Cromo -Chromium

Cromo,  24 Cr
Cristais de cromo e 1cm3 cube.jpg
Cromo
Aparência metálico prateado
Peso atômico padrão A r °(Cr)
Cromo na tabela periódica
hidrogênio Hélio
Lítio Berílio Boro Carbono Azoto Oxigênio Flúor Néon
Sódio Magnésio Alumínio Silício Fósforo Enxofre Cloro argônio
Potássio Cálcio Escândio Titânio Vanádio Cromo Manganês Ferro Cobalto Níquel Cobre Zinco Gálio Germânio Arsênico Selênio Bromo Krypton
Rubídio Estrôncio Ítrio Zircônio Nióbio Molibdênio tecnécio Rutênio Ródio Paládio Prata Cádmio índio Lata Antimônio Telúrio Iodo xenônio
Césio Bário Lantânio Cério Praseodímio Neodímio Promécio Samário Európio gadolínio Térbio disprósio hólmio érbio Túlio Itérbio lutécio Háfnio Tântalo Tungstênio rênio Ósmio irídio Platina Ouro Mercúrio (elemento) Tálio Liderar Bismuto Polônio Astato Radônio
frâncio Rádio Actínio Tório Protactínio Urânio Neptúnio Plutônio amerício cúrio berquélio Californium Einsteinium férmio mendelévio Nobelium laurêncio Rutherfórdio Dúbnio Seaborgio Bohrium Hássio Meitnério Darmstadtium Roentgenium Copérnico Nihonium Fleróvio Moscovium fígado Tennessee Oganesson


Cr

Mo
vanádiocromomanganês
Número atômico ( Z ) 24
Grupo grupo 6
Período período 4
Bloquear   bloco d
configuração eletrônica [ Ar ] 3d 5 4s 1
Elétrons por camada 2, 8, 13, 1
Propriedades físicas
Fase em  STP sólido
Ponto de fusão 2180  K ​(1907 °C, ​3465 °F)
Ponto de ebulição 2944 K ​(2671 °C, ​4840 °F)
Densidade (perto de  rt ) 7,15 g/cm 3
quando líquido (em  mp ) 6,3 g/ cm3
Calor de fusão 21,0  kJ/mol
Calor da vaporização 347 kJ/mol
Capacidade térmica molar 23,35 J/(mol·K)
Pressão de vapor
P  (Pa) 1 10 100 1k 10k 100 mil
em  T  (K) 1656 1807 1991 2223 2530 2942
Propriedades atômicas
Estados de oxidação −4, −2, −1, 0, +1, +2 , +3 , +4, +5, +6 (dependendo do estado de oxidação, um óxido ácido, básico ou anfótero )
Eletro-negatividade Escala de Pauling: 1,66
energias de ionização
Raio atômico empírico:  128h
raio covalente 139±17h
Linhas coloridas em uma faixa espectral
Linhas espectrais de cromo
Outras propriedades
ocorrência natural primordial
Estrutura de cristal cúbico de corpo (bcc)
Estrutura cristalina cúbica de corpo centrado para cromo
Velocidade do som haste fina 5940 m/s (a 20 °C)
Expansão térmica 4,9 µm/(m⋅K) (a 25 °C)
Condutividade térmica 93,9 W/(m⋅K)
Resistividade elétrica 125 nΩ⋅m (a 20 °C)
Ordenação magnética antiferromagnético (em vez de: SDW )
Suscetibilidade magnética molar +280,0 × 10 −6  cm 3 /mol (273 K)
módulo de Young 279 GPa
módulo de cisalhamento 115 GPa
módulo de massa 160 GPa
razão de Poisson 0,21
dureza de Mohs 8.5
Dureza Vickers 1060 MPa
Dureza Brinell 687–6500 MPa
Número CAS 7440-47-3
História
Descoberta e primeiro isolamento Louis Nicolas Vauquelin (1794, 1797)
Principais isótopos de cromo
Isótopo Decair
abundância meia-vida ( t 1/2 ) modo produtos
50 Cr 4,345% estábulo
51 Cr sin 27.7025 dias ε 51 V
γ
52 Cr 83,789% estábulo
53 Cr 9,501% estábulo
54 Cr 2,365% estábulo
 Categoria: Cromo
| referências

O cromo é um elemento químico de símbolo Cr e número atômico 24. É o primeiro elemento do grupo 6 . É um metal de transição cinza-aço, lustroso , duro e quebradiço .

O metal cromo é valorizado por sua alta resistência à corrosão e dureza . Um grande desenvolvimento na produção de aço foi a descoberta de que o aço poderia ser altamente resistente à corrosão e à descoloração adicionando cromo metálico para formar o aço inoxidável . Aço inoxidável e cromagem ( galvanoplastia com cromo) juntos compreendem 85% do uso comercial. O cromo também é muito valorizado como um metal que pode ser altamente polido enquanto resiste ao embaçamento . O cromo polido reflete quase 70% do espectro visível e quase 90% da luz infravermelha . O nome do elemento é derivado da palavra grega χρῶμα, chrōma , que significa cor , porque muitos compostos de cromo são intensamente coloridos.

A produção industrial de cromo procede do minério de cromita (principalmente FeCr 2 O 4 ) para produzir ferrocromo , uma liga de ferro-cromo, por meio de reações aluminotérmicas ou silicotérmicas . O ferrocromo é então usado para produzir ligas como o aço inoxidável. O metal cromo puro é produzido por um processo diferente: torrefação e lixiviação da cromita para separá-la do ferro, seguida de redução com carbono e depois alumínio .

Nos Estados Unidos, o íon cromo trivalente (Cr(III)) é considerado um nutriente essencial em humanos para o metabolismo de insulina , açúcar e lipídios . No entanto, em 2014, a European Food Safety Authority , agindo em nome da União Europeia, concluiu que não havia evidências suficientes para que o cromo fosse reconhecido como essencial.

Enquanto o cromo metálico e os íons Cr(III) são considerados não tóxicos, o cromo hexavalente , Cr(VI), é tóxico e cancerígeno . De acordo com a Agência Europeia de Produtos Químicos (ECHA), o trióxido de cromo usado em processos industriais de galvanoplastia é uma "substância de alta preocupação" (SVHC).

Locais de produção de cromo abandonados freqüentemente requerem limpeza ambiental .

