Cromo

Yo asi	AÑO	Período	Maryland	Ed	PD
Yo asi	AÑO	Período	Maryland	MeV	PD
50 Cr	4,31 %	estable con 26 neutrones
51 Cr	{syn.}	> 27.7025 d	ε	0,753	51 V
52 Cr	83,789 %	estable con 28 neutrones
53 Cr	9,501 %	estable con 29 neutrones
54 Cr	2,365 %	estable con 30 neutrones

Propiedades físicas corporales simples

Estado ordinario

Sólido

Densidad

7,15 g · cm -3 ( 20 ° C )

Sistema de cristal

Centrado cúbico

Dureza

7.5

Color

Plata blanca

Punto de fusión

1.907 ° C

Punto de ebullición

2.671 ° C

Energía de fusión

16,9 kJ · mol -1

Energía de vaporización

344,3 kJ · mol -1

Volumen molar

7,23 × 10 -6 m 3 · mol -1

Presión de vapor

990 Pa a 1.856,85 ° C

Velocidad del sonido

5940 m · s -1 a 20 ° C

Calor masivo

450 J · kg -1 · K -1

Conductividad eléctrica

7,74 x 10 6 S · m -1

Conductividad térmica

93,7 W · m -1 · K -1

Solubilidad

suelo. en HCl ,

H 2 SO 4 diluido

Diverso

7440-47-3

231-157-5

Precauciones

SGH

Estado en polvo :

Atención H228, H351, P210, P241, P280, P281, P405, P501, H228 : Sólido inflamable
H351 : Se sospecha que provoca cáncer (indicar la vía de exposición si se demuestra de manera concluyente que ninguna otra vía de exposición causa el mismo peligro)
P210 : Mantener alejado del calor, chispas, llama abierta o superficies calientes. - No fumar.
P241 : Utilizar equipo eléctrico / de ventilación / de iluminación /… / a prueba de explosión.
P280 : Use guantes de protección / ropa protectora / protección para los ojos / protección facial.
P281 : Use el equipo de protección personal requerido.
P405 : Tienda cerrada.
P501 : Eliminar el contenido / el recipiente en ...

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Transporte

1759

Número ONU :
1759 : SÓLIDO CORROSIVO, NOS
Clase:
8
Etiqueta: 8 : Sustancias corrosivas

Unidades de SI y STP a menos que se indique lo contrario.

El cromo es el elemento químico del número atómico 24, símbolo Cr. El cuerpo único es un metal de transición .

General sobre el elemento y el cuerpo simple, historia y léxico

El cromo que pertenece al grupo 6 y al período 4 de la tabla periódica es parte de la familia de los metales de transición. Forma parte del sexto grupo secundario de la tabla periódica , en un sentido restringido del grupo químico del cromo o grupo VI B, que también incluye el molibdeno Mo y el tungsteno W.

Grupo de cromo

Estos elementos se caracterizan por cuerpos metálicos simples que tienen altos puntos de fusión, algunas de las presiones de vapor más bajas, bajos coeficientes de expansión térmica. En la superficie de estos tres metales, se forma una capa de óxido (s) a temperatura ambiente, lo que a menudo dificulta las reacciones químicas destructivas. De este modo se asegura la estabilidad frente a bases débiles y oxidantes. Sin embargo, los medios alcalinos fundidos transforman estos metales en iones cromato, molibdato y tungstanato. Los compuestos suelen estar coloreados, a veces se utilizan como pigmentos inorgánicos. Sus diferentes carburos son muy duros, sus sulfuros revelan estructuras reticulares estratificadas, suficientemente estables térmicamente, de ahí sus aplicaciones como lubricantes. Las aleaciones con hierro los han hecho famosos por la producción de herramientas de acero. La presencia natural del elemento cromo es cincuenta veces mayor que la del tungsteno, siendo el molibdeno un poco más raro, del orden de un 15% menos, que el tungsteno.

Sobre el elemento Cr y su descubrimiento

La estructura electrónica del átomo de cromo es [Ar] 3d 5 4s 1 justifica a priori estados de oxidación entre I y VI

Louis-Nicolas Vauquelin descubrió tanto el elemento químico como el cuerpo simple a partir del análisis de plomo rojo de Siberia , o crocoita o cromato de Pb y Cr PbO.CrO 3. Este mineral le había sido enviado por D. Lehmann, ingeniero de minas y director de las colecciones de historia natural en San Petersburgo , quien como mineralogista informado describió la especie mineral en 1766.

La denominación del nombre se explica por el griego la palabra étimo χρὣμα o KHROMA o América croma que significa "color, colores con tonos brillantes" debido a que el Compuestos de cromo familiar son de diferentes colores el químico. Los distintos tonos de sus compuestos son, por ejemplo, carmín oscuro para el trióxido de CrO 3, verde para sesquióxido de Cr 2 O 3, naranja para dicromato de sodio Na 2 Cr 2 O 7 y otros óxidos mixtos ...

