सीढ़ियां। प्रवेश समूह। सामग्री। दरवाजे। ताले। डिज़ाइन

इस तथ्य के कारण कि इसमें उत्कृष्ट एंटी-जंग गुण हैं। क्रोम चढ़ाना किसी भी अन्य मिश्र धातु को जंग से बचाता है। इसके अलावा, क्रोमियम के साथ मिश्र धातु स्टील्स उन्हें वही संक्षारण प्रतिरोध देता है जो धातु की विशेषता है।

तो आइए आज चर्चा करते हैं कि तकनीकी क्या हैं और ऑक्सीकरण विशेषताएंक्रोमियम सामग्री, बुनियादी उभयचर, दृढ गुणऔर धातु प्राप्त करना भी प्रभावित होगा। और हम यह भी पता लगाएंगे कि क्रोमियम का स्टील के गुणों पर क्या प्रभाव पड़ता है।

क्रोमियम द्वितीयक उपसमूह के छठे समूह के चौथे आवर्त की धातु है। परमाणु क्रमांक 24, परमाणु द्रव्यमान - 51, 996। यह ठोस धातुचांदी का नीला रंग। पर शुद्ध फ़ॉर्मलचीलापन और चिपचिपाहट अलग है, लेकिन नाइट्रोजन या कार्बन की थोड़ी सी अशुद्धियां इसे भंगुरता और कठोरता देती हैं।

क्रोमियम को अक्सर इसके मुख्य खनिज, क्रोमियम लौह अयस्क के रंग के कारण लौह धातु के रूप में जाना जाता है। लेकिन इसका नाम - ग्रीक "रंग", "पेंट" से, उन्होंने अपने यौगिकों के लिए धन्यवाद प्राप्त किया: लवण और धातु ऑक्साइड के साथ बदलती डिग्रीऑक्सीकरण इंद्रधनुष के सभी रंगों में चित्रित होते हैं।

• सामान्य परिस्थितियों में, क्रोमियम निष्क्रिय होता है और ऑक्सीजन, नाइट्रोजन या पानी के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है।
• हवा में, इसे तुरंत निष्क्रिय कर दिया जाता है - एक पतली ऑक्साइड फिल्म के साथ कवर किया जाता है, जो धातु तक ऑक्सीजन की पहुंच को पूरी तरह से अवरुद्ध कर देता है। इसी कारण से, पदार्थ सल्फ्यूरिक और नाइट्रिक एसिड के साथ बातचीत नहीं करता है।
• गर्म होने पर, धातु सक्रिय हो जाती है और पानी, ऑक्सीजन, एसिड और क्षार के साथ प्रतिक्रिया करती है।

यह एक शरीर-केंद्रित घन जाली द्वारा विशेषता है। कोई चरण संक्रमण नहीं हैं। 1830 सी के तापमान पर, एक चेहरा-केंद्रित जाली में संक्रमण संभव है।

हालांकि, क्रोमियम में एक दिलचस्प विसंगति है। 37 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, धातु के कुछ भौतिक गुण नाटकीय रूप से बदलते हैं: विद्युत प्रतिरोध बदलता है, रैखिक विस्तार गुणांक बदलता है, लोच का मापांक न्यूनतम हो जाता है और आंतरिक घर्षण बढ़ जाता है। यह नील बिंदु के पारित होने के कारण है: इस तापमान पर, पदार्थ अपने एंटीफेरोमैग्नेटिक गुणों को पैरामैग्नेटिक में बदल देता है, जो पहले स्तर का संक्रमण है और इसका मतलब मात्रा में तेज वृद्धि है।

क्रोमियम और उसके यौगिकों के रासायनिक गुणों का वर्णन इस वीडियो में किया गया है:

क्रोमियम के रासायनिक और भौतिक गुण

गलनांक और क्वथनांक

धातु की भौतिक विशेषताएं अशुद्धियों पर इस हद तक निर्भर करती हैं कि गलनांक भी स्थापित करना मुश्किल साबित हुआ है।

• आधुनिक माप के अनुसार, गलनांक 1907 C माना जाता है। धातु दुर्दम्य पदार्थों से संबंधित है।
• क्वथनांक 2671 सी है।

नीचे, क्रोमियम धातु के भौतिक और चुंबकीय गुणों का सामान्य विवरण दिया जाएगा।

क्रोमियम के सामान्य गुण और विशेषताएं

भौतिक विशेषताऐं

क्रोमियम सभी अपवर्तक धातुओं में सबसे स्थिर है।

• सामान्य परिस्थितियों में घनत्व 7200 किग्रा/घन है। m, आपसे कम है।
• मोहस पैमाने पर कठोरता 5 है, ब्रिनेल पैमाने पर 7–9 MN / m 2 है। क्रोमियम सबसे कठोर ज्ञात धातु है, जो यूरेनियम, इरिडियम, टंगस्टन और बेरिलियम के बाद दूसरे स्थान पर है।
• 20 C पर लोच का मापांक 294 GPa है। यह काफी उदारवादी आंकड़ा है।

संरचना के कारण - शरीर-केंद्रित जाली, क्रोमियम में भंगुर-नमनीय अवधि के तापमान जैसी विशेषता होती है। बस तभी हम बात कर रहे हेइस धातु के बारे में, यह मान शुद्धता की डिग्री पर अत्यधिक निर्भर होता है और -50 से +350 C तक होता है। व्यवहार में, क्रिस्टलीकृत क्रोमियम में कोई प्लास्टिसिटी नहीं होती है, लेकिन सॉफ्ट एनीलिंग और मोल्डिंग के बाद यह निंदनीय हो जाता है।

कोल्ड वर्किंग से धातु की ताकत भी बढ़ जाती है। मिश्र धातु के योजक भी इस गुणवत्ता को काफी बढ़ाते हैं।

थर्मल विशेषताओं

एक नियम के रूप में, दुर्दम्य धातुओं में है ऊँचा स्तरतापीय चालकता और, तदनुसार, तापीय विस्तार का एक कम गुणांक। हालांकि, क्रोमियम अपने गुणों में स्पष्ट रूप से भिन्न होता है।

नील बिंदु पर, थर्मल विस्तार का गुणांक एक तेज छलांग लगाता है, और फिर बढ़ते तापमान के साथ उल्लेखनीय रूप से बढ़ता रहता है। 29 सी पर (कूद से पहले), गुणांक का मान 6.2 · 10-6 मीटर/(एम के) है।

तापीय चालकता समान नियमितता का पालन करती है: नील बिंदु पर यह कम हो जाती है, हालांकि इतनी तेजी से नहीं और बढ़ते तापमान के साथ घट जाती है।

• सामान्य परिस्थितियों में, किसी पदार्थ की तापीय चालकता 93.7 W/(m K) होती है।
• समान परिस्थितियों में विशिष्ट ताप क्षमता 0.45 J/(g K) है।

विद्युत गुण

तापीय चालकता के असामान्य "व्यवहार" के बावजूद, क्रोमियम सबसे अच्छे वर्तमान कंडक्टरों में से एक है, जो इस पैरामीटर में चांदी और सोने के बाद दूसरे स्थान पर है।

• पर सामान्य तापमानधातु की विद्युत चालकता 7.9 106 1/(ओम मीटर) होगी।
• विशिष्ट विद्युत प्रतिरोध - 0.127 (ओम मिमी 2) / मी।

नील बिंदु - 38 सी तक, पदार्थ एक एंटीफेरोमैग्नेट है, यानी चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में और इसकी अनुपस्थिति में, कोई चुंबकीय गुण प्रकट नहीं होता है। 38 सी से ऊपर, क्रोमियम अनुचुंबकीय बन जाता है: यह बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में चुंबकीय गुण प्रदर्शित करता है।

विषाक्तता

प्रकृति में, क्रोमियम केवल बाध्य रूप में होता है, इसलिए मानव शरीर में शुद्ध क्रोमियम का प्रवेश वर्जित है। हालांकि, यह ज्ञात है कि धातु की धूल फेफड़ों के ऊतकों को परेशान करती है और त्वचा के माध्यम से अवशोषित नहीं होती है। धातु स्वयं विषाक्त नहीं है, लेकिन इसके यौगिकों के बारे में ऐसा नहीं कहा जा सकता है।

• त्रिसंयोजक क्रोमियममें हो जाता है वातावरणइसके प्रसंस्करण के दौरान। हालांकि, यह वजन घटाने के कार्यक्रमों में उपयोग किए जाने वाले आहार पूरक - क्रोमियम पिकोलिनेट के हिस्से के रूप में मानव शरीर में भी प्रवेश कर सकता है। ट्रेस तत्व के रूप में, त्रिकोणीय धातु ग्लूकोज के संश्लेषण में शामिल है और आवश्यक है। इसकी अधिकता, अध्ययनों को देखते हुए, एक निश्चित खतरा पैदा नहीं करती है, क्योंकि यह आंतों की दीवारों द्वारा अवशोषित नहीं होती है। हालांकि, यह शरीर में जमा हो सकता है।
• हेक्सावलेंट क्रोमियम यौगिक 100-1000 गुना से अधिक विषाक्त। यह क्रोमेट के उत्पादन के दौरान, वस्तुओं के क्रोम चढ़ाना के दौरान और कुछ वेल्डिंग कार्य के दौरान शरीर में प्रवेश कर सकता है। हेक्सावलेंट तत्व के यौगिक प्रबल ऑक्सीकारक होते हैं। एक बार जठरांत्र संबंधी मार्ग में, वे पेट और आंतों के रक्तस्राव का कारण बनते हैं, संभवतः आंतों के छिद्र के साथ। पदार्थ त्वचा के माध्यम से लगभग अवशोषित नहीं होते हैं, लेकिन उनका एक मजबूत संक्षारक प्रभाव होता है - जलन, सूजन और अल्सर की उपस्थिति संभव है।

क्रोमियम स्टेनलेस और गर्मी प्रतिरोधी के उत्पादन में एक अनिवार्य मिश्र धातु तत्व है। जंग का विरोध करने और इस गुणवत्ता को मिश्र धातुओं में स्थानांतरित करने की इसकी क्षमता सबसे अधिक मांग वाली धातु की गुणवत्ता बनी हुई है।

इस वीडियो में क्रोमियम यौगिकों के रासायनिक गुणों और इसके रेडॉक्स गुणों पर चर्चा की गई है:

क्रोमियम कई मिश्रित स्टील्स (विशेष रूप से, स्टेनलेस स्टील्स) के साथ-साथ कई अन्य मिश्र धातुओं में एक महत्वपूर्ण घटक है। इसका उपयोग पहनने के लिए प्रतिरोधी और सुंदर गैल्वेनिक कोटिंग्स (क्रोम चढ़ाना) के रूप में किया जाता है। क्रोमियम का उपयोग मिश्र धातुओं के उत्पादन के लिए किया जाता है: क्रोमियम -30 और क्रोमियम -90, उच्च शक्ति वाले प्लाज्मा मशाल नोजल और एयरोस्पेस उद्योग में उत्पादन के लिए अपरिहार्य।

क्रोमियम प्राप्त करने के लिए प्रयोग किया जाता है विभिन्न किस्मेंआग्नेयास्त्रों के बैरल (राइफल से तोपों तक), कवच प्लेट, अग्निरोधक अलमारियाँ, आदि के निर्माण में विशेष स्टील्स। 13% से अधिक क्रोमियम वाले स्टील लगभग जंग नहीं लगाते हैं और जहाजों के पानी के नीचे के हिस्सों के निर्माण के लिए उपयोग किए जाते हैं, विशेष रूप से, पतवारों के निर्माण के लिए पनडुब्बियों.

