Krom Özellikleri, Özellikleri ve Kullanım Alanları

krom (Cr), periyodik tablonun 6 (VIB) grubundaki metalik bir elementtir. Her yıl, bu metalin tonu kromit demir cevheri veya magnezyum cevheri (FeCr) çıkarılarak üretilir.₂Ey₄, MgCr₂Ey₄), metal elde etmek için kömürle indirgenir. Çok reaktiftir ve sadece çok indirgeyici koşullarda saf formundadır.

Adı, Yunanca renk anlamına gelen 'kroma' kelimesinden geliyor. İnorganik veya organik olsun, krom bileşiklerinin sergilediği çok sayıda ve yoğun renkler nedeniyle bu isim verilmiştir; katı veya siyah çözeltilerden sarı, turuncu, yeşil, mor, mavi ve kırmızıya.

Bununla birlikte, metalik krom ve karbürlerin rengi grimsi gümüş renktedir. Bu özellik, krom tekniğinde, birçok yapının gümüş yanıp sönmesini (yukarıdaki resimde timsahda görülenler gibi) vermek için kullanılır. Böylece parçalara “kromla banyo” parlaklık verir ve korozyona karşı büyük direnç gösterir..

Çözelti içindeki krom, oksitler oluşturmak için havadaki oksijenle hızlı bir şekilde reaksiyona girer. PH ve ortamın oksidatif koşullarına bağlı olarak, (III) (Cr) ile farklı oksidasyon sayıları elde edilebilir.³⁺) en istikrarlı olanı. Sonuç olarak, krom (III) oksit (Cr₂Ey₃) Yeşil renk, oksitlerinden en stabil olanıdır..

Bu oksitler, ortamdaki diğer metallerle etkileşime girebilir, örneğin Sibirya kırmızı kurşun pigmentini (PbCrO) oluşturur.₄). Bu pigment sarı-turuncu veya kırmızıdır (alkalinitesine göre) ve ondan Fransız bilim adamı Louis Nicolas Vauquelin izole metalik bakır, bu yüzden keşfi olarak verilir..

Mineralleri ve oksitleri ve ayrıca metalik bakırın küçük bir kısmı, bu elementi yer kabuğunun en bol bulunan 22'nci maddesini kaplar..

Kromun kimyası çok çeşitlidir, çünkü neredeyse bütün periyodik cetvelle bağlar oluşturabilir. Bileşiklerinin her biri, oksidasyon sayısına ve bununla etkileşime giren türlere bağlı renkler sergiler. Aynı zamanda, çok sayıda organometalik bileşiğe müdahale ederek karbon ile bağlar oluşturur..

[TOC]

Özellikleri ve özellikleri

Krom, 24 atom numarası ve molekül ağırlığı yaklaşık 52 g / mol olan saf formunda bir gümüş metaldir (⁵²Cr, en kararlı izotopudur).

Güçlü metal bağları göz önüne alındığında, yüksek erime (1907 ° C) ve kaynama (2671 ° C) noktalarına sahiptir. Ayrıca, kristalin yapısı onu çok yoğun bir metal yapar (7.19 g / mL).

Hidroksit oluşturmak için su ile reaksiyona girmez, ancak asitlerle reaksiyona girer. Havadan gelen oksijenle oksitlenir, genellikle yaygın olarak kullanılan yeşil bir pigment olan kromik oksit üretir..

Bu oksit tabakaları, bilindiği şeyi yaratır. pasivasyon, metali daha fazla korozyondan korumak, çünkü oksijen metalik sinusa giremez.

Elektronik konfigürasyonu [Ar] 4 s¹3d⁵, tüm elektronların eşleştirilmemiş olması ve bu nedenle paramanyetik özellikler sergilemesi. Bununla birlikte, metallerin antiferromagnetizma gibi diğer özellikleri edinerek düşük sıcaklıklara maruz kalması durumunda elektronik spinlerin eşleştirilmesi oluşabilir..

indeks

• 1 özellikleri ve özellikleri
• 2 Kromun kimyasal yapısı
• 3 Yükseltgenme numarası
  • 3.1 Cr (-2, -1 ve 0)
  • 3.2 Cr (I) ve Cr (II)
  • 3,3 Cr (III)
  • 3.4 Cr (IV) ve Cr (V)
  • 3,5 Cr (VI): kromat-dikromat çifti
• 4 Kromun Kullanımı
  • 4.1 Boya veya pigmentler olarak
  • 4.2 Krom veya metalurjide
  • 4.3 Beslenme
• 5 neredesin?
• 6 Kaynakça

Kromun kimyasal yapısı

Krom metalin yapısı nedir? Krom, saf haliyle, vücut üzerinde merkezli bir küp kristal yapıyı benimser (İngilizce kısaltması için cc veya bcc). Bu, krom atomunun, kenarları diğer kromozlar tarafından işgal edilen bir küpün merkezinde bulunduğu anlamına gelir (yukarıdaki resimde olduğu gibi)..

