Cromo - Extração de cromo, uso, preços

geral

O cromo (alt. Chρῶμα chrṓma, color ') é um elemento químico com o símbolo Cr e o número atômico 24. Pertence aos metais de transição, na tabela periódica que está no 6. Subgrupo (grupo 6) ou grupo cromo. Os compostos de crómio têm muitas cores diferentes e são frequentemente utilizados como pigmentos em tintas e vernizes.

recuperação

O minério de cromita extraído é liberado da rocha morta. Na segunda etapa, uma digestão oxidante ocorre a aproximadamente 1200 ° C para dar o cromato:

O cromato de sódio é extraído com água quente e convertido em dicromato com ácido sulfúrico:

O dicromato de sódio cristaliza no arrefecimento como um di-hidrato da solução. Uma redução subsequente com carbono dá óxido de cromo (III):

Isso é seguido pela redução aluminotérmica do óxido de cromo (III) para cromo:

O cromo não pode ser obtido a partir de minérios oxidados por redução com carvão, pois isso resulta em carboneto de cromo. O cromo puro é produzido por eletrodeposição do Cr³⁺Íons da solução de ácido sulfúrico mostrada. Soluções correspondentes são preparadas dissolvendo óxido de cromo (III) ou ferrocromo em ácido sulfúrico. No entanto, o ferrocromo como material de partida requer uma separação prévia do ferro.

O cromo extremamente puro é produzido por outras etapas de purificação usando o processo van-Arkel-de-Boer.

O ferrocromo é produzido pela redução da cromita em um forno elétrico a arco a 2800 ° C.

Propriedades

O cromo é um metal duro branco prateado, resistente à corrosão e manchas, que é duro, maleável e moldável em seu estado original. É antiferromagnético com uma temperatura Néel de 475 K.^[11] O cromo se dissolve em ácido clorídrico e ácido sulfúrico após algum tempo com a evolução do hidrogênio, quando a camada protetora de óxido desaparece. Os níveis de oxidação comuns do cromo são +2, +3 e +6, com +3 sendo o mais persistente.

Cr (II) é d⁴-Configuração instável. Quase não existe outro agente redutor que absorva o oxigênio do ar tão rapidamente quanto o Cr (II). Mas mesmo sem admissão de ar, Cr²⁺-Soluções são estáveis ​​apenas por um curto período de tempo se forem obtidas a partir do cromo mais puro (por exemplo, eletrólito de cromo).

Cr³⁺ é a forma mais estável. Isso é explicado pela teoria do campo cristalino, segundo a qual o d³ A configuração é estabilizada por um shell inferior com metade do preenchimento.

Cr (VI) como cromato (CrO₄^2-) ou dicromato (Cr₂O₇^2-) é usado como um agente oxidante forte. É tóxico e cancerígeno. Em soluções aquosas, existe um equilíbrio químico entre os dois íons que é dependente do pH. Se você acidificar uma solução diluída de cromato amarelo, você dá H.⁺-Além disso, de acordo com LeChatelier o equilíbrio muda na direção do dicromato, a solução fica laranja.

Instruções de segurança e significado biológico

O papel do Cr (III) (Cr³⁺Íons) no corpo humano é atualmente objeto de controvérsia. Há indícios de que o Cr (III) pode ter um papel no metabolismo de carboidratos e gorduras de mamíferos. Esta informação está sendo acompanhada. Indicações anteriores de que o popular suplemento dietético Cr (III) -picolinato tem um efeito benéfico na estrutura corporal não puderam ser confirmadas em estudos posteriores. Um estudo com células de hamster mostrou que o picolinato de Cr (III) é mutagênico e pode causar câncer.

Os dados atualmente disponíveis indicam que é extremamente improvável que sofra de deficiência de cromo. Mesmo doses mais altas de Cr (III) desencadeiam um efeito tóxico apenas com dificuldade, pois o produto de solubilidade do hidróxido de Cr (III) é extremamente baixo (6,7 x 10^-31) Portanto, é presumivelmente muito difícil de ser absorvido no intestino humano. Nos EUA, o nível de ingestão recomendado de Cr (III) foi reduzido de 50–200 µg / dia para 35 µg / dia em homens adultos e para 25 µg / dia em mulheres adultas.

Os compostos de Cr (VI) são extremamente tóxicos. Eles são mutagênicos e danificam o DNA. Eles entram no corpo pelas vias aéreas e danificam o tecido pulmonar. Pessoas cronicamente expostas a esses compostos têm um risco aumentado de desenvolver câncer de pulmão. O efeito venenoso aumenta com a insolubilidade do sal. A diretiva RoHS restringe severamente o uso de compostos Cr (VI) na Europa.

Usar 

Os compostos de cromo e cromo são usados ​​em uma ampla variedade de aplicações onde sua durabilidade é usada:

• cromagem dura: aplicação galvânica de uma camada de proteção contra desgaste de até 1 mm de espessura diretamente sobre aço, ferro fundido, cobre. O alumínio também pode ser cromado após a aplicação de uma camada intermediária (cilindros de alumínio cromado duro na construção do motor).
• Dekorverchromung: Aplicação galvânica de uma camada de Cr de <1 μm de espessura como decoração com uma camada intermediária protetora de corrosão de níquel ou níquel-cobre. As peças de plástico também são frequentemente cromadas. Um substituto para o cromagem decorativo é o processo acrólito.
• passivação camadas de zinco galvânico (chromating)
• liga elemento: em aços inoxidáveis ​​resistentes à corrosão e ao calor e ligas não ferrosas
• Catalisador: para ativar ou acelerar reações químicas
• curtimento de cromo: o principal método de fabricação de couro

Conexões 

• Chrome Oxide

Óxido de cromo (III) Cr₂O₃, é usado como tinta esmalte e para colorir vidros (garrafas verdes) (também verde ponte de Colônia). Isso não deve ser confundido com o verde cromo tóxico.

• cromo amarelo

Cromato de chumbo (II) PbCrO₄, usado para servir como um pigmento de cor amarela brilhante ("Pós-amarelo"). Devido à sua toxicidade, agora é quase completamente substituído por pigmentos de cor orgânicos. Em análise, é usado para a determinação iodométrica de chumbo.

O amarelo cromo, que é usado como tinta artística, é um sulfato de chumbo / cromato de chumbo (cerca de 2 PbSO₄ · PbCrO₄) O pigmento foi descoberto por Louis-Nicolas Vauquelin em 1809 e é produzido comercialmente na Alemanha desde 1820. O amarelo cromo tem um alto poder de cobertura, sua estabilidade à luz depende do tom amarelo. O amarelo cromado raramente é usado em pinturas a óleo. Vincent van Gogh, entretanto, usou amarelo cromado a. uma. nas famosas pinturas de girassóis executadas a óleo sobre tela. Hoje, porém, alguns deles sofrem de descoloração dos tons amarelos.

O tecnólogo de arte Prof. Christoph Krekel da Academia de Arte de Stuttgart sobre o uso do pigmento cromo amarelo: "Os pintores caíram no amarelo cromado, porque é um amarelo muito brilhante - tem uma grande intensidade de cor, ou seja, você pode criar uma pintura muito mais brilhante com a ajuda deste novo tom amarelo".

O cromo amarelo também é uma cor importante na análise de falsificação de pinturas "antigas".

• dióxido de crómio

Óxido de cromo (IV) CrO₂, é um pó ferromagnético preto para a produção de fitas magnéticas com uma melhor relação sinal-ruído do que as fitas magnéticas de óxido de ferro convencionais porque o dióxido de cromo tem uma coercividade mais alta.

• ácido crómico

com a estrutura hipotética H₂CrO₄ existe apenas em solução aquosa diluída. É muito venenoso. Existe como um ânion em alguns cromatos e dicromatos.

