Crômio
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| Crômio | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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24 Cr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Aparência | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
metálico prateado  | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propriedades gerais | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nome, símbolo, número | crómio, Cr, 24 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pronúncia | / k r oʊ m Eu ə m / Kroh -mee-əm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Categoria Metallic | de metal de transição | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Grupo, período, bloco | 6, 4, d | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Peso atômico padrão | 51,9961 (6) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Configuração eletrônica | [ Ar ] 3d 5 4s 1 2, 8, 13, 1  | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| História | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Descoberta | Louis Nicolas Vauquelin (1797) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Primeiro isolamento | Louis Nicolas Vauquelin (1798) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propriedades físicas | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fase | sólido | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Densidade (perto RT) | 7,19 g cm -3 · | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Líquido densidade no pf | 6,3 g · cm -3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ponto de fusão | 2180 K , 1907 ° C, 3465 ° F | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ponto de ebulição | 2944 K, 2671 ° C, 4840 ° F | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Calor de fusão | 21,0 kJ mol -1 · | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Calor de vaporização | 339,5 kJ · mol -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Capacidade calorífica molar | 23,35 J · · mol -1 K -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pressão de vapor | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Propriedades atômicas | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estados de oxidação | 6, 5, 4, 3, 2, 1, -1, -2 (Fortemente ácida óxido) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Eletronegatividade | 1,66 (escala de Pauling) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Energias de ionização ( Mais) | 1º: 652,9 kJ · mol -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2: 1590,6 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3: 2987 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Raio atômico | 128 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| O raio de covalência | 139 ± 17:00 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Miscelânea | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| A estrutura de cristal | cúbica de corpo centrado  | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ordenamento magnético | AFM (em vez: MPAS) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Resistividade elétrica | (20 ° C) 125 Nco · m | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Condutividade térmica | 93,9 W · m -1 · K -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Expansão térmica | (25 ° C) de 4,9 uM · · K -1 m -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Velocidade do som (haste fina) | (20 ° C) 5940 m · s -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| O módulo de Young | 279 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Módulo de cisalhamento | 115 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Massa de módulo | 160 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Rácio de Poisson | 0.21 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dureza de Mohs | 8,5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dureza de Vickers | 1.060 MPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dureza Brinell | 1.120 MPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Número de registo CAS | 7440-47-3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| A maioria dos isótopos estáveis | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ver artigo principal: Isótopos de crómio | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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O cromo é um elemento químico que tem o símbolo Cr e número atômico 24. É o primeiro elemento Grupo 6. É um férreo-cinzento, lustrosa, disco de metal que leva um polonês alto e tem um alto ponto de fusão. É também inodoro, insípido, e maleável. O nome do elemento é derivado do grego palavra "Chroma" (χρώμα), o que significa cor , porque muitos de seus compostos são intensamente colorido.
Óxido de cromo foi usada pelos chineses na dinastia Qin mais de 2.000 anos atrás, para armas revestimento de metal encontrados com o Exército de Terracota. O cromo foi descoberto como um elemento depois que ela chamou a atenção do mundo ocidental no mineral cristalino vermelho crocoite ( de chumbo (II) cromato), descoberto em 1761 e, inicialmente, usado como um pigmento . Louis Nicolas Vauquelin primeiro isolado metal cromo a partir deste mineral em 1797. Desde a primeira produção de Vauquelin de cromo metálico, pequenas quantidades de natal (gratuito) cromo de metal foram descobertos em minerais raros, mas estes não são utilizadas comercialmente. Em vez disso, quase todos crómio está comercialmente extraído do minério única comercialmente viável cromite, que é o óxido de ferro crómio (de FeCr 2 O 4). Cromita também é agora a principal fonte de crómio para pigmentos de cromo.
De metal crómio e liga de ferro-crómio são comercialmente produzidos a partir de cromite por silicothermic ou reações aluminotérmico, ou por torrefação e processos de lixiviação. Cromo metal tem comprovado de alto valor devido à sua alta corrosão e resistência dureza. Um desenvolvimento importante foi a descoberta de que podia ser feito de aço de alta resistência à corrosão e à descoloração pela adição de crómio metálico para formar aço inoxidável. Esta aplicação, juntamente com cromagem ( galvanoplastia com crómio) compreendem actualmente 85% do uso comercial para o elemento, com os pedidos de compostos de crómio que formam o restante.