Bu yapı, yüksek erime ve kaynama noktalarına ve aynı zamanda yüksek sertliğe sahip olan kromdan sorumludur. Bakır atomları bant teorisine göre iletken bantlar oluşturmak için s ve d yörüngelerinde üst üste biner.

Böylece, her iki bant da yarı dolu. Neden? Çünkü elektronik konfigürasyonu [4]¹3d⁵ ve yörüngesinin iki elektronu nasıl tutabildiğini ve yörüngeler on on olduğunu. Daha sonra, üst üste binmelerinin oluşturduğu bantların sadece yarısı elektronlar tarafından işgal edilir..

Bu iki perspektifle - kristal yapı ve metal bağ - bu metalin fiziksel özelliklerinin çoğu teoride açıklanabilir. Bununla birlikte, kromun neden birçok oksidasyon durumuna veya sayısına sahip olabileceğini de açıklamaz..

Bu, elektronik spinlerdeki atomun stabilitesinin daha iyi anlaşılmasını gerektirir..

Oksidasyon numarası

Çünkü kromun elektronik konfigürasyonu [4]¹3d⁵ bir veya iki elektron kazanabilir (Cr^1- ve Cr^2-), ya da farklı oksidasyon numaraları elde etmek için onları kaybediyoruz.

Böylece, krom bir elektron kaybederse, [4]⁰3d⁵; eğer üçünü kaybederseniz, [Ar] 4s⁰3d³; ve eğer hepsini kaybederseniz, [Ar], ya da aynı olanı, argon izoelektronik olur..

Chromium, yalnızca caprice ile elektron kaybetmez veya kazanmaz: onları bir oksidasyon numarasından diğerine gitmelerini bağışlayan veya kabul eden bir tür olmalıdır.

Krom aşağıdaki oksidasyon numaralarına sahiptir: -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 ve +6. Onlardan +3, Cr³⁺, en kararlıdır ve bu nedenle en baskın olanıdır; ardından +6, Cr⁶⁺.

Cr (-2, -1 ve 0)

Kromun elektron kazanması pek olası değildir, çünkü bu bir metaldir ve bu nedenle doğası onları bağışlamaktır. Bununla birlikte, ligandlarla, yani metal merkezle bir dative link aracılığıyla etkileşime giren moleküller ile koordine edilebilir..

En iyi bilinenlerden biri, kromun heksakarbonil bileşiğini oluşturan karbon monoksit (CO) 'dir..

Bu bileşik, Cr (CO) moleküler formülüne sahiptir₆, ve ligandlar nötr olduğu ve herhangi bir yük sağlamadığı için, Cr, 0 oksidasyon numarasına sahiptir..

Bu, bis (benzen) krom gibi diğer organometalik bileşiklerde de gözlenebilir. Sonuncusunda, krom sandviç tipi bir moleküler yapıda iki benzen halkası ile çevrilidir:

Bu iki organometalik bileşikten Cr (0) 'dan diğerleri ortaya çıkabilir.

Sodyum katyonları ile etkileşime girdikleri yerde tuzlar bulundu, bu da Cr'nin pozitif yükleri çekmek için negatif bir oksidasyon numarasına sahip olması gerektiğini gösterir: Cr (-2), Na₂[Cr (CO)₅] ve Cr (-1), Na₂[Cr₂(C = O)₁₀].

Cr (I) ve Cr (II)

Cr (I) veya Cr¹⁺ Az önce tarif edilen organometalik bileşiklerin oksidasyonu ile üretilir. Bu, CN veya NO gibi ligandların oksitlenmesi, böylece örneğin K bileşiğinin oluşturulması ile sağlanır.₃[Cr (CN)₅NO].

