مركبات الكروم الملونة. درس المقرر الاختياري "الكروم ومركباته". مؤشرات واستخدامات الكروم، والبدل اليومي الموصى به، وموانع الاستعمال، والمصادر الغذائية للكروم
![مركبات الكروم الملونة. درس المقرر الاختياري](https://i2.wp.com/blog.tutoronline.ru/media/591266/0003-003-khrom.jpg)
ينتمي اكتشاف الكروم إلى فترة التطور السريع للدراسات التحليلية الكيميائية للأملاح والمعادن. في روسيا، اهتم الكيميائيون بشكل خاص بتحليل المعادن الموجودة في سيبيريا وغير المعروفة تقريبًا في أوروبا الغربية. وكان أحد هذه المعادن هو خام الرصاص الأحمر السيبيري (الكروكويت)، الذي وصفه لومونوسوف. تم فحص المعدن ولكن لم يتم العثور عليه سوى أكاسيد الرصاص والحديد والألومنيوم. ومع ذلك، في عام 1797، حصل فاوكيلين، عن طريق غلي عينة مطحونة جيدًا من المعدن مع البوتاس وترسيب كربونات الرصاص، على محلول برتقالي محمر اللون. ومن هذا المحلول قام ببلورة ملح ياقوتي أحمر، تم من خلاله عزل أكسيد ومعدن حر يختلف عن جميع المعادن المعروفة. اتصل به فاوكيلين الكروم (كروم ) من الكلمة اليونانية- التلوين واللون. صحيح أن المقصود هنا ليس ملكية المعدن، بل أملاحه ذات الألوان الزاهية.
العثور في الطبيعة.
أهم خام الكروم ذو الأهمية العملية هو الكروميت، الذي يتوافق تركيبه التقريبي مع الصيغة FeCrO 4.
توجد في آسيا الصغرى، في جبال الأورال، في أمريكا الشمالية، في جنوب أفريقيا. يعتبر معدن الكروكيت المذكور أعلاه - PbCrO 4 - ذا أهمية فنية أيضًا. كما يوجد في الطبيعة أكسيد الكروم (3) وبعض مركباته الأخرى. في القشرة الأرضية يبلغ محتوى الكروم من حيث المعدن 0.03٪. تم العثور على الكروم في الشمس والنجوم والنيازك.
الخصائص الفيزيائية.
الكروم معدن أبيض، صلب وهش، ومقاوم كيميائيًا بشكل استثنائي للأحماض والقلويات. يتأكسد في الهواء وله طبقة رقيقة من الأكسيد الشفاف على السطح. تبلغ كثافة الكروم 7.1 جم / سم 3 ونقطة انصهاره +1875 0 درجة مئوية.
إيصال.
مع التسخين القوي لخام حديد الكروم مع الفحم، يتم تقليل الكروم والحديد:
FeO * Cr 2 O 3 + 4C = 2Cr + Fe + 4CO
ونتيجة لهذا التفاعل تتشكل سبيكة من الكروم مع الحديد تتميز بالقوة العالية. للحصول على الكروم النقي يتم اختزاله من أكسيد الكروم (3) مع الألومنيوم:
Cr 2 O 3 + 2Al \u003d Al 2 O 3 + 2Cr
عادة ما يتم استخدام أكسيدين في هذه العملية - Cr 2 O 3 و Cr O 3
الخواص الكيميائية.
بفضل طبقة الأكسيد الواقية الرقيقة التي تغطي سطح الكروم، فإنه يتمتع بمقاومة عالية للأحماض والقلويات العدوانية. لا يتفاعل الكروم مع أحماض النيتريك والكبريتيك المركزة وكذلك مع حمض الفوسفوريك. يتفاعل الكروم مع القلويات عند درجة حرارة t = 600-700 درجة مئوية. ومع ذلك، يتفاعل الكروم مع أحماض الكبريتيك والهيدروكلوريك المخففة، مما يؤدي إلى إزاحة الهيدروجين:
2Cr + 3H 2 SO 4 \u003d Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2
2Cr + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2
عند درجات الحرارة المرتفعة، يحترق الكروم في الأكسجين ليشكل أكسيد (III).
يتفاعل الكروم الساخن مع بخار الماء:
2Cr + 3H 2 O \u003d Cr 2 O 3 + 3H 2
يتفاعل الكروم أيضًا مع الهالوجينات عند درجات حرارة عالية، والهالوجينات مع الهيدروجين والكبريت والنيتروجين والفوسفور والفحم والسيليكون والبورون، على سبيل المثال:
الكروم + 2HF = الكروم 2 + H 2
2Cr + N2 = 2CrN
2Cr + 3S = Cr2S3
الكروم + سي = الكروم سي
لقد وجدت الخصائص الفيزيائية والكيميائية المذكورة أعلاه للكروم تطبيقها في مختلف مجالات العلوم والتكنولوجيا. على سبيل المثال، يتم استخدام الكروم وسبائكه للحصول على طلاءات عالية القوة ومقاومة للتآكل في الهندسة الميكانيكية. تستخدم السبائك على شكل فيروسروم كأدوات لقطع المعادن. لقد وجدت السبائك المطلية بالكروم تطبيقًا في التكنولوجيا الطبية وفي تصنيع معدات العمليات الكيميائية.
موقع الكروم في الجدول الدوري للعناصر الكيميائية:
يرأس الكروم المجموعة الفرعية الجانبية للمجموعة السادسة من النظام الدوري للعناصر. وصيغته الإلكترونية هي كما يلي:
24 Cr IS 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3d 5 4S 1
عند ملء المدارات بالإلكترونات في ذرة الكروم، يتم انتهاك الانتظام، والذي بموجبه يجب ملء المدار 4S أولاً إلى الحالة 4S 2 . ومع ذلك، نظرًا لحقيقة أن المدار ثلاثي الأبعاد يحتل موقع طاقة أكثر ملاءمة في ذرة الكروم، فإنه يمتلئ حتى القيمة 4d 5 . لوحظت هذه الظاهرة في ذرات بعض العناصر الأخرى من المجموعات الفرعية الثانوية. يمكن أن يظهر الكروم حالات الأكسدة من +1 إلى +6. الأكثر استقرارا هي مركبات الكروم مع حالات الأكسدة +2، +3، +6.
مركبات الكروم ثنائية التكافؤ.
أكسيد الكروم (II) CrO - مسحوق أسود قابل للاشتعال (قابل للاشتعال - القدرة على الاشتعال في الهواء في حالة منقسمة بدقة). يذوب CrO في حمض الهيدروكلوريك المخفف:
CrO + 2HCl = CrCl 2 + H2O
في الهواء، عند تسخينه فوق 100 درجة مئوية، يتحول CrO إلى Cr2O3.
تتشكل أملاح الكروم ثنائية التكافؤ عن طريق إذابة معدن الكروم في الأحماض. تحدث هذه التفاعلات في جو من الغاز غير النشط (على سبيل المثال، H 2)، لأن في وجود الهواء، يتأكسد الكروم (II) بسهولة إلى الكروم (III).
يتم الحصول على هيدروكسيد الكروم على شكل راسب أصفر من خلال عمل محلول قلوي على كلوريد الكروم (II):
CrCl 2 + 2NaOH = Cr(OH) 2 + 2NaCl
يحتوي Cr(OH) 2 على خصائص أساسية، وهو عامل اختزال. لون أيون Cr2+ المائي أزرق شاحب. المحلول المائي لـ CrCl 2 له لون أزرق. في الهواء في المحاليل المائية، تتحول مركبات الكروم (II) إلى مركبات الكروم (III). وهذا واضح بشكل خاص بالنسبة لهيدروكسيد الكروم (II):
4Cr(OH) 2 + 2H2O + O 2 = 4Cr(OH) 3
مركبات الكروم ثلاثية التكافؤ.
أكسيد الكروم (III) Cr 2 O 3 عبارة عن مسحوق أخضر مقاوم للحرارة. وهو قريب من اكسيد الالمونيوم في الصلابة. ويمكن الحصول عليه في المختبر عن طريق تسخين ثنائي كرومات الأمونيوم:
(NH 4) 2 Cr 2 O 7 \u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2
Cr 2 O 3 - أكسيد الأمفوتريك عند اندماجه مع القلويات يشكل الكروميت: Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O
هيدروكسيد الكروم هو أيضًا مركب مذبذب:
الكروم (OH) 3 + حمض الهيدروكلوريك = CrCl 3 + 3H2O
Cr(OH) 3 + NaOH = NaCrO 2 + 2H 2 O
يتميز CrCl 3 اللامائي بمظهر الأوراق الأرجوانية الداكنة، وهو غير قابل للذوبان تمامًا في الماء البارد، ويذوب ببطء شديد عند غليه. كبريتات الكروم اللامائية (III) Cr 2 (SO 4) 3 الوردية، وهي أيضًا ضعيفة الذوبان في الماء. في وجود عوامل الاختزال، فإنه يشكل كبريتات الكروم الأرجواني Cr 2 (SO 4) 3 * 18H 2 O. ومن المعروف أيضًا أن هيدرات كبريتات الكروم الخضراء تحتوي على كمية أقل من الماء. تتبلور شبة الكروم KCr(SO4)2*12H2O من المحاليل التي تحتوي على كبريتات الكروم البنفسجي وكبريتات البوتاسيوم. يتحول محلول الشب الكرومي إلى اللون الأخضر عند تسخينه بسبب تكوين الكبريتات.
التفاعلات مع الكروم ومركباته
تقريبا جميع مركبات الكروم ومحاليلها ملونة بشكل مكثف. وجود محلول عديم اللون أو راسب أبيض، يمكننا أن نستنتج بدرجة عالية من احتمال عدم وجود الكروم.
- نقوم بتسخين كمية كبيرة من ثاني كرومات البوتاسيوم في لهب الموقد على كوب من الخزف بحيث تتناسب مع طرف السكين. لن يطلق الملح الماء المتبلور، ولكنه سوف يذوب عند درجة حرارة حوالي 400 درجة مئوية مع تكوين سائل داكن. دعونا نقوم بتسخينه لبضع دقائق أخرى على لهب قوي. بعد التبريد، يتشكل راسب أخضر على القشرة. جزء منه قابل للذوبان في الماء (يتحول إلى اللون الأصفر)، والجزء الآخر يترك على القشرة. ويتحلل الملح عند تسخينه، مما يؤدي إلى تكوين كرومات البوتاسيوم الصفراء القابلة للذوبان K 2 CrO 4 والأخضر Cr 2 O 3 .
- قم بإذابة 3 جرام من مسحوق ثاني كرومات البوتاسيوم في 50 مل من الماء. أضف إلى جزء واحد بعض كربونات البوتاسيوم. وسوف يذوب مع إطلاق ثاني أكسيد الكربون، وسيصبح لون المحلول أصفر فاتح. ويتكون الكرومات من ثنائي كرومات البوتاسيوم. إذا أضفنا الآن محلول 50٪ من حمض الكبريتيك في أجزاء، فسيظهر اللون الأحمر والأصفر للبيكرومات مرة أخرى.
- تصب في أنبوب اختبار 5 مل. محلول ثنائي كرومات البوتاسيوم، يغلي مع 3 مل من حمض الهيدروكلوريك المركز تحت المسودة. يتحرر الكلور الغازي السام ذو اللون الأصفر والأخضر من المحلول، لأن الكرومات سيؤدي إلى أكسدة حمض الهيدروكلوريك إلى Cl 2 وH 2 O. وسيتحول الكرومات نفسه إلى كلوريد الكروم ثلاثي التكافؤ الأخضر. يمكن عزله عن طريق تبخير المحلول ومن ثم دمجه مع الصودا والنترات وتحويله إلى كرومات.
- عند إضافة محلول نترات الرصاص، يترسب كرومات الرصاص الأصفر؛ عند التفاعل مع محلول نترات الفضة، يتكون راسب بني محمر من كرومات الفضة.
- أضف بيروكسيد الهيدروجين إلى محلول ثنائي كرومات البوتاسيوم وقم بتحميض المحلول بحمض الكبريتيك. يكتسب المحلول لونًا أزرقًا غامقًا بسبب تكوين بيروكسيد الكروم. البيروكسيد، عند رجه ببعض الأثير، سيتحول إلى مذيب عضوي ويحوله إلى اللون الأزرق. هذا التفاعل خاص بالكروم وهو حساس للغاية. ويمكن استخدامه للكشف عن الكروم في المعادن والسبائك. بادئ ذي بدء، من الضروري حل المعدن. مع الغليان لفترة طويلة مع 30٪ حمض الكبريتيك (يمكن أيضًا إضافة حمض الهيدروكلوريك)، يذوب الكروم والعديد من الفولاذ جزئيًا. يحتوي المحلول الناتج على كبريتات الكروم (III). لكي نتمكن من إجراء تفاعل الكشف، نقوم أولاً بتحييده باستخدام الصودا الكاوية. يترسب هيدروكسيد الكروم الرمادي والأخضر (III)، الذي يذوب في هيدروكسيد الصوديوم الزائد ويشكل كروميت الصوديوم الأخضر. تصفية المحلول وإضافة 30% بيروكسيد الهيدروجين. عند تسخينه، يتحول المحلول إلى اللون الأصفر، حيث يتأكسد الكروميت إلى كرومات. سيؤدي التحمض إلى اللون الأزرق للمحلول. يمكن استخلاص المركب الملون عن طريق رجه مع الأثير.
