Chrom - Extrakce chromu, použití, ceny

obecný

Chrom (alt. Χρῶμα chrṓma, color ') je chemický prvek se symbolem Cr a atomovým číslem 24. Patří k přechodným kovům, v periodické tabulce je v 6. Podskupina (skupina 6) nebo skupina chrómu. Sloučeniny chrómu mají mnoho různých barev a často se používají jako pigmenty v barvách a lacích.

zotavení

Vytěžená chromitová ruda je uvolněna z mrtvé horniny. Ve druhém kroku probíhá oxidační digesce při přibližně 1200 ° C, čímž se získá chroman:

Chroman sodný je extrahován horkou vodou a převeden na dichroman s kyselinou sírovou:

Dichroman sodný krystalizuje po ochlazení jako dihydrát z roztoku. Následnou redukcí uhlíkem se získá oxid chromitý:

Poté následuje aluminotermická redukce oxidu chromitého na chrom:

Chrom nelze získat z oxidických rud redukcí uhlím, protože tak vzniká karbid chrómu. Čistší chrom je vyroben elektrolytickým ukládáním Cr³⁺Jsou zobrazeny ionty z roztoku kyseliny sírové. Odpovídající roztoky se připravují rozpuštěním oxidu chromitého nebo ferrochromu v kyselině sírové. Ferrochrom jako výchozí materiál však vyžaduje předchozí separaci železa.

Extrémně čistý chrom se vyrábí dalšími kroky čištění pomocí procesu van-Arkel-de-Boer.

Ferrochrom se vyrábí redukcí chromitu v elektrické obloukové peci při 2800 ° C.

Eigenschaften

Chrom je stříbrně bílý, korozivzdorný a zakalený odolný tvrdý kov, který je houževnatý, tvárný a tvárný v původním stavu. Je antiferomagnetický s teplotou Néel 475 K.^[11] Chrom se po určité době s vývojem vodíku rozpustí v kyselině chlorovodíkové a kyselině sírové, když ochranná vrstva oxidu zmizí. Běžné oxidační úrovně chromu jsou +2, +3 a +6, přičemž +3 jsou nejtrvalejší.

Cr (II) je d⁴-Konfigurace je nestabilní. Sotva existuje jiné redukční činidlo, které absorbuje kyslík ze vzduchu tak rychle jako Cr (II). Ale i bez vstupu vzduchu, Cr²⁺-Roztoky jsou stabilní pouze na krátkou dobu, pokud jsou získány z nejčistšího chromu (např. Elektrolytového chromu).

Cr³⁺ je nejstabilnější forma. To je vysvětleno teorií krystalového pole, podle které d³ Konfigurace je stabilizována poloplněnou spodní skořepinou.

Cr (VI) jako chromát (CrO₄^2-) nebo dichroman (Cr₂O₇^2-) se používá jako silné oxidační činidlo. Je toxický a karcinogenní. Ve vodných roztocích existuje chemická rovnováha mezi dvěma ionty, která je závislá na pH. Pokud okyselíte zředěný roztok žlutého chromanu, dostanete H.⁺-Ionty, podle LeChateliera se rovnováha posune ve směru dichromátu, roztok se zbarví oranžově.

Bezpečnostní pokyny a biologický význam

Role Cr (III) (Cr³⁺Ionty) v lidském těle jsou v současné době předmětem kontroverzí. Existují náznaky, že Cr (III) může hrát roli v metabolismu sacharidů a tuků u savců. Tyto informace jsou v současné době sledovány. Dřívější náznaky, že oblíbený doplněk stravy Cr (III) -picolinát příznivě působí na stavbu těla, nebylo možné v pozdějších studiích potvrdit. Studie s křeččími buňkami ukázala, že pikolinát Cr (III) je mutagenní a může způsobit rakovinu.

