क्रोमियम गुण, विशेषता और उपयोग

क्रोमियम (Cr) आवर्त सारणी के समूह 6 (VIB) का एक धात्विक तत्व है। वार्षिक रूप से, इस धातु के टन का उत्पादन क्रोमाइट लौह अयस्क या मैग्नीशियम अयस्क (FeCr) द्वारा किया जाता है₂हे₄, MgCr₂हे₄), जो धातु प्राप्त करने के लिए कोयले के साथ कम हो जाते हैं। यह बहुत प्रतिक्रियाशील है, और केवल बहुत ही कम करने की स्थिति में यह अपने शुद्ध रूप में है.

इसका नाम ग्रीक शब्द 'क्रोमा' से निकला है, जिसका अर्थ है रंग। क्रोमियम यौगिकों द्वारा प्रदर्शित कई और तीव्र रंगों के कारण इसे यह नाम दिया गया था, चाहे अकार्बनिक या कार्बनिक; पीले या नारंगी, हरे, बैंगनी, नीले और लाल करने के लिए ठोस या काले समाधान से.

हालांकि, धातु क्रोमियम और इसके कार्बाइड का रंग भूरा चांदी है। इस विशेषता का उपयोग क्रोम की तकनीक में कई संरचनाओं को चमक देने के लिए किया जाता है (जैसे कि छवि में मगरमच्छ में देखा गया)। इस प्रकार, टुकड़ों को "क्रोम के साथ स्नान" चमक और जंग के लिए एक महान प्रतिरोध दिया जाता है.

ऑक्साइड में फार्म में क्रोमियम हवा में ऑक्सीजन के साथ तेजी से प्रतिक्रिया करता है। माध्यम के पीएच और ऑक्सीडेटिव स्थितियों के आधार पर, विभिन्न ऑक्सीकरण संख्या (III) (Cr) के साथ हासिल की जा सकती है³⁺) सभी का सबसे स्थिर। परिणामस्वरूप, क्रोमियम (III) ऑक्साइड (Cr)₂हे₃) हरा रंग उसके आक्साइड का सबसे स्थिर है.

ये ऑक्साइड वातावरण में अन्य धातुओं के साथ बातचीत कर सकते हैं, उत्पत्ति, उदाहरण के लिए, साइबेरियाई लाल सीसा वर्णक (PbCMO)।₄)। यह वर्णक पीला-नारंगी या लाल (इसके क्षारीयता के अनुसार) है, और इसमें से फ्रांसीसी वैज्ञानिक लुई निकोलस वौएक्लिन ने धातु के तांबे को अलग किया है, इसीलिए इसे इसके खोजकर्ता के रूप में सम्मानित किया गया है.

इसके खनिज और ऑक्साइड, साथ ही साथ धातु तांबा का एक छोटा सा हिस्सा, इस तत्व को पृथ्वी के वासना के 22 वें सबसे प्रचुर मात्रा में रखता है.

क्रोमियम की रसायन विज्ञान बहुत विविध है क्योंकि यह लगभग पूरे आवर्त सारणी के साथ बांड बना सकता है। इसके प्रत्येक यौगिक में रंगों का प्रदर्शन होता है जो ऑक्सीकरण की संख्या पर निर्भर करता है, साथ ही साथ इसके साथ बातचीत करने वाली प्रजातियां भी। यह कार्बन के साथ बांड भी बनाता है, बड़ी संख्या में ऑर्गेनोमेट्रिक यौगिकों में हस्तक्षेप करता है.

[टीओसी]

विशेषताएँ और गुण

क्रोमियम अपने शुद्ध रूप में एक चांदी की धातु है, जिसकी परमाणु संख्या 24 है और आणविक भार लगभग 52 ग्राम / मोल है (⁵²सीआर, इसकी सबसे स्थिर आइसोटोप).

अपने मजबूत धातु बांडों को देखते हुए, इसमें उच्च पिघलने (1907 डिग्री सेल्सियस) और उबलते (2671 डिग्री सेल्सियस) अंक हैं। इसके अलावा, इसकी क्रिस्टलीय संरचना इसे बहुत घनी धातु बनाती है (7.19 ग्राम / एमएल).

यह हाइड्रॉक्साइड बनाने के लिए पानी के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, लेकिन यह एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है। यह हवा से ऑक्सीजन के साथ ऑक्सीकरण होता है, आमतौर पर क्रोमिक ऑक्साइड का उत्पादन होता है, जो कि व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला हरा वर्णक है।.

