brinella je 7-9 MN / m2 (70-90 kgf / cm2).

Chemické vlastnosti chrómu. Vonkajšia elektrónová konfigurácia atómu chrómu je 3d 5 4s 1 . V zlúčeninách zvyčajne vykazuje oxidačné stavy +2, +3, +6, spomedzi ktorých je najstabilnejší Cr 3+; sú známe jednotlivé zlúčeniny, v ktorých má chróm oxidačné stavy +1, +4, +5. Chróm je chemicky neaktívny. Za normálnych podmienok je odolný voči kyslíku a vlhkosti, ale spája sa s fluórom a vytvára CrF 3 . Nad 600 °C interaguje s vodnou parou za vzniku Cr 2 O 3; dusík - Cr2N, CrN; uhlík - Cr 23 C 6, Cr 7 C 3, Cr 3 C 2; šedá - Cr 2 S 3. Pri fúzii s bórom vytvára borid CrB, s kremíkom silicidy Cr 3 Si, Cr 2 Si 3, CrSi 2. Chróm tvorí zliatiny s mnohými kovmi. Interakcia s kyslíkom prebieha najskôr pomerne aktívne, potom sa prudko spomalí v dôsledku vytvorenia oxidového filmu na povrchu kovu. Pri 1200°C sa film rozpadne a oxidácia opäť rýchlo pokračuje. Chróm sa zapáli v kyslíku pri 2000 °C za vzniku tmavozeleného oxidu chromitého Cr 2 O 3 . Okrem oxidu (III) existujú ďalšie zlúčeniny s kyslíkom, ako je CrO, CrO3 získaný nepriamo. Chróm ľahko reaguje so zriedenými roztokmi kyseliny chlorovodíkovej a sírovej za vzniku chloridu a síranu chrómového a uvoľňuje vodík; aqua regia a kyselina dusičná pasivujú chróm.

So zvyšovaním stupňa oxidácie sa zvyšujú kyslé a oxidačné vlastnosti chrómu Deriváty Cr 2+ sú veľmi silné redukčné činidlá. Ión Cr 2+ vzniká v prvom stupni rozpúšťania chrómu v kyselinách alebo pri redukcii Cr 3+ v kyslom roztoku so zinkom. Hydrát dusnatý Cr(OH) 2 počas dehydratácie prechádza na Cr 2 O 3 . Zlúčeniny Cr 3+ sú na vzduchu stabilné. Môžu to byť redukčné aj oxidačné činidlá. Cr 3+ je možné redukovať v kyslom roztoku so zinkom na Cr 2+ alebo oxidovať v alkalickom roztoku na CrO 4 2- brómom a inými oxidačnými činidlami. Hydroxid Cr (OH) 3 (presnejšie Cr 2 O 3 nH 2 O) je amfotérna zlúčenina, ktorá tvorí soli s katiónom Cr 3+ alebo soli kyseliny chrómovej HCrO 2 - chromity (napríklad KC-O 2, NaCrO 2). Zlúčeniny Cr 6+: anhydrid chrómu CrO 3, kyseliny chrómové a ich soli, z ktorých najvýznamnejšie sú chrómany a dichrómany - silné oxidačné činidlá. Chróm tvorí veľké množstvo solí s kyselinami obsahujúcimi kyslík. Sú známe komplexné zlúčeniny chrómu; početné sú najmä komplexné zlúčeniny Cr 3+, v ktorých má chróm koordinačné číslo 6. Významný je počet zlúčenín peroxidu chrómu

Získajte Chrome. V závislosti od účelu použitia sa chróm získava v rôznych stupňoch čistoty. Surovinou sú zvyčajne chrómové spinely, ktoré sú obohatené a následne tavené potašom (alebo sódou) za prítomnosti vzdušného kyslíka. Pokiaľ ide o hlavnú zložku rúd obsahujúcich Cr3+, reakcia je nasledovná:

2FeCr204 + 4K2C03 + 3,502 \u003d 4K2Cr04 + Fe203 + 4CO2.

Vzniknutý chróman draselný K 2 CrO 4 sa vylúhuje horúcou vodou a pôsobením H 2 SO 4 sa mení na dvojchróman K 2 Cr 2 O 7. Ďalej pôsobením koncentrovaného roztoku H 2 SO 4 na K 2 Cr 2 O 7 sa získa anhydrid chrómu C 2 O 3 alebo zahrievaním K 2 Cr 2 O 7 so sírou - oxid chrómu (III) C 2 O 3.

Najčistejší chróm sa získava v priemyselných podmienkach buď elektrolýzou koncentrovaných vodných roztokov Cr03 alebo Cr203 obsahujúcich H2S04, alebo elektrolýzou síranu chromitého Cr2(S04)3. V tomto prípade sa chróm vyzráža na hliníkovej alebo nerezovej katóde. Úplné čistenie od nečistôt sa dosiahne úpravou chrómu vysoko čistým vodíkom pri vysokej teplote (1500-1700 °C).

Čistý chróm je možné získať aj elektrolýzou tavenín CrF3 alebo CrCl3 zmiešaných s fluoridmi sodnými, draselnými, vápenatými pri teplote asi 900 °C v argónovej atmosfére.

Chróm sa v malých množstvách získava redukciou Cr 2 O 3 hliníkom alebo kremíkom. Pri aluminotermickej metóde sa predhriata zmes Cr 2 O 3 a Al prášku alebo hoblín s prídavkom oxidačného činidla vloží do téglika, kde sa reakcia iniciuje zapálením zmesi Na 2 O 2 a Al až do vzniku téglika. je plnená chrómom a troskou. Chróm sa taví silikotermicky v oblúkových peciach. Čistota výsledného chrómu je určená obsahom nečistôt v Cr 2 O 3 a v Al alebo Si použitých na regeneráciu.

V priemysle sa vo veľkom vyrábajú zliatiny chrómu - ferochróm a silichróm.

Aplikácia Chromium. Použitie chrómu je založené na jeho tepelnej odolnosti, tvrdosti a odolnosti proti korózii. Chróm sa používa predovšetkým na tavenie chrómových ocelí. Alumino- a silikotermický chróm sa používa na tavenie nichrómu, nimonicu, iných zliatin niklu a stelitu.

Značné množstvo chrómu sa používa na dekoratívne nátery odolné voči korózii. Chrómový prášok sa široko používa pri výrobe kovokeramických výrobkov a materiálov na zváranie elektród. Chróm vo forme iónu Cr 3+ je prímesou v rubíne, ktorý sa používa ako drahokam a laserový materiál. Zlúčeniny chrómu sa používajú na leptanie látok počas farbenia. Niektoré soli chrómu sa používajú ako prísada do opaľovacích roztokov v kožiarskom priemysle; PbCrO 4, ZnCrO 4, SrCrO 4 - ako umelecké farby. Chromitovo-magnezitové žiaruvzdorné výrobky sa vyrábajú zo zmesi chromitu a magnezitu.

Zlúčeniny chrómu (najmä deriváty Cr 6 +) sú toxické.