Trivalente cromo (Cr (III)) íon é possivelmente necessário em quantidades vestigiais para açúcar e lipídios metabolismo, embora a questão permanece em debate. Em quantidades maiores e em diferentes formas, de crómio pode ser tóxico e cancerígenos. O exemplo mais proeminente de cromo tóxico é crómio hexavalente (Cr (VI)). Locais de produção de cromo abandonadas muitas vezes requerem limpeza ambiental.
Características
Físico
O cromo é notável por suas propriedades magnéticas: é o único sólido elementar que mostra ordenação antiferromagnetic à temperatura ambiente (ou abaixo). Acima de 38 ° C, ele se transforma em um estado paramagnético.
Passivation
O cromo do metal de pé esquerdo no ar é passivado por oxigénio , formando uma camada de superfície de óxido protectora fina. Esta camada é uma estrutura espinélio apenas alguns átomos de espessura. É muito densa, e evita a difusão de oxigénio para o material subjacente. Esta barreira está em contraste com ferro ou aços de carbono simples, onde o oxigénio migra para o material subjacente e causas ferrugem. A passivação pode ser melhorada por contacto com curto ácidos oxidantes, como ácido nítrico . Crómio passivado é estável contra ácidos. O efeito oposto pode ser conseguida por tratamento com um forte agente redutor que destrói a camada de óxido protectora sobre o metal. O crómio metal tratado desta forma se dissolve prontamente em ácidos fracos.
O crómio, ao contrário de metais, tais como ferro e níquel, não sofre fragilização por hidrogênio. No entanto, sofre de azoto fragilização, a reacção com azoto a partir do ar e formar nitretos quebradiços às temperaturas elevadas necessárias para trabalhar as peças metálicas.
Ocorrência
Chromium é o 24 mais elemento abundante na crosta da Terra com uma concentração média de 100 ppm. Compostos de cromo são encontrados no meio ambiente, devido à erosão de rochas contendo crómio e pode ser distribuído por erupções vulcânicas. As concentrações variam no solo situa-se entre 1 e 3000 mg / kg, em água do mar de 5-800 ug / litro, e em rios e lagos 26 ug / litro e 5,2 mg / litro. Chromium é extraído como cromita (FeCr 2 O 4) minério. Cerca de dois quintos dos minérios de cromita e seus concentrados do mundo são produzidos na África do Sul , enquanto o Cazaquistão , Índia , Rússia e Turquia também são produtores importantes. Depósitos de cromita inexploradas são abundantes, mas geograficamente concentrada no Cazaquistão e África Austral.
Apesar de raros, os depósitos de crómio nativa existe. O Udachnaya de tubulação na Rússia produz amostras do metal nativo. Esta mina é um tubo de kimberlito, rica em diamantes , eo reduzindo ambiente ajudou a produzir tanto cromo elementar e diamante .
A relação entre Cr (III) e Cr (VI) depende fortemente e pH propriedades oxidativas do local, mas na maioria dos casos, o Cr (III) é a espécie dominante, embora em algumas áreas, a água subterrânea pode conter até 39 ^ g / litro de cromo total, dos quais 30 g / litro, está presente como Cr ( VI).
Isótopos
De ocorrência natural de crómio é composto de três estáveis isótopos ; Cr 52, 53 e 54 Cr Cr com 52 Cr sendo o mais abundante (83,789% abundância natural). 19 radioisótopos foram caracterizados com os mais estáveis 50 Cr com uma meia-vida de (mais do que) 1,8 × 10 17 anos, e 51 Cr, com uma semi-vida de 27,7 dias. Todos os restantes isótopos radioativos possuem meias-vidas que são menos de 24 horas ea maioria destes com meias-vidas que são menos de 1 minuto. Este elemento também tem dois meta estados.
53 é o Cr produto de decaimento radiogenic de 53 Mn . Chromium isotópicas conteúdos são tipicamente combinado com manganês conteúdos isotópicos e encontraram aplicação em geologia isotópica. Mn relações isotópicas -cr reforçam a evidência de 26 Al e 107 Pd para o início da história do sistema solar . Variações em 53 Cr / 52 Cr e Mn / Cr rácios de vários meteoritos indicam um Mn 53/55 Mn razão inicial que sugere Mn-Cr composição isotópica deve resultar de cárie in-situ de 53 Mn em corpos planetários diferenciadas. Daí 53 Cr fornece evidência adicional para processos nucleosynthetic imediatamente antes de coalescência do sistema solar.
Os isótopos de crómio variar em massa atómica de 43 u (43 Cr) a 67 u (67 Cr). O primário modo de decaimento antes do isótopo estável mais abundante, 52 Cr, é captura eletrônica eo primeiro modo após é decaimento beta. 53 Cr foi posta como um proxy para a concentração de oxigênio atmosférico.
Compostos
| Oxidação estados | |
|---|---|
| -2 | Na 2 [Cr (CO) 5] |
| -1 | Na 2 [2 Cr (CO) 10] |
| 0 | Cr (C 6 H 6) 2 |
| +1 | 3 K [Cr (CN) 5 NO] |
| 2 | CrCl 2 |
| 3 | CrCl 3 |
| 4 | K 2 6 CrF |
| 5 | K CrO 3 8 |
| 6 | K 2 CrO 4 |
O crómio é um membro dos metais de transição , em 6. grupo de crómio (0) tem uma configuração electrónica de 4s 1 3d 5, devido à energia inferior do configuração de alta rotação. Crómio exibe uma ampla gama de possíveis estados de oxidação , em que o estado 3 é mais estável energeticamente; os três e seis estados são mais comumente observada em compostos de cromo, enquanto que os 1, 4 e 5 estados são raros.
O seguinte é o Pourbaix diagrama para o crómio na água pura, ácido perclórico ou hidróxido de sódio: 
De crómio (III)
Um grande número de compostos de crómio (III) são conhecidos. De crómio (III) pode ser obtido por dissolução de crómio elementar em ácidos como ácido clorídrico ou ácido sulfúrico . O ião Cr3 + tem um raio semelhante (63 h) para o ião Al 3+ (raio de 50 horas), de forma que possam substituir um ao outro em alguns compostos, tais como em alum cromo e alúmen. Quando uma quantidade vestigial de Cr 3+ substitui Al 3+ em corindo (óxido de alumínio, Al 2 O 3), o de cor vermelha ruby é formado.
Chromium íons (III) tendem a formar complexos octaédricos. As cores destes complexos é determinada pelos ligandos ligados ao centro de Cr. A disponível comercialmente de crómio (III) hidrato de cloreto é o complexo verde escuro [CrCl 2 (H2O) 4] Cl. Compostos intimamente relacionados têm cores diferentes: verde pálido [CrCl (H2O) 5] Cl 2 e o violeta [Cr (H2O) 6] 3 Cl. Se verde livre de água de crómio (III) é dissolvido em cloreto de água, em seguida a solução verde muda para violeta, depois de algum tempo, devido à substituição de água por cloreto no interior esfera de coordenação. Este tipo de reacção é também observado com soluções de alúmen cromo e outros sais de crómio solúveis em água (III).
De crómio (III) de hidróxido de (Cr (OH) 3) é anfotérico, dissolvendo-o em soluções ácidas para formar [Cr (H2O) 6] 3+, e em soluções básicas para formar [Cr (OH) 6] 3-. Ele é desidratado por aquecimento para formar o verde de crómio (III), óxido de (Cr 2 O 3), que é o óxido estável com uma estrutura cristalina idêntico ao do corindo .
O crómio (VI)
Chromium (VI) compostos são oxidantes poderosos em pH baixo ou neutro. Os mais importantes são ânion cromato (CrO 2-
4) e dicromato (Cr 2 O 7 2-) aniões, que existem em equilíbrio:
- 2 [CrO 4] 2- + 2 H +
[Cr 2 O 7] 2- + H2O
Crómio (VI) são conhecidos também halogenetos e incluem o hexafluoreto CrF 6 e cloreto de cromilo (CrO 2 Cl 2).
O cromato de sódio é produzido industrialmente pela torrefacção oxidativo de minério de cromite com cálcio ou carbonato de sódio. A espécie dominante é, por conseguinte, pela lei de acção de massa, determinado pelo pH da solução. A mudança no equilíbrio é visível por uma mudança de cor amarela (cromato) a cor de laranja ( dicromato), tais como quando um ácido é adicionado a uma solução neutra de cromato de potássio. A valores de pH ainda mais baixos, ainda mais complexo para condensação oxiânions de cromo é possível.
Ambos os ânions cromato e dicromato são fortes reagentes oxidantes a baixo pH:
- Cr 2 O 2-
7 + 14 H 3 O + e + 6 - → 2 Cr 3+ + 21 H2O (ε 0 = 1,33 V)
Eles são, no entanto, apenas moderadamente oxidação a um pH elevado:
- CrO 2-
4 + 4 H2O + 3-E - → Cr (OH) 3 + OH 5 - (ε 0 = -0,13 V)
O crómio (VI) os compostos em solução pode ser detectado pela adição de um ácido peróxido de hidrogénio da solução. O azul escuro instável de crómio (VI) peróxido (CrO 5) é formada, a qual pode ser estabilizado como um aducto éter CrO 5 · OU 2.
O ácido crômico tem a fórmula hipotética H 2 CrO 4. É um produto químico descrito vagamente, apesar das muitas e cromatos dicromatos bem definidos são conhecidos. O vermelho escuro de crómio (VI), óxido de CrO 3, o ácido anidrido de ácido crómico, é vendido industrialmente como "ácido crómico". Pode ser produzido através da mistura de ácido sulfúrico com dicromato de piridínio, e é um agente oxidante forte.
O crómio (V) e crómio (IV)
O estado de oxidação cinco só é realizada em alguns compostos intermediários, mas são em muitas reacções envolvendo oxidações por cromato. O único composto binário é o crómio voláteis (V) fluoreto (IRC 5). Este sólido vermelho com ponto de fusão de 30 ° C e um ponto de ebulição de 117 ° C. Ele pode ser sintetizado por tratamento de metal crómio com flúor a 400 ° C e 200 bar de pressão. O peroxochromate (V) é um outro exemplo do estado de oxidação +5. Peroxochromate potássio (K 3 [Cr (O 2) 4]) é feito por reacção de cromato de potássio com peróxido de hidrogénio a baixas temperaturas. Este composto castanho vermelho é estável à temperatura ambiente mas decompõe-se espontaneamente a 150-170 ° C.
Os compostos de crómio (IV) (no estado de oxidação +4) são ligeiramente mais comuns do que os de crómio (V). Os tetra-halogenetos, o CRF 4, ClCr 4, e CrBr 4, pode ser produzida tratando os tri-halogenetos de CRX (3) com o correspondente halogénio, a temperaturas elevadas. Tais compostos são susceptíveis a reacções de desproporcionação e não são estáveis em água.
O crómio (II)
Muitos compostos de crómio (II) são conhecidos, incluindo o estável de água- de crómio (II), cloreto de CrCl 2, que pode ser feita por redução do crómio (III) com cloreto de zinco. A solução azul brilhante resultante somente é estável em neutro pH. Muitos carboxilatos cromoso também são conhecidos, o mais famosa, o vermelho acetato cromoso (Cr 2 (O 2 CCH 3) 4), que dispõe de uma ligação quádruplo.
O crómio (I)
A maioria dos compostos Cr (I) são obtidos por oxidação de rico em electrões, octaédricos Cr (0) complexos. Cr Outros (I) contêm complexos ligantes ciclopentadienilo. Tal como verificado por Difracção de raios-X, um Cr-Cr ligação quíntuplo (comprimento 183,51 (4) horas) também já foi descrita. Extremamente ligantes monodentados volumosos estabilizar este composto protegendo o vínculo quintuplicar de outras reacções.
O crómio (0)
Muitos crómio (0) compostos são conhecidos. A maioria são derivados de hexacarbonilo de crómio ou bis (benzeno) crómio.
História
Armas encontrados em covas de enterro que datam do final do século 3 aC Dinastia Qin do Exército de Terracota perto Xi'an, China foram analisados por arqueólogos. Embora enterrado mais de 2.000 anos atrás, a antiga dicas de bronze de setas de bestas e espadas encontrados no local mostrou inesperadamente pouco corrosão, possivelmente porque o bronze foi deliberadamente revestida com uma fina camada de óxido de cromo. No entanto, esta camada de óxido de cromo não era metal ou cromagem como a conhecemos.
Chromium como pigmentos minerais chamou a atenção do Ocidente no século 18. Em 26 de julho 1761, Johann Gottlob Lehmann encontrou um mineral laranja-vermelho na Minas Beryozovskoye no Montes Urais, que ele chamou de chumbo vermelho da Sibéria. Embora identificado erroneamente como um chumbo composto com selênio e ferro componentes, o mineral foi de fato crocoite ( cromato de chumbo) com uma fórmula de PbCrO 4.
Em 1770, Peter Simon Pallas visitou o mesmo local que Lehmann e encontrou um mineral fio vermelho que tinha propriedades úteis como um pigmento em tintas. A utilização de chumbo vermelho da Sibéria como um pigmento de tinta, em seguida, desenvolveu-se rapidamente. Um brilhante pigmento amarelo feito de crocoite também tornou-se moda.
Em 1797, Louis Nicolas Vauquelin recebeu amostras de crocoite minério. Ele produziu trióxido de crómio (CrO3), misturando crocoite com ácido clorídrico . Em 1798, Vauquelin descobriu que podia isolar o cromo metálico aquecendo o óxido em um forno de carvão, fazendo dele o descobridor do elemento. Vauquelin também foi capaz de detectar vestígios de crómio na preciosa pedras preciosas, tais como rubi ou esmeralda.
Durante os anos 1800, o cromo foi usado principalmente como um componente de tintas e de sais de curtimento. Na primeira, crocoite de Rússia era a fonte principal, mas em 1827, um depósito de cromita maior foi descoberto perto Baltimore, Estados Unidos . Isso fez com que os Estados Unidos o maior produtor de produtos de cromo até 1848, quando grandes depósitos de cromita foram encontrados perto Bursa, Turquia .
O cromo também é conhecido por seu brilho quando polido. Ele é usado como uma camada protetora e decorativa em peças do carro, acessórios de canalização, peças de mobiliário e muitos outros itens, geralmente aplicado por galvanoplastia. Chromium foi utilizado para galvanoplastia tão cedo quanto 1848, mas esse uso só se tornou generalizada com o desenvolvimento de um processo melhorado em 1924.
Ligas metálicas agora respondem por 85% do uso do cromo. O restante é usado na indústria química e refratária e indústrias de fundição.
Produção
Cerca de 4,4 milhões de toneladas métricas de minério de cromita comercializáveis foram produzidos em 2000, e convertido em ~ 3,3 milhões de toneladas de ferro-crómio com um valor de mercado aproximado de 2,5 mil milhões de dólares dos Estados Unidos . Os maiores produtores de minério de cromo foram África do Sul (44%) Índia (18%), Cazaquistão (16%) Zimbabwe (5%), Finlândia (4%) Irão (4%) e Brasil (2%) com vários outros países produtores o resto de menos do que 10% da produção mundial.
Os dois principais produtos de refino de minério de cromo são ferrochromium e cromo metálico. Para os produtos do processo de fundição de minério difere consideravelmente. Para a produção de ferro-crómio, o minério de cromita (FeCr 2 O 4) é reduzida em grande escala em forno eléctrico de arco ou em fundições com menores ou de alumínio ou de silício numa reacção aluminotérmica.
Para a produção do cromo puro, o ferro tem que ser separado do crómio em um processo de duas etapas de ustulação e lixiviação. O minério de cromite é aquecido com uma mistura de carbonato de cálcio e carbonato de sódio na presença de ar. O crómio é oxidado à forma hexavalente, enquanto que o ferro forma o estável Fe 2 O 3. A lixiviação subsequente a temperaturas elevadas superiores a dissolve cromatos e deixa o óxido de ferro insolúvel. O cromato é convertida por ácido sulfúrico para o dicromato.
- 4 de FeCr 2 O 4 + 8 Na 2 CO 3 + 7 O 2 → 8 Na 2 CrO 4 2 + Fe 2 O 3 + 8 CO 2
- 2 Na 2 CrO 4 + H 2 SO 4 → Na 2 Cr 2 O 7 + Na 2 SO 4 + H2O
O dicromato é convertido no óxido de crómio (III), por redução com carbono e, em seguida, reduzido numa reacção aluminotérmica de crómio.
- Na 2 Cr 2 O 7 + 2 C → Cr 2 O 3 + Na 2 CO 3 + CO
- Cr 2 O 3 + 2 Al → Al 2 O 3 + 2 Cr
Aplicações
Metalurgia
O efeito o reforço da formação de carbonetos metálicos estáveis nas fronteiras de grão e do forte aumento da resistência à corrosão feita de cromo um material de liga importante para o aço. O aços ferramenta de alta velocidade conter entre 3 e 5% de crómio. De aço inoxidável, a principal liga de metal resistente à corrosão, é formado quando o crómio é adicionada de ferro , em concentrações suficientes, geralmente acima de 11%. Para a sua constituição, crómio é adicionada ao ferro derretido. Também ligas à base de níquel em aumentar a força devido à formação de partículas estáveis discretos, carboneto de metal nas fronteiras de grão. Por exemplo, Inconel 718 contém 18,6% de crómio. Por causa das excelentes propriedades de alta temperatura desses níquel superligas, eles são usados em motores a jacto e turbinas a gás em vez de materiais estruturais comuns.
