O que é o elemento químico crômio?

O crômio/cromo (formas aceitas com predileção por crômio[1])PB ou crómioPE, do grego χρώμα, pronunciado como “chrõma”, significando cor, é um elemento químico de símbolo Cr, número atômico 24 ( 24 prótons e 24 elétrons ) e massa atômica 52 u, sólido em temperatura ambiente.


É um metal encontrado no grupo 6 ( 6B ) da Classificação Periódica dos Elementos, empregado especialmente em metalurgia em processos denominados eletrodeposição. Alguns de seus óxidos e cromatos são usados como corantes.


Foi descoberto em 1797 por Louis Nicolas Vauquelin no mineral crocoíta encontrado na Rússia.
































































































































VanádioCrômioManganês
Cr
Mo


Geral
Nome, símbolo, número Crômio, Cr, 24
Classe , série química Metal , transição
Grupo, período, bloco 6 , 4 , d
Cor e aparência Prateado metálico
Propriedades atômicas
Massa atómica 51,9961(6) u
Raio atómico ( calculado ) 140(166) pm
Raio covalente 127 pm
Raio de van der Waals sem dados
Configuração electrónica [Ar]3d54s1
Elétrons por nível de energia 2, 8, 13, 1
Estados de oxidação (óxido) 6,3,2 ( ácido forte )
Propriedades físicas
Densidade 7180 a 7200 kg/m3
Estado da matéria sólido
Ponto de fusão 2180 K (1907 °C)
Ponto de ebulição 2944 K (2671 °C)
Estrutura cristalina Cúbico de corpo centrado
Dureza 8,5
Magnetismo Antiferromagnetico
Volume molar 7,23 ×10-6 m3/mol
Entalpia de vaporização 339,5 kJ/mol
Entalpia de fusão 21,0 kJ/mol
Pressão de vapor 990 Pa a 2130 K
Velocidade do som 5940 m/s a 293,15 K
Informações diversas
Electronegatividade 1,66 (Escala de Pauling)
Capacidade calorífica 450 J/(kg*K)
Condutividade elétrica 7,74 106/m ohm
Condutividade térmica 93,7 W/(m*K)
Potencial de ionização 652,9 kJ/mol
Potencial de ionização 1590,6 kJ/mol
Potencial de ionização 2987 kJ/mol
Potencial de ionização 4743 kJ/mol
Potencial de ionização 6702 kJ/mol
Energia de ionização 8744,9 kJ/mol
Isótopos mais estáveis



































iso AN Meia-vida MD ED MeV PD
50Cr 1,8 × 1017 anos ε  ??? 50Ti
51Cr {sin.} 27,7025 dias ε 0,753 51V
52Cr 83,789% Cr é isótopo estável com 28 neutrons
53Cr 9,501% Cr é estável com 29 neutrons
54Cr 2,365% Cr é estável com 30 neutrons
Unidades SI e CNTP, exceto onde indicado o contrário






Índice




Características principais


O crômio é um metal de transição, duro, frágil, de coloração cinza semelhante ao aço. É muito resistente à corrosão.


Seu maior estado de oxidação é +6, ainda que estes compostos sejam muito oxidantes. Os estados de oxidação +4 e +5 são pouco frequentes, enquanto que os estados mais estáveis são +2 e +3. Também é possível obter-se compostos nos quais o crômio apresenta estados de oxidação mais baixos, porém são bastantes raros.



Aplicações



  • O crômio é empregado principalmente em metalurgia para aumentar a resistência à corrosão e dar um acabamento brilhante.

