- Özellikleri ve özellikleri
- Krom kimyasal yapısı
- Oksidasyon sayısı
- Cr (-2, -1 ve 0)
- Cr (I) ve Cr (II)
- Cr (III)
- Cr (IV) ve Cr (V)
- Cr (VI): kromat-dikromat çifti
- Chromium kullanır
- Renklendirici veya pigment olarak
- Krom veya metalurjide
- besin
- Nerede bulunuyor?
- Referanslar
Krom (Cr), periyodik tabloda Grup 6 (VIB) 'in bir metal eleman olan. Bu metalin tonları , metal elde etmek için kömürle indirgenen demir veya magnezyumun kromit mineralinden (FeCr 2 O 4 , MgCr 2 O 4 ) ekstraksiyonu yoluyla yıllık olarak üretilir . Çok reaktiftir ve yalnızca çok indirgeyici koşullar altında saf halindedir.
Adı, renk anlamına gelen Yunanca 'chroma' kelimesinden türemiştir. Bu isim, ister inorganik ister organik olsun, krom bileşiklerinin sergilediği çoklu ve yoğun renklerden dolayı verilmiştir; siyah katılardan veya solüsyonlardan sarı, turuncu, yeşil, menekşe, mavi ve kırmızıya.
Krom timsah. Silver Crocodile Krom Metal Model Timsah. Kaynak: Maxpixel
Bununla birlikte, metalik krom ve karbürlerinin rengi gümüş grimsi renktedir. Bu özellik, krom kaplama tekniğinde birçok yapıya gümüş parıltılar vermek için (yukarıdaki resimde timsahta görülenler gibi) yararlanılır. Böylece "krom banyosu" ile parçalara parlaklık ve korozyona karşı büyük direnç kazandırılır.
Çözeltideki krom, havadaki oksijenle hızla reaksiyona girerek oksitler oluşturur. Ortamın pH'ına ve oksidatif koşullarına bağlı olarak, (III) (Cr 3+ ) en kararlı olanı ile farklı oksidasyon sayıları elde edebilir . Sonuç olarak, yeşil krom (III) oksit (Cr 2 O 3 ) kendi oksitler arasında en stabildir.
Bu oksitler, ortamdaki diğer metallerle etkileşime girerek, örneğin pigment Sibirya kırmızı kurşununa (PbCrO 4 ) neden olabilir. Bu pigment sarı-turuncu veya kırmızıdır (alkalinitesine göre) ve ondan Fransız bilim adamı Louis Nicolas Vauquelin metalik bakırı izole etti, bu yüzden onun keşfi olarak ödüllendirildi.
Mineralleri ve oksitleri ile metalik bakırın küçük bir kısmı, bu elementi yer kabuğunda en bol bulunan 22. sırada yapar.
Kromun kimyası çok çeşitlidir çünkü neredeyse tüm periyodik tablonun tamamı ile bağlar oluşturabilir. Bileşiklerinin her biri, oksidasyon sayısına ve bununla etkileşime giren türlere bağlı renkler sergiler. Aynı şekilde, çok sayıda organometalik bileşiğe müdahale ederek karbon ile bağlar oluşturur.
Özellikleri ve özellikleri
Krom, atom numarası 24 ve moleküler ağırlığı yaklaşık 52 g / mol ( 52 Cr, en kararlı izotopu) ile saf haliyle gümüşi bir metaldir .
Güçlü metalik bağları göz önüne alındığında, yüksek erime noktalarına (1907 ºC) ve kaynama noktalarına (2671 ºC) sahiptir. Ayrıca kristal yapısı onu çok yoğun bir metal yapar (7,19 g / mL).
Hidroksit oluşturmak için su ile reaksiyona girmez, ancak asitlerle reaksiyona girer. Havadaki oksijen ile oksitlenir, genellikle yaygın olarak kullanılan bir yeşil pigment olan krom oksit üretir.
Oksijen metal sinüse nüfuz edemediğinden, bu oksit tabakaları pasivasyon olarak bilinen şeyi yaratarak metali daha fazla korozyondan korur.
Elektronik konfigürasyonu 4s 1 3d 5 , tüm elektronlar eşleşmemiş ve bu nedenle paramanyetik özellikler sergiliyor. Bununla birlikte, metalin düşük sıcaklıklara maruz kalması ve antiferromanyetizma gibi başka özellikler kazanması durumunda elektronik spinlerin çiftleşmesi meydana gelebilir.
