Chróm

Z Wikipédie

24 vanád ← chróm → mangán - ↑ Cr ↓ Mo Periodická tabuľka - Rozšírená periodická tabuľka
Všeobecne
Názov, Značka, Číslo	chróm, Cr, 24
Séria	prechodné prvky
Skupina, Perióda, Blok	6, 4, d
Vzhľad	striebornokovový
Atómová hmotnosť	51,9961(24)  g·mol−1
Elektrónová konfigurácia	[Ar] 3d5 4s1
Elektrónov na hladinu	2, 8, 13, 1
Fyzikálne vlastnosti
Skupenstvo	pevné
Hustota (pri i.t.)	7,15  g·cm−3
Hustota tekutiny v b.t.	6,3  g·cm−3
Teplota topenia (tavenia)	2180 K (1907 °C, 3465 °F)
Teplota varu	2944 K (2671 °C, 4840 °F)
Teplo vyparovania	21,0  kJ·mol−1
Teplo tavenia	339,5  kJ·mol−1
Tepelná kapacita	(25 °C) 23,35  J·mol−1·K−1
Tlak pary P(Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k pri T(K) 1656 1807 1991 2223 2530 2942
Atómové vlastnosti
Kryštálová štruktúra	kocková stredovo centrovaná
Oxidačné stupne	6, 4, 3, 2 (silno kyslý)
Elektronegativita	1,66 (Paulingova stupnica)
Ionizačné energie (viac)	1.:  652,9  kJ·mol−1
	2.:  1590,6  kJ·mol−1
	3.:  2987  kJ·mol−1
Atómový polomer	140  pm
Atómový polomer (vyp.)	166  pm
Kovalentný polomer	127  pm
Rôzne
Magnetické vlastnosti	AFM (skôr: SDW)
Elektrický odpor	(20 °C) 125 n Ω·m
Tepelná vodivosť	(300 K) 93,9  W·m−1·K−1
Tepelná roztiažnosť	(25 °C) 4,9  µm·m−1·K−1
Rýchlosť zvuku (úzka tyč)	(20 °C) 5940 m/s
Youngov modul	279  GPa
Pružnosť v šmyku	115  GPa
Objemová pružnosť	160  GPa
Poissonova konštanta	0,21
Mohsova tvrdosť	8,5
Vickersova tvrdosť	1060  MPa
Brinellova tvrdosť	1120  MPa
Registračné číslo CAS	7440-47-3
Vybrané izotopy
Hlavný článok: Izotopy chrómu izotop NA t1/2 ZM ER (MeV) PR 50Cr syn > 1,8×1017y εε - 50Ti 51Cr syn 27,7025 d ε - 51V γ 0,320 - 52Cr 83,789% Cr je stabilný s 28 neutrónmi 53Cr 9,501% Cr je stabilný s 29 neutrónmi 54Cr 2,365% Cr je stabilný s 30 neutrónmi
Referencie

Chróm (lat. Chromium) je chemický prvok v Periodickej tabuľke prvkov, ktorý má značku Cr a protónové číslo 24.

Obsah 1 História 2 Výskyt 3 Získavanie 4 Vlastnosti 5 Použitie 6 Iné projekty 7 Dodatočný popis (legúra pre oceľ)

[upraviť] História

V roku 1761 objavil Johann Gottlob Lehmann oranžovočervený Chróman olovnatý (PbCrO₄) na Urale, ktorý nazval červená olovená ruda. Identifikoval ho ako olovnato-železnato-selenovitú zlúčeninu a tak chróm ostal neobjavený.

V roku 1770 našiel Peter Simon Pallas na tom istom mieste červený olovnatý minerál, ktorý nazval podla jeho červenej farby Krokoit (z gréc. krokos, šafránový). Využitie červenej olovenej rudky ako farebnej hlinky rýchlo narástlo. Z krokoitu vyrábaný žiarivý žltý pigment s názvom chrómová žltá sa stal módnym. Mnohí si ho pamätajú ako poštovú žlť.

V roku 1797 získal Louis Nicolas Vauquelin oxid chromitý (Cr₂O₃) z krokoitu a kyseliny soľnej. V roku 1798 vyrobil nečistý elementárny chróm redukciou oxidu chromitého dreveným uhlím. Tento novoizolovaný prvok obdržal kvôli mnohofarebnosti jeho solí meno chróm (z gréc. chroma, farba). Stopové množstvá nového prvku dokázal Vauquelin aj v drahokamoch ako rubín a smaragd. V 19. storočí boli zlúčeniny chrómu využívané prevažne ako farbivá. Na konci 20. storočie sa chróm a jeho zlúčeniny využívajú hlavne k výrobe hrdzu- a žiaruvzdorných zliatin.

[upraviť] Výskyt

Chróm sa doloval skoro len ako chromit alebo chrómferit, (FeCr₂O₄), a to povrchovo alebo len v malej hĺbke. Kovový chróm sa získava redukciou tejto rudy hliníkom alebo kremíkom.

Južná afrika dodáva zhruba polovicu svetovej spotreby chromitu. Hodno spomenút aj krajiny ako Kazachstan, India a Turecko.

V roku 2000 sa na trh dodalo zhruba 15 miliónov ton chromitovej rudy. Z nej sa dalo získat 4 milióny ferochrómu v trhovej hodnote 2,5 milliárd dolárov. Kovový chróm sa v ložiskách vyskytuje len zriedkavo. V bani Udačnaja v Rusku sa využíva Kimberlitová "Pipe". V redukovanej matici sa tvoria Diamanty a kovový chróm.

[upraviť] Získavanie

Dodávaná chromitová ruda sa oddelí od hlušiny. V druhom kroku prebehne oxidačné zlúčenie za horúčavy na dichromát. Následne sa redukuje uhlíkom na oxid chromitý a hliníkom na elementárny chróm. Chróm sa nedá získavat redukciou s uhlím z oxidických rúd, lebo vzniká chrómkarbid. Čistý chróm sa vytvára elektrolýzou Cr³⁺- iónov z kyselinovosírového roztoku. Zodpovedajúce zlúčeniny sa vyrábajú rozpustením oxidu chromitého alebo ferochrómu v kyseline sírovej. Ferochróm ako východisková látka vyžaduje samozrejme predchádzajúce odstránenie železa.

Extrémne čistý Chróm sa vyrába pomocou ďalších čistiacich krokov van Arkel de Boerovou metódou podľa van Arkela a de Boera.

Ferochróm sa vyrába redukciou chromitu v oblúkovej peci pri 2800 °C.

[upraviť] Vlastnosti

Chróm je oceľovosivý, nekorodujúci a neoxidujúci tvrdý kov, ktorý je v základnom stave húževnatý, tvarovateľný a kujný.

Zvyčajné oxidačné stupňe chrómu sú +2, +3 a +6, pričom +3 ja najstálejší. V oxidačnom stupni +6 je silným ale aj jedovatým oxidantom.

[upraviť] Použitie

Chróm a jeho zlúčeniny sa používajú najrôznejšími spôsobmi:

• Tvrdé chrómovanie
  Galvanické nanášanie až 500 µm oteru- a hrdzuvzdornej vrstvy priamo na oceľ, liatinu, meď, ... Aj hliník sa po nanesení medzivrstvy dá pochrómovat (tvrdochrómované hliníkové valce v motoroch).
• Dekoračné chrómovanie.
  Galvanické nanášanie menej 1 µm hrubej Cr-vrstvy na dekoračné účely s protikoróznou medzivrstvou z niklu alebo nikel-medi. Veľmi často sa chrómujú aj dielce z umeliny.
• Legúra v nehrdzavejúcich a žiarupevných ušľachtilých oceliach a neželezných zliatinách.
• ako katalyzátor
• ako chromit vo výrobe foriem na vypaľovanie tehiel
• farbenie skla alebo maliarske pigmenty.
  Cr^III-zlúčeniny farbia sklo na smaragdovo zeleno, Cr^VI-zlúčeniny na žlto (zinková žlť).

[upraviť] Iné projekty

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému Chróm

Legovacie vlastnosti pre oceľ
Mechanické vlastnosti*
Tvrdosť	Veľmi zvyšuje
Pevnosť (Medza pevnosti)	Výrazne zvyšuje (najlepšie)
Medza elasticity (Medza klzu)	Výrazne zvyšuje
Tepelná roztažnosť	Zmenšuje
Zoškrtenie(kontrakcia)	Menšie
Prierazuvzdornosť (Vrubová húževnatosť)	Sám osebe zhoršuje
Elasticita	Trochu lepšia
Žiarupevnosť	Trochu lepšia
Ochladzovanie	Enormne spomaľuje
Karbidácia	Výrazne zvyšuje
Oteruvzdornosť	Vie zlepšiť ale aj zhoršiť (pozri dodatok)
Kujnosť	nanič
Obrábatelnosť	ako kedy
Nitridácia	veľmi dobrá
Hrdzuvzdornosť	Enormne zvyšuje
Magnetické vlastnosti
Hysterézia	-
Permeabilita	-
Koercivita	trochu lepšia
Remanencia	odosť lepšia
Výkonová strata	-
Poznámky
* Len vlastnosti nadobudnuté priamym dodaním prísady a bez dodatočných úprav (kalenie, valcovanie atď.)

[upraviť] Dodatočný popis (legúra pre oceľ)

Veľmi dobrá legúra. Zvyšuje odolnosť voči koróziií. Zakaliteľnosť je vynikajúca aj pri kalení olejom. Perfektne zvyšuje pevnosť. To sa dá aj ľahko vypočítať: zhruba o 100 N/mm² na každé percento pridaného chrómu (niekedy sa odrátava 20%). Ak sa pridá aspoň 13%, tak je oceľ nehrdzavejúca, ale už sa dá zvárať len oblúkom. Dobre karbiduje, jeho karbidy sú aj pomerne tvrdé - zvyšujú oteruvzdornosť. Ale na druhej strane, keď sa zle odleje, tak sa odlupujú celé kusy, čo opotrebovanie enormne zvyšuje tak, že stroj o chvíľu nefunguje.