Crom

Crom
	24Cr
	vanadi ← crom → manganès
Aspecte
	Metàl·lic platejat; ; Crom sòlid; ; ; Línies espectrals del crom
Propietats generals
Nom, símbol, nombre	Crom, Cr, 24
Categoria d'elements	Metalls de transició
Grup, període, bloc	6, 4, d
Pes atòmic estàndard	51,9961(6)
Configuració electrònica	[Ar] 4s13d5; 2, 8, 13, 1;
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
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 ;
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

Aquest article tracta sobre crom. Vegeu-ne altres significats a «verd de crom».

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

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

El crom s'empra principalment en metal·lúrgia per a aportar resistència a la corrosió i un acabat brillant.
- En aliatges, per exemple, l'acer inoxidable que conté més d'un 8% en crom.
- En processos de cromat (dipositar una capa protectora per mitjà d'electrodeposició). També s'utilitza en l'anoditzat de l'alumini.

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

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 robins 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

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

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

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

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

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

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Crom

webelements.com - Crom (anglès)
environmentalchemistry.com - Crom (anglès)
International Chromium Development Association (anglès)
It's Elemental (anglès)
Crom Nadiu (anglès)
The Merck Manual - Mineral Deficiency and Toxicity (anglès)