क्रोमियम का व्यापक रूप से क्रोम चढ़ाना उत्पादों के लिए उपयोग किया जाता है। क्रोम चढ़ाना इलेक्ट्रोलाइटिक रूप से किया जाता है। इस तथ्य के बावजूद कि लागू फिल्मों की मोटाई अक्सर 0.005 मिमी से अधिक नहीं होती है, क्रोम-प्लेटेड उत्पाद प्रतिरोधी बन जाते हैं बाहरी प्रभाव(नमी, हवा) और जंग न लगाएं।

क्रोमियम यौगिकों का उपयोग क्रोमियम ईंटों को बनाने के लिए किया जाता है - क्रोमोमैग्नेसाइट, धातुकर्म भट्टियों और अन्य धातुकर्म उपकरणों और संरचनाओं के कार्य स्थान में उपयोग किया जाता है।

"स्टेनलेस स्टील" - स्टील, जंग और ऑक्सीकरण के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध, में लगभग 17-19% क्रोमियम और 8-13% निकल होता है। लेकिन कार्बन इस स्टील के लिए हानिकारक है: क्रोमियम का कार्बाइड बनाने वाला "झुकाव" इस तथ्य की ओर ले जाता है कि इस तत्व की बड़ी मात्रा कार्बाइड में बंध जाती है जो स्टील की अनाज की सीमाओं पर अवक्षेपित हो जाती है, और अनाज स्वयं खराब हो जाते हैं क्रोमियम और एसिड और ऑक्सीजन के हमले के खिलाफ दृढ़ता से अपना बचाव नहीं कर सकता। इसलिए, कार्बन सामग्री स्टेनलेस स्टील कान्यूनतम होना चाहिए (0.1% से अधिक नहीं)।

उच्च तापमान पर, स्टील पैमाने के "तराजू" से ढका जा सकता है। कुछ मशीनों में पुर्जे सैकड़ों डिग्री तक गर्म होते हैं। ताकि जिस स्टील से ये पुर्जे बनाए जाते हैं, वह पैमाने के निर्माण से "पीड़ित" न हो, इसमें 25-30% क्रोमियम डाला जाता है। ऐसा स्टील 1000 डिग्री सेल्सियस तक तापमान का सामना कर सकता है!

हीटिंग तत्वों के रूप में, निकल-निक्रोम के साथ क्रोमियम के मिश्र धातु सफलतापूर्वक काम करते हैं। क्रोमियम-निकल मिश्र धातुओं में कोबाल्ट और मोलिब्डेनम को मिलाने से धातु को 650-900 ° C पर भारी भार का सामना करने की क्षमता मिलती है। इन मिश्र धातुओं का उपयोग, उदाहरण के लिए, गैस टरबाइन ब्लेड बनाने के लिए किया जाता है। कोबाल्ट, मोलिब्डेनम और क्रोमियम ("कोमोक्रोम") का एक मिश्र धातु मानव शरीर के लिए हानिरहित है और इसलिए इसका उपयोग पुनर्निर्माण सर्जरी में किया जाता है।

एक अमेरिकी फर्म ने हाल ही में नई सामग्री बनाई है जिसके चुंबकीय गुण तापमान के साथ बदलते हैं। ये सामग्री, जो मैंगनीज, क्रोमियम और के यौगिकों पर आधारित हैं वैज्ञानिकों के अनुसार, सुरमा, विभिन्न स्वचालित उपकरणों में आवेदन मिलेगा जो तापमान में उतार-चढ़ाव के प्रति संवेदनशील हैं, और अधिक महंगे थर्मोलेमेंट्स को बदलने में सक्षम होंगे।

अपवर्तक उद्योग में क्रोमाइट का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। मैग्नेसाइट-क्रोमाइट ईंट खुली चूल्हा भट्टियों और अन्य धातुकर्म इकाइयों को अस्तर करने के लिए एक उत्कृष्ट दुर्दम्य सामग्री है। इस सामग्री में उच्च गर्मी प्रतिरोध है, यह तापमान में बार-बार अचानक परिवर्तन से डरता नहीं है।

रसायनज्ञ क्रोमाइट्स का उपयोग पोटेशियम और सोडियम डाइक्रोमेट्स के साथ-साथ क्रोमियम फिटकिरी का उत्पादन करने के लिए करते हैं, जो चमड़े को तन बनाने के लिए उपयोग किया जाता है, जिससे इसे एक सुंदर चमक और ताकत मिलती है। ऐसी त्वचा को "क्रोम" कहा जाता है, और इसके जूते को "क्रोम" कहा जाता है।

जैसे कि अपने नाम को सही ठहराते हुए, क्रोमियम कांच, चीनी मिट्टी और कपड़ा उद्योगों के लिए रंगों के उत्पादन में सक्रिय भाग लेता है।

क्रोमियम ऑक्साइड ने ट्रैक्टर निर्माताओं को इंजन ब्रेक-इन समय को काफी कम करने की अनुमति दी। आमतौर पर यह ऑपरेशन, जिसके दौरान सभी रगड़ भागों को एक-दूसरे के लिए "आदत" होना चाहिए, काफी लंबे समय तक चला और यह निश्चित रूप से ट्रैक्टर कारखानों के श्रमिकों के अनुरूप नहीं था। जब एक नया ईंधन योज्य विकसित करना संभव था, जिसमें क्रोमियम ऑक्साइड शामिल था, तो एक रास्ता मिल गया था। योजक की क्रिया का रहस्य सरल है: जब ईंधन जलाया जाता है, तो क्रोमियम ऑक्साइड के सबसे छोटे अपघर्षक कण बनते हैं, जो सिलेंडरों की आंतरिक दीवारों और घर्षण के अधीन अन्य सतहों पर बसते हैं, जल्दी से खुरदरापन, पॉलिश और कसकर फिट होते हैं। भागों। एक नए प्रकार के तेल के साथ संयुक्त इस योजक ने ब्रेक-इन समय को 30 गुना कम करना संभव बना दिया।

सुरक्षात्मक क्रोम कोटिंग्स का अनुप्रयोग

यह लंबे समय से नोट किया गया है कि क्रोमियम न केवल बहुत कठिन है (इस संबंध में धातुओं के बीच इसका कोई प्रतिस्पर्धी नहीं है), बल्कि हवा के ऑक्सीकरण को भी अच्छी तरह से रोकता है और एसिड के साथ बातचीत नहीं करता है। उन्होंने अन्य सामग्रियों से बने उत्पादों की सतह पर इस धातु की एक पतली परत को इलेक्ट्रोलाइटिक रूप से जमा करने की कोशिश की ताकि उन्हें जंग, खरोंच और अन्य "चोटों" से बचाया जा सके। हालांकि, क्रोम कोटिंग्स झरझरा निकला, आसानी से छील गया और उन पर रखी उम्मीदों को सही नहीं ठहराया।

एक सदी के लगभग तीन तिमाहियों तक, वैज्ञानिक क्रोमियम चढ़ाना की समस्या से जूझते रहे, और हमारी सदी के 20 के दशक में ही समस्या का समाधान हुआ। विफलताओं का कारण यह था कि इस मामले में प्रयुक्त इलेक्ट्रोलाइट में ट्रिटेंट क्रोमियम था, जो नहीं बना सका वांछित कवरेज. लेकिन उनके हेक्सावलेंट "भाई" इस तरह के कार्य पर निर्भर थे। उस समय से, क्रोमिक एसिड को इलेक्ट्रोलाइट के रूप में इस्तेमाल किया गया है - इसमें क्रोमियम की वैधता 6 है। सुरक्षात्मक कोटिंग्स की मोटाई (उदाहरण के लिए, कारों, मोटरसाइकिलों, साइकिलों के कुछ बाहरी हिस्सों पर) 0.1 मिलीमीटर तक है। लेकिन कभी-कभी क्रोम चढ़ाना का उपयोग सजावटी उद्देश्यों के लिए किया जाता है - घड़ियों, दरवाज़े के हैंडल और अन्य वस्तुओं को खत्म करने के लिए जो गंभीर खतरे में नहीं हैं। ऐसे मामलों में, क्रोमियम की सबसे पतली परत (0.0002-0.0005 मिमी) उत्पाद पर लागू होती है।

क्रोम कार

क्रोमियम चढ़ाना का एक और तरीका है - प्रसार, जो गैल्वेनिक स्नान में नहीं, बल्कि भट्टियों में होता है। प्रारंभ में, एक स्टील के हिस्से को क्रोमियम पाउडर में रखा गया था और कम करने वाले वातावरण में उच्च तापमान पर गर्म किया गया था। उसी समय, क्रोमियम से समृद्ध एक परत कठोरता के संदर्भ में भाग की सतह पर दिखाई दी और जंग प्रतिरोधस्टील से बहुत बेहतर है जिससे हिस्सा बनाया जाता है। लेकिन (और यहाँ कुछ "लेकिन" थे) लगभग 1000 ° C के तापमान पर, क्रोमियम पाउडर सिंटर्स और इसके अलावा, लेपित धातु की सतह पर कार्बाइड बनते हैं, जो क्रोमियम के स्टील में प्रसार को रोकते हैं। मुझे एक और क्रोमियम कैरियर की तलाश करनी थी; इस उद्देश्य के लिए पाउडर के बजाय, क्रोमियम - क्लोराइड या आयोडाइड के वाष्पशील हैलोजन लवण का उपयोग किया जाने लगा, जिससे प्रक्रिया के तापमान को कम करना संभव हो गया।

क्रोमियम क्लोराइड (या आयोडाइड) सीधे क्रोमियम चढ़ाना संयंत्र में पाउडर क्रोमियम या फेरोक्रोमियम के माध्यम से संबंधित हाइड्रोहेलिक एसिड के वाष्पों को पारित करके प्राप्त किया जाता है। परिणामी गैसीय क्लोराइड क्रोम-प्लेटेड उत्पाद को कवर करता है, और सतह परत क्रोमियम से संतृप्त होती है। इस तरह की कोटिंग जस्ती की तुलना में आधार सामग्री से बहुत अधिक मजबूत होती है।

लिथुआनियाई रसायनज्ञों ने विशेष रूप से महत्वपूर्ण भागों के लिए एक बहु-परत "श्रृंखला मेल" बनाने का एक तरीका विकसित किया है। इस लेप की सबसे पतली ऊपरी परत (सूक्ष्मदर्शी के नीचे, इसकी सतह वास्तव में चेन मेल से मिलती-जुलती है) में क्रोमियम होता है: सेवा की प्रक्रिया में, यह "आग पर काबू पाने" वाला पहला है, लेकिन क्रोमियम के ऑक्सीकरण होने में कई साल बीत जाते हैं। इस बीच, विवरण चुपचाप अपनी जिम्मेदार सेवा करता है।

क्रोमियम (Cr) एक तत्व है जिसका परमाणु क्रमांक 24 तथा परमाणु भारआवधिक प्रणाली की चौथी अवधि के छठे समूह के 51,996 पक्ष उपसमूह रासायनिक तत्वडी। आई। मेंडेलीव। क्रोमियम एक नीले-सफेद रंग की कठोर धातु है। इसमें उच्च रासायनिक प्रतिरोध है। पर कमरे का तापमान Cr पानी और हवा के लिए प्रतिरोधी है। यह तत्व स्टील्स के औद्योगिक मिश्र धातु में उपयोग की जाने वाली सबसे महत्वपूर्ण धातुओं में से एक है। क्रोमियम यौगिकों में विभिन्न रंगों का एक चमकीला रंग होता है, जिसके लिए उन्हें वास्तव में उनका नाम मिला। आखिरकार, ग्रीक से अनुवादित, "क्रोम" का अर्थ है "पेंट"।

42Cr से 66Cr तक क्रोमियम के 24 ज्ञात समस्थानिक हैं। स्थिर प्राकृतिक समस्थानिक 50Cr (4.31%), 52Cr (87.76%), 53Cr (9.55%) और 54Cr (2.38%)। छह कृत्रिम . में से रेडियोधर्मी समस्थानिक 27.8 दिनों के आधे जीवन के साथ सबसे महत्वपूर्ण 51Cr है। इसका उपयोग आइसोटोप ट्रेसर के रूप में किया जाता है।

पुरातनता की धातुओं (सोना, चांदी, तांबा, लोहा, टिन और सीसा) के विपरीत, क्रोमियम का अपना "खोजकर्ता" होता है। 1766 में, येकातेरिनबर्ग के आसपास के क्षेत्र में एक खनिज पाया गया था, जिसे "साइबेरियन रेड लेड" - PbCrO4 कहा जाता था। 1797 में, L. N. Vauquelin ने खनिज क्रोकोइट में तत्व संख्या 24 की खोज की - प्राकृतिक लेड क्रोमेट। लगभग उसी समय (1798), Vauquelin से स्वतंत्र, क्रोमियम की खोज जर्मन वैज्ञानिकों M. G. Klaproth और Lovitz द्वारा भारी काले खनिज के नमूने में की गई थी ( यह क्रोमाइट FeCr2O4) उरल्स में पाया गया। बाद में, 1799 में, F. Tassert ने दक्षिण-पूर्वी फ्रांस में पाए जाने वाले उसी खनिज में एक नई धातु की खोज की। ऐसा माना जाता है कि यह Tassert था जो सबसे पहले अपेक्षाकृत शुद्ध धातु क्रोमियम प्राप्त करने में कामयाब रहा।

क्रोमियम धातु का उपयोग क्रोमियम चढ़ाना के लिए किया जाता है, और मिश्र धातु वाले स्टील्स (विशेष रूप से, स्टेनलेस स्टील्स) के सबसे महत्वपूर्ण घटकों में से एक के रूप में भी। इसके अलावा, क्रोमियम ने कई अन्य मिश्र धातुओं (एसिड-प्रतिरोधी और गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स) में आवेदन पाया है। आखिरकार, स्टील में इस धातु की शुरूआत से जलीय मीडिया में सामान्य तापमान पर और ऊंचे तापमान पर गैसों में जंग के प्रतिरोध में वृद्धि होती है। क्रोमियम स्टील्स को बढ़ी हुई कठोरता की विशेषता है। क्रोमियम का उपयोग थर्मोक्रोमाइजिंग में किया जाता है, एक प्रक्रिया जिसमें सीआर का सुरक्षात्मक प्रभाव स्टील की सतह पर एक पतली लेकिन मजबूत ऑक्साइड फिल्म के निर्माण के कारण होता है, जो धातु को पर्यावरण के साथ बातचीत करने से रोकता है।

क्रोमियम यौगिकों को भी व्यापक अनुप्रयोग मिला है, इसलिए अपवर्तक उद्योग में क्रोमाइट्स का सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है: खुली चूल्हा भट्टियां और अन्य धातुकर्म उपकरण मैग्नेसाइट-क्रोमाइट ईंटों के साथ पंक्तिबद्ध होते हैं।

क्रोमियम उन बायोजेनिक तत्वों में से एक है जो पौधों और जानवरों के ऊतकों में लगातार शामिल होते हैं। पौधों में पत्तियों में क्रोमियम होता है, जहां यह कम आणविक भार परिसर के रूप में मौजूद होता है जो उप-कोशिकीय संरचनाओं से जुड़ा नहीं होता है। अब तक वैज्ञानिक पौधों के लिए इस तत्व की आवश्यकता को सिद्ध नहीं कर पाए हैं। हालांकि, जानवरों में, सीआर लिपिड, प्रोटीन (ट्रिप्सिन एंजाइम का हिस्सा), और कार्बोहाइड्रेट (ग्लूकोज-प्रतिरोधी कारक का एक संरचनात्मक घटक) के चयापचय में शामिल है। यह ज्ञात है कि जैव रासायनिक प्रक्रियाओं में केवल त्रिसंयोजक क्रोमियम शामिल होता है। अधिकांश अन्य महत्वपूर्ण बायोजेनिक तत्वों की तरह, क्रोमियम भोजन के माध्यम से पशु या मानव शरीर में प्रवेश करता है। शरीर में इस ट्रेस तत्व की कमी से विकास में मंदी आती है, तीव्र बढ़ोतरीरक्त में कोलेस्ट्रॉल का स्तर और परिधीय ऊतकों की इंसुलिन के प्रति संवेदनशीलता को कम करता है।

वहीं, अपने शुद्ध रूप में क्रोमियम बहुत विषैला होता है - Cr धातु की धूल फेफड़ों के ऊतकों को परेशान करती है, क्रोमियम (III) यौगिक डर्मेटाइटिस का कारण बनते हैं। क्रोमियम (VI) यौगिक कैंसर सहित विभिन्न मानव रोगों को जन्म देते हैं।

जैविक गुण

क्रोमियम एक महत्वपूर्ण बायोजेनिक तत्व है, जो निश्चित रूप से पौधों, जानवरों और मनुष्यों के ऊतकों का हिस्सा है। पौधों में इस तत्व की औसत सामग्री 0.0005% है, और यह लगभग सभी जड़ों (92-95%) में जमा हो जाती है, बाकी पत्तियों में निहित है। उच्च पौधे इस धातु की सांद्रता 3∙10-4 mol/L से ऊपर बर्दाश्त नहीं करते हैं। जानवरों में क्रोमियम की मात्रा एक प्रतिशत के दस हज़ारवें से दस लाखवें हिस्से तक होती है। लेकिन प्लवक में, क्रोमियम संचय गुणांक अद्भुत है - 10,000-26,000। एक वयस्क मानव शरीर में, सीआर सामग्री 6 से 12 मिलीग्राम तक होती है। इसके अलावा, मनुष्यों के लिए क्रोमियम की शारीरिक आवश्यकता को पर्याप्त रूप से पर्याप्त रूप से स्थापित नहीं किया गया है। यह काफी हद तक आहार पर निर्भर करता है - जब उच्च चीनी वाले खाद्य पदार्थ खाते हैं, तो शरीर में क्रोमियम की आवश्यकता बढ़ जाती है। यह आमतौर पर स्वीकार किया जाता है कि एक व्यक्ति को प्रतिदिन इस तत्व के लगभग 20-300 एमसीजी की आवश्यकता होती है। अन्य बायोजेनिक तत्वों की तरह, क्रोमियम शरीर के ऊतकों में, विशेष रूप से बालों में जमा होने में सक्षम होता है। यह उनमें है कि क्रोमियम की सामग्री इस धातु के साथ शरीर के प्रावधान की डिग्री को इंगित करती है। दुर्भाग्य से, उम्र के साथ, फेफड़ों के अपवाद के साथ, ऊतकों में क्रोमियम का "भंडार" समाप्त हो जाता है।

क्रोमियम लिपिड, प्रोटीन (यह ट्रिप्सिन एंजाइम में मौजूद है), कार्बोहाइड्रेट (यह ग्लूकोज प्रतिरोधी कारक का एक संरचनात्मक घटक है) के चयापचय में शामिल है। यह कारक इंसुलिन के साथ सेलुलर रिसेप्टर्स की बातचीत को सुनिश्चित करता है, जिससे शरीर की इसके लिए आवश्यकता कम हो जाती है। ग्लूकोज टॉलरेंस फैक्टर (GTF) अपनी भागीदारी से सभी चयापचय प्रक्रियाओं में इंसुलिन की क्रिया को बढ़ाता है। इसके अलावा, क्रोमियम कोलेस्ट्रॉल चयापचय के नियमन में शामिल है और कुछ एंजाइमों का उत्प्रेरक है।

जानवरों और मनुष्यों के शरीर में क्रोमियम का मुख्य स्रोत भोजन है। वैज्ञानिकों ने पाया है कि पौधों के खाद्य पदार्थों में क्रोमियम की सांद्रता पशु खाद्य पदार्थों की तुलना में बहुत कम है। क्रोमियम के सबसे समृद्ध स्रोत शराब बनाने वाले का खमीर, मांस, यकृत, फलियां और साबुत अनाज हैं। भोजन और रक्त में इस धातु की सामग्री में कमी से विकास दर में कमी, रक्त कोलेस्ट्रॉल में वृद्धि और परिधीय ऊतकों की इंसुलिन (एक मधुमेह अवस्था) के प्रति संवेदनशीलता में कमी आती है। इसके अलावा, एथेरोस्क्लेरोसिस और उच्च तंत्रिका गतिविधि के विकारों के विकास का जोखिम बढ़ जाता है।

हालांकि, पहले से ही एक मिलीग्राम प्रति . के अंशों की सांद्रता पर घन मापीवातावरण में, सभी क्रोमियम यौगिकों का शरीर पर विषाक्त प्रभाव पड़ता है। क्रोमियम विषाक्तता और इसके यौगिक उनके उत्पादन में, मैकेनिकल इंजीनियरिंग, धातु विज्ञान और कपड़ा उद्योग में अक्सर होते हैं। क्रोमियम की विषाक्तता की डिग्री इसके यौगिकों की रासायनिक संरचना पर निर्भर करती है - डाइक्रोमेट क्रोमेट्स की तुलना में अधिक जहरीले होते हैं, सीआर + 6 यौगिक सीआर + 2 और सीआर + 3 यौगिकों की तुलना में अधिक जहरीले होते हैं। विषाक्तता के लक्षण नाक गुहा में सूखापन और दर्द, तीव्र गले में खराश, सांस लेने में कठिनाई, खाँसी और इसी तरह के लक्षणों की भावना से प्रकट होते हैं। क्रोमियम वाष्प या धूल की थोड़ी अधिक मात्रा के साथ, कार्यशाला में काम बंद होने के तुरंत बाद विषाक्तता के लक्षण गायब हो जाते हैं। क्रोमियम यौगिकों के साथ लंबे समय तक निरंतर संपर्क के साथ, पुरानी विषाक्तता के लक्षण दिखाई देते हैं - कमजोरी, लगातार सिरदर्द, वजन कम होना, अपच। जठरांत्र संबंधी मार्ग, अग्न्याशय, यकृत के काम में गड़बड़ी शुरू होती है। ब्रोंकाइटिस, ब्रोन्कियल अस्थमा, न्यूमोस्क्लेरोसिस विकसित होता है। त्वचा रोग प्रकट होते हैं - जिल्द की सूजन, एक्जिमा। इसके अलावा, क्रोमियम यौगिक खतरनाक कार्सिनोजेन्स होते हैं जो शरीर के ऊतकों में जमा हो सकते हैं, जिससे कैंसर हो सकता है।

विषाक्तता की रोकथाम क्रोमियम और इसके यौगिकों के साथ काम करने वाले कर्मियों की आवधिक चिकित्सा परीक्षा है; वेंटिलेशन की स्थापना, धूल दमन और धूल संग्रह के साधन; श्रमिकों द्वारा व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण (श्वसन यंत्र, दस्ताने) का उपयोग।

"रंग", "पेंट" की अवधारणा में मूल "क्रोम" कई तरह के क्षेत्रों में उपयोग किए जाने वाले कई शब्दों का हिस्सा है: विज्ञान, प्रौद्योगिकी और यहां तक ​​​​कि संगीत भी। फोटोग्राफिक फिल्मों के कई नामों में यह मूल है: "ऑर्थोक्रोम", "पैनक्रोम", "आइसोपैनक्रोम" और अन्य। "गुणसूत्र" शब्द में दो ग्रीक शब्द हैं: "क्रोमो" और "सोमा"। सचमुच, इसका अनुवाद "चित्रित शरीर" या "चित्रित शरीर" के रूप में किया जा सकता है। क्रोमोसोम का संरचनात्मक तत्व, जो क्रोमोसोम दोहरीकरण के परिणामस्वरूप कोशिका नाभिक के इंटरफेज़ में बनता है, "क्रोमेटिड" कहलाता है। "क्रोमैटिन" - पौधे और पशु कोशिकाओं के नाभिक में स्थित गुणसूत्रों का एक पदार्थ, जो परमाणु रंगों से तीव्रता से सना हुआ है। "क्रोमेटोफोर्स" जानवरों और मनुष्यों में वर्णक कोशिकाएं हैं। संगीत में, "क्रोमैटिक स्केल" की अवधारणा का उपयोग किया जाता है। "खोमका" रूसी समझौते के प्रकारों में से एक है। प्रकाशिकी में, "रंगीन विपथन" और "रंगीन ध्रुवीकरण" की अवधारणाएं हैं। "क्रोमैटोग्राफी" - भौतिक-रासायनिक विधिमिश्रण का पृथक्करण और विश्लेषण। "क्रोमोस्कोप" - विशेष रूप से चयनित अलग-अलग रंगीन प्रकाश फिल्टर के माध्यम से प्रकाशित दो या तीन रंग-पृथक फोटोग्राफिक छवियों को वैकल्पिक रूप से जोड़कर रंगीन छवि प्राप्त करने के लिए एक उपकरण।

सबसे जहरीला क्रोमियम ऑक्साइड (VI) CrO3 है, यह 1 खतरे वर्ग के अंतर्गत आता है। मनुष्यों (मौखिक) के लिए घातक खुराक 0.6 ग्राम है। एथिल अल्कोहल ताजा तैयार CrO3 के संपर्क में आने पर प्रज्वलित होता है!

