Xrom - Wikipedia

Yunan dilindən elementin adı yun. χρῶμα — rəng, boya — birləşmələrinin rənglərinin müxtəlifliyinə görə.

Orta Uralda, Berezovski qızıl filiz yatağında tapılıb. İlk olaraq Mixail Lomonosovun "Metallurgiyanın ilk təməlləri" əsərində qırmızı qurğuşun filizi, PbCrO₄kimi qeyd edilmişdir (1763). Müasir adı krokoitdir. 1797-ci ildə fransız kimyaçısı Lui Nikola Voklen ondan yeni odadavamlı bir metal təcrid etdi (Voklen xrom karbid aldı). Yaşıl oksid Cr₂O₃ -ni kömürlə kalsifikasiya etdi və odadavamlı bir metal (karbidlərlə qarışdırıldı) buraxdı. Voklen özü, krokoit mineral PbCrO_4. olan "Sibir qırmızı qurğuşunu" parçalayaraq Cr₂O₃ oksidi əldə etdi.

Təmiz xrom istehsalının müasir üsulu (1894-cü ildən bu yana) Voklen metodundan yalnız azaldıcı maddə növü ilə fərqlənir. Dəmirin xrom ilə elektrolitik örtülməsi prosesi 1920-ci illərdə inkişaf etmişdir.

Xrom yer qabığında kifayət qədər yayılmış bir elementdir (kütləsi ilə 0,03%).^[1] Xromun əsas birləşmələri xromlu dəmir daşı (xromit) FeO·Cr₂O₃ İkinci ən vacib mineral krokoit PbCrO₄-dür

Xroma təbiətdə yalnız birləşmələr şəklində rast gəlinir. Təbiətdə həmçinin xrom(III) oksid və digər birləşmələri rast gəlinir.^[2]

Ən böyük xrom yataqları Cənubi Afrika Respublikası (dünyada 1-ci yer), Qazaxıstan, Rusiya, Zimbabve, Madaqaskarda yerləşir. Türkiyə, Hindistan, Braziliya, Filippində də yataqlar var.^[3][4]

Rusiya Federasiyasındakı xrom filizlərinin əsas yataqları Uralda (Donsk və Saranovskoye) məlumdur.^[4]

Qazaxıstanda kəşf edilmiş ehtiyatlar 350 milyon tondan çoxdur (dünyada 2-ci yer).

Orta xrom miqdarı müxtəlif qarışıq süxurlarda kəskin dəyişkəndir. Ultrabazik süxurlarda (peridotitlər) 2 kq / t, əsas süxurlarda (bazaltlar və s.) — 200 q / t, qranitlərdə isə onlarla q / t olur. Yer qabığındakı xromun kütləsi 83 q / t təşkil edir. O, tipik bir litofilik elementdir və demək olar ki, hamısı xrom spinellər kimi minerallarda yerləşmişdir. Xrom dəmir, titan, nikel, vanadium və manqan ilə birlikdə geokimyəvi bir ailə meydana gətirir.

Üç əsas xrom mineralları fərqlənir: maqnetoxromit (Mg, Fe) Cr2O4, xrompikotit (Mg, Fe) (Cr, Al) 2O4 və alyumoxromit (Fe, Mg) (Cr, Al) 2O4. Görünüşcəə onlar bir-birindən ayrılmazdırlar və səhvən "xromitlər" adlandırılırlar. Onların tərkibi dəyişkəndir:

• Cr₂O₃ 18–62 %,
• FeO 1–18 %,
• MgO 5–16 %,
• Al₂O₃ 0,2–0,4 (33 %-ə qədər),
• Ferritlər Fe₂O₃ 2–30 %,
• TiO₂-nin 2 %-ə qədər çirkləri,
• V₂O₅ 0,2 % qədər,
• ZnO 5 %-ə qədər,
• MnO 1 %-ə qədər; həmçinin kobalt(Co), Nikel(Ni) və başqaları mövcuddur.

