Cromul, Cr

Combinațiile cromului(III)
Combinațiile cromului(VI)

 

Cromul, Cr, este un metal de tranziție alb-argintiu, foarte dur din grupa 6 a tabelului periodic (grupa a VI-a secundară sau grupa VI B); are numărul atomic 24 și masa atomică 52,00. Punctul de topire al cromului este 1857°C, iar punctul de fierbere este 2672°C. Minereul principal din care se extrage cromul este cromitul, FeO·Cr₂O₃. 
 

 

Cromul se găsește răspândit în natură sub formă de combinații, mai ales sub formă de cromit, FeO·Cr₂O₃, și de crocoiză, PbCrO₄. De multe ori cromul însoțește aluminiul în minereurile acestuia. 

 

Cromul pur se obține din oxid de crom prin aluminotermie:

De obicei, în tehnică se folosește ca materie primă cromitul, deoarece nu se urmărește obținerea metalului pur, ci a aliajului său cu fierul, ferocromul. În acest scop, cromitul se reduce cu cărbune, în cuptoare electrice:

 

Cromul este un metal alb-argintiu, foarte dur, însă fărâmicios; are un puncte de topire și de fierbere foarte ridicate, 1857°C, respectiv 2672°C. Se poate lustrui bine obținându-se o suprafață argintie foarte strălucitoare. În stare compactă este de o deosebită rezistență la agenții atmosferici și la oxidare, chiar și la temperaturi mai ridicate. Nu arde în oxigen decât la temperaturi peste 2000°C. La temperaturi înalte cromul se combină direct cu halogenii, sulful, azotul, carbonul, siliciul și cu unele metale. Cromul este atacat de acidul clorhidric sau de acidul sulfuric diluat. Față de acidul azotic și apa regală cromul devine pasiv din cauza formării unui strat de oxid insolubil în acizi. 

 

Din cauza poziției lui în seria tensiunilor electrochimice, cromul poate înlocui multe metale din soluțiile sărurilor lor, de exemplu cuprul, staniul, nichelul. Tot din această cauză poate descărca ioni de hidrogen, de unde rezultă activitatea lui față de acizi. În stare pasivă însă, cromul este mult deplasat spre dreapta în seria tensiunilor, astfel încât se comportă ca un metal nobil. 

 

În stare fin divizată, cromul este mult mai activ; se aprinde cu ușurință în aer și este atacat puternic de acizi. 

 

Cromul se întrebuințează pentru acoperirea altor metale cu un strat fin de crom, făcându-le rezistente față de agenții atmosferici și chimici și în același timp atrăgătoare ca aspect. Depunerea stratului de crom peste alte metale se face prin electroliză și poartă numele de cromaj sau cromare. 

 

Cel mai mult este întrebuințat cromul pentru obținerea unor oțeluri speciale caracterizate prin mare rezistență și duritate, folosite pentru construirea ustensilelor sau pieselor de mașini foarte solicitate, de exemplu bile pentru rulmenți. La fabricarea oțelurilor speciale - inoxidabile - nu se adaugă crom pur, ci ferocrom, cu 50-70% Cr și un procent cât mai mic de carbon. 

 

Uneori, în compoziția oțelurilor cu crom se mai adaugă și un al treilea metal, de exemplu nichel, wolfram sau molibden. Asemenea oțeluri ternare sunt rezistente la coroziune; de aceea se folosesc la construcția de aparate și rezervoare în industria chimică. 

 

În industria electrochimică se folosesc rezistențe electrice pentru cuptoare - făcute dintr-un aliaj de Fe-Ni-Cr, numit nichel-crom (sau nicrom). 