التفاعلات التحليلية لأيونات الكروم.
- أضف إلى 3-4 قطرات من محلول كلوريد الكروم CrCl 3 محلول 2M من NaOH حتى يذوب الراسب الأولي. لاحظ لون كروميت الصوديوم المتكون. تسخين المحلول الناتج في حمام مائي. ماذا يحدث؟
- أضف إلى 2-3 قطرات من محلول CrCl 3 حجمًا متساويًا من محلول 8M NaOH و3-4 قطرات من محلول 3% H2O2. تسخين خليط التفاعل في حمام مائي. ماذا يحدث؟ ما الراسب الذي يتكون إذا تم تحييد المحلول الملون الناتج، وأضيف إليه CH 3 COOH، ثم Pb (NO 3) 2؟
- صب 4-5 قطرات من محاليل كبريتات الكروم Cr 2 (SO 4) 3، IMH 2 SO 4 وKMnO 4 في أنبوب اختبار. تسخين موقع التفاعل لعدة دقائق في حمام مائي. لاحظ التغير في لون المحلول. ما سبب ذلك؟
- إلى 3-4 قطرات من محلول K 2 Cr 2 O 7 المحمض بحمض النيتريك، أضف 2-3 قطرات من محلول H 2 O 2 واخلطه. يرجع اللون الأزرق للمحلول الذي يظهر إلى ظهور حمض البيركروميك H 2 CrO 6:
Cr 2 O 7 2- + 4H 2 O 2 + 2H + = 2H 2 CrO 6 + 3H 2 O
انتبه إلى التحلل السريع لـ H 2 CrO 6:
2H2CrO6 + 8H+ = 2Cr3+ + 3O2 + 6H2O
اللون الأزرق اللون الأخضر
يعتبر حمض البيركروميك أكثر استقرارًا في المذيبات العضوية.
- إلى 3-4 قطرات من محلول K 2 Cr 2 O 7 المحمض بحمض النيتريك، أضف 5 قطرات من كحول الأيزواميل، 2-3 قطرات من محلول H 2 O 2 ورج خليط التفاعل. طبقة المذيب العضوي التي تطفو إلى الأعلى ملونة باللون الأزرق الفاتح. يتلاشى اللون ببطء شديد. قارن بين ثبات H 2 CrO 6 في الطور العضوي والمائي.
- عندما تتفاعل أيونات CrO 4 2- وBa 2+، يترسب راسب أصفر من كرومات الباريوم BaCrO 4.
- تشكل نترات الفضة راسبًا أحمر اللون من كرومات الفضة مع أيونات CrO 4 2.
- خذ ثلاثة أنابيب اختبار. ضع 5-6 قطرات من محلول K 2 Cr 2 O 7 في أحدهما، وبنفس الحجم من محلول K 2 Cr O 4 في الثانية، وثلاث قطرات من كلا المحلولين في الثالثة. ثم أضف ثلاث قطرات من محلول يوديد البوتاسيوم إلى كل أنبوب. اشرح النتيجة. تحمض الحل في الأنبوب الثاني. ماذا يحدث؟ لماذا؟
تجارب مسلية مع مركبات الكروم
- يتحول خليط من CuSO 4 و K 2 Cr 2 O 7 إلى اللون الأخضر عند إضافة القلويات، ويتحول إلى اللون الأصفر في وجود الحمض. بتسخين 2 ملجم من الجلسرين مع كمية قليلة من (NH4)2Cr2O7 ثم إضافة الكحول يتم الحصول بعد الترشيح على محلول أخضر لامع، يتحول إلى اللون الأصفر عند إضافة الحمض، ويتحول إلى اللون الأخضر في الحالة المحايدة أو القلوية. واسطة.
- ضع في وسط العلبة مع "خليط الياقوت" الثرمايت - مطحون جيدًا وموضع في ورق الألمنيوم Al 2 O 3 (4.75 جم) مع إضافة Cr 2 O 3 (0.25 جم). وحتى لا يبرد الجرة لفترة أطول، من الضروري دفنه تحت الحافة العلوية في الرمال، وبعد اشتعال الثرمايت وبدء التفاعل، قم بتغطيته بصفيحة حديدية وتغطيته بالرمل. البنك لحفر في يوم واحد. والنتيجة هي مسحوق ياقوت أحمر.
- يتم مسح 10 جم من ثنائي كرومات البوتاسيوم مع 5 جم من نترات الصوديوم أو البوتاسيوم و10 جم من السكر. يتم ترطيب الخليط وخلطه مع الكولوديون. إذا تم ضغط المسحوق في أنبوب زجاجي، ثم تم دفع العصا للخارج وإشعال النار فيها من النهاية، فسوف يبدأ "الثعبان" بالزحف للخارج، باللون الأسود أولاً، وبعد التبريد - باللون الأخضر. عصا يبلغ قطرها 4 مم تحترق بسرعة حوالي 2 مم في الثانية وتطول 10 مرات.
- إذا قمت بخلط محاليل كبريتات النحاس وثنائي كرومات البوتاسيوم وأضفت القليل من محلول الأمونيا، فسوف يتساقط راسب بني غير متبلور من التركيبة 4СuCrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O، والذي يذوب في حمض الهيدروكلوريك ليشكل محلول أصفر، و في كمية زائدة من الأمونيا يتم الحصول على محلول أخضر. إذا تمت إضافة المزيد من الكحول إلى هذا المحلول، فسوف يتكون راسب أخضر، والذي بعد الترشيح يصبح أزرق، وبعد التجفيف، أزرق بنفسجي مع بريق أحمر، يمكن رؤيته بوضوح في الضوء القوي.
- ويمكن تجديد أكسيد الكروم المتبقي بعد تجارب "البركان" أو "ثعبان الفرعون". للقيام بذلك، من الضروري دمج 8 جم من Cr 2 O 3 و 2 جم من Na 2 CO 3 و 2.5 جم من KNO 3 ومعالجة السبيكة المبردة بالماء المغلي. يتم الحصول على كرومات قابلة للذوبان، والتي يمكن أيضًا تحويلها إلى مركبات أخرى من الكروم (II) والكروم (VI)، بما في ذلك ثنائي كرومات الأمونيوم الأصلي.
أمثلة على التحولات الأكسدة والاختزال التي تنطوي على الكروم ومركباته
1. Cr 2 O 7 2- -- Cr 2 O 3 -- CrO 2 - -- CrO 4 2- -- Cr 2 O 7 2-
أ) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4 H 2 O ب) Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O
ج) 2NaCrO2 + 3Br2 + 8NaOH = 6NaBr + 2Na2CrO4 + 4H2O
د) 2Na 2 CrO 4 + 2HCl = Na 2 Cr 2 O 7 + 2NaCl + H 2 O
2. الكروم (OH) 2 -- الكروم (OH) 3 -- CrCl 3 -- الكروم 2 O 7 2- -- الكروم 4 2-
أ) 2Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
ب) Cr(OH) 3 + 3HCl = CrCl 3 + 3H2O
ج) 2CrCl 3 + 2KMnO 4 + 3H 2 O = K 2 Cr 2 O 7 + 2Mn(OH) 2 + 6HCl
د) K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH = 2K 2 CrO 4 + H 2 O
3. CrO - Cr (OH) 2 - Cr (OH) 3 - Cr (NO 3) 3 - Cr 2 O 3 - CrO - 2
Cr2+
أ) CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O
ب) CrO + H 2 O \u003d Cr (OH) 2
ج) الكروم (OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr (OH) 3
د) الكروم (OH) 3 + 3HNO 3 = الكروم (NO 3) 3 + 3H 2 O
ه) 4Cr (NO 3) 3 \u003d 2Cr 2 O 3 + 12NO 2 + O 2
و) Cr 2 O 3 + 2 NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O
عنصر Chrome كفنان
غالبًا ما يلجأ الكيميائيون إلى مشكلة إنشاء أصباغ صناعية للرسم. في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر، تم تطوير تكنولوجيا الحصول على العديد من المواد التصويرية. قام لويس نيكولا فاوكيلين في عام 1797، الذي اكتشف عنصر الكروم غير المعروف سابقًا في خام الأحمر السيبيري، بإعداد طلاء جديد مستقر بشكل ملحوظ - الكروم الأخضر. الكروموفور الخاص به هو أكسيد الكروم المائي (III). تحت اسم "الزمرد الأخضر" بدأ إنتاجه في عام 1837. في وقت لاحق، اقترح L. Vauquelen العديد من الدهانات الجديدة: الباريت والزنك والكروم الأصفر. بمرور الوقت، تم استبدالها بأصباغ صفراء وبرتقالية أكثر ثباتًا تعتمد على الكادميوم.
الكروم الأخضر هو الطلاء الأكثر متانة وخفيف الوزن ولا يتأثر بالغازات الجوية. يتمتع الكروم الأخضر المطلي بالزيت بقدرة كبيرة على الإخفاء وقادر على الجفاف بسرعة، وذلك منذ القرن التاسع عشر. يستخدم على نطاق واسع في الرسم. لها أهمية كبيرة في الرسم على الخزف. الحقيقة هي أنه يمكن تزيين منتجات البورسلين بالطلاء تحت التزجيج أو فوق التزجيج. في الحالة الأولى، يتم تطبيق الدهانات على سطح المنتج المحترق قليلاً فقط، والذي يتم تغطيته بعد ذلك بطبقة من التزجيج. ويتبع ذلك الحرق الرئيسي بدرجة حرارة عالية: لتلبيد كتلة الخزف وإذابة التزجيج، يتم تسخين المنتجات إلى 1350 - 1450 درجة مئوية. عدد قليل جدًا من الدهانات يمكنها تحمل درجة الحرارة المرتفعة هذه دون تغيرات كيميائية، وفي الدهانات القديمة أيام لم يكن هناك سوى اثنين منهم - الكوبالت والكروم. يتم تطبيق أكسيد الكوبالت الأسود على سطح قطعة من الخزف، ويندمج مع الطلاء الزجاجي أثناء الحرق، ويتفاعل معه كيميائيًا. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل سيليكات الكوبالت الزرقاء الزاهية. هذا الخزف الصيني ذو اللون الأزرق الكوبالت معروف للجميع. لا يتفاعل أكسيد الكروم (III) كيميائيًا مع مكونات التزجيج ويقع ببساطة بين شظايا الخزف والتزجيج الشفاف بطبقة "صماء".
بالإضافة إلى الكروم الأخضر، يستخدم الفنانون الدهانات المشتقة من فولكونسكويت. تم اكتشاف هذا المعدن من مجموعة المونتموريلونيت (معدن طيني من فئة فرعية من السيليكات المعقدة Na (Mo، Al)، Si 4 O 10 (OH) 2) في عام 1830 من قبل عالم المعادن الروسي كيميرر وتم تسميته على اسم ابنة إم إن فولكونسكايا. بطل معركة بورودينو الجنرال إن إن رايفسكي، زوجة الديسمبريست إس جي فولكونسكي فولكونسكويت عبارة عن طين يحتوي على ما يصل إلى 24٪ من أكسيد الكروم، بالإضافة إلى أكاسيد الألومنيوم والحديد (III).يحدد لونه المتنوع - من لون التنوب الشتوي الغامق إلى اللون الأخضر الفاتح لضفدع المستنقع.
لجأ بابلو بيكاسو إلى الجيولوجيين في بلدنا لطلب دراسة احتياطيات فولكونسكويت، التي تعطي الطلاء لونًا جديدًا فريدًا. في الوقت الحاضر، تم تطوير طريقة للحصول على الوولكونسكويت الاصطناعي. ومن المثير للاهتمام أن نلاحظ أنه، وفقا للبحث الحديث، استخدم رسامي الأيقونات الروس الدهانات من هذه المادة في وقت مبكر من العصور الوسطى، قبل وقت طويل من اكتشافها "الرسمي". كان لون غينييه الأخضر (الذي تم إنشاؤه عام 1837)، والذي يكون كروموفورمه عبارة عن هيدرات من أكسيد الكروم Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O، حيث يرتبط جزء من الماء كيميائيًا ويتم امتصاص جزء منه، شائعًا أيضًا لدى الفنانين. هذا الصباغ يعطي الطلاء لون الزمرد.
