鉻是1797年法國化學家沃克蘭從當時稱為紅色西伯利亞礦石中發現的。早在1766年,在俄羅斯圣彼得堡任化(hua)學教授的德國的列曼(man)曾經分析了(le)它,確定(ding)其中含有鉛(qian)。1798年沃克蘭給他找到(dao)的這(zhe)種灰(hui)色(se)針(zhen)狀金屬命(ming)名為chrom,來自(zi)希(xi)臘(la)文chroma(顏(yan)色(se))。由此得到(dao)鉻(ge)的拉(la)丁名稱(cheng)chromium和元素符號(hao)Cr。差不多在同(tong)一個時期里(li),克拉(la)普羅特也從鉻(ge)鉛(qian)礦中獨(du)立(li)發(fa)現了(le)鉻(ge)。
我(wo)國(guo)考(kao)古人員在秦陵挖(wa)掘(jue)的(de)(de)寶劍,其(qi)劍鋒利無比,原(yuan)因(yin)是劍鋒上面(mian)覆蓋(gai)了(le)一(yi)層鉻(ge),聽起來(lai)不算神奇,但是可以證(zheng)明(ming)幾千年前我(wo)們(men)就發(fa)現并(bing)使用(yong)鉻(ge)了(le)。從秦兵馬俑二號坑出土(tu)的(de)(de)青銅劍,長86厘米劍身上有(you)8個棱(leng)面(mian),極為對稱(cheng)均衡。它們(men)歷經(jing)2,000年,從地下出土(tu),卻(que)無蝕無銹,光潔如新。用(yong)現代科學方(fang)法(fa)檢測分析,這些青銅劍表面(mian)竟涂有(you)一(yi)層厚約10微米的(de)(de)氧化膜,其(qi)中(zhong)含鉻(ge)2%。
這一發現立即震動了世(shi)界(jie),因為這種(zhong)鉻(ge)鹽氧化處理(li)是(shi)近代才掌握的(de)先(xian)進(jin)工藝(yi)。據(ju)說德(de)國(guo)在1937年,美國(guo)在1950年才先(xian)后發明(ming)并申請專(zhuan)利,而且只有在一套比較復雜的(de)設備和工藝(yi)流程下(xia)才得以(yi)實現。秦人的(de)鑄造水平(ping)之高(gao),真是(shi)不(bu)可思議。
尤(you)為(wei)值(zhi)得稱道(dao)的(de)是(shi),這(zhe)些青銅劍(jian)的(de)韌(ren)性異常驚人。有一口(kou)劍(jian),被一具150公斤重的(de)陶俑(yong)(yong)壓彎(wan)了(le),彎(wan)曲度超過45度。當陶俑(yong)(yong)被移(yi)開的(de)一瞬(shun)間,奇跡(ji)發生了(le),青銅劍(jian)反彈平直,自然還原。這(zhe)精(jing)湛(zhan)的(de)鑄劍(jian)技藝,令人膛目結(jie)舌,卻不知(zhi)為(wei)何。
鋼鐵(tie)工業(ye)中廣泛應用的鉻鐵(tie)合金(jin)和硅鉻合金(jin)是用電(dian)爐冶煉的。金(jin)屬(shu)鉻生產則采(cai)用金(jin)屬(shu)熱還原(yuan)(鋁熱)法及電(dian)解法。
鋁(lv)熱法生產包(bao)括從(cong)鉻(ge)礦制取(qu)氧化(hua)鉻(ge)和(he)鋁(lv)還原氧化(hua)鉻(ge)制得金屬(shu)鉻(ge)兩道(dao)工(gong)序。
氧化鉻(ge)(ge)(ge)制取鉻(ge)(ge)(ge)鐵(tie)礦磨細(xi)至160~200目,配(pei)加(jia)純堿和白云石,于1050~1150℃下氧化焙(bei)燒,再用水逆流浸(jin)出(chu)(chu)(見浸(jin)取)和過濾(lv)(lv)(lv),獲(huo)得含Na2CrO4大(da)于 200克(ke)(ke)(ke)/升的溶(rong)液(ye)。加(jia)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)中(zhong)和鉻(ge)(ge)(ge)酸(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)(na)(na)溶(rong)液(ye),使(shi)其pH為7~8,濾(lv)(lv)(lv)出(chu)(chu)氫(qing)氧化鋁等雜質后蒸(zheng)發到(dao)含Na2CrO4大(da)于 450克(ke)(ke)(ke)/升,濾(lv)(lv)(lv)出(chu)(chu)Na2SO4結(jie)晶(jing)(jing)。溶(rong)液(ye)用硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)調整pH為4±0.2,再濾(lv)(lv)(lv)出(chu)(chu)Na2SO4結(jie)晶(jing)(jing),獲(huo)得重(zhong)(zhong)鉻(ge)(ge)(ge)酸(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)(na)(na)(Na2Cr2O7)溶(rong)液(ye)。