鉻(Chromium),化學(xué)符號(hào)Cr,原子序數(shù)為24,在元素周期表中屬ⅥB族。元素名來自于希臘文,原意為“顏色”,因?yàn)殂t的化合物都有顏色。單質(zhì)為鋼灰色金屬,是自然界硬度最大的金屬。鉻在地殼中的含量為0.01%,居第17位。呈游離態(tài)的自然鉻極其罕見,主要存在于鉻鉛礦中。
2017年10月27日,世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機(jī)構(gòu)公布的致癌物清單初步整理參考,金屬鉻在3類致癌物清單中。
鉻是1797年法國化學(xué)家沃克蘭從當(dāng)時(shí)稱為紅色西伯利亞礦石中發(fā)現(xiàn)的。早在1766年,在俄羅斯圣彼得堡任化學(xué)教授的德國的列曼曾經(jīng)分析了它,確定其中含有鉛。1798年沃克蘭給他找到的這種灰色針狀金屬命名為chrom,來自希臘文chroma(顏色)。由此得到鉻的拉丁名稱chromium和元素符號(hào)Cr。差不多在同一個(gè)時(shí)期里,克拉普羅特也從鉻鉛礦中獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了鉻。
自然界中主要以鉻鐵礦FeCr2O4形式存在。由氧化鉻用鋁還原,或由鉻氨礬或鉻酸經(jīng)電解制得。
按照在地殼中的含量,鉻屬于分布較廣的元素之一。它比在它以前發(fā)現(xiàn)的鈷、鎳、鉬、鎢都多。這可能是由于鉻的天然化合物很穩(wěn)定,不易溶于水,還原比較困難。有人認(rèn)為沃克蘭取得的金屬鉻可能是鉻的碳化物。
亞鉻酸鹽在地殼中的自然儲(chǔ)量超過18億噸,可開采儲(chǔ)量超過8.1億噸。2004年,世界亞鉻酸鹽開采量為1750萬噸,其中,南非開采763萬噸,哈薩克斯坦327萬噸,印度295萬噸,津巴布韋67萬噸,芬蘭58萬噸。中國鉻礦資源比較貧乏,按可滿足需求的程度看,屬短缺資源。總保有儲(chǔ)量礦石1078萬噸,其中富礦占53.6%。鉻礦產(chǎn)地有56處,分布于西藏、新疆、內(nèi)蒙古、甘肅等13個(gè)省(區(qū)),以西藏為最主要,保有儲(chǔ)量約占全國的一半。中國鉻礦床是典型的與超基性巖有關(guān)的巖漿型礦床,絕大多數(shù)屬蛇綠巖型,礦床賦存于蛇綠巖帶中。西藏羅布莎鉻礦和新疆薩爾托海鉻礦等皆屬此類。從成礦時(shí)代來看,中國鉻礦形成時(shí)代以中生代、新生代為主。
在冶金工業(yè)上,鉻鐵礦主要用來生產(chǎn)鉻鐵合金和金屬鉻。鉻鐵合金作為鋼的添加料生產(chǎn)多種高強(qiáng)度、抗腐蝕、耐磨、耐高溫、耐氧化的特種鋼,如不銹鋼、耐酸鋼、耐熱鋼、滾珠軸承鋼、彈簧鋼、工具鋼等。金屬鉻主要用于與鈷、鎳、鎢等元素冶煉特種合金。這些特種鋼和特種合金是航空、宇航、汽車、造船,以及國防工業(yè)生產(chǎn)槍炮、導(dǎo)彈、火箭、艦艇等不可缺少的材料。在耐火材料上,鉻鐵礦用來制造鉻磚、鉻鎂磚和其他特殊耐火材料。
鉻鐵礦在化學(xué)工業(yè)上主要用來生產(chǎn)重鉻酸鈉,進(jìn)而制取其他鉻化合物,用于顏料、紡織、電鍍、制革等工業(yè),還可制作催化劑和觸媒劑等。
鉻鐵礦是中國的短缺礦種,儲(chǔ)量少,產(chǎn)量低,每年消費(fèi)量的80%以上依靠進(jìn)口。鉻具有親氧性和親鐵性,以親氧性較強(qiáng),只有在還原和硫的逸度較高的情況下才顯示親硫性。在內(nèi)生作用條件下鉻一般呈三價(jià)。六次酸位的Cr3 和Al3 、Fe3 的離子半徑相接近,故它們之間可以呈廣泛的類質(zhì)同象。此外,可與鉻類質(zhì)同象代替的元素還有Mn、Mg、Ni、Co、Zn等,所以在鎂鐵硅酸鹽礦物和副礦物中有鉻的廣泛分布。在表生帶強(qiáng)烈氧化條件下(堿性介質(zhì)),Cr3 氧化成Cr6 形式的鉻酸根離子,使不活動(dòng)的鉻離子變成易溶的鉻陰離子發(fā)生遷移。遇極化性很強(qiáng)的離子(如Cu、Pb等),則形成難溶的鉻酸性礦物。
在自然界中已發(fā)現(xiàn)的含鉻礦物約有50余種,分別屬于氧化物類、鉻酸鹽類和硅酸鹽類。此外還有少數(shù)氫氧化物、碘酸鹽、氮化物和硫化物。其中氮化鉻和硫化鉻礦物只見于隕石中。具有工業(yè)價(jià)值的鉻礦物都屬于鉻尖晶石類礦物,它們的化學(xué)通式為(Mg,Fe2 )(Cr,Al,Fe3 )2O4或(Mg,Fe2 )O(Cr,Al,Fe3 )2O3,其Cr2O3含量為18%~62%。
有工業(yè)價(jià)值的鉻礦物,其Cr2O3含量一般都在30%以上,其中常見的是:
化學(xué)成分為(Mg,Fe)Cr2O4,介于亞鐵鉻鐵礦(FeCr2O4,含F(xiàn)eO 32.09%、Cr2O3 67.91)與鎂鉻鐵礦(MgCr2O4,含MgO 20.96%、Cr2O3 79.04%)之間,通常有人將亞鐵鉻鐵礦和鎂鉻鐵礦也都稱為鉻鐵礦。鉻鐵礦為等軸晶系,晶體呈細(xì)小的八面體,通常呈粒狀和致密塊狀集合體,顏色黑色,條痕褐色,半金屬光澤,硬度5.5,比重4.2~4.8,具弱磁性。鉻鐵礦是巖漿成因礦物,產(chǎn)于超基性巖中,當(dāng)含礦巖石遭受風(fēng)化破壞后,鉻鐵礦常轉(zhuǎn)入砂礦中。鉻鐵礦是煉鉻的最主要的礦物原料,富含鐵的劣質(zhì)礦石可作高級(jí)耐火材料。
又稱鉻鐵尖晶石或鋁鉻鐵礦。化學(xué)成分為Fe(Cr,Al)2O4,含Cr2O3 32%~38%。其形態(tài)、物理性質(zhì)、成因、產(chǎn)狀及用途與鉻鐵礦相同。
化學(xué)成分為(Mg,Fe)(Cr,Al)2O4,含Cr2O3 32%~50%。其形態(tài)、物理性質(zhì)、成因、產(chǎn)狀及用途也與鉻鐵礦相同。
原子體積:7.23cm3/mol
元素在太陽中的含量:20ppm
元素在海水中的含量:太平洋表面0.00015ppm
地殼中含量:100ppm
質(zhì)子數(shù):24
中子數(shù):28
原子序數(shù):24
所屬周期:4
所屬族數(shù):VIB
核電荷數(shù):24
電子層分布:2-8-13-1
電子層:K-L-M-N
外圍電子層排布:3d54s1
晶體結(jié)構(gòu):晶胞為體心立方晶胞,每個(gè)晶胞含有2個(gè)金屬原子。
氧化態(tài): 3(主要), 6, 5, 4, 2, 1,0,-1,-2
電負(fù)性:1.66
外圍電子排布:3d5 4s1
核外電子排布:2,8,13,1
同位素:Cr-49,Cr-50,Cr-51,Cr-52,Cr-53,Cr-54
第一電離能:653KJ·mol-1
第二電離能:1592KJ·mol-1
第三電離能:2987KJ·mol-1
固態(tài)密度:7.19g/cm3
液態(tài)密度:6.9g/cm3
比熱:448J/(kg·K)(300K)
熱導(dǎo)率:90.7W/(m·K)(300K)
單質(zhì)熔點(diǎn):1907℃
單質(zhì)沸點(diǎn):2761℃
原子半徑:1.28埃
離子半徑:0.62埃( 3)
共價(jià)半徑:1.18埃
晶胞參數(shù):a=291 pm;b=291 pm;c=291 pm;α=90°;β=90°;γ=90°
莫氏硬度:9
電離能(kJ/mol)
M - M 652.7
M - M2 1592
M2 - M3 2987
M3 - M4 4740
M4 - M5 6690
M5 - M6 8738
M6 - M7 15550
M7 - M8 17830
M8 - M9 20220
M9 - M10 23580