  • Seus cromatos e óxidos são empregados em corantes e pinturas. Em geral, seus sais são empregados, devido às suas cores variadas, como mordentes.
  • O dicromato de potássio ( K2Cr2O7 ) é um reativo químico usado para a limpeza de materiais de vidro de laboratório e em análises volumétricas.
  • É comum o uso do crômio e de alguns de seus óxidos como catalisadores, por exemplo, na síntese do amoníaco ( NH3 ).
  • O mineral cromita ( Cr2O3·FeO ) é empregado em moldes para a fabricação de ladrilhos, geralmente materiais refratários. Entretanto, uma grande parte de cromita é empregada para obter o crômio ou em ligas metálicas.
  • No curtimento de couros é comum empregar o denominado “curtido ao crômio”, sendo este o produto de maior consumo na curtição de couros e peles, consistindo em utilizar o hidroxisulfato de crômio(III) ( Cr(OH)( SO4 ) ).
  • Para preservar a madeira costuma-se utilizar substâncias químicas que se fixam à madeira, protegendo-a. Entre estas substâncias , aquela usada para proteger a madeira é o óxido de crômio(VI) ( CrO3 ).
  • Quando no corindon ( α-Al2O3 ) se substituem alguns íons de alumínio por íons de crômio se obtém o rubi. O rubi pode ser empregado como, por exemplo, em laseres.
  • O dióxido de crômio ( CrO2 ) é usado para a produção de cintas magnéticas empregadas em fitas cassetes, produzindo melhores resultados que aquelas com óxido de ferro ( Fe2O3 ) devido a sua maior coercitividade.


História


Em 1761, Johann Gottlob Lehmann encontrou nos Urais ( Rússia )um mineral laranja avermelhado que denominou de “chumbo vermelho da Sibéria” . Este mineral se tratava da crocoíta ( PbCrO4 ), e acreditou-se que era um composto de chumbo com selênio e ferro.


Em 1770, Peter Simon Pallas escavou no mesmo lugar que Lehmann e encontrou o mineral, verificando ser muito útil devido às suas propriedades como pigmento, em pinturas. Esta aplicação como pigmento se estendeu rapidamente.


Em 1797, Louis Nicolas Vauquelin recebeu amostras deste material. Foi capaz de , a partir dele ] produzir o óxido de crômio (CrO3) misturando crocoíta com ácido clorídrico ( HCl ).


Em 1798 descobriu que se podia isolar o crômio aquecendo o óxido em um forno de carvão. Também pode detectar traços de crômio em pedras preciosas, como por exemplo, em rubis e esmeraldas. Denominou o elemento de crômio ( do grego “chroma”, que significa “cor” ) devido às diferentes colorações que apresentam os compostos deste elemento.


O crômio foi empregado principalmente como corante em pinturas. No final do século XIX começou a ser utilizado como aditivo em aço. Atualmente, em torno de 85% do crômio consumido é utilizado em ligas metálicas.



Compostos


O dicromato de potássio, K2Cr2O7, é um oxidante enérgico utilizado para limpeza de materiais de vidro de laboratório, eliminando qualquer tipo de resto orgânico que possa conter.


O “verde de crômio” ( óxido de crômio(III) , Cr2O3 ) é um pigmento empregado em pinturas esmaltadas e na coloração de vidros. O “amarelo de crômio” ( cromato de chumbo, PbCrO4 ) também é usado como pigmento.


Não é encontrado na natureza o ácido crômico e nem o dicrômico, porém seus ânions são encontrados numa ampla variedade de compostos. O trióxido de crômio, CrO3, que deveria ser o anidrido do ácido crômico, é vendido comercialmente como “ácido crômico”.


O dicromato de amônio, (NH4)2Cr2O7 é o principal material que é espelido dos vulcões em erupção. É um sólido alaranjado.



Papel biológico


Em princípio, se considera o crômio ( em seu estado de oxidação +3 ) um elemento químico essencial, ainda que não se conheça com exatidão suas funções. Parece participar no metabolismo dos lipídios, e no dos hidratos de carbono, assim como em outras funções.


Tem-se observado que alguns de seus complexos parecem participar na potencialização da ação da insulina, sendo por isso, denominado de “fator de tolerância à glicose” devido a esta relação com a ação da insulina. A ausência de crômio provoca uma intolerância a glicose , e como consequência o aparecimento de diversos distúrbios.