Aktuálně dostupné údaje naznačují, že je velmi nepravděpodobné, že by trpěl nedostatkem chromu. Ještě vyšší dávky Cr (III) vyvolávají toxický účinek jen s obtížemi, protože produkt rozpustnosti hydroxidu Cr (III) je extrémně nízký (6,7 x 10^-31). Je proto pravděpodobně velmi obtížné vstřebávat v lidském střevě. V USA byla doporučená úroveň příjmu Cr (III) snížena z 50–200 µg / den na 35 µg / den u dospělých mužů a na 25 µg / den u dospělých žen.

Sloučeniny Cr (VI) jsou extrémně toxické. Jsou mutagenní a poškozují DNA. Vstupují do těla dýchacími cestami a poškozují plicní tkáň. Lidé chronicky vystavení těmto sloučeninám jsou vystaveni zvýšenému riziku vzniku rakoviny plic. Jedovatý účinek se zvyšuje s nerozpustností soli. Směrnice RoHS přísně omezuje použití sloučenin Cr (VI) v Evropě.

Verwendung 

Chrom a sloučeniny chrómu se používají v široké škále aplikací, kde se používá jeho trvanlivost:

• tvrdé chromování: galvanické nanášení ochranné vrstvy proti opotřebení do tloušťky 1 mm přímo na ocel, litinu, měď. Hliník lze také pochromovat po nanesení mezivrstvy (tvrdé chromované hliníkové válce v konstrukci motoru).
• Dekorverchromung: galvanické nanášení vrstvy Cr o tloušťce <1 μm jako dekorace s mezikontáží protikorozní ochrany z niklu nebo nikl-mědi Plastové díly jsou také velmi často pochromované. Náhradou za dekorativní chromování je proces achrolytu.
• passivation galvanické zinkové vrstvy (chromátování)
• legovací prvek: u korozivzdorných a žáruvzdorných nerezových ocelí a barevných kovů
• Katalyzátor: pro povolení nebo urychlení chemických reakcí
• chrom opalování: hlavní způsob výroby kůže

Připojení 

• Chrome Oxide

Oxid chromitý Cr₂O₃, se používá jako smaltovaná barva a pro barvení skla (zelené lahve) (také kolínský most zelený). To nelze zaměňovat s toxickou chromovou zelenou.

• chrome žlutý

Chroman olovnatý (PbCrO)₄, sloužící jako zářivě žlutý barevný pigment („Post yellow“). Díky své toxicitě je nyní téměř úplně nahrazen organickými barevnými pigmenty. V analýze se používá pro jodometrické stanovení olova.

Chromová žlutá, která se používá jako barva umělce, je síran olovnatý / chroman olovnatý (asi 2 PbSO₄ · PbCrO₄). Pigment objevil Louis-Nicolas Vauquelin v roce 1809 a komerčně se vyrábí v Německu od roku 1820. Chromová žlutá má vysokou krycí schopnost, její světelná stabilita závisí na žlutém tónu. Chromová žlutá se v olejomalbě používá jen zřídka. Vincent van Gogh však použil chromovou žlutou a. A. ve slavných slunečnicových malbách provedených v oleji na plátně. Dnes však některé z nich trpí změnou barvy žlutých tónů.

Umělecký technolog prof. Christoph Krekel ze Stuttgartské umělecké akademie o používání pigmentu chrome žlutý: "Malíři padli na chromově žlutou, protože je velmi brilantní žlutá - má velkou barevnou intenzitu, to znamená, že pomocí tohoto nového žlutého odstínu byste mohli vytvořit mnohem jasnější obraz".

Chromově žlutá je také důležitou barvou při analýze padělků „starých“ obrazů.

• chrom oxid

Oxid chromitý CrO₂, je černý feromagnetický prášek pro výrobu magnetických pásek s lepším poměrem signálu k šumu než běžné magnetické pásky z oxidu železitého, protože oxid chromitý má vyšší koercitivitu.

• kyselina chromová

s hypotetickou strukturou H₂Cro₄ existuje pouze ve zředěném vodném roztoku. Je to velmi jedovaté. V některých chromanech a dichromanech existuje jako anion.

Anhydrid kyseliny chromové, velmi toxický oxid chromitý (Cr)₃, je známý jako oxid chromitý.

