Kromium - karakteristik umum suatu unsur, sifat kimia kromium dan senyawanya. Kromium - sifat dan kegunaan, asupan harian, kontraindikasi, sumber makanan kromium

Kromium(lat. Cromium), Cr, unsur kimia golongan VI tabel periodik Mendeleev, nomor atom 24, massa atom 51.996; logam berwarna baja kebiruan.

Isotop stabil alami: 50 Cr (4,31%), 52 Cr (87,76%), 53 Cr (9,55%) dan 54 Cr (2,38%). Dari isotop radioaktif buatan, yang terpenting adalah 51 Cr (waktu paruh T ½ = 27,8 hari), yang digunakan sebagai indikator isotop.

Referensi sejarah. Kromium ditemukan pada tahun 1797 oleh L. N. Vauquelin dalam mineral crocoite - timbal kromat alami PbCrO 4 . Krom mendapat namanya dari kata Yunani chrome - warna, cat (karena variasi warna senyawanya). Terlepas dari Vauquelin, Kromium ditemukan di crocoite pada tahun 1798 oleh ilmuwan Jerman M. G. Klaproth.

Distribusi Kromium di alam. Rata-rata kandungan Chromium dalam kerak bumi(clark) 8,3·10 -3% . Unsur ini mungkin lebih berkarakteristik pada mantel bumi, karena batuan ultrabasa, yang diyakini memiliki komposisi paling dekat dengan mantel bumi, diperkaya dengan Kromium (2·10 -4%). Kromium membentuk bijih yang masif dan tersebar di ultrabasa batu; Pembentukan deposit kromium terbesar dikaitkan dengan mereka. Pada batuan dasar, kandungan Kromium hanya mencapai 2·10 -2%, pada batuan asam - 2,5·10 -3%, pada batuan sedimen (batupasir) - 3,5·10 -3%, pada serpih lempung - 9·10 -3 %. Kromium adalah migran akuatik yang relatif lemah; Kandungan kromium dalam air laut sebesar 0,00005 mg/l.

Secara umum, Kromium adalah logam yang berada di lapisan terdalam bumi; meteorit berbatu (analog dengan mantel) juga diperkaya dengan Kromium (2,7·10 -1%). Lebih dari 20 mineral kromium diketahui. Hanya spinel krom (sampai 54% Cr) yang penting bagi industri; selain itu, Kromium terkandung dalam sejumlah mineral lain, yang sering menyertai bijih kromium, namun tidak mempunyai nilai praktis (uvarovite, volkonskoite, kemerite, fuchsite).

Sifat fisik Kromium. Krom adalah logam yang keras, berat, dan tahan api. Krom Murni bersifat ulet. Mengkristal dalam kisi yang berpusat pada tubuh, a = 2,885Å (20 °C); pada 1830 °C dimungkinkan untuk berubah menjadi modifikasi dengan kisi berpusat muka, a = 3,69 Å.

Jari-jari atom 1,27 Å; jari-jari ion Cr 2+ 0,83 Å, Cr 3+ 0,64 Å, Cr 6+ 0,52 Å. Massa jenis 7,19 g/cm3; suhu 1890 °C; titik didih 2480 °C. Kapasitas panas spesifik 0,461 kJ/(kg K) (25°C); koefisien termal ekspansi linier 8.24·10 -6 (pada 20 °C); koefisien konduktivitas termal 67 W/(m K) (20 °C); resistivitas listrik 0,414 μΩ m (20 °C); koefisien termal hambatan listrik pada kisaran 20-600 °C adalah 3,01·10 -3. Kromium bersifat antiferromagnetik, kerentanan magnetik spesifik 3,6·10 -6. Kekerasan Brinell Kromium dengan kemurnian tinggi adalah 7-9 Mn/m2 (70-90 kgf/cm2).

Sifat kimia Kromium. Konfigurasi elektron terluar atom Kromium adalah 3d 5 4s 1. Dalam senyawa biasanya menunjukkan bilangan oksidasi +2, +3, +6, di antaranya Cr 3+ adalah yang paling stabil; Diketahui senyawa individu yang Kromiumnya memiliki bilangan oksidasi +1, +4, +5. Kromium secara kimia tidak aktif. Dalam kondisi normal, ia tahan terhadap oksigen dan kelembapan, tetapi bergabung dengan fluor untuk membentuk CrF 3 . Di atas 600 °C ia berinteraksi dengan uap air menghasilkan Cr 2 O 3; nitrogen - Cr 2 N, CrN; karbon - Cr 23 C 6, Cr 7 C 3, Cr 3 C 2; belerang - Cr 2 S 3. Jika digabungkan dengan boron, ia membentuk borida CrB, dan dengan silikon membentuk silisida Cr 3 Si, Cr 2 Si 3, CrSi 2. Kromium membentuk paduan dengan banyak logam. Interaksi dengan oksigen pada awalnya cukup aktif, kemudian melambat tajam karena terbentuknya lapisan oksida pada permukaan logam. Pada suhu 1200 °C film tersebut hancur dan oksidasi berlangsung kembali dengan cepat. Kromium terbakar dalam oksigen pada suhu 2000 °C membentuk oksida hijau tua Kromium (III) Cr 2 O 3. Selain oksida (III), diketahui senyawa lain dengan oksigen, misalnya CrO, CrO 3, diperoleh secara tidak langsung. Kromium mudah bereaksi dengan larutan encer asam klorida dan asam sulfat untuk membentuk kromium klorida dan sulfat serta melepaskan hidrogen; aqua regia dan asam nitrat mempasifkan kromium.