Propriedades físicas

atômico

O cromo é o quarto metal de transição encontrado na tabela periódica e tem uma configuração eletrônica de [ Ar ] 3d 5 4s 1 . É também o primeiro elemento da tabela periódica cuja configuração eletrônica do estado fundamental viola o princípio de Aufbau . Isso ocorre novamente mais tarde na tabela periódica com outros elementos e suas configurações eletrônicas, como cobre , nióbio e molibdênio . Isso ocorre porque os elétrons no mesmo orbital se repelem devido às suas cargas semelhantes. Nos elementos anteriores, o custo energético de promover um elétron para o próximo nível de energia superior é muito grande para compensar aquele liberado pela diminuição da repulsão intereletrônica. No entanto, nos metais de transição 3d, a lacuna de energia entre o 3d e o próximo subnível 4s é muito pequena e, como o subnível 3d é mais compacto do que o subnível 4s, a repulsão intereletrônica é menor entre os elétrons 4s do que entre os 3d. elétrons. Isso diminui o custo energético da promoção e aumenta a energia liberada por ela, de forma que a promoção se torna energeticamente viável e um ou até dois elétrons são sempre promovidos para o subnível 4s. (Promoções semelhantes acontecem para cada átomo de metal de transição, exceto um, paládio .)

O cromo é o primeiro elemento da série 3d onde os elétrons 3d começam a afundar no núcleo ; assim, eles contribuem menos para a ligação metálica e, portanto, os pontos de fusão e ebulição e a entalpia de atomização do cromo são menores do que os do elemento precedente vanádio . O cromo (VI) é um forte agente oxidante em contraste com os óxidos de molibdênio (VI) e tungstênio (VI).

Volume

Amostra de metal cromo puro

O cromo é extremamente duro e é o terceiro elemento mais duro atrás do carbono ( diamante ) e do boro . Sua dureza Mohs é de 8,5, o que significa que pode riscar amostras de quartzo e topázio , mas pode ser riscado pelo corindo . O cromo é altamente resistente ao embaçamento , o que o torna útil como um metal que preserva sua camada mais externa da corrosão , ao contrário de outros metais como cobre , magnésio e alumínio .

O cromo tem um ponto de fusão de 1907 °C (3465 °F), que é relativamente baixo em comparação com a maioria dos metais de transição. No entanto, ainda tem o segundo ponto de fusão mais alto de todos os elementos do Período 4 , sendo superado pelo vanádio em 3 °C (5 °F) a 1910 °C (3470 °F). O ponto de ebulição de 2671 °C (4840 °F), no entanto, é comparativamente mais baixo, tendo o quarto ponto de ebulição mais baixo entre os metais de transição do Período 4 , atrás apenas do cobre , manganês e zinco . A resistividade elétrica do cromo a 20 °C é de 125 nanoohm - metros .

O cromo tem uma alta reflexão especular em comparação com outros metais de transição. No infravermelho , a 425 μm , o cromo tem uma refletância máxima de cerca de 72%, reduzindo para um mínimo de 62% a 750 μm antes de subir novamente para 90% a 4000 μm. Quando o cromo é usado em ligas de aço inoxidável e polido , a reflexão especular diminui com a inclusão de metais adicionais, mas ainda é alta em comparação com outras ligas. Entre 40% e 60% do espectro visível é refletido pelo aço inoxidável polido. A explicação de por que o cromo exibe uma frequência tão alta de ondas de fótons refletidas em geral, especialmente 90% no infravermelho, pode ser atribuída às propriedades magnéticas do cromo. O cromo tem propriedades magnéticas únicas - o cromo é o único sólido elementar que mostra ordenação antiferromagnética à temperatura ambiente e abaixo. Acima de 38°C, seu ordenamento magnético torna-se paramagnético . As propriedades antiferromagnéticas, que fazem com que os átomos de cromo se ionizem temporariamente e se liguem a si mesmos, estão presentes porque as propriedades magnéticas da cúbica de corpo centrado são desproporcionais à periodicidade da rede . Isso se deve aos momentos magnéticos nos cantos do cubo e aos centros do cubo desiguais, mas antiparalelos. A partir daqui, a permissividade relativa dependente da frequência do cromo, derivada das equações de Maxwell e do antiferromagnetismo do cromo , deixa o cromo com uma alta refletância de luz infravermelha e visível.

Passivação

O cromo metálico deixado no ar é passivado - forma uma fina camada protetora de óxido na superfície. Essa camada tem uma estrutura de espinélio com algumas camadas atômicas de espessura; é muito denso e inibe a difusão do oxigênio no metal subjacente. Em contraste, o ferro forma um óxido mais poroso através do qual o oxigênio pode migrar, causando ferrugem contínua . A passivação pode ser aumentada pelo contato curto com ácidos oxidantes como o ácido nítrico . O cromo passivado é estável contra ácidos. A passivação pode ser removida com um forte agente redutor que destrói a camada protetora de óxido no metal. O cromo metálico tratado dessa maneira se dissolve facilmente em ácidos fracos.

O cromo, ao contrário do ferro e do níquel, não sofre fragilização por hidrogênio . No entanto, sofre de fragilização por nitrogênio , reagindo com o nitrogênio do ar e formando nitretos quebradiços nas altas temperaturas necessárias para trabalhar as peças metálicas.

isótopos

O cromo de ocorrência natural é composto de quatro isótopos estáveis ; 50 Cr, 52 Cr, 53 Cr e 54 Cr, sendo o 52 Cr o mais abundante (83,789% de abundância natural ). O 50 Cr é observacionalmente estável , pois é teoricamente capaz de decair para o 50 Ti via captura dupla de elétrons com uma meia-vida não inferior a 1,3 × 1018 anos. Vinte e cinco radioisótopos foram caracterizados, variando de 42 Cr a 70 Cr; o radioisótopo mais estável é o 51 Cr com meia-vida de 27,7 dias. Todos os isótopos radioativos restantestêm meias-vidas inferiores a 24 horas e a maioria inferior a 1 minuto. O cromo também possui dois isômeros nucleares metaestáveis .

53 Cr é o produto de decaimento radiogênico de 53 Mn (meia-vida de 3,74 milhões de anos). Os isótopos de cromo são normalmente colocados (e compostos) com isótopos de manganês . Esta circunstância é útil em geologia isotópica . As proporções de isótopos manganês-cromo reforçam as evidências de 26 Al e 107 Pd sobre o início da história do Sistema Solar . Variações nas razões 53 Cr/ 52 Cr e Mn/Cr de vários meteoritos indicam uma relação inicial 53 Mn/ 55 Mn que sugere que a composição isotópica Mn-Cr deve resultar do decaimento in situ de 53 Mn em corpos planetários diferenciados. Portanto, o 53 Cr fornece evidências adicionais para processos nucleossintéticos imediatamente antes da coalescência do Sistema Solar.

Os isótopos de cromo variam em massa atômica de 43  u ( 43 Cr) a 67 u ( 67 Cr). O modo primário de decaimento antes do isótopo estável mais abundante, 52 Cr, é a captura de elétrons e o modo primário depois é o decaimento beta . 53 Cr foi postulado como um substituto para a concentração de oxigênio atmosférico.

Química e compostos

O diagrama de Pourbaix para cromo em água pura, ácido perclórico ou hidróxido de sódio

O cromo é um membro do grupo 6 , dos metais de transição . Os estados +3 e +6 ocorrem mais comumente em compostos de cromo, seguidos por +2; cargas de +1, +4 e +5 para cromo são raras, mas existem ocasionalmente.

