Crom

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Aquest article tracta sobre crom. Vegeu-ne altres significats a «verd de crom».
Crom
24Cr
vanadicrommanganès
-

Cr

Mo
Aspecte
Metàl·lic platejat
Propietats generals
Nom, símbol, nombre Crom, Cr, 24
Categoria d'elements Metalls de transició
Grup, període, bloc 64, d
Pes atòmic estàndard 51,9961(6)
Configuració electrònica [Ar] 4s13d5
2, 8, 13, 1
Configuració electrònica de Crom
Propietats físiques
Fase Sòlid
Densitat
(prop de la t. a.)
7,19 g·cm−3
Densitat del
líquid en el p. f.
6,3 g·cm−3
Punt de fusió 2.180 K, 1.907 °C
Punt d'ebullició 2.944 K, 2.671 °C
Entalpia de fusió 21,0 kJ·mol−1
Entalpia de vaporització 339,5 kJ·mol−1
Capacitat calorífica molar 23,35 J·mol−1·K−1
Pressió de vapor
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
a T (K) 1.656 1.807 1.991 2.223 2.530 2.942
Propietats atòmiques
Estats d'oxidació 6, 5, 4, 3, 2, 1, -1, -2
(òxid àcid fort)
Electronegativitat 1,66 (escala de Pauling)
Energies d'ionització
(més)
1a: 652,9 kJ·mol−1
2a: 1.590,6 kJ·mol−1
3a: 2.987 kJ·mol−1
Radi atòmic 128 pm
Radi covalent 139±5 pm
Miscel·lània
Estructura cristal·lina Cúbica centrada en la cara
Crom té una estructura cristal·lina cúbica centrada en la cara
Ordenació magnètica Antiferromagnètic
Resistivitat elèctrica (20 °C) 125 nΩ·m
Conductivitat tèrmica 93,9 W·m−1·K−1
Dilatació tèrmica (25 °C) 4,9 µm·m−1·K−1
Velocitat del so (barra prima) (20 °C) 5.940 m·s−1
Mòdul d'elasticitat 279 GPa
Mòdul de cisallament 115 GPa
Mòdul de compressibilitat 160 GPa
Coeficient de Poisson 0,21
Duresa de Mohs 8,5
Duresa de Vickers 1.060 MPa
Duresa de Brinell 1.120 MPa
Nombre CAS 7440-47-3
Isòtops més estables
Article principal: Isòtops del crom
Iso AN Semivida MD ED (MeV) PD
50Cr 4,345% > 1,8×1017 a εε - 50Ti
51Cr sin 27,7025 d ε - 51V
γ 0,320 -
52Cr 83,789% 52Cr és estable amb 28 neutrons
53Cr 9,501% 53Cr és estable amb 29 neutrons
54Cr 2,365% 54Cr és estable amb 30 neutrons

El crom és un element químic de nombre atòmic 24 que es troba en el grup 6 de la taula periòdica dels elements. El seu símbol és Cr. És un metall que s'empra especialment en metal·lúrgia.

Característiques principals[modifica | modifica el codi]

El crom és un metall de transició dur, fràgil, gris acerat i brillant. És molt resistent enfront de la corrosió.

El seu estat d'oxidació més alt és el +6, encara que aquests compostos són molt oxidants. Els estats d'oxidació +4 i +5 són poc freqüents, mentre que els estats més estables són +2 i +3. També és possible obtenir compostos en els quals el crom presenti estats d'oxidació més baixos, però són bastant rars.

