Króm

Króm
A Chrome cikk illusztráló képe
Krómminták (a kocka mérete egy köbcentiméter).
Vanádium ← Króm → Mangán
-
  Központosított köbös kristályszerkezet
 
24.
Kr. |
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
                                           
Kr. |
Mo
Teljes asztalKiterjesztett asztal
Pozíció a periódusos rendszerben
Szimbólum Kr. |
Vezetéknév Króm
Atomszám 24.
Csoport 6.
Időszak 4 -én időszakban
Blokk D blokk
Elem család Átmeneti fém
Elektronikus konfiguráció [ Ar ] 3 d 5 4 s 1
Az elektronok által energiaszint 2, 8, 13, 1
Az elem atomtulajdonságai
Atomtömeg 51,9961  ± 0,0006  u
Atomsugár (számított) 140  pm ( 166  pm )
Kovalens sugár 139  ± 17  óra
Oxidációs állapot 6, 3 , 2
Elektronegativitás ( Pauling ) 1.66
Oxid erős sav
Ionizációs energiák
1 re  : 6,76651  eV 2 e  : 16,4857  eV
3 e  : 30,96  eV 4 e  : 49,16  eV
5 e  : 69,46  eV 6 e  : 90,6349  eV
7 e  : 160,18  eV 8 e  : 184,7  eV
9 e  : 209,3  eV 10 e  : 244,4  eV
11 e  : 270,8  eV 12 e  : 298,0  eV
13 e  : 354,8  eV 14 th  : 384.168  eV
15 e  : 1010,6  eV 16 th  : 1,097  eV
17 e  : 1185  eV 18 th  : 1.299  eV
19 th  : 1396  eV 20 th  : 1,496  eV
21 e  : 1634  eV 22 nd  : 1721,4  eV
23 e  : 7 481,7  eV 24 e  : 7 894,81  eV
A legtöbb stabil izotóp
Iso ÉV Időszak MD Ed PD
MeV
50 Kr. | 4,31  % stabil 26 neutronnal
51 Kr. | {syn.} > 27,7025  d ε 0,753 51 V
52 Kr. | 83,789  % stabil 28 neutronnal
53 Kr. | 9,501  % stabil 29 neutronral
54 Kr. | 2,365  % stabil 30 neutronnal
Egyszerű test fizikai tulajdonságok
Rendes állapot Szilárd
Térfogat 7,15  g · cm -3 ( 20  ° C )
Kristály rendszer Kocka középre
Keménység 7.5
Szín Fehér-ezüst
Fúziós pont 1,907  ° C
Forráspont 2,671  ° C
Fúziós energia 16,9  kJ · mol -1
Párolgási energia 344,3  kJ · mol -1
Moláris térfogat 7,23 × 10 -6  m 3 · mol -1
Gőznyomás 990  Pa át 1,856.85  ° C
Hangsebesség 5940  m · s -1 - 20  ° C
Tömeges hő 450  J · kg -1 · K -1
Elektromos vezetőképesség 7,74 x 10 6  S · m -1
Hővezető 93,7  W · m -1 · K -1
Oldékonyság talaj. a HCI ,

H 2 SO 4 hígított

Különféle
N o  CAS 7440-47-3
N o  ECHA 100,028,324
N o  EC 231-157-5
Óvintézkedések
SGH
Porított állapot  : SGH02: TűzveszélyesSGH08: Szenzibilizáló, mutagén, rákkeltő, reprotoxikus
Figyelem H228, H351, P210, P241, P280, P281, P405, P501, H228  : Tűzveszélyes szilárd anyag
H351  : Feltehetően rákot okoz (adja meg az expozíciós utat, ha meggyőzően bebizonyosodott, hogy más expozíciós útvonal nem okoz azonos veszélyt)
P210  : Hőtől / szikrától / nyílt lángtól / forró felületektől tartsa távol. - Tilos a dohányzás.
P241  : Használjon robbanásbiztos elektromos / szellőző / világító /… / berendezéseket.
P280  : Viseljen védőkesztyűt / védőruházatot / szemvédőt / arcvédőt.
P281  : Használja a szükséges egyéni védőfelszerelést.
P405  : Zárva tárolandó .
P501  : A tartalmat / edényzetet ártalmatlanítani ...
WHMIS

Ellenőrizetlen termékEzt a terméket nem ellenőrzik a WHMIS osztályozási kritériumai. Megjegyzések: Az

összetevő
kémiai nevét és koncentrációját fel kell tüntetni az MSDS-ben, ha a termék kontrolljában 0,1% vagy annál nagyobb koncentrációban van jelen.
Szállítás
-
   1759   
ENSZ-szám  :
1759  : KORROZÍV SZILÁRD, NOS
osztály:
8
címke: 8  : maró anyagok
8. ADR piktogram

SI és STP mértékegységei, hacsak másképp nem szerepel.

A króm a kémiai elem a atomszámú 24, Cr szimbólum. Az egyetlen test átmeneti fém .

Általános elem és az egyszerű test, a történelem és a lexikon

Chromium tartozó csoport 6 és idő 4 az elemek periódusos rendszerének része a család átmeneti fémek. A periódusos rendszer hatodik másodlagos csoportjának része , korlátozott értelemben a króm kémiai csoportja vagy a VI B csoport, amely magában foglalja a molibdént Mo és a W volfrámot is .

Krómcsoport

Ezeket az elemeket egyszerű fémtestek jellemzik, amelyek magas olvadásponttal rendelkeznek, a legalacsonyabb gőznyomásúak és alacsony a hőtágulási együttható. E három fém felszínén szobahőmérsékleten oxidréteg (ek) képződik, ami gyakran gátolja a pusztító kémiai reakciókat. A gyenge bázisokkal és oxidálószerekkel szembeni stabilitás így biztosított. Az olvadt lúgos közeg azonban ezeket a fémeket kromát-, molibdát- és volframát-ionokká alakítja. A vegyületek gyakran színesek, néha szervetlen pigmentekként használják. Különböző karbidjaik nagyon kemények, szulfidjaik réteges retikuláris struktúrákat tárnak fel, kellően hőstabilak, ezért kenőanyagként alkalmazzák őket. A vas ötvözetek híressé tették őket acélszerszámok gyártásával. A króm természetes előfordulása ötvenszer nagyobb, mint a volfrámé, a molibdén kissé ritkább, 15% -kal kisebb, mint a volfrám.