الموقع، مع النسخ الكامل أو الجزئي للمادة، مطلوب رابط للمصدر.
الكروم عنصر كيميائي برقم ذري 24. وهو معدن صلب ولامع ذو لون رمادي فولاذي مصقول جيدًا ولا يفقد بريقه. تستخدم في السبائك مثل الفولاذ المقاوم للصدأ وكطلاء. يحتاج جسم الإنسان إلى كميات صغيرة من الكروم ثلاثي التكافؤ لاستقلاب السكر، ولكن الكروم (VI) شديد السمية.
مركبات الكروم المختلفة، مثل أكسيد الكروم (III) وكرومات الرصاص، تكون ذات ألوان زاهية وتستخدم في الدهانات والأصباغ. يرجع اللون الأحمر للياقوتة إلى وجود هذا العنصر الكيميائي. بعض المواد، وخاصة الصوديوم، هي عوامل مؤكسدة تستخدم لأكسدة المركبات العضوية و(مع حمض الكبريتيك) لتنظيف الأواني الزجاجية في المختبر. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام أكسيد الكروم (VI) في إنتاج الشريط المغناطيسي.
الاكتشاف وأصل الكلمة
تاريخ اكتشاف عنصر الكروم الكيميائي هو كما يلي. في عام 1761، اكتشف يوهان جوتلوب ليمان معدنًا برتقاليًا أحمر اللون في جبال الأورال وأطلق عليه اسم "الرصاص الأحمر السيبيري". على الرغم من أنه تم تحديده خطأً على أنه مركب من الرصاص مع السيلينيوم والحديد، إلا أن المادة كانت في الواقع كرومات الرصاص مع الصيغة الكيميائية PbCrO 4. يُعرف اليوم باسم معدن الكروكونتي.
في عام 1770، زار بيتر سيمون بالاس المكان الذي عثر فيه ليمان على معدن الرصاص الأحمر الذي كان له خصائص صبغية مفيدة جدًا في الدهانات. تطور استخدام الرصاص الأحمر السيبيري كطلاء بسرعة. وبالإضافة إلى ذلك، أصبح اللون الأصفر الساطع من كروكونتي من المألوف.
وفي عام 1797، حصل نيكولا لويس فاوكيلين على عينات من اللون الأحمر عن طريق خلط الكروكونت مع حمض الهيدروكلوريك، وحصل على أكسيد CrO 3 . تم عزل الكروم كعنصر كيميائي في عام 1798. حصل عليه فاوكيلين عن طريق تسخين الأكسيد بالفحم. كما تمكن من اكتشاف آثار الكروم في الأحجار الكريمة مثل الياقوت والزمرد.
وفي القرن التاسع عشر، كان الكروم يستخدم بشكل رئيسي في الدهانات وأملاح الجلود. اليوم، يتم استخدام 85٪ من المعدن في السبائك. ويستخدم الباقي في الصناعة الكيميائية وإنتاج المواد المقاومة للحرارة وصناعة المسابك.
إن نطق العنصر الكيميائي الكروم يتوافق مع الكلمة اليونانية χρῶμα والتي تعني "اللون"، وذلك لكثرة المركبات الملونة التي يمكن الحصول عليها منه.
التعدين والإنتاج
يتكون العنصر من الكروميت (FeCr 2 O 4). يتم استخراج ما يقرب من نصف هذا الخام في العالم في جنوب أفريقيا. بالإضافة إلى ذلك، تعد كازاخستان والهند وتركيا من المنتجين الرئيسيين. هناك ما يكفي من رواسب الكروميت المستكشفة، لكنها تتركز جغرافيا في كازاخستان وجنوب أفريقيا.
تعتبر رواسب معدن الكروم الأصلي نادرة، لكنها موجودة. على سبيل المثال، يتم استخراجه في منجم Udachnaya في روسيا. وهي غنية بالماس، وقد ساعدت البيئة المختزلة في تكوين الكروم النقي والماس.
بالنسبة للإنتاج الصناعي للمعادن، تتم معالجة خامات الكروميت بالقلويات المنصهرة (الصودا الكاوية، NaOH). في هذه الحالة، يتم تشكيل كرومات الصوديوم (Na 2 CrO 4)، والذي يتم اختزاله بواسطة الكربون إلى أكسيد Cr 2 O 3. يتم الحصول على المعدن عن طريق تسخين الأكسيد في وجود الألومنيوم أو السيليكون.
في عام 2000، تم استخراج ما يقرب من 15 مليون طن من خام الكروميت ومعالجته إلى 4 مليون طن من الحديد والكروم، و70٪ من الكروم والحديد، بقيمة سوقية تقدر بـ 2.5 مليار دولار أمريكي.
الخصائص الرئيسية
تعود خاصية عنصر الكروم الكيميائي إلى أنه معدن انتقالي من الفترة الرابعة من الجدول الدوري ويقع بين الفاناديوم والمنغنيز. المدرجة في المجموعة السادسة. يذوب عند درجة حرارة 1907 درجة مئوية. في وجود الأكسجين، يشكل الكروم بسرعة طبقة رقيقة من الأكسيد، مما يحمي المعدن من التفاعل الإضافي مع الأكسجين.
كعنصر انتقالي، فإنه يتفاعل مع المواد بنسب مختلفة. وبالتالي، فإنه يشكل مركبات لها حالات أكسدة مختلفة. الكروم عنصر كيميائي له حالات أرضية +2 و+3 و+6، ويعتبر +3 أكثرها استقرارًا. بالإضافة إلى ذلك، يتم ملاحظة الحالات +1 و+4 و+5 في حالات نادرة. تعتبر مركبات الكروم في حالة الأكسدة +6 عوامل مؤكسدة قوية.
ما هو لون الكروم؟ العنصر الكيميائي يضفي لون روبي. يُستخدم أيضًا Cr 2 O 3 كصبغة تسمى "الكروم الأخضر". وأملاحها تلون الزجاج باللون الأخضر الزمردي. الكروم هو عنصر كيميائي يجعل وجوده لونًا أحمر ياقوتيًا. ولذلك، يتم استخدامه في إنتاج الياقوت الاصطناعي.
النظائر
نظائر الكروم لها أوزان ذرية من 43 إلى 67. عادة، يتكون هذا العنصر الكيميائي من ثلاثة أشكال مستقرة: 52 Cr، 53 Cr و 54 Cr. ومن بين هذه العناصر، يعتبر 52 كروم هو الأكثر شيوعًا (83.8% من إجمالي الكروم الطبيعي). بالإضافة إلى ذلك، تم وصف 19 نظيرًا مشعًا، منها 50 Cr هو الأكثر استقرارًا، مع عمر نصف يتجاوز 1.8 × 10 17 سنة. 51Cr له عمر نصف يبلغ 27.7 يومًا، وبالنسبة لجميع النظائر المشعة الأخرى لا يتجاوز 24 ساعة، وفي معظمها يدوم أقل من دقيقة واحدة. يحتوي العنصر أيضًا على نقائلين.
نظائر الكروم في القشرة الأرضية، كقاعدة عامة، تصاحب نظائر المنغنيز، والتي تجد تطبيقًا في الجيولوجيا. يتشكل 53 Cr أثناء التحلل الإشعاعي لـ 53 Mn. وتعزز نسبة نظائر المنغنيز/الكروم معلومات أخرى حول التاريخ المبكر للنظام الشمسي. تثبت التغيرات في نسب 53 Cr/52 Cr وMn/Cr من النيازك المختلفة أن نوى ذرية جديدة قد تم إنشاؤها قبل تكوين النظام الشمسي مباشرة.
عنصر الكروم الكيميائي: خصائصه، صيغة المركبات
أكسيد الكروم (III) Cr 2 O 3، المعروف أيضًا باسم سيسكيوكسيد، هو أحد الأكاسيد الأربعة لهذا العنصر الكيميائي. يتم الحصول عليه من الكروميت. يشار إلى المركب الأخضر عادة باسم "الكروم الأخضر" عند استخدامه كصبغة لطلاء المينا والزجاج. يمكن أن يذوب الأكسيد في الأحماض ويشكل الأملاح، وفي القلويات المنصهرة يتشكل الكروميت.
ثنائي كرومات البوتاسيوم
K 2 Cr 2 O 7 هو عامل مؤكسد قوي ويفضل كعامل تنظيف للأواني الزجاجية المختبرية من المواد العضوية. ويستخدم لهذا الغرض محلوله المشبع، ولكن في بعض الأحيان يتم استبداله بثنائي كرومات الصوديوم، بناءً على قابلية ذوبان الأخير. بالإضافة إلى ذلك، يمكنه تنظيم عملية أكسدة المركبات العضوية، وتحويل الكحول الأولي إلى ألدهيد، ثم إلى ثاني أكسيد الكربون.
يمكن أن يسبب ثنائي كرومات البوتاسيوم التهاب الجلد الناتج عن الكروم. من المحتمل أن يكون الكروم هو سبب التحسس الذي يؤدي إلى تطور التهاب الجلد، خاصة في اليدين والساعدين، وهو مرض مزمن ويصعب علاجه. مثل مركبات الكروم (VI) الأخرى، فإن ثنائي كرومات البوتاسيوم مادة مسرطنة. ويجب التعامل معه بالقفازات ومعدات الحماية المناسبة.
حمض الكروم
يمتلك المركب البنية الافتراضية H 2 CrO 4 . لا توجد أحماض الكروميك ولا ثنائي الكروميك في الطبيعة، ولكن أنيوناتها توجد في مواد مختلفة. "حمض الكروميك" الذي يمكن العثور عليه للبيع هو في الواقع أنهيدريد حمضه - ثالث أكسيد CrO 3.
كرومات الرصاص (II).
PbCrO 4 له لون أصفر ساطع وغير قابل للذوبان عمليًا في الماء. لهذا السبب، تم استخدامه كصبغة تلوين تحت اسم "التاج الأصفر".
Cr والرابطة الخماسية
يتميز الكروم بقدرته على تكوين روابط خماسية التكافؤ. يتم إنشاء المركب بواسطة Cr(I) وجذر الهيدروكربون. تتشكل رابطة خماسية بين ذرتين من الكروم. يمكن كتابة صيغته كـ Ar-Cr-Cr-Ar حيث Ar هي مجموعة عطرية محددة.
طلب
الكروم هو عنصر كيميائي زودته خصائصه بالعديد من الاستخدامات المختلفة، نذكر بعضها أدناه.
يمنح المعادن مقاومة للتآكل وسطحًا لامعًا. ولذلك، يتم تضمين الكروم في سبائك مثل الفولاذ المقاوم للصدأ، المستخدمة في أدوات المائدة، على سبيل المثال. كما أنها تستخدم لطلاء الكروم.
يعد الكروم محفزًا لتفاعلات مختلفة. يتم استخدامه لصنع قوالب لحرق الطوب. أملاحه تسمر البشرة. ويستخدم ثنائي كرومات البوتاسيوم لأكسدة المركبات العضوية مثل الكحول والألدهيدات، وكذلك لتنظيف الأواني الزجاجية في المختبرات. وهو بمثابة عامل تثبيت لصبغ القماش ويستخدم أيضًا في التصوير الفوتوغرافي وطباعة الصور.
يُستخدم CrO 3 في صناعة الأشرطة المغناطيسية (للتسجيل الصوتي على سبيل المثال)، والتي تتميز بخصائص أفضل من أفلام أكسيد الحديد.
دور في علم الأحياء
الكروم ثلاثي التكافؤ هو عنصر كيميائي ضروري لعملية التمثيل الغذائي للسكر في جسم الإنسان. في المقابل، الكروم سداسي التكافؤ شديد السمية.
تدابير وقائية
لا يعتبر معدن الكروم ومركبات الكروم (III) بشكل عام خطرة على الصحة، ولكن المواد التي تحتوي على الكروم (VI) يمكن أن تكون سامة إذا تم تناولها أو استنشاقها. معظم هذه المواد مهيجة للعينين والجلد والأغشية المخاطية. مع التعرض المزمن، يمكن أن تسبب مركبات الكروم (VI) ضررًا للعين إذا لم يتم علاجها بشكل صحيح. بالإضافة إلى ذلك، فهو مادة مسرطنة معترف بها. الجرعة المميتة من هذا العنصر الكيميائي حوالي نصف ملعقة صغيرة. ووفقاً لتوصيات منظمة الصحة العالمية فإن الحد الأقصى المسموح به لتركيز الكروم (VI) في مياه الشرب هو 0.05 ملغم لكل لتر.