Chróm v tele. Chróm je jedným z biogénnych prvkov, ktorý je neustále obsiahnutý v tkanivách rastlín a živočíchov. Priemerný obsah chrómu v rastlinách je 0,0005% (92-95% chrómu sa hromadí v koreňoch), u zvierat - od desať tisícin do desať milióntin percenta. V planktonických organizmoch je akumulačný koeficient chrómu enormný - 10 000-26 000. Vyššie rastliny neznášajú koncentrácie chrómu nad 3-10 -4 mol/l. V listoch je prítomný ako nízkomolekulárny komplex, ktorý nie je spojený so subcelulárnymi štruktúrami. U zvierat sa chróm podieľa na metabolizme lipidov, bielkovín (súčasť enzýmu trypsín), sacharidov (štrukturálna zložka glukózo-rezistentného faktora). Hlavným zdrojom chrómu v tele zvierat a ľudí je potrava. Zníženie obsahu chrómu v potravinách a krvi vedie k zníženiu rýchlosti rastu, zvýšeniu cholesterolu v krvi a zníženiu citlivosti periférnych tkanív na inzulín.

Pri ich výrobe dochádza k otravám chrómom a jeho zlúčeninami; v strojárstve (galvanické povlaky); metalurgia (legovacie prísady, zliatiny, žiaruvzdorné materiály); pri výrobe kože, farieb a pod. Toxicita zlúčenín chrómu závisí od ich chemickej štruktúry: dichrómany sú toxickejšie ako chrómany, zlúčeniny Cr (VI) sú toxickejšie ako zlúčeniny Cr (II), Cr (III). Počiatočné formy ochorenia sa prejavujú pocitom sucha a bolesti v nose, bolesťami hrdla, sťaženým dýchaním, kašľom a pod.; môžu zmiznúť po prerušení kontaktu s prehliadačom Chrome. Pri dlhodobom kontakte so zlúčeninami chrómu sa objavujú príznaky chronickej otravy: bolesť hlavy, slabosť, dyspepsia, strata hmotnosti a iné. Funkcie žalúdka, pečene a pankreasu sú narušené. Je možná bronchitída, bronchiálna astma, difúzna pneumoskleróza. Pri vystavení chrómu sa na koži môže vyvinúť dermatitída a ekzém. Podľa niektorých správ majú zlúčeniny chrómu, najmä Cr(III), karcinogénny účinok.

Položka č. 24. Jeden z najtvrdších kovov. Má vysokú chemickú odolnosť. Jeden z najdôležitejších kovov používaných pri výrobe legovaných ocelí. Väčšina zlúčenín chrómu má jasnú farbu a rôzne farby. Pre túto vlastnosť bol prvok nazvaný chróm, čo v gréčtine znamená „farba“.

Ako sa to našlo

Minerál obsahujúci chróm objavil neďaleko Jekaterinburgu v roku 1766 I.G. Lehmann a pomenovaný ako „sibírska červená olova“. Teraz sa tento minerál nazýva krokoit. Známe je aj jeho zloženie - РbCrО 4 . A naraz "sibírske červené olovo" vyvolalo medzi vedcami veľa kontroverzií. Tridsať rokov sa hádali o jeho zložení, až napokon v roku 1797 francúzsky chemik Louis Nicolas Vauquelin z neho izoloval kov, ktorý sa (mimochodom, po istých sporoch) nazýval chróm.

Krokoit upravený Vauquelinom s K2CO3 potašom: chróman olovnatý sa zmenil na chróman draselný. Potom sa pomocou kyseliny chlorovodíkovej premenil chróman draselný na oxid chrómu a vodu (kyselina chrómová existuje len v zriedených roztokoch). Zahrievaním zeleného prášku oxidu chrómového v grafitovom tégliku s uhlím získal Vauquelin nový žiaruvzdorný kov.

Parížska akadémia vied v celej svojej podobe bola svedkom objavu. Ale s najväčšou pravdepodobnosťou Vauquelin nevybral elementárny chróm, ale jeho karbidy. Dokazuje to ihličkovitý tvar svetlosivých kryštálov získaných Vauquelinom.

Názov "chróm" navrhli Vauquelinovi priatelia, ale nepáčilo sa mu - kov sa nelíšil v špeciálnej farbe. Priatelia však dokázali presvedčiť chemika, odvolávajúc sa na skutočnosť, že dobré farby možno získať z pestrofarebných zlúčenín chrómu. (Mimochodom, práve vo Vauquelinových prácach bola prvýkrát vysvetlená smaragdová farba niektorých prírodných kremičitanov berýlia a hliníka; ako Vauquelin zistil, boli zafarbené nečistotami zlúčenín chrómu.) A tento názov bol ustanovený pre nové prvok.

Mimochodom, slabika „chróm“, presne v zmysle „farebný“, je zahrnutá v mnohých vedeckých, technických a dokonca aj hudobných pojmoch. Široko známe fotografické filmy sú "izopanchróm", "panchróm" a "ortochróm". Slovo „chromozóm“ v gréčtine znamená „telo, ktoré je zafarbené“. Existuje „chromatická“ stupnica (v hudbe) a existuje harmonická „hromka“.

Kde sa nachádza

V zemskej kôre je pomerne veľa chrómu – 0,02 %. Hlavným minerálom, z ktorého priemysel získava chróm, je chróm spinel rôzneho zloženia so všeobecným vzorcom (Mg, Fe) O · (Cr, Al, Fe) 2 O 3 . Chrómová ruda sa nazýva chromity alebo chrómová železná ruda (pretože takmer vždy obsahuje železo). Na mnohých miestach sú ložiská chrómových rúd. Naša krajina má obrovské zásoby chromitov. Jedno z najväčších ložísk sa nachádza v Kazachstane, v regióne Aktyubinsk; bola objavená v roku 1936. Značné zásoby chrómových rúd sú aj na Urale.

Na tavenie ferochrómu sa väčšinou používajú chromity. Je to jedna z najdôležitejších ferozliatin* a absolútne nevyhnutná pre sériovú výrobu legovaných ocelí.

* Ferozliatiny - zliatiny železa s inými prvkami používanými v hlavnom obrade na legovanie a dezoxidovanie ocele. Ferochróm obsahuje najmenej 60 % Cr.

Cárske Rusko takmer nevyrábalo ferozliatiny. Niekoľko vysokých pecí južných závodov tavilo nízkopercentné (na legovanie kovov) ferosilícia a feromangán. Navyše, v roku 1910 bola na rieke Satka, ktorá tečie v južnom Uralu, postavená malá továreň, ktorá tavila malé množstvá feromangánu a ferochrómu.