O anidrido do ácido crômico, o óxido de cromo (VI) muito venenoso CrO₃, é conhecido como trióxido de cromo.

O laranja, muito venenoso dicromato de potássio K₂Cr₂O₇ é um poderoso agente oxidante: Em uma solução de ácido sulfúrico, os álcoois primários são facilmente convertidos nos aldeídos relevantes, que podem ser usados ​​para a detecção semiquantitativa de álcool na respiração. No laboratório, estava na forma de ácido crómico usado para limpeza de artigos de vidro. Em contato com íons de cloreto, no entanto, o volátil, cancerígeno cromilo CrO₂Cl₂ formado (dedução!). O dicromato de potássio também é usado como titulante e como fixador em banhos de corantes industriais. Dicromato de potássio e também muito venenoso dicromato de amónio (NH₄)₂Cr₂O₇ são a substância sensível à luz nas camadas de gelatina de cromo das primeiras fotografias (veja o processo de impressão fina).

• cromita

(Tijolo de ferro cromado, veja acima) FeCr₂O₄ é usado para fazer moldes para tijolos queimados.

Geral
Nome, símbolo, número atômico	Cromo, cr, 24
série	metais de transição
Grupo, período, bloco	6, 4, d
Aparência	metálico prateado
número CAS	7440-47-3
Fração de massa da concha de terra	0,019%[1]
nuclear
massa atômica	51,9961 u
Raio atômico (calculado)	140 (166) pm
Raio covalente	139 pm
configuração electrónica	[Ar] 3d5 4s1
função de trabalho	4,5 eV
1. ionização	652,9 kJ / mol
2. ionização	1590,6 kJ / mol
3. ionização	2987 kJ / mol
4. ionização	4743 kJ / mol
5. ionização	6702 kJ / mol
6. ionização	8744,9 kJ / mol
fisicamente
estado físico	fest
estrutura de cristal	centrado no corpo cúbico
densidade	7,14 g / cm3 (20 ° C)
dureza de Mohs	8,5
magnetismo	antiferromagnetic, paramagnético ( = 3,1 10-4)
ponto de fusão	2180 K (1907 ° C)
ponto de ebulição	2944 K (2671 ° C)
Volume molar	7,23 · 10-6 m3/ mol
Calor de vaporização	344,3 kJ / mol
calor de fusão	16,9 kJ / mol
velocidade do som	5940 m / s em 293,15 K
Capacidade de calor específico	449 J / (kg K)
Condutividade elétrica	7,87 · 106 A / (v · m)
condutividade térmica	94 W / (m K)
Químico
estados de oxidação	6, 3, 2
potencial normais	• -0,744 V (Cr3+ + 3 e- → Cr) • -0,913 V (Cr2+ + 2 e- → Cr)
eletronegatividade	1,66 (escala de Pauling)
isótopo
isótopo NH t1/2 ZA ZE (MeV) ZP 48Cr {Syn.} 21,58 h ε 1,659 48V 49Cr {syn.}% 42,3 min ε 2,631 49V 50Cr 4,345% > 1,8 · 1017 a 2 εε 1,037 50Ti 51Cr {Syn.} 27,7025 d ε 0,753 51V 52Cr 83,789 % estável 53Cr 9,501% estável 54Cr 2,365% estável 55Cr {Syn.} 3,497 min β- 2,603 55Mn 56Cr {Syn.} 5,94 min β- 1,617 56Mn
propriedades de RMN
Spin γ em rad * T-1· s-1 Er(1H) fL em W = 4,7 T em MHz 53Cr 3/2 -1,515 · 107 0,000903 11,3
segurança
GHS substâncias perigosas rotulagem Atenção Frases H e P H: 400 EUH: nenhuma taxa de EUH P: 273 Informações perigosos Pó leve inflamável sanitário Schädlich (F) (Xn) Frases R e S R: 11-40 (pó) S: 7-33-36/37-60(Pulver)

Preços, gráficos e dados históricos do Chromium

Gráfico Chrome 2001-2011

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