Króm forrásának megtekintése

{{Króm/Táblázat}}
A '''króm''' a [[Kémiai elemek periódusos rendszere|periódusos rendszer]] egyik [[kémiai elem]]e, vegyjele '''Cr''' , [[Rendszám (kémia)|rendszáma]] 24, nyelvújításkori neve ''fösteny''.<ref name=kfki>{{cite web| url = http://www.kfki.hu/chemonet/hun/teazo/gyujt/nyelv2.html| title = A magyar kémiai szaknyelv kialakulása| accessdate= 2010-12-03| author = Szőkefalvi-Nagy Zoltán| coauthors = Szabadváry Ferenc| year = 1972| work = A kémia története Magyarországon| publisher = Akadémiai Kiadó}}</ref> Ezüstfehér, jól fényezhető, magas [[olvadáspont]]ú, kemény fém. A neve az ógörög '''chroma''' szóból ered, ami színt, színest jelent, mivel a króm vegyületei különböző színűek (narancssárga, zöld, kék, ibolya stb.).
== Jellemzői ==
[[Átmenetifémek|Átmenetifém]], a jellemző [[elektronszerkezet|elektroneloszlása]] 4s<sup>1</sup>3d<sup>5</sup>. A krómnak van a legtöbb párosítatlan elektronja, ami befolyásolja a fémes rácsot összetartó erők nagyságát. Ezért magas az [[olvadáspont]]ja, igen kemény, nehezen megmunkálható. Ezüstfehér, kissé kékes árnyalatú, fémfényű. Kémiai hatásokkal szemben rendkívül ellenálló, mivel felületén vékony, de igen ellenálló oxidréteg keletkezik.
== Története ==
[[Fájl:Crocoite from Tasmania.jpg|bélyegkép|balra|250px|Krokoit kristály]]
[[Johann Gottlob Lehmann]], 1761. július 26-án felfedezett az [[Urál (hegység)|Ural]] hegységben egy vöröses narancssárga ásványt, amit ''szibériai vörös ólomnak'' nevezett. A tévesen meghatározott ásvány, mint [[ólom]], [[vas]] és [[szelén]] vegyülete, tulajdonképpen vörösólomérc ([[krokoit]] vagy [[kallochrom]]), és [[Ólom(II)-kromát|ólom-kromát]]ot (PbCrO<sub>4</sub>) tartalmaz.
[[Peter Simon Pallas]] [[1770]]-ben ugyanazon tájakon járt, mint Lehmann, és ő is rátalált az érdekes színű ásványra. Ezúttal az ólomkromát bevonult a festészetbe mint élénksárga értékes pigment.
[[Nicolas Louis Vauquelin]] [[1797]]-ben vörösólomérc mintákhoz jutott hozzá. Ezeket [[Sósav|sósavval]] reagáltatva sikerült [[króm-trioxid]]ot (CrO<sub>3</sub>) előállítania. Egy évvel később szénkemencében hevített króm-trioxidból sikerült kinyerni a krómot. Nyomokban később sikerült kimutatni a krómot egyes drágakövekben (rubin, smaragd) és a meteoritok túlnyomó részében. Az 1800-as évek folyamán a króm nagy részét a pigmentgyártás és a bőripar használta. A fémipar fejlődésével az előállított króm 85%-át itt hasznosítják, a többit pedig a vegyiparban.
== Előfordulása ==
[[Fájl:ChromiteUSGOV.jpg|bélyegkép|balra|250px|Krómvaskő]]
Legfontosabb ásványa a [[krómvaskő]] vagy [[kromit]] (FeO·Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub>). A világ kromittermelésének nagy része [[Dél-afrikai Köztársaság|Dél-Afrikából]] származik, de fontos termelők még: [[Kazahsztán]], [[India]], [[Oroszország]] és [[Törökország]]. Másik ásványa a [[Krokoit|vörös ólomérc]] (PbCrO<sub>4</sub>) és elég ritkán előfordul elemi állapotban is.
== Előállítása ==
A természetben előforduló ásványokból előbb az oxidját állítják elő, és ebből aluminotermiás eljárással állítják elő a krómot. Az oxid redukálható még szilíciummal vagy kalciummal.
