Chroom

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Spring na: navigasie, soek
24 vanadiumchroommangaan
-

Cr

Mo
Cr-TableImage.png
Algemeen
Naam, Simbool, Getal chroom, Cr, 24
Chemiese reeks oorgangsmetale
Groep, Periode, Blok 6, 4, d
Voorkoms metaalsilwer
Atoommassa 51.9961(6) g/mol
Elektronkonfigurasie [Ar] 3d5 4s1
Elektrone per skil 2, 8, 13, 1
Fisiese Eienskappe
Toestand vastestof
Digtheid (naby k.t.) 7.15 g/cm³
Vloeistof digtheid teen s.p. 6.3 g/cm³
Smeltpunt 2180 K
(1907 °C)
Kookpunt 2944 K
(2671 °C)
Smeltingswarmte 21.0 kJ/mol
Verdampingswarmte 339.5 kJ/mol
Warmtekapasiteit (25 °C) 23.35 J/(mol·K)
Dampdruk
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
teen T/K 1656 1807 1991 2223 2530 2942
Atoomeienskappe
Kristalstruktuur kubies vlakgesentreerd
Oksidasietoestande 6, 3, 2
(sterk suur oksied)
Elektronegatiwiteit 1.66 (Skaal van Pauling)
Ionisasie energieë
(meer)
1ste: 652.9 kJ/mol
2de: 1590.6 kJ/mol
3rde: 2987 kJ/mol
Atoomradius 140 pm
Atoomradius (ber.) 166 pm
Kovalente radius 127 pm
Diverse
Magnetiese rangskikking AFM (eerder: SDG)
Elektriese resistiwiteit (20 °C) 125 nΩ·m
Termiese geleidingsvermoë (300 K) 93.9 W/(m·K)
Termiese uitsetting (25 °C) 4.9 µm/(m·K)
Spoed van klank (dun staaf) (20 °C) 5940 m/s
Young se modulus 279 GPa
Skuifmodulus 115 GPa
Massamodulus 160 GPa
Poissonverhouding 0.21
Mohs se hardheid 8.5
Vickers hardheid 1060 MPa
Brinell hardheid 1120 MPa
CAS-registernommer 7440-47-3


Vernaamste isotope
Hoofartikel: Isotope van chroom
iso NV halfleeftyd VM VE (MeV) VP
50Cr syn > 1.3 E18 j εε - 50Ti
51Cr sin 27.7025 d ε - 51V
γ 0.320 -
52Cr 83.789% Cr is stabiel met 28 neutrone
53Cr 9.501% Cr is stabiel met 29 neutrone
54Cr 2.365% Cr is stabiel met 30 neutrone
Verwysings

Chroom is 'n chemiese element in die periodieke tabel met die simbool Cr en atoomgetal van 24.

Kenmerkende eienskappe[wysig]

Chroom is 'n staalgrys, harde, blink metaal wat 'n hoë glans verkry met polering, smelt met moeite en vlek met tyd.

Die mees algemene oksidasietoestande van chroom is +2, +3, en +6 met +3 as die mees stabiele toestand. +4 en +5 is relatief skaars. Chroomverbindings met die +6 oksidasietoestand is baie kragtige oksideermiddels.

Chroom(0) is onstabiel in suurstof en produseer onmiddellik 'n dun oksiedlagie wat ondeurdringbaar is tot suurstof en beskerm sodoende die onderliggende metaal.

Aanwendings[wysig]

Gebruike van Chroom:

  • In metallurgie, word dit gebruik om korrosieweerstand te gee en 'n glansafwerking:
  • As kleurstowwe in verwe.
    • Chroom(III)oksied is 'n metaalpoleermiddel wat bekend staan as Groen blanket.
    • Chroomsoute word gebruik om glas smarag groen te kleur.
    • Chroom is die element wat aan 'n robyn sy rooi kleur verleen en word daarom gebruik om sintetiese robyne te vervaardig.
  • As 'n katalis.
  • Chromiet word gebruik om gietvorms vir die maak van bakstene.
  • Chroomsoute word gebruik vir leerlooiery.
  • Kaliumdichromaat is 'n chemiese reagens wat gebruik word om laboratorium glasware skoon te maak en as 'n middel vir titrasies. Dit word as beits vir die vaslegging van kleur in weefstowwe gebruik.
  • Chroom(IV)oksied (CrO2) word gebruik vir die vervaardiging van magnetiese band, waar die hoër dwangvermoë as ysteroksied band beter werkverrigting verseker.
  • In boormodders by olieboorgate word dit gebruik as korrosieweermiddel.