鉻是銀白色有光澤的金屬,純鉻有延展性,含雜質(zhì)的鉻硬而脆。密度7.20g/cm3??扇苡趶?qiáng)堿溶液。鉻具有很高的耐腐蝕性,在空氣中,即便是在赤熱的狀態(tài)下,氧化也很慢。不溶于水。鍍?cè)诮饘偕峡善鸨Wo(hù)作用。
鉻能慢慢地溶于稀鹽酸、稀硫酸,而生成藍(lán)色溶液(CrCl2)與空氣接觸則變成綠色,是因?yàn)楸谎趸删G色的CrCl3
Cr 2HCl= CrCl2 H2↑
4CrCl2 4HCl O2= 4CrCl3 2H2O
鉻與濃硫酸反應(yīng),則生成二氧化硫和硫酸鉻(Ⅲ):2Cr 6H2SO4 (濃)=Cr2(SO4)3 3SO2↑ 6H2O
但鉻不溶于濃硝酸,因?yàn)楸砻嫔删o密的氧化物薄膜而呈鈍態(tài)。在高溫下,鉻能與鹵素、硫、氮、碳等直接化合。
鉻與稀硫酸反應(yīng):Cr H2SO4=CrSO4 H2↑
鋼鐵工業(yè)中廣泛應(yīng)用的鉻鐵合金和硅鉻合金是用電爐冶煉的。金屬鉻生產(chǎn)則采用金屬熱還原(鋁熱)法及電解法。
鋁熱法生產(chǎn)包括從鉻礦制取氧化鉻和鋁還原氧化鉻制得金屬鉻兩道工序。
氧化鉻制取鉻鐵礦磨細(xì)至160~200目,配加純堿和白云石,于1050~1150℃下氧化焙燒,再用水逆流浸出和過濾,獲得含Na2CrO4大于200克/升的溶液。加硫酸中和鉻酸鈉溶液,使其pH為7~8,濾出氫氧化鋁等雜質(zhì)后蒸發(fā)到含Na2CrO4大于450克/升,濾出Na2SO4結(jié)晶。溶液用硫酸調(diào)整pH為4±0.2,再濾出Na2SO4結(jié)晶,獲得重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)溶液。濃縮溶液到約含Na2Cr2O7 1100克/升時(shí),冷卻濾出Na2SO4結(jié)晶,再將溶液濃縮到含Na2Cr2O71500~1550克/升,并于90~100℃保溫8小時(shí),然后冷卻到35℃以下,結(jié)晶出重鉻酸鈉。鉻酸鈉轉(zhuǎn)化成重鉻酸鈉也可用碳酸法,即在15~16大氣壓下通入含50% CO2的氣體,析出的沉淀為碳酸氫鈉:2Na2CrO4 2CO2 H2O→Na2Cr2O7 2NaHCO3,碳酸氫鈉可以回收使用。此法可把在焙燒中配加的純堿重新回收一半,較硫酸法獲得硫酸鈉為有利,但鉻酸鈉不能完全轉(zhuǎn)化為重鉻酸鈉。
三氧化二鉻的制備可用:①氯化銨還原法。即在重鉻酸鈉晶體中配入一定量的氯化銨,混勻后在還原爐中于700~800℃還原,然后洗去NaCl,過濾獲得三氧化二鉻濾餅,經(jīng)過干燥、破碎,在回轉(zhuǎn)窯中于1150~1200℃煅燒。用此法獲得的三氧化二鉻呈墨綠色,顆粒較大、純度高,但生產(chǎn)工序多,并產(chǎn)生有害氣體HCl。②煅燒鉻酸酐法。即把重鉻酸鈉加入反應(yīng)鍋中,注入濃硫酸,在200℃下重鉻酸鈉與硫酸反應(yīng)生成鉻酸酐:Na2Cr2O7 2H2SO4→2CrO3 2NaHSO4 H2O靜置后鉻酸酐和硫酸氫鈉沉積成兩層。將上部的硫酸氫鈉舀出,留在鍋中的鉻酸酐再加熱,用水洗去殘留的硫酸鈉,從底部放出鉻酸酐。鉻酸酐在800~950℃下煅燒分解,用水洗去未分解的鉻酸酐,過濾獲得三氧化二鉻。用此法工序少,但產(chǎn)品雜質(zhì)含量較高。③煅燒氫氧化鉻法。即將含Na2CrO4大于200克/升的溶液加溫至95℃以上,加入純凈的硫化鈉溶液,攪拌后生成大顆粒氫氧化鉻Cr(OH)3沉淀。氫氧化鉻在回轉(zhuǎn)窯中于1300℃煅燒分解為三氧化二鉻。此法工序少,產(chǎn)品成本低,純度高,但顆粒細(xì),易損失。
鋁熱還原要求原料含Cr2O3大于99%,含硫低于0.02%,含鉛、砷、錫、銻各低于0.001%。鋁粒粒度應(yīng)小于0.5毫米,鋁量應(yīng)不大于理論量的98%。用硝石、鎂屑和鋁粒作引火劑。
反應(yīng)焓ΔHθ=-65.0千卡/摩爾(鋁)。為了保持自熱反應(yīng)過程并使金屬粒與渣順利分離,ΔHθ至少應(yīng)為-72千卡/摩爾(鋁),要添加硝酸鈉、氯酸鉀、鉻酸酐或堿金屬重鉻酸鹽等供氧劑補(bǔ)充熱量;也可將混合料預(yù)熱到350~400℃再行入爐。還原反應(yīng)在內(nèi)砌鎂磚的圓錐形爐筒內(nèi)進(jìn)行。先在爐內(nèi)加入部分混合爐料,在料面中心加引火劑,點(diǎn)燃后在爐料開始反應(yīng)時(shí),用流槽連續(xù)送入其余爐料。反應(yīng)終止,冷卻至室溫,拆開爐筒取出金屬錠,噴砂清除表面夾渣和氧化膜。生產(chǎn)大金屬錠,能提高鉻的回收率,渣的流動(dòng)性也好。鋁熱法可獲得純度大于98.5%的金屬鉻,其中含鋁不大于0.5%。渣中含Al2O3高達(dá)90%,可作研磨材料。
電解法生產(chǎn)一般用碳素鉻鐵作原料,采用鉻銨礬法電解流程。把碳素鉻鐵粉碎,溶于電解陽極返回液、結(jié)晶母液和硫酸的混合溶液中,過濾除去硅酸鹽等殘?jiān)?濾液用硫酸銨處理并除鐵。純鉻銨礬溶液經(jīng)陳化(保持30~35℃,放置15日)后,結(jié)晶出純鉻銨礬Cr2(SO4)3·(NH4)2SO4·24H2O。純鉻銨礬溶于熱水送入隔膜電解槽電解。用不銹鋼作陰極,鉛銀合金(1% Ag)作陽極,電流密度753A/m2,槽電壓4.2伏,電解液溫度52~54℃。應(yīng)控制通過電解液進(jìn)入陽極室的流速,并準(zhǔn)確地控制溶液的pH為2.1~2.4。平均電流效率45%,電耗約18.5千瓦·時(shí)/公斤。產(chǎn)品純度為99.2~99.4%的片狀金屬鉻,含氧0.3~0.5%,呈脆性。為了提高金屬鉻的純度,可通過真空處理或氫還原降低含氧量。用 6價(jià)鉻溶液電解(電流密度9500A/m2,溫度84~87℃),可得高純度金屬鉻(含氧0.01~0.02%),但電流效率很低(6~7%)。
鉻用于制不銹鋼,汽車零件,工具,磁帶和錄像帶等。鉻鍍?cè)诮饘偕峡梢苑冷P,也叫可多米,堅(jiān)固美觀。
鉻可用于制不銹鋼。紅、綠寶石的色彩也來自于鉻。作為現(xiàn)代科技中最重要的金屬,以不同百分比熔合的鉻鎳鋼千變?nèi)f化,種類繁多,令人難以置信。
鉻的毒性與其存在的價(jià)態(tài)有關(guān),六價(jià)鉻比三價(jià)鉻毒性高100倍,并易被人體吸收且在體內(nèi)蓄積,三價(jià)鉻和六價(jià)鉻可以相互轉(zhuǎn)化。天然水不含鉻;海水中鉻的平均濃度為0.05μg/L;飲用水中更低。鉻的污染源有含鉻礦石的加工、金屬表面處理、皮革鞣制、印染等排放的污水。
鉻是人體必需的微量元素。三價(jià)的鉻是對(duì)人體有益的元素,而六價(jià)鉻是有毒的。人體對(duì)無機(jī)鉻的吸收利用率極低,不到1%;人體對(duì)有機(jī)鉻的利用率可達(dá)10-25%。鉻在天然食品中的含量較低、均以三價(jià)的形式存在。
確切地說,鉻的生理功能是與其它控制代謝的物質(zhì)一起配合起作用,如激素、胰島素、各種酶類、細(xì)胞的基因物質(zhì)(DNA和RNA)等。
工業(yè)上使用的鉻礦石為鉻鐵礦,屬尖晶石(MgO·Al2O3)和磁鐵礦(FeO·Fe2O3)類,其通用化學(xué)式是(Fe,Mg)O·(Cr,Fe,Al2O3)。由于二價(jià)元素(Mg2 ,Fe2 ,Zn2 )和三價(jià)元素(Al3 ,Fe3 ,Cr3 )相互置換,可以出現(xiàn)各種不同成分的礦石。除主成分FeO及Cr2O3外,一般含有不同成分的MgO、Al2O3及其他雜質(zhì)。礦石結(jié)構(gòu)組成對(duì)使用有明顯影響,如鉻尖晶石比鉻鐵礦(FeO·Cr2O3)難于還原;含蛇紋石的鉻礦石,若其中揮發(fā)物大于2%,用它制造的鉻質(zhì)耐火磚在加熱到1000℃時(shí),會(huì)因釋放結(jié)晶水而炸裂。美國1978年耗用鉻鐵礦917000噸,其用途分配如下:冶金61%,化工21%,耐火材料18%。1981年倫敦市場鉻礦石價(jià)格:土耳其礦(48% Cr2O3,Cr/Fe=3)130~135美元/噸,南非(阿扎尼亞),鉻礦(44% Cr2O3)60~70美元/噸。