ونظرًا لاستخدام مركبات الكروم في الأصباغ ودباغة الجلود، فإنها غالبًا ما توجد في التربة والمياه الجوفية للمواقع الصناعية المهجورة التي تتطلب تنظيفًا بيئيًا ومعالجتها. لا يزال يستخدم التمهيدي المحتوي على Cr(VI) على نطاق واسع في صناعات الطيران والسيارات.
خصائص العنصر
الخصائص الفيزيائية الرئيسية للكروم هي كما يلي:
- العدد الذري: 24.
- الوزن الذري: 51.996.
- نقطة الانصهار: 1890 درجة مئوية.
- نقطة الغليان: 2482 درجة مئوية.
- حالة الأكسدة: +2، +3، +6.
- التكوين الإلكتروني: 3d 5 4s 1 .
ينتمي اكتشاف الكروم إلى فترة التطور السريع للدراسات التحليلية الكيميائية للأملاح والمعادن. في روسيا، اهتم الكيميائيون بشكل خاص بتحليل المعادن الموجودة في سيبيريا وغير المعروفة تقريبًا في أوروبا الغربية. وكان أحد هذه المعادن هو خام الرصاص الأحمر السيبيري (الكروكويت)، الذي وصفه لومونوسوف. تم فحص المعدن ولكن لم يتم العثور عليه سوى أكاسيد الرصاص والحديد والألومنيوم. ومع ذلك، في عام 1797، حصل فاوكيلين، عن طريق غلي عينة مطحونة جيدًا من المعدن مع البوتاس وترسيب كربونات الرصاص، على محلول برتقالي محمر اللون. ومن هذا المحلول قام ببلورة ملح ياقوتي أحمر، تم من خلاله عزل أكسيد ومعدن حر يختلف عن جميع المعادن المعروفة. اتصل به فاوكيلين الكروم (كروم ) من الكلمة اليونانية- التلوين واللون. صحيح أن المقصود هنا ليس ملكية المعدن، بل أملاحه ذات الألوان الزاهية.
العثور في الطبيعة.
أهم خام الكروم ذو الأهمية العملية هو الكروميت، الذي يتوافق تركيبه التقريبي مع الصيغة FeCrO 4.
توجد في آسيا الصغرى، في جبال الأورال، في أمريكا الشمالية، في جنوب أفريقيا. يعتبر معدن الكروكيت المذكور أعلاه - PbCrO 4 - ذا أهمية فنية أيضًا. كما يوجد في الطبيعة أكسيد الكروم (3) وبعض مركباته الأخرى. في القشرة الأرضية يبلغ محتوى الكروم من حيث المعدن 0.03٪. تم العثور على الكروم في الشمس والنجوم والنيازك.
الخصائص الفيزيائية.
الكروم معدن أبيض، صلب وهش، ومقاوم كيميائيًا بشكل استثنائي للأحماض والقلويات. يتأكسد في الهواء وله طبقة رقيقة من الأكسيد الشفاف على السطح. تبلغ كثافة الكروم 7.1 جم / سم 3 ونقطة انصهاره +1875 0 درجة مئوية.
إيصال.
مع التسخين القوي لخام حديد الكروم مع الفحم، يتم تقليل الكروم والحديد:
FeO * Cr 2 O 3 + 4C = 2Cr + Fe + 4CO
ونتيجة لهذا التفاعل تتشكل سبيكة من الكروم مع الحديد تتميز بالقوة العالية. للحصول على الكروم النقي يتم اختزاله من أكسيد الكروم (3) مع الألومنيوم:
Cr 2 O 3 + 2Al \u003d Al 2 O 3 + 2Cr
عادة ما يتم استخدام أكسيدين في هذه العملية - Cr 2 O 3 و Cr O 3
الخواص الكيميائية.
بفضل طبقة الأكسيد الواقية الرقيقة التي تغطي سطح الكروم، فإنه يتمتع بمقاومة عالية للأحماض والقلويات العدوانية. لا يتفاعل الكروم مع أحماض النيتريك والكبريتيك المركزة وكذلك مع حمض الفوسفوريك. يتفاعل الكروم مع القلويات عند درجة حرارة t = 600-700 درجة مئوية. ومع ذلك، يتفاعل الكروم مع أحماض الكبريتيك والهيدروكلوريك المخففة، مما يؤدي إلى إزاحة الهيدروجين:
2Cr + 3H 2 SO 4 \u003d Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2
2Cr + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2
عند درجات الحرارة المرتفعة، يحترق الكروم في الأكسجين ليشكل أكسيد (III).
يتفاعل الكروم الساخن مع بخار الماء:
2Cr + 3H 2 O \u003d Cr 2 O 3 + 3H 2
يتفاعل الكروم أيضًا مع الهالوجينات عند درجات حرارة عالية، والهالوجينات مع الهيدروجين والكبريت والنيتروجين والفوسفور والفحم والسيليكون والبورون، على سبيل المثال:
الكروم + 2HF = الكروم 2 + H 2
2Cr + N2 = 2CrN
2Cr + 3S = Cr2S3
الكروم + سي = الكروم سي
لقد وجدت الخصائص الفيزيائية والكيميائية المذكورة أعلاه للكروم تطبيقها في مختلف مجالات العلوم والتكنولوجيا. على سبيل المثال، يتم استخدام الكروم وسبائكه للحصول على طلاءات عالية القوة ومقاومة للتآكل في الهندسة الميكانيكية. تستخدم السبائك على شكل فيروسروم كأدوات لقطع المعادن. لقد وجدت السبائك المطلية بالكروم تطبيقًا في التكنولوجيا الطبية وفي تصنيع معدات العمليات الكيميائية.
موقع الكروم في الجدول الدوري للعناصر الكيميائية:
يرأس الكروم المجموعة الفرعية الجانبية للمجموعة السادسة من النظام الدوري للعناصر. وصيغته الإلكترونية هي كما يلي:
24 Cr IS 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3d 5 4S 1
عند ملء المدارات بالإلكترونات في ذرة الكروم، يتم انتهاك الانتظام، والذي بموجبه يجب ملء المدار 4S أولاً إلى الحالة 4S 2 . ومع ذلك، نظرًا لحقيقة أن المدار ثلاثي الأبعاد يحتل موقع طاقة أكثر ملاءمة في ذرة الكروم، فإنه يمتلئ حتى القيمة 4d 5 . لوحظت هذه الظاهرة في ذرات بعض العناصر الأخرى من المجموعات الفرعية الثانوية. يمكن أن يظهر الكروم حالات الأكسدة من +1 إلى +6. الأكثر استقرارا هي مركبات الكروم مع حالات الأكسدة +2، +3، +6.
مركبات الكروم ثنائية التكافؤ.
أكسيد الكروم (II) CrO - مسحوق أسود قابل للاشتعال (قابل للاشتعال - القدرة على الاشتعال في الهواء في حالة منقسمة بدقة). يذوب CrO في حمض الهيدروكلوريك المخفف:
CrO + 2HCl = CrCl 2 + H2O
في الهواء، عند تسخينه فوق 100 درجة مئوية، يتحول CrO إلى Cr2O3.
تتشكل أملاح الكروم ثنائية التكافؤ عن طريق إذابة معدن الكروم في الأحماض. تحدث هذه التفاعلات في جو من الغاز غير النشط (على سبيل المثال، H 2)، لأن في وجود الهواء، يتأكسد الكروم (II) بسهولة إلى الكروم (III).
يتم الحصول على هيدروكسيد الكروم على شكل راسب أصفر من خلال عمل محلول قلوي على كلوريد الكروم (II):
CrCl 2 + 2NaOH = Cr(OH) 2 + 2NaCl
يحتوي Cr(OH) 2 على خصائص أساسية، وهو عامل اختزال. لون أيون Cr2+ المائي أزرق شاحب. المحلول المائي لـ CrCl 2 له لون أزرق. في الهواء في المحاليل المائية، تتحول مركبات الكروم (II) إلى مركبات الكروم (III). وهذا واضح بشكل خاص بالنسبة لهيدروكسيد الكروم (II):
4Cr(OH) 2 + 2H2O + O 2 = 4Cr(OH) 3
مركبات الكروم ثلاثية التكافؤ.
أكسيد الكروم (III) Cr 2 O 3 عبارة عن مسحوق أخضر مقاوم للحرارة. وهو قريب من اكسيد الالمونيوم في الصلابة. ويمكن الحصول عليه في المختبر عن طريق تسخين ثنائي كرومات الأمونيوم:
(NH 4) 2 Cr 2 O 7 \u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2
Cr 2 O 3 - أكسيد الأمفوتريك عند اندماجه مع القلويات يشكل الكروميت: Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O
هيدروكسيد الكروم هو أيضًا مركب مذبذب:
الكروم (OH) 3 + حمض الهيدروكلوريك = CrCl 3 + 3H2O
Cr(OH) 3 + NaOH = NaCrO 2 + 2H 2 O
يتميز CrCl 3 اللامائي بمظهر الأوراق الأرجوانية الداكنة، وهو غير قابل للذوبان تمامًا في الماء البارد، ويذوب ببطء شديد عند غليه. كبريتات الكروم اللامائية (III) Cr 2 (SO 4) 3 الوردية، وهي أيضًا ضعيفة الذوبان في الماء. في وجود عوامل الاختزال، فإنه يشكل كبريتات الكروم الأرجواني Cr 2 (SO 4) 3 * 18H 2 O. ومن المعروف أيضًا أن هيدرات كبريتات الكروم الخضراء تحتوي على كمية أقل من الماء. تتبلور شبة الكروم KCr(SO4)2*12H2O من المحاليل التي تحتوي على كبريتات الكروم البنفسجي وكبريتات البوتاسيوم. يتحول محلول الشب الكرومي إلى اللون الأخضر عند تسخينه بسبب تكوين الكبريتات.
التفاعلات مع الكروم ومركباته
تقريبا جميع مركبات الكروم ومحاليلها ملونة بشكل مكثف. وجود محلول عديم اللون أو راسب أبيض، يمكننا أن نستنتج بدرجة عالية من احتمال عدم وجود الكروم.
- نقوم بتسخين كمية كبيرة من ثاني كرومات البوتاسيوم في لهب الموقد على كوب من الخزف بحيث تتناسب مع طرف السكين. لن يطلق الملح الماء المتبلور، ولكنه سوف يذوب عند درجة حرارة حوالي 400 درجة مئوية مع تكوين سائل داكن. دعونا نقوم بتسخينه لبضع دقائق أخرى على لهب قوي. بعد التبريد، يتشكل راسب أخضر على القشرة. جزء منه قابل للذوبان في الماء (يتحول إلى اللون الأصفر)، والجزء الآخر يترك على القشرة. ويتحلل الملح عند تسخينه، مما يؤدي إلى تكوين كرومات البوتاسيوم الصفراء القابلة للذوبان K 2 CrO 4 والأخضر Cr 2 O 3 .
- قم بإذابة 3 جرام من مسحوق ثاني كرومات البوتاسيوم في 50 مل من الماء. أضف إلى جزء واحد بعض كربونات البوتاسيوم. وسوف يذوب مع إطلاق ثاني أكسيد الكربون، وسيصبح لون المحلول أصفر فاتح. ويتكون الكرومات من ثنائي كرومات البوتاسيوم. إذا أضفنا الآن محلول 50٪ من حمض الكبريتيك في أجزاء، فسيظهر اللون الأحمر والأصفر للبيكرومات مرة أخرى.
- تصب في أنبوب اختبار 5 مل. محلول ثنائي كرومات البوتاسيوم، يغلي مع 3 مل من حمض الهيدروكلوريك المركز تحت المسودة. يتحرر الكلور الغازي السام ذو اللون الأصفر والأخضر من المحلول، لأن الكرومات سيؤدي إلى أكسدة حمض الهيدروكلوريك إلى Cl 2 وH 2 O. وسيتحول الكرومات نفسه إلى كلوريد الكروم ثلاثي التكافؤ الأخضر. يمكن عزله عن طريق تبخير المحلول ومن ثم دمجه مع الصودا والنترات وتحويله إلى كرومات.
- عند إضافة محلول نترات الرصاص، يترسب كرومات الرصاص الأصفر؛ عند التفاعل مع محلول نترات الفضة، يتكون راسب بني محمر من كرومات الفضة.
