クロム金属:元素、特性、および用途
クロムはミネラルです。人間の健康に必要なクロムはごく少量であるため、「必須微量元素」と呼ばれています。クロムには2つの形態があります。三価クロムは食品やサプリメントに含まれており、人間にとって安全です。もう1つの形態である六価クロムは、皮膚の問題や肺がんを引き起こす可能性のある既知の毒素です。ここでは、3価のクロムについてのみ説明します。
クロムはクロム欠乏症に使用されます。また、糖尿病、高コレステロール、嚢胞を伴う卵巣肥大を引き起こすホルモン障害(多嚢胞性卵巣症候群またはPCOS)、および他の多くの状態にも使用されますが、これらの使用のほとんどをサポートする優れた科学的証拠はありません。しかし、この記事では、金属としてのクロムとその特性および用途について説明します。
クロム金属とは何ですか?
クロムは、記号Crと原子番号24の化学元素です。これは、第6族の最初の元素です。これは、鋼灰色で、光沢があり、硬く、もろい遷移金属です。クロムはステンレス鋼の主な添加剤であり、防食特性を備えています。
クロームは、変色を防ぎながら鏡面仕上げに研磨できる金属としても評価されています。研磨されたクロムは、可視スペクトルのほぼ70%、赤外光のほぼ90%を反射します。
クロム金属は、その高い耐食性と硬度で高く評価されています。鉄鋼生産における重要な進展は、金属クロムを添加してステンレス鋼を形成することにより、鋼を腐食や変色に対して高い耐性を持たせることができるという発見でした。ステンレス鋼とクロムメッキを合わせて、商用利用の85%を占めています。
クロムの工業生産は、クロム鉄鉱(主にFeCr2O4)から鉄-クロム合金であるフェロクロムまで、アルミニウム熱またはケイ熱反応によって行われます。
その後、フェロクロムを使用してステンレス鋼などの合金を製造します。純クロム金属は別のプロセスで作られています。クロム鉄鉱を焙焼して浸出させて鉄から分離し、次に炭素で還元し、次にアルミニウムで還元します。
グループ | 6 | 融点 | 1907°C、3465°F、2180 K |
期間 | 4 | 沸点 | 2671°C、4840°F、2944 K |
ブロック | d | 密度(g cm -3 ) | 7.15 |
原子番号 | 24 | 相対原子質量 | 51.996 |
20°Cでの状態 | ソリッド | 主要な同位体 | 52 Cr |
電子配置 | [Ar] 3d 5 4秒 1 | CAS番号 | 7440-47-3 |
クロムを発見したのは誰ですか?
クロムはフランスの化学者ニコラ・ルイ・ヴォーケリンによって発見され(1797)、1年後に金属として分離されました。色とりどりの化合物にちなんで名付けられました。彼は、クロコイトを塩酸(HCl)と混合することにより、酸化クロム(CrO3)を生成しました。
クロムを分離する方法はまだ存在しないと彼は信じていましたが、1798年、Vauquelinは、酸化クロムを木炭オーブンで加熱するだけで金属クロムを得ることができたことに驚きました。今日、クロムは主にアルミニウムまたはシリコンの存在下でミネラルクロマイト(FeCr2O4)を加熱することによって得られます。
クロムの特性
クロムは光沢があり、もろく、硬い金属です。その色はシルバーグレーで、高度に磨くことができます。空気中で変色することはなく、加熱すると緑色の酸化クロムを生成します。クロムは酸素中で不安定であり、すぐに酸素を透過しない薄い酸化物層を生成し、下の金属を保護します。
クロムの融点は1857+/-20°C、沸点は2672°C、比重は7.18〜7.20(20°C)で、原子価は通常2、3、または6です。金属は光沢があります。磨きがかかるスチールグレーカラー。硬く、耐食性があります。
クロムは、融点が高く、結晶構造が安定しており、熱膨張が中程度です。すべてのクロム化合物は着色されています。クロム化合物は有毒です。
クロム金属は、記号Crと原子番号24の化学元素です。これは、グループ6の最初の元素です。クロムはかなり活性な金属です。水とは反応しませんが、ほとんどの酸と反応します。室温で酸素と結合して酸化クロム(Cr2O3)を形成します。酸化クロムは金属表面に薄い層を形成し、それ以上の腐食から金属を保護します。
クロム処理
クロム(Cr)は、1,857°C(3,375°F)で溶け、2,672°C(4,842°F)で沸騰する、光沢のある硬い高融点金属です。純粋な状態では、通常の腐食に耐性があり、他の金属の電気めっき保護コーティングとしての用途があります。非酸化性の鉱酸には溶解しますが、金属を不動態化する王水や硝酸には溶解しません。
クロムおよびクロムに富む合金は室温で脆いため、用途が限られています。圧倒的に最大の消費量は、鉄への合金添加です。クロムは10〜26%の量で、鋼に耐食性を与えます。また、焼入れ性、耐摩耗性、高温強度の向上にも使用されます。
ミネラルクロマイトとして、耐火材料としてクロムが広く使用されています。他のクロム化学物質は、顔料や日焼け剤として使用されています。
青みがかった硬い銀色の金属。クロムは、鋼の焼入れ、ステンレス鋼の製造(錆びないことから名付けられた)、およびいくつかの合金の製造に使用されます。
クロムメッキを使用して、鋼に磨かれた鏡面仕上げを施すことができます。かつては、クロムメッキの自動車やバンパーなどの大型トラックの部品が非常に一般的でした。浴室の付属品によく使用されるプラスチックをクロムメッキすることも可能です。
全革の約90%がクロムを使用してなめされています。ただし、廃液は有毒であるため、代替案が検討されています。クロム化合物は、工業用触媒および顔料(明るい緑、黄、赤、およびオレンジ色)として使用されます。ルビーはクロムから赤い色になり、クロムで処理されたガラスはエメラルドグリーンの色になります。
ChromiumElementとその用途
クロム元素にはさまざまな用途があります。いくつかが含まれます:
- フッ化クロム (CrF 3):羊毛布の印刷、染色、防虫
- 酸化クロム (Cr 2 O 3):塗料、アスファルトルーフィング、セラミック材料に含まれる緑色の顔料(着色剤)。耐火レンガ;研磨剤
- 硫酸クロム (Cr 2(SO 4)3):塗料、セラミック、釉薬、ワニス、インクに含まれる緑色の顔料。クロームメッキ
- ホウ化クロム (CrB):耐火物;高温導電体
- 酸化クロム (CrO 2):磁気テープ(「クロム」テープ)のカバー
- クロムヘキサカルボニル (Cr(CO)6):触媒;ガソリン添加剤
よくある質問。
クロム金属は何に使用されますか?