A alta dureza e resistência à corrosão relativa de cromo puro torna um bom revestimento de superfície, sendo ainda o "popular" revestimento de metal com mais durabilidade incomparável combinado. Uma fina camada de crómio é depositada sobre superfícies metálicas por pré-tratados técnicas de galvanoplastia. Existem dois métodos de deposição: Fino, abaixo de 1 um de espessura, as camadas são depositadas por cromagem, e são usados para superfícies decorativas. Se as superfícies resistentes ao desgaste são necessários, em seguida, mais espessas camadas de cromo são depositados. Ambos os métodos utilizam normalmente ácido ou cromato soluções de dicromato. Para evitar a mudança de consumo de energia no estado de oxidação, a utilização de crómio (III), sulfato está em desenvolvimento, mas para a maioria das aplicações, o processo estabelecido é usado.
No processo de revestimento de conversão de cromato, as fortes propriedades oxidativas de cromatos são utilizados para depositar uma camada de óxido protectora sobre metais como alumínio, zinco e cádmio. Este passivação e as propriedades de auto-cura por o cromato armazenado no revestimento de conversão de cromato, que é capaz de migrar para defeitos locais, são os benefícios do presente método de revestimento. Devido a regulamentações ambientais e de saúde sobre cromatos, método de revestimento alternativo estão em desenvolvimento.
Anodização de alumínio é um outro processo electroquímico, que não conduz à deposição de crómio, mas usos ácido crómico como electrólito na solução. Durante a anodização, uma camada de óxido é formada no alumínio. A utilização de ácido crómico, em vez do ácido sulfúrico usado normalmente, leva a uma ligeira diferença destas camadas de óxido. A elevada toxicidade do Cr (VI), utilizados no processo de galvanoplastia de crómio estabelecida, e o reforço da segurança e regulamentos ambientais exigem uma procura de substitutos para o crómio ou, pelo menos, uma mudança de crómio menos tóxicos compostos (III).
Corantes e pigmentos
O mineral crocoite ( cromato de chumbo PbCrO 4) foi utilizado como um pigmento amarelo pouco depois da sua descoberta. Depois de um método de síntese tornou-se disponível a partir da cromite mais abundante, amarelo cromo foi, em conjunto com amarelo de cádmio, um dos mais utilizados pigmentos amarelos. O pigmento não photodegrade, mas ele tende a escurecer devido à formação de óxido de crómio (III). Tem uma cor forte, e foi usado para ônibus escolares em os EUA e para o Serviço Postal (por exemplo Deutsche Post) na Europa. O uso de amarelo de cromo diminuiu devido a preocupações ambientais e de segurança e foi substituído por pigmentos orgânicos ou alternativas isentas de crómio e chumbo. Outros pigmentos à base de crómio são, por exemplo, o pigmento vermelho de cromo vermelho brilhante, que é uma base de cromato de chumbo (Pb · PbCrO 4 (OH) 2). Um pigmento de cromato de muito importante, que foi amplamente utilizado em formulações de metal de iniciadores, foi cromato de zinco, agora substituídos por fosfato de zinco. Um iniciador de lavagem foi formulada para substituir a prática perigosa de pré-tratamento de corpos de aeronaves de alumínio com uma solução de ácido fosfórico. Este tetroxychromate zinco usado disperso numa solução de butiral de polivinilo. Uma solução a 8% de ácido fosfórico no solvente foi adicionado imediatamente antes da aplicação. Verificou-se que um álcool facilmente oxidado era um ingrediente essencial. Uma fina camada de cerca de 10-15 uM foi aplicado, o qual virou de amarelo para verde-escuro em que foi curado. Há ainda uma pergunta sobre o mecanismo correto. Verde Chrome é uma mistura de Azul da Prússia e cromo amarelo, enquanto o óxido de cromo verde é óxido de crómio (III).
Óxidos de crómio, também são utilizados como uma cor verde na fabricação de vidro e de um esmalte em cerâmica. Óxido de cromo verde é extremamente leve-rápido e, como tal, é utilizado em revestimentos de revestimento. É também o principal ingrediente de IR refletindo tintas, utilizados pelas forças armadas, para pintar veículos, para dar-lhes a mesma reflectância IR como folhas verdes.
Rubi sintético e o primeiro laser
Natural rubis são corindo (óxido de alumínio) de cristais que são coloridas vermelho (o tipo mais raro), devido a cromo íons (III) (outras cores das gemas corindo são denominados safiras). Um rubi artificial de cor vermelha pode também ser conseguida através da dopagem de crómio (III) em cristais de corindo artificial, tornando assim uma exigência de crómio para fazer rubis sintéticos. Tal cristal de rubi sintético foi a base para o primeiro laser de , produzido em 1960, que contou com a emissão estimulada de luz a partir dos átomos de cromo, de tal cristal.
Madeira conservante
Devido à sua toxicidade, o crómio (VI) são os sais utilizados para a conservação de madeira. Por exemplo, arseniato de cobre cromatado (CCA) é usado em tratamento da madeira para proteger a madeira a partir de fungos decadência, madeira atacando insetos, incluindo cupins e brocas marinhas. As formulações contêm crómio com base no óxido de CrO3 entre 35,3% e 65,5%. Nos Estados Unidos, 65.300 toneladas métricas de solução CCA têm sido utilizados em 1996.
Tanning
Sais de crómio (III), especialmente alum cromo e de crómio (III), sulfato, são utilizados no de curtimento couro. O crómio (III) estabiliza o couro por reticulação do fibras de colágeno. O crómio couro curtido podem conter entre 4 e 5% de crómio, que está estreitamente relacionada com as proteínas. Embora a forma de crómio usado para bronzeamento não é a variedade hexavalente tóxica, continua a haver interesse na gestão de crómio na indústria de curtumes como a recuperação e reutilização, a reciclagem direta / indireta, uso de menos de crómio ou "cromo-menos" bronzeamento são praticados para melhor gerir cromo em curtumes.
Material refratário
A resistividade elevado calor e altas marcas ponto de fusão cromita e óxido de crómio (III) um material para aplicações de refractários de alta temperatura, tal como altos-fornos, cimento fornos, moldes para o disparo de tijolos e areia de fundição como para a fundição de metais. Nestas aplicações, os materiais refractários são feitos a partir de misturas de cromita e magnesite. A utilização está a diminuir devido aos regulamentos ambientais, devido à possibilidade de formação de crómio (VI).
Catalisadores
Vários compostos de crómio são usados como catalisadores para processamento de hidrocarbonetos. Por exemplo, a Catalisadores Phillips para a produção de polietileno são as misturas de crómio e dióxido de silício ou misturas de crómio e titânio e óxido de alumínio . Fe-Cr óxidos mistos são empregues como catalisadores de alta temperatura para o reação de deslocamento de água e gás. Cromite de cobre é útil uma hidrogenação catalisador.
Outro uso
- O crómio (IV), óxido de (CrO 2) é um magnética composto. A sua forma ideal anisotropia, que confere elevada coercitividade e de magnetização remanescente, fez dele um composto superior ao γ-Fe 2 O 3. O crómio (IV) é usado para fabricar fita magnética usada em fita de áudio de alto desempenho e padrão cassetes áudio. Cromatos pode prevenir a corrosão de aço em piso molhado, e, por conseguinte, cromatos são adicionados para lamas de perfuração.
- Cromo óxido (III) é um polonês de metal conhecido como rouge verde.
- Ácido crómico é um agente oxidante poderoso e é um composto útil para a limpeza de artigos de vidro de laboratório de qualquer vestígio de compostos orgânicos. É preparada in situ por dissolução dicromato de potássio em ácido sulfúrico concentrado, o qual é então utilizada para lavar o aparelho. Dicromato de sódio é por vezes usado devido à sua solubilidade mais elevada (50 g / l, em função de 200 g / L, respectivamente). Dicromato de potássio é um produto químico reagente, usado na limpeza vidraria de laboratório e como um agente titular. É também usado como um mordente (isto é, um agente de fixação) para corantes em tecido.
Papel biológico
Crómio trivalente (Cr (III) ou Cr 3+) ocorre em quantidades vestigiais em alimentos e águas, e parece ser benigno. Em contraste, crómio hexavalente (Cr (VI) ou Cr 6+) é muito tóxico e mutagénicas quando inalado. Cr (VI) não foi estabelecida como uma substância cancerígena quando em solução, embora possa causar alergia dermatite de contato (ACD).
Deficiência de crómio, que envolve uma falta de Cr (III) no corpo, ou talvez algum complexo do mesmo, tal como factor de tolerância à glucose é controverso, ou é, pelo menos, extremamente raro. Chromium não verificou papel biológico e foi classificado por alguns como não essencial para mamíferos. No entanto, outros comentários considerou-o como um elemento traço essencial nos seres humanos.
Deficiência de cromo tem sido atribuída a apenas três pessoas no longo prazo nutrição parenteral, que é quando um paciente é alimentado com uma dieta líquida através injeção intravenosa durante longos períodos de tempo.
