Какие свойства дает хром

Хром (Cr), химический элемент VI группы периодической системы Менделеева. Относится к переходным металлом с атомным номером 24 и атомной массой 51,996. В переводе с греческого, название металла означает «цвет». Такому названию металл обязан разнообразной цветовой гамме, которая присуща его различным соединениям.
Физические характеристики хрома
Металл обладает достаточной твердостью и хрупкостью одновременно. По шкале Мооса твердость хрома оценивается в 5,5. Этот показатель означает, что хром имеет максимальную твердость из всех известных на сегодня металлов, после урана, иридия, вольфрама и бериллия. Для простого вещества хрома характерен голубовато-белый окрас.
Атомный номер | 24 |
Атомная масса | 51,996 |
Плотность, кг/м³ | 7190 |
Температура плавления, °С | 1856 |
Теплоемкость, кДж/(кг·°С) | 0,46 |
Электроотрицательность | 1,6 |
Ковалентный радиус, Å | 1,18 |
1-й ионизац. потенциал, эв | 6,76 |
Металл не относится к редким элементам. Его концентрация в земной коре достигает 0,02% масс. долей. В чистом виде хром не встречается никогда. Он содержится в минералах и рудах, которые являются главным источником добычи металла. Хромит (хромистый железняк, FeO*Cr2O3) считается основным соединением хрома. Еще одним достаточно распространенным, однако менее важным минералом, является крокоит PbCrO4.
Металл легко поддается плавке при температуре 19070С (21800К или 34650F). При температуре в 26720С – закипает. Атомная масса металла составляет 51,996 г/моль.
Хром является уникальным металлом благодаря своим магнитным свойствам. В условиях комнатной температуры ему присуще антиферромагнитное упорядочение, в то время, как другие металлы обладают им в условиях исключительно пониженных температур. Однако, если хром нагреть выше 370С, физические свойства хрома изменяются. Так, существенно меняется электросопротивление и коэффициент линейного расширения, модуль упругости достигает минимального значения, а внутреннее трение значительно увеличивается. Такое явление связано с прохождением точки Нееля, при которой антиферромагнитные свойства материала способны изменяться на парамагнитные. Это означает, что первый уровень пройден, и вещество резко увеличилось в объеме.
Строение хрома представляет собой объемно-центрированную решетку, благодаря которой металл характеризуется температурой хрупко-вязкого периода. Однако, в случае с данным металлом, огромное значение имеет степень чистоты, поэтому, величина находится в пределах -500С – +3500С. Как показывает практика, раскристаллизированный металл не имеет никакой пластичности, но мягкий отжиг и формовка делают его ковким.
Химические свойства хрома
Атом имеет следующую внешнюю конфигурацию: 3d54s1. Как правило, в соединениях хром имеет следующие степени окисления: +2, +3, +6, среди которых наибольшую устойчивость проявляет Сr3+.Кроме этого существуют и другие соединения, в которых хром проявляет совершенно иную степень окисления, а именно: +1, +4, +5.
Металл не отличается особой химической активностью. Во время нахождения хрома в обычных условиях, металл проявляет устойчивость к влаге и кислороду. Однако, данная характеристика не относится к соединению хрома и фтора – CrF3, которое при воздействии температур, превышающих 6000С, взаимодействует с парами воды, образуя в результате реакции Сr2О3, а также азотом, углеродом и серой.
Во время нагревания металлического хрома, он взаимодействует с галогенами, серой, кремнием, бором, углеродом, а также некоторыми другими элементами, в результате чего получаются следующие химические реакции хрома:
Cr + 2F2 = CrF4 (с примесью CrF5)
2Cr + 3Cl2 = 2CrCl3
2Cr + 3S = Cr2S3
Хроматы можно получить, если нагреть хром с расплавленной содой на воздухе, нитратами или хлоратами щелочных металлов:
2Cr + 2Na2CO3 + 3O2 = 2Na2CrO4 + 2CO2.
Хром не обладает токсичностью, чего нельзя сказать о некоторых его соединениях. Как известно, пыль данного металла, при попадании в организм, может раздражать легкие, через кожу она не усваивается. Но, поскольку в чистом виде он не встречается, то его попадание в человеческий организм является невозможным.
Трехвалентный хром попадает в окружающую среду во время добычи и переработки хромовой руды. В человеческий организм попадание хрома вероятно в виде пищевой добавки, используемой в программах по похудению. Хром с валентностью, равной +3, является активным участником синтеза глюкозы. Ученые установили, что излишнее употребление хрома особого вреда человеческому организму не наносит, поскольку не происходит его всасывание, однако, он способен накапливаться в организме.
Соединения, в котором участвует шестивалентный металл, являются крайне токсичными. Вероятность их попадания в человеческий организм появляется во время производства хроматов, хромирования предметов, во время проведения некоторых сварочных работ. Попадание такого хрома в организм чревато серьезными последствиями, так как соединения, в которых присутствует шестивалентный элемент, представляют собой сильные окислители. Поэтому, могут вызвать кровотечение в желудке и кишечнике, иногда с прободением кишечника. При попадании таких соединений на кожу возникают сильные химические реакции в виде ожогов, воспалений, возникновения язв.
В зависимости от качества хрома, которое необходимо получить на выходе, существует несколько способов производства металла: электролизом концентрированных водных растворов оксида хрома, электролизом сульфатов, а также восстановлением оксидом кремния. Однако, последний способ не очень популярен, так как при нем на выходе получается хром с огромным количеством примесей. Кроме того, он также является экономически невыгодным.
Степень окисления | Оксид | Гидроксид | Характер | Преобладающие формы в растворах | Примечания |
+2 | CrO (чёрный) | Cr(OH)2 (желтый) | Основный | Cr2+ (соли голубого цвета) | Очень сильный восстановитель |
+3 | Cr2O3 (зелёный) | Cr(OH)3 (серо-зеленый) | Амфотерный | Cr3+ (зеленые или лиловые соли) | |
+4 | CrO2 | не существует | Несолеобразующий | – | Встречается редко, малохарактерна |
+6 | CrO3 (красный) | H2CrO4 | Кислотный | CrO42- (хроматы, желтые) | Переход зависит от рН среды. Сильнейший окислитель, гигроскопичен, очень ядовит. |
Источник
Хром — это микроэлемент, который играет важную роль в регулировании метаболизма и химии крови. Его можно принимать в виде биологически активной добавки для снижения уровня холестерина, контроля симптомов диабета 2 типа и стимулирования похудения.
Он также популярен среди бодибилдеров, благодаря своей способности стимулировать сжигание жира и увеличивать силу. Когда дело касается хрома, то больше – не всегда значит лучше. Чтобы добиться наилучшего результата, необходимо правильно рассчитать дозировку и принимать хром в наиболее легко усваиваемой форме.
Мы составили рейтинг наиболее эффективных добавок хрома, доступных на современном рынке. Именно они лучше всего помогут вам улучшить обмен веществ, а следовательно, и состояние здоровья.
Подробности о пищевых добавках с хромом
Хром — это важный минерал, который играет существенную роль в регулировании метаболизма глюкозы и повышении активности инсулина – гормона, необходимого для метаболизма и хранения углеводов, жиров и белков в организме.
Его иногда дополняют для улучшения действия инсулина в организме.
Его классифицируют как микроэлемент, так как для поддержания здоровья организму необходимо крайне малое количество этого минерала. Хром содержится в различных продуктах (мясо, цельнозерновые продукты, некоторые фрукты, овощи и специи).
В то время как сообщения о фактическом дефиците хрома встречаются редко, люди с умеренной нехваткой этого минерала могут получить пользу от приема добавок хрома.
Причиной недостаточного уровня хрома может быть рацион с большим содержанием простых сахаров, которые, как было выявлено, усиливают удаление хрома из организма вместе с мочой.
К другим факторам, способствующим низкому уровню хрома, относятся инфекции, интенсивная физическая нагрузка, беременность и лактация, а также физические травмы.
По данным некоторых исследований, существует связь между дефицитом хрома и пожилым возрастом. Тем не менее трудно определить присутствие хрома в организме, поскольку кровь, моча и волосы не обязательно отражают точное количество этого минерала.
Прием добавок хрома – спорная тема. Поскольку хром оказывает влияние на действие инсулина и метаболизм глюкозы, ученые предположили, что прием добавок хрома – логичный кандидат в средства для лечения диабета. Однако исследования дали противоречивые результаты.
По данным Американской диабетической ассоциации, результаты некоторых исследований показали, что прием добавок хрома улучшает метаболизм глюкозы и липидный профиль сыворотки крови у пациентов как с диабетом, так и без него. При этом ряд других исследований показал, что прием добавок хрома никак не повлиял (или повлиял в малой степени) на данные показатели.
Исследования также показали, что хром потенциально может помогать в повышении уровня ЛПВП («хорошего» холестерина) и способствовать профилактике сердечных заболеваний.
Для определения всех возможностей данной добавки и составления рекомендацией по безопасному ее применению требуется проведение ряда дополнительных исследований.
Полезные свойства
Считается, что основной механизм хрома непосредственно связан с хромодулином. Хромодулин — это белок, который участвует в инсулиновой сигнализации и транспортировке хрома. Если этот белок поврежден, способность инсулина к работе сильно нарушается.
Добавки хрома помогают контролировать диабет 2 типа
В 2015 году авторы исследования, опубликованного в журнале «Journal of Nutrition», оценили потенциальные преимущества приема добавок хрома при диабете 2 типа. Для этого ученые изучали данные, полученные в рамках Национальной программы проверки здоровья и питания.
Они пришли к выводу, что вероятность наличия диабета 2 типа у людей, потреблявших хромсодержащие добавки, ниже, чем у тех, кто этого не делал (7).
В рамках исследования 2002 года ученые изучили влияние приема хрома (дважды в день) на контроль уровня глюкозы и липидный профиль 50 добровольцев с диабетом 2 типа. Исследование продолжалось 12 недель с четырехнедельным периодом «вымывания» между ними.
По сравнению с группой-плацебо, было обнаружено значительное улучшение контроля уровня глюкозы, а также значительное снижение уровня инсулина в сыворотке натощак у пациентов, принимавших добавки хрома.
Изменение параметров липидов (общий холестерин сыворотки, холестерин липопротеинов высокой плотности, холестерин липопротеинов низкой плотности и триглицериды) не показало существенной разницы между группой, принимавшей хром, и группой плацебо.
Исследователи считают, что улучшение контроля уровня глюкозы у пациентов с диабетом 2 типа связано скорее с повышением действия инсулина, чем со стимуляцией секреции инсулина.
Как уже упоминалось ранее, некоторые исследования вовсе не обнаружили какой-либо эффект добавок хрома при лечении диабета. В ходе одного такого исследования 26 пациентов с существующим нарушением толерантности к глюкозе были случайным образом разделены на две группы: первая на протяжении шести месяцев получала насыщенные хромом дрожжи, вторая – плацебо.
Результаты показали отсутствие значительных изменений показателей перорального глюкозотолерантного теста; уровни гликозилированного гемоглобина и инсулина в плазме оставались неизменными.
В ходе метаанализа рандомизированных исследований в 2013 году был изучен эффект добавок хрома по сравнению с плацебо на профили глюкозы и липидов у пациентов с диабетом 2 типа.
Особое внимание исследователи уделяли рандомизированным клиническим исследованиям, длившимся от трех месяцев и более.
Был сделан вывод о том, что хром снижает уровень сахара в крови натощак, но не влияет на уровень гликированного гемоглобина (HbA1c), липидов и индекс массы тела.
Некоторые специалисты предполагают, что противоречивые результаты этих и нескольких других исследований отчасти могут быть объяснены различными формами хрома, используемыми в исследованиях. Различные формы варьируются от пивных дрожжей до фактора толерантности к глюкозе (органическая форма хрома, полученная из пивных дрожжей), пиколината хрома (форма хрома) и хлорида хрома.
Также варьируются и дозировки. Кроме того, многие исследования проводились в течение небольшого промежутка времени. Оправдана необходимость в долгосрочных, сложных и масштабных исследованиях.
Помогает при лечении гестационного диабета
В исследовании 1999 года изучалось воздействие добавок хрома на 30 женщин с гестационным диабетом (20-24 неделя беременности).
10 женщин ежедневно получали по половину дозировки хрома на килограмм веса, 10 – по полной дозировке пиколината хрома на килограмм веса и 10 получали плацебо.
На начальном этапе у всех трех групп отсутствовали различия в уровне инсулина, С-пептидов и глюкоза натощак и в течение одного часа после 100 г теста на пероральную глюкозную нагрузку.
Спустя 8 недель у двух групп, получавших добавки хрома, было отмечено значительное, по сравнению с начальным этапом и группой плацебо, снижение уровня глюкозы и инсулина; у группы, получавшей хром уровень постпрандиальной глюкозы стал значительно ниже, чем у группы, получавшей половину дозировки хрома.
