Hroms ķīmisko elementu periodiskajā tabulā tiek apzīmēts ar simbolu Cr un atrodas 4. perioda 6. grupā (pārejas metāli). Hroma relatīvā atommasa ir 51,996, un tā atoms sastāv no 24 protoniem, 28 neitroniem un 24 elektroniem (elektronu konfigurācija [Ar]3d54s1). Ciets, sudrabains metāls ar zilu nokrāsu. Visbiežāk hromu komerciāli izmanto nerūsējošā tērauda ražošanai. Nerūsējošais tērauds ir ciets un izturīgs pret koroziju, ko izraisa tieši hroma pievienošana. Hroma savienojumi ir pazīstami ar to daudzveidīgo krāsojumu. Hroma nelieli daudzumi piešķir smaragdam, serpentīnam un hroma vizlai zaļo krāsu un rubīnam – sarkano krāsu.
Saistītie šķirkļi
Hroms.
Satura rādītājs
Īsa vēsture
Hroms tika atrasts minerālā, kas pazīstams kā Sibīrijas sarkanais svins. Tagad tas ir pazīstams kā krokoīts (angļu crocoite). Minerālu 1766. gadā pirmo reizi aprakstīja vācu mineralogs Johans Gotlobs Lēmans (Johann Gottlob Lehmann). Zinātniekiem grūtības sagādāja noteikt minerālā esošo elementu sastāvu. Tā forma un krāsa līdz šim citos minerālos nebija novērojama. Minerālu ieguva tikai vienā vietā Vācijā, un to bija grūti izolēt. Zinātnieki izteica pieņēmumus, ka tajā ir svins, kā arī arsēns, molibdēns vai kāds cits metāls. 1797. gadā Parīzē franču ķīmiķis Nikolā Luijs Voklēns (Nicholas Louis Vauquelin) sāka pētīt Sibīrijas sarkano svinu. Viņš bija pārliecināts, ka minerālā atrodams jauns elements. Neviens no tolaik zināmajiem elementiem nevarēja atbilst N. L. Voklēna iegūtajiem novērojumiem. Viņš ziņoja par “jaunu metālu, kam piemīt īpašības, kas pilnīgi atšķiras no jebkura cita metāla īpašībām”. Gadu vēlāk N. L. Voklēns spēja izolēt nelielu paša metāla paraugu. Viņš karsēja kokogles ar hroma trioksīdu (Cr2O3). Pēc reakcijas beigām viņš atrada sīkas metāliskas hroma metāla adatas. Nosaukumu hromam ierosināja divi franču ķīmiķi Antuāns Fransuā de Furkruā (Antoine Francois de Fourcroy) un Renē-Žists Aijs (René-Just Haüy). Tas nāk no grieķu valodas vārda chroma, kas nozīmē ‘krāsa’. Nosaukums dots, pateicoties hroma spējai veidot daudz dažādu krāsu savienojumu. Krāsas svārstās no violetas un melnas līdz zaļai, oranžai un dzeltenai.
Atrašanās dabā
Hroms brīvā formā dabā nav sastopams (tikai savienojumos). Mūsdienās gandrīz visu hromu ražo no hromīta jeb hroma dzelzsrūdas (FeCr2O4). Šī rūda ir atrodama daudzās vietās, arī Dienvidāfrikā, Indijā, Kazahstānā un Turcijā. Hroma metālu parasti iegūst, reducējot hromītu ar oglekli elektriskā loka krāsnī vai reducējot hroma oksīdu (Cr2O3) ar alumīniju vai silīciju. Hroma daudzums Zemes garozā ir aptuveni no 100 līdz 300 miljondaļām. Tas atrodas 21. vietā starp visbiežāk sastopamajiem elementiem Zemes garozā.
Izotopi
Hromam ir zināmi četri dabā sastopami stabili izotopi no hroma-50 līdz hromam-54: hroms-50 (4,34 %), hroms-52 (83,79 %), hroms-53 (9,50 %) un hroms-54 (2,37 %). Ir zināmi vairāk nekā 20 hroma radioizotopi. Stabilākais no tiem ir hroms-51 ar pussabrukšanas periodu 27,7 dienas. Pārējo radioizotopu pussabrukšanas periodi ir īsāki par 24 stundām, lielākajai daļai pat īsāki par vienu minūti. Hromu-51 izmanto medicīniskajos pētījumos. Šo izotopu izmanto kā marķieri sarkano asinsšūnu pētījumos. Hromu-51 plaši izmanto sarkano asinsšūnu pētījumos. Marķieris ir radioaktīvs izotops, kura klātbūtni sistēmā var viegli noteikt, tam izdalot starojumu.
Fizikālās īpašības
Hroms ir ciets, spīdīgs, sudrabains metāls ar zilu nokrāsu. Hroms ir vienīgais elements, kas uzrāda antiferomagnētiskās īpašības cietā stāvoklī istabas temperatūrā un zemāk. Hroms kļūst paramagnētisks virs 38 ºC. Tam ir augsta viršanas temperatūra (2671 ºC) un augsta kušanas temperatūra (1907 ºC). Hroma blīvums ir 7,15 g/cm3 (dati no “CRC Ķīmijas un fizikas rokasgrāmatas, 86. izdevuma” (CRC Handbook of Chemistry and Physics. 86th Edition) Deivida Lida (David R. Lide) redakcijā). Hroma atoma kovalentais rādiuss ir 130 pm, savukārt tā elektronegativitātes vērtība ir 1,66.
Ķīmiskais elements – 99,9 % hroms uz balta fona.
Ķīmiskās īpašības
Hroms ir samērā reaģētspējīgs metāls. Tas reaģē ar lielāko daļu no skābēm, bet nereaģē ar ūdeni. Hroms sajaucas ar skābekli un veido hroma oksīdu (Cr2O3) istabas temperatūrā. Hroma oksīds veido plānu slāni uz metāla virsmas, tādā veidā pasargājot to pret tālāko koroziju. Hroms ir ārkārtīgi izturīgs pret parastiem kodīgiem reaģentiem. Tas izskaidro hroma plašo izmantošanu kā galvanizētu aizsargpārklājumu. Paaugstinātā temperatūrā hroms reaģē ar halogēniem, sēru, silīciju, boru, slāpekli, oglekli vai skābekli. Visbiežāk sastopamās hroma oksidēšanās pakāpes ir +6, +3 un +2. Tomēr ir zināmi daži stabilie savienojumi ar oksidēšanās stāvokli +5, +4 un +1.
Izmantošana
Vislielākie hroma daudzumi tiek izmantoti tērauda rūdīšanai, nerūsējošā tērauda un vairāku citu sakausējumu ražošanai. Hroma pievienošana padara sakausējumu cietāku un izturīgāku pret koroziju. Nerūsējošā tērauda pielietojumi ir ļoti plaši un daudzveidīgi. Tajos ietilpst automašīnu un kravas automašīnu virsbūves, ķīmisko un naftas iekārtu daļas, mašīnu daļas, ēšanas un ēdiena pagatavošanas piederumi, laivu un kuģu apšuvums, ēku un tiltu konstrukciju daļas, elektriskie kabeļi, kā arī riepu un citu materiālu armatūras materiāli. Hroma pārklājumu var izmantot, lai tēraudam piešķirtu spoguļa apdari (virsmu). Hromētas automašīnu un kravas automašīnu daļas, piemēram, bamperi, agrāk bija ļoti izplatītas. Ir iespējams arī hromēt plastmasu, ko bieži izmanto vannasistabas furnitūrā. Apmēram 90 % no visām ādām tiek miecētas, izmantojot hromu. Tomēr atkritumi ir toksiski, tāpēc pašlaik tiek pētītas alternatīvas metodes. Hroma savienojumus izmanto kā rūpnieciskos katalizatorus un pigmentus (spilgti zaļā, dzeltenā, sarkanā un oranžā krāsā). Rubīni sarkano krāsu iegūst no hroma, savukārt stiklam, kas apstrādāts ar hromu, ir smaragdzaļa krāsa. Divi citi galvenie hroma izmantošanas veidi ir galvanizācija un ugunsizturīgo ķieģeļu ražošana.
Zīmola Harley Davidson motocikls ar hromētu motoru. Minska, Baltkrievija, 10.2021.
Multivide
Hroms.
Ķīmiskais elements – 99,9 % hroms uz balta fona.
Zīmola Harley Davidson motocikls ar hromētu motoru. Minska, Baltkrievija, 10.2021.