Crômio

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El crômio/cromo (formas aceptas con predileção por crômio^[1])^PB o crómio ^PE, del griego χρώμα, pronunciado como "chrõma", significando color, es un elemento químico de símbolo Cr, número atómico 24 ( 24 prótons y 24 electrones ) y masa atómica 52 u, Sólido en temperatura ambiente.

ES un metal encontrado en el grupo 6 ( 6B ) de la Clasificación Periódica de los Elementos, empleado especialmente en metalurgia en procesos denominados eletrodeposição. Algunos de sus óxidos y cromatos son usados como corantes.

Fue descubierto en 1797 por Louis Nicolas Vauquelin en el mineral crocoíta encontrado en la Rusia .

Vanádio - Crômio - Manganeso
Cr Me lo
	Tabla Periódica

General

Nombre, símbolo, número

Crômio, Cr, 24

Clase , serie química

Metal , transición

Grupo, periodo, bloque

6, 4 , d

Color y apariencia

Prateado metálico

Propiedades atómicas

Masa atómica

51,9961(6) u

Rayo atómico ( calculado )

140(166) pm

Rayo covalente

127 pm

Rayo de van dé Waals

sin datos

Configuración electrónica

[Aire]3d⁵4s¹

Electrones por nivel de energía

2, 8, 13, 1

Estados de oxidação (óxido)

6,3,2 ( ácido fuerte )

Propiedades físicas

7200 kg/m³ (28 °C)

2180 K (1907 °C)

2944 K (2671 °C)

Estructura cristalina

Cúbico de cuerpo centrado

8,5

7,23 ×10⁻⁶ m³/mol

Entalpia de vaporização

339,5 kJ/mol

Entalpia de fusión

21,0 kJ/mol

Presión de vapor

990 Pa a 2130 K

Velocidad del sonido

5940 m/s a 293,15 K

Informaciones diversas

Electronegatividade

1,66 (Escala de Pauling)

Capacidad calorífica

450 J/(kg*K)

Condutividad eléctrica

7,74 10⁶/m ohm

Condutividad térmica

93,7 W/(m*K)

1º Potencial de ionização

652,9 kJ/mol

2º Potencial de ionização

1590,6 kJ/mol

3º Potencial de ionização

2987 kJ/mol

4º Potencial de ionização

4743 kJ/mol

5º Potencial de ionização

6702 kJ/mol

6º Energía de ionização

8744,9 kJ/mol

Isótopos más estables

iso	AN	Media-vida	MD	ED M eV	PD
⁵⁰Cr		1,8 × 10¹⁷ años	ε	???	⁵⁰Ti
⁵¹Cr	{sin.}	27,7025 días	ε	0,753	⁵¹V
⁵²Cr	83,789%	Cr es isótopo estable con 28 nêutrons
⁵³Cr	9,501%	Cr es estable con 29 nêutrons
⁵⁴Cr	2,365%	Cr es estable con 30 nêutrons

Unidades SÍ y CNTP , excepto donde indicado el contrario

Características principales

El crômio es un metal de transición, duro, frágil, de coloração ceniza semejante al acero. ES muy resistente a la corrosión.

Su mayor estado de oxidação es +6, aunque estos compuestos sean muy oxidantes. Los estados de oxidação +4 y +5 son poco frecuentes, mientras que los estados más estables son +2 y +3. También es posible obtenerse compuestos en los cuales el crômio presenta estados de oxidação más bajos, sin embargo son bastante raros