Estados de oxidação comuns


Estados de oxidação
−4 (d 10 ) Na 4 [Cr(CO) 4 ]
−2 (d 8 ) N / D
2
[Cr(CO)
5
]
−1 (d 7 ) N / D
2
[Cr
2
(CO)
10
]
0 (d 6 ) Cr(C
6
H
6
)
2
+1 (d 5 ) k
3
[Cr(CN)
5
NÃO]
+2 (d 4 ) CrCl
2
+3 ( d3 ) CrCl
3
+4 (d 2 ) k
2
CrF
6
+5 (d 1 ) k
3
Cr(O
2
)
4
+6 (d 0 ) k
2
CrO
4

Cromo(0)

Muitos complexos de Cr(0) são conhecidos. O bis(benzeno)cromo e o cromo hexacarbonil são destaques na química do organocromo .

Cromo(II)

Compostos de cromo(II) são incomuns, em parte porque eles se oxidam facilmente em derivados de cromo(III) no ar. Cloreto de cromo(II) estável em água CrCl
2
que pode ser obtido pela redução do cloreto de cromo(III) com zinco. A solução azul brilhante resultante criada a partir da dissolução do cloreto de cromo(II) é estável em pH neutro . Alguns outros compostos notáveis ​​de cromo (II) incluem óxido de cromo (II) CrO e sulfato de cromo (II) CrSO
4
. Muitos carboxilatos de cromo (II) são conhecidos. O acetato de cromo(II) vermelho (Cr 2 (O 2 CCH 3 ) 4 ) é um tanto famoso. Possui uma ligação quádrupla Cr-Cr .

Cromo(III)

Cloreto de cromo(III) anidro (CrCl 3 )

Um grande número de compostos de cromo(III) é conhecido, como nitrato de cromo(III), acetato de cromo(III) e óxido de cromo(III) . O cromo(III) pode ser obtido pela dissolução do cromo elementar em ácidos como ácido clorídrico ou ácido sulfúrico , mas também pode ser formado pela redução do cromo(VI) pelo citocromo c7 . o Cr3+
íon tem um raio semelhante (63  pm ) ao Al3+
(raio 50 pm), e eles podem substituir uns aos outros em alguns compostos, como em cromo alúmen e alúmen .

O cromo(III) tende a formar complexos octaédricos . O hidrato de cloreto de cromo(III) comercialmente disponível é o complexo verde escuro [CrCl 2 (H 2 O) 4 ]Cl. Compostos intimamente relacionados são o [CrCl(H 2 O) 5 ]Cl 2 verde pálido e o [Cr(H 2 O) 6 ]Cl 3 violeta . Se o cloreto de cromo(III) violeta anidro for dissolvido em água, a solução violeta torna-se verde após algum tempo, pois o cloreto na esfera de coordenação interna é substituído por água. Esse tipo de reação também é observado com soluções de alúmen de cromo e outros sais de cromo(III) solúveis em água. Uma coordenação tetraédrica do cromo(III) foi relatada para o ânion Keggin centrado em Cr [α-CrW 12 O 40 ] 5– .

O hidróxido de cromo(III) (Cr(OH) 3 ) é anfótero , dissolvendo-se em soluções ácidas para formar [Cr(H 2 O) 6 ] 3+ , e em soluções básicas para formar [Cr(OH)
6
]3-
. É desidratado por aquecimento para formar o óxido verde de cromo(III) (Cr 2 O 3 ), um óxido estável com estrutura cristalina idêntica à do corindo .

Cromo(VI)

Os compostos de cromo(VI) são oxidantes em pH baixo ou neutro. Aniões cromato ( CrO2−
4
) e os aniões dicromato (Cr 2 O 7 2− ) são os principais iões neste estado de oxidação. Eles existem em equilíbrio, determinado pelo pH:

2 [CrO 4 ] 2− + 2 H + ⇌ [Cr 2 O 7 ] 2− + H 2 O

Os oxi-halogenetos de cromo(VI) também são conhecidos e incluem fluoreto de cromo (CrO 2 F 2 ) e cloreto de cromo ( CrO
2
Cl
2
). No entanto, apesar de várias alegações errôneas, o hexafluoreto de cromo (bem como todos os hexahalógenos superiores) permanece desconhecido até 2020.

Óxido de cromo (VI)

O cromato de sódio é produzido industrialmente pela torrefação oxidativa do minério de cromita com carbonato de sódio . A mudança no equilíbrio é visível por uma mudança de amarelo (cromato) para laranja (dicromato), como quando um ácido é adicionado a uma solução neutra de cromato de potássio . Em valores de pH ainda mais baixos, é possível condensação adicional para oxianions de cromo mais complexos.

Ambos os ânions cromato e dicromato são reagentes oxidantes fortes em pH baixo:

Cr
2
O2−
7
+ 14H
3
O+
+ 6 e → 2 Cr3+
+ 21H
2
O
0 = 1,33 V)

Eles são, no entanto, apenas moderadamente oxidantes em pH alto:

CrO2−
4
+ 4H
2
O
+ 3 e Cr(OH)
3
+ 5OH
0 = −0,13 V)
Cromato de sódio (Na 2 CrO 4 )

Os compostos de cromo(VI) em solução podem ser detectados pela adição de uma solução ácida de peróxido de hidrogênio . O instável peróxido de cromo (VI) azul escuro (CrO 5 ) é formado, o qual pode ser estabilizado como um aduto de éter CrO
5
·OU
2
.

O ácido crômico tem a fórmula hipotética H
2
CrO
4
. É um produto químico vagamente descrito, apesar de muitos cromatos e dicromatos bem definidos serem conhecidos. O óxido de cromo (VI) vermelho escuro CrO
3
, o anidrido ácido do ácido crômico, é vendido industrialmente como "ácido crômico". Pode ser produzido pela mistura de ácido sulfúrico com dicromato e é um forte agente oxidante.

Outros estados de oxidação

Compostos de cromo(V) são bastante raros; o estado de oxidação +5 só é realizado em poucos compostos, mas são intermediários em muitas reações envolvendo oxidações por cromato. O único composto binário é o fluoreto volátil de cromo(V) (CrF 5 ). Este sólido vermelho tem um ponto de fusão de 30 °C e um ponto de ebulição de 117 °C. Pode ser preparado tratando o cromo metálico com flúor a 400 °C e 200 bar de pressão. O peroxocromato(V) é outro exemplo do estado de oxidação +5. O peroxocromato de potássio (K 3 [Cr(O 2 ) 4 ]) é feito pela reação do cromato de potássio com peróxido de hidrogênio a baixas temperaturas. Este composto marrom-avermelhado é estável à temperatura ambiente, mas se decompõe espontaneamente a 150–170 °C.