濃(nong)縮(suo)溶(rong)液(ye)到(dao)約含Na2Cr2O71100克(ke)(ke)(ke)/升時,冷(leng)卻濾(lv)(lv)(lv)出(chu)(chu)Na2SO4結(jie)晶(jing)(jing),再將溶(rong)液(ye)濃(nong)縮(suo)到(dao)含Na2Cr2O71500~1550克(ke)(ke)(ke)/升,并于90~100℃保(bao)溫(wen)8小時,然后冷(leng)卻到(dao)35℃以下,結(jie)晶(jing)(jing)出(chu)(chu)重(zhong)(zhong)鉻(ge)(ge)(ge)酸(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)(na)(na)。鉻(ge)(ge)(ge)酸(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)(na)(na)轉(zhuan)化成重(zhong)(zhong)鉻(ge)(ge)(ge)酸(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)(na)(na)也可(ke)用碳酸(suan)(suan)(suan)法(fa),即(ji)在15~16大(da)氣壓下通入含50%CO2的氣體(ti),析出(chu)(chu)的沉(chen)淀為碳酸(suan)(suan)(suan)氫(qing)鈉(na)(na)(na)(na):2Na2CrO4+2CO2+H2O─→Na2Cr2O7+2NaHCO3碳酸(suan)(suan)(suan)氫(qing)鈉(na)(na)(na)(na)可(ke)以回收使(shi)用。此法(fa)可(ke)把(ba)在焙(bei)燒中(zhong)配(pei)加(jia)的純堿重(zhong)(zhong)新回收一半,較硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)法(fa)獲(huo)得硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)(na)(na)為有利,但(dan)鉻(ge)(ge)(ge)酸(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)(na)(na)不能完全轉(zhuan)化為重(zhong)(zhong)鉻(ge)(ge)(ge)酸(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)(na)(na)。
三氧(yang)化(hua)二鉻(ge)的(de)制備可用:①氯化(hua)銨還(huan)(huan)原法(fa)。即(ji)在(zai)重鉻(ge)酸(suan)鈉(na)(na)晶體中(zhong)配入一定量(liang)的(de)氯化(hua)銨,混勻后(hou)在(zai)還(huan)(huan)原爐中(zhong)于(yu)700~800℃還(huan)(huan)原,然(ran)后(hou)洗(xi)去NaCl,過濾獲(huo)得(de)三氧(yang)化(hua)二鉻(ge)濾餅,經過干燥、破碎(sui),在(zai)回(hui)轉窯中(zhong)于(yu)1150~1200℃煅燒。用此法(fa)獲(huo)得(de)的(de)三氧(yang)化(hua)二鉻(ge)呈(cheng)墨綠(lv)色,顆粒較(jiao)大,純度(du)高,但生(sheng)(sheng)產(chan)工(gong)序多(duo),并產(chan)生(sheng)(sheng)有害氣(qi)體 HCl。②煅燒鉻(ge)酸(suan)酐法(fa)。即(ji)把(ba)重鉻(ge)酸(suan)鈉(na)(na)加(jia)入反(fan)應鍋中(zhong),注入濃硫酸(suan),在(zai)200℃下重鉻(ge)酸(suan)鈉(na)(na)與硫酸(suan)反(fan)應生(sheng)(sheng)成鉻(ge)酸(suan)酐:
