کروم چیست؟
کروم چیست؟ کروم در دسته بندی فلزات واسطه قرار دارد و به دلیل استفادهٔ زیاد در صنایع مختلف، جزو عناصر ارزشمند محسوب می‌شود. این عنصر با نماد Cr و عدد اتمی 24، اولین عنصر گروه ۶ است. کروم فلزی به رنگ خاکستری با شفافیت متوسط است که خواص منحصر به فردی دارد؛ این فلز سخت و شکننده است و مقاومت بالایی در مقابل خوردگی دارد.
فلز واسطه چیست؟
همانطور که گفته شد، کروم جزو فلزات واسطه شناخته می‌شود؛ اما منظور چیست؟
در واقع، فلزات واسطه گروهی از عناصر هستند که بین گروه‌های اصلی عناصر در جدول تناوبی قرار می‌گیرند. به دلیل خواص و ویژگی‌های منحصر به فردی که این عناصر دارند، استفاده از آنها در صنایع مختلف بسیار مرسوم است. از جمله مهمترین ویژگی‌های فلزات واسطه می‌توان به آرایش الکترونی خاص، کاتالیزوری بودن، تشکیل کمپلکس و ترکیبات رنگی و همچنین عدد اکسایش متغیر اشاره کرد.
تاریخچه فلز کروم
نام کروم (Chromium) از کلمه یونانی (Chroma) به معنای «رنگ» آمده است. اولین بار در سال ۱۷۹۷ توسط نیکلاس لوئی واکلین کشف شد. او یک داروساز و شیمیدان فرانسوی بود که کشف عنصر دیگری به نام بریلیوم را نیز در کارنامهٔ خود دارد.
در آن سال، نیکلاس لوئی واکلین با کشف نمونه‌هایی از سنگ معدن کروکوئیت و مخلوط کردن آن با اکسید هیدروکلیک، توانست به اکسید کروم (CrO3) دست یابد. بعدها با تحقیق و آزمایشات بیشتر متوجه شد که اگر این اکسید را در کوره‌های ذغالی حرارت دهد، فلز کروم بدست می‌آید. نتیجهٔ این آزمایشات، حضور فلزی ارزشمند از آن دوران تا کنون در صنایع مختلف است.
خواص فلز کروم چیست؟
وقتی صحبت از خواص کروم می‌شود، احتمالاً ذهن برخی از ما به سمت نقش بیولوژیکی این فلز در بدن انسان برود. بهتر است بدانیم که وجود مقدار کمی از فلز کروم در بدن برای سوخت و ساز بهتر قند و توانایی عملکرد صحیح انسولین ضروری است. به نقل از (منبع) توصیه شده است که مقدار ۲۵-۳۵ میکروگرم کروم در روز وارد بدن شود تا عملکرد انسولین به طور صحیح انجام شود. وجود مقادیر کافی فلز کروم در بدن حیوانات نیز ضروری است؛ چرا که در صورت کمبود آن، حیوانات نیز ممکن است به دیابت مبتلا شوند.
خواص فیزیکی
- ویژگی‌های ظاهری: کروم سخت، شکننده، براق و کمی خاکستری است.
- چگالی نسبتاً بالا: این فلز در دسته‌ی چگال‌ها قرار می‌گیرد؛ 7.19 گرم بر سانتی‌متر مکعب.
- استحکام و سختی بالا: از این فلز برای ساخت آلیاژهای مقاوم استفاده می‌شود.
- نقطه ذوب بالا: 1907 درجه سانتی گراد.
- نقطه جوش بالا: 2671 درجه سانتی‌گراد.
- هدایت الکتریکی و گرمایی: این فلز می‌تواند یک هادی خوب الکتریکی و گرمایی باشد.
خواص شیمیایی
- مقاومت در برابر خوردگی: کروم در مواجهه با اکسیژن، ناپایدار است و فوراً لایه‌ای از اکسید خود با فرمول (Cr2O3) تولید می‌کند. این لایه به عنوان یک عایق عمل کرده و از خوردگی فلز زیرین جلوگیری می‌کند.
- کاتالیزور بودن: از آنجایی که کروم جزو فلزات واسطه است، خاصیت کاتالیزور بودن دارد؛ این معنا که در برخی از ترکیبات، از این فلز به عنوان کاتالیزور استفاده می‌شود.
- عدد اکسایش متغیر: این عنصر می‌تواند با اعداد اکسایش متغیر، ترکیبات متنوعی داشته باشد.
کاربردهای فلز کروم در صنعت
استفاده از کروم به ویژه در صنایع فولادسازی بسیار مرسوم است. همانطور که در قسمت «خواص فلز کروم» دیدید، ما با یک عنصر منحصر به فرد با ویژگی‌های مفید برای صنایع مواجه هستیم. اینجا به برخی از مهمترین کاربردهای فلز کروم اشاره کرده‌ایم:
صنعت فولاد سازی (فولاد ضد زنگ)
شاید مهمترین و اصلی‌ترین کاربرد فلز کروم در صنعت فولادسازی باشد. برای تولید فولاد ضد زنگ (Stainless Steel) از فلز کروم استفاده می‌کنند؛ چون مقاومت خوبی در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی از خود نشان می‌دهد و این خاصیت را به آلیاژ فولاد منتقل می‌کند. از این عنصر در فولادسازی برای تولید لوازم آشپزخانه، صنایع پزشکی، قطعات خودروها، قطعات صنعتی، صنایع شیمیایی و حتی صنعت هسته‌ای استفاده می‌شود.
صنعت آبکاری
فلزات درخشانی مثل کروم، برای آبکاری بسیار مناسب هستند. شرکت‌ها برای دستیابی به ظاهر زیبا و درخشان آلیاژهای تولیدی خود، از کروم به عنوان ماده‌ای برای آبکاری استفاده می‌کنند. کروم نه تنها به دلیل درخشان بودن، بلکه به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی و زنگ زدگی برای آبکاری مناسب است. در ساخت ظروف آشپزخانه، انواع دستگیرهٔ در، لوازم دکوراسیون داخلی و انواع قطعات صنعتی از کروم برای آبکاری بهره برده می‌شود.
صنعت رنگ‌سازی
همانطور که گفته شد، نام کروم از کلمه «Chroma» در یونانی به معنای «رنگ» گرفته شده است. این به دلیل رنگ‌های درخشان، خاکستری، آبی و سبز ترکیبات کروم است. به سبب این ویژگی، عنصر کروم برای تولید انواع رنگ و رنگدانه‌ها در صنایع مختلف استفاده می‌شود. به عنوان مثال، کرومات سرب با رنگ زرد خود، برای ساخت انواع رنگ‌های صنعتی در شرکت‌های تولید کنندهٔ رنگ و پلاستیک‌سازی استفاده می‌شود.
صنعت سرامیک
ویژگی‌های فیزیکی کروم مانند رنگ درخشان و همچنین ویژگی‌های شیمیایی آن به ویژه مقاومت بالا در برابر حرارت، باعث شده تا از این عنصر در صنعت سرامیک نیز استفاده شود. شرکت‌ها با افزودن ترکیبات کروم به لعاب و مواد سرامیک محصولات خود، از ویژگی‌های منحصر به فرد این عنصر استفاده می‌کنند تا تولیدات با کیفیت‌تری داشته باشند.
صنعت چرم
شاید عجیب باشد اما از عنصر کروم در دباغی و تولید چرم مصنوعی استفاده می‌شود. این عنصر به محصولات چرم، ویژگی‌هایی مثل مقاومت بالا در برابر حرارت، پوسیدگی و از دست دادن رنگ می‌دهد.
آلیاژها
کروم از آن دسته عناصری است که ترکیبات متنوعی دارد؛ از این رو، استفاده‌های گوناگون از آن برای تولید آلیاژهای مختلف صورت می‌گیرد؛ برای مثال آلیاژهای نیکل-کروم و کروم-مولیبدن. آلیاژهای بدست آمده از کروم، مقاومت بالایی در برابر حرارت، فشار و خوردگی دارند؛ از این رو در تولید موتور جت، کوره‌ها و تجهیزات صنعتی از آن استفاده می‌شود.
نتیجه‌گیری
صنایع مختلف می‌توانند بسته به نیاز خود، از فلز کروم و ترکیبات مختلف آن برای تولید محصولات منحصر به فرد و با کیفیت استفاده کنند. استفاده از کروم می‌تواند خاصیت ضد زنگ بودن و مقاومت در برابر خوردگی را به محصولات شما اضافه کند.
