| Chrom | |
| Atomové číslo | 24 |
| Relativní atomová hmotnost | 51,9961(6) amu |
| Elektronová konfigurace | [Ar] 3d5 4s1 |
| Skupenství | Pevné |
| Teplota tání | 1907 °C, (2180 K) |
| Teplota varu | 2671 °C, (2944 K) |
| Elektronegativita (Pauling) | 1,66 |
| Hustota | 7,15 g/cm3 |
| Hustota při teplotě tání | 6,3 g/cm3 |
| Registrační číslo CAS | 7440-47-3 |
 | |
Chrom, chemická značka Cr, (lat. Chromium) je světle bílý, lesklý, velmi tvrdý a zároveň křehký kov. Používá se v metalurgii při výrobě legovaných ocelí a dalších slitin, tenká vrstva chromu chrání povrch kovových předmětů před korozí a zvyšuje jejich tvrdost.
[editovat] Základní fyzikálně - chemické vlastnosti
Chrom je nejtvrdším elementárním kovem a vyznačuje se mimořádně nízkou reaktivitou a vysokou chemickou odolností. Byl objeven roku 1797 Louisem Nicolasem Vauquelinem. Patří mezi přechodné prvky, které mají valenční elektrony v d-sféře.
Ve sloučeninách se vyskytuje především v mocenství Cr+3 a Cr+6, sloučeniny Cr+2 jsou silnými redukčními činidly a za normálních podmínek jsou oxidovány vzdušným kyslíkem na trojmocné. Některé jeho sloučeniny mají oxidační číslo Cr+4.
Přes svoji značnou chemickou stálost se chrom pomalu rozpouští v neoxidujících kyselinách (kyselina chlorovodíková), zatímco kyseliny s oxidačním působením povrch kovu pasivují. Chrom se oxiduje při zahřívání v kyslíkovém plameni nebo s oxidačními činidly, jako jsou dusičnany nebo chlorečnany. Přímo se také slučuje s halogeny, se sírou, dusíkem, uhlíkem, křemíkem, borem a některými kovy, avšak teprve za žáru.
[editovat] Výskyt a výroba
Chrom patří mezi prvky s poměrně značným zastoupením na Zemi i ve vesmíru. V zemské kůře činí průměrný obsah chromu kolem 0,1 – 0,2 g/kg. V mořské vodě se jeho koncentrace pohybuje pouze na úrovni 0,05 mikrogramů v jednom litru. Předpokládá se, že ve vesmíru připadají na jeden atom chromu přibližně 3 miliony atomů vodíku.
V přírodě se chrom vyskytuje velmi často současně s rudami železa například jako ruda chromit, chemicky podvojný oxid železnato-chromitý FeO . Cr2O3. Dalším důležitým minerálem chromu je krokoit, chemicky chroman olovnatý PbCrO4. Malá množství chromu přispívají k zabarvení drahokamů smaragdu a rubínu.
Největším světové zásoby chromu jsou v Jihoafrické republice, která vyrábí přibližně polovinu veškeré světové produkce tohoto kovu. Dalšími význačnými producenty chromu jsou Kazachstán, Indie a Turecko.
Hlavním postupem metalurgického získávání chromu je redukce chromitu uhlíkem (koksem) ve vysoké peci:
- FeCr2O4 + 4 C → Fe + 2 Cr + 4 CO
Výsledkem je přitom slitina chromu se železem – ferrochrom, který lze dále přímo používat při legování speciálních ocelí a slitin s obsahem Fe a Cr.
Výroba čistého chromu je poněkud komplikovanější. Nejprve je z chromové rudy působením roztaveného louhu sodného (NaOH) připraven dvojchroman sodný Na2Cr2O7, který je uhlíkem redukován za vzniku oxidu chromitého Cr2O3. Posledním krokem je redukce oxidu hliníkem nebo křemíkem za vzniku elementárního chromu.
