Crom hay crôm (tiếng La tinh: Chromium) là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn có ký hiệu Cr và số nguyên tử bằng 24.
Đặc trưng
Crom là một kim loại cứng, mặt bóng, màu xám thép với độ bóng cao và nhiệt độ nóng chảy cao. Nó là chất không mùi, không vị và dễ rèn. Các trạng thái ôxi hóa phổ biến của crom là +2, +3 và +6, với +3 là ổn định nhất. Các trạng thái +1, +4 và +5 là khá hiếm. Các hợp chất của crom với trạng thái ôxi hóa +6 là những chất có tính ôxi hóa mạnh. Trong không khí, crom được ôxy thụ động hóa, tạo thành một lớp mỏng ôxít bảo vệ trên bề mặt, ngăn chặn quá trình ôxi hóa tiếp theo đối với kim loại ở phía dưới.
Crom đáng chú ý vì khả năng tạo ra liên kết các cộng hóa trị năm lần. Trong bài viết trên tạp chí Science, Tailuan Nguyen, một nghiên cứu sinh làm việc cùng Philip Power tại Đại học California, Davis đã miêu tả quá trình tổng hợp hợp chất của crom (I) và gốc hydrocacbon, được thể hiện thông qua nhiễu xạ tia X là có chứa liên kết năm với độ dài 183,51(4) pm (1,835 angstrom) kết nối 2 nguyên tử crom tại trung tâm. Điều này được thực hiện thông qua việc sử dụng phối thể một răng cực kỳ kềnh càng, mà với kích thước của nó có thể ngăn cản sự kết hợp tiếp theo. Hiện tại, crom là nguyên tố duy nhất mà các liên kết năm lần đã được quan sát.
Hợp chất có cấu trúc Lewis như sau:
Ar − Cr − Cr − Ar
trong đó Ar là nhóm aryl
(Pr[SUB2]i[/SUB2] là isopropyl)
Ứng dụng
Các công dụng của crom:
* Trong ngành luyện kim, để tăng cường khả năng chống ăn mòn và đánh bóng bề mặt:
o như là một thành phần của hợp kim, chẳng hạn trong thép không gỉ để làm dao, kéo.
o trong mạ crom,
o trong quá trình anot hóa (dương cực hóa) nhôm, theo nghĩa đen là chuyển bề mặt nhôm thành ruby.
* Làm thuốc nhuộm và sơn:
o Ôxít crom (III) (Cr2O3) là chất đánh bóng kim loại với tên gọi phấn lục.
o Các muối crom nhuộm màu cho thủy tinh thành màu xanh lục của ngọc lục bảo.
o Crom là thành phần tạo ra màu đỏ của hồng ngọc, vì thế nó được sử dụng trong sản xuấ hồng ngọc tổng hợp.
o tạo ra màu vàng rực rỡ của thuốc nhuộm và sơn
* Là một chất xúc tác.
* Cromit được sử dụng làm khuôn để nung gạch, ngói.
* Các muối crom được sử dụng trong quá trình thuộc da.
* Dicromat kali (K2Cr2O7)là một thuốc thử hóa học, được sử dụng trong quá trình làm vệ sinh các thiết bị bằng thủy tinh trong phòng thí nghiệm cũng như trong vai trò của một tác nhân chuẩn độ. Nó cũng được sử dụng làm thuốc cẩn màu (ổn định màu) cho các thuốc nhuộm vải.
* Ôxít crom (IV) (CrO2) được sử dụng trong sản xuất băng từ, trong đó độ kháng từ cao hơn so với các băng bằng ôxít sắt tạo ra hiệu suất tốt hơn.
* Trong thiết bị khoan giếng như là chất chống ăn mòn.
* Trong y học, như là chất phụ trợ ăn kiêng để giảm cân, thông thường dưới dạng clorua crom (III) hay picolinat crom (III) (CrCl3).
* Hexacacbonyl crom (Cr(CO)6) được sử dụng làm phụ gia cho xăng.
* Borua crom (CrB) được sử dụng làm dây dẫn điện chịu nhiệt độ cao.
* Sulfat crom (III) (Cr2(SO4)3) được sử dụng như là chất nhuộm màu xanh lục trong các loại sơn, đồ gốm sứ, véc ni và mực cũng như trong quy trình mạ crom.
Lịch sử
Vào ngày 26 tháng 7 năm 1761, Johann Gottlob Lehmann đã tìm thấy một khoáng chất màu đỏ da cam tại khu vực thuộc dãy núi Ural và ông đặt tên cho nó là chì đỏ Siberi. Mặc dù bị xác định nhầm là hợp chất của chì với các thành phần selen và sắt, nhưng trên thực tế nó là cromat chì với công thức PbCrO4, ngày nay được biết dưới tên gọi khoáng chất crocoit.
Năm 1770, Peter Simon Pallas đến cùng một khu vực như Lehmann và tìm thấy khoáng chất "chì" đỏ có các tính chất rất hữu ích để làm chất nhuộm màu trong các loại sơn. Việc sử dụng chì đỏ Siberi làm chất nhuộm sơn đã phát triển rất nhanh. Chất nhuộm màu vàng sáng sản xuất từ crocoit trở thành màu trong thời trang.
Năm 1797, Louis Nicolas Vauquelin nhận được các mẫu vật chứa quặng crocoit. Ông đã sản xuất được ôxít crom với công thức hóa học CrO3, bằng cách trộn crocoit với axít clohiđric. Năm 1798, Vauquelin phát hiện ra rằng ông có thể cô lập crom kim loại bằng cách nung ôxít trong lò than củi. Ông cũng phát hiện được các dấu vết của crom trong các loại đá quý, chẳng hạn như trong hồng ngọc hay ngọc lục bảo.
Trong thế kỷ 19, crom được sử dụng chủ yếu như là thành phần trong các loại sơn và trong các muối để thuộc da, nhưng hiện nay ứng dụng chủ yếu của nó là trong các hợp kim và việc này chiếm tới 85% sản lượng crom. Phần còn lại được sử dụng trong công nghiệp hóa chất và các ngành sản xuất vật liệu chịu lửa và đúc kim loại.
Crom được đặt tên theo một từ trong tiếng Hy Lạp là "chroma" có nghĩa là màu sắc, do nhiều hợp chất với màu sắc đa dạng được làm ra từ nó.
Vai trò sinh học
Crom hóa trị ba (Cr (III) hay Cr3+) là yêu cầu với khối lượng rất nhỏ cho quá trình trao đổi chất của đường trong cơ thể người và sự thiếu hụt nó có thể sinh ra bệnh gọi là thiếu hụt crom. Ngược lại, crom hóa trị sáu lại rất độc hại và gây đột biến gen khi hít phải. Cr (VI) vẫn chưa được xác nhận là chất gây ung thư khi hít phải nhưng ở trạng thái dung dịch nó đã được xác nhận là gây ra viêm da tiếp xúc dị ứng (ACD).
Gần đây, người ta nhận thấy rằng chất bổ sung ăn kiêng phổ biến là phức chất của picolinat crom sinh ra các tổn thương nhiễm sắc thể ở các tế bào của chuột đồng (phân họ Cricetinae). Tại Hoa Kỳ, các hướng dẫn ăn kiêng đã hạ mức tiêu thụ crom hàng ngày từ 50-200 µg cho người lớn xuống 35 µg (đàn ông) và 25 µg (đàn bà)
Lưu ý
Crom kim loại và các hợp chất crom (III) thông thường không được coi là nguy hiểm cho sức khỏe, nhưng các hợp chất crom hóa trị sáu (crom VI) lại là độc hại nếu nuốt/hít phải. Liều tử vong của các hợp chất crom (VI) độc hại là khoảng nửa thìa trà vật liệu đó. Phần lớn các hợp chất crom (VI) gây kích thích mắt, da và màng nhầy. Phơi nhiễm kinh niên trước các hợp chất crom (VI) có thể gây ra tổn thương mắt vĩnh viễn, nếu không được xử lý đúng cách. Crom (VI) được công nhận là tác nhân gây ung thư ở người. Tại Hoa Kỳ, cuộc điều tra của Erin Brockovich về việc xả crom hóa trị 6 vào nguồn nước sinh hoạt là cốt truyện của bộ phim điện ảnh cùng tên.
Tổ chức y tế thế giới (WHO) khuyến cáo hàm lượng cho phép tối đa của crom (VI) trong nước uống là 0,05 miligam trên một lít.
Do các hợp chất của crom đã từng được sử dụng trong thuốc nhuộm và sơn cũng như trong thuộc da, nên các hợp chất này thông thường hay được tìm thấy trong đất và nước ngầm tại các khu vực công nghiệp đã bị bỏ hoang. Các loại sơn lót chứa crom hóa trị 6 vẫn còn được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng sửa chữa lại tàu vũ trụ và ô tô.
Đặc trưng
Crom là một kim loại cứng, mặt bóng, màu xám thép với độ bóng cao và nhiệt độ nóng chảy cao. Nó là chất không mùi, không vị và dễ rèn. Các trạng thái ôxi hóa phổ biến của crom là +2, +3 và +6, với +3 là ổn định nhất. Các trạng thái +1, +4 và +5 là khá hiếm. Các hợp chất của crom với trạng thái ôxi hóa +6 là những chất có tính ôxi hóa mạnh. Trong không khí, crom được ôxy thụ động hóa, tạo thành một lớp mỏng ôxít bảo vệ trên bề mặt, ngăn chặn quá trình ôxi hóa tiếp theo đối với kim loại ở phía dưới.
Crom đáng chú ý vì khả năng tạo ra liên kết các cộng hóa trị năm lần. Trong bài viết trên tạp chí Science, Tailuan Nguyen, một nghiên cứu sinh làm việc cùng Philip Power tại Đại học California, Davis đã miêu tả quá trình tổng hợp hợp chất của crom (I) và gốc hydrocacbon, được thể hiện thông qua nhiễu xạ tia X là có chứa liên kết năm với độ dài 183,51(4) pm (1,835 angstrom) kết nối 2 nguyên tử crom tại trung tâm. Điều này được thực hiện thông qua việc sử dụng phối thể một răng cực kỳ kềnh càng, mà với kích thước của nó có thể ngăn cản sự kết hợp tiếp theo. Hiện tại, crom là nguyên tố duy nhất mà các liên kết năm lần đã được quan sát.
Hợp chất có cấu trúc Lewis như sau:
Ar − Cr − Cr − Ar
trong đó Ar là nhóm aryl
Ứng dụng
Các công dụng của crom:
* Trong ngành luyện kim, để tăng cường khả năng chống ăn mòn và đánh bóng bề mặt:
o như là một thành phần của hợp kim, chẳng hạn trong thép không gỉ để làm dao, kéo.
o trong mạ crom,
o trong quá trình anot hóa (dương cực hóa) nhôm, theo nghĩa đen là chuyển bề mặt nhôm thành ruby.
* Làm thuốc nhuộm và sơn:
o Ôxít crom (III) (Cr2O3) là chất đánh bóng kim loại với tên gọi phấn lục.
o Các muối crom nhuộm màu cho thủy tinh thành màu xanh lục của ngọc lục bảo.
o Crom là thành phần tạo ra màu đỏ của hồng ngọc, vì thế nó được sử dụng trong sản xuấ hồng ngọc tổng hợp.
o tạo ra màu vàng rực rỡ của thuốc nhuộm và sơn
* Là một chất xúc tác.
* Cromit được sử dụng làm khuôn để nung gạch, ngói.
* Các muối crom được sử dụng trong quá trình thuộc da.
* Dicromat kali (K2Cr2O7)là một thuốc thử hóa học, được sử dụng trong quá trình làm vệ sinh các thiết bị bằng thủy tinh trong phòng thí nghiệm cũng như trong vai trò của một tác nhân chuẩn độ. Nó cũng được sử dụng làm thuốc cẩn màu (ổn định màu) cho các thuốc nhuộm vải.
* Ôxít crom (IV) (CrO2) được sử dụng trong sản xuất băng từ, trong đó độ kháng từ cao hơn so với các băng bằng ôxít sắt tạo ra hiệu suất tốt hơn.
* Trong thiết bị khoan giếng như là chất chống ăn mòn.
* Trong y học, như là chất phụ trợ ăn kiêng để giảm cân, thông thường dưới dạng clorua crom (III) hay picolinat crom (III) (CrCl3).
* Hexacacbonyl crom (Cr(CO)6) được sử dụng làm phụ gia cho xăng.
* Borua crom (CrB) được sử dụng làm dây dẫn điện chịu nhiệt độ cao.
* Sulfat crom (III) (Cr2(SO4)3) được sử dụng như là chất nhuộm màu xanh lục trong các loại sơn, đồ gốm sứ, véc ni và mực cũng như trong quy trình mạ crom.
Lịch sử
Vào ngày 26 tháng 7 năm 1761, Johann Gottlob Lehmann đã tìm thấy một khoáng chất màu đỏ da cam tại khu vực thuộc dãy núi Ural và ông đặt tên cho nó là chì đỏ Siberi. Mặc dù bị xác định nhầm là hợp chất của chì với các thành phần selen và sắt, nhưng trên thực tế nó là cromat chì với công thức PbCrO4, ngày nay được biết dưới tên gọi khoáng chất crocoit.
Năm 1770, Peter Simon Pallas đến cùng một khu vực như Lehmann và tìm thấy khoáng chất "chì" đỏ có các tính chất rất hữu ích để làm chất nhuộm màu trong các loại sơn. Việc sử dụng chì đỏ Siberi làm chất nhuộm sơn đã phát triển rất nhanh. Chất nhuộm màu vàng sáng sản xuất từ crocoit trở thành màu trong thời trang.
Năm 1797, Louis Nicolas Vauquelin nhận được các mẫu vật chứa quặng crocoit. Ông đã sản xuất được ôxít crom với công thức hóa học CrO3, bằng cách trộn crocoit với axít clohiđric. Năm 1798, Vauquelin phát hiện ra rằng ông có thể cô lập crom kim loại bằng cách nung ôxít trong lò than củi. Ông cũng phát hiện được các dấu vết của crom trong các loại đá quý, chẳng hạn như trong hồng ngọc hay ngọc lục bảo.
Trong thế kỷ 19, crom được sử dụng chủ yếu như là thành phần trong các loại sơn và trong các muối để thuộc da, nhưng hiện nay ứng dụng chủ yếu của nó là trong các hợp kim và việc này chiếm tới 85% sản lượng crom. Phần còn lại được sử dụng trong công nghiệp hóa chất và các ngành sản xuất vật liệu chịu lửa và đúc kim loại.
Crom được đặt tên theo một từ trong tiếng Hy Lạp là "chroma" có nghĩa là màu sắc, do nhiều hợp chất với màu sắc đa dạng được làm ra từ nó.
Vai trò sinh học
Crom hóa trị ba (Cr (III) hay Cr3+) là yêu cầu với khối lượng rất nhỏ cho quá trình trao đổi chất của đường trong cơ thể người và sự thiếu hụt nó có thể sinh ra bệnh gọi là thiếu hụt crom. Ngược lại, crom hóa trị sáu lại rất độc hại và gây đột biến gen khi hít phải. Cr (VI) vẫn chưa được xác nhận là chất gây ung thư khi hít phải nhưng ở trạng thái dung dịch nó đã được xác nhận là gây ra viêm da tiếp xúc dị ứng (ACD).
Gần đây, người ta nhận thấy rằng chất bổ sung ăn kiêng phổ biến là phức chất của picolinat crom sinh ra các tổn thương nhiễm sắc thể ở các tế bào của chuột đồng (phân họ Cricetinae). Tại Hoa Kỳ, các hướng dẫn ăn kiêng đã hạ mức tiêu thụ crom hàng ngày từ 50-200 µg cho người lớn xuống 35 µg (đàn ông) và 25 µg (đàn bà)
Lưu ý
Crom kim loại và các hợp chất crom (III) thông thường không được coi là nguy hiểm cho sức khỏe, nhưng các hợp chất crom hóa trị sáu (crom VI) lại là độc hại nếu nuốt/hít phải. Liều tử vong của các hợp chất crom (VI) độc hại là khoảng nửa thìa trà vật liệu đó. Phần lớn các hợp chất crom (VI) gây kích thích mắt, da và màng nhầy. Phơi nhiễm kinh niên trước các hợp chất crom (VI) có thể gây ra tổn thương mắt vĩnh viễn, nếu không được xử lý đúng cách. Crom (VI) được công nhận là tác nhân gây ung thư ở người. Tại Hoa Kỳ, cuộc điều tra của Erin Brockovich về việc xả crom hóa trị 6 vào nguồn nước sinh hoạt là cốt truyện của bộ phim điện ảnh cùng tên.
Tổ chức y tế thế giới (WHO) khuyến cáo hàm lượng cho phép tối đa của crom (VI) trong nước uống là 0,05 miligam trên một lít.
Do các hợp chất của crom đã từng được sử dụng trong thuốc nhuộm và sơn cũng như trong thuộc da, nên các hợp chất này thông thường hay được tìm thấy trong đất và nước ngầm tại các khu vực công nghiệp đã bị bỏ hoang. Các loại sơn lót chứa crom hóa trị 6 vẫn còn được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng sửa chữa lại tàu vũ trụ và ô tô.