 

În combinațiile sale, cromul poate manifesta mai multe numere de oxidare:

 

Combinațiile cromului
 

Număr de  oxidare	Oxizi Formulă	Oxizi Caracter	Hidroxizi Formulă	Ioni în soluție Formulă	Ioni în soluție Culoare
+2	CrO	bazic	-	Cr2+	albastru
+3	Cr2O3	amfoter	Cr2O3·xH2O	Cr3+ [CrO2]-	verde sau violet
+6	CrO3	acid	H2CrO4	[CrO4]2-	galben

 

Numărul de oxidare maxim +6 corespunde poziției elementului în tabelul periodic. Numerele de oxidare +2 și +3 sunt datorate participării unuia sau a doi electroni din nivelul 3d, în afara electronului 4s¹. În puține cazuri, cromul poate forma combinații în care manifestă numerele de oxidare +5 și +4; foarte rar poate avea numărul de oxidare +1. 

 

Cromul(VI), care există numai în specii ca CrO₃, CrO₄^2- și CrO₂F₂, este puternic oxidant. Cu elemente din grupa 16 (grupa VI A), cromul se aseamănă prin aciditatea trioxidului. Starea cea mai stabilă și importantă este Cr(III). 

 

Oxizii cromului
Oxidul de crom(III) sau oxidul cromic, Cr₂O₃, este cea mai stabilă combinație a cromului. Acest oxid are și o formă hidratată, care se mai numește hidroxid cromic, Cr₂O₃·xH₂O. Mai este important și trioxidul de crom(VI) sau oxidul de crom, CrO₃. 

 

Combinațiile cromului(II) se obțin prin reducerea combinațiilor cromului(III), de exemplu cu zinc în soluție acidă:

sau prin oxidarea cromului metalic, de exemplu, prin tratare cu acizi:

Soluțiile combinațiilor de crom(II) sunt colorate în albastru-azur; sărurile anhidre de crom(II) au alte culori. 

 

Combinațiile cromului(II) prezintă asemănări cu combinațiile elementelor de tranziție vecine: mangan(II), fier(II), cobalt(V), nichel(II). Ele sunt însă mai puțin stabile și mai puternic reducătoare. Astfel, în contact cu aerul trec imediat în combinații ale cromului(III). Această trecere are loc chiar în soluții apoase. 

 

Pentru puterea lor reducătoare sunt folosite în industria coloranților. 

 

Combinațiile cromului(III) derivă de la oxidul cromic, Cr₂O₃, care are caracter amfoter. Ele manifestă tendința accentuată să formeze complecși, din care cauză de multe ori în soluții nu dau reacțiile caracteristice ionilor Cr³⁺. Acești ioni, în soluții diluate, se găsesc sub formă hidratată. Din moleculele de apă legate în ionul complex, șase molecule sunt mai strâns legate de ionul central și de aceea sărurile care cristalizează din soluție au compoziția [Cr(H₂O)₆]X₃. Aceste săruri sunt colorate violet. 

 

Sărurile ionului Cr³⁺ hidratate au multe asemănări cu sărurile aluminiului: formează alauni, hidrolizează în soluție apoasă, tind să formeze complecși în care au numărul de coordinație șase, etc. Cauza acestei asemănări este valența identică, precum și dimensiunea foarte apropiată a razei ionice (la Cr³⁺ = 0,65 Å; la Al³⁺ = 0,57 Å). 

 

Sărurile cromului(III) în soluție alcalină pot fi oxidate cu ușurință de către clor, brom, hipocloriți, apă oxigenată etc., formând cromați. Astfel, dacă o soluție de sulfat de crom alcalinizează cu o soluție de hidroxid de sodiu în exces (până la dispariția precipitatului de hidroxid cromic), se tratează cu o cantitate mică de apă de brom, soluția devine galbenă din cauza formării cromatului de sodiu:

Dintre combinațiile de crom(III) sunt importante clorura de crom(III) sau clorura cromică, sulfatul de crom(III) sau sulfatul cromic, alaunul de crom, aminele cromului.

 

Combinațiile cromului(VI) derivă de la trioxidul de crom, CrO₃, care este o anhidridă acidă. 

 

Acizii cromici nu s-au putut separa încă; ei se cunosc numai în soluție apoasă. Sărurile lor se cunosc însă în stare liberă. 

 

Cromații sunt săruri care conțin ionul cromat, CrO₄^2-, și reprezintă o categorie diversă și importantă a combinațiilor de crom(IV).

Combinațiile cromului(III)
Combinațiile cromului(VI)