KROM

IV. KROM

IV.1- Krom Hakkında Genel Bilgiler

Sembolü : Cr

Atom Numarası (proton/elektron sayısı) : 24

Atom Tartısı : 51,996

İzotopların Kütle Numarası : 50,52,53,54

Elektron Düzeni : [Ar] 3d5 4s1

Oksidasyon Sayısı : 1+,2+,3+,4+,5+,6+

Atom Hacmi : 7,23

Nötron Sayısı : 28

Sınıflama : Geçiş elementi (103)

IV.2- Doğada Bulunuşu

Krom 1797 yılında Louis Vauquelin tarafından keşfedilmiştir. Kromun en bilinen ve Krom eldesinde kullanılan minerali Kromittir (FeO.Cr2O3). Kromit spinel sınıfı oksidlerdendir. Krokoid adlı bir minerali de vardır (103) .

IV.3- Elde Edilişi

Metalik krom, krom (III) oksidin Alumino termi yolundan indirgenmesi ile ele geçer.

Bundan başka elektrolitik yoldan da, krom (IV) oksidin derişik sülfat asidi çözeltisinde

yapılan elektrolizinde, katod üzerine toplanır .

Endüstride krom en çok demir ile birlikte ferrokrom türü alaşımlar olarak kullanıldığı için kromit minerallerinin elektrik fırınlarında kömür ile indirgenmesi sonucu az oranda krom karbür (Cr2C3) ile beraber % 65-70 kromlu demir (ferrokrom) ele geçer (103) .

IV.4- Fiziksel Özellikleri

Krom parlak, gri renkli, sert bir metaldir. Yoğunluğu 7,19 g/cm3 tür. Erime noktası 1875 oC, kaynama noktası ise 2150 oC dir (103) . Madeni ve oldukça fazla miktarda parlaklık veren bir elementtir (104-107) . Kromit cevheri olarak bulunur. Krom bileşikleri zehirlidir. PrCrO4 yağlı boyalarda kırmızı renkli pigment olarak kullanılan çok değerli bir krom cevheridir (104-107) . –2 ile +6 arasında değişen oksidasyon basamaklarına sahiptir ancak genelde sadece 0,+2,+3 ve +6 şekilleriyle karşılaşılır.

IV.5- Kimyasal Özellikleri

Uygun koşullarda hava ve suya karşı dayanıklıdır ve bu nedenle kromla kaplanmış eşya çok kullanılır. Krom ince toz halinde havada yanarak krom (III) oksid oluşturur . Kromun diğer oksidleri krom (IV) oksid, CrO3 , kromperoksid, CrO5 dir.

Cr2O3 suda çözünmez, asidlerde çözünür. Diğer kızdırılmış oksidlerde olduğu gibi kızdırılmış ise, ancak soda çözünürleştirmesi yapmak yoluyla çözünebilir duruma getirilir. Bu iş için potasyum bisülfat da kullanılabilir. Krom gerilim sırasında Mn ile Fe arasında yer alır ve Cr3+ / Cr çiftinin potansiyeli -0,86 volttur. Klorür asidi ve sülfat asidi 2+ değerli krom katyonu vermek üzere kromu çözerler .

Krom (II) tuzları, örneğin CrCI2 koyu mavi renkli olup ancak inert bir atmosferde örneğin argon veya azot atmosferinde kararlıdır ve havada krom (III) tuzlarına yükseltgenir. Derişik sülfat asidi ve nitrat asidi kromu çözmezler, çünkü krom yüzeyi bunların yükseltgen etkisi ile koruyucu oksid tabakasıyla kaplanır ve pasifleşir. Krom, perklorat asidinde çözünür (103) .

Krom (III) tuzlarının sulu çözeltileri yeşil veya menekşe renklidirler. Böyle çeşitli renkler göstermelerinin nedeni Cr3+ katyonunun değişik sayıda su molekülü koordine etmesidir. Bu durumda suyla verdiği izomer kompleksler söz konusudur (103) .

Cr3+ tuzlarının oksalat ve tartaratlarla kompleks oluşturmasından ve bu komplekslerin de suda kolayca çözünmesinden dolayı bunların varlığında çöktürme reaksiyonları yapmak olanaksızdır (103) .