Burada üç K katyonunun olması olgusu⁺ krom kompleksinin üç negatif yüke sahip olduğunu; aynı şekilde CN ligandı^- Beş negatif yük sağlar, böylece Cr ve NO arasında iki pozitif yük eklemelisiniz (-5 + 2 = -3).

NO nötr ise, o zaman Cr (II) 'dir, ancak pozitif yükü vardır (NO⁺), bu durumda Cr (I).

Öte yandan, Cr (II) 'nin bileşikleri daha fazla miktarda bulunur; bunlar arasında şunlar bulunur: krom (II) klorür (CrCl₂), kromik asetat (Cr₂(O₂CCH₃)₄), krom (II) oksit (CrO), krom (II) sülfit (CrS) ve diğerleri.

Cr (III)

Hepsinden daha büyük bir stabiliteye sahip olanıdır, çünkü aslında kromat iyonlarının birçok oksidan reaksiyonunun ürünüdür. Belki de istikrarı elektronik konfigürasyonundan kaynaklanmaktadır.³, üç elektronun diğer iki enerjik olana kıyasla üç d daha düşük enerji yörüngesini kapladığı (d orbitallerinin açılması).

Bu oksidasyon numarasının en temsili bileşiği krom (III) oksittir (Cr₂Ey₃). Koordineli olan ligandlara bağlı olarak, kompleks bir renk veya başka bir renk gösterecektir. Bu bileşiklerin örnekleri: [CrCl₂(H₂O)₄] Cl, Cr (OH)₃, CrF₃, [Cr (H₂O)₆]³⁺, vs.

Her ne kadar kimyasal formül ilk bakışta göstermese de, krom genellikle komplekslerinde bir oktahedral koordinasyon alanına sahiptir; yani, tepe noktalarının ligandlar (toplam altı) konumlandığı bir oktahedronun merkezinde bulunur.

Cr (IV) ve Cr (V)

Cr'nin katıldığı bileşikler⁵⁺ bunlar atomun elektronik dengesizliği nedeniyle çok azdır, bunun yanında kolayca Cr'ye okside olurlar⁶⁺, argon asil gaza göre izoelektronik olarak çok daha kararlı.

Bununla birlikte, Cr (V) bileşikleri, yüksek basınç gibi belirli koşullar altında sentezlenebilir. Ayrıca, ılımlı sıcaklıklarda ayrışmaya meyillidirler, bu da olası uygulamalarını imkansız kılar, çünkü termal dirençleri yoktur. Bunlardan bazıları: CrF₅ ve K₃[Cr (O₂)₄] (O₂^2- peroksit anyonudur).

Öte yandan, Cr⁴⁺ Halojenli bileşiklerini sentezleyebilmek nispeten daha kararlıdır: CrF₄, KrKl₄ ve CrBr₄. Bununla birlikte, daha iyi oksidasyon sayıları olan krom atomları üretmek için redoks reaksiyonları ile ayrışmaya da meyillidirler (+3 veya +6 gibi).

Cr (VI): kromat-dikromat çifti

2 [CrO₄]^2- + 2H⁺  (Sarı) => [Cr₂Ey₇]^2- + 'H₂O (Turuncu)

Yukarıdaki denklem, dikromat üretmek için iki kromat iyonunun asit dimerizasyonuna karşılık gelir. PH değişimi, Cr metalik merkezi etrafındaki etkileşimlerde bir değişikliğe neden olur.⁶⁺, Solüsyonun renginde de kanıtlanmıştır (sarıdan turuncuya veya tam tersi). Dikromat O köprüsünden oluşur.₃CrO-CrO₃.

Cr (VI) 'nın bileşikleri, insan vücuduna ve hayvanlara zararlı ve hatta kanserojen olma özelliğine sahiptir.

Nasıl? Araştırmalar, CrO iyonlarının olduğunu savunuyor₄^2- Onlar, sülfatları taşıyan proteinlerin etkisiyle hücre zarlarını geçerler (aslında her iki iyon da benzer boyutlardadır).

Hücreler içindeki azaltıcı ajanlar, belirli makromolekül bölgeleriyle (DNA gibi) geri dönüşümsüz olarak koordine edilerek biriken Cr (VI) 'ı Cr (III)' e indirger..

Hücreyi fazla miktarda kromla kirletmişse, zardan geri taşıyan mekanizmaların bulunmamasından dolayı bu durum ayrılmaz.