Aplicaciones

El crômio es empleado principalmente en metalurgia para aumentar la resistencia a la corrosión y dar un acabado brillante.
- En aleaciones metálicas. El acero inoxidable, por ejemplo, presenta aproximadamente 8% de crômio.
- En procesos de cromagem que es depositar sobre una pieza una capa protectora de crômio a través de la eletrodeposição. También es utilizado en anodizado de aluminio .
Sus cromatos y óxidos son empleados en corantes y pinturas . En general, sus sales son empleadas, debido a sus colores variados, como mordentes.
El dicromato de potássio ( K₂Cr₂Lo₇ ) es uno reactivo químico usado para la limpieza de materiales de vidrio de laboratorio y en análisis volumétricas.
ES común el uso del crômio y de algunos de sus óxidos como catalisadores, por ejemplo, en la síntesis del amoníaco ( NH₃ ).
El mineral cromita ( Cr₂Lo₃·FeO ) es empleado en moldes para la fabricación de ladrilhos, generalmente materiales refratários. Sin embargo, una gran parte de cromita es empleada para obtener el crômio o en aleaciones metálicas.
En el curtimento de cueros es común emplear el denominado "curtido al crômio", siendo este el producto de mayor consumo en la curtição de cueros y pieles, consistiendo en utilizar el hidroxisulfato de crômio(III) ( Cr)(OH)( SO₄ ) .
Para preservar la madera se acostumbra utilizar substancias químicas que se fijan a ella, protegiéndola. Entre esas substancias, aquella usada para proteger la madera es el óxido de crômio(VI) ( CrO₃ ).
Cuando en el coríndon ( α-Al₂Lo₃ ) se sustituyen algunos íons de aluminio por íons de crômio, se obtiene el rubi. El rubi puede ser empleado, por ejemplo, en laseres.
El dióxido de crômio ( CrO₂ ) es usado para la producción del material magnético empleado en cintas-cassetes para grabación de sonido, produciendo mejores resultados del que aquellas con óxido de hierro ( Fe₂Lo₃ ), debido a su mayor coercitividade.

Historia

En 1761, Johann Gottlob Lehmann encontró en los Urais (Rusia) un mineral de memoria naranja avermelhada que denominó de "plomo rojo de la Siberia". Ese mineral era la crocoíta ( PbCrO₄ ), y se creyó, en la época, que era un compuesto de plomo con selênio y hierro .

En 1770, Peter Simon Pallas excavó en el mismo lugar y encontró el mineral, verificando ser muy útil, debido a sus propiedades, como pigmento, en pinturas. Esa aplicación como pigmento se difundió rápidamente.

En 1797, Louis Nicolas Vauquelin recibió muestras de ese material. Fue capaz de, a partir de él, producir el óxido de crômio (CrO₃) mezclando crocoíta con ácido clorídrico ( HCl ).

En 1798, descubrió que se podía aislar el crômio calentando el óxido en un horno de carbón . También pudo detectar trazos de crômio en piedras preciosas, como por ejemplo, en rubis y esmeraldas . Denominó el elemento de crômio (del griego "chroma", que significa "color"). debido a la diferentes colorações que presentan los compuestos de ese elemento.

El crômio fue empleado principalmente como corante en pinturas. A finales del siglo XIX comenzó a ser utilizado como aditivo en acero. Actualmente, en torno a 85% del crômio consumido es utilizado en aleaciones metálicas.

Compuestos

El dicromato de potássio, es un oxidante enérgico utilizado para limpieza de materiales de vidrio de laboratorio, eliminando cualquier tipo de resto orgánico que pueda contener. El "verde de crômio" ( óxido de crômio) es un pigmento empleado en pinturas esmaltadas y en la coloração de . El "amarillo de crômio" también es usado como pigmento. No es encontrado en la naturaleza el ácido crômico y ni el dicrômico, sin embargo sus ânions son encontrados en una amplia variedad de compuestos. El trióxido de crômio, CrO₃, que debería ser el anhídrido del ácido crômico, es vendido comercialmente como "ácido crômico". El dicromato de amônio, es el principal material que es expelido de los volcanes en erupción. ES un sólido alaranjado.

Papel biológico

En principio, se considera el crômio (en su estado de oxidação +3) un elemento químico esencial, aunque no se conozca con exactitud sus funciones. Parece participar del metabolismo de los lipídios y de los hidratos de carbono, así como en otras funciones biológicas.

Se ha observado que algunos de los complejos del crômio parecen participar de la potencialização de la acción de la insulina, siendo, por eso, denominado de "factor de tolerancia a la glicose", debido a la relación con la actuación de la insulina. La ausencia de crômio provoca intolerancia a la glicose y, como consecuencia, la aparición de diversos disturbios.

Hasta hoy no fue encontrada ninguna metaloproteína con actividad biológica que contenga crômio, por eso aún no se puede explicar como tutéa.

Su carencia en los seres humanos puede causar ansiedad, fatiga y problemas de crecimiento. En contraposición, su exceso (en nivel de nutriente) puede causar dermatites, úlcera, problemas renais y hepáticos . ^[2]^[3]

Por otro lado, los compuestos de crômio en el estado de oxidação +6 son muy oxidantes y son cancerígenos.

