Cromo

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Cromo
 

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Cr
 
        
        
                  
                  
                                
                                
  

vanadio ← cromo → manganeso

Apariencia
Apariencia del elemento
metal plateado
Generalidad
Nombre, símbolo, número atómico cromo, Cr, 24
Serie metales de transición
Grupo , período , bloque 6 (VIB) , 4 , d
Densidad 7140 kg / m³
Dureza 8.5
Configuración electrónica
Configuración electrónica
Término espectroscópico 7 S 3
Propiedades atómicas
Peso atomico 51.9961
Radio atómico (calc.) 140 (166) pm
Radio covalente 127 pm
Configuración electrónica [ Ar ] 3d 5 4s 1
y - por nivel de energía 2, 8, 13, 1
Estados de oxidación 6, 3 , 2 ( ácido fuerte )
Estructura cristalina cúbico centrado en el cuerpo
Propiedades físicas
Estado de la materia sólido
Punto de fusión 2130 K (1860 ° C )
Punto de ebullición 2945 K (2672 ° C)
Volumen molar 7,23 × 10 −6 / mol
Entalpía de vaporización 344,3 kJ / mol
Calor de fusión 16,9 kJ / mol
Presión de vapor 990 Pa a 2130 K
Velocidad del sonido 5940 m / sa 293,15 K
Otras propiedades
número CAS 7440-47-3
Electronegatividad 1,66 ( escala de Pauling )
Calor especifico 450 J / (kg K)
Conducibilidad eléctrica 7.74 × 10 6 S / m
Conductividad térmica 93,7 W / (m K)
Energía de primera ionización 652,9 kJ / mol
Segunda energía de ionización 1 590,6 kJ / mol
Tercera energía de ionización 2 987 kJ / mol
Energía de cuarta ionización 4 743 kJ / mol
Quinta energía de ionización 6 702 kJ / mol
Energía de la sexta ionización 8744,9 kJ / mol
Isótopos más estables
Yo asi N / A TD DM Delaware DP
50 Cr 4,345% Es estable con 26 neutrones.
51 Cr sintético 27.7025 días ε 0,753 51 V
52 Cr 83,789% Es estable con 28 neutrones.
53 Cr 9,501% Es estable con 29 neutrones.
54 Cr 2,365% Es estable con 30 neutrones.
iso: isótopo
NA: abundancia en la naturaleza
TD: vida media
DM: modo de decaimiento
DE: energía de desintegración en MeV
DP: producto de descomposición

El cromo es el elemento químico con número atómico 24 y su símbolo es Cr .

Fondo

En 1761, Johann Gottlob Lehmann encontró un mineral rojo anaranjado en los Montes Urales , al que llamó plomo rojo siberiano : identificado erróneamente como un compuesto de plomo con partes de selenio y hierro, el mineral era en realidad un cromato de plomo .

En 1770, Peter Simon Pallas visitó el mismo sitio que Lehmann y encontró otro "mineral de plomo" rojo que podría usarse útilmente como pigmento de pintura. En el mismo año, François Sulpice Beudant le dio al nuevo mineral el nombre de crocoita .

El uso de plomo rojo siberiano se desarrolló rápidamente; en el mismo período se puso de moda un color amarillo brillante siempre obtenido de la crocoita.

En 1797 Nicolas-Louis Vauquelin recibió muestras de crocoita y logró obtener óxido de cromo (CrO 3 ) mezclando la crocoita con ácido clorhídrico ; un año después descubrió que podía obtener cromo metálico calentando el óxido en un lecho de carbón. También pudo detectar rastros de cromo en algunas gemas preciosas, como rubíes y esmeraldas.

Durante el siglo XIX, la crocoita como materia prima para la extracción de cromo fue reemplazada por la cromita (descubierta en 1797 pero descrita solo en 1845 por Wilhelm von Haidiger ), que tiene un contenido de cromo decididamente más alto (hasta más del 40% en peso, frente a un máximo del 16% en crocoitis).

Durante el siglo XIX , el cromo se utilizó principalmente para preparar diversas pinturas y pigmentos; hoy el uso principal del cromo (85% del total) es para aleaciones de metales, y el resto se divide entre la industria química, las fundiciones y las fábricas de ladrillos.

El nombre "cromo" deriva de la palabra griega chroma , que significa "color", debido a la gran cantidad de compuestos de colores brillantes de este elemento.

Características físico-químicas

El cromo es un metal muy duro que se utiliza en las aleaciones de acero inoxidable. También participa en la formación de aleaciones de aluminio, cobre y níquel. Se utiliza como revestimiento protector de superficies metálicas (cromado), que adquieren esplendor y resistencia a la corrosión.

Los estados de oxidación más comunes del cromo son +2, +3 y +6, de los cuales +3 es el más estable; los estados +4 y +5 son relativamente raros. Los compuestos de cromo +6 ( cromo hexavalente ) son poderosos oxidantes, y los efectos tóxicos y cancerígenos del cromo hexavalente se atribuyen principalmente a esta característica, haciéndolo altamente agresivo hacia los sistemas biológicos. Su calor específico es de 0,45 J / (g K). Es un elemento de transición.

Isótopos

En la naturaleza, el cromo está compuesto por tres isótopos estables; 52 Cr, 53 Cr y 54 Cr. 52 Cr es el más abundante ( abundancia natural 83,789%). Se crearon 19 radioisótopos , de los cuales los más estables son 50 Cr con una vida media superior a 1.8E17 años y 51 Cr con 27.7025 días. Todos los demás isótopos son altamente radiactivos , con vidas medias de menos de un día y, a menudo, menos de un minuto. El cromo tiene 2 estados metaestables .

La desintegración de 53 Mn produce 53 Cr. Por lo tanto, el manganeso también suele contener isótopos de cromo, y esto hace que el sistema cromo-manganeso sea una herramienta de investigación en geología. Las relaciones Mn / Cr confirman la evidencia proporcionada por 26 Al y 107 Pd sobre la historia del sistema solar temprano; las variaciones en la relación entre 53 Cr / 52 Cr y Mn / Cr encontradas en muchos meteoritos indican una relación inicial de 53 Mn / 55 Mn de tal manera que su estructura isotópica Mn-Cr deriva de la desintegración in situ de 53 Mn en cuerpos planetarios diferenciados. Por lo tanto, 53 Cr proporciona más evidencia sobre los procesos nucleosintéticos inmediatamente después de la condensación del sistema solar .

El peso atómico de los isótopos de cromo varía de 43 ( 43 Cr) a 67 ( 67 Cr). El modo de desintegración principal antes del isótopo más abundante ( 52 Cr) es la captura de electrones , mientras que el modo de desintegración principal después es la desintegración beta .

Producción

Materia prima

El cromo se extrae en forma de cromita (FeCr 2 O 4 ). Aproximadamente la mitad de la cromita extraída en el mundo proviene de Sudáfrica . Otros productores importantes son Kazajstán , India y Turquía . Hay muchos depósitos de cromita virgen, pero casi todos se concentran en Kazajstán y Sudáfrica. La producción anual en 2000 fue de alrededor de 15 millones de toneladas, casi todas convertidas en 40 millones de toneladas de aleación de ferro-cromo con un valor de mercado aproximado de 2 mil millones de euros.

Los depósitos de cromo nativo puro son raros: la mina Udačnaja en Rusia produce pequeñas cantidades. Es una mina de diamantes que explota una veta de kimberlita , en la que el ambiente reductor favorece la acumulación de cromo metálico puro.

Procesos

Reducción química de óxido de cromo (III) con aluminio , silicio o carbono :

Cr 2 O 3 + 2Al → Al 2 O 3 + 2Cr
Cr 2 O 3 + 3C → 3CO + 2Cr

Mediante electroquímica es posible reducir el alumbre de cromo y el óxido de cromo (VI) .

Producción mundial

Principales productores de cromo en 2019 [1]
Posición país Producción (miles de toneladas)
1 Sudáfrica Sudáfrica 16395
2 pavo pavo 10000
3 Kazajstán Kazajstán 6700
4 India India 4139
5 Finlandia Finlandia 2415
6 Brasil Brasil 200 [2]
Otros paises 4910

Compuestos

El dicromato de potasio es un poderoso agente oxidante y es el mejor compuesto disponible para eliminar cualquier posible compuesto orgánico del vidrio de laboratorio, pero es altamente tóxico y mutagénico [3] . El verde cromo es un óxido de cromo, Cr 2 O 3 utilizado en pinturas para miniaturas, modelismo y pintura de vidrio. El amarillo cromo es un pigmento amarillo brillante, PbCrO 4 , utilizado por los pintores.

El ácido crómico tiene la estructura (hipotética) H 2 CrO 4 . Ni el ácido crómico ni el ácido dicrómico se encuentran en la naturaleza, pero sus aniones se pueden encontrar en una variedad de compuestos. Tanto el trióxido de cromo, CrO 3 ( anhídrido de ácido crómico) como el ácido crómico propiamente dicho se venden industrialmente como "ácido crómico".

Aplicaciones

Usos del cromo y sus compuestos:

Precauciones y toxicología

Avvertenza
La información que se muestra no es un consejo médico y puede no ser precisa. El contenido es solo para fines ilustrativos y no reemplaza el consejo médico: lea las advertencias .

frases H ---
Frases R R 40
consejo P --- [4]

Los químicos
debe manejarse con precaución
Advertencias

El cromo metálico y los compuestos de cromo trivalente normalmente no se consideran peligrosos para la salud, pero los compuestos de cromo hexavalente (cromatos y dicromatos) son muy tóxicos si se ingieren o si se inhalan los vapores. La dosis letal de compuestos de cromo hexavalente es, por ejemplo, en el caso del dicromato de amonio, para administración oral DL50 <190 (Cr 6+ ) mg / kg en la rata. Muestra irritabilidad primaria y es corrosivo para la piel y las membranas mucosas, puede ser fatal si se absorbe también a través de la piel y si se ingiere; la inhalación puede provocar espasmos de los bronquios, inflamación y edema de laringe y bronquios, neumonía química y edema pulmonar. Presenta con frecuencia fenómenos de sensibilización por inhalación y contacto con la piel. Se sospecha que es teratogénico y está clasificado como carcinógeno para casi todos los organismos vivos (incluidos los humanos).

En cambio, se debate si el cromo trivalente es un oligonutriente esencial, necesario para el correcto metabolismo de los azúcares en el cuerpo humano. [ sin fuente ] La Agencia Inglesa de Normas Alimentarias, por ejemplo, ha visto y aplicado los datos relacionados con la necesidad humana de este elemento, a menudo complementado en la dieta en forma de picolinato de cromo y acusado varias veces de ser por el contrario solo nocivo, o en el más irrelevante, si se toma en pequeñas dosis. [ cita requerida ] No hay evidencia de que una deficiencia de cromo eventualmente afecte la capacidad de la insulina para regular los niveles de glucosa en sangre. A diferencia de otros oligoelementos, no se encontró rastro de átomos de cromo en ninguna metaloproteína dotada de actividad biológica, ni en otros compuestos activos. Por lo tanto, el papel del cromo en el metabolismo del azúcar sigue siendo, por ahora, un misterio o un hecho irrelevante.

Dado que muchos compuestos de cromo se han utilizado y se siguen utilizando en colores, barnices y curtidos de cueros, muchos de ellos se encuentran ahora en el suelo y acuíferos en sitios industriales abandonados, que ahora requieren descontaminación y recuperación ambiental.

En 1958, laOMS recomendó una concentración máxima permitida de cromo hexavalente de 0,05 mg / l en el agua potable , basándose en medidas de seguridad para la salud. Esta recomendación se ha revisado muchas veces, pero el objetivo nunca ha sido alto.

A partir del 1 de julio de 2006, la Directiva de la Comunidad Europea 2002/95 / EC [5] ( RoHS ) se convirtió en obligatoria, que prohíbe el uso de cromo hexavalente como componente en recubrimientos anticorrosión en varios tipos de equipos eléctricos y electrónicos .

Cromo trivalente

Los resultados contradictorios de los estudios de toxicidad subcrónica, crónica y reproductiva en sales solubles de cromo (III) y en seres humanos impiden la determinación del valor máximo de toxicidad.
El Panel de Vitaminas y Minerales (EVM) del Reino Unido definió una dosis de 0,15 mg / kg pc / día de cromo (III) (o 10 mg / persona / día) como no tóxica.
La OMS ha establecido el límite de la suplementación con cromo a 250 μg / día.

Múltiples estudios han declarado que el monohidrato de picolinato de cromo no es mutagénico ni carcinógeno, con un gran margen de seguridad de 4-5 órdenes de magnitud. ADN para administración humana equivalente de 50.000 mg / kg de la dieta durante un período de dos años, mucho más alto que la dosis de 250 µg / día [6]

Intoxicación aguda

La mayoría de los compuestos de cromo hexavalente son irritantes para los ojos, la piel y las membranas mucosas, y la exposición crónica a ellos puede causar daño ocular permanente si no se los cuida adecuadamente. La ingestión de líquidos que contienen cromo (accidental o suicida) causa gastroenteritis grave con náuseas , dolor abdominal, vómitos y diarrea . A esta fase le sigue daño hepático, renal y necrosis tubular aguda con desarrollo de insuficiencia renal aguda muy grave y posible evolución hacia la muerte.

Intoxicación crónica

El cromo es responsable de una larga serie de efectos tóxicos crónicos. Entre estos los más conocidos son:

El cromo hexavalente también es un carcinógeno famoso para los seres humanos (grupo I según IARC). De hecho, existe una extensa literatura científica (ver Bibliografía), que demuestra los efectos cancerígenos del cromo (VI) tanto en experimentos de laboratorio como en estudios de casos. Chromium es responsable de:

Indicadores de dosis

Para establecer una posible exposición al cromo, deben tomarse medidas de cromo en orina antes y después del turno de trabajo. Este sencillo método permite cuantificar la exposición tóxica en sujetos con manifestaciones clínicas sugestivas de intoxicación por cromo.

Citas literarias

Nota

  1. ^ Estadísticas de producción de cromo de USGS
  2. ^ Anuário Mineral Brasileiro
  3. ^ Ficha informativa del CIS (Centro internacional de información sobre seguridad y salud en el trabajo) sobre dicromato de potasio , en ilo.org .
  4. ^ Hoja de polvo de cromo , sobre IFA-GESTIS . Obtenido el 20 de junio de 2021 (Archivado desde el original el 16 de octubre de 2019) .
  5. ^ Directiva de la Comunidad Europea 2002/95 / EC ( PDF ), en eur-lex.europa.eu .
  6. ^ Opinión de la Comisión Europea , sobre europass.parma.it . Consultado el 6 de abril de 2019 (archivado desde el original el 4 de marzo de 2015) .

Bibliografía

Artículos relacionados

Otros proyectos

enlaces externos

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