Krom kimyasal yapısı
Orijinal PNG'ler tarafından Daniel Mayer, DrBob tarafından Inkscape'de izlendi: Stannered (Crystal stucture), Wikimedia Commons aracılığıyla
Krom metalin yapısı nedir? Saf haliyle krom, vücut merkezli bir kübik kristal yapı (cc veya bcc) varsayar. Bu, krom atomunun, kenarları diğer kromlar tarafından işgal edilen (yukarıdaki resimde olduğu gibi) bir küpün merkezinde yer aldığı anlamına gelir.
Bu yapı, yüksek erime ve kaynama noktalarına ve yüksek sertliğe sahip kromdan sorumludur. Bakır atomları, bant teorisine göre iletim bantları oluşturmak için s ve d orbitallerini üst üste getirir.
Böylece, her iki bant da yarı dolu. Neden? Elektronik konfigürasyonu 4s 1 3d 5 olduğundan ve s orbitali olarak iki elektron ve d orbitalleri on barındırabilir. Daha sonra üst üste binmeleriyle oluşan bantların yalnızca yarısı elektronlar tarafından işgal edilir.
Bu iki perspektifle - kristal yapı ve metalik bağ - bu metalin fiziksel özelliklerinin çoğu teoride açıklanabilir. Bununla birlikte, kromun neden çeşitli oksidasyon durumlarına veya sayılarına sahip olabileceğini açıklamıyor.
Bu, elektronik dönüşlere göre atomun kararlılığının derinlemesine anlaşılmasını gerektirecektir.
Oksidasyon sayısı
Kromun elektron konfigürasyonu 4s 1 3d 5 olduğundan, bir veya iki elektron (Cr 1– ve Cr 2– ) kazanabilir veya farklı oksidasyon sayıları elde etmek için onları kaybedebilir.
Dolayısıyla, krom bir elektron kaybederse, 4s 0 3d 5 olur ; eğer üç kaybederse, 4s 0 3d 3 ; ve hepsini ya da aynısını kaybederse, argon için izoelektronik olacaktır.
Krom, sadece kaprisle elektron kaybetmez veya kazanmaz: Bir oksidasyon sayısından diğerine geçmek için onları bağışlayan veya kabul eden bir tür olması gerekir.
Krom, aşağıdaki yükseltgenme numaralarına sahiptir: -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 ve +6. Bunlardan +3, Cr 3+ en kararlı olanıdır ve bu nedenle hepsinden daha baskındır; ardından +6, Cr 6+ .
Cr (-2, -1 ve 0)
Krom bir metal olduğu için elektron kazanma olasılığı çok düşüktür ve bu nedenle doğası onları bağışlamaktır. Bununla birlikte, ligandlarla, yani metal merkez ile bir datif bağ yoluyla etkileşime giren moleküller ile koordine edebilir.
En iyi bilinenlerden biri, kromun heksakarbonil bileşiğini oluşturan karbon monoksittir (CO).
Bu bileşik, Cr (CO) 6 moleküler formülüne sahiptir ve ligandlar nötr olduğundan ve herhangi bir yük sağlamadığından, Cr'nin oksidasyon sayısı 0'dır.
Bu, bis (benzen) krom gibi diğer organometalik bileşiklerde de gözlemlenebilir. İkincisi, krom, sandviç benzeri bir moleküler yapıda iki benzen halkası ile çevrilidir:
Wikimedia Commons'tan Ben Mills tarafından
Bu iki organometalik bileşikten birçok başka Cr (0) bileşiği ortaya çıkabilir.
Tuzlar, sodyum katyonları ile etkileşime girdikleri yerde bulunmuştur, bu da Cr'nin pozitif yükleri çekmek için negatif bir oksidasyon sayısına sahip olması gerektiği anlamına gelir: Cr (-2), Na 2 ve Cr (-1), Na 2 .
Cr (I) ve Cr (II)
Cr (I) veya Cr 1+ , az önce tarif edilen organometalik bileşiklerin oksidasyonu ile üretilir. Bu durum, örneğin, K bileşiği için, şekillendirme, örneğin CN ya da NO oksitleyici ligandları ile elde edilir 3 .
