كروم ، عنصر كيميائي: الوصف ، الخصائص ، الصيغة والخصائص

يعد Chromium عنصرًا كيميائيًا يحتوي على رقم ذري 24. إنه معدن صلب ، لامع ، رمادي معدني يلوم جيدا ولا يتلاشى. تستخدم في السبائك ، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ ، وكطلاء. يتطلب جسم الإنسان كميات صغيرة من الكروم ثلاثي التكافؤ من أجل استقلاب السكر ، ولكن Cr (VI) سمي للغاية.

مركبات الكروم المختلفة ، مثل أكسيد الكروم(III) وكرومات الرصاص ، ذات الألوان الزاهية والمستخدمة في الدهانات والأصباغ. يرجع اللون الأحمر في الياقوت إلى وجود هذا العنصر الكيميائي. بعض المواد ، خاصةً البوتاسيوم وثنائي كرومات الصوديوم ، هي مؤكسدات تستخدم في أكسدة المركبات العضوية و (مع حمض الكبريتيك) لتنظيف الأطباق المختبرية. بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم أكسيد الكروم (VI) في تصنيع الشريط المغناطيسي.

الاكتشاف وعلم الاصول

تاريخ اكتشاف عنصر كيميائي الكروم هو على النحو التالي. في عام 1761 وجد يوهان جوتلوب ليمان في جبال الأورال معدنًا برتقاليًا أحمر اللون ويطلق عليه "الرصاص الأحمر السيبيري". على الرغم من أنه تم تحديده عن طريق الخطأ كمركب للرصاص مع السيلينيوم والحديد ، فإن المادة كانت في الواقع تؤدي كرومات مع الصيغة الكيميائية PbCrO₄. اليوم هو المعروف باسم تاج المعدنية.

في عام 1770 ، زار بيتر سيمون بالاس هذا المكان ،حيث وجد ليهمان معدن رصاص أحمر له خصائص صبغية مفيدة جداً في الدهانات. لقد تطور استخدام الرصاص الأحمر السيبيري كدهان سريعًا. بالإضافة إلى ذلك ، أصبح اللون الأصفر المشرق من Crocote من المألوف.

في عام 1797 ، تلقى نيكولاس لويس فاوكلين عينات من خام الرصاص الأحمر. عن طريق خلط Crocote مع حمض الهيدروكلوريك ، حصل على CrO₃. تم عزل الكروم كعنصر كيميائي في عام 1798. استقبلها Voklen بتسخين الأكسيد بالفحم. كما تمكن من اكتشاف آثار الكروم في الأحجار الكريمة ، مثل الياقوت والزمرد.

في 1800s Cr كان يستخدم أساسا في تكوينالدهانات وأملاح الدباغة. اليوم يستخدم 85 ٪ من المعدن في السبائك. يتم استخدام الباقي في الصناعة الكيميائية ، وإنتاج المواد المقاومة للصهر وصناعة السبك.

يتطابق نطق عنصر كيميائي الكروم مع اليونانية χρῶμα ، والتي تعني "اللون" ، بسبب كثرة مركبات الألوان التي يمكن الحصول عليها منه.

استخراج والإنتاج

يتكون العنصر من الكروميت (FeCr₂O₄). يتم استخراج حوالي نصف هذا الخام في العالم في جنوب أفريقيا. بالإضافة إلى ذلك ، تعد كازاخستان والهند وتركيا من أكبر منتجيها. تكشف الترسبات المستكشفة للكروميت ، لكن جغرافياً تتركز في كازاخستان وجنوب أفريقيا.

ودائع من الكروم المعدنية المحليةنادرة ، لكنها موجودة بالفعل. على سبيل المثال ، يتم استخراجها في منجم Udachnaya في روسيا. إنه أنبوب الكيمبرلايت ، غني بالماس ، وقد ساعدت البيئة المختزلة على تشكيل الكروم الخالص والماس.

بالنسبة للإنتاج الصناعي للمعادن ، تعالج خامات الكروميت بالقلويات المنصهرة (الصودا الكاوية ، NaOH). هذا ينتج كرومات الصوديوم (نا₂CRO₄) ، والتي يتم تخفيضها من الكربون إلى أكسيد الكروم₂O₃. يتم الحصول على المعدن عن طريق تسخين الأكسيد في وجود الألومنيوم أو السيليكون.

في عام 2000 ، حوالي 15 مليون طن من الكروميتخام ، التي تم تجهيزها إلى 4 ملايين طن من الفيروكروم ، 70 ٪ من سبائك الكروم بالحديد ، بلغت القيمة السوقية منها 2.5 مليار دولار أمريكي.