Compostos de cromo (IV) são ligeiramente mais comuns do que os de cromo (V). Os tetra-halogenetos, CrF 4 , CrCl 4 e CrBr 4 , podem ser produzidos por tratamento dos tri-halogenetos ( CrX
3
) com o halogênio correspondente em temperaturas elevadas. Tais compostos são suscetíveis a reações de desproporcionamento e não são estáveis ​​em água. Também são conhecidos compostos orgânicos contendo o estado Cr(IV), como tetra t -butóxido de cromo.

A maioria dos compostos de cromo(I) é obtida apenas pela oxidação de complexos octaédricos de cromo(0) ricos em elétrons . Outros complexos de cromo(I) contêm ligantes ciclopentadienil . Conforme verificado por difração de raios X , uma ligação quíntupla Cr-Cr (comprimento 183,51(4) pm) também foi descrita. Ligantes monodentados extremamente volumosos estabilizam esse composto protegendo a ligação quíntupla de outras reações.

Composto de cromo determinado experimentalmente para conter uma ligação quíntupla Cr-Cr

Ocorrência

Crocoita (PbCrO 4 )
minério de cromita

O cromo é o 21º elemento mais abundante na crosta terrestre com uma concentração média de 100 ppm. Os compostos de cromo são encontrados no ambiente a partir da erosão de rochas contendo cromo e podem ser redistribuídos por erupções vulcânicas. As concentrações de fundo típicas de cromo em meios ambientais são: atmosfera <10 ng/m 3 ; solo <500 mg/kg; vegetação <0,5 mg/kg; água doce <10 μg/L; água do mar <1 μg/L; sedimento <80 mg/kg. O cromo é extraído como minério de cromita (FeCr 2 O 4 ).

Cerca de dois quintos dos minérios de cromita e concentrados no mundo são produzidos na África do Sul, cerca de um terço no Cazaquistão, enquanto Índia, Rússia e Turquia também são produtores substanciais. Os depósitos inexplorados de cromita são abundantes, mas geograficamente concentrados no Cazaquistão e no sul da África. Embora raros, existem depósitos de cromo nativo . O Udachnaya Pipe na Rússia produz amostras do metal nativo. Esta mina é um tubo de kimberlito , rico em diamantes , e o ambiente redutor ajudou a produzir cromo elementar e diamantes.

A relação entre Cr(III) e Cr(VI) depende fortemente do pH e das propriedades oxidativas do local. Na maioria dos casos, o Cr(III) é a espécie dominante, mas em algumas áreas, a água subterrânea pode conter até 39 µg/L de cromo total, dos quais 30 µg/L é Cr(VI).

História

Aplicações antecipadas

Minerais de cromo como pigmentos chamaram a atenção do Ocidente no século XVIII. Em 26 de julho de 1761, Johann Gottlob Lehmann encontrou um mineral vermelho-alaranjado nas minas de Beryozovskoye, nos Montes Urais, que ele chamou de chumbo vermelho siberiano . Embora erroneamente identificado como um composto de chumbo com componentes de selênio e ferro , o mineral era na verdade crocoíta com uma fórmula de PbCrO 4 . Em 1770, Peter Simon Pallas visitou o mesmo local que Lehmann e encontrou um mineral de chumbo vermelho que se descobriu possuir propriedades úteis como pigmento em tintas . Depois de Pallas, o uso de chumbo vermelho siberiano como pigmento de tinta começou a se desenvolver rapidamente em toda a região. A crocoíta seria a principal fonte de cromo em pigmentos até a descoberta da cromita muitos anos depois.

A cor vermelha dos rubis é devido a vestígios de cromo dentro do corindo .

Em 1794, Louis Nicolas Vauquelin recebeu amostras de minério de crocoita . Ele produziu trióxido de cromo (CrO 3 ) misturando crocoita com ácido clorídrico . Em 1797, Vauquelin descobriu que poderia isolar o cromo metálico aquecendo o óxido em um forno de carvão, pelo que é creditado como aquele que realmente descobriu o elemento. Vauquelin também conseguiu detectar vestígios de cromo em pedras preciosas , como rubi e esmeralda .

Durante o século XIX, o cromo foi usado principalmente não apenas como componente de tintas, mas também como sais de curtimento . Por algum tempo, o crocoito encontrado na Rússia foi a principal fonte desses materiais de curtimento. Em 1827, um depósito maior de cromita foi descoberto perto de Baltimore , Estados Unidos, que rapidamente atendeu à demanda por sais de curtimento de forma muito mais adequada do que o crocoíto que havia sido usado anteriormente. Isso fez dos Estados Unidos o maior produtor de produtos de cromo até o ano de 1848, quando maiores depósitos de cromita foram descobertos perto da cidade de Bursa , na Turquia. Com o desenvolvimento da metalurgia e das indústrias químicas no mundo ocidental, a necessidade de cromo aumentou.

O cromo também é famoso por seu brilho metálico e refletivo quando polido. É usado como revestimento protetor e decorativo em peças de automóveis, encanamentos, peças de móveis e muitos outros itens, geralmente aplicado por galvanoplastia . O cromo foi usado para galvanoplastia já em 1848, mas esse uso só se tornou generalizado com o desenvolvimento de um processo aprimorado em 1924.

Produção

Pedaço de cromo produzido com reação aluminotérmica
Tendência da produção mundial de cromo
Cromo, refundido em um refinador de zona de arco horizontal, mostrando grandes grãos de cristal visíveis

Aproximadamente 28,8 milhões de toneladas métricas (Mt) de minério de cromita comercializável foram produzidas em 2013 e convertidas em 7,5 Mt de ferrocromo. De acordo com John F. Papp, escrevendo para o USGS, "o ferrocromo é o principal uso final do minério de cromita, [e] o aço inoxidável é o principal uso final do ferrocromo".

Os maiores produtores de minério de cromo em 2013 foram a África do Sul (48%), Cazaquistão (13%), Turquia (11%) e Índia (10%), com vários outros países produzindo o restante de cerca de 18% do mundo Produção.

Os dois principais produtos do refino do minério de cromo são o ferrocromo e o cromo metálico. Para esses produtos, o processo de fundição de minério difere consideravelmente. Para a produção de ferrocromo, o minério de cromita (FeCr 2 O 4 ) é reduzido em larga escala em forno elétrico a arco ou em fundições menores com alumínio ou silício em uma reação aluminotérmica .

Produção de minério de cromo em 2002

Para a produção de cromo puro, o ferro deve ser separado do cromo em um processo de torrefação e lixiviação em duas etapas. O minério de cromita é aquecido com uma mistura de carbonato de cálcio e carbonato de sódio na presença de ar. O cromo é oxidado à forma hexavalente, enquanto o ferro forma o estável Fe 2 O 3 . A lixiviação subseqüente a temperaturas mais elevadas dissolve os cromatos e deixa o óxido de ferro insolúvel. O cromato é convertido pelo ácido sulfúrico no dicromato.

