Cromo

Cromo
; 24	Cr
	Cr
	Mo
	Vanadio ← Cromo → Manganeso
	Táboa periódica dos elementos
	[[Ficheiro:{{{espectro}}}\|300px\|center]]
	Liñas espectrais do Cromo
Información xeral
Nome, símbolo, número	Cromo, Cr, 24
Serie química	metal de transición
Grupo, período, bloque	6, 4, d
Densidade	7140 kg/m3
Dureza	{{{dureza}}}
Aparencia	prateado;
N° CAS
N° EINECS
Propiedades atómicas
Masa atómica	51,9961(6) u
Raio medio	140 pm
Raio atómico (calc)	166 pm
Raio covalente	127 pm
Raio de van der Waals	pm
Configuración electrónica	[Ar]3d54orbitais¹
Electróns por nivel de enerxía
Estado(s) de oxidación	6,3,2
Óxido	ácido forte
Estrutura cristalina	cúbica centrada no corpo
Propiedades físicas
Estado ordinario	Sólido
Punto de fusión	2130 K
Punto de ebulición	2945 K
Punto de inflamabilidade	{{{P_inflamabilidade}}} K
Entalpía de vaporización	344,3 kJ/mol
Entalpía de fusión	16,9 kJ/mol
Presión de vapor	990
Temperatura crítica	K
Presión crítica	Pa
Volume molar	m3/mol
Velocidade do son	5940 m/s a 293.15 K (20 °C)
Varios
Electronegatividade (Pauling)	1,66
Calor específica	450 J/(K·kg)
Condutividade eléctrica	7,74 106 S/m
Condutividade térmica	93,7 W/(K·m)
1.ª Enerxía de ionización	652,9 kJ/mol
2.ª Enerxía de ionización	1590,6 kJ/mol
3.ª Enerxía de ionización	2987 kJ/mol
4.ª Enerxía de ionización	{{{E_ionización4}}} kJ/mol
5.ª Enerxía de ionización	{{{E_ionización5}}} kJ/mol
6.ª Enerxía de ionización	{{{E_ionización6}}} kJ/mol
7.ª Enerxía de ionización	{{{E_ionización7}}} kJ/mol
8.ª enerxía de ionización	{{{E_ionización8}}} kJ/mol
9.ª Enerxía de ionización	{{{E_ionización9}}} kJ/mol
10.ª Enerxía de ionización	{{{E_ionización10}}} kJ/mol
Isótopos máis estables
	MeV
	Unidades segundo o SI e en condicións normais de presión e temperatura, salvo indicación contraria.

O cromo é un elemento químico de número atómico 24 que se atopa no grupo 6 da táboa periódica dos elementos. O seu símbolo é Cr. É un metal que se emprega especialmente en metalurxia.

Características principais

O cromo é un metal de transición duro, fráxil, gris aceirado e brillante. É moi resistente fronte á corrosión.

O seu estado de oxidación máis alto é o 6, aínda que estes compostos son moi oxidantes. Os estados de oxidación 4 e 5 son pouco frecuentes, mentres que os estados máis estables son 2 e 3. Tamén é posible obter compostos nos cales o cromo presenta estados de oxidación máis baixos, pero son bastante raros.

Aplicacións

O cromo utilízase principalmente en metalurxia para achegar resistencia á corrosión e un acabado brillante.
- En aliaxes, por exemplo, o aceiro inoxidable que contén máis dun 8% en cromo.
- En procesos de cromado (depositar unha capa protectora mediante electrodeposición). Tamén se utiliza no anodizado do aluminio.
Os seus cromatos e óxidos empréganse en colorantes e pinturas. En xeral, os seus sales empréganse, debido ás súas variadas cores, como mordentes.
O dicromato de potasio (K2Cr2Ou7) é un reactivo químico que se emprega na limpeza de material de vidro de laboratorio e, en análise volumétricos, como axente valorante.
É común o uso do cromo e dalgún dos seus óxidos como catalizador, por exemplo, na síntese de amoníaco (NH3).
O mineral cromita (Cr₂O₃·FeO) emprégase en moldes para a fabricación de ladrillos (en xeral, para fabricar materiais refractarios). Así a todo, unha boa parte da cromita consumida emprégase para obter cromo ou en aliaxes.
No curtido do coiro é frecuente empregar o denominado "curtido ao cromo" no que se emprega hidroxisulfato de cromo (III) (Cr(OH)(XO4)).
Para preservar a madeira adóitanse utilizar substancias químicas que se fixan á madeira protexéndoa. Entre estas substancias emprégase óxido de cromo (VI) (CrO3).
Cando no corindón (?-A o2Ou3) substitúense algúns ións de aluminio por ións de cromo obtense o rubí; esta xema pódese empregar, por exemplo, en láseres.
O dióxido de cromo (CrO2) emprégase para fabricar as cintas magnéticas empregadas nas casetes, dando mellores resultados que con óxido de ferro (Fe2Ou3) debido a que presentan unha maior coercibilidade.

Historia

En 1761 Johann Gottlob Lehmann atopou nos Urais un mineral laranxa avermellado que denominou chumbo vermello de Siberia; este mineral tratábase da crocoita (PbCrO4), e creuse que era un composto de chumbo con selenio e ferro.

En 1770 Peter Simon Pallas estivo no mesmo lugar que Lehmann e atopou o mineral, que resultou ser moi útil en pinturas debido ás súas propiedades como pigmento. Esta aplicación estendeuse rapidamente, por exemplo, púxose de moda un amarelo brillante, obtido a partir da crocoita.

En 1797 Nicolas-Louis Vauquelin recibiu mostras do mineral. Foi capaz de producir trióxido de cromo (CrO₃) mesturando crocoita con ácido clorhídrico (HCl). En 1798 descubriu que se podía illar cromo metálico quentando o óxido nun forno de carbón. Tamén puido detectar trazas de cromo en xemas preciosas, por exemplo, en rubís e esmeraldas. Chamouno cromo (do grego chroma, "cor") debido ás distintas cores que presentan os seus compostos.

O cromo empregouse principalmente en pinturas e outras aplicacións ata que, a finais do século XIX, empregouse como aditivo en aceiros. Este uso non se estendeu ata principios do século XX, cando se comezou a obter cromo metálico mediante aluminotermia. Actualmente en torno a un 85% do cromo utilízase en aliaxes metálicas.

Compostos

O dicromato de potasio, K2Cr2Ou7, é un oxidante enérxico e utilízase para limpar material de vidro de laboratorio de calquera resto orgánico que poida conter.

O "verde de cromo" (é o óxido de cromo (III), Cr2Ou3) é un pigmento que se emprega, por exemplo, en pinturas esmaltadas e na coloración de vidros. O "amarelo de cromo" (é un cromato de chumbo, PbCrO4) tamén se utiliza como pigmento.

Non se atopan na natureza nin o ácido crómico nin o dicrómico, pero os seus anións atópanse nunha ampla variedade de compostos. O trióxido de cromo, CrO3, o que sería o anhídrido do ácido crómico, véndese industrialmente como "ácido crómico".

Papel biolóxico

En principio, considérase ao cromo (no seu estado de oxidación 3) un elemento esencial, aínda que non se coñecen con exactitude as súas funcións. Parece participar no metabolismo dos lípidos, no dos hidratos de carbono, así como outras funcións.

Observouse que algúns dos seus complexos parecen participar na potenciación da acción da insulina, polo que llos denominou "factor de tolerancia á glicosa"; debido a esta relación coa acción da insulina, a ausencia de cromo provoca unha intolerancia á glicosa, e esta ausencia provoca a aparición de diversos problemas.

Non se atopou ningunha metaloproteína con actividade biolóxica que conteña cromo e polo tanto non se puido explicar como actúa.

Por outra banda, os compostos de cromo no estado de oxidación 6 son moi oxidantes e son carcinóxenos.

Abundancia e obtención

Obtense cromo a partir da cromita (FeCr2Ou4). O cromo obtense comercialmente quentando a cromita en presenza de aluminio ou silicio (mediante un proceso de redución). Aproximadamente a metade da cromita extráese de Suráfrica. Tamén se obtén en grandes cantidades en Casaquistán, India e Turquía.

Aproximadamente producíronse quince millóns de toneladas de cromita no ano 2000, da cal a maior parte emprégase para aliaxes (preto dun 70%), por exemplo para obter ferrocromo (unha aliaxe de cromo e ferro, con algo de carbono). Outra parte (un 15% aproximadamente) emprégase directamente como material refractario e, o resto, na industria química para obter diferentes compostos de cromo.

Descubríronse depósitos de cromo metal, aínda que son pouco abundantes; nunha mina rusa (Udachnaya) prodúcense mostras do metal, onde o ambiente redutor facilitou a produción de diamantes e cromo elemental.

Isótopos

Atópanse tres isótopos estables na natureza: cromo-52, cromo-53 e cromo 54. O máis abundante é o cromo-52 (83,789%). Caracterizáronse 19 radioisótopos, sendo o máis estable o cromo-50 cunha vida media de máis de 1,8 x 1017 anos, seguido do cromo-51 cunha vida media de 27,7025 días. O resto ten vidas medias de menos de 24 horas, a maioría de menos dun minuto. Este elemento tamén ten dous metaestados.

O cromo-53 é o produto de decaemento do manganeso-53. Os contidos isotópicos en cromo están relacionados cos de manganeso, o que se emprega en xeoloxía. As relacións isotópicas de Mn-Cr reforzan a evidencia de aluminio-26 e paladio-107 nos comezos do Sistema Solar. As variacións nas relacións de cromo-53/cromo-52 e Mn/Cr nalgúns meteoritos indican unha relación inicial de 53Mn/55Mn que suxire que as relacións isótópicas de Mn-Cr resultan do decaemento in situ de 53Mn en corpos planetarios diferenciados. Polo tanto, o 53Cr dá unha evidencia adicional de procesos nucleosintéticos xusto antes da coalescencia do Sistema Solar.

O peso atómico dos isótopos do cromo vai dende 43 uma (cromo-43) a 67 uma (cromo-67). O primeiro modo de decaemento antes do isótopo estable máis abundante, o cromo-52, é captúraa electrónica, mentres que logo deste, é a desintegración beta.

Precaucións

Xeralmente, non se considera que o cromo metal e os compostos de cromo (III) sexan, especialmente, un risco para a saúde xa que se trata dun elemento esencial para o ser humano, pero en altas concentracións resulta tóxico.

Os compostos de cromo (VI) son tóxicos se son inxeridos, sendo a dose letal duns poucos gramos. En niveis non letais, o Cr (VI) é carcinóxeno. A maioría dos compostos de cromo (VI) irritan os ollos, a pel e as mucosas. A exposición crónica a compostos de cromo (VI) pode provocar danos permanentes nos ollos.

A Organización Mundial da Saúde (OMS) recomenda dende 1958 unha concentración máxima de 0.05 mg/litro de cromo (VI) na auga de consumo. Este valor foi revisado facendo novos estudos sobre os seus efectos na saúde, pero permaneceu constante.^{[Cómpre referencia]}