Historia

Las flechas encontradas en tumbas que datan de finales del III ° siglo AC en el Mausoleo del emperador Qin cerca de Xi'an , China, fueron analizados. Aunque enterrados durante más de 2000 años, los pernos de ballesta y las espadas en bronce no mostrarán signos de corrosión porque el bronce está cubierto de cromo.

El cromo se observó en Occidente en XVIII ° siglo:

En 1761 , Johann Gottlob Lehmann (de) encontró un mineral de color rojo anaranjado en los Urales , al que llamó "mina roja de Siberia". Este mineral, aunque mal identificado como un compuesto de plomo con selenio y hierro , era de hecho un cromato de plomo (PbCrO 4).

En 1770 , Peter Simon Pallas visitó el mismo sitio que Lehmann y encontró un mineral de "plomo" rojo, que pronto se utilizó como pigmento en pinturas. El uso de plomo rojo siberiano como pigmento se desarrolló rápidamente y el amarillo brillante obtenido de la crocoita se convirtió en un color muy de moda.

En 1797 , Louis-Nicolas Vauquelin recibió algunas muestras de mineral de crocoita. Luego pudo producir óxido de cromo (CrO 3) además de ácido clorhídrico a la cromita. En 1798, Vauquelin descubrió que podía aislar el cromo metálico calentando el óxido en un alto horno con carbón activado.

2 Cr 2 O 3sólido + 3 Ccarbón activado → 4 Crmasa de cromo metálico + 3 CO 2gas carbónico

En realidad, como la reacción técnica se lleva a cabo calentando en un crisol recubierto de cal o simplemente a base de cal viva CaO, el dióxido de carbono o el dióxido de carbono , si no escapa, es capturado por la cal en forma de carbonato de calcio CaCO 3.

El químico francés también es capaz de detectar rastros de cromo en determinadas piedras preciosas como rubíes o esmeraldas. Los químicos-mineralogistas utilizaron rápidamente este proceso para reconocer los diversos minerales de cromo. Posteriormente, esta técnica fallida permitió el descubrimiento de otros minerales desconocidos y, por tanto, el elemento berilio que contienen.

También demostró con su colega Laugier que se encontraba en casi todos los meteoritos.

Durante la XVIII ª siglo, el cromo se utiliza principalmente como un pigmento en la pintura y amarillo de cromo PbCrO 4. Pero la base de la química antigua del cromo se basa en el dicromato de potasio .

Al principio, la crocoita original rusa fue su principal fuente, pero en 1827 un gran depósito de cromita FeCr 2 O 4o FeO.Cr 2 O 3fue descubierto en los Estados Unidos cerca de Baltimore . Estados Unidos se convirtió así en el mayor productor de derivados de cromo, hasta 1848, cuando se descubrió un gran depósito de cromita cerca de Bursa , Turquía .

Desde mediados de la XIX XX siglo, cromo sulfato permite para el bronceado más rápido de los cueros, asegurando además una impermeabilidad mejorada de la piel final. Los químicos empiezan a comprender que los complejos inorgánicos del ión cromo, asociados al colágeno o materia orgánica en cueros y pieles, generan estructuras más o menos estables. Las curtidurías con potasio, cromo y alumbre de amonio, las industrias textiles que los utilizan como mordientes, así como las industrias cerámicas aficionadas a los colores o estructuras refractarias a base de cromo, ya provocan una importante contaminación del agua.

Tenga en cuenta que el cromo se ha utilizado para la galvanoplastia desde 1848, porque una capa de cromo metálico en una superficie de metal, por ejemplo el acero, es protectora y de un hermoso efecto, cada vez más brillante cuando se pule. Y brillante. El cromado era bien conocido en la Belle Époque , pero seguía siendo caro. Pero su uso se desarrolló mejorando la técnica en 1924 antes de volverse realmente común en la década de 1940.

Así comienza a difundirse el cromado, siguiendo, por ejemplo, el trabajo del químico estadounidense Collin G. Finck (1881-1953) de la Universidad de Columbia o los extravagantes logros de las piezas de cromo para automóviles del diseñador industrial Harley Earl (1893-1969). En la década de 1920, el metal cromado se utiliza como moldura protectora y decorativa de piezas de automóviles, juguetes de plomo, piezas de muebles y muchos otros artículos: se aplica, en general, mediante galvanoplastia . Esta técnica, que despegó en los años de entreguerras, se puede observar con los diferentes modelos de tostadores, los objetos lustrosos de moda, las aletas de los coches o las diversas piezas automotrices o industriales de la época.

Ya en la década de 1870, los químicos entendieron que la adición de una pequeña proporción de cromo (en forma de ferrocromo ) en los aceros los hacía resistentes.