<math>\mathrm{Cr_2O_3 + 2\ Al \rightarrow 2\ Cr + Al_2O_3}\,\!</math>
Sóiból elektrolízissel leválasztható, de az eljárást csak védőréteg leválasztására ([[krómozás]]) használják. Ipari célokra nem célszerű a tiszta króm előállítása. A tiszta fém rideg és törékeny, sokkal fontosabbak ötvözetei, melyek előállítására a ferrokrómot használják. A ferrokróm 60% krómot tartalmaz és a krómvaskő szénnel történő redukciójával készül.
== Kémiai tulajdonságai ==
Vegyületeiben a króm [[oxidációs szám]]a 0 és +6 között változhat, de azok a vegyületek gyakoriak, melyben +2, +3, illetve +6 az oxidációs száma (+3 a legstabilabb). A +6 oxidációs számú vegyületei erős [[oxidálószer]]ek. Híg [[sósav]]ban és [[kénsav]]ban oldódik (bizonyos körülmények között elég energikusan). A [[salétromsav]] és a [[királyvíz]] hidegen nem reagál a krómmal, de melegen nagyon lassan oldják. A salétromsav a króm felületét passziválja, és a passzivált krómot még a meleg sósav sem támadja meg. Magas hőmérsékleten reagál egyes nemfémekkel ([[halogének]], [[kén]], [[oxigén]], [[nitrogén]], [[szén]], [[szilícium]] és [[bór]]). Nagy mennyiségű [[hidrogén]]t tud elnyelni és [[Hidridek#Interszticiális hidridek|interszticiális hidridet]] képez.
== Vegyületei ==
=== Oxidációs szám +2 ===
* '''Króm(II)-oxid'''. A króm-amalgám levegőn végbemenő oxidációjával keletkezik. Fekete színű, hevítésre az oxidáció továbbmegy és króm(III)-oxid keletkezik.
* '''Króm(II)-klorid'''. Ha a króm(III)-kloridot izzásig hevítjük hidrogén áramban, vagy a krómot HCl áramban, króm(II)-klorid keletkezik. A vízmentes króm(II)-klorid kristályai színtelenek, az oldata azonban kék színű. Gázállapotban egész 1500&nbsp;°C-ig a képlete Cr<sub>2</sub>Cl<sub>4</sub>.
* '''Króm(II)-szulfát'''. Könnyen előállítható a króm(III)-szulfát redukciójával savas közegben cinkkel. Előállítható a króm oldásával kénsavban, semleges gáz jelenlétében (H<sub>2</sub>, vagy CO<sub>2</sub>), mivel az oxigén jelenlétében a króm(II) oxidálódik króm(III)-ig. Hasonlóan előállítható más króm(II) só. Ezek vizes oldatban, vagy hidratált kristályos alakban kék színűek, de a vízmentes alak más színű. A króm(II) vegyületei sok szempontból hasonlítanak a [[vas]](II) vegyületeihez (ugyanazokkal a vegyszerekkel képez csapadékot, ammóniumsók jelenlétében nem lehet ammóniával kicsapatni), de erősebb redukálószerek mint a vas(II) sói. Vizes oldatban instabilok és légmentes körülmények között is lassan oxidálódnak:
<math>\mathrm{Cr^{2+} + H_3O^+ \rightarrow Cr^{3+} + 1/2\ H_2 + H_2O}\,\!</math>
=== Oxidációs szám +3 ===
* '''[[Króm(III)-oxid]]''', ''dikróm-trioxid'', Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub>. A króm legállandóbb oxidja, előállítható a króm-trioxid hevítésével:
<math>\mathrm{4\ CrO_3 \rightarrow 2\ Cr_2O_3 + 3\ O_2}\,\!</math>
vagy a dinátrium-dikromát szénnel vagy kénnel történő redukciójával:
<math>\mathrm{Na_2Cr_2O_7 + S \rightarrow Cr_2O_3 + Na_2SO_4}\,\!</math>
Az így előállított króm-oxid zöld színű, vízben oldhatatlan por. Felhasználják mint pigment (olajfestékek, üveg, porcelán színezésére), fémkróm előállítására, valamint csiszolóanyagként. A kristályos alakot a króm-oxid hidrátjának a hevítésével állítják elő, és a kristályai fémes csillogású fekete színűek, de porítva ugyancsak zöld színű por keletkezik. A króm-oxid hidrát Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub>·nH<sub>2</sub>O hidroxidionok jelenlétében (például ammónia hozzáadásával) csapódik ki a króm(III) sók oldatából. Váltakozó mennyiségű vizet tartalmaz, kékeszöld színű, nagy térfogatú csapadék. Friss állapotban savakban és lúgokban oldódik, de lassan vizet veszít és oldhatósága csökken.