स्टेनलेस स्टील के सबसे सामान्य ग्रेड में 18% Cr, 8% Ni, लगभग 0.1% C होता है। यह उत्कृष्ट रूप से जंग और ऑक्सीकरण का प्रतिरोध करता है और उच्च तापमान पर अपनी ताकत बनाए रखता है। यह इस स्टील से है कि वी.आई. के मूर्तिकला समूह के निर्माण में प्रयुक्त चादरें। मुखिना "कार्यकर्ता और सामूहिक फार्म गर्ल"।

क्रोमियम स्टील्स के उत्पादन में धातुकर्म उद्योग में इस्तेमाल किया जाने वाला फेरोक्रोमियम 90 वीं शताब्दी के अंत में बहुत खराब गुणवत्ता वाला था। यह इसमें क्रोमियम की कम सामग्री के कारण है - केवल 7-8%। तब इसे "तस्मानियाई पिग आयरन" कहा जाता था, इस तथ्य को देखते हुए कि मूल लौह-क्रोमियम अयस्क तस्मानिया से आयात किया गया था।

यह पहले उल्लेख किया गया था कि क्रोम फिटकरी का उपयोग खाल की कमाना में किया जाता है। इसके लिए धन्यवाद, "क्रोम" बूट की अवधारणा दिखाई दी। क्रोमियम यौगिकों से रंगा हुआ चमड़ा चमक, चमक और मजबूती प्राप्त करता है।

कई प्रयोगशालाएं "क्रोमियम मिश्रण" का उपयोग करती हैं - केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड के साथ पोटेशियम डाइक्रोमेट के संतृप्त समाधान का मिश्रण। इसका उपयोग कांच और स्टील प्रयोगशाला कांच के बने पदार्थ की सतहों को कम करने में किया जाता है। यह वसा का ऑक्सीकरण करता है और उसके अवशेषों को हटाता है। बस इस मिश्रण को सावधानी से संभालें, क्योंकि यह एक मजबूत एसिड और एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट का मिश्रण है!

आजकल, लकड़ी का उपयोग अभी भी एक निर्माण सामग्री के रूप में किया जाता है, क्योंकि यह सस्ती और संसाधित करने में आसान है। लेकिन उसके पास बहुत कुछ है नकारात्मक गुण- आग के लिए संवेदनशीलता, इसे नष्ट करने वाले कवक रोग। इन सभी परेशानियों से बचने के लिए, पेड़ को क्रोमेट्स और बाइक्रोमेट्स प्लस जिंक क्लोराइड, कॉपर सल्फेट, सोडियम आर्सेनेट और कुछ अन्य पदार्थों से युक्त विशेष यौगिकों से लगाया जाता है। ऐसी रचनाओं के लिए धन्यवाद, लकड़ी कवक और बैक्टीरिया के साथ-साथ खुली आग के प्रतिरोध को बढ़ाती है।

मुद्रण उद्योग में क्रोम ने एक विशेष स्थान पर कब्जा कर लिया। 1839 में, यह पाया गया कि सोडियम डाइक्रोमेट से संसेचित कागज, तेज रोशनी से प्रकाशित होने के बाद, अचानक भूरा हो जाता है। फिर यह पता चला कि कागज पर बिक्रोमेट कोटिंग्स, एक्सपोज़र के बाद, पानी में नहीं घुलते हैं, लेकिन, जब गीला हो जाता है, तो एक नीला रंग प्राप्त होता है। इस संपत्ति का उपयोग प्रिंटर द्वारा किया जाता था। वांछित पैटर्न को एक प्लेट पर बाइक्रोमेट युक्त कोलाइडल कोटिंग के साथ फोटो खिंचवाया गया था। धोने के दौरान प्रबुद्ध क्षेत्र भंग नहीं हुए, लेकिन गैर-उजागर वाले भंग हो गए, और प्लेट पर एक पैटर्न बना रहा जिससे प्रिंट करना संभव था।

कहानी

तत्व संख्या 24 की खोज का इतिहास 1761 में शुरू हुआ, जब येकातेरिनबर्ग के पास बेरेज़ोव्स्की खदान (यूराल पर्वत के पूर्वी पैर) में एक असामान्य लाल खनिज पाया गया, जो धूल में रगड़ने पर पीला रंग देता था। यह खोज सेंट पीटर्सबर्ग विश्वविद्यालय के प्रोफेसर जोहान गोटलोब लेहमैन की थी। पांच साल बाद, वैज्ञानिक ने नमूनों को सेंट पीटर्सबर्ग शहर में पहुंचाया, जहां उन्होंने उन पर कई प्रयोग किए। विशेष रूप से, उन्होंने हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ असामान्य क्रिस्टल का इलाज किया, एक सफेद अवक्षेप प्राप्त किया जिसमें सीसा पाया गया था। प्राप्त परिणामों के आधार पर, लेमन ने खनिज साइबेरियाई लाल सीसा का नाम दिया। यह क्रोकोइट (ग्रीक "क्रोकोस" - केसर से) की खोज की कहानी है - प्राकृतिक लेड क्रोमेट PbCrO4।

इस खोज में रुचि रखने वाले, एक जर्मन प्रकृतिवादी और यात्री पीटर साइमन पलास ने रूस के केंद्र में सेंट पीटर्सबर्ग एकेडमी ऑफ साइंसेज के एक अभियान का आयोजन और नेतृत्व किया। 1770 में, अभियान उरल्स पहुंचा और बेरेज़ोव्स्की खदान का दौरा किया, जहां अध्ययन किए गए खनिज के नमूने लिए गए थे। इस प्रकार यात्री स्वयं इसका वर्णन करता है: “यह अद्भुत लाल सीसा खनिज किसी अन्य जमा में नहीं पाया जाता है। पीसा जाता है जब पाउडर में पीसता है और लघु कला में इस्तेमाल किया जा सकता है। जर्मन उद्यम ने क्रोकोइट को यूरोप में निकालने और पहुंचाने की सभी कठिनाइयों को पार कर लिया। इस तथ्य के बावजूद कि इन ऑपरेशनों में कम से कम दो साल लगे, जल्द ही पेरिस और लंदन के रईसों की गाड़ियां बारीक कुचले हुए मगरमच्छ से रंगी हुई थीं। पुरानी दुनिया के कई विश्वविद्यालयों के खनिज संग्रहालयों के संग्रह को समृद्ध किया गया है बेहतरीन उदाहरणरूसी आंतों से यह खनिज। हालांकि, यूरोपीय वैज्ञानिक रहस्यमय खनिज की संरचना को उजागर नहीं कर सके।

यह तीस साल तक चला, जब तक कि साइबेरियन रेड लेड का एक नमूना 1796 में पेरिस मिनरोलॉजिकल स्कूल में रसायन विज्ञान के प्रोफेसर निकोलस लुई वाउक्वेलिन के हाथों में नहीं गिर गया। क्रोकॉइट का विश्लेषण करने के बाद, वैज्ञानिक को उसमें आयरन, लेड और एल्युमिनियम के ऑक्साइड के अलावा कुछ नहीं मिला। इसके बाद, वाउक्वेलिन ने क्रोकोइट को पोटाश (K2CO3) के घोल से उपचारित किया और, लेड कार्बोनेट के एक सफेद अवक्षेप की वर्षा के बाद, एक अज्ञात नमक के पीले घोल को अलग कर दिया। विभिन्न धातुओं के लवण के साथ खनिज के उपचार पर प्रयोगों की एक श्रृंखला आयोजित करने के बाद, प्रोफेसर ने हाइड्रोक्लोरिक एसिड का उपयोग करते हुए, "रेड लेड एसिड" - क्रोमियम ऑक्साइड और पानी (क्रोमिक एसिड केवल पतला घोल में मौजूद है) के घोल को अलग किया। इस घोल को वाष्पित करने के बाद, उन्होंने माणिक-लाल क्रिस्टल (क्रोमिक एनहाइड्राइड) प्राप्त किया। कोयले की उपस्थिति में एक ग्रेफाइट क्रूसिबल में क्रिस्टल को और अधिक गर्म करने से ग्रे सुई जैसे बहुत सारे क्रिस्टल मिलते हैं - एक नया, अब तक अज्ञात धातु। प्रयोगों की अगली श्रृंखला ने परिणामी तत्व की उच्च अपवर्तकता और एसिड के प्रतिरोध को दिखाया। पेरिस एकेडमी ऑफ साइंसेज ने तुरंत खोज को देखा, वैज्ञानिक ने अपने दोस्तों के आग्रह पर, यौगिकों के रंगों की विविधता के कारण नए तत्व को नाम दिया - क्रोमियम (ग्रीक "रंग", "रंग" से) यह बनता है। अपने बाद के कार्यों में, वौक्वेलिन ने आत्मविश्वास से कहा कि कुछ का पन्ना रंग कीमती पत्थर, साथ ही प्राकृतिक बेरिलियम और एल्यूमीनियम सिलिकेट, उनमें क्रोमियम यौगिकों के मिश्रण द्वारा समझाया गया है। एक उदाहरण पन्ना है, जो एक हरे रंग का बेरिल है जिसमें एल्यूमीनियम को आंशिक रूप से क्रोमियम से बदल दिया जाता है।

यह स्पष्ट है कि वौक्वेलिन को शुद्ध धातु नहीं मिली, सबसे अधिक संभावना है कि इसकी कार्बाइड, जो हल्के भूरे रंग के क्रिस्टल के विशेष आकार से पुष्टि होती है। शुद्ध धात्विक क्रोमियम बाद में एफ. टैसर्ट द्वारा प्राप्त किया गया था, संभवतः 1800 में।

इसके अलावा, वौक्वेलिन से स्वतंत्र रूप से, क्रोमियम की खोज 1798 में क्लैप्रोथ और लोविट्ज़ ने की थी।

प्रकृति में होना

पृथ्वी की आंतों में, क्रोमियम एक काफी सामान्य तत्व है, इस तथ्य के बावजूद कि यह अपने मुक्त रूप में नहीं होता है। उनका क्लार्क (औसत सामग्री भूपर्पटी) 8.3.10-3% या 83 ग्राम/टी है। हालांकि, नस्लों में इसका वितरण असमान है। यह तत्व मुख्य रूप से पृथ्वी के मेंटल की विशेषता है, तथ्य यह है कि अल्ट्रामैफिक चट्टानें (पेरिडोटाइट्स), जो माना जाता है कि हमारे ग्रह के मेंटल के करीब हैं, क्रोमियम में सबसे अमीर हैं: 2 10-1% या 2 किग्रा / टी। ऐसी चट्टानों में, Cr बड़े पैमाने पर और प्रसारित अयस्कों का निर्माण करता है, जो इस तत्व के सबसे बड़े जमा के गठन से जुड़े होते हैं। मूल चट्टानों (बेसाल्ट, आदि) 2 10-2% या 200 ग्राम/टी में क्रोमियम की मात्रा भी अधिक होती है। अम्लीय चट्टानों में Cr बहुत कम होता है: 2.5 10-3%, तलछटी (बलुआ पत्थर) - 3.5 10-3%, शेल में क्रोमियम भी होता है - 9 10-3%।

यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि क्रोमियम एक विशिष्ट लिथोफाइल तत्व है और यह लगभग सभी पृथ्वी के आंतों में गहरी घटना के खनिजों में निहित है।

