كيف تحصل على الكروم النقي؟

مقدمة

الكروم، وهو عنصر محوري اكتشفه الكيميائي الفرنسي نيكولاس لويس فوكيلين في عام 1798 ، وقد أثّر بشكل كبير على مختلف التطبيقات الصناعية بسبب خصائصه الاستثنائية. يتعمق هذا المقال في الرحلة التاريخية للكروم، بدءًا من اكتشافه إلى الطرق الحديثة للحصول على الكروم النقي.

الاكتشاف والخصائص

أدى انبهار فوكيلين بمعدن أحمر زاهٍ عُثر عليه في منجم ذهب سيبيري، والمعروف باسم الرصاص الأحمر السيبيري، إلى اكتشاف الكروم. وللتأكد من هويته كمعدن رصاص، عزل فوكيلين الكروم عن طريق إذابته في الحمض وترسيب الرصاص والتركيز على السائل المتبقي. اشتق اسم "الكروم" من الكلمة اليونانية "كروما" التي تعني اللون، مما يعكس قدرته على إنتاج طيف من الألوان في المحلول. كشفت المزيد من الاستكشافات عن مساهمة الكروم في اللون الأخضر للزمرد.

إن لون الكروم الأبيض المائل للزرقة والفضي الخفيف، إلى جانب مقاومته العالية للتآكل، يضعه كمادة مرغوبة للطلاءات الواقية.

التطبيقات الصناعية

الطلاءات الواقية

مقاومة الكروم للتآكل تجعله حجر الزاوية في الطلاءات الواقية لمختلف التطبيقات. فهو يُستخدم في معدات الاحتراق، حيث يعمل كطلاء مقاوم للتآكل يطيل عمر مكونات معينة. وفي خلايا الوقود عالية الحرارة، يُظهر الكروم أداءً جديراً بالملاحظة في خلايا الوقود عالية الحرارة، مما يبرز تعدد استخداماته.

الطلاءات الزخرفية

بالإضافة إلى التطبيقات الصناعية، يتفوق الكروم كطلاء زخرفي لامع. فهو يضيف لمعاناً إلى عناصر التشغيل على الأجهزة والمجوهرات، مما يوفر مزيجاً من الجماليات والوظائف. يوفر استخدام طلاء نيتريد الكروم على الأجزاء المتحركة حماية موثوقة ضد التآكل والتآكل.

العمليات الصناعية

يلعب الكروم دوراً محورياً في العديد من العمليات الصناعية كمادة طلاء. ويضمن تطبيقه كطلاء مادة نيتريد الكروم الصلبة المتانة والحماية في عمليات التصنيع المختلفة.

طرق الإنتاج

عملية الألمنيوم الحراري

تتضمن الطريقة السائدة لإنتاج الكروم عملية الألمنيوم الحراري. تدور هذه الطريقة حول اختزال أكسيد الكروم مع الألومنيوم. يشتعل خليط أكسيد الكروم ومسحوق الألومنيوم، وتستمر عملية الاختزال كتفاعل حراري خارجي. ويمكن أن يصل محتوى الكروم الناتج إلى 99.8%، ويتوقف ذلك على درجة نقاء المسحوق الأولي. وتُعد الشوائب مثل الألومنيوم والحديد والسيليكون والكبريت من الاعتبارات الحاسمة.

عملية التحليل الكهربائي

بالنسبة للكروم النقي بشكل استثنائي، يتم استخدام عملية التحليل الكهربائي. وتحقق هذه الطريقة نقاوة تصل إلى 99.995%، وتتضمن إذابة CrO3 Cr(VI) في حمض الكبريتيك. ويتم الحصول على رقائق الكروم من خلال عملية ترسيب كلفاني. ومع ذلك، فإن المخاوف البيئية تحد من الاستخدام الواسع النطاق لهذه العملية.

الخاتمة

في الختام، تؤكد رحلة الكروم، من اكتشاف فوكيلين إلى طرق الإنتاج المعاصرة، على أهميته في التطبيقات الصناعية المتنوعة. وسواء أكان ذلك لحماية المكونات بطبقات واقية أو لتعزيز المظهر الجمالي من خلال التطبيقات التزيينية فإن الكروم يظل عنصراً حاسماً في علم المواد. ومع تقدم الصناعة، يظل السعي للحصول على الكروم النقي متشابكاً مع التقدم التكنولوجي والاعتبارات البيئية.