Chroom (element)

Chroom is een chemisch element met symbool Cr en atoomnummer 24. Het is een zilverkleurig overgangsmetaal.

Chroom
1 18 1 H 2 Periodiek systeem 13 14 15 16 17 He 2 Li Be B C N O F Ne 3 Na Mg 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Al Si P S Cl Ar 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 6 Cs Ba ↓ Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 7 Fr Ra ↓↓ Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og   Lanthanoïden La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Actinoïden Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Algemeen
Naam	Chroom
Symbool	Cr
Atoomnummer	24
Groep	Chroomgroep
Periode	Periode 4
Blok	D-blok
Reeks	Overgangsmetalen
Kleur	Zilverkleurig
Chemische eigenschappen
Atoommassa (u)	51,996
Elektronenconfiguratie	[Ar]3d5 4s1
Oxidatietoestanden	0, +2, +3, +6
Elektronegativiteit (Pauling)	1,66
Atoomstraal (pm)	128
1e ionisatiepotentiaal (kJ·mol−1)	652,87
2e ionisatiepotentiaal (kJ·mol−1)	1590,64
3e ionisatiepotentiaal (kJ·mol−1)	2987,21
Fysische eigenschappen
Dichtheid (kg·m−3)	7190
Smeltpunt (K)	2130
Kookpunt (K)	2963
Aggregatietoestand	Vast
Smeltwarmte (kJ·mol−1)	16,90
Verdampingswarmte (kJ·mol−1)	344,30
Kristalstructuur	k.r.g. (bij kamertemp.)
Molair volume (m3·mol−1)	7,78·10−6
Geluidssnelheid (m·s−1)	5940
Specifieke warmte (J·kg−1·K−1)	450
Elektrische weerstand (μΩ·cm)	12,9
Warmtegeleiding (W·m−1·K−1)	93,7
SI-eenheden en standaardtemperatuur en -druk worden gebruikt, tenzij anders aangegeven
Portaal    Scheikunde

Ontdekking

Johann Gottlob Lehmann vond in 1761 in de bergen van de Oeral een oranje-rood mineraal dat hij Siberisch rood lood noemde, omdat hij dacht dat het een loodverbinding was met seleen en ijzer. Later bleek dat hij het mineraal crocoiet had gevonden, dat uit lood(II)chromaat PbCrO₄ bestaat.

Enkele jaren later bezocht Peter Simon Pallas de plaats opnieuw en ontdekte dat het Siberisch rood lood zeer geschikt was als pigment in verf. Spoedig daarna werd het materiaal populair en bleek er ook een heldere gele kleurstof te kunnen worden gemaakt van crocoiet.

Het lukte Nicolas-Louis Vauquelin in 1797 om chroomoxide uit crocoiet te isoleren door het mineraal met zoutzuur te mengen. Hij was een jaar later in staat om uit chroomoxide metallisch chroom te isoleren door het in een oven te verhitten en ontdekte weer later dat sommige edelstenen, zoals robijn, ook sporen van chroom bevatten.

Chroom werd tot het begin van de 19e eeuw vooral als verfcomponent gebruikt, maar kwam daarna steeds meer in zwang als metaal in legeringen.

De naam chroom komt van het Oudgriekse χρῶμα, chrōma, dat kleur betekent.

Toepassingen

Chroom wordt veel gebruikt gebruikt om staal mee te plateren, zodat het staal beter tegen corrosie bestand wordt.^[1] Andere toepassingen zijn:

• Als katalysator bij chemische reacties.
• Het chroomhoudende mineraal chromiet wordt gebruikt als mal bij de productie van vuurvaste bakstenen, omdat het een hoog smeltpunt heeft, weinig uitzet en zijn stabiele kristalstructuur behoudt.^[2]
• In de glasindustrie als kleurstof; het geeft glas een smaragdgroene kleur.^[2]
• Chroom wordt gebruikt voor het vervaardigen van roestvast staal.
• Het wordt als pigment in verf gebruikt, lood(II)chromaat is een gele kleurstof.
• Kaliumdichromaat wordt in chemische laboratoria vaak gebruikt als reagens en om glaswerk te reinigen.
• Chroom(IV)oxide werd als het magnetisch materiaal in cassettebandjes gebruikt van het type II om het minder geschikte ijzer(III)oxide dat daarvoor in bandjes van het type I werd gebruikt te vervangen, maar werd zelf weer vervangen door ferrochroom en ijzerpoeder.
• Het radioactieve chroom-51 ⁵¹Cr wordt gebruikt in biomedische toepassingen.
• Chroomzouten, waaronder chroom(III)sulfaat, worden gebruikt voor het looien van leer.

Eigenschappen

Cr³⁺ is van groot belang voor de stofwisseling van suiker in het menselijk lichaam, maar een te grote inname van Cr³⁺ kan tot huiduitslag leiden. Hexavalent chroom Cr⁶⁺ is een gevaarlijke vorm van chroom. Deze diffundeert door de huid en celmembraan en kan DNA oxideren en hierdoor de werking ervan ernstig verstoren. In tegenstelling tot de meeste andere metalen die als sporenelement in organismen voorkomen, bindt chroom niet aan eiwitten.

In de oxidatietoestand +6 is chroom in zuur milieu een zeer krachtige oxidator.

Verschijning

De belangrijkste bron van chroom is het mineraal chromiet FeCr₂O₄ dat vooral in Zuid-Afrika, Kazachstan, India en Turkije wordt gedolven. In 2013 werd er jaarlijks zo'n 28,8 miljoen ton chromiet uit de grond gehaald, dat ongeveer 7,5 miljoen ton metallisch chroom oplevert.

Soms wordt metallisch chroom in de aardbodem aangetroffen.

Topproducenten van chroom 2019[3]
Positie	Land	Productie (duizend ton)
1	Zuid-Afrika	16395
2	Turkije	10000
3	Kazachstan	6700
4	India	4139
5	Finland	2415
	Brazilië	200[4]
	anderen	4910

Isotopen

Zie Isotopen van chroom voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Stabielste isotopen
Iso	RA (%)	Halveringstijd	VV	VE (MeV)	VP
50Cr	4,345	1,8·1017 j	2 EV	1,037	50Ti
51Cr	Synthetisch radio-isotoop	27,7025 d	EV	0,753	51V
52Cr	83,789	stabiel met 28 neutronen
53Cr	9,501	stabiel met 29 neutronen
54Cr	2,365	stabiel met 30 neutronen

In de natuur komen er drie stabiele isotopen van chroom voor. Daarnaast zijn er nog een groot aantal, ongeveer 20, instabiele isotopen bekend waarvan ⁵⁰Cr met een halfwaardetijd van 1,8·10¹⁷ jaar nog steeds voorkomt en zo'n 4% van het totaal uitmaakt. De andere radioactieve isotopen hebben veel kortere halfwaardetijden.

Toxicologie en veiligheid

Chroom is irriterend voor de ogen en huid en de zeswaardige vorm kan bij inwendig gebruik kankerverwekkend zijn door oxidatie van het DNA. Ook kan Cr(VI) door de huid diffunderen, daarom mag het niet met blote handen worden aangeraakt. In 1958 is door de Wereldgezondheidsorganisatie besloten dat in drinkwater de chroomconcentratie maximaal 0,05 mg/liter mag zijn.

Het feit dat chroom sensitisatie van de huid kan veroorzaken is onder dermatologen goed bekend.

Er werden in 2008 in het haar van scholieren rond IJmuiden hogere doses chroom dan normaal aangetroffen. Dit houdt mogelijk verband met de uitstoot van deze stof door de toenmalige staalfabrikant Corus.^[5]