В каких продуктах содержится хром, и чем он полезен для организма? Что такое Chrome Web Lab

Хром является одним из минералов, необходимых организму в очень малых количествах. Он встречается во всех живых существах: человеке, животных и растениях. Количество хрома, которое требуется людям и животным, очень мало и измеряется в микрограммах. Следовательно, минерал называется микроэлементом.

Он нужен, чтобы сохранить здоровье и обеспечить нормальное физиологическое функционирование систем организма. Он не может вырабатываться самостоятельно и должен поступать из пищи или биодобавок. Те, кто ведет активный образ жизни, должны получать достаточное количество этого минерала для поддержания повышенного уровня энергии и сохранения работоспособности.

Хром в организме и его значение

Хром — это металл, символ обозначения Cr. В периодической таблице Менделеева занимает 24 место. В природе встречается в основном в виде хромистого железняка, что является самой стабильной формой.

Хром впервые был открыт на Урале в свинцовой руде и упоминается в работах М.В. Ломоносова в 1763 году. В конце 1797 года как металл был выделен французским химиком Л. Н. Волкненом.

Преобладающей формой, обнаруженной в организме, является трехвалентный хром (Cr3 +).

Элемент также существует в другой форме: шестивалентный (Cr6 +). Но такой хром, в отличие от трехвалентного, является токсичным продуктом промышленности и считается мутагенным.

Хром, несмотря на его малое количество, признан одним из самых важных минералов в организме.

Это ключевой элемент метаболизма углеводов и белков, способствует мышечному тонусу. Он стимулирует синтез холестерина и жирных кислот, необходимых для функционирования мозга и других процессов.

Особенно важен этот минерал для метаболизма глюкозы и поддержания баланса сахара в крови, известный как фактор толерантности к глюкозе. Правда, механизм действия пока до конца не ясен для ученых.

Тем не менее, считается, что он способствует поглощению клеточного инсулина, помогая перемещать инсулин через мембраны клеток. Способность стимулировать абсорбцию инсулина заставляет некоторых ученых предполагать, что хром играет анаболическую роль в организме.

В некоторых исследованиях отмечено, что он может предотвратить болезнь коронарных сосудов.

Для женщин в постклимактерическом периоде жизни врачи могут рекомендовать богатую хромом диету или добавки. Он замедляет потерю кальция и может служить профилактикой остеопороза.

Польза хрома для организма человека

О пользе и влиянии хрома на организм человека впервые начали говорить только в конце 1950 годов.

Первоначальные исследования показывают, что добавление хрома может улучшить толерантность к глюкозе у пациентов с синдромом Тернера. Это заболевание связано с непереносимостью глюкозы, когда клетки менее чувствительны к действию инсулина при транспортировке глюкозы через клеточные мембраны.

К основным функциям хрома относят:

Помогает контролировать стабильный уровень сахара в крови как у диабетиков, так и у тех, у кого аномально низкий уровень сахар в крови;

Усиливает действие инсулина, который нужен для метаболизма и хранения белка, углеводов и жиров, а также для утилизации глюкозы и производства энергии;

Принимает участие в метаболизме нуклеиновых кислот, необходимых для построения ДНК;

Способствует синтезу холестерина и жирных кислот, которые нужны для нормальной функции головного мозга и многих других процессов в организме человека;

Помогает снизить высокое кровяное давление.

Некоторые добавки с хромом могут быть полезны для снижения уровня холестерина с литопротеинами низкой плотности и повышения холестерина с литопротеинами высокой плотности.

Дефицит хрома в организме причины и симптомы

Количество хрома в организме очень низкое и определяется как следовое. Но даже при таком малом значении у большинства людей наблюдается его нехватка. Основными причинами дефицита ученые называют недостаточное количество хрома в почве и воде, а также методы переработки продуктов при которых удаляется большая его часть.

Основными симптомами недостатка являются:

Резистентность к инсулину или непереносимость глюкозы, что влияет на способность инсулина регулировать уровень сахара в крови;

Высокий уровень сахара в крови, который может привести к развитию диабета 2 типа у пожилых людей;

Повышенный уровень инсулина в крови;

Высокий уровень холестерина, что может вызвать повышенный риск сердечных заболеваний;

Высокое артериальное давление.

Однако серьезный дефицит очень редок. Основной его симптом – потеря веса или повреждения головного мозга, что приводит к воспалению головного мозга или небольшому онемению, покалыванию и ощущению жжения в руках и ногах.

Людям, страдающим диабетом или заболеваниями сердца, перенесшим травму или сильный стресс, может потребоваться более высокое потребление хрома. Что в свою очередь может привести к повышенному выделению хрома из организма и дисбалансу сахара в крови.

Добавки с кальцием, антациды и некоторые другие лекарства, содержащие карбонат кальция, могут препятствовать поглощению хрома, что также может быть причиной его дефицита в организме.

Наиболее уязвимы к недостатку хрома пожилые люди.

В каких продуктах содержится хром

Во многих случаях большая часть хрома в продуктах теряется при рафинировании. Например, хром в цельных зернах встречается главным образом в отрубях и зародышах. Когда зерна измельчаются в муку, отруби и зародыши удаляются, что приводит к неизбежной его потере.