Chrome kullanır

Boya veya pigmentler olarak

Chromium'un farklı kumaş türleri için boyadan, krom olarak bilinen metal parçalarını saf metalle veya Cr (III) bileşikleri ile yapılabilecek koruyucuya kadar geniş bir uygulama alanı vardır. Cr (VI).

Kromik florür (CrF)₃) örneğin, yünlü kumaşlar için bir renklendirici olarak kullanılır; kromik sülfat (Cr₂(SO₄)₃) emayelerin, seramiklerin, boyaların, mürekkeplerin, verniklerin renklendirilmesi için tasarlanmıştır ve ayrıca metallerin kromatlanmasına da hizmet eder; ve kromik oksit (Cr₂Ey₃) aynı zamanda çekici yeşil renginin gerektiği yerlerde kullanım bulur.

Bu nedenle, yoğun renklere sahip herhangi bir krom minerali bir yapıyı boyamaya mahkum edilebilir, ancak bundan sonra söz konusu bileşiklerin çevre veya bireylerin sağlığı için tehlikeli olup olmadığı gerçeği ortaya çıkar..

Aslında, zehirli özellikleri ahşabı ve diğer yüzeyleri böcek saldırısından korumak için kullanılır.

Kromlu veya metalurjide

Aynı şekilde, oksidasyona karşı güçlendirmek ve parlaklığını arttırmak için çeliğe az miktarda krom eklenir. Bunun nedeni grimsi karbürler oluşturabilmesidir (Cr₃C₂) havadaki oksijenle reaksiyona çok dayanıklı.

Krom parlak yüzeyler elde etmek için cilalanabildiğinden, krom kaplama daha sonra bu amaçlar için daha ucuz bir alternatif olarak gümüş tasarımlara ve renklere sahiptir..

besin

Bazı tartışmalar, kromun günlük beslenmede vazgeçilmez bir unsur olduğu düşünülebilir. Bazı yapraklarda yeşil yaprak ve domates gibi çok küçük konsantrasyonlarda bulunur..

Ek olarak, krom polinikotinatta olduğu gibi insülinin aktivitesini düzenleyen ve kas büyümesini destekleyen protein takviyeleri vardır..

Nerde o?

Krom, yakut ve zümrüt gibi çeşitli mineral ve taşlarda bulunur. Kromun çıkarıldığı ana mineral kromit (MCr)₂Ey₄) burada M, krom oksidin birleştiği herhangi bir başka metal olabilir. Bu mayınlar Güney Afrika'da, Hindistan, Türkiye, Finlandiya, Brezilya ve diğer ülkelerde bolca bulunur..

Her kaynağın bir veya daha fazla kromit çeşidi vardır. Bu şekilde, her M (Fe, Mg, Mn, Zn, vb.) İçin farklı bir krom minerali ortaya çıkar..

Metalin çıkarılması için, mineralin indirgenmesi, yani metalik krom merkezinin bir indirgeyici maddenin etkisiyle elektron kazanması için gereklidir. Bu karbon veya alüminyum ile yapılır:

FeCr₂Ey₄ + 4C => Fe + 2Cr + 4CO

Ayrıca, kromit bulunur (PbCrO₄).

Genellikle, Cr iyonunun bulunduğu herhangi bir mineralde³⁺ Al değiştirebilirsiniz³⁺, her ikisi de biraz benzer iyonik yarıçapa sahip, bu şaşırtıcı, ancak zararlı metalin başka bir doğal kaynağıyla sonuçlanan bir safsızlık oluşturur.

referanslar

1. Tenenbaum E. krom. Alındığı kaynak: chemistry.pomona.edu
2. Vikipedi. (2018). Krom. Alındığı kaynak: en.wikipedia.org
3. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (6 Nisan 2018). Krom ve Krom Arasındaki Fark Nedir? Alındığı kaynak: thoughtco.com
4. N.V. Mandich. (1995). Krom Kimyası. [PDF]. Alındığı kaynak: citeseerx.ist.psu.edu
5. Kimya LibreTexts. Krom Kimyası. Alındığı kaynak: chem.libretexts.org
6. Saul 1. Shupack. (1991). Krom Kimyası ve Bazı Ortaya Çıkan Analitik Problemler. Değerlendiren: ncbi.nlm.nih.gov
7. Advameg, Inc. (2018). Krom. Alındığı yer: chemistryexplained.com