Əslində xromit, yəni FeCr₂O₄ nisbətən nadirdir. Müxtəlif xromitlərə əlavə olaraq, xrom tez-tez filizləri müşayiət edən, lakin özlərinin heç bir sənaye dəyəri olmayan bir sıra digər mineralların — xrom mika (fuksit), xrom xlorit, xromvezuvian, xrom dioksid, xromturmalin, xrom qranit (uvarovit) və s-in bir hissəsidir. Ekzogen şəraitdə xrom, dəmir kimi, süspansiyon şəklində köçür və gillərdə toplana bilər.

Xrom təbiətdə əsasən dəmir xrom Fe(CrO₂) (dəmir xromit) şəklində olur. Ondan koks (karbon) ilə elektrik sobalarında azalma nəticəsində ferrokrom əldə edilir:

${\displaystyle {\mathsf {Fe(CrO_{2})_{2}+4C\rightarrow Fe+2Cr+4CO}}}$ 

Ferrokrom lehimli polad istehsalında istifadə olunur.

Saf xrom əldə etmək üçün reaksiya aşağıdakı kimi aparılır: 1)havada lehimli dəmir xromit natrium karbonat (soda külü) ilə :

${\displaystyle {\mathsf {4Fe(CrO_{2})_{2}+8Na_{2}CO_{3}+7O_{2}\rightarrow 8Na_{2}CrO_{4}+2Fe_{2}O_{3}+8CO_{2}}}}$ 

2) natrium xromiti həll edin və onu dəmir oksidindən ayırın;

3) xromiti dixromitə çevirmək, məhlulu turşulaşdırmaq və dixromiti kristallaşdırmaq;

4) natrium dixromitin kömürlə azaldılması yolu ilə saf xrom oksidi alın:

${\displaystyle {\mathsf {Na_{2}Cr_{2}O_{7}+2C\rightarrow Cr_{2}O_{3}+Na_{2}CO_{3}+CO}}}$ 

5) aluminotermi istifadə edərək metal xrom əldə edin:

${\displaystyle {\mathsf {Cr_{2}O_{3}+2Al\rightarrow Al_{2}O_{3}+2Cr+130kcal}}}$ 

6) elektroliz istifadə edərək, elektrolitik xrom sulfat turşusunun bir əlavə maddəsi olan suda xrom anhidrit məhlulundan əldə edilir. Eyni zamanda, 3 proses əsasən katodlarda aparılır:

• altıvalent xromun məhlula keçməsi ilə trivalent xrom səviyyəsinə endirilməsi;
• qazlı hidrogenin sərbəst buraxılması ilə hidrogen ionlarının axıdılması;
• metal xromun çökməsi ilə altıvalentli xrom olan ionların axıdılması;

${\displaystyle {\mathsf {Cr_{2}O_{7}^{2-}+14H^{+}+12e^{-}\rightarrow 2Cr+7H_{2}O}}}$ 

Sərbəst formada — kubik gövdə mərkəzli bir mili olan mavi-ağ, a = 0.28845 nm metaldır. 38 ° C-dən aşağı tempraturda antiferromaqnet, yuxarı tempraturda paramaqnetik vəziyyətə keçir (Neel nöqtəsi).

Xrom Mohs şkalasına görə 8,5^[5] nisbətinə malikdir, ən ağır saf metallardan biridir.(iridium, berillium, volfram və urandan sonra ikinci yerdədir). Çox saf xrom olduqca yaxşı işlənə bilər.

Xrom izotopları 42-dən 67-dək (protonların sayı 24, neytronların sayı 18-dən 43-dək) və 2 nüvə izomerləri ilə tanınır.

Təbii xrom dörd sabit izotopdan (50Cr (izotopik bolluq 4,345%), 52Cr (83.789%), 53Cr (9.501%), 54Cr (2.365%) ibarətdir.

Süni izotoplar arasında ən uzunömürlüsü 51Cr-dur(yarı ömrü 27 gün). Qalanların yarı ömrü bir gündən çox deyil.