- أضف بيروكسيد الهيدروجين إلى محلول ثنائي كرومات البوتاسيوم وقم بتحميض المحلول بحمض الكبريتيك. يكتسب المحلول لونًا أزرقًا غامقًا بسبب تكوين بيروكسيد الكروم. البيروكسيد، عند رجه ببعض الأثير، سيتحول إلى مذيب عضوي ويحوله إلى اللون الأزرق. هذا التفاعل خاص بالكروم وهو حساس للغاية. ويمكن استخدامه للكشف عن الكروم في المعادن والسبائك. بادئ ذي بدء، من الضروري حل المعدن. مع الغليان لفترة طويلة مع 30٪ حمض الكبريتيك (يمكن أيضًا إضافة حمض الهيدروكلوريك)، يذوب الكروم والعديد من الفولاذ جزئيًا. يحتوي المحلول الناتج على كبريتات الكروم (III). لكي نتمكن من إجراء تفاعل الكشف، نقوم أولاً بتحييده باستخدام الصودا الكاوية. يترسب هيدروكسيد الكروم الرمادي والأخضر (III)، الذي يذوب في هيدروكسيد الصوديوم الزائد ويشكل كروميت الصوديوم الأخضر. تصفية المحلول وإضافة 30% بيروكسيد الهيدروجين. عند تسخينه، يتحول المحلول إلى اللون الأصفر، حيث يتأكسد الكروميت إلى كرومات. سيؤدي التحمض إلى اللون الأزرق للمحلول. يمكن استخلاص المركب الملون عن طريق رجه مع الأثير.
التفاعلات التحليلية لأيونات الكروم.
- أضف إلى 3-4 قطرات من محلول كلوريد الكروم CrCl 3 محلول 2M من NaOH حتى يذوب الراسب الأولي. لاحظ لون كروميت الصوديوم المتكون. تسخين المحلول الناتج في حمام مائي. ماذا يحدث؟
- أضف إلى 2-3 قطرات من محلول CrCl 3 حجمًا متساويًا من محلول 8M NaOH و3-4 قطرات من محلول 3% H2O2. تسخين خليط التفاعل في حمام مائي. ماذا يحدث؟ ما الراسب الذي يتكون إذا تم تحييد المحلول الملون الناتج، وأضيف إليه CH 3 COOH، ثم Pb (NO 3) 2؟
- صب 4-5 قطرات من محاليل كبريتات الكروم Cr 2 (SO 4) 3، IMH 2 SO 4 وKMnO 4 في أنبوب اختبار. تسخين موقع التفاعل لعدة دقائق في حمام مائي. لاحظ التغير في لون المحلول. ما سبب ذلك؟
- إلى 3-4 قطرات من محلول K 2 Cr 2 O 7 المحمض بحمض النيتريك، أضف 2-3 قطرات من محلول H 2 O 2 واخلطه. يرجع اللون الأزرق للمحلول الذي يظهر إلى ظهور حمض البيركروميك H 2 CrO 6:
Cr 2 O 7 2- + 4H 2 O 2 + 2H + = 2H 2 CrO 6 + 3H 2 O
انتبه إلى التحلل السريع لـ H 2 CrO 6:
2H2CrO6 + 8H+ = 2Cr3+ + 3O2 + 6H2O
اللون الأزرق اللون الأخضر
يعتبر حمض البيركروميك أكثر استقرارًا في المذيبات العضوية.
- إلى 3-4 قطرات من محلول K 2 Cr 2 O 7 المحمض بحمض النيتريك، أضف 5 قطرات من كحول الأيزواميل، 2-3 قطرات من محلول H 2 O 2 ورج خليط التفاعل. طبقة المذيب العضوي التي تطفو إلى الأعلى ملونة باللون الأزرق الفاتح. يتلاشى اللون ببطء شديد. قارن بين ثبات H 2 CrO 6 في الطور العضوي والمائي.
- عندما تتفاعل أيونات CrO 4 2- وBa 2+، يترسب راسب أصفر من كرومات الباريوم BaCrO 4.
- تشكل نترات الفضة راسبًا أحمر اللون من كرومات الفضة مع أيونات CrO 4 2.
- خذ ثلاثة أنابيب اختبار. ضع 5-6 قطرات من محلول K 2 Cr 2 O 7 في أحدهما، وبنفس الحجم من محلول K 2 Cr O 4 في الثانية، وثلاث قطرات من كلا المحلولين في الثالثة. ثم أضف ثلاث قطرات من محلول يوديد البوتاسيوم إلى كل أنبوب. اشرح النتيجة. تحمض الحل في الأنبوب الثاني. ماذا يحدث؟ لماذا؟
تجارب مسلية مع مركبات الكروم
- يتحول خليط من CuSO 4 و K 2 Cr 2 O 7 إلى اللون الأخضر عند إضافة القلويات، ويتحول إلى اللون الأصفر في وجود الحمض. بتسخين 2 ملجم من الجلسرين مع كمية قليلة من (NH4)2Cr2O7 ثم إضافة الكحول يتم الحصول بعد الترشيح على محلول أخضر لامع، يتحول إلى اللون الأصفر عند إضافة الحمض، ويتحول إلى اللون الأخضر في الحالة المحايدة أو القلوية. واسطة.
- ضع في وسط العلبة مع "خليط الياقوت" الثرمايت - مطحون جيدًا وموضع في ورق الألمنيوم Al 2 O 3 (4.75 جم) مع إضافة Cr 2 O 3 (0.25 جم). وحتى لا يبرد الجرة لفترة أطول، من الضروري دفنه تحت الحافة العلوية في الرمال، وبعد اشتعال الثرمايت وبدء التفاعل، قم بتغطيته بصفيحة حديدية وتغطيته بالرمل. البنك لحفر في يوم واحد. والنتيجة هي مسحوق ياقوت أحمر.
- يتم مسح 10 جم من ثنائي كرومات البوتاسيوم مع 5 جم من نترات الصوديوم أو البوتاسيوم و10 جم من السكر. يتم ترطيب الخليط وخلطه مع الكولوديون. إذا تم ضغط المسحوق في أنبوب زجاجي، ثم تم دفع العصا للخارج وإشعال النار فيها من النهاية، فسوف يبدأ "الثعبان" بالزحف للخارج، باللون الأسود أولاً، وبعد التبريد - باللون الأخضر. عصا يبلغ قطرها 4 مم تحترق بسرعة حوالي 2 مم في الثانية وتطول 10 مرات.
- إذا قمت بخلط محاليل كبريتات النحاس وثنائي كرومات البوتاسيوم وأضفت القليل من محلول الأمونيا، فسوف يتساقط راسب بني غير متبلور من التركيبة 4СuCrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O، والذي يذوب في حمض الهيدروكلوريك ليشكل محلول أصفر، و في كمية زائدة من الأمونيا يتم الحصول على محلول أخضر. إذا تمت إضافة المزيد من الكحول إلى هذا المحلول، فسوف يتكون راسب أخضر، والذي بعد الترشيح يصبح أزرق، وبعد التجفيف، أزرق بنفسجي مع بريق أحمر، يمكن رؤيته بوضوح في الضوء القوي.
- ويمكن تجديد أكسيد الكروم المتبقي بعد تجارب "البركان" أو "ثعبان الفرعون". للقيام بذلك، من الضروري دمج 8 جم من Cr 2 O 3 و 2 جم من Na 2 CO 3 و 2.5 جم من KNO 3 ومعالجة السبيكة المبردة بالماء المغلي. يتم الحصول على كرومات قابلة للذوبان، والتي يمكن أيضًا تحويلها إلى مركبات أخرى من الكروم (II) والكروم (VI)، بما في ذلك ثنائي كرومات الأمونيوم الأصلي.
أمثلة على التحولات الأكسدة والاختزال التي تنطوي على الكروم ومركباته
1. Cr 2 O 7 2- -- Cr 2 O 3 -- CrO 2 - -- CrO 4 2- -- Cr 2 O 7 2-
أ) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4 H 2 O ب) Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O
ج) 2NaCrO2 + 3Br2 + 8NaOH = 6NaBr + 2Na2CrO4 + 4H2O
د) 2Na 2 CrO 4 + 2HCl = Na 2 Cr 2 O 7 + 2NaCl + H 2 O
2. الكروم (OH) 2 -- الكروم (OH) 3 -- CrCl 3 -- الكروم 2 O 7 2- -- الكروم 4 2-
أ) 2Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
ب) Cr(OH) 3 + 3HCl = CrCl 3 + 3H2O
ج) 2CrCl 3 + 2KMnO 4 + 3H 2 O = K 2 Cr 2 O 7 + 2Mn(OH) 2 + 6HCl
د) K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH = 2K 2 CrO 4 + H 2 O
3. CrO - Cr (OH) 2 - Cr (OH) 3 - Cr (NO 3) 3 - Cr 2 O 3 - CrO - 2
Cr2+
أ) CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O
ب) CrO + H 2 O \u003d Cr (OH) 2
ج) الكروم (OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr (OH) 3
د) الكروم (OH) 3 + 3HNO 3 = الكروم (NO 3) 3 + 3H 2 O
ه) 4Cr (NO 3) 3 \u003d 2Cr 2 O 3 + 12NO 2 + O 2
و) Cr 2 O 3 + 2 NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O
عنصر Chrome كفنان
غالبًا ما يلجأ الكيميائيون إلى مشكلة إنشاء أصباغ صناعية للرسم. في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر، تم تطوير تكنولوجيا الحصول على العديد من المواد التصويرية. قام لويس نيكولا فاوكيلين في عام 1797، الذي اكتشف عنصر الكروم غير المعروف سابقًا في خام الأحمر السيبيري، بإعداد طلاء جديد مستقر بشكل ملحوظ - الكروم الأخضر. الكروموفور الخاص به هو أكسيد الكروم المائي (III). تحت اسم "الزمرد الأخضر" بدأ إنتاجه في عام 1837. في وقت لاحق، اقترح L. Vauquelen العديد من الدهانات الجديدة: الباريت والزنك والكروم الأصفر. بمرور الوقت، تم استبدالها بأصباغ صفراء وبرتقالية أكثر ثباتًا تعتمد على الكادميوم.
الكروم الأخضر هو الطلاء الأكثر متانة وخفيف الوزن ولا يتأثر بالغازات الجوية. يتمتع الكروم الأخضر المطلي بالزيت بقدرة كبيرة على الإخفاء وقادر على الجفاف بسرعة، وذلك منذ القرن التاسع عشر. يستخدم على نطاق واسع في الرسم. لها أهمية كبيرة في الرسم على الخزف. الحقيقة هي أنه يمكن تزيين منتجات البورسلين بالطلاء تحت التزجيج أو فوق التزجيج. في الحالة الأولى، يتم تطبيق الدهانات على سطح المنتج المحترق قليلاً فقط، والذي يتم تغطيته بعد ذلك بطبقة من التزجيج. ويتبع ذلك الحرق الرئيسي بدرجة حرارة عالية: لتلبيد كتلة الخزف وإذابة التزجيج، يتم تسخين المنتجات إلى 1350 - 1450 درجة مئوية. عدد قليل جدًا من الدهانات يمكنها تحمل درجة الحرارة المرتفعة هذه دون تغيرات كيميائية، وفي الدهانات القديمة أيام لم يكن هناك سوى اثنين منهم - الكوبالت والكروم. يتم تطبيق أكسيد الكوبالت الأسود على سطح قطعة من الخزف، ويندمج مع الطلاء الزجاجي أثناء الحرق، ويتفاعل معه كيميائيًا. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل سيليكات الكوبالت الزرقاء الزاهية. هذا الخزف الصيني ذو اللون الأزرق الكوبالت معروف للجميع. لا يتفاعل أكسيد الكروم (III) كيميائيًا مع مكونات التزجيج ويقع ببساطة بين شظايا الخزف والتزجيج الشفاف بطبقة "صماء".
بالإضافة إلى الكروم الأخضر، يستخدم الفنانون الدهانات المشتقة من فولكونسكويت. تم اكتشاف هذا المعدن من مجموعة المونتموريلونيت (معدن طيني من فئة فرعية من السيليكات المعقدة Na (Mo، Al)، Si 4 O 10 (OH) 2) في عام 1830 من قبل عالم المعادن الروسي كيميرر وتم تسميته على اسم ابنة إم إن فولكونسكايا. بطل معركة بورودينو الجنرال إن إن رايفسكي، زوجة الديسمبريست إس جي فولكونسكي فولكونسكويت عبارة عن طين يحتوي على ما يصل إلى 24٪ من أكسيد الكروم، بالإضافة إلى أكاسيد الألومنيوم والحديد (III).يحدد لونه المتنوع - من لون التنوب الشتوي الغامق إلى اللون الأخضر الفاتح لضفدع المستنقع.