Mladá sovietska krajina v prvých rokoch vývoja musela dovážať ferozliatiny zo zahraničia. Takáto závislosť od kapitalistických krajín bola neprijateľná. Už v roku 1927 ... 1928. začala výstavba sovietskych ferozliatinových závodov. Koncom roku 1930 bola v Čeľabinsku postavená prvá veľká ferozliatinová pec a v roku 1931 bol uvedený do prevádzky Čeľabinský závod, prvorodený ferozliatinový priemysel ZSSR. V roku 1933 boli spustené ďalšie dva závody - v Záporoží a Zestaponi. To umožnilo zastaviť dovoz ferozliatin. Len za pár rokov bola v Sovietskom zväze zorganizovaná výroba mnohých druhov špeciálnych ocelí - guľôčkových, žiaruvzdorných, nerezových, automobilových, rýchlorezných... Všetky tieto ocele obsahujú chróm.

Na 17. kongrese strany ľudový komisár pre ťažký priemysel Sergo Ordzhonikidze povedal: „... keby sme nemali vysokokvalitné ocele, nemali by sme automobilový priemysel. Náklady na vysokokvalitné ocele, ktoré v súčasnosti používame, sa odhadujú na viac ako 400 miliónov rubľov. Ak by bolo potrebné dovážať, bolo by to 400 miliónov rubľov. každý rok, do pekla, by si bol v otroctve kapitalistov...“

Závod na základe poľa Aktobe bol postavený neskôr, počas Veľkej vlasteneckej vojny. Prvú tavbu ferochrómu dal 20. januára 1943. Na výstavbe závodu sa podieľali pracovníci mesta Aktobe. Budova bola vyhlásená za ľudovú. Ferochróm nového závodu sa používal na výrobu kovu pre tanky a kanóny, pre potreby frontu.

Prešli roky. Teraz je Aktobe Ferroalloy Plant najväčším podnikom vyrábajúcim ferochróm všetkých druhov. V závode vyrástli vysokokvalifikované národné kádre hutníkov. Závod a chromitové bane z roka na rok zvyšujú svoju kapacitu a poskytujú našej železnej metalurgii kvalitný ferochróm.

Naša krajina má unikátne ložisko prírodne legovaných železných rúd bohatých na chróm a nikel. Nachádza sa v Orenburgských stepiach. Na základe tohto ložiska bol vybudovaný a funguje hutnícky závod Orsk-Khalilovsky. Vo vysokých peciach závodu sa taví prírodne legovaná liatina, ktorá má vysokú tepelnú odolnosť. Čiastočne sa používa vo forme odlievania, ale väčšina sa posiela na spracovanie na niklovú oceľ; chróm vyhorí pri tavení ocele z liatiny.

Veľké zásoby chromitov má Kuba, Juhoslávia, mnohé krajiny Ázie a Afriky.

Ako to získať

Chromit sa používa najmä v troch odvetviach: metalurgia, chémia a výroba žiaruvzdorných materiálov a hutníctvo spotrebuje asi dve tretiny všetkého chromitu.

Oceľ legovaná chrómom má zvýšenú pevnosť, odolnosť proti korózii v agresívnom a oxidačnom prostredí.

Získanie čistého chrómu je drahý a časovo náročný proces. Preto sa na legovanie ocele používa najmä ferochróm, ktorý sa získava v elektrických oblúkových peciach priamo z chromitu. Redukčným činidlom je koks. Obsah oxidu chrómu v chromite by nemal byť nižší ako 48 % a pomer Cr:Fe by nemal byť nižší ako 3:1.

Ferochróm získaný v elektrickej peci zvyčajne obsahuje až 80% chrómu a 4 ... 7% uhlíka (zvyšok je železo).

Ale na legovanie mnohých vysokokvalitných ocelí je potrebný ferochróm, ktorý obsahuje málo uhlíka (dôvody sú uvedené nižšie v kapitole „Chróm v zliatinách“). Preto je časť vysokouhlíkového ferochrómu podrobená špeciálnej úprave, aby sa v nej znížil obsah uhlíka na desatiny a stotiny percenta.

Z chromitu sa získava aj elementárny, kovový chróm. Výroba komerčne čistého chrómu (97...99%) je založená na aluminotermickej metóde, ktorú objavil už v roku 1865 slávny ruský chemik N.N. Beketov. Podstatou metódy je redukcia oxidov hliníka, reakcia je sprevádzaná výrazným uvoľňovaním tepla.

Najprv však musíte získať čistý oxid chrómu Cr 2 O 3. Na tento účel sa jemne mletý chromit zmieša so sódou a do tejto zmesi sa pridá vápenec alebo oxid železa. Celá hmota sa vypáli a vytvorí sa chróman sodný:

2Cr203 + 4Na2C03 + 302 → 4Na2Cr04 + 4CO2.

Potom sa chróman sodný vylúhuje z kalcinovanej hmoty vodou; lúh sa prefiltruje, odparí a spracuje s kyselinou. Výsledkom je dichróman sodný Na2Cr207. Jeho redukciou sírou alebo uhlíkom pri zahrievaní sa získa zelený oxid chrómu.

Kovový chróm možno získať zmiešaním čistého oxidu chrómu s hliníkovým práškom, zahriatím tejto zmesi v tégliku na 500 ... 600 ° C a zapálením peroxidom bárnatého Hliník odoberá oxidu chrómu kyslík. Táto reakcia Cr 2 O 3 + 2Al → Al 2 O 3 + 2Cr je základom priemyselnej (aluminotermickej) metódy získavania chrómu, aj keď, samozrejme, továrenská technológia je oveľa komplikovanejšia. Chróm získaný aluminotermicky obsahuje desatiny percent hliníka a železa a stotiny percent kremíka, uhlíka a síry.

Používa sa aj silikotermická metóda na získanie komerčne čistého chrómu. V tomto prípade je oxid chrómu redukovaný kremíkom podľa reakcie 2Cr 2 O 3 + 3Si → 3SiO 2 + 4Cr.

Táto reakcia prebieha v oblúkových peciach. Na viazanie oxidu kremičitého sa do zmesi pridáva vápenec. Čistota silikotermického chrómu je približne rovnaká ako u aluminotermického chrómu, aj keď, samozrejme, obsah kremíka v ňom je o niečo vyšší a hliníka je o niečo nižší. Na získanie chrómu skúšali použiť iné redukčné činidlá – uhlík, vodík, horčík. Tieto metódy však nie sú široko používané.

Vysoko čistý chróm (asi 99,8 %) sa vyrába elektrolyticky.

Komerčne čistý a elektrolytický chróm sa používa najmä na výrobu zložitých zliatin chrómu.

Konštanty a vlastnosti chrómu

Atómová hmotnosť chrómu je 51,996. V periodickej tabuľke mu patrí miesto v šiestej skupine. Jeho najbližšími susedmi a analógmi sú molybdén a volfrám. Je charakteristické, že susedia chrómu, ako aj samotný chróm, sa široko používajú na legovanie ocelí.

Teplota topenia chrómu závisí od jeho čistoty. Mnoho výskumníkov sa to pokúsilo určiť a získali hodnoty od 1513 do 1920 °C. Takýto veľký „rozptyl“ je spôsobený predovšetkým množstvom a zložením nečistôt obsiahnutých v chróme. Teraz sa verí, že chróm sa topí pri teplote asi 1875 °C. Teplota varu 2199°C. Hustota chrómu je menšia ako hustota železa; rovná sa 7,19.