तीन मुख्य क्रोमियम खनिज हैं: मैग्नोक्रोमाइट (एमएन, फे) सीआर 2 ओ 4, क्रोमपीकोटाइट (एमजी, फे) (सीआर, अल) 2 ओ 4 और एल्युमिनोक्रोमाइट (फे, एमजी) (सीआर, अल) 2 ओ 4। इन खनिजों का एक ही नाम है - क्रोमियम स्पिनल और सामान्य सूत्र (Mg, Fe)O (Cr, Al, Fe) 2O3। वे दिखने में अप्रभेद्य हैं और उन्हें गलत तरीके से "क्रोमाइट्स" कहा जाता है। उनकी रचना परिवर्तनशील है। सबसे महत्वपूर्ण घटकों की सामग्री भिन्न होती है (वजन%): Cr2O3 10.5 से 62.0 तक; Al2O3 4 से 34.0 तक; Fe2O3 1.0 से 18.0 तक; FeO 7.0 से 24.0 तक; एमजीओ 10.5 से 33.0 तक; SiO2 0.4 से 27.0 तक; TiO2 अशुद्धियाँ 2 तक; V2O5 0.2 तक; ZnO अप करने के लिए 5; MnO 1. कुछ क्रोमियम अयस्कों में 0.1-0.2 g/t प्लैटिनम समूह के तत्व और 0.2 g/t तक सोना होता है।

विभिन्न क्रोमाइट्स के अलावा, क्रोमियम कई अन्य खनिजों का हिस्सा है - क्रोम वेसुवियन, क्रोमियम क्लोराइट, क्रोम टूमलाइन, क्रोमियम अभ्रक (फुक्साइट), क्रोमियम गार्नेट (यूवरोवाइट), आदि, जो अक्सर अयस्कों के साथ होते हैं, लेकिन औद्योगिक नहीं होते हैं महत्व। क्रोमियम एक अपेक्षाकृत कमजोर जल प्रवासी है। बहिर्जात परिस्थितियों में, क्रोमियम, लोहे की तरह, निलंबन के रूप में पलायन करता है और मिट्टी में जमा किया जा सकता है। क्रोमेट सबसे मोबाइल रूप हैं।

व्यावहारिक महत्व का, शायद, केवल क्रोमाइट FeCr2O4 है, जो स्पिनल्स से संबंधित है - क्यूबिक सिस्टम के आइसोमॉर्फिक खनिज के साथ सामान्य सूत्र MO Me2O3, जहाँ M एक द्विसंयोजी धातु आयन है और Me एक त्रिसंयोजी धातु आयन है। स्पिनल्स के अलावा, क्रोमियम कई कम सामान्य खनिजों में पाया जाता है, जैसे मेलानोक्रोइट 3PbO 2Cr2O3, वोकलेनाइट 2 (Pb, Cu) CrO4 (Pb, Cu) 3 (PO4)2, tarapakaite K2CrO4, ditzeite CaIO3 CaCrO4 और अन्य।

क्रोमाइट आमतौर पर काले रंग के दानेदार द्रव्यमान के रूप में पाए जाते हैं, कम बार - अष्टफलकीय क्रिस्टल के रूप में, एक धातु की चमक होती है, निरंतर सरणियों के रूप में होती है।

20 वीं शताब्दी के अंत में, इस धातु के भंडार के साथ दुनिया के लगभग पचास देशों में क्रोमियम के भंडार (पहचाने गए) की मात्रा 1674 मिलियन टन थी। )। क्रोमियम संसाधनों के मामले में दूसरा स्थान कजाकिस्तान का है, जहां अक्टोबे क्षेत्र (केम्पिरसाई मासिफ) में अयस्क का बहुत खनन किया जाता है। उच्च गुणवत्ता. अन्य देशों में भी इस तत्व का भंडार है। तुर्की (गुलेमैन में), फिलीपींस लुज़ोन द्वीप पर, फ़िनलैंड (केमी), भारत (सुकिंडा), आदि।

हमारे देश में अपने स्वयं के क्रोमियम जमा विकसित हो रहे हैं - उरल्स (डोंस्कॉय, सरनोव्सकोए, खलीलोवस्कॉय, अलापाएवस्कॉय और कई अन्य) में। और में प्रारंभिक XIXसदियों से, यह यूराल जमा था जो क्रोमियम अयस्कों के मुख्य स्रोत थे। केवल 1827 में, अमेरिकी आइजैक टिसन ने मैरीलैंड और पेंसिल्वेनिया की सीमा पर क्रोमियम अयस्क के एक बड़े भंडार की खोज की, जिसने कई वर्षों तक खनन के एकाधिकार को जब्त कर लिया। 1848 में, तुर्की में उच्च गुणवत्ता वाले क्रोमाइट के भंडार पाए गए, बर्सा से बहुत दूर नहीं, और जल्द ही (पेंसिल्वेनिया जमा की कमी के बाद) यह वह देश था जिसने एक एकाधिकारवादी की भूमिका को जब्त कर लिया था। यह 1906 तक जारी रहा, जब दक्षिण अफ्रीका और भारत में क्रोमाइट्स के समृद्ध भंडार की खोज की गई।

आवेदन पत्र

आज शुद्ध क्रोमियम धातु की कुल खपत लगभग 15 मिलियन टन है। इलेक्ट्रोलाइटिक क्रोमियम का उत्पादन - सबसे शुद्ध - 5 मिलियन टन है, जो कुल खपत का एक तिहाई है।

क्रोमियम का व्यापक रूप से स्टील्स और मिश्र धातुओं को मिश्र धातु बनाने के लिए उपयोग किया जाता है, जिससे उन्हें संक्षारण प्रतिरोध और गर्मी प्रतिरोध मिलता है। परिणामी शुद्ध धातु का 40% से अधिक ऐसे "सुपरऑलॉय" के निर्माण पर खर्च किया जाता है। 15-20% सीआर सामग्री के साथ सबसे प्रसिद्ध प्रतिरोध मिश्र धातु निक्रोम हैं, गर्मी प्रतिरोधी मिश्र - 13-60% सीआर, स्टेनलेस - 18% सीआर और बॉल-बेयरिंग स्टील्स 1% सीआर। पारंपरिक स्टील्स में क्रोमियम मिलाने से उनके भौतिक गुणों में सुधार होता है और धातु गर्मी उपचार के लिए अधिक संवेदनशील हो जाती है।

क्रोमियम धातु का उपयोग क्रोमियम चढ़ाना के लिए किया जाता है - इन मिश्र धातुओं के संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए स्टील मिश्र धातुओं की सतह पर क्रोमियम की एक पतली परत लगाने से। क्रोम-प्लेटेड कोटिंग नम वायुमंडलीय हवा, नमकीन समुद्री हवा, पानी, नाइट्रिक और अधिकांश कार्बनिक अम्लों के प्रभावों का पूरी तरह से विरोध करती है। इस तरह के कोटिंग्स दो उद्देश्यों के होते हैं: सुरक्षात्मक और सजावटी। मोटाई सुरक्षात्मक लेपलगभग 0.1 मिमी है, वे सीधे उत्पाद पर लागू होते हैं और इसे पहनने के प्रतिरोध में वृद्धि करते हैं। सजावटी कोटिंग्ससौंदर्य मूल्य है, किसी अन्य धातु (तांबे या निकल) की एक परत पर लागू होते हैं, जो वास्तव में एक सुरक्षात्मक कार्य करता है। ऐसी कोटिंग की मोटाई केवल 0.0002–0.0005 मिमी है।

विभिन्न क्षेत्रों में क्रोमियम यौगिकों का भी सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है।

मुख्य क्रोमियम अयस्क - क्रोमाइट FeCr2O4 का उपयोग अपवर्तक के उत्पादन में किया जाता है। मैग्नेसाइट-क्रोमाइट ईंटें रासायनिक रूप से निष्क्रिय और गर्मी प्रतिरोधी होती हैं, वे तेज कई तापमान परिवर्तनों का सामना करती हैं, इसलिए उनका उपयोग खुली चूल्हा भट्टियों के मेहराब और अन्य धातुकर्म उपकरणों और संरचनाओं के काम करने की जगह के निर्माण में किया जाता है।

क्रोमियम (III) ऑक्साइड क्रिस्टल की कठोरता - Cr2O3 कोरन्डम की कठोरता के अनुरूप है, जिसने मैकेनिकल इंजीनियरिंग, गहने, ऑप्टिकल और घड़ी उद्योगों में उपयोग किए जाने वाले पीस और लैपिंग पेस्ट की रचनाओं में इसका उपयोग सुनिश्चित किया। इसका उपयोग कुछ के हाइड्रोजनीकरण और डिहाइड्रोजनीकरण के लिए उत्प्रेरक के रूप में भी किया जाता है कार्बनिक यौगिक. Cr2O3 का उपयोग पेंटिंग में हरे रंग के रंगद्रव्य के रूप में और कांच को रंगने के लिए किया जाता है।

पोटेशियम क्रोमेट - K2CrO4 का उपयोग चमड़े की कमाना में, कपड़ा उद्योग में एक मोर्डेंट के रूप में, रंजक के उत्पादन में और मोम विरंजन में किया जाता है।

पोटेशियम डाइक्रोमेट (क्रोमिक) - K2Cr2O7 का उपयोग चमड़े की कमाना में भी किया जाता है, कपड़ों को रंगते समय मॉर्डेंट, धातुओं और मिश्र धातुओं का संक्षारण अवरोधक होता है। इसका उपयोग माचिस के निर्माण और प्रयोगशाला उद्देश्यों के लिए किया जाता है।

क्रोमियम (II) क्लोराइड CrCl2 एक बहुत मजबूत कम करने वाला एजेंट है, जो वायुमंडलीय ऑक्सीजन द्वारा भी आसानी से ऑक्सीकृत हो जाता है, जिसका उपयोग O2 के मात्रात्मक अवशोषण के लिए गैस विश्लेषण में किया जाता है। इसके अलावा, इसका उपयोग पिघले हुए लवण और क्रोमैटोमेट्री के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा क्रोमियम के उत्पादन में एक सीमित सीमा तक किया जाता है।

पोटेशियम क्रोमियम फिटकिरी K2SO4.Cr2(SO4)3 24H2O मुख्य रूप से कपड़ा उद्योग में - चमड़े की कमाना में उपयोग किया जाता है।

निर्जल क्रोमियम क्लोराइड CrCl3 रासायनिक वाष्प जमाव द्वारा स्टील की सतह पर क्रोमियम कोटिंग्स लगाने के लिए प्रयोग किया जाता है, है अभिन्न अंगकुछ उत्प्रेरक। हाइड्रेट्स CrCl3 - कपड़ों को रंगते समय चुभने वाला।

लेड क्रोमेट PbCrO4 से विभिन्न रंग बनाए जाते हैं।

गैल्वनाइजिंग से पहले स्टील के तार की सतह को साफ करने और अचार बनाने के लिए सोडियम डाइक्रोमेट के घोल का उपयोग किया जाता है, और पीतल को भी चमकाया जाता है। क्रोमिक एसिड सोडियम बाइक्रोमेट से प्राप्त होता है, जिसका उपयोग धातु भागों के क्रोमियम चढ़ाना में इलेक्ट्रोलाइट के रूप में किया जाता है।

उत्पादन

प्रकृति में, क्रोमियम मुख्य रूप से क्रोमियम लौह अयस्क FeO Cr2O3 के रूप में होता है, जब इसे कोयले से कम किया जाता है, तो लोहे के साथ क्रोमियम का एक मिश्र धातु प्राप्त होता है - फेरोक्रोमियम, जिसका उपयोग सीधे क्रोमियम स्टील्स के उत्पादन में धातुकर्म उद्योग में किया जाता है। इस रचना में क्रोमियम की मात्रा 80% (वजन के अनुसार) तक पहुँच जाती है।

