INFORMAZIONI GENERALI SULL'ELEMENTO
Il cromo è l'elemento chimico di numero atomico 24. Il suo simbolo è Cr.
Il cromo è un metallo duro, lucido, di colore grigio acciaio; può essere facilmente lucidato, fonde con difficoltà ed è molto resistente alla corrosione.
Gli stati di ossidazione più comuni del cromo sono +2, +3 e +6, di cui +3 è il più stabile; gli stati +4 e +5 sono relativamente rari. I composti del cromo +6 (cromo esavalente) sono potenti ossidanti e gli effetti tossici e cancerogeni del cromo esavalente sono principalmente imputati a questa caratteristica, rendendolo fortemente aggressivo nei confronti dei sistemi biologici. Il suo calore specifico è 0,45 J/kgK.
CARATTERISTICHE FISICHE E CHIMICHE
Simbolo elemento |
Cr |
Numero atomico |
24 |
Massa atomica relativa |
51.996 |
Temperatura di fusione |
1857 °C |
Temperatura di ebollizione |
2672 °C |
Sato di aggregazione |
Solido |
Densità (20°C) |
7.14 g/cm3 |
Numero di ossidazione |
0,2,3,6 |
Elettronegatività |
1.56 |
Energia di prima ionizzazione |
652.87 kJ mol-1 |
Raggio atomico |
128 pm |
Configurazione elettronica |
[Ar]3d54s1 |
Energia di ionizzazione [eV] |
6.7665 eV |
Conducibilità elettrica |
7,74 · 106/m Ω |
Percentuale nella composizione della massa terrestre | 0.02% |
Composizione isotopica |
Cr-50 4,345% Cr-52 83,789%
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CENNI STORICI
Nel 1761 Johann Gottlob Lehmann trovò un minerale color rosso-arancio nei monti Urali, che battezzò “piombo rosso siberiano”: erroneamente identificato come un composto di piombo con parti di selenio e ferro, il minerale era in realtà un cromato di piombo (PbCrO4).
Nel 1770 Peter Simon Pallas visitò lo stesso sito di Lehmann e rinvenne un altro "minerale di piombo" color rosso che poteva essere utilmente impiegato come pigmento per vernici. Questo uso del piombo rosso siberiano si sviluppò rapidamente; nello stesso periodo un colore giallo brillante ricavato dalla crocoite, un altro minerale di cromo, divenne molto di moda.
Nel 1797 Nicolas-Louis Vauquelin ricevette dei campioni di crocoite (un minerale del cromo); da questi fu capace di ricavare ossido di cromo (CrO3) mescolando la crocoite con acido cloridrico, e un anno più tardi scoprì che poteva ottenere cromo metallico riscaldando l'ossido in un letto di carbone. Fu anche in grado di rilevare tracce di cromo in alcune gemme preziose, come rubini e smeraldi.
Durante il XIX secolo il cromo fu usato principalmente per preparare vernici e pigmenti vari; oggi l'uso principale del cromo (85% del totale) è per leghe metalliche, con il resto diviso fra l'industria chimica, le fonderie e le fabbriche di laterizi. Il nome "cromo deriva dalla parola greca chroma, che vuol dire "colore", a causa del gran numero di composti vivacemente colorati di tale elemento.
DISPONIBILITA' DELL'ELEMENTO
Il cromo si estrae sotto forma di cromite(FeCr2O4): da questa, riscaldata in presenza di alluminio o silicio, si ottiene il cromo metallico commerciale. Circa metà della cromite estratta nel mondo viene dal Sudafrica. Altri produttori importanti sono il Kazakhistan, l'India e la Turchia. Esistono molti giacimenti vergini di cromite, ma sono concentrati quasi tutti in Kazakhistan e in Sudafrica. La produzione annua nel 2000 è stata di circa 15 milioni di tonnellate, convertita quasi tutta in 40 milioni di tonnellate di lega ferro-cromo con un valore approssimativo di mercato di 2 miliardi di euro.
I depositi di cromo nativo puro sono rari: la miniera Udachnaya in Russia ne produce piccole quantità. È una miniera di diamanti che sfrutta una vena di kimberlite, in cui l'ambiente riducente favorisce l'accumulo di cromo metallico puro.