Aplicacions[modifica | modifica el codi]

Llanta cromada
  • Els seus cromats i òxids s'empren en colorants i pintures. En general, les seves sals s'empren, a causa dels seus variats colors, com a mordents.
  • El dicromat de potassi (K2Cr2O7) és un reactiu químic que s'empra en la neteja de material de vidre de laboratori i, en anàlisis volumètriques, com a agent valorant.
  • És comú l'ús del crom i d'algun dels seus òxids com catalitzadors, per exemple, en la síntesi d'amoníac (NH3).
  • El mineral cromita (Cr2O3·FeO) s'empra en motles per a la fabricació de rajoles (en general, per a fabricar materials refractaris). Amb tot, una bona part de la cromita consumida s'empra per a obtenir crom o en aliatges.
  • En l'assaonat del cuir és freqüent emprar el denominat "assaonat al crom" en el que s'empra hidroxisulfat de crom (III) (Cr(OH)(SO4)).
  • Per a preservar la fusta se solen utilitzar substàncies químiques que es fixen a la fusta protegint-la. Entre aquestes substàncies s'empra òxid de crom (VI) (CrO3).
  • Quan en el corindó (a-Al2O3) se substitueixen alguns ions d'alumini per ions de crom s'obté el robí; aquesta gemma es pot emprar, per exemple, en làsers.
  • El diòxid de crom (CrO2) s'empra per a fabricar les cintes magnètiques emprades en les cassets, donant millors resultats que amb òxid de ferro (Fe2O3) pel fet que presenten una major coercitivitat.

Història[modifica | modifica el codi]

El 1761, Johann Gottlob Lehmann va trobar en els Urals un mineral taronja rogenc que va denominar plom roig de Sibèria; aquest mineral es tractava de la crocoita (PbCrO4), i es va creure que era un compost de plom amb seleni i ferro.

El 1770, Peter Simon Pallas va estar en el mateix lloc que Lehmann i va trobar el mineral, que va resultar ser molt útil, a causa de les seves propietats com a pigment, en pintures. Aquesta aplicació com a pigment es va estendre ràpidament, per exemple, es va posar de moda un groc brillant, el groc de crom, obtingut a partir de la crocoita.

El 1797, Louis Nicolas Vauquelin va rebre mostres d'aquest mineral. Va ser capaç de produir òxid de crom (CrO3) mesclant crocoita amb àcid clorhídric (HCl). El 1798 va descobrir que es podia aïllar crom metàl·lic escalfant l'òxid en un forn de carbó. També va poder detectar traces de crom en gemmes precioses, com per exemple, en rubís i maragdes. El va anomenar crom (del grec "chroma", que vol dir "color") a causa dels vius colors que presenten els compostos d'aquest element.

El crom es va emprar principalment en pintures i altres aplicacions, fins que a finals del segle XIX es va emprar com a additiu en acers, encara que fins a principis del segle XX, quan es va començar a obtenir crom metàl·lic per mitjà d'aluminotèrmia, no es va estendre aquest ús. Actualment entorn d'un 85% del crom s'utilitza en aliatges metàl·lics.

Compostos[modifica | modifica el codi]

Òxid de crom (VI)

El dicromat de potassi, K2Cr2O7, és un oxidant enèrgic i s'utilitza per a netejar material de vidre de laboratori de qualsevol resta orgànica que puguin contenir.

El verd veronès o "verd de crom" (es tracta de l'òxid de crom (III), Cr2O3) és un pigment que s'empra, per exemple, en pintures esmaltades i en la coloració de vidres. El "groc de crom" (és un cromat de plom, PbCrO4) també s'utilitza com a pigment.

No es troben en la naturalesa ni l'àcid cròmic (H2CrO4) ni el dicròmic (H2Cr2O7), però els seus anions es troben en una àmplia varietat de compostos. El triòxid de crom, CrO3, el que seria l'anhídrid de l'àcid cròmic, es ven industrialment com "àcid cròmic".

Paper biològic[modifica | modifica el codi]

En principi, es considera al crom (en el seu estat d'oxidació +3) un element essencial, encara que no es coneixen amb exactitud les seues funcions. Sembla que participa en el metabolisme dels lípids, en el dels hidrats de carboni, així com altres funcions.

S'ha observat que alguns dels seus complexos participen en la potenciació de l'acció de la insulina, per la qual cosa se'ls ha denominat "factor de tolerància a la glucosa"; a causa d'aquesta relació amb l'acció de la insulina, l'absència de crom provoca una intolerància a la glucosa, i aquesta absència provoca l'aparició de diversos problemes.

No s'ha trobat cap metal·loproteïna amb activitat biològica que contingui crom i per tant no s'ha pogut explicar com actua.

D'altra banda, els compostos de crom en l'estat d'oxidació +6 són molt oxidants i són carcinògens.

Localització i obtenció[modifica | modifica el codi]

S'obté crom a partir de la cromita (FeCr2O4). El crom s'obté comercialment escalfant la cromita en presència d'alumini o silici (per mitjà d'un procés de reducció). Aproximadament la meitat de la cromita s'extreu de Sud-àfrica. També s'obté en grans quantitats en Kazakhstan, Índia i Turquia. Els dipòsits encara sense explotar són abundants.

Aproximadament durant l'any 2000 es van produir quinze milions de tones de cromita, de la qual la major part s'empra per a aliatges (prop d'un 70%), per exemple per a obtenir ferrocrom (un aliatge de crom i ferro, amb quelcom de carboni). Una altra part (un 15% aproximadament) s'empra directament com a material refractari i, la resta, en la indústria química per a obtenir diferents compostos de crom.

S'han descobert dipòsits de crom metall, encara que són poc abundants; en una mina russa (Udachnaya) es produeixen mostres del metall, on l'ambient reductor ha facilitat la producció de diamants i crom elemental.

Isòtops[modifica | modifica el codi]

Es troben tres isòtops estables en la naturalesa: crom-52, crom-53 i crom-54. El més abundant és el crom-52 (83,789%). S'han caracteritzat 19 radioisòtops, sent el més estable el crom-50 amb un període de semidesintegració de més d'1,8 x 1017 anys, seguit del crom-51 amb un període de semidesintegració de 27,7025 dies. En la resta són inferiors a les 24 hores, la majoria de menys d'un minut. Aquest element també té dos metaestats.

El crom-53 és el producte de decaïment del manganès-53. Els continguts isotòpics en crom estan relacionats amb els de manganès, la qual cosa s'empra en geologia. Les relacions isotòpiques de Mn-Cr reforcen l'evidència d'alumini-26 i pal·ladi-107 en els començaments del Sistema Solar. Les variacions en les relacions de crom-53/crom-52 i Mn/Cr en alguns meteorits indiquen una relació inicial de 53Mn/55Mn que suggerix que les relacions isotòpiques de Mn-Cr resulten del decaïment in situ de 53Mn en cossos planetaris diferenciats. Per tant, el 53Cr dóna una evidència addicional de processos nucleosintètics just abans de la coalescència del sistema solar.

El pes atòmic dels isòtops del crom va des de 43 uma (crom-43) a 67 uma (crom-67). El primer mode de decaïment abans de l'isòtop estable més abundant, el crom-52, és la captura electrònica, mentre que després d'aquest, és la desintegració beta.

Precaucions[modifica | modifica el codi]

Generalment, no es considera que el crom metàl·lic i els compostos de crom (III) siguin, especialment, un risc per a la salut; es tracta d'un element essencial per al ser humà, però en altes concentracions resulta tòxic.

Els compostos de crom (VI) són tòxics si són ingerits, sent la dosi letal d'uns pocs grams. En nivells no letals, el Cr (VI) és carcinogen. La majoria dels compostos de crom (VI) irriten els ulls, la pell i les mucoses. L'exposició crònica a compostos de crom (VI) pot provocar danys permanents en els ulls.

L'Organització Mundial de la Salut (OMS) recomana des del 1958 una concentració màxima de 0.05 mg/litre de crom (VI) en l'aigua de consum. Aquest valor ha estat revisat fent nous estudis sobre els seus efectes en la salut, però ha romàs constant.

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Crom Modifica l'enllaç a Wikidata