Dengan meningkatnya bilangan oksidasi, sifat asam dan pengoksidasi Kromium meningkat.Turunan Cr 2+ merupakan zat pereduksi yang sangat kuat. Ion Cr 2+ terbentuk pada tahap pertama pelarutan Kromium dalam asam atau selama reduksi Cr 3+ dalam larutan asam dengan seng. Oksida hidrat Cr(OH) 2 setelah dehidrasi berubah menjadi Cr 2 O 3. Senyawa Cr 3+ stabil di udara. Mereka dapat menjadi agen pereduksi dan pengoksidasi. Cr 3+ dapat direduksi dalam larutan asam dengan seng menjadi Cr 2+ atau dioksidasi dalam larutan basa menjadi CrO 4 2- dengan brom dan zat pengoksidasi lainnya. Hidroksida Cr(OH) 3 (atau lebih tepatnya Cr 2 O 3 nH 2 O) adalah senyawa amfoter yang membentuk garam dengan kation Cr 3+ atau garam asam kromat HC-O 2 - kromit (misalnya, KS-O 2, NaCrO 2). Senyawa Cr 6+: kromat anhidrida CrO 3, asam kromat dan garamnya, di antaranya yang paling penting adalah kromat dan dikromat - zat pengoksidasi kuat. Kromium membentuk sejumlah besar garam dengan asam yang mengandung oksigen. Senyawa kompleks kromium telah diketahui; Senyawa kompleks Cr 3+, yang mana Kromium mempunyai bilangan koordinasi 6, sangatlah banyak.Ada sejumlah besar senyawa Kromium peroksida

Mendapatkan Chrome. Tergantung pada tujuan penggunaan, Kromium dengan tingkat kemurnian yang berbeda-beda diperoleh. Bahan bakunya biasanya berupa spinel krom, yang diperkaya dan kemudian dilebur dengan kalium (atau soda) dengan adanya oksigen atmosfer. Sehubungan dengan komponen utama bijih yang mengandung Cr 3+, reaksinya adalah sebagai berikut:

2FeCr 2 O 4 + 4K 2 CO 3 + 3,5 O 2 = 4K 2 CrO 4 + Fe 2 O 3 + 4CO 2.

Kalium kromat K 2 CrO 4 yang dihasilkan terlindih air panas dan melalui aksi H 2 SO 4 mereka mengubahnya menjadi K 2 Cr 2 O 7 dikromat. Selanjutnya, dengan aksi larutan pekat H 2 SO 4 pada K 2 Cr 2 O 7, diperoleh kromat anhidrida C 2 O 3 atau dengan memanaskan K 2 Cr 2 O 7 dengan belerang - Kromium (III) oksida C 2 O 3.

Chrome paling murni di kondisi industri diperoleh dengan elektrolisis larutan berair pekat CrO 3 atau Cr 2 O 3 yang mengandung H 2 SO 4, atau dengan elektrolisis Kromium sulfat Cr 2 (SO 4) 3. Dalam hal ini, Kromium dilepaskan pada katoda yang terbuat dari aluminium atau baja tahan karat. Pemurnian lengkap dari pengotor dicapai dengan mengolah kromium dengan hidrogen murni khususnya pada suhu tinggi(1500-1700 °C).

Kromium murni juga dapat diperoleh dengan elektrolisis CrF 3 atau lelehan CrCl 3 dalam campuran dengan natrium, kalium, kalsium fluorida pada suhu sekitar 900 ° C dalam atmosfer argon.

Kromium diperoleh dalam jumlah kecil dengan mereduksi Cr 2 O 3 dengan aluminium atau silikon. Pada metode aluminotermik, campuran bubuk Cr 2 O 3 dan Al atau serutan yang telah dipanaskan terlebih dahulu dengan bahan tambahan pengoksidasi dimasukkan ke dalam wadah, dimana reaksi diawali dengan menyalakan campuran Na 2 O 2 dan Al hingga wadah terisi. Kromium dan terak. Kromium silikotermik dilebur dalam tungku busur. Kemurnian Kromium yang dihasilkan ditentukan oleh kandungan pengotor pada Cr 2 O 3 dan Al atau Si yang digunakan untuk reduksi.

Paduan kromium - ferrokrom dan silikon kromium - diproduksi dalam skala besar di industri.

Penerapan Kromium. Penggunaan Chrome didasarkan pada ketahanan panas, kekerasan dan ketahanan terhadap korosi. Yang terpenting, Kromium digunakan untuk peleburan baja kromium. Kromium aluminium dan silikotermik digunakan untuk peleburan nikrom, nimonik, paduan nikel lainnya, dan stelit.

Sejumlah besar Kromium digunakan untuk pelapis dekoratif tahan korosi. Aplikasi Luas menerima bubuk Kromium dalam produksi produk logam-keramik dan bahan untuk elektroda las. Kromium dalam bentuk ion Cr 3+ merupakan pengotor pada batu rubi yang digunakan sebagai bahan batu permata dan laser. Senyawa kromium digunakan untuk mengetsa kain selama pewarnaan. Beberapa garam Kromium digunakan sebagai komponen solusi penyamakan di industri kulit; PbCrO 4 , ZnCrO 4 , SrCrO 4 - seperti cat seni. Produk tahan api kromium-magnesit dibuat dari campuran kromit dan magnesit.

Senyawa kromium (terutama turunan Cr6+) bersifat toksik.