Z hľadiska chemických vlastností je chróm blízky molybdénu a volfrámu. Jeho najvyšší oxid CrO 3 je kyslý, je to anhydrid chrómu H 2 CrO 4. Minerál krokoit, z ktorého sme sa začali zoznamovať s prvkom č.24, je soľou tejto kyseliny. Okrem kyseliny chrómovej je známa kyselina dichrómová H 2 Cr 2 O 7, jej soli, bichromáty, majú široké využitie v chémii. Najbežnejším oxidom chrómu Cr 2 O 3 je amfoterén. Vo všeobecnosti môže chróm za rôznych podmienok vykazovať valencie od 2 do 6. Široko používané sú len zlúčeniny troj- a šesťmocného chrómu.

Chróm má všetky vlastnosti kovu - dobre vedie teplo a elektrický prúd, má charakteristický kovový lesk. Hlavnou vlastnosťou chrómu je jeho odolnosť voči kyselinám a kyslíku.

Pre tých, ktorí sa neustále zaoberajú chrómom, sa stala synonymom ďalšia z jeho vlastností: pri teplote okolo 37 ° C sa niektoré fyzikálne vlastnosti tohto kovu menia náhle, náhle. Pri tejto teplote je výrazné maximum vnútorného trenia a minimálny modul pružnosti. Elektrický odpor, koeficient lineárnej rozťažnosti a termoelektromotorická sila sa menia takmer rovnako prudko.

Vedci musia túto anomáliu ešte vysvetliť.

Sú známe štyri prírodné izotopy chrómu. Ich hmotnostné čísla sú 50, 52, 53 a 54. Podiel najbežnejšieho izotopu 52 Cr je asi 84 %.

Chróm v zliatinách

Asi by bolo neprirodzené, keby sa príbeh o použití chrómu a jeho zlúčenín nezačal oceľou, ale niečím iným. Chróm je jedným z najdôležitejších legujúcich prvkov používaných v železiarskom a oceliarskom priemysle. Prídavok chrómu do bežných ocelí (do 5 % Cr) zlepšuje ich fyzikálne vlastnosti a robí kov náchylnejší na tepelné spracovanie. Chróm je legovaný pružinovými, pružinovými, nástrojovými, matricovými a guľôčkovými oceľami. V nich (okrem ocelí na guľôčkové ložiská) je prítomný chróm spolu s mangánom, molybdénom, niklom, vanádom. A ocele s guľôčkovými ložiskami obsahujú iba chróm (asi 1,5 %) a uhlík (asi 1 %). Ten tvorí s karbidmi chrómu mimoriadnej tvrdosti: Cr 3 C. Cr 7 C 3 a Cr 23 C 6 . Poskytujú oceľovým guličkovým ložiskám vysokú odolnosť proti opotrebovaniu.

Ak sa obsah chrómu v oceli zvýši na 10 % alebo viac, oceľ sa stáva odolnejšou voči oxidácii a korózii, ale tu vstupuje do hry faktor, ktorý možno nazvať obmedzením uhlíka. Schopnosť uhlíka viazať veľké množstvo chrómu vedie k ochudobneniu ocele o tento prvok. Hutníci preto čelia dileme: ak chcete získať odolnosť proti korózii, znížte obsah uhlíka a stratte odolnosť proti opotrebovaniu a tvrdosť.

Najbežnejšia trieda nehrdzavejúcej ocele obsahuje 18% chrómu a 8% niklu. Obsah uhlíka v ňom je veľmi nízky - do 0,1%. Nerezové ocele dobre odolávajú korózii a oxidácii a zachovávajú si svoju pevnosť pri vysokých teplotách. Z plechov takejto ocele vzniklo súsošie od V.I. Mukhina „Worker and Collective Farm Woman“, ktorá je inštalovaná v Moskve pri severnom vchode na Výstavu úspechov národného hospodárstva. Nerezové ocele sú široko používané v chemickom a ropnom priemysle.

Ocele s vysokým obsahom chrómu (obsahujúce 25...30% Cr) sú obzvlášť odolné voči oxidácii pri vysokých teplotách. Používajú sa na výrobu dielov pre vykurovacie pece.

Teraz pár slov o zliatinách na báze chrómu. Ide o zliatiny obsahujúce viac ako 50 % chrómu. Majú veľmi vysokú tepelnú odolnosť. Majú však veľmi veľkú nevýhodu, ktorá neguje všetky výhody: tieto zliatiny sú veľmi citlivé na povrchové chyby: stačí škrabanec, mikrotrhlina a výrobok sa pri zaťažení rýchlo zrúti. U väčšiny zliatin sú takéto nedostatky odstránené termomechanickou úpravou, ale zliatiny na báze chrómu sa týmto spôsobom upravovať nedajú. Navyše sú pri izbovej teplote príliš krehké, čo tiež obmedzuje ich aplikáciu.

Cennejšie zliatiny chrómu s niklom (často sa zavádzajú ako legovacie prísady a iné prvky). Najbežnejšie zliatiny tejto skupiny - nichróm obsahujú až 20% chrómu (zvyšok je nikel) a používajú sa na výrobu vykurovacích telies. Nichrómy majú pre kovy veľký elektrický odpor, pri prechode prúdu sa veľmi zahrievajú.

Prídavok molybdénu a kobaltu do chrómniklových zliatin umožňuje získať materiály s vysokou tepelnou odolnosťou a schopnosťou odolávať veľkému zaťaženiu pri 650...900°C. Z týchto zliatin sa vyrábajú napríklad lopatky plynových turbín.

Tepelnú odolnosť majú aj chróm-kobaltové zliatiny s obsahom 25 ... 30 % chrómu. Priemysel tiež používa chróm ako materiál na antikorózne a dekoratívne nátery.

...a ďalšie súvislosti

Hlavná chrómová ruda, chromit, sa používa aj pri výrobe žiaruvzdorných materiálov. Magnezit-chromitové tehly sú chemicky pasívne a tepelne odolné, znesú opakované prudké zmeny teplôt. Preto sa používajú pri konštrukcii oblúkov pecí s otvoreným ohniskom. Odolnosť magnezit-chromitových klenieb je 2...3 krát väčšia ako odolnosť klenieb Dinas*.

* Dinas je kyslá žiaruvzdorná tehla obsahujúca najmenej 93 % oxidu kremičitého. Požiarna odolnosť Dinas je 1680...1730°C. V 14. zväzku Veľkej sovietskej encyklopédie (2. vydanie), vydanej v roku 1952, sa dynas nazýva nepostrádateľným materiálom pre oblúky otvorených pecí. Toto tvrdenie by sa malo považovať za zastarané, hoci dinas je stále široko používaný ako žiaruvzdorný materiál.

Chemici získavajú najmä dvojchrómany draslík a sodík z chromitu K 2 Cr 2 O 7 a Na 2 Cr 2 O 7 .

Frómany a chrómové kamence KCr(SO 4); používa sa na činenie kože. Odtiaľ pochádza názov „chrómové“ čižmy. Kožené. opálený zlúčeninami chrómu, má krásny lesk, je odolný a ľahko sa používa.