Los aceros inoxidables contienen un mínimo de 13% en masa de cromo, son económicos de producir, resistentes a la oxidación y menos propensos a pelarse. Su uso abarca desde la cubertería desde la mesa hasta el instrumental quirúrgico, incluyendo materiales protectores con una superficie hermosa o láminas más o menos gruesas con una superficie exterior brillante, como los clásicos revestimientos de barras de acero cromado. Al principio del XXI XX siglo, parece principalmente a utilizar su mayoría, alrededor del 85% en peso en aleaciones de metales, productos químicos industriales que consumen el resto.

La primera preparación industrial de metal puro data solo del año 1898, consecuentemente mucho después de la generalización del ferrocromo, ampliamente utilizado para aceros especiales.

Las "cromitas", caracterizadas por una estructura cristalina estable, coeficientes moderados de expansión térmica, alto punto de fusión, se utilizan en la industria refractaria.

Léxico

El adjetivo crómico y el sustantivo cromato fueron propuestos inmediatamente por el químico Vauquelin en 1797, asociándolos con el elemento y cuerpo metálico simple cromo . La palabra neutra "das Chrom" está atestiguada en alemán en 1800, por adaptación del francés. El inglés mantiene la terminología latina del cromo .

Un cromato se refiere a una sal de ácido crómico. El "cromato rojo" es desde el principio el dicromato de potasio, diferente del "cromato amarillo" de potasio.

Ya en 1808, bajo la influencia de Georges Cuvier , el adjetivo cromatado califica la que contiene una sal de cromo. El verbo chromer primer significado "cromo cubierta metálica otro metal para proteger" y "cuero marrón con alumbre de cromo" es una creación del XIX ° siglo. De ahí el uso al menos ambivalente del adjetivo cromo que puede calificar, por ejemplo, un acero o un cuero. Pero el adjetivo "cromo" también se ha convertido en sinónimo del adjetivo "cromado", los dos adjetivos que califican un material o un material que contiene cromo o que está cubierto de cromo. Los verbos "cromador" y "cromatizador" también significan en un sentido químico "combinar con cromo".

El adjetivo cromífero califica un cuerpo o una materia, especialmente mineral, a veces una molécula o compuesto orgánico, que contiene cromo.

El cromo tiene 26 isótopos conocidos con números de masa que van de 42 a 67 y dos isómeros nucleares . Cuatro de estos isótopos son estables y representan todo el cromo presente en la naturaleza, 50 Cr, 52 Cr, 53 Cr y 54 Cr, siendo 52 Cr el más abundante (83,789% de abundancia natural ). La masa atómica estándar del cromo es, por tanto, 51,996 1 u , muy cercana a la masa isotópica de 52 Cr. Se sospecha que el 50 Cr se desintegra por desintegración beta doble (β + β + ) a 50 Ti con una vida media de al menos 1.3 × 10 18 años, aunque esta desintegración nunca se ha observado hasta ahora.

Ocurrencias del elemento, minería y purificación.

El cromo es un elemento de metal de transición no raro, a veces moderadamente abundante, en la corteza terrestre. El Clarke es del orden de 100 g a 200 g por tonelada en la corteza terrestre; el elemento es bastante abundante en rocas ígneas ultrabásicas donde las concentraciones de Cr, en forma de minerales cromita y picotita , pueden alcanzar los 1600 g por tonelada. En estas rocas ultrabásicas, los mineralogistas chinos han demostrado además el metal simple o el cuerpo de cromo nativo .

Los minerales de silicato, como la moscovita o "mica blanca", el piroxeno , la epidota , la clorita , el granate ouwarita, contienen muy comúnmente trazas del elemento cromo. Los colores brillantes de rubíes y esmeraldas, naturales o artificiales, a menudo se explican por diferentes óxidos o derivados del cromo que son solo impurezas presentes en el corindón . Los iones de cromo trivalente dan a las gafas un color verde esmeralda. El corindón rubí está coloreado de rojo por óxido de Cr 2 O 3.

Minerales y minería, reservas o depósitos

El cromo se extrae de las minas como minerales de cromita FeCr 2 O 4 insertados en rocas como dunitas y serpentinas . Es el "hierro cromado" o "cromita de hierro" de los antiguos mineralogistas o químicos, que lo describieron como un "óxido de sal natural", que sigue siendo el principal mineral del cromo.

Su extracción anual representó 7 millones de toneladas a principios de la década de 1990. Es el mineral de cromo por excelencia, en gran parte en la mayoría, porque la crocoita, base de otro mineral, es mucho menos utilizada en la práctica por la industria minera.

Cabe señalar que la fórmula genérica de óxido mixto FeO.Cr 2 O 3no representa adecuadamente el mineral de cromita. La relación teórica Cr / Fe del orden de 2 cae muy fácilmente y tiende a un mínimo técnico de 1/5. La clasificación por peso, a veces parcialmente manual, es necesaria.

