三价铬（铬在+3状态下的化合状态）

VLoG
VLoG
次浏览
更新时间：2023-05-19
三价铬
铬在+3状态下的化合状态
三价铬是指铬在+3状态下的化合状态，其危害性次于六价铬，在目前的产品运用中，属于环保系列。三价铬含量对镀铬层的质量至关重要，测定和控制三价铬的含量，不仅能了解镀液的性能、溶液的导电性、阳极的状况等情况，还能保证镀铬的正常进行。该法是通过目视比色法测定三价铬的含量，操作方便、快捷、准确。
2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，铬(III)化合物在3类致癌物清单中。
基本信息
中文名
三价铬
外文名
Chromium III
化学式
Cr3+
分子量
51.996
化学性质
还原性，氧化性
测定方法
比色法
外观
浅绿色
应用
工业领域(生理领域)
收起
测定原理
三价铬在酸性溶液中，在硝酸银接触下，与过硫酸铵反应氧化成六价铬：
Cr2(SO4)3十3(NH4)2S2O8十8H2O=2H2CrO4十3(NH4)2SO4十6H2SO4
然后测定总铬量，从总铬量中减去六价铬量，即得三价铬量。过量的过硫酸铵经煮沸后完全分解。
2(NH4)2S2O8+2H2O===2（NH4)2SO4+2H2SO4+O2↑
测定试剂
1、1：1硫酸：配制方法同前。
2、苯基代邻氨基苯甲酸指示剂：配制方法同前。
3、标准0.lmol硫酸亚铁按溶液：配制方法与标定方法同前。
4、1%硝酸银溶液：称取1克硝酸银，溶于100毫升蒸馏水中即可。
5、过硫酸铵：固体。
测定分析
HY-3型三价铬目视比色仪
用移液管吸取镀液5毫升于100毫升容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。用移液管吸此稀释液5毫升于250毫升锥形瓶中，加水75毫升、1：1硫酸10毫升、1%硝酸银溶液10毫升及过硫酸铵固体2克，煮沸至冒大气泡两分钟左右，冷却。加苯基代邻氨基苯甲酸指示剂3滴，以标准0.lmol硫酸亚铁铵溶液滴定至由紫红色变绿色为终点。
测定计算
cCr3+=[ (V2-V1)×M×0.0173×1000]/0.25
式中：Vl一分析铬配时耗用标准硫酸亚铁链溶液的毫升数
V2一本实验耗用标准硫酸亚铁链溶液的毫升数
M一标准硫酸亚铁铰溶液的摩尔浓度
生理功能
防治糖尿病
三价铬是葡萄糖耐量因子的组成部分，对调节糖代谢、维持体内正常的耐量起重要作用。三价铬还作用于葡萄糖代谢中的磷酸变位酶。人吃进的淀粉可以分解为葡萄糖，在胰岛素和三价铬的共同作用下完成糖代谢。
动脉硬化高血压
三价铬能影响机体的脂质代谢，降低血中胆固醇和甘油三酯的含量。
预防癌症
三价铬是核酸类的稳定剂，可防止细胞内某些基因物质的突变，从而预防癌症。
食疗补三价铬
营养学家推荐的摄取量：
1～3岁每日20～80微克，4～6岁是30～120微克，青少年和成人为50～200微克。补充三价铬时应注意无机铬的吸收率很低，有机物生成的自然复合物中的三价铬较易被吸收。三价铬的主要食物来源有：玉米、胚芽米、米糖、苹果皮、动物肝脏、红糖、海产品、坚果、啤酒等。
工业应用
装饰性镀铬
关于三价铬装饰性镀铬工艺的研究论文和专利不少，但由于各方面的原因一直未能成功进入生产应用。真正意义上获得生产应用的是1974年。
国际铅锌研究机构主要致力于以次磷酸盐作络合剂时，添加F-改善低温镀性，提高电流效率、添加硫化物提高镀速、三价铬镀后处理以及三价铬镀黑铬等方面的研究。关于添加F-提高电流效率，不同的研究者似乎有着不同的研究结果。Edigaryan等证实在以草酸作络合剂时添加F-可提升电流效率；但Hwang等在以次磷酸盐作络合剂的三价铬电镀时得出相反结论，添加F-降低电流效率，添加NH4+;可提高电流效率。
镀厚铬和硬铬
在三价铬装饰性镀铬取得进展的同时，对三价铬镀取厚铬的研究也逐步展开，但进展不大。究其主要原因有以下几点：
(1)镀液pH值，特别是阴极表面附近层的pH值的升高导致形成Cr(OH)3胶体，阻碍三价铬镀层的继续增厚;
(2)Cr3+的水解产物发生羟桥、聚合反应，形成高分子链状凝聚物吸附在阴极，阻碍Cr3+的还原;
(3)Cr3+还原的中间产物Cr2+的富集，对Cr3+羟桥反应的引发和促进作用;
(4)持续电解过程中Cr3+的活性络合物的逐步减少和消失。
针对以上几点，要镀厚度超过50um的三价铬镀层，就必须在镀液方面作出调整，采取相应措施，如降低镀液的pH值、选择更好的缓冲剂、加快溶液循环搅拌、增加络合剂浓度来增加络合反应与羟桥反应的竞争性、保持足够的活性络合物浓度、添加特殊化合物减少Cr2+的富集，使之形成二核络合物来减少其对Cr3+羟桥聚合反应的引发促进作用等。近几年来关于三价铬镀厚铬的报道都是围绕以上措施的联合作用而实现的。
三价铬厚铬镀层一般均有裂纹，但未贯穿基底，镀层中往往夹杂有C等杂质元素，呈现非晶或微晶结构。镀层一般耐蚀性较好，硬度在60O-900HV之间，若经适当温度的热处理，硬度可增加到1200～1800HV，耐磨性也大大增强，能较好地满足镀硬铬的要求。
制皮革
有鞣性的铬盐是三价铬盐，以碱式硫酸铬为代表，也被称为铬鞣剂。它鞣制性能好，适用于各类皮革、各种毛皮的鞣制，鞣制得到的成革具有优良的物理机械性能和感官特性，是最重要的鞣剂。
三价碱式铬盐经陈化后，形成有鞣性的铬络合物，它的鞣制性能的强弱可以用碱度表示。所谓碱度就是用百分率表示的铬络合物中羟基(OH)的总当量数对铬的总当量数的比值。碱度大表示铬络合物的分子大，即与皮蛋白质的结合能力强；碱度小则表示铬络合物的分子小，与皮蛋白质结合的能力弱，但渗透能力强。所以碱度是铬鞣剂的一个重要指标。
铬鞣剂的鞣制机理是，三价碱式铬盐络合物与皮胶原的侧链上的羧基发生多点结合和交联，增强了皮胶原的结构稳定性。所以，铬鞣革的收缩温度很高（一般超过95℃），耐酸、碱、酶和微生物的能力强。经铬鞣剂鞣制的皮革半成品为蓝色，称为蓝湿革。