Քրոմ

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
24 ՎանադիումՔրոմՄանգան
Ջրածին Հելիում Լիթիում Բերիլիում Բորр Ածխածին Ազոտ Թթվածին Ֆտոր Նեոն Նատրիում Մագնեզիում Ալյումին Սիլիցիում Ֆոսֆոր Ծծումբ Քլոր Արգոն Կալիում Կալցիում Սկանդիում Տիտան Վանադիում Քրոմ Մանգան Երկաթ Կոբալտ Նիկել Պղինձ Ցինկ Գալիում Գերմանիում Արսեն Սելեն Բրոմ Կրիպտոն Ռուբիդիում Ստրոնցիում Իտրիում Ցիրկոնիում Նիոբիում Մոլիբդեն Տեխնեցիում Ռութենիում Ռոդիում Պալադիում Արծաթ Կադմիում Ինդիում Անագ Ծարիր Թելուր Յոդ Քսենոն Ցեզիում Բարիում Լանթան Ցերիում Պրազեոդիում Նեոդիում Պրոմեթիում Սամարիում Եվրոպիում Գադոլինիում Տերբիում Դիսպրոզիում Հոլմիում Էրբիում Թուլիում Իտերբիում Լյուտեցիում Հաֆնիում Տանտալ Վոլֆրամ Ռենիում Օսմիում Իրիդիում Պլատին Ոսի Սնդիկ Թալիում Կապար Բիսմունտ Պոլոնիում Աստատ Ռադոն Ֆրանցիում Ռադիում Ակտինիում Թորիում Պրոտակտիում Ուրան Նեպտունիում Պլուտոնիում Ամերիցիում Կյուրիում Բերկլիում Կալիֆորնիում Էյնշտեյնիում Ֆերմիում Մենդելեևիում Նոբելիում Լոուրենցիում Ռեզերֆորդիում Դուբնիում Սիբորգիում Բորիում Հասիում Մեյտներիում Դարմշտադտիում Ռենտգենիում Կոպերնիցիում Ունունտրիում Ֆլերովիում Ունունպենտիում Լիվերմորիում Ունունսեպտիում ՈւնունօկտիումՔիմիական տարրերի պարբերական համակարգ
24Cr
Cubic-body-centered.svg
Electron shell 024 Chromium.svg
Chromium crystals and 1cm3 cube.jpg
Կարծր կապտա-սպիտակավուն մետաղ
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ Քրոմ /Chromium (Cr), 24
Ատոմային զանգված
(մոլային զանգված)
51,9961(6)[1] զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա [Ar] 3d5 4s1
Ատոմի շառավիղ 130 պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտային շառավիղ 118 պմ
Իոնի շառավիղ (+6e)52 (+3e)63 պմ
Էլեկտրաբացասականություն 1,66 (Պոլինգի սանդղակ)
Էլեկտրոդային պոտենցիալ -0.74
Օքսիդացման աստիճաններ 6, 3, 2, 0
Իոնիզացման էներգիա
(առաջին էլեկտրոն)
 652,4 (6,76) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Խտություն (ս. պ.-ում) 7,19 գ/սմ³
Հալման ջերմաստիճան 2130
Եռման ջերմաստիճան 2945
Մոլյար ջերմունակություն 23,3[2] Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ 7,23 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղացանց
Բյուրեղացանցի կառուցվածք խորանարդ
Բյուրեղացանցի տվյալներ 2,885
Դեբայի ջերմաստիճան 460 Կ
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն (300 Կ) 93,9 Վտ/(մ·Կ)
24
Քրոմ
Cr
51,996
3d54s1


Քրոմ (լատ.՝ Cromium), քիմիական տարր է որի նշանն է Cr, տարրերի պարբերական համակարգի 4-րդ պարբերության 6-րդ խմբի տարր, կարգահամարը՝ 24, ատոմական զանգվածը՝ 51,996։ d-տարր Է, ատոմի արտաքին Էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքն Է՝ 3s2Зр63d54s2, К և Լ թաղանթները լրացված են։