Burada üç K + katyonunun olması, krom kompleksinin üç negatif yükü olduğunu ima eder; aynı şekilde CN ligandı - beş negatif yüke katkıda bulunur, böylece Cr ve NO arasında iki pozitif yük eklemeleri gerekir (-5 + 2 = -3).
NO nötr ise Cr (II) 'dir, fakat pozitif yükü (NO + ) ise Cr (I)' dir.
Krom (II) klorid (KrKl: Diğer taraftan, Cr (II) bileşikleri, bunların arasında aşağıdaki daha bol 2 ), kromus asetat (Cr 2 (O 2 CCH 3 ) 4 (), krom oksit II) (CrO), krom (II) sülfür (CrS) ve daha fazlası.
Cr (III)
Hepsinden öte, en yüksek kararlılığa sahip olandır, çünkü aslında kromat iyonlarının birçok oksidatif reaksiyonunun ürünüdür. Belki de stabilitesinin d kaynaklanmaktadır 3 elektronik yapılandırma üç elektron diğer iki daha enerjik olanlar (d orbitalleri çiftleme) ile karşılaştırıldığında, üç düşük enerjili d orbitalleri işgal ettiği.
Bu oksidasyon sayısı en iyi temsil eden bir bileşik krom (III) oksit (Cr 2 O 3 ). Kendisine koordine olan ligandlara bağlı olarak, kompleks bir renk veya başka bir renk sergileyecektir. Bu bileşiklerin örnekleri şunlardır: Cl, Cr (OH) 3 , CrF 3 , 3+ , vb.
Kimyasal formül onu ilk bakışta göstermese de, krom komplekslerinde genellikle oktahedral bir koordinasyon küresine sahiptir; yani, bir oktahedronun merkezinde, köşelerinin ligandlar (toplamda altı) tarafından konumlandırıldığı yerde bulunur.
Cr (IV) ve Cr (V)
Cr ettiği, formül 5 + katılır kolayca Cr oksitlenir gerçeğine ilave olarak, bahsedilen atomu elektronik istikrarsızlık, çok az 6 + o, argon etkisiz gaz ile ilgili izoelektronik olduğu gibi, çok daha fazla kararlıdır.
Bununla birlikte, Cr (V) bileşikleri, yüksek basınç gibi belirli koşullar altında sentezlenebilir. Aynı şekilde, orta sıcaklıklarda ayrışma eğilimi gösterirler, bu da termal dirençleri olmadığı için olası uygulamalarını imkansız kılar. Bunlardan bazıları şunlardır: CrF 5 ve K 3 (O 2 2- peroksit anyonudur ).
Öte yandan, Cr 4+ , halojenli bileşiklerini sentezleyebildiğinden nispeten daha kararlıdır: CrF 4 , CrCl 4 ve CrBr 4 . Bununla birlikte, daha iyi oksidasyon sayılarına (+3 veya +6 gibi) sahip krom atomları üretmek için redoks reaksiyonlarıyla ayrışmaya da duyarlıdırlar.
Cr (VI): kromat-dikromat çifti
2 2- + 2H + (Sarı) => 2- + H 2 O (Turuncu)
Yukarıdaki denklem, dikromat üretmek için iki kromat iyonunun asit dimerizasyonuna karşılık gelir. PH değişimi Cr metalik merkezi çevresinde etkileşimlerinde bir değişikliğe neden olur 6 + (sarıdan turuncuya ya da tam ters yönde) çözeltisinin rengi de kendini. Dikromat, bir O 3 Cr-O-CrO 3 köprüsünden oluşur .
Cr (VI) bileşikleri, insan vücudu ve hayvanlar için zararlı ve hatta kanserojen özelliğe sahiptir.
Nasıl? Çalışmalar CrO muhafaza 4 2- iyonları sülfat taşıma proteinlerinin hareketi ile hücre zarlarını (her ikisi de iyonları boyutu içindeki aslında).
Hücrelerdeki indirgeyici ajanlar, Cr (VI) 'yı Cr (III)' e indirger, bu da makromoleküller (DNA gibi) üzerindeki spesifik bölgelere geri dönüşü olmayan bir şekilde koordine edilerek birikir.
Hücre, fazla miktarda kromla kirlendiğinde, onu zarlardan geri taşıyan mekanizma eksikliğinden dolayı ayrılamaz.
