ما هو عنصر الكروم
الكروم هو معدن صلب لامع وهش، بلون رمادي فضي، ويمكن تلميعه بشكل كبير، ولا يتأثر بالتلف في الهواء، وعند تسخينه يتحول إلى أكسيد الكروم الأخضر، ويكون الكروم غير مستقر في الأكسجين حيث يتكون طبقة رقيقة غير قابلة للتأكسد وتحمي المعدن الداخلي من الأكسجين.
اكتشاف عنصر الكروم
في عام 1797، قام الكيميائي الفرنسي لويس نيكولاس فاكويلين بفصل الكروم عن معدن أحمر ساطع يعرف بالرصاص الأحمر السيبيري، والمعروف الآن باسم كرومات الرصاص (PbCrO4)، وفقا لجون إمسلي في كتابه “كتل بناء الطبيعة: دليل من الألف إلى الياء للعناصر” (مطبعة جامعة أكسفورد، 1999). استغرق الأمر عاما قبل أن يتمكن من التقدم والحصول على الكروم النقي. قام بخلط الكروم في مجموعة متنوعة من الحلول وأبدع العديد من الألوان التي نتجت عن ذلك، مما جعله يسمي العنصر باسم الكلمة اليونانية “chroma” التي تعني “اللون.
يتم الحصول على معظم الكروم عن طريق تعدين الكروميت المعدني، وعلى الرغم من أنه نادر، إلا أن الكروم النقي موجود أيضًا ويمكن العثور عليه في أنابيب كيمبرليت، حيث يتشكل الماس بشكل مفضل بوجود الكروم وفي جو منخفض الضغط.
خصائص عنصر الكروم
- عنصر الكروم هو ضروري وأساسي، لكن الكروم سداسي التكافؤ Cr (VI) يعتبر سامًا للغاية ويسبب السرطان.
- ” – “الكروم هو معدن فضي، لامع، صلب للغاية، يمكن أن يغطى بطبقة عالية وهو خال من الرائحة والطعم والمرونة.
- يُشكِّل المعدن طبقة رقيقة من أكسيد الحماية في الهواء، ويحترق عند تسخينه ليشكِّل أكسيد الكروم الأخضر Cr2O3
التأثيرات البيئة لعنصر الكروم
يوجد العديد من أنواع الكروم المختلفة التي تتأثر بشكل مختلف على الكائنات الحية، حيث يدخل الكروم الهواء والماء والتربة على شكل الكروم (III) والكروم (VI) وتتغير بفعل العمليات الطبيعية والنشاط البشري.
صناعة الجلود والنسيج هي أحد الأنشطة البشرية الرئيسية التي تزيد من تركيزات الكروم (III)، وتصنيع المواد الكيميائية والجلود والمنسوجات والطلاء الكهربائي وتطبيقات أخرى للكروم (VI) في الصناعة هي الأنشطة البشرية الأساسية التي تزيد من تركيزات الكروم (VI)، وسيزيد استخدام الكروم (VI) في الصناعة بشكل كبير من تركيزاته في الماء عن طريق حرق الفحم، ويتم تصريف الكروم أيضا في الهواء والتربة عن طريق التخلص من النفايات
يستقر معظم الكروم في الهواء في النهاية وينتهي به المطاف في المياه أو التربة ، يرتبط الكروم في التربة بقوة بجزيئات التربة ونتيجة لذلك لن يتحرك باتجاه المياه الجوفية ، يمتص الكروم في الماء على الرواسب ويصبح غير متحرك ، فقط جزء صغير من الكروم الذي ينتهي في الماء سيذوب في النهاية.
يعد الكروميوم (III) عنصرا أساسيا للكائنات الحية، ويمكن أن يتسبب في عدم انتظام عملية التمثيل الغذائي للسكر وأمراض القلب عندما يكون مستواه اليومي منخفضا جدا، وعلى الجانب الآخر، يعد الكروميوم (VI) ساما بشكل رئيسي للكائنات الحية، ويمكن أن يؤدي إلى تغييرات في المواد الوراثية والإصابة بالسرطان.
تحتوي المحاصيل على أنظمة ترتيب امتصاص الكروم لتكون منخفضة بما يكفي لعدم التسبب في أي ضرر، ولكن عندما ترتفع كمية الكروم في التربة، يمكن أن يؤدي ذلك إلى زيادة تركيز الكروم في المحاصيل. يمكن أن تؤثر التربة المتحمضة أيضا على امتصاص الكروم للمحاصيل. عادة ما تمتص النباتات الكروم (III) فقط، وهذا النوع ربما يكون الأساسي للكروم، ولكن عندما تتجاوز التركيزات قيمة معينة، يمكن أن تحدث آثار سلبية.