कोयले के साथ क्रोमियम (III) ऑक्साइड की कमी का उद्देश्य उच्च कार्बन क्रोमियम का उत्पादन करना है, जो विशेष मिश्र धातुओं के उत्पादन के लिए आवश्यक है। प्रक्रिया एक इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस में की जाती है।

शुद्ध क्रोमियम प्राप्त करने के लिए, क्रोमियम (III) ऑक्साइड पहले प्राप्त किया जाता है, और फिर इसे एल्युमिनोथर्मिक विधि द्वारा कम किया जाता है। उसी समय, पाउडर के मिश्रण या एल्यूमीनियम छीलन (Al) के रूप में और क्रोमियम ऑक्साइड (Cr2O3) के आवेश को 500-600 ° C के तापमान पर गर्म किया जाता है। फिर, बेरियम के मिश्रण के साथ कमी शुरू की जाती है। एल्यूमीनियम पाउडर के साथ पेरोक्साइड, या चार्ज के हिस्से को प्रज्वलित करके, उसके बाद शेष भाग को जोड़कर। इस प्रक्रिया में, यह महत्वपूर्ण है कि परिणामी तापीय ऊर्जा क्रोमियम को पिघलाने और इसे स्लैग से अलग करने के लिए पर्याप्त हो।

Cr2O3 + 2Al = 2Cr + 2Al2O3

इस तरह से प्राप्त क्रोमियम में एक निश्चित मात्रा में अशुद्धियाँ होती हैं: आयरन 0.25-0.40%, सल्फर 0.02%, कार्बन 0.015-0.02%। शुद्ध पदार्थ की सामग्री 99.1-99.4% है। ऐसा क्रोमियम भंगुर होता है और आसानी से पाउडर में बदल जाता है।

इस पद्धति की वास्तविकता 1859 में फ्रेडरिक वोहलर द्वारा सिद्ध और प्रदर्शित की गई थी। औद्योगिक पैमाने पर, क्रोमियम का एल्युमिनोथर्मिक कमी बनने के बाद ही संभव हुआ सुलभ विधिसस्ते एल्यूमीनियम प्राप्त करना। Goldschmidt सबसे पहले विकसित हुआ था सुरक्षित तरीकाअत्यधिक ऊष्माक्षेपी (इसलिए विस्फोटक) पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया का विनियमन।

यदि उद्योग में उच्च शुद्धता वाला क्रोमियम प्राप्त करना आवश्यक हो, तो इलेक्ट्रोलाइटिक विधियों का उपयोग किया जाता है। इलेक्ट्रोलिसिस क्रोमिक एनहाइड्राइड, अमोनियम क्रोमियम फिटकिरी या क्रोमियम सल्फेट के साथ तनु सल्फ्यूरिक एसिड के मिश्रण के अधीन है। एल्यूमीनियम या स्टेनलेस कैथोड पर इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान जमा क्रोमियम में अशुद्धियों के रूप में घुलित गैसें होती हैं। हाइड्रोजन प्रवाह और वैक्यूम डीगैसिंग में उच्च तापमान (1500-1700 डिग्री सेल्सियस) शुद्धिकरण का उपयोग करके 99.90-99.995% की शुद्धता प्राप्त की जा सकती है। उन्नत इलेक्ट्रोलाइटिक क्रोमियम रिफाइनिंग तकनीक "कच्चे" उत्पाद से सल्फर, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और हाइड्रोजन को हटा देती है।

इसके अलावा, आर्गन में 900 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पोटेशियम, कैल्शियम और सोडियम फ्लोराइड के साथ मिश्रित CrCl3 या CrF3 के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा धातु Cr प्राप्त करना संभव है।

शुद्ध क्रोमियम प्राप्त करने के लिए इलेक्ट्रोलाइटिक विधि की संभावना 1854 में बन्सन द्वारा क्रोमियम क्लोराइड के जलीय घोल को इलेक्ट्रोलिसिस के अधीन करके साबित कर दी गई थी।

उद्योग शुद्ध क्रोमियम प्राप्त करने के लिए एक सिलिकोथर्मिक विधि का भी उपयोग करता है। इस मामले में, क्रोमियम ऑक्साइड सिलिकॉन द्वारा कम किया जाता है:

2Cr2O3 + 3Si + 3CaO = 4Cr + 3CaSiO3

क्रोमियम को आर्क भट्टियों में सिलिकोथर्मली गलाना है। क्विकलाइम को जोड़ने से दुर्दम्य सिलिकॉन डाइऑक्साइड को कम पिघलने वाले कैल्शियम सिलिकेट स्लैग में बदलना संभव हो जाता है। सिलिकोथर्मल क्रोमियम की शुद्धता लगभग एल्युमिनोथर्मिक क्रोमियम के समान होती है, हालांकि, स्वाभाविक रूप से, इसमें सिलिकॉन की सामग्री कुछ अधिक होती है, और एल्यूमीनियम की मात्रा कुछ कम होती है।

1500 डिग्री सेल्सियस पर हाइड्रोजन के साथ Cr2O3 की कमी, हाइड्रोजन, क्षार या क्षारीय पृथ्वी धातुओं, मैग्नीशियम और जस्ता के साथ निर्जल CrCl3 की कमी से भी Cr प्राप्त किया जा सकता है।

क्रोमियम प्राप्त करने के लिए, उन्होंने अन्य कम करने वाले एजेंटों - कार्बन, हाइड्रोजन, मैग्नीशियम का उपयोग करने की कोशिश की। हालांकि, इन विधियों का व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है।

वैन आर्केल-कुचमन-डी बोअर प्रक्रिया में, क्रोमियम (III) आयोडाइड के अपघटन का उपयोग 1100 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किए गए तार पर किया जाता है, जिस पर शुद्ध धातु का जमाव होता है।

भौतिक गुण

क्रोमियम एक कठोर, बहुत भारी, दुर्दम्य, निंदनीय स्टील-ग्रे धातु है। शुद्ध क्रोमियम काफी प्लास्टिक है, एक शरीर-केंद्रित जाली में क्रिस्टलीकृत होता है, a = 2.885Å (20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर)। लगभग 1830 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, चेहरे-केंद्रित जाली के साथ संशोधन में परिवर्तन की संभावना अधिक होती है, a = 3.69 । परमाणु का आधा घेरा 1.27 ; आयनिक त्रिज्या Cr2+ 0.83Å, Cr3+ 0.64Å, Cr6+ 0.52 ।

क्रोमियम का गलनांक सीधे उसकी शुद्धता से संबंधित होता है। इसलिए, शुद्ध क्रोमियम के लिए इस सूचक की परिभाषा बहुत है मुश्किल कार्य- आखिरकार, नाइट्रोजन या ऑक्सीजन अशुद्धियों की एक छोटी सी सामग्री भी गलनांक के मूल्य को महत्वपूर्ण रूप से बदल सकती है। कई शोधकर्ता दशकों से इस मुद्दे पर काम कर रहे हैं और ऐसे परिणाम प्राप्त किए हैं जो एक दूसरे से बहुत दूर हैं: 1513 से 1920 डिग्री सेल्सियस तक। पहले यह माना जाता था कि यह धातु 1890 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पिघलती है, लेकिन आधुनिक अध्ययन तापमान का संकेत देते हैं। 1907 डिग्री सेल्सियस पर, क्रोमियम 2500 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर उबलता है - डेटा भी भिन्न होता है: 2199 डिग्री सेल्सियस से 2671 डिग्री सेल्सियस तक। क्रोमियम का घनत्व लोहे की तुलना में कम होता है; यह 7.19 ग्राम/सेमी3 (200 डिग्री सेल्सियस पर) है।

क्रोमियम धातुओं की सभी मुख्य विशेषताओं की विशेषता है - यह अच्छी तरह से गर्मी का संचालन करता है, विद्युत प्रवाह के लिए इसका प्रतिरोध बहुत कम है, अधिकांश धातुओं की तरह, क्रोमियम में एक विशिष्ट चमक होती है। इसके अलावा, इस तत्व में एक बहुत है दिलचस्प विशेषतातथ्य यह है कि 37 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर इसके व्यवहार की व्याख्या नहीं की जा सकती है - कई भौतिक गुणों में तेज परिवर्तन होता है, इस परिवर्तन में अचानक चरित्र होता है। क्रोमियम, 37 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर एक बीमार व्यक्ति की तरह, कार्य करना शुरू कर देता है: क्रोमियम का आंतरिक घर्षण अधिकतम तक पहुंच जाता है, लोच का मापांक न्यूनतम हो जाता है। विद्युत चालकता का मूल्य कूदता है, थर्मोइलेक्ट्रोमोटिव बल और रैखिक विस्तार का गुणांक लगातार बदलता रहता है। वैज्ञानिक अभी तक इस घटना की व्याख्या नहीं कर पाए हैं।

क्रोमियम की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता 0.461 kJ / (kg.K) या 0.11 cal / (g ° C) (25 ° C के तापमान पर) है; तापीय चालकता गुणांक 67 डब्ल्यू / (एम के) या 0.16 कैल / (सेमी सेकंड डिग्री सेल्सियस) (20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर)। रैखिक विस्तार का थर्मल गुणांक 8.24 10-6 (20 डिग्री सेल्सियस पर)। 20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर क्रोमियम में 0.414 माइक्रोन मीटर का एक विशिष्ट विद्युत प्रतिरोध होता है, और 20-600 डिग्री सेल्सियस की सीमा में विद्युत प्रतिरोध का थर्मल गुणांक 3.01 10-3 होता है।

यह ज्ञात है कि क्रोमियम अशुद्धियों के प्रति बहुत संवेदनशील है - अन्य तत्वों (ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, कार्बन) के सबसे छोटे अंश क्रोमियम को बहुत भंगुर बना सकते हैं। इन अशुद्धियों के बिना क्रोमियम प्राप्त करना अत्यंत कठिन है। इस कारण से, इस धातु का उपयोग संरचनात्मक उद्देश्यों के लिए नहीं किया जाता है। लेकिन धातु विज्ञान में, यह सक्रिय रूप से एक मिश्र धातु सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है, क्योंकि मिश्र धातु के अतिरिक्त स्टील को कठोर और पहनने के लिए प्रतिरोधी बनाता है, क्योंकि क्रोमियम सभी धातुओं में सबसे कठोर है - यह हीरे की तरह कांच को काटता है! ब्रिनेल के अनुसार उच्च शुद्धता वाले क्रोमियम की कठोरता 7-9 MN/m2 (70-90 kgf/cm2) है। क्रोमियम को स्प्रिंग, स्प्रिंग, टूल, डाई और बॉल बेयरिंग स्टील्स के साथ मिश्रित किया जाता है। उनमें (बॉल-बेयरिंग स्टील्स को छोड़कर) क्रोमियम मैंगनीज, मोलिब्डेनम, निकल, वैनेडियम के साथ मौजूद होता है। साधारण स्टील्स (5% Cr तक) में क्रोमियम मिलाने से उनके भौतिक गुणों में सुधार होता है और धातु गर्मी उपचार के लिए अधिक संवेदनशील हो जाती है।

क्रोमियम एंटीफेरोमैग्नेटिक है, विशिष्ट चुंबकीय संवेदनशीलता 3.6 10-6 है। विशिष्ट विद्युत प्रतिरोध 12.710-8 ओम। क्रोमियम 6.210-6 के रैखिक विस्तार का तापमान गुणांक। इस धातु के वाष्पीकरण की ऊष्मा 344.4 kJ/mol है।

क्रोम हवा और पानी में जंग के लिए प्रतिरोधी है।

रासायनिक गुण

रासायनिक रूप से, क्रोमियम बल्कि निष्क्रिय है, यह इसकी सतह पर एक मजबूत पतली ऑक्साइड फिल्म की उपस्थिति के कारण है। नमी की उपस्थिति में भी Cr हवा में ऑक्सीकृत नहीं होता है। गर्म होने पर, ऑक्सीकरण विशेष रूप से धातु की सतह पर होता है। 1200 डिग्री सेल्सियस पर फिल्म टूट जाती है और ऑक्सीकरण बहुत तेजी से आगे बढ़ता है। 2000 डिग्री सेल्सियस पर, क्रोमियम हरा क्रोमियम (III) ऑक्साइड Cr2O3 बनाने के लिए जलता है, जिसमें एम्फ़ोटेरिक गुण होते हैं। Cr2O3 को क्षार के साथ मिलाने से क्रोमाइट प्राप्त होते हैं:

Cr2O3 + 2NaOH = 2NaCrO2 + H2O

बिना कैलक्लाइंड क्रोमियम (III) ऑक्साइड क्षारीय घोलों और अम्लों में आसानी से घुलनशील है:

Cr2O3 + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2O

यौगिकों में, क्रोमियम मुख्य रूप से ऑक्सीकरण अवस्थाओं Cr+2, Cr+3, Cr+6 को प्रदर्शित करता है। सबसे स्थिर Cr+3 और Cr+6 हैं। कुछ यौगिक ऐसे भी हैं जहाँ क्रोमियम में ऑक्सीकरण अवस्था Cr+1, Cr+4, Cr+5 है। क्रोमियम यौगिक रंग में बहुत विविध हैं: सफेद, नीला, हरा, लाल, बैंगनी, काला और कई अन्य।

क्रोमियम आसानी से हाइड्रोक्लोरिक और सल्फ्यूरिक एसिड के तनु विलयनों के साथ अभिक्रिया करके क्रोमियम क्लोराइड और सल्फेट बनाता है और हाइड्रोजन छोड़ता है:

Cr + 2HCl = CrCl2 + H2

एक्वा रेजिया और नाइट्रिक एसिड क्रोमियम को निष्क्रिय करते हैं। इसके अलावा, नाइट्रिक एसिड के साथ पारित क्रोमियम तनु सल्फ्यूरिक और हाइड्रोक्लोरिक एसिड में नहीं घुलता है, यहां तक ​​​​कि उनके समाधान में लंबे समय तक उबालने पर भी, लेकिन कुछ बिंदु पर विघटन अभी भी होता है, साथ में जारी हाइड्रोजन से तेजी से झाग होता है। इस प्रक्रिया को इस तथ्य से समझाया गया है कि क्रोमियम एक निष्क्रिय अवस्था से एक सक्रिय अवस्था में जाता है, जिसमें धातु एक सुरक्षात्मक फिल्म द्वारा संरक्षित नहीं होती है। इसके अलावा, यदि विघटन की प्रक्रिया में फिर से नाइट्रिक एसिड मिलाया जाता है, तो प्रतिक्रिया बंद हो जाएगी, क्योंकि क्रोमियम फिर से निष्क्रिय हो जाता है।

सामान्य परिस्थितियों में, क्रोमियम फ्लोरीन के साथ क्रिया करके CrF3 बनाता है। 600 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर, जल वाष्प के साथ बातचीत होती है, इस बातचीत का परिणाम क्रोमियम ऑक्साइड (III) Cr2O3 है:

4Cr + 3O2 = 2Cr2O3

Cr2O3 हरे रंग के माइक्रोक्रिस्टल हैं जिनका घनत्व 5220 kg/m3 और उच्च गलनांक (2437°C) है। क्रोमियम (III) ऑक्साइड एम्फ़ोटेरिक गुण प्रदर्शित करता है, लेकिन बहुत निष्क्रिय है, इसे जलीय एसिड और क्षार में भंग करना मुश्किल है। क्रोमियम (III) ऑक्साइड काफी जहरीला होता है। त्वचा के संपर्क में आने से एक्जिमा और अन्य त्वचा रोग हो सकते हैं। इसलिए, क्रोमियम (III) ऑक्साइड के साथ काम करते समय, व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण का उपयोग करना अनिवार्य है।

ऑक्साइड के अलावा, ऑक्सीजन के साथ अन्य यौगिकों को जाना जाता है: CrO, CrO3, अप्रत्यक्ष रूप से प्राप्त होता है। सबसे बड़ा खतरा इनहेल्ड ऑक्साइड एरोसोल है, जो ऊपरी श्वसन पथ और फेफड़ों के गंभीर रोगों का कारण बनता है।

क्रोमियम ऑक्सीजन युक्त घटकों के साथ बड़ी संख्या में लवण बनाता है।

परिभाषा

क्रोमियम- हल्के भूरे रंग की ठोस धातु (चित्र 1), जिसमें एक शरीर-केंद्रित घन संरचना होती है।

पैरामैग्नेटिक, अच्छा कंडक्टर बिजली, उच्च कठोरता में भिन्न होता है, कांच को खरोंचता है।

चावल। 1. क्रोम। उपस्थिति।

पर यांत्रिक विशेषताएंटाइटेनियम अशुद्धियों की उपस्थिति से अत्यधिक प्रभावित होता है। शुद्ध क्रोमियम नमनीय होता है, और इसमें नाइट्रोजन और ऑक्सीजन अशुद्धियों का एक छोटा सा अंश भी होता है, यह भंगुर और भंगुर होता है। तकनीकी शुद्धता का क्रोमियम आसानी से फट जाता है और पाउडर बन जाता है।

मुख्य क्रोमियम स्थिरांक नीचे दी गई तालिका में दिखाए गए हैं।

तालिका नंबर एक। भौतिक गुणऔर क्रोमियम का घनत्व।

प्रकृति में क्रोमियम की व्यापकता

क्रोमियम के रासायनिक गुणों और घनत्व का संक्षिप्त विवरण

मध्यम तापमान पर, क्रोमियम हवा में स्थिर होता है: क्रोम-प्लेटेड उत्पाद खराब नहीं होते हैं, क्योंकि एक पतली और पारदर्शी ऑक्साइड फिल्म मज़बूती से उन्हें ऑक्सीकरण से बचाती है।

क्रोमियम आसानी से घुल जाता है हाइड्रोक्लोरिक एसिड(हवा की पहुंच के बिना) क्रोमियम (II) लवण के नीले-नीले घोल के निर्माण के साथ:

सीआर + 2 एचसीएल \u003d सीआरसीएल 2 + एच 2।

ऑक्सीकरण एसिड के साथ - केंद्रित सल्फ्यूरिक और नाइट्रिक - कमरे के तापमान पर, क्रोमियम परस्पर क्रिया नहीं करता है। यह एक्वा रेजिया में नहीं घुलता है। दिलचस्प बात यह है कि बहुत शुद्ध क्रोमियम तनु सल्फ्यूरिक एसिड के साथ भी प्रतिक्रिया नहीं करता है, हालांकि इसका कारण अभी तक स्थापित नहीं हुआ है। जब एकाग्र में रखा जाता है नाइट्रिक एसिडक्रोमियम निष्क्रिय है, अर्थात। तनु अम्लों के साथ परस्पर क्रिया करने की क्षमता खो देता है।

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण 1

उदाहरण 2

असाधारण कठोरता, संक्षारण प्रतिरोध और पहनने में कठिनाई। इसका व्यापक उपयोग मिश्र धातुओं को संप्रेषित करने की धातु की क्षमता के कारण है जिसमें यह शामिल है।

क्रोमियम में जंग के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध है: हवा में, यह एक पतली ऑक्साइड फिल्म बनाता है, जो बहुत घनी होती है, जो सतह पर हवा और पानी की पहुंच को पूरी तरह से अवरुद्ध कर देती है। लेकिन सबसे दिलचस्प बात यह है कि पदार्थ, जब विभिन्न मिश्र धातुओं में मिलाया जाता है, तो उन्हें जंग के लिए समान प्रतिरोध देता है।

यह धातु के उपयोग का आधार है।

क्रोमियम की एक बड़ी मात्रा, एक तरह से या किसी अन्य, का उपयोग इंजीनियरिंग उद्योग में किया जाता है। धातु का उपयोग कम बार किया जाता है - लगभग 30%, और इसमें से अधिकांश मिश्र धातुओं का एक घटक है।

हम ज़िरकोनियम, कोबाल्ट, निकल और क्रोमियम पर आधारित मिश्र धातु के साथ-साथ क्रोमियम और अन्य धातुओं के साथ मोलिब्डेनम के बारे में बात करेंगे।

यह वीडियो आपको घर पर क्रोम प्लेटिंग के बारे में बताएगा:

मिश्र धातु

बेशक, पहले स्थान पर। उच्च कठोरता की विशेषता वाला क्रोमियम इस गुण को स्टील्स में स्थानांतरित करने में सक्षम है। लेकिन यह जल्दी ही स्पष्ट हो गया कि तत्व को जोड़ने से बहुत अधिक दिलचस्प प्रभाव पड़ते हैं।

सामान्य तौर पर, धातु की अशुद्धता वाले सभी स्टील्स को निम्न-मिश्र धातु में विभाजित किया जाता है - 1.6% से कम, और उच्च-मिश्र धातु - 12% से अधिक।

• कम एलॉयड- एक नियम के रूप में, संरचना में क्रोमियम सामग्री के साथ संरचनात्मक स्टील्स 0.6 से 1.6% तक। यह योजक उच्च कठोरता, शक्ति और यहां तक ​​कि कठोरता प्रदान करता है। तुलना के लिए, स्टील की तन्य शक्ति 40 - 580 एमपीए, तरलता - 340 एमपीए, सापेक्ष बढ़ाव - 19% है। और स्टील 40 के लिए समान संकेतक, लेकिन 1% क्रोमियम के अतिरिक्त इस प्रकार हैं: तन्य शक्ति - 1000 एमपीए, उपज शक्ति - 800 एमपीए, बढ़ाव - 13%। क्रोमियम स्टील्स का उपयोग गियर, टैपेट, मशीन शाफ्ट, बोल्ट और अन्य भागों के लिए कच्चे माल के रूप में किया जाता है जहां उच्च शक्ति और पहनने के प्रतिरोध की आवश्यकता होती है।
• अत्यधिक मिश्रधातु- 12% से अधिक क्रोमियम के साथ, उनके पास एक उत्कृष्ट संपत्ति है: वे जंग के अधीन नहीं हैं। क्रोमियम स्टील में इसके घटक के समान अद्वितीय गुण होते हैं: क्रोमियम α-लोहे की क्षमता में तेज वृद्धि की ओर जाता है, और परिणामस्वरूप, मिश्र धातु की सतह पर घने ऑक्साइड की एक पतली फिल्म बनती है। यह स्टेनलेस स्टील का 100% जंग प्रतिरोध प्रदान करता है। स्टेनलेस स्टील का उपयोग फास्टनरों, पाइपलाइन भागों, ईंधन उपकरण तत्वों, घरेलू वस्तुओं, उपकरण भागों आदि के निर्माण में किया जाता है। जहां भी स्थायित्व और नमी और तापमान परिवर्तन के प्रतिरोध की आवश्यकता होती है - डॉवेल से लेकर टर्बाइनों के धातु भागों, दहन कक्षों और पनडुब्बियों तक, स्टेनलेस क्रोमियम स्टील्स का उपयोग हर जगह किया जाता है।

क्रोमियम स्टील्स में एक खामी है - सामग्री को रोल नहीं किया जा सकता है। क्रोमियम (क्रोमियम-निकल मिश्र) के साथ मिश्र धातु में पेश करके इसे ठीक किया गया था। इसके अलावा, निकल ने संक्षारण प्रतिरोध को और बढ़ाया।

• तीसरा दिलचस्प समूह है गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स. निकेल उनका मुख्य मिश्र धातु तत्व है, लेकिन क्रोमियम को यहां भी नहीं छोड़ा जा सकता है, और धातु की मात्रा बहुत अधिक हो सकती है - 30 से 66% तक। ऐसे स्टील से बने उत्पाद 1200 C तक के तापमान पर अपना कार्य करते हैं। गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातुओं का उपयोग टरबाइन स्टील, वाल्व के लिए सामग्री के रूप में किया जाता है पिस्टन इंजन, फास्टनरों और इतने पर।

जिसमें:

• उच्च तापमान की स्थिति में तापमान और भार के लिए एक अद्वितीय प्रतिरोध भी है। निक्रोम का उपयोग हीटिंग तत्वों के रूप में किया जाता है, और मोलिब्डेनम और क्रोमियम-कोबाल्ट के अतिरिक्त मिश्र धातुओं का उपयोग टरबाइन ब्लेड के लिए सामग्री के रूप में किया जाता है।
• धातु में कोई जैविक गतिविधि नहीं होती है। कोबाल्ट और मोलिब्डेनम के साथ एक मिश्र धातु में, यह डेन्चर और आर्थोपेडिक उपकरणों के लिए एक सामग्री के रूप में कार्य करता है।

बेरिलियम और निकल के बिना कोबाल्ट-क्रोमियम-मोलिब्डेनम मिश्र धातु (फोटो)

पीले रंग की परत

सामग्री के लिए आवेदन का एक अन्य मुख्य क्षेत्र क्रोमियम चढ़ाना है, यानी शुद्ध क्रोमियम की एक पतली परत के साथ सतह को कोटिंग करना। पहले योग्य परिणाम केवल 20वीं शताब्दी के 20 के दशक में प्राप्त हुए थे, जब त्रिसंयोजक नहीं थे, लेकिन क्रोमियम चढ़ाना के लिए हेक्सावलेंट क्रोमियम का उपयोग किया जाने लगा। परत की मोटाई न्यूनतम है - कुछ मामलों में यह 0.005 मिमी तक भी नहीं पहुंचती है, लेकिन यह अपने कार्य करती है।

तकनीकों को मुख्य रूप से एक सुरक्षात्मक परत बनाने के लिए विकसित किया गया था: क्रोमियम हवा और पानी से किसी भी अन्य धातु या मिश्र धातु को मज़बूती से कवर करता है। हालांकि, यह जो कोटिंग बनाता है वह बहुत सुंदर है - एक दर्पण-चमकदार चांदी की परत। इसलिए क्रोम प्लेटिंग से सजाना बहुत लोकप्रिय हो गया है।

क्रोमियम चढ़ाना के कई तरीके हैं।

• इलेक्ट्रोलाइट- यानी इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान सतह पर क्रोमियम का जमाव। ऐसा करने के लिए, भाग को हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ क्रोमिक एसिड के घोल में डुबोया जाता है और करंट लगाया जाता है। तकनीक इतनी सरल है कि इसे लंबे समय से मोटर चालकों द्वारा महारत हासिल है, और आसानी से में उत्पादित किया जाता है खुद का गैरेज. विभिन्न प्रोसेसिंग मोड की सहायता से, आप प्राप्त कर सकते हैं अलग कवरेज- हार्ड क्रोम, दूधिया, दर्पण।
• प्रसार – औद्योगिक विधि. क्रोमियम चढ़ाना उच्च तापमान पर एक भट्टी में किया जाता है, जहां गैसीय धातु क्लोराइड प्राप्त होता है। यह क्रोमियम के साथ सतह परत को संतृप्त करते हुए, उत्पाद को कवर करता है। यह लेप ज्यादा मजबूत होता है।
• रासायनिक- जिस घोल में उत्पाद डुबोया जाता है उसमें सोडियम हाइपोफॉस्फाइट और क्रोमियम युक्त नमक होता है। प्रतिक्रिया के दौरान, हाइपोफॉस्फाइट क्रोमियम को पुनर्स्थापित करता है, जो उत्पाद की सतह पर जमा होता है।
• खालीपन- धातु को किसी निर्वात कक्ष में पहले से गरम की गई किसी भी सतह पर लगाया जाता है। नुकसान यह है कि उत्पाद के आयाम कक्ष के आयामों द्वारा सीमित हैं।

सम्बन्ध

क्रोमियम यौगिकों का उपयोग कम नहीं किया जाता है।

• सबसे पहले, यह निश्चित रूप से, कांच, चीनी मिट्टी और कपड़ा उद्योगों के लिए विभिन्न प्रकार के रंगों को प्राप्त करना है। इस क्षेत्र में, धातु पूरी तरह से अपने नाम को सही ठहराती है।
• दूसरे, क्रोमाइट लंबे समय से दुर्दम्य सामग्री के लिए कच्चे माल के रूप में जाने जाते हैं। मैग्नेसाइट-क्रोमाइट का उपयोग खुली चूल्हा भट्टियों और अन्य संरचनाओं को अस्तर करने के लिए किया जाता है।
• तीसरा, क्रोम फिटकरी को जब टैन्ड किया जाता है, तो यह चमड़े को मजबूती और चमक देता है।
• चौथा, क्रोमियम कार्बाइड-आधारित मिश्र धातुओं का उपयोग केमिकल इंजीनियरिंग में मोल्ड लाइनर, डाई, वाल्व, पंप जैसे पहनने वाले भागों के निर्माण में किया जाता है, क्योंकि उनके पास उच्च पहनने का प्रतिरोध होता है।

हम नीचे निर्माण में क्रोमियम के उपयोग के बारे में बात करेंगे।

निर्माण में इसका उपयोग

भवन और नवीनीकरण कार्य में, धातु का उपयोग उसके सामान्य उपयोग के अनुसार किया जाता है, अर्थात या तो मिश्र धातु के रूप में, मुख्य रूप से स्टेनलेस स्टील, या मंदिर के आवरण के रूप में। और इस तरह की सजावट के साथ धातु की वस्तुएंहर कोई परिचित है।

हम नीचे क्रोमियम का उपयोग करने के तरीके के रूप में धातु संरचनाओं के बारे में बात करेंगे।

धातु निर्माण

निर्माण में, साधारण काले स्टील का उपयोग बहुत ही कम किया जाता है, क्योंकि इसमें पर्याप्त स्थायित्व नहीं होता है। एक नियम के रूप में, ये ऐसे उत्पाद हैं जो लंबे समय तक उपयोग के लिए डिज़ाइन नहीं किए गए हैं - उदाहरण के लिए, कंटेनर। यदि फास्टनरों या "टिकाऊ" फ्रेम की आवश्यकता होती है, तो गैल्वेनाइज्ड स्टील सामग्री है।

हालांकि, बाद वाला 100% संक्षारण प्रतिरोध प्रदान नहीं करता है। सबसे पहले, हमेशा कुछ त्रुटियां होती हैं। दूसरे, यदि परत क्षतिग्रस्त या खराब हो जाती है, तो स्टील नमी और हवा के खिलाफ रक्षाहीन होता है।

क्रोमियम और निकल के मिश्रण वाले स्टेनलेस स्टील में ये नुकसान नहीं हैं। एक ही क्रोमियम और स्टेनलेस स्टील द्वारा प्रदान किए गए उच्च तापमान प्रतिरोध के साथ युग्मित ऐसे स्थायित्व को प्रदर्शित करता है, जो अक्सर अन्य सभी सामग्रियों - ईंटों, बैटनों के स्थायित्व से कहीं अधिक होता है।

इसके अलावा, क्रोमियम स्टील्स से किसी भी स्तर की जटिलता के उत्पाद प्राप्त किए जा सकते हैं।

• पाइप्स- गोल और प्रोफाइल। इसके अलावा, सभी प्रकार के उत्पाद खुद को निर्माण में पाते हैं: नलसाजी के लिए सामान्य दौर से लेकर सजावटी रेडिएटर के लिए त्रिकोणीय वाले तक। लेकिन, ज़ाहिर है, मुख्य सामग्री है प्रोफ़ाइल पाइपकिसी भी प्रकार के लोड-असर फ्रेम के निर्माण में उपयोग किया जाता है। उनके बिना, सिद्धांत रूप में आधुनिक निर्माण असंभव है।
• कोने, चैनल, आई-बीम, बीमऔर अन्य भाग जो फ्रेम के तत्वों को जोड़ने और मजबूत करने के रूप में कार्य करते हैं। भवन, पुल, सुरंग - इनके बिना किसी भी महत्वपूर्ण वस्तु का निर्माण असंभव है।
• शीट स्टील- छत सामग्री घरेलू उपकरण, वेंटिलेशन तत्व, वास्तु विवरण, परिष्करण तत्व और इतने पर।
• फास्टनर-, स्टेनलेस स्टील का उपयोग सबसे महत्वपूर्ण क्षेत्रों में किया जाता है जहां उच्च नमी और तापमान परिवर्तन की उम्मीद की जाती है।

इस वीडियो में रासायनिक धातुकरण और इसकी तकनीक दी गई है:

सजावट का साजो सामान

स्टेनलेस स्टील को जाली बनाया जा सकता है, ताकि मिश्र धातु का उपयोग साधारण विद्युत स्टील की तुलना में कम सुंदर और शानदार आंतरिक विवरण प्राप्त करने के लिए किया जा सके, जिसे अक्सर लोहे के रूप में जाना जाता है।

• सबसे पहले, ये विभिन्न रेलिंग और दरवाजों, बाड़ और फाटकों के जाली हिस्से हैं। आभूषण की जटिलता कोई भी हो, लेकिन उत्पाद को अतिरिक्त सुरक्षा और विशेष देखभाल की आवश्यकता नहीं होती है।
• गढ़ा हुआ लोहे का फर्नीचर - बेंच और बेंच के पुर्जे, टेबल और ड्रेसिंग टेबल, कुर्सियाँ और बिस्तर। क्रोमियम स्टील की संभावनाएं या से कम नहीं हैं। इसके अलावा, आधुनिक शैली में फर्नीचर के निर्माण में स्टेनलेस स्टील पाइप का सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है।
• धातु की मूर्ति - दोनों विशुद्ध रूप से सजावटी और एक निश्चित कार्यक्षमता वाले, आग के कटोरे की तरह।
• बेशक, खिड़कियों और बालकनियों पर ग्रिल उनके सजावटी प्रभाव, ताकत और असाधारण स्थायित्व से प्रतिष्ठित हैं।

क्रोम एल्यूमीनियम मिश्र धातु दरवाज़े के हैंडल

क्रोम उत्पाद

धातु की परत जो स्पेक्युलर शीन बनाती है वह आज भी आकर्षक बनी हुई है। और इस तरह के समाधान की व्यावहारिकता अपने लिए बोलती है।

• फिटिंग - ऐसे वाल्व, नल, पानी के डिब्बे और दरवाज़े के हैंडल न केवल टूट-फूट के बारे में जानते हैं, बल्कि वे एक चमचमाती चांदी की चमक से भी चमकते हैं। कोटिंग, वैसे, कुछ हद तक कैल्शियम लवण को बरकरार रखती है, इसे साफ करना आसान होता है।
• नलसाजी - यह समाधान कट्टरपंथी दिखता है, लेकिन बहुत दिलचस्प है। सिद्धांत रूप में, किसी भी वस्तु को क्रोम-प्लेटेड किया जा सकता है, विशेष रूप से सिरेमिक, इसलिए क्रोम के साथ चमकने वाला सिंक या शॉवर काफी वास्तविक है।
• छोटी चीजें - एक नियम के रूप में, ये बाथरूम और रसोई के सामान हैं, जहां नमी अधिक है। धारक, स्टैंड, रूफ रेल, शेल्फ पार्ट्स और बहुत कुछ। क्रोम कोटिंग पानी और भाप से बचाती है, और लालित्य देती है।
• रसोई के बर्तन - कटलरी, करछुल, स्कूप, चाकू आदि को भी उत्पाद के जीवन का विस्तार करने और इसकी सुंदरता के लिए क्रोम के साथ लेपित किया जाता है।
• वही छोटी सजावट पर लागू होता है - मूर्तियाँ, कोस्टर, चित्र फ़्रेम और दर्पण, संगीत स्टैंड, पत्रिका रैक और बहुत कुछ। हालांकि, इस तरह की गहन चांदी की चमक केवल आधुनिक शैलियों में ही उपयुक्त है।

क्रोमियम का उपयोग मुख्य रूप से इसके एंटी-जंग गुणों के कारण होता है, लेकिन दूसरा, इसकी अद्भुत दर्पण चमक के कारण, जो किसी भी उत्पाद को इतना उज्ज्वल और यादगार बनाता है।

लकड़ी के उत्पाद पर क्रोम चढ़ाना - इस वीडियो का विषय: