chrom

Chrom (łac. Chrom) to pierwiastek chemiczny w Tabeli okresowej pierwiastków, który ma oznaczenie Cr i liczbę atomową 24.

Historia

W roku 1761 odkrył Johann Gottlob Lehmann ciekawie czerwony Chromian ołowiu (PbCrO₄) na Uralu, który nazwał czerwoną rudą ołowiu. Zidentyfikował go jako związek ołowiu, żelaza i selenku, więc chrom pozostał nieodkryty.

W roku 1770 zauważył Peter Simon Pallas w tym samym miejscu czerwony ołowiowy minerał, który nazwał na czerwonej barwie Krokoit (z gr. krokos, ziołowy). Szybko wzrosło zastosowanie czerwonej ołowiowej rudy jako pigmentu. Z krokoitu wytwarzany był jasnożółty pigment zwanego chromową żółcią stał się modny. Wiele osób pamięta go jako pocztową żółcią.

W roku 1797 uzyskał Louis Nicolas Vauquelin tlenek chromu (Cr₂O₃) z krokoitu i kwasu solnego. W roku 1798 wyprodukował nieczysty pierwiastek chrom redukcją tlenku chromowego drewnianym węglem. Nowoizolowany pierwiastek otrzymał nazwę chrom (z gr. chroma, kolor) ze względu na wielobarwność jego soli. Małe ilości nowego pierwiastka Vauquelin znalazł także w kamieniach szlachetnych jak rubin i zielony brylant. W XIX wieku związki chromu były głównie używane jako barwniki. Na końcu XX wieku chrom i jego związki są głównie stosowane do produkcji odpornych na korozję i odporności na ciepło stopów.

Występowanie

Chrom był wytwarzany praktycznie tylko jako chromit (FeCr₂O₄) lub rzadziej chromferit, a to powierzchniowo lub tylko na niewielkiej głębokości. Metaliczny chrom uzyskuje się redukcją tej rudy gliną lub krzemem.

Połowa światowej produkcji chromitu pochodzi z południowej Afryki. Warto też wspomnieć o krajach takich jak Kazachstan, Indie i Turcja.

W roku 2000 na rynek dostarczono około 15 milionów ton chromitowej rudy. Z niej można było uzyskać 4 miliony ferokromu w wartości rynkowej 2,5 miliarda dolarów. Metaliczny chrom występuje w złożach rzadko. Jednym z występowania jest kopalnia Udačnaja w Rosji, gdzie wydobywa się kimberlitową diatrém. W redukowanej bazowej masie tej kimberlitu znajdują się diamenty i metaliczny chrom, prawdopodobnie pochodzące z głębszej części mantei ziemskiej.

Zyskanie

Dostarczona chromitowa ruda jest oddzielana od szlamu. W drugim kroku następuje reakcja utleniania w gorącego na dichromian. Następnie redukuje się węglem na tlenek chromu i gliną na pierwiastek chrom. Chrom nie można uzyskać redukcją węglem z rud tlenkowych, ponieważ powstaje chromkarbid. Czysty chrom tworzy się elektrolizą Cr³⁺- jonów z roztworu kwasu siarkowego. Odpowiadające związki są wytwarzane przez rozpuszczenie tlenku chromowego lub ferokromu w kwasie siarkowym. Ferokrom jako substancja wyjściowa wymaga oczywiście poprzedniego usunięcia żelaza.

Bardzo czysty Chrom jest wytwarzany za pomocą dodatkowych czyszczących kroków metodą van Arkel de Boera według van Arkela i de Boera.

Ferokrom jest wytwarzany przez redukcję chromitu w piecu łukowym przy 2 800 °C.

Własności

Chrom to stalowo-szary, niekorodujący i nieutleniający twardy metal, który w stanie podstawowym jest plastyczny, kształtowalny i kowalny.

Zwykłe stopnie utleniania chromu to +2, +3 i +6, z czego +3 jest najbardziej stabilny. W stopniu utleniania +6 jest silnym, ale też trujnym utleniaczem.

Zastosowanie

Chrom i jego związki są używane najróżniejszymi sposobami:

• Twardy chromowanie
  Elektrolityczne nanoszenie aż 500 µm(0,5 mm) warstwy odporności na ścieranie i rdzę bezpośrednio na stal, cement, miedź, ... Również aluminium można po narysowaniu warstwy pośredniej chromować (twardo-chromowane aluminium w silnikach).
• Dekoracyjne chromowanie.
  Elektrolityczne nanoszenie mniej niż 1 µm(0,001 mm) grubej warstwy Cr na cele dekoracyjne z antykorozyjną warstwą pośrednią z nikiel lub nikiel-miedź. Często chromuje się również części z plastiku.
• Stop w nieskorozyjnych i odpornych na ciepło stalach nierdzewnych i stopach nielazowych.
• jako katalizator
• jako chromit w produkcji form do spiekania cegieł
• barwienie szkła lub malarskie pigmenty.
  Cr^III-związki barwią szkło na zielono zeleno, Cr^VI-związki na żółto (żółć cynkowa).

Ograniczenie

Kierunki RoHS ograniczają użycie sześciowartościowego chromu oraz pięciu innych substancji (kadm, ołów, RTg, polibromowane bifenyly (PBB) i polibromowane difenyloetery (PBDE) w produkcji urządzeń elektrycznych i elektronicznych, które w dużych ilościach trafiają na składowiska, a tym samym przyczynia się do ochrony zdrowia ludzkiego i środowiska. Ograniczenie nie dotyczy więc urządzeń przemysłowych, telekomunikacyjnych, medycznych, naukowych itd. z długą żywotnością, które są produkowane w małych ilościach i przy których można przypuszczać, że nie trafią na składowisko.^[1]: