ક્રોમિયમ

ક્રોમિયમ : આવર્તક કોષ્ટકના 6ઠ્ઠા (અગાઉના VI A) સમૂહનું રાસાયણિક ધાતુતત્વ. સંજ્ઞા, Cr. તે અનેક રંગીન સંયોજનો બનાવતું હોવાથી ગ્રીક શબ્દ ‘ક્રોમો’ (= રંગ) પરથી આ નામ આપવામાં આવ્યું છે. 1797માં ફ્રેંચ રસાયણશાસ્ત્રી એલ. એન. વૉક્યુલિને તેને શોધી કાઢેલું.

કુદરતમાં તે મુક્ત અવસ્થામાં મળી આવતું નથી. પૃથ્વીના પોપડામાંના ખડકોમાં 123 ppm જેટલું ક્રૉમિયમ હોય છે. મનુષ્યના શરીરમાં તે અલ્પ પ્રમાણમાં હોય છે, પણ જીવન માટે અત્યંત જરૂરી ગણાય છે. કુદરતમાં તે ક્રોમાઇટ (FeO, Cr₂O₃) તરીકે (Al³⁺, Fe³⁺ Mn²⁺ અને Mg²⁺ની અશુદ્ધિ સાથે) દક્ષિણ આફ્રિકા, રશિયા, આલ્બેનિયા, ફિલિપાઇન્સ, ઝિમ્બાબ્વે, તુર્કી, બ્રાઝિલ, ભારત, ફિનલૅન્ડ વગેરે દેશોમાં મળી આવે છે. થોડા પ્રમાણમાં તે સુંદર, પીળા સ્ફટિકમય ખનિજ ક્રોકોઇટ (PbCrO₄) તરીકે મળી આવે છે. માણેકનો લાલ રંગ, નીલમણિ, સર્પેન્ટાઇન અને ક્રોમ અબરખનો લીલો રંગ, ક્રોમિયમને આભારી છે.

ક્રોમાઇટ ખનિજમાંથી ધાતુ મેળવવા માટે તેને પ્રથમ સોડિયમ કાર્બોનેટ અને લાઇમની હાજરીમાં ઊંચા તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે; જેમાં નીચેની પ્રક્રિયા થાય છે :

4Fe(CrO₂)₂ + 8Na₂CO₃ + 7O₂ → 2Fe₂O₃ + 8Na₂CrO₄ + 8CO₂

નીપજને પાણીમાં ઓગાળતાં Na₂CrO₄ પાણીમાં દ્રાવ્ય થાય છે. ખનિજમાં Al³⁺ની અશુદ્ધિ હોય તો દ્રાવણમાં CO₂ પસાર કરતાં તે Al(OH)₃ તરીકે અદ્રાવ્ય સ્વરૂપે અલગ પડી જાય છે. દ્રાવણનું વિદ્યુત-વિભાજન કરી અથવા તેમાંથી ક્રોમિયમ ઑક્સાઇડ બનાવી તેનું કાર્બન કે ઍલ્યુમિનિયમ વડે અપચયન કરવાથી લોહયુક્ત ક્રોમિયમ મળે છે : Cr₂O₃ + 2Al → 2Cr + Al₂O₃.

ક્રોમિયમ ભૂરાશ પડતી સફેદ, પ્રકાશનું પરાવર્તન કરતી અને પૉલિશ કરી શકાય તેવી ધાતુ છે. તે તન્ય છે પણ સહેજ અશુદ્ધિ તેને બરડ બનાવે છે. તે અનુચુંબકીય (paramagnetic) છે. ક્રોમિયમનો પરમાણુક્રમાંક 24, પરમાણુભાર 51,996, ઇલેક્ટ્રૉનીય સંરચના [Ar]3d⁵4s¹, ઘનતા 7.14 ગ્રા./ઘ.સેમી, ગ.બિ. 1900° સે અને ઉ.બિં. 2690° સે. છે.

સામાન્ય તાપમાને દરિયાના પાણીની તેમજ ભેજવાળી કે સૂકી હવાની તેની ઉપર અસર થતી નથી. તેનો પ્રથમ ઉપચયન-વિભવ ઋણ હોવા છતાં તેનું હવામાં ક્ષારણ થતું નથી. H, B, C, Si, N, P, S જેવી અધાતુઓ અને Se સાથે તે વિવિધ સંયોજનો બનાવે છે, જેમનાં ભૌતિક ગુણધર્મો ધાતુને મળતા આવે છે. ફ્લોરિન સાથે ઊંચા તાપમાને CrF₄ અને CrF₅, ક્લોરિન સાથે CrCl₃ અને આયોડિન સાથે 750-800° સે. એ CrI₂ અને CrI₃ બજાવે છે. HF, HCl અને H₂SO₄ સિવાયના ખનિજ ઍસિડ સાથે તેની પ્રક્રિયા થતી નથી. તેનાં સંયોજનોમાં તે -2થી +6 ઉપચયનાંક ધરાવે છે પણ સામાન્યત: +6, +3 અને +2 વધુ જોવા મળે છે. CrO₄^–2 અને Cr₂O₇^–2માં ઉપચયનાંક +6 છે.

Na અને K ક્ષારો ચામડાં કમાવવામાં, ધાતુની સપાટીના ઉપચયન માટે અને ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયાઓમાં ઉદ્દીપક તરીકે ઉપયોગી છે. ઑક્સાઇડ સંયોજનોમાં ક્રોમિયમ ટ્રાયૉક્સાઇડ (CrO₃) અગત્યનો છે. સોડિયમ ક્રોમેટ સાથે સાંદ્ર H₂SO₄-ની પ્રક્રિયાથી તેને મેળવવામાં આવે છે. તે નારંગી-લાલ સ્ફટિકમય પદાર્થ છે અને હવામાંથી ભેજ શોષે છે. કાચનાં વાસણો સાફ કરવા માટે, ક્રોમિયમનો ઢોળ ચડાવવા અને ચિનાઈ માટીકામમાં વર્ણક તરીકે તે વપરાય છે. તે ઉગ્ર ઉપચયનકર્તા છે અને કાર્બનિક પદાર્થ સાથે પ્રચંડ રીતે પ્રક્રિયા કરી શકે છે તેથી કાર્બનિક પ્રક્રિયાઓમાં ઉપચયનકર્તા તરીકે વપરાય છે. બીજો અગત્યનો ઑક્સાઇડ Cr₂O₃ છે જે સોડિયમ ડાયક્રોમેટને C સાથે ઊંચા તાપમાને ગરમ કરતાં મળે છે. તે લીલા રંગનો હોય છે અને વર્ણક તરીકે વપરાય છે. હાઇડ્રેટ પ્રકાર ગુઇડાનેટના ગ્રીન તરીકે જાણીતો છે, જ્યાં રાસાયણિક અને ઉષ્માપ્રતિરોધની જરૂર પડે ત્યાં તે વપરાય છે.

ક્રોમિયમની મિશ્ર ધાતુઓ પૈકી ફેરોક્રોમિયમમાં Cr (~70 %), Fe અને નિકલ હોય છે. તે ઉપચયન અને ક્ષારણ-પ્રતિરોધી ગુણધર્મો ધરાવે છે. કટલરી સ્ટીલમાં લોખંડ અને 13 % સુધી Cr હોય છે જે તેલ માટેની નળીઓ, ઑટોમોબાઇલ સંમાર્જક (trim), ધારદાર ચાકુ, છરી, કાતર વગેરે બનાવવામાં ઉપયોગી છે. સ્ટેનલેસ સ્ટીલમાં લોખંડ ઉપરાંત 16થી 22 % Cr, 8થી 15 % Ni તથા Mo, Mn વગેરે હોય છે. હેસ્ટેલૉય પ્રકારના સ્ટીલમાં Ni, Cr, Fe, Mn વગેરે ધાતુઓ હોય છે. આવાં સ્ટીલ HCl, HNO₃ હાઇપૉક્લોરાઇટ વગેરે માટેનાં રાસાયણિક સાધનો બનાવવામાં વપરાય છે. ઇન્કોનેલ (Ni, Cr, Fe) પણ તેના ક્ષારણ-પ્રતિરોધને કારણે રાસાયણિક સાધનો બનાવવામાં ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે. સ્ટેલાઇટ (Co, Cr, Ni, C, W, Mo) પ્રકારની મિશ્ર ધાતુ સખત હોવા ઉપરાંત ઊંચા તાપમાને પણ ઘર્ષણ-પ્રતિરોધી છે. તે લેથમાં, એન્જિનના વાલ્વ વગેરે બનાવવામાં વપરાય છે. નાઇક્રોમ અને ક્રોમલમાં નિકલ અને ક્રોમિયમ હોય છે. તે ઓછી વીજવાહકતા (ઊંચો અવરોધ) અને ઊંચા તાપમાને પણ ક્ષારણ-પ્રતિરોધ ધરાવતા હોવાને લીધે ઓવન, હૉટ પ્લેટ, તેલ ગરમ કરવાનાં સાધનો વગેરેમાં વપરાતાં તાપનગૂંચળાં (heating-coils) બનાવવાના ઉપયોગમાં લેવાય છે.

ક્રોમિયમનાં ઘણાં સંકીર્ણો જાણીતાં છે. થોડા પ્રમાણમાં ક્રોમિયમ જીવન માટે જરૂરી હોવા છતાં તેનાં સંયોજનો વિષાળુ અસર ધરાવે છે. ક્રોમેટ-સંયોજનો જ્યાં મોટા પાયે બનાવવામાં આવે છે ત્યાં ફેફસાનું કૅન્સર થયાના દાખલા છે.

પ્રવીણસાગર સત્યપંથી