A Cr elemen és annak felfedezésén

A krómatom elektronikus szerkezete [Ar] 3d 5 4s 1 a priori igazolja az I és VI közötti oxidációs állapotokat

A kémiai elemet, valamint az egyszerű testet Louis-Nicolas Vauquelin fedezte fel a szibériai vörös ólom , vagy a Pb és Cr PbO krokoit vagy kromátjának elemzéséből. CrO 3. Ezt az ércet D. Lehmann bányamérnök, a szentpétervári természettudományi gyűjtemények igazgatója küldte el neki , aki tájékozott ásványtanosként 1766-ban leírta az ásványfajokat.

A felekezet a név azzal magyarázható, görög szó szótő χρὣμα vagy khrôma vagy latin chroma jelentése „színes, színek, élénk árnyalatokkal”, mert a króm vegyületek ismert vegyész vannak különböző színű. Vegyületeinek különféle árnyalatai például a CrO 3- trioxid sötét karminja, zöld a Cr 2 O 3 szeszkvioxidhoz, narancssárga a nátrium-dikromát Na 2 Cr 2 O 7 -éhez és más vegyes oxidok ...

Történelem

A kínai Xi'an közelében , Qin császár mauzóleumában található , a III .  Század végi AC sírokban talált nyilakat elemeztük. Bár több mint 2000 éve temették el a számszeríj csavarjait és bronz kardjait , nem lesznek látható korrózió jelei, mivel a bronz krómozott.

A krómot a XVIII .  Században észlelték nyugaton :

A 1761 , Johann Gottlob Lehmann  (de) talált egy vörös-narancs érc Urál , amit elnevezett „szibériai vörös ólom”. Ez az ásványi anyag, bár gyengén azonosították ólom vegyületként szelénnel és vasalattal , valójában ólom-kromát volt (PbCrO 4).

A 1770 , Peter Simon Pallas látogatott ugyanazon a helyszínen, mint Lehmann és találtam egy piros „vezető” érc, amelyet hamarosan használható pigment festékek. A szibériai vörös ólom pigmentként való használata gyorsan fejlődött, és a krokoitból kapott ragyogó sárga nagyon divatos színűvé vált.

A 1797 , Louis-Nicolas Vauquelin kapott néhány minta krokoit érc. Ekkor képes előállítani króm-oxid (CrO 3) a kromithoz sósavat adva. 1798-ban Vauquelin felfedezte, hogy el tudja különíteni a fémkrómot azáltal, hogy az oxidot nagyolvasztóban aktív szénnel melegíti.

2 Cr 2 O 3szilárd + 3 ° Caktív szén → 4 Kr. |krómfém + 3 CO 2 tömegeszén-dioxid

A valóságban, mivel a technikai reakciót egy mésszel bevont tégelyben, vagy egyszerűen csak mész-CaO-n alapuló melegítéssel hajtják végre., a szén-dioxid vagy a szén-dioxid , ha nem távozik, a mész elkapja kalcium-karbonát formájában CaCO 3.

A francia vegyész bizonyos drágakövekben, például rubinban vagy smaragdban is képes kimutatni a króm nyomait. Ezt a folyamatot a vegyészek-ásványtanok gyorsan alkalmazták a különböző króm-ásványok felismerésére. Később ez a sikertelen technika lehetővé tette más ismeretlen ásványok és így az azokban található berillium elem felfedezését .

Laugier kollégájával azt is demonstrálta, hogy szinte minden meteoritban megtalálható.

A XVIII .  Század folyamán a krómot elsősorban festékként használják pigmentként és a krómsárga PbCrO 4-t. De a króm ősi kémiájának alapja a kálium-dikromát .

Eleinte a krokoid eredeti orosz volt a fő forrása, de 1827-ben nagy mennyiségű FeCr 2 O 4 krómvagy FeO.Cr 2 O 3az Egyesült Államokban fedezték fel Baltimore közelében . Az Egyesült Államok így lett a legnagyobb termelő króm-származékok, egészen 1848-ig, amikor egy nagy letétet króm fedezték közelében Bursa , Törökország .

A XIX .  Század közepétől a króm-szulfát lehetővé teszi a bőr gyorsabb cserzését, biztosítva a végső bőr tovább áthatolhatatlanságát. A kémikusok kezdik megérteni, hogy a króm-ion szervetlen komplexei, amelyek kollagénnel vagy szerves anyagokkal társulnak a bőrökben és bőrökben, többé-kevésbé stabil struktúrákat hoznak létre. A kálium-krómot és ammónium-alumíniumot tartalmazó bőrgyárak, az ezeket maró anyagként használó textilipar, valamint a színeket vagy a króm alapú tűzálló szerkezeteket kedvelő kerámiaipar már jelentős vízszennyezést okoz.

Ne feledje, hogy a krómot 1848 óta használják galvanizáláshoz , mivel a króm fémréteg egy fém felületen, például acélon, egyszerre véd és szép hatású, csiszolva egyre fényesebb és fényesebb. A krómozás jól ismert a Belle Époque-ban , de továbbra is drága. De felhasználása a technika javításával alakult ki 1924-ben, mielőtt az 1940-es években valóban általános lett.

Így a krómozás pl. Collin G. Finck (1881-1953) amerikai vegyész munkáját követve, vagy a króm autóalkatrészek extravagáns eredményei után Harley Earl ipari tervező (1893-1969) kezd terjedni. az 1920-as években a krómfémet autóalkatrészek, ólomjátékok, bútoralkatrészek és sok más tárgy védő- és díszburkolataként használják: általában galvanizálva alkalmazzák . Ez a technika, amely a háborúk közötti években indult el, megfigyelhető a kenyérpirítók, a divatos fényes tárgyak, az autó uszonyainak különböző modelljeivel vagy az akkori különböző autóipari vagy ipari részekkel.