Z chrómanu olovnatého РbCrО 4 . vyrábať rôzne farbivá. Roztok dvojchrómanu sodného sa používa na čistenie a morenie povrchu oceľového drôtu pred galvanizáciou a tiež na leštenie mosadze. Chromit a iné zlúčeniny chrómu sa široko používajú ako farbivá na keramické glazúry a sklo.

Nakoniec sa kyselina chrómová získava z dvojchrómanu sodného, ​​ktorý sa používa ako elektrolyt pri chrómovaní kovových častí.

Čo bude ďalej?

Chróm si zachová svoj význam ako legujúci prísada do ocele a ako materiál pre kovové povlaky aj v budúcnosti; zlúčeniny chrómu používané v chemickom a žiaruvzdornom priemysle nestratia svoju hodnotu.

Pri zliatinách na báze chrómu je situácia oveľa komplikovanejšia. Veľká krehkosť a výnimočná zložitosť obrábania zatiaľ neumožňujú široké využitie týchto zliatin, hoci tepelnou odolnosťou a odolnosťou proti opotrebovaniu môžu konkurovať akýmkoľvek materiálom. V posledných rokoch sa objavil nový smer vo výrobe zliatin obsahujúcich chróm - ich legovanie dusíkom. Tento plyn, ktorý je zvyčajne v hutníctve škodlivý, tvorí s nitridmi chrómu silné zlúčeniny. Nitridácia chrómových ocelí zvyšuje ich odolnosť proti opotrebeniu a znižuje obsah deficitného niklu v "nehrdzavejúcich oceliach". Možno táto metóda prekoná aj „obrobiteľnosť“ zliatin na báze chrómu? Alebo tu prídu na pomoc iné, zatiaľ neznáme metódy? Tak či onak si treba myslieť, že v budúcnosti tieto zliatiny zaujmú svoje právoplatné miesto medzi materiálmi potrebnými pre technológiu.

Tri alebo šesť?

Pretože chróm dobre odoláva oxidácii vzduchu a kyselinám, často sa nanáša na povrch iných materiálov, aby ich chránil pred koróziou. Spôsob aplikácie je už dlho známy - ide o elektrolytickú depozíciu. Pri vývoji procesu elektrolytického chrómovania sa však najskôr vyskytli neočakávané ťažkosti.

Je známe, že konvenčné galvanické pokovovanie sa aplikuje pomocou elektrolytov, v ktorých má ión aplikovaného prvku kladný náboj. S chrómom to nefungovalo: povlaky sa ukázali ako porézne a ľahko sa odlupovali.

Už takmer trištvrte storočia sa vedci zaoberajú problémom chrómovania a až v 20. rokoch nášho storočia prišli na to, že elektrolyt chrómového kúpeľa by nemal obsahovať trojmocný chróm, ale kyselinu chrómovú, t.j. šesťmocný chróm. Pri priemyselnom chrómovaní sa do kúpeľa pridávajú soli kyseliny sírovej a fluorovodíkovej; radikály voľných kyselín katalyzujú proces galvanického ukladania chrómu.

Vedci zatiaľ nedospeli ku konsenzu o mechanizme ukladania šesťmocného chrómu na katóde galvanického kúpeľa. Existuje predpoklad, že šesťmocný chróm prechádza najprv na trojmocný a potom sa redukuje na kov. Väčšina odborníkov však súhlasí s tým, že chróm na katóde sa okamžite obnoví zo šesťmocného stavu. Niektorí vedci sa domnievajú, že v tomto procese sa podieľa atómový vodík, iní, že šesťmocný chróm jednoducho získa šesť elektrónov.

Dekoratívne a pevné

Chrómové povlaky sú dvoch typov: dekoratívne a tvrdé. Častejšie sa musíte zaoberať ozdobnými: na hodinkách, kľučkách dverí a iných predmetoch. Tu je vrstva chrómu nanesená na vrchu iného kovu, najčastejšie niklu alebo medi. Oceľ je touto podvrstvou chránená pred koróziou a tenká (0,0002 ... 0,0005 mm) vrstva chrómu dodáva produktu formálny vzhľad.

Pevné povrchy sú konštruované inak. Chróm sa na oceľ nanáša v oveľa hrubšej vrstve (do 0,1 mm), ale bez podvrstiev. Takéto povlaky zvyšujú tvrdosť a odolnosť ocele proti opotrebeniu, ako aj znižujú koeficient trenia.

Chrómovanie bez elektrolytu

Existuje aj iný spôsob nanášania chrómových náterov - difúzia. Tento proces neprebieha v galvanických kúpeľoch, ale v peciach.

Oceľová časť je vložená do práškového chrómu a zahrievaná v redukčnej atmosfére. V priebehu 4 hodín pri teplote 1300°C sa na povrchu dielca vytvorí vrstva obohatená chrómom o hrúbke 0,08 mm. Tvrdosť a odolnosť proti korózii tejto vrstvy je oveľa väčšia ako tvrdosť ocele v hmote dielu. Ale táto zdanlivo jednoduchá metóda sa musela opakovane zlepšovať. Na povrchu ocele sa tvorili karbidy chrómu, ktoré bránili difúzii chrómu do ocele. Chrómový prášok sa navyše speká pri teplote okolo tisíc stupňov. Aby sa tak nestalo, primiešava sa do nej neutrálny žiaruvzdorný prášok. Pokusy nahradiť chrómový prášok zmesou oxidu chrómového a dreveného uhlia nepriniesli pozitívne výsledky.

Dôležitejším návrhom bolo použiť jeho prchavé halogenidové soli, ako je CrCl2, ako nosič pre chróm. Horúci plyn umýva chrómovaný produkt a dochádza k nasledujúcej reakcii:

CrCl 2 + Fe ↔ FeCl 2 + Cr.

Použitie prchavých halogenidových solí umožnilo znížiť teplotu pokovovania chrómom.

Chlorid chrómu (alebo jodid) sa zvyčajne získava v samotnom zariadení na pokovovanie chrómom prechodom pár zodpovedajúcej halogenovodíkovej kyseliny cez práškový chróm alebo ferochróm. Výsledný plynný chlorid umýva pochrómovaný produkt.

Proces trvá dlho - niekoľko hodín. Takto nanesená vrstva je oveľa silnejšie spojená so základným materiálom ako galvanicky nanesená.

Všetko to začalo umývaním riadu...

V každom analytickom laboratóriu je veľká fľaša s tmavou tekutinou. Ide o „zmes chrómu“ – zmes nasýteného roztoku dvojchrómanu draselného s koncentrovanou kyselinou sírovou. Prečo je potrebná?

Na prstoch človeka je vždy mastná kontaminácia, ktorá sa ľahko prenáša na sklo. Práve tieto usadeniny má zmes chrómu zmyť. Okysličuje tuk a odstraňuje jeho zvyšky. Ale s touto látkou sa musí zaobchádzať opatrne. Pár kvapiek chrómovej zmesi, ktorá padla na oblek, ho môže premeniť na akési sito: v zmesi sú dve látky a obe sú „lupiči“ – silná kyselina a silné oxidačné činidlo.