لجأ بابلو بيكاسو إلى الجيولوجيين في بلدنا لطلب دراسة احتياطيات فولكونسكويت، التي تعطي الطلاء لونًا جديدًا فريدًا. في الوقت الحاضر، تم تطوير طريقة للحصول على الوولكونسكويت الاصطناعي. ومن المثير للاهتمام أن نلاحظ أنه، وفقا للبحث الحديث، استخدم رسامي الأيقونات الروس الدهانات من هذه المادة في وقت مبكر من العصور الوسطى، قبل وقت طويل من اكتشافها "الرسمي". كان لون غينييه الأخضر (الذي تم إنشاؤه عام 1837)، والذي يكون كروموفورمه عبارة عن هيدرات من أكسيد الكروم Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O، حيث يرتبط جزء من الماء كيميائيًا ويتم امتصاص جزء منه، شائعًا أيضًا لدى الفنانين. هذا الصباغ يعطي الطلاء لون الزمرد.
blog.site، مع النسخ الكامل أو الجزئي للمادة، يلزم وجود رابط للمصدر.
- التعيين - الكروم (الكروم)؛
- الفترة - الرابع؛
- المجموعة - 6 (VIb)؛
- الكتلة الذرية - 51.9961؛
- العدد الذري - 24؛
- نصف قطر الذرة = 130 م؛
- نصف القطر التساهمي = 118 م؛
- توزيع الإلكترون - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 ؛
- نقطة الانصهار = 1857 درجة مئوية؛
- نقطة الغليان = 2672 درجة مئوية؛
- السالبية الكهربية (حسب بولينج / حسب ألبريد وروشوف) = 1.66 / 1.56؛
- حالة الأكسدة: +6، +3، +2، 0؛
- الكثافة (غير محددة) \u003d 7.19 جم / سم 3 ؛
- الحجم المولي = 7.23 سم3/مول.
تم العثور على الكروم (اللون والطلاء) لأول مرة في رواسب الذهب في بيريزوفسكي (الأورال الوسطى)، ويعود تاريخ الإشارات الأولى إلى عام 1763، في عمله "الأسس الأولى للمعادن" M. V. يسميها لومونوسوف "خام الرصاص الأحمر".
أرز. هيكل ذرة الكروم.
التكوين الإلكتروني لذرة الكروم هو 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 (انظر التركيب الإلكتروني للذرات). في تكوين الروابط الكيميائية مع العناصر الأخرى، يمكن أن يشارك إلكترون واحد يقع عند المستوى الخارجي 4s + 5 إلكترونات من المستوى الفرعي ثلاثي الأبعاد (6 إلكترونات في المجموع)، لذلك، في المركبات، يمكن للكروم أن يأخذ حالات الأكسدة من +6 إلى +1 (الأكثر شيوعًا هي +6 و +3 و +2). الكروم معدن غير نشط كيميائيا، ويتفاعل مع المواد البسيطة فقط عند درجات حرارة عالية.
الخصائص الفيزيائية للكروم:
- معدن أبيض مزرق.
- معدن شديد الصلابة (في وجود شوائب) ؛
- هش في ن. ص؛
- البلاستيك (في شكله النقي).
الخواص الكيميائية للكروم
- عند t=300°C يتفاعل مع الأكسجين:
4Cr + 3O 2 \u003d 2Cr 2 O 3 ؛ - عند درجة حرارة أكبر من 300 درجة مئوية، يتفاعل مع الهالوجينات، ويشكل خليطًا من الهاليدات؛
- عند درجة حرارة أكبر من 400 درجة مئوية يتفاعل مع الكبريت لتكوين الكبريتيدات:
الكروم + S = الكروم؛ - عند درجة حرارة = 1000 درجة مئوية، يتفاعل الكروم المطحون جيدًا مع النيتروجين لتكوين نيتريد الكروم (شبه موصل ذو مقاومة كيميائية عالية):
2Cr + N 2 = 2CrN؛ - يتفاعل مع أحماض الهيدروكلوريك والكبريتيك المخففة لتحرير الهيدروجين:
الكروم + 2HCl \u003d CrCl 2 + H 2؛
الكروم + ح 2 SO 4 \u003d CrSO 4 + H 2؛ - تعمل أحماض النيتريك والكبريتيك المركزة الدافئة على إذابة الكروم.
مع حامض الكبريتيك والنيتريك المركز برقم n.o. لا يتفاعل الكروم، والكروم أيضًا لا يذوب في الماء الملكي، ومن الجدير بالذكر أن الكروم النقي لا يتفاعل حتى مع حمض الكبريتيك المخفف، ولم يتم تحديد سبب هذه الظاهرة بعد. أثناء التخزين طويل الأمد في حمض النيتريك المركز، يتم تغطية الكروم بطبقة أكسيد كثيفة جدًا (تخميلها)، ويتوقف عن التفاعل مع الأحماض المخففة.
مركبات الكروم
لقد سبق أن قيل أعلاه أن حالات الأكسدة "المفضلة" للكروم هي +2 (CrO، Cr (OH) 2)، +3 (Cr 2 O 3، Cr (OH) 3)، +6 (CrO 3، H) 2 كروم 4).
كروم هو كروموفورأي: العنصر الذي يعطي اللون للمادة التي يحتوي عليها. على سبيل المثال، في حالة الأكسدة +3، يعطي الكروم اللون الأرجواني الأحمر أو الأخضر (الياقوت، الإسبنيل، الزمرد، العقيق)؛ في حالة الأكسدة +6 - اللون الأصفر البرتقالي (الكروكويت).
Chromophores، بالإضافة إلى الكروم، هي أيضا الحديد والنيكل والتيتانيوم والفاناديوم والمنغنيز والكوبالت والنحاس - كل هذه العناصر D.
لون المركبات الشائعة التي تشمل الكروم:
- الكروم في حالة الأكسدة +2:
- أكسيد الكروم CrO - أحمر؛
- فلوريد الكروم CrF 2 - الأزرق والأخضر؛
- كلوريد الكروم CrCl 2 - ليس له لون؛
- بروميد الكروم CrBr 2 - ليس له لون؛
- يوديد الكروم CrI 2 - أحمر-بني.
- الكروم في حالة الأكسدة +3:
- الكروم 2 يا 3 - الأخضر؛
- CrF 3 - أخضر فاتح؛
- CrCl 3 - اللون البنفسجي والأحمر؛
- CrBr 3 - أخضر داكن؛
- كري 3 - أسود.
- الكروم في حالة الأكسدة +6:
- الكروم 3 - الأحمر؛
- كرومات البوتاسيوم K 2 CrO 4 - أصفر ليموني؛
- كرومات الأمونيوم (NH 4) 2 CrO 4 - أصفر ذهبي؛
- كرومات الكالسيوم CaCrO 4 - أصفر؛
- كرومات الرصاص PbCrO 4 - بني فاتح-أصفر.
أكاسيد الكروم:
- Cr +2 O - أكسيد أساسي؛
- Cr 2 +3 O 3 - أكسيد مذبذب؛
- الكروم +6 يا 3 - أكسيد الحمض.
هيدروكسيدات الكروم:
- ".
تطبيق الكروم
- كمادة مضافة لصناعة السبائك في صهر السبائك المقاومة للحرارة والمقاومة للتآكل؛
- لطلاء المنتجات المعدنية بالكروم من أجل منحها مقاومة عالية للتآكل ومقاومة التآكل ومظهر جميل؛
- تُستخدم سبائك الكروم 30 والكروم 90 في فوهات شعلة البلازما وفي صناعة الطيران.
المقال مخصص للعنصر رقم 24 من الجدول الدوري - الكروم وتاريخ اكتشافه وتوزيعه في الطبيعة وتركيب ذرته وخواصه الكيميائية ومركباته وكيفية الحصول عليه ولماذا نحتاج إليه. متوسط محتوى الكروم في القشرة الأرضية لا يصل إلى 0.0083%. ربما يكون هذا العنصر أكثر سمة من سمات عباءة الأرض.
يشكل الكروم خامات ضخمة ومنتشرة في الصخور فوق المافية؛ ويرتبط بها تكوين أكبر رواسب الكروم. في الصخور الأساسية، يصل محتوى الكروم إلى 210-2٪ فقط، في الصخور الحمضية - 2.510-3٪، في الصخور الرسوبية (الحجر الرملي) - 3.510-3٪، الصخر الزيتي - 910-3٪. يعد الكروم مهاجرًا مائيًا ضعيفًا نسبيًا: يبلغ محتوى الكروم في مياه البحر 0.00005 ملجم / لتر، وفي المياه السطحية - 0.0015 ملجم / لتر.
بشكل عام، الكروم هو معدن المناطق العميقة من الأرض.
اليوم، يبلغ إجمالي استهلاك الكروم النقي (99٪ كروم على الأقل) حوالي 15 ألف طن، حوالي ثلثها عبارة عن كروم كهربائيا. الشركة الرائدة عالميًا في إنتاج الكروم عالي النقاء هي شركة Bell Metals البريطانية. تحتل الولايات المتحدة المركز الأول من حيث الاستهلاك (50٪)، والثاني - دول أوروبا (25٪)، والثالث - اليابان. سوق معدن الكروم متقلب للغاية وتتقلب أسعار المعدن على نطاق واسع.
1. الكروم كعنصر كيميائي
الكروم– (الكروم) الكروم، العنصر الكيميائي 6(VIb) من مجموعة النظام الدوري. العدد الذري 24، الكتلة الذرية 51.996. هناك 24 نظيرًا معروفًا للكروم يتراوح من 42 Cr إلى 66 Cr. النظائر 52Cr، 53Cr، 54Cr مستقرة. التركيب النظائري للكروم الطبيعي: 50 Cr (نصف عمر 1.8 · 10 · 17 سنة) - 4.345%، 52 Cr - 83.489%، 53 Cr - 9.501%، 54 Cr - 2.365%. حالات الأكسدة الرئيسية هي +3 و +6.
في عام 1761، اكتشف أستاذ الكيمياء بجامعة سانت بطرسبرغ، يوهان جوتلوب ليمان، عند السفح الشرقي لجبال الأورال في منجم بيريزوفسكي، معدنًا أحمر رائعًا، والذي عند سحقه إلى مسحوق، أعطى لونًا أصفر ساطعًا. في عام 1766، أحضر ليمان عينات من المعدن إلى سانت بطرسبرغ. وبعد معالجة البلورات بحمض الهيدروكلوريك، حصل على راسب أبيض وجد فيه الرصاص. أطلق ليمان على المعدن الرصاص الأحمر السيبيري (plomb rouge de Sibérie)، ومن المعروف الآن أنه كروكويت (من الكلمة اليونانية "krokos" - الزعفران) - كرومات الرصاص الطبيعي PbCrO 4.
قاد المسافر وعالم الطبيعة الألماني بيتر سيمون بالاس (1741-1811) بعثة أكاديمية سانت بطرسبورغ للعلوم إلى المناطق الوسطى من روسيا وفي عام 1770 زار جبال الأورال الجنوبية والوسطى، بما في ذلك منجم بيريزوفسكي، وأصبح مثل ليمان. مهتم بالكروكويت. كتب بالاس: «لم يتم العثور على معدن الرصاص الأحمر المذهل هذا في أي رواسب أخرى. يتحول إلى اللون الأصفر عند طحنه إلى مسحوق ويمكن استخدامه في فن المنمنمات. على الرغم من ندرة وصعوبة تسليم الكروكيت من منجم بيريزوفسكي إلى أوروبا (استغرق الأمر ما يقرب من عامين)، إلا أن استخدام المعدن كمواد تلوين كان موضع تقدير. في لندن وباريس في نهاية القرن السابع عشر. ركب جميع الأشخاص النبلاء عربات مطلية بالكروكويت المطحون جيدًا، بالإضافة إلى ذلك، تمت إضافة أفضل عينات من الرصاص الأحمر السيبيري إلى مجموعات العديد من الخزانات المعدنية في أوروبا.
في عام 1796، وصلت عينة من الكروكيت إلى نيكولا لويس فاوكيلين (1763-1829)، أستاذ الكيمياء في مدرسة باريس للمعادن، الذي قام بتحليل المعدن، لكنه لم يجد فيه شيئًا سوى أكاسيد الرصاص والحديد والألومنيوم. مواصلة دراسة الرصاص الأحمر السيبيري، قام فاوكيلين بغلي المعدن بمحلول البوتاس، وبعد فصل راسب أبيض من كربونات الرصاص، حصل على محلول أصفر من ملح غير معروف. وعند معالجته بملح الرصاص يتكون راسب أصفر، ومع ملح الزئبق راسب أحمر، وعند إضافة كلوريد القصدير يتحول المحلول إلى اللون الأخضر. بتحليل الكروكيت بالأحماض المعدنية، حصل على محلول "حمض الرصاص الأحمر"، الذي أعطى تبخره بلورات حمراء ياقوتية (أصبح من الواضح الآن أن هذا كان أنهيدريد الكروم). بعد أن قام بتكليسها بالفحم في بوتقة من الجرافيت، اكتشف بعد التفاعل الكثير من البلورات الرمادية المتشابكة على شكل إبرة من معدن غير معروف حتى ذلك الوقت. ذكر فاوكيلين الحراريات العالية للمعدن ومقاومته للأحماض.