A vegyészek már az 1870-es években megértették, hogy kis mennyiségű króm ( ferrokróm formájában ) acélokhoz való hozzáadása ellenállóvá teszi őket.

A rozsdamentes acélok legalább 13 tömegszázalék krómot tartalmaznak, előállításuk olcsó, rozsdamentes és kevésbé valószínű, hogy hámlik. Használata az evőeszközöket foglalja magában az asztaltól a műtéti eszközökig, beleértve a gyönyörű felületű védőanyagokat vagy a fényes külső felülettel rendelkező többé-kevésbé vastag lapokat, például a klasszikus króm acél rúd burkolatokat. A XXI .  Század elején úgy tűnik, hogy főleg ötvözetekben használja a többségét, mintegy 85 tömegszázalékot, a többit ipari vegyszerek fogyasztják.

A tiszta fém első ipari előkészítése csak 1898-ból származik, következésképpen jóval a speciális acéloknál széles körben alkalmazott ferrokróm általánosítása után.

A tűzálló iparban a stabil kristályszerkezettel, mérsékelt hőtágulási együtthatóval és magas olvadásponttal jellemezhető "kromitokat" alkalmazzák.

Szókincs

A melléknév krómsav és az anyagi kromát azonnal által javasolt kémikus Vauquelin 1797-ben, a tömörítő elem és a test egyszerű fém króm . A semleges "das Chrom" szót 1800-ban németül tanúsítják, a franciától való adaptációval. Az angol latin króm terminológiát használ .

A kromát a krómsav sójára utal. A "vörös kromát" eleve a kálium dikromátja, amely eltér a kálium "sárga kromátjától".

Már 1808-ban Georges Cuvier hatására a krómozott jelző minősíti azt, ami króm-sót tartalmaz. A chromer ige, amely először azt jelenti, hogy "fedje le a fém krómot egy másik fém védelmére", és a " barnabőr króm timsóval", a XIX .  Század alkotása . Ezért a króm jelző legalább ambivalens használata, amely például acél vagy bőr minősíthető. De a "króm" jelző a "krómozott" jelzővel is szinonimává vált, a két melléknév olyan anyagot vagy anyagot minősít, amely krómot tartalmaz, vagy amelyet króm borít. A "chromer" és a "chromater" igék kémiai értelemben azt is jelentik, hogy "kombinálják a krómmal".

A chromiferous jelző testet vagy anyagot, különösen ásványi anyagot, esetenként molekulát vagy szerves vegyületet minősít, amely krómot tartalmaz.

A krómnak 26 ismert izotópja van, tömegszáma 42 és 67 között változik, és két atom izomerrel rendelkezik . Ezen izotópok közül négyen stabilak és a természetben jelen lévő összes krómot képviselik, 50 Cr, 52 Cr, 53 Cr és 54 Cr, 52 Cr a leggyakoribb (83,789% természetes bőség ). A króm standard atomtömege ezért 51.996 1  u , nagyon közel az 52 Cr izotópos tömeghez . Az 50 Cr gyanúja szerint kettős béta bomlással (β + β + ) 50 Ti-re bomlik , amelynek felezési ideje legalább 1,3 × 10 18  év, bár ezt a bomlást eddig soha nem figyelték meg.

Az elem előfordulása, bányászat és tisztítás

A króm nem ritka, néha mérsékelten bőséges átmenetifém elem a földkéregben. A Clarke nagyságrendű a 100  g a 200  g tonnánként a földkéreg; az elem meglehetősen bővelkedik ultrabázisos magmás kőzetekben, ahol a Cr koncentrációja ásványi anyagok kromit és pikotit formájában elérheti az 1600  g / tonnát. Ezekben az ultrabázisos kőzetekben a kínai ásványtanosok emellett kiemelték az egyszerű fém- vagy natív krómtestet .

A szilikát ásványi anyagok, mint például a muszkovit vagy a "fehér csillám", a piroxén , az epidot , a klorit , a gránát ouwarit nagyon gyakran tartalmazzák a króm elem nyomait. A természetes vagy mesterséges rubinok és smaragdok csillogó színeit gyakran különböző oxidokkal vagy krómszármazékokkal magyarázzák, amelyek csak a korundban található szennyeződések . A háromértékű króm-ionok smaragdzöld színt adnak a szemüvegnek. A rubinkorundot vörösre színezi a Cr 2 O 3 oxid.

Ércek és bányászat, tartalékok vagy betétek

Chromium kivont bányák, FeCr 2 O 4 kromit érc behelyezve kőzetek, például dunites és szerpentinek . Az ókori ásványkutatók vagy kémikusok "krómozott vas" vagy "vas-kromit", akik "természetes sóoxidként" írták le, amely még mindig a króm fő ásványa.

Éves kitermelése 7 millió tonnát tett ki az 1990-es évek elején. Ez a krómérc par excellence, nagyrészt többségében, mivel a krokoit, egy másik érc alapját, az ipar sokkal kevésbé használja a bányászat.

Meg kell jegyezni, hogy a FeO.Cr 2 O 3 vegyes oxid általános képletenem képviseli megfelelően a kromitércet. Az elméleti 2-es nagyságrendű Cr / Fe arány nagyon könnyen csökken, és az 1/5 technikai minimum felé hajlik. A súly válogatása, néha részben manuális, szükséges.

A kromitérc körülbelül felét Dél-Afrikában állítják elő . A Kazahsztán és Oroszország, India és Törökország , Madagaszkár és Zimbabwe , a Finnország és Albánia , a Fülöp-szigeteken is nagy gyártók. Fontos, de földrajzilag koncentrált kromitlelőhelyek találhatók Dél-Afrikában (talán 70%), Kazahsztánban és Oroszországban (mindkettő esetleg 20%), de Törökországban, Iránban, az Egyesült Államokban, valamint az Egyesült Államokban, a Fülöp-szigeteken, Finnországban is.

Ez az érc lehetővé teszi különféle többé-kevésbé tisztátalan FeCr-ferrokrómok előállítását, amelyekre jellemző a maradék szén-C-tartalmuk és 52-75 tömeg% Cr-tartalom. Ideális esetben, a korábban rendezve vas krómérc tartalmazó legjobb 40 tömeg% Cr 2 O 3 , kell melegíteni jelenlétében szén., 1500 és 1600  ° C között , mészkő és kvarcit alapú fluxusok felhasználásával tovább csökkentik a hőigényt.

FeO.Cr 2 O 3szilárd vas-kromitérc + 4 Cszén → 2 Kr. | + Feszilárd tömeg, elválaszthatatlan a ferrokrómtól + 4 COszén-monoxid- gáz

A különböző eljárások leegyszerűsítve legalább háromféle ferrokrómot biztosítanak: a "szuperfinomított FeCr" 0,5% C-ot vagy kevesebbet tartalmaz, a "Fe Cr finomított" 0,5% és 4% C, a "karburált FeCr" 4-et. % és 10% C.

Az egyes fémtestek, készítmények és ötvözetek fizikai és kémiai tulajdonságai

Az egyetlen test tömör fehér vagy enyhén kékes kristályfém, ragyogó fényű, néha acél-ezüst-szürke, kékes-szürke, fehér-szürke vagy kékes-fehér színű, kemény és levegő-rozsdamentes, sűrűsége kb. 7.1. A "Fermi-tengert" szabad elektronokkal létrehozó krómatomok fémrácsa köbcentis. Az atom sugara ebben a retikuláris szerkezetben 1,249  Å nagyságrendű . A megfigyelhető kristályok szabályos oktaédereket alkotnak. A króm fém, ugyanolyan kemény, mint a korund, deformálható. A szerkezetében szétszórt szennyeződések törékennyé teszik a fémet.

Felülete nagyon kemény, de törékeny az alacsony tartalmú szennyeződések gyakoribb jelenléte miatt. Fényes és nagyon kemény felület nyerhető polírozással.

Az elektromos vezetőképesség 11% körüli az IACS-nál, vagyis amikor a tiszta rézéhez viszonyítva meghatározzák . A króm mágneses -15  ° C-on .

1905  ° C körül olvad és 2670  ° C felett forr .

Amikor melegítjük piros, króm fém oxidálódik króm szeszkvioxid Cr 2 O 3 zöld, a legstabilabb króm-oxid.

2 Kr. |krómfém vörös levegőben melegítve + 3/2 O 2→ Cr 2 O 3szilárd

Az ezüstfényű krómfém nem oxidálható a levegőben normál hőmérsékleten. Levegőben megváltoztathatatlan és víz jelenlétében stabil. A termodinamikai adatok szerint azonban a fém állapotú króm jó redukálószer, amely megosztott állapotban látható, az ultrafinom krómpor könnyen gyorsan és teljes reakcióba léphet oxigénnel . Szilárd állapotban a fémet egy átlátszó Cr 2 O 3 réteg védikvázi átlátszó, valódi passzivációs réteg, amelyet lassú oxidációval nyernek. Ezt a vékony réteget salétromsav vagy kellően erős oxidáló testek érintkezésével lehet kialakítani. Hatékonyan védi az alapul szolgáló fémet a híg savak hatásától.

A fém Cr vagy passzivációs felülete meglehetősen ellenáll a korróziónak és a beszennyeződésnek, néha agresszív kémiai körülmények között és meglehetősen magas hőmérsékleten, ezért a krómozás hatékony védőbevonat acélok és különféle fémek számára. Dekoratív szerepet játszik a védőburkolat mellett.

A króm feloldódik a hidrogén-halogén-savakban , különösen a sósavban , a bróm-hidrogén-savban , a fluoridban ... Lassan oldódik a kénsavban . De a salétromsav és az aqua regia , az oxidáló savak, inaktívak maradnak, valamint a lúgos oldatok, különösen meglehetősen rövid expozíciós időkben és hideg hőmérsékleten, mert elvileg az erős bázisok lassan átalakítják a krómot. Króm-ionok CrO 2 -, néha jobban leírható dihidrát formában Cr (OH) 4 -.

A redukáló krómfém a legtöbb nemfémmel magas hőmérsékleten reagál. Ez éget könnyen klórt gáz , így a letét lila króm-klorid.

Egyszerű test előkészítés, gyártás

Vannak hagyományos eljárások a FeO.Cr 2 O 3 érc tisztítására is vas-oxidja, mivel a kálium-kromát nagyon jól oldódik vízben, míg a vas-szeszkvioxid oldhatatlan marad.

2 FeO.Cr 2 O 3kiválasztott érc tégelyben + 4 K 2 CO 3régi hamuzsír, levegőmelegítés magas hőmérsékleten → 4 K 2 CrO 3szilárd kálium-kromát + Fe 2 O 3szilárd vas-oxid + 3 COgáz + CO 2gáz

A króm és a vas oxigéntartalmú vegyületeinek vizes közegben történő egyszerű elválasztása, majd a visszamaradó szuszpenzió szűrésével nyert oldat szárítása után kapott kálium-kromátot magas hőmérsékleten aktív szénnel melegítjük vagy előzetesen megtisztítjuk.

4 K 2 CrO 3száraz szilárd anyag + 2 ° Caktív szén → K 2 CO 3szilárd kálium-kromát + 2 Cr 2 O 3tiszta szilárd anyagot + K 2 Oszilárd kálium-oxid + 2 COgáz

A krómot kereskedelemben nyerik, például ezt a tisztított króm-szeszkvioxidot alumínium vagy szilícium jelenlétében melegítve . Így az aluminotermia révén

Cr 2 O 3szilárd zöld por + 2 Alfémpor → 2 Cr 0króm fém + Al 2 O 3alumínium-oxid és - 536.7 kJ / mol 

Ez a technikai szakaszos termikus alkalmazott eljárás Németországban a 1990-es években használt 1593  kg króm (III) -oxid tisztítjuk 578  kg alumínium fém kavics 137  kg a mész és 11  kg a kalcium-nitrát , az utóbbi szervezet a forrasztószer és homogenizáló az erőszakos exoterm reakció. A krómfémet úgy kapjuk, hogy vákuumban legfeljebb 99 tömeg% és 99,3 tömegszázalék között szivattyúzunk, nyomokban alumíniummal és mészzel.

