குரோமியம்

குரோமியம் (தமிழில் நீலிரும்பு, Chromium) Cr என்கிற வேதியியல் குறியீடு கொண்டுள்ள ஒரு தனிமம். இதுவொரு மாழையும் (உலோகமும்) ஆகும். இதன் அணுவெண் 24. குரோமியம் இயற்கையில் தனி உலோகமாகக் கிடைப்பதில்லை. குரோமியத்தின் செழுமை பூமியின் மேலோட்டுப் பகுதியில் ஓரளவு செறிவாகக் (0.02 %) காணப்படுகிறது. குரோமியம், குரோமைட்டு என்ற செவ்வீயத் தாது, குரோமிடைட்டு, குரோகோய்சைட்டு போன்ற கனிமங்களில் காணப்படுகின்றது. இதில் குரோமைட்டு கனிமம் இந்தியாவில் சேலம் மாவட்டத்திலும் துருக்கி, ஈரான், அல்பேனியா, பின்லாந்து, பிலிப்பைன்சு, மலகாசி, தென் உரொடீசியாவிலும் கிடைக்கின்றது.
கண்டுபிடிப்பு

இத் தனிமம் 1797 ல் வாக்குலின் என்ற வேதியலாரால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. குரோ கோய்சைட்டு கனிமத் தூளை பொட்டாசியம் கார்பனேட்டுடன் கலந்து கொதிக்க வைக்க ஈய கார்பனேட்டும் ஒரு வகையான மஞ்சள் நிற நீர்மமும் விளைந்தன. இது ஒரு வகைப் புதிய காடியின் (அமிலத்தின்) பொட்டாசிய உப்பாக இருக்க வேண்டும் என்று முடிவு செய்தார். பல்வேறு வினைமங்களுடன் இந்த நீர்மத்தைச் சேர்க்க கரைசல் பல்வேறு நிறங்களைப் பெறுவதைக் கண்டார். பாதரச உப்புக்கள் சிவப்பு நிறத்தையும், ஈய உப்புக்கள் மஞ்சள் நிறத்தையும், டின் குளோரைடு பச்சை நிறத்தையும், கரைசலுக்கு ஊட்டின. இதன் காரணமாக நிறம் என்ற பொருள் தரக் கூடிய கிரேக்க மொழிச் சொல்லான 'குரோமா' என்ற சொல்லிலிருந்து குரோமியம் என்ற சொல்லை உருவாக்கி அப்புதிய தனிமத்திற்குப் பெயர் சூட்டினார்

அலுமினியத்தினால், குரோமியம் ஆக்சைடை ஆக்சிசனீக்க வினைக்கு வெப்பவூட்டல் முறையினால் உட்படுத்திப் பெறமுடியும். இது மாங்கனீசு உலோகத்தைத் தனித்துப் பிரிப்பதற்குப் பின் பற்றப்படும் வழிமுறையை ஒத்தது.
உற்பத்தி