Բնական քրոմը բաղկացած է 50Cr (4,31 %), 52Cr (87,76), 53Cr (9,55) և 54Cr (2,38) կայուն իզոտոպներից։ Ստացվել են 46, 48, 49, 51, 55 և 56 զանգվածի թվերով ռադիոակտիվ իզոտոպները, որոնցից առավել կայուն է 51Cr (T1/2=27,8 օր)։

Պատմություն[խմբագրել]

Քրոմը հայտնաբերել են ֆրանսիացի քիմիկոս Լ․ Ն. Վոկլենը (1797) և նրանից անկախ Մ․ Կլապրոտը (1798) կրոկոիտ միներալում։ Անվանումն ստացել է միացությունների գունավորված լինելու պատճառով (հուն.՝ χρῶμα&nbsp - գույն, ներկ):

Բնության մեջ[խմբագրել]

Քրոմի պարունակությունը երկրակեղևում 8,3•103 զանգված % է (տարածվածությամբ 22-րդ տարրն է)։ Քրոմի պարունակությունը ծովաջրերում 5•10-5 մգ/լ է։

Քրոմը բուսական և կենդանական հյուսվածքներում մշտապես հանդիպող կենսածին տարր է (բույսերում՝ 5•10-4 %, կենդանիներում՝ 10-4-10-8 %)։ Հայտնի են քրոմի ավելի քան 20 միներալները, արդ․ նշանակություն ունեն քրոմշպինելները, քրոմիտը, մագնաքրոմիտը, ալյումաքրոմիտը, քրոմպիկոտիտը։ Քրոմի առկայությամբ է պայմանավորված զմրուխտի և սուտակի գույները։

Ստացում[խմբագրել]

Քրոմի ստացման հումքը քրոմշպինելներն են․ հանքանյութը հարստացնում են և միահալում պոտաշի կամ սոդայի հետ.

\mathsf{4Fe(CrO_2)_2 + 8Na_2CO_3 + 7O_2 \rightarrow 8Na_2CrO_4 + 2Fe_2O_3 + 8CO_2}

Առաջացած քրոմատը լուծահանում են ջրով, փոխարկում երկքրոմատի, որից անջատում են CrO3 (խիտ H2SO4 ավելացնելով) կամ Cr2O3 (ծծմբի հետ տաքացնելով)։

\mathsf{Na_2Cr_2O_7 + 2C \rightarrow Cr_2O_3 + Na_2CO_3 + CO}

Մետաղական մաքուր քրոմ ստանալու համար այդ օքսիդները լուծում են և ենթարկում էլեկտրոլիզի։ Արտադրվոո քրոմի մեծ մասը օգտագործվում է քրոմական պողպատներ և այլ համաձուլվածքներ ստանալու, մետաղները քրոմապատելու, զոդման էլեկտրոդներ պատրաստելու համար։

\mathsf{Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 12e^-\rightarrow 2Cr + 7H_2O}

Ֆիզիկական հատկություններ[խմբագրել]

Քրոմի երկնագույն երանգով պողպատափայլ կարծր մետաղ է (մաքուրը պլաստիկ է), հալման ջերմաստիճանը՝ 1890 °C, եռմանը՝ 2480 °C, խտությունը՝ 7190 կգ/մ3։ Ցածր ջերմաստիճաններում քիմիապես պասսիվ է (միանում է միայն ֆտորի հետ)։ Օդում պատվում է օքսիդի չափազանց կայուն և նուրբ շերտով (մետաղական փայլը պահպանվում է)։