* '''Króm(III)-klorid'''. Előállítható klór izzásba hozott krómon keresztül történő áramoltatásával, vagy izzó króm-oxid és faszén keverékén keresztül:
<math>\mathrm{Cr_2O_3 + 3\ C + 3\ Cl_2 \rightarrow 2\ CrCl_3 + 3\ CO}\,\!</math>
Az így előállított króm-triklorid vízmentes állapotban vöröseslila kristályos só. Hideg vízben nem oldódik, és forró vízben is csak nagyon lassan. Kevés króm(II)-klorid hozzáadásával az oldás hamar végbemegy, és sötétzöld oldat keletkezik, erős hő felszabadulás közben. A víz elpárologtatásával a króm-triklorid kristályosodik, a kristályai zöld színűek. Az oldat és a kristályok is a króm-trikloridot akvakomplex formában tartalmazzák. A krómnak a koordinációs száma 6, ennek megfelelően 6 vízmolekula kapcsolódik erősen a központi fémionhoz. A klórral a króm erősebb kötést tud kialakítani, a koordinálódott vízmolekulák fokozatosan kicserélődnek klórral és így vegyes ligandumú komplexek keletkeznek.
<math>\mathrm{\left[ Cr\left(OH_2\right)_4Cl_2\right]Cl\cdot2H_2O}\,\!</math>
<small> zöld </small>
<math>\mathrm{\left[ Cr\left( OH_2 \right)_5Cl \right]Cl_2\cdot H_2O}\,\!</math>
<small> világoszöld </small>
<math>\mathrm{\left[ Cr\left( OH_2 \right)_6 \right]Cl_3}\,\!</math>
<small> ibolya </small>
* '''Króm (III)-szulfát'''. A vízmentes <math>\mathrm{Cr_2\left(SO_4\right)_3 }\,\!</math> rózsaszínű és mint a króm-triklorid, vízben csak redukálószerek jelenlétében oldódik. Így keletkezik a <math>\mathrm{Cr_2\left(SO_4\right)_3\cdot12\ H_2O }\,\!</math>. [[Higroszkóposság|higroszkópos]], sötét ibolyaszínű, vízben jól oldódó kristályos anyag. Mint a króm-triklorid esetében, vizes oldatában különböző összetételű akvakomplexek keletkeznek, amelyekben a szulfátionok egy része bevonul a komplexbe és erősen kötődik a központi fémionhoz, ezeknek színe zöld. Alkáli-szulfátokkal króm-timsót képez. Például az ibolyaszínű króm(III)-szulfátot és kálium-szulfátot tartalmazó oldatból sötét ibolyaszínű oktaéderes króm-timsó kristályok válnak ki <math>\mathrm{KCr\left(SO_4\right)_2\cdot12\ H_2O}\,\!</math>. Króm-timsót tartalmazó oldatot ha melegítünk, lassan a fent leírt változások mennek végbe és vegyes ligandumú zöld színű komplexek keletkeznek, melyek csak nehezen kristályosodnak. Bázikus anyag (például nátrium-karbonát) hozzáadásával bázikus króm-szulfát keletkezik, amelyet a bőrcserzésben használnak.