தோராயமாக 2013 ஆம் ஆண்டில் மட்டும் 28.8 மில்லியன் மெட்ரிக் டன் சந்தைப்படுத்தப்படும் குரோமைட்டு தாது குரோமைட் தாது உற்பத்தி செய்யப்பட்டது மற்றும் 7.5 மெட்ரிக் டன் குரோமியத் தாதுவானது பெரோகுரோமியமாக மாற்றப்பட்டது. குரோமைட்டு தாது இறுதிகட்டச் செயல்முறையில் பெர்ரோகுரோமாக மாற்றப்படுகிறது. இதன் இறுதிப்பயன்பாடு துரு ஏறாத எஃகு தயாரிக்கப் பயன்படுவதுமேயாகும் என்று யான் எஃப். பாப் என்பவர் ஒரு செய்தி இதழில் வெளியிட்டார்.
உலகில் 2013 ஆம் ஆண்டில் தென் ஆப்பிரிக்கா (48%), கசகிசுத்தான் (13%), துருக்கி (11%), இந்தியா (10%) போன்ற நாடுகள் அதிக அளவில் குரோமியம் தாதுவை உற்பத்தி செய்தன. எஞ்சியிருக்கும் 18% குரோமியத்தை உலகிலுள்ள பிற நாடுகள் அனைத்தும் சேர்ந்து உற்பத்தி செய்தன.
குரோமியம் தாதுவை சுத்திகரிப்பு செய்வதால் இரண்டு முக்கிய பொருட்கள் பெரோகுரோமியமும் உலோக குரோமியமும் முக்கியமான விளைபொருட்களாகக் கிடைக்கின்றன. இந்த பொருட்களை தாதுப்பொருள்களில் இருந்து தயாரிக்கும் செயல்முறைகள் கணிசமாக வேறுபடுகின்றன.
பெரோகுரோமியம் பேரளவில் உற்பத்தி செய்ய குரோமைட்டு தாதுவானது (FeCr2O4), மின்சாரவில் உலையில் இட்டு ஒடுக்கப்படுகிறது. அல்லது அலுமினோ வெப்பச் செயல்முறையில் சிறிய உலைகளில் இட்டு ஒடுக்கப்படுகிறது.
தூய குரோமியம் தயாரிப்பதற்கு முதலில் இரும்பு குரோமியத்திலிருந்து நீக்கப்பட வேண்டும். அதற்கு வறுத்தல் மற்றும் கழுவிப்பகுத்தல் என்ற இரண்டு படி நிலைகள் பயன்படுகின்றன.
கால்சியம் கார்பனேட்டு மற்றும் சோடியம் கார்பனேட்டு ஆகியவற்றை குரோமியத் தாதுவுடன் சேர்த்து கலவையை காற்றின் முன்னிலையில் சூடுபடுத்த வேண்டும். குரோமியம் அதன் ஆறு இணைதிற வடிவில் ஆக்சிசனேற்றமடைகிறது. இரும்பு அதனுடைய நிலைப்புத்தன்மை மிக்க Fe2O3 சேர்மமாக மாறுகிறது. உயர் வெப்பனிலைகளில் மேற்கொள்ளப்படும் அடுத்தடுத்த கழுவிப்பகுத்தல் செயல்முறைகளால் குரோமேட்டுகள் கரைந்து கரையாத இரும்பு ஆக்சைடு வீழ்படிவாகிறது. குரோமேட்டு கந்தக அமிலத்தின் மூலம் டைகுரோமேட்டாக மாற்றப்படுகிறது.
:4 FeCr2O4 + 8 Na2CO3 + 7 O2 → 8 Na2CrO4 + 2 Fe2O3 + 8 CO2

:2 Na2CrO4 + H2SO4 → Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O
இவ்வினையில் உருவாகும் டைகுரோமேட்டை கார்பன் சேர்த்து அலுமினோ வெப்பச் செயல்முறை மூலம் ஒடுக்குதல் வினைக்கு உட்படுத்தி குரோமியம்(III) ஆக்சைடு தயாரிக்கப்படுகிறது.
:Na2Cr2O7 + 2 C → Cr2O3 + Na2CO3 + CO
:Cr2O3 + 2 Al → Al2O3 + 2 Cr
பண்புகள்

குரோமியம் ஒரு சாம்பல் நிற அதிக பளபளப்பும் கடினமும் கொண்டுள்ள மாழை. அதன் உருகுநிலை உயர்வானது. குரோமியத்தில் பெரும்பாலுமாக காணப்படும் உயிரியவேற்ற (ஆக்சிசனேற்றா) நிலைகள் +2, +3, +6 ஆகும்; அதில் +3 உயிரியவேற்ற நிலை அதிகளவு நிலைப்பானது. +1, +4, +5 உயிரியவேற்ற நிலைகள் அரிதானவை. +6 உயிரியவேற்ற நிலை கொண்டுள்ள நீலிரும்புச் சேர்மங்கள் வலுவான உயிரியவேற்றிகள் (oxidants). குரோமியம் ஆக்சிசனுடன் மந்தமாகவே தாக்கமடையும், அதாவது மிகமெல்லிய, கரையாத, பாதுகாப்பளிக்கும் ஆக்சைடுப் படலத்தைக் குரோமியத்தின் மேல் தோற்றுவிக்கும். இது மேலும் அந்த உலோகம் ஆக்சிசனேற்றமடைவதைத் தடுக்கிறது.

இதன் வேதிக் குறியீடு Cr ஆகும் .இதன் அணுவெண் 24 ,அணு நிறை 52, அடர்த்தி 7190 கிகி/கமீ,உருகு நிலையும் கொதி நிலையும் முறையே 2173 K, 2873 K ஆகும். குரோமியம் மெல்லிய நீலம் பாய்ந்த வெண்ணிறங் கொண்ட மிகவும் கடினமான, பொலிவு மிக்க, உடைந்து நொருங்கக் கூடிய ஓர் உலோகமாகும். அதனால் இதை முழுஅளவில் மெல்லிய தகடாக அடிக்கவோ கம்பியாக இழுக்கவோ முடிவதில்லை ஆக்ஸி- ஹைட்ரஜன் சுடரில் பிரகாசமாய் எரிந்து அதன் ஆக்சைடை உண்டாக்குகின்றது . செந்தணலாய் சூடுபடுத்தப் பட்ட குரோமியம் நீராவியைப் பகுக்கின்றது .

காற்று வெளியில் நிலையானது. நீர்த்த அமிலங்களில் மெதுவாகக் கரைந்து, காற்று வெளித் தொடபில்லாத போது நீல நிறத்தில் குரோமஸ் உப்புக் கரைசலையும், ஐதரசனையும், காற்று வெளித் தொடர்பு கொள்ளும் போது அக்கரைசல் விரைந்து பச்சை நிறங் கொண்ட குரோமிக்கு உப்புக் கரைசலாகவும் மாற்றம் பெறுகிறது. உயர் உருகு நிலை, உயரளவு கடினத் தன்மை ,பிற உலோகங்களுடன் கலந்து கலப்பு உலோகத்தை ஏற்படுத்தக் கூடிய நல்லிணக்கம், போன்ற பண்புகள் கலப்பு உலோகத் துறையில் பலன் தருகின்றன. மிகச் சிறிதளவு வேற்றுப் பொருள் தூய குரோமியத்தோடு கலந்திருந்தாலும் அதை நொறுங்கும் தன்மையுடையதாக்கி விடுகின்றது. ஆனால் குரோமியக் கலப்பு உலோகங்கள் இக் குறைபாடுகளைப் பெற்றிருப்பதில்லை .

குரோமியம் நல்ல மின் மற்றும் வெப்பங் கடத்தியாக உள்ளது. ஆனால் 37 பாகை செல்சியசில் குரோமியத்தின் இத்தகைய பண்புகள் மாறுதலுக்கு உள்ளாகின்றன. இதன் அக உராய்வு பெருமத்தை எட்டுகிறது. மீள் குணகம் சிறுமத்தைத் தொடுகிறது. வெப்பஞ் சார்ந்த பெருக்கம், வெப்ப மின்னியக்கு விசை ,மின் கடத்தும் திறனில் கூட திடீர் மாற்றங்கள் ஏற்படுகின்றன. வெப்ப நிலை சார்ந்து இணை திறனில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் குரோமியத்தின் உலோக நிலைகளை வேறுபடுத்தலாம் என்று சிலர் கருதுகின்றனர்

thumb|left|நீலிரும்பு

அதிக எண்ணிக்கையில் குரோமியம்(III) சேர்மங்கள் அறியப்படுகின்றன. தனிம நிலைக் குரோமியத்தை ஐதரோ குளோரிக் அமிலம் அல்லது கந்தக அமிலங்க்களில் கரைத்து குரோமியம்(III)அயனிகளைப் பெறலாம். அலுமினியம் அயனியின் கிட்டத்தட்ட அதே அணு ஆரத்தை குரோமியம் அயனியும்(III) கொண்டுள்ளது. குரொம் படிகாரம் மற்றும் படிகாரம் போன்ற சில சேர்மங்களில் அவை ஒன்றுக் கொன்று தங்களுக்குள் பரிமாற்றம் செய்து கொள்கின்றன. குரோமியம் அயனிகள் எண்முக அனைவுச் சேர்மங்களாக உருவாகின்றன. குரோமியம் மையங்களுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ள அயனிகளைப் பொருத்தே அந்த அணைவுச் சேர்மத்தின் நிறம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

அதிக எண்ணிக்கையில் குரோமியம்(III) சேர்மங்கள் அறியப்படுகின்றன. தனிம நிலைக் குரோமியத்தை ஐதரோ குளோரிக் அமிலம் அல்லது கந்தக அமிலங்க்களில் கரைத்து குரோமியம்(III)அயனிகளைப் பெறலாம். அலுமினியம் அயனியின் கிட்டத்தட்ட அதே அணு ஆரத்தை குரோமியம் அயனியும்(III) கொண்டுள்ளது. குரொம் படிகாரம் மற்றும் படிகாரம் போன்ற சில சேர்மங்களில் அவை ஒன்றுக் கொன்று தங்களுக்குள் பரிமாற்றம் செய்து கொள்கின்றன. குரோமியம் அயனிகள் எண்முக அனைவுச் சேர்மங்களாக உருவாகின்றன. குரோமியம் மையங்களுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ள அயனிகளைப் பொருத்தே அந்த அணைவுச் சேர்மத்தின் நிறம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.
பயன்கள்

* மாழையியல் பயன்களில், நீலிரும்பு அரிப்பெதிர்ப்பையும் பளபளப்பையும் தூண்டுகிறது.எஃகுடன் சிறிதளவு குரோமியத்தைச் சேர்க்க, கலப்பு உலோகத்தின் கடினத் தன்மை பல மடங்காக அதிகரிக்கிறது. தேய்மானத்தை எதிர்ப்பதால் இயந்திரப் பொறிகளில் உள்ள உட் கூறுகளின் தேய்மானத்தைத் தவிர்த்துக் கொள்ள முடிகிறது. இதன் புறப் பரப்பில் வீழ்படியும் குரோமியம் கார்பைடு மிகவும் கடினமான பொருளாகும். இதுவே தேய்மானத்திற்கு எதிரான ஒரு காப்புக் கவசமாக விளங்குகிறது. உயர் வெப்பந்தாங்கும் பொருட்களின் உற்பத்தியில் இது முக்கிய மூலப்பொருளாக இருக்கிறது.
* 1000 பாகை செல்சியசு வரை வெப்ப நிலையைத் தாக்குப் பிடிப்பதால் உயர் வெப்ப நிலையில் செயலாற்றும் கருவிகளை வடிவமைக்கவும் இது பயன் தருகிறது. குரோமைட்டு தாதுவை கரித் தூளுடன் சேர்த்து மின் உலை மூலம் வெப்பப்படுத்தினால் பெரோ குரோம் என்ற பொருள் கிடைக்கிறது. இது மணித் தாங்கிங்களை (Ball bearing) தயாரிக்க உதவும் மூலப் பொருளாகப் பயன்படுகிறது.
* 17 முதல் 19 விழுக்காடு குரோமியம், 8 முதல் 13 விழுக்காடு நிக்கல், ௦.1 விழுக்காடு கார்பன் கொண்ட எஃகான துருப்பிடிக்காத எஃகு (Stainless steel) எரிவாயு அடுப்பு, சைக்கிள், மகிழுந்து வண்டிகளுக்கான உதிரி பாகங்கள், சக்கரங்களுக்கான வட்டச் சட்டம்(பால் பேரிங்), போன்ற பல பொருட்கள் தயாரிக்கப் பயன்படுகிறது.
* 4 விழுக்காடு குரோமியம், 34 விழுக்காடு நிக்கல் 62 விழுக்காடு இரும்பு கலந்த நைக்குரோம் உயரளவு மின்தடை காரணமாக மின்னடுப்பு, மின்னுலைக்கான மின் கம்பியாகப் பயன்படுகிறது. இதனுடன் சிறிதளவு கோபால்ட்டு, மாலிப்பிடினத்தைச் சேர்க்க மின் கம்பியானது 650 -900பாகை செல்சியசு வரை வெப்பம் தாங்குகிறது 74 :18 :8 என்ற விகிதத்திலான இரும்பு, குரோமியம் நிக்கல் கலப்பு மாழை (உலோகம்) 1100 பாகை செல்சியசு வரை வெப்பத்தையும், 80 : 20 நிக்கல், குரோமியக் கலப்பு உலோகம் 1150 பாகை செல்சியசு வரை வெப்பத்தையும் தாங்கவல்லன.
* கோபால்ட்டு, மாலிப்பிடினம், குரோமியம் கலந்துள்ள கலப்பு உலோகம் கெமோ குரோமியம் என்பர். இது உடல் நலத்திற்குச் சிறிதும் தீங்கிழைக்காதது{. அதனால் செயற்கை உறுப்புகள் அறுவைச் சிகிச்சைக் கருவிகள் செய்யப் பயன்படுகின்றது.
* மாங்கனீசு,குரோமியம் மற்றும் ஆண்டிமணி இவற்றைக் கொண்டு உருவாக்கப்பட்ட ஒரு மலிவான கலப்பு உலோகம் வெப்ப நிலைக்கு ஏற்ப மாறுபடும் காந்தப் பண்பைப் பெற்றுள்ளது. இது தானியங்கு கருவிகளுக்கான வெப்ப நிலை உணர்வறி உறுப்புகளில் பயன்படுத்திக் கொள்ளப்படுகிறது.
* குரோமியத்தையும் மாக்னசைட்டு என்ற கனிமத்தையும் சேர்த்து உயர் வெப்பநிலையைத் தாக்குப் பிடிக்கும் தீச்செங்கலை உருவாக்கயுள்ளனர். இது உலோகங்களை உருக்கும் சூட்டுலைகள் வார்ப்பச்சுகள் போன்றவை தயாரிக்கப் பயன்படுகிறது.
