عناصر شیمیایی، از مهم ترین ترکیبات موجود در زمین و طبیعت محسوب می شود. چراکه بسیاری از واکنش های شیمیایی موجود در طبیعت با استفاده از حضور گسترده ی این عناصر شیمیایی شکل می گیرد. یکی از این عناصر بسیار پرکاربرد عنصر کروم است. ویژگی های کروم سبب شده تا این عنصر به، عنصری شناخته شده و پرکارد مبدل گردد. کروم در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرد. این عنصر صورت های مختلفی داشته و همین موضوع سبب شده تا استفاده های مختلفی از آن صورت گیرد. در این مقاله از سایت نرمال لابو در ارتباط با ویژگی های کروم به طور مفصل صحبت خواهیم کرد. همچنین مطالبی در ارتباط با اینکه کروم چیست و چه کاربرد هایی دارد نیز ارائه خواهد شد عنصر کروم با نماد شیمیایی Cr و عدد اتمی ۲۴ در دوره چهارم جدول تناوبی قرار گرفته است. این عنصر فلزی سخت، براق و به رنگ خاکستری بوده و از جلاپذیری و نقطه جوش بالا بهره می برد که از مهم ترین ویژگی های کروم محسوب می شود. همچنین کروم مانند فلزهای دیگر چکش خوار نیست و شکننده می باشد. بیشترین ارزش این فلز به دلیل مقاومت آن در برابر زنگ زدگی، فرسایش و تیرگی است. از کاربرد این عنصر می توان به اضافه نمودن آن به فولاد برای جلوگیری از فرسایش و تیرگی اشاره نمود. کروم به عنوان یک عنصر در سال ۱۷۶۱ کشف شد و ابتدا به عنوان رنگدانه کاربرد داشت. در ۱۷۹۷ فلز کروم برای نخستین بار از سنگ معدنی آن جدا شد.
از آن زمان تاکنون تقریبا تمام کروم دنیا از سنگ معدنی کرومیت به دست می آید و به صورت تجاری با حرارت دادن این سنگ معدن در حضور آلومینیوم یا سیلیسیوم تهیه می شود. این عنصر از نظر فراوانی بیست و یکمین عنصر در پوسته زمین است. نزدیک به نیمی از سنگ معدن کرومیت جهان در آفریقای جنوبی تولید می شود و قزاقستان، هند، زیمبابوه، ایران، فنلاند، برزیل، روسیه و ترکیه نیز از دیگر تولیدکنندگان عمده آن هستند. مقدار کرومیت استخراج نشده بسیار زیاد است، اما از نظر جغرافیایی در قزاقستان و آفریقای جنوبی متمرکز هستند. در سال ۲۰۰۰ حدود ۴٫۴ میلیون تن سنگ معدن کرومیت قابل فروش تولید شد که ۳٫۳ میلیون تن آهن- کروم به ارزش تقریبی ۲٫۵ میلیارد دلار آمریکا از آن به دست آمد. اگرچه وجود کروم خالص بسیار نادر است، مقادیری کروم خالص کشف شده است. معدن اوداچنایا در روسیه نمونه‌هایی از کروم خالص تولید می‌کند. این معدن یک استوانه کیمبرلیت غنی از الماس است که در آن هم کروم خالص و هم الماس تولید می‌شود
عنصر کروم که در انگلیسی Chromium نامیده می شود فلزی سخت، براق و خاکستری رنگ است. عنصر کروم عنصر شماره ۲۴ جدول تناوبی فلزی بسیار جلا پذیر است. به سختی قابل جوش خوردن بوده و در برابر زنگ زدگی و سیاه شدن نیز مقاوم است. حالت های اکسیداسیون کروم ۲+ ،۳+ و ۶+ نسبت به بقیه فرم های اکسایش آن پایدار تر است. حالت اکسایش ۳+ پایدارترین حالت و حالت های ۴+ و ۵+ نسبتا کمیاب می باشند. لازم به ذکر است که ترکیبات عنصر کروم اکسیدکننده هایی قوی در حالت اکسیداسیون ۶ هستند. برای شناخت بیشتر این ماده شگفت انگیز می توان به مدل اتمی بور برای عنصر کروم مراجعه نمود.
عنصر کروم عضو یک گروه عنصر فلز واسطه است. این اولین عنصر در گروه ۶ جدول تناوبی است. در دمای معمولی و فشار، کروم جامد و فلزی خاکستری و سخت و درخشان است، صیقلی بالایی دارد، مقاومت در برابر خوردگی دارد و نقطه ذوب بالا دارد. نام کروم از واژه یونانی chroma، که به معنی رنگ است، می آید. این به این دلیل است که ترکیبات کروم به شدت رنگی هستند. کروم برای اولین بار به عنوان یک رنگدانه قرمز از کروکیت معدنی که سرب II کرومات است، استفاده می شود. نیکول لوییس، اکسید را در قرن هجدهم تصفیه کرد و اولین کروم موجود در کروکیت را از هم جدا کرد، که برای کشف این عنصر اعتبار کسب کرد. با این حال، ترکیبات کروم برای هزاران سال استفاده شده است. کروم یک ماده مغذی ضروری و یک فلز بسیار سمی است که بسته به میزان ظرفیت شیمایی آن دارد. . Cr۳ + در بدن برای متابولیسم قندها و لیپید ها استفاده می شود. Cr۶ + یا کروم شش ظرفیتی بسیار سمی است، باعث آسیب مغزی و سرطان و آسیب رساندن به سیستم های متعدد بدن می شود. در حالی که ظرفیت شیمیایی ۳+ و ۶+ شایع هستند، حالت های اکسیداسیون +۱، +۴، و +۵ نیز یافت می شود. همچنین کروم (۰) وجود دارد که فرم فلزی عنصر است. نمونه هایی از فلز کروم خالص و کریستال های کرومی هستند. محصولات غذایی کروم عبارتند از گوشت، مخمر، دانه،و مکمل است. کروم VIباعث آلودگی آب است، به علاوه آن برای ساختن فولاد استفاده می شود، رنگ سبز را به شیشه اضافه می کند و درکاربردهای صنعتی نیز کاربرد های گسترده دارد.
کاربردهای کروم در صنایع مختلف بسیار گسترده است و از این رو در گروه عناصر پرکاربرد قرا می گیرد. کروم در بسیاری از مواد معدنی وجود دارد، اما تنها سنگ معدن مورد بهره برداری تجاری، کرومیت است. این ماده معدنی اسپینل در حالت ایده آل از اکسید آهن و اکسید کروم با ترکیب شیمیایی FeO · Cr۲O۳ تشکیل شده است، اما اغلب در طبیعت یافت می شود که منیزیا (MgO) جایگزین FeO و آلومینا (A۱۲O۳) یا اکسید آهن (Fe۲O۳) جایگزین Cr۲O۳ می شود. مواد معدنی دیگری مانند سیلیس SiO۲ نیز وجود دارد. در اوایل قرن بیست و یک، آفریقای جنوبی، هند، قزاقستان و ترکیه به تولید کنندگان برتر کرومیت در جهان تبدیل شده اند. بخش عمده ای از ذخایر کرومیت در رسوبات چینه ای (لایه های نازک و یکنواخت که یک ناحیه وسیع را پوشانده اند) یافت می شود، اما رسوبات غلاف شکل (تشکیلات پراکنده غلاف شکل با اندازه های مختلف) نیز مهم هستند. بازیابی کروم از سنگ معدن متفاوت است در یک عملیات خوب نود درصد در فلز مذاب بازیابی می شود. از ده درصد باقی مانده در سرباره، برخی از آنها به صورت فلزی هستند و می توانند با روش های فرآوری مواد معدنی بازیابی شوند. ذوب بار فروکروم ۴۰۰۰ کیلووات ساعت انرژی الکتریکی به ازای هر تن آلیاژ تولید شده مصرف می کند، در حالی که برای فروکروم با کربن بالا ۴۶۰۰ کیلووات ساعت در هر تن مصرف می شود.
سیلیکون فروکروم اگر سیلیس به شارژ اضافه شود تا وزن آن برابر با سنگ معدن باشد، فرآیندهای ذوب آنچه را که به عنوان سیلیکون فروکروم شناخته می شود، بدست می آورد. این آلیاژ حاوی ۳۸-۴۲ درصد سیلیسیم و کمتر از ۱/۰ درصد کربن ، به عنوان یک اکسید کننده در تولید فولاد ضد زنگ و به عنوان یک ماده میانی در تولید فروکروم کم کربن استفاده می شود. فروکروم کم کربن وقتی کرومیت و آهک در کوره قوس الکتریکی باز ذوب می شوند و سپس با سیلیکون فروکروم تماس می گیرند، می توان فروکرومیوم کم کربن (۰.۰۵ درصد) بدست آورد. فلز کروم خالص یا با کاهش حرارتی Cr۲O۳ با آلومینیوم یا با الکترولیز محلول های کروم سه ظرفیتی تولید می شود. اکثر فولاد ضدزنگ موجود در بازار ۱۶ تا ۲۵ درصدکروم، بیش از ۱۵ درصدکربن و ۷ تا ۲۰ درصد نیکل دارند که در فرآیندهای شیمیایی، تصفیه نفت، کاغذسازی و فرآوری مواد غذایی بکار می رود. فولاد ضد زنگ فریتی مورد استفاده در ساختارهای هنری، وسایل آشپزی، سینک آشپزخانه و سیستم های دفع گازهای آلوده ۱۷-۱۱ درصد کروم، آلیاژهای فوق فریتی مورد استفاده در سیستم های خنک کننده آب دریا، اسیدها و قلیاها تا ۲۵ درصد کروم و فولاد ضد زنگ مضاعف مورد استفاده در طرح های شیمیایی و لوله ها ۲۶- ۲۲درصد کروم دارند. از فروکروم تصفیه شده اکنون به طور عمده به عنوان یک ماده اصلاح کننده استفاده می شود.
فولادهای ضدزنگ مقاومت بالایی در برابر اکسیداسیون و خوردگی دارند، علت اصلی آن وجود کروم است که در سطوح مختلف بین ۱۰ تا ۲۶ درصد،ا کسید محافظ روی سطح فولاد تشکیل می دهد. فولادهای ضد زنگ فریتی کم کربن را نمی توان با عملیات حرارتی سخت کرد. انواع فریتی حاوی ۱۷ تا ۱۸ درصد کروم در تزئینات اتومبیل و تجهیزات برای استفاده می شود. از فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی با کربن بالا در صورت تمایل به مقاومت در برابر سایش استفاده می شود. فولادهای این نوع با ۱۳ درصد کروم به صورت کارد و چنگال ساخته می شوند. نیکل و منگنز را می توان به فولادهای ضد زنگ پر کروم (۱۶ تا ۲۶ درصد) اضافه کرد و انواع آستنیتی را ایجاد کرد، که احتمالا ۱۸ نوع کروم ۸ درصد نیکل از همه بیشتر شناخته شده است. فولادهای آستنیتی علاوه بر مقاومت در برابر اکسیداسیون و خوردگی، مقاومت خود را در دمای بالا بهتر از فولادهای کروم ساده حفظ می کنند. بعضی اوقات مولیبدن، تنگستن، نیوبیوم یا تیتانیوم برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی یا تثبیت کاربیدهای موجود اضافه می شوند. فولادهای این نوع حاوی حداکثر بیست و شش درصد کروم دارای مقاومت در برابر اکسیداسیون عالی در دمای بالا هستند. از آنها در قطعات کوره، نازل های مشعل و روکش های کوره استفاده می شود. برای بهبود سختی پذیری، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در دمای بالا، حداکثر ۲ درصد کروم به فولاد کم آلیاژ اضافه می شود.
این نوع فولادها، حاوی کروم در ترکیب با عناصر دیگر مانند مولیبدن، نیکل، منگنز و وانادیوم، برای فنرها، یاطاقان غلتکی و توپی، قالب، ریل و سازه های با مقاومت بالا استفاده می شود. فولادهای حاوی ۶-۱۰ درصد کروم مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون را افزایش داده و به صورت لوله در صنعت روغن استفاده می شوند. آلیاژهای غیر آهنی برای بدست آوردن مقاومت در برابر خوردگی و سختی، کروم به میزان ۲۵ درصد به آلیاژهای کبالت اضافه می شود. آلیاژهای کبالت، کروم، تنگستن برای برش ابزار استفاده می شود. سوپرآلیاژهای نیکل-کروم با حداکثر شصت درصد کروم و گاهی اوقات کمی آهن برای کاربردهای با درجه حرارت بالا استفاده می شود. همچنین کروم به مقدار ۰.۵ درصد به آلیاژهای آلومینیوم اضافه می شود تا مقاومت در برابر خوردگی آنها را بهبود بخشد. اکسید سبز کروم، که تقریبا خالص است، پایدارترین رنگدانه سبز شناخته شده است. برای رنگ آمیزی گرانول های سقف، سیمان ها و گچ ها استفاده می شود. همچنین به عنوان یک پودر خوب برای پرداخت استفاده می شود. کروم زرد در سایه های موجود بسیار متفاوت است و اساسا کرومات سرب یا کروکیت است. این رنگدانه باعث ایجاد یک رنگ عالی هم برای چوب و هم برای فلز می شود. به عنوان بازدارنده از خوردگی در قطعات هواپیما ساخته شده از آلومینیوم یا منیزیم استفاده می شود. مواد شیمیایی کروم در فرو بردن آهن، فولاد، برنج و قلع و همچنین به عنوان بازدارنده های آب نمک و سیستم های آب مجدد گردش خون استفاده می شود. کروم به عنوان یک عنصر در سال ۱۷۶۱ کشف شد و ابتدا کاربردهای کروم در تولید رنگدانه بود.
در ۱۷۹۷ فلز کروم برای نخستین بار از سنگ معدنی آن جدا شد. از آن زمان تاکنون تقریبا تمام کروم دنیا از سنگ معدنی کرومیت به دست می آید.
انواع کاربردهای کروم: برای بدن برای کمک به سوخت و ساز قند ترکیبی در آلیاژها برای ساخت فولاد ضدزنگ در متالورژی برای مقاوم کردن در مقابل پوسیدگی و در براقی نهایی در آب کاریدر آلومینیوم آنادایز به عنوان یک کاتالیزور برای ساخت قالب های پخت آجر استفاده از نمک های کروم برای سبز کردن رنگ شیشه در رنگ مو برای تمیزکردن ظروف شیشه ای آزمایشگاهی یک عامل تیترات در رنگرزی در تولید نوارهای مغناطیسی.
با توجه به ویژگی های کروم، این فلز می تواند بسیاری از فلزات دیگر را ضد زنگ کرده و از آن ها در برابر خوردگی و زنگ زدن محافظت نماید. از همین رو یکی از آلیاژهای اصلی فولاد ضدزنگ یا استینلس استیل کروم تشکیل می شود. وجود حداقل میزان ده درصد عنصر کروم استیل را در برابر خوردگی محافظت می نماید. همچنین حداکثر درصد جرمی کربن در این آلیاژ فولادی ۱.۲ درصد است. وجود این میزان کروم باعث ایجاد یک لایه غیرفعال بر روی سطح فولاد می شود که به شدت به ماده زیرین پیوند خورده و از تماس بیشتر ماده با محیط اطراف جلوگیری می‌کند که این خاصیت موجب حفاظت فولاد در برابر زنگ زدگی می شود. اگر خراشی بر روی این سطح ایجاد و لایه از بین برود، فولاد می تواند خودش را ترمیم کند و اگر گرید به درستی برای محیط کاری انتخاب شده باشد این لایه غیرفعال دوباره تشکیل می شود. در غیر اینصورت فولاد زنگ نزن، زنگ زده و خورده خواهد شد.
از دیگر کاربردهای کروم، در متالورژی برای مقاوم کردن در مقابل پوسیدگی و در براقی نهائی، در آب کاری با کروم، در آلومینیوم آنادایز، به‌عنوان یک جز در آلیاژها، مثلا در فولاد ضدزنگ استفاده می شود. نمک های کروم باعث سبز شدن رنگ شیشه می شوند.
استفاده از کرومیت برای ساخت قالب های پخت آجر، کاربرد کرومات‌ها و اکسیدها در رنگ مو و رنگ های معمولی، به عنوان یک کاتالیزور، استفاده از دی کرومات پتاسیم در تمیز کردن ظروف شیشه‌ای آزمایشگاهی، در صنعت رنگرزی جهت دوپ کردن در پوشش کربن شبه الماس، دی اکسید کروم، در تولید نوارهای مغناطیسی مصرف می شود این نوارها نسبت به نوارهای اکسید آهن دارای مقاومت در برابر میدانهای مغناطیسی بیشتری بوده، لذا کارایی بهتری دارند. به طور معمول فلز کروم و ترکیبات کروم (III) برای سلامتی خطری ندارند. اما در صورت بلع ترکیبات کروم VI می توانند سمی باشند. نصف قاشق چای خوری ترکیبات کروم سمی (VI) کشنده است. حتی مقادیر غیر کشنده کروم VI نیز سرطان زا است. بیشتر ترکیبات کروم VI برای چشم، پوست و بافت های مخاطی مضر است. تماس دائمی با این ترکیبات خطر ناک بوده و می تواند موجب آسیب های دائمی چشم گردد. در این موارد باید درمان کامل صورت پذیرد. سازمان بهداشت جهانی، حداکثر میزان مجاز مصرف کروم VI از جنبه سلامتی را ۰.۰۵ میلی گرم در لیتر آب آشامیدنی اعلام نموده کرد. البته این پیشنهاد بار ها بررسی شد. اما در این فاصله مقدار اعلام شده تغییری نکرد.
همانگونه که در این قسمت مشاهده نمودید کاربردهای کروم بسیار متنوع تر از آن چیزی است که تصور می شود. طبیعت با وجود چنین عناصری، بهترین نعمت ها را در اختیار انسان قرار می دهد. کروم یک از این چندین عنصری است که به طور چشمگیری در صنعت کاربرد دارد. ما در فروشگاه نرمال لابو، این عنصر پرکاربرد را در کاربردهای مختلف، از بهترین برند ها عرضه نموده ایم. برای کسب اطلاعات بیشتر با ما در تماس باشید.
قیمت کروم در جهان به فاکتور های مختلفی بستگی دارد. این فلز یکی از پر استفاده ترین فلزات جهان محسوب می شود که دامنه کارایی و عملکرد آن بسیار وسیع است. برای استخراج فلز کروم از روش های مختلف آزمایشگاهی استفاده می شود. در کشور هایی مثل آفریقا، ترکیه و قزاقستان معادن کرومیت بسیار زیادی وجود دارد که هر ساله مقدار بسیار زیادی کروم در این معادن به صورت صنعتی و آزمایشگاهی استخراج می شود. فلز کروم یکی از مهمترین عنصر های جدول تناوبی مندلیف است که معمولا در طبیعت به صورت ناخالص یافت می شود و برای استخراج آن باید از انواع روش های مصنوعی استفاده کرد، اگرچه امروزه در تعداد محدودی از معادن نیز فلز کروم به صورت خالص یافت می شود اما تعداد این معادن بسیار محدود و اندک است امروزه کروم از دو طریق صنعتی و آزمایشگاهی در بازار جهانی به فروش می رسد. مقدار فروش و قیمت کروم در هر کدام از روش های ذکر شده با یکدیگر متفاوت است. در روش صنعتی، کروم به صورت بشکه های بزرگ به فروش می رسد در حالی که فروش اشکال مختلف کروم در روش آزمایشگاهی به صورت گرمی به فروش می رسد.
امروزه فلز کروم در آزمایشگاه متناسب با نوع عملکرد و کارایی آن در اشکال و گرید های مختلفی مثل قطعات درشت ۹۹% یا کروم متال، پودر درشت، پودر ریز کروم، انواع ورقه های کروم و انواع ساچمه یا گلوله تولید می شود و به بازار جهانی عرضه می شود. یکی از مهمترین عوامل مؤثر بر قیمت کروم، میزان درصد خلوص یا گرید کروم است. هر چقدر که درصد خلوص کروم بیشتر باشد، قیمت آن نیز بیشتر است. میزان عرضه و تقاضای فلز کروم در جهان یکی از مهمترین فاکتور های مؤثر بر قیمت فلز کروم می باشد. بدیهی است هر چقدر که میزان درخواست یا تقاضای جهانی برای خرید فلز کروم بیشتر باشد، قیمت آن نیز ارزان تر است. در صورتی که میزان درخواست یا تقاضای این فلز در جهان کم باشد، قیمت آن نیز افزایش می یابد. بنابراین برای تعیین قیمت هر کیلو کروم، باید سنخیت مناسبی بین عرضه و تقاضای فلز کروم وجود داشته باشد. حمل و نقل فلز کروم نیز از دیگر شاخص های تعیین قیمت کروم در جهان است. هرچقدر فاصله مکانی کشور مقصد و کشور مبدا بیشتر باشد، در تعیین قیمت کروم تاثیر گذار خواهد بود. در این میان کیفت تولید نیز تاثیر به سزایی در قیمت کروم خواهد داشت. هرچه میزان کیفیت بیشتر باشد میزان تقاضا برای خرید نیز بیشتر خواهد بود.
در دنیای غرب، تاریخ رنگارنگ کروم، به اندازه کافی، در انتهای طیف مرئی با یک ماده معدنی قرمز-نارنجی آغاز می شود که توسط کاشف آن، زمین شناس قرن هجدهم، یوهان لمان، سرب قرمز سیبری نامیده شد. اگرچه در آن زمان جدول تناوبی مندلیف هنوز تقریبا یک قرن فاصله داشت، دانشمندان در سراسر جهان به سرعت در حال کشف عناصر جدید بودند ۳۰ درصد از عناصر طبیعی برای اولین بار بین سال‌های ۱۷۷۵ و ۱۸۲۵ جدا شدند. بیش از ۳۵ سال پس از کشف سرب قرمز سیبری برای اولین بار، شیمیدان فرانسوی لوئیس واکلین نشان داد که این ماده معدنی که اکنون به نام کروکویت شناخته می شود، حاوی یک عنصر شیمیایی ناشناخته است. برای جداسازی کروم چندین مرحله طول کشید. ابتدا محلول کروکویت را با کربنات پتاسیم مخلوط کرد تا سرب رسوب کند. سپس میانی کرومات زرد لیمویی را در اسید تجزیه کرد و در نهایت با حرارت دادن با کربن اکسیژن مرکب را حذف کرد و کروم را استخراج نمود. خرید کروم با گستردگی ویژگی های کروم بسیار مورد استقبال صنایع محتلف قرار گرفته است. خرید کروم می تواند به صورت های مختلفی انجام پذیرد. لذا قیمت کروم می تواند تاثیر مستقیمی در میزان خرید کروم داشته باشد. اما فاکتورهای تعیین کننده قیمت برای خرید کروم، همانگونه که در قسمت قبل اشاره شد تاثیر زیادی دارند.
مواد شیمیایی را می توان یکی از پرکاربردترین عناصر صنعت امروز به شمار برد. چرا که مواد اولیه در صنعت حرف اول را می زنند. پایه ی مواد اولیه در هر صنعتی مواد شیمیایی مرتبط با آن صنعت است. ماهیت مواد شیمیایی به این صورت است که هر ماده از ترکیب چند عنصر شیمیایی به دست آمده و نوع ماده به دست آمده بنا بر میزان عناصر مصرفی، متغیر است. علم شیمی نقش مهم و مفیدی در توسعه و رشد تعدادی از صنایع دارد. این شامل صنایعی مانند تولید شیشه، سیمان، کاغذ، پارچه، چرم، رنگ و غیره است. همچنین در صنایعی مانند رنگ سازی، رنگدانه، نفت، قند، پلاستیک، داروسازی کاربردهای بسیار زیادی از شیمی مشاهده می شود. ویژگی های کروم در میان سایر عناص باعث شده است تا کاربردهای کروم بسیار گسترده باشد. در این مقاله ما آگاه شدیم که کروم چیست و چه کاربرد هایی دارد لذا اکنون به پرسش کروم چیست می توانیم آگاهانه پاسخ دهیم.فروشگاه نرمال لابو از جمله فروشگاه های بسیار مطرح در زمینه فروش مواد شیمیایی و تجهیزات آزمایشگاهی بهترین مرجع شما عزیزان برای خرید کروم خواهد بود.
