CROM

1

Daniel Zühlke Valero

Grup: 11-1er Batxillerat

Tecnologia Industrial

Carles Planuch

CROM CRO

CROM

ÍNDEX

Característiques principals 3

Història 4

Abundància i obtenció 4 i 5

Aplicacions 5 i 6

Compostos 6

Isòtops 7

Paper biològic 7

2

CROM

Precaucions 8

Consideracions econòmiques 8

Conclusions 9

Bibliografia 9

CROMNom Crom

Número atòmic 24Valencia 2,3,4,5,6

Estat d’oxidació+3

Electronegativitat 1,6Radio covalent (Å) 1,27

Radio iònic (Å) 0,69Radio atòmic (Å) 1,27

Configuració electrònica [Ar]3d54s1

Primer potencial de ionització (eV) 6,80Massa atòmica (g/mol) 51,996

Densitat (g/ml) 7,19Punto de ebullició (ºC) 2665

3

CROM

Punto de fusió (ºC) 1875

Descobridor Vaughlin l’any 1797

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 que el crom present estats d’oxidació més baixos, però són bastant rars.

HistòriaEl 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 crocoïta (PbCrO4), i es va creure que era un compost de plom amb seleni i ferro.

El 1770, Peter Simon Tries 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, obtingut a partir de la crocoïta.

El 1797, Louis Nicolas Vauquelin va rebre mostres d’aquest mineral. Va ser capaç de produir òxid de crom (CrO3) mesclant crocoïta 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.

4

CROM

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 obtindre crom metall per mitjà de aluminotèrmia, no es va estendre aquest ús. Actualment entorn d’un 85% del crom s’utilitza en aliatges metàl·lics.

Abundància i obtencióS’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 de Kazakhstan, Índia i Turquia.

Els dipòsits encara sense explotar són abundants, però estan geogràficament concentrats en Kazakhstan i el sud d' Àfrica. 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 obtindre 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 obtindre 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.

Aplicacions

5

CROM

El crom s’empra principalment en metal·lúrgia per a aportar resistència a la corrosió i un acabat brillant.

o En aliatges, per exemple, l’acer que conté més d’un 8% en crom.

o En processos de cromat (dipositar una capa protectora per mitjà de 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 anàlisi volumètrics, 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 motlles 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 obtindre crom o en aliatges.

En l’ assaonat del cuir és freqüent emprar el denominat

"assaonat al crom" en el que s’empra hidroxi-sulfat 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) es substitueixen alguns ions

d’alumini per ions de crom s’obté el robí; aquesta gemma es pot emprar, per exemple, en làsers.

6

Llanta cromada

CROM

El diòxid de crom (CrO2) s’empra per a fabricar les cintes magnètiques emprades en els cassets, donant millors resultats que amb òxid de ferro (Fe2O3) pel fet que presenten una major coercitivitat.

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

El verd veronès o "verd de crom" (es tracta de l’òxid, 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".

IsòtopsEs 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 meta-estats.

El crom-53 és el producte de decaïment del manganés-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

7

Òxid de crom (VI)

CROM

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 suggereix 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 u.m.a (crom-43) a 67 u.m.a (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.

Paper biològicEn principi, es considera al crom (en el seu estat d’oxidació +3) un element essencial, encara que no es coneixen amb exactitud les seves 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 semblen participar 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.

PrecaucionsGeneralment, no es considera que el crom metall 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

8

CROM

revisat fent nous estudis sobre els seus efectes en la salut, però ha quedat constant i no s’ha canviat.

Consideracions econòmiquesLa producció mundial de mineral de ferro cromat va arribar l’any 1926 a 340000-350000 tones; essent, per tant, aproximadament el doble que abans de la guerra.En l’actualitat, Rodesa, subministra aproximadament la meitat de la producció mundial. Les seves mines estan ben explotades i el baix cost del mineral extret ha fet no remunerable moltes vegades l’extracció des d’altres procedències. Els principals jaciments es troben al llarg del Great Dike en el sud de Rodesa. El 1924 van ser extretes de Rodesa 172724 tones del mineral, l’any 1925 135830 tones, taxades en un valor de 420332 lliures esterlines. Entre els anys 1925 i 1926 es van produir en abundància unes 15.000 tones, aquest mineral és, però, de menor valor.

ConclusionsAquest treball m’ha fet conèixer el crom, no en coneixia gaires coses realment i ha estat un bon exercici de recerca per exemple saber quines eren les seves propietats i les seves aplicacions pràctiques a la vida quotidiana. A part d’això el treball només ha fet que reforçar els meus hàbits d’estudi i preparar-me millor per als següents treballs d’aquest tipus, també he mirat de fer-lo complementari amb el power-point i la posterior presentació que es farà d’aquest treball sobre el

9

CROM

crom. L’he trobat interessant tot i que potser m’hagués agradat fer el treball d’un altre material que estigui en vies de desenvolupament per exemple i més lligat a les noves tecnologies. Exceptuant aquest últim apartat la resta és tot molt correcte.

Bibliografia

Microsoft Encarta 2004

Tecnología Industrial, Alfredo Perucha. Editorial Akal.

www.aprendizaje.com.mx

www.vikipedia.org/search/crom

10