De a magnéziotermiával is,

Cr 2 O 3szilárd + 3 Mgfémes szalag → 2 Kr. |króm fém + 3 MgOalumínium-oxid és - kJ / mol

A laboratóriumban a vegyész alumíniumpor vagy még jobb fémes magnéziumszalag égését is alkalmazhatja.

A krómot ötvözet állapotában is előállíthatjuk úgy, hogy elektromos kemencében előzőleg tisztított kromitokat szénnel redukálunk. Végül az elektrolitikus folyamat a Cr (III) vagy Cr (IV) oldatokból, a réz vagy rozsdamentes acél katódokkal érintkező elektrolitokból és a Pb anódokból vagy speciális acélokból álló anódokból álló energia szempontjából drága folyamat, amely 75  kWh / kg króm, de nagyon tiszta, olykor 99,95 tömegszázalékot meghaladó fém előállítását teszi lehetővé.

A króm, ipari fém, gyakran porszerű nyersfém. A por technológia elsajátítása lehetővé teszi a vákuumban történő agglomerálódást, vagy ívkemencében történő olvadással kompakt alakzatok kialakítását.

Krómalapú ötvözetek

A króm rozsdamentes acél ötvözetű fém, például a híres 18/8, Fe, 18% Cr és 8% Ni alapú. Ferrokróm segítségével vezetik be. Vasötvözetekben a króm erősítő fém. Jó ellenállást biztosít a légköri korrózióval és a fő vegyi anyagokkal szemben.

Az acél mikrostruktúrák szintjén megfigyelt króm, egy alfa-gen elem, nagy szén-affinitással, elősegíti a ferrit képződését és növeli a keményedést . Így viselkedik, mint a titán, a vanádium, a molibdén, a volfrám, a szilícium és az alumínium. Számos karbid képződését teszi lehetővé, például Cr 23 C 6 -ot, Cr 3 C 2, Cr 7 C 3.. keményebb, mint a cementit. Így növeli az acél keménységét és kopásállóságát anélkül, hogy növelné annak törékenységét. Az egyszerű vas vagy közönséges acél helyettesítésére sínekhez gyártott krómacélok tehát jelentős fejlődést tettek lehetővé a vasút történetében .

Az alacsony ötvözetű acélok 0,4-3 tömeg% krómot tartalmaznak. A magas, 20 tömegszázalékot meghaladó krómtartalom lehetővé teszi specifikus szuperferritikus acélok előállítását. Az acélok átlagos krómtartalmát különféle szerkezetek jellemzik. Így az acél Fe, amelynek C értéke legfeljebb 0,06%, Cr 18% Ni 10% és ausztenites Ti, a C értéke legfeljebb 0,06%, Cr 17% Ni 4% és Mo martenzites, a C értéke legfeljebb 0,03%, Cr 18% Ni 12% Mo 3% ausztenites, a C értéke legfeljebb 0,03%, Cr 22% Ni 5% Mo 3% és ausztenites-ferrit N, C értéke 0,02% vagy annál kisebb, Cr 20% Ni 25%, Mo és Cu ausztenites.

A króm, egy addíciós fém, ellenállóvá teszi az ötvözeteket, és nem csak speciális vagy rozsdamentes acélokat. Megtalálható más ötvözetekben, amelyek sok fémet tartalmaznak, mint például Ni, Co, Al esetében. Az elektromos ellenállások NiCr-ben vannak.

Az 1000  ° C körüli korróziógátló tulajdonságokkal rendelkező felületi vasötvözetektől eltérően többrétegű bevonatok vannak a fém védelmére a felületen. Például réz, nikkel és króm rétegekkel. A fémtárgy érintkezési felületén elhelyezett króm korróziógátló és kopásgátló tulajdonságokkal rendelkezik.

Kémia, krómvegyületek és komplexek, analitikai technikák

A króm megfigyelhető oxidációs állapota -II és VI között van; a leggyakoribb és legismertebb krómvegyületek a +2 vagy II, +3 vagy III, +6 vagy VI; a +3 vagy háromértékű krómállapot messze a legstabilabb és legfontosabb amfoter vegyületekkel. A +4 vagy IV és +5 vagy V állapot viszonylag ritka. A +6 oxidációs állapotú krómvegyületek erős oxidálószerek és savak. A +2 oxidációs állapotban lévő króm redukálószer, vegyületei bázikusak és redukálóak. A savasság tehát a króm oxidációjának mértékével növekszik.

Az egyetlen test mellett a 0 állapotot például króm-karbonil Cr (CO) 6 képviseli, amely csökkentett nyomáson szublimálódik és szerves oldószerekben oldható.

A +1 oxidációs állapot szokatlan, és a gyakorlatban csak akkor áll fenn, ha a komplex állapotban stabilizálódik, mint például a króm-tri-dipiridil.

A króm-ion Cr 2+kék, nagyon redukáló és nem túl stabil. Gyorsan háromértékű krómmá válik. De a króm, ionos vegyületek jól ismertek, a vizes oldatban a legerősebb redukálószerek közé tartoznak, a levegőben könnyen oxidálódhatnak Cr 3+ -gá.. Ezzel szemben a krómionok cinkfém általi redukciója a szükséges potenciállal bizonyítja a krómion redukáló képességét vizes oldatban.