Օքսիդացման աստիճան Օքսիդ Հիդօքսիդ Վիճակ Լուծելիություն Կիրառություն
+2 CrO (սև) Cr(OH)2 (դեղին) Հիմնական Cr2+ (կապույտ գույնի աղ) Շատ ուեժղ օքսիդիչ է
+3 Cr2O3 (կանաչ) Cr(OH)3 (մոխրա-կանաչ) ամֆոտեր Cr3+ (կանաչ կամ դեղնավուն աղեր)
[Cr(OH)4]- (կանաչ)
+4 CrO2 գոյություն չունի - - հազվադեպ հանդիպող,
+6 CrO3 (կարմիր) H2CrO4
H2Cr2O7
թթվային CrO42- (քրոմատներ, դեղին)
Cr2O72- (դիքրոմատ, նարնջագույն)
Անցումը կապված է рН-ով Ուժեղ օքսիդացնող, շատ թունավոր է։
Քրոմի դիագրամը

Լարվածության շարքում գտնվում է ջրածնից ձախ՝ թթուներից դուրս է մղում ջրածին (15-20 °C-ում չի լուծվում արքայաջրում և ազոտական թթվում)։

Միացություններում ցուցաբերում է +2, +3, +6 օքսիդացման աստիճաններ (հազվադեպ +1, +4, +5)։ Տաքացնելիս (1200 °C) արագ օքսիդանում է օդում, թթվածնում այրվում է (2000°C)՝ առաջացնելով Сг2О3:

Քրոմի (III) օքսիդի ջրում չլուծվող բյուրեղները հալվում են 1990 °C-ում։ Քրոմի (III) հիդրօքսիդը՝ Сг2O3•nH2O, ամֆոտեր է։ Հայտնի են նաև CrO, CrO2 և CrO3 օքսիդները։

Քիմիական հատկություններ[խմբագրել]

Քրոմի (II) հիդրօքսիդը՝ Cr(OH)2 ջրում չի լուծվում, ունի թույլ հիմնային հատկություններ, օդում օքսիդանում է։ Առավել կայուն են քրոմի (III) միացությունները։ Հիմնային միջավայրում քրոմի (III) հեշտությամբ օքսիդանում է՝ առաջացնելով քրոմատներ, որոնք ուժեղ օքսիդիչներ են։ Տաքացնելիս, 600 °C-ից բարձր, քրոմը փոխազդում է ջրային գոլորշիների, հալոգենների, ծծմբի, ազոտի, ածխածնի, սիլիցիումի, բորի հետ՝ առաջացնելով հալոգենիդներ, սուլֆիդ, նիտրիդներ, կարբիդներ, սիլիցիդներ, բորիդ։

\mathsf{Cr_2O_3 + 2NaOH \rightarrow 2NaCrO_2 + H_2O}
\mathsf{Cr_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2CrCl_3 + 3H_2O}
\mathsf{2Na_3[Cr(OH)_6] + 3H_2O_2 \rightarrow 2Na_2CrO_4 + 2NaOH + 8H_2O}
\mathsf{2Cr_2O_3 + 8NaOH + 3O_2 \rightarrow 4Na_2CrO_4 + 4H_2O}

Մետաղների հետ քրոմը առաջացնում է համաձուլվածքներ, որոնցից շատերը ջերմակայուն և կոռոզիակայուն նյութեր են։ Քրոմի ստացման հումքը քրոմշպինելներն են․ հանքանյութը հարստացնում են և միահալում պոտաշի կամ սոդայի հետ։ Առաջացած քրոմատը լոս ահանում են ջրով, փոխարկում երկքրոմատի, որից անջատում են CrO3 (խիտ H2SO4 ավելացնելով) կամ Cr2O3 (ծծմբի հետ տաքացնելով)։

Կիրառություն[խմբագրել]

Արտադրվոո քրոմի մեծ մասը օգտագործվում է քրոմական պողպատներ և այլ համաձուլվածքներ ստանալու, մետաղները քրոմապատման, զոդման էլեկտրոդներ պատրաստելու համար։ Քրոմի միացություններն օգտագործվում են կտորեղենը ներկելու (ժանտանյութ) և կաշին դաբաղելու համար։ Քրոմի միացությունները թունավոր են։

