Властивості і застосування хрому
Ім'я хрому є похідним від грецького слова хрому, що означає колір.
Вірний своєму імені, хром утворює кілька інтенсивно забарвлених сполук. Сьогодні практично весь комерційно використовуваний хром витягується з руди хромита заліза або окису хрому (FeCr2O4).
властивості хрому
- Хром є найбільш поширеним елементом на земній корі, але він ніколи не відбувається в чистому вигляді. В основному видобувається з шахт, таких як хромітові рудники.
- Розплавляють хром при температурі 2180 K або 3465 ° F, а температура кипіння становить 2944 K або 4840 ° F. його атомна вага 51.996 г / моль, і за шкалою Мооса становить 5,5.
- Хром зустрічається в багатьох окисних станах, таких як +1, +2, +3, +4, +5, і +6, з яких +2, +3 і +6 є найбільш поширеними, а +1, +4, А + 5-це рідкісне окислення. У +3 ступеня окислення є найбільш стабільним станом хрому. Хром (III) може бути отриманий розчиненням елементарного хрому в соляній або сірчаної кислоти.
- Цей металевий елемент відомий своїми унікальними магнітними властивостями. При кімнатній температурі, він володіє антиферомагнітним упорядкуванням, яке показано на інших металах при відносно низьких температурах.
- Антиферомагнетизм - це де сусідні іони, які ведуть себе як магніти приєднуються до протилежних або антипаралельними механізмам через матеріал. В результаті, магнітне поле, створюване магнітними атомами або іонами, орієнтуються в одному напрямку скасовуючи магнітні атоми або іони, збудовані в протилежному напрямку, так, що матеріал не проявляє ніяких грубих зовнішніх магнітних полів.
- При температурі вище 38 ° C, хром стає парамагнетиком, т. Е. Його приваблює зовні прикладена магнітне поле. Іншими словами, хром привертає зовнішнє магнітне поле при температурі вище 38 ° С.
- Хром не береться водневого охрупчіванію, т. Е. Не стають крихкими при впливі атомарного водню. Але при впливі азоту, він втрачає свою пластичність і стає крихким.
- Хром має високу стійкість до корозії. Тонка захисна оксидна плівка утворюється на поверхні металу, коли він вступає в контакт з киснем в повітрі. Цей шар перешкоджає дифузії кисню в основний матеріал і таким чином, захищає його від подальшої корозії. Цей процес називається пасивація, пассивация хромом дає стійкість до впливу кислот.
- Існує три основних ізотопу хрому, які називаються 52Cr, 53Cr, 54Cr і, з яких 52 CR є найбільш поширеним ізотопом. Хром реагує з більшістю кислот, але не взаємодіє з водою. При кімнатній температурі він реагує з киснем, утворюючи оксид хрому.
застосування
Виробництво нержавіючої сталі
Хром знайшов широкий спектр застосування завдяки своїй твердості і стійкості до корозії. Він використовується в основному в трьох галузях промисловості - металургійної, хімічної та вогнетривкої. Він широко використовується для виробництва нержавіючої сталі, так як це запобігає корозії. Сьогодні це дуже важливий легуючий матеріал для сталей. Він також використовується для виготовлення ніхрена, що використовується в нагрівальних елементах опору через його здатності витримувати високі температури.
покриття поверхонь
Кислий хромат або дихромат використовується також для покриття поверхонь. Зазвичай це робиться за допомогою методу гальваніки, в якому тонкий шар хрому наноситься на металеву поверхню. Інший спосіб - це хромування деталей. через який хромати використовуються для нанесення захисного шару на певні метали, такі як алюміній (Al), кадмій (CD), цинк (Zn), срібло, а також магній (MG).
Збереження деревини та дублення шкір
Солі хрому (VI) є токсичними, тому вони використовуються для збереження деревини від пошкодження і руйнування грибком, комахами і термітами. Хром (III), особливо хромовий галун або сульфат калію використовується в шкіряної промисловості, так як він допомагає стабілізувати шкіру.
Барвники і пігменти
Хром також використовується для виготовлення пігментів або барвників. Жовтий хром і хромат свинцю, широко використовувалися в якості пігменту в минулому. Через екологічних проблем, його використання істотно знизилося, а потім, нарешті, його замінили свинець і хромові пігменти. Інші пігменти на основі хрому, червоного хрому, оксиду зеленого хрому, які є сумішшю жовтої і Берлінської блакиті. Окис хрому використовується для додання зеленуватого кольору скла.
Синтез штучних рубінів
Смарагди зобов'язані своїм зеленим відтінком хрому. Окис хрому застосовується також для виробництва синтетичних рубінів. Природні рубіни корунд або кристали оксиду алюмінію, які знаходять червоний відтінок через присутність хрому. Синтетичні або штучні рубіни зроблені легированием хрому (III) на синтетичних кристалах корунду.
біологічні функції
Хрому (III) або тривалентний хром, необхідний в організмі людини, але в дуже невеликих кількостях. Це, як вважають, грає важливу роль в ліпідів і метаболізмі цукру. В даний час він використовується в багатьох дієтичних добавках, які як стверджують, мають кілька переваг для здоров'я, проте, це є спірним питанням. Біологічна роль хрому не була належним чином перевірена, і багато експертів вважають, що це не важливо для ссавців, в той час як інші розглядають його як найважливіший мікроелемент для людини.
Інше використання
Шестивалентний хром або хром (VI) називається токсичною і мутагенну речовиною, а хром (IV) є відомим своїми канцерогенні властивості. Хромат солі також викликає алергічні реакції у деяких людей. Завдяки турботі про охорону здоров'я та екологічних проблем, деякі обмеження були накладені на використання з'єднань хрому в різних частинах світу.