Трехвалентный хром содержится в широком ассортименте продуктов. Однако большинство продуктов питания содержат только небольшие количества (менее 2 мкг на 100 грамм). Это может затруднить получение адекватного значения этого микроэлемента.

Лучшим источником хрома являются пивные дрожжи. Но многие люди испытывают сложности с их перевариванием и усвоением, что сопровождается вздутием живота и тошнотой.

К другим хорошим источникам относятся:

Относительно хорошими источниками служат:

Цельнозерновые продукты;

Коричневый рис;

Мясо (индейка, курица, говядина);

Яичные желтки;

Зеленая фасоль;

Свежий лук;

Капуста брокколи;

Картофель;

Зеленый перец;

Салат ромэн;

Спелые помидоры;

Виноград;

Апельсины;

Хорошими источником могут быть зародыши пшеницы, базилик, некоторые вина, особенно красные.

В остальных продуктах, включая фрукты, овощи, молочные продукты, хром присутствует в следовых количествах.

До 18 процентов может быть хрома в консервах, хранящихся в баночках из нержавеющей стали. Но это токсическая форма данного микроэлемента.

Добавки с хромом

Дополнительный прием витаминов и минералов жизненно важен для правильного функционирования всего организма. Они работают синергически, т.е. для эффективности любого питательного вещества требуется, а иногда усиливается присутствием другого. По этой причине всегда лучше принимать мультивитаминные комплексы, которые могут обеспечить нужный баланс необходимых питательных веществ.

Однако всегда нужно помнить, что даже самый лучший комплекс никогда не заменит правильного сбалансированного питания.

Наиболее частой добавкой хрома служит пиколинат хрома. Другие витаминные комплексы могут включать хлорид хрома, никотинат и цитрат хрома.

Все эти пищевые добавки отличаются от трехвалентного хрома, содержащегося в пище. При их приеме нужно соблюдать осторожность и не превышать рекомендуемой дозы, которая составляет 50-200 мкг в сутки, поскольку хром токсичен в высоких дозах.

К счастью, как уже упоминалось выше, дефицит хрома встречается очень редко и, как правило, дополнительного приема не требуется.

Согласно методическим рекомендациям МР 2.3.1.2432-08 норм физиологической потребности в энергии и пищевых веществах для различных групп населения РФ, утвержденных Роспотребнадзором в декабре 2008 года, среднее потребление хрома колеблется в пределах от 25 до 160 мкг в сутки. Физиологическая потребность для взрослых составляет 50 мкг в сутки, а для детей – 11-35 мкг.

Средняя ежедневная норма для взрослого должна быть в пределах 30-100 мкг. Верхний максимально допустимый предел документом не установлен.

Это минимальные дозы в день, чтобы предотвратить развитие дефицита. В терапевтических целях она может увеличиваться в зависимости от заболевания с учетом токсичного предела.

Метаболизм хрома в организме

При поступлении хрома в организм человека усваивается приблизительно только 2 процента. Остальная часть выводится с фекалиями. Питание с высоким содержанием простых сахаров увеличивает его выведение с мочой.

Поглощенный хром хранится в печени, селезенке, мягких тканях и костях. На его усвоение и поглощение оказывают влияние витамин В1, В2, В3, В6, С, Е, аминокислоты и магний, калий, цинк.

Избыток хрома в организме

Исследования ученых не выявили никаких побочных явлений от большого потребления хрома. Возможно поэтому нигде не установлен верхняя допустимая норма потребления.

Однако люди с заболеваниями почек или печени могут быть более уязвимыми и в качестве меры предосторожности должны избегать потребления хрома выше рекомендуемых доз.

Избыток хрома может накапливаться в тканях и снижать, а не повышать эффективность инсулина.

Переизбыток может сопровождаться:

Раздражением желудка;

Учащенным сердцебиением;

Бледностью или сыпью на коже.

Такое чаще наблюдается при приеме биодобавок с хромом. Были отмечены случаи повреждения печени и почек из-за чрезмерного потребления добавки пиколината хрома. Другие формы хрома не вызывали таких проблем. В качестве меры предосторожности не принимайте пиколинат хрома в очень высоких дозах или выбирайте другую форму добавки.

При появление первых признаков передозировки нужно прекратить их прием.

Хром может снижать уровень сахара в крови. Поэтому если вы принимаете лекарства, снижающие уровень инсулина или глюкозы, проконсультируйтесь с вашим врачом, прежде чем принимать добавки с ним. Возможно должна быть уменьшена дозировка лекарства, чтобы избежать слишком низкого уровня сахара в крови.

Когда нужен дополнительный прием хрома

Хром уже давно вызывает интерес из-за возможной связи с различными состояниями здоровья. Среди наиболее активных областей исследований воздействия хрома на организм вызывает возможность его дополнительного приема при:

Внутривенном кормлении;

Диабете 2 типа;

Гипогликемии;

Нарушении липидного обмена;

Похудении.

Дефицит хрома ухудшает способность организма использовать глюкозу для удовлетворения своих энергетических потребностей и повышает требования к инсулину. Поэтому было высказано предположение, что добавки могут помочь контролировать диабет 2 типа и ответ на глюкозу и инсулин у лиц с высоким риском развития заболевания. К сожалению, результаты многих исследований, посвященных этой теме пока противоречивы и не дают точного ответа.

