Chromium -Chromium

Chrom,  ₂₄ kr

Chrom
Vzhled	stříbřitá metalíza
Standardní atomová hmotnost A r ° (Cr)
Chrom v periodické tabulce
Vodík Hélium Lithium Berylium Bor Uhlík Dusík Kyslík Fluor Neon Sodík Hořčík Hliník Křemík Fosfor Síra Chlór Argon Draslík Vápník Scandium Titan Vanadium Chrom Mangan Žehlička Kobalt Nikl Měď Zinek Gallium Germanium Arsen Selen Bróm Krypton Rubidium Stroncium Yttrium Zirkonium niob Molybden Technecium Ruthenium Rhodium palladium stříbrný Kadmium Indium Cín Antimon Tellur Jód Xenon Cesium Baryum Lanthanum Cerium Praseodym Neodym Promethium Samarium europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium lutecium Hafnium Tantal Wolfram Rhenium Osmium Iridium Platina Zlato Merkur (prvek) Thallium Vést Vizmut Polonium Astatin Radon Francium Rádium Actinium Thorium Protaktinium Uran Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Kalifornie Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moskva Livermorium Tennessine Oganessona – ↑ Cr ↓ Po vanad ← chrom → mangan
atomové číslo ( Z )	24
Skupina	skupina 6
Doba	období 4
Blok	d-blok
Konfigurace elektronů	[ Ar ] 3d 5 4s 1
Elektrony na obal	2, 8, 13, 1
Fyzikální vlastnosti
Fáze na  STP	pevný
Bod tání	2180  K (1907 °C, 3465 °F)
Bod varu	2944 K (2671 °C, 4840 °F)
Hustota (blízko  rt )	7,15 g/ cm3
když je kapalný (při  mp )	6,3 g/ cm3
Teplo tání	21,0  kJ/mol
Výparné teplo	347 kJ/mol
Molární tepelná kapacita	23,35 J/(mol·K)
Tlak páry P  (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k v  T  (K) 1656 1807 1991 2223 2530 2942
Atomové vlastnosti
Oxidační stavy	−4, −2, −1, 0, +1, +2 , +3 , +4, +5, +6 (v závislosti na oxidačním stavu kyselý, zásaditý nebo amfoterní oxid)
Elektronegativita	Paulingova stupnice: 1,66
Ionizační energie
Atomový poloměr	empirický: 128  hodin
Kovalentní poloměr	139±17 hod
Spektrální čáry chromu
Další vlastnosti
Přirozený výskyt	prvotní
Krystalická struktura	​body -centred cubic (bcc)
Rychlost zvuku tenká tyč	5940 m/s (při 20 °C)
Teplotní roztažnost	4,9 µm/(m⋅K) (při 25 °C)
Tepelná vodivost	93,9 W/(m⋅K)
Elektrický odpor	125 nΩ⋅m (při 20 °C)
Magnetické řazení	antiferomagnetické (spíše: SDW )
Molární magnetická susceptibilita	+280,0 × 10 -6  cm 3 /mol (273 K)
Youngův modul	279 GPa
Tažný modul	115 GPa
Objemový modul	160 GPa
Poissonův poměr	0,21
Mohsova tvrdost	8.5
Tvrdost podle Vickerse	1060 MPa
Tvrdost podle Brinella	687–6500 MPa
Číslo CAS	7440-47-3
Dějiny
Objev a první izolace	Louis Nicolas Vauquelin (1794, 1797)
Hlavní izotopy chrómu proti E
Izotop Rozklad hojnost poločas rozpadu ( t 1/2 ) režimu produkt 50 kr 4,345 % stabilní 51 kr syn 27,7025 d ε 51 V γ – 52 kr 83,789 % stabilní 53 kr 9,501 % stabilní 54 kr 2,365 % stabilní
Kategorie: Chrom Pohled mluvit Upravit | Reference

Chrom je chemický prvek se symbolem Cr a atomovým číslem 24. Je prvním prvkem v 6. skupině . Je to ocelově šedý, lesklý , tvrdý a křehký přechodový kov .

Kovový chrom je ceněn pro svou vysokou odolnost proti korozi a tvrdost . Hlavní vývoj ve výrobě oceli byl objev, že ocel mohla být vyrobena vysoce odolná vůči korozi a změně barvy přidáním kovového chrómu k formě nerezová ocel . Nerezová ocel a chromování ( galvanické pokovování chromem) dohromady tvoří 85 % komerčního využití. Chrom je také velmi ceněný jako kov , který lze vysoce leštit a přitom odolávat matování . Leštěný chrom odráží téměř 70 % viditelného spektra a téměř 90 % infračerveného světla . Název prvku je odvozen z řeckého slova χρῶμα, chroma , což znamená barva , protože mnoho sloučenin chrómu je intenzivně zbarveno.

Průmyslová výroba chromu vychází z chromitové rudy (převážně FeCr ₂ O ₄ ) k výrobě ferochromu , slitiny železa a chrómu, pomocí aluminotermických nebo silikotermických reakcí . Ferochrom se pak používá k výrobě slitin, jako je nerezová ocel. Čistý kovový chrom se vyrábí odlišným procesem: pražením a vyluhováním chromitu, aby se oddělil od železa, s následnou redukcí uhlíkem a poté hliníkem .

Ve Spojených státech je iont trojmocného chrómu (Cr(III)) považován za základní živinu u lidí pro metabolismus inzulínu , cukru a lipidů . V roce 2014 však Evropský úřad pro bezpečnost potravin jednající za Evropskou unii dospěl k závěru, že neexistují dostatečné důkazy pro to, aby byl chrom považován za nezbytný.

Zatímco kovový chrom a ionty Cr(III) jsou považovány za netoxické, šestimocný chrom , Cr(VI), je toxický a karcinogenní . Podle Evropské agentury pro chemické látky (ECHA) je oxid chromitý , který se používá v procesech průmyslového galvanického pokovování, „látkou vzbuzující velké obavy“ (SVHC).

Opuštěné závody na výrobu chromu často vyžadují vyčištění životního prostředí .

Fyzikální vlastnosti

Atomový

Chrom je čtvrtý přechodný kov nalezený v periodické tabulce a má elektronovou konfiguraci [ Ar ] 3d ⁵ 4s ¹ . Je to také první prvek v periodické tabulce, jehož konfigurace elektronů v základním stavu porušuje Aufbauův princip . K tomu dochází znovu později v periodické tabulce s jinými prvky a jejich elektronovými konfiguracemi, jako je měď , niob a molybden . K tomu dochází, protože elektrony ve stejném orbitalu se navzájem odpuzují kvůli podobným nábojům. V předchozích prvcích jsou energetické náklady na povýšení elektronu na další vyšší energetickou hladinu příliš velké na to, aby kompenzovaly náklady uvolněné snížením mezielektronického odpuzování. U 3D přechodných kovů je však energetická mezera mezi 3d a další vyšší 4s podslupkou velmi malá, a protože 3d podslupka je kompaktnější než 4s podslupka, mezielektronové odpuzování je mezi 4s elektrony menší než mezi 3d. elektrony. To snižuje energetické náklady na propagaci a zvyšuje energii, kterou uvolňuje, takže podpora se stává energeticky proveditelnou a jeden nebo dokonce dva elektrony jsou vždy povýšeny na podslupku 4s. (Podobné propagace se vyskytují pro každý atom přechodného kovu kromě jednoho, palladia .)

Chrom je první prvek v 3d sérii, kde 3d elektrony začnou klesat do jádra ; oni tak přispívají méně ke kovovému propojení , a proto body tání a varu a entalpie atomizace chrómu jsou nižší než u předchozího prvku vanadu . Chrom (VI) je silné oxidační činidlo na rozdíl od oxidů molybdenu (VI) a wolframu (VI).

Hromadně

Chrom je extrémně tvrdý a je třetím nejtvrdším prvkem po uhlíku ( diamant ) a boru . Jeho tvrdost Mohs je 8,5, což znamená, že může poškrábat vzorky křemene a topazu , ale může být poškrábán korundem . Chrom je vysoce odolný vůči matování , díky čemuž je užitečný jako kov, který chrání svou vnější vrstvu před korozí , na rozdíl od jiných kovů, jako je měď , hořčík a hliník .

Chrom má bod tání 1907 °C (3465 °F), což je relativně nízká hodnota ve srovnání s většinou přechodných kovů. Stále však má druhý nejvyšší bod tání ze všech prvků z období 4 , přičemž je na vrcholu vanadu o 3 °C (5 °F) při 1910 °C (3470 °F). Bod varu 2671 °C (4840 °F) je však poměrně nižší a má čtvrtý nejnižší bod varu ze 4. období pouze přechodných kovů za mědí , manganem a zinkem . Elektrický odpor chromu při 20 °C je 125 nanoohmů .

Chrom má ve srovnání s jinými přechodnými kovy vysoký zrcadlový odraz . V infračervené oblasti při 425 μm má chrom maximální odrazivost asi 72 %, přičemž se snižuje na minimum 62 % při 750 μm a poté opět stoupá na 90 % při 4000 μm. Při použití chrómu ve slitinách nerezové oceli a leštění se zrcadlový odraz se zahrnutím dalších kovů snižuje, přesto je stále vysoký ve srovnání s jinými slitinami. Od leštěné nerezové oceli se odráží 40 až 60 % viditelného spektra. Vysvětlení toho, proč chrom obecně vykazuje tak vysoký podíl odražených fotonových vln, zejména 90 % v infračervené oblasti, lze připsat magnetickým vlastnostem chromu. Chrom má jedinečné magnetické vlastnosti – chrom je jediná elementární pevná látka, která vykazuje antiferomagnetické uspořádání při pokojové teplotě a nižší. Nad 38 °C se jeho magnetické uspořádání stává paramagnetickým . Antiferomagnetické vlastnosti, které způsobují, že se atomy chrómu dočasně ionizují a vážou se samy se sebou, jsou přítomny, protože magnetické vlastnosti kubického tělesa orientovaného na tělo jsou neúměrné periodicitě mřížky . To je způsobeno magnetickými momenty v rozích krychle a nestejnými, ale antiparalelními středy krychle. Odtud frekvenčně závislá relativní permitivita chrómu, odvozená z Maxwellových rovnic a antiferomagnetismu chrómu, zanechává chróm s vysokou odrazivostí infračerveného a viditelného světla.

Pasivace

Kovový chrom ponechaný na vzduchu je pasivován - tvoří tenkou ochrannou povrchovou vrstvu oxidu. Tato vrstva má spinelovou strukturu o tloušťce několika atomárních vrstev; je velmi hustý a inhibuje difúzi kyslíku do podkladového kovu. Naproti tomu železo tvoří poréznější oxid, kterým může migrovat kyslík, což způsobuje pokračující rezivění . Pasivace může být zvýšena krátkým kontaktem s oxidujícími kyselinami, jako je kyselina dusičná . Pasivovaný chrom je stabilní vůči kyselinám. Pasivaci lze odstranit silným redukčním činidlem , které naruší ochrannou vrstvu oxidu na kovu. Takto upravený kovový chrom se snadno rozpouští ve slabých kyselinách.

Chrom, na rozdíl od železa a niklu, netrpí vodíkovým křehnutím . Trpí však dusíkovou křehkostí , reaguje s dusíkem ze vzduchu a tvoří křehké nitridy při vysokých teplotách nezbytných pro opracování kovových částí.

Izotopy

Přirozeně se vyskytující chrom se skládá ze čtyř stabilních izotopů ; ⁵⁰ Cr, ⁵² Cr, ⁵³ Cr a ⁵⁴ Cr, přičemž ⁵² Cr je nejhojnější ( přirozená abundance 83,789 % ). ^50Cr je pozorově stabilní , protože je teoreticky schopen se rozpadat na ⁵⁰ Ti prostřednictvím dvojitého elektronového záchytu s poločasem ne menším než 1,3 × 10¹⁸ let. Bylo charakterizováno 25 radioizotopů v rozmezí od ⁴² Cr do ⁷⁰ Cr; nejstabilnějším radioizotopem je ^51Cr s poločasem rozpadu 27,7 dne. Všechny zbývající radioaktivní izotopy mají poločasy, které jsou kratší než 24 hodin a většina kratší než 1 minuta. Chrom má také dva metastabilní jaderné izomery .

^53Cr je produkt radiogenního rozpadu ^53Mn (poločas rozpadu 3,74 milionu let) . Izotopy chrómu jsou obvykle umístěny (a smíchány) s izotopy manganu . Tato okolnost je užitečná v izotopové geologii . Poměry izotopů manganu a chrómu posilují důkazy z ²⁶ Al a ¹⁰⁷ Pd týkající se rané historie Sluneční soustavy . Variace v poměrech ⁵³ Cr/ ⁵² Cr a Mn/Cr u několika meteoritů naznačují počáteční poměr ⁵³ Mn/ ⁵⁵ Mn, který naznačuje, že izotopové složení Mn-Cr musí být výsledkem in-situ rozpadu ⁵³ Mn v diferencovaných planetárních tělesech. Proto ^53Cr poskytuje další důkazy pro nukleosyntetické procesy bezprostředně před koalescencí sluneční soustavy.

Izotopy chrómu se pohybují v atomové hmotnosti od 43  u ( ⁴³ Cr) do 67 u ( ⁶⁷ Cr). Primárním režimem rozpadu před nejhojnějším stabilním izotopem 52Cr ^je záchyt elektronů a primárním režimem po něm je rozpad beta . ⁵³ Cr byl navržen jako proxy pro koncentraci atmosférického kyslíku.

Chemie a sloučeniny

Chrom je členem skupiny 6 přechodných kovů . Stavy +3 a +6 se nejčastěji vyskytují ve sloučeninách chrómu, následované +2; náboje +1, +4 a +5 pro chrom jsou vzácné, ale přesto občas existují.

Běžné oxidační stavy

Oxidační stavy
−4 (d 10 )	Na4 [ Cr (CO) 4 ]
−2 (d 8 )	Na 2[Cr(CO) 5]
−1 (d 7 )	Na 2[Cr 2(CO) 10]
0 (d 6 )	Cr(C 6H 6) 2
+1 (d 5 )	K 3[Cr(CN) 5NE]
+2 (d 4 )	CrCl 2
+3 (d 3 )	CrCl 3
+4 (d 2 )	K 2CrF 6
+5 (d 1 )	K 3Cr(O 2) 4
+6 (d 0 )	K 2CrO 4

Chromium(0)

Je známo mnoho Cr(0) komplexů. Bis(benzen)chrom a hexakarbonyl chromu jsou vrcholy v chemii organochromu .

Chrom (II)

Sloučeniny chrómu (II) jsou neobvyklé, částečně proto, že na vzduchu snadno oxidují na deriváty chrómu (III). Vodě stabilní chlorid chromitý CrCl
₂který lze vyrobit redukcí chloridu chromitého se zinkem. Výsledný jasně modrý roztok vytvořený rozpuštěním chloridu chromitého je stabilní při neutrálním pH . Některé další významné sloučeniny chrómu (II) zahrnují oxid chromitý CrO a síran chromitý CrSO
₄. Je známo mnoho karboxylátů chromitých. Poněkud slavný je červený octan chromitý ( Cr ₂ (O ₂ CCH ₃ ) _{4 .} Vyznačuje se čtyřnásobnou vazbou Cr-Cr .

Chrom (III)

Je známo velké množství sloučenin chrómu (III), jako je dusičnan chromitý , octan chromitý a oxid chromitý . Chróm (III) lze získat rozpuštěním elementárního chrómu v kyselinách, jako je kyselina chlorovodíková nebo kyselina sírová , ale může také vzniknout redukcí chrómu (VI) cytochromem c7 . Cr _³⁺
iont má podobný poloměr (63  pm ) jako Al³⁺
(poloměr 50 pm) a mohou se navzájem nahradit v některých sloučeninách, jako je například chromový kamenec a kamenec .

Chróm (III) má tendenci vytvářet oktaedrické komplexy. Komerčně dostupný hydrát chloridu chromitého je tmavě zelený komplex [CrCl2 ( _H20 ) ₄ ]Cl _. Blízce příbuzné sloučeniny jsou světle zelená [CrCl(H ₂ O) ₅ ]Cl ₂ a fialová [Cr(H ₂ O) ₆ ]Cl ₃ . Pokud je ve vodě rozpuštěn bezvodý fialový chlorid chromitý , fialový roztok po nějaké době zezelená, protože chlorid ve vnitřní koordinační sféře je nahrazen vodou. Tento druh reakce je také pozorován u roztoků chromového kamence a dalších ve vodě rozpustných chromitých solí. Tetraedrická koordinace trojmocného chrómu byla popsána pro Keggin anion [α-CrW ₁₂ O ₄₀ ] ^5– centrovaný na Cr .

Hydroxid chromitý ( Cr(OH) ₃ ) je amfoterní , rozpouští se v kyselých roztocích za vzniku [Cr(H ₂ O) ₆ ] ³⁺ a v zásaditých roztocích za vzniku [Cr(OH)
₆]³⁻
. Zahříváním se dehydratuje za vzniku zeleného oxidu chromitého (Cr ₂ O ₃ ), stabilního oxidu s krystalickou strukturou identickou jako u korundu .

Chrom (VI)

Sloučeniny chrómu (VI) jsou oxidanty při nízkém nebo neutrálním pH. Chromátové anionty ( CrO^2-4
_{_}) a dichromanové (Cr ₂ O ₇ ² − ) anionty jsou hlavní ionty v tomto oxidačním stavu. Existují v rovnováze, určené pH:

2 [CrO ₄ ] ²⁻ + 2 H ⁺ ⇌ [Cr ₂ O ₇ ] ²⁻ + H ₂ O

_{Oxyhalogenidy} chromité jsou také známé a zahrnují chromylfluorid ( _CrO2F2 ) a chromylchlorid ( CrO
₂Cl
₂). Navzdory několika chybným tvrzením však zůstává hexafluorid chromitý (stejně jako všechny vyšší hexahalogenidy) od roku 2020 neznámý.

Chroman sodný se průmyslově vyrábí oxidativním pražením chromitové rudy s uhličitanem sodným . Změna v rovnováze je viditelná změnou ze žluté (chromát) na oranžovou (dichroman), jako když je kyselina přidána do neutrálního roztoku chromanu draselného . Při ještě nižších hodnotách pH je možná další kondenzace na složitější oxyanionty chrómu.

Chromátové i dichromanové anionty jsou silná oxidační činidla při nízkém pH:

Cr
₂Ó^2-7
_{_}+ 14 h
₃Ó⁺
+ 6 e ⁻ → 2 kr³⁺
+ 21 h
₂O (ε ₀ = 1,33 V)

Při vysokém pH však oxidují jen mírně:

CrO^2-4
_{_}+ 4 H
₂O + 3 e ⁻ → Cr(OH)
₃+ 5 OH⁻
(ε ₀ = −0,13 V)

Sloučeniny chrómu (VI) v roztoku lze detekovat přidáním kyselého roztoku peroxidu vodíku . Vzniká nestabilní tmavě modrý peroxid chromitý ( CrO ₅ ), který lze stabilizovat jako etherový adukt CrO
₅·NEBO
₂.

Kyselina chromová má hypotetický vzorec H
₂CrO
₄. Je to vágně popsaná chemická látka, přestože je známo mnoho dobře definovaných chromanů a dichromanů. Tmavě červený oxid chromitý CrO
₃, anhydrid kyseliny chromové, se průmyslově prodává jako "kyselina chromová". Může být vyroben smícháním kyseliny sírové s dichromanem a je silným oxidačním činidlem.

Jiné oxidační stavy

Sloučeniny chromu (V) jsou spíše vzácné; oxidační stav +5 je realizován pouze v několika sloučeninách, ale jsou meziprodukty v mnoha reakcích zahrnujících oxidace chromanem. Jedinou binární sloučeninou je těkavý fluorid chromitý (CrF ₅ ). Tato červená pevná látka má bod tání 30 °C a bod varu 117 °C. Lze jej připravit zpracováním kovového chrómu fluorem při 400 °C a tlaku 200 bar. Peroxochromát (V) je dalším příkladem oxidačního stavu +5. Peroxochromát draselný (K ₃ [Cr(O ₂ ) ₄ ]) se vyrábí reakcí chromanu draselného s peroxidem vodíku při nízkých teplotách. Tato červenohnědá sloučenina je stabilní při pokojové teplotě, ale samovolně se rozkládá při 150–170 °C.

Sloučeniny chrómu (IV) jsou o něco častější než sloučeniny chrómu (V). _{Tetrahalogenidy} , CrF4 , CrCl4 a CrBr4 _, mohou být vyrobeny zpracováním trihalogenidů ( _CrX
3) s odpovídajícím halogenem při zvýšených teplotách. Takové sloučeniny jsou náchylné k disproporcionačním reakcím a nejsou stabilní ve vodě. Známé jsou také organické sloučeniny obsahující stav Cr(IV), jako je tetraterc - butoxid chromitý.

Většina sloučenin chrómu (I) se získává výhradně oxidací na elektrony bohatých oktaedrických komplexů chrómu (0). Jiné komplexy chrómu (I) obsahují cyklopentadienylové ligandy. Jak bylo ověřeno rentgenovou difrakcí , byla také popsána pětinásobná vazba Cr-Cr (délka 183,51(4) pm). Extrémně objemné monodentátní ligandy stabilizují tuto sloučeninu tím, že chrání pětinásobnou vazbu před dalšími reakcemi.

Výskyt

Chrom je 21. nejrozšířenějším prvkem v zemské kůře s průměrnou koncentrací 100 ppm. Sloučeniny chrómu se nacházejí v životním prostředí z eroze hornin obsahujících chrom a mohou být redistribuovány vulkanickými erupcemi. Typické základní koncentrace chrómu v prostředí jsou: atmosféra <10 ng/m ³ ; půda <500 mg/kg; vegetace <0,5 mg/kg; sladká voda <10 μg/l; mořská voda <1 μg/l; sediment <80 mg/kg. Chrom se těží jako chromitová (FeCr ₂ O ₄ ) ruda.

Asi dvě pětiny chromitových rud a koncentrátů na světě se vyrábí v Jižní Africe, asi třetina v Kazachstánu, zatímco Indie, Rusko a Turecko jsou také významnými producenty. Nevyužitá ložiska chromitu jsou hojná, ale geograficky soustředěná v Kazachstánu a jižní Africe. Přestože jsou vzácná, existují ložiska nativního chrómu. Udachnaya Pipe v Rusku vyrábí vzorky původního kovu. Tento důl je kimberlitová trubka, bohatá na diamanty , a redukční prostředí pomohlo produkovat elementární chrom i diamanty.

Vztah mezi Cr(III) a Cr(VI) silně závisí na pH a oxidačních vlastnostech místa. Ve většině případů je dominujícím druhem Cr(III), ale v některých oblastech může podzemní voda obsahovat až 39 µg/l celkového chromu, z toho 30 µg/l je Cr(VI).

Dějiny

Rané aplikace

Minerály chromu jako pigmenty se dostaly do pozornosti západu v osmnáctém století. 26. července 1761 našel Johann Gottlob Lehmann v dolech Beryozovskoye v pohoří Ural oranžově červený minerál, který nazval Sibiřské červené olovo . Přestože byl tento minerál chybně identifikován jako sloučenina olova se složkami selenu a železa , byl ve skutečnosti krokoit se vzorcem PbCrO ₄ . V roce 1770 navštívil Peter Simon Pallas stejné místo jako Lehmann a našel minerál rudého olova, u kterého bylo objeveno, že má užitečné vlastnosti jako pigment v barvách . Po Pallasu se v celém regionu začalo rychle rozvíjet používání sibiřského červeného olova jako barviva. Krokoit by byl hlavním zdrojem chrómu v pigmentech až do objevení chromitu o mnoho let později.

V roce 1794 obdržel Louis Nicolas Vauquelin vzorky krokoitové rudy . Vyráběl oxid chromitý (CrO ₃ ) smícháním krokoitu s kyselinou chlorovodíkovou . V roce 1797 Vauquelin zjistil, že dokáže izolovat kovový chrom zahřátím oxidu v peci na dřevěné uhlí, za což je považován za toho, kdo skutečně objevil prvek. Vauquelin byl také schopen odhalit stopy chrómu ve vzácných drahokamech , jako je rubín a smaragd .

V průběhu devatenáctého století se chrom primárně používal nejen jako složka barev, ale také v tříslových solích. Po nějakou dobu byl hlavním zdrojem takových opalovacích materiálů krokoit nalezený v Rusku. V roce 1827 bylo poblíž Baltimoru ve Spojených státech objeveno větší naleziště chromitu , které rychle uspokojilo poptávku po opalovacích solích mnohem přiměřeněji než dříve používaný krokoit. Tím se Spojené státy staly největším producentem chromových produktů až do roku 1848, kdy byla odkryta větší ložiska chromitu poblíž města Bursa v Turecku. S rozvojem metalurgie a chemického průmyslu v západním světě vzrostla potřeba chromu.

Chrom je také známý svým reflexním kovovým leskem, když je leštěn. Používá se jako ochranný a dekorativní nátěr na automobilové díly, sanitární armatury, nábytkové díly a mnoho dalších předmětů, obvykle se nanáší galvanickým pokovováním . Chrom byl používán pro galvanické pokovování již v roce 1848, ale toto použití se rozšířilo až s vývojem vylepšeného procesu v roce 1924.

Výroba

V roce 2013 bylo vyrobeno přibližně 28,8 milionů metrických tun (Mt) obchodovatelné chromitové rudy a převedeno na 7,5 Mt ferochromu. Podle Johna F. Pappa, píšícího pro USGS, "ferochrom je hlavní konečné použití chromitové rudy, [a] nerezová ocel je předním konečným použitím ferochromu."

Největšími producenty chromové rudy v roce 2013 byla Jižní Afrika (48 %), Kazachstán (13 %), Turecko (11 %) a Indie (10 %), přičemž několik dalších zemí produkovalo zbytek asi 18 % světa. Výroba.

Dva hlavní produkty rafinace chromové rudy jsou ferochrom a kovový chrom. U těchto produktů se proces tavení rudy značně liší. Pro výrobu ferochromu se chromitová ruda (FeCr ₂ O ₄ ) redukuje ve velkém v elektrické obloukové peci nebo v menších hutích hliníkem nebo křemíkem v aluminotermické reakci .

Pro výrobu čistého chrómu musí být železo odděleno od chrómu ve dvoustupňovém procesu pražení a louhování. Chromitová ruda se zahřívá se směsí uhličitanu vápenatého a uhličitanu sodného za přítomnosti vzduchu. Chrom se oxiduje na šestimocnou formu, zatímco železo tvoří stabilní Fe ₂ O ₃ . Následným vyluhováním za vyšších zvýšených teplot se rozpouštějí chromany a zanechává nerozpustný oxid železa. Chroman se přemění kyselinou sírovou na dichroman.

4 FeCr ₂ O ₄ + 8 Na ₂ CO ₃ + 7 O ₂ → 8 Na ₂ CrO ₄ + 2 Fe ₂ O ₃ + 8 CO ₂

2 Na ₂ CrO ₄ + H ₂ SO ₄ → Na ₂ Cr ₂ O ₇ + Na ₂ SO ₄ + H ₂ O

Dichromát se redukcí uhlíkem převede na oxid chromitý a poté se redukuje aluminotermickou reakcí na chrom.

Na ₂ Cr ₂ O ₇ + 2 C → Cr ₂ O ₃ + Na ₂ CO ₃ + CO

Cr ₂ O ₃ + 2 Al → Al ₂ O ₃ + 2 Cr

Aplikace

Výroba kovových slitin představuje 85 % využití dostupného chrómu. Zbytek chrómu se používá v chemickém , žáruvzdorném a slévárenském průmyslu.

Hutnictví

Zesilující účinek vytváření stabilních karbidů kovů na hranicích zrn a silný nárůst odolnosti proti korozi učinily z chromu důležitý legující materiál pro ocel. Rychlořezné nástrojové oceli obsahují 3 až 5 % chrómu. Nerezová ocel , primární slitina kovů odolná proti korozi, vzniká, když je do železa přidán chrom v koncentracích nad 11 %. Pro vytvoření nerezové oceli se do roztaveného železa přidává ferochrom. Také slitiny na bázi niklu mají zvýšenou pevnost díky tvorbě diskrétních, stabilních kovových, karbidových částic na hranicích zrn. Například Inconel 718 obsahuje 18,6 % chrómu. Vzhledem k vynikajícím vysokoteplotním vlastnostem těchto niklových superslitin se používají v proudových motorech a plynových turbínách namísto běžných konstrukčních materiálů. ASTM B163 spoléhá na chrom pro trubice kondenzátorů a výměníků tepla, zatímco odlitky s vysokou pevností při zvýšených teplotách, které obsahují chrom, jsou standardizovány podle ASTM A567. AISI typ 332 se používá tam, kde by vysoká teplota normálně způsobila nauhličování , oxidaci nebo korozi . Incoloy 800 „je schopen zůstat stabilní a zachovat si svou austenitickou strukturu i po dlouhodobém vystavení vysokým teplotám“. Nichrome se používá jako odporový drát pro topná tělesa ve věcech, jako jsou toustovače a ohřívače prostoru. Tato použití činí z chromu strategický materiál . V důsledku toho byli během druhé světové války američtí silniční inženýři instruováni, aby se vyhýbali chrómu ve žlutém silničním nátěru, protože „se může stát kritickým materiálem během nouzové situace“. Spojené státy rovněž považovaly chrom za „nezbytný pro německý válečný průmysl“ a vynaložily intenzivní diplomatické úsilí, aby se nedostal do rukou nacistického Německa .

Vysoká tvrdost a odolnost proti korozi nelegovaného chrómu z něj činí spolehlivý kov pro povrchovou úpravu; je stále nejoblíbenějším kovem pro pokovování plechů se svou nadprůměrnou životností ve srovnání s jinými povlakovými kovy. Vrstva chrómu se nanáší na předem upravené kovové povrchy technikami galvanického pokovování . Existují dva způsoby ukládání: tenké a tlusté. Tenká depozice zahrnuje vrstvu chrómu o tloušťce menší než 1 µm nanesenou chromováním a používá se pro dekorativní povrchy. Silnější vrstvy chrómu se nanášejí, pokud je potřeba povrch odolný proti opotřebení. Obě metody využívají kyselé roztoky chromanu nebo dichromanu . Aby se zabránilo energeticky náročné změně oxidačního stavu, je ve vývoji použití síranu chromitého; pro většinu aplikací chrómu se používá dříve zavedený proces.

V procesu chromátového konverzního povlakování se silné oxidační vlastnosti chromátů využívají k nanesení ochranné oxidové vrstvy na kovy, jako je hliník, zinek a kadmium. Tato pasivace a samoopravné vlastnosti chromátu uloženého v chromátovém konverzním povlaku, který je schopen migrovat do lokálních defektů, jsou výhodami této metody povlakování. Vzhledem k ekologickým a zdravotním předpisům pro chromany se vyvíjejí alternativní metody povrchové úpravy.

Eloxování hliníku kyselinou chromovou (neboli anodizace typu I) je dalším elektrochemickým procesem, který nevede k ukládání chrómu, ale využívá kyselinu chromovou jako elektrolyt v roztoku. Při anodizaci se na hliníku vytvoří vrstva oxidu. Použití kyseliny chromové místo běžně používané kyseliny sírové vede k mírnému rozdílu těchto oxidových vrstev. Vysoká toxicita sloučenin Cr(VI), používaných v zavedeném procesu galvanického pokovování chrómem, a posílení bezpečnostních a ekologických předpisů vyžadují hledání náhrad za chrom nebo alespoň změnu na méně toxické sloučeniny chrómu (III).

Pigment

Minerál krokoit (což je také chroman olovnatý PbCrO ₄ ) byl krátce po svém objevení použit jako žlutý pigment. Poté, co byla k dispozici metoda syntézy vycházející z hojnějšího chromitu, byla chromová žluť spolu s kadmiovou žlutí jedním z nejpoužívanějších žlutých pigmentů. Pigment se fotodegraduje, ale má tendenci tmavnout v důsledku tvorby oxidu chromitého. Má výraznou barvu a byl používán pro školní autobusy ve Spojených státech a pro poštovní služby (například Deutsche Post ) v Evropě. Používání chromové žluti se od té doby z důvodu ochrany životního prostředí a bezpečnosti snížilo a bylo nahrazeno organickými pigmenty nebo jinými alternativami, které neobsahují olovo a chrom. Další pigmenty na bázi chrómu jsou například sytý odstín červeného pigmentu chromová červeň , což je zjednodušeně řečeno chromát olovnatý s hydroxidem olovnatým (PbCrO ₄ ·Pb(OH) ₂ ). Velmi důležitým chromátovým pigmentem, který byl široce používán v přípravcích na kovy, byl chromát zinečnatý, nyní nahrazený fosforečnanem zinečnatým. Mycí základní nátěr byl formulován tak, aby nahradil nebezpečnou praxi předběžného ošetření hliníkových těl letadel roztokem kyseliny fosforečné. K tomu byl použit tetrachromát zinečnatý dispergovaný v roztoku polyvinylbutyralu . Těsně před aplikací byl přidán 8% roztok kyseliny fosforečné v rozpouštědle. Bylo zjištěno, že základní složkou je snadno oxidovatelný alkohol. Nanesla se tenká vrstva asi 10–15 µm, která se po vytvrzení změnila ze žluté na tmavě zelenou. Otázkou zůstává správný mechanismus. Chromová zelená je směs pruské modři a chromové žluti , zatímco chromová zelená je oxid chromitý .

Oxidy chromu se také používají jako zelený pigment v oblasti sklářství a také jako glazura na keramiku. Zelený oxid chrómu je extrémně světlostálý a jako takový se používá v nátěrech obkladů. Je také hlavní složkou barev odrážejících infračervené záření , které ozbrojené síly používají k lakování vozidel a poskytují jim stejnou odrazivost infračerveného záření jako zelené listy.

Jiné použití

Ionty chrómu (III) přítomné v krystalech korundu (oxid hlinitý) způsobují jejich zbarvení do červena; když se korund objeví jako takový, je znám jako rubín . Pokud korund postrádá ionty chrómu (III), je znám jako safír . Červeně zbarvený umělý rubín může být také dosažen dopováním chrómu (III) do umělých korundových krystalů, čímž se chrom stává požadavkem pro výrobu syntetických rubínů. Takový syntetický rubínový krystal byl základem pro první laser vyrobený v roce 1960, který se spoléhal na stimulovanou emisi světla z atomů chrómu v takovém krystalu. Ruby má laserový přechod na 694,3 nanometrů, v tmavě červené barvě.

Kvůli jejich toxicitě se soli chrómu (VI) používají ke konzervaci dřeva. Například chromátovaný arzeničnan měďnatý (CCA) se používá při ošetřování dřeva k ochraně dřeva před rozkladnými houbami, hmyzem napadajícím dřevo, včetně termitů , a mořskými vrtáky. Přípravky obsahují chrom na bázi oxidu Cr03 _mezi 35,3 % a 65,5 %. Ve Spojených státech bylo v roce 1996 použito 65 300 metrických tun roztoku CCA.

Soli chrómu (III), zejména kamenec chromový a síran chromitý , se používají při činění kůže . Chróm (III) stabilizuje kůži síťováním kolagenových vláken. Kůže vyčiněná chromem může obsahovat 4 až 5 % chrómu, který je pevně vázán na proteiny. Ačkoli forma chromu používaná pro činění není toxická šestimocná odrůda, přetrvává zájem o hospodaření s chrómem v koželužském průmyslu. Regenerace a opětovné použití, přímá/nepřímá recyklace a opalování „bez chromu“ nebo „bez chromu“ se praktikují pro lepší řízení spotřeby chrómu.

Vysoká tepelná odolnost a vysoký bod tání činí z chromitu a oxidu chromitého materiál pro vysokoteplotní žáruvzdorné aplikace, jako jsou vysoké pece , cementářské pece , formy pro pálení cihel a jako slévárenské písky pro odlévání kovů. V těchto aplikacích jsou žáruvzdorné materiály vyrobeny ze směsí chromitu a magnezitu. Používání klesá kvůli ekologickým předpisům kvůli možnosti tvorby chrómu (VI).

Několik sloučenin chrómu se používá jako katalyzátory pro zpracování uhlovodíků. Například katalyzátor Phillips , připravený z oxidů chrómu, se používá pro výrobu asi poloviny světového polyethylenu . Směsné oxidy Fe-Cr se používají jako vysokoteplotní katalyzátory pro přeměnu vodního plynu . Užitečným hydrogenačním katalyzátorem je chromitan měďnatý .

V humistoru se používají chromáty kovů .

Použití sloučenin

• Oxid chromitý ( CrO ₂ ) je magnetická sloučenina. Jeho ideální tvarová anizotropie , která propůjčuje vysokou koercitivitu a zbytkovou magnetizaci, z něj udělala sloučeninu lepší než γ-Fe ₂ O ₃ . Oxid chromitý se používá k výrobě magnetických pásek používaných ve vysoce výkonných audio páskách a standardních audio kazetách .
• Oxid chromitý ( Cr ₂ O ₃ ) je leštěnka na kov známá jako zelená červeň.
• Kyselina chromová je silné oxidační činidlo a je užitečnou sloučeninou pro čištění laboratorního skla od jakýchkoli stop organických sloučenin. Připravuje se rozpuštěním dichromanu draselného v koncentrované kyselině sírové, která se pak používá k mytí aparatury. Dichroman sodný se někdy používá kvůli jeho vyšší rozpustnosti (50 g/l oproti 200 g/l). Používání dichromanových čisticích roztoků je nyní vyřazeno z důvodu vysoké toxicity a ekologických problémů. Moderní čisticí roztoky jsou vysoce účinné a neobsahují chrom.
• Dichroman draselný je chemické činidlo , používané jako titrační činidlo.
• Chromáty se přidávají do vrtného kalu, aby se zabránilo korozi oceli za mokra.
• Kamenec chromový je síran chromitý (III) draselný a používá se jako mořidlo (tj. fixační činidlo) pro barviva v tkaninách a v činění .

Biologická role

O biologicky prospěšných účincích trojmocného chrómu se diskutuje. Chrom je akceptován americkým Národním institutem zdraví jako stopový prvek pro jeho roli při působení inzulínu , hormonu, který zprostředkovává metabolismus a ukládání sacharidů, tuků a bílkovin. Mechanismus jeho působení v těle však nebyl definován, takže podstata chrómu zůstává v pochybnost.

Naproti tomu šestimocný chrom (Cr(VI) nebo Cr ⁶⁺ ) je vysoce toxický a mutagenní . Požití chrómu (VI) ve vodě je spojováno s nádory žaludku a může také způsobit alergickou kontaktní dermatitidu (ACD).

" Nedostatek chrómu ", zahrnující nedostatek Cr(III) v těle, nebo možná nějaký jeho komplex, jako je glukózový toleranční faktor , je kontroverzní. Některé studie naznačují, že biologicky aktivní forma chrómu (III) je v těle transportována prostřednictvím oligopeptidu nazývaného nízkomolekulární látka vázající chrom (LMWCr), která by mohla hrát roli v signální dráze inzulínu.

Obsah chromu v běžných potravinách je obecně nízký (1-13 mikrogramů na porci). Obsah chrómu v potravinách se značně liší v důsledku rozdílů v obsahu minerálních látek v půdě, vegetačním období, kultivaru rostlin a kontaminaci během zpracování. Chrom (a nikl ) se vyluhují do potravin vařených v nerezové oceli, přičemž účinek je největší, když je nádobí nové. Kyselá jídla, která se vaří mnoho hodin, tento efekt také umocňují.

Dietní doporučení

Existuje neshoda ohledně postavení chrómu jako základní živiny. Vládní úřady Austrálie, Nového Zélandu, Indie, Japonska a Spojených států považují chrom za nezbytný, zatímco Evropský úřad pro bezpečnost potravin (EFSA) Evropské unie nikoli.

Americká Národní akademie medicíny (NAM) aktualizovala odhadované průměrné požadavky (EAR) a doporučené dietní dávky (RDA) pro chrom v roce 2001. Pro chrom nebyly k dispozici dostatečné informace pro nastavení EAR a RDA, takže jeho potřeby jsou popsány jako odhady pro Adekvátní příjem (AI). Aktuální AI chrómu pro ženy ve věku 14 až 50 let je 25 μg/den a AI pro ženy ve věku 50 a více let je 20 μg/den. AI pro těhotné ženy jsou 30 μg/den a pro ženy, které kojí, jsou stanovené AI 45 μg/den. AI pro muže ve věku 14 až 50 let jsou 35 μg/den a AI pro muže ve věku 50 a více let jsou 30 μg/den. U dětí ve věku od 1 do 13 let se AI zvyšuje s věkem z 0,2 μg/den až na 25 μg/den. Pokud jde o bezpečnost, NAM stanoví Tolerable Upper Intake Levels (UL) pro vitamíny a minerály, pokud jsou důkazy dostatečné. V případě chrómu zatím není dostatek informací, a proto nebyla stanovena žádná UL. Souhrnně jsou EAR, RDA, AI a UL parametry pro systém nutričních doporučení známý jako Dietary Reference Intake (DRI). Austrálie a Nový Zéland považují chrom za základní živinu s AI 35 μg/den pro muže, 25 μg/den pro ženy, 30 μg/den pro těhotné ženy a 45 μg/den pro ženy, které kojí. . UL nebyla nastavena kvůli nedostatku dostatečných dat. Indie považuje chrom za základní živinu, přičemž pro dospělého je doporučený příjem 33 μg/den. Japonsko také považuje chrom za základní živinu s AI 10 μg/den pro dospělé, včetně žen, které jsou těhotné nebo kojící. Nebyla nastavena UL. EFSA Evropské unie však nepovažuje chrom za základní živinu; chrom je jediný minerál, u kterého Spojené státy a Evropská unie nesouhlasí.