Chróm a drevo

Ani v tejto dobe skla, hliníka, betónu a plastov nemožno neuznať drevo ako výborný stavebný materiál. Jeho hlavnou výhodou je ľahké spracovanie a jeho hlavnými nevýhodami je nebezpečenstvo požiaru, náchylnosť na zničenie hubami, baktériami a hmyzom. Drevo môže byť odolnejšie impregnáciou špeciálnymi roztokmi, ktoré nevyhnutne zahŕňajú chrómany a bichromáty plus chlorid zinočnatý, síran meďnatý, arzeničnan sodný a niektoré ďalšie látky. Impregnácia značne zvyšuje odolnosť dreva voči pôsobeniu húb, hmyzu, plameňov.

Pri pohľade na kresbu

Ilustrácie v tlačených publikáciách sú vyrobené z klišé - kovových platní, na ktorých je tento vzor (alebo skôr jeho zrkadlový obraz) vyrytý chemicky alebo ručne. Pred vynálezom fotografie sa klišé rylo iba ručne; je to prácna práca, ktorá si vyžaduje veľkú zručnosť.

Ale v roku 1839 došlo k objavu, ktorý sa zdalo, že nemá nič spoločné s tlačou. Zistilo sa, že papier impregnovaný dvojchrómanom sodným alebo draselným po nasvietení jasným svetlom zrazu zhnedne. Potom sa ukázalo, že bichromátové povlaky na papieri sa po expozícii nerozpúšťajú vo vode, ale po navlhčení získajú modrastý odtieň. Túto vlastnosť využívali tlačiarne. Požadovaný vzor bol odfotografovaný na platni s koloidným povlakom obsahujúcim bichromát. Osvetlené miesta sa pri umývaní nerozpustili, ale neodkryté sa rozpustili a na platni zostal vzor, ​​z ktorého sa dalo tlačiť.

Teraz sa v tlači používajú iné fotosenzitívne materiály, používanie bichromátových gélov klesá. Ale nezabudnite, že chróm pomohol "priekopníkom" fotomechanickej metódy v tlači.

Popis

Chróm ako chemický prvok je modro-biela tuhá kovová látka (viď foto). Pri vystavení vzduchu neoxiduje. Niekedy sa označuje ako black metal. Svoje meno si vyslúžil vďaka rôznym farebným kombináciám svojich zlúčenín a pochádza z gréckeho slova chroma – farba. Zaujímavosťou je, že slabika „chróm“ sa používa v mnohých oblastiach života. Napríklad slovo "chromozóm" (z gréčtiny) - "telo, ktoré je namaľované."

Objav tohto prvku spadá do roku 1797 a patrí L.N. Vauquelin. Objavil ho v minerále krokoit.

Veľká prírodná zásoba chrómu sa nachádza v zemskej kôre, čo sa nedá povedať o morskej vode. Krajiny, ktoré majú tieto zásoby sú Juhoafrická republika, Zimbabwe, USA, Turecko, Madagaskar a ďalšie. Biogénne zlúčeniny tohto mikroelementu sú súčasťou tkanív rastlín a živočíchov, s väčším obsahom u živočíchov.

Dôležitý účinok chrómu na ľudský organizmus bol stanovený po experimente na potkanoch koncom 50. rokov minulého storočia. Dvaja vedci, Schwartz a Merz, experimentovali s kŕmením potkanov stravou chudobnou na chróm, čo viedlo k tomu, že sa u zvierat vyvinula intolerancia na cukor, no po pridaní do stravy tieto príznaky zmizli.

Pôsobenie chrómu a jeho úloha v organizme

Chróm sa v ľudskom tele podieľa na mnohých oblastiach a má však veľmi dôležitú úlohu jeho hlavnou úlohou je udržiavať normálnu rovnováhu cukru v krvnom sére. To sa deje posilnením procesu metabolizmu uhľohydrátov uľahčením transportu glukózy do bunky. Tento jav sa nazýva glukotolerantný faktor (GTP). Minerál dráždi bunkové receptory vo vzťahu k inzulínu, ktorý s ním ľahšie interaguje, pričom jeho potreba pre telo klesá. Preto je mikroelement taký dôležitý pre diabetikov, najmä pre tých, ktorí majú ochorenie typu II (nezávislí od inzulínu), pretože ich schopnosť dopĺňať zásoby chrómu potravou je veľmi malá. Aj keď človek nemá cukrovku, ale má problémy s metabolizmom, automaticky spadá do rizikovej kategórie a jeho stav je považovaný za diabetika.

Ukazuje sa, že pozitívny účinok chrómu sa prejavuje pri všetkých neduhoch spojených so slabou interakciou tela s inzulínom. Takýmito ochoreniami sú hyperglykémia (hypoglykémia), obezita, gastritída, kolitída, vredy, Crohnova choroba, Minierova choroba, roztrúsená skleróza, migrény, epilepsia, mŕtvica, hypertenzia.

Chróm sa podieľa na syntéze nukleových kyselín a tým udržuje integritu štruktúry RNA a DNA, ktoré nesú informácie o génoch a sú zodpovedné za dedičnosť.

Ak má človek nedostatok jódu a neexistuje spôsob, ako ho nahradiť, môže ho nahradiť chróm, ktorý je veľmi dôležitý pre normálne fungovanie štítnej žľazy, ktorá je zase zodpovedná za správny metabolizmus.

Chróm znižuje riziko vzniku mnohých kardiovaskulárnych ochorení. Ako to funguje? Makronutrient sa podieľa na metabolizme lipidov. Odbúrava škodlivý cholesterol s nízkou hustotou, ktorý upcháva cievy, čím bráni normálnemu krvnému obehu. Tým sa zvyšuje obsah cholesterolu, ktorý v tele plní pozitívne funkcie.

zvýšenie hladiny steroidných hormónov, minerál posilňuje kosti. V súvislosti s touto užitočnou vlastnosťou sa ňou lieči osteoporóza. Chróm v kombinácii s vitamínom C sa podieľa na regulácii vnútroočného tlaku a stimuluje transport glukózy do očného kryštálu. Tieto vlastnosti umožňujú použitie tejto chemikálie pri liečbe glaukómu a šedého zákalu.

Zinok, železo a vanád majú negatívny vplyv na vstup chrómu do ľudského organizmu. Pre svoj transport v krvi vytvára väzbu s proteínovou zlúčeninou transferínom, ktorá v prípade, že chróm konkuruje vyššie uvedeným prvkom, vyberie ten druhý. Preto je u človeka s nadbytkom železa vždy nedostatok chrómu, ktorý môže stav pri cukrovke zhoršiť.

Jeho hlavná časť je obsiahnutá v orgánoch a tkanivách av krvi - desaťkrát menej. Ak teda v tele dôjde k presýteniu glukózou, potom sa množstvo makroprvku v krvi prudko zvýši v dôsledku jeho premiestnenia zo zásobných orgánov.