4 FeCr 2 O 4 + 8 Na 2 CO 3 + 7 O 2 → 8 Na 2 CrO 4 + 2 Fe 2 O 3 + 8 CO 2
2 Na 2 CrO 4 + H 2 SO 4 → Na 2 Cr 2 O 7 + Na 2 SO 4 + H 2 O

O dicromato é convertido em óxido de cromo (III) por redução com carbono e depois reduzido em uma reação aluminotérmica ao cromo.

Na 2 Cr 2 O 7 + 2 C → Cr 2 O 3 + Na 2 CO 3 + CO
Cr 2 O 3 + 2 Al → Al 2 O 3 + 2 Cr

Formulários

A criação de ligas metálicas responde por 85% do uso de cromo disponível. O restante do cromo é usado nas indústrias química , de refratários e de fundição .

Metalurgia

Talheres de aço inoxidável feitos de Cromargan 18/10, contendo 18% de cromo

O efeito de fortalecimento da formação de carbonetos metálicos estáveis ​​nos contornos de grão e o forte aumento na resistência à corrosão fizeram do cromo um importante material de liga para o aço. Os aços para ferramentas de alta velocidade contêm entre 3 e 5% de cromo. O aço inoxidável , a principal liga metálica resistente à corrosão, é formado quando o cromo é introduzido no ferro em concentrações acima de 11%. Para a formação do aço inoxidável, ferrocromo é adicionado ao ferro fundido. Além disso, as ligas à base de níquel têm maior resistência devido à formação de partículas discretas e estáveis ​​de metal carboneto nos contornos de grão. Por exemplo, o Inconel 718 contém 18,6% de cromo. Devido às excelentes propriedades de alta temperatura dessas superligas de níquel , elas são usadas em motores a jato e turbinas a gás no lugar de materiais estruturais comuns. ASTM B163 conta com cromo para condensadores e tubos de troca de calor, enquanto peças fundidas com alta resistência em temperaturas elevadas que contêm cromo são padronizadas com ASTM A567. AISI tipo 332 é usado onde altas temperaturas normalmente causam carbonetação , oxidação ou corrosão . Incoloy 800 "é capaz de permanecer estável e manter sua estrutura austenítica mesmo após longas exposições a altas temperaturas". O nicromo é usado como fio de resistência para elementos de aquecimento em coisas como torradeiras e aquecedores de ambiente. Esses usos fazem do cromo um material estratégico . Conseqüentemente, durante a Segunda Guerra Mundial, os engenheiros rodoviários dos Estados Unidos foram instruídos a evitar o cromo na pintura amarela das estradas, pois "pode ​​se tornar um material crítico durante a emergência". Os Estados Unidos também consideravam o cromo "essencial para a indústria de guerra alemã" e fizeram intensos esforços diplomáticos para mantê-lo fora das mãos da Alemanha nazista .

Cromagem decorativa em uma motocicleta

A alta dureza e resistência à corrosão do cromo puro o tornam um metal confiável para revestimento de superfícies; ainda é o metal mais popular para revestimento de chapas, com durabilidade acima da média, em comparação com outros metais de revestimento. Uma camada de cromo é depositada em superfícies metálicas pré-tratadas por técnicas de galvanoplastia . Existem dois métodos de deposição: fino e grosso. A deposição fina envolve uma camada de cromo abaixo de 1 µm de espessura depositada por cromagem e é usada para superfícies decorativas. Camadas de cromo mais espessas são depositadas se forem necessárias superfícies resistentes ao desgaste. Ambos os métodos usam soluções ácidas de cromato ou dicromato . Para evitar a mudança no estado de oxidação que consome muita energia, o uso de sulfato de cromo(III) está em desenvolvimento; para a maioria das aplicações de cromo, o processo previamente estabelecido é usado.

No processo de revestimento de conversão de cromato , as fortes propriedades oxidativas dos cromatos são usadas para depositar uma camada protetora de óxido em metais como alumínio, zinco e cádmio. Essa passivação e as propriedades de autocura do cromato armazenado no revestimento de conversão de cromato, que é capaz de migrar para defeitos locais, são os benefícios desse método de revestimento. Devido aos regulamentos ambientais e de saúde sobre cromatos, métodos alternativos de revestimento estão sendo desenvolvidos.

A anodização com ácido crômico (ou anodização Tipo I) do alumínio é outro processo eletroquímico que não leva à deposição de cromo, mas usa o ácido crômico como eletrólito na solução. Durante a anodização, uma camada de óxido é formada no alumínio. A utilização de ácido crômico, ao invés do normalmente utilizado ácido sulfúrico, leva a uma leve diferença dessas camadas de óxido. A alta toxicidade dos compostos de Cr(VI), utilizados no consagrado processo de galvanoplastia de cromo, e o fortalecimento das normas de segurança e ambientais exigem a busca de substitutos para o cromo, ou pelo menos uma mudança para compostos de cromo(III) menos tóxicos.

Pigmento

O mineral crocoita (que também é cromato de chumbo PbCrO 4 ) foi usado como pigmento amarelo logo após sua descoberta. Depois que um método de síntese se tornou disponível a partir da cromita mais abundante, o amarelo de cromo foi, junto com o amarelo de cádmio , um dos pigmentos amarelos mais usados. O pigmento não fotodegrada, mas tende a escurecer devido à formação de óxido de cromo(III). Tem uma cor forte e foi usado para ônibus escolares nos Estados Unidos e para os serviços postais (por exemplo, o Deutsche Post ) na Europa. Desde então, o uso de amarelo cromo diminuiu devido a preocupações ambientais e de segurança e foi substituído por pigmentos orgânicos ou outras alternativas isentas de chumbo e cromo. Outros pigmentos baseados em cromo são, por exemplo, o tom profundo do pigmento vermelho cromo vermelho , que é simplesmente cromato de chumbo com hidróxido de chumbo(II) (PbCrO 4 ·Pb(OH) 2 ). Um pigmento de cromato muito importante, amplamente utilizado em formulações de primers metálicos, era o cromato de zinco, agora substituído por fosfato de zinco. Um primer de lavagem foi formulado para substituir a prática perigosa de pré-tratar corpos de aeronaves de alumínio com uma solução de ácido fosfórico. Este usou tetraxicromato de zinco disperso em uma solução de polivinil butiral . Uma solução de ácido fosfórico a 8% em solvente foi adicionada imediatamente antes da aplicação. Verificou-se que um álcool facilmente oxidado era um ingrediente essencial. Uma fina camada de cerca de 10–15 µm foi aplicada, que passou de amarelo para verde escuro quando foi polimerizada. Ainda há uma dúvida quanto ao mecanismo correto. O verde cromado é uma mistura de azul da Prússia e amarelo cromado , enquanto o verde óxido de cromo é óxido de cromo(III) .