Aproximadamente la mitad del mineral de cromita se produce en Sudáfrica . La Kazajstán y Rusia, la India y Turquía , Madagascar y Zimbabwe , la Finlandia y Albania , el Filipinas son también importantes productores. Los depósitos de cromita importantes, pero geográficamente concentrados, se encuentran en Sudáfrica (quizás el 70%), Kazajstán y Rusia (ambos posiblemente el 20%), pero también en Turquía, Irán, Estados Unidos, Estados Unidos, Filipinas, Finlandia.

Este mineral permite fabricar varios ferrocromos de FeCr más o menos impuros, caracterizados por su contenido de carbono C residual y un contenido del orden de 52% a 75% en masa de Cr. Idealmente, el mineral de cromita de hierro previamente clasificado, que contiene en el mejor de los casos un 40% en masa de Cr 2 O 3 , debe calentarse en presencia de carbono., entre 1500 y 1600 ° C , utilizando fundentes a base de piedra caliza y cuarcita para reducir aún más los requisitos térmicos.

FeO.Cr 2 O 3mineral de cromita de hierro sólido + 4 Ccarbón vegetal → 2 Cr + Femasa sólida inseparable del ferrocromo + 4 COmonóxido de carbono gas

Los diferentes procesos proporcionan de forma simplista al menos tres tipos de ferrocromos, el "FeCr superrefinado" que contiene 0,5% C o menos, "Fe Cr refinado" entre 0,5% y 4% C, el "FeCr carburado" de 4. % y 10% C.

Propiedades físicas y químicas del cuerpo, la preparación y las aleaciones de un solo metal

El cuerpo único es un metal cristalino sólido de color blanco a ligeramente azulado, con brillo brillante, a veces de un color gris acero plateado, gris azulado, blanco grisáceo o blanco azulado, duro e inoxidable al aire, con una densidad de alrededor de 7.1. La red metálica de átomos de cromo que genera un "mar de Fermi" con electrones libres tiene un centro cúbico. El radio atómico en esta estructura reticular es del orden de 1,249 Å . Los cristales observables forman octaedros regulares. No obstante, el metal cromado, tan duro como el corindón, es deformable. Las impurezas dispersas en su estructura hacen que el metal se vuelva quebradizo.

Su superficie es muy dura, pero quebradiza debido a la presencia más frecuente de impurezas de bajo contenido. Se puede obtener una superficie brillante y muy dura puliendo.

La conductividad eléctrica se sitúa en torno al 11% IACS, es decir cuando se define en relación con la del cobre puro. El cromo es magnético a -15 ° C .

Se funde alrededor de 1905 ° C y hierve por encima de 2670 ° C .

Cuando se calienta a rojo, el cromo metal se oxida a sesquióxido de cromo Cr 2 O 3 verde, el óxido de cromo más estable.

2 Crmetal cromado rojo calentado en aire + 3/2 O 2→ Cr 2 O 3sólido

El metal cromado plateado no es oxidable en el aire a temperatura ambiente. Es inalterable en el aire y estable en presencia de agua. Sin embargo, según los datos termodinámicos, el cromo en el estado metálico es un buen agente reductor, que se ve en el estado dividido, el polvo de cromo ultrafino entra fácilmente en una reacción rápida y completa con el oxígeno . En estado sólido, el metal está protegido por una capa transparente de Cr 2 O 3cuasi-transparente, una verdadera capa de pasivación obtenida por oxidación lenta. Esta fina capa se puede formar poniendo en contacto ácido nítrico o cuerpos oxidantes suficientemente fuertes. Protege eficazmente el metal subyacente de la acción de ácidos diluidos.

El metal Cr o su superficie de pasivación es bastante resistente a la corrosión y al deslustre en condiciones químicas a veces agresivas y a temperaturas bastante altas, por lo que el cromado es un recubrimiento protector eficaz para aceros y diversos metales. También juega un papel decorativo, además de la cubierta protectora.

El cromo se disuelve en los ácidos hidrohálicos , especialmente el ácido clorhídrico , el ácido bromhídrico , el ácido fluorhídrico ... Se disuelve lentamente en el ácido sulfúrico . Pero el ácido nítrico y el agua regia , ácidos oxidantes, permanecen inactivos, así como las soluciones alcalinas, en particular en tiempos de exposición bastante cortos y a temperaturas frías porque, en principio, las bases fuertes transforman lentamente el cromo en iones de cromita CrO 2 -, a veces mejor descrito en forma dihidrato Cr (OH) 4 -.

El metal de cromo reductor reacciona con mayor frecuencia con la mayoría de los no metales a temperaturas elevadas. Se quema fácilmente en cloro gaseoso , dejando un depósito de cloruro de cromo violeta.

Preparación, producción corporal sencilla

También existen procesos convencionales de purificación del mineral FeO.Cr 2 O 3 de su óxido de hierro, porque el cromato de potasio es muy soluble en agua mientras que el sesquióxido de hierro permanece insoluble.

2 FeO.Cr 2 O 3mineral seleccionado en crisol + 4 K 2 CO 3potasa vieja, calentamiento del aire a altas temperaturas → 4 K 2 CrO 3cromato de potasio sólido + Fe 2 O 3óxido de hierro sólido + 3 COgas + CO 2gas

La separación de los compuestos de cromo y hierro que contienen oxígeno es fácil en un medio acuoso, luego el cromato de potasio obtenido después de secar la solución obtenida filtrando la suspensión residual se calienta a altas temperaturas con carbón activado o se purifica previamente.

4 K 2 CrO 3sólido seco + 2 Ccarbón activado → K 2 CO 3cromato de potasio sólido + 2 Cr 2 O 3sólido puro + K 2 Oóxido de potasio sólido + 2 COgas

El cromo se obtiene comercialmente calentando, por ejemplo, este sesquióxido de cromo purificado en presencia de aluminio o silicio . Así por aluminotermia ,

Cr 2 O 3polvo verde sólido + 2 Alpolvo metálico → 2 Cr 0metal cromado + Al 2 O 3alúmina con - 536,7 kJ / mol

{\ Displaystyle \ Delta H =}

Este proceso técnico térmico por lotes empleado en Alemania en la década de 1990 utilizó 1593 kg de óxido de cromo (III) purificado 578 kg de grava metálica de aluminio 137 kg de cal y 11 kg de nitrato de calcio , este último cuerpo como fundente y homogeneizador de esta violenta exotérmica reacción. El cromo metálico se obtiene bombeando al vacío en el mejor de los casos entre el 99% y el 99,3% en masa, con trazas de aluminio y cal.

Pero también por magnesiotermia,

Cr 2 O 3sólido + 3 Mgcinta metálica → 2 Crmetal cromado + 3 MgOalúmina con - kJ / mol

{\ Displaystyle \ Delta H =}

En el laboratorio, el químico también puede utilizar la combustión de polvo de aluminio o, mejor aún, cinta de magnesio metálica.

El cromo también se puede preparar en estado de aleación por reducción con carbono de cromitas previamente purificadas en un horno eléctrico. Finalmente, el proceso electrolítico, a partir de soluciones de Cr (III) o Cr (IV), electrolitos en contacto con cátodos de cobre o acero inoxidable y ánodo en Pb o en aceros especiales, es un proceso costoso en términos de energía, requiriendo 75 kWh / kg de cromo metálico, pero permite obtener un metal muy puro, superando en ocasiones el 99,95% en masa.

El cromo, un metal industrial, es a menudo un metal crudo en polvo. El dominio de la tecnología de los polvos permite aglomerar en el vacío o obtener formas compactas mediante la fusión en un horno de arco.

Aleaciones a base de cromo

El cromo es un metal de aleación de aceros inoxidables, por ejemplo el famoso 18/8, a base de Fe, 18% Cr y 8% Ni. Se introduce con ayuda de ferrocromo. En las aleaciones de hierro, el cromo es un metal de refuerzo. Proporciona buena resistencia a la corrosión atmosférica y a los principales agentes químicos.

Observado a nivel de microestructuras de acero, el cromo, un elemento alfa-gen, con alta afinidad por el carbono, promueve la formación de ferrita y aumenta la templabilidad . Por lo tanto, se comporta como titanio, vanadio, molibdeno, tungsteno, silicio y aluminio. Permite la formación de muchos carburos como Cr 23 C 6, Cr 3 C 2, Cr 7 C 3.. más duro que la cementita. Así aumenta la dureza y resistencia al desgaste del acero, sin incrementar su fragilidad. Los aceros al cromo, fabricados para raíles en sustitución del hierro simple o el acero común, han permitido así un importante desarrollo en la historia de los ferrocarriles .

Los aceros de baja aleación contienen entre un 0,4% y un 3% en masa de cromo. Los altos contenidos de cromo, superiores al 20% en masa, permiten obtener aceros superferríticos específicos. Los contenidos medios de cromo en los aceros se caracterizan por diversas estructuras.Así, acero Fe con C menor o igual a 0.06%, Cr 18% Ni 10% y Ti austenítico, con C menor o igual a 0.06%, Cr 17% Ni 4% y Mo martensítico, con C menor o igual a 0.03%, Cr 18% Ni 12% Mo 3% austenítico, con C menor o igual a 0.03%, Cr 22% Ni 5% Mo 3% y N austenítico-ferrítico, con C menor o igual a 0.02%, Cr 20% Ni 25%, Mo y Cu austenítico.

El cromo, un metal adicional, hace que las aleaciones sean resistentes, y no solo los aceros especiales o inoxidables. Se encuentra en otras aleaciones con muchos metales, como con Ni, Co, Al. Las resistencias eléctricas están en NiCr.

A diferencia de las aleaciones de hierro de superficie con propiedades anticorrosivas alrededor de 1000 ° C , hay un revestimiento multicapa para proteger un metal en la superficie. Por ejemplo, con capas respectivamente de cobre, níquel y cromo. El cromo colocado en la superficie de contacto del objeto metálico proporciona propiedades anticorrosivas y antiabrasión.

Química, compuestos y complejos de cromo, técnicas analíticas

Los estados de oxidación observables del cromo se encuentran entre -II y VI; los compuestos de cromo más comunes y mejor conocidos son +2 o II, +3 o III, +6 o VI; el estado de cromo +3 o trivalente es, con mucho, el más estable e importante, con compuestos anfóteros. Los estados +4 o IV y +5 o V son relativamente raros. Los compuestos de cromo en estado de oxidación +6 son oxidantes fuertes y ácidos. El cromo en estado de oxidación +2 es un agente reductor, sus compuestos son básicos y reductores. Por tanto, la acidez aumenta con el grado de oxidación del cromo.

Además del cuerpo único, el estado 0 está representado, por ejemplo, por carbonilo de cromo Cr (CO) 6, que se sublima a presión reducida y puede ser soluble en disolventes orgánicos.

El estado de oxidación +1 es inusual y en la práctica solo existe cuando se estabiliza en el estado complejo, como el tri-dipiridilo de cromo.

El ion cromo Cr 2+azul, es muy reductor y poco estable. Se convierte rápidamente en cromo trivalente. Sin embargo, los compuestos iónicos cromáticos son bien conocidos, se encuentran entre los agentes reductores más poderosos en solución acuosa, se oxidan fácilmente en el aire a Cr 3+. Por el contrario, la reducción de iones crómicos por zinc metal demuestra por el potencial necesario las capacidades reductoras del ión cromo en solución acuosa.

Cr 3+iones crómicos en medio acuoso + e - → Cr 2+iones cromo con ε 0 = - 0,41 V

Es fácil ver que las soluciones frescas de iones cromo reaccionan, tanto rápida como cuantitativamente, con el oxígeno . Es una técnica clásica para la eliminación radical de oxígeno gaseoso, con mayor frecuencia en cantidades traza o en pequeñas proporciones, de mezclas de gases.

Pero los complejos de coordinación obtenidos con Cr 2+ a veces son mucho más estables.

Los compuestos de cromo se ionizan ligeramente. Hidróxido de cromo (II) Cr (OH) 2 es básico.

El ión crómico Cr 3+, en la práctica verde o violeta sin complejos en el medio acuoso frío permite que el complejo Cr (H 2 O) 6 3+, muy estable en solución ácida, es el análogo de los iones de aluminio Al 3+y Fe férrico 3+. Está presente en una multitud de compuestos químicos, observemos también en particular a temperatura ambiente los muchos complejos de coordinación estables Cr (H 2 O) 6 3+, Cr (NH 3 ) 6 3+, CrF 6 3-, CrCl 6 3-, CrCN 6 3-, Cr (C 2 O 4 ) 3-, Cr (C 4 H 4 O 6 ) 3-, Cr ( EDTA ) 3-, Cr (CH 3 COO) 6 ) (OH) 2 +... El catión complejo hexahidrato Cr (H 2 O) 6 3+se destruye en caliente, complejos de cromo del tipo de amina Cr (NH 3 ) 6 3+e hidroxiacetilo Cr (CH 3 COO) 6 ) (OH) 2 +se destruyen al hervir y dejan el trihidróxido de cromo Cr (OH) 3.

En solución alcalina, Cr 3+ se oxida fácilmente a cationes cromáticos Cr (VI) hexavalentes.

Óxido de cromo (III), óxido de cromo o sesquióxido de cromo, Cr 2 O 3, verde, es anfótero, más básico que ácido. Se obtiene por descomposición térmica del dicromato de amonio , durante el llamado experimento "volcán", liberando gas y humo.

(NH 4 ) 2 Cr 2 O 7sólido → N 2gas dinitrógeno + 4 H 2 Ovapor de agua + Cr 2 O 3sólido

Hidróxido de cromo Cr (OH) 3también es anfótero. Este cuerpo sólido del producto de solubilidad pKs aproximado es el resultado de la precipitación completa del catión crómico por un hidróxido alcalino.

Cr 3+acuoso + 3 OH -acuoso → Cr (OH) 3precipitado gris verdoso

Se observa redisolución en exceso de iones hidroxilo, dejando iones cromita libres en un medio muy básico.