Značení

Pro účely označování potravin a doplňků stravy v USA je množství látky v porci vyjádřeno jako procento denní hodnoty (% DV). Pro účely značení chrómem bylo 100 % denní hodnoty 120 μg. Od 27. května 2016 bylo procento denní hodnoty revidováno na 35 μg, aby byl příjem chrómu v souladu s oficiální doporučenou dietní dávkou . Tabulka starých a nových denních hodnot pro dospělé je uvedena v Referenčním denním příjmu .

Zdroje potravy

Databáze složení potravin, jako jsou databáze vedené ministerstvem zemědělství USA, neobsahují informace o obsahu chrómu v potravinách. Široká škála živočišných a rostlinných potravin obsahuje chrom. Obsah na porci je ovlivněn obsahem chrómu v půdě, ve které jsou rostliny pěstovány, potravinami krmenými zvířaty a zpracovatelskými metodami, protože chrom se do potravin vyluhuje, pokud jsou zpracovávány nebo vařeny v nerezovém zařízení. Jedna studie analýzy stravy provedená v Mexiku uvádí průměrný denní příjem chrómu 30 mikrogramů. Odhaduje se, že 31 % dospělých ve Spojených státech konzumuje multivitaminové/minerální doplňky stravy, které často obsahují 25 až 60 mikrogramů chrómu.

Suplementace

Chrom je součástí totální parenterální výživy (TPN), protože nedostatek se může objevit po měsících intravenózního podávání TPN bez obsahu chrómu. Přidává se také do výživových produktů pro předčasně narozené děti . Ačkoli mechanismus účinku v biologických rolích chrómu je nejasný, ve Spojených státech se produkty obsahující chrom prodávají jako volně prodejné doplňky stravy v množstvích od 50 do 1000 μg. Nižší množství chrómu je také často začleněno do multivitaminových/minerálních doplňků, které konzumuje odhadem 31 % dospělých ve Spojených státech. Chemické sloučeniny používané v potravinových doplňcích zahrnují chlorid chromitý, citrát chromitý, pikolinát chromitý , polynikotinát chromitý a další chemické kompozice. Přínos doplňků nebyl prokázán.

Schválená a neschválená zdravotní tvrzení

V roce 2005 schválil americký Úřad pro kontrolu potravin a léčiv kvalifikované zdravotní tvrzení pro pikolinát chromitý s požadavkem na velmi specifické znění etikety: „Jedna malá studie naznačuje, že pikolinát chromitý může snížit riziko inzulinové rezistence, a proto možná může snížit riziko. diabetu 2. typu. FDA však dochází k závěru, že existence takového vztahu mezi pikolinátem chrómu a inzulinovou rezistencí nebo diabetem 2. typu je vysoce nejistá.“ Současně v odpovědi na další části petice FDA odmítla tvrzení o pikolinátu chromu a kardiovaskulárních onemocněních, retinopatii nebo onemocnění ledvin způsobených abnormálně vysokou hladinou cukru v krvi. V roce 2010 byl pikolinát chromitý schválen organizací Health Canada pro použití v doplňcích stravy. Schválená prohlášení na etiketách zahrnují: faktor pro udržení dobrého zdraví, poskytuje podporu pro zdravý metabolismus glukózy, pomáhá tělu metabolizovat sacharidy a pomáhá tělu metabolizovat tuky. Evropský úřad pro bezpečnost potravin (EFSA) v roce 2010 schválil tvrzení, že chrom přispívá k normálnímu metabolismu makroživin a udržení normální koncentrace glukózy v krvi, ale zamítl tvrzení o udržení nebo dosažení normální tělesné hmotnosti nebo snížení únavy nebo únavy.

Vzhledem k důkazům, že nedostatek chrómu způsobuje problémy s řízením glukózy v souvislosti s produkty intravenózní výživy formulovanými bez chrómu, se výzkumný zájem obrátil na to, zda by suplementace chrómu prospěla lidem, kteří mají diabetes 2. typu, ale nemají nedostatek chrómu. Podíváme-li se na výsledky čtyř metaanalýz, jedna uváděla statisticky významný pokles plazmatických hladin glukózy nalačno (FPG) a nevýznamný trend v nižším hemoglobinu A1C . Druhý uvedl totéž, třetí uvedl významný pokles u obou opatření, zatímco čtvrtý neuvedl žádný přínos pro žádné z nich. Přehled publikovaný v roce 2016 uvádí 53 randomizovaných klinických studií , které byly zahrnuty do jedné nebo více ze šesti metaanalýz . Dospěl k závěru, že i když může dojít k mírnému snížení FPG a/nebo HbA1C, které dosáhne statistické významnosti v některých z těchto metaanalýz, jen málo z dosažených studií pokleslo dostatečně velké na to, aby se dalo očekávat, že bude relevantní pro klinický výsledek.

Dva systematické přehledy se zabývaly doplňky chrómu jako prostředkem pro řízení tělesné hmotnosti u lidí s nadváhou a obezitou. Jeden, omezený na pikolinát chromitý , oblíbenou přísadu doplňku, zaznamenal statisticky významný úbytek hmotnosti -1,1 kg (2,4 lb) ve studiích delších než 12 týdnů. Druhý zahrnoval všechny sloučeniny chrómu a vykazoval statisticky významnou změnu hmotnosti o -0,50 kg (1,1 lb). Změna procenta tělesného tuku nedosáhla statistické významnosti. Autoři obou přehledů považovali klinický význam tohoto mírného úbytku hmotnosti za nejistý/nespolehlivý. Evropský úřad pro bezpečnost potravin přezkoumal literaturu a dospěl k závěru, že neexistují dostatečné důkazy na podporu tvrzení.

Chrom je propagován jako doplněk stravy pro sportovní výkony, založený na teorii, že potencuje aktivitu inzulínu, s očekávanými výsledky nárůstu svalové hmoty a rychlejší obnově zásob glykogenu během regenerace po cvičení. Přehled klinických studií uvádí, že suplementace chrómu nezlepšila výkon při cvičení ani nezvýšila svalovou sílu. Mezinárodní olympijský výbor v roce 2018 přezkoumal doplňky stravy pro vysoce výkonné sportovce a dospěl k závěru, že není třeba zvyšovat příjem chrómu u sportovců, ani podporovat tvrzení o ztrátě tělesného tuku.

