کروم

کروم یک عنصر شیمیایی با نماد Cr و عدد اتمی 24 است. این عنصر اولین عنصر در گروه 6 است. این یک فلز انتقالی خاکستری مایل به فولادی، براق، سخت و شکننده است.

فلز کروم به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و سختی بالا ارزش دارد. یک پیشرفت عمده در تولید فولاد کشف این بود که فولاد را می توان با افزودن کروم فلزی برای تشکیل فولاد ضد زنگ در برابر خوردگی و تغییر رنگ بسیار مقاوم ساخت. استنلس استیل و آبکاری کروم (آبکاری با کروم) با هم 85 درصد کاربرد تجاری را تشکیل می دهند.

کروم همچنین به عنوان فلزی که می تواند در عین مقاومت در برابر کدر شدن به شدت صیقل داده شود، ارزش زیادی دارد. کروم صیقلی تقریباً 70 درصد از طیف مرئی و تقریباً 90 درصد از نور مادون قرمز را منعکس می کند.

نام این عنصر از کلمه یونانی χρῶμα، chrōma به معنای رنگ گرفته شده است،زیرا بسیاری از ترکیبات کروم به شدت رنگی هستند.

تولید صنعتی کروم از سنگ معدن کرومیت (بیشتر FeCr2O4) برای تولید فروکروم، یک آلیاژ آهن-کروم، با استفاده از واکنش های آلومینومترمیک یا سیلیکوترمیک حاصل می شود. سپس از فروکروم برای تولید آلیاژهایی مانند فولاد ضد زنگ استفاده می شود. فلز کروم خالص با فرآیند متفاوتی تولید می‌شود: بو دادن و شسته شدن کرومیت برای جدا کردن آن از آهن و به دنبال آن احیا با کربن و سپس آلومینیوم.

در ایالات متحده، یون کروم سه ظرفیتی (Cr(III)) یک ماده مغذی ضروری در انسان برای متابولیسم انسولین، قند و چربی در نظر گرفته می شود. با این حال، در سال 2014، سازمان ایمنی غذای اروپا، که برای اتحادیه اروپا عمل می کند، به این نتیجه رسید که شواهد کافی برای شناسایی کروم به عنوان ضروری وجود ندارد.

در حالی که فلز کروم و یون‌های کروم (III) غیر سمی در نظر گرفته می‌شوند، کروم شش ظرفیتی کروم (VI) سمی و سرطان‌زا است. با توجه به آژانس مواد شیمیایی اروپا (ECHA)، تری اکسید کروم که در فرآیندهای آبکاری صنعتی استفاده می شود، یک “مواد بسیار نگران کننده” (SVHC) است.

سایت های متروکه تولید کروم اغلب به پاکسازی محیطی نیاز دارند.

کروم ، Cr

کروم

ظاهر : نقره ایی متالیک

وزن اتمی استاندارد Ar°(Cr) 0.0006±51.9961 0.001±51.996 (خلاصه شده)

عدد اتمی (Z) : 24
گروه : 6
دوره : 4
بلوک: D-block
پیکر بندی الکترون: 3d⁵ 4s¹
الکترون در هر پوسته :2, 8, 13, 1

مشخصات فیزیکی

فاز در STP :جامد

نقطه ذوب: 2180 کلوین (1907 درجه سانتیگراد، 3465 درجه فارنهایت)

نقطه جوش: 2944 K (2671 درجه سانتیگراد، 4840 درجه فارنهایت)

چگالی :(نزدیک به r.t.) 7.15 گرم بر سانتی متر مکعب

هنگامی که مایع (در m.p.) 6.3 گرم بر سانتی متر مکعب است

گرمای همجوشی: 21.0 کیلوژول بر مول

گرمای تبخیر: 347 کیلوژول بر مول

ظرفیت گرمایی: مولی 23.35 J/(mol·K)

مشخصات فیزیکی

اتمی

قیمت روز ضایعات

09353316491

کروم چهارمین فلز واسطه ای است که در جدول تناوبی یافت می شود و دارای پیکربندی الکترونی [Ar] 3d5 4s1 است. همچنین اولین عنصر در جدول تناوبی است که پیکربندی الکترونی حالت پایه آن اصل Aufbau را نقض می کند. این دوباره بعداً در جدول تناوبی با عناصر دیگر و آرایش های الکترونی آنها مانند مس، نیوبیم و مولیبدن اتفاق می افتد.

این امر به این دلیل رخ می دهد که الکترون های یک مدار به دلیل بارهای مشابه یکدیگر را دفع می کنند. در عناصر قبلی، هزینه انرژی برای ارتقای یک الکترون به سطح انرژی بالاتر بعدی برای جبران آن چیزی است که با کاهش دافعه بین الکترونیکی آزاد می شود. با این حال، در فلزات واسطه 3d، شکاف انرژی بین لایه فرعی 3d و 4s بعدی بسیار کم است، و از آنجایی که لایه فرعی 3d فشرده تر از زیر پوسته 4s است، دافعه بین الکترونی بین الکترون های 4s کمتر از بین 3d است. الکترون ها این امر هزینه انرژی ارتقاء را کاهش می دهد و انرژی آزاد شده توسط آن را افزایش می دهد، به طوری که ارتقاء از نظر انرژی امکان پذیر می شود و یک یا حتی دو الکترون همیشه به زیر پوسته 4s ارتقا می یابد. (تبلیغات مشابه برای هر اتم فلز واسطه به جز یک اتم، پالادیوم اتفاق می افتد.)

کروم اولین عنصر در سری 3d است که در آن الکترون های 3d شروع به فرو رفتن در هسته می کنند. بنابراین آنها کمتر به پیوند فلزی کمک می کنند و از این رو نقاط ذوب و جوش و آنتالپی اتمی شدن کروم کمتر از عنصر وانادیوم قبلی است. کروم (VI) در مقابل اکسیدهای مولیبدن (VI) و تنگستن (VI) یک عامل اکسید کننده قوی است.

فله

کروم بسیار سخت است و سومین عنصر سخت پس از کربن (الماس) و بور است. سختی Mohs آن 8.5 است، به این معنی که می تواند نمونه های کوارتز و توپاز را خراش دهد، اما می تواند توسط کوراندوم خراشیده شود. کروم در برابر کدر شدن بسیار مقاوم است و این باعث می شود برخلاف فلزات دیگر مانند مس، منیزیم و آلومینیوم به عنوان فلزی که بیرونی ترین لایه خود را از خوردگی حفظ می کند، مفید باشد.

کروم دارای نقطه ذوب 1907 درجه سانتیگراد (3465 درجه فارنهایت) است که در مقایسه با اکثر فلزات واسطه، نسبتاً پایین است. با این حال، هنوز دومین نقطه ذوب بالاتر را در بین تمام عناصر دوره 4 دارد، و وانادیوم با دمای 3 درجه سانتیگراد (5 درجه فارنهایت) در 1910 درجه سانتیگراد (3470 درجه فارنهایت) در بالای آن قرار دارد. با این حال، نقطه جوش 2671 درجه سانتیگراد (4840 درجه فارنهایت)، نسبتاً پایین‌تر است و سومین نقطه جوش پایین‌ترین فلزات انتقالی دوره 4 را به تنهایی پس از منگنز و روی دارد.مقاومت الکتریکی کروم در 20 درجه. C 125 نانو اهم متر است.

کروم در مقایسه با سایر فلزات واسطه انعکاس خاصی دارد. در مادون قرمز، در 425 میکرومتر، کروم دارای حداکثر بازتابی در حدود 72 درصد است که در 750 میکرومتر به حداقل 62 درصد کاهش می‌یابد قبل از اینکه دوباره به 90 درصد در 4000 میکرومتر افزایش یابد.هنگامی که کروم در آلیاژهای فولاد ضد زنگ استفاده می شود و جلا داده می شود، انعکاس چشمی با گنجاندن فلزات اضافی کاهش می یابد، اما همچنان در مقایسه با آلیاژهای دیگر زیاد است. بین 40 تا 60 درصد از طیف مرئی از فولاد ضد زنگ صیقلی منعکس می شود.توضیح در مورد اینکه چرا کروم به طور کلی چنین سرعت بالای امواج فوتون منعکس شده را نشان می دهد، به ویژه 90٪ در مادون قرمز، می تواند به خواص مغناطیسی کروم نسبت داده شود.کروم خواص مغناطیسی منحصر به فردی دارد – کروم تنها جامد عنصری است که نظم ضد فرومغناطیسی را در دمای اتاق و کمتر از آن نشان می دهد. در دمای بالای 38 درجه سانتیگراد، نظم مغناطیسی آن پارامغناطیس می شود.خواص ضد فرومغناطیسی، که باعث می شود اتم های کروم به طور موقت یونیزه شوند و با خود پیوند برقرار کنند، وجود دارند، زیرا خواص مغناطیسی مکعب مرکزی بدنه با تناوب شبکه نامتناسب است. این به خاطر گشتاورهای مغناطیسی در گوشه های مکعب و مراکز مکعب نابرابر، اما ضد موازی است.از اینجا، گذردهی نسبی کروم وابسته به فرکانس، که از معادلات ماکسول و ضد فرومغناطیس کروم ناشی می شود، کروم را با بازتاب نور مادون قرمز و مرئی بالا می گذارد.

منفعل شدن

فلز کروم که در هوا باقی می ماند غیرفعال می شود – یک لایه نازک، محافظ و سطحی از اکسید را تشکیل می دهد. این لایه دارای ساختار اسپینلی با ضخامت چند لایه اتمی است. بسیار متراکم است و از انتشار اکسیژن به فلز زیرین جلوگیری می کند. در مقابل، آهن اکسید متخلخل تری را تشکیل می دهد که از طریق آن اکسیژن می تواند مهاجرت کند و باعث زنگ زدن مداوم شود.

غیرفعال شدن را می توان با تماس کوتاه با اسیدهای اکسید کننده مانند اسید نیتریک تقویت کرد. کروم غیرفعال شده در برابر اسیدها پایدار است. غیرفعال شدن را می توان با یک عامل کاهنده قوی که لایه اکسید محافظ روی فلز را از بین می برد، حذف کرد. فلز کروم که به این روش درمان می شود به آسانی در اسیدهای ضعیف حل می شود.

کروم بر خلاف آهن و نیکل از شکنندگی هیدروژنی رنج نمی برد. با این حال، از شکنندگی نیتروژن رنج می‌برد، با نیتروژن هوا واکنش می‌دهد و نیتریدهای شکننده را در دمای بالا که برای کار کردن قطعات فلزی لازم است، تشکیل می‌دهد.

ایزوتوپ ها

کروم طبیعی از سه ایزوتوپ پایدار تشکیل شده است. 52Cr، 53Cr و 54Cr، با 52Cr فراوان ترین (83.789٪ فراوانی طبیعی). 19 رادیو ایزوتوپ مشخص شده است که پایدارترین آنها 50Cr با نیمه عمر (بیش از) 1.8×1017 سال و 51Cr با نیمه عمر 27.7 روز است. تمام ایزوتوپ های رادیواکتیو باقی مانده نیمه عمری دارند که کمتر از 24 ساعت و اکثریت آنها کمتر از 1 دقیقه است. کروم همچنین دارای دو ایزومر هسته ای ناپایدار است.

53Cr محصول فروپاشی پرتوزایی 53Mn (نیمه عمر = 3.74 میلیون سال) است.[20] ایزوتوپ‌های کروم معمولاً با ایزوتوپ‌های منگنز ترکیب می‌شوند (و ترکیب می‌شوند). این شرایط در زمین شناسی ایزوتوپی مفید است. نسبت ایزوتوپ منگنز-کروم شواهد حاصل از 26Al و 107Pd را در مورد تاریخ اولیه منظومه شمسی تقویت می کند. تغییرات در نسبت‌های 53Cr/52Cr و منگنز/کروم از چندین شهاب‌سنگ نشان‌دهنده نسبت اولیه 53Mn/55Mn است که نشان می‌دهد ترکیب ایزوتوپی منگنز-کروم باید از فروپاشی درجا 53Mn در اجرام سیاره‌ای متمایز حاصل شود. از این رو 53Cr شواهد اضافی برای فرآیندهای سنتز هسته ای بلافاصله قبل از ادغام منظومه شمسی فراهم می کند.

ایزوتوپ های کروم در جرم اتمی از 43 u (43Cr) تا 67 u (67Cr) متغیر هستند. حالت واپاشی اولیه قبل از فراوان‌ترین ایزوتوپ پایدار، 52Cr، جذب الکترون است و حالت اولیه بعد از آن، واپاشی بتا است.53Cr به عنوان نماینده ای برای غلظت اکسیژن اتمسفر در نظر گرفته شده است.

شیمی و ترکیبات

کروم عضوی از گروه 6 از فلزات واسطه است. حالت های 3+ و 6+ معمولاً در ترکیبات کروم و به دنبال آن 2+ رخ می دهد. اتهامات 1+، 4+ و 5+ برای کروم نادر است، اما با این وجود گاهی اوقات وجود دارد.

حالت های اکسیداسیون رایج

کروم (0)

بسیاری از کمپلکس‌های Cr(0) شناخته شده‌اند. بیس (بنزن) کروم و کروم هگزا کاربونیل از نکات برجسته در شیمی ارگانوکروم هستند.

کروم (ll)

ترکیبات کروم (II) غیر معمول هستند، تا حدی به این دلیل که به راحتی به مشتقات کروم (III) در هوا اکسید می شوند. کلرید کروم (II) پایدار در آب CrCl 2 که می تواند با احیای کلرید کروم (III) با روی ساخته شود.

محلول آبی روشن حاصل از حل کردن کلرید کروم (II) در pH خنثی پایدار است.برخی دیگر از ترکیبات قابل توجه کروم (II) شامل اکسید کروم (II) CrO و کروم (II) سولفات CrSO هستند.4. بسیاری از کربوکسیلات های کروم (II) شناخته شده اند. استات کروم (II) قرمز (Cr2(O2CCH3)4) تا حدودی معروف است. دارای یک پیوند چهارگانه Cr-Cr است.

کروم (lll)

تعداد زیادی از ترکیبات کروم (III) مانند نیترات کروم (III)، استات کروم (III) و اکسید کروم (III) شناخته شده است.کروم (III) را می توان با حل کردن کروم عنصری در اسیدهایی مانند اسید هیدروکلریک یا اسید سولفوریک به دست آورد، اما همچنین می تواند از طریق احیای کروم (VI) توسط سیتوکروم c7 تشکیل شود.

Cr3+ یون شعاع مشابهی با Al3+ (63 pm) دارد (شعاع 50 بعد از ظهر)، و می توانند در برخی از ترکیبات مانند زاج کروم و آلوم جایگزین یکدیگر شوند.

کروم (III) تمایل به تشکیل کمپلکس های هشت وجهی دارد. هیدرات کلرید کروم (III) تجاری موجود، کمپلکس سبز تیره [CrCl2(H2O)4]Cl است. ترکیبات نزدیک به هم سبز کم رنگ [CrCl(H2O)5]Cl2 و بنفش [Cr(H2O)6]Cl3 هستند. اگر کلرید بی آب بنفش کروم (III) در آب حل شود، محلول بنفش پس از مدتی سبز می شود زیرا کلرید در کره هماهنگی داخلی با آب جایگزین می شود. این نوع واکنش با محلول های زاج کروم و سایر نمک های کروم (III) محلول در آب نیز مشاهده می شود. یک هماهنگی چهار وجهی کروم (III) برای آنیون کگین مرکز کروم [α-CrW12O40] 5- گزارش شده است.

هیدروکسید کروم (III) (Cr(OH)3) آمفوتر است، در محلول های اسیدی حل می شود و [Cr(H2O)6]3+ و در محلول های بازی به شکل [Cr(OH) می آید.

با حرارت دهی آن کم آب می شود تا اکسید کروم (III) سبز (Cr2O3) ایجاد شود، اکسیدی پایدار با ساختار کریستالی مشابه با کوراندوم.

کروم (Vl)

ترکیبات کروم (VI) در pH کم یا خنثی اکسیدان هستند. آنیون های کرومات (CrO2- 4) و آنیون های دی کرومات (Cr2O72-) یون های اصلی در این حالت اکسیداسیون هستند. آنها در یک تعادل وجود دارند که توسط pH تعیین می شود:

2 [CrO4]2- + 2 H+ ⇌ [Cr2O7]2- + H2O اکسی هالیدهای کروم (VI) نیز شناخته شده هستند و شامل کرومیل فلوراید (CrO2F2) و کرومیل کلرید (CrO) می شوند.

با این حال، علیرغم چندین ادعای اشتباه، هگزا فلوراید کروم (و همچنین تمام هگزا هالیدهای بالاتر) تا سال 2020 ناشناخته باقی مانده است.

کرومات سدیم به صورت صنعتی از بو دادن اکسیداتیو سنگ معدن کرومیت با کربنات سدیم تولید می شود. تغییر در تعادل با تغییر رنگ زرد (کرومات) به نارنجی (دی کرومات) قابل مشاهده است، مانند زمانی که اسید به محلول خنثی کرومات پتاسیم اضافه می شود. در مقادیر PH پایین تر، تراکم بیشتر به اکسیانیون های پیچیده تر کروم امکان پذیر است.

هر دو آنیون کرومات و دی کرومات معرف های اکسید کننده قوی در pH پایین هستند:Cr
₂O²⁻
₇ + 14 H
₃O⁺
 + 6 e⁻ → 2 Cr³⁺
 + 21 H
₂O (ε₀ = 1.33 V)

با این حال، آنها فقط در pH بالا به طور متوسط ​​اکسید می شوند:CrO²⁻
₄ + 4 H
₂O + 3 e⁻ → Cr(OH)
₃ + 5 OH⁻
 (ε₀ = −0.13 V)

ترکیبات کروم (VI) در محلول را می توان با افزودن محلول اسیدی پراکسید هیدروژن شناسایی کرد. پراکسید کروم (VI) آبی تیره ناپایدار (CrO5) تشکیل می شود که می تواند به عنوان یک ترکیب اضافی اتری CrO تثبیت شود.

اسید کرومیک دارای فرمول فرضی H است 2CrO 4. این یک ماده شیمیایی است که به طور مبهم توصیف شده است، علیرغم اینکه بسیاری از کرومات ها و دی کرومات ها به خوبی تعریف شده اند. اکسید کروم (VI) قرمز تیره CrO 3، انیدرید اسید کرومیک اسید، به صورت صنعتی به عنوان «اسید کرومیک» به فروش می رسد.این می تواند با مخلوط کردن اسید سولفوریک با دی کرومات تولید شود و یک عامل اکسید کننده قوی است.

سایر حالت های اکسیداسیون

ترکیبات کروم (V) نسبتاً نادر هستند. حالت اکسیداسیون 5+ تنها در ترکیبات کمی تحقق می یابد، اما در بسیاری از واکنش هایی که شامل اکسیداسیون توسط کرومات است، واسطه هستند. تنها ترکیب دوتایی، فلوراید کروم (V) فرار (CrF5) است. این جامد قرمز رنگ دارای نقطه ذوب 30 درجه سانتیگراد و نقطه جوش 117 درجه سانتیگراد است. می توان آن را با عمل آوری فلز کروم با فلوئور در دمای 400 درجه سانتی گراد و فشار 200 بار تهیه کرد. پراکسوکرومات (V) نمونه دیگری از حالت اکسیداسیون +5 است.

پراکسوکرومات پتاسیم (K3[Cr(O2)4]) از واکنش کرومات پتاسیم با پراکسید هیدروژن در دماهای پایین ساخته می شود. این ترکیب قهوه ای قرمز در دمای اتاق پایدار است اما در دمای 150 تا 170 درجه سانتیگراد به طور خود به خود تجزیه می شود.

ترکیبات کروم (IV) کمی بیشتر از کروم (V) رایج است. تتراهالیدها، CrF4، CrCl4 و CrBr4 را می توان با تصفیه تری هالیدها (CrX) تولید کرد.

3) با هالوژن مربوطه در دماهای بالا. چنین ترکیباتی مستعد واکنش های عدم تناسب هستند و در آب پایدار نیستند. ترکیبات آلی حاوی حالت کروم (IV) مانند کروم تترا t-butoxide نیز شناخته شده است.

بیشتر ترکیبات کروم (I) تنها از طریق اکسیداسیون کمپلکس‌های کروم (0) غنی از الکترون به دست می‌آیند. سایر کمپلکس های کروم (I) حاوی لیگاندهای سیکلوپنتادینیل هستند. همانطور که توسط پراش اشعه ایکس تأیید شده است، یک پیوند پنج گانه کروم-کروم (طول 183.51 (4 pm)) نیز توصیف شده است.

لیگاندهای تک دندانی بسیار حجیم این ترکیب را با محافظت از پیوند پنجگانه در برابر واکنش های بعدی تثبیت می کنند.

وقوع

کروم بیست و یکمین عنصر فراوان در پوسته زمین با غلظت متوسط ​​ppm 100 است. ترکیبات کروم در محیط از فرسایش سنگ های حاوی کروم یافت می شوند و می توانند توسط فوران های آتشفشانی دوباره توزیع شوند. غلظت های پس زمینه معمولی کروم در محیط های محیطی عبارتند از: اتمسفر <10 نانوگرم بر متر مکعب. خاک کمتر از 500 میلی گرم بر کیلوگرم؛ پوشش گیاهی <0.5 میلی گرم بر کیلوگرم؛ آب شیرین <10 میکروگرم در لیتر؛ آب دریا کمتر از 1 میکروگرم در لیتر؛ رسوب <80 mg/kg. کروم به عنوان سنگ معدن کرومیت (FeCr2O4) استخراج می شود.

حدود دو پنجم سنگ معدن و کنسانتره کرومیت در جهان در آفریقای جنوبی، حدود یک سوم در قزاقستان تولید می شود،در حالی که هند، روسیه و ترکیه نیز تولیدکنندگان قابل توجهی هستند. ذخایر کرومیت استفاده نشده فراوان است، اما از نظر جغرافیایی در قزاقستان و جنوب آفریقا متمرکز شده است.اگرچه نادر است، اما ذخایر کروم بومی وجود دارد.

لوله Udachnaya در روسیه نمونه هایی از این فلز بومی را تولید می کند. این معدن یک لوله کیمبرلیت، غنی از الماس است و محیط احیا کننده به تولید کروم عنصری و الماس کمک کرد.

رابطه بین کروم (III) و کروم (VI) به شدت به pH و خواص اکسیداتیو محل بستگی دارد. در بیشتر موارد، کروم (III) گونه غالب است،اما در برخی مناطق، آب زیرزمینی می تواند تا 39 میکروگرم در لیتر کروم کل داشته باشد که 30 میکروگرم در لیتر کروم (VI) است.

بیشتر بدانید:
استنلس استیل 309

تاریخچه

برنامه های اولیه

مواد معدنی کروم به عنوان رنگدانه در قرن هجدهم مورد توجه غرب قرار گرفت. در 26 ژوئیه 1761، یوهان گوتلوب لمان یک ماده معدنی قرمز نارنجی را در معادن Beryozovskoye در کوه‌های اورال یافت که او آن را سرب قرمز سیبری نامید.اگرچه به اشتباه به عنوان یک ترکیب سرب با ترکیبات سلنیوم و آهن شناخته می شد، اما در واقع کروکوئیت با فرمول PbCrO4 بود.

در سال 1770، پیتر سیمون پالاس از همان مکان لمان بازدید کرد و یک ماده معدنی سرب قرمز را یافت که دارای خواص مفیدی به عنوان رنگدانه در رنگ ها بود. پس از پالاس، استفاده از سرب قرمز سیبری به عنوان رنگدانه رنگ به سرعت در سراسر منطقه گسترش یافت.کروکویت منبع اصلی کروم در رنگدانه‌ها تا زمان کشف کرومیت سال‌ها بعد بود.

در سال 1794، لوئیس نیکلاس واکلین نمونه هایی از سنگ کروکویت دریافت کرد. او تری اکسید کروم (CrO3) را با مخلوط کردن کروکویت با اسید هیدروکلریک تولید کرد.در سال 1797، Vauquelin کشف کرد که می تواند کروم فلزی را با گرم کردن اکسید در یک کوره زغال چوب جدا کند، که او به عنوان کسی که واقعاً این عنصر را کشف کرد، اعتبار دارد.Vauquelin همچنین قادر به تشخیص ردپای کروم در سنگهای قیمتی گرانبها، مانند یاقوت سرخ و زمرد بود.

در طول قرن نوزدهم، کروم نه تنها به عنوان جزئی از رنگ ها، بلکه در نمک های دباغی نیز استفاده می شد. برای مدتی طولانی، کروکویت یافت شده در روسیه منبع اصلی چنین مواد دباغی بود. در سال 1827، یک ذخایر کرومیت بزرگتر در نزدیکی بالتیمور، ایالات متحده کشف شد، که به سرعت تقاضا برای نمک های دباغی را بسیار بیشتر از کروکویتی که قبلاً استفاده می شد، برآورده کرد.

این امر ایالات متحده را به بزرگترین تولید کننده محصولات کروم تبدیل کرد تا اینکه در سال 1848 ذخایر بزرگتری از کرومیت در نزدیکی شهر بورسا، ترکیه کشف شد.با توسعه متالورژی و صنایع شیمیایی در جهان غرب، نیاز به کروم افزایش یافت.

کروم همچنین به دلیل درخشش فلزی و بازتابنده اش در هنگام پرداخت مشهور است. به عنوان یک پوشش محافظ و تزئینی بر روی قطعات خودرو، لوله کشی، قطعات مبلمان و بسیاری موارد دیگر استفاده می شود که معمولاً توسط آبکاری آبکاری اعمال می شود. کروم در اوایل سال 1848 برای آبکاری الکتریکی مورد استفاده قرار گرفت، اما این استفاده تنها با توسعه یک فرآیند بهبود یافته در سال 1924 گسترده شد.

تولید کروم

تقریباً 28.8 میلیون تن (Mt) سنگ معدن کرومیت قابل فروش در سال 2013 تولید شد و به 7.5 میلیون تن فروکروم تبدیل شد.[41] به گفته جان اف. پاپ، که برای USGS می نویسد، «فروکروم بیشترین استفاده نهایی از سنگ معدن کرومیت است، [و] فولاد ضد زنگ اولین استفاده نهایی فروکروم است.»

بزرگترین تولیدکنندگان سنگ کروم در سال 2013 آفریقای جنوبی (48٪)، قزاقستان (13٪)، ترکیه (11٪) و هند (10٪) بوده اند و چندین کشور دیگر حدود 18٪ بقیه جهان را تولید می کنند. تولید.

دو محصول اصلی پالایش سنگ معدن کروم فروکروم و کروم فلزی هستند. برای آن محصولات، فرآیند ذوب سنگ معدن به طور قابل توجهی متفاوت است. برای تولید فروکروم، سنگ معدن کرومیت (FeCr2O4) در مقیاس بزرگ در کوره قوس الکتریکی یا در کارخانه‌های ذوب کوچکتر با آلومینیوم یا سیلیکون در یک واکنش آلومینوگرمیک کاهش می‌یابد.

برای تولید کروم خالص، آهن باید در دو مرحله بو دادن و لیچینگ از کروم جدا شود. سنگ معدن کرومیت با مخلوطی از کربنات کلسیم و کربنات سدیم در حضور هوا گرم می شود. کروم به شکل شش ظرفیتی اکسید می شود، در حالی که آهن Fe2O3 پایدار را تشکیل می دهد. شستشوی بعدی در دماهای بالا باعث حل شدن کرومات ها و باقی ماندن اکسید آهن نامحلول می شود. کرومات توسط اسید سولفوریک به دی کرومات تبدیل می شود.

کاربرد کروم

ایجاد آلیاژهای فلزی 85 درصد از مصرف کروم موجود را تشکیل می دهد. باقیمانده کروم در صنایع شیمیایی، نسوز و ریخته گری استفاده می شود.

کارد و چنگال استیل ضد زنگ (استنلس استیل 304 )ساخته شده از کرومارگان 18/10 حاوی 18 درصد کروم

متالورژی

اثر تقویتی تشکیل کاربیدهای فلزی پایدار در مرزهای دانه، و افزایش شدید مقاومت در برابر خوردگی، کروم را به یک ماده آلیاژی مهم برای فولاد تبدیل کرد. فولادهای ابزار با سرعت بالا بین 3 تا 5 درصد کروم دارند. فولاد ضد زنگ، آلیاژ فلزی اولیه مقاوم در برابر خوردگی، زمانی تشکیل می‌شود که کروم در غلظت‌های بالاتر از 11 درصد به آهن وارد شود.

برای تشکیل فولاد ضد زنگ، فروکروم به آهن مذاب اضافه می شود. همچنین آلیاژهای مبتنی بر نیکل به دلیل تشکیل ذرات گسسته، پایدار، فلزی و کاربید در مرزهای دانه، استحکام بیشتری دارند. به عنوان مثال،اینکونل 718  حاوی 18.6٪ کروم است. به دلیل خواص عالی در دمای بالا این سوپرآلیاژهای نیکل، آنها در موتورهای جت و توربین های گازی به جای مواد ساختاری رایج استفاده می شوند.

ASTM B163 برای کندانسور و لوله‌های مبدل حرارتی به کروم متکی است، در حالی که ریخته‌گری‌های با استحکام بالا در دماهای بالا که حاوی کروم هستند با ASTM A567 استاندارد شده‌اند.

AISI نوع 332 در مواردی استفاده می شود که دمای بالا به طور معمول باعث کربور شدن، اکسیداسیون یا خوردگی می شود.

اینکولوی 800  “قادر است پایدار بماند و ساختار آستنیتی خود را حتی پس از قرار گرفتن در معرض طولانی مدت در دمای بالا حفظ کند”.

نیکروم به عنوان سیم مقاومتی برای عناصر گرمایشی در مواردی مانند توستر و بخاری فضایی استفاده می شود. این کاربردها کروم را به یک ماده استراتژیک تبدیل می کند. در نتیجه، در طول جنگ جهانی دوم، به مهندسان راه ایالات متحده دستور داده شد که از کروم موجود در رنگ زرد جاده اجتناب کنند، زیرا “ممکن است در طول شرایط اضطراری به یک ماده حیاتی تبدیل شود.”

ایالات متحده نیز کروم را برای صنعت جنگ آلمان ضروری می دانست و تلاشهای دیپلماتیک شدیدی برای دور نگه داشتن آن از دست آلمان نازی انجام داد.

سختی بالا و مقاومت در برابر خوردگی کروم بدون آلیاژ آن را به فلزی قابل اعتماد برای پوشش سطح تبدیل می کند. این فلز همچنان محبوب ترین فلز برای پوشش ورق است، با دوام بالاتر از حد متوسط، در مقایسه با سایر فلزات پوشش.لایه ای از کروم بر روی سطوح فلزی پیش تصفیه شده با تکنیک های آبکاری رسوب می کند. دو روش رسوب گذاری وجود دارد: نازک و ضخیم. رسوب نازک شامل لایه ای از کروم به ضخامت کمتر از 1 میکرومتر است که توسط روکش کروم رسوب می کند و برای سطوح تزئینی استفاده می شود.

در صورت نیاز به سطوح مقاوم در برابر سایش، لایه‌های کروم ضخیم‌تر رسوب می‌کنند. هر دو روش از محلول های اسیدی کرومات یا دی کرومات استفاده می کنند. برای جلوگیری از تغییر مصرف انرژی در حالت اکسیداسیون، استفاده از سولفات کروم (III) در دست توسعه است. برای اکثر کاربردهای کروم، از فرآیندی که قبلاً ایجاد شده استفاده می شود.

در فرآیند پوشش تبدیل کرومات، از خواص اکسیداتیو قوی کرومات ها برای رسوب یک لایه اکسید محافظ روی فلزاتی مانند آلومینیوم، روی و کادمیوم استفاده می شود. این غیرفعال شدن و خاصیت خود ترمیمی کرومات ذخیره شده در پوشش تبدیل کرومات که قادر به مهاجرت به عیوب موضعی است، از مزایای این روش پوشش است.به دلیل مقررات زیست محیطی و بهداشتی در مورد کرومات ها، روش های پوشش جایگزین در دست توسعه هستند.

آندایز کردن با اسید کرومیک (یا آنودایز نوع I) آلومینیوم یکی دیگر از فرآیندهای الکتروشیمیایی است که منجر به رسوب کروم نمی شود، اما از اسید کرومیک به عنوان الکترولیت در محلول استفاده می کند. در طول آنودایز کردن، یک لایه اکسید روی آلومینیوم تشکیل می شود. استفاده از اسید کرومیک به جای اسید سولفوریک که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد، منجر به تفاوت جزئی این لایه های اکسیدی می شود.

سمیت بالای ترکیبات کروم (VI) که در فرآیند آبکاری کروم ایجاد شده، و تقویت مقررات ایمنی و محیطی مستلزم جستجوی جایگزین‌هایی برای کروم، یا حداقل تغییر به ترکیبات کمتر سمی کروم (III) است.

رنگدانه

کروکویت معدنی (که همچنین کرومات سرب PbCrO4 است) مدت کوتاهی پس از کشف به عنوان رنگدانه زرد استفاده شد. پس از اینکه یک روش سنتز از کرومیت فراوان‌تر در دسترس قرار گرفت، زرد کروم به همراه زرد کادمیوم یکی از پرمصرف‌ترین رنگدانه‌های زرد بود. رنگدانه با نور تجزیه نمی شود، اما به دلیل تشکیل اکسید کروم (III) تمایل به تیره شدن دارد. رنگ قوی دارد و برای اتوبوس های مدرسه در ایالات متحده و برای خدمات پستی (مثلاً دویچه پست) در اروپا استفاده می شد.

استفاده از زرد کروم از آن زمان به دلیل نگرانی های زیست محیطی و ایمنی کاهش یافت و با رنگدانه های آلی یا جایگزین های دیگر که عاری از سرب و کروم هستند جایگزین شد. رنگدانه های دیگری که در اطراف کروم قرار دارند، به عنوان مثال، سایه عمیق رنگدانه قرمز کروم قرمز است که به سادگی کرومات سرب با هیدروکسید سرب (II) (PbCrO4·Pb(OH)2) است.

یک رنگدانه کرومات بسیار مهم که به طور گسترده در فرمولاسیون آغازگرهای فلزی استفاده می شد، کرومات روی بود که اکنون با فسفات روی جایگزین شده است. یک پرایمر شستشو برای جایگزینی عمل خطرناک پیش از عملیات آلومینیومی بدنه هواپیما با محلول اسید فسفریک ساخته شد. در این مورد از تتروکسی کرومات روی پراکنده در محلول پلی وینیل بوتیرال استفاده شد.

محلول 8 درصد اسید فسفریک در حلال درست قبل از استفاده اضافه شد. مشخص شد که الکلی که به راحتی اکسید می شود یک عنصر ضروری است. یک لایه نازک در حدود 10 تا 15 میکرومتر اعمال شد که پس از خشک شدن از زرد به سبز تیره تبدیل شد. هنوز یک سوال در مورد مکانیسم صحیح وجود دارد. کروم سبز مخلوطی از آبی پروس و زرد کروم است، در حالی که رنگ سبز اکسید کروم، اکسید کروم (III) است.

اکسیدهای کروم نیز به عنوان رنگدانه سبز در زمینه شیشه سازی و همچنین به عنوان لعاب سرامیک استفاده می شود.اکسید کروم سبز بسیار سبک است و به همین دلیل در پوشش های روکش استفاده می شود. همچنین این ماده اصلی در رنگ‌های بازتابنده مادون قرمز است که توسط نیروهای مسلح برای رنگ‌آمیزی وسایل نقلیه و دادن بازتاب مادون قرمز مشابه برگ‌های سبز به آن‌ها استفاده می‌شود.

استفاده های دیگر

یون‌های کروم (III) موجود در کریستال‌های کوراندوم (اکسید آلومینیوم) باعث قرمز رنگ شدن آن‌ها می‌شود. هنگامی که کوراندوم به این شکل ظاهر می شود، به عنوان یاقوت شناخته می شود. اگر کوراندوم فاقد یون کروم (III) باشد، به عنوان یاقوت کبود شناخته می‌شود.

یون‌های کروم (III) موجود در کریستال‌های کوراندوم (اکسید آلومینیوم) باعث قرمز رنگ شدن آن‌ها می‌شود. هنگامی که کوراندوم به این شکل ظاهر می شود، به عنوان یاقوت شناخته می شود. اگر کوراندوم فاقد یون کروم (III) باشد، به عنوان یاقوت کبود شناخته می‌شود.

قرمز رنگ نیز ممکن است با دوپ کردن کروم (III) به کریستال‌های کوراندوم مصنوعی به دست آید، بنابراین کروم را به یک مورد نیاز تبدیل می‌کند. ساخت یاقوت‌های مصنوعی.

چنین کریستال یاقوت مصنوعی پایه‌ای برای اولین لیزری بود که در سال 1960 تولید شد و بر تابش تحریک‌شده نور از اتم‌های کروم در چنین کریستالی متکی بود. یاقوت دارای یک انتقال لیزری در 694.3 نانومتر، به رنگ قرمز تیره است.

نمک‌های کروم (VI) به دلیل سمی بودن، برای حفظ چوب استفاده می‌شوند. برای مثال، آرسنات مس کروم دار (CCA) در درمان چوب برای محافظت از چوب در برابر قارچ های پوسیده، حشرات حمله کننده به چوب، از جمله موریانه ها، و حفره های دریایی استفاده می شود.

فرمولاسیون حاوی کروم بر پایه اکسید CrO3 بین 35.3 تا 65.5 درصد است. در ایالات متحده، 65300 تن محلول CCA در سال 1996 استفاده شد.

نمک های کروم (III) به ویژه زاج کروم و سولفات کروم (III) در دباغی چرم استفاده می شود. کروم (III) چرم را با پیوند متقابل الیاف کلاژن تثبیت می کند.چرم دباغی شده با کروم می تواند بین 4 تا 5 درصد کروم داشته باشد که محکم به پروتئین ها متصل است.

اگرچه شکل کروم مورد استفاده برای دباغی، نوع شش ظرفیتی سمی نیست، اما همچنان علاقه به مدیریت کروم در صنعت دباغی وجود دارد.

بازیابی و استفاده مجدد، بازیافت مستقیم/غیر مستقیم،و دباغی «بدون کروم» یا «بدون کروم» برای مدیریت بهتر استفاده از کروم انجام می‌شود.

مقاومت حرارتی بالا و نقطه ذوب بالا، کرومیت و اکسید کروم (III) را به ماده ای برای کاربردهای نسوز در دمای بالا، مانند کوره های بلند، کوره های سیمان، قالب برای پخت آجر و به عنوان ماسه های ریخته گری برای ریخته گری فلزات تبدیل می کند. در این کاربردها، مواد نسوز از مخلوط کرومیت و منیزیت ساخته می شوند. استفاده از آن به دلیل قوانین زیست محیطی به دلیل احتمال تشکیل کروم (VI) در حال کاهش است.

چندین ترکیب کروم به عنوان کاتالیزور برای پردازش هیدروکربن ها استفاده می شود. به عنوان مثال، کاتالیزور فیلیپس، تهیه شده از اکسیدهای کروم، برای تولید حدود نیمی از پلی اتیلن جهان استفاده می شود.اکسیدهای مخلوط Fe-Cr به عنوان کاتالیزورهای با دمای بالا برای واکنش انتقال گاز آب استفاده می‌شوند.کرومیت مس یک کاتالیزور هیدروژناسیون مفید است.

کرومات فلزات در هومیستور استفاده می شود.

موارد استفاده از ترکیبات

• اکسید کروم (IV) (CrO2) یک ترکیب مغناطیسی است. ناهمسانگردی شکل ایده آل آن، که اجباری بالا و مغناطش باقی مانده را ایجاد می کند، آن را به ترکیبی برتر از γ-Fe2O3 تبدیل کرد. اکسید کروم (IV) برای تولید نوار مغناطیسی مورد استفاده در نوارهای صوتی با کارایی بالا و کاست های صوتی استاندارد استفاده می شود.
• اکسید کروم (III) (Cr2O3) یک پولیش فلزی است که به نام سرخابی سبز شناخته می‌شود.
• اسید کرومیک یک عامل اکسید کننده قوی است و یک ترکیب مفید برای تمیز کردن ظروف شیشه‌ای آزمایشگاهی از هر اثری از ترکیبات آلی است. از حل کردن دی کرومات پتاسیم در اسید سولفوریک غلیظ تهیه می شود که سپس برای شستشوی دستگاه استفاده می شود. گاهی اوقات از دی کرومات سدیم به دلیل حلالیت بالاتر آن (به ترتیب 50 گرم در لیتر در مقابل 200 گرم در لیتر) استفاده می شود. استفاده از محلول های پاک کننده دی کرومات به دلیل سمیت بالا و نگرانی های زیست محیطی اکنون به تدریج کنار گذاشته شده است. محلول‌های تمیزکننده مدرن بسیار مؤثر و فاقد کروم هستند.
• دی کرومات پتاسیم یک معرف شیمیایی است که به عنوان عامل تیتراسیون استفاده می شود.
• کرومات ها به گل حفاری اضافه می شوند تا از خوردگی فولاد در شرایط مرطوب جلوگیری کنند.
• زاج کروم سولفات پتاسیم کروم (III) است و به عنوان یک ماده تثبیت کننده برای رنگ در پارچه و دباغی استفاده می شود.

بهترین خریدار و تأمین کننده ضایعات کروم و آلیاژ پر کروم :
قیمت روز ضایعات استنلس استیل

نقش بیولوژیکی

اثرات بیولوژیکی مفید کروم (III) مورد بحث است.کروم توسط مؤسسه ملی بهداشت ایالات متحده به عنوان یک عنصر کمیاب به دلیل نقش آن در عملکرد انسولین، هورمونی که واسطه متابولیسم و ​​ذخیره کربوهیدرات، چربی و پروتئین است، پذیرفته شده است.مکانیسم اعمال آن در بدن، با این حال، تعریف نشده است، و ضروری بودن کروم را زیر سوال می برد.

در مقابل، کروم شش ظرفیتی (Cr(VI) یا Cr6+) بسیار سمی و جهش زا است.مصرف کروم (VI) در آب با تومورهای معده مرتبط است و همچنین ممکن است باعث درماتیت تماسی آلرژیک (ACD) شود.

“کمبود کروم” که شامل کمبود کروم (III) در بدن، یا شاید برخی از پیچیده های آن، مانند فاکتور تحمل گلوکز است، بحث برانگیز است.برخی از مطالعات نشان می‌دهند که شکل فعال بیولوژیکی کروم (III) از طریق یک الیگوپپتید به نام ماده اتصال‌دهنده کروم با وزن مولکولی کم (LMWCr) در بدن منتقل می‌شود، که ممکن است در مسیر سیگنال‌دهی انسولین نقش داشته باشد.

محتوای کروم غذاهای معمولی به طور کلی کم است (1-13 میکروگرم در هر وعده).محتوای کروم غذا به طور گسترده ای متفاوت است، به دلیل تفاوت در محتوای مواد معدنی خاک، فصل رشد، رقم گیاه، و آلودگی در طول فرآوری.کروم (و نیکل) به مواد غذایی پخته شده در فولاد ضد زنگ می ریزد و در صورت نو بودن ظروف آشپزی بیشترین تأثیر را دارد. غذاهای اسیدی که برای ساعات زیادی پخته می شوند نیز این اثر را تشدید می کنند.

توصیه های غذایی

در مورد وضعیت کروم به عنوان یک ماده مغذی ضروری اختلاف نظر وجود دارد. ادارات دولتی استرالیا، نیوزلند، هند، ژاپن و ایالات متحده کروم را ضروری می دانند در حالی که سازمان ایمنی غذای اروپا (EFSA) اتحادیه اروپا این کار را نمی کند.

آکادمی ملی پزشکی ایالات متحده (NAM) در سال 2001 میانگین نیازهای تخمینی (EARs) و کمک‌های غذایی توصیه شده (RDAs) برای کروم را به‌روزرسانی کرد. برای دریافت های کافی (AIs). هوش مصنوعی فعلی کروم برای زنان 14 تا 50 ساله 25 میکروگرم در روز است و AI برای زنان 50 سال و بالاتر 20 میکروگرم در روز است. میزان AI برای زنان باردار 30 میکروگرم در روز و برای زنان شیرده 45 میکروگرم در روز است. AI برای مردان 14 تا 50 سال 35 میکروگرم در روز و AI برای مردان 50 سال به بالا 30 میکروگرم در روز است. برای کودکان 1 تا 13 ساله، AI با افزایش سن از 0.2 میکروگرم در روز به 25 میکروگرم در روز افزایش می یابد. در مورد ایمنی، NAM سطوح بالای مصرف قابل تحمل (ULs) را برای ویتامین ها و مواد معدنی در زمانی که شواهد کافی باشد تعیین می کند. در مورد کروم، هنوز اطلاعات کافی وجود ندارد، بنابراین هیچ UL ایجاد نشده است. در مجموع، EARs، RDAs، AIs، و UL پارامترهای سیستم توصیه‌های تغذیه‌ای هستند که به عنوان مصرف مرجع غذایی (DRI) شناخته می‌شوند.

استرالیا و نیوزلند کروم را به عنوان یک ماده مغذی ضروری می‌دانند، با هوش مصنوعی 35 میکروگرم در روز برای مردان، 25 میکروگرم در روز برای زنان، 30 میکروگرم در روز برای زنان باردار و 45 میکروگرم در روز برای زنان شیرده. . یک UL به دلیل نبود داده‌های کافی تنظیم نشده است.

هند کروم را به عنوان یک ماده مغذی ضروری در نظر می گیرد، با مصرف توصیه شده برای بزرگسالان 33 میکروگرم در روز.ژاپن همچنین کروم را به عنوان یک ماده مغذی ضروری با هوش مصنوعی 10 میکروگرم در روز برای بزرگسالان، از جمله زنان باردار یا شیرده، در نظر می گیرد. یک UL تنظیم نشده است.با این حال، EFSA اتحادیه اروپا، کروم را یک ماده مغذی ضروری نمی داند. کروم تنها ماده معدنی است که ایالات متحده و اتحادیه اروپا درباره آن اختلاف نظر دارند.

برچسب زدن

برای اهداف برچسب زدن مواد غذایی و مکمل های غذایی ایالات متحده، مقدار ماده در یک وعده به عنوان درصد ارزش روزانه (%DV) بیان می شود. برای اهداف برچسب زدن کروم، 100٪ از ارزش روزانه 120 میکروگرم بود. از 27 می 2016، درصد ارزش روزانه به 35 میکروگرم بازنگری شد تا کروم دریافتی را به توافقی با میزان توصیه شده رسمی رژیم غذایی برساند.جدولی از مقادیر روزانه بزرگسالان قدیمی و جدید در مرجع دریافت روزانه ارائه شده است.

منابع غذایی

پایگاه‌های اطلاعاتی ترکیبات غذایی مانند آنهایی که توسط وزارت کشاورزی ایالات متحده نگهداری می‌شوند، حاوی اطلاعاتی در مورد محتوای کروم غذاها نیستند.طیف گسترده ای از غذاهای حیوانی و گیاهی حاوی کروم هستند.محتوای هر وعده تحت تأثیر محتوای کروم خاکی است که گیاهان در آن رشد می کنند، مواد غذایی تغذیه شده برای حیوانات، و روش های فرآوری، زیرا کروم در صورت فرآوری یا پخته شدن در تجهیزات فولاد ضد زنگ به داخل غذاها شسته می شود.یک مطالعه تجزیه و تحلیل رژیم غذایی که در مکزیک انجام شد، میانگین مصرف روزانه کروم را 30 میکروگرم گزارش کرد.تخمین زده می شود که 31٪ از بزرگسالان در ایالات متحده مکمل های غذایی حاوی مولتی ویتامین / مواد معدنی را مصرف می کنند،که اغلب حاوی 25 تا 60 میکروگرم کروم هستند.

مکمل

کروم یک عنصر در تغذیه کامل تزریقی (TPN) است، زیرا کمبود آن می تواند پس از ماه ها تغذیه داخل وریدی با TPN بدون کروم رخ دهد.همچنین به محصولات تغذیه ای برای نوزادان نارس اضافه می شود.اگرچه مکانیسم اثر در نقش های بیولوژیکی کروم نامشخص است، در ایالات متحده محصولات حاوی کروم به عنوان مکمل های غذایی بدون نسخه در مقادیری از 50 تا 1000 میکروگرم فروخته می شوند. مقادیر کمتر کروم نیز اغلب در مکمل‌های مولتی ویتامین/معدنی که توسط حدود 31 درصد از بزرگسالان در ایالات متحده مصرف می‌شود، وارد می‌شود.

ترکیبات شیمیایی مورد استفاده در مکمل های غذایی شامل کلرید کروم، سیترات کروم، پیکولینات کروم (III)، پلی نیکوتینات کروم (III) و سایر ترکیبات شیمیایی است.مزایای مکمل ها ثابت نشده است.

ادعاهای بهداشتی تایید شده و رد شده

در سال 2005، سازمان غذا و داروی ایالات متحده یک ادعای بهداشتی واجد شرایط برای کروم پیکولینات را با الزام به عبارت برچسب بسیار خاص تأیید کرد: “یک مطالعه کوچک نشان می دهد که کروم پیکولینات ممکن است خطر مقاومت به انسولین را کاهش دهد، و بنابراین احتمالا ممکن است خطر را کاهش دهد. با این حال، FDA نتیجه می گیرد که وجود چنین رابطه ای بین پیکولینات کروم و مقاومت به انسولین یا دیابت نوع 2 بسیار نامشخص است. در همان زمان، FDA در پاسخ به بخش‌های دیگر این دادخواست، ادعاهای مربوط به پیکولینات کروم و بیماری‌های قلبی عروقی، رتینوپاتی یا بیماری کلیوی ناشی از سطوح غیرطبیعی قند خون را رد کرد.

در سال 2010، کروم (III) پیکولینات توسط Health Canada برای استفاده در مکمل های غذایی تایید شد. اظهارات تایید شده برچسب‌گذاری عبارتند از: عاملی در حفظ سلامتی، پشتیبانی از متابولیسم گلوکز سالم، به بدن در متابولیسم کربوهیدرات‌ها و کمک به بدن برای متابولیسم چربی‌ها کمک می‌کند.سازمان ایمنی غذای اروپا (EFSA) در سال 2010 ادعاهایی مبنی بر اینکه کروم به متابولیسم طبیعی درشت مغذی ها و حفظ غلظت طبیعی گلوکز خون کمک می کند، تأیید کرد، اما ادعاهای مربوط به حفظ یا دستیابی به وزن طبیعی بدن، یا کاهش خستگی یا خستگی را رد کرد.

با توجه به شواهدی مبنی بر کمبود کروم که باعث ایجاد مشکلاتی در مدیریت گلوکز در زمینه محصولات تغذیه داخل وریدی فرموله شده بدون کروم می شود،علاقه پژوهشی به این موضوع معطوف شد که آیا مکمل کروم برای افرادی که دیابت نوع 2 دارند اما کمبود کروم ندارند مفید است یا خیر. با نگاهی به نتایج حاصل از چهار متاآنالیز، یکی کاهش معنی‌دار آماری در سطح گلوکز پلاسمایی ناشتا (FPG) و یک روند غیر قابل توجه در کاهش هموگلوبین A1C را گزارش کرد.

دومی همان را گزارش کرد، یک سوم کاهش قابل توجهی را برای هر دو معیار گزارش کرد،در حالی که چهارمی هیچ سودی را برای هیچکدام گزارش نکرد.مروری که در سال 2016 منتشر شد، 53 کارآزمایی بالینی تصادفی شده را فهرست کرد که در یک یا چند مورد از شش متاآنالیز گنجانده شده بودند. نتیجه گرفت که در حالی که ممکن است کاهش اندکی در FPG و/یا HbA1C وجود داشته باشد که در برخی از این متاآنالیزها اهمیت آماری به دست آورد، تعداد کمی از کارآزمایی‌های به‌دست‌آمده به اندازه‌ای بزرگ کاهش می‌یابند که انتظار می‌رود با پیامد بالینی مرتبط باشد.

دو مرور سیستماتیک مکمل‌های کروم را به‌عنوان وسیله‌ای برای مدیریت وزن بدن در افراد دارای اضافه وزن و چاق بررسی کردند. یکی، محدود به کروم پیکولینات، یک ماده مکمل محبوب، کاهش وزن 1.1- کیلوگرم (2.4 پوند) از نظر آماری را در آزمایش‌های طولانی‌تر از 12 هفته گزارش کرد.دیگری شامل تمام ترکیبات کروم بود و تغییر وزن 0.50- کیلوگرم (1.1 پوند) از نظر آماری معنی‌دار را گزارش کرد.

تغییر درصد چربی بدن از نظر آماری معنی دار نبود. نویسندگان هر دو مرور، ارتباط بالینی این کاهش وزن متوسط ​​را نامطمئن/غیر قابل اعتماد در نظر گرفتند.سازمان ایمنی غذای اروپا ادبیات را بررسی کرد و به این نتیجه رسید که شواهد کافی برای حمایت از یک ادعا وجود ندارد.

کروم به عنوان یک مکمل غذایی عملکرد ورزشی، بر اساس این تئوری که فعالیت انسولین را تقویت می‌کند، با نتایج پیش‌بینی‌شده افزایش توده عضلانی، و بازیابی سریع‌تر ذخیره‌سازی گلیکوژن در طول ریکاوری پس از ورزش، تبلیغ می‌شود.مروری بر کارآزمایی‌های بالینی گزارش داد که مکمل کروم عملکرد ورزشی را بهبود نمی‌بخشد یا قدرت عضلانی را افزایش نمی‌دهد.کمیته بین‌المللی المپیک مکمل‌های غذایی را برای ورزشکاران با عملکرد بالا در سال 2018 بررسی کرد و به این نتیجه رسید که نیازی به افزایش مصرف کروم برای ورزشکاران نیست، و همچنین ادعاهایی مبنی بر کاهش چربی بدن وجود ندارد.

ماهی آب شیرین

کروم به طور طبیعی به مقدار کمی در محیط وجود دارد، اما استفاده صنعتی در تولید لاستیک و فولاد ضد زنگ، آبکاری کروم، رنگ برای منسوجات، دباغی ها و سایر مصارف سیستم های آبی را آلوده می کند. در بنگلادش، رودخانه های داخل یا پایین دست نواحی صنعتی دارای آلودگی فلزات سنگین هستند. استانداردهای آب آبیاری برای کروم 0.1 میلی گرم در لیتر است، اما برخی رودخانه ها بیش از پنج برابر این مقدار هستند.

استاندارد ماهی برای مصرف انسان کمتر از 1 میلی گرم بر کیلوگرم است، اما بسیاری از نمونه های آزمایش شده بیش از پنج برابر این مقدار بودند.کروم، به ویژه کروم شش ظرفیتی، برای ماهی بسیار سمی است، زیرا به راحتی در آبشش ها جذب می شود، به راحتی وارد گردش خون می شود، از غشای سلولی عبور می کند و در زنجیره غذایی متمرکز می شود. در مقابل، سمیت کروم سه ظرفیتی بسیار کم است که به نفوذپذیری ضعیف غشاء و بزرگنمایی زیستی کم نسبت داده می شود.

مواجهه حاد و مزمن با کروم (VI) بر رفتار ماهی، فیزیولوژی، تولید مثل و بقا تأثیر می گذارد. بیش فعالی و شنای نامنظم در محیط های آلوده گزارش شده است. جوجه ریزی و بقای انگشتان دست تحت تاثیر قرار می گیرد. در ماهی های بالغ گزارش هایی از آسیب هیستوپاتولوژیک به کبد، کلیه، ماهیچه ها، روده ها و آبشش ها وجود دارد. مکانیسم‌ها شامل آسیب ژن جهش‌زا و اختلال در عملکرد آنزیم‌ها هستند.

شواهدی وجود دارد که نشان می دهد ماهی ممکن است به کروم نیاز نداشته باشد، اما از مقدار اندازه گیری شده در رژیم غذایی سود می برد. در یک مطالعه، ماهیان جوان در رژیم غذایی با کروم صفر وزن اضافه کردند، اما افزودن 500 میکروگرم کروم به شکل کلرید کروم یا سایر انواع مکمل، به ازای هر کیلوگرم غذا (وزن خشک)، افزایش وزن را افزایش داد. در 2000 میکروگرم/کیلوگرم، افزایش وزن بهتر از رژیم غذایی بدون کروم نبود، و شکستگی رشته DNA افزایش یافت.

موارد احتیاط

بیشتر بدانید :
استنلس استیل 310

ترکیبات کروم (III) نامحلول در آب و فلز کروم یک خطر برای سلامتی محسوب نمی شوند، در حالی که سمیت و خواص سرطان زایی کروم (VI) برای مدت طولانی شناخته شده است.به دلیل مکانیسم های انتقال خاص، فقط مقادیر محدودی از کروم (III) وارد سلول ها می شود. مسمومیت حاد خوراکی بین 50 تا 150 میلی گرم بر کیلوگرم است.

یک بررسی در سال 2008 نشان داد که جذب متوسط کروم (III) از طریق مکمل‌های غذایی هیچ خطر سمی ژنتیکی ندارد.در ایالات متحده، اداره ایمنی و بهداشت شغلی (OSHA) حد مجاز قرار گرفتن در معرض هوا (PEL) در محل کار را به عنوان میانگین وزنی زمان (TWA) 1 میلی گرم بر متر مکعب تعیین کرده است. موسسه ملی ایمنی و بهداشت شغلی (NIOSH) حد مجاز قرار گرفتن در معرض (REL) را 0.5 میلی گرم بر متر مکعب، میانگین وزنی زمان تعیین کرده است. مقدار IDLH (فوراً خطرناک برای زندگی و سلامتی) 250 میلی گرم بر متر مکعب است.

سمیت کروم (VI)

مسمومیت خوراکی حاد برای کروم (VI) بین 1.5 تا 3.3 میلی گرم بر کیلوگرم است.در بدن، کروم (VI) توسط مکانیسم‌های مختلفی به کروم (III) در خون قبل از ورود به سلول‌ها کاهش می‌یابد. کروم (III) از بدن دفع می شود، در حالی که یون کرومات توسط یک مکانیسم انتقال به سلول منتقل می شود که توسط آن یون های سولفات و فسفات نیز وارد سلول می شوند. سمیت حاد کروم (VI) به دلیل خواص اکسیدانی قوی آن است. پس از رسیدن به جریان خون، از طریق واکنش های اکسیداسیون به کلیه ها، کبد و سلول های خونی آسیب می رساند. نتیجه همولیز، نارسایی کلیه و کبد است. دیالیز تهاجمی می تواند درمانی باشد.

سرطان زایی گرد و غبار کرومات برای مدت طولانی شناخته شده است، و در سال 1890 اولین نشریه خطر ابتلا به سرطان در کارگران یک شرکت رنگ کرومات را تشریح کرد.سه مکانیسم برای توصیف سمیت ژنتیکی کروم (VI) پیشنهاد شده است. مکانیسم اول شامل رادیکال‌های هیدروکسیل بسیار واکنش‌پذیر و سایر رادیکال‌های واکنش‌پذیر است که توسط محصولات احیای کروم (VI) به کروم (III) هستند. فرآیند دوم شامل اتصال مستقیم کروم (V) است که با کاهش در سلول و ترکیبات کروم (IV) به DNA تولید می شود. آخرین مکانیسم، سمیت ژنی را به اتصال به DNA محصول نهایی کاهش کروم (III) نسبت داد.

نمک های کروم (کرومات ها) نیز عامل ایجاد واکنش های آلرژیک در برخی افراد هستند. کرومات ها اغلب برای تولید محصولات چرمی، رنگ، سیمان، ملات و مواد ضد خوردگی استفاده می شوند. تماس با محصولات حاوی کرومات می‌تواند منجر به درماتیت تماسی آلرژیک و درماتیت تحریک‌کننده شود که منجر به زخم شدن پوست می‌شود که گاهی اوقات به آن “زخم کروم” می‌گویند. این وضعیت اغلب در کارگرانی که در معرض محلول‌های قوی کرومات در تولیدکنندگان آبکاری، دباغی و تولید کروم قرار گرفته‌اند، دیده می‌شود.

مسائل زیست محیطی

از آنجایی که ترکیبات کروم در رنگ‌ها، رنگ‌ها و ترکیبات دباغی چرم استفاده می‌شد، این ترکیبات اغلب در خاک و آب‌های زیرزمینی در مکان‌های صنعتی فعال و متروک یافت می‌شوند که نیاز به پاکسازی و اصلاح محیطی دارند. رنگ پرایمر حاوی کروم شش ظرفیتی هنوز به طور گسترده برای کاربردهای هوافضا و پالایش خودرو استفاده می شود.

در سال 2010، کارگروه محیط زیست در اولین مطالعه سراسری آب آشامیدنی 35 شهر آمریکا را مورد مطالعه قرار داد. این مطالعه کروم شش ظرفیتی قابل اندازه گیری را در آب لوله کشی 31 شهر نمونه برداری شده، با نورمن، اوکلاهما، در بالای لیست پیدا کرد. 25 شهر دارای سطوحی بودند که بیش از حد پیشنهادی کالیفرنیا بود.

شکل کروم شش ظرفیتی سمی تر را می توان به حالت اکسیداسیون سه ظرفیتی کمتر محلول در خاک توسط مواد آلی، آهن آهن، سولفیدها و سایر عوامل کاهنده کاهش داد، با سرعت این کاهش در شرایط اسیدی تر نسبت به شرایط قلیایی تر. در مقابل، کروم سه ظرفیتی را می توان در خاک توسط اکسیدهای منگنز، مانند ترکیبات منگنز (III) و منگنز (IV) به کروم شش ظرفیتی اکسید کرد. از آنجایی که حلالیت و سمیت کروم (VI) بیشتر از کروم (III) است، تبدیل‌های کاهش اکسیداسیون بین دو حالت اکسیداسیون پیامدهایی برای حرکت و فراهمی زیستی کروم در خاک، آب‌های زیرزمینی و گیاهان دارد.