APPLICAZIONI DELL'ELEMENTO
- In metallurgia, per conferire resistenza alla corrosione ed una finitura lucida.
- Come costituente per leghe resistenti al calore (grazie alla funzione protettiva dell'ossido Cr2O3), come nell'acciaio inox, nelle leghe per resistenze elettriche al Ni-Cr (80% Ni - 20% Cr) o Fe-Ni-Cr (con tenori massimi del 30%), per smalti e vernici.
- L'ossido di cromo (III) è un lucidante per metalli conosciuto come green rouge.
- I sali di cromo colorano il vetro di verde smeraldo.
- Il cromo è responsabile del colore rosso dei rubini, ed è usato nella produzione di rubini sintetici.
- La Cromite si usa per fare impasti per la cottura dei mattoni.
- Sali di cromo si usano nella conciatura del cuoio.
- Il dicromato di potassio è un reagente chimico ed è anche un agente titolante. Si usa anche come mordenzante per tinture per stoffa.
- La miscela cromica è usata nella pulitura della vetreria di laboratorio.
- L'ossido di cromo (IV) (CrO2) si usa per fabbricare nastri magnetici: grazie alla maggiore coercitività rispetto al ferro, i nastri al cromo offrono prestazioni superiori.
- Inoltre il cromo trivalente è un oligonutriente essenziale, necessario per il corretto metabolismo degli zuccheri nel corpo umano: una carenza di cromo influenza la capacità dell'insulina di regolare il livello di glucosio nel sangue. Il cromo è instabile in ossigeno, produce immediatamente uno strato sottile di ossido che è impermeabile.
EFFETTI DELL'ELEMENTO SULLA SALUTE
Le persone possono essere esposte a cromo con la respirazione, mangiando o bevendo ed attraverso il contatto della pelle con cromo o composti di cromo. Per la maggior parte delle persone il consumo di alimenti che contengono cromo (III) è la via principale di assunzione di cromo, dal momento che il cromo (III) si presenta naturalmente in molte verdure, frutta, carni, lieviti e farinacei . Quando si conserva il cibo in contenitori d'acciaio o in lattine la concentrazione di cromo può aumentare.
Il cromo (III) è una sostanza nutriente essenziale per gli esseri umani e la sua scarsità può causare disturbi al cuore, problemi al metabolismo e diabete. Ma l'assorbimento di una quantità eccessiva di cromo (III) può causare anche problemi di salute, tra cui chiazze cutanee.
Il cromo (VI) è un pericolo per la salute umana, principalmente per le persone che lavorano nell'industria tessile e siderurgica. Le persone che fumano tabacco hanno una maggiore probabilità di esposizione a cromo. Se inalato può causare irritazione e sanguinamento del naso. Altri problemi di salute che sono causati da cromo (VI) sono: eruzioni cutanee, problemi di stomaco e ulcera, problemi respiratori, indebolimento del sistema immunitario, danni a fegato e polmoni, alterazione del materiale genetico, cancro ai polmoni e Morte.
I rischi per la salute associati a esposizione a cromo dipendono dal suo stato di ossidazione. La forma metallica ha una bassa tossicità. La forma esavalente è tossica. Gli effetti negativi della forma esavalente sulla pelle possono includere le ulcere, dermatiti, e reazioni cutanee allergiche. L'inalazione di composti di cromo esavalente può provocare ulcerazione e perforazione delle membrane mucose del setto nasale, irritazione di faringe e laringe, bronchiti asmatiche, broncospasmi ed edema. I sintomi respiratori possono includere tosse, asma, respiro breve e prurito nasale.
Il cromo e la maggior parte dei composti del cromo trivalente sono stati elencati dal programma nazionale di tossicologia (NTP) come aventi insufficienti prove di cancerogenicità negli animali da laboratorio. I composti più soggetti a questa caratteristica sono: cromato di calcio, triossido di cromo, cromato di piombo, cromato di stronzio e cromato di zinco.
SPETTRI ATOMICI DELL'ELEMENTO
Spettro atomico di assorbimento del cromo:
Spettro atomico di emissione del cromo: