Fakty o chromie

Znany ze swojego srebrnego, błyszczącego wyglądu, chrom jest używany do powlekania samochodów, pieców i innych urządzeń, aby chronić je przed korozją i poprawić ich wygląd. Wysoka temperatura topnienia i stabilna struktura chromu sprawiają, że jest on również przydatny w przemyśle tekstylnym i materiałów ogniotrwałych. W połączeniu z innymi pierwiastkami, chrom tworzy żywe kolory i jest używany jako barwnik, co pierwotnie nadało mu nazwę pochodzącą od greckiego słowa chroma oznaczającego „kolor”.

Naturalnie występuje w związkach w skorupie ziemskiej. Jednak spożywanie dużych ilości chromu w zanieczyszczonej wodzie pitnej lub wdychanie oparów ogrzewanego pierwiastka może powodować wrzody, raka i inne problemy zdrowotne.

Po prostu fakty

• Liczba atomowa (liczba protonów w jądrze): 24
• Symbol atomowy (w układzie okresowym pierwiastków): Cr
• Waga atomowa (średnia masa atomu): 51,9961
• Gęstość: 4,13 uncji na cal sześcienny (7.15 gramów na cm sześcienny)
• Faza w temperaturze pokojowej: stała
• Temperatura topnienia: 3,465 stopni Fahrenheita (1,907 stopni Celsjusza)
• Temperatura wrzenia: 4,840 F (2,671 C)
• Liczba izotopów naturalnych (atomy tego samego elementu z różną liczbą neutronów): 4
• Najczęściej występujący izotop: Cr-52

Odkrycie chromu

Francuski chemik Louis Nicolas Vauquelin po raz pierwszy wyizolował chrom z jaskrawoczerwonego minerału zwanego czerwonym ołowiem syberyjskim, znanego obecnie jako chromian ołowiu (PbCrO4) w 1797 roku. Według Johna Emsleya w jego książce „Nature’s Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements” (Oxford University Press, 1999), Vauquelin potrzebował roku, zanim udało mu się wytrącić ołów i uzyskać czysty chrom. Mieszał chrom w różnych roztworach i był zaintrygowany wieloma kolorami, które wytwarzał, nazywając w ten sposób pierwiastek od greckiego słowa chromamean oznaczającego „kolor”.

Źródła chromu

Chrom jest 21. najczęstszym pierwiastkiem występującym w skorupie ziemskiej, ale nie występuje w postaci wolnego metalu. Zamiast tego występuje głównie w rudach chromu, jak podaje Robert E. Krebs w swojej książce „The History and Use of Our Earth’s Chemical Elements: A Reference Guide” (Greenwood Publishing Group, 2006). Chromit jest wydobywany w Zimbabwe, Rosji, Nowej Zelandii, Turcji, Iranie, Albanii, Finlandii, na Filipinach i Madagaskarze. Każdego roku produkuje się około 20 000 ton chromu metalicznego, a według Emsley’a na Grenlandii, w Kanadzie i Stanach Zjednoczonych znajduje się jeszcze około miliarda ton nieeksploatowanych złóż. Chrom metaliczny jest następnie otrzymywany przez ogrzewanie rudy chromitu w obecności aluminium lub krzemu, według Jefferson Lab.

Właściwości chromu

Chrom jest metalem przejściowym w grupie 6 na tablicy okresowej pierwiastków. W czystej postaci chrom jest srebrzystym, błyszczącym, twardym metalem o wysokim połysku, idealnym do galwanizacji.

Najważniejsze związki chromu to chromiany sodu i potasu, dichromiany oraz chromian potasowy i amonowy, według Los Alamos National Laboratory. Związki chromu są toksyczne i należy obchodzić się z nimi ostrożnie.

Związki chromu mają żywe kolory i są używane jako pigmenty – jaskrawo zielone, żółte, czerwone i pomarańczowe. Rubiny są czerwone z powodu chromu, a szkło traktowane chromem ma kolor szmaragdowej zieleni, zgodnie z Royal Society of Chemistry (RSC).