В некоторых исследованиях дополнительный прием хрома в дозе 150-1000 мкг в день уменьшал общий уровень холестерина, липопротеинов низкой плотности и уровень триглицеридов у пациентов с повышенным холестерином или атеросклерозом. Однако другие исследования никаких благоприятных эффектов не показали. Это может быть связано с тем, что ученые не контролируют диету, которая влияет на уровень липидов в крови.

Некоторые исследования показали, что добавки хрома помогают с потерей веса. Но результаты не значительны. Отмечено, что прием биодабовок с этим микроэлементом уменьшает тягу к высокоуглеводным продуктам и регулирует аппетит.

Подводя итог, можно сказать, что хром все же важен для организма и приносит пользу. Но его дополнительный прием должен быть согласован с врачом. Конечно, лучше всего его получать с питанием, употребляя продукты, содержащие этот элемент. Никакой прием добавок никогда не заменит сбалансированное здоровое питание.

Хром играет решающую роль в регулировании уровня сахара в крови: он является составной частью так называемого фактора толерантности к глюкозе, который наряду с инсулином способствует тому, чтобы после приема пищи уровень сахара в крови поднимался не слишком быстро и не слишком быстро снова понижался.

У вас повышены показатели сахара в крови? У вас повышен уровень холестерина или у вас катаракта? Вы набираете в весе? Эти симптомы часто являются следствием недостатка хрома в организме.

Бесспорно, хром занимает центральное место в метаболизме сахара.

Хотя многие годы практики показывают, что ограничение потребления углеводов — это самый легкий, самый надежный способ общего оздоровления, позволяющий обойти болезнь стороной, лучшим средством для ее диетологического лечения является хром.

Для уменьшения резистентности к инсулину

При регулярном приеме этот микроэлемент оказывает значительное лечебное воздействие на целый спектр нарушений здоровья, которые вызывает или отягощает резистентность к инсулину — включая:

При избыточном весе

Помимо перехода на низкоуглеводную диету прием добавок с хромом — лучший способ, который надежно поможет вам избавиться от нежелательного жира. Как показали исследования, хром действует по нескольким направлениям:

• Уменьшая тягу к сахару, хром позволяет легче придерживаться низкоуглеводного режима питания.
• Даже без соблюдения минерал может увеличивать общую костно-мышечную массу тела, что, в свою очередь, ускоряет обмен веществ и сжигает лишний жир.
• Хром помогает предотвратить потерю мышечной ткани, если вы намеренно ограничиваете калорийность рациона.
• Минерал способствует сжиганию калорий в процессе упражнений, что еще более облегчает сбрасывание веса. Тренировки также повышают выброс хрома из организма, усиливая вашу потребность в приеме добавок.

Для снижения уровня холестерина

Включение хрома в программу питательных добавок помогает повысить в крови содержание ЛВП-холестерина, очищающего артерии, и одновременно понизить уровни ЛНП-холестерина и триглицеридов. Общая концентрация холестерина также уменьшается.

Как сообщают исследователи, это снижение оказывается еще более впечатляющим, когда к хрому добавляют небольшое количество (никотиновой кислоты).

Для облегчения головных болей и укрепления костей

Терапевтическая ценность хрома в других областях не так твердо установлена, как в случаях диабета, сердечно-сосудистых заболеваний и гипертонии, однако она может распространяться и на многие другие заболевания:

1. Он может облегчать хронические головные боли и помогать лечению угревой сыпи , которая, по-видимому, отчасти обусловлена нарушением обмена инсулина.
2. Хром укрепляет кости , повышая уровень дегидроэпиандростерона (ДГЭА), и потому он может входить в программу лечения остеопороза.
3. И хотя мы не можем утверждать, что хром предотвращает глаукому, он может (вместе с ) сдерживать рост внутриглазного давления .

Последствия дефицита

Более 90% американцев, например, испытывают недостаток хрома. И как часто бывает, меньше всего его у тех, кто в нем больше всего нуждается. Недостаточность хрома имеет самоподдерживающийся характер. Когда в вашем организме мало этого микроэлемента, вас сильнее тянет на сладкое.

Но чем больше сахара вы едите, тем в большей степени истощаются запасы хрома . Учитывая, что в наши дни средний американец ежегодно потребляет около 150 фунтов (68 кг) сахара и кукурузного сиропа, неудивительно, что проблемы резистентности к инсулину и дефицита хрома стали столь распространенными.

Если у вас лишний вес, весьма вероятно, что вы резистентны к инсулину. Ожирение является как причиной, так и последствием этого нарушения обмена веществ. Нарушения обмена инсулина и ожирение — равные факторы риска сердечных заболеваний.

Нехватка хрома тоже повышает вероятность развития болезней сердца.

За исключением приема добавок, не существует достаточно хороших способов восстановления запасов хрома в организме.

Правда, грибы, ячмень и цельнозерновые продукты содержат этот микроэлемент, но только в том случае, если они выращены на богатой хромом почве. Морепродукты и мясо тоже считаются хорошими пищевыми источниками, но опять же животные должны быть откормлены на богатом хромом рационе.

«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»

Институт природных ресурсов Геоэкология и геохимия

Хром

По дисциплине:

Химия

Выполнил:

студент группы 2Г41 Ткачева Анастасия Владимировна 29.10.2014

Проверил:

преподаватель Стась Николай Федорович

Положение в периодической системе

Хром - элемент побочной подгруппы 6-ой группы 4-го периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 24. Обозначается символом Cr (лат. Chromium ). Простое вещество хром - твёрдый металлголубовато-белого цвета. Хром иногда относят к чёрным металлам.

Строение атома

17 Cl)2)8)7 - схема строения атома

1s2s2p3s3p- электронная формула

Атом располагается в III периоде, и имеет три энергетических уровня

Атом располагается в VII в группе, в главной подгруппе – на внешнем энергетическом уровне 7 электронов

Свойства элемента

Физические свойства

Хром - белый блестящий металл с кубической объемно-центрированной решеткой, а = 0,28845 нм, отличающийся твердостью и хрупкостью, с плотностью 7,2 г/см 3 , один из самых твердых чистых металлов (уступает только бериллию, вольфраму и урану), с температурой плавления 1903 град. И с температурой кипения около 2570 град. С. На воздухе поверхность хрома покрывается оксидной пленкой, которая предохраняет его от дальнейшего окисления. Добавка углерода к хрому еще больше увеличивает его твердость.

Химические свойства

Хром при обычных условиях – инертный металл, при нагревании становится довольно активным.

Взаимодействие с неметаллами

При нагревании выше 600°С хром сгорает в кислороде:

4Cr + 3O 2 = 2Cr 2 O 3 .

С фтором реагирует при 350°С, с хлором – при 300°С, с бромом – при температуре красного каления, образуя галогениды хрома (III):

2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3 .

С азотом реагирует при температуре выше 1000°С с образованием нитридов:

2Cr + N 2 = 2CrN

или 4Cr + N 2 = 2Cr 2 N.

2Cr + 3S = Cr 2 S 3 .

Реагирует с бором, углеродом и кремнием с образованием боридов, карбидов и силицидов:

Cr + 2B = CrB 2 (возможно образование Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4 , CrB 4),

2Cr + 3C = Cr 2 C 3 (возможно образование Cr 23 C 6 , Cr 7 B 3),

Cr + 2Si = CrSi 2 (возможно образование Cr 3 Si, Cr 5 Si 3 , CrSi).

С водородом непосредственно не взаимодействует.

Взаимодействие с водой

В тонкоизмельченном раскаленном состоянии хром реагирует с водой, образуя оксид хрома (III) и водород:

2Cr + 3H 2 O = Cr 2 O 3 + 3H 2

Взаимодействие с кислотами

В электрохимическом ряду напряжений металлов хром находится до водорода, он вытесняет водород из растворов неокисляющих кислот:

Cr + 2HCl = CrCl 2 + H 2 ;

Cr + H 2 SO 4 = CrSO 4 + H 2 .

В присутствии кислорода воздуха образуются соли хрома (III):

4Cr + 12HCl + 3O 2 = 4CrCl 3 + 6H 2 O.

Концентрированная азотная и серная кислоты пассивируют хром. Хром может растворяться в них лишь при сильном нагревании, образуются соли хрома (III) и продукты восстановления кислоты:

2Cr + 6H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O;

Cr + 6HNO 3 = Cr(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O.

Взаимодействие с щелочными реагентами

В водных растворах щелочей хром не растворяется, медленно реагирует с расплавами щелочей с образованием хромитов и выделением водорода:

2Cr + 6KOH = 2KCrO 2 + 2K 2 O + 3H 2 .

Реагирует с щелочными расплавами окислителей, например хлоратом калия, при этом хром переходит в хромат калия:

Cr + KClO 3 + 2KOH = K 2 CrO 4 + KCl + H 2 O.

Восстановление металлов из оксидов и солей

Хром – активный металл, способен вытеснять металлы из растворов их солей: 2Cr + 3CuCl 2 = 2CrCl 3 + 3Cu.

Свойства простого вещества

Устойчив на воздухе за счёт пассивирования. По этой же причине не реагирует с серной и азотной кислотами. При 2000 °C сгорает с образованием зелёного оксида хрома(III) Cr 2 O 3 , обладающего амфотерными свойствами.

Синтезированы соединения хрома с бором (бориды Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4 , CrB 2 , CrB 4 и Cr 5 B 3), с углеродом (карбиды Cr 23 C 6 , Cr 7 C 3 и Cr 3 C 2), c кремнием (силициды Cr 3 Si, Cr 5 Si 3 и CrSi) и азотом (нитриды CrN и Cr 2 N).

Соединения Cr(+2)

Степени окисления +2 соответствует основный оксид CrO (чёрный). Соли Cr 2+ (растворы голубого цвета) получаются при восстановлении солей Cr 3+ или дихроматов цинком в кислой среде («водородом в момент выделения»):

Все эти соли Cr 2+ - сильные восстановители вплоть до того, что при стоянии вытесняют водород из воды. Кислородом воздуха, особенно в кислой среде, Cr 2+ окисляется, в результате чего голубой раствор быстро зеленеет.