Denná sadzba

Fyziologická potreba minerálu je určená vekom a pohlavím človeka. V ranom detstve táto potreba chýba, pretože u dojčiat sa nahromadila ešte pred narodením a spotrebuje sa do 1 roka. Ďalej, pre deti vo veku 1-2 rokov je táto dávka 11 mcg za deň. Od 3 do 11 rokov - to je 15 mcg / deň. V strednom veku (11-14 rokov) sa potreba zvyšuje na 25 mcg / deň a v dospievaní (14-18 rokov) - až 35 mcg / deň. Pokiaľ ide o dospelých, tu značka dosahuje 50 mcg / deň.

Normálne by mal byť obsah chrómu v tele asi 6 mg. Ale aj keď dodržiavate správnu výživu, dosiahnutie normy je veľmi ťažké. Mikroelementy sú absorbované iba v organických zlúčeninách a aminokyseliny, ktoré sa nachádzajú iba v rastlinách, prispievajú k tomuto procesu. Preto sú najlepšie zdroje tohto minerálu v potravinách, v prírodných produktoch.

Ak je dávka vyššia ako 200 mg, stáva sa toxickou a 3 g je smrteľná.

Nedostatok alebo nedostatok chrómu

Existuje niekoľko dôvodov pre výskyt nedostatku minerálu v tele. V dôsledku zavádzania určitých hnojív do pôdy je presýtená alkalickými zlúčeninami, čo znižuje obsah prvku v našej strave. Ale aj keď je príjem tohto minerálu s jedlom úplný, absorpcia chrómu bude sťažená, ak je metabolizmus narušený. Nedostatok sa môže vyskytnúť aj v dôsledku ťažkej fyzickej námahy, počas tehotenstva, stresových stavov - v prípadoch, keď sa minerál aktívne konzumuje a sú potrebné ďalšie zdroje na jeho doplnenie.

Pri nedostatku stopových prvkov sa glukóza vstrebáva neefektívne, takže jej obsah môže byť podhodnotený (hypoglykémia) alebo nadhodnotený (hyperglykémia). Hladina cholesterolu a cukru v krvi stúpa. To vedie k zvýšenej chuti na sladké – telo vyžaduje sacharidy a nielen „sladké“. Nadmerná konzumácia sacharidov vedie k ešte väčšej strate chrómu – začarovaný kruh. Na konci sú choroby, ako je nadváha (v prípade hypoglykémie - prudký úbytok hmotnosti), cukrovka, ateroskleróza.

Tiež s nedostatkom chrómu môžete pozorovať nasledujúce dôsledky (príznaky):

• poruchy spánku, nepokoj;
• bolesť hlavy;
• spomalenie rastu;
• zhoršenie zraku;
• znížená citlivosť nôh a rúk;
• práca neuromuskulárnych komplexov je narušená;
• reprodukčná funkcia u mužov je znížená;
• existuje nadmerná únava.

Pri nedostatku chrómu, ak nie je možné doplniť jeho zásoby jedlom, je potrebné pridať bioaditíva do stravy, ale pred použitím by ste sa mali poradiť s lekárom o dávkach a spôsoboch podávania.

Prebytok chrómu - aká je jeho škoda?

V podstate k prebytku chrómu v orgánoch a tkanivách dochádza v dôsledku otravy v podnikoch, ktorých technologický proces zahŕňa prítomnosť chrómu a jeho prachu. Ľudia, ktorí pracujú v nebezpečných odvetviach a prichádzajú do kontaktu s týmto prvkom, dostanú rakovinu dýchacích ciest desaťkrát častejšie, pretože chróm ovplyvňuje chromozómy a tým aj štruktúru buniek. Zlúčeniny chrómu sú prítomné aj v troske a medenom prachu, čo vedie k astmatickým ochoreniam.

Ďalšie nebezpečenstvo nadmerného množstva mikroelementu sa môže objaviť, ak sa doplnky stravy užívajú nesprávne bez odporúčania lekára. Ak má človek nedostatok zinku alebo železa, potom sa namiesto toho vstrebáva nadmerné množstvo chrómu.

Okrem vyššie uvedených neduhov môže nadbytok chrómu škodiť aj tým, že sa môžu objaviť vredy na slizniciach, alergie, ekzémy a dermatitídy, nervové poruchy.

Aké zdroje potravy obsahuje?

Z akých potravín si môžete doplniť zásoby chrómu? Najcennejším produktom sú v tomto prípade pivovarské kvasnice, možno konzumovať aj pivo, avšak v rozumných medziach bez ujmy na zdraví. Bohaté na tento stopový prvok sú aj pečeň, orechy, morské plody, naklíčené pšeničné zrná, arašidové maslo, jačmeň, jačmeň, hovädzie mäso, vajcia, syr, huby, celozrnný chlieb. Zo zeleniny sa izoluje kapusta, cibuľa, reďkovky, strukoviny, zelený hrášok, paradajky, kukurica, rebarbora, repa a z ovocia a bobúľ sú to horský popol, jablká, čučoriedky, hrozno, čučoriedky, rakytník. Varením čajok z liečivých rastlín (sušidlo, medovka) môžete dobiť aj chróm.

Vysoko čistené potraviny sú chudobné na tento stopový prvok: cukor, cestoviny, jemná múka, kukuričné ​​vločky, mlieko, maslo, margarín. Vo všeobecnosti sú potraviny s vysokým obsahom tuku vždy chudobnejšie na stopové prvky ako potraviny s ich nízkym obsahom. A napriek tomu sa chróm vo výrobkoch zachová lepšie, ak budú varené v riadoch z nehrdzavejúcej ocele.

Indikácie pre použitie chrómových prípravkov

Chróm (prípravky s chrómom) sa predpisujú na prevenciu aj liečbu vnútorných chorôb:

• metabolické poruchy: diabetes mellitus, obezita;
• ochorenie čriev;
• ochorenia pečene a súvisiacich orgánov;
• kardiovaskulárna patológia;
• zápalové procesy v močovom trakte a ochorení obličiek;
• alergické stavy sprevádzané dysbakteriózou;
• rôzne formy imunodeficiencie.

Chróm je tiež predpísaný v súlade s nasledujúcimi indikáciami:

• na prevenciu srdcových ochorení a onkologických predispozícií;
• na ochranu pred Parkinsonovou chorobou a depresiou;
• ako pomôcka pri chudnutí;
• na posilnenie imunitného systému;
• eliminovať negatívne dôsledky vplyvu na životné prostredie;
• pri stavoch sprevádzaných zvýšenou spotrebou chrómu (tehotenstvo, laktácia, rast a puberta, ťažká fyzická námaha).

Chróm je prechodný kov široko používaný v priemysle vďaka svojej pevnosti a odolnosti voči teplu a korózii. Tento článok vám poskytne pochopenie niektorých dôležitých vlastností a použitia tohto prechodného kovu.

Chróm patrí do kategórie prechodných kovov. Je to tvrdý, ale krehký oceľovosivý kov s atómovým číslom 24. Tento lesklý kov je zaradený do skupiny 6 periodickej tabuľky a je označený symbolom "Cr".