Cr 3+krómionok vizes közegben + e - → Cr 2+kromos ionok, amelyek ε 0 = - 0,41 V

Könnyen belátható, hogy a króm-ionok friss oldatai gyorsan és kvantitatívan is reagálnak oxigénnel . Klasszikus technika az oxigéngáz gyökös eltávolítására, leggyakrabban nyomokban vagy kis mennyiségben, gázkeverékekből.

De a Cr 2+ -val kapott koordinációs komplexek néha sokkal stabilabbak.

A krómozott vegyületek enyhén ionizálódnak. Króm (II) -hidroxid Cr (OH) 2 alapvető.

A króm-ion Cr 3+, a gyakorlatban a hideg vizes közegben a bonyolult zöld vagy bíbor lehetővé teszi a Cr (H 2 O) 6 3+ komplexetsavas oldatban nagyon stabil, az Al 3+ alumíniumionok analógjaés ferri Fe 3+. Kémiai vegyületek sokaságában van jelen, vegyük figyelembe különösen szobahőmérsékleten a sok stabil koordinációs komplexet Cr (H 2 O) 6 3+, Cr (NH 3 ) 6 3+, CrF 6 3-, CrCl 6 3-, CrCN 6 3-, Cr (C 2 O 4 ) 3-, Cr (C 4 H 4 O 6 ) 3-, Cr ( EDTA ) 3-, Cr (CH 3 COO) 6 ) (OH) 2 +... A komplex kation hexahidrát Cr (H 2 O) 6 3+forrón elpusztul, a Cr (NH 3 ) 6 3+ amin típusú króm-komplexekés hidroxi-acetilértékesítésének Cr (CH 3 COO) 6 ) (OH) 2 +forraláskor elpusztulnak, és a króm-trihidroxid Cr (OH) 3 marad.

Lúgos oldatban Cr 3+ könnyen oxidálódik hat vegyértékű Cr (VI) kromatikus kationokká.

Króm (III) -oxid, króm-oxid vagy króm-szeszkvioxid, Cr 2 O 3, zöld, amfoter, inkább bázikus, mint savas. Az ammónium-dikromát termikus bomlásával , az úgynevezett "vulkán" kísérlet során nyerhető el , gáz és füst szabadul fel.

(NH 4 ) 2 Cr 2 O 7szilárd → N 2dinitrogén-gáz + 4 H 2 Ovízgőz + Cr 2 O 3szilárd

Króm-hidroxid Cr (OH) 3amfoter is. A hozzávetőleges pKs oldhatósági terméknek ez a szilárd teste a króm-kation teljes lúgos hidroxiddal történő kicsapásának eredménye.

Cr 3+vizes + 3 OH -vizes → Cr (OH) 3szürke-zöld csapadék

Az oldódás a hidroxilionok feleslegében figyelhető meg, a szabad kromitionok nagyon bázikus közegben maradnak.

Cr (OH) 3szilárd csapadék + OH -aq feleslegben → CrO 2 -zöld kromitionok + 2 H 2 O

De a kromitionok forrásig hevítése Cr (OH) 3 mennyiségi újracsapódásához vezet. Ez a megfigyelés lehetővé teszi a Cr 3+ kationok megkülönböztetésétAl 3+ kationok.

A Cr (VI) vegyületei, amelyek nagyon erős kovalens és oxidáló testek, magukban foglalják a "kromátokat" és a "dikromátokat". Króm-ion CrO 4 2-a tetraéderes szerkezet sárga, bázikus közegben stabil. A dikromátion Cr 2 O 7 2- narancssárga, savas körülmények között stabil.

Króm-trioxid CrO 3 erős sav.

CrO 3szilárd + 2 NaOHvizes lúgos nátrium-oldat → 2 Na +nátriumion + CrO 4 2-kromátion + 3 H 2 Ovíz

H 2 CrO 4nagyon erős sav. Az oldatban lévő kromátion hajlamos kondenzálódni, amikor a pH egyre jobban csökken, ami megmagyarázza az egymást követő izo-polisavakat Cr 2 O 7 2-, Cr 3 O 10 2-, Cr 4 O 13 2-stb. A Cr n O 3n + 1 2- kémiai képlettel meghatározott polikromátok az n> 2 egész számmal élénkpirosak.

A króm-oxi-halogeniddel, a króm-klorid CrO 2 Cl 2 típusA sötétvörös folyadékot anélkül, hogy klórgázzal közvetlen klóroznánk, a trioxidot erős savakban, így sósav-HCl-ban oldjuk.és ugyanezen sav koncentrált kénsavközegben koncentrálódik a dikromátokra. Ez egy klasszikus technika a klorid-anionok jelenlétének megerősítésére.

A króm fő vegyületei

Nagyszámú vegyület, különféle oxidációs állapot és koordinációs vegyület létezik.

Néhány fő vegyület a következőket tartalmazza:

Elemzés

A krómelem minőségi kimutatását úgy lehet elvégezni, hogy zöld színt kapunk a bórax gyöngyökkel , amelyek krómtartalmú vagy krómozott anyaggal szennyezettek és oldódnak a melegen olvasztott borátfázisban. A króm-szeszkvioxid vagy bárium-kromát kicsapása lehetővé teszi a hatékony mérést és ezáltal a kvantitatív meghatározást.

A Cr 3+ kationa III. vagy az NH 4 S ammónium-szulfid csoportba tartozik. Az alcsoportba tartozik, amely a szükséges ammónia jelenlétében kicsapódik. Ebbe az alcsoportba tartozik a Be 3+ is, Al 3+, Fe 3+, UO 2 3+, ZnO 2 3+, TiO 2 3+, Th 4+, Ez a 3+és ez a 4+

Króm felhasználása

A krómfém felhasználása változatos. A Ferrochrome, a már bemutatott köztes anyag, a klasszikus köztes termék speciális acélok, például rozsdamentes acélok, Cr és Ni acélok gyártásához.

A kohászatban a króm lehetővé teszi kemény és ellenálló ötvözetek előállítását. Megállapítást nyer, eloxált alumíniumból .