Używany do ochrony i upiększania

Przy użyciu techniki zwanej galwanizacją, cienką warstwą chromu można pokrywać metalowe i plastikowe przedmioty, w tym części samochodowe i sprzęt gospodarstwa domowego, aby nadać im błyszczące, atrakcyjne wykończenie. Na przykład, projektanci samochodów używają chromowanych obręczy i kół, aby upiększyć swoje samochody. Chromowanie nie jest używane tylko dla wyglądu; ponieważ chrom tworzy ochronną warstwę tlenku na powierzchni, chromowane przedmioty są odporne na korozję, według Krebsa.

Stali nierdzewnej jest stopem żelaza i co najmniej 10,5 procent chromu. Jest wysoce odporna na korozję. Jest używana w sztućcach kuchennych, urządzeniach i naczyniach kuchennych, takich jak patelnie ze stali nierdzewnej i patelnie.

Około 90 procent skóry jest garbowana chromem, według Emsleya. Podczas tego procesu siarczan chromu jest używany do obróbki skóry zwierzęcej i przekształcenia jej w skórę odporną na gorącą wodę, która może powodować degradację.

Kotły i piece wykorzystują cegły wykonane z rudy chromu, która zachowuje wytrzymałość w wysokich temperaturach. Przemysł tekstylny wykorzystuje jony chromu, aby ułatwić przyleganie barwników do tkanin. Wysoka temperatura topnienia chromu, umiarkowana rozszerzalność cieplna i stabilność struktury krystalicznej czynią go odpowiednim do tych celów.

Niebezpieczny w nadmiarze

Chociaż jego specyficzna rola u ludzi jest niejasna, badania wykazały, że chrom jest niezbędnym pierwiastkiem śladowym, który znajduje się w RNA i pomaga organizmowi wykorzystywać glukozę. Chrom jest najbardziej skoncentrowany w łożysku, a jego obecność w organizmie zmniejsza się z wiekiem.

Bezpieczna ilość to około 1 miligram dziennie, według RSC. Pokarmy takie jak drożdże piwne, kiełki pszenicy i nerki są bogate w chrom. Jednak w nadmiarze jest on trujący.

W filmie „Erin Brockovich” z 2000 roku Julia Roberts przedstawia aktywistkę środowiskową i urzędniczkę prawną, która prowadzi sprawę przeciwko firmie gazowej i elektrycznej o zanieczyszczenie wody pitnej chromem(VI), toksycznym związkiem, który według amerykańskiej Agencji Bezpieczeństwa i Zdrowia w Pracy (OSHA) powoduje raka. Chociaż Brockovich wygrała sprawę w prawdziwym życiu i w filmie, naukowcy skrytykowali jej brak dowodów wskazujących, że to chrom(VI), a nie inne czynniki, był przyczyną licznych problemów zdrowotnych, w tym raka w społeczności Hinkley w Kalifornii. Jednak kilka badań przeprowadzonych w ciągu ostatnich kilku lat powiązało chrom(VI) w wodzie z kranu z rakiem, a EPA ustanowiła limit stężenia tego pierwiastka w wodzie pitnej w celu ochrony zdrowia publicznego.

Nadmierne narażenie na chrom może również powodować wrzody chromu, zwłaszcza gdy pracuje się z nim przez wiele miesięcy podczas chromowania lub garbowania skóry, według Emsley. Wrzody chromowe to swędzące i surowe dziury w skórze lub w żołądku. Jeśli pył zawierający chrom jest wdychany, pracownicy przemysłowi są bardziej podatni na wrzody w jamie nosowej i raka płuc. Dodatkowo, badanie z 2017 roku opublikowane w European Journal of Clinical Nutrition powiązało wysoki poziom chromu w moczu z chorobą sercowo-naczyniową i cukrzycą.