Crom, element químic: descripció, propietats, fórmula i característiques

El crom és un element químic amb un número atòmic 24. És un metall d'acer gris dur i brillant que esmolleix bé i no s'esvaeix. S'utilitza en aliatges, com l'acer inoxidable i com a recobriment. El cos humà requereix petites quantitats de crom trivalent per al metabolisme del sucre, però Cr (VI) és molt tòxic.

Diversos compostos de crom, com l'òxid de crom (III) i el cromat de plom, són de colors brillants i s'utilitzen en pintures i pigments. El color vermell del rubí es deu a la presència d'aquest element químic. Algunes substàncies, especialment el potassi i el dicromato de sodi, són oxidants que s'utilitzen per oxidar els compostos orgànics i (juntament amb l'àcid sulfúric) per netejar els plats de laboratori. A més, l'òxid de crom (VI) s'utilitza en la producció de cinta magnètica.

Descobriment i etimologia

La història del descobriment de l'element químic crom és la següent. El 1761 Johann Gottlob Lehmann va trobar a les muntanyes Ural un mineral vermell taronja i el va cridar "Siberian red lead". Encara que es va identificar erròniament com un compost de plom amb seleni i ferro, el material era en realitat el plom del cromat amb la fórmula química PbCrO ₄ . Avui es coneix com una corona mineral.

En 1770, Peter Simon Pallas va visitar el lloc on Leman va trobar un mineral de plom vermell, que tenia propietats molt útils del pigment en les pintures. L'ús del plom vermell siberiano com a pintura s'ha desenvolupat ràpidament. A més, el color groc brillant del Crocote es va posar de moda.

El 1797, Nicolas Louis Vauquelin va rebre mostres de mineral de plom vermell. En barrejar el Crocote amb àcid clorhídric, va obtenir l'òxid CrO3. El crom com element químic es va aïllar el 1798. Voklen ho va rebre escalfant l'òxid amb carbó vegetal. També va poder detectar rastres de crom en pedres precioses, com ara rubí i esmeralda.

A la dècada de 1800 Cr es va utilitzar principalment en la composició de pintures i sals de bronzejat. Actualment el 85% del metall s'utilitza en aliatges. La resta s'utilitza en la indústria química, en la producció de materials refractaris i en la indústria de la fosa.

La pronunciació de l'element químic crom es correspon amb el grec χρῶμα, que significa "color", a causa de la multitud de compostos de color que es poden obtenir d'ella.

Extracció i producció

L'element es realitza a partir de cromita (FeCr ₂ O ₄ ). Prop de la meitat d'aquest mineral del món és extreta a Sud-àfrica. A més, Kazakhstan, Índia i Turquia són els seus principals productors. Els dipòsits explorats de cromita són suficients, però geogràficament es concentren a Kazakhstan i al sud d'Àfrica.

Els dipòsits de crom de metall natal són rars, però ho són. Per exemple, es va extreure a la mina d'Udachnaya a Rússia. Es tracta d'una pipa de kimberlita, rica en diamants, i l'entorn reductor ha ajudat a formar pures croms i diamants.

Per a la producció industrial de metall, els minerals de cromita es tracten amb àlcols fets (sosa càustica, NaOH). Al mateix temps, es forma el cromato de sodi (Na ₂ CrO ₄ ), que es redueix per carboni a l'òxid Cr ₂ O ₃ . El metall s'obté escalfant l'òxid en presència d'alumini o silici.

L'any 2000 es van extreure prop de 15 milions de tones de mineral de cromita, que es va processar en 4 milions de tones de ferrocròs, el 70% de l'aliatge de ferro de crom, amb un valor de mercat aproximat de 2.500 milions de dòlars.

Característiques principals

La caracterització de l'element químic del crom es deu al fet que es tracta d'un metall de transició del quart període de la taula periòdica i es localitza entre el vanadi i el manganès. Inclòs al grup VI. Es fon a una temperatura de 1907 ° C. En presència d'oxigen, el crom ràpidament forma una fina capa d'òxid, que protegeix el metall d'una major interacció amb l'oxigen.

Com a element de transició, reacciona amb substàncies en diferents proporcions. Així, forma compostos en els quals té diferents graus d'oxidació. El crom és un element químic amb els estats de terra +2, +3 i +6, dels quals +3 és el més estable. A més, en casos excepcionals, s'observen els estats +1, +4 i +5. Els compostos de crom en estat d'oxidació +6 són forts oxidants.

Quin color és Chrome? L'element químic proporciona a l' alumini anoditzat un tint rubí. Cr ₂ O ₃ , utilitzat per a polir el metall, també s'utilitza com un pigment anomenat "green chrome". Les seves sals creen el vidre en un color verd esmeralda. El crom és un element químic la presència de la qual és el vermell robí. Per tant, s'utilitza en la producció de rubí sintètic.

Isòtops

Els isòtops de crom tenen pes atòmic de 43 a 67. Normalment, aquest element químic es compon de tres formes estables: ⁵² Cr, ⁵³ Cr i ⁵⁴ Cr. D'aquests, ⁵² Cr és el més comú (83,8% del crom natural total). A més, s'han descrit 19 radioisòtops, dels quals el més estable és ⁵⁰ Cr amb una vida mitjana superior a 1,8 x ^{10 17} anys. En ⁵¹ Cr, la vida mitjana és de 27,7 dies, i en tots els altres isòtops radioactius no supera les 24 hores, la majoria d'ells amb menys d'un minut de durada. L'element també té dos metaestats.

Els isòtops de crom en l'escorça terrestre, per regla general, acompanyen els isòtops del manganès, que troben aplicació en geologia. ⁵³ Cr es forma en la decadència radioactiva de ⁵³ Mn. La relació dels isòtops Mn / Cr suporta altres dades sobre la història primerenca del sistema solar. Els canvis en ⁵³ Cr / ⁵² Cr i Mn / Cr de diferents meteorits demostren que es van crear nous nuclis atòmics just abans de la formació del sistema solar.

Element químic crom: propietats, fórmula de compostos

L'òxid de crom (III) Cr ₂ O ₃ , també conegut com sesquioxide, és un dels quatre òxids d'aquest element químic. S'obté a partir de cromita. Un compost verd es denomina comunament "verds crom" quan s'utilitza com a pigment per a l'esmalt i la pintura de vidre. L'òxid es pot dissoldre en àcids, formant sals i en àcids fundits: cromits.

Dicromato de potassi

K ₂ Cr ₂ O ₇ és un potent oxidant i es dóna preferència com a mitjà per a la neteja d'utensilis de laboratori a partir de materials orgànics. Per fer-ho, utilitzeu la seva solució saturada en àcid sulfúric concentrat. De vegades, però, es reemplaça amb dicromato de sodi, en funció de la major solubilitat d'aquest. A més, pot regular el procés d'oxidació dels compostos orgànics, convertir l'alcohol primari al aldehid, i després al diòxid de carboni.

El dicromato de potassi pot causar dermatitis cromàtica. El crom és probablement la causa de la sensibilització que condueix al desenvolupament de la dermatitis, especialment de les mans i avantbraços, que és crònica i difícil de tractar. Igual que altres compostos de Cr (VI), el dicromato de potassi és carcinogènic. S'ha de manipular amb guants i equips de protecció adequats.

Àcid cròmic

El compost té una estructura hipotètica H ₂ CrO ₄ . Ni els àcids cròmics ni els dicromics es troben en la natura, però els seus anions es troben en diverses substàncies. "Àcid cromic", que es pot trobar a la venda, és en realitat el seu anhídrid àcid - el triòxid CrO ₃ .

Crom del plom (II)

PbCrO ₄ té un color groc brillant i és pràcticament insoluble en aigua. Per aquest motiu, va trobar l'aplicació com un pigment de coloració anomenat "corones grogues".

Cr i enllaç pentavalent

Crom es distingeix per la seva capacitat de formar enllaços pentavalents. El compost està creat per Cr (I) i el radical hidrocarbur. Un enllaç de cinc valents es forma entre dos àtoms de crom. La seva fórmula es pot escriure com Ar-Cr-Cr-Ar, on Ar és un grup aromàtic específic.

Sol·licitud

El crom és un element químic les propietats del qual li han proporcionat una varietat d'aplicacions diferents, algunes de les quals es detallen a continuació.

Proporciona metalls a la resistència a la corrosió ia una superfície brillant. Per tant, el crom és una part d'aquests aliatges com l'acer inoxidable, que s'utilitza, per exemple, en els coberts. També s'utilitza per aplicar el cromat.

El crom és el catalitzador de diverses reaccions. A partir d'això, els formularis estan fets per cremar maons. Les seves sals es tiren la pell. El dicromat de potassi s'utilitza per a l'oxidació de compostos orgànics, com ara alcohols i aldehids, així com per a la neteja d'utensilis de laboratori. Serveix com a agent de fixació per a la tintura de teles, i també s'utilitza en fotografia i impressió fotogràfica.

CrO ₃ s'utilitza per a la fabricació de cintes magnètiques (per exemple, per a la gravació d'àudio), que tenen millors característiques que les pel·lícules amb òxid de ferro.

Paper en biologia

El crom trivalent és un element químic necessari per al metabolisme del sucre en el cos humà. En canvi, el cr hexavalent és molt tòxic.

Precaucions

Els compostos de crom metàl·lic i Cr (III) generalment no es consideren perjudicials per a la salut, però les substàncies que contenen Cr (VI) poden ser tòxics si s'ingereixen o inhalen. La majoria d'aquestes substàncies són irritants per als ulls, la pell i les membranes mucoses. Quan s'exposa a una exposició constant, els compostos de crom (VI) poden causar danys oculars si no es tracten. A més, és un carcinógeno reconegut. La dosi letal d'aquest element químic és d'aproximadament la meitat d'una cullerada. Segons les recomanacions de l'Organització Mundial de la Salut, la concentració màxima permesa de Cr (VI) en aigua potable és de 0,05 mg per litre.

Com que els compostos de crom s'utilitzen en colorants i per a l'adobament de la pell, sovint es troben en el sòl i aigües subterrànies d'objectes industrials abandonats que requereixen neteja i restauració mediambientals. El primer que conté Cr (VI), encara s'utilitza àmpliament en les indústries aeroespacial i automotriz.

Propietats de l'element

Les principals propietats físiques del crom són les següents:

• Número atòmic: 24
• Pes atòmic: 51.996.
• Punt de fusió: 1890 º C.
• Punt d'ebullició: 2482 º C.
• Grau d'oxidació: +2, +3, +6.
• La configuració electrònica: [Ar] 3d ⁵ 4s ¹ .