- Cr2O3 + 2 Al → 2 Cr + Al2O3
[editovat] Využití
Největší podíl světové produkce chromu najde jednoznačně využití v metalurgickém průmyslu především při výrobě vysoce kvalitních ocelí. Obsah chromu ve slitině určuje především její tvrdost a mechanickou odolnost. Proto nejkvalitnější oceli, používané pro výrobu nástrojů pro opracování jiných kovů (rychlořezná ocel) obsahují až 18 % Cr. Podobné druhy ocelí s nižším zastoupením chromu slouží k výrobě geologických vrtných nástrojů, frézovacích nástrojů pro opracování dřeva a v řadě podobných aplikací. Chrom se také přidává do mosazi, aby se tím zvětšila její tvrdost.
V každodenním životě se s chromem setkáme spíše jako s materiálem, chránícím kovové povrchy před korozí za současné zvýšení jejich estetického vzhledu. Klasickým příkladem je chromování chirurgických nástrojů i jiných zařízení používaných v medicíně (sterilizátory, zubařské nástroje a podobné předměty sloužící k vyšetření pacienta. V civilním životě nalezneme chromované předměty často ve vybavení koupelen, jako součást luxusních automobilových doplňků a v řadě dalších aplikací.
[editovat] Sloučeniny
Ve sloučeninách se chrom vyskytuje v mocenství Cr+2, Cr+3 a Cr+6, výjimečně se setkáme i se sloučeninami Cr+4 a Cr+5.
Sloučeniny dvojmocného chromu jsou silná redukční činidla, působením vzdušného kyslíku se samovolně oxidují za vzniku Cr+3. Prakticky se využívají v analytické chemii při reduktometrických titracích jako jedny z nejsilnějších redukčních činidel. Obvykle se přitom připravují až v roztoku redukcí chromitých solí v kyselém prostředí zinkovým amalgámem, nad nímž jsou také dlouhodobě uchovávány bez přístupu vzduchu. Pokrytí kovového zinku rtutí přitom slouží ke zpomalení jinak bouřlivého rozpouštění zinku kyselinou a umožní uchovat kyselý roztok chromnaté soli nad amalgámem i po dobu několika měsíců. Významější a stálejší chromnaté soli jsou chlorid chromnatý CrCl2 lépe Cr2Cl4 a síran chromnatý CrSO4 a jeho podvojné soli.
Sloučeniny trojmocného chromu jsou neomezeně stálé a mají obvykle zelenou barvu. Soli trojmocného chromu slouží také ve sklářském průmyslu k barvení skla a kožedělném průmyslu při činění kůží.
- Oxid chromitý Cr2O3 se používá jako barevný pigment pod označením chromová zeleň. Oxid chromitý je inertní látka, protože se nerozpouští ve vodě, v kyselinách a ani v zásadách. V laboratoři se velmi často připravuje efektivní reakcí, tepelný rozklad dichromanu amonného, známou jako sopka.
- (NH4)2Cr2O7 → N2+Cr2O3+ 4 H2O
- Hydroxid chromitý Cr(OH)3 je šedozelená sraženina, která vzniká reakcí chromitých kationů s hydroxidovými aniony. V kyselém prostředí se rozpouští na chromité soli.
- Cr(OH)3+ 3 HCl → CrCl3+ 3 H2O
V zásaditém prostředí se rozpouští na chromitany.
- Cr(OH)3+OH- → [Cr(OH)4]-
Z chromitanů se reakcí s oxidačními činidly připravují chromany.
- [Cr(OH)4]-+ 2 H2O2 → CrO72-+ 4 H2O
- Chlorid chromitý CrCl3 je v bezvodém stavu červenofialová látka. Z vodného roztoku lze získat chlorid chromitý jako hexahydrát CrCl3.6 H2O, který má smaragdově zelenou barvu. Chlorid chromitý tvoří s jinými chloridy komplexy, které mají nejčastěji složení M2CrCl5 pentachlorochromitanový anion(M - alkalický kov nebo amonný kation). Tyto látky mají nejčastěji červenou barvu a jsou stálé pouze v koncentrovaných roztocích v přítomnosti chlorovodíku. Ve zředěných roztocích se komplex rozpadá na původní chloridy.
- Síran chromitý Cr2(SO4)2 je v bezvodém stavu prášek s barvou broskvových květů. Z vodného roztoku lze získat síran chromitý jako oktadekahydrát Cr2(SO4)2.18 H2O. Při zahřívání se z krystalů síranu chromitého odštěpuje voda a vznikají zeleně zbarvené sírany chromité, které mají proměnné složení a jsou méně rozpustné ve vodě.