Názov chróm je odvodený z gréckeho slova chroma, čo znamená farba.

Verný svojmu názvu, chróm tvorí niekoľko intenzívne sfarbených zlúčenín. V súčasnosti sa prakticky všetok komerčne používaný chróm získava z rudy chromitu železa alebo oxidu chrómu (FeCr2O4).

Vlastnosti chrómu

• Chróm je najrozšírenejším prvkom v zemskej kôre, no nikdy sa nevyskytuje v najčistejšej forme. Ťaží sa hlavne z baní, ako sú chromitové bane.

• Chróm sa topí pri 2180 K alebo 3465 °F a bod varu je 2944 K alebo 4840 °F. jeho atómová hmotnosť je 51,996 g/mol a je 5,5 na Mohsovej stupnici.

• Chróm sa vyskytuje v mnohých oxidačných stavoch, ako sú +1, +2, +3, +4, +5 a +6, z ktorých +2, +3 a +6 sú najbežnejšie a +1, +4, A +5 je zriedkavá oxidácia. Oxidačný stav +3 je najstabilnejší stav chrómu. Chróm (III) možno získať rozpustením elementárneho chrómu v kyseline chlorovodíkovej alebo sírovej.

• Tento kovový prvok je známy svojimi jedinečnými magnetickými vlastnosťami. Pri izbovej teplote vykazuje antiferomagnetické usporiadanie, ktoré sa prejavuje v iných kovoch pri relatívne nízkych teplotách.

• Antiferomagnetizmus je miesto, kde sa blízke ióny, ktoré sa správajú ako magnety, pripájajú k opačným alebo antiparalelným usporiadaniam cez materiál. V dôsledku toho sa magnetické pole generované magnetickými atómami alebo iónmi orientuje v jednom smere, čím sa rušia magnetické atómy alebo ióny zarovnané v opačnom smere, takže materiál nevykazuje žiadne hrubé vonkajšie magnetické polia.

• Pri teplotách nad 38 °C sa chróm stáva paramagnetickým, t.j. priťahuje ho externe aplikované magnetické pole. Inými slovami, chróm priťahuje vonkajšie magnetické pole pri teplotách nad 38 °C.

• Chróm nepodlieha vodíkovému krehnutiu, t.j. nekrehne, keď je vystavený atómovému vodíku. Ale keď je vystavený dusíku, stráca svoju plasticitu a stáva sa krehkým.

• Chróm je vysoko odolný voči korózii. Pri kontakte so vzdušným kyslíkom sa na povrchu kovu vytvorí tenký ochranný oxidový film. Táto vrstva zabraňuje difúzii kyslíka do základného materiálu a tým ho chráni pred ďalšou koróziou. Tento proces sa nazýva pasivácia, pasivácia chrómu dáva odolnosť voči kyselinám.

• Existujú tri hlavné izotopy chrómu, nazývané 52Cr, 53Cr a 54Cr, z ktorých 52CR je najbežnejším izotopom. Chróm reaguje s väčšinou kyselín, ale nereaguje s vodou. Pri izbovej teplote reaguje s kyslíkom za vzniku oxidu chrómu.

Aplikácia

Výroba z nerezovej ocele

Chróm našiel široké uplatnenie vďaka svojej tvrdosti a odolnosti voči korózii. Používa sa najmä v troch priemyselných odvetviach – hutníckom, chemickom a žiaruvzdornom. Je široko používaný na výrobu nehrdzavejúcej ocele, pretože zabraňuje korózii. Dnes je to veľmi dôležitý legovací materiál pre ocele. Vyrába sa z neho aj nichróm, ktorý sa používa v odporových vykurovacích telesách vďaka svojej schopnosti odolávať vysokým teplotám.

Povrchová úprava

Kyslý chromát alebo dichróman sa používa aj na natieranie povrchov. Zvyčajne sa to robí metódou galvanického pokovovania, pri ktorej sa na kovový povrch nanáša tenká vrstva chrómu. Ďalším spôsobom je chrómovanie dielov, cez ktoré sa chrómany používajú na nanášanie ochrannej vrstvy na určité kovy, ako je hliník (Al), kadmium (CD), zinok (Zn), striebro a tiež horčík (MG).

Konzervovanie dreva a činenie kože

Soli chrómu (VI) sú toxické, preto sa používajú na ochranu dreva pred poškodením a zničením hubami, hmyzom a termitmi. Chróm (III), najmä chrómový kamenec alebo síran draselný sa používa v kožiarskom priemysle, pretože pomáha stabilizovať pokožku.

Farbivá a pigmenty

Chróm sa používa aj na výrobu pigmentov alebo farbív. Chrómová žltá a chróman olovnatý boli v minulosti široko používané ako pigmenty. Z dôvodu ochrany životného prostredia sa jeho používanie podstatne znížilo a potom bol nakoniec nahradený olovnatými a chrómovými pigmentmi. Ostatné pigmenty na báze chrómu, červený chróm, zelený oxid chrómu, čo je zmes žltej a pruskej modrej. Oxid chrómu sa používa na dodanie zelenkastej farby sklu.

Syntéza umelých rubínov

Smaragdy vďačia za svoj zelený odtieň chrómu. Oxid chrómu sa používa aj na výrobu syntetických rubínov. Prírodné korundové rubíny alebo kryštály oxidu hlinitého, ktoré v dôsledku prítomnosti chrómu sčervenajú. Syntetické alebo umelé rubíny sa vyrábajú dopovaním chrómu (III) na syntetické kryštály korundu.

biologické funkcie

Chróm (III) alebo trojmocný chróm je v ľudskom tele nevyhnutný, ale vo veľmi malých množstvách. Predpokladá sa, že hrá dôležitú úlohu v metabolizme lipidov a cukrov. V súčasnosti sa používa v mnohých doplnkoch stravy, o ktorých sa tvrdí, že majú niekoľko zdravotných výhod, je to však kontroverzná otázka. Biologická úloha chrómu nebola dostatočne testovaná a mnohí odborníci sa domnievajú, že pre cicavce nie je dôležitý, zatiaľ čo iní ho považujú za nevyhnutný stopový prvok pre ľudí.

Iné použitia

Vysoká teplota topenia a tepelná odolnosť robia z chrómu ideálny žiaruvzdorný materiál. Našiel si cestu do vysokých pecí, cementárskych pecí a kovových pecí. Mnohé zlúčeniny chrómu sa používajú ako katalyzátory na spracovanie uhľovodíkov. Chróm (IV) sa používa na výrobu magnetických pások používaných v audio a video kazetách.

Šesťmocný chróm alebo chróm (VI) je považovaný za toxický a mutagénny a chróm (IV) je známy ako karcinogénny. Chróman soľ tiež spôsobuje u niektorých ľudí alergické reakcie. Z dôvodu ochrany verejného zdravia a životného prostredia boli v rôznych častiach sveta zavedené určité obmedzenia na používanie zlúčenín chrómu.