Chromium kullanır
Renklendirici veya pigment olarak
Krom, farklı kumaş türleri için renklendiriciden, krom kaplama olarak bilinen, saf metal veya Cr (III) bileşikleri ile yapılabilen metal parçaları süsleyen koruyucuya kadar geniş bir uygulama alanına sahiptir. Cr (VI).
Örneğin kromik florür (CrF 3 ), yünlü kumaşlar için renklendirici olarak kullanılır; kromik sülfat (Cr 2 (SO 4 ) 3 ), emayeleri, seramikleri, boyaları, mürekkepleri, vernikleri renklendirmek için kullanılır ve ayrıca krom metallerinde kullanılır; ve krom oksit (Cr 2 O 3 ), çekici yeşil renginin gerekli olduğu yerlerde de kullanım alanı bulur.
Bu nedenle, yoğun renklere sahip herhangi bir krom minerali, bir yapıyı lekelemeye mahkum edilebilir, ancak bundan sonra, bu bileşiklerin çevre veya birey sağlığı için tehlikeli olup olmadığı ortaya çıkar.
Aslında, zehirli özellikleri, ahşabı ve diğer yüzeyleri böcek saldırılarından korumak için kullanılır.
Krom veya metalurjide
Çeliğe oksidasyona karşı güçlendirmek ve parlaklığını artırmak için küçük miktarlarda krom da eklenir. Bunun nedeni , havadaki oksijenle reaksiyona girdiğinde çok dirençli grimsi karbürler (Cr 3 C 2 ) oluşturabilmesidir.
Krom, parlak yüzeylere cilalanabildiğinden, bu amaçlar için daha ucuz bir alternatif olarak krom gümüş desenler ve renkler sunar.
besin
Bazıları, kromun günlük beslenmede vazgeçilmez bir unsur olarak kabul edilip edilemeyeceğini tartışıyor. Yeşil yapraklar ve domates gibi bazı yiyeceklerde çok küçük konsantrasyonlarda bulunur.
Benzer şekilde, krom polinikotinatta olduğu gibi insülin aktivitesini düzenleyen ve kas büyümesini destekleyen protein takviyeleri vardır.
Nerede bulunuyor?
Kaynak: Pixabay
Krom, yakut ve zümrüt gibi çok çeşitli mineral ve değerli taşlarda bulunur. Krom ekstre edildiği ana mineral kromit (MCr olan 2 O 4 M, krom oksit ilişkili olduğu diğer herhangi bir metal olabilir). Bu madenler Güney Afrika, Hindistan, Türkiye, Finlandiya, Brezilya ve diğer ülkelerde bol miktarda bulunmaktadır.
Her kaynak bir veya daha fazla kromit varyantına sahiptir. Bu şekilde her M (Fe, Mg, Mn, Zn vb.) İçin farklı bir krom minerali ortaya çıkar.
Metali çıkarmak için minerali azaltmak, yani krom metal merkezinin bir indirgeyici maddenin etkisiyle elektron kazanmasını sağlamak gerekir. Bu, karbon veya alüminyum ile yapılır:
FeCr 2 O 4 + 4C => Fe + 2Cr + 4CO
Ayrıca kromit (PbCrO 4 ) bulunur.
Genel olarak, Cr 3+ iyonunun , her ikisi de biraz benzer iyonik yarıçaplara sahip Al 3 + 'nın yerini alabileceği herhangi bir mineralde , bu şaşırtıcı, ancak zararlı metalin başka bir doğal kaynağıyla sonuçlanan bir safsızlık oluşturur.
Referanslar
- Tenenbaum E. Chromium. Alındığı kaynak: chemistry.pomona.edu
- Vikipedi. (2018). Krom. Alınan: en.wikipedia.org
- Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (6 Nisan 2018). Chrome ve Chromium Arasındaki Fark Nedir? Alındığı: thinkco.com
- NV Mandich. (bindokuzyüz doksan beş). Krom Kimyası. . Alıntı: citeseerx.ist.psu.edu
- Kimya LibreTexts. Krom Kimyası. Alındığı kaynak: chem.libretexts.org
- Saul 1. Shupack. (1991). Krom Kimyası ve Ortaya Çıkan Bazı Analitik Problemler. İnceleme: ncbi.nlm.nih.gov
- Advameg, Inc. (2018). Krom. Alındığı: chemistryexplained.com