由于鉻合金性脆,作為金屬材料使用還在研究中,鉻主要以鐵合金(如鉻鐵)形式用于生產(chǎn)不銹鋼及各種合金鋼。金屬鉻用作鋁合金、鈷合金、鈦合金及高溫合金、電阻發(fā)熱合金等的添加劑。氧化鉻用作耐光、耐熱的涂料,也可用作磨料,玻璃、陶瓷的著色劑,化學(xué)合成的催化劑。堿式硫酸鉻(三價(jià)鉻鹽)用作皮革的鞣劑。鉻礬、重鉻酸鹽用作織物染色的媒染劑、浸漬劑及各種顏料。鍍鉻和滲鉻可使鋼鐵和銅、鋁等金屬形成抗腐蝕的表層,并且光亮美觀,大量用于家具、汽車、建筑等工業(yè)。此外,鉻礦石還大量用于制作耐火材料。
鉻是人體內(nèi)必需的微量元素之一,它在維持人體健康方面起關(guān)鍵作用。鉻對(duì)人體十分有利的微量元素,不應(yīng)該被忽視,它是正常生長發(fā)育和調(diào)節(jié)血糖的重要元素。鉻在人體內(nèi)的含量約為7毫克,主要分布于骨骼、皮膚、腎上腺、大腦和肌肉之中。
隨著年齡的增長而逐漸減少,鉻的需要量很少,鉻作為一種必要的微量營養(yǎng)元素在所有胰島素調(diào)節(jié)活動(dòng)中起重要作用,它能幫助胰島素促進(jìn)葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的效率,是重要的血糖調(diào)節(jié)劑。在血糖調(diào)節(jié)方面,特別是對(duì)糖尿病患者而言有著重要的作用。它有助于生長發(fā)育,并對(duì)血液中的膽固醇濃度也有控制作用,缺乏時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致心臟疾病。
當(dāng)缺乏鉻時(shí),就很容易表現(xiàn)出糖代謝失調(diào),如不及時(shí)補(bǔ)充這種元素,就會(huì)患糖尿病,誘發(fā)冠狀動(dòng)脈硬化導(dǎo)致心血管病,嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致白內(nèi)障、失明、尿毒癥等并發(fā)癥。
鉻還是葡萄糖耐量因子的組成成分,它可促進(jìn)胰島素在體內(nèi)充分地發(fā)揮作用。在生理上對(duì)機(jī)體的生長發(fā)育來說,胰島素和生長激素同等重要,缺一不可。胰島素在人體內(nèi)的作用非常大,既是體內(nèi)重要的合成激素可促進(jìn)葡萄糖的攝取、貯存和利用,又可促進(jìn)脂肪酸的合成,還能促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成和貯存。因此,青少年想健康、科學(xué)的成長發(fā)育,一定不能缺少鉻。
有一些人聽說自己缺鉻,就盲目補(bǔ)鉻。把高鉻食物當(dāng)做營養(yǎng)品來長期服用,使人體處在一個(gè)高鉻的狀態(tài)。其實(shí)盲目地補(bǔ)鉻是不可取的,如果攝取過量鉻的毒性與其存在的價(jià)態(tài)有極大的關(guān)系,六價(jià)鉻的毒性比三價(jià)鉻高約100倍,但不同化合物毒性不同。六價(jià)鉻化合物在高濃度時(shí)具有明顯的局部刺激作用和腐蝕作用,低濃度時(shí)為常見的致癌物質(zhì)。在食物中大多為三價(jià)鉻,其口服毒性很低,可能是由于其吸收非常少。
鉻雖然人體需要量很少,但作用很大。它是使胰島素起作用的一種重要元素。糖尿病人存在缺鉻和缺鋅的問題,并且有并發(fā)癥時(shí)患者的鉻、鋅含量均顯著低于無并發(fā)癥患者。三價(jià)鉻可以改善胰島素的敏感性。
含鉻量比較高的食物有主要是一些粗糧,如我們通常食用的小麥、花生、蘑菇等等,另外胡椒、以及動(dòng)物的肝臟、牛肉、雞蛋、紅糖、乳制品等都是含有鉻元素比較高的食品。多吃這些食品,就能保證人體的鉻元素的充足。當(dāng)然,前提是保證流失不會(huì)過多。
提起近視,許多人常將其歸咎于不良用眼,如看書距離不當(dāng),光太暗,持久用眼等。但飲食不當(dāng)也是誘發(fā)青少年近視的原因之一。
美國紐約大學(xué)研究員貝蘭博士對(duì)大量青少年近視病例進(jìn)行研究之后指出,體內(nèi)缺乏微量元素鉻與近視的形成有一定的關(guān)系。鉻元素在人體中與球蛋白結(jié)合,為球蛋白正常代謝必需。在糖與脂肪的代謝中,鉻協(xié)助胰島素發(fā)揮重要的生理作用。處于生長發(fā)育旺盛時(shí)期的青少年,鉻的需求比成人大。鉻主要存在于粗糧、紅糖、蔬菜及水果等食物中,有些家長不注意食物搭配,長期給孩子吃一些精細(xì)食物,從而造成缺鉻,眼睛晶體滲透壓的變化,使晶狀體變凸,屈光度增加,產(chǎn)生近視。
鉻的測定濕式消解法:準(zhǔn)確稱取1.0~2.0g樣品,置于消解瓶中,同時(shí)做試劑空白。如為干燥固體樣品,可酌加適量的水,使含水約75%以上,加硝酸10~15mL,混合放置,然后徐徐加熱。待激烈反應(yīng)停止并冷卻后,加硫酸5~7.5mL,再徐徐加熱。如消解過程中有大量氣泡可加辛醇2~3滴。溶液如變?yōu)榘瞪珪r(shí),再加2~3mL硝酸繼續(xù)加熱,至產(chǎn)生三氧化硫白煙而溶液呈現(xiàn)淡黃色或無色時(shí)消解完成。若消解不完全可再加少量硝酸及高氯酸1mL,加熱以加速消解,消解液冷卻后加5mL水及5mL草酸銨溶液,加熱至生成三氧化硫白煙為止,冷后加水使成50mL作為待測溶液,同時(shí)做試劑空白。
吸取鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液(3.2)0,0.20,0.50,1.00,2.00,4.00,6.00,8.00mL,分別置于150mL三角瓶中,加純水至50mL。
向標(biāo)準(zhǔn)系列中加0.5mL 1 1硫酸,0.5mL 1 1磷酸及2~3滴6%高錳酸鉀溶液。如紫紅色消褪則應(yīng)再加高錳酸鉀溶液。各加幾粒玻璃珠,加熱煮沸,如紫紅色消退,需補(bǔ)加高錳酸鉀至煮沸后仍需保持紫紅色。
冷卻后向各瓶中加1mL 20%尿素溶液,然后滴加2%亞硝酸鈉溶液,每加1滴需充分振搖,直到紫紅色剛褪去為止。待瓶中不冒氣泡后再將溶液轉(zhuǎn)移到50mL比色管中,用純水稀釋至刻度。
向比色管各加入2.5mL 1 7硫酸,0.5mL 1%二苯碳酰二肼,立即搖勻放置10min在波長540nm下用3cm比色皿以純水作參比測定吸光度值。繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
鉻是維持人體生命活動(dòng)的必需元素,能幫助胰島素促進(jìn)葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的效率,是重要的血糖調(diào)節(jié)劑及促進(jìn)生長發(fā)育的功能。此外,鉻是糖尿病的“克星“,在日常生活中可以多攝取富含鉻的食物。
鉻是動(dòng)物和人體必不可少的微量營養(yǎng)素之一。其主要作用是幫助維持身體中所允許的正常葡萄糖含量。飲食中供鉻不足與葡萄糖和類脂同化作用的改變有關(guān)。腸胃中鉻的吸收與食品中元素的化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)。研究表明,飲食中攝人的無機(jī)鉻只有1%被吸收,鉻一旦被吸收,便迅速離開血液分布于各個(gè)器官中,特別是肝臟,有3價(jià)鉻存在。在所有細(xì)胞組織中鉻的濃度都隨著年齡的增加而下降。吸收的鉻主要通過腎臟排泄。人體的頭發(fā)含鉻濃度最高,約為0.2~2.0mg/kg。