青みがかった硬い銀色の金属。クロムは、鋼の焼入れ、ステンレス鋼(錆びないことから名付けられた)の製造、およびいくつかの合金の製造に使用されます。クロムメッキを使用して、鋼に磨き上げられた鏡面仕上げを施すことができます。
クロムは安価な金属ですか?
光沢のある元素として、クロムはほとんど無敵です。安価で、電気メッキが簡単で、腐食せず、もちろん非常に光沢があります。シルバーも光沢がありますが、すぐに変色します。
クロム金属の強度はどれくらいですか?
モース硬度で8.5と評価されているクロムは、地球上で最も硬い金属です(わずか6と評価されているチタンを簡単に凌駕しています。
クロムは有毒金属ですか?
純金属としてのクロムは悪影響を及ぼしません。毒性の影響が少ないのは、非常に大量に存在する場合の3価クロムに起因します。クロムの急性毒性と慢性毒性はどちらも、主に六価化合物によって引き起こされます。
クロムは人体に有毒ですか?
人間の研究では、吸入された六価クロムが人間の発がん性物質であり、肺がんのリスクが高まることが明確に立証されています。動物実験では、六価クロムが吸入暴露により肺腫瘍を引き起こすことが示されています。
クロムは良い金属ですか?
ステンレス鋼とクロムメッキ(クロムによる電気メッキ)を合わせると、商用利用の85%を占めます。クロムは、変色に耐えながら高度に研磨できる金属としても高く評価されています。
クロムは天然ですか、それとも合成ですか?
地球の地殻の化合物に自然に含まれています。ただし、汚染された飲料水で高レベルのクロムを消費したり、加熱された元素の煙を吸い込んだりすると、潰瘍、癌、その他の健康上の問題を引き起こす可能性があります。
クロムの5つの用途は何ですか?
化学工業におけるクロムの使用。これは主に、電気めっき、なめし、印刷、染色、医薬品、燃料、触媒、酸化剤、マッチ、および金属腐食防止剤に使用されます。同時に、金属クロムは最も重要な電気めっき金属の1つになりました。
クロムは偽造できますか?
純粋なクロム(他の多くの非鉄金属と同様)は硬化します。結果として生じるブレードは非常に脆くなるため、これは鍛造には不適切です。
クロムの何が悪いのですか?
クロムVIはクロムの最も危険な形態であり、アレルギー反応、皮膚の発疹、鼻の炎症、鼻血、潰瘍、免疫力の低下、遺伝物質の変化、腎臓、肝臓の損傷などの健康上の問題を引き起こす可能性があります。個人の死。
クロム錆は有毒ですか?
実際、グラム単位で、クロムは他の金属と比較して、摂取しても特に毒性があるとは見なされていません。
ステンレス鋼のクロムは有毒ですか?
毒物学的研究は、ニッケルとクロムの経口投与が皮膚炎などの皮膚の有害反応を引き起こす可能性があることを示しています。調理中のステンレス鋼調理器具からの浸出など、追加の食事源は十分に特徴付けられていません。
クロムは耐食性がありますか?
クロムも同様に腐食しますが、その酸化物であるCr2O3は硬い表面層を形成し、酸素が鉄と反応するのを防ぎます。建築に使用されるようなより耐食性の高いステンレス鋼には、クロムだけでなくモリブデンも含まれています。
クロムが錆を防ぐのはなぜですか?
鉄が酸化クロム層を形成する前に、クロムは酸素と結合します。この層は非常に耐食性があり、錆の形成を防ぎ、下にある金属を保護します。
クロムとはどのような金属ですか?
周期表の第6族(VIb)の化学元素であるクロム(Cr)は、高研磨を施し、強度と耐食性を高めるために合金に使用される硬質鋼-灰色の金属です。
クロムは電気の良い導体ですか?
クロム。決して良い導電体ではありませんが、この分野での用途はあります。高温導電体にはホウ化クロム(CrB)を使用しています。この金属には他にも多くの用途があります。
どのようにしてクロムを作りますか?
純クロムは、アルミニウムによるCr2O3の熱還元、または3価クロム溶液の電気分解のいずれかによって生成されます。アルミノテルミットプロセスは、1,100°C(2,000°F)の空気中で微細な鉱石、ソーダ、石灰を焙焼することから始まります。
ステンレス鋼にクロムが使用されているのはなぜですか?
クロムはステンレス鋼の製造に不可欠です。ほとんどのステンレス鋼には約18パーセントのクロムが含まれています。それは、特に高温で、鋼を硬化および強化し、耐食性を高めるものです。クロム含有顔料は、さまざまな美容製品に使用されています。
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