* குரோமைட்டுக் கனிமம் மற்றும் பொட்டாசியம் சோடியம் குரோமேட்டுகள் கலந்த குரோம் ஆலம் என்ற பொருள் தோல் பதனிடும் தொழில் பங்கேற்றுள்ளது. இது துணி ,கண்ணாடி , பீங்கான் ஆகியவை தயாரிக்கும் தொழிற்சாலைகளிலும் சாயப் பொருள் உற்பத்தி முறையிலும் பயன்படுகிறது.
* செயற்கை மாணிக்கம் (Ruby) அலுமினியம் ஆக்சைடு (௦.05 %) மற்றும் குரோமியம் ஆக்சைடு கொண்டு தயாரிக்கப்படுகிறது. இது திண்ம சீரொளிகளை (இலேசர்களை) உருவாக்கப் பயனளிக்கிறது
* கண இரக வண்டிகளின் சோதனை ஓட்டக் காலத்தைக் குறைக்க எரி பொருளோடு சிறிதளவு குரோமிக் காடியை சேர்க்கின்றார்கள் . எரிகலனில் எரிக்கப்படும் குரோமிக் ஆக்சைடு நுண் துகள்களாக உட்சுவர் பகுதிகளில் ஒட்டிக் கொண்டு இயக்கத்தின் போது கூடுதலான உராய்வுக்கு உட்பட்டு கரடு முரடான பிறபகுதிகளைச் சமப்படுத்தி தடையில்லா இயக்கத்திற்கு விரைவில் தயார்படுத்தி விடுகிறது.
* ஒளிப் பதிவு நாடாக்களில் குரோமிக் ஆக்சைடு பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஒளிப்படச் சுருள் மருந்துப் பொருள் உற்பத்தியில் வினையூக்கியாக குரோமிக் ஆக்சைடு பயன்படுகிறது.
* கலப்பு உலோகங்கள் மட்டுமின்றி முலாம் பூச்சிற்கும் குரோமியம் பெருமளவில் பயன்படுகிறது. இணைதிறன் 2 என்றவாறுள்ள சேர்மங்கள் குரோமியம் புரோமைடு போன்றவை வளி மண்டலக் காற்றால் மிக எளிதில் ஆக்சிஜனேற்றம் பெற்று விடுகின்றன. குரோமியம் அரியெதிர்ப்பு கொண்டதால் முலாம் பூச்சுத் தொழிலில் பயன்படுகிறது. இணை திறன் 3 என்றவாறுள்ள சேர்மங்களிளிருந்து மின்னாற்பகுப்பு மூலம் குரோமியத்தைப் பிரித்து பொருளின் மீது படிய வைப்பது மிகவு கடினம். இணைதிறன் 6 என்றவாறுள்ள குரோமியச் சேர்மம் (குரோமிக் காடி) குரோமிய முலாம் பூச்சிற்கு மிகவும் உகந்ததாக உள்ளது. குரோமியப் பூச்சை உலோகங்களுக்கு மட்டுமின்றி நெகிழ்மங்களின் மீதும் செய்ய முடியும்.
மேற்கோள்கள்

* Los Alamos National Laboratory - Chromium
புற இணைப்புகள்

* ATSDR Case Studies in Environmental Medicine: Chromium Toxicity U.S. Department of Health and Human Services
* IARC Monograph "Chromium and Chromium compounds"
* It's Elemental – The Element Chromium
* The Merck Manual – Mineral Deficiency and Toxicity
* National Institute for Occupational Safety and Health – Chromium Page
* Chromium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
*


பகுப்பு:தனிமங்கள்
பகுப்பு:தாண்டல் உலோகங்கள்

பகுப்பு:உணவுப் பட்டியல் கனிமங்கள்
பகுப்பு:தாயகத் தனிமக் கனிமங்கள்