Chrom, chemisches Element: Beschreibung, Eigenschaften, Formel und Eigenschaften

Chrom ist ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 24. Es ist ein hartes, glänzendes Grau-Stahl-Metall, das gut poliert und nicht verblasst. Verwendet in Legierungen wie Edelstahl und als Beschichtung. Der menschliche Körper benötigt geringe Mengen an dreiwertigem Chrom für den Stoffwechsel von Zucker, aber Cr (VI) ist sehr giftig.

Verschiedene Chromverbindungen, wie Chromoxid(III) und Bleichromat, sind hell gefärbt und werden in Farben und Pigmenten verwendet. Rubinrote Farbe aufgrund der Anwesenheit dieses chemischen Elements. Bestimmte Stoffe, insbesondere Natrium- und Kaliumdichromat, sind Oxidationsmittel für die Oxidation von organischen Verbindungen verwendet wird, und (mit Schwefelsäure) zur Reinigung von Glaswaren. Zusätzlich wird Chromoxid (VI) bei der Herstellung von Magnetband verwendet.

Entdeckung und Etymologie

Die Geschichte der Entdeckung des chemischen Elements Chrom ist wie folgt. Im Jahr 1761 fand Johann Gottlob Lehmann im Ural ein orange-rotes Mineral und nannte es "sibirische rote Mine". Obwohl es fälschlicherweise als Verbindung von Blei mit Selen und Eisen identifiziert wurde, war das Material tatsächlich Bleichromat mit der chemischen Formel PbCrO₄. Heute ist es als Mineralkrone bekannt.

Im Jahr 1770 besuchte Peter Simon Pallas diesen Ort,wo Lehman ein rotes Bleimineral fand, das sehr nützliche Pigmenteigenschaften in Farben hatte. Die Verwendung von sibirischer roter Mine als Farbe hat sich schnell entwickelt. Darüber hinaus wurde die leuchtend gelbe Farbe des Crocote in Mode gebracht.

Im Jahr 1797 erhielt Nicolas Louis Vauquelin Proben von Rotbleierz. Durch Mischen von Crocote mit Salzsäure erhielt er CrO₃. Chrom als chemisches Element wurde 1798 isoliert. Voklen erhielt es durch Erhitzen des Oxids mit Holzkohle. Er konnte auch Spuren von Chrom in Edelsteinen wie Rubin und Smaragd entdecken.

In den 1800er Jahren wurde Cr hauptsächlich in der Zusammensetzung von verwendetFarben und Bräunungssalze. Heute werden 85% des Metalls in Legierungen verwendet. Der Rest wird in der chemischen Industrie, der Herstellung von Feuerfestmaterialien und der Gießereiindustrie verwendet.

Die Aussprache des chemischen Elements Chrom entspricht dem griechischen χρῶμα, was "Farbe" bedeutet, wegen der Vielzahl von Farbverbindungen, die daraus erhalten werden können.

Extraktion und Produktion

Das Element besteht aus Chromit (FeCr₂O₄). Etwa die Hälfte dieses Erzes wird in Südafrika abgebaut. Darüber hinaus sind Kasachstan, Indien und die Türkei die Hauptproduzenten. Die untersuchten Chromitvorkommen sind ausreichend, geografisch sind sie jedoch in Kasachstan und im südlichen Afrika konzentriert.

Ablagerungen von nativem Metall Chromsind selten, aber sie existieren. Zum Beispiel wird es in der Udachnaya-Mine in Russland abgebaut. Es ist ein Kimberlit-Rohr, reich an Diamanten, und die reduzierende Umgebung hat dazu beigetragen, reines Chrom und Diamanten zu bilden.

Für die industrielle Herstellung von Metall werden Chromiterze mit geschmolzenem Alkali (Natronlauge, NaOH) behandelt. Dies erzeugt Natriumchromat (Na₂CrO₄), die durch Kohlenstoff zu Oxid Cr reduziert wird₂O₃. Das Metall wird erhalten, indem das Oxid in Gegenwart von Aluminium oder Silicium erhitzt wird.

Im Jahr 2000 rund 15 Millionen Tonnen ChromitErz, das zu 4 Millionen Tonnen Ferrochrom verarbeitet wurde, 70% der Legierung von Chrom mit Eisen, deren ungefährer Marktwert sich auf 2,5 Milliarden US-Dollar belief.