Kromium di dalam tubuh. Kromium merupakan salah satu unsur biogenik dan selalu terkandung dalam jaringan tumbuhan dan hewan. Kandungan rata-rata Kromium pada tumbuhan adalah 0,0005% (92-95% Kromium terakumulasi di akar), pada hewan - dari seperseribu hingga sepersejuta persen. Pada organisme planktonik, koefisien akumulasi Kromium sangat besar - 10.000-26.000. Tumbuhan tingkat tinggi tidak mentolerir konsentrasi Kromium di atas 3-10 -4 mol/l. Di daun ia hadir dalam bentuk kompleks molekul rendah yang tidak terkait dengan struktur subseluler. Pada hewan, Kromium terlibat dalam metabolisme lipid, protein (bagian dari enzim trypsin), dan karbohidrat (komponen struktural dari faktor tahan glukosa). Sumber utama Kromium pada hewan dan manusia adalah makanan. Penurunan kandungan kromium dalam makanan dan darah menyebabkan penurunan laju pertumbuhan, peningkatan kolesterol darah dan penurunan sensitivitas jaringan perifer terhadap insulin.

Keracunan Kromium dan senyawanya terjadi selama produksinya; di bidang teknik mesin ( pelapis galvanis); metalurgi (bahan tambahan paduan, paduan, refraktori); dalam pembuatan kulit, cat, dll. Toksisitas senyawa kromium tergantung pada struktur kimianya: dikromat lebih toksik dibandingkan kromat, senyawa Cr(VI) lebih toksik dibandingkan senyawa Cr(II), Cr(III). Bentuk awal penyakit ini dimanifestasikan dengan rasa kering dan nyeri pada hidung, sakit tenggorokan, sesak napas, batuk, dll; mereka dapat hilang ketika kontak dengan Chromium dihentikan. Dengan kontak yang terlalu lama dengan senyawa kromium, tanda-tanda keracunan kronis berkembang: sakit kepala, lemas, pencernaan yg terganggu, penurunan berat badan dan lain-lain. Fungsi lambung, hati dan pankreas terganggu. Kemungkinan bronkitis, asma bronkial, pneumosklerosis difus. Ketika terkena Chromium pada kulit, dermatitis dan eksim dapat berkembang. Menurut beberapa data, senyawa kromium, terutama Cr(III), memiliki efek karsinogenik.

Kromium adalah unsur subkelompok samping golongan ke-6 periode ke-4 sistem periodik unsur kimia DI Mendeleev, dengan nomor atom 24. Dilambangkan dengan simbol Cr (lat. Kromium). Zat sederhana kromium logam keras warna putih kebiruan.

Sifat kimia kromium

Dalam kondisi normal, kromium hanya bereaksi dengan fluor. Pada suhu tinggi (di atas 600°C) ia berinteraksi dengan oksigen, halogen, nitrogen, silikon, boron, belerang, fosfor.

4Cr + 3O 2 – t° →2Cr 2 O 3

2Cr + 3Cl 2 – t° → 2CrCl 3

2Cr + N 2 – t° → 2CrN

2Cr + 3S – t° → Cr 2 S 3

Saat dipanaskan, ia bereaksi dengan uap air:

2Cr + 3H 2 O → Cr 2 O 3 + 3H 2

Kromium larut dalam asam kuat encer (HCl, H 2 SO 4)

Jika tidak ada udara, garam Cr 2+ akan terbentuk, dan di udara, garam Cr 3+ akan terbentuk.

Cr + 2HCl → CrCl 2 + H 2

2Cr + 6HCl + O 2 → 2CrCl 3 + 2H 2 O + H 2

Kehadiran lapisan oksida pelindung pada permukaan logam menjelaskan kepasifannya dalam kaitannya dengan larutan asam pekat - pengoksidasi.

Senyawa kromium

Kromium(II) oksida dan kromium(II) hidroksida bersifat basa.

Cr(OH) 2 + 2HCl → CrCl 2 + 2H 2 O

Senyawa kromium (II) merupakan zat pereduksi kuat; berubah menjadi senyawa kromium (III) di bawah pengaruh oksigen atmosfer.

2CrCl 2 + 2HCl → 2CrCl 3 + H 2

4Cr(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O → 4Cr(OH) 3

Kromium oksida (AKU AKU AKU) Cr 2 O 3 adalah bubuk berwarna hijau yang tidak larut dalam air. Dapat diperoleh dengan kalsinasi kromium(III) hidroksida atau kalium dan amonium dikromat:

2Cr(OH) 3 – t° → Cr 2 O 3 + 3H 2 O

4K 2 Cr 2 O 7 – t° → 2Cr 2 O 3 + 4K 2 CrO 4 + 3O 2

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 – t° → Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O (reaksi gunung berapi)

Oksida amfoter. Ketika Cr 2 O 3 dilebur dengan basa, soda, dan garam asam, diperoleh senyawa kromium dengan bilangan oksidasi (+3):

Cr 2 O 3 + 2NaOH → 2NaCrO 2 + H 2 O

Cr 2 O 3 + Na 2 CO 3 → 2NaCrO 2 + CO 2

Ketika digabungkan dengan campuran alkali dan zat pengoksidasi, senyawa kromium diperoleh dalam keadaan oksidasi (+6):

Cr 2 O 3 + 4KOH + KClO 3 → 2K 2 CrO 4 + KCl + 2H 2 O

Kromium (III) hidroksida C R (OH) 3 . Hidroksida amfoter. Abu-abu kehijauan, terurai bila dipanaskan, kehilangan air dan membentuk warna hijau metahidroksida CrO(OH). Tidak larut dalam air. Endapan dari larutan berupa hidrat berwarna abu-abu biru dan hijau kebiruan. Bereaksi dengan asam dan basa, tidak berinteraksi dengan amonia hidrat.