Oranžový, velmi jedovatý dichroman draselný K.₂Cr₂O₇ je silné oxidační činidlo: V roztoku kyseliny sírové se primární alkoholy snadno přeměňují na příslušné aldehydy, které lze použít pro semikvantitativní detekci alkoholu v dechu. V laboratorní oblasti to bylo ve formě kyselina chromová Používá se k čištění skla. Při kontaktu s chloridovými ionty je však těkavý, karcinogenní chromyl Cro₂Cl₂ vytvořen (odpočet!). Dichroman draselný se také používá jako titrant a jako fixátor v průmyslových barvicích lázních. Dichroman draselný a také velmi jedovatý dichroman amonný (NH₄)₂Cr₂O₇ jsou látkou citlivou na světlo v chromovaných želatinových vrstvách rané fotografie (viz proces jemného tisku).

• chromit

(Chrom železná cihla, viz výše) FeCr₂O₄ se používá k výrobě forem pro spalování cihel.

Obvykle
Jméno, symbol, atomové číslo	Chrome, Cr, 24
Serie	Přechodné kovy
Skupina, období, blok	6, 4, d
vzhled	stříbrný kov
číslo CAS	7440-47-3
Hmotnostní zlomek zemského pláště	0,019%[1]
jaderný
atomová hmotnost	51,9961 u
Atomový poloměr (vypočítaný)	140 (166) hodin
Kovalentní poloměr	139 pm
elektronová konfigurace	[Ar] 3d5 4s1
pracovní funkce	4,5 eV
1. ionizace	652,9 kJ / mol
2. ionizace	1590,6 kJ / mol
3. ionizace	2987 kJ / mol
4. ionizace	4743 kJ / mol
5. ionizace	6702 kJ / mol
6. ionizace	8744,9 kJ / mol
fyzicky
fyzický stav	fest
krystalová struktura	kubický na střed těla
hustota	7,14 g / cm3 (20 ° C)
tvrdost Mohs	8,5
magnetismus	antiferomagnetický, paramagnetické ( = 3,1 10-4)
bod tání	2180 K (1907 ° C)
bod varu	2944 K (2671 ° C)
Molární objem	7,23 · 10-6 m3/ mol
Výparné teplo	344,3 kJ / mol
skupenské teplo tání	16,9 kJ / mol
Rychlost zvuku	5940 m / s při 293,15 K
Měrná tepelná kapacita	449 J / (kg K)
Elektrická vodivost	7,87 · 106 A / (V · m)
tepelná vodivost	94 W / (m K)
chemický
oxidační stavy	6, 3, 2
normální potenciál	• −0,744 V (Cr3+ + 3 e- → Cr) • −0,913 V (Cr2+ + 2 e- → Cr)
electronegativity	1,66 (Paulingova stupnice)
izotop
izotop NH t1/2 ZA ZE (MeV) ZP 48Cr {Syn.} 21,58 h ε 1,659 48V 49Cr {syn.}% 42,3 min ε 2,631 49V 50Cr 4,345% > 1,8 · 1017 a 2 εε 1,037 50Ti 51Cr {Syn.} 27,7025 d ε 0,753 51V 52Cr 83,789 % stabilní 53Cr 9,501% stabilní 54Cr 2,365% stabilní 55Cr {Syn.} 3,497 min β- 2,603 55Mn 56Cr {Syn.} 5,94 min β- 1,617 56Mn
vlastnosti NMR
Roztočit γ v rad * T-1· s-1 Er(1H) fL bei Š = 4,7 T. v MHz 53Cr 3/2 -1,515 · 107 0,000903 11,3
bezpečnost
GHS označování nebezpečných látek Pozor H a P věty H: 400 EUH: žádné sazby EUH P: 273 nebezpečné Informace Pulver lehká váha hořlavý sanitární Schädlich (F) (Xn) R a S věty R: 11-40 (prášek) S: 7-33-36/37-60(Pulver)

Ceny chromu, grafy a historická data

Graf Chrom 2001-2011

Cena chromu -> Cena chromu v cenách strategických kovů