Hauptmerkmale

Eigenschaften des chemischen Elements von Chromliegt an der Tatsache, dass es ein Übergangsmetall der vierten Periode des Periodensystems ist und zwischen Vanadium und Mangan liegt. In der VI-Gruppe enthalten. Es schmilzt bei einer Temperatur von 1907 ° C. In Gegenwart von Sauerstoff bildet Chrom schnell eine dünne Oxidschicht, die das Metall vor weiterer Wechselwirkung mit Sauerstoff schützt.

Als Übergangselement reagiert es mit Substanzenin verschiedenen Verhältnissen. So bildet es Verbindungen, in denen es unterschiedliche Oxidationsgrade aufweist. Chrom ist ein chemisches Element mit den Grundzuständen +2, +3 und +6, von denen +3 am stabilsten ist. Zusätzlich werden in seltenen Fällen die Zustände +1, +4 und +5 beobachtet. Die Chromverbindungen in der Oxidationsstufe +6 sind starke Oxidationsmittel.

Welche Farbe hat Chrom? Das chemische Element verleiht dem eloxierten Aluminium eine Rubintönung. Cr₂O₃benutzt, um das Metall auch zu polierenEs wird als ein Pigment verwendet, das "Chromgrüns" genannt wird. Seine Salze färben das Glas in einer smaragdgrünen Farbe. Chrom ist ein chemisches Element, dessen Anwesenheit den Rubin rot macht. Daher wird es bei der Herstellung von synthetischen Rubinen verwendet.

Isotope

Chromisotope haben ein Atomgewicht von 43 bis 67. Gewöhnlich besteht dieses chemische Element aus drei stabilen Formen: ⁵²Cr, ⁵³Cr und ⁵⁴Cr. Von diesen die am häufigsten ⁵²Cr (83,8% des gesamten natürlichen Chroms). Außerdem wurden 19 Radioisotope beschrieben, von denen die stabilsten sind ⁵⁰Cr mit einer Halbwertszeit von mehr als 1,8 x 10¹⁷ Jahre. Haben ⁵¹Die Cr-Halbwertszeit beträgt 27,7 Tage und bei allen anderen radioaktiven Isotopen überschreitet sie nicht 24 Stunden, und in den meisten von ihnen dauert sie weniger als eine Minute. Das Element hat auch zwei Meta-Zustände.

Die Isotope des Chroms in der Erdkruste begleiten in der Regel die Manganisotope, die in der Geologie Anwendung finden. ⁵³Cr wird während des radioaktiven Zerfalls gebildet ⁵³Mn. Das Verhältnis von Mn / Cr-Isotopen unterstützt andere Informationen über die frühe Geschichte des Sonnensystems. Änderungen in den Verhältnissen ⁵³Cr /⁵²Cr und Mn / Cr aus verschiedenen Meteoriten beweisen, dass kurz vor der Entstehung des Sonnensystems neue Atomkerne entstanden sind.

Chemisches Element Chrom: Eigenschaften, Formel von Verbindungen

Chrom (III) oxid Cr₂O₃, auch bekannt als Sesquioxid, isteines der vier Oxide dieses chemischen Elements. Es wird aus Chromit gewonnen. Eine grüne Verbindung wird häufig als "Chromgrüns" bezeichnet, wenn sie als Pigment für die Email- und Glasmalerei verwendet wird. Oxid kann sich in Säuren auflösen, Salze bilden und in geschmolzenen Alkalichromiten.

Kaliumdichromat

K₂Cr₂O₇ ist ein starkes Oxidationsmittel und wird ihm gegebenVorzug als Mittel zur Reinigung von Laborutensilien aus organischen Materialien. Verwenden Sie dazu seine gesättigte Lösung in konzentrierter Schwefelsäure. Manchmal wird es jedoch durch Natriumdichromat ersetzt, basierend auf der höheren Löslichkeit des letzteren. Zusätzlich kann es den Oxidationsprozess von organischen Verbindungen regulieren, wobei der primäre Alkohol in Aldehyd und dann in Kohlendioxid umgewandelt wird.

