Cr/Chroom

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

Chroom heeft een aandeel van 0,0102 % in het gewicht van de aardkorst. Het is het 21^e 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

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:

$\mathrm{FeO} + {\mathrm{Cr}}_2{\mathrm{O}}_3 + 4 \mathrm{C} \to \mathrm{Fe}/2\mathrm{Cr} + 4 \mathrm{CO}$

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.