Cr (OH) 3precipitado sólido + OH -aq en exceso → CrO 2 -iones de cromita verde + 2 H 2 O

Pero el calentamiento hasta la ebullición de los iones de cromita conduce a la reprecipitación cuantitativa de Cr (OH) 3.. Esta observación permite distinguir los cationes Cr 3+Al 3+ cationes.

Los compuestos de Cr (VI), cuerpos covalentes y oxidantes muy fuertes, incluyen "cromatos" y "dicromatos". Iones cromato CrO 4 2-La estructura tetraédrica es amarilla, estable en medio básico. El ion dicromato Cr 2 O 7 2- es naranja, estable en condiciones ácidas.

Trióxido de cromo CrO 3 es un ácido fuerte.

CrO 3sólido + 2 NaOHsolución de sosa alcalina acuosa → 2 Na +ion sodio + CrO 4 2-ion cromato + 3 H 2 Oagua

H 2 CrO 4es un ácido muy fuerte. El ion cromato en solución tiende a condensarse cuando el pH disminuye cada vez más, lo que explica los sucesivos isopoliacidos Cr 2 O 7 2-, Cr 3 O 10 2-, Cr 4 O 13 2-etc. Policromatos definidos por la fórmula química Cr n O 3n + 1 2- con el número entero n> 2 son de color rojo brillante.

Obtención de oxihaluro de cromo, del tipo cloruro de cromilo CrO 2 Cl 2, líquido rojo oscuro, sin pasar por cloración directa por cloro gaseoso, se realiza disolviendo el trióxido en ácidos fuertes incluyendo ácido clorhídrico HCly la acción de este mismo ácido concentrado en medio de ácido sulfúrico concentrado sobre los dicromatos. Ésta es una técnica clásica para confirmar la presencia de aniones cloruro.

Principales compuestos de cromo

Hay una gran cantidad de compuestos, varios estados de oxidación y compuestos de coordinación.

Algunos de los compuestos principales incluyen:

óxidos de cromo:
- óxido de cromo o monóxido de cromo CrO, polvo negro insoluble en agua,
- sesquióxido de cromo Cr 2 O 3 sólido cristalino refractario verde de malla hexagonal,
- óxido de cromo (IV) CrO 2 polvo marrón-negro no muy estable térmicamente,
- óxido de cromo (VI) o trióxido de cromo CrO 3 ;
hidróxidos de cromo:
- dihidróxido de cromo o hidróxido de cromo Cr (OH) 2 amarillo-marrón o amarillo-marrón,
- hidróxido de cromo (III) (en) o hidróxido de cromo Cr (OH) 3 ;
sulfuros de cromo;
haluros de cromo.

Análisis

La detección cualitativa del elemento cromo se puede realizar obteniendo una coloración verde con las perlas de bórax contaminadas con un material cromo o cromado, soluble en la fase de borato fundido en caliente. La precipitación de sesquióxido de cromo o cromato de bario permite un pesaje eficaz y, por tanto, una determinación cuantitativa.

El catión Cr 3+pertenece al grupo III o al grupo de sulfuro de amonio NH 4 S. Pertenece al subgrupo que precipita en la presencia requerida de amoniaco. Este subgrupo también incluye Be 3+, Al 3+, Fe 3+, UO 2 3+, ZnO 2 3+, TiO 2 3+, Ju 4+, Este 3+y esto 4+

Usos del cromo

Los usos del cromo metálico son variados. El ferrocromo, material intermedio ya presentado, es el intermedio clásico para la fabricación de aceros especiales, como aceros inoxidables, aceros al Cr y Ni, etc.

En metalurgia , el cromo permite fabricar aleaciones duras y resistentes. Se encuentra en aluminio anodizado.

El cromado o galvanoplastia de cromo mejora la resistencia a la corrosión y añade un acabado brillante a la pieza de trabajo. En general, el metal a tratar es niquelado previamente. La deposición por electrólisis de una solución de ácido crómico en un medio de ácido sulfúrico proporciona una fina capa protectora metálica de cromo, una capa compacta del orden de 0,3 μm en promedio.

A partir de 21 de septiembre de 2017el uso de cromo (VI) para el cromado requiere una autorización de la Unión Europea .

A finales de la década de 1990, todas las aplicaciones en metalurgia y acero, incluida la protección contra la corrosión, representaban aproximadamente la mitad de los usos masivos de Cr. El sector de los pigmentos de cromo, incluidos los pigmentos para vidrios y cerámicas, correspondió al 25% en masa. El sector del curtido a menudo olvidado representó casi el 15% del cromo consumido, mientras que las técnicas de catálisis industrial requirieron alrededor del 5%. El uso en laboratorios es, obviamente, mínimo.