Արդյունաբերություն[խմբագրել]

Քրոմը և նրա հիմնական միացությունները քիմիական արդյունաբերություն միանգամից չեն եկել։ Մարդկությանը նրա ծառայությունը սկսվել է գունավոր ապակու արտադրությունից,ներկերից[3]։ Դեռևս 19-րդ դարի սկզբներին «Սիբիրյան կարմիր կապարով»` կրոկոիտով էին ներկված Լոնդոնի բոլոր կառքերը։ Եռարժեք քրոմն որպես հավելանյութ մտնում է ռուբին թանկարժեք քարի մեջ։ Կերամաշման նկատմամբ կայուն քրոմի համաձուլվածքներն օգտագործվում են քիմիական ռեակտորների և խողովակների պատրաստման համար։ Քրոմ պարունակող կատալիզատորները՝ Cr2O3 -ը, մեծ դեր են խաղում նաև ժամանակակից քիմիայում։ Na2Cr2O7 -ից ստանում են քրոմական թթու, որն օգտագործվում է որպես էլեկտրոլիտ մետաղական մասերը քրոմապատելու համար։

Մետալուրգիա[խմբագրել]

Եթե քիմիական արդյունաբերությունըկարիք ունի, նախևառաջ, քրոմի միացությունների, ապա մետալուրգիային անհրաժեշտ է ինքը մետաղը և նրա համաձուլվածքները։ Քրոմն սև մետալուրգիայում օգտագործվող գլխավոր միախառնող տարրերից մեկն է։ Սովորական պողպատներին մինչև 5% քրոմ ավելացնելով մեծանում է դրանց ֆիզիկական հատկությունները և հեշտանում է դրանց ջերմային մշակումը։ Եթե պողպատում քրոմի քանակը 10%-ից բարձր է, ապա այն դառնում է ավելի կայուն օքսիդացման և կերամաշման նկատմամբ։ Վերջինս պայմանավորված է նրանով, որ քրոմը պողպատում պարունակվող ածխածնի հետ առաջացնում է շատ ամուր կարբիդներ։ Ամենահայտնի չժանգոտող պողպատը պարունակում է 18% քրոմ, 8% նիկել և մոտ 0,1% ածխածին։

25-30% քրոմ պարունակող պողպատները բարձր ջերմաստիճաններում կայուն են օքսիդացման նկատմամբ, և նրանցից պատրաստում են վառարանների մասեր։ Ջերմակայուն համաձուլվածքներ են ստացվում նաև այլ մետաղների հետ։ Նիկելին 20% քրոմ ավելացնելուվ ստացվում է նիքրոմ, իսկ կոբալտին 25% քրոմ ավելացնելով ստացվում է քրոմկոբալտային համաձուլվածք։ Շատ մետաղներ կերամաշումից պաշտպանելու համար պատում են քրոմի շերտով (0,1 մմ)։ մետաղները քրոմի շերտով պատելն ունի նաև դեկորատիվ նշանակություն։

Կենսաբանական նշանակություն[խմբագրել]

Քրոմի յուրահատկություններից է այն, որ նրա մի շարք ֆիզիկական հատկություններ` ներքին շփումը, պնդության մոդուլը, էլեկտրադիմադրությունը, գծային ընդարձակման գործակիցն և ջերմաէլեկտրաշարժ ուժը 37 0C ջերմաստիճանի մոտ կտրուկ փոխվում են։ Իսկ 39 0C -ում քրոմը պարամագնիտիկ վիճակից անցնում է ֆերրոմագնիտիկ վիճակի։ Կա տեսակետ, որ մարդկանց և մի շարք կենդանիների օրգանիզմում քրոմը կատարում է ջերմակարգավորիչ ջերմաչափի գործառույթ։