Geskiedenis[wysig]

In 1761, het Johann Gottlob Lehman 'n oranje-rooi mineraal in die Oeral berge ontdek wat hy Siberiese rooi-lood genoem het. Die mineraal wat aanvanklik verkeerdelik as 'n loodverbinding met selenium en ysterkomponente daarin geïdentifiseer is, is daar bevind dat die materiaal inderwaarheid loodchromaat (PbCrO4) was en staan tans as die mineraal krokoïet bekend.

In 1770 het Peter Simon Pallas dieselfde plek as Lehmann besoek en die rooi "lood" mineraal gevind wat uitstekende eienskappe gehad het as 'n verfpigment. Die gebruik van Siberiese rooilood as 'n verfpigment het daarna vinnig ontwikkel. 'n Helder geel kleurstof wat ook van krokoïet vervaardig is, het baie gewild geword.

In 1797 het Nicolas- Louis Vauquelin verskeie monsters van krokoïeterts ontvang. Hy het chroomoksied (CrO3) daaruit verkry deur krokoïet met soutsuur te vermeng. In 1798 het Vauquelin ontdek dat hy metalliese chroom kon berei deur die oksied in 'n houtskooloond te verhit. Hy het ook die teenwoordigheid van spoorhoeveelhede chroom in edelgesteentes soos robyn en smarag vasgestel.

Tydens die 1800s is chroom hoofsaaklik as 'n verfkomponent gebruik maar tans is die hoofgebruik daarvan vir metaallegerings (85%), met die oorblywende vraag wat in die chemiese nywerheid, vir vuurvaste materiale en in smelterye gebruik word.

Chroom verkry sy naam uit die Griekse woord chroma wat kleur beteken, vanweë die vele kleurryke verbindings wat daaruit voorberei kan word.

Biologiese rol[wysig]

Trivalente chroom is 'n noodsaaklike spoormetaal en word vereis vir die behoorlike metabolisme van suiker in mense. Chroom tekorte kan die doeltreffendheid van insulien beïnvloed met betrekking to die beheer van die suikerbalans. Anders as ander noodsaaklike spoormetale is chroom nie gevind in 'n metalloproteïen met biologiese aktiwiteit nie. Om hierdie rede bly die funksionele basis vir die behoefte aan chroom in die menslike dieet steeds onbekend. Glukose weerstandigheidsfaktor (GWF) chroom word verkoom as 'n voedselaanvulling. Daar word beweer dat die sterkste mineraal is om die omskakelingsproses van suiker na energie aan te help voordat dit na ongewenste vet in die liggaam omgesit word. Chraampikolinaat is die mees algemeen gebruikte sintetiese aanvulling om wanbalanse in glukose metabolisme "reg te stel".

Verspreiding[wysig]

Chroom word ontgin as chromieterts(FeCr2O4). Chroom word kommersieël voorberei deur die verhitting van die erts in die teenwoordigheid van aluminium of silikon. Rofweg die helfte van die wêreldwye chromiet erts produksie kom uit Suid-Afrika. Kasakstan, Indië en Turkye produseer ook noemenswaardige hoeveelhede. Baie onbenutte neerslae bestaan en is hoofsaaklik in Kasakstan en Suidelike Afrika geleë. Ongeveer 15 miljoen ton bemarkbare chromieterts is in 2000 geproduseer wat na ongeveer 4 miljoen ton ferrochroom ter waarde van rofweg 2.5 miljard V.S.A dollar.

Al is suiwer chroomneerslae baie skaars is die metaal al in suiwer vorm ontdek. Die Udachnaya myn in Rusland produseer monsters van die suiwer metaal. Die myn is 'n kimberlietpyp ryk aan diamante en die reduserende omgewing daarvan het gehelp om beide elementêre chroom en diamante te produseer.

Verbindings[wysig]

Kaliumdichromaat is 'n kragtige oksideermiddel en is die verbinding wat by voorkeur gebruik word vir die skoonmaak van laboratorium glasware wat organiese materiale bevat het. Chroomgroen is die groen oksied van chroom, Cr2O3, wat gebruik word in emalje verf en die kleur van glas. Chroomgeel is 'n helder geel pigment, PbCrO4, wat deur verwers gebruik word.

Chroomsuur het die hipotetiese struktuur H2CrO4. Chroom of dichroomsuur word in die natuur aangetref nie, maar hulle anione word wel in 'n verskeidenheid verbindings aangetref. Chroomtrioksied, CrO3, die suur anhidried van chroomsuur, word industrieël as "chroomsuur" bemark.

Isotope[wysig]

Chroom in die natuur bestaan uit 3 stabiele isotope; 52Cr, 53 en 54Cr met 52 wat die meeste voorkom (83.789% natuurlike verspreiding). 19 radio-isotope is geëien met die mees stabiele daarvan 50Cr met 'n halfleeftyd van meer as 1.8x1017 jaar en 51Cr met 'n halfleeftyd van 27.7025 dae. Die oorblywende radio-aktiewe isotope het halfleeftye van minder as 24 uur en die meerderheid hiervan het halfleeftye van korter as 'n minuut. Hierdie element het ook 2 meta-toestande.

Chroom-53 is die radiogeniese vervalproduk van 53Mn. Chroom se isotoopinhoud kom tipies in kombinasie met mangaan isotoopinhoud voor en het al toepassings gevind in isotoopgeologie. Mn-Cr isotoopverhoudings versterk die teoretieë oor die vroeëre geskiedenis van die sonnestelsel soos afgelei uit 26Al en 107Pd. Variasies in die 53Cr/52Cr en Mn/Cr verhoudings in verskeie meteoriete dui op 'n aanvanklike 53Mn/55Mn verhouding wat daarop dui dat die Mn-Cr isotope onderhewig was aan in-situ verval van 53Mn in planetêre liggame. 53Cr verskaf dus verdere bewys dat nukleosintetiese prosesse plaasgevind het net voor die vorming van die sonnestelsel.

Die isotope van chroom wissel in atoomgewig vanaf 43 ame (43Cr) tot by 67 ame (67Cr). Die primêre vervalmodus voor die mees algemene stabiele istotoop, 52Cr, is elektronvangs en die primêre modus daarna is betaverval.

Voorsorgmaatreëls[wysig]

Chroom-metaal en chroom(III)verbindings word nie normaalweg as 'n gesondheidsgevaar beskou nie, maar chroom(VI)verbindings kan toksies wees indien dit per mond ingeneem word. Die noodlottige dosis van giftige chroom(VI)verbindings is ongeveer 'n halwe teelepel van die stof. Die meeste chroom(VI)verbindings veroorsaak irritasie van die oë, vel en neusmembrane. Kroniese blootstelling aan chroom(VI)verbindings kan permanente oogskade veroorsaak indien dit onbehandeld gelaat word. Daar is vasgestel dat Chroom(VI) 'n menslike karsinogeen is. Blootstelling aan giftige chemiese heksavalente chroom in drinkwater vorm die basis van die rolprent Erin Brokovich.

In 1958 het die Wêreldgesondheidsorganisasie 'n maksimum toelaatbare konsentrasie van 0.05 milligram per liter (mg/L) vir Chroom(VI) in drinkwater aanbeveel op grond van gesondheidsvrese. Aangesien chroomverbindings gebruik word/was in kleurstowwe en verwe, asook vir die looiery van leer, word hierdie verbindings dikwels in die grond en grondwater by nywerheidsterreine gevind, wat skoonmaak en herstelaksies vereis.

Verwysings[wysig]

Eksterne skakels[wysig]

Commons-logo.svg
Wikimedia Commons het meer media verwant aan:
Chroom (kategorie)