A krómozás vagy a galvanizáló króm javítja a korrózióállóságot és fényes felületet kölcsönöz a munkadarabnak. Általában a kezelendő fém előzetesen nikkelezett. A krómsav oldatának kénsavközegben történő elektrolízissel történő leválasztása vékony króm védőfém bevonatot eredményez, amelynek tömör rétege átlagosan 0,3 μm nagyságrendű  .

Tól 2017. szeptember 21a króm (VI) krómozásához való felhasználásához az Európai Unió engedélye szükséges .

Az 1990-es évek végén a kohászatban és az acélban alkalmazott összes alkalmazás, beleértve a korrózió elleni védelmet is, a Cr. A króm pigmentek ágazata, beleértve a szemüveg és kerámia pigmenteket is, 25 tömegszázaléknak felel meg. A gyakran elfeledett barnulási ágazat a felhasznált króm csaknem 15% -át tette ki, míg az ipari katalízis technikák körülbelül 5% -ot igényeltek. A laboratóriumi felhasználás nyilvánvalóan minimális.

A festékekben és festékekben stabil pigmentként a kromátokat és oxidokat használják. A sárga króm, a PbCrO 4 , élénk sárga pigment, amelyet a festés során használnak. A XIX .  Század elején a sok élénksárga, átlátszatlan és fényálló ólom-kromátot már pigmentként használják , az általa nyújtott színek a sárga-zöldtől a sárga-narancsig terjednek, de a termék hátránya, hogy mérgező.

Bizonyos Cr 2 O 3 típusú krómsók és -oxidok, zöld színt adnak az üvegnek és a különféle üveges kerámiáknak. A Cr 2 O 3 króm-oxid alapú "zöld króm" például a zománcfestésnél használják.

A króm alumíniumot, amely maró és barnító szer, bőrök cserzésénél használnak .

A króm és egyes vegyületei katalizátorok. Így bizonyos hidrogénezési reakciókban, de a benzol aktiváló csoportjaként trikarbonilezett formában is számos kémiai átalakulást tesznek lehetővé.

A kálium-dikromát egy erőteljes oxidálószer, amelyet a kvantitatív kémia során használnak. Laboratóriumban savban is használják az üvegáruk tisztításához, a szerves anyagok eltávolításához.

Az orvostudományban a króm alkalmazható cukorbetegség ellen , de használata ellentmondásos.

Biológiai szerep

Az alacsony dózisú háromértékű króm az emberi test számára létfontosságú nyomelem , elengedhetetlen az emberben a cukor metabolizmusához. A krómhiány befolyásolhatja az inzulin képességét a szervezet cukorszintjének szabályozására.

A krómot, mint más nyomelemeket, nem találtak egy biológiai aktivitású fehérjében, ezért a cukor szabályozásának hatásmechanizmusa megmagyarázatlan marad.

Valójában a szerves króm (III) vegyületek meglehetősen stabilak, több, mint az azonos időszakú átmeneti fémeké (Mn, Fe, Co, Ni, Cu ...), és ezért nem valószínű, hogy részt vesznek a definíció szerint reverzibilis biológiai reakciókban .

Toxikológia, ökotoxikológia

A krómszármazékok nagyon mérgezőek és nagy dózisban sói különösen és gyorsan fekélyt okoznak .

A króm toxicitása kémiai formájától (részecske, nanorészecske , ion, oxid, hidroxid, vegyérték stb.) Függően nagymértékben változik . Ezzel szemben a króm VI ion , a Cr 6+ ( dikromát , kromát ...) rákkeltőnek bizonyult.

Meg lehet felhalmozódik biológiailag különböző organizmusok (beleértve az élelmiszer-növények, ha ez jelen van öntözési vízben ). Ezekben az esetekben az élelmiszer-szennyező anyagok egyikévé válhat, amelyek hatással lehetnek az egészségre . Az élelmiszer- hálóban biokoncentrálható is .

Bizonyos ipari hulladékokban, égetőkben vagy bizonyos üledékekben jelen lévő mérgező fémek egyike , amelyhez a lehető legtartósabb inert oldatokat keresik , például a cementmátrixokban.

Az emberi populációk impregnálása

Számos paraméter, különösen a környezet és az élelmiszer függvényében változik.

A 2018 Franciaországban, a „  perinatális komponens  ” a nemzeti biomonitoring programot közzé egy értékelést a impregnálása terhes nők, a különösen króm (és 12 más fémek vagy félfémek és néhány szerves szennyező anyagok). Ezt a munkát egy 4145 terhes nőből álló kohorsz („ Elfe Cohort  ”) nyomon követése során végezték el  . E csoportba azok a nők tartoztak, akik 2011- ben Franciaországban szültek ( Korzika és TOM kivételével ). A szülési kórházba érkező 990 terhes nő vizeletadagolása megerősítette a króm környezetben való jelenlétét; az elemzett vizeletminták 96% -ában találták ( geometriai átlag  : 0,30 μg / l és 0,41 μg / g kreatinin . Ez az arány (magasabb, mint az általános populációé) meglehetősen összehasonlítható az egyetlen másik vizsgálatban ilyen típusú (Ausztráliában végzett) terhes nőknél (a tanulmány szerzői szerint "ez a különbség bizonyos terhesség alatti anyagcsere-változásokkal magyarázható, amelyek valószínűleg terhes nőknél fokozzák a króm vizelettel történő kiválasztását. a króm impregnálás meghatározó tényezői nem tártak fel összefüggést a vizsgált változókkal ” .

Gazdaság és termelés

Körülbelül 15 millió tonna kromitot állítottak elő 2000-ben, és nagyjából 4 millió tonna ferrokrómá alakították 2,5 milliárd dolláros piaci érték mellett.

A 2000-es évek elején a Cr metal fő termelője Dél-Afrika volt.

Kereskedelmi

2014-ben Franciaország a francia szokások szerint a króm nettó importőre volt. Az átlagos tonnánkénti importár 350 euró volt.