Não se tem encontrado nenhuma metaloproteína com atividade biológica que contenha crômio, e por isso não se tem podido explicar como atua.


Sua carência nos humanos pode causar: ansiedade, fadiga e problemas de crescimento.


Seu excesso (em nível de nutriente) nos humanos pode causar: dermatites, úlcera, problemas renais e de fígado.[2][3]


Por outro lado, os compostos de crômio no estado de oxidação +6 são muito oxidantes e são cancerígenos.



Abundância e obtenção


Obtém-se crômio a partir da cromita ( FeCr2O4 ). O crômio é obtido comercialmente aquecendo a cromita em presença de alumínio ou silício mediante um processo de redução. Aproximadamente metade da cromita é extraída na África do Sul. Também se obtém em grandes quantidades no Casaquistão, Índia e Turquia.


Os depósitos ainda não explorados são abundantes, porém estão concentrados no Casquistão e no sul da África.


Em 2000 foram produzidas aproximadamente quinze milhões de toneladas de cromita, da qual a maior parte é empregada para uso em ligas metálicas ( cerca de 70% ) como , por exemplo, para a obtenção do ferrocromo que é uma liga metálica de crômio e ferro, com um pouco de carbono. Outra parte ( uns 15% aproximadamente ) se emprega diretamente como material refratário e, o restante, na indústria química para a obtenção de diferentes compostos de crômio.


Se tem descoberto depósitos de crômio metálico, embora pouco abundantes. Numa mina russa ( Udachnaya ) se produzem amostras do metal devido ao ambiente redutor, que facilita a produção de diamantes e crômio elementar.



Isótopos


São encontrados três isótopos estáveis na natureza: crômio-52, crômio-53 e crômio-54. O mais abundante é o crômio-52 ( 83,789% ). Se tem caracterizado 19 radioisótopos, sendo o mais estável o crômio-50 com uma meia-vida de mais de 1,8 x 1017 anos, seguido do crômio-51 com uma meia-vida de 27,7025 dias. Os demais tem uma meia-vida de menos de 24 horas, e a maioría com menos de um minuto. Este elemento também tem dois meta estados.


O crômio-53 é um produto do decaimento do manganês-53. Os conteúdos isotópicos no crômio estão relacionados com os de manganes, o que se aplica em geologia. As relações isotópicas de Mn-Cr reforçam a evidência de aluminio-26 e paladio-107 na origem do Sistema solar. As variações nas relações de crômio-53/crômio-52 e Mn/Cr em alguns meteoritos indicam uma relação inicial de 53Mn/55Mn , sugerindo que as relaçõe isotópicas Mn-Cr resultam do decaimento in situ de 53Mn em corpos planetários diferenciados. Portanto, o 53Cr dá uma evidência adicional de procesos nucleosintéticos anteriores a formação do Sistema Solar.


O peso atómico dos isótopos do crômio variam desde 43 u ( crômio-43 ) até 67 u ( crômio-67 ). O principal modo de decaimento antes do isótopo estável mais abundante, o crômio-52, é a captura eletrônica, enquanto os depois deste, é a desintegração beta.



Precauções


Geralmente, não se considera que o crômio metálico e os compostos de crômio(III) sejam, especialmente, um risco para a saúde. Trata-se de um elemento essencial para o ser humano, porém em altas concentrações é toxico.


Os compostos de crômio(VI) são tóxicos quando ingeridos, sendo a dose letal de alguns gramas. Em níveis não letais, o crômio(VI) (crômio hexavalente) é altamente carcinógeno. A maioria dos compostos de crômio(VI) irritam os olhos, a pele e as mucosas. A exposição crônica a compostos de crômio(VI) pode provocar danos permanentes nos olhos.


A Organização Mundial da Saùde ( OMS ) recomenda desde 1958 uma concentração máxima de 0.05 mg/litro de crômio(VI) na água de consumo. Este valor está sendo revisado, havendo novos estudos sobre os seus efeitos a saúde.

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