الميزات الرئيسية

خصائص العنصر الكيميائي للكروميرجع ذلك إلى حقيقة أنه هو معدن انتقالي من الفترة الرابعة من الجدول الدوري ويقع بين الفاناديوم والمنجنيز. المدرجة في المجموعة السادسة. يذوب عند درجة حرارة 1907 درجة مئوية. في وجود الأكسجين ، يشكل الكروم طبقة رقيقة من الأكسيد بسرعة ، مما يحمي المعدن من التفاعل الإضافي مع الأكسجين.

كعنصر انتقالي ، يتفاعل مع الموادبنسب مختلفة. وبالتالي ، فإنه يشكل مركبات فيها درجات مختلفة من الأكسدة. يعتبر الكروم عنصرًا كيميائيًا مع الحالات الأرضية +2 و +3 و +6 ، حيث يكون +3 هو الأكثر استقرارًا. بالإضافة إلى ذلك ، في حالات نادرة ، يتم ملاحظة حالات +1 و +4 و +5. مركبات الكروم في حالة الأكسدة +6 هي مؤكسدات قوية.

ما هو لون الكروم؟ يعطي العنصر الكيميائي الألمنيوم المؤكسد صبغة روبي. كر₂O₃تستخدم لتلميع المعدن ، أيضايتم استخدامه كصبغة تسمى "الكروم الخضر". أملاحها لون الزجاج في اللون الأخضر الزمردي. يعد الكروم عنصرًا كيميائيًا يجعل وجوده الأحمر الأحمر. لذلك ، يتم استخدامه في إنتاج الياقوت الاصطناعية.

نظائر

تحتوي نظائر الكروم على وزن ذري من 43 إلى 67. وعادةً ما يتكون هذا العنصر الكيميائي من ثلاثة أشكال ثابتة: ⁵²الكروم، ⁵³الكروم و ⁵⁴كر. من هذه ، الأكثر شيوعا ⁵²الكروم (83.8 ٪ من إجمالي الكروم الطبيعي). وبالإضافة إلى ذلك ، تم وصف 19 نظير مشع ، أكثرها استقرارا ⁵⁰Cr بعمر نصف يتجاوز 1.8 × 10¹⁷ سنوات. في ⁵¹يبلغ نصف عمر الكروم 27.7 يومًا ، وفي جميع النظائر المشعة الأخرى لا تتجاوز 24 ساعة ، ويستمر معظمها في أقل من دقيقة واحدة. يحتوي العنصر أيضًا على حالتي تعريف.

تصاحب نظائر الكروم الموجودة في قشرة الأرض ، كقاعدة عامة ، نظائر المنغنيز ، التي تجد التطبيق في الجيولوجيا. ⁵³يتم تكوين Cr خلال التسوس الإشعاعي ⁵³المنغنيز. نسبة النظائر Mn / Cr تدعم معلومات أخرى عن التاريخ المبكر للنظام الشمسي. التغييرات في النسب ⁵³كر /⁵²تشير Cr و Mn / Cr من نيازك مختلفة إلى أن النوى الذرية الجديدة تم إنشاؤها قبل تكوين النظام الشمسي.

عنصر كيميائي الكروم: خصائص ، صيغة المركبات

Chromium (III) oxide Cr₂O₃، المعروف أيضا باسم sesquioxide ، هوواحد من أكاسيد أربعة من هذا العنصر الكيميائي. يتم الحصول عليها من الكروميت. يطلق على المركب الأخضر "الكروم الأخضر" عند استخدامه كصبغة للمينا ولطلاء الزجاج. يمكن أن يذوب الأكسيد في الأحماض ، ويشكل الأملاح ، وفي القلويات المصهورة.

ثنائي كرومات البوتاسيوم

K₂كر₂O₇ هو مؤكسد قوي وتعطى لهالأفضلية كوسيلة لتنظيف أدوات المختبر من المواد العضوية. للقيام بذلك ، استخدم محلولها المشبع في حامض الكبريتيك المركز. في بعض الأحيان ، ومع ذلك ، يتم استبداله مع ثنائي كرومات الصوديوم ، على أساس الذوبان أعلى من هذا الأخير. بالإضافة إلى ذلك ، يمكنها تنظيم عملية أكسدة المركبات العضوية ، وتحويل الكحول الأساسي إلى الألدهيد ، ثم إلى ثاني أكسيد الكربون.