Na2Cr2O7+2H2SO4─→2CrO3+2NaHSO4+H2O靜置(zhi)后鉻(ge)(ge)酸(suan)酐和硫酸(suan)氫(qing)(qing)鈉(na)沉積(ji)成兩層(ceng)。將(jiang)(jiang)上部的硫酸(suan)氫(qing)(qing)鈉(na)舀出,留(liu)在鍋中的鉻(ge)(ge)酸(suan)酐再加(jia)熱,用水(shui)洗(xi)去殘(can)留(liu)的硫酸(suan)鈉(na),從底部放(fang)出鉻(ge)(ge)酸(suan)酐。鉻(ge)(ge)酸(suan)酐在800~950℃下煅(duan)燒(shao)分解(jie),用水(shui)洗(xi)去未(wei)分解(jie)的鉻(ge)(ge)酸(suan)酐,過濾(lv)獲得三(san)氧(yang)化二鉻(ge)(ge)。用此(ci)(ci)法(fa)工序少(shao),但產(chan)品雜質(zhi)含量較高。③煅(duan)燒(shao)氫(qing)(qing)氧(yang)化鉻(ge)(ge)法(fa)。即將(jiang)(jiang)含Na2CrO4大于(yu) 200克/升的溶液(ye)加(jia)溫至95℃以(yi)上,加(jia)入純凈的硫化鈉(na)溶液(ye),攪(jiao)拌后生成大顆粒氫(qing)(qing)氧(yang)化鉻(ge)(ge)Cr(OH)3沉淀。氫(qing)(qing)氧(yang)化鉻(ge)(ge)在回轉窯(yao)中于(yu)1300℃煅(duan)燒(shao)分解(jie)為(wei)三(san)氧(yang)化二鉻(ge)(ge)Cr2O3。此(ci)(ci)法(fa)工序少(shao),產(chan)品成本低,純度高,但顆粒細,易損失。
鋁(lv)(lv)熱還(huan)原要(yao)求原料含(han) Cr2O3大(da)于99%,含(han)硫(liu)低于0.02%,含(han)鉛(qian)、砷(shen)、錫、銻各(ge)低于0.001%。鋁(lv)(lv)粒(li)粒(li)度應小(xiao)于0.5毫米,鋁(lv)(lv)量(liang)應不(bu)大(da)于理論量(liang)的98%。用硝(xiao)石(shi)、鎂屑(xie)和鋁(lv)(lv)粒(li)作引火劑。
反(fan)(fan)(fan)應(ying)焓ΔH圏=-65.0千卡(ka)/摩爾(鋁)。為(wei)了保(bao)持自(zi)熱(re)反(fan)(fan)(fan)應(ying)過程并使金屬(shu)粒與渣順(shun)利分離,ΔH圏至(zhi)少(shao)應(ying)為(wei)-72千卡(ka)/摩爾(鋁),要添加(jia)硝酸(suan)鈉(na)、氯酸(suan)鉀、鉻(ge)酸(suan)酐或堿金屬(shu)重鉻(ge)酸(suan)鹽(yan)等供(gong)氧(yang)劑補(bu)充熱(re)量;也(ye)可將混(hun)合(he)料預熱(re)到(dao)350~400℃再行(xing)入爐。還原(yuan)反(fan)(fan)(fan)應(ying)在內砌鎂(mei)磚的圓(yuan)錐(zhui)形爐筒內進(jin)行(xing)。先(xian)在爐內加(jia)入部分混(hun)合(he)爐料,在料面(mian)中心加(jia)引火劑,點燃(ran)后(hou)在爐料開始反(fan)(fan)(fan)應(ying)時,用流槽(cao)連續送入其余爐料。反(fan)(fan)(fan)應(ying)終止,冷卻至(zhi)室溫,拆開爐筒取(qu)出金屬(shu)錠,噴砂清(qing)除表面(mian)夾渣和氧(yang)化膜。生(sheng)產(chan)大(da)(da)金屬(shu)錠,能提高(gao)鉻(ge)的回收(shou)率(lv),渣的流動(dong)性也(ye)好。鋁熱(re)法可獲得純(chun)度大(da)(da)于(yu)98.5%的金屬(shu)鉻(ge),其中含鋁不(bu)大(da)(da)于(yu)0.5%。渣中含Al2O3高(gao)達90%,可作(zuo)研(yan)磨(mo)材料。
電解(jie)法生產一般用碳素鉻(ge)(ge)(ge)(ge)鐵作(zuo)(zuo)原料,采用鉻(ge)(ge)(ge)(ge)銨(an)礬(fan)法電解(jie)流程(圖2)。把碳素鉻(ge)(ge)(ge)(ge)鐵粉碎,溶(rong)于電解(jie)陽(yang)極返回液(ye)(ye)、結晶母液(ye)(ye)和硫(liu)酸(suan)(suan)的混合溶(rong)液(ye)(ye)中(zhong),過濾除(chu)去硅酸(suan)(suan)鹽等殘(can)渣(zha),濾液(ye)(ye)用硫(liu)酸(suan)(suan)銨(an)處理(li)并除(chu)鐵。純(chun)(chun)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)銨(an)礬(fan)溶(rong)液(ye)(ye)經陳化(保(bao)持30~35℃,放置15日)后,結晶出純(chun)(chun)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)銨(an)礬(fan)Cr2(SO4)3·(NH4)2SO4·24H2O。純(chun)(chun)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)銨(an)礬(fan)溶(rong)于熱水送入(ru)隔膜電解(jie)槽(cao)電解(jie)。用不銹鋼作(zuo)(zuo)陰極,鉛(qian)銀合金(jin)(1%Ag)作(zuo)(zuo)陽(yang)極,電流密(mi)度(du)(du)753安(an)(an)/米2,槽(cao)電壓(ya) 4.2伏,電解(jie)液(ye)(ye)溫度(du)(du)52~54℃。應(ying)控(kong)制通(tong)過電解(jie)液(ye)(ye)進(jin)入(ru)陽(yang)極室的流速(su),并準確地控(kong)制溶(rong)液(ye)(ye)的pH為(wei)(wei)2.1~2.4。平均電流效率 45%,電耗(hao)約18.5千瓦·時/公斤。產品純(chun)(chun)度(du)(du)為(wei)(wei)99.2~99.4%的片狀金(jin)屬鉻(ge)(ge)(ge)(ge),含(han)氧0.3~0.5%,呈脆性(xing)。為(wei)(wei)了提高(gao)金(jin)屬鉻(ge)(ge)(ge)(ge)的純(chun)(chun)度(du)(du),可通(tong)過真空處理(li)或(huo)氫(qing)還原降低含(han)氧量。用+6價鉻(ge)(ge)(ge)(ge)溶(rong)液(ye)(ye)電解(jie)(電流密(mi)度(du)(du) 9500安(an)(an)/米2,溫度(du)(du)84~87℃),可得高(gao)純(chun)(chun)度(du)(du)金(jin)屬鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(含(han)氧0.01~0.02%),但電流效率很低(6~7%)。
鉻(ge)用于制不(bu)銹鋼,汽(qi)車零(ling)件,工具,磁帶(dai)和錄像帶(dai)等。 鉻(ge)鍍在金屬(shu)上可(ke)(ke)以防銹,也(ye)叫可(ke)(ke)多米,堅(jian)固美觀。
鉻可用于(yu)制不銹鋼。紅、綠寶(bao)石(shi)的色彩也來自于(yu)鉻。作為(wei)現(xian)代科技(ji)中最(zui)重要的金屬(shu),以(yi)不同百分比(bi)熔合的鉻鎳(nie)鋼千變萬化,種(zhong)類繁多,令人(ren)難以(yi)置(zhi)信。
鉻(ge)的(de)(de)毒(du)性(xing)與其(qi)存在(zai)的(de)(de)價(jia)(jia)態有(you)關,六價(jia)(jia)鉻(ge)比三價(jia)(jia)鉻(ge)毒(du)性(xing)高100倍,并易被人體吸(xi)收且在(zai)體內蓄積,三價(jia)(jia)鉻(ge)和六價(jia)(jia)鉻(ge)可以(yi)相互轉化。天然水(shui)不含鉻(ge);海(hai)水(shui)中鉻(ge)的(de)(de)平(ping)均濃度為(wei)0.05ug/l;飲用水(shui)中更低。鉻(ge)的(de)(de)污染源(yuan)有(you)含鉻(ge)礦(kuang)石(shi)的(de)(de)加(jia)工、金(jin)屬表面處理、皮(pi)革鞣制、印染等(deng)排放(fang)的(de)(de)污水(shui)。
鉻(ge)(ge)(ge)是(shi)人體(ti)必需的(de)微量元(yuan)素。三(san)價的(de)鉻(ge)(ge)(ge)是(shi)對(dui)人體(ti)有益的(de)元(yuan)素,而六價鉻(ge)(ge)(ge)是(shi)有毒(du)的(de)。人體(ti)對(dui)無機鉻(ge)(ge)(ge)的(de)吸(xi)收(shou)利(li)用(yong)率極低,不到1%;人體(ti)對(dui)有機鉻(ge)(ge)(ge)的(de)利(li)用(yong)率可達10-25%。鉻(ge)(ge)(ge)在天(tian)然食品中的(de)含量較低、均(jun)以三(san)價的(de)形式存在。
確切地說(shuo),鉻(ge)的(de)生理功(gong)能是與其它控制代謝的(de)物(wu)質一(yi)起配(pei)合(he)起作(zuo)用,如激素、胰(yi)島素、各種酶類、細(xi)胞的(de)基因物(wu)質(DNA和RNA)等。
工業上(shang)使(shi)用的(de)鉻礦(kuang)(kuang)石(shi)(shi)為鉻鐵礦(kuang)(kuang),屬(shu)尖晶石(shi)(shi)(MgO·Al2O3)和磁鐵礦(kuang)(kuang)(FeO·Fe2O3)類,其通(tong)用化學式是(Fe,Mg)O·(Cr,Fe,Al2O3)。由于二價元(yuan)素(Mg2+、Fe2+、Zn2+ )和三價元(yuan)素(Al3+、Fe3+、Cr3+)相互置換(huan),可(ke)以出現各(ge)種(zhong)不(bu)同成分的(de)礦(kuang)(kuang)石(shi)(shi)。除主(zhu)成分FeO及Cr2O3外,一(yi)般含有不(bu)同成分的(de) MgO、Al2O3 及其他雜(za)質。礦(kuang)(kuang)石(shi)(shi)結(jie)構組成對使(shi)用有明顯影響,如鉻尖晶石(shi)(shi)比鉻鐵礦(kuang)(kuang)(FeO·Cr2O3)難(nan)于還原;含蛇紋石(shi)(shi)的(de)鉻礦(kuang)(kuang)石(shi)(shi),若其中(zhong)揮發物(wu)大于 2%,用它制造的(de)鉻質耐火磚在加熱到1000℃時,會因釋放結(jie)晶水而炸裂。
美(mei)國1978年耗用鉻鐵礦917000噸,其(qi)用途分(fen)配如下(xia):冶金61%,化工21%,耐火材料(liao)18%。1981年倫敦市(shi)場鉻礦石(shi)價格(ge):土耳其(qi)礦(48%Cr2O3,Cr/Fe=3)130~135美(mei)元/噸,南非(阿(a)扎尼亞)鉻礦(44%Cr2O3)60~70美(mei)元/噸。
由于鉻(ge)(ge)(ge)(ge)合(he)金(jin)(jin)性脆,作(zuo)為金(jin)(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)使用(yong)還(huan)在研究中,鉻(ge)(ge)(ge)(ge)主要以鐵(tie)(tie)合(he)金(jin)(jin)(如鉻(ge)(ge)(ge)(ge)鐵(tie)(tie))形式用(yong)于生(sheng)產不銹鋼(gang)及各種合(he)金(jin)(jin)鋼(gang)。金(jin)(jin)屬(shu)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)用(yong)作(zuo)鋁合(he)金(jin)(jin)、鈷合(he)金(jin)(jin)、鈦(tai)合(he)金(jin)(jin)及高溫(wen)合(he)金(jin)(jin)、電阻發(fa)熱合(he)金(jin)(jin)等的添加(jia)劑(ji)。氧(yang)化鉻(ge)(ge)(ge)(ge)用(yong)作(zuo)耐光(guang)、耐熱的涂料(liao)(liao),也可(ke)用(yong)作(zuo)磨料(liao)(liao),玻璃(li)、陶瓷(ci)的著(zhu)色(se)劑(ji),化學合(he)成的催化劑(ji)。堿式硫(liu)酸鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(三價(jia)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)鹽)用(yong)作(zuo)皮革的鞣劑(ji)。鉻(ge)(ge)(ge)(ge)礬、重鉻(ge)(ge)(ge)(ge)酸鹽用(yong)作(zuo)織物染(ran)色(se)的媒染(ran)劑(ji)、浸漬(zi)劑(ji)及各種顏(yan)料(liao)(liao)。鍍(du)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)和滲鉻(ge)(ge)(ge)(ge)可(ke)使鋼(gang)鐵(tie)(tie)和銅、鋁等金(jin)(jin)屬(shu)形成抗(kang)腐(fu)蝕的表(biao)層,并且光(guang)亮美觀,大量用(yong)于家具、汽車、建筑等工業。此外,鉻(ge)(ge)(ge)(ge)礦(kuang)石(shi)還(huan)大量用(yong)于制作(zuo)耐火(huo)材(cai)料(liao)(liao)。
鉻(ge)(ge)是人(ren)體(ti)內(nei)必需的微量元素之一,它在維持人(ren)體(ti)健(jian)康方(fang)面起關鍵(jian)作(zuo)用(yong)。鉻(ge)(ge)對人(ren)體(ti)十分(fen)有(you)利的微量元素,不應該被(bei)忽視(shi),它是正常生長發(fa)育和調(diao)節血(xue)糖的重要元素。鉻(ge)(ge)在人(ren)體(ti)內(nei)的含(han)量約為7毫克,主要分(fen)布于骨骼(ge)、皮(pi)膚、腎上腺、大腦和肌(ji)肉(rou)之中。那么,鉻(ge)(ge)元素對人(ren)體(ti)到(dao)底有(you)什么樣的作(zuo)用(yong)呢?
隨著(zhu)年齡的增長(chang)(chang)而逐(zhu)漸(jian)減少,鉻(ge)的需要(yao)量很少,鉻(ge)作為一種必(bi)要(yao)的微量營養元素(su)(su)(su)在(zai)所有胰(yi)島素(su)(su)(su)調(diao)節活動中起重要(yao)作用,它能幫助胰(yi)島素(su)(su)(su)促進葡(pu)萄(tao)糖(tang)進入細胞內(nei)的效率(lv),是(shi)重要(yao)的血糖(tang)調(diao)節劑。在(zai)血糖(tang)調(diao)節方(fang)面,特別是(shi)對糖(tang)尿(niao)病患者而言有著(zhu)重要(yao)的作用。它有助于生長(chang)(chang)發(fa)育(yu),并對血液中的膽固醇濃度也有控制(zhi)作用,缺乏時(shi)可能會導(dao)致心臟疾病。
當缺乏鉻時,就(jiu)很(hen)容易表(biao)現出(chu)糖(tang)代謝失(shi)調,如不及時補充(chong)這種(zhong)元素(su),就(jiu)會患糖(tang)尿病(bing),誘發冠(guan)狀動脈(mo)硬(ying)化導致心血管(guan)病(bing),嚴重的會導致白內障(zhang)、失(shi)明、尿毒(du)癥(zheng)等并發癥(zheng)。
鉻(ge)還是葡萄(tao)糖(tang)耐量因子的(de)(de)(de)(de)組成成分(fen),它可(ke)(ke)(ke)促(cu)進胰島(dao)素在體(ti)內(nei)充分(fen)地發揮(hui)作用。在生理(li)上(shang)對機體(ti)的(de)(de)(de)(de)生長(chang)發育(yu)來說,胰島(dao)素和(he)(he)生長(chang)激(ji)(ji)素同等重(zhong)(zhong)要,缺一(yi)不可(ke)(ke)(ke)。胰島(dao)素在人體(ti)內(nei)的(de)(de)(de)(de)作用非(fei)常大(da),既是體(ti)內(nei)重(zhong)(zhong)要的(de)(de)(de)(de)合(he)成激(ji)(ji)素可(ke)(ke)(ke)促(cu)進葡萄(tao)糖(tang)的(de)(de)(de)(de)攝(she)取、貯存和(he)(he)利用,又可(ke)(ke)(ke)促(cu)進脂肪酸的(de)(de)(de)(de)合(he)成,還能(neng)促(cu)進蛋(dan)白質(zhi)的(de)(de)(de)(de)合(he)成和(he)(he)貯存。因此,青少年(nian)想健康、科學(xue)的(de)(de)(de)(de)成長(chang)發育(yu),一(yi)定不能(neng)缺少鉻(ge)。
有一些人(ren)聽說(shuo)自己(ji)缺鉻(ge)(ge)(ge),就盲目補鉻(ge)(ge)(ge)。把(ba)高鉻(ge)(ge)(ge)食物當(dang)做營養品來(lai)長期(qi)服(fu)用(yong),使人(ren)體(ti)處在(zai)一個高鉻(ge)(ge)(ge)的(de)(de)狀(zhuang)態。其(qi)(qi)實盲目地(di)補鉻(ge)(ge)(ge)是不(bu)(bu)可取的(de)(de),如果攝(she)取過量(liang)鉻(ge)(ge)(ge)的(de)(de)毒性(xing)(xing)(xing)與其(qi)(qi)存在(zai)的(de)(de)價(jia)(jia)態有極(ji)大(da)的(de)(de)關系,六(liu)價(jia)(jia)鉻(ge)(ge)(ge)的(de)(de)毒性(xing)(xing)(xing)比三價(jia)(jia)鉻(ge)(ge)(ge)高約(yue)100倍,但不(bu)(bu)同(tong)化(hua)合(he)物毒性(xing)(xing)(xing)不(bu)(bu)同(tong)。六(liu)價(jia)(jia)鉻(ge)(ge)(ge)化(hua)合(he)物在(zai)高濃(nong)度時(shi)具有明(ming)顯(xian)的(de)(de)局部刺激作用(yong)和腐蝕作用(yong),低(di)濃(nong)度時(shi)為常見的(de)(de)致癌物質。在(zai)食物中(zhong)大(da)多為三價(jia)(jia)鉻(ge)(ge)(ge),其(qi)(qi)口服(fu)毒性(xing)(xing)(xing)很低(di),可能是由(you)于其(qi)(qi)吸收非(fei)常少。
鉻(ge)(ge)雖然(ran)人體需要量(liang)(liang)很(hen)(hen)少,但作用很(hen)(hen)大。它是使胰島素(su)(su)起(qi)作用的一種重要元(yuan)素(su)(su)。糖(tang)尿病人存在缺鉻(ge)(ge)和(he)缺鋅的問(wen)題,并(bing)且有并(bing)發(fa)癥時患者的鉻(ge)(ge)、鋅含量(liang)(liang)均(jun)顯(xian)著低于(yu)無并(bing)發(fa)癥患者。三價鉻(ge)(ge)可以改善胰島素(su)(su)的敏(min)感性。
含鉻(ge)量比(bi)較(jiao)高(gao)的食(shi)物(wu)有主要(yao)是(shi)一(yi)些粗糧,如我(wo)們通(tong)常食(shi)用的小麥、花生(sheng)、蘑菇等(deng)等(deng),另外胡(hu)椒(jiao)、以及動物(wu)的肝臟(zang)、牛肉、雞蛋、紅糖、乳制品(pin)等(deng)都是(shi)含有鉻(ge)元(yuan)素比(bi)較(jiao)高(gao)的食(shi)品(pin)。多(duo)吃這些食(shi)品(pin),就能保證人體的鉻(ge)元(yuan)素的充足。當(dang)然,前提是(shi)保證流失不會過多(duo)。
