Хром

Хром,  ₂₄ Cr

Хром
Появление	серебристый металлик
Стандартный атомный вес A r °(Cr)
	51,9961 ± 0,0006 [1] 51,996 ± 0,001  ( сокращенно ) [2]
Хром в периодической таблице
Водород Гелий Литий Бериллий Бор Углерод Азот Кислород Фтор Неоновый Натрий Магний Алюминий Кремний Фосфор Сера Хлор аргон Калий Кальций Скандий Титан Ванадий Хром Марганец Железо Кобальт никель Медь Цинк Галлий Германий Мышьяк Селен Бром Криптон Рубидий Стронций Иттрий Цирконий ниобий Молибден Технеций Рутений Родий Палладий Серебро Кадмий Индий Олово Сурьма Теллур Йод Ксенон Цезий Барий Лантан Церий Празеодим неодимовый Прометий Самарий европий Гадолиний Тербий Диспрозий Гольмий Эрбий Тулий Иттербий Лютеций Гафний Тантал Вольфрам Рений Осмий Иридий Платина Золото Меркурий (элемент) Таллий Вести Висмут Полоний Астатин радон Франций Радий Актиний Торий Протактиний Уран Нептуний Плутоний Америций Кюрий Берклий калифорний Эйнштейний Фермий Менделевий Нобелий Лоуренсий Резерфордий Дубний Сиборгий Борий Хассий Мейтнерий Дармштадтиум Рентгений Копернициум Нихоний Флеровий Московиум Ливерморий Теннессин Оганесон – ↑ Cr ↓ Mo ванадий ← хром → марганец
Атомный номер ( Z )	24
Группа	группа 6
Период	период 4
Блокировать	d-блок
Электронная конфигурация	[ Ар ] 3д 5 4с 1
Электронов на оболочку	2, 8, 13, 1
Физические свойства
Фаза в  STP	твердый
Температура плавления	2180  К (1907 °C, 3465 °F)
Точка кипения	2944 К (2671 °С, 4840 °F)
Плотность (при 20°С)	7,192 г/см 3  [3]
когда жидкость (при  т.пл. )	6,3 г/см 3
Теплота плавления	21,0  кДж/моль
Теплота парообразования	347 кДж/моль
Молярная теплоемкость	23,35 Дж/(моль·К)
Давление пара Р  (Па) 1 10 100 1 к 10 тыс. 100 тыс. в  Т  (К) 1656 1807 1991 2223 2530 2942
Атомные свойства
Степени окисления	распространенные: +3, +6 −4, [4] −2, [5] −1, [5] 0, [6] +1, [5] +2, [5] +4, [5] +5 [5]
Электроотрицательность	Шкала Полинга: 1,66
Энергии ионизации	1-й: 652,9 кДж/моль 2-й: 1590,6 кДж/моль 3-й: 2987 кДж/моль ( более )
Атомный радиус	эмпирический: 128  pm
Радиус ковалентной связи	139±5 вечера
Спектральные линии хрома
Другие свойства
Естественное явление	изначальный
Кристаллическая структура	объемно -центрированная кубическая (ОЦК) ( cI2 )
Постоянная решетки	а  = 288,49 пм (при 20 °C) [3]
Тепловое расширение	4,81 × 10−6 /К ( при 20 °С) [3]
Теплопроводность	93,9 Вт/(м⋅К)
Удельное электрическое сопротивление	125 нОм⋅м (при 20 °C)
Магнитное упорядочение	антиферромагнитный (скорее: SDW ) [7]
Молярная магнитная восприимчивость	+280,0 × 10 -6  см 3 /моль (273 К) [8]
модуль Юнга	279 ГПа
Модуль сдвига	115 ГПа
Модуль объемной упругости	160 ГПа
Скорость звука тонкий стержень	5940 м/с (при 20 °C)
Коэффициент Пуассона	0,21
Твёрдость по шкале Мооса	8.5
Твёрдость по Виккерсу	1060 МПа
Твёрдость по Бринеллю	687–6500 МПа
Номер CAS	7440-47-3
История
Открытие и первая изоляция	Луи Николя Воклен (1794, 1797)
Изотопы хрома в е
Основные изотопы [9] Разлагаться избыток период полураспада ( t 1/2 ) режим продукт 50 Кр 4.34% стабильный 51 Кр синт 27.7025 д ε 51 В γ – 52 Кр 83,8% стабильный 53 Кр 9,50% стабильный 54 Кр 2.37% стабильный
Категория: Хром вид разговаривать редактировать | ссылки

Хром — химический элемент ; он имеет символ Cr и атомный номер 24. Это первый элемент в группе 6. Это стально-серый, блестящий , твёрдый и хрупкий переходный металл . ^[10]

Хром ценится за его высокую коррозионную стойкость и твердость . Крупным достижением в производстве стали стало открытие того, что сталь можно сделать очень устойчивой к коррозии и изменению цвета, добавив металлический хром для образования нержавеющей стали . Нержавеющая сталь и хромирование ( гальванопокрытие хромом) вместе составляют 85% коммерческого использования. Хром также высоко ценится как металл , который можно тщательно полировать , при этом не потускнев . Полированный хром отражает почти 70% видимого спектра и почти 90% инфракрасного света . ^[11] Название элемента происходит от греческого слова χρῶμα, chrōma , что означает цвет , ^[12] потому что многие соединения хрома интенсивно окрашены.

Промышленное производство хрома осуществляется из хромитовой руды (в основном FeCr ₂ O ₄ ) для получения феррохрома , сплава железа и хрома, посредством алюмотермических или силикотермических реакций . Затем феррохром используется для производства сплавов, таких как нержавеющая сталь. Чистый металлический хром производится другим способом: обжигом и выщелачиванием хромита для отделения его от железа с последующим восстановлением углеродом , а затем алюминием .

Трехвалентный хром (Cr(III)) встречается в природе во многих продуктах питания и продается в качестве пищевой добавки , хотя нет достаточных доказательств того, что пищевой хром приносит пользу для здоровья людей. ^{[13] [14]} В 2014 году Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов пришло к выводу, что исследования пищевого хрома не оправдывают его признание в качестве незаменимого питательного вещества . ^[15]

В то время как металлический хром и ионы Cr(III) считаются нетоксичными, хромат и его производные, часто называемые « шестивалентным хромом », являются токсичными и канцерогенными . По данным Европейского химического агентства (ECHA), триоксид хрома , который используется в промышленных гальванических процессах, является «веществом, вызывающим особую озабоченность» (SVHC). ^[16]

Газообразный хром имеет электронную конфигурацию основного состояния [ Ar ] 3d ⁵ 4s ¹ . Это первый элемент в периодической таблице, конфигурация которого нарушает принцип Ауфбау . Исключения из принципа также встречаются позже в периодической таблице для таких элементов, как медь , ниобий и молибден . ^[17]

Хром является первым элементом в 3d-ряду, где 3d-электроны начинают погружаться в ядро; таким образом, они вносят меньший вклад в металлическую связь , и, следовательно, температуры плавления и кипения, а также энтальпия атомизации хрома ниже, чем у предыдущего элемента ванадия . Хром (VI) является сильным окислителем в отличие от оксидов молибдена (VI) и вольфрама (VI). ^[18]

Хром является третьим по твердости элементом после углерода ( алмаза ) и бора . Его твердость по шкале Мооса составляет 8,5, что означает, что он может царапать образцы кварца и топаза , но может быть поцарапан корундом . Хром обладает высокой устойчивостью к потускнению , что делает его полезным в качестве металла, который сохраняет свой внешний слой от коррозии , в отличие от других металлов, таких как медь , магний и алюминий .

Хром имеет температуру плавления 1907 °C (3465 °F), что относительно низко по сравнению с большинством переходных металлов. Тем не менее, он по-прежнему имеет вторую по величине температуру плавления среди всех элементов 4-го периода , уступая ванадию на 3 °C (5 °F) при 1910 °C (3470 °F). Температура кипения 2671 °C (4840 °F), однако, сравнительно ниже, имея четвертую самую низкую температуру кипения среди переходных металлов 4-го периода после меди , марганца и цинка . ^{[примечание 1]} Удельное электрическое сопротивление хрома при 20 °C составляет 125 наноом - метров .

Хром имеет высокое зеркальное отражение по сравнению с другими переходными металлами. В инфракрасном диапазоне при 425  мкм хром имеет максимальную отражательную способность около 72%, снижающуюся до минимума 62% при 750 мкм, прежде чем снова подняться до 90% при 4000 мкм. ^[11] Когда хром используется в сплавах нержавеющей стали и полируется , зеркальное отражение уменьшается с включением дополнительных металлов, но все еще остается высоким по сравнению с другими сплавами. От полированной нержавеющей стали отражается от 40% до 60% видимого спектра. ^[11] Объяснение того, почему хром демонстрирует такой высокий уровень отраженных фотонных волн в целом, особенно 90% в инфракрасном диапазоне, можно приписать магнитным свойствам хрома. ^[19] Хром обладает уникальными магнитными свойствами; это единственное элементарное твердое вещество, которое демонстрирует антиферромагнитное упорядочение при комнатной температуре и ниже. Выше 38 °C его магнитное упорядочение становится парамагнитным . ^[7] Антиферромагнитные свойства, которые заставляют атомы хрома временно ионизироваться и связываться друг с другом, присутствуют, поскольку магнитные свойства объемно-центрического куба непропорциональны периодичности решетки . Это происходит из-за магнитных моментов в углах куба и неравных, но антипараллельных кубических центров. ^[19] Отсюда зависящая от частоты относительная диэлектрическая проницаемость хрома, вытекающая из уравнений Максвелла и антиферромагнетизма хрома , оставляет хром с высоким коэффициентом отражения инфракрасного и видимого света. ^[20]

Металлический хром на воздухе пассивируется : он образует тонкий защитный поверхностный слой оксида хрома со структурой корунда . Пассивацию можно усилить кратковременным контактом с окисляющими кислотами, такими как азотная кислота . Пассивированный хром устойчив к кислотам. Пассивацию можно удалить сильным восстановителем , который разрушает защитный оксидный слой на металле. Металлический хром, обработанный таким образом, легко растворяется в слабых кислотах. ^[21]

Поверхностная хромовая окалина Cr ₂ O ₃ прилипает к металлу. Напротив, железо образует более пористый оксид, который слаб, легко отслаивается и подвергает свежий металл воздействию воздуха, вызывая продолжающуюся коррозию . При комнатной температуре хромовая окалина имеет толщину в несколько атомных слоев, увеличиваясь в толщине за счет внешней диффузии ионов металла через окалину. Выше 950 °C из хромовой окалины образуется летучий триоксид хрома CrO ₃ , ограничивающий толщину окалины и защиту от окисления. ^[22]

Хром, в отличие от железа и никеля, не страдает от водородной хрупкости . Однако он страдает от азотной хрупкости , реагируя с азотом из воздуха и образуя хрупкие нитриды при высоких температурах, необходимых для работы металлических деталей. ^[23]

Природный хром состоит из четырех стабильных изотопов : ^50Cr , ^52Cr , ^53Cr и ^54Cr , причем ^52Cr является наиболее распространенным (83,789% естественной распространенности ). ^50Cr является наблюдаемо стабильным , поскольку теоретически он способен распадаться до ^50Ti посредством двойного захвата электронов с периодом полураспада не менее 1,3 × 10¹⁸ лет. Было охарактеризовано двадцать пять радиоизотопов , от ⁴² Cr до ⁷⁰ Cr; наиболее стабильным радиоизотопом является ⁵¹ Cr с периодом полураспада 27,7 дней. Все остальные радиоактивные изотопы имеют период полураспада менее 24 часов, а большинство — менее 1 минуты. У хрома также есть два метастабильных ядерных изомера . ^[9] Первичный режим распада до наиболее распространенного стабильного изотопа, ⁵² Cr, — это захват электронов , а первичный режим после — бета-распад . ^[9]

⁵³ Cr является радиогенным продуктом распада ⁵³ Mn (период полураспада 3,74 миллиона лет). ^[24] Изотопы хрома обычно располагаются (и смешиваются) с изотопами марганца . Это обстоятельство полезно в изотопной геологии . Соотношения изотопов марганца и хрома подкрепляют доказательства, полученные из ²⁶ Al и ¹⁰⁷ Pd относительно ранней истории Солнечной системы . Изменения в соотношениях ⁵³ Cr/ ⁵² Cr и Mn/Cr из нескольких метеоритов указывают на начальное соотношение ⁵³ Mn/ ⁵⁵ Mn, которое предполагает, что изотопный состав Mn-Cr должен быть результатом распада in situ ⁵³ Mn в дифференцированных планетарных телах. Следовательно, ⁵³ Cr предоставляет дополнительные доказательства нуклеосинтетических процессов непосредственно перед слиянием Солнечной системы. ^{[25] 53} Cr был предложен в качестве косвенного показателя концентрации атмосферного кислорода. ^[26]

Хром является членом группы 6 , переходных металлов . Состояния +3 и +6 чаще всего встречаются в соединениях хрома, за ними следует +2; заряды +1, +4 и +5 для хрома редки, но тем не менее иногда существуют. ^{[29] [30]}

Известно много комплексов Cr(0). Бис(бензол)хром и гексакарбонил хрома являются яркими представителями хроморганической химии .

Соединения хрома(II) встречаются редко, отчасти потому, что они легко окисляются до производных хрома(III) на воздухе. Водостойкий хлорид хрома(II) CrCl
₂который может быть получен путем восстановления хлорида хрома(III) цинком. Полученный ярко-синий раствор, созданный путем растворения хлорида хрома(II), стабилен при нейтральном pH . ^[21] Некоторые другие известные соединения хрома(II) включают оксид хрома(II) CrO и сульфат хрома(II) CrSO
₄. Известно много карбоксилатов хрома(II). Красный ацетат хрома(II) (Cr ₂ (O ₂ CCH ₃ ) ₄ ) довольно известен. Он имеет четверную связь Cr-Cr . ^[32]

Известно большое количество соединений хрома(III), таких как нитрат хрома(III) , ацетат хрома(III) и оксид хрома(III) . ^[33] Хром(III) можно получить путем растворения элементарного хрома в кислотах, таких как соляная кислота или серная кислота , но его также можно получить путем восстановления хрома(VI) цитохромом c7 . ^[34] Cr³⁺
ион имеет радиус, аналогичный  радиусу Al (63 пм )³⁺
(радиус 50 пм), и они могут заменять друг друга в некоторых соединениях, например, в хромовых квасцах и алюминиевых квасцах .

Хром(III) имеет тенденцию образовывать октаэдрические комплексы. Коммерчески доступный гидрат хлорида хрома(III) представляет собой темно-зеленый комплекс [CrCl ₂ (H ₂ O) ₄ ]Cl. Близкородственными соединениями являются бледно-зеленый [CrCl(H ₂ O) ₅ ]Cl ₂ и фиолетовый [Cr(H ₂ O) ₆ ]Cl ₃ . Если безводный фиолетовый ^[35] хлорид хрома(III) растворить в воде, фиолетовый раствор через некоторое время станет зеленым, поскольку хлорид во внутренней координационной сфере заменяется водой. Этот тип реакции также наблюдается с растворами хромовых квасцов и других водорастворимых солей хрома(III). Тетраэдрическая координация хрома(III) была зарегистрирована для Cr-центрированного аниона Кеггина [α-CrW ₁₂ O ₄₀ ] ^5– . ^[36]

Гидроксид хрома(III) (Cr(OH) ₃ ) является амфотерным , растворяется в кислых растворах с образованием [Cr(H2O ₎ 6 _] 3+ ^, а в основных растворах с образованием [Cr(OH)3].
₆]³⁻
. Он дегидратируется при нагревании с образованием зеленого оксида хрома (III) (Cr ₂ O ₃ ), стабильного оксида с кристаллической структурой, идентичной структуре корунда . ^[21]

Соединения хрома(VI) являются окислителями при низком или нейтральном pH. Хромат- анионы ( CrO²⁻
₄) и дихромат (Cr ₂ O ₇ ²⁻ ) анионы являются основными ионами в этой степени окисления. Они существуют в равновесии, определяемом pH:

² [ _CrO4 ] ²⁻ + 2H ⁺ ⇌ [ _{Cr2O7 ]} 2− + _H2O

Известны также оксигалогениды хрома(VI), включающие хромилфторид (CrO ₂ F ₂ ) и хромилхлорид ( CrO
₂Кл
₂). ^[21] Однако, несмотря на несколько ошибочных утверждений, гексафторид хрома (как и все высшие гексагалогениды) по состоянию на 2020 год остается неизвестным. ^[37]

Хромат натрия производится в промышленных масштабах путем окислительного обжига хромитовой руды с карбонатом натрия . Изменение равновесия заметно по изменению цвета с желтого (хромат) на оранжевый (дихромат), например, при добавлении кислоты к нейтральному раствору хромата калия . При еще более низких значениях pH возможна дальнейшая конденсация в более сложные оксианионы хрома.

Как хромат-, так и дихромат- анионы являются сильными окислителями при низком pH: ^[21]

Кр
₂О²⁻
₇+ 14 ч.
₃О⁺
+ 6 е ⁻ → 2 Кр³⁺
+ 21 Ч
₂О (ε ₀ = 1,33 В)

Однако при высоком pH они окисляются лишь умеренно: ^[21]

CrO²⁻
₄+ 4 ч.
₂О + 3 е ⁻ → Cr(ОН)
₃+ 5 ОН⁻
(ε ₀ = −0,13 В)

Соединения хрома(VI) в растворе можно обнаружить, добавив кислый раствор перекиси водорода . Образуется нестабильный темно-синий пероксид хрома(VI) (CrO _{5 ), который можно стабилизировать в виде эфирного аддукта} CrO
₅·ИЛИ
₂. ^[21]

Хромовая кислота имеет гипотетическую формулу H
₂CrO
₄. Это нечетко описанное химическое вещество, несмотря на то, что известно много хорошо определенных хроматов и дихроматов. Темно-красный оксид хрома (VI) CrO
₃, ангидрид хромовой кислоты, продается в промышленности как «хромовая кислота». ^[21] Его можно получить путем смешивания серной кислоты с дихроматом, и он является сильным окислителем.

Соединения хрома(V) довольно редки; степень окисления +5 реализуется только в нескольких соединениях, но являются промежуточными продуктами во многих реакциях, включающих окисление хроматом. Единственное бинарное соединение — летучий фторид хрома(V) (CrF ₅ ). Это красное твердое вещество имеет температуру плавления 30 °C и температуру кипения 117 °C. Его можно получить, обрабатывая металлический хром фтором при 400 °C и давлении 200 бар. Пероксохромат(V) — еще один пример степени окисления +5. Пероксохромат калия (K ₃ [Cr(O ₂ ) ₄ ]) получают путем реакции хромата калия с перекисью водорода при низких температурах. Это красно-коричневое соединение стабильно при комнатной температуре, но самопроизвольно разлагается при 150–170 °C. ^[38]

Соединения хрома(IV) встречаются немного чаще, чем соединения хрома(V). Тетрагалогениды, CrF ₄ , CrCl ₄ и CrBr ₄ , могут быть получены обработкой тригалогенидов ( CrX
₃) с соответствующим галогеном при повышенных температурах. Такие соединения подвержены реакциям диспропорционирования и нестабильны в воде. Также известны органические соединения, содержащие состояние Cr(IV), такие как тетра-трет - бутоксид хрома. ^[39]

Большинство соединений хрома(I) получают исключительно путем окисления богатых электронами октаэдрических комплексов хрома(0). Другие комплексы хрома(I) содержат циклопентадиенильные лиганды. Как подтверждено рентгеновской дифракцией , также была описана пятерная связь Cr-Cr (длина 183,51(4) пм). ^[40] Чрезвычайно объемные монодентатные лиганды стабилизируют это соединение, защищая пятерную связь от дальнейших реакций.

Хром является 21-м наиболее распространенным элементом в земной коре ^[41] со средней концентрацией 100 ppm. Соединения хрома обнаруживаются в окружающей среде в результате эрозии хромсодержащих пород и могут перераспределяться вулканическими извержениями. Типичные фоновые концентрации хрома в окружающей среде составляют: атмосфера <10 нг/м ³ ; почва <500 мг/кг; растительность <0,5 мг/кг; пресная вода <10 мкг/л; морская вода <1 мкг/л; осадок <80 мг/кг. ^[42] Хром добывают в виде хромитовой (FeCr ₂ O ₄ ) руды. ^[43]

Около двух пятых хромитовых руд и концентратов в мире добывается в Южной Африке, около трети в Казахстане, ^[44] в то время как Индия, Россия и Турция также являются значительными производителями. Неиспользованные месторождения хромита многочисленны, но географически сосредоточены в Казахстане и на юге Африки. ^[45] Хотя и редки, но существуют месторождения самородного хрома. ^{[46] [47]} Трубка «Удачная» в России производит образцы самородного металла. Эта шахта представляет собой кимберлитовую трубку, богатую алмазами , и восстановительная среда способствовала производству как элементарного хрома, так и алмазов. ^[48]

Соотношение между Cr(III) и Cr(VI) сильно зависит от pH и окислительных свойств местоположения. В большинстве случаев Cr(III) является доминирующим видом, ^[27] но в некоторых районах грунтовые воды могут содержать до 39 мкг/л общего хрома, из которых 30 мкг/л составляет Cr(VI). ^[49]

Древним китайцам приписывают первое использование хрома для предотвращения ржавчины . Современные археологи обнаружили, что бронзовые наконечники арбалетных болтов в гробнице Цинь Шихуанди не показали никаких признаков коррозии после более чем 2000 лет, потому что они были покрыты хромом. ^{[50] [51]} В нескольких гробницах периода Воюющих царств острые цзянь и другое оружие также были покрыты 10-15 микрометрами оксида хрома, что сохранило их в первозданном состоянии по сей день. ^[52] Хром не использовался нигде до экспериментов французского фармацевта и химика Луи Николя Воклена (1763–1829) в конце 1790-х годов. ^[53]

Хромовые минералы как пигменты привлекли внимание Запада в восемнадцатом веке. 26 июля 1761 года Иоганн Готтлоб Леманн нашел оранжево-красный минерал в рудниках Березовского на Урале , который он назвал сибирским красным свинцом . ^{[54] [55]} Хотя минерал был ошибочно идентифицирован как соединение свинца с компонентами селена и железа , на самом деле это был крокоит с формулой PbCrO ₄ . ^[56] В 1770 году Питер Симон Паллас посетил то же место, что и Леманн, и нашел минеральный красный свинец, который, как было обнаружено, обладал полезными свойствами в качестве пигмента в красках . После Палласа использование сибирского красного свинца в качестве пигмента для красок стало быстро развиваться по всему региону. ^[57] Крокоит был основным источником хрома в пигментах до открытия хромита много лет спустя. ^[58]

В 1794 году Луи Николя Воклен получил образцы крокоитовой руды . Он получил триоксид хрома (CrO ₃ ), смешав крокоит с соляной кислотой . ^[56] В 1797 году Воклен обнаружил, что он может выделить металлический хром, нагревая оксид в угольной печи, за что его считают тем, кто действительно открыл этот элемент. ^{[59] [60]} Воклен также смог обнаружить следы хрома в драгоценных камнях , таких как рубин и изумруд . ^{[56] [61]}

В девятнадцатом веке хром в основном использовался не только как компонент красок, но и в дубильных солях. Довольно долго крокоит, найденный в России, был основным источником таких дубильных материалов. В 1827 году около Балтимора , США, было обнаружено более крупное месторождение хромита, которое быстро удовлетворило спрос на дубильные соли гораздо более адекватно, чем крокоит, который использовался ранее. ^[62] Это сделало Соединенные Штаты крупнейшим производителем хромовой продукции до 1848 года, когда были обнаружены более крупные месторождения хромита около города Бурса , Турция. ^[43] С развитием металлургии и химической промышленности в западном мире потребность в хроме возросла. ^[63]

Хром также славится своим отражающим, металлическим блеском при полировке. Он используется в качестве защитного и декоративного покрытия на автомобильных деталях, сантехнике, деталях мебели и многих других предметах, обычно наносимых гальваническим способом . Хром использовался для гальванического покрытия еще в 1848 году, но это использование стало широко распространенным только с разработкой усовершенствованного процесса в 1924 году. ^[64]

В 2013 году было добыто около 28,8 миллионов метрических тонн (Мт) товарной хромитовой руды, которая была переработана в 7,5 Мт феррохрома. ^[45] По словам Джона Ф. Паппа, пишущего для USGS, «феррохром является ведущим конечным потребителем хромитовой руды, [а] нержавеющая сталь является ведущим конечным потребителем феррохрома». ^[45]

Крупнейшими производителями хромовой руды в 2013 году были Южная Африка (48%), Казахстан (13%), Турция (11%) и Индия (10%), а еще несколько стран производили оставшуюся часть, около 18% мирового производства. ^[45]

Два основных продукта переработки хромовой руды — феррохром и металлический хром. Для этих продуктов процесс плавки руды значительно отличается. Для производства феррохрома хромитовая руда (FeCr ₂ O ₄ ) восстанавливается в больших масштабах в электродуговой печи или в меньших плавильных печах с алюминием или кремнием в алюмотермической реакции . ^[65]

Для получения чистого хрома железо должно быть отделено от хрома в двухэтапном процессе обжига и выщелачивания. Хромовая руда нагревается со смесью карбоната кальция и карбоната натрия в присутствии воздуха. Хром окисляется до шестивалентной формы, в то время как железо образует стабильную Fe ₂ O ₃ . Последующее выщелачивание при более высоких повышенных температурах растворяет хроматы и оставляет нерастворимый оксид железа. Хромат преобразуется серной кислотой в дихромат. ^[65]

4 FeCr ₂ O ₄ + 8 Na ₂ CO ₃ + 7 O ₂ → 8 Na ₂ CrO ₄ + 2 Fe ₂ O ₃ + 8 CO ₂

2 Na ₂ CrO ₄ + H ₂ SO ₄ → Na ₂ Cr ₂ O ₇ + Na ₂ SO ₄ + H ₂ O

Дихромат преобразуется в оксид хрома (III) путем восстановления углеродом, а затем восстанавливается в алюминотермической реакции до хрома. ^[65]

Na ₂ Cr ₂ O ₇ + 2 C → Cr ₂ O ₃ + Na ₂ CO ₃ + CO

Cr2O3 _{+ 2Al} → _Al2O3 + 2Cr_​​

Создание металлических сплавов составляет 85% от имеющегося использования хрома. Остальной хром используется в химической , огнеупорной и литейной промышленности. ^[67]

Упрочняющий эффект образования стабильных металлических карбидов на границах зерен и сильное увеличение коррозионной стойкости сделали хром важным легирующим материалом для стали. Быстрорежущие инструментальные стали содержат 3–5% хрома. Нержавеющая сталь , основной коррозионно-стойкий металлический сплав, образуется при введении хрома в железо в концентрациях выше 11%. ^[68] Для образования нержавеющей стали в расплавленное железо добавляется феррохром. Кроме того, сплавы на основе никеля обладают повышенной прочностью за счет образования дискретных, стабильных металлических карбидных частиц на границах зерен. Например, Inconel 718 содержит 18,6% хрома. Благодаря превосходным высокотемпературным свойствам этих никелевых суперсплавов они используются в реактивных двигателях и газовых турбинах вместо обычных конструкционных материалов. ^[69] ASTM B163 полагается на хром для конденсаторных и теплообменниковых труб, в то время как отливки с высокой прочностью при повышенных температурах, содержащие хром, стандартизированы ASTM A567. ^{[70] Тип} AISI 332 используется там, где высокая температура обычно вызывает науглероживание , окисление или коррозию . ^[71] Инколой 800 «способен оставаться стабильным и сохранять свою аустенитную структуру даже после длительного воздействия высоких температур». ^[72] Нихром используется в качестве проволоки сопротивления для нагревательных элементов в таких вещах, как тостеры и обогреватели. Эти применения делают хром стратегическим материалом . Следовательно, во время Второй мировой войны дорожным инженерам США было поручено избегать хрома в желтой дорожной краске, поскольку он «может стать критически важным материалом во время чрезвычайной ситуации». ^[73] Соединенные Штаты также считали хром «необходимым для немецкой военной промышленности» и приложили интенсивные дипломатические усилия, чтобы не допустить его попадания в руки нацистской Германии . ^[74]

Высокая твердость и коррозионная стойкость нелегированного хрома делают его надежным металлом для покрытия поверхности; он по-прежнему является самым популярным металлом для покрытия листов, с его прочностью выше средней по сравнению с другими металлами покрытия. ^[75] Слой хрома наносится на предварительно обработанные металлические поверхности с помощью гальванических методов. Существует два метода осаждения: тонкий и толстый. Тонкое осаждение включает слой хрома толщиной менее 1 мкм, нанесенный с помощью хромирования , и используется для декоративных поверхностей. Более толстые слои хрома наносятся, если требуются износостойкие поверхности. Оба метода используют кислотные растворы хромата или дихромата . Для предотвращения энергозатратного изменения степени окисления разрабатывается использование сульфата хрома (III); для большинства применений хрома используется ранее установленный процесс. ^[64]

В процессе хроматного конверсионного покрытия сильные окислительные свойства хроматов используются для нанесения защитного оксидного слоя на такие металлы, как алюминий, цинк и кадмий. Эта пассивация и самовосстанавливающиеся свойства хромата, хранящегося в хроматном конверсионном покрытии, которое способно мигрировать в локальные дефекты, являются преимуществами этого метода покрытия. ^[76] Из-за экологических и санитарных норм в отношении хроматов разрабатываются альтернативные методы покрытия. ^[77]

Анодирование алюминия хромовой кислотой (или анодирование типа I) — это еще один электрохимический процесс, который не приводит к осаждению хрома, а использует хромовую кислоту в качестве электролита в растворе. Во время анодирования на алюминии образуется оксидный слой. Использование хромовой кислоты вместо обычно используемой серной кислоты приводит к небольшому различию этих оксидных слоев. ^[78] Высокая токсичность соединений Cr(VI), используемых в устоявшемся процессе хромирования, а также ужесточение правил безопасности и охраны окружающей среды требуют поиска заменителей хрома или, по крайней мере, замены на менее токсичные соединения хрома(III). ^[64]

Минерал крокоит (который также является хроматом свинца PbCrO ₄ ) использовался в качестве желтого пигмента вскоре после его открытия. После того, как метод синтеза стал доступен, начиная с более распространенного хромита, хромовый желтый стал, вместе с кадмиевым желтым , одним из наиболее используемых желтых пигментов. Пигмент не фотодеградирует, но имеет тенденцию темнеть из-за образования оксида хрома (III). Он имеет интенсивный цвет и использовался для школьных автобусов в Соединенных Штатах и ​​для почтовых служб (например, Deutsche Post ) в Европе. Использование хромового желтого с тех пор сократилось из-за проблем с окружающей средой и безопасностью и было заменено органическими пигментами или другими альтернативами, которые не содержат свинец и хром. Другие пигменты, которые основаны на хроме, например, глубокий оттенок красного пигмента хромовый красный , который просто представляет собой хромат свинца с гидроксидом свинца (II) (PbCrO ₄ ·Pb(OH) ₂ ). Очень важным хроматным пигментом, который широко использовался в формулах грунтовки для металла, был хромат цинка, теперь замененный фосфатом цинка. Была разработана промывочная грунтовка, чтобы заменить опасную практику предварительной обработки алюминиевых корпусов самолетов раствором фосфорной кислоты. В ней использовался тетроксихромат цинка, диспергированный в растворе поливинилбутираля . 8% раствор фосфорной кислоты в растворителе добавлялся непосредственно перед нанесением. Было обнаружено, что легко окисляемый спирт был важным ингредиентом. Был нанесен тонкий слой толщиной около 10–15 мкм, который изменил цвет с желтого на темно-зеленый после отверждения. Все еще остается вопрос относительно правильного механизма. Хромовый зеленый представляет собой смесь берлинской лазури и хромового желтого , в то время как хромовый зеленый оксид представляет собой оксид хрома (III) . ^[79]

Оксиды хрома также используются в качестве зеленого пигмента в области стеклоделия, а также в качестве глазури для керамики. ^[80] Зеленый оксид хрома чрезвычайно светостоек и, как таковой, используется в облицовочных покрытиях. Он также является основным ингредиентом в инфракрасных отражающих красках, используемых вооруженными силами для покраски транспортных средств и придания им того же инфракрасного отражения, что и зеленые листья. ^[81]

Ионы хрома(III), присутствующие в кристаллах корунда (оксид алюминия), заставляют их быть окрашенными в красный цвет; когда корунд выглядит как таковой, он известен как рубин . Если корунд не содержит ионов хрома(III), он известен как сапфир . ^{[примечание 3]} Искусственный рубин красного цвета также может быть получен путем легирования хромом(III) искусственных кристаллов корунда, таким образом делая хром необходимым для изготовления синтетических рубинов. ^{[примечание 4] [82]} Такой синтетический кристалл рубина был основой для первого лазера , произведенного в 1960 году, который полагался на стимулированное излучение света атомами хрома в таком кристалле. Рубин имеет лазерный переход на 694,3 нанометра, в темно-красном цвете. ^[83]

Соли хрома (VI) используются для консервации древесины. Например, хромированный арсенат меди (CCA) используется при обработке древесины для защиты древесины от грибков гниения, насекомых, поражающих древесину, включая термитов , и морских сверл. ^[84] Формулы содержат хром на основе оксида CrO ₃ в количестве от 35,3% до 65,5%. В Соединенных Штатах в 1996 году было использовано 65 300 метрических тонн раствора CCA. ^[84]

Соли хрома (III), особенно хромовые квасцы и сульфат хрома (III) , используются при дублении кожи . Хром (III) стабилизирует кожу, сшивая коллагеновые волокна. ^[85] Кожа, дубленая хромом, может содержать 4–5% хрома, который прочно связан с белками. ^[43] Хотя форма хрома, используемая для дубления, не является токсичной шестивалентной разновидностью, сохраняется интерес к управлению хромом в кожевенной промышленности. Восстановление и повторное использование, прямая/косвенная переработка ^[86] и «безхромовое» или «хромо-свободное» дубление практикуются для лучшего управления использованием хрома. ^[87]

Высокая термостойкость и высокая температура плавления делают хромит и оксид хрома (III) материалом для высокотемпературных огнеупорных применений, таких как доменные печи , цементные печи , формы для обжига кирпича и в качестве литейных песков для литья металлов. В этих применениях огнеупорные материалы изготавливаются из смесей хромита и магнезита. Использование снижается из-за экологических норм из-за возможности образования хрома (VI). ^{[65] [88]}

Несколько соединений хрома используются в качестве катализаторов для переработки углеводородов. Например, катализатор Филлипса , приготовленный из оксидов хрома, используется для производства около половины мирового полиэтилена . ^[89] Смешанные оксиды Fe-Cr используются в качестве высокотемпературных катализаторов для реакции конверсии водяного газа . ^{[90] [91]} Хромит меди является полезным катализатором гидрогенизации . ^[92]

• Оксид хрома(IV) (CrO ₂ ) является магнитным соединением. Его идеальная анизотропия формы , которая придает высокую коэрцитивную силу и остаточную намагниченность, сделала его соединением, превосходящим γ-Fe ₂ O ₃ . Оксид хрома(IV) используется для производства магнитной ленты, используемой в высокопроизводительных аудиолентах и ​​стандартных аудиокассетах . ^[93]
• Оксид хрома(III) (Cr ₂ O ₃ ) — это полироль для металла, известная как зеленая румяна. ^{[94] [95]}
• Хромовая кислота является мощным окислителем и полезным соединением для очистки лабораторной стеклянной посуды от любых следов органических соединений. ^[96] Она готовится путем растворения дихромата калия в концентрированной серной кислоте, которая затем используется для промывки аппаратуры. Дихромат натрия иногда используется из-за его более высокой растворимости (50 г/л против 200 г/л соответственно). Использование чистящих растворов дихромата в настоящее время прекращено из-за высокой токсичности и экологических проблем. Современные чистящие растворы высокоэффективны и не содержат хрома. ^[97]
• Дихромат калия — химический реагент , используемый в качестве титрирующего агента. ^[98]
• Хроматы добавляются в буровые растворы для предотвращения коррозии стали во влажных условиях. ^[99]
• Хромовые квасцы — это сульфат калия хрома (III) , который используется в качестве протравы (т. е. фиксирующего агента) для красителей в тканях и при дублении . ^[100]

Возможная пищевая ценность хрома (III) не доказана. ^{[101] [102]} Хотя хром считается микроэлементом и диетическим минералом , его предполагаемая роль в действии инсулина — гормона, который опосредует метаболизм и хранение углеводов, жиров и белков — не была должным образом установлена. ^{[13] [14]} Механизм его действия в организме не определен, что оставляет сомнения относительно того, играет ли хром биологическую роль в организме здоровых людей. ^{[13] [14] [15]}

Напротив, шестивалентный хром (Cr(VI) или Cr6 ⁺ ) является высокотоксичным и мутагенным . ^[103] Проглатывание хрома(VI) в воде связано с опухолями желудка, а также может вызывать аллергический контактный дерматит . ^[104]

« Дефицит хрома », включающий недостаток Cr(III) в организме или, возможно, некоторого его комплекса, такого как фактор толерантности к глюкозе , не считается медицинским состоянием, поскольку не имеет симптомов и здоровым людям не требуется добавка хрома. ^{[13] [14]} Некоторые исследования показывают, что биологически активная форма хрома(III) транспортируется в организме через олигопептид, называемый низкомолекулярным хромсвязывающим веществом (хромомодулином), который может играть роль в сигнальном пути инсулина. ^{[13] [105]}

Содержание хрома в обычных продуктах питания, как правило, низкое (1–13 микрограммов на порцию). ^{[13] [106]} Содержание хрома в продуктах питания сильно варьируется из-за различий в содержании минералов в почве, вегетационного периода, сорта растений и загрязнения во время обработки. ^{[14] [106]} Хром (и никель ) выщелачиваются в пищу, приготовленную в нержавеющей стали, причем эффект сильнее всего, когда посуда новая. Кислые продукты, которые готовятся в течение многих часов, также усугубляют этот эффект. ^{[107] [108]}

Существуют разногласия относительно статуса хрома как незаменимого питательного вещества. Правительственные ведомства Австралии, Новой Зеландии, Индии и Японии считают хром незаменимым, ^{[109] [110] [111]} в то время как Соединенные Штаты и Европейское управление по безопасности пищевых продуктов Европейского союза так не считают. ^{[13] [15]}

Национальная академия медицины США (NAM) обновила Оценочные средние потребности (EAR) и Рекомендуемые диетические нормы (RDA) для хрома в 2001 году. Для хрома было недостаточно информации для установления EAR и RDA, поэтому его потребности описаны как оценки для адекватного потребления (AI). По оценке 2001 года, AI хрома для женщин в возрасте от 14 до 50 лет составляет 25 мкг/день, а AI для женщин в возрасте 50 лет и старше составляет 20 мкг/день. AI для беременных женщин составляет 30 мкг/день, а для кормящих женщин установленный AI составляет 45 мкг/день. AI для мужчин в возрасте от 14 до 50 лет составляет 35 мкг/день, а AI для мужчин в возрасте 50 лет и старше составляет 30 мкг/день. Для детей в возрасте от 1 до 13 лет AI увеличивается с возрастом от 0,2 мкг/день до 25 мкг/день. ^[13] Что касается безопасности, NAM устанавливает допустимые верхние уровни потребления (UL) для витаминов и минералов, когда имеются достаточные доказательства. В случае хрома пока недостаточно информации, поэтому UL не установлен. В совокупности EAR, RDA, AI и UL являются параметрами для системы рекомендаций по питанию, известной как диетическая референтная норма потребления (DRI). ^[112]

Австралия и Новая Зеландия считают хром необходимым питательным веществом, с AI 35 мкг/день для мужчин, 25 мкг/день для женщин, 30 мкг/день для беременных женщин и 45 мкг/день для кормящих женщин. UL не был установлен из-за отсутствия достаточных данных. ^[109] Индия считает хром необходимым питательным веществом, с рекомендуемой нормой потребления для взрослых 33 мкг/день. ^[110] Япония также считает хром необходимым питательным веществом, с AI 10 мкг/день для взрослых, включая беременных или кормящих женщин. UL не был установлен. ^[111]

EFSA не считает хром важным питательным веществом. ^{[15] [113] [114]}

Для маркировки пищевых продуктов и диетических добавок в США количество вещества в порции выражается в процентах от суточной нормы (%DV). Для маркировки хрома 100% суточной нормы составляли 120 мкг. По состоянию на 27 мая 2016 года процент суточной нормы был пересмотрен до 35 мкг, чтобы привести потребление хрома в соответствие с официальной рекомендуемой суточной нормой . ^{[115] [116]} Таблица старых и новых суточных норм для взрослых в Соединенных Штатах представлена ​​в Reference Daily Intake .

После оценки исследований потенциальной пищевой ценности хрома Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов пришло к выводу, что нет никаких доказательств пользы пищевого хрома для здоровых людей, тем самым отказавшись от разработки рекомендаций в Европе по потреблению хрома с пищей. ^[15]

Базы данных о составе пищевых продуктов, такие как те, которые ведутся Министерством сельского хозяйства США, не содержат информации о содержании хрома в продуктах питания. ^[117] Хром содержится в самых разных продуктах животного и растительного происхождения. ^{[13] [112]} Содержание хрома в порции зависит от содержания хрома в почве, на которой выращиваются растения, от продуктов питания, которыми кормят животных, и от методов обработки, поскольку хром выщелачивается в продукты питания, если они обрабатываются или готовятся на оборудовании из нержавеющей стали. ^[118] В одном исследовании по анализу рациона, проведенном в Мексике, сообщается о среднем ежедневном потреблении хрома в размере 30 микрограммов. ^[119] По оценкам, 31% взрослых в Соединенных Штатах потребляют поливитаминные/минеральные пищевые добавки, ^[120] которые часто содержат от 25 до 60 микрограммов хрома.

Хром является ингредиентом полного парентерального питания (ППП), поскольку дефицит может возникнуть после месяцев внутривенного питания с ППП без хрома. ^[121] Он также добавляется в продукты питания для недоношенных детей . ^[122] Хотя механизм действия биологических ролей хрома неясен, в Соединенных Штатах продукты, содержащие хром, продаются как безрецептурные диетические добавки в количествах от 50 до 1000 мкг. Более низкие количества хрома также часто включаются в поливитаминные/минеральные добавки, потребляемые примерно 31% взрослых в Соединенных Штатах. ^[120] Химические соединения, используемые в пищевых добавках, включают хлорид хрома, цитрат хрома, пиколинат хрома (III) , полиникотинат хрома (III) и другие химические составы. ^[13] Польза добавок не доказана. ^{[13] [123]}

Представление о хроме как потенциальном регуляторе метаболизма глюкозы возникло в 1950-х годах, когда ученые провели серию экспериментов, контролируя рацион крыс. ^[124] Экспериментаторы подвергали крыс диете с дефицитом хрома и стали свидетелями неспособности эффективно реагировать на повышенный уровень глюкозы в крови. В рацион были включены богатые хромом пивные дрожжи , что позволило крысам эффективно метаболизировать глюкозу, и таким образом дало доказательства того, что хром может играть роль в регулировании глюкозы. ^[124]

В 2005 году Управление по контролю за продуктами и лекарствами США одобрило квалифицированное заявление о пользе пиколината хрома для здоровья с требованием к конкретной формулировке на этикетке:

«Одно небольшое исследование предполагает, что пиколинат хрома может снижать риск резистентности к инсулину и, следовательно, возможно, может снижать риск диабета 2 типа. Однако FDA приходит к выводу, что существование такой связи между пиколинатом хрома и резистентностью к инсулину или диабетом 2 типа крайне сомнительно».

В других частях петиции FDA отклонило заявления о связи пиколината хрома с сердечно-сосудистыми заболеваниями, ретинопатией или заболеваниями почек, вызванными аномально высоким уровнем сахара в крови. ^[125] По состоянию на март 2024 года это постановление по хрому остается в силе. ^[126]

В 2010 году Министерство здравоохранения Канады одобрило использование пиколината хрома (III) в пищевых добавках. Одобренные маркировки включают: фактор поддержания хорошего здоровья, обеспечивает поддержку здорового метаболизма глюкозы, помогает организму усваивать углеводы и помогает организму усваивать жиры. ^[127] Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов одобрило в 2010 году заявления о том, что хром способствует нормальному метаболизму макронутриентов и поддержанию нормальной концентрации глюкозы в крови, но отклонило заявления о поддержании или достижении нормального веса тела или снижении утомляемости или слабости. ^[128]

Однако в ходе повторной оценки исследований, проведенной в 2014 году с целью определения возможности установления рекомендуемой нормы потребления хрома, EFSA заявило: ^[15]

«Группа экспертов пришла к выводу, что не может быть определена средняя потребность и референтная норма потребления хрома для населения в целях выполнения физиологических функций» .

«Группа экспертов посчитала, что нет никаких доказательств полезных эффектов, связанных с потреблением хрома здоровыми людьми. Группа экспертов пришла к выводу, что установление адекватного потребления хрома также нецелесообразно».

Учитывая доказательства того, что дефицит хрома вызывает проблемы с контролем глюкозы в контексте продуктов внутривенного питания, разработанных без хрома, ^[121] исследовательский интерес обратился к вопросу о том, принесет ли добавление хрома пользу людям с диабетом 2 типа, но не страдающим дефицитом хрома. Рассматривая результаты четырех метаанализов, один сообщил о статистически значимом снижении уровня глюкозы в плазме натощак и незначительной тенденции к снижению гемоглобина A1C . ^[129] Второй сообщил о том же, ^[130] третий сообщил о значительном снижении обоих показателей, ^[131] в то время как четвертый не сообщил об отсутствии пользы ни для одного из них. ^[132] Обзор, опубликованный в 2016 году, перечислил 53 рандомизированных клинических исследования , которые были включены в один или несколько из шести метаанализов . Он пришел к выводу, что, хотя могут быть умеренные снижения уровня глюкозы в крови натощак и/или HbA1C, которые достигают статистической значимости в некоторых из этих метаанализов, лишь немногие из исследований достигли снижения, достаточно большого, чтобы его можно было ожидать от него в отношении клинического исхода. ^[133]

Два систематических обзора рассматривали добавки хрома как средство управления массой тела у людей с избыточным весом и ожирением. Один, ограниченный пиколинатом хрома , распространенным ингредиентом добавки, сообщил о статистически значимой потере веса -1,1 кг (2,4 фунта) в испытаниях продолжительностью более 12 недель. ^[134] Другой включал все соединения хрома и сообщил о статистически значимом изменении веса -0,50 кг (1,1 фунта). ^[135] Изменение процента жира в организме не достигло статистической значимости. Авторы обоих обзоров посчитали клиническую значимость этой скромной потери веса неопределенной/ненадежной. ^{[134] [135]} Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов рассмотрело литературу и пришло к выводу, что не было достаточных доказательств для поддержки заявления. ^[15]

Хром продвигается как пищевая добавка для повышения спортивных результатов, основанная на теории о том, что он усиливает активность инсулина, с ожидаемыми результатами увеличения мышечной массы и более быстрого восстановления запасов гликогена во время восстановления после тренировки. ^{[123] [136] [137]} Обзор клинических испытаний показал, что добавление хрома не улучшает производительность упражнений и не увеличивает мышечную силу. ^[138] Международный олимпийский комитет рассмотрел пищевые добавки для высокоэффективных спортсменов в 2018 году и пришел к выводу, что нет необходимости увеличивать потребление хрома для спортсменов, а также не подтверждает заявления о потере жира. ^[139]

Стандарты поливной воды для хрома составляют 0,1 мг/л, но в некоторых реках Бангладеш он превышает это значение более чем в пять раз. Стандарт для рыбы, потребляемой человеком, составляет менее 1 мг/кг, но во многих протестированных образцах он был выше более чем в пять раз. ^[140] Хром, особенно шестивалентный хром, очень токсичен для рыб, поскольку он легко всасывается через жабры, легко попадает в кровоток, пересекает клеточные мембраны и биоконцентрируется в пищевой цепи. Напротив, токсичность трехвалентного хрома очень низкая, что объясняется плохой проницаемостью мембран и небольшим биоусилением. ^[141]

Острое и хроническое воздействие хрома (VI) влияет на поведение, физиологию, воспроизводство и выживаемость рыб. В загрязненных средах были зарегистрированы гиперактивность и неустойчивое плавание. Влияет на вылупление икры и выживаемость мальков. У взрослых рыб имеются сообщения о гистопатологических повреждениях печени, почек, мышц, кишечника и жабр. Механизмы включают мутагенное повреждение генов и нарушение функций ферментов. ^[141]

Есть данные, что рыбам может не требоваться хром, но они получают пользу от измеренного количества в рационе. В одном исследовании молодь рыб набирала вес на диете без хрома, но добавление 500 мкг хрома в форме хлорида хрома или других типов добавок на килограмм пищи (сухой вес) увеличивало набор веса. При 2000 мкг/кг набор веса был не лучше, чем при диете без хрома, и было больше разрывов нитей ДНК. ^[142]

Нерастворимые в воде соединения хрома (III) и металлический хром не считаются опасными для здоровья, в то время как токсичность и канцерогенные свойства хрома (VI) известны уже давно. ^[143] Из-за специфических транспортных механизмов только ограниченное количество хрома (III) проникает в клетки. Острая пероральная токсичность колеблется от 50 до 150 мг/кг. ^[144] Обзор 2008 года показал, что умеренное поглощение хрома (III) через пищевые добавки не представляет генетического токсического риска. ^[145] В США Управление по охране труда и технике безопасности (OSHA) определило допустимый предел воздействия воздуха (PEL) на рабочем месте как средневзвешенное по времени значение (TWA) 1 мг/м ³ . Национальный институт охраны труда и техники безопасности (NIOSH) установил рекомендуемый предел воздействия (REL) в размере 0,5 мг/м ³ , средневзвешенное по времени значение. Значение IDLH ( непосредственно опасно для жизни и здоровья) составляет 250 мг/м ³ . ^[146]

Острая пероральная токсичность хрома (VI) составляет от 1,5 до 3,3 мг/кг. ^[144] В организме хром (VI) восстанавливается несколькими механизмами до хрома (III) уже в крови, прежде чем он попадет в клетки. Хром (III) выводится из организма, тогда как ион хрома переносится в клетку с помощью транспортного механизма, посредством которого в клетку также попадают ионы сульфата и фосфата . Острая токсичность хрома (VI) обусловлена ​​его сильными окислительными свойствами. После того, как он попадает в кровоток, он повреждает почки, печень и клетки крови посредством реакций окисления. В результате возникает гемолиз , почечная и печеночная недостаточность. Агрессивный диализ может быть терапевтическим. ^[147]

Канцерогенность хроматной пыли известна уже давно, и в 1890 году в первой публикации был описан повышенный риск рака у рабочих компании по производству хроматных красителей. [ ^{148] [149]} Было предложено три механизма для описания генотоксичности хрома (VI). Первый механизм включает высокореактивные гидроксильные радикалы и другие реактивные радикалы, которые являются побочными продуктами восстановления хрома (VI) до хрома (III). Второй процесс включает прямое связывание хрома (V), полученного путем восстановления в клетке, и соединений хрома (IV) с ДНК . Последний механизм приписывал генотоксичность связыванию с ДНК конечного продукта восстановления хрома (III). ^{[150] [151]}

Соли хрома (хроматы) также являются причиной аллергических реакций у некоторых людей. Хроматы часто используются для производства, среди прочего, кожаных изделий, красок, цемента, раствора и антикоррозионных средств. Контакт с продуктами, содержащими хроматы, может привести к аллергическому контактному дерматиту и раздражающему дерматиту, что приводит к изъязвлению кожи, иногда называемому «хромовыми язвами». Это состояние часто встречается у рабочих, которые подвергались воздействию сильных растворов хромата на гальванических, дубильных и хромовых заводах. ^{[152] [153]}

Поскольку соединения хрома использовались в красителях , красках и дубильных составах для кожи , эти соединения часто встречаются в почве и грунтовых водах на действующих и заброшенных промышленных объектах, требующих экологической очистки и рекультивации . Грунтовочная краска , содержащая шестивалентный хром, по-прежнему широко используется для аэрокосмической и автомобильной окраски. ^[154]

В 2010 году Экологическая рабочая группа изучила питьевую воду в 35 американских городах в первом общенациональном исследовании. Исследование обнаружило измеримый шестивалентный хром в водопроводной воде 31 из городов, в которых были взяты пробы, с Норманом, Оклахома , во главе списка; в 25 городах уровни превышали предложенный Калифорнией предел. ^[155]

Более токсичная форма шестивалентного хрома может быть восстановлена ​​до менее растворимой трехвалентной степени окисления в почвах органическими веществами, двухвалентным железом, сульфидами и другими восстановителями, причем скорость такого восстановления выше в более кислых условиях, чем в более щелочных. Напротив, трехвалентный хром может быть окислен до шестивалентного хрома в почвах оксидами марганца, такими как соединения Mn(III) и Mn(IV). Поскольку растворимость и токсичность хрома (VI) выше, чем у хрома (III), окислительно-восстановительные преобразования между двумя степенями окисления имеют последствия для перемещения и биодоступности хрома в почвах, грунтовых водах и растениях. ^[156]

• Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.

На Викискладе есть медиафайлы по теме Chromium.

Найдите значение слова «хром» в Викисловаре, бесплатном словаре.

• Исследования ATSDR в области экологической медицины: токсичность хрома Министерство здравоохранения и социальных служб США
• Монография МАИР «Хром и соединения хрома»
• Это стихийно – Элемент Хром
• Справочник Merck – Дефицит и токсичность минералов
• Национальный институт охраны труда и здоровья – Chromium Page
• Хром в Периодической таблице видео (Ноттингемский университет)
• «Хром»  . Британская энциклопедия . Том. 6 (11-е изд.). 1911. С.  296–298 .