Los cromatos y óxidos se utilizan como pigmentos estables en tintes y pinturas. El cromo amarillo, PbCrO 4 , es un pigmento amarillo brillante que se usa en pintura. Al principio del XIX XX siglo, cromato de plomo , conocida por su brillante amarillo opaco y resistente a la luz, ya se utiliza como un pigmento , los colores que proporciona gama de verde amarillo a amarillo-anaranjado, pero el producto con la desventaja de ser tóxico.

Determinadas sales y óxidos de cromo, del tipo Cr 2 O 3, se utilizan para dar un color verde al vidrio y diversas cerámicas vitrificadas. El "cromo verde" a base de óxido de cromo Cr 2 O 3 se utiliza, por ejemplo, en la pintura sobre esmalte.

Los alumbre de cromo, mordiente y curtiente, se utilizan en el curtido de pieles .

El cromo y algunos de sus compuestos son catalizadores. Así, en determinadas reacciones de hidrogenación, pero también en la forma tricarbonilada como grupo activador de un benceno, permiten numerosas transformaciones químicas.

El dicromato de potasio es un poderoso agente oxidante utilizado en química cuantitativa, también se utiliza en laboratorio en ácido para limpiar cristalería y eliminar cualquier rastro orgánico.

En medicina , el cromo se puede utilizar contra la diabetes , pero su uso es controvertido.

Papel biológico

El cromo trivalente en dosis bajas es un oligoelemento , vital para el cuerpo humano, esencial para el metabolismo del azúcar en los seres humanos. Una deficiencia de cromo puede afectar el potencial de la insulina para regular el nivel de azúcar en el cuerpo.

El cromo no se ha encontrado, como otros oligoelementos, en una proteína con actividad biológica, por lo que su mecanismo de acción en la regulación del azúcar permanece sin explicación.

De hecho, los compuestos orgánicos de cromo (III) son bastante estables, más que los de los metales de transición del mismo período (Mn, Fe, Co, Ni, Cu ...) y, por tanto, es poco probable que participen en reacciones biológicas, por definición reversibles. .

Toxicología, ecotoxicología

Los derivados del cromo son muy tóxicos y en dosis elevadas, sus sales provocan úlceras en particular y rápidamente .

La toxicidad del cromo varía mucho según su forma química (partícula, nanopartícula , ión, óxido, hidróxido, valencia, etc.). Por el contrario, se ha demostrado que el ion cromo VI , Cr 6+ ( dicromato , cromato ...) es cancerígeno.

Puede ser bioacumulado por varios organismos (incluidas las plantas alimenticias cuando está presente en el agua de riego ). En estos casos, puede convertirse en uno de los contaminantes alimentarios que pueden afectar la salud . También puede bioconcentrarse en la red alimentaria .

Es uno de los metales tóxicos presentes en determinados residuos industriales, incineradores o en determinados sedimentos , para los que se buscan soluciones inertizantes lo más duraderas posible, por ejemplo en matrices de cemento.

Impregnación de poblaciones humanas

Varía según muchos parámetros, ambientales y alimentarios en particular.

En 2018 en Francia, el “ Componente perinatal ” del programa nacional de biomonitoreo publicó una evaluación de la impregnación de mujeres embarazadas, en particular con cromo (y por otros 12 metales o metaloides y algunos contaminantes orgánicos). Este trabajo se realizó durante el seguimiento de una cohorte de 4.145 gestantes (“ Cohorte Elfe ”). Esta cohorte incluyó mujeres que dieron a luz en Francia en 2011 ( excluyendo Córcega y TOM ). La dosificación de orina de 990 embarazadas que llegaron a la maternidad confirmó la omnipresencia del cromo en el ambiente; se encontró en el 96% de las muestras de orina analizadas ( media geométrica : 0,30 μg / L y 0,41 μg / g de creatinina . Esta tasa (superior a la de la población general) es bastante comparable a la informada por el único otro estudio de este tipo (realizado en Australia) en mujeres embarazadas (según los autores del estudio "esta diferencia podría explicarse por ciertos cambios metabólicos durante el embarazo, que pueden conducir a un aumento de la excreción urinaria de cromo en mujeres embarazadas. los determinantes de la impregnación con cromo no revelaron asociación con las variables estudiadas ” .

Economía y producción

En 2000 se produjeron aproximadamente 15 millones de toneladas de cromita y se convirtieron en aproximadamente 4 millones de toneladas de ferrocromo por un valor de mercado de $ 2.5 mil millones.

El principal productor de metal Cr a principios de la década de 2000 fue Sudáfrica.

Comercio

En 2014, Francia era un importador neto de cromo, según la aduana francesa. El precio medio de importación por tonelada fue de 350 euros.

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Ver también

enlaces externos

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Oye

Ser

Nació

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Metales alcalinos	Tierra alcalina	Lantánidos	Metales de transición	Metales pobres	metal- loids	No metales	genes de halo	Gases nobles	Elementos sin clasificar
		Actínidos
		Superactinidas