IV.6- Kullanım Alanları

Krom, saf halde kullanılmayan bir metaldir. Çeliklerin bileşimine girer (paslanmaz çeliklerde nikel ile birlikte). Dış etkilere karşı olduğu kadar sert özelliği olduğu için aşınmaya da dayanıklıdır. Bu yüzden krom koruyucu kaplamada da kullanılmaktadır (kromaj işlemi). Krom tuzlarının bazıları ise dericilikte ve tekstil üretiminde (anilin türevleriyle boyama işinde) kullanılmaktadır (103) . Krom cevherinin en önemli kullanım alanı paslanmaz çelik yapımında kullanılan ferrokrom üretimidir. Paslanmaz çelik metal ve silah endüstrisinin çok önemli bir maddesidir. Krom çeliğe sertlik, kırılma ve darbelere karşı direnç, aşınma ve oksitlenmeye karşı koruma sağlar. Krom kimyasalları paslanmayı önleyici özellikleri dolayısıyla uçak ve gemi sanayinde yaygın olarak; kimya endüstrisinde de sodyum bikromat, kromik asid ve boya hammaddesi yapımında, metal kaplama, deri tabaklama, boya maddeleri (pigment), seramikler, parlatıcı gereçler, katalistler, boyalar, organik sentetikler, konserve yapma ajanları, su işleme, sondaj çamuru ve diğer birçok alanda tüketilir.

IV.7- Kimyası ve Biokimyası

Krom, canlı ve cansız tüm varlıkların temel oluşum bloklarından biridir. Vücuttaki basit şekerlerin parçalanmasında rol oynar. İnsulin oluşumuna, kandaki şeker ve kolesterol düzeyinin kontrolüne yardım eder. Vücuttaki enzim ve hormonlar için çok önemlidir. Yağ, protein ve enerji metabolizmalarını da yönetir. Ani kilo kaybı, sinir uçları tahrişi ve şeker toleransı bozukluğu olanların tedavisinde en etkili madde kromdur.