提起近視(shi),許多(duo)人常將其歸(gui)咎于(yu)不(bu)良(liang)用眼(yan),如看書距(ju)離不(bu)當,光(guang)太暗,持久用眼(yan)等。但飲食不(bu)當也是誘發(fa)青少年近視(shi)的原因之一。
美國紐約大(da)學研(yan)究員(yuan)貝蘭博士對(dui)大(da)量青少年近視(shi)病(bing)例進行研(yan)究之后指出,體(ti)內(nei)缺(que)乏微量元素鉻與近視(shi)的(de)形成有一(yi)定的(de)關系。鉻元素在(zai)人體(ti)中(zhong)與球(qiu)蛋白(bai)結合(he),為(wei)球(qiu)蛋白(bai)正常代謝必需(xu)。在(zai)糖與脂肪的(de)代謝中(zhong),鉻協助(zhu)胰(yi)島(dao)素發揮重要的(de)生理作用(yong)。處(chu)于生長(chang)發育旺盛(sheng)時期(qi)的(de)青少年,鉻的(de)需(xu)求(qiu)比成人大(da)。鉻主要存在(zai)于粗糧(liang)、紅糖、蔬菜及水果(guo)等食(shi)物(wu)中(zhong),有些家長(chang)不注(zhu)意食(shi)物(wu)搭(da)配,長(chang)期(qi)給孩(hai)子吃一(yi)些精細食(shi)物(wu),從(cong)而造成缺(que)鉻,眼睛晶體(ti)滲透(tou)壓(ya)的(de)變(bian)(bian)化,使晶狀體(ti)變(bian)(bian)凸,屈(qu)光度增加,產生近視(shi)。
鉻的測定濕式消解(jie)法:準確稱取1.0~2.0g樣品,置于消解(jie)瓶中,同時做(zuo)(zuo)試(shi)劑空白(bai)。如(ru)為干燥固體樣品,可(ke)酌加(jia)(jia)適量(liang)的水,使含水約75%以(yi)上,加(jia)(jia)硝酸(suan)10~15m1,混合放置,然后徐徐加(jia)(jia)熱(re)(re)。待(dai)激烈反應停止并冷卻后,加(jia)(jia)硫(liu)酸(suan)5~7.5m1,再(zai)(zai)徐徐加(jia)(jia)熱(re)(re)。如(ru)消解(jie)過程中有大量(liang)氣泡可(ke)加(jia)(jia)辛醇2~3滴。溶(rong)液(ye)(ye)如(ru)變為暗色時,再(zai)(zai)加(jia)(jia)2~3ml硝酸(suan)繼續加(jia)(jia)熱(re)(re),至產(chan)生三氧(yang)化(hua)(hua)硫(liu)白(bai)煙(yan)而溶(rong)液(ye)(ye)呈現淡黃(huang)色或無色時消解(jie)完(wan)成(cheng)。若消解(jie)不(bu)完(wan)全可(ke)再(zai)(zai)加(jia)(jia)少量(liang)硝酸(suan)及(ji)高氯酸(suan)1m1,加(jia)(jia)熱(re)(re)以(yi)加(jia)(jia)速(su)消解(jie),消解(jie)液(ye)(ye)冷卻后加(jia)(jia)5ml水及(ji)5m1草(cao)酸(suan)銨溶(rong)液(ye)(ye),加(jia)(jia)熱(re)(re)至生成(cheng)三氧(yang)化(hua)(hua)硫(liu)白(bai)煙(yan)為止,冷后加(jia)(jia)水使成(cheng)50ml作為待(dai)測溶(rong)液(ye)(ye),同時做(zuo)(zuo)試(shi)劑空白(bai)。
吸取鉻標準溶液(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(jia)純水至50ml。
向標準系列(lie)中(zhong)加0.5ml 1+1硫酸(suan)(suan)(suan),0.5ml 1+1磷酸(suan)(suan)(suan)及2~3滴6%高錳(meng)酸(suan)(suan)(suan)鉀溶(rong)液。如紫紅色消褪(tun)則應再加高錳(meng)酸(suan)(suan)(suan)鉀溶(rong)液。各(ge)加幾粒玻璃珠,加熱煮(zhu)沸,如紫紅色消退,需補加高錳(meng)酸(suan)(suan)(suan)鉀至煮(zhu)沸后仍需保(bao)持紫紅色。
冷卻(que)后向各瓶(ping)中加(jia)1ml 20%尿素溶(rong)(rong)液(ye)(1),然后滴加(jia)2%亞(ya)硝酸鈉溶(rong)(rong)液(ye),每加(jia)1滴需充(chong)分振搖(yao),直到紫(zi)紅(hong)色剛褪去為止。待瓶(ping)中不冒氣泡后再將溶(rong)(rong)液(ye)轉(zhuan)移到50ml比色管(guan)中,用純水(shui)稀釋(shi)至(zhi)刻度(du)。
向比(bi)色管各加(jia)入2.5ml 1+7硫酸(suan),0.5ml 1%二(er)苯碳酰二(er)肼,立即搖勻放置10min(2)在波長540nm下用3cm比(bi)色皿以(yi)純水(shui)作參比(bi)測定吸光度值。繪制標(biao)準曲線。
鉻(ge)是(shi)(shi)維持人(ren)體生(sheng)命活(huo)動的(de)(de)必(bi)需元素(su),能(neng)幫(bang)助胰島素(su)促進葡萄糖進入細胞內的(de)(de)效(xiao)率,是(shi)(shi)重(zhong)要的(de)(de)血(xue)糖調(diao)節劑及促進生(sheng)長發育的(de)(de)功能(neng)。此(ci)外(wai),鉻(ge)是(shi)(shi)糖尿病的(de)(de)“克(ke)星(xing)“,在日常生(sheng)活(huo)中可(ke)以多(duo)攝取(qu)富(fu)含鉻(ge)的(de)(de)食物(wu)。而富(fu)含鉻(ge)的(de)(de)食物(wu)有(you)哪些呢(ni)?
鉻(ge)(ge)是動物和人體(ti)必(bi)不(bu)可少(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)微量營(ying)養素(su)之一。其主(zhu)要(yao)作用是幫助(zhu)維持身體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)所(suo)允(yun)許(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)正常葡(pu)萄糖(tang)含量。飲食中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)供鉻(ge)(ge)不(bu)足與(yu)葡(pu)萄糖(tang)和類脂(zhi)同化(hua)作用的(de)(de)(de)(de)(de)改變有關(guan)。腸胃中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)吸收(shou)與(yu)食品中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學結(jie)構有關(guan)。研究表明,飲食中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)攝人的(de)(de)(de)(de)(de)無(wu)機鉻(ge)(ge)只有1%被吸收(shou),鉻(ge)(ge)一旦被吸收(shou),便迅(xun)速離開血(xue)液分布于各個器(qi)官中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong),特別是肝臟,有3價鉻(ge)(ge)存在。在所(suo)有細胞組織中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)濃度(du)都隨(sui)著年(nian)齡的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)而下降。吸收(shou)的(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)主(zhu)要(yao)通過腎臟排泄。人體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)頭發(fa)含鉻(ge)(ge)濃度(du)最高(gao),約為0.2~2.0毫克/千克。
鉻的最好(hao)來源(yuan)是(shi)肉類(lei)(lei),尤以肝臟(zang)和(he)其他內臟(zang),是(shi)生(sheng)物有(you)效性(xing)高的鉻的來源(yuan)。啤酒酵母、未加工(gong)的谷物、麩糠(kang)、硬果類(lei)(lei)、乳酪也提供較多(duo)的鉻;軟體(ti)動(dong)物、海藻、紅糖、粗(cu)砂糖中(zhong)的鉻的含量(liang)高于白糖。家禽、魚類(lei)(lei)和(he)精(jing)制(zhi)的谷類(lei)(lei)食(shi)(shi)物含有(you)很少的鉻。長(chang)期食(shi)(shi)用精(jing)制(zhi)食(shi)(shi)品和(he)大量(liang)的精(jing)糖,可促(cu)進體(ti)內鉻的排泄(xie)增加,因(yin)此造成鉻的缺(que)乏。
鉻的豐富(fu)來源有(you)干酪(lao)、蛋(dan)白類和肝。
良(liang)好來源有蘋果皮、香蕉、牛肉、啤酒、面包、紅糖、黃(huang)油、雞、玉(yu)米粉(fen)、面粉(fen)、土豆(dou)、植物油和全(quan)麥。
一般(ban)來源有胡(hu)蘿卜、青豆、柑橘、菠菜和草莓。
微量來源有(you)大(da)部分的水果和(he)蔬(shu)菜(cai)、牛奶及糖。
需要補充鉻的(de)人(ren)群可(ke)以多吃(chi)點上面(mian)列舉(ju)的(de)食物。
鉻(ge)有助于胰島素(su)(su)促進(jin)葡萄糖(tang)進(jin)入細胞(bao)內(nei)的(de)效率,是血糖(tang)調節(jie)劑,可以預(yu)防糖(tang)尿(niao)病(bing)。大家(jia)在日常飲食中注意通過(guo)這(zhe)些食物(wu)補(bu)充鉻(ge)元(yuan)素(su)(su),特(te)別是糖(tang)尿(niao)病(bing)患者,更加(jia)應該(gai)增加(jia)鉻(ge)元(yuan)素(su)(su)的(de)攝入量。