Chroom is een hard, grijzig metaal met een blauwe glans. Het zorgt voor roestbescherming, als legeringselement in ijzer (roestvast staal) en als dunne coating op allerlei materialen. Chroom speelt een cruciale rol in het menselijk lichaam bij het opnemen van glucose. Chroomverbindingen vertonen de meest prachtige kleuren: groen, geel, rood en oranje. De rode edelsteen robijn dankt zijn kleur aan chroom.
Symbool
Cr
Protonen/elektronen
Groep
Isotopen
50Cr, 52Cr, 53Cr, 54Cr
Periode
4
Elektronenconfiguratie
[Ar] 4s2 3d4
Blok
d
Elektronencofiguratie Bohr
2,8,13,1
Bij kamertemperatuur
vast
Elektronegativiteit
1,6 (Pauling)
Dichtheid
7190 kg m-3
Atoomstraal
125 . 10-12m
Smeltpunt
1857 oC (2130 K)
Relatieve atoommassa
51.996
Kookpunt
2671 oC (2944 K)
Soortelijke warmte
450 J kg-1K-1
Warmtegeleidingscoëfficiënt
43 W m-1K-1
Selecteer
Toepassingen
Naam & ontdekking
Voorkomen
Bereiding
Beeld en audio
Toepassingen
Toepassingen
Verfraaien en beschermen
Om voorwerpen van staal, messing of ander metaal te beschermen tegen corrosie – of gewoon om ze een mooi glanzend uiterlijk te geven – wordt er een dun laagje chroom op aangebracht van zo’n 200 tot 300 nanometer dik (0,2 à 0,3 µm). Voor een goede hechting is het soms nodig eerst een laagje nikkel (20 à 30 µm) aan te brengen. De corrosiebescherming komt door het hele dunne laagje chroomoxide aan het oppervlak van het chroom. Het is ondoordringbaar voor lucht. Chroom is ook hard, waardoor het onderliggende metaal ook redelijk beschermd wordt tegen krassen.
Staal: gereedschap, mes
Staal gelegeerd met chroom is zeer hard en corrosiebestendig. Men gebruikt het onder andere in gereedschap en snijmateriaal, zoals scharen, messen en boren.
Bij een laag chroomgehalte is chroom vooral van invloed op de structuur van de legering en de mechanische eigenschappen. Bij gehaltes boven de 12 % ontstaat echter een ondoordringbaar laagje chroomoxide aan het oppervlak. Dan is er sprake van roestvast staal dat vaak ook ‘roestvrij’ staal wordt genoemd. Dit bevat doorgaans tussen de 12 en 25 % chroom en daarnaast koolstof (maximaal 1,2%), nikkel en soms nog andere legeringselementen.
Pigment
Verschillende chroomverbindingen kunnen als pigment dienen in verf, kunststof, email en keramiek. Zo is loodchromaat PbCrO4 bekend als chroomgeel, en chroomoxide (Cr2O3) als chroomgroen.
Radiodiagnostiek
In de radiodiagnostiek wordt gebruik gemaakt van radioactieve chroomisotopen 51Cr. Zo wordt voor het onderzoek van de rode bloedcellen en de milt Na251CrO4 gebruikt en voor het opsporen van eiwitverlies in de darm 51CrCl3 en -albumine.
Leerlooien
Chroomzouten spelen een belangrijke rol bij het leerlooien. Er wordt gebruik gemaakt van chroomverbindingen zoals kaliumdichromaat, basisch chroomsulfaat, kaliumchroomsulfaat en chroomazijnzuur.
Meer toepassingen
Als element en in legeringen
- Katalysator bij de ammoniaksynthese
- Staal voor permanente magneten
- Scheermesjes, zagen, kogellagers (chroomstaal, tot ca. 6,2 % Cr)
- Verwarmingselementen (Cr 80 %, Ni 20 %)
- Weerstandsdraad (Cr 80 %, Ni 20 %)
In verbindingen
Bleekmiddel | Na2Cr2O7 |
Corrosiebescherming chromaten | CrF3 |
Corrosiebestendig materiaal | Cr3C2 |
Glaskleuring | Cr2O3 |
Houtbescherming tegen insecten en zwammen | CrO3 |
Katalysator in de petrochemie | CuCrO4 |
Mortel, baksteen | FeCr2O4 |
Textielkleuring | Cr(NO3)3, Cr(CH3COO)3, (di)chromaten |
Vuurwerk | Dichromaten |
Naam & ontdekking
Naam
De naam chroom is afgeleid van het Griekse woord chroma voor kleur. De naam is gegeven vanwege de grote verscheidenheid aan kleuren van de chroom verbindingen.
Ontdekking
De Franse chemicus/farmacoloog Louis Nicolas Vauquelin (foto) ontdekte chroom in 1797. Hij behandelde Siberisch crocoïetmineraal met zoutzuur en isoleerde vervolgens chroomtrioxide (CrO3). Het jaar daarop maakte hij metallisch chroom door het oxide in een oven met houtskool te verhitten.
Voorkomen
Voorkomen
Chroom heeft een aandeel van 0,0102 % in het gewicht van de aardkorst. Het is het 21e element in de rangorde van voorkomen.
De belangrijkste chroomhoudende mineralen zijn:
- Chromatiet, CaCrO4
- Chromiet, FeCr2O4
- Crocoïet (foto), PbCrO4
Winning
De belangrijkste wingebieden (voornamelijk van chromiet) liggen in Zuid-Afrika, Kazachstan, India, Turkije, Finland, Zimbabwe, Brazilië, Albanië, Iran, Rusland, Madagascar, de Filipijnen, Griekenland en het voormalig Joegoslavië. De EU heeft met de Critical Raw Materials Act in 2022 het element chroom op de lijst van schaarse en strategische grondstoffen gezet.
Bereiding
Bereiding
Vroeger
In 1798 isoleerde Louis Nicolas Vauquelin het eerste metallisch chroom via reductie van chroomtrioxide (verkregen uit Siberisch crocoïet) met koolstof.
Tegenwoordig
Chroom wordt bereid door chroomhoudend erts (na verrijking via verschillende voorbereidingsstappen) te smelten met natriumhydroxide. Daarbij ontstaat natriumchromaat, dat na zuivering wordt omgezet in chroom(III)oxide. Dit is vervolgens direct met aluminium te reduceren, of – na oplossen in zwavelzuur – via elektrolyse.
Veel chroomerts wordt verwerkt tot ferrochroom via het Siemens-Martin-procédé. Hierbij reduceert men een mengsel van ijzeroxide en chroomoxide met koolstof volgens de reactie:
Het resultaat is een legering met 52 tot 75 % chroom, die vooral wordt toegepast bij de productie van roestvast staal.
Zeer zuiver chroom is te maken met het in 1925 ontwikkelde proces van de Nederlandse chemici Anton Eduard van Arkel en Jan Hendrik de Boer. Dit betreft thermische ontleding van chroomjodide in een inerte atmosfeer. Hiervoor wordt onzuiver chroom met wat jood in een vat met zeer lage druk gebracht. Bij ca. 200 °C reageert het chroom tot chroomjodide. Dit verdampt, waarna het in de nabijheid van een gloeidraad bij zeer hoge temperatuur (ca. 1.300 °C) weer ontleedt in jood en chroom. Het gevormde chroom slaat neer op de gloeidraad.