Обладает кардиозащитным эффектом
Результаты исследования, опубликованного в журнале «American Heart Journal», показали, что кратковременный прием добавок хрома сокращает продолжительность скорректированного интервала QTc у пациентов с диабетом 2 типа.
По данным Mayo Clinic, синдром удлинённого интервала QT — это нарушение сердечного ритма, которое может привести к быстрым, хаотическим сердечным сокращениям. Такое учащенное сердцебиение может стать причиной неожиданного обморока или эпилептического припадка. В некоторых случаях беспорядочное сердцебиение сохраняется настолько долго, что может привести к внезапной смерти.
Существуют некоторые свидетельства того, что низкий уровень хрома может быть возможным фактором риска сердечно-сосудистых заболеваний. Согласно Институту кардиологии, поскольку умеренное ухудшение контроля сахара в крови, как полагают, увеличивает риск сердечных заболеваний, прием добавок хрома может помочь снизить число сердечных заболеваний.
В 2005 году исследователи определили, были ли низкие концентрации хрома связаны с риском нефатального инфаркта миокарда. Они измеряли уровень концентрации хрома в ногтях на ногах пациентов в возрасте 70 лет и младше.
Данное исследование показало, что потребление хромсодержащих продуктов может быть обратно пропорционально риску нефатального инфаркта миокарда, что поддерживает растущее количество доказательств важности хрома для здоровья сердечно-сосудистой системы.
Целью исследования 2005 года была оценка влияния добавок пиколината хрома на артериальное давление, сосудистую реактивность и реперфузионное повреждение ишемии миокарда у крыс.
Ишемия миокарда — это состояние, при котором наблюдается серьезное нарушение кровотока к сердцу, как правило, возникшее в результате частичной или полной блокировки коронарных артерий.
Осложнения включают в себя повреждения сердца, аномальный сердечный ритм и даже сердечный приступ. Своевременная реперфузия позволяет спасти значительную часть миокарда и расширить окно его жизнеспособности.
Прием добавок хрома в течение шести недель не повлиял на артериальное давление или реактивность гладкой мускулатуры сосудов. Однако лечение привело к улучшению эндотелийзависимой вазорелаксации, связанной с выработкой/высвобождением оксида азота.
Кроме того, несмотря на то, что лечение не влияло на масштаб инфаркта, улучшалось функциональное восстановление жизнеспособной части миокарда после травмы ишемии-реперфузии.
Хром может повышать уровень “хорошего” холестерина
Несмотря на то, что исследования показывают, что прием добавок хрома не снижает уровень холестерина ЛПНП (плохого) или триглицеридов, некоторые данные свидетельствуют о том, что он может положительно повлиять на повышение уровня холестерина ЛПВП (хорошего).
По данным журнала «Harvard Men’s Health Watch», в ходе исследования 1991 года, в котором приняли участия 63 мужчины, ученые обнаружили, что добавки хрома могут повысит уровень ЛПВП на 16 процентов. Однако результаты других исследований, посвященных изучению связи между хромом и уровнем ЛПВП, были неоднозначными. Для лучшего понимания роли хрома в повышении уровня холестерина ЛПВП требуется больше исследований.
Может влиять на лечение синдрома поликистозных яичников
Целью исследования, опубликованного в журнале «The Journal of Obstetrics and Gynaecology Research», было изучение влияния пиколината хрома на резистентность к инсулину при синдроме поликистозных яичников (СПКЯ).
СПКЯ — это гормональное заболевание, которому подвержены примерно 11-18 процентов женщин репродуктивного возраста. Общие симптомы включают нерегулярный цикл, избыток андрогена и поликистозные яичники.
Резистентность к инсулину и связанная с этим гиперинсулинемия являются ключевыми метаболическими особенностями СПКЯ.
85 пациентов приняли участие в исследовании, где были в случайном порядке разделены на две группы: первая в течение 6 месяцев получала пиколинат хрома, вторая – капсулы плацебо.
По завершении исследования хром был связан со значительным снижением индекса массы тела и значительным повышением уровня глюкозы натощак. Прием добавки также значительно повысил шансы на овуляцию и регулярные менструации – почти в два раза после пятого месяца лечения.
Может уменьшить чувство голода
В 2008 году исследователи оценили влияние пиколината хрома на снижение потребления пищи у здоровых, взрослых женщин с ожирением, которые сообщали о неконтролируемой тяге к углеводам.