Kaliumdichromat kann Chrommenmatitis verursachen. Chrom ist wahrscheinlich der Grund für eine Sensibilisierung, die zur Entwicklung einer chronischen und schwer heilenden Dermatitis insbesondere der Hände und Unterarme führt. Wie andere Verbindungen von Cr (VI) ist Kaliumdichromat krebserregend. Es sollte mit Handschuhen und geeigneter Schutzausrüstung gehandhabt werden.

Chromsäure

Die Verbindung hat eine hypothetische Struktur H₂CrO₄. Weder Chromsäure noch Dichromsäure istsind in der Natur gefunden, aber ihre Anionen sind in verschiedenen Stoffen gefunden. "Chromsäure", die auf dem Markt zu finden ist, ist in der Tat sein Säureanhydrid - CrO3-Trioxid₃.

Bleichrom (II)

PbCrO₄ Es hat eine hellgelbe Farbe und ist in Wasser praktisch unlöslich. Aus diesem Grund fand er Anwendung als ein Farbpigment namens "gelbe Kronen".

Cr- und pentavalente Bindung

Chrom zeichnet sich durch seine Formbarkeit ausfünfwertige Bindungen. Die Verbindung wird durch Cr (I) und den Kohlenwasserstoffrest erzeugt. Zwischen zwei Chromatomen entsteht eine fünfwertige Bindung. Seine Formel kann als Ar-Cr-Cr-Ar geschrieben werden, wobei Ar eine spezifische aromatische Gruppe ist.

Anwendung

Chrom ist ein chemisches Element, dessen Eigenschaften ihm viele verschiedene Anwendungen ermöglicht haben, von denen einige nachstehend aufgeführt sind.

Es verleiht Metallen Korrosionsbeständigkeit undglänzende Oberfläche. Daher ist Chrom ein Teil von Legierungen wie rostfreiem Stahl, der beispielsweise in Bestecken verwendet wird. Es wird auch für die Anwendung von verchromter Beschichtung verwendet.

Chrom ist der Katalysator für verschiedene Reaktionen. Es macht Formen zum Backstein. Seine Salze eichen die Haut. Kaliumdichromat wird zur Oxidation von organischen Verbindungen, wie Alkoholen und Aldehyden, sowie zur Reinigung von Laborutensilien verwendet. Es dient als Fixiermittel zum Färben von Stoffen und wird auch im Foto- und Fotodruck verwendet.

CrO₃ Es wird zur Herstellung von Magnetbändern (zum Beispiel für Audioaufnahmen) verwendet, die bessere Eigenschaften als Filme mit Eisenoxid haben.

Rolle in der Biologie

Dreiwertiges Chrom ist ein chemisches Element, das für den Zuckerstoffwechsel im menschlichen Körper notwendig ist. Im Gegensatz dazu ist sechswertiges Cr sehr giftig.

Vorsichtsmaßnahmen

Metallisches Chrom und Cr (III) -Verbindungen, wieSubstanzen, die Cr (VI) enthalten, können jedoch giftig sein, wenn sie eingenommen oder inhaliert werden. Die meisten dieser Substanzen sind reizend für Augen, Haut und Schleimhäute. Bei längerer Exposition können Chrom (VI) -Verbindungen zu Augenschäden führen, wenn sie nicht behandelt werden. Darüber hinaus ist es ein anerkanntes Karzinogen. Die tödliche Dosis dieses chemischen Elements beträgt etwa einen halben Teelöffel. Nach den Empfehlungen der Weltgesundheitsorganisation beträgt die maximal zulässige Konzentration von Cr (VI) in Trinkwasser 0,05 mg pro Liter.

Da Chromverbindungen in verwendet werdenFarbstoffen und zur Gerbung der Haut, sind sie oft in den Boden und das Grundwasser von verlassenen Industrieanlagen, die Reinigung und Sanierung der Umwelt erfordern. Primer, der Cr (VI) enthält, wird immer noch häufig in der Luftfahrt- und Automobilindustrie verwendet.

Elementeigenschaften

Die wichtigsten physikalischen Eigenschaften von Chrom sind wie folgt:

• Atomzahl: 24.
• Atomgewicht: 51.996.
• Schmelzpunkt: 1890 ° C
• Siedepunkt: 2482 ° C
• Oxidationsgrad: +2, +3, +6.
• Die Konfiguration der Elektronen: [Ar] 3d⁵4s¹.
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