Ia memiliki sifat amfoter - larut dalam asam dan basa:

2Cr(OH) 3 + 3H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O Cr(OH) 3 + ZH + = Cr 3+ + 3H 2 O

Cr(OH) 3 + KOH → K, Cr(OH) 3 + ZON - (konsentrasi) = [Cr(OH) 6 ] 3-

Cr(OH) 3 + KOH → KCrO 2 + 2H 2 O Cr(OH) 3 + MOH = MSrO 2 (hijau) + 2H 2 O (300-400 °C, M = Li, Na)

Cr(OH)3 →(120 Hai C – H 2 HAI) CrO(OH) →(430-1000 0 C –H 2 HAI) Cr2O3

2Cr(OH) 3 + 4NaOH (konsentrasi) + ZH 2 O 2 (konsentrasi) = 2Na 2 CrO 4 + 8H 2 0

Kuitansi: pengendapan dengan amonia hidrat dari larutan garam kromium(III):

Cr 3+ + 3(NH 3 H 2 O) = DENGANR(OH) 3 ↓+ ЗNN 4+

Cr 2 (SO 4) 3 + 6NaOH → 2Cr(OH) 3 ↓+ 3Na 2 SO 4 (dalam basa berlebih - endapan larut)

Garam kromium (III) berwarna ungu atau hijau tua. Sifat kimianya menyerupai garam aluminium yang tidak berwarna.

Senyawa Cr(III) dapat menunjukkan sifat pengoksidasi dan pereduksi:

Zn + 2Cr +3 Cl 3 → 2Cr +2 Cl 2 + ZnCl 2

2Cr +3 Cl 3 + 16NaOH + 3Br 2 → 6NaBr + 6NaCl + 8H 2 O + 2Na 2 Cr +6 O 4

Senyawa kromium heksavalen

Kromium(VI) oksida CrO 3 - kristal merah cerah, larut dalam air.

Diperoleh dari kalium kromat (atau dikromat) dan H 2 SO 4 (conc.).

K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 → CrO 3 + K 2 SO 4 + H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 → 2CrO 3 + K 2 SO 4 + H 2 O

CrO 3 adalah oksida asam, dengan basa membentuk kromat kuning CrO 4 2-:

CrO 3 + 2KOH → K 2 CrO 4 + H 2 O

Dalam lingkungan asam, kromat berubah menjadi dikromat jingga Cr 2 O 7 2-:

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 → K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

Dalam lingkungan basa, reaksi ini berlangsung dalam arah yang berlawanan:

K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH → 2K 2 CrO 4 + H 2 O

Kalium dikromat adalah zat pengoksidasi dalam lingkungan asam:

K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3Na 2 SO 3 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3Na 2 SO 4 + K 2 SO 4 + 4H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3NaNO 2 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3NaNO 3 + K 2 SO 4 + 4H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 6KI = Cr 2 (SO 4) 3 + 3I 2 + 4K 2 SO 4 + 7H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 6FeSO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3Fe 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7H 2 O

Kalium kromat K 2 Kr HAI 4 . Oksol. Kuning, tidak higroskopis. Meleleh tanpa dekomposisi, stabil secara termal. Sangat larut dalam air ( kuning warna larutan sesuai dengan ion CrO 4 2-), sedikit menghidrolisis anion. Dalam lingkungan asam berubah menjadi K 2 Cr 2 O 7 . Zat pengoksidasi (lebih lemah dari K 2 Cr 2 O 7). Masuk ke dalam reaksi pertukaran ion.

Reaksi kualitatif pada ion CrO 4 2- - pengendapan endapan kuning barium kromat, yang terurai dalam lingkungan asam kuat. Ini digunakan sebagai mordan untuk mewarnai kain, zat penyamakan kulit, zat pengoksidasi selektif, dan reagen dalam kimia analitik.

Persamaan reaksi yang paling penting:

2K 2 CrO 4 +H 2 SO 4(30%)= K 2 Cr 2 O 7 +K 2 SO 4 +H 2 O

2K 2 CrO 4 (t) +16HCl (konsentrasi, horizon) = 2CrCl 3 +3Cl 2 +8H 2 O+4KCl

2K 2 CrO 4 +2H 2 O+3H 2 S=2Cr(OH) 3 ↓+3S↓+4KOH

2K 2 CrO 4 +8H 2 O+3K 2 S=2K[Cr(OH) 6 ]+3S↓+4KOH

2K 2 CrO 4 +2AgNO 3 =KNO 3 +Ag 2 CrO 4(merah) ↓

Reaksi kualitatif:

K 2 CrO 4 + BaCl 2 = 2KCl + BaCrO 4 ↓

2BaCrO 4 (t) + 2HCl (dil.) = BaCr 2 O 7 (p) + BaC1 2 + H 2 O

Kuitansi: sintering kromit dengan kalium di udara:

4(Cr 2 Fe ‖‖)O 4 + 8K 2 CO 3 + 7O 2 = 8K 2 CrO 4 + 2Fe 2 O 3 + 8СO 2 (1000 °C)

Kalium dikromat K 2 Kr 2 HAI 7 . Oksol. Nama teknis puncak krom. Oranye-merah, tidak higroskopis. Meleleh tanpa dekomposisi, dan terurai pada pemanasan lebih lanjut. Sangat larut dalam air ( oranye Warna larutan sesuai dengan ion Cr 2 O 7 2-. Dalam lingkungan basa membentuk K 2 CrO 4 . Zat pengoksidasi khas dalam larutan dan selama fusi. Masuk ke dalam reaksi pertukaran ion.

Reaksi kualitatif- warna biru dari larutan halus dengan adanya H 2 O 2, warna biru dari larutan berair di bawah aksi atom hidrogen.

Digunakan sebagai bahan penyamak kulit, mordan untuk mewarnai kain, komponen komposisi kembang api, reagen dalam kimia analitik, penghambat korosi logam, dalam campuran dengan H 2 SO 4 (conc.) - untuk mencuci piring kimia.

Persamaan reaksi yang paling penting:

4K 2 Cr 2 O 7 =4K 2 CrO 4 +2Cr 2 O 3 +3O 2 (500-600 o C)

K 2 Cr 2 O 7 (t) +14HCl (kons) = 2CrCl 3 +3Cl 2 +7H 2 O+2KCl (mendidih)

K 2 Cr 2 O 7 (t) +2H 2 SO 4(96%) ⇌2KHSO 4 +2CrO 3 +H 2 O (“campuran kromium”)

K 2 Cr 2 O 7 +KOH (konsentrasi) =H 2 O+2K 2 CrO 4

Cr 2 O 7 2- +14H + +6I - =2Cr 3+ +3I 2 ↓+7H 2 O

Cr 2 O 7 2- +2H + +3SO 2 (g) = 2Cr 3+ +3SO 4 2- +H 2 O

Cr 2 O 7 2- +H 2 O +3H 2 S (g) =3S↓+2OH - +2Cr 2 (OH) 3 ↓

Cr 2 O 7 2- (konsentrasi) +2Ag + (dil.) =Ag 2 Cr 2 O 7 (merah) ↓

Cr 2 O 7 2- (dil.) +H 2 O +Pb 2+ =2H + + 2PbCrO 4 (merah) ↓

K 2 Cr 2 O 7(t) +6HCl+8H 0 (Zn)=2CrCl 2(syn) +7H 2 O+2KCl

Kuitansi: pengobatan K 2 CrO 4 dengan asam sulfat:

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 (30%) = K 2Kr 2 HAI 7 + K 2 JADI 4 + H 2 O

Memiliki sifat yang diperlukan untuk keberhasilan penggunaan dalam industri metalurgi. Logam ini dibedakan dari warna baja dan kepadatannya yang tinggi. Dalam kondisi alami, itu ditambang dari fosil bijih besi kromium.

Bahan mentah direduksi (metode aluminotermik atau silikonotermik) di pabrik metalurgi dengan menggunakan kokas.

Untuk memproduksi logam ini juga dapat digunakan metode peleburan metalotermal yang memungkinkan untuk mengurangi konsumsi aluminium. Ekstraksi kromium meningkat hingga 92%.

Suhu peleburan kromium adalah 2300 derajat Celcius, komposisi logam ini dapat dibedakan: 98,9-99,2% Kromium (Cr), 0,01-0,2% Karbon (C), 0,07-0,12% Silikon (Si), 0,25-0,4% Besi dan Aluminium (Al, Fe), 0,005% Fosfor (P).

Logam ini sangat diperlukan ketika diperlukan untuk memberi produk baja ketahanan panas yang tinggi dan ketahanan terhadap korosi. Ini digunakan untuk paduan paduan dan meningkatkan kekuatan baja. menggantikan ferrochrome, dan dengan bantuannya dimungkinkan untuk memproduksi baja dengan kualitas khusus yang persentase besinya sangat dibatasi.

Untuk produksi baja, kromium diambil tanpa pengotor dan inklusi asing, hanya sedikit lapisan film pengoksidasi yang diperbolehkan. Potongan logam dengan berat kurang dari 10 kg digunakan, dan kromium diangkut ke tempat penerapan dalam wadah khusus - drum logam dan kotak kayu.

Produksi logam kromium dilakukan sesuai dengan persyaratan GOST 5905-79; komposisinya mungkin mengandung sejumlah kecil timbal, karbon, belerang, kobalt, fosfor, silikon, dll.

Dengan menambahkan kromium, ukuran butiran baja berkurang, kekuatan dan keuletan meningkat, serta kemampuan pengerasannya meningkat. Pada suhu tinggi, kromium tidak bereaksi terhadap oksidasi.

Lingkup penggunaan dari bahan ini- ini adalah pembuatan pesawat terbang, penciptaan pesawat ruang angkasa, produksi bahan kimia dan produksi mesin jet, turbin gas, dll.

Nichrome, bantalan bola, paduan tahan panas dan tahan karat - semua ini tercipta berkat penggunaan terampil dari sifat luar biasa logam kromium. Produk yang terbuat dari baja krom memiliki masa pakai lebih lama dan daya tahan tinggi terhadap pengaruh kimia dan lainnya.

Pabrik Pengolahan Logam Non-Ferrous OJSC Kamensk-Uralsky telah meningkatkan volume penjualan produk logam non-ferrous untuk perusahaan di industri teknik Rusia. Pengiriman dari awal...

Pengadilan Distrik Tverskoy Moskow memilih tahanan rumah sebagai tindakan pencegahan sementara Direktur Jenderal JSC "Pabrik Pipa Zagorsky" milik Denis Safin, yang dicurigai melakukan...

Merupakan karakteristik bahwa tetangga kromium, seperti kromium itu sendiri, banyak digunakan untuk baja paduan.

Titik leleh kromium bergantung pada kemurniannya. Banyak peneliti mencoba menentukannya dan memperoleh nilai dari 1513 hingga 1920 °C. “Sebaran” yang begitu besar terutama disebabkan oleh jumlah dan komposisi pengotor yang terkandung dalam kromium. Sekarang diyakini bahwa ia meleleh pada suhu sekitar 1875° C. Titik didihnya adalah 2199° C. Massa jenis kromium lebih kecil dari massa jenis besi; itu sama dengan 7,19.

Sifat kimianya mirip dengan molibdenum dan tungsten. Oksida CrO3 tertingginya bersifat asam, yaitu asam kromat anhidrida H2CrO4. Mineral yang kita mulai kenali dengan unsur No. 24 adalah garam dari asam ini. Selain asam kromat, asam dikromat H2Cr2O7 juga dikenal, garamnya, dikromat, banyak digunakan dalam kimia.

Kromium oksida yang paling umum, Cr2O3, bersifat amfoter. Secara umum, di kondisi yang berbeda dapat menunjukkan valensi dari 2 hingga 6. Hanya senyawa kromium tri dan heksavalen yang banyak digunakan.

Krom memiliki semua sifat logam - ia menghantarkan panas dengan baik dan listrik, memiliki ciri khas kilau logam. Ciri utama kromium adalah ketahanannya terhadap asam dan oksigen.

Bagi mereka yang terus-menerus berurusan dengan kromium, fitur lain dari kromium telah menjadi bahan pembicaraan: pada suhu sekitar 37°C, beberapa properti fisik logam ini berubah secara tajam dan tiba-tiba. Pada suhu ini terdapat gesekan internal maksimum dan modulus elastisitas minimum yang dinyatakan dengan jelas. Hambatan listrik, koefisien muai panjang, dan gaya termoelektromotif berubah hampir sama tajamnya.

Para ilmuwan belum bisa menjelaskan anomali ini.

Ada empat isotop alami kromium yang diketahui. Nomor massanya adalah 50, 52, 53 dan 54. Jumlah isotop 52Cr yang paling melimpah adalah sekitar 84%.

Krom dalam paduan

Mungkin tidak wajar jika cerita tentang penggunaan kromium dan senyawanya tidak dimulai dari baja, melainkan dari hal lain. Kromium adalah salah satu elemen paduan terpenting yang digunakan dalam metalurgi besi. Penambahan kromium pada baja konvensional (hingga 5% Cr) meningkatkan sifat fisiknya dan membuat logam lebih rentan terhadap perlakuan panas. Baja pegas, pegas, perkakas, stempel, dan bantalan bola dicampur dengan kromium. Di dalamnya (kecuali baja bantalan bola) kromium hadir bersama dengan mangan, molibdenum, nikel, dan vanadium. Dan baja bantalan bola hanya mengandung kromium (sekitar 1,5%) dan (sekitar 1%). Bentuk terakhir dengan kromium karbida dengan kekerasan luar biasa: Cr3C, Cr7C3 dan Cr23C6. Mereka memberikan ketahanan aus yang tinggi pada baja bantalan bola.

Jika kandungan kromium pada baja ditingkatkan hingga 10% atau lebih, baja menjadi lebih tahan terhadap oksidasi dan korosi, namun di sinilah faktor yang disebut pembatasan karbon ikut berperan. Kapasitas penyerapan karbon jumlah besar kromium menyebabkan penipisan baja pada elemen ini. Oleh karena itu, ahli metalurgi dihadapkan pada dilema: jika ingin memperoleh ketahanan terhadap korosi, kurangi kandungan karbon dan hilangkan ketahanan aus dan kekerasan.

Kelas baja tahan karat yang paling umum mengandung 18% kromium dan 8% nikel. Kandungan karbon di dalamnya sangat rendah - hingga 0,1%. Baja tahan karat menahan korosi dan oksidasi dengan baik dan mempertahankan kekuatan pada suhu tinggi. Kelompok patung V. I. Mukhina "Pekerja dan Wanita Petani Kolektif" terbuat dari lembaran baja tersebut, yang dipasang di Moskow di pintu masuk utara Pameran Prestasi ekonomi Nasional. Baja tahan karat banyak digunakan dalam industri kimia dan perminyakan.

Baja kromium tinggi (mengandung 25-30% Cr) sangat tahan terhadap oksidasi pada suhu tinggi. Mereka digunakan untuk pembuatan suku cadang untuk tungku pemanas.

Sekarang beberapa kata tentang paduan berbasis kromium. Ini mengandung lebih dari 50% kromium. Mereka memiliki ketahanan panas yang sangat tinggi. Namun, mereka memiliki kelemahan yang sangat besar yang meniadakan semua kelebihannya: mereka sangat sensitif terhadap cacat permukaan: yang diperlukan hanyalah munculnya goresan atau retakan mikro, dan produk akan cepat runtuh karena beban. Untuk sebagian besar paduan, kekurangan tersebut dihilangkan dengan perlakuan termomekanis, namun paduan berbasis kromium tidak dapat diperlakukan dengan cara ini. Selain itu, mereka terlalu rapuh saat suhu kamar, yang juga membatasi kemungkinan penerapannya.

Paduan kromium dan nikel lebih berharga (seringkali mengandung bahan tambahan paduan dan elemen lainnya). Paduan yang paling umum dari kelompok ini, nichrome, mengandung hingga 20% kromium (sisanya) dan digunakan untuk pembuatannya. elemen pemanas. Nikrom memiliki hambatan listrik yang tinggi terhadap logam; ketika arus dilewatkan, mereka menjadi sangat panas.

Penambahan molibdenum dan kobalt pada paduan kromium-nikel memungkinkan diperolehnya bahan dengan ketahanan panas tinggi dan kemampuan menahan beban berat pada suhu 650-900 °C. Misalnya, bilah turbin gas dibuat dari paduan ini. Paduan kobalt-kromium yang mengandung 25-30% kromium juga memiliki ketahanan panas. Industri juga menggunakan kromium sebagai bahan anti korosi dan pelapis dekoratif.

Kromium adalah unsur kimia dengan nomor atom 24. Merupakan logam keras, mengkilat, berwarna abu-abu baja yang dapat dipoles dengan baik dan tidak ternoda. Digunakan dalam paduan seperti baja tahan karat dan sebagai pelapis. Tubuh manusia memerlukan sejumlah kecil kromium trivalen untuk memetabolisme gula, namun Cr(VI) sangat beracun.

Berbagai senyawa kromium, seperti kromium(III) oksida dan timbal kromat, berwarna cerah dan digunakan dalam cat dan pigmen. Warna merah delima disebabkan oleh kehadirannya unsur kimia. Beberapa zat, terutama natrium, merupakan zat pengoksidasi yang digunakan untuk mengoksidasi senyawa organik dan (bersama dengan asam sulfat) untuk pembersihan. peralatan gelas laboratorium. Selain itu, kromium (VI) oksida digunakan dalam produksi pita magnetik.

Penemuan dan etimologi

Sejarah ditemukannya unsur kimia kromium adalah sebagai berikut. Pada tahun 1761, Johann Gottlob Lehmann menemukan mineral berwarna oranye-merah di Pegunungan Ural dan menamakannya “timah merah Siberia”. Meskipun secara keliru diidentifikasi sebagai senyawa timbal dengan selenium dan besi, bahan tersebut sebenarnya adalah timbal kromat rumus kimia PbCrO4. Sekarang dikenal sebagai mineral croconte.

Pada tahun 1770, Peter Simon Pallas mengunjungi situs di mana Lehmann menemukan mineral timbal merah yang memiliki kandungan sangat fitur yang bermanfaat pigmen dalam cat. Penggunaan timbal merah Siberia sebagai cat berkembang pesat. Selain itu, warna crocont kuning cerah telah menjadi mode.

Pada tahun 1797, Nicolas-Louis Vauquelin memperoleh sampel warna merah, dengan mencampurkan croconte dengan asam klorida, ia memperoleh oksida CrO 3. Kromium diisolasi sebagai unsur kimia pada tahun 1798. Vauquelin memperolehnya dengan memanaskan oksida dengan arang. Dia juga mampu mendeteksi jejak kromium di dalamnya batu mulia, seperti rubi dan zamrud.

Pada tahun 1800-an, Cr terutama digunakan dalam pewarna dan garam penyamakan. Saat ini, 85% logam digunakan dalam paduan. Sisanya digunakan dalam industri kimia, refraktori, dan pengecoran.

Pengucapan unsur kimia kromium sesuai dengan bahasa Yunani χρῶμα, yang berarti "warna", karena beragamnya senyawa berwarna yang dapat diperoleh darinya.

Penambangan dan produksi

Unsur tersebut dihasilkan dari kromit (FeCr 2 O 4). Sekitar separuh bijih dunia ditambang di Afrika Selatan. Selain itu, Kazakhstan, India dan Türkiye adalah produsen utamanya. Ada cukup banyak deposit kromit yang dieksplorasi, tetapi secara geografis terkonsentrasi di Kazakhstan dan Afrika bagian selatan.

Deposit logam kromium asli jarang terjadi, namun memang ada. Misalnya, ditambang di tambang Udachnaya di Rusia. Ini kaya akan berlian, dan lingkungan yang tereduksi membantu menghasilkan kromium dan berlian murni.

Untuk produksi logam industri, bijih kromit diolah dengan alkali cair (soda kaustik, NaOH). Dalam hal ini, natrium kromat (Na 2 CrO 4) terbentuk, yang direduksi oleh karbon menjadi oksida Cr 2 O 3. Logam ini diproduksi dengan memanaskan oksida dengan adanya aluminium atau silikon.

Pada tahun 2000, sekitar 15 juta ton bijih kromit ditambang dan diproses menjadi 4 juta ton ferrokrom, paduan 70% besi-kromium, dengan perkiraan nilai pasar US$2,5 miliar.

Karakter utama

Ciri-ciri unsur kimia kromium disebabkan karena merupakan logam transisi periode keempat tabel periodik dan terletak di antara vanadium dan mangan. Termasuk dalam kelompok VI. Meleleh pada suhu 1907 °C. Dengan adanya oksigen, kromium dengan cepat membentuk lapisan tipis oksida, yang melindungi logam dari interaksi lebih lanjut dengan oksigen.

Sebagai unsur transisi, ia bereaksi dengan zat dalam proporsi berbeda. Dengan demikian, ia membentuk senyawa yang memiliki bilangan oksidasi berbeda. Kromium adalah unsur kimia dengan keadaan dasar +2, +3 dan +6, dimana +3 adalah yang paling stabil. Selain itu, dalam kasus yang jarang terjadi, kondisi +1, +4 dan +5 diamati. Senyawa kromium dengan bilangan oksidasi +6 merupakan oksidator kuat.

Apa warna kromnya? Unsur kimianya memberi warna rubi. Cr 2 O 3 yang digunakan juga digunakan sebagai pigmen yang disebut hijau krom. Kaca warna garamnya hijau zamrud. Kromium adalah unsur kimia yang keberadaannya membuat batu rubi menjadi merah. Oleh karena itu, digunakan dalam produksi batu rubi sintetis.

Isotop

Isotop kromium memiliki berat atom berkisar antara 43 hingga 67. Biasanya, unsur kimia ini terdiri dari tiga bentuk stabil: 52 Cr, 53 Cr, dan 54 Cr. Dari jumlah tersebut, 52 Cr adalah yang paling umum (83,8% dari seluruh kromium alami). Selain itu, 19 radioisotop telah dideskripsikan, yang paling stabil adalah 50 Cr dengan waktu paruh melebihi 1,8x10 17 tahun. 51 Cr memiliki waktu paruh 27,7 hari, dan untuk semua isotop radioaktif lainnya tidak lebih dari 24 jam, dan sebagian besar hanya bertahan kurang dari satu menit. Elemen ini juga memiliki dua status meta.