- Kamenec chromitý KCr(SO4)2.12 H2O neboli dodekahydrát síranu draselnochromitého je tmavěfialová látka, která se používá v barvířství a koželužství.
Sloučeniny čtyřmocného chromu
- Oxid chromičitý CrO2 se používá jako záznamový materiál, protože má feromagnetické vlastnosti.
Sloučeniny šestimocného chromu jsou středně silnými oxidačními činidly. Prakticky se s nimi setkáme jako se solemi kyseliny chromové, chromany(CrO4)2- nebo kyseliny dvojchromové, dvojchromany (Cr2O7)2-. Chromany a dvojchromany v roztocích mohou navzájem přecházet mezi sebou v závislosti na pH prostředí. Přitom platí, že chromany jsou stálé v alkalickém prostředí a mají obvykle žlutou barvu. Dvojchromany jsou oranžové a jsou stabilní v kyselém pH.
- 2 CrO42-+2 H+ → Cr2O72-+H2O
- Cr2O72-+2 OH- → 2 CrO42-+H2O
- Oxid chromový CrO3 je tmavěčervená látka, velmi silně hygroskopická, která vzniká reakcí dichromanu s koncentrovanou kyselinou sírovou. Má hořkokyselou chuť a je silně jedovatý. Při poutání vzdušné vlhkosti se oxid chromový postupně mění v zlatožlutou kyselinou chromovou H2CrO4, která je známa pouze v roztoku.
- Dvojchroman draselný K2Cr2O7 se používá v analytické chemii jako primární oxidimetrický standard pro titrace, protože jej lze připravit ve velmi vysoké čistotě a je prakticky neomezeně stálý. Dichroman draselný se často používá jako oxidační činidlo v reakcích.
- Chroman olovnatý PbCrO4 se v přírodě vyskytuje jako nerost krokoit. Je to žlutá, ve vodě nerozpustná sloučenina. Chroman olovnatý je rozpustný v roztocích hydroxidů, kdy dochází k tvorbě hydroxoolovnatanů. Při působení malého množství hydroxidu, vzniká z chromanu olovnatého zásaditý chroman olovnatý PbCrO4.Pb(OH)2, který má červenou barvu a používá se jako barva chromová červeň.
Při výrobě barev je důležitý hlavně chroman barnatý BaCrO4, známý pod označením žlutý ultramarín a chroman olovnatý PbCrO4 - chromová žluť a dnes už méně známá podvojná sůl chromanu zinečnatého a dvojchromanu draselného 3 ZnCrO4.K2Cr2O7 známá pod názvem zinková žluť.
[editovat] Biologický význam
Biologické účinky chromu jsou silně závislé na mocenství, ve kterém se do organizmu dostává. Zatímco trojmocný chrom je pokládán za převážně prospěšný a je nezbytnou součástí každodenní stravy, pak naopak šestimocný chrom působí negativně a je pokládán za potenciální karcinogen. Z těchto důvodů je při provádění zdravotních studií nutno důsledně zkoumat ne pouze obsah chromu v prostředí, ale především to, v jaké formě (mocenství) se tento prvek setkává s živými organizmy.
Z potravin bohatých na trojmocný chrom lze uvést především melasu a přírodní hnědý cukr, červenou řepu, lesní plodiny, kvasnice a pivo. V prodávaných potravinových doplňcích se obvykle používá organická sloučenina pinakolát chromu. Doporučená denní dávka je přibližně 0,1 mg chromu.
Dostatečný obsah chromu v organizmu je důležitý pro správný metabolismus cukrů a tuků. Pomáhá stabilizovat hladinu krevního tuku a tlumí chuť na sladké potraviny. Farmaceutické přípravky s obsahem chromu jsou vhodné ke kontrole tělesné hmotnosti a také jako doplněk sportovní stravy pro růst svalové hmoty – viz kulturistika.
BW Bewise Inc.
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、CVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ’Core drill、Tapered end mills、CVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool ‘Single Crystal Diamond ‘Metric end mills、Miniature end mills、Специальные режущие инструменты ‘Пустотелое сверло ‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’ PCD (Polycrystalline diamond) ‘Frese’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
留言列表