أطلق فاوكيلين على العنصر الجديد اسم الكروم (من الكلمة اليونانية - اللون، اللون) نظرًا لكثرة المركبات متعددة الألوان التي يشكلها. وبناء على أبحاثه، ذكر فاوكيلين لأول مرة أن لون الزمرد لبعض الأحجار الكريمة يرجع إلى اختلاط مركبات الكروم فيها. على سبيل المثال، الزمرد الطبيعي هو بيريل ذو لون أخضر داكن يتم فيه استبدال الألومنيوم جزئيًا بالكروم.
على الأرجح، لم يحصل فاوكيلين على معدن نقي، ولكن كربيداته، كما يتضح من الشكل الدقيق للبلورات التي تم الحصول عليها، لكن أكاديمية باريس للعلوم مع ذلك سجلت اكتشاف عنصر جديد، والآن يعتبر فاوكيلين بحق مكتشف العنصر رقم 24.
في عام 1798، اكتشف لوفيتز وكلابروث، بشكل مستقل عن فاوكيلين، الكروم في عينة من معدن أسود ثقيل (كان FeCr 2 O 4 كروميت) موجودًا في جبال الأورال، ولكن إلى الشمال من رواسب بيريزوفسكي. في عام 1799، اكتشف F. Tassert عنصرا جديدا في نفس المعدن الموجود في جنوب شرق فرنسا. يُعتقد أن تاسرت هو أول من تمكن من الحصول على الكروم المعدني النقي نسبيًا.
2. الكروم في الطبيعة واستخلاصه الصناعي
الكروم عنصر شائع إلى حد ما على الأرض. كلارك (متوسط محتوى القشرة الأرضية) من القشرة هو 8.3 ـ 10 -3%. لم يتم العثور على الكروم في الحالة الحرة أبدًا. في خامات الكروم، يعتبر الكروميت FeCr 2 O 4 فقط ذو أهمية عملية، والذي ينتمي إلى الإسبنيل - معادن متماثلة للنظام المكعب مع الصيغة العامة MO·Me 2 O 3، حيث M هو أيون فلز ثنائي التكافؤ، وMe هو ثلاثي التكافؤ ايون معدني. يمكن للإسبنيل أن يشكل محاليل صلبة مع بعضها البعض، لذلك فإن الماجنوكروميت (Mg,Fe)Cr 2 O 4 , كروميت الألومنيوم Fe(Cr,Al) 2 O 4 , الكروموبيكوتيت (Mg,Fe) ( Cr, Al) 2 O 4 - هم كلها تنتمي إلى فئة الإسبنيل الكروم. بالإضافة إلى الإسبنيل، يوجد الكروم في العديد من المعادن الأقل شيوعًا، على سبيل المثال، الميلانوكرويت 3PbO 2Cr 2 O 3، الواكيلينيت 2(Pb,Cu)CrO 4 (Pb,Cu) 3 (PO 4) 2، تاراباكيت K 2 CrO 4، ديتزيت CaIO 3 CaCrO 4 وغيرها.
الكروميت داكن اللون أو أسود تقريبًا، وله بريق معدني، وعادةً ما يكون على شكل صفائف متواصلة. رواسب الكروميت هي من أصل ناري. وتقدر مواردها المحددة في 47 دولة في العالم وتصل إلى 15 مليار طن. تحتل جنوب أفريقيا المركز الأول من حيث احتياطيات الكروميت (76٪ من الاحتياطيات المؤكدة في العالم)، حيث تعتبر رواسب بوشفيلد ذات أهمية قصوى، حيث يبلغ محتوى خام الكروميت مليار طن. تحتل كازاخستان المركز الثاني في العالم من حيث موارد الكروميت (9٪ من الاحتياطيات العالمية)، وخامات الكروم هناك ذات جودة عالية جدًا. تتركز جميع موارد الكروميت في كازاخستان في منطقة أكتوبي (كتلة كيمبيرساي التي تبلغ احتياطياتها 300 مليون طن)؛ تم تطوير الودائع منذ أواخر الثلاثينيات. وتحتل زيمبابوي المركز الثالث (6٪ من الاحتياطيات العالمية). بالإضافة إلى ذلك، تمتلك الولايات المتحدة والهند والفلبين وتركيا ومدغشقر والبرازيل موارد كبيرة من الكروميت. في روسيا، توجد رواسب كبيرة من الكروميت في جبال الأورال (سارانوفسكوي، فيربليوجيجورسكوي، ألاباييفسكوي، مونتنايا داشا، خاليلوفسكوي وغيرها من الرواسب).
في بداية القرن التاسع عشر كان المصدر الرئيسي للكروميت هو رواسب الأورال، لكن في عام 1827 اكتشف الأمريكي إسحاق تايسون (Isaac Tyson) رواسب كبيرة من خام الكروميت على حدود ماريلاند وبنسلفانيا، ليصبح محتكرًا في مجال التعدين لسنوات عديدة. في عام 1848، تم العثور على رواسب من الكروميت عالي الجودة في تركيا، بالقرب من بورصة. وبعد استنفاد الاحتياطيات في ولاية ماريلاند، كانت تركيا رائدة في استخراج الكروميت، حتى اعترضت الهند وجنوب أفريقيا العصا في عام 1906.
يتم الآن استخراج 11-14 مليون طن من الكروميت سنويًا في العالم. وتحتل جنوب أفريقيا المركز الأول في استخراج خام الكروم (حوالي 6 ملايين طن سنويا)، تليها كازاخستان، حيث توفر 20% من الطلب العالمي. نظرًا للعمق الكبير لوجود خام الكروم، يتم استخراجه عادةً عن طريق المناجم (85٪)، ولكن في بعض الأحيان يُمارس التعدين في الحفرة المفتوحة (المحجر) أيضًا، على سبيل المثال، في فنلندا ومدغشقر. عادة ما تكون الخامات المستخرجة ذات جودة كافية وتحتاج فقط إلى الفرز الميكانيكي. غالبًا ما يكون تخصيب الكروميت غير عملي، لأنه في هذه الحالة يمكن فقط زيادة محتوى Cr 2 O 3، ونسبة الحديد :
يبقى الكروم دون تغيير. يتراوح سعر الكروميت في السوق العالمية بين 40-120 دولارًا أمريكيًا للطن.
الكروم معدن فضي كثافته 7200 كجم/م3. يعد تحديد نقطة انصهار الكروم النقي مهمة صعبة للغاية، لأن أدنى شوائب الأكسجين أو النيتروجين تؤثر بشكل كبير على قيمة درجة الحرارة هذه. وفقًا لنتائج القياسات الحديثة فهي تساوي 1907 درجة مئوية. نقطة غليان الكروم هي 2671 درجة مئوية. الكروم النقي تمامًا (بدون شوائب غازية وكربون) لزج تمامًا وتزوير ومرن. عند أدنى تلوث بالكربون والهيدروجين والنيتروجين وما إلى ذلك. تصبح هشة وهشة وصعبة. في درجات الحرارة العادية، يوجد على شكل تعديل وله شبكة مكعبة مركزية الجسم. كيميائيا، الكروم خامل إلى حد ما بسبب تكوين طبقة أكسيد رقيقة قوية على سطحه. لا يتأكسد في الهواء حتى في وجود الرطوبة، وعند تسخينه يحدث الأكسدة على السطح فقط. يتم تخميل الكروم بواسطة حمض النيتريك المخفف والمركز، والماء الملكي، وحتى عندما يتم غلي المعدن بهذه الكواشف، فإنه يذوب قليلاً فقط. الكروم المنشط بحمض النيتريك، على عكس المعدن الذي لا يحتوي على طبقة واقية، لا يذوب في أحماض الكبريتيك والهيدروكلوريك المخففة، حتى مع الغليان لفترة طويلة في محاليل هذه الأحماض، ومع ذلك، عند نقطة معينة، يبدأ الذوبان السريع، مصحوبًا برغوة من الهيدروجين المنبعث - من الشكل السلبي يصبح الكروم نشطًا، وغير محمي بطبقة أكسيد:
الكروم + 2HCl \u003d CrCl 2 + H 2
إذا تمت إضافة حمض النيتريك أثناء عملية الذوبان، فسيتوقف التفاعل على الفور - يتم تخميل الكروم مرة أخرى.
عند تسخينه، يتحد الكروم المعدني مع الهالوجينات والكبريت والسيليكون والبورون والكربون وبعض العناصر الأخرى:
Cr + 2F 2 = CrF 4 (مع خليط من CrF 5)
2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3
Cr + C = Cr 23 C 6 + Cr 7 C 3 خليط.
عند تسخين الكروم مع الصودا المنصهرة في الهواء أو النترات أو كلورات الفلزات القلوية، يتم الحصول على الكرومات المقابلة (VI):
2Cr + 2Na 2 CO 3 + 3O 2 \u003d 2Na 2 CrO 4 + 2CO 2.
اعتمادًا على درجة نقاء المعدن المطلوبة، هناك عدة طرق صناعية للحصول على الكروم.
فرصة ألومينوثرميكتم إثبات اختزال أكسيد الكروم (III) بواسطة فريدريش فولر في عام 1859، ومع ذلك، أصبحت هذه الطريقة متاحة على نطاق صناعي بمجرد أن أصبح من الممكن الحصول على الألومنيوم الرخيص. بدأ الإنتاج الصناعي للألمنيوم الحراري للكروم بعمل غولدشميت، الذي كان أول من طور طريقة موثوقة للتحكم في عملية الاختزال شديدة الطاردة للحرارة (وبالتالي المتفجرة):
الكروم 2 يا 3 + 2آل \u003d 2كر + 2آل 2 يا 3.
يتم تسخين الخليط بشكل منتظم إلى 500-600 درجة مئوية، ويمكن بدء التخفيض إما عن طريق خليط من بيروكسيد الباريوم ومسحوق الألومنيوم، أو عن طريق إشعال جزء صغير من الخليط، تليها إضافة بقية الخليط. من المهم أن تكون الحرارة المنبعثة أثناء التفاعل كافية لإذابة الكروم الناتج وفصله عن الخبث. يحتوي الكروم الذي يتم الحصول عليه بطريقة الألومنيوم الحراري عادةً على 0.015-0.02% C و0.02% S و0.25-0.40% Fe، والجزء الكتلي للمادة الرئيسية فيه هو 99.1-99.4% Cr. إنها هشة للغاية ويمكن طحنها بسهولة إلى مسحوق.
عند الحصول على الكروم عالي النقاء، يتم استخدام طرق التحليل الكهربائي، وقد تم عرض إمكانية ذلك في عام 1854 من قبل بنسن، الذي أخضع محلول مائي من كلوريد الكروم للتحليل الكهربائي. الآن، يتم إخضاع مخاليط أنهيدريد الكروم أو شبة الكروم الأمونيوم مع حمض الكبريتيك المخفف للتحليل الكهربائي. يحتوي الكروم المنطلق أثناء التحليل الكهربائي على غازات مذابة كشوائب. تتيح التقنيات الحديثة الحصول على معدن بدرجة نقاء تتراوح بين 99.90-99.995٪ على نطاق صناعي باستخدام التنقية بدرجة حرارة عالية في تدفق الهيدروجين وتفريغ الغاز. تتيح لك التقنيات الفريدة لتكرير الكروم التحليل الكهربائي التخلص من الأكسجين والكبريت والنيتروجين والهيدروجين الموجود في المنتج "الخام".
هناك عدة طرق أخرى أقل أهمية للحصول على معدن الكروم. يعتمد التخفيض السيليكي الحراري على التفاعل:
2Cr 2 O 3 + 3Si + 3CaO = 4Cr + 3CaSiO 3 .
على الرغم من أن اختزال السيليكون طارد للحرارة، إلا أنه يتطلب تنفيذ العملية في فرن القوس. إن إضافة الجير الحي يجعل من الممكن تحويل ثاني أكسيد السيليكون الحراري إلى خبث سيليكات الكالسيوم منخفض الذوبان.
يتم استخدام اختزال أكسيد الكروم (III) بالفحم للحصول على كروم عالي الكربون مخصص لإنتاج سبائك خاصة. يتم تنفيذ العملية أيضًا في فرن القوس الكهربائي.
تستخدم عملية Van Arkel-Kuchman-De Boer تحلل يوديد الكروم (III) على سلك يتم تسخينه إلى 1100 درجة مئوية مع ترسيب المعدن النقي عليه.
يمكن أيضًا الحصول على الكروم عن طريق اختزال Cr2O3 بالهيدروجين عند 1500 درجة مئوية، واختزال CrCl3 اللامائي بالهيدروجين والفلزات القلوية أو القلوية الأرضية والمغنيسيوم والزنك.
3. تطبيقات الكروم في الصناعة
لعقود عديدة، منذ اكتشاف الكروم المعدني، تم استخدام الكروكيت فقط وبعض مركباته الأخرى كأصباغ في صناعة الدهانات. في عام 1820، اقترح كوشلين استخدام ثنائي كرومات البوتاسيوم كمادة لاصقة في صباغة المنسوجات. في عام 1884، بدأ الاستخدام النشط لمركبات الكروم القابلة للذوبان مثل العفص في صناعة الجلود. تم استخدام الكروميت لأول مرة في فرنسا عام 1879 كمادة حرارية، لكن استخدامه الرئيسي بدأ في ثمانينيات القرن التاسع عشر في إنجلترا والسويد، عندما بدأ الصهر الصناعي للفيروكروم في الزيادة. بكميات صغيرة، يمكن الحصول على الحديديكروميوم بالفعل في بداية القرن التاسع عشر، لذلك اقترح بيرتييه، في وقت مبكر من عام 1821، اختزال خليط من أكاسيد الحديد والكروم مع الفحم في بوتقة. تم إصدار أول براءة اختراع لتصنيع فولاذ الكروم في عام 1865. بدأ الإنتاج الصناعي للحديد والكروم عالي الكربون باستخدام الأفران العالية لاختزال الكروميت بفحم الكوك. الفيروكروم أواخر القرن التاسع عشر كان ذو جودة منخفضة جدًا، حيث يحتوي عادةً على 7-8٪ كروم، وكان يُعرف باسم "حديد خام تسمانيا" نظرًا لحقيقة أن خام الحديد والكروم الأصلي تم استيراده من تسمانيا. جاءت نقطة التحول في إنتاج الفيروكروم في عام 1893، عندما قام هنري مويسان بصهر الفيروكروم عالي الكربون الذي يحتوي على 60% من الكروم لأول مرة. كان الإنجاز الرئيسي في هذه الصناعة هو استبدال الفرن العالي بفرن القوس الكهربائي الذي أنشأته Moissan، مما جعل من الممكن زيادة درجة حرارة العملية وتقليل استهلاك الطاقة وتحسين جودة الحديديكروم المنصهر بشكل كبير، والذي بدأ يحتوي على 67 -71% كروم و4-6% جيم. لا تزال طريقة مويسان هي أساس الإنتاج الصناعي الحديث للحديد الكروم. عادة ما يتم إجراء عملية استخلاص الكروميت في أفران القوس الكهربائي المفتوحة، ويتم تحميل الشحنة من الأعلى. يتكون القوس بين الأقطاب الكهربائية المغمورة في الشحنة.
يوجد الكروم في الطبيعة بشكل رئيسي على شكل خام حديد الكروم Fe (CrO 2) 2 (كروميت الحديد). ويتم الحصول على الحديد الكروميوم منه عن طريق الاختزال في الأفران الكهربائية باستخدام فحم الكوك (الكربون):
FeO Cr 2 O 3 + 4C → Fe + 2Cr + 4CO
6) باستخدام التحليل الكهربائي، يتم الحصول على الكروم الكهربائي من محلول أنهيدريد الكروميك في الماء الذي يحتوي على إضافة حمض الكبريتيك. في الوقت نفسه، تتم 3 عمليات على الكاثودات:
– اختزال الكروم سداسي التكافؤ إلى كروم ثلاثي التكافؤ مع انتقاله إلى المحلول؛
- تفريغ أيونات الهيدروجين مع تطور الهيدروجين الغازي؛
- تفريغ الأيونات المحتوية على الكروم سداسي التكافؤ مع ترسب الكروم المعدني؛
Cr 2 O 7 2− + 14Н + + 12е − = 2Сr + 7H 2 O
في شكله الحر، هو معدن أبيض مزرق مع شعرية مكعبة مركزية الجسم، = 0.28845 نانومتر. عند درجة حرارة 39 درجة مئوية، تتغير الحالة من الحالة البارامغناطيسية إلى الحالة المضادة للمغناطيسية (نقطة النيل).
مقاومة للهواء. عند 300 درجة مئوية، يحترق مع تكوين أكسيد الكروم الأخضر (III) Cr 2 O 3، الذي له خصائص مذبذبة. من خلال دمج Cr 2 O 3 مع القلويات، يتم الحصول على الكروميت
على الرغم من الأهمية الكبيرة للحديد والكروم عالي الكربون في إنتاج العديد من درجات الفولاذ المقاوم للصدأ، إلا أنه لا يصلح لصهر بعض الفولاذ عالي الكروم، نظرا لوجود الكربون (على شكل كربيد Cr23C6 الذي تتبلور على طول حدود الحبوب) مما يجعلها هشة وسهلة التآكل. بدأ إنتاج الحديد والكروم منخفض الكربون في التطور مع بداية استخدام الاختزال الصناعي للألمنيوم في الكروميت. الآن تم استبدال عملية الألومينوثرميك بعملية سيليكوثرمية (عملية بيرين) والعملية البسيطة، والتي تتكون من خلط الفيروكروم عالي الكربون مع مسحوق الفيروكروم المؤكسد جزئيًا، ثم القولبة والتسخين إلى 1360 درجة مئوية في الفراغ. عادة ما يحتوي الحديدوكروم المحضر بالطريقة البسيطة على 0.008% فقط من الكربون، وتذوب قوالب منه بسهولة في ذوبان الفولاذ.
سوق الحديد والكروم دوري. بلغ الإنتاج العالمي من الحديد كروميوم في عام 2000 4.8 مليون طن، وفي عام 2001، بسبب انخفاض الطلب، 3.4 مليون طن. وفي عام 2002، أصبح الطلب على الحديدوكروم نشطًا مرة أخرى. المركز الأول في العالم في صهر الحديد والكروم تحتله شركة "Big Two" ("Big Two") الجنوب أفريقية - شركة Xstrata South Africa (Pty) Ltd. (شركة تابعة لشركة Xstrata AG) وSamancor Chrome Division (شركة تابعة لشركة Samancor Ltd.). وهي تمثل ما يصل إلى 40٪ من صهر الحديد والكروم في العالم. في جنوب أفريقيا وفنلندا، يتم إنتاج الكروم المشحون بشكل رئيسي (من الشحنة الإنجليزية - لتحميل الفحم) الذي يحتوي على 52-55% من الكروم، وفي الصين وروسيا وزيمبابوي وكازاخستان، يتم إنتاج الفيروكروم الذي يحتوي على أكثر من 60% من الكروم. يستخدم الحديد الكروميوم كإضافة لصناعة السبائك إلى الفولاذ ذو السبائك المنخفضة. مع محتوى يزيد عن 12% من الكروم، لا يصدأ الفولاذ تقريبًا.
يمكن زيادة مقاومة سبائك الحديد للتآكل بشكل كبير عن طريق وضع طبقة رقيقة من الكروم على سطحها. يسمى هذا الإجراء طلاء الكروم. طبقات مطلية بالكروم تقاوم تأثيرات الجو الرطب وهواء البحر ومياه الصنبور والنيتريك والعديد من الأحماض العضوية. يمكن تقسيم جميع طرق الطلاء بالكروم إلى نوعين - الانتشار والتحليل الكهربائي. تتمثل طريقة الانتشار Becker-Davis-Steinberg في تسخين المنتج المطلي بالكروم إلى 1050-1100 درجة مئوية في جو هيدروجيني، مغطى بمزيج من الفيروكروم والمواد المقاومة للحرارة، ومعالجته مسبقًا بكلوريد الهيدروجين عند 1050 درجة مئوية. يقع CrCl 2 في مسام الحراريات يتطاير المنتج ويتحول إلى اللون الكرومي. في عملية الطلاء بالكروم كهربائيا، يتم ترسيب المعدن على سطح قطعة العمل، والذي يعمل بمثابة الكاثود. غالبًا ما يكون الإلكتروليت عبارة عن مركب كروم سداسي التكافؤ (عادةً CrO 3 ) مذاب في الماء H 2 SO 4 . طلاءات الكروم واقية وزخرفية. يصل سمك الطلاءات الواقية إلى 0.1 ملم، ويتم تطبيقها مباشرة على المنتج وتمنحه مقاومة أكبر للتآكل. تتمتع الطلاءات الزخرفية بقيمة جمالية، ويتم تطبيقها على طبقة فرعية من معدن آخر (النيكل أو النحاس)، والتي تؤدي وظيفتها الوقائية الخاصة. سمك هذا الطلاء هو فقط 0.0002-0.0005 ملم.
4. الدور البيولوجي للكروم
الكروم هو عنصر دقيق ضروري للتطور الطبيعي وعمل الجسم البشري. لقد ثبت أن الكروم ثلاثي التكافؤ فقط هو الذي يشارك في العمليات الكيميائية الحيوية. أهم دور بيولوجي له هو تنظيم استقلاب الكربوهيدرات ومستويات الجلوكوز في الدم. يعد الكروم جزءًا لا يتجزأ من مركب الوزن الجزيئي المنخفض - عامل تحمل الجلوكوز (GTF)، الذي يسهل تفاعل المستقبلات الخلوية مع الأنسولين، وبالتالي تقليل حاجة الجسم إليه. يعزز عامل التحمل عمل الأنسولين في جميع عمليات التمثيل الغذائي بمشاركته. بالإضافة إلى ذلك، يشارك الكروم في تنظيم استقلاب الكوليسترول وهو منشط لبعض الإنزيمات.
محتوى الكروم في جسم الإنسان هو 6-12 ملغ. لا توجد معلومات دقيقة عن الحاجة الفسيولوجية للإنسان لهذا العنصر، بالإضافة إلى أنها تعتمد بشدة على طبيعة النظام الغذائي (على سبيل المثال، تزداد بشكل كبير مع زيادة السكر في النظام الغذائي). وفقا لتقديرات مختلفة، فإن الاستهلاك اليومي للكروم في الجسم هو 20-300 ميكروغرام. مؤشر وجود الكروم في الجسم هو محتواه في الشعر (القاعدة هي 0.15-0.5 ميكروغرام / غرام). على عكس العديد من العناصر النزرة، فإن محتوى الكروم في أنسجة الجسم (باستثناء الرئة) يتناقص مع تقدم العمر.
تركيز العنصر في الأطعمة النباتية أقل بكثير من تركيزه في أنسجة الثدييات. محتوى الكروم في خميرة البيرة مرتفع بشكل خاص، بالإضافة إلى أنه يوجد بكميات كبيرة في اللحوم والكبد والبقوليات والحبوب الكاملة. يمكن أن يسبب نقص الكروم في الجسم حالة تشبه مرض السكري، ويساهم في تطور تصلب الشرايين وتعطيل النشاط العصبي العالي.
بالفعل بتركيزات منخفضة نسبيًا (كسور مليجرام لكل م 3 في الغلاف الجوي) لجميع مركبات الكروم تأثير سام على الجسم. تعتبر المركبات القابلة للذوبان من الكروم سداسي التكافؤ خطيرة بشكل خاص في هذا الصدد، والتي لها تأثيرات حساسية ومطفرة ومسرطنة.
يحدث التسمم بالكروم ومركباته أثناء إنتاجها؛ في الهندسة الميكانيكية (الطلاءات المطلية بالكهرباء)؛ علم المعادن (المضافات والسبائك والحراريات) ؛ في صناعة الجلود والدهانات وما إلى ذلك. تعتمد سمية مركبات الكروم على تركيبها الكيميائي: ثنائي الكرومات أكثر سمية من الكرومات، ومركبات الكروم (VI) أكثر سمية من مركبات الكروم (II)، الكروم (III). تتجلى الأشكال الأولية للمرض في الشعور بالجفاف والألم في الأنف والتهاب الحلق وصعوبة التنفس والسعال وما إلى ذلك؛ وقد تختفي عند انقطاع الاتصال بمتصفح Chrome. مع الاتصال المطول بمركبات الكروم، تظهر علامات التسمم المزمن: الصداع، والضعف، وعسر الهضم، وفقدان الوزن، وغيرها. يتم تعطيل وظائف المعدة والكبد والبنكرياس. من الممكن حدوث التهاب الشعب الهوائية والربو القصبي وتصلب الرئة المنتشر. عند التعرض للكروم، قد يتطور التهاب الجلد والأكزيما على الجلد. وفقا لبعض التقارير، فإن مركبات الكروم، وخاصة الكروم (III)، لها تأثير مسرطن.
تصفيح الكروم. يؤدي انخفاض محتوى الكروم في الغذاء والدم إلى انخفاض معدل النمو وزيادة
ريبان ر.، شيتيانو آي. الكيمياء غير العضوية، الإصدار الثاني. - م: مير، 1972.