Xrom +2, +3 və +6 oksidləşmə vəziyyətləri ilə xarakterizə olunur (cədvələ bax). Demək olar ki, bütün xrom birləşmələri rənglidir.^[6]

Passivasiya səbəbiylə havada sabitdir. Eyni səbəbdən, kükürd və nitrat turşuları ilə reaksiya vermir. 2000 ° C-də amfoter xüsusiyyətləri olan yaşıl xrom oksidi (III) Cr₂O₃ meydana gəlməsi ilə yanır.

Bor (boridlər Cr₂B, CrB, Cr₃B₄, CrB₂, CrB₄ и Cr₅B₃), karbon (Cr₂₃C₆, Cr₇C₃ и Cr₃C₂), Silisium (Cr₃Si, Cr₅Si₃ və CrSi) və azot (nitridlər CrN və Cr₂N) ilə sintez olunmuş xrom birləşmələri.

Oksidləşmə vəziyyəti +2 əsas oksid CrO (qara) ilə uyğundur. Duzlar Cr²⁺(mavi məhlullar) Cr³⁺ və ya sink dixromitlərdəki duzları turşu mühitdə azaltmaqla əldə edilir ("təcrid zamanı hidrogen"):

${\displaystyle {\mathsf {2Cr^{3+}{\xrightarrow[{Zn,HCl}]{[H]}}2Cr^{2+}}}}$ 

Bütün bu Cr²⁺ duzları güclü azaldıcı maddələrdir, hətta dayandıqda hidrogeni sudan çıxardır.^[7] Havadakı oksigen ilə, xüsusilə turşulu bir mühitdə, Cr²⁺ oksidləşir, nəticədə mavi həll sürətlə yaşıl olur.

Xrom (II) duzlarının məhlullarına qələvi əlavə edildikdə qəhvəyi və ya sarı hidroksid Cr(OH)₂ çökür.

Sintez edilmiş xrom dihalidləri CrF₂, CrCl₂, CrBr₂ və Crl₂-dir.

Oksidləşmə vəziyyəti +3 amfoter oksid Cr₂O₃ və hidroksid Cr(OH)₃-ə uyğun gəlir (ikisi də yaşıldır). Bu, xromun ən sabit oksidləşmə vəziyyətidir. Bu oksidləşmə vəziyyətindəki xrom birləşmələri çirkli bənövşəyi (sulu məhlullarda Cr³⁺ [Cr(H₂O)₆]³⁺ aqua kompleksləri şəklində mövcuddur) rəngdən yaşıl rəngə malikdir (anionlar koordinasiya sahəsində mövcuddur).

Cr³⁺ MICr (SO4) 2 · 12H2O (alum) növlərinin ikiqat sulfatlarının əmələ gəlməsinə meyillidir.

Xrom (III) hidroksidi xrom (III) duzlarının məhlullarına ammonyakla təsir etməklə əldə edilir:

${\displaystyle {\mathsf {Cr^{3+}+3NH_{3}+3H_{2}O\rightarrow Cr(OH)_{3}\downarrow +3NH_{4}^{+}}}}$ 

Qələvi məhlullarından istifadə edə bilərsiniz, lakin artıq olduqda həll olunan bir hidroksokompleks meydana gəlir:

${\displaystyle {\mathsf {Cr^{3+}+3OH^{-}\rightarrow Cr(OH)_{3}\downarrow }}}$ 

${\displaystyle {\mathsf {Cr(OH)_{3}+3OH^{-}\rightarrow [Cr(OH)_{6}]^{3-}}}}$ 

Alkalı ilə Cr₂O₃ xromit verir:

${\displaystyle {\mathsf {Cr_{2}O_{3}+2NaOH\rightarrow 2NaCrO_{2}+H_{2}O}}}$ 

Kalsifikasiya edilməmiş xrom (III) oksidi qələvi məhlullarda və turşularda həll olunur:

${\displaystyle {\mathsf {Cr_{2}O_{3}+6HCl\rightarrow 2CrCl_{3}+3H_{2}O}}}$ 

Bir qələvi mühitdə xrom (III) birləşmələrinin oksidləşməsi zamanı xrom (VI) birləşmələri əmələ gəlir:

${\displaystyle {\mathsf {2Na_{3}[Cr(OH)_{6}]+3H_{2}O_{2}\rightarrow 2Na_{2}CrO_{4}+2NaOH+8H_{2}O}}}$ 

Eyni şey, xrom (III) oksidi qələvi və oksidləşdirici maddələrlə və ya havada qələvi ilə əridildikdə baş verir (ərimə bu vəziyyətdə sarı olur):

${\displaystyle {\mathsf {2Cr_{2}O_{3}+8NaOH+3O_{2}\rightarrow 4Na_{2}CrO_{4}+4H_{2}O}}}$ 

Hidrotermal şəraitdə xrom oksidinin (VI) CrO₃ ehtiyatlı parçalanması ilə ferromaqnit olan və metal keçiriciliyi olan xrom oksidi (IV) CrO₂ əldə edilir.

Xrom tetrahalidlər arasında CrF₄ sabitdir, xrom tetraxlorid CrCl₄ yalnız cüt olaraq mövcuddur.

Oksidləşmə vəziyyəti +6 turşu xrom oksidi (VI) CrO₃-ə və arasında tarazlıq olan bir sıra turşulara uyğundur. Onlardan ən sadələri xrom H₂CrO₄ və dixromik H₂Cr₂O₇-dir. İki sıra duzlar meydana gətirirlər: sırasıyla sarı xromatlar və narıncı dixromatlar.

Xrom oksidi (VI) CrO₃ konsentratlaşdırılmış sulfat turşusunun dixromat məhlulları ilə qarşılıqlı təsiri nəticəsində əmələ gəlir. Tipik bir turşu oksidi, su ilə reaksiya verdikdə güclü qeyri-sabit xrom turşuları: ümumi formula H₂CrnO_{3n + 1} olan xrom H₂CrO₄, dixromik H₂Cr₂O₇ və digər izopol turşuları əmələ gətirir. Polimerləşmə dərəcəsinin artması pH azalması, yəni turşuluğun artması ilə baş verir:

${\displaystyle {\mathsf {2CrO_{4}^{2-}+2H^{+}\rightarrow Cr_{2}O_{7}^{2-}+H_{2}O}}}$ 

Narıncı K₂Cr₂O₇həllinə qələvi məhlul əlavə olunarsa, K₂CrO₄ xromatı yenidən meydana gəldiyindən rəng yenidən sarıya çevrilir:

${\displaystyle {\mathsf {Cr_{2}O_{7}^{2-}+2OH^{-}\rightarrow 2CrO_{4}^{2-}+H_{2}O}}}$ 

Volframda və molibdendə olduğu kimi polimerləşmənin yüksək dərəcəsinə çatmır, çünki polikrom turşusu xrom oksidinə (VI) və suya parçalanır:

${\displaystyle {\mathsf {H_{2}Cr_{n}O_{3n+1}\rightarrow H_{2}O+nCrO_{3}}}}$ 

Xromatların həll olunma qabiliyyəti təxminən sulfatların həll olunmasına uyğundur. Xüsusilə sarı barium xromatı BaCrO₄ həm xromat məhlullarına, həm də dixromat məhlullarına barium duzları əlavə edildikdə çökür:

${\displaystyle {\mathsf {Ba^{2+}+CrO_{4}^{2-}\rightarrow BaCrO_{4}\downarrow }}}$ 

${\displaystyle {\mathsf {2Ba^{2+}+Cr_{2}O_{7}^{2-}+H_{2}O\rightarrow 2BaCrO_{4}\downarrow +2H^{+}}}}$ 

Qan-qırmızı seyrək həll olunan gümüş xromatın meydana gəlməsi, analiz turşusu istifadə edərək ərintilərdə gümüşü aşkar etmək üçün istifadə olunur.