Embora nenhum papel biológico para o crómio nunca foi demonstrada, os suplementos dietéticos para crómio incluir picolinato de cromo (III), crómio polynicotinate (III), e materiais relacionados. O benefício desses suplementos é questionada por alguns estudos. O uso de suplementos dietéticos contendo crómio é controversa, devido à ausência de qualquer papel biológico verificados, à custa destes suplementos, e os efeitos complexos para a sua utilização. O suplemento dietético popular complexo picolinato de cromo gera danos cromossômicos em células de hamster (devido ao ligando picolinato). Nos Estados Unidos as orientações dietéticas para remoção de cromo diária foram reduzidos em 2001 50-200 g para um adulto para 35 mg (adulto masculino) e 25 ug (fêmea adulta).
Precauções
Crómio insolúveis compostos de água (III) e cromo de metal não são considerados um perigo para a saúde, enquanto a toxicidade e as propriedades cancerígenas do crómio (VI) são conhecidos há muito tempo. Por causa dos mecanismos de transporte específicos, apenas quantidades limitadas de crómio (III) entram nas células. Vários estudos in vitro indicaram que concentrações elevadas de crómio (III) na célula podem conduzir a danos no ADN. Toxicidade oral aguda varia entre 1,5 e 3,3 mg / kg. Os efeitos benéficos propostas de crómio (III) e o uso como suplementos dietéticos produziu alguns resultados contraditórios, mas revisões recentes sugerem que a absorção moderada de crómio (III), através de suplementos dietéticos não apresenta nenhum risco.
Cr (VI)
A aguda oral toxicidade para o crómio (VI) varia entre 50 e 150 ug / kg. No corpo, o crómio (VI) é reduzido por vários mecanismos de crómio (III) já no sangue antes da sua entrada nas células. O crómio (III) é excretado do corpo, ao passo que o ião cromato é transferido para a célula por um mecanismo de transporte, pelo que também sulfato e iões fosfato entrar na célula. A toxicidade aguda de crómio (VI) é, devido à sua forte Propriedades oxidational. Depois de atingir a corrente sanguínea, ele danifica os rins, fígado e células do sangue por meio de reações de oxidação. A hemólise, renal e insuficiência hepática são os resultados destes danos.Diálise agressivo pode melhorar a situação.
O carcinogenicidade de poeira cromato é conhecido por um longo tempo, e em 1890 a primeira publicação descreveu o risco de câncer elevado de trabalhadores de uma empresa de corantes de cromato. Três mecanismos foram propostos para descrever o genotoxicidade de crómio (VI). O primeiro mecanismo inclui altamente reactivo os radicais hidroxilo e outros radicais reactivos que são por produtos da redução do crómio (VI) de crómio (III). O segundo processo inclui a ligação directa de crómio (V), produzido pela redução na célula, e crómio (IV) compostos ao ADN . O último mecanismo atribuída a genotoxicidade para a ligação ao ADN do produto final do crómio (III) a redução.
Sais de cromo (cromatos) são também a causa de reações alérgicas em algumas pessoas. Chromates são muitas vezes utilizados para a fabricação de, entre outras coisas, produtos de couro, tintas, cimento, argamassa e anti-corrosivos. O contato com produtos contendo cromatos pode levar a alérgica dermatite de contacto e dermatite irritante, resultando na ulceração da pele, por vezes referido como "úlceras de cromo". Esta condição é frequentemente encontrada em trabalhadores que tenham sido expostos a soluções de cromato fortes em galvanoplastia, curtumes e fabricantes de produção de cromo.
Questões ambientais
Como compostos de crómio foram utilizadas em e corantes tintas e o de curtimento couro, estes compostos são frequentemente encontrados no solo e águas subterrâneas em zonas industriais abandonadas, necessitando agora limpeza ambiental e reparação por o tratamento de terrenos industriais abandonados. Primer tinta que contém cromo hexavalente ainda é amplamente utilizado para aeroespaciais e automóvel aplicações de retoque.
Em 2010, o Grupo de Trabalho Ambiental estudou a água potável em 35 cidades americanas. O estudo foi a primeira análise de todo o país medição da presença do produto químico em sistemas de água dos EUA. O estudo encontrou cromo hexavalente mensurável na água da torneira de 31 das cidades amostradas, com Norman, Oklahoma, no topo da lista; 25 cidades tinham níveis que superaram limite proposto na Califórnia. Nota: As concentrações de Cr (VI) em US abastecimento municipal de água potável relatados pelo EWG estão dentro prováveis, os níveis de fundo naturais para as áreas testadas e não são necessariamente indicativas de poluição industrial (CalEPA Fact Sheet), como afirmado pelo EWG. Este fator não foi levado em consideração no seu relatório.