Используя двойное слепое плацебо-контролируемое клиническое исследование, ученые в случайном порядке разделили 42 женщин на две группы: первая в течение восьми недель получала хром, вторая – плацебо. В самом начале, в конце первой и в конце восьмой недели ученые измеряли количество пищи, съедаемой испытуемыми на завтрак, обед и ужин.
Результаты были многообещающими: по сравнению с группой плацебо, женщины, принимавшие добавки хрома, отмечали уменьшение количества потребляемой пищи, уровня голода, тягу к жирному, что, как правило, приводило к уменьшению массы тела.
Другое исследование показало благотворное воздействие хрома на пациентов с компульсивным перееданием. Развитию данного заболевания способствует ряд психологических факторов, включая депрессию, стресс и тревожность. Компульсивное переедание также может быть результатом колебаний уровня глюкозы в крови из пищи с высоким содержанием углеводов.
По данным Национальной ассоциации исследований расстройств пищевого поведения, компульсивное переедание – «это тяжелое, опасное для жизни и излечимое расстройство пищевого поведения, характеризующееся повторяющимися эпизодами неконтролируемого потребления большого количества пищи».
Двадцать четыре взрослых с избыточным весом, страдающих от компульсивного переедания, приняли участие в шестимесячном двойном слепом плацебо-контролируемом клиническом исследовании, где они случайным образом ежедневно получали дозировку хрома или плацебо.
К концу исследования ученые заметили значительное снижение уровня глюкозы натощак у обеих групп, принимавших добавки хрома (по сравнению с группой плацебо). Кроме того, наблюдалось сокращения частоты эпизодов переедания, уменьшение веса и депрессии у пациентов, получавших добавки хрома.
Побочные эффекты
Несмотря на редкость побочных эффектов, связанных с приемом хрома, чрезмерное его потребление может привести к ряду проблем.
Имеется отчет о повреждении почек, печени и костного мозга у человека, принимавшего сверхвысокие дозы хрома в течение нескольких месяцев; в другом отчете, всего незначительной дозировки хрома в течение шести недель было достаточно, чтобы нанести урон.
Исследователи отмечают, что эти побочные эффекты крайне редки и могут быть связаны с тем, что пациенты, упомянутые в данных отчетах, обладали какими-либо проблемами со здоровьем, которые увеличивали предрасположенность к такой нежелательной реакции.
Есть также несколько опасений по поводу пиколинатной формы хрома, изменяющей уровень нейромедиаторов. Специалисты предупреждают о том, что данные добавки не следует принимать без предварительной консультации со врачом лицам с депрессией, биполярным расстройством или шизофренией.
Некоторые лекарственные препараты могут взаимодействовать с добавками хрома. К их числу относятся бета-блокаторы, кортикостероиды, инсулин и НПВП.
Максимальная безопасная доза хрома для беременных и кормящих женщин, а также для лиц с тяжелыми заболеваниями печени и почек не определена.
Заключение
Хром – это важный минерал, который играет существенную роль в регулировании метаболизма глюкозы и повышении активности инсулина.
Он содержится в ряде продуктов. Серьезный дефицит хрома – явление крайне редкое. Поскольку хром оказывает влияние на действие инсулина и метаболизм глюкозы, ученые предположили, что прием добавок хрома – логичный кандидат в средства для лечения диабета. Однако исследования дали противоречивые результаты.
Результаты одних исследований показали, что прием добавок хрома улучшает метаболизм глюкозы и липидный профиль сыворотки крови у пациентов как с диабетом, так и без него. Другие исследования свидетельствуют о незначительном воздействии или полном его отсутствии.
Необходимо больше данных для понимания роли добавок хрома в лечении диабета, а также для лучшего понимания возможного механизма действия при лечении других заболеваний.
Также исследовался возможный кардиозащитный эффект хрома, его способность повышать уровень холестерина ЛПВП (хорошего), лечить синдром поликистозных яичников и компульсивное переедание.
Однако из-за возможных опасных побочных эффектов и взаимодействия с другими лекарственными препаратами перед приемом добавок хрома лучше проконсультироваться с квалифицированным врачом.
Источник: https://russiaherb.com/chromium/
Важно: перед употреблением любых биодобавок проконсультируйтесь с лечащим врачом. Помните, биодобавки не заменят лекарства и традиционную медицину. Дозировку биодобавок, как и лекарств, должен установить лечащий врач согласно состоянию пациента.
Источник