Sladkovodní ryba

Chrom je přirozeně přítomen v životním prostředí ve stopových množstvích, ale průmyslové použití při výrobě pryže a nerezové oceli, chromování, barviv pro textil, koželužny a další použití kontaminuje vodní systémy. V Bangladéši řeky v průmyslových oblastech nebo po proudu od nich vykazují kontaminaci těžkými kovy. Normy pro závlahovou vodu pro chrom jsou 0,1 mg/l, ale některé řeky jsou více než pětinásobné. Norma pro ryby pro lidskou spotřebu je nižší než 1 mg/kg, ale mnoho testovaných vzorků bylo více než pětinásobné. Chrom, zejména šestimocný, je pro ryby vysoce toxický, protože se snadno vstřebává žábrami, snadno vstupuje do krevního oběhu, prochází buněčnými membránami a biokoncentruje se v potravním řetězci. Naproti tomu toxicita trojmocného chrómu je velmi nízká, což je způsobeno špatnou propustností membrány a malým biologickým zvětšením.

Akutní a chronická expozice chrómu (VI) ovlivňuje chování, fyziologii, reprodukci a přežití ryb. V kontaminovaných prostředích byla hlášena hyperaktivita a nepravidelné plavání. Postiženo je líhnutí vajíček a přežití prstů. U dospělých ryb jsou zprávy o histopatologickém poškození jater, ledvin, svaloviny, střev a žáber. Mechanismy zahrnují mutagenní poškození genů a narušení funkcí enzymů.

Existují důkazy, že ryby nemusí vyžadovat chrom, ale mají prospěch z odměřeného množství ve stravě. V jedné studii mladé ryby přibíraly na váze při dietě s nulovým obsahem chrómu, ale přidání 500 μg chrómu ve formě chloridu chromitého nebo jiných typů doplňků na kilogram potravy (suché hmotnosti) zvýšilo přírůstek hmotnosti. Při dávce 2 000 μg/kg nebyl přírůstek hmotnosti o nic lepší než u diety s nulovým obsahem chrómu a došlo ke zvýšenému zlomu řetězce DNA.

Opatření

Ve vodě nerozpustné sloučeniny chrómu (III) a kovový chróm nejsou považovány za zdraví nebezpečné, zatímco toxicita a karcinogenní vlastnosti chrómu (VI) jsou známy již dlouhou dobu. Kvůli specifickým transportním mechanismům se do buněk dostává pouze omezené množství chrómu (III). Akutní orální toxicita se pohybuje mezi 50 a 150 mg/kg. Přehled z roku 2008 naznačil, že mírný příjem trojmocného chrómu prostřednictvím doplňků stravy nepředstavuje žádné geneticky toxické riziko. V USA úřad pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (OSHA) stanovil limit expozice ovzduší (PEL) na pracovišti jako časově vážený průměr (TWA) 1 mg/m ³ . Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH) stanovil doporučený expoziční limit (REL) na 0,5 mg/m ³ , časově vážený průměr. Hodnota IDLH (bezprostředně životu a zdraví nebezpečné) je 250 mg/m ³ .

Toxicita chrómu (VI).

Akutní orální toxicita pro chrom (VI) se pohybuje mezi 1,5 a 3,3 mg/kg. V těle je chrom(VI) redukován několika mechanismy na chrom(III) již v krvi předtím, než vstoupí do buněk. Chróm(III) je z těla vylučován, zatímco chromátový iont je přenášen do buňky transportním mechanismem, kterým do buňky vstupují i ​​síranové a fosfátové ionty. Akutní toxicita chrómu (VI) je způsobena jeho silnými oxidačními vlastnostmi. Poté, co se dostane do krevního řečiště, poškozuje oxidačními reakcemi ledviny, játra a krevní buňky. Výsledkem je hemolýza , selhání ledvin a jater. Agresivní dialýza může být terapeutická.

Karcinogenita chromátového prachu je známá již dlouhou dobu a v roce 1890 první publikace popsala zvýšené riziko rakoviny u pracovníků ve společnosti vyrábějící barviva na chromany . Pro popis genotoxicity šestimocného chrómu byly navrženy tři mechanismy . První mechanismus zahrnuje vysoce reaktivní hydroxylové radikály a další reaktivní radikály, které jsou vedlejšími produkty redukce chrómu (VI) na chrom (III). Druhý proces zahrnuje přímou vazbu chromu(V), produkovaného redukcí v buňce, a sloučenin chromu(IV) na DNA . Poslední mechanismus přisuzoval genotoxicitu vazbě na DNA konečného produktu redukce trojmocného chrómu.

U některých lidí jsou také příčinou alergických reakcí soli chromu (chromany). Chromáty se často používají k výrobě, mimo jiné, kožených výrobků, barev, cementu, malty a antikorozních prostředků. Kontakt s produkty obsahujícími chromany může vést k alergické kontaktní dermatitidě a dráždivé dermatitidě, což vede k ulceraci kůže, někdy označované jako "chromové vředy". Tento stav se často vyskytuje u pracovníků, kteří byli vystaveni působení silných roztoků chromanů ve výrobcích pro galvanické pokovování, činění a výrobu chromu.

Otázky životního prostředí

Vzhledem k tomu, že sloučeniny chrómu byly používány v barvách , barvách a směsích na opalování kůže , tyto sloučeniny se často nacházejí v půdě a podzemních vodách v aktivních a opuštěných průmyslových areálech, které vyžadují vyčištění a nápravu životního prostředí . Základní nátěr obsahující šestimocný chrom je stále široce používán pro aplikace v leteckém a automobilovém průmyslu.

V roce 2010 Environmental Working Group studovala pitnou vodu v 35 amerických městech v první celostátní studii. Studie nalezla měřitelný šestimocný chrom ve vodovodní vodě 31 vzorkovaných měst, přičemž Norman v Oklahomě byl na vrcholu seznamu; 25 měst mělo úrovně, které překračovaly kalifornský navrhovaný limit.

Toxičtější forma šestimocného chrómu může být redukována na méně rozpustný trojmocný oxidační stav v půdách organickou hmotou, železným železem, sulfidy a dalšími redukčními činidly, přičemž rychlosti takové redukce jsou rychlejší za kyselejších podmínek než za více alkalických. Naproti tomu trojmocný chrom může být oxidován na šestimocný chrom v půdách oxidy manganu, jako jsou sloučeniny Mn(III) a Mn(IV). Protože rozpustnost a toxicita chrómu (VI) jsou vyšší než u chrómu (III), oxidačně-redukční přeměny mezi dvěma oxidačními stavy mají důsledky pro pohyb a biologickou dostupnost chrómu v půdách, podzemních vodách a rostlinách.

Poznámky

Reference

Obecná bibliografie

• Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Chemie prvků (2. vydání). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.

externí odkazy

• Případové studie ATSDR v environmentální medicíně: Toxicita chrómu Ministerstvo zdravotnictví a sociálních služeb USA
• Monografie IARC "Chrom a sloučeniny chrómu"
• Je to Elemental – Element Chromium
• The Merck Manual – Mineral Deficience and Toxicity
• Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci – Chromium Page
• Chromium v ​​periodické tabulce videí (University of Nottingham)
• "Chromium"  . Encyklopedie Britannica . sv. 6 (11. vydání). 1911. s. 296–298.