鉻的最好來源是肉類,尤以肝臟和其他內(nèi)臟,是生物有效性高的鉻的來源。啤酒酵母、未加工的谷物、麩糠、硬果類、乳酪也提供較多的鉻;軟體動(dòng)物、海藻、紅糖、粗砂糖中的鉻的含量高于白糖。家禽、魚類和精制的谷類食物含有很少的鉻。長期食用精制食品和大量的精糖,可促進(jìn)體內(nèi)鉻的排泄增加,因此造成鉻的缺乏。
鉻的豐富來源有干酪、蛋白類和肝。
良好來源有蘋果皮、香蕉、牛肉、啤酒、面包、紅糖、黃油、雞、玉米粉、面粉、土豆、植物油和全麥。
一般來源有胡蘿卜、青豆、柑橘、菠菜和草莓。
微量來源有大部分的水果和蔬菜、牛奶及糖。
需要補(bǔ)充鉻的人群可以多吃點(diǎn)上面列舉的食物。
鉻有助于胰島素促進(jìn)葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的效率,是血糖調(diào)節(jié)劑,可以預(yù)防糖尿病。大家在日常飲食中注意通過這些食物補(bǔ)充鉻元素,特別是糖尿病患者,更加應(yīng)該增加鉻元素的攝入量。
鉻對(duì)血糖代謝至關(guān)重要,它可以提高胰島素作用,使葡萄糖順利進(jìn)入人體細(xì)胞進(jìn)行代謝產(chǎn)生能量,如果你患有糖尿病或是低血糖你可以通過鉻來調(diào)節(jié)體內(nèi)葡萄糖的代謝。
鉻在提高高密度脂蛋白(HDL,對(duì)人體有利的脂蛋白),降低膽圍醇水平方面也發(fā)揮著積極的作用,有助于預(yù)防及改善動(dòng)脈硬化、預(yù)防高血壓等心血管疾病。
鉻有助于人們減少對(duì)甜食的渴求,幫助降低體脂含量、增加瘦肌肉組織、從而有助于促進(jìn)新陳代謝維持理想體重(瘦肌肉組織越多,代謝率越高),在減肥食品里很受歡迎。
1、對(duì)人皮膚
皮膚直接接觸鉻化合物所造成的傷害:
鉻性皮膚潰瘍(鉻瘡)
鉻化合物并不損傷完整的皮膚,但當(dāng)皮膚擦傷而接觸鉻化合物時(shí)即可發(fā)生傷害作用。鉻性皮膚潰瘍的發(fā)病率偶然性較高,主要與接觸時(shí)間長短,皮膚的過敏性及個(gè)人衛(wèi)生習(xí)慣有關(guān)。鉻瘡主要發(fā)生于手、臂及足部,但只要皮膚發(fā)生破損,不管任何部位,均可發(fā)生。指甲根部是暴露處,容易積留臟物,皮膚也最易破損,因此這些部位也易形成鉻瘡。形成鉻瘡前,皮膚最初出現(xiàn)紅腫,具搔癢感,不作適當(dāng)治療可侵入深部。潰瘍上蓋有分泌物的硬痂,四周部隆起,中央深而充滿腐肉,邊緣明顯,呈灰紅色,局部疼痛,潰瘍部呈倒錐形,潰瘍面較小,一般不超過3mm,有時(shí)也可大至12-30mm,或小至針尖般大小,若忽視治療,進(jìn)一步發(fā)展可深放至骨部,劇烈疼痛,愈合甚慢。
鉻性皮炎及濕疹
接觸六價(jià)鉻也可發(fā)生鉻性皮炎及濕疹,患處皮膚搔癢并形成水泡,皮膚過敏者接觸鉻污染物數(shù)天后即可發(fā)生皮炎,鉻過敏期長達(dá)3-6月,濕疹常發(fā)生于手及前臂等暴露部份,偶爾也發(fā)生在足及踝部,甚至臉部、背部等。
2、對(duì)呼吸道
鉻性鼻炎
接觸鉻鹽常見的呼吸道職業(yè)病是鉻性鼻炎,該病早期癥狀為鼻粘膜充血,腫脹、鼻腔干燥、搔癢、出血,嗅覺減退,粘液分泌增多,常打噴嚏等,繼而發(fā)生鼻中隔潰疹,潰疹部位一般在鼻中隔軟骨前下端1.5cm處,無明顯疼痛感。鉻性鼻炎根據(jù)潰瘍及穿孔程度,可為三期:
糜爛性鼻炎,鼻中隔粘膜縻爛,呈灰白色斑點(diǎn)。
潰瘍性鼻炎,鼻中隔變薄,鼻粘膜呈凹性缺損,表面有濃性痂蓋,鼻中粘膜蒼白,嗅覺明顯衰退。
鼻中隔穿孔,鼻中隔軟骨可見圓形成三角形孔洞穿孔處有黃色痂,鼻粘膜萎縮,鼻腔干燥。
3、對(duì)眼及耳
眼皮及角膜接觸鉻化合物可能引起刺激及潰瘍,癥狀為眼球結(jié)膜充血、有異物感、流淚刺痛、視力減弱,嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致角膜上皮脫落。
鉻化合物侵蝕鼓膜及外耳引起潰瘍僅偶然發(fā)生。
4、對(duì)腸胃道
誤食入六價(jià)鉻化合物可引起口腔粘膜增厚,水腫形成黃色痂皮,反胃嘔吐,有時(shí)帶血,劇烈腹痛,肝腫大,嚴(yán)重時(shí)使循環(huán)衰竭,失去知覺,甚至死亡。六價(jià)鉻化合物在吸入時(shí)是有致癌性的,會(huì)造成肺癌。
5、全身中毒
此種情況甚少,癥狀是:頭痛消瘦,腸胃失調(diào),肝功能衰竭,腎臟損傷,單接血球增多,血鈣增多及血磷增多等。
侵入途徑:吸入、食入。
健康危害:三價(jià)鉻對(duì)人體幾乎不產(chǎn)生有害作用,未見引起工業(yè)中毒的報(bào)道。進(jìn)入人體的鉻被積存在人體組織中,代謝和被清除的速度緩慢。鉻進(jìn)入血液后,主要與血漿中的球蛋白、白蛋白、r-球蛋白結(jié)合。六價(jià)鉻還可透過紅細(xì)胞膜,15分鐘內(nèi)可以有50%的六價(jià)鉻進(jìn)入細(xì)胞,進(jìn)入紅細(xì)胞后與血紅蛋白結(jié)合。鉻的代謝物主要從腎排出,少量經(jīng)糞便排出。六價(jià)鉻對(duì)人主要是慢性毒害,它可以通過消化道、呼吸道、皮膚和粘膜侵入人體,在體內(nèi)主要積聚在肝、腎和內(nèi)分泌腺中。通過呼吸道進(jìn)入的則易積存在肺部。六價(jià)鉻有強(qiáng)氧化作用,所以慢性中毒往往以局部損害開始逐漸發(fā)展到不可救藥。經(jīng)呼吸道侵入人體時(shí),開始侵害上呼吸道,引起鼻炎、咽炎和喉炎、支氣管炎。
切斷火源。戴好口罩和手套。收集回收。
國內(nèi)處理含六價(jià)鉻廢水的常用方法有硫酸亞鐵-石灰法、離子交換法、鐵氧體法等。
皮膚接觸:脫去污染的衣著,用流動(dòng)清水沖洗。
眼睛接觸:立即翻開上下眼瞼,用流動(dòng)清水或生理鹽水沖洗。
吸入:脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。
食入:給飲足量溫水,催吐,就醫(yī)。
S16:Keep away from sources of ignition - No smoking.
遠(yuǎn)離火源,禁止吸煙。
S26:In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.
眼睛接觸后,立即用大量水沖洗并征求醫(yī)生意見。
S27:Take off immediately all contaminated clothing.
立即脫掉全部污染的衣服。
S36/37/39:Wear suitable protective clothing, gloves and eye/face protection.
穿戴適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)服、手套和眼睛/面保護(hù)。
S45:In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the lable where possible).
發(fā)生事故時(shí)或感覺不適時(shí),立即求醫(yī)(可能時(shí)出示標(biāo)簽)。
R40:Possible risks of irreversible effects.
可能有不可逆作用的風(fēng)險(xiǎn)。