Քրոմով թունավորումը հանդիպում է նրա արտադրության ժամանակ` մեքենաշինությունում, մատալուրգիայում և ներկերի ու կաշվի արտադրություններում։ Քրոմի միացություններից ավելի թունավոր են երկքրոմատներն ու Cr2O3 -ը։ Հիվանդության ախտանիշներն են քթում չորության և ցավի զգացողությունը, կոկորդում քոր, շնչառության դժվարացում և հազ։ Ճիշտ է, այդ հատկանիշները քրոմի հետ շփման դադարեցման ժամանակ վերանում են։ Քրոմի միացությունների հետ երկարատև շփումը առաջացնում է գլխացավ, թուլություն, դեպրեսիա և քաշի կորուստ, հնարավոր է նաև բրոնխիտ և ասթմա։ Մաշկի վրա ազդելով քրոմի միացությունները առջացնում են դերմատիտ և էկզեմա։ Եռարժեք և վեցարժեք քրոմի միացությունները ունեն նաև ուռուցքածին հատկություն։ Որոշ դեղեր, օրինակ քրոմի պիկոլինատը օգտագործվում է որպես նիհարման միջոց։

Թունավորություն[խմբագրել]

Քրոմն հանդիսանում է կենսածին և սննդային տարրերից մեկը։ Այն պարունակվում է բույսերի և կենդանիների օրգաններում։։ Հետաքրքիր է, որ բույսերում պարունակվում է մոտ 0,0005% քրոմ, որի 95%-ն՝ արմատներում։ Որոշ պլանկտոնային օրգանիզմներում քրոմի կուտակման գործակիցն 10000-26000 է։ Բարձրակարգ բույսերում երբ քրոմի քանակն մեծ է 0,0003 մոլ/լ -ից, նկատվում է տերևների մեռուկություն։

Կենդանիների և մարդկանց մոտ քրոմն մասնակցում է ածխաջրերի, սպիտակուցների և լիպիդների փոխանակմանը, այն մտնում է տրիպսին ֆերմենտի բաղադրության մեջ։ Քրոմը կենդանիների և մարդկանց օրգանիզմ է ներթափանցում հիմնականում սննդի միջոցով։ Քրոմի քանակությունը մսամթերքներում մեկ կարգով մեծ է քան բուսական սննդում։ Մեծ քանակությամբ քրոմ կա գարեջրի դրոժներում, մսում, լյարդում, լոբազգիներում և ցորենում։ Չնայած մարդու օրգանիզմում քրոմի պակասորդը հազվագյուտ իրավիճակ է, սակայն փորձարկումները ցույց են տվել, որ քրոմի անբավարար քանակը առաջացնում է շաքարախտի նման երևույթ, նպաստում է աթերոսկլերոզի զարգացմանը և բարձրակարգ ներվային համակարգի խախտմանը։ Սննդում և արյան մեջ քրոմի քանակի նվազումը բերում է նաև աճի դանդաղեցման, արյան մեջ խոլեստերինի քանակի աճի և ինսուլինի նկատմամբ զգայնության նվազման։

Մարդու օրգանիզմում քրոմի քանակը կազմում է 6-12 մգ։ Որոշ տվյալներով մարդու օրգանիզմին օրական անհրաժեշտ է 20-300մկգ/գ քրոմ։ Մազերում քրոմի քանակն 0,15-0,5մկգ/գ է։ Մարդու ծերացման զուգընթաց օրգանիզմում քրոմի քանակն նվազում է։

Տես նաև[խմբագրել]

Ծանոթագրություններ[խմբագրել]

  1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (en) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02
  2. Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Большая Российская энциклопедия, 1999. — Т. 5. — С. 308.
  3. Քրոմի մասին տվյալներ

Արտաքին հղումներ[խմբագրել]


Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից։ CC-BY-SA-icon-80x15.png