ऑक्साइड की ये परतें निर्मित होती हैं जिन्हें कहा जाता है passivation, धातु को और अधिक क्षरण से बचाना, क्योंकि ऑक्सीजन धातु के साइनस में प्रवेश नहीं कर सकती है.

इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास [Ar] 4s है¹3 डी⁵, सभी इलेक्ट्रॉनों के साथ अप्रकाशित, और इसलिए, पैरामैग्नेटिक गुणों को प्रदर्शित करता है। हालांकि, इलेक्ट्रॉनिक स्पिनिंग की जोड़ी हो सकती है यदि धातु को कम तापमान के अधीन किया जाता है, तो एंटीफिरोमैग्निज्म जैसे अन्य गुणों को प्राप्त करना।.

सूची

• 1 विशेषताएँ और गुण
• 2 क्रोमियम की रासायनिक संरचना
• 3 ऑक्सीकरण संख्या
  • 3.1 Cr (-2, -1 और 0)
  • 3.2 Cr (I) और Cr (II)
  • 3.3 Cr (III)
  • 3.4 Cr (IV) और Cr (V)
  • 3.5 Cr (VI): क्रोमेट-डाइक्रोमेट जोड़ी
• क्रोमियम के 4 उपयोग
  • 4.1 डाई या पिगमेंट के रूप में
  • 4.2 क्रोम या धातु विज्ञान में
  • 4.3 पोषण
• 5 तुम कहाँ हो?
• 6 संदर्भ

क्रोमियम की रासायनिक संरचना

क्रोमियम धातु की संरचना क्या है? अपने शुद्ध रूप में, क्रोमियम शरीर पर केंद्रित एक क्यूबिक क्रिस्टलीय संरचना को गोद लेती है (अंग्रेज़ी में इसके संक्षिप्त रूप के लिए cc या bcc)। इसका मतलब है कि क्रोमियम परमाणु एक घन के केंद्र में स्थित है, जिसके किनारों पर अन्य क्रोमोस (जैसे ऊपर की छवि में) का कब्जा है.

यह संरचना क्रोमियम के उच्च पिघलने और क्वथनांक के साथ-साथ उच्च कठोरता के लिए जिम्मेदार है। तांबे के परमाणु बैंड सिद्धांत के अनुसार चालन बैंड बनाने के लिए अपने एस और डी ऑर्बिटल्स को ओवरलैप करते हैं.

इस प्रकार, दोनों बैंड आधे भरे हुए हैं। क्यों? क्योंकि इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास [Ar] 4s है¹3 डी⁵ और ऑर्बिटल एस दो इलेक्ट्रॉनों को कैसे पकड़ सकता है और ऑर्बिटल्स डी दस। फिर, उनके ओवरलैप्स द्वारा गठित केवल आधे बैंड इलेक्ट्रॉनों द्वारा कब्जा कर लिए जाते हैं.

इन दो दृष्टिकोणों के साथ - क्रिस्टलीय संरचना और धातु बंधन - इस धातु के कई भौतिक गुणों को सिद्धांत रूप में समझाया जा सकता है। हालांकि, न तो बताते हैं कि क्रोमियम में कई ऑक्सीकरण राज्य या संख्याएं क्यों हो सकती हैं.

इसके लिए इलेक्ट्रॉनिक स्पिन के संबंध में परमाणु की स्थिरता की गहरी समझ की आवश्यकता होगी.

ऑक्सीकरण संख्या

क्योंकि क्रोमियम का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास [Ar] 4s है¹3 डी⁵ एक या दो इलेक्ट्रॉनों तक कमा सकते हैं (सीआर^1- और सीआर^2-), या विभिन्न ऑक्सीकरण संख्या प्राप्त करने के लिए उन्हें खो देते हैं.

इस प्रकार, यदि क्रोमियम एक इलेक्ट्रॉन खो देता है, तो यह [Ar] 4s की तरह होगा⁰3 डी⁵; यदि आप तीन खो देते हैं, तो [Ar] 4s⁰3 डी³; और यदि आप उन सभी को खो देते हैं, तो [Ar], या जो समान है, वह आर्गन के लिए इयोइलेक्ट्रोनिक होगा.

क्रोमियम केवल कैप्राइस द्वारा इलेक्ट्रॉनों को नहीं खोता या प्राप्त नहीं करता है: एक ऐसी प्रजाति होनी चाहिए जो एक ऑक्सीकरण संख्या से दूसरे में जाने के लिए उन्हें दान या स्वीकार करती है.

क्रोमियम में निम्नलिखित ऑक्सीकरण संख्याएँ हैं: -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 और +6। उनमें से +3, Cr³⁺, यह सबसे स्थिर है और इसलिए सभी का प्रमुख है; इसके बाद +6, सीआर⁶⁺.

सीआर (-2, -1 और 0)

यह बहुत कम संभावना है कि क्रोमियम इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करेगा, क्योंकि यह एक धातु है, और इसलिए इसकी प्रकृति उन्हें दान करना है। हालांकि, इसे लिगेंड्स के साथ समन्वित किया जा सकता है, अर्थात्, अणु जो एक डायनेटिव लिंक के माध्यम से धातु केंद्र के साथ बातचीत करते हैं.

सबसे प्रसिद्ध में से एक कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) है, जो क्रोमियम के हेक्साकारबोनील यौगिक बनाता है.

इस यौगिक में एक आणविक सूत्र Cr (CO) है₆, और चूंकि लिगैंड तटस्थ हैं और कोई शुल्क प्रदान नहीं करते हैं, तो सीआर में ऑक्सीकरण संख्या 0 है.

यह अन्य ऑर्गेनोमाल्टिक यौगिकों जैसे बीआईएस (बेंजीन) क्रोमियम में भी देखा जा सकता है। बाद में, क्रोमियम एक सैंडविच प्रकार की आणविक संरचना में दो बेंजीन के छल्ले से घिरा होता है:

इन दो ऑर्गोनोमेट्रिक यौगिकों से सीआर (0) के कई अन्य उत्पन्न हो सकते हैं.

साल्ट पाए गए हैं जहां वे सोडियम के साथ बातचीत करते हैं, जिसका अर्थ है कि सकारात्मक चार्ज को आकर्षित करने के लिए सीआर के पास ऋणात्मक ऑक्सीकरण संख्या होनी चाहिए: Cr (-2), Na₂[सीआर (सीओ)₅] और Cr (-1), ना₂[सीआर₂(सीओ)₁₀].

Cr (I) और Cr (II)

सीआर (आई) या सीआर¹⁺ यह सिर्फ वर्णित वर्णित ऑर्गोमेटेलिक यौगिकों के ऑक्सीकरण द्वारा निर्मित होता है। यह इस तरह के गठन, उदाहरण के लिए, यौगिक के, जैसे CN या NO के रूप में ligands के ऑक्सीकरण द्वारा प्राप्त किया जाता है₃[सीआर (सीएन)₅NO].

यहाँ तीन के केशन होने का तथ्य⁺ इसका मतलब है कि क्रोमियम कॉम्प्लेक्स में तीन नकारात्मक चार्ज हैं; इसी तरह सीएन ligand^- पांच नकारात्मक शुल्क प्रदान करता है, ताकि Cr और NO के बीच में दो सकारात्मक चार्ज जुड़ जाएं (-5 + 2 = -3).

यदि NO तटस्थ है, तो यह Cr (II) है, लेकिन इसका धनात्मक आवेश (NO) है⁺), उस मामले में सीआर (आई).

दूसरी ओर, Cr (II) के यौगिक अधिक प्रचुर मात्रा में हैं, उनमें से निम्नलिखित हैं: क्रोमियम (II) क्लोराइड (CrCl)₂), क्रोमिक एसीटेट (Cr₂(ओ₂सीसीएच₃)₄), क्रोमियम (II) ऑक्साइड (CrO), क्रोमियम (II) सल्फाइड (CrS), और अन्य.

सीआर (III)

सभी में से यह एक अधिक स्थिरता है, क्योंकि यह वास्तव में क्रोमेट आयनों के कई ऑक्सीडेंट प्रतिक्रियाओं का उत्पाद है। शायद इसकी स्थिरता इसके इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन के कारण है³, जिसमें तीन इलेक्ट्रॉन अन्य दो ऊर्जावान लोगों की तुलना में कम ऊर्जा के तीन डी ऑर्बिटल्स पर कब्जा कर लेते हैं (डिफोल्डिंग ड्राफ्टल्स).

इस ऑक्सीकरण संख्या का सबसे प्रतिनिधि यौगिक क्रोमियम (III) ऑक्साइड (Cr) है₂हे₃)। लिगेंड्स पर निर्भर करता है कि इसे समन्वित किया जाता है, जटिल एक रंग या किसी अन्य को प्रदर्शित करेगा। इन यौगिकों के उदाहरण हैं: [CrCl₂(एच₂ओ)₄] सीएल, सीआर (ओएच)₃, सीआरएफ₃, [सीआर (एच)₂ओ)₆]³⁺, आदि.

यद्यपि रासायनिक सूत्र इसे पहली नजर में नहीं दिखाते हैं, क्रोमियम में आमतौर पर ऑक्टाहेड्रल समन्वय क्षेत्र होता है; वह है, यह एक ऑक्टाहेड्रन के केंद्र में स्थित है, जहां इसके कोने लिगैंड्स (कुल छः) स्थित हैं.

Cr (IV) और Cr (V)

जिन यौगिकों में सीआर भाग लेता है⁵⁺ वे बहुत कम हैं, उक्त परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक अस्थिरता के कारण, इसके अलावा यह आसानी से सीआर के लिए ऑक्सीकरण होता है⁶⁺, आर्गन नोबल गैस के संबंध में आइसोएलेट्रोनिक होने से बहुत अधिक स्थिर है.

हालांकि, Cr (V) यौगिकों को कुछ शर्तों के तहत संश्लेषित किया जा सकता है, जैसे कि उच्च दबाव। इसके अलावा, वे मध्यम तापमान पर विघटित होते हैं, जो उनके संभावित अनुप्रयोगों को असंभव बनाता है क्योंकि उनके पास थर्मल प्रतिरोध नहीं है। उनमें से कुछ हैं: सीआरएफ₅ और के₃[सीआर (ओ)₂)₄] [ओ₂^2- पेरोक्साइड आयन है).

दूसरी ओर Cr⁴⁺ यह अपेक्षाकृत अधिक स्थिर है, अपने हलोजन यौगिकों को संश्लेषित करने में सक्षम है: सीआरएफ₄, CrCl₄ और CrBr₄. हालांकि, वे बेहतर ऑक्सीकरण संख्या (जैसे +3 या +6) के साथ क्रोमियम परमाणुओं का उत्पादन करने के लिए रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं द्वारा अपघटन के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं।.

सीआर (VI): क्रोमेट-डाइक्रोमेट जोड़ी

2 [सीआरओ₄]^2- + 2H⁺  (पीला) => [सीआर₂हे₇]^2- + एच₂O (नारंगी)

उपरोक्त समीकरण डाइक्रोमेट का उत्पादन करने के लिए दो क्रोमेट आयनों के एसिड डिमराइजेशन से मेल खाती है। पीएच की भिन्नता सीआर के धातु केंद्र के आसपास की बातचीत में बदलाव का कारण बनती है⁶⁺, समाधान के रंग में भी निहित है (पीले से नारंगी या इसके विपरीत)। Dichromate में O का पुल होता है₃Cro-सीआरओ₃.

Cr (VI) के यौगिकों में मानव शरीर और जानवरों के लिए हानिकारक और यहां तक ​​कि कार्सिनोजेनिक होने की विशेषताएं हैं.

कैसे? अध्ययन का तर्क है कि CrO आयन₄^2- वे प्रोटीन की क्रिया द्वारा सेल झिल्लियों को पार करते हैं जो सल्फेट्स को परिवहन करते हैं (वास्तव में दोनों आयनों के आकार समान हैं).

कोशिकाओं के भीतर एजेंटों को कम करने से Cr (VI) से Cr (III) तक कम हो जाता है, जो कि मैक्रोमोलेक्युलस के विशिष्ट साइटों (जैसे डीएनए) के साथ अपरिवर्तनीय रूप से समन्वय करके जमा होता है.

क्रोमियम की अधिकता से कोशिका दूषित हो जाती है, यह एक ऐसे तंत्र की कमी के कारण छोड़ नहीं सकता है जो इसे झिल्ली द्वारा वापस ले जाता है.

क्रोम का उपयोग करता है

डाई या पिगमेंट के रूप में

क्रोमियम में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है, डाई से लेकर विभिन्न प्रकार के कपड़ों के लिए, सुरक्षात्मक के लिए जो धातु के हिस्सों को क्रोम के रूप में जाना जाता है, जिसे शुद्ध धातु, या सीआर (III) के यौगिकों के साथ किया जा सकता है। Cr (VI).

क्रोमिक फ्लोराइड (CrF)₃), उदाहरण के लिए, ऊन के कपड़े के लिए एक colorant के रूप में प्रयोग किया जाता है; क्रोमिक सल्फेट (Cr₂(अतः₄)₃), एनामेल, मिट्टी के पात्र, पेंट, स्याही, वार्निश को रंगने के लिए अभिप्रेत है, और धातुओं को क्रोमैट करने का भी काम करता है; और क्रोमिक ऑक्साइड (Cr₂हे₃) यह भी उपयोग करता है जहां इसके आकर्षक हरे रंग की आवश्यकता होती है.

इसलिए, गहन रंगों वाले किसी भी क्रोमियम खनिज को एक संरचना को डाई करने के लिए नियत किया जा सकता है, लेकिन इसके बाद यह तथ्य सामने आता है कि यदि कहा गया कि यौगिक खतरनाक हैं या पर्यावरण के लिए या व्यक्तियों के स्वास्थ्य के लिए नहीं।.

वास्तव में, इसके जहरीले गुणों का उपयोग कीट के हमले से लकड़ी और अन्य सतहों के संरक्षण के लिए किया जाता है.

क्रोमेड या धातु विज्ञान में

इसी तरह, ऑक्सीकरण के खिलाफ मजबूत बनाने और इसकी चमक में सुधार करने के लिए स्टील में क्रोमियम की थोड़ी मात्रा डाली जाती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि यह भूरा कार्बाइड (सीआर) बनाने में सक्षम है₃सी₂) हवा में ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए बहुत प्रतिरोधी.

क्योंकि क्रोम चमकदार सतहों प्राप्त करने के लिए पॉलिश किया जा सकता है, क्रोम मढ़वाया तो इन उद्देश्यों के लिए एक सस्ता विकल्प के रूप में चांदी के डिजाइन और रंग है.

पोषण

कुछ बहसें कि क्या क्रोमियम को एक आवश्यक तत्व माना जा सकता है, जो कि दैनिक आहार में अपरिहार्य है। यह कुछ खाद्य पदार्थों में बहुत कम सांद्रता में मौजूद है, जैसे कि हरी पत्तियां और टमाटर.

इसके अलावा, प्रोटीन सप्लीमेंट्स हैं जो इंसुलिन की गतिविधि को नियंत्रित करते हैं और मांसपेशियों की वृद्धि को बढ़ावा देते हैं, जैसा कि क्रोमियम पॉलीनिकोटिनेट के साथ होता है।.

कहाँ है??

क्रोमियम और जवाहरात जैसे कि माणिक और पन्ना बड़ी संख्या में क्रोमियम में पाए जाते हैं। मुख्य खनिज जिसमें से क्रोमियम निकाला जाता है वह क्रोमाइट (MCr) है₂हे₄), जहां एम किसी भी अन्य धातु हो सकता है जिसके साथ क्रोमियम ऑक्साइड जुड़ा हुआ है। ये खदानें दक्षिण अफ्रीका में भारत, तुर्की, फ़िनलैंड, ब्राज़ील और अन्य देशों में मौजूद हैं.

प्रत्येक स्रोत में क्रोमाइट के एक या अधिक प्रकार होते हैं। इस तरह, प्रत्येक M (Fe, Mg, Mn, Zn, आदि) के लिए एक अलग क्रोमियम खनिज उत्पन्न होता है.

धातु को निकालने के लिए, खनिज को कम करना आवश्यक है, अर्थात्, एक कम करने वाले एजेंट की कार्रवाई से क्रोमियम लाभ इलेक्ट्रॉनों के धातु केंद्र को बनाना है। यह कार्बन या एल्यूमीनियम के साथ किया जाता है:

FeCr₂हे₄ + 4C => Fe + 2Cr + 4CO

इसके अलावा, क्रोमाइट पाया जाता है (PbCrO)₄).

आमतौर पर, किसी भी खनिज में जहां सीआर आयन³⁺ अल की जगह ले सकता है³⁺, दोनों समान आयनिक रेडी के साथ, एक अशुद्धता का गठन करता है जिसके परिणामस्वरूप इस अद्भुत, लेकिन विषाक्त, धातु का एक और प्राकृतिक स्रोत होता है.

संदर्भ

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