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Chrom


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Chrom (von griech. chroma = Farbe) ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Cr und der Ordnungszahl 24.
Eigenschaften
Vanadium - Chrom - Mangan
Cr
Mo   
 
 
Allgemein
Name Symbol Ordnungszahl Chrom Cr 24
Serie Übergangsmetalle
Gruppe Periode Block 6 4 d
Aussehen silbrig metallisch
Atomar
Atomgewicht 51.9961 amu
Atomradius (berechnet) 140 (166) pm
Kovalenter Radius 127 pm
van der Waals-Radius k.A. pm
Elektronenkonfiguration [Ar]3d 5 4s 1
e - 's pro Energieniveau 2 8 13 1
Oxidationszustände ( Oxid ) 6 3 2 (stark sauer )
Physikalisch
Dichte 7140 kg/m 3
Aggregatzustand fest
Schmelzpunkt 2130 K (1857 °C )
Siedepunkt 2945 K (2672 °C)
Kristallstruktur bcc
Mohshärte 8.5
Magnetische Ordnung AFM (genauer: SDW)
Molares Volumen 7.23 × 10 -3 m 3 /mol
Verdampfungswärme 344.3 kJ/mol
Schmelzwärme 16.9 kJ/mol
Dampfdruck 990 Pa bei 2130 K
Schallgeschwindigkeit 5940 m/s bei 293.15 K
Verschiedenes
Elektronegativität 1.66 ( Pauling-Skala )
Spezifische Wärmekapazität 450 J/(kg*K)
Elektrische Leitfähigkeit 7.74×10 6 /m Ohm
Wärmeleitfähigkeit 93.7 W/(m*K)
1. Ionisierungsenergie 652.9 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1590.6 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 2987 kJ/mol
4. Ionisierungsenergie 4743 kJ/mol
5. Ionisierungsenergie 6702 kJ/mol
6. Ionisierungsenergie 8744.9 kJ/mol
Stabilste Isotope
Isotop NH t 1/2 ZM ZE M eV ZP
50 Cr {syn.} > 1.8E17 Jahre e - -Einfang ??? 50 Ti
51 Cr {syn.} 27.7025 Tage e - -Einfang 0.753 51 V
52 Cr 83.789% Cr ist stabil mit 28 Neutronen
53 Cr 9.501% Cr ist stabil mit 29 Neutronen
54 Cr 2.365% Cr ist stabil mit 30 Neutronen
NMR-Eigenschaften
53 Cr
Kernspin -3/2
gamma / rad / T 1.512e7
Empfindlichkeit 0.000903
Larmorfrequenz bei B = 4.7 T 11.3 M Hz
SI -Einheiten und Standardbedingungen werden benutzt
sofern nicht anders angegeben.

Inhaltsverzeichnis

Bemerkenswerte Eigenschaften

Chrom ist ein stahlgraues korrosions- und hartes Metall. In der Oxidationsstufe +6 ist es ein sehr starkes auch giftiges Oxidationsmittel . Häufige Oxidationsstufen des Chroms sind +2 und +6 wobei +3 die beständigste ist.

Anwendungen

Chrom und Chromverbindungen werden für die Anwendungen eingesetzt:
  • Hartverchromung
    Galvanisches Aufbringen einer ca. 500 μm Verschleiß- Korrosionsschutzschicht direkt auf Stahl
  • Dekorverchromung.
    Galvanisches Aufbringen einer < 1 μm dicken als Dekor mit einer korrosionsschützenden Zwischenschicht aus oder Nickel-Kupfer
  • Legierungselement in korrosions- und hitzebeständigen Edelstählen und
  • als Katalysator
  • als Chromit zur Herstellung von Formen für Brennen von Ziegelsteinen
  • Färben von Glas .
    Chrom(III)-Verbindungen färben Glas smaragdgrün Chrom(VI)-Verbindungen gelb
  • Chromate und Chromoxide werden als Farbpigmente in Farben und Färbemitteln verwandt
  • Kaliumdichromat wird als Reinigungsmittel für Laborgeräte aus und als Titrationsmittel verwendet sowie als Fixiermittel industriellen Färbebädern
  • Chrom(IV)-oxid Chromdioxid CrO 2 ein schwarzes ferromagnetisches Pulver für die von Magnetbändern mit einem besseren Signal-Rausch-Verhältnis als konventionelle Eisenoxid -Magnetbänder da Chromdioxid eine höhere Koerzivität besitzt.

Geschichte

1761 entdeckte Johann Gottlob Lehmann ein Bleichromat-Mineral (PbCrO 4 ) im Ural das er Rotbleierz nannte. Weil er als eine Blei-Eisen-Selen-Verbindung identifizierte blieb Chrom noch

1770 fand Peter Simon Pallas an Stelle ein rotes Bleimineral das sich als eignete. Die Verwendung von Rotbleierz nahm schnell Ein aus Krokonit (Rotbleierz) gewonnenes strahlendes Gelb Chromgelb wurde zur Modefarbe. Vielen sicher noch "Postgelb" in Erinnerung.

1797 gewann Nicolas-Louis Vauquelin Chromoxid (CrO 3 ) aus Krokonit und Salzsäure. 1798 erhielt verunreinigtes elementares Chrom durch Reduktion von Chromoxid mit Holzkohle . Spuren des neuen Elementes konnte Vauquelin in Edelsteinen wie Rubin und Smaragd nachweisen. Im 19. Jahrhundert wurden Chromverbindungen als Farbpigmente verwandt. Ende des 20. Jahrhunderts Chrom und Chromverbindungen hauptsächlich zur Herstellung von und hitzebeständigen Legierungen eingesetzt.

Physiologisches

Dreiwertiges Chrom ist ein essentielles Spurenelement den menschlichen Zuckerstoffwechsel. Defizite können die Wirkung Insulin zur Stabilisierung der Zuckerkonzentration beeinflussen. Im zu anderen essentiellen Spurenelementen konnte Chrom in keinem biologisch aktiven nachgewiesen werden. Daher ist der Wirkungsmechanismus des im menschlichen Stoffwechsel bisher ungeklärt.

Vorkommen

Chrom wird fast nur als Chromit Chromeisenstein (FeCr 2 O 4 ) im Tagebau oder in geringer Teufe abgebaut. Metallisches Chrom wird durch Reduktion Erzes mit Aluminium oder Silizium gewonnen.

Südafrika fördert ungefähr die Hälfte des an Chromit. Andere nennenswerte Förderländer sind Kasachstan und die Türkei.

Im Jahr 2000 wurden ungefähr 15 Tonnen marktfähiges Chromiterz gefördert. Hieraus ließen sich Millionen Tonnen Ferrochrom mit einem Marktwert von Milliarden Dollar gewinnen. Metallisches Chrom kommt in sehr selten vor. In der Udachnaya Mine Russland wird eine diamantenhaltige Kimberlit "Pipe" ausgebeutet. In der reduzierenden Matrix sich Diamanten und metallisches Chrom.

Herstellung

Das geförderte Chromiterz wird vom tauben befreit. Im zweiten Schritt erfolgt ein oxidierender in der Hitze zum Dichromat. Anschließend wird Kohlenstoff zum Chrom(III)-oxid und mit Aluminium zum Chrom reduziert. Reineres Chrom wird durch elektrolytische des Cr 3+ -Ions aus schwefelsaurer Lösung dargestellt. Entsprechende Lösungen durch Auflösen von Chrom(III)-oxid oder Ferrochrom in hergestellt. Ferrochrom als Ausgangsstoff erfordert allerdings eine Abtrennung des Eisens.

Extrem reines Chrom wird durch weitere nach dem Verfahren von van Arkel und Boer erzeugt.

Ferrochrom wird durch Reduktion von Chromit Lichtbogenofen bei 2800 °C erzeugt.

Verbindungen

Kaliumdichromat ist ein kräftiges Oxidationsmittel . Im Laborbereich wird es zur Reinigung Glasgeräten benutzt.

Chromgrün das grüne Chrom(III)-oxid Cr 2 O 3 wird als Emaillefarbe und zum Glasfärben Flaschen) verwendet. Chromgelb ein gelbes Bleichromat PbCrO 4 dient als brilliant gelbes Farbpigment. Chromsäure der hypothetischen Struktur H 2 CrO 4 existiert nur in verdünnter wässriger Lösung. Anion existiert sie in einigen Chromaten und

Das Anhydrid der Chromsäure Chrom(VI)-oxid wird Chromsäure vermarktet.

Vorsichtsmaßnahmen

Metallisches Chrom und Chrom(III)-Verbindungen sind gewöhnlich gesundheitsschädigend. Oral aufgenommene Chrom(VI)-Verbindungen sind im Gegensatz als äußerst giftig einzustufen. Die letale Dosis enspricht einem Teelöffel. Chrom(VI)-Verbindungen sind seit langem als krebserregend Die meisten Chrom(VI)-Verbindungen verursachen Irritationen an Augen und Schleimhäuten. Chronischer Kontakt mit Chrom(VI)-Verbindungen kann unterlassener Behandlung zu bleibenden Augenschäden führen.

1958 empfahl die World Heath Organization Chrom(VI)-Verbindungen eine maximal zulässige Konzentration von 0 mg/Liter im Trinkwasser. Auch nachfolgende Untersuchungen führten keiner Anpassung dieser Empfehlung.

Weblinks




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