Isotop kromium di kerak bumi biasanya menyertai isotop mangan, yang digunakan dalam geologi. 53 Cr terbentuk selama peluruhan radioaktif 53 Mn. Rasio isotop Mn/Cr mendukung petunjuk sejarah awal lainnya tata surya. Perubahan rasio 53 Cr/52 Cr dan Mn/Cr dari berbagai meteorit membuktikan bahwa inti atom baru tercipta tepat sebelum pembentukan Tata Surya.

Unsur kimia kromium: sifat, rumus senyawa

Kromium(III) oksida Cr 2 O 3, juga dikenal sebagai sesquioxide, adalah salah satu dari empat oksida unsur kimia ini. Itu diperoleh dari kromit. Senyawa warna hijau ini biasa disebut "hijau krom" bila digunakan sebagai pigmen pada lukisan enamel dan kaca. Oksida dapat larut dalam asam, membentuk garam, dan dalam alkali cair - kromit.

Kalium dikromat

K 2 Cr 2 O 7 merupakan zat pengoksidasi kuat dan lebih disukai sebagai bahan untuk membersihkan peralatan gelas laboratorium dari bahan organik. Untuk tujuan ini, larutan jenuhnya digunakan, namun kadang-kadang diganti dengan natrium bikromat, berdasarkan kelarutan natrium bikromat yang lebih tinggi. Selain itu, dapat mengatur proses oksidasi senyawa organik, mengubah alkohol primer menjadi aldehida dan kemudian menjadi karbon dioksida.

Kalium dikromat dapat menyebabkan dermatitis krom. Kromium kemungkinan besar menyebabkan sensitisasi yang menyebabkan berkembangnya dermatitis, terutama pada tangan dan lengan, yang bersifat kronis dan sulit disembuhkan. Seperti senyawa Cr(VI) lainnya, kalium bikromat bersifat karsinogenik. Itu harus ditangani dengan sarung tangan dan peralatan pelindung yang sesuai.

Asam kromat

Senyawa tersebut mempunyai struktur hipotetis H 2 CrO 4 . Baik asam kromat maupun dikromat tidak terdapat di alam, namun anionnya terdapat di dalamnya berbagai zat. “Asam kromat” yang dijual sebenarnya adalah asam anhidridanya - CrO 3 trioksida.

Timbal(II) kromat

PbCrO 4 berwarna kuning cerah dan praktis tidak larut dalam air. Oleh karena itu, telah ditemukan kegunaannya sebagai pigmen pewarna yang disebut kuning mahkota.

Ikatan Cr dan pentavalen

Kromium dibedakan berdasarkan kemampuannya membentuk ikatan pentavalen. Senyawa ini dibuat oleh Cr(I) dan radikal hidrokarbon. Ikatan pentavalen terbentuk antara dua atom kromium. Rumusnya dapat ditulis sebagai Ar-Cr-Cr-Ar, dimana Ar mewakili gugus aromatik tertentu.

Aplikasi

Kromium adalah unsur kimia yang memiliki banyak sifat berbagai pilihan aplikasi, beberapa di antaranya tercantum di bawah ini.

Ini memberi logam ketahanan terhadap korosi dan permukaan mengkilap. Oleh karena itu, kromium termasuk dalam paduan seperti baja tahan karat, yang digunakan misalnya dalam peralatan makan. Ini juga digunakan untuk pelapisan krom.

Kromium adalah katalis untuk berbagai reaksi. Ini digunakan untuk membuat cetakan untuk menembakkan batu bata. Garamnya digunakan untuk menyamak kulit. Kalium bikromat digunakan untuk oksidasi senyawa organik seperti alkohol dan aldehida, serta untuk membersihkan peralatan gelas laboratorium. Ini berfungsi sebagai bahan pengikat untuk pewarnaan kain dan juga digunakan dalam fotografi dan pencetakan foto.

CrO 3 digunakan untuk pembuatan pita magnetik (misalnya, untuk rekaman audio), yang memiliki karakteristik terbaik daripada film dengan oksida besi.

Peran dalam biologi

Kromium trivalen adalah unsur kimia yang diperlukan untuk metabolisme gula dalam tubuh manusia. Sebaliknya, Cr heksavalen sangat beracun.

Tindakan pencegahan

Logam kromium dan senyawa Cr(III) umumnya tidak dianggap membahayakan kesehatan, namun zat yang mengandung Cr(VI) dapat menjadi racun jika tertelan atau terhirup. Sebagian besar zat ini mengiritasi mata, kulit, dan selaput lendir. Pada paparan kronis, senyawa kromium(VI) dapat menyebabkan kerusakan mata jika tidak ditangani dengan baik. Selain itu, ini dikenal sebagai karsinogen. Dosis mematikan unsur kimia ini adalah sekitar setengah sendok teh. Menurut rekomendasi Organisasi Kesehatan Dunia, konsentrasi maksimum Cr(VI) yang diperbolehkan di air minum adalah 0,05 mg per liter.

Karena senyawa kromium digunakan dalam pewarna dan penyamakan kulit, senyawa ini sering ditemukan di tanah dan air tanah dari lokasi industri yang ditinggalkan sehingga memerlukan pembersihan dan perbaikan lingkungan. Primer yang mengandung Cr(VI) masih banyak digunakan dalam industri dirgantara dan otomotif.