Məlum xrom pentafluorid CrF₅ və qeyri-sabit xrom hexafluorid CrF₆.

Dəyişən oxsihalidlər:xrom CrO₂F₂ və CrO₂Cl₂ (xromil xlor) də əldə edilir.

Xrom (VI) birləşmələri güclü oksidləşdirici maddələrdir, məsələn:

${\displaystyle {\mathsf {K_{2}Cr_{2}O_{7}+14HCl\rightarrow 2CrCl_{3}+2KCl+3Cl_{2}\uparrow +7H_{2}O}}}$ 

Dixromatlara hidrogen peroksid, kükürd turşusu və üzvi bir həlledici (eter) əlavə etmək üzvi təbəqəyə çıxarılan mavi xrom (VI) monoperoksid CrO₅ (CrO(O₂)₂) meydana gəlməsinə səbəb olur; Bu reaksiya analitik olaraq istifadə olunur.

Xrom bir çox ərintili poladlarda (xüsusən paslanmayan), eləcə də bir sıra digər ərintilərdə vacib bir komponentdir. Xromun əlavə edilməsi ərintilərin sərtliyini və korroziyaya davamlılığını əhəmiyyətli dərəcədə artırır.

Aşınmaya davamlı və gözəl elektro örtüklü örtük (xrom örtük) kimi istifadə olunur.

Xrom ərintilərin istehsalı üçün istifadə olunur: xrom-30 və xrom-90, güclü plazma məşəllərinin istehsalı üçün və aerokosmik sənayedə əvəzolunmazdır.

Xrom — daim bitki və heyvan toxumalarının bir hissəsi olan biogen elementlərdən biridir. Heyvanlarda xrom lipidlərin, zülalların (tripsin fermentinin bir hissəsi) və karbohidratların metabolizmasında iştirak edir. Qida və qanda xromun miqdarının azalması böyümə sürətinin azalmasına və qan xolesterinin artmasına səbəb olur.

Saf formada xrom olduqca zəhərlidir, xromun metal tozu ağciyər^[8] toxumasını qıcıqlandırır. Xrom (III) birləşmələri dermatitə səbəb olur.

Oksidləşmə vəziyyətində xrom +6 birləşmələri xüsusilə zəhərlidir. Demək olar ki, bütün xrom filizləri natrium dixromata çevrilməklə işlənir. 1985-ci ildə təqribən 136,000 ton altıvalentli xrom istehsal edilmişdir.^[9] Altıvalentli xromun digər mənbələri xrom trioksid və müxtəlif duzlar — xromatlar və dixromatlardır. Altıvalentli xrom paslanmayan polad, toxuma boyaları, ağac üçün qoruyucu maddələr istehsalında, xrom örtmə zamanı və s.də istifadə olunur.

Altıvalentli xrom, inhalyasiya yolu ilə tanınan bir kanserojendir.^[10] Bir çox iş yerində işçilər, məsələn, paslanmayan poladları örtük və ya qaynaq edərkən, altıvalentli xromun təsirinə məruz qalırlar.^[10] Avropa birliyində altıvalentli xromun istifadəsi RoHS direktivi ilə əhəmiyyətli dərəcədə məhduddur.

Altıvalentli xrom, tərkibində və yükündə sulfatlara yaxın olduğuna görə sulfatın nəqliyyat mexanizmi vasitəsilə insan orqanizminin hüceyrələrinə daşınır. Daha çox yayılan trivalent xrom hüceyrələrə daşınmır.