<math>\mathrm{Cr_2\left(SO_4\right)_3 + Na_2CO_3 +H_2O\rightarrow 2\ Cr\left(SO_4\right)\left(OH \right) + Na_2SO_4 + CO_2 }\,\!</math>
=== oxidációs szám +6 ===
* '''[[Króm(VI)-oxid]]''', vagy króm-trioxid, <math>\mathrm{CrO_3 }\,\!</math> mint csapadék válik ki a telített dikromát oldatból, tömény kénsav túladagolásával. Sötétvörös színű, tűs kristályok, melyek vízben jól oldódnak. A narancssárga vizes oldat krómsavat, dikrómsavat és trikrómsavat tartalmaz:
<math>\mathrm{CrO_3 + H_2O \rightarrow H_2CrO_4}\,\!</math>
<math>\mathrm{2\ CrO_3 + H_2O \rightarrow H_2Cr_2O_7}\,\!</math>
<math>\mathrm{3\ CrO_3 + H_2O \rightarrow H_2Cr_3O_{10}}\,\!</math>
Ezek csak oldatban léteznek, nem lehet elkülöníteni őket a víz elpárologtatásával. Erélyes oxidáló hatású. Ha alkoholt csepegtetünk króm-trioxid kristályokra, az oxidáció olyan erőteljes hogy az alkohol lángra lobban és a króm-trioxid dikróm-trioxidra redukálódik. Szerves anyagok oxidálására ecetsavas oldatát használják, melyben oldódik de nem oxidálja még forrásponton sem.
* '''Kromátok'''. A krómsav sói a [[kromátok]]. A ''[[nátrium-kromát]]ot'' iparilag nagy mennyiségben gyártják a krómit és alkáli-karbonát összeolvasztásával levegő jelenlétében, 1000-1300&nbsp;°C-on:
<math>\mathrm{2\left(FeO \cdot Cr_2O_3\right) + 4\ Na_2CO_3 + 7/2\ O_2\rightarrow 4\ Na_2CrO_4 + Fe_2O_3 + 4\ CO_2 }\,\!</math>
Az olvadék lehűlése után, a kromátot vízzel kioldják. Az oldat sárga színű és a kromát az oldatból kikristályosítható a hőmérséklet függvényében 10, 6 vagy 4 molekula vízzel. A kromátok csak lúgos közegben léteznek, sav hozzáadásával a sárga színű nátrium-kromát oldat átalakul narancssárga dikromáttá, mely két molekula vízzel kristályosodik <math>\mathrm{Na_2Cr_2O_7\cdot2\ H_2O }\,\!</math>. Az átalakulás két lépésben történik: az első lépésben savanyú kromát keletkezik de ez nagyon instabil és két hidrogén-kromát-ion vízvesztéssel Cr-O-Cr kötéseket tartalmazó dikromátionná kondenzálódik.
<math>\mathrm{Na_2CrO_4 + H_2SO_4 \rightarrow NaHCrO_4 + NaHSO_4 }\,\!</math>
<math>\mathrm{2\ NaHCrO_4 \rightarrow Na_2Cr_2O_7 + H_2O}\,\!</math>
Ha a dikromát oldatot meglúgosítjuk, újból kromátionok keletkeznek, és az oldat színe sárga lesz.
<math>\mathrm{Cr_2O_7^{2-} + 2\ OH^-\rightarrow 2\ CrO_4^{2-} + H_2O}\,\!</math>
A króm(III)-vegyületeket tartalmazó oldatokban a króm lúgos közegben a megfelelő oxidálószerrel (hipoklorit, oxigénesvíz, ólom-dioxid) kromáttá oxidálható.
A ''[[kálium-kromát]]ot'' ugyanúgy lehet előállítani mint a nátrium sót, víz nélkül kristályosodik és kristályai citromsárgák. A ''[[kálium-dikromát]]'' kristályai narancssárgák és nem tartalmaznak kristályvizet. Mivel a kálium-dikromát oldhatósága vízben kisebb mint a [[nátrium-dikromát]]é, tömény nátrium-dikromát oldatból kálium-kloriddal a kálium-dikromát kicsapódik. A dikromátok savas közegben erős oxidálószerek, ezen alapszik alkalmazásuk az analitikai kémiában:
<math>\mathrm{Cr_2O_7^{2-} + 14\ H^+ + 6\ e^-\rightarrow 2\ Cr^{3+} + 7\ H_2O}\,\!</math>
<small>Az elektronikus alkoholteszterek megjelenése előtt a fenti reakció alapján működtek a „fiolák”, amelyek zöld színre váltottak, ha egy ittas gépkocsivezető belefújt (a narancssárga fiola savas dikromátot tartalmazott, mely az alkohol hatására redukálódott és a keletkezett Cr(III) vegyület zöld színű).</small>
Az alkáli-kromátok jól oldódnak vízben, az alkáliföldfémek kevésbé, és az oldhatóság csökken az alkáliföldfém atomtömegének növekedésével. A [[bárium-kromát]] teljesen oldhatatlan, és az [[ólom-kromát]] sem oldódik.