Коричневый или желтый гидроксид Cr(OH) 2 осаждается при добавлении щелочей к растворам солей хрома(II).

Синтезированы дигалогениды хрома CrF 2 , CrCl 2 , CrBr 2 и CrI 2

Соединения Cr(+3)

Степени окисления +3 соответствует амфотерный оксид Cr 2 O 3 и гидроксид Cr(OH) 3 (оба - зелёного цвета). Это - наиболее устойчивая степень окисления хрома. Соединения хрома в этой степени окисления имеют цвет от грязно-лилового (ион 3+) до зелёного (в координационной сфере присутствуют анионы).

Cr 3+ склонен к образованию двойных сульфатов вида M I Cr(SO 4) 2 ·12H 2 O (квасцов)

Гидроксид хрома (III) получают, действуя аммиаком на растворы солей хрома (III):

Cr+3NH+3H2O→Cr(OH)↓+3NH

Можно использовать растворы щелочей, но в их избытке образуется растворимый гидроксокомплекс:

Cr+3OH→Cr(OH)↓

Cr(OH)+3OH→

Сплавляя Cr 2 O 3 со щелочами получают хромиты:

Cr2O3+2NaOH→2NaCrO2+H2O

Непрокаленный оксид хрома(III) растворяется в щелочных растворах и в кислотах:

Cr2O3+6HCl→2CrCl3+3H2O

При окислении соединений хрома(III) в щелочной среде образуются соединения хрома(VI):

2Na+3HO→2NaCrO+2NaOH+8HO

То же самое происходит при сплавлении оксида хрома (III) со щелочью и окислителями, или со щелочью на воздухе (расплав при этом приобретает жёлтую окраску):

2Cr2O3+8NaOH+3O2→4Na2CrO4+4H2O

Соединения хрома (+4) [

При осторожном разложении оксида хрома(VI) CrO 3 в гидротермальных условиях получают оксид хрома(IV) CrO 2 , который является ферромагнетикоми обладает металлической проводимостью.

Среди тетрагалогенидов хрома устойчив CrF 4 , тетрахлорид хрома CrCl 4 существует только в парах.

Соединения хрома (+6)

Степени окисления +6 соответствует кислотный оксид хрома (VI) CrO 3 и целый ряд кислот, между которыми существует равновесие. Простейшие из них - хромовая H 2 CrO 4 и двухромовая H 2 Cr 2 O 7 . Они образуют два ряда солей: желтые хроматы и оранжевые дихроматы соответственно.

Оксид хрома (VI) CrO 3 образуется при взаимодействии концентрированной серной кислоты с растворами дихроматов. Типичный кислотный оксид, при взаимодействии с водой он образует сильные неустойчивые хромовые кислоты: хромовую H 2 CrO 4 , дихромовую H 2 Cr 2 O 7 и другие изополикислоты с общей формулой H 2 Cr n O 3n+1 . Увеличение степени полимеризации происходит с уменьшением рН, то есть увеличением кислотности.

Хром – тугоплавкий, очень твердый металл, обладающий необыкновенной стойкостью к коррозии. Эти уникальные качества и обеспечили ему столь высокую востребованность в промышленности и строительстве.

Потребитель чаще всего знаком не с изделиями из хрома, а с предметами, покрытыми тонким слоем металла. Ослепительный зеркальный блеск такого покрытия привлекателен сам по себе, однако имеет и чисто практическое значение. Хром устойчив к коррозии и способен защитить сплавы и металлы от ржавчины.

И сегодня мы ответим на вопросы о том, хром — это металл или неметалл, и если металл, то какой: черный или цветной, тяжелый или легкий. Также мы расскажем в каком виде хром встречается в природе, и каковы отличия хрома от и других подобных металлов.

Для начала поговорим о том, как выглядит хром, каковы металлы его содержащие, и в чем особенность такого вещества. Хром — это типичный металл серебристо-голубоватого цвета, тяжелый, по плотности превосходит , к тому же относится к категории тугоплавких – температура его плавления и кипения очень велики.

Элемент хром размещается в побочной подгруппе 6 группы в 4 периоде. Близок по свойствам к молибдену и вольфраму, хотя имеет и заметные отличия. Последние чаще всего проявляют лишь высшую степень окисления, в то время как хром проявляет валентность и два, и три, и шесть. Это означает, что элемент образует множество разнообразных соединений.

Именно соединения и дали название самому элементу – от греческого краска, цвет. Дело в том, что его соли и оксиды окрашены в самые разнообразные яркие цвета.

Данное видео расскажет о том, что такое хром:

Особенности и отличия по сравнению с другими металлами

При изучении металла наибольший интерес вызывали 2 свойства вещества: твердость и тугоплавкость. Хром относится к наиболее твердым металлам – занимает пятое место и уступает урану, иридию, вольфраму и бериллию. Однако качество это оказалось невостребованным, поскольку у металла были обнаружены более важные для промышленности свойства.

Хром плавится при 1907 С. Вольфраму или молибдену по этому показателю он уступает, но все равно относится к тугоплавким веществам. Правда, на температуру его плавления сильно влияют примеси.

• Как многие из металлов, устойчивых к коррозии, хром образует на воздухе тонкую и очень плотную оксидную пленку. Последняя прикрывает доступ кислорода, азота и влаги к веществу, что и делает его неуязвимым. Особенность в том, что это качество он передает своему сплаву с : в присутствии элемента увеличивается потенциал а-фазы железа и в итоге сталь на воздухе тоже покрывается плотной оксидной пленкой. Это и есть секрет стойкости нержавеющей .
• Являясь тугоплавким веществом, металл повышает и температуру плавления сплава. Жаропрочные и жаростойкие стали обязательно включают долю хрома, причем порой очень большую – до 60%. Еще более сильный эффект оказывает добавка и , и хрома.
• Хром образует сплавы и со своими собратьями по группе – молибденом и вольфрамом. Их используют для покрытия деталей, где требуется особенно высокая износостойкость в условиях высокой температуры.

Достоинства и недостатки хрома описаны ниже.

Хром как металл (фото)

Достоинства

Как и всякое другое вещество, металл обладает своими достоинствами и недостатками, а их совокупность определяет его использование.

• Безусловный плюс вещества – коррозийная стойкость и возможность передавать это свойство своим сплавам. Хромовые нержавеющие стали имеют огромное значение, поскольку разом решили целый ряд проблем при строительстве судов, подводных лодок, каркасов зданий и так далее.
• Устойчивость к коррозии обеспечивают другим способом – покрывают предмет тонким слоем металла. Популярность этого метода очень велика, на сегодня существует не меньше десятка способов хромирования в разных условиях и для получения разного результата.
• Хромовый слой создает яркий зеркальный блеск, так что к хромированию прибегают не только для целей защиты сплава от коррозии, но и для получения эстетичного внешнего вида. Причем современные методы хромирования позволяют создать покрытие на любом материале – не только на металле, но и на пластике, и на керамике.
• Получение жаропрочной стали при добавке хрома тоже стоит отнести к достоинствам вещества. Есть множество областей, где металлические детали должны работать при высоких температурах, а железо само по себе такой стойкостью к нагрузкам при температуре не обладает.
• Из всех тугоплавких веществ он наиболее устойчив к кислотам и основаниям.
• Плюсом вещества можно считать и его распространенность – 0,02% в земной коре, и относительно простой способ добычи и получения. Конечно, он требует энергозатрат, но не сравнить со сложной , например.

Недостатки

К недостаткам стоит отнести качества, не позволяющие в полной мере использовать все свойства хрома.

• В первую очередь, это сильная зависимость физических, а не только химических свойств от примесей. Даже температуру плавления металла было сложно установить, так как при наличии ничтожной доли азота или углерода показатель заметно менялся.
• Несмотря на более высокую электропроводность по сравнению с , хром гораздо меньше используется в электротехнике и стоимость его довольно высока. Изготовить из него что-либо намного труднее: высокая температура плавления и твердость заметно ограничивают применение.
• Чистый хром является ковким металлом, содержащий примеси становится очень твердым. Чтобы получить хотя бы относительно пластичный металл, его приходится подвергать дополнительной обработке, что, конечно, увеличивает расходы на изготовление.

Структура металла

Кристалл хрома имеет объемно-центрированную кубическую решетку, а=0,28845 нм. Выше температуры в 1830 С можно получить модификацию с гранецентрированной кубической решеткой.

При температуре в +38 С фиксируется фазовый переход второго рода с увеличением объема. При этом кристаллическая решетка вещества не изменяется, а вот его магнитные свойства становятся совершенно другими. До этой температуры – точки Нееля, хром проявляет свойства антиферромагнетика, то есть, является веществом, которое намагнитить практически невозможно. Выше точки Нееля металл становится типичным парамагнетиком, то есть, проявляет магнитные свойства в присутствии магнитного поля.

Свойства и характеристики

В нормальных условиях металл довольно инертен – и благодаря оксидной пленке и просто по природе своей. Однако при повышении температуры вступает в реакцию и с простыми веществами, и с кислотами, и с основаниями. Его соединения очень разнообразны и применяются очень широко. Физические характеристики металла, как упоминалось, сильно зависят от количества примесей. На практике дело имеют с хромом с чистотой до 99,5%. таковы:

• температура плавления – 1907 С. Эта величина служит границей между тугоплавкими и обычными веществами;
• температура кипения – 2671 С;
• твердость по шкале Мооса – 5;
• электропроводность – 9 · 106 1/(Ом м). По этому показателю хром уступает только серебру, и золоту;
• удельное сопротивление –127 (Ом мм2)/м;
• теплопроводность вещества составляет 93,7 Вт/(м K);
• удельная теплоемкость –45 Дж/(г K).

Теплофизические характеристики вещества несколько аномальны. В точке Нееля, где изменяется объем металла, коэффициент его теплового расширения резко увеличивается и продолжает расти с увлечением температуры. Также аномально ведет себя и теплопроводность – падает в точке Нееля и уменьшается при нагреве.

Элемент относится к числу необходимых: в человеческом организме ионы хрома являются участниками углеводного обмена и процесса регулировки выделения инсулина. Суточная доза составляет 50–200 мкг.

Хром нетоксичен, хотя в виде металлического порошка может вызвать раздражение слизистой. Трехвалентные его соединения тоже относительно безопасны и даже применяются в пищевой и спортивной промышленности. А вот шестивалентные для человека являются ядом, вызывают тяжелые поражения дыхательных путей и ЖКТ.

О производстве и цене на металл хром за кг сегодня мы поговорим далее.

В этом видеоролике будет показано, является ли покрытие хромовым:

Производство

В большом количестве разных минералов – часто сопровождает и . Однако его содержание недостаточное, чтобы иметь промышленное значение. Перспективными являются лишь породы, включающие не менее 40% элемента, поэтому пригодных для добычи минералов немного, в основном это хромовый железняк или хромит.

Добывают минерал шахтным и карьерным методом в зависимости от глубины залегания. А так как руда изначально содержит большую долю металла, то практически никогда не обогащается, что, соответственно, упрощает и удешевляет процесс производства.

Для легирования стали используется около 70% добытого металла. Причем применяют его зачастую не в чистом виде, а в виде феррохрома. Последний можно получить прямо в шахтной электропечи или доменной – так получают углеродистый феррохром. Если требуется соединение с низким содержанием углерода, прибегают к алюминотермическому методу.

• Этим способом получают и чистый хром, и феррохром. Для этого в плавильную шахту загружают шихту, включающую хромистый железняк, оксид хрома, натриевую селитру и . Первую порцию – запальная смесь, поджигают, а остальную часть шихты загружают в расплав. В конце добавляют флюс – известь, чтоб облегчить извлечение хрома. Плавка занимает около 20 минут. После некоторого охлаждения шахту наклоняют, выпускают шлак, снова возвращают в исходное положение и вновь наклоняют, теперь уже в изложницу выводится и хром, и шлак. После охлаждения полученный блок разделяют.
• Применяют и другой метод – металлотермической плавки. Проводится она в электропечи в поворачивающейся шахте. Шихту здесь разделяют на 3 части, каждая отличается составом. Этот метод позволяет извлечь большее количество хрома, но, главное – сокращает расход .
• Если же требуется получить химически чистый металл, прибегают к лабораторному методу: высаживают кристаллы путем электролиза растворов хроматов.

Стоимость металла хром за 1 кг заметно колеблется, поскольку зависит от объема выпускаемого металлопроката – главного потребителя элемента. В январе 2017 года 1 тонна металла оценивалась в 7655 $.

Применение

Категории

Итак, . Основной потребитель хрома – черная металлургия. Связано это со способностью металла передавать такие свои свойства, как стойкость к коррозии и твердость своим сплавам. Причем влияние он оказывает при добавлении в очень небольших количествах.

Все сплавы хрома и железа разделяют на 2 категории:

• низколегированные – с долей хрома до 1,6%. В этом случае хром добавляет стали прочности и твердости. Если у обычной стали предел прочности составит 400–580 МПа, то та же марка стали с добавкой 1% вещества продемонстрирует предел равный 1000 МПа;
• высоколегированные – содержат более 12% хрома. Здесь металл обеспечивает сплаву такую же стойкость к коррозии, какой обладает сам. Все нержавеющие стали называют хромовыми, поскольку именно этот элемент обеспечивает это качество.

Низколегированные стали относятся к конструкционным: из них изготавливают многочисленные детали машин – валы, зубчатые колеса, толкатели и так далее. Сфера использования нержавеющей стали огромна: металлические части турбин, корпуса корабля и подводных лодок, камеры сгорания, крепеж любого рода, трубы, швеллеры, уголки, листовая сталь и так далее.

Кроме того, хром увеличивает стойкость сплава к температуре: при содержании вещества от 30 до 66%, изделия из жаропрочной стали может выполнять свои функции при нагреве до 1200 С. Это материал для клапанов поршневых двигателей, для крепежа, для деталей турбин и прочего.

Если 70% хрома уходит на нужды металлургии, то остальные почти 30% используются для хромирования. Суть процесса сводится к нанесению на поверхность предмета из металла тонкого слоя хрома. Используются для этого самые разные методы, многие доступны домашним мастерам.

Хромирование

Хромирование можно разделить на 2 категории:

• функциональное – его целью является предупредить коррозию изделия. Толщина слоя здесь больше, так что процесс хромирования занимает больше времени – порой до 24 часов. Кроме того, что хромовый слой предупредит ржавление, он заметно увеличивает износостойкость детали;
• декоративное – хром создает зеркально-блестящую поверхность. Автолюбители и мотогонщики редко когда отказываются от возможности украсить свою машину хромированными деталями. Слой декоративности покрытия намного тоньше – до 0,0005 мм.

Хромирование активно используется в современном строительстве и при изготовлении мебели. Фурнитура с зеркальным покрытием, аксессуары ванной и кухни, кухонная утварь, детали мебели – изделия с хромовым покрытием на редкость популярны. А так как благодаря современным методом хромирования, покрытие можно создать буквально на любом предмете, появились и несколько нетипичные методы применения. Так, например, хромированную сантехнику к тривиальным решениям отнести нельзя.

Хром – металл с очень необычными свойствами, причем его качества востребованы в промышленности. В большинстве своем интерес представляют его сплавы и соединения, что лишь повышает значение металла для народного хозяйства.

Про снятие хрома с металла расскажет видео ниже:

Хром (Cr), химический элемент VI группы периодической системы Менделеева. Относится к переходным металлом с атомным номером 24 и атомной массой 51,996. В переводе с греческого, название металла означает «цвет». Такому названию металл обязан разнообразной цветовой гамме, которая присуща его различным соединениям.

Физические характеристики хрома

Металл обладает достаточной твердостью и хрупкостью одновременно. По шкале Мооса твердость хрома оценивается в 5,5. Этот показатель означает, что хром имеет максимальную твердость из всех известных на сегодня металлов, после урана, иридия, вольфрама и бериллия. Для простого вещества хрома характерен голубовато-белый окрас.

Металл не относится к редким элементам. Его концентрация в земной коре достигает 0,02% масс. долей. В чистом виде хром не встречается никогда. Он содержится в минералах и рудах, которые являются главным источником добычи металла. Хромит (хромистый железняк, FeO*Cr 2 O 3) считается основным соединением хрома. Еще одним достаточно распространенным, однако менее важным минералом, является крокоит PbCrO 4 .

Металл легко поддается плавке при температуре 1907 0 С (2180 0 К или 3465 0 F). При температуре в 2672 0 С - закипает. Атомная масса металла составляет 51,996 г/моль.

Хром является уникальным металлом благодаря своим магнитным свойствам. В условиях комнатной температуры ему присуще антиферромагнитное упорядочение, в то время, как другие металлы обладают им в условиях исключительно пониженных температур. Однако, если хром нагреть выше 37 0 С, физические свойства хрома изменяются. Так, существенно меняется электросопротивление и коэффициент линейного расширения, модуль упругости достигает минимального значения, а внутреннее трение значительно увеличивается. Такое явление связано с прохождением точки Нееля, при которой антиферромагнитные свойства материала способны изменяться на парамагнитные. Это означает, что первый уровень пройден, и вещество резко увеличилось в объеме.

Строение хрома представляет собой объемно-центрированную решетку, благодаря которой металл характеризуется температурой хрупко-вязкого периода. Однако, в случае с данным металлом, огромное значение имеет степень чистоты, поэтому, величина находится в пределах -50 0 С - +350 0 С. Как показывает практика, раскристаллизированный металл не имеет никакой пластичности, но мягкий отжиг и формовка делают его ковким.

Химические свойства хрома

Атом имеет следующую внешнюю конфигурацию: 3d 5 4s 1 . Как правило, в соединениях хром имеет следующие степени окисления: +2, +3, +6, среди которых наибольшую устойчивость проявляет Сr 3+ .Кроме этого существуют и другие соединения, в которых хром проявляет совершенно иную степень окисления, а именно: +1, +4, +5.

Металл не отличается особой химической активностью. Во время нахождения хрома в обычных условиях, металл проявляет устойчивость к влаге и кислороду. Однако, данная характеристика не относится к соединению хрома и фтора - CrF 3 , которое при воздействии температур, превышающих 600 0 С, взаимодействует с парами воды, образуя в результате реакции Сr 2 О 3 , а также азотом, углеродом и серой.

Во время нагревания металлического хрома, он взаимодействует с галогенами, серой, кремнием, бором, углеродом, а также некоторыми другими элементами, в результате чего получаются следующие химические реакции хрома:

Cr + 2F 2 = CrF 4 (с примесью CrF 5)

2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3

2Cr + 3S = Cr 2 S 3

Хроматы можно получить, если нагреть хром с расплавленной содой на воздухе, нитратами или хлоратами щелочных металлов:

2Cr + 2Na 2 CO 3 + 3O 2 = 2Na 2 CrO 4 + 2CO 2 .

Хром не обладает токсичностью, чего нельзя сказать о некоторых его соединениях. Как известно, пыль данного металла, при попадании в организм, может раздражать легкие, через кожу она не усваивается. Но, поскольку в чистом виде он не встречается, то его попадание в человеческий организм является невозможным.

Трехвалентный хром попадает в окружающую среду во время добычи и переработки хромовой руды. В человеческий организм попадание хрома вероятно в виде пищевой добавки, используемой в программах по похудению. Хром с валентностью, равной +3, является активным участником синтеза глюкозы. Ученые установили, что излишнее употребление хрома особого вреда человеческому организму не наносит, поскольку не происходит его всасывание, однако, он способен накапливаться в организме.

Соединения, в котором участвует шестивалентный металл, являются крайне токсичными. Вероятность их попадания в человеческий организм появляется во время производства хроматов, хромирования предметов, во время проведения некоторых сварочных работ. Попадание такого хрома в организм чревато серьезными последствиями, так как соединения, в которых присутствует шестивалентный элемент, представляют собой сильные окислители. Поэтому, могут вызвать кровотечение в желудке и кишечнике, иногда с прободением кишечника. При попадании таких соединений на кожу возникают сильные химические реакции в виде ожогов, воспалений, возникновения язв.

В зависимости от качества хрома, которое необходимо получить на выходе, существует несколько способов производства металла: электролизом концентрированных водных растворов оксида хрома, электролизом сульфатов, а также восстановлением оксидом кремния. Однако, последний способ не очень популярен, так как при нем на выходе получается хром с огромным количеством примесей. Кроме того, он также является экономически невыгодным.