Hüceyrənin içərisində Cr (VI) metastabil pentavalent xroma (Cr (V)), sonra trivalent xroma (Cr (III)) qədər azalır. Zülallara qoşulan trivalent xrom, immun reaksiya daxil edən haptens yaradır. Görünüşlərindən sonra, xroma həssaslıq itmir. Bu vəziyyətdə, xrom əsaslı boyalarla və ya xrom ilə işlənmiş dəri ilə boyanmış hətta tekstil materialları, dərinin qıcıqlanmasına səbəb ola bilər. Vitamin C və digər agentlər xromatlarla reaksiya verir və hüceyrə daxilində Cr (III) əmələ gətirir.^[11]

Altıvalentli xrom məhsulları genotoksik kanserogenlərdir. Altıvalentli xrom birləşmələrinin xroniki inhalyasiyası nazofarengeal xəstəliklər və ağciyər xərçəngi riskini artırır. (Ağciyərlər çox sayda kiçik kapillyar səbəbindən həssasdır). Göründüyü kimi, genotoksiklik mexanizmi 5 və trivalentli xrom tərəfindən işə salınır.

ABŞ-da, altıvalentli xromun havada icazə verilən ən yüksək konsentrasiyası 5 mkq / m³ (0.005 mq / m³) təşkil edir.^[12][13] В России предельно допустимая концентрация хрома (VI) существенно ниже — 1,5 мкг/м³ (0,0015 мг/м³).^[14]

Rusiyada xromun (VI) icazə verilən konsentrasiyası əhəmiyyətli dərəcədə aşağıdır — 1.5 mkq / m³ (0.0015 mq / m³).

Azərbaycan əhalisində bu elementin çatışmazlığı diabetə gətirib çıxarır, Azərbaycanda xromun havada gıstəricisi aşağıdır.^[15]

İnsan bədənində xrom atomlarının sayı 0,6 ∙ 1020, bir insan hüceyrəsində isə 0,6 ∙ 105 ədəddir. Qida məhsulları ilə onun orqanizmə sutka ərzində daxil olan miqdarı 0,15 mq, hava ilə 0,0001mq-dır. Təbabətdə xrom pikolinat və xromasaparginat qidaya bioloji aktiv əlavə kimi, həmçinin vitamin-mineral komplekslərin komponenti kimi istifadə olunur. 51Cr izotopu qanın diaqnostikası üçün preparatların tərkibinə daxildir. Xromkalium zəyi KCr(SO₄)₂∙12H₂O göy-bənövşəyi kristallar əmələ gətirir, dəri emalında "xromlu dəri" adlanan dəri almaq üçün dəri aşılanmasında istifadə olunur. Xrom (IV) oksid CrO₂ səs və videoyazılar üçün lentlərin istehsalında istifadə olunur.^[16]

Altıvalentli xromdan yayınmaq üçün ümumi qəbul edilmiş üsullardan biri, qalvanik xrom örtükləmə texnologiyasından termal sprey və vakuum püskürtməyə keçiddir.

Real hadisələrə əsaslanaraq, rejissor Stiven Soderberqin rejissoru "Erin Brokoviçin" həyatından bəhs edən filmində, altıvalentli xrom ilə ətraf mühitin çirklənməsi ilə əlaqəli bir böyük məhkəmə iddiası və bunun nəticəsində bir çox insanın ciddi xəstəliklərə yol açması haqqında danışılır.^[17]

• Xrom(VI)oksid
• Xrom (II) oksid
• Xrom II sulfat

• Салли А. Х. Хром (2700 nüs.). М.: Металлургиздат. Пер. с англ. В. А. Алексеева; Под ред. канд. техн. наук В. А. Боголюбова. 1958 [Chromium].
• Салли, Артур Генри, Брэндз Э. А. Хром (2-е изд). М.: Металлургия. Пер. с англ. В. А. Алексеева; Под ред. проф., д-ра техн. наук Боголюбов, Владимир Александрович. 1971 [Chromium].
• Плинер, Юрий Львович, Игнатенко, Геннадий Фёдорович, Лаппо, Станислав Иванович. Металлургия хрома. М.: Металлургия (издательство). 1965.

• Azərbaycan əhalisində bu elementin çatışmazlığı diabet yaradır
• Azərbaycan əhalisində XROM çatışmır Şəkərli diabetin səbəblərindən biri
• KİMYA VƏ HƏYAT element — Xrom
• Orqanizmdə xromun rolu
• Xrom