* '''Króm (VI)-halogenidek'''. A króm(VI)-tal csak a fluor képez [[Biner vegyületek|biner]] halogenidet (CrF<sub>6</sub>), a többiek tartalmaznak oxigént. A kromil-klorid előállítható sósav áramoltatásával króm-trioxid kristályokon keresztül, vagy K<sub>2</sub>Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub>, NaCl és H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> keverékének a hevítésével és a keletkező kromil-klorid ledesztillál.
<math>\mathrm{CrO_3 + 2\ HCl\rightarrow CrO_2Cl_2 + H_2O}\,\!</math>
A kromil-klorid egy sötétvörös folyadék, fajsúlya 1,93 g/cm³, forráspontja 117&nbsp;°C. Vízzel krómsav és sósav képződése közben reagál. Erős oxidálószer. A króm(VI)-vegyületek mérgezők.
== Biológiai szerepe ==
A króm a szénhidrát-anyagcserében vesz részt, de az emberi szervezetben betöltött szerepe még nem tisztázott teljesen. Feltételezések szerint hiányában megnő az esélye az I. típusú [[inzulin]]függő [[cukorbetegség]]nek és a [[koszorúér-betegség]]eknek. A króm több enzimrendszer alkotórésze, ezek közül a cukorháztartásban GTF-ként (glükóztolerancia-faktor) tölti be a szerepét.
Biológiai hasznosulása alacsony: alig 0,5-1%.<ref>{{Cite web |url=http://www.iif.hu/~lak13164/home/nyomelem.htm |title=Nyomelemek |accessdate=2010-10-10 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080915114436/http://www.iif.hu/~lak13164/home/nyomelem.htm |archivedate=2008-09-15 }}</ref> Hozzájárulhat a [[hipoglikémia]] és a [[zöld hályog]] kezeléséhez, valamint csökkentheti az éhségérzetet.<ref name="auto1">Amanda Ursel: ''Vitaminok és ásványi anyagok kézikönyve'', Budapest, Mérték Kiadó, 2004 {{ISBN|963-9519-57-X}}</ref>
A Finnországban üzemelő Outokumpu cég Tornio városában működő gyár króm- és nikkelkibocsátását okolják amiatt, hogy a határ túloldalán, Haaparantában sok gyerek születik fejlődési rendellenességgel.<ref>{{Cite web |url=https://www.hs.fi/kotimaa/artikkeli/Outokummun+p%C3%A4%C3%A4st%C3%B6j%C3%A4+ep%C3%A4ill%C3%A4%C3%A4n+syyksi+ep%C3%A4muodostumiin+Haaparannassa/1135269321847 |title=Outokummun päästöjä epäillään syyksi epämuodostumiin Haaparannassa |accessdate=2014-03-05 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20140305144150/https://www.hs.fi/kotimaa/artikkeli/Outokummun+p%C3%A4%C3%A4st%C3%B6j%C3%A4+ep%C3%A4ill%C3%A4%C3%A4n+syyksi+ep%C3%A4muodostumiin+Haaparannassa/1135269321847 |archivedate=2011-07-16 }}</ref>
Természetes forrásai: [[élesztő]], [[sör]], barna [[rizs]], máj. Napi ajánlott adagja: 50-200&nbsp;µg. A C-vitamin segíti a felszívódását.
== Felhasználása ==
* [[krómbevonatok]]
* [[korrózió]]álló, kopásálló, [[sav]]álló [[ötvözet]]ek
* dikromátokat analitikai kémia használja
== Jegyzetek ==
{{jegyzetek}}
==Fordítás==
{{Fordítás|en|Chromium}}
== Források ==
* Winifred Conkling, David Y. Wong: ''The Complete Guide To Vitamins, Herbs And Supplements'', Harper Collins
== További információk ==
* a magyar Wikipédia [https://www.gyimesilaszlo.hu/cgi-bin/okepl.cgi?Cr krómot tartalmazó vegyületeinek listája]
== Kapcsolódó szócikkek ==
* [[:Kategória:Krómvegyületek|A króm vegyületei]]
{{Nemzetközi katalógusok}}
{{portál|kémia}}
{{DEFAULTSORT:Krom}}
[[Kategória:Átmenetifémek]]