İnsanlarda krom eksikliğinde gözlenen en yaygın belirtiler arasında bozulmuş glukoz toleransı (108,109) , glukozüri ve serum insulin düzeyinde (110,111) , kolesterolde (112-117) ve total trigliserid miktarında (113) artmalar yer alır. Krom eksikliği aynı zamanda kalp ve şeker hastalıklarına katkıda bulunur. Krom sağlık açısından önemli olup, diyetisyen veya beslenme uzmanları tarafından yapılan birçok modern diyette tavsiye edilen miktarları yer almayabilir. Daha da kötüsü şeker, tüketilen sınırlı miktardaki kromun vücut tarafından daha çok kullanımına sebep olur. Biyolojik olarak aktif olan krom, önemli bir insulin kofaktörüdür. İnsulin hormonu, açlık kontrolüne, enerji üretimini ayarlamaya, yağın yakılmasına, kas oluşumuna ve kolesterol kullanımına yardımcı olur. İnsulin, besinlerin ve diğer önemli bileşiklerin 70 trilyon vücut hücresi duvarlarından geçişini kontrol eder. Eğer hücrelere yeteri kadar yakıt (kan şekeri) girmezse, yeterli enerji üretilemez. Eğer, kan şekeri enerji olarak yakılamazsa, yağa dönüştürülür ve yağ hücrelerinde depolanır. Ayrıca yeteri kadar aminoasid hücrelere giremezse, ne kadar egzersiz yapılırsa yapılsın kaslar inşa edilemez. Eğer birçok hücreye dağıtılmak üzere karaciğerde üretilen kolesterol, hücre duvarlarından geçmezse, kanda birikir. Kolesterol ve onları taşıyan lipoproteinler kanda ne kadar uzun taşınırlarsa yükseltgenme oranları o kadar yüksek olur. Yükseltgenmiş kolesterol ve taşıyıcı lipoproteinler arter duvarlarında birikebilirler. Yapılan çalışmalar göstermiştir ki, dietlere krom yüklenerek, arterlerdeki kolesterol birikintileri yok edilebilir. Aktif biyolojik formundaki krom minerali, insulinin görevinde yardımcı olur. Yapılan çalışmalarda, bu biyolojik olarak aktif formun krom pikolinat olduğu ortaya çıkmıştır. Meyve ve sebzeler krom bakımından fakir toprakta yetişemediğinden, çok az miktarda krom içerirler. Ayrıca tahıl, yağlar, şeker rafine edilmemiş en doğal halinde, iyi bir krom kaynağıdır fakat besinin işlenmesi esnasında kromun %80’i kaybedilmektedir. Güvenli ve etkin bir krom takviyesi genel krom eksikliğini düzeltebilir. Bu dietsel takviyenin hızlı bir kilo kaybı esnasında kas oluşumuna yardım ettiğine, kandaki kolesterol seviyesini düşürdüğüne ve kan şekerini optimize ettiğine dair kanıtlar vardır . .
Krom normal glukoz homeostazis’inde önemli role sahip esansiyel bir eser elementtir (118-120) . 3 değerlikli şekli biolojik olarak aktiftir ve gerekli bir besin maddesi olarak bugün artık kabul edilmektedir. Genelde 6 değerlikli krom bileşikleri, 3 değerlikli olanlara göre intestinal mukozadan daha iyi absorbe olurlar (121) . Ancak gastrointestinal bölgedeki mide asidi ve diğer bileşiklerin hareketlerine bağlı olarak besinlerle alınan Cr (VI) nın büyük bir kısmı Cr (III) şekline döner (113) . Yapılan birçok çalışmada Cr(III)’ü kısmen geçirmeyen hücrelere Cr(VI)’nın kolaylıkla girebildiği gösterilmiştir (121) . Kandaki Cr (III) eritrositlere etki ederek plazma proteinlerine (transferrin gibi) bağlanma eğilimindedir. Krom tayin yöntemleri pek güçtür ve bu da kromla ilgili yayınların değerlendirilmesini güçleştirmektedir. Günlük krom alımı genellikle 10-60 mg arasındadır ve çoğu emilmeden dışkı ile atılır. Plazmada krom miktarı litrede 0.4-1.0 mmol kadardır. Daha düşük değerlere bakarak krom eksikliğine karar verenler vardır. Vücuttaki toplam miktarı ise 5-10 mg kadardır. Saçta krom miktarı tayin ederek krom eksikliğine karar verenler de vardır. Krom saçta 3-6 mmol/kg miktarında bulunur. Çocuklarda protein- kalori eksikliğinde krom eksikliği de genellikle birlikte bulunur ve bu durumda, dokuların glukoz kullanma kusuru ve diyabet eğilimi krom eksikliğine bağlanmıştır. Ülkemizde de bu konu ile ilgili çalışmalar yapılmıştır (122) . Erişkinlerde izole krom eksikliği ancak bir kez yeterli delillerle tanımlanmıştır (123) . Yapılan çalışmalarda krom’un hücreleri insulin etkisine duyarlı hale getirdiği düşünül-mektedir. Karabiber, bira mayası, karaciğer, kepekli ekmek gibi bazı besinlerin kromlu bir organik madde içerdiği, bu maddenin periferik hücrelerde glukoz kullanımını kolaylaştırdığı bildirilmiş ve buna “ glukoz tolerans faktörü – GTF “ denmiştir. GTF doğal olarak bulunan düşük molekül ağırlıklı (400-600 dalton) organik bir bileşiktir (124) . Suda çözünür ve yaş sıcaklık, asid ve baz muamelelerine karşı dayanıklıdır. Nikotinik asid, glisin, sistein, glutamik asid ve krom içeren bir komplekstir (118,119) . En zengin GTF kaynakları bira mayası, karaciğer ve böbrektir.

Cr’un glukoz homeostazis’i üzerine biokimyasal etkisinin temeli kesin olarak bilinme-mekle beraber bazı deliller GTF’nin insulin’in reseptörüne bağlanmasını arttırdığını gös- termektedir (118,119) .Cr aynı zamanda lipid metabolizmasını da değiştirir, ancak bu etkisi glukoz metabolizmasına olan etkisine göre ikinci planda kalır. Laboratuvar hayvanlarına uygulanan perhizdeki Cr eksikliği; yüksek kan glukozu, kolesterol ve trigliserid düzeyleri ile ilişkilidir (108,125) .

Ölçülen krom miktarı alete, metoda, dikkatsizlikten ileri gelen hatalara, kontaminas-yona ve beslenmeye bağlıdır. Çeşitli ülkelerde güvenilir krom ölçümleri AAS ile yapılmaktadır.

Çeşitli gıdalardaki krom miktarları ( mg/g );

Arpa unu; 5.69±0.65, kepekli buğday unu; 0.21, beyaz buğday unu; 0.13, mısır nişastası; 0.11, sakkaroz; 0.04, kazein; 0.25 ve bira mayası; 0.56.  Kaynak