Feiten over chroom

Gekend om zijn zilveren, glanzende uiterlijk, wordt chroom gebruikt voor het coaten van auto’s, fornuizen en andere apparaten om ze te beschermen tegen corrosie en om hun uiterlijk te verbeteren. Door zijn hoge smeltpunt en stabiele structuur is chroom ook nuttig in de textiel- en vuurvaste industrie. In combinatie met andere elementen maakt chroom levendige kleuren en wordt het gebruikt als kleurstof, waaraan het zijn naam ontleent die oorspronkelijk van het Griekse woord chroma voor “kleur” komt.

Het wordt van nature aangetroffen in verbindingen in de aardkorst. Het consumeren van hoge concentraties chroom in vervuild drinkwater of het inademen van dampen van het verhitte element kan echter maagzweren, kanker en andere gezondheidsproblemen veroorzaken.

Alleen de feiten

• Atoomnummer (aantal protonen in de kern): 24
• Atomair symbool (op het periodiek systeem der elementen): Cr
• Atomair gewicht (gemiddelde massa van het atoom): 51,9961
• Dichtheid: 4,13 ounce per kubieke inch (7.15 gram per kubieke cm)
• Vorm bij kamertemperatuur: vast
• Smeltpunt: 3.465 graden Fahrenheit (1.907 graden Celsius)
• Kookpunt: 4.840 F (2.671 C)
• Aantal natuurlijke isotopen (atomen van hetzelfde element met een verschillend aantal neutronen): 4
• Meest voorkomende isotoop: Cr-52

Ontdekking van chroom

De Franse scheikundige Louis Nicolas Vauquelin isoleerde in 1797 voor het eerst chroom uit een helderrood mineraal genaamd Siberisch rood lood, dat nu bekend staat als loodchromaat (PbCrO4). Volgens John Emsley in zijn boek, “Nature’s Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements” (Oxford University Press, 1999), kostte het Vauquelin een jaar voordat hij in staat was het lood te doen neerslaan en zuiver chroom te verkrijgen. Hij mengde het chroom in verschillende oplossingen en was geïntrigeerd door de vele kleuren die het opleverde. Hij noemde het element naar het Griekse woord chromamean dat “kleur” betekent.

Bronnen van chroom

Chroom is het 21e meest voorkomende element in de aardkorst, maar het wordt niet gevonden in zijn vrije metaalvorm. In plaats daarvan wordt het voornamelijk gevonden in chromieterts, volgens Robert E. Krebs in zijn boek, “The History and Use of Our Earth’s Chemical Elements: A Reference Guide” (Greenwood Publishing Group, 2006). Chromiet wordt gedolven in Zimbabwe, Rusland, Nieuw-Zeeland, Turkije, Iran, Albanië, Finland, de Filippijnen en Madagaskar. Elk jaar wordt ongeveer 20.000 ton chroommetaal geproduceerd, en er zijn nog ongeveer een miljard ton onontgonnen voorraden in Groenland, Canada en de Verenigde Staten, aldus Emsley. Chromiummetaal wordt vervolgens verkregen door het chromieterts te verhitten in aanwezigheid van aluminium of silicium, aldus het Jefferson Lab.

Eigenschappen van chroom

Chromium is een overgangsmetaal in groep 6 van het Periodiek Systeem der Elementen. In zuivere vorm is chroom een zilverachtig, glanzend, hard metaal met een hoge glans, ideaal voor galvaniseren.

De belangrijkste chroomverbindingen zijn de chromaten van natrium en kalium, de dichromaten, en kalium- en ammoniumchroomaluin, volgens het Los Alamos National Laboratory. Chroomverbindingen zijn giftig en moeten voorzichtig worden behandeld.

Chroomverbindingen zijn allemaal levendig gekleurd en worden gebruikt als pigmenten – felgroen, geel, rood en oranje. Robijnen zijn rood vanwege chroom, en met chroom behandeld glas heeft een smaragdgroene kleur, aldus de Royal Society of Chemistry (RSC).

Gebruikt voor bescherming en schoonheid

Met behulp van een techniek die galvaniseren wordt genoemd, kan een dun laagje chroom een laagje metalen en plastic voorwerpen, waaronder auto-onderdelen en huishoudelijke apparaten, aanbrengen voor een glanzende, aantrekkelijke afwerking. Auto-ontwerpers gebruiken bijvoorbeeld verchroomde velgen en wielen om hun auto’s op te leuken. Verchromen wordt niet alleen voor het uiterlijk gebruikt; omdat het chroom een beschermende oxidelaag op het oppervlak vormt, zijn verchroomde voorwerpen bestand tegen corrosie, aldus Krebs.

Roestvast staal is een legering van ijzer en ten minste 10,5 procent chroom. Het is zeer goed bestand tegen corrosie. Het wordt gebruikt in keukenbestek, apparatuur en kookgerei zoals roestvrijstalen pannen en braadpannen.

Bijna 90 procent van het leer is chroomgelooid, aldus Emsley. Tijdens dit proces wordt chroom sulfaat gebruikt om de huid van dieren te behandelen en het te veranderen in leer dat bestand is tegen heet water dat afbraak kan veroorzaken.

Kolen en ovens gebruiken bakstenen gemaakt van chromiet erts, dat zijn sterkte behoudt bij hoge temperaturen. De textielindustrie gebruikt chroomionen om kleurstoffen aan stof te laten hechten. Het hoge smeltpunt van chroom, de matige thermische uitzetting en de stabiliteit van de kristallijne structuur maken het geschikt voor deze doeleinden.

Gevaarlijk in overmaat

Hoewel de specifieke rol bij de mens onduidelijk is, hebben studies aangetoond dat chroom een essentieel sporenelement is dat voorkomt in RNA en het lichaam helpt bij het gebruik van glucose. Chroom is het meest geconcentreerd in de placenta, en de aanwezigheid ervan in het lichaam neemt af met de leeftijd.

Een veilige hoeveelheid is ongeveer 1 milligram per dag, volgens het RSC. Voedingsmiddelen zoals biergist, tarwekiemen en niertjes zijn rijk aan chroom.

In de film “Erin Brockovich” uit 2000 vertolkt Julia Roberts een milieuactiviste en juridisch medewerker die een zaak aanspant tegen een gas- en elektriciteitsbedrijf wegens verontreiniging van drinkwater met chroom(VI), een giftige verbinding waarvan bekend is dat ze kanker kan veroorzaken, volgens de U.S. Occupational Safety and Health Administration (OSHA). Hoewel Brockovich de zaak in het echt en in de film won, hebben wetenschappers kritiek geuit op haar gebrek aan bewijs dat chroom(VI), en niet andere factoren, de oorzaak was van de talrijke gezondheidsproblemen waaronder kanker in de gemeenschap van Hinkley, Calif. Verschillende studies in de afgelopen jaren hebben echter een verband gelegd tussen chroom(VI) in leidingwater en kanker, en de EPA heeft een drinkwaterconcentratielimiet voor het element vastgesteld om de volksgezondheid te beschermen.

Excessieve blootstelling aan chroom kan ook chroomzweren veroorzaken, vooral wanneer er maandenlang mee wordt gewerkt tijdens het verchromen of looien van leer, aldus Emsley. Chroomzweren zijn jeukende en ruwe gaatjes in de huid of de maag. Als stof met chroom wordt ingeademd, zijn industriële werknemers vatbaarder voor zweren in de neusholte en longkanker. Bovendien koppelde een studie uit 2017, gepubliceerd in European Journal of Clinical Nutrition, hoge niveaus van chroom in de urine aan hart- en vaatziekten en diabetes.