Abundancia y obtención

Se obtiene crômio a partir de la cromita (FeCr₂Lo₄). El crômio es obtenido comercialmente calentando la cromita en presencia de aluminio o silicio mediante el proceso de reducción . Aproximadamente mitad de la producción mundial de cromita es extraída en Sudáfrica. También se obtiene en grandes cantidades en el Cazaquistão, India y Turquía .

Los depósitos aún no explorados son abundantes, sin embargo están concentrados en el Cazaquistão y en el sur de la África.

En 2000 fueron producidas aproximadamente 15 millones de toneladas de cromita, de la cual la mayor parte se destina al uso en aleaciones metálicas (cerca de 70%) cómo, por ejemplo, para la obtención del ferrocromo, que es una aleación metálica de crômio y hierro , con un poco de carbono. Otra parte (cerca de 15% aproximadamente) se emplea directamente como material refratário y el restante, en la industria química para la obtención de diferentes compuestos de crômio.

Fueron descubiertos algunos depósitos de crômio metálico, aunque de pequeñas cantidades. En una mina rusa (Udachnaya) se producen muestras del metal, debido al ambiente reductor, que facilita la producción de diamantes y crômio elemental.

Isótopos

Son encontrados tres isótopos estables en la naturaleza: crômio-52, crômio-53 y crômio-54. El más abundante es el crômio-52 (83,789%). Están caracterizados 19 radioisótopos, siendo lo más estable el crômio-50 con media-vida superior a 1,8 x 10¹⁷ años, seguido del crômio-51 con media-vida de 27,7025 días. Los demás tienen media-vida de menos de 24 horas, y, de entre esos, la mayoría con menos de un minuto. Ese elemento también tiene dos meta-estados.

El crômio-53 es un producto del decaimento radioativo del manganeso-53. Los contenidos isotópicos en el crômio están relacionados con los del manganeso, lo que se aplica en geología. Las relaciones isotópicas de Mn-Cr refuerzan la evidencia de aluminio-26 y paládio-107 en el origen del sistema solar. Las variaciones en las relaciones de crômio-53/crômio-52 y Mn/Cr en algunos meteoritos indican una relación inicial de 53 Mn/⁵⁵Mn, sugiriendo que las relaciones isotópicas Mn-Cr resultan del decaimento in situ de 53 Mn en cuerpos planetários diferenciados. Por lo tanto, lo ⁵³Cr suministra evidencia adicional de procesos nucleossintéticos anteriores a la formación del sistema solar.

El peso atómico de los isótopos del crômio varía de 43 u (crômio-43) hasta 67 u (crômio-67). El principal modo de decaimento antes del isótopo estable más abundante, el crômio-52, es la captura electrónica, mientras que, en los posteriores a aquel, es la desintegración beta.

Precauciones

Generalmente, no se considera que el crômio metálico y los compuestos de crômio(III) sean, especialmente, un riesgo para la salud. Se trata de un elemento esencial para el ser humano, sin embargo en altas concentraciones es toxico.

Los compuestos de crômio(VI) son tóxicos cuando ingeridos, siendo la dosis letal de algunos gramos. En niveles no letales, el crômio(VI) (crômio hexavalente) es altamente carcinógeno. La mayoría de los compuestos de crômio(VI) irritan los ojos, la piel y las mucosas. La exposición crónica a compuestos de crômio(VI) puede provocar daños permanentes en los ojos.

La Organización Mundial de la Saùde ( OMS ) recomienda desde 1958 una concentración máxima de 0.05 mg/litro de crômio(VI) en el agua de consumo. Este valor está siendo revisado, habiendo nuevos estudios sobre sus efectos la salud.

Conexiones externas

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Referencias

↑ ROCA-HIJO, R. C.; CHAGAS, A. P. Sobre los nombres de los elementos químicos, inclusive de los transférmios. Quím. Nueva, São Paulo, v. 22, n. 5, 1999. Disponible en: <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40421999000500022&lng=pt&nrm=iso>. Acceso en: 10 sep. 2007. doi:10.1590/S0100-40421999000500022
↑ ANDERSON, R. A. Chromium metabolism and its role in disease proceses in man. Clin. Physiol. Biochem., Basel, v. 4, n. 1, p. 31-41, 1986.
↑ MERTZ, W. Chromium in human nutrition: la review. J. Nutr., Philadelphia, v. 123, n. 4, p.626-633, Apr. 1993. Disponible en: <http://jn.nutrition.org/cgi/reprint/123/4/626.pdf>. Acceso en: 5 jul. 2009.