Megjegyzések és hivatkozások

  1. (EN) David R. LiDE, CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press Inc.,2009, 90 th  ed. , 2804  p. , Keménytáblás ( ISBN  978-1-420-09084-0 )
  2. (in) Beatriz Cordero Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia és Santiago Barragan Alvarez , Covalent radius revisited  " , Dalton Transactions ,2008, P.  2832 - 2838 ( DOI  10.1039 / b801115j )
  3. (in) Metals Handbook , 1. évf.  10: Anyagjellemzés , ASM International,1986, 1310  p. ( ISBN  0-87170-007-7 ) , p.  344
  4. (a) Thomas R. Dulski, A kézikönyv a kémiai elemzés a fémek , vol.  25, ASTM International,1996, 251  p. ( ISBN  0803120664 , online olvasás ) , p.  71.
  5. Chemical Abstracts adatbázis lekérdezése a SciFinder Weben keresztül, 2009. december 15 (keresési eredmények )
  6. (tól) ALFA
  7. Chromium  " a CSST ( a munkavédelemért felelős quebeci szervezet) vegyi anyagainak adatbázisában Reptox , hozzáférés: 2009. április 25.
  8. Az angol hagyomány kiterjedt módon társítja ezt a csoportot az urán U-val, idézte JD Lee. Az urán kivételével a német hagyomány csak a Seaborgium transzaktinid elemet társítja a VIB csoporttal , például Hans Beuer idézett opus szerint.
  9. Hans Beuer, idézett opus. A molibdén és a volfrám kémiailag sokkal közelebb állnak egymáshoz, és néha könnyen összekeverhetők.
  10. A Cr vagy a króm rövid bemutatása a Los Alamosi Nemzeti Laboratóriumban
  11. Troost 1987
  12. Ez egy omega sapkával és egyszerű alfával. A görög szó két különböző szemantikai mezőhöz tartozik, az árnyalatokhoz és az anyag színéhez (a bőr eredeténél vagy a bőrön), valamint a hangok, a dallam és a dallamos vagy zenei színek szavaihoz, ami itt minket nem érint. Fernand Martin, görög szavak , klasszikus Hachette, 2007, ( ISBN  978-2-01-016919-9 )
  13. (in) Maurice Cotterell , a terrakotta harcosok: a titkos kódot a császári sereg , Rochester, Vt, Bear & Co.2004, 1 st  ed. , 302  p. ( ISBN  978-1-59143-033-9 , OCLC  53830906 ) , p.  102.
  14. Jean Soulas „  gazdasági felemelkedése Kortárs Törökországban.  », Annales de Géographie . 1939, t. 48, n o  274. o.  408 .
  15. Alain Foucault, idézett opus.
  16. Hans Breuer, idézett opus
  17. Bruce Mahan, idézett opus.
  18. R. Perrin, JP Scharff, idézett opus
  19. Mahan, idézett opus
  20. (de) Stéphane Itasse, "  Chrom (VI) -Ersatz fällt a einigen Fallen Schwer  " , Maschinenmarkt,2017. február 11(megtekintve 2017. július 15-én )
  21. www.passeportsante.net
  22. "  Az IARC monográfiái által besorolt ​​ügynökök, 1–123. Kötet - IARC  " (hozzáférés : 2018. december 26. )
  23. Adetogun Adeyemo Adekanmi, Pretoriai Egyetem, 2010. december Mesterjelentés, online: Króm- és nikkelfelvétel vizsgálata tisztított szennyvízzel öntözött paradicsomnövényekben a Glen Valley Farmban , PDF, 138 pp.
  24. EFSA > Hosszú távú étrendi króm-expozíció az Európában élő gyermekeknél , 2010-05-17
  25. Kindness, A., Marcias, A., Glasser, FP, (1994) Króm immobilizálása cementmátrixokban. Hulladékgazdálkodás, 14, 3-11
  26. : fémek és metalloid kutatások az Elf kohorszból; 2016. december; KÖZEGÉSZSÉG Franciaország / Terhes nők impregnálása környezeti szennyező anyagokkal Franciaországban 2011-ben]. A nemzeti biomonitoring program perinatális szakasza | PDF, 224p | elérhető az URL-ről is: www.santepubliquefrance.fr
  27. "  Az import / export kereskedelem mutatója  " , a Vámigazgatóságon. Adja meg NC8 = 26100000 (hozzáférés : 2015. augusztus 7. )

Bibliográfia

„14. Króm, króm-komplexek, molibdén, volfrám, heteropolsavak; 20.1. Fémötvözetek; 20.2. Fémötvözetek (folytatás); 20.3 Fémötvözetek (folytatás) "

(értesítés BNF n o  FRBNF37229023 )

Lásd is

Kapcsolódó cikkek

Néhány klasszikus krómszármazék:

Külső linkek


  1 2                               3 4 5. 6. 7 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14 15 16. 17. 18.
1  H    
2  Li Lenni   B VS NEM O F Született
3  N / A Mg   Al Igen P S Cl Ar
4  K Azt   Sc Ti V Kr. | Mn Fe Co Vagy Cu Zn Ga Ge Ász Se Br Kr
5.  Rb Sr   Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag CD Ban ben Sn Sb Ön én Xe
6.  Cs Ba   A Ez Pr Nd Délután Sm Volt Gd Tuberkulózis Dy Ho Er Tm Yb Olvas HF A te W Újra Csont Ir Pt Nál nél Hg Tl Pb Kettős Po Nál nél Rn
7  Fr Ra   Ac Th Pa U Np Tudott Am Cm Bk Is Fm Md Nem Lr Rf Db Vminek Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
8.  119 120 *    
  * 121 122 123. 124 125 126. 127. 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142  


  Alkáli   fémek
  Lúgos  
föld
  Lanthanides  
Átmeneti   fémek  
  Szegény   fémek
  fém-  
loids
nem
  fémek  
glória
  gének  
  nemes   gázok
  Besorolatlan   tételek
Aktinidák
    Szuperaktinidek    
<img src="https://fr.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1x1" alt="" title="" width="1" height="1" style="border: none; position: absolute;">