Crom: nguyên tố 24 trong bảng tuần hoàn hóa học có tính chất gì?

Vị trí số 24 trong bảng tuần hoàn hóa học là nguyên tố nào? Nắm toàn bộ các thông tin về nguyên tố số 24 này trong bảng tuần hoàn hóa học với những thông tin và kiến thức được Admin chia sẻ trong bài viết này các em nhé!

Số 24 trong bảng tuần hoàn hóa học là nguyên tố nào?

Ô số 24 trong bảng tuần hoàn hóa học, cũng chính là số hiệu nguyên tử của nguyên tố Crom (Cr). Crom thuộc nhóm VIB và chu kỳ 4. Crom là một kim loại có độ cứng cao với màu xám ánh bạc, bóng và khá giòn. Tên tiếng Anh của Crom là Chromium (Cr) với khả năng dẫn điện, dẫn nhiệt tốt và độ nóng chảy cao.

Bạn đang xem: Crom: nguyên tố 24 trong bảng tuần hoàn hóa học có tính chất gì?

Số 24 trong bảng tuần hoàn hóa học là nguyên tố nào?

Thông tin cơ bản về nguyên tố Crom

• Tên nguyên tố: Crom (Chromium)
• Ký hiệu hóa học: Cr
• Cấu hình electron của phân tử: 1s22s22p63s23p63d54s1, viết ngắn gọn lại là: [Ar]3d54s1.
• Số hiệu nguyên tử: 24
• Khối lượng nguyên tử: 51.996 g/mol (~52 g/mol)
• Vị trí trong bảng tuần hoàn: Ô số 24, nhóm VIB, chu kì 4
• Các đồng vị: 40Cr, 51Cr, 52Cr, 53Cr, 54Cr.
• Độ âm điện: 1,66
• Nhiệt độ sôi: 2671°C
• Số oxi hóa: 2, 3, 4, 5, 6
• Khối lượng riêng [g/cm3]: 7,19 (~7,2)
• Trạng thái: Rắn
• Nhiệt độ nóng chảy: 18900C
• Bán kính nguyên tử [pm]: 166
• Độ dẫn điện [Wm-1K-1]: 93,7
• Nhiệt dung riêng [J K-1g-1]: 0,449
• Thời điểm khám phá: Năm 1797

Thời điểm phát hiện ra nguyên tố Crom? Lịch sử nghiên cứu

Theo nhiều nghiên cứu, người Trung Quốc đã tìm và đưa Crom vào sử dụng cho mục đích bảo vệ các thanh kiếm từ hơn 2000 năm trước. Còn ở phương Tây, phải vào cuối thế kỷ XVIII, người ta mới phát hiện ra các loại quặng có chứa Crom. Nhưng phải đến đầu thế kỷ XX thì kim loại này mới được đưa vào sử dụng trong quá trình chế tạo hợp kim.

Tháng 7 năm 1761, nhà địa chất học tên Johann Gottlob Lehmann đã phát hiện ra Crom ở dạng bột chì Cromat (PbCrO4) thuộc vùng núi Ural ở Nga bên trong vùng mỏ Berezovsky. Sau khi phát hiện nguyên tố này, bột chì Cromat trở thành một trong những nguyên liệu được sử dụng làm bột màu phục vụ mục đích hội họa.

Bột chì Cromat (PbCrO4)

Năm 1770, Petter Simon Pallas đã tìm ra tính chất nhuộm màu của chì đỏ Siberia. Đến năm 1794, Louis Nicolas Vauquelin – Một nhà hóa học người Pháp đã tìm ra cách để điều chế được Crom nguyên chất từ chì Cromat (PbCrO4). Ông đã cho chì Cromat tác dụng với HCl (Axit Clorua) và thu được Crom Trioxide (CrO3). Sau đó ông tiếp tục đem Crom Trioxide (CrO3) đun nóng trong lò than để thu được Crom nguyên chất.

Năm 1845, nhà hóa học người Đức Robert Bunsen đã sử dụng phương pháp điện phân Crom Clorua để thành công trong việc điều chế Crom tinh khiết lần đầu tiên.

Trong thế kỷ XIX, bột chì Cromat có màu đỏ ngoài việc được sử dụng để làm bột màu trong hội họa nó đã được đưa vào ứng dụng trong ngành da thuộc. Nó được dùng để nhuộm da thuộc từ thú.

Đến nửa sau thế kỷ XIX, công nghiệp luyện kim phát triển, Crom trở thành nguyên liệu thần kỳ trong việc sản xuất thép không gỉ. Vì vậy mà nhu cầu khai thác, điều chế Crom tăng lên liên tục.

Tính chất vật lý của Crom

Các tính chất vật lý của Crom gồm có:

• Crom là kim loại có màu xám ánh bạc, khi nó ở dạng hợp chất thì nó có màu khác nhau như: Màu đỏ, vàng, cam, lục.
• Crom có độ cứng cao và được xem là kim loại cứng nhất hiện nay. Nó có thể rạch được cả thủy tinh.
• Crom có nhiệt độ nóng chảy cao lên đến 18900C và nó có khối lượng riêng là 7,19g/cm3 (~7,2g/cm3).

Các tính chất hóa học của Crom

Crom so với sắt có tính khử mạnh hơn nhiều. Tùy thuộc vào hợp chất mà Cr có số oxi hóa từ +1 → +6 (hoặc +2, +3 và +6). Chi tiết về các tính chất hóa học của Crom như sau:

Các tính chất hóa học của Crom

Crom tác dụng với phi kim

Crom hoàn toàn có thể tác dụng được với phi kim. Ở nhiệt độ môi trường thường, Crom dễ dàng tạo ra một màng oxit mỏng nhằm giúp nó bảo vệ bề mặt của kim loại. Cũng vì thế mà nó có khả năng kháng nước khá hiệu quả.

4Cr + 3O2 → 2Cr2O3 (ĐK: t0)

2Cr + 2Cl2 → 2CrCl3 (ĐK: t0)

Xem thêm :

Do có một lớp oxit mỏng bên ngoài bảo vệ nên Crom bền với nước và không khí. Vì vậy mà người ta thường dùng Crom để mạ lên sắt nhằm bảo vệ sắt hoặc tạo thép không gỉ.

Crom tác dụng với axit

Khi cho Crom tác dụng với axit loãng, phản ứng sẽ tạo ra muối và có thể khử được Hidro.

Cr + 2HCl (loãng) → CrCl2 + H2

Cr + H2SO4 (loãng) → CrSO4 + H2

Crom sẽ không tác dụng với các dung dịch axit HNO3 hoặc H2SO4 đặc, nguội.

Trạng thái tự nhiên của Crom

Crom tồn tại trong tự nhiên dưới dạng các hợp chất khoáng chất, chủ yếu là Cromit (FeCr2O4) và Crocoite (PbCrO4). Crom cũng được tìm thấy trong một số loại quặng khác như Chromate, Chromite, và Chromite-silicate. Trong tự nhiên, crom thường được tìm thấy ở dạng Trivalent (Cr3+) và Hexavalent (Cr6+). Trong các hợp chất, crom có thể có tính acid hoặc base tùy thuộc vào cấu trúc hóa học của các phân tử.

Trạng thái tự nhiên của Crom

Crom là một nguyên tố phổ biến trên Trái Đất, xếp thứ 21 về mức độ phổ biến với nồng độ trung bình khoảng 100 ppm. Hợp chất Crom có thể được tìm thấy trong môi trường tự nhiên thông qua quá trình bào mòn các đá chứa Crom. Ngoài ra, chúng cũng có thể được cung cấp từ nguồn núi lửa.

Cách điều chế Crom

Để điều chế Crom, người ta thường sử dụng phản ứng nhiệt nhôm:

Al + Cr2O3 → Al2O3 + Cr

Các ứng dụng phổ biến hiện nay của Crom

Crom là một nguyên tố hóa học được đưa vào ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống, luyện kim và nhiều lĩnh vực khác. Admin đã tổng hợp và gửi đến các em thông tin chi tiết như sau:

Ứng dụng Crom vào luyện kim

Crom được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp luyện kim, nhất là trong sản xuất thép không gỉ và các hợp kim kim loại khác. Crom được thêm vào thép để tạo ra thép không gỉ, giúp tăng độ cứng và kháng ăn mòn của thép. Crom cũng được sử dụng để bảo vệ các bề mặt kim loại khỏi sự ăn mòn bằng cách tạo một lớp phủ crom trên bề mặt kim loại, chẳng hạn như trên các bộ phận động cơ và bề mặt của các dụng cụ cắt gọt.

Ứng dụng Crom vào luyện kim

Trong sản xuất thép không gỉ, Crom được thêm vào khoảng 10-20%, kèm theo nickel, mangan, molypden, và/hoặc titan để tạo ra một hợp kim thép không gỉ. Thép không gỉ có khả năng chống ăn mòn và có tính thẩm thấu rất thấp, do đó nó thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu tính ổn định hóa học, chẳng hạn như trong sản xuất các bồn chứa hóa chất và các ống dẫn. Crom cũng được sử dụng để sản xuất các đối tượng lớn, chẳng hạn như các vật liệu dựng cầu và các hệ thống đường ống.

Crom cũng được sử dụng trong ngành sản xuất mạ điện để tạo ra một lớp phủ crom trên bề mặt kim loại. Lớp phủ này có khả năng chống ăn mòn và giảm ma sát, nên được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các bộ phận máy móc và thiết bị điện tử.

Ứng dụng Crom làm thuốc nhuộm màu thủy tinh

Các muối crom có thể được sử dụng để nhuộm màu cho thủy tinh. Trong đó, crom được sử dụng để tạo màu xanh lục trong việc sản xuất ngọc lục bảo nhân tạo và một số loại thủy tinh khác. Quá trình nhuộm màu này được thực hiện bằng cách thêm các muối crom vào trong quá trình sản xuất thủy tinh.

Khi crom tương tác với ánh sáng, nó có thể tạo ra một loạt các màu sắc khác nhau, chẳng hạn như xanh lục và vàng đồng. Tùy thuộc vào lượng crom được sử dụng, màu sắc của thủy tinh sẽ thay đổi từ nhạt đến sáng. Điều này làm cho crom trở thành một lựa chọn phổ biến cho các nhà sản xuất thủy tinh muốn tạo ra các sản phẩm với màu sắc đa dạng.

Ngoài ra, crom còn được sử dụng để tạo màu trong các ngành công nghiệp khác như ngành dệt may, in ấn và sơn phủ. Tùy thuộc vào cách sử dụng và phối trộn, crom có thể tạo ra nhiều màu sắc khác nhau và được ứng dụng rộng rãi trong các sản phẩm đồ gia dụng, thời trang, trang trí nội thất và ngoại thất.

Ứng dụng Crom làm thuốc nhuộm công nghiệp

Xem thêm :

Crom được sử dụng trong việc sản xuất thuốc nhuộm cho các ngành công nghiệp, đặc biệt là ngành dệt may. Crom là thành phần chính của màu xanh và vàng đồng, và nó có thể được sử dụng để tạo ra các loại màu sắc khác nhau.

Thuốc nhuộm crom được sử dụng trong quá trình nhuộm các loại sợi tự nhiên và tổng hợp, bao gồm cả sợi bông, sợi len và sợi silk. Quá trình nhuộm này được thực hiện bằng cách cho sợi vải ngâm vào dung dịch chứa các muối crom và sau đó được đun sôi trong một thời gian nhất định. Khi thực hiện đúng quy trình, sợi vải sẽ được nhuộm với màu sắc đồng đều và bền với thời gian.

Ngoài ra, crom còn được sử dụng trong việc sản xuất các sản phẩm chăm sóc tóc và da. Crom được sử dụng để tạo màu cho các sản phẩm này, bao gồm các loại sơn tóc, kem tẩy lông và son môi. Tuy nhiên, do crom có thể gây dị ứng và nguy hiểm cho sức khỏe nếu sử dụng sai cách, nên cần phải tuân thủ các quy định an toàn trong quá trình sản xuất và sử dụng sản phẩm chứa crom.

Tác dụng của Crom với sức khỏe con người

Crom là một khoáng chất thiết yếu cho cơ thể con người. Tuy nhiên, sử dụng crom vượt quá mức cần thiết hoặc không đúng cách có thể gây hại cho sức khỏe. Một số tác dụng chính của crom với sức khỏe con người bao gồm:

Tác dụng của Crom với sức khỏe con người

• Hỗ trợ quản lý đường huyết: Crom có thể giúp cải thiện khả năng chuyển hóa đường trong cơ thể và giảm mức đường huyết.
• Hỗ trợ giảm cân: Một số nghiên cứu cho thấy crom có thể giúp giảm cân và tăng cường cơ bắp.
• Hỗ trợ sức khỏe tim mạch: Crom có thể giúp giảm mức cholesterol trong máu và cải thiện sức khỏe tim mạch.
• Tác dụng kháng viêm: Crom có tác dụng kháng viêm và có thể giúp giảm các triệu chứng viêm.
• Gây dị ứng: Crom có thể gây ra các tác dụng phụ như dị ứng da, mẩn ngứa, hoặc phản ứng dị ứng nghiêm trọng hơn ở một số người nhạy cảm.

Do đó, việc sử dụng crom để hỗ trợ sức khỏe cần phải được thực hiện dưới sự giám sát của chuyên gia y tế và tuân thủ các liều lượng và quy định an toàn sử dụng.

Ứng dụng Crom trong các ngành khác

Các ứng dụng của Crom và hợp chất của nó rất đa dạng. Ngoài những ứng dụng đã đề cập ở trên, chúng còn được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác như sản xuất các thiết bị điện tử, máy tính, pin lithium-ion, ống thép dùng trong ngành dẫn dầu và khí, sản xuất thuốc trừ sâu, cũng như trong quá trình xử lý nước và nhiều ứng dụng khác. Chẳng hạn, Crom kết hợp với Niken để tạo ra hợp kim Nichrome, được sử dụng để sản xuất các sản phẩm có khả năng chịu nhiệt cao như bếp điện, lò sưởi, bàn là và các thiết bị gia dụng khác. Nói chung, Crom và hợp chất của nó có rất nhiều ứng dụng quan trọng và đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp và khoa học kỹ thuật.

Một số hợp chất quan trọng của Crom cần biết

Một số hợp chất của Crom thường gặp mà các em nhất định phải biết gồm có:

Một số hợp chất quan trọng của Crom cần biết

• Crom (III) oxit – Cr2O3: Hợp chất này có tính cứng, màu lục thẫm và không tan trong nước, nhưng có thể tan trong axit và kiềm đặc.
• Crom (III) hidroxit – Cr(OH)3: Hợp chất này có tính cứng, màu xám xanh lục và không tan trong nước, nhưng có thể tan trong axit và kiềm đặc.
• Crom (VI) oxit – CrO3: Hợp chất này có tính cứng, màu đỏ thẫm và tạo thành dung dịch axit khi kết hợp với nước. Hợp chất crom này có tính oxi hóa cao.
• Muối crom (VI) – CrO42-, Cr2O72-: Hợp chất này có màu vàng (CrO42-) hoặc màu cam (Cr2O72-), tính oxi hóa mạnh và bền.

Tại sao Crom là kim loại cứng nhất thế giới?

Crom là kim loại cứng nhất thế giới vì nó có cấu trúc tinh thể dạng mạng lập phương tâm khối và liên kết nguyên tử mạnh giữa các nguyên tử Crom. Cấu trúc tinh thể của Crom là hexagonal gần kín và nguyên tử Crom có khả năng tạo liên kết ion và liên kết kim loại mạnh. Crom có độ cứng Mohs lên đến 8.5 – Là thang đo về độ chống trầy xước của kim loại.

Điều này cho phép Crom có khả năng chịu được lực va đập mạnh, chống lại sự biến dạng và có độ bền cao trong môi trường có nhiệt độ và áp suất cao. Ngoài ra, sự cứng của Crom cũng được cải thiện bằng cách hợp kim với các kim loại khác như Niken, Molybdenum, Titan, Vanadi, mangan và silic để tạo ra các hợp kim cứng hơn và có tính năng ứng dụng cao trong nhiều lĩnh vực.

Tại sao Crom là kim loại cứng nhất thế giới?

Crom và thép không gỉ có mối quan hệ như thế nào?

Thành phần quan trọng nhất của thép không gỉ hay inox là Crom, chiếm khoảng trên 12% trong hợp kim. Điều này làm tăng khả năng chống mài mòn của thép không gỉ. Crom có tính chất tạo một lớp màng oxit mỏng trên bề mặt thép khi tiếp xúc với không khí, giúp bảo vệ nó khỏi bị gỉ sét và oxy hóa. Đây là tính chất đặc trưng của thép không gỉ.

Thậm chí, một số loại thép không gỉ với thành phần Crom thấp hoặc các vật liệu như sắt, thép carbon, đồng… Nhà sản xuất cũng mạ thêm một lớp Crom mỏng trên bề mặt nhằm tăng khả năng chống mài mòn cho sản phẩm. Lớp Crom này cũng giúp cho việc vệ sinh được dễ dàng hơn, tăng tính thẩm mỹ và bề mặt kim loại được cứng hơn. Có thể nói, nếu như không có Crom, thì thép không gỉ ngày nay không thể tồn tại.

So sánh Sắt với Crom

Sắt và Crom đều là kim loại, để giúp các em có thể phân biệt được chúng, Admin sẽ chia sẻ các tiêu chí so sánh chi tiết dưới đây:

• Về tính chất vật lý: Crom cứng hơn sắt. Crom có độ cứng trên thang đo Mohs là 8,5 trong khi sắt chỉ có độ cứng khoảng 4. Về màu sắc, Crom có màu bạc trắng và ít dẫn điện hơn so với sắt.
• Về tính chất hóa học: Cả sắt và Crom đều là các kim loại dễ oxy hóa khi tiếp xúc với không khí. Tuy nhiên, Crom lại có khả năng chống mài mòn cao hơn sắt. Khi tiếp xúc với không khí, Crom sẽ tạo ra một lớp màng oxit mỏng trên bề mặt, giúp bảo vệ kim loại khỏi sự oxy hóa và ăn mòn. Điều này làm cho Crom được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các vật liệu chịu mài mòn cao như thép không gỉ.
• Về ứng dụng: Sắt là một trong những kim loại phổ biến nhất và được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, từ sản xuất thép đến sản xuất ô tô và các thiết bị điện tử. Trong khi đó, Crom thường được sử dụng trong sản xuất thép không gỉ, các hợp chất nhuộm màu, và một số ứng dụng khác như da thuộc, khoan và thiết bị y tế.

Tóm lại, sắt và Crom có tính chất và ứng dụng khác nhau, và sự khác biệt giữa chúng phụ thuộc vào mục đích sử dụng và các tính chất vật lý và hóa học của từng kim loại.

Crom là nguyên tố hóa học đứng ở vị trí số 24 trong bảng tuần hoàn hóa học. Nguyên tố này có tính khử mạnh và tính oxi hóa. Crom cũng là kim loại được đưa vào ứng dụng vô cùng rộng rãi và phổ biến không chỉ trong ngành luyện kim mà còn trong ngành nhuộm và nhiều các ngành nghề khác nhau. Hy vọng với những thông tin bổ ích được Admin cung cấp trong bài viết trên sẽ giúp các em hiểu rõ hơn về nguyên tố Crom trong bảng tuần hoàn hóa học.

Nguồn: https://thegioiso.edu.vn
Danh mục: Hóa