Os óxidos de cromo também são usados ​​como pigmento verde no campo da fabricação de vidro e também como esmalte para cerâmica. O óxido de cromo verde é extremamente resistente à luz e, como tal, é usado em revestimentos de revestimento. É também o principal ingrediente das tintas refletoras de infravermelho , usadas pelas forças armadas para pintar veículos e dar a eles a mesma refletância infravermelha das folhas verdes.

Outros usos

Componentes do laser de rubi original.
Cristal vermelho de um laser de rubi

Os íons de cromo(III) presentes nos cristais de corindo (óxido de alumínio) fazem com que sejam coloridos de vermelho; quando o corindo aparece como tal, é conhecido como rubi . Se o corindo não tiver íons de cromo (III), ele é conhecido como safira . Um rubi artificial de cor vermelha também pode ser obtido pela dopagem de cromo (III) em cristais artificiais de corindo, tornando o cromo um requisito para fazer rubis sintéticos. Esse cristal de rubi sintético foi a base para o primeiro laser , produzido em 1960, que se baseava na emissão estimulada de luz dos átomos de cromo desse cristal. Ruby tem uma transição de laser em 694,3 nanômetros, em uma cor vermelha profunda.

Devido à sua toxicidade, os sais de cromo (VI) são usados ​​para a preservação da madeira. Por exemplo, arsenato de cobre cromatado (CCA) é usado no tratamento de madeira para proteger a madeira de fungos de decomposição, insetos que atacam a madeira, incluindo cupins e brocas marinhas. As formulações contêm cromo com base no óxido CrO 3 entre 35,3% e 65,5%. Nos Estados Unidos, 65.300 toneladas métricas de solução CCA foram usadas em 1996.

Sais de cromo(III), especialmente alúmen de cromo e sulfato de cromo(III) , são usados ​​no curtimento de couro . O cromo (III) estabiliza o couro por reticulação das fibras de colágeno . O couro curtido com cromo pode conter entre 4 e 5% de cromo, que está fortemente ligado às proteínas. Embora a forma de cromo usada para curtimento não seja a variedade hexavalente tóxica, ainda há interesse no gerenciamento de cromo na indústria de curtimento. Recuperação e reutilização, reciclagem direta/indireta e curtimento "sem cromo" ou "sem cromo" são praticados para gerenciar melhor o uso de cromo.

A alta resistividade ao calor e o alto ponto de fusão tornam a cromita e o óxido de cromo(III) um material para aplicações refratárias de alta temperatura, como altos-fornos , fornos de cimento , moldes para a queima de tijolos e como areias de fundição para a fundição de metais. Nessas aplicações, os materiais refratários são feitos de misturas de cromita e magnesita. O uso está diminuindo por causa das regulamentações ambientais devido à possibilidade de formação de cromo (VI).

Vários compostos de cromo são usados ​​como catalisadores para o processamento de hidrocarbonetos. Por exemplo, o catalisador Phillips , preparado a partir de óxidos de cromo, é usado para a produção de cerca de metade do polietileno mundial . Óxidos mistos Fe-Cr são empregados como catalisadores de alta temperatura para a reação de deslocamento de gás água . A cromita de cobre é um catalisador de hidrogenação útil .

Cromatos de metais são usados ​​em humistor .

Usos de compostos

papel biológico

Os efeitos biologicamente benéficos do cromo (III) são debatidos. O cromo é aceito pelos Institutos Nacionais de Saúde dos EUA como um oligoelemento por seu papel na ação da insulina , um hormônio que medeia o metabolismo e o armazenamento de carboidratos, gorduras e proteínas. O mecanismo de suas ações no organismo, no entanto, não foi definido, deixando em dúvida a essencialidade do cromo.

Em contraste, o cromo hexavalente (Cr(VI) ou Cr 6+ ) é altamente tóxico e mutagênico . A ingestão de cromo (VI) na água tem sido associada a tumores estomacais e também pode causar dermatite alérgica de contato (DAC).

A " deficiência de cromo ", envolvendo a falta de Cr(III) no corpo, ou talvez algum complexo dele, como o fator de tolerância à glicose , é controversa. Alguns estudos sugerem que a forma biologicamente ativa do cromo (III) é transportada no corpo por meio de um oligopeptídeo chamado substância ligante de cromo de baixo peso molecular (LMWCr), que pode desempenhar um papel na via de sinalização da insulina.

O teor de cromo dos alimentos comuns é geralmente baixo (1-13 microgramas por porção). O teor de cromo dos alimentos varia amplamente, devido a diferenças no teor de minerais do solo, estação de cultivo, cultivar da planta e contaminação durante o processamento. O cromo (e o níquel ) penetra nos alimentos cozidos em aço inoxidável, sendo o efeito maior quando a panela é nova. Alimentos ácidos que são cozidos por muitas horas também agravam esse efeito.

Recomendações dietéticas

Há desacordo sobre o status do cromo como um nutriente essencial. Os departamentos governamentais da Austrália, Nova Zelândia, Índia, Japão e Estados Unidos consideram o cromo essencial, enquanto a Autoridade Europeia para a Segurança dos Alimentos (EFSA) da União Europeia não o considera.

A Academia Nacional de Medicina dos Estados Unidos (NAM) atualizou as Necessidades Médias Estimadas (EARs) e as Ingestão Dietética Recomendada (RDAs) para cromo em 2001. Para cromo, não havia informações suficientes para definir EARs e RDAs, então suas necessidades são descritas como estimativas para Ingestão Adequada (AIs). Os AIs atuais de cromo para mulheres de 14 a 50 anos são de 25 μg/dia, e os AIs para mulheres de 50 anos ou mais são de 20 μg/dia. Os AIs para mulheres grávidas são de 30 μg/dia, e para mulheres lactantes, os AIs estabelecidos são de 45 μg/dia. Os AIs para homens de 14 a 50 anos são de 35 μg/dia, e os AIs para homens de 50 anos ou mais são de 30 μg/dia. Para crianças de 1 a 13 anos, os AIs aumentam com a idade de 0,2 μg/dia até 25 μg/dia. Quanto à segurança, o NAM estabelece níveis toleráveis ​​de ingestão superior (ULs) para vitaminas e minerais quando a evidência é suficiente. No caso do cromo, ainda não há informações suficientes, portanto, nenhum UL foi estabelecido. Coletivamente, os EARs, RDAs, AIs e ULs são os parâmetros para o sistema de recomendação nutricional conhecido como Dietary Reference Intake (DRI). A Austrália e a Nova Zelândia consideram o cromo um nutriente essencial, com IA de 35 μg/dia para homens, 25 μg/dia para mulheres, 30 μg/dia para mulheres grávidas e 45 μg/dia para mulheres lactantes . Um UL não foi definido devido à falta de dados suficientes. A Índia considera o cromo um nutriente essencial, com uma ingestão recomendada para adultos de 33 μg/dia. O Japão também considera o cromo um nutriente essencial, com IA de 10 μg/dia para adultos, incluindo mulheres grávidas ou lactantes. Um UL não foi definido. A EFSA da União Européia , no entanto, não considera o cromo um nutriente essencial; o cromo é o único mineral para o qual os Estados Unidos e a União Européia discordam.

Marcação

Para fins de rotulagem de alimentos e suplementos dietéticos nos EUA, a quantidade da substância em uma porção é expressa como uma porcentagem do valor diário (%DV). Para fins de rotulagem de cromo, 100% do valor diário foi de 120 μg. A partir de 27 de maio de 2016, a porcentagem do valor diário foi revisada para 35 μg para trazer a ingestão de cromo para um consenso com a recomendação dietética oficial . Uma tabela com os valores diários antigos e novos para adultos é fornecida em Ingestão Diária de Referência .

Fontes de alimentos

Os bancos de dados de composição de alimentos, como os mantidos pelo Departamento de Agricultura dos Estados Unidos, não contêm informações sobre o teor de cromo dos alimentos. Uma grande variedade de alimentos de origem animal e vegetal contém cromo. O conteúdo por porção é influenciado pelo teor de cromo do solo em que as plantas são cultivadas, pelos alimentos dados aos animais e pelos métodos de processamento, pois o cromo é lixiviado nos alimentos se processados ​​ou cozidos em equipamentos de aço inoxidável. Um estudo de análise de dieta realizado no México relatou uma ingestão média diária de cromo de 30 microgramas. Estima-se que 31% dos adultos nos Estados Unidos consomem suplementos dietéticos multivitamínicos/minerais, que geralmente contêm de 25 a 60 microgramas de cromo.

Suplementação

O cromo é um ingrediente da nutrição parenteral total (NPT), porque a deficiência pode ocorrer após meses de alimentação intravenosa com NPT sem cromo. Também é adicionado a produtos nutricionais para bebês prematuros . Embora o mecanismo de ação nas funções biológicas do cromo não seja claro, nos Estados Unidos os produtos contendo cromo são vendidos como suplementos dietéticos sem receita em quantidades que variam de 50 a 1.000 μg. Quantidades menores de cromo também são frequentemente incorporadas em suplementos multivitamínicos/minerais consumidos por cerca de 31% dos adultos nos Estados Unidos. Os compostos químicos usados ​​em suplementos dietéticos incluem cloreto de cromo, citrato de cromo, picolinato de cromo(III), polinicotinato de cromo(III) e outras composições químicas. O benefício dos suplementos não foi comprovado.

Alegações de saúde aprovadas e reprovadas

Em 2005, a Food and Drug Administration dos EUA aprovou uma alegação de saúde qualificada para o picolinato de cromo com um requisito para uma formulação muito específica no rótulo: "Um pequeno estudo sugere que o picolinato de cromo pode reduzir o risco de resistência à insulina e, portanto, possivelmente pode reduzir o risco de diabetes tipo 2. A FDA conclui, no entanto, que a existência de tal relação entre picolinato de cromo e resistência à insulina ou diabetes tipo 2 é altamente incerta." Ao mesmo tempo, em resposta a outras partes da petição, a FDA rejeitou alegações de picolinato de cromo e doenças cardiovasculares, retinopatia ou doenças renais causadas por níveis anormalmente altos de açúcar no sangue. Em 2010, o picolinato de cromo(III) foi aprovado pela Health Canada para ser usado em suplementos dietéticos. As declarações de rotulagem aprovadas incluem: um fator na manutenção da boa saúde, fornece suporte para o metabolismo saudável da glicose, ajuda o corpo a metabolizar carboidratos e ajuda o corpo a metabolizar gorduras. A Autoridade Europeia para a Segurança dos Alimentos (EFSA) aprovou alegações em 2010 de que o cromo contribuiu para o metabolismo normal de macronutrientes e manutenção da concentração normal de glicose no sangue, mas rejeitou alegações de manutenção ou obtenção de um peso corporal normal ou redução do cansaço ou fadiga.

Dada a evidência de que a deficiência de cromo causa problemas no controle da glicose no contexto de produtos de nutrição intravenosa formulados sem cromo, o interesse da pesquisa voltou-se para saber se a suplementação de cromo beneficiaria pessoas com diabetes tipo 2, mas não com deficiência de cromo. Observando os resultados de quatro meta-análises, uma relatou uma diminuição estatisticamente significativa nos níveis de glicose plasmática em jejum (FPG) e uma tendência não significativa na redução da hemoglobina A1C . Um segundo relatou o mesmo, um terceiro relatou reduções significativas para ambas as medidas, enquanto um quarto relatou nenhum benefício para nenhum dos dois. Uma revisão publicada em 2016 listou 53 ensaios clínicos randomizados que foram incluídos em uma ou mais das seis metanálises . Ele concluiu que, embora possa haver reduções modestas em FPG e/ou HbA1C que atingem significância estatística em algumas dessas meta-análises, poucos dos ensaios obtiveram reduções grandes o suficiente para serem esperadas como relevantes para o resultado clínico.

Duas revisões sistemáticas analisaram os suplementos de cromo como um meio de controlar o peso corporal em pessoas com sobrepeso e obesas. Um deles, limitado ao picolinato de cromo , um ingrediente de suplemento popular, relatou uma perda de peso estatisticamente significativa de -1,1 kg (2,4 lb) em testes com mais de 12 semanas. O outro incluiu todos os compostos de cromo e relatou uma mudança de peso estatisticamente significativa de -0,50 kg (1,1 lb). A mudança no percentual de gordura corporal não alcançou significância estatística. Os autores de ambas as revisões consideraram a relevância clínica dessa modesta perda de peso incerta/não confiável. A Autoridade Europeia para a Segurança dos Alimentos revisou a literatura e concluiu que não havia evidências suficientes para apoiar uma alegação.

O cromo é promovido como um suplemento dietético de desempenho esportivo, com base na teoria de que potencializa a atividade da insulina, com resultados esperados de aumento da massa muscular e recuperação mais rápida do armazenamento de glicogênio durante a recuperação pós-exercício. Uma revisão de ensaios clínicos relatou que a suplementação de cromo não melhorou o desempenho do exercício ou aumentou a força muscular. O Comitê Olímpico Internacional revisou os suplementos dietéticos para atletas de alto desempenho em 2018 e concluiu que não havia necessidade de aumentar a ingestão de cromo para os atletas, nem apoiar as alegações de perda de gordura corporal.