لا يعرف بشكل مؤكد ما إذا كان الكروم يتراكم في أجسام الأسماك، ولكن يمكن أن تتعرض خياشيم السمك المسبحة بالقرب من نقاط التخلص من المنتجات المعدنية في المياه السطحية إلى تركيزات عالية من الكروم التي يمكن أن تتسبب في تلفها.
يمكن للكروم أن يسبب مشاكل في الجهاز التنفسي وضعف قدرة الجسم على مكافحة الأمراض والعيوب الخلقية والعقم وتكوين الأورام في الحيوانات.
التأثيرات الصحية للكروم
يمكن أن يتعرض الناس للكروم من خلال التنفس أو الأكل أو الشرب ومن خلال ملامسة الجلد لمركبات الكروم أو الكروم. مستوى الكروم في الهواء والماء منخفض بشكل عام ، عادة ما يكون مستوى الكروم في مياه الشرب منخفضًا أيضًا ، ولكن مياه الآبار الملوثة قد تحتوي على الكروم الخطير (IV) ، الكروم سداسي التكافؤ ، بالنسبة لمعظم الأشخاص الذين يتناولون الطعام الذي يحتوي على الكروم (III) هو المسار الرئيسي لامتصاص الكروم ، حيث أن الكروم (III) يحدث بشكل طبيعي في العديد من الخضروات والفواكه واللحوم والخمائر والحبوب ، قد تغير الطرق المختلفة لإعداد الطعام وتخزينه محتويات الكروم في الطعام ، عندما يرتفع الطعام في المتاجر في خزانات الصلب أو علب تركيز الكروم.
يعتبر الكروم (III) من المعادن الأساسية الضرورية للجسم البشري، وقلة تناوله قد يسبب أمراض القلب واضطرابات الأيض والسكري، ولكن الاستهلاك المفرط للكروم (III) يمكن أن يسبب آثارا صحية سلبية، مثل الإصابة بالطفح الجلدي
يشكل الكروم (السادس) خطرًا على صحة الإنسان، خاصة بالنسبة للأشخاص العاملين في صناعة الصلب والمنسوجات، والأشخاص الذين يدخنون التبغ لديهم فرصة أكبر للتعرض للكروم.
يعد الكروم (VI) مركبًا يسبب تأثيرات صحية مختلفة، وعند استخدامه في المنتجات الجلدية يمكن أن يسبب الحساسية مثل الطفح الجلدي، وعند استنشاقه يمكن أن يسبب تهيج الأنف ونزيفًا في الأنف.
المشاكل الصحية الأخرى التي يسببها الكروم (VI) هي:
- طفح جلدي
- اضطراب في التهاب المعدة وقرحة
- مشاكل في الجهاز التنفسي
- ضعف جهاز المناعة
- تلف الكلى والكبد
- تغيير المواد الوراثية
- سرطان الرئة
- الوفاة
استخدامات عنصر الكروم
- يستخدم الكروم في صنع الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك أخرى، وفي طلاء الكروم، مثل طلاء السيارات والدراجات، حيث ينتج مظهرًا فضيًا ناعمًا ومقاومًا للتآكل.
- يستخدم حوالي 75٪ إلى 85٪ من الكروم الذي ينتج تجاريًا لصنع السبائك، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ، ويتم استخدام معظم الكروم المتبقي في الصناعة الكيميائية وفي المسابك والحراريات.
- يستخدم على نطاق واسع كمحفز.
- يستخدم الكروم في صناعة الأصباغ بمختلف الألوان مثل الأصفر والأحمر والأخضر، كما يستخدم في صناعة الزجاج الأخضر والياقوت الأحمر والزمرد الأخضر، ويستخدم أيضاً في بعض عمليات الدباغة كطبقة معدنية زخرفية وحامية.
حقائق عن عنصر الكروم
- يحتوي الكروم على عنصر رقم 24، وهو العنصر الأول في المجموعة 6 في الجدول الدوري، وله وزن ذري يبلغ 51.996 وكثافة تبلغ 7.19 جرام لكل سنتيمتر مكعب
- الكروم هو معدن صلب لامع رمادي اللون، وقد يكون شديد اللمعان مثل العديد من المعادن الانتقالية. لديه نقطة انصهار عالية (1907 درجة مئوية، 3465 فهرنهايت) ونقطة غليان عالية (2671 درجة مئوية، 4840 فهرنهايت).
- الفولاذ المقاوم للصدأ هو صلب يقاوم التآكل بسبب إضافة الكروم.
- يُعد الكروم العنصر الوحيد الذي يظهر ترتيبًا مضادًا للمغناطيسية في حالته الصلبة عند درجة حرارة الغرفة وأقل، وعندما ترتفع درجة حرارته فوق 38 درجة مئوية، يصبح الكروم مغناطيسيًا.
- الكروم هو العنصر الحادي والعشرون أو الثاني والعشرون الأكثر وفرة في القشرة الأرضية، ويتواجد بتركيز حوالي 100 جزء لكل مليون