يمكن أن يسبب ثنائي كرومات البوتاسيوم أكزيما الكروم. من المحتمل أن يكون الكروم هو سبب التحسس المؤدي إلى الإصابة بالتهاب الجلد ، خاصةً في اليدين والساعدين ، المزمن والصعب الشفاء. مثل مركبات أخرى من الكروم (السادس) ، ثنائي كرومات البوتاسيوم هو مادة مسرطنة. يجب التعامل معها بالقفازات والمعدات الواقية المناسبة.

حمض الكروميك

يحتوي المجمع على بنية افتراضية H₂CRO₄. لا يوجد حمض الكروم والديكروميكتم العثور عليها في الطبيعة ، ولكن يتم العثور على الأنيونات في مختلف المواد. "حامض الكروميك" ، الذي يمكن العثور عليه في السوق ، هو في الحقيقة أنهيدريد الحمض - ثالث أوكسيد CrO3₃.

الكروم الرصاص (الثاني)

PbCrO₄ له لون أصفر مشرق وغير قابل للذوبان عمليا في الماء. لهذا السبب ، وجد التطبيق كصبغة تلوين تسمى "التيجان الصفراء".

الكروم والسندات الخماسية

يتميز Chromium بقدرته على التكوينسندات خماسية التكافؤ. يتم إنشاء المجمع بواسطة Cr (I) والراديكالية الهيدروكربونية. يتم تشكيل رابطة خمسة فالين بين اثنين من ذرات الكروم. يمكن كتابة معادلتها كـ Ar-Cr-Cr-Ar ، حيث Ar هي مجموعة عطرية محددة.

تطبيق

يعد Chromium عنصرًا كيميائيًا وفرت له خصائصه العديد من الاستخدامات المختلفة ، وبعضها مدرج أدناه.

يعطي المعادن لمقاومة التآكل وسطح لامع. ولذلك ، فإن الكروم هو جزء من هذه السبائك مثل الفولاذ المقاوم للصدأ ، المستخدم ، على سبيل المثال ، في أدوات المائدة. يتم استخدامه أيضا لتطبيق طلاء مطلي بالكروم.

الكروم هو محفز لمختلف ردود الفعل. يجعل قوالب لصنع الطوب. أملاحه البلوط الجلد. يستخدم ثنائي كرومات البوتاسيوم لأكسدة المركبات العضوية ، مثل الكحولات والألدهيدات ، وكذلك لتنظيف الأدوات المختبرية. إنه يعمل كعامل تثبيت لصباغة الأقمشة ، ويستخدم أيضا في التصوير الفوتوغرافي وطباعة الصور الفوتوغرافية.

CRO₃ يتم استخدامه لتصنيع الأشرطة المغناطيسية (على سبيل المثال ، لتسجيل الصوت) ، والتي لها خصائص أفضل من الأفلام بأكسيد الحديد.

دور في علم الأحياء

الكروم ثلاثي التكافؤ هو عنصر كيميائي ضروري لعملية التمثيل الغذائي للسكر في جسم الإنسان. في المقابل ، Cr hexavalent سمي جدا.

تدابير وقائية

الكروم المعدني ومركبات الكروم (III) ، كماومع ذلك ، فإن المواد المحتوية على Cr (VI) يمكن أن تكون سامة إذا تم ابتلاعها أو استنشاقها. معظم هذه المواد مهيجة للعيون والجلد والأغشية المخاطية. في حالة التعرض لمخاطر التعرض المستمر ، يمكن لمركبات الكروم (VI) أن تتسبب في تلف العين إذا تركت دون علاج. بالإضافة إلى ذلك ، هو مادة مسرطنة معترف بها. الجرعة المميتة من هذا العنصر الكيميائي حوالي نصف ملعقة صغيرة. ووفقاً لتوصيات منظمة الصحة العالمية ، فإن الحد الأقصى المسموح به من تركيز Cr (VI) في مياه الشرب يبلغ 0.05 مجم لكل لتر.

منذ يتم استخدام مركبات الكروم فيوتوجد غالباً في التربة والمياه الجوفية للمرافق الصناعية المهجورة التي تتطلب التنظيف والترميم البيئي. لا يزال يستخدم Primer 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 انصهار: 1890 درجة مئوية.
• نقطة الغليان: 2482 درجة مئوية.
• درجة الأكسدة: +2 ، +3 ، +6.
• تكوين الإلكترونات: [Ar] 3D⁵4S¹.
</ أول </ p>