Peixe de água doce

O cromo está naturalmente presente no meio ambiente em quantidades vestigiais, mas o uso industrial na fabricação de borracha e aço inoxidável, cromagem, corantes para têxteis, curtumes e outros usos contamina os sistemas aquáticos. Em Bangladesh , rios dentro ou a jusante de áreas industrializadas exibem contaminação por metais pesados. Os padrões da água de irrigação para o cromo são de 0,1 mg/L, mas alguns rios têm mais de cinco vezes essa quantidade. O padrão para peixe para consumo humano é inferior a 1 mg/kg, mas muitas amostras testadas foram mais de cinco vezes essa quantidade. O crómio, especialmente o crómio hexavalente, é altamente tóxico para os peixes porque é facilmente absorvido pelas brânquias, entra facilmente na circulação sanguínea, atravessa as membranas celulares e bioconcentra-se na cadeia alimentar. Em contraste, a toxicidade do cromo trivalente é muito baixa, atribuída à baixa permeabilidade da membrana e pouca biomagnificação.

A exposição aguda e crônica ao cromo (VI) afeta o comportamento, fisiologia, reprodução e sobrevivência dos peixes. Hiperatividade e natação errática foram relatadas em ambientes contaminados. A eclosão dos ovos e a sobrevivência dos alevinos são afetadas. Em peixes adultos, há relatos de danos histopatológicos no fígado, rins, músculos, intestinos e brânquias. Os mecanismos incluem dano genético mutagênico e interrupções das funções enzimáticas.

Há evidências de que os peixes podem não precisar de cromo, mas se beneficiam de uma quantidade medida na dieta. Em um estudo, peixes juvenis ganharam peso com uma dieta zero de cromo, mas a adição de 500 μg de cromo na forma de cloreto de cromo ou outros tipos de suplementos, por quilo de alimento (peso seco), aumentou o ganho de peso. Com 2.000 μg/kg, o ganho de peso não foi melhor do que com a dieta zero cromo, e houve aumento das quebras na fita de DNA.

Precauções

Os compostos de cromo (III) insolúveis em água e o cromo metálico não são considerados um perigo para a saúde, enquanto a toxicidade e as propriedades cancerígenas do cromo (VI) são conhecidas há muito tempo. Devido aos mecanismos de transporte específicos , apenas quantidades limitadas de cromo(III) entram nas células. A toxicidade oral aguda varia entre 50 e 150 mg/kg. Uma revisão de 2008 sugeriu que a absorção moderada de cromo (III) por meio de suplementos dietéticos não apresenta risco tóxico genético. Nos EUA, a Administração de Saúde e Segurança Ocupacional (OSHA) designou um limite de exposição permissível ao ar (PEL) no local de trabalho como uma média ponderada pelo tempo (TWA) de 1 mg/m 3 . O Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional (NIOSH) estabeleceu um limite de exposição recomendado (REL) de 0,5 mg/m 3 , média ponderada pelo tempo. O valor IDLH (imediatamente perigoso para a vida e a saúde) é de 250 mg/m 3 .

Toxicidade de cromo (VI)

A toxicidade oral aguda para cromo(VI) varia entre 1,5 e 3,3 mg/kg. No corpo, o cromo (VI) é reduzido por vários mecanismos a cromo (III) já no sangue antes de entrar nas células. O cromo(III) é excretado do corpo, enquanto o íon cromato é transferido para a célula por um mecanismo de transporte, pelo qual também os íons sulfato e fosfato entram na célula. A toxicidade aguda do cromo (VI) é devida às suas fortes propriedades oxidantes . Depois de atingir a corrente sanguínea, danifica os rins, o fígado e as células sanguíneas por meio de reações de oxidação. Resultado de hemólise , insuficiência renal e hepática. A diálise agressiva pode ser terapêutica.

A carcinogenicidade do pó de cromato é conhecida há muito tempo e, em 1890, a primeira publicação descreveu o elevado risco de câncer dos trabalhadores de uma empresa de corantes de cromato. Três mecanismos foram propostos para descrever a genotoxicidade do cromo (VI). O primeiro mecanismo inclui radicais hidroxila altamente reativos e outros radicais reativos que são produtos da redução de cromo (VI) a cromo (III). O segundo processo inclui a ligação direta do cromo(V), produzido pela redução na célula, e dos compostos de cromo(IV) ao DNA . O último mecanismo atribuiu a genotoxicidade à ligação ao DNA do produto final da redução do cromo(III).

Os sais de cromo (cromatos) também são a causa de reações alérgicas em algumas pessoas. Os cromatos são frequentemente usados ​​para fabricar, entre outras coisas, produtos de couro, tintas, cimento, argamassa e anticorrosivos. O contato com produtos contendo cromatos pode levar a dermatite de contato alérgica e dermatite irritante, resultando em ulceração da pele, às vezes referida como "úlceras de cromo". Esta condição é frequentemente encontrada em trabalhadores que foram expostos a soluções fortes de cromato em fabricantes de galvanoplastia, curtimento e produção de cromo.

Problemas ambientais

Como os compostos de cromo foram usados ​​em corantes , tintas e compostos de curtimento de couro , esses compostos são frequentemente encontrados no solo e nas águas subterrâneas em locais industriais ativos e abandonados, necessitando de limpeza e remediação ambiental . A tinta de primer contendo cromo hexavalente ainda é amplamente utilizada para aplicações de repintura aeroespacial e automotiva .

Em 2010, o Grupo de Trabalho Ambiental estudou a água potável em 35 cidades americanas no primeiro estudo nacional. O estudo encontrou cromo hexavalente mensurável na água da torneira de 31 das cidades amostradas, com Norman, Oklahoma , no topo da lista; 25 cidades tiveram níveis que excederam o limite proposto pela Califórnia.

A forma de cromo hexavalente mais tóxica pode ser reduzida ao estado de oxidação trivalente menos solúvel em solos por matéria orgânica, ferro ferroso, sulfetos e outros agentes redutores, com as taxas de tal redução sendo mais rápidas sob condições mais ácidas do que sob condições mais alcalinas. Em contraste, o cromo trivalente pode ser oxidado a cromo hexavalente em solos por óxidos de manganês, como compostos de Mn(III) e Mn(IV). Uma vez que a solubilidade e a toxicidade do cromo (VI) são maiores que as do cromo (III), as conversões de oxidação-redução entre os dois estados de oxidação têm implicações para o movimento e a biodisponibilidade do cromo em solos, águas subterrâneas e plantas.

Notas

  1. O ponto de fusão/ebulição dos metais de transição é geralmente maior em comparação com os metais alcalinos, metais alcalino-terrosos e não-metais, razão pela qual a gama de elementos em comparação com o cromo diferiu entre as comparações
  2. Os estados de oxidação mais comuns do cromo estão em negrito. A coluna da direita lista um composto representativo para cada estado de oxidação.
  3. Qualquer cor de corindo (desconsiderando o vermelho) é conhecida como safira. Se o corindo for vermelho, então é um rubi. As safiras não precisam ser cristais de corindo azul, pois as safiras podem ser de outras cores, como amarelo e roxo
  4. ^ Quando Cr3+
    substitui Al3+
    no corindo (óxido de alumínio, Al 2 O 3 ), forma-se safira rosa ou rubi , dependendo da quantidade de cromo.

Referências

bibliografia geral

links externos