Cromo

 Nota: Para outros significados, veja cromo.

Cromo
Vanádio ← Cromo → Manganês     24 Cr                                                                                                                                                                                                                                           ↑ Cr ↓ Mo Tabela completa • Tabela estendida
Aparência
prateado metálico Cristais de cromo de alta pureza (99,999%), produzidos por reação química de transporte através da decomposição de iodetos de cromo, e um cubo de cromo de alta pureza (99,95%) de 1 cm3 para comparação.
Informações gerais
Nome, símbolo, número	Cromo, Cr, 24
Série química	Metal de transição
Grupo, período, bloco	6 (VIB), 4, d
Densidade, dureza	7200 kg/m3, 8,5
Número CAS
Número EINECS
Propriedade atómicas
Massa atómica	51,9961(6) u
Raio atómico (calculado)	140 pm
Raio covalente	127 pm
Raio de Van der Waals	pm
Configuração electrónica	[Ar] 3d5 4s1
Elétrons (por nível de energia)	2, 8, 13, 1 (ver imagem)
Estado(s) de oxidação	6, 5, 4, 3, 2, 1, -1, -2 (ácido forte)
Óxido
Estrutura cristalina	cúbico de corpo centrado
Propriedades físicas
Estado da matéria	sólido
Ponto de fusão	2180 K
Ponto de ebulição	2944 K
Entalpia de fusão	21 kJ/mol
Entalpia de vaporização	339,5 kJ/mol
Temperatura crítica	K
Pressão crítica	Pa
Volume molar	7,23 ×10−6 m3/mol
Pressão de vapor	1 Pa a 1656 K
Velocidade do som	5940 m/s a 20 °C
Classe magnética	paramagnético
Susceptibilidade magnética
Permeabilidade magnética
Temperatura de Curie	K
Diversos
Eletronegatividade (Pauling)	1,66
Calor específico	J/(kg·K)
Condutividade elétrica	S/m
Condutividade térmica	93,7 W/(m·K)
1.º Potencial de ionização	652,9 kJ/mol
2.º Potencial de ionização	1590,6 kJ/mol
3.º Potencial de ionização	2987 kJ/mol
4.º Potencial de ionização	4743 kJ/mol
5.º Potencial de ionização	6702 kJ/mol
6.º Potencial de ionização	8744,9 kJ/mol
7.º Potencial de ionização	kJ/mol
8.º Potencial de ionização	kJ/mol
9.º Potencial de ionização	kJ/mol
10.º Potencial de ionização	kJ/mol
Isótopos mais estáveis
iso AN Meia-vida MD Ed PD MeV 50Cr 4,345% > 1.8×1017 a εε - 50Ti 51Cr sintético 27,7025 d ε γ - 0,320 51V - 52Cr 83,789% estável com 28 neutrões 53Cr 9,501% estável com 29 neutrões 54Cr 2,365% estável com 30 neutrões
Unidades do SI & CNTP, salvo indicação contrária.

O crômio ou crómio (ambas as formas são aceitas, com predileção por crômio ^PB no Brasil e crómio^PE em Portugal) do grego χρώμα, pronunciado como "chróma", significando cor, é um elemento químico de símbolo Cr, número atômico 24 (24 prótons e 24 elétrons) e massa atômica 51,9961 u, sólido em temperatura ambiente.

É um metal encontrado no grupo 6 (anteriormente denominado como 6B) da Classificação Periódica dos Elementos, empregado especialmente em metalurgia em processos denominados eletrodeposição. Alguns de seus óxidos e cromatos são usados como corantes. Foi descoberto em 1797 por Louis Nicolas Vauquelin no mineral crocoíta encontrado na Rússia.

Características principais

O crômio é um metal de transição, duro, frágil, de coloração cinza semelhante ao aço. É muito resistente à corrosão. A forma oxidada trivalente é natural no meio ambiente, enquanto que as formas 0 e +6 são geralmente produzidas por processos industriais, principalmente na fabricação de ligas metálicas.

Seu maior estado de oxidação é +6 (hexavalente), ainda que estes compostos sejam muito oxidantes. O estado mais estável é +3 (trivalente) sob condições de redução.

Aplicações

Compostos de crômio são usados na produção de ferrocromo, eletroplatina, produção de pigmentos e curtimento. Os principais usos de crômio são no processamento metalúrgico de ferrocromo e outros produtos metalúrgicos, principalmente, aço inoxidável, e de uma maneira bem mais secundária, no processamento de refratários de tijolos de crômio e processos químicos para produzir ácidos de crômio e cromatos. Cromatos são usados na oxidação de vários materiais orgânicos, na purificação de químicos, na oxidação inorgânica, e na produção de pigmentos. Uma grande porcentagem de ácido crômico é usado em revestimentos.

• O crômio é empregado principalmente em metalurgia para aumentar a resistência à corrosão e dar um acabamento brilhante.
  • Em ligas metálicas. O aço inoxidável, por exemplo, apresenta quantidades acima de 11% de crômio.
  • Em processos de cromagem que é depositar sobre uma peça uma capa protetora de crômio através da eletrodeposição. Também é utilizado em anodizado de alumínio.
• Seus cromatos e óxidos são empregados em corantes e pinturas. Em geral, seus sais são empregados, devido às suas cores variadas, como mordentes.
• O dicromato de potássio (K₂Cr₂O₇) é um reativo químico usado para a limpeza de materiais de vidro de laboratório e em análises volumétricas.
• É comum o uso do crômio e de alguns de seus óxidos como catalisadores, por exemplo, na síntese do amoníaco (NH₃).
• O mineral cromita (Cr₂O₃·FeO) é empregado em moldes para a fabricação de ladrilhos, geralmente materiais refratários. Entretanto, uma grande parte de cromita é empregada para obter o crômio ou em ligas metálicas.
• No curtimento de couros é comum empregar o denominado "curtido ao cromo", sendo este o produto de maior consumo na curtição de couros e peles, consistindo em utilizar o hidroxissulfato de crômio(III) (CrOHSO₄).
• Para preservar a madeira costuma-se utilizar substâncias químicas que se fixam a ela, protegendo-a. Entre essas substâncias, aquela usada para proteger a madeira é o óxido de crômio (VI) (CrO₃).
• Quando no coríndon (α-Al₂O₃) se substituem alguns íons de alumínio por íons de crômio, obtém-se o rubi. O rubi pode ser empregado, por exemplo, em laseres.
• O dióxido de crômio (CrO₂) é usado para a produção do material magnético empregado em fitas-cassetes para gravação de som, produzindo melhores resultados do que aquelas com óxido de ferro (Fe₂O₃) devido à sua maior coercitividade.

História

Em 1761, Johann Gottlob Lehmann encontrou nos Urais (Rússia) um mineral de cor laranja avermelhada que denominou de "chumbo vermelho da Sibéria". Esse mineral era a crocoíta (PbCrO₄), e acreditou-se, na época, que era um composto de chumbo com selênio e ferro.

Em 1770, Peter Simon Pallas escavou no mesmo lugar e encontrou o mineral, verificando ser muito útil, devido às suas propriedades, como pigmento, em pinturas. Essa aplicação como pigmento difundiu-se rapidamente.

Em 1797, Louis Nicolas Vauquelin recebeu amostras desse material. Foi capaz de, a partir dele, produzir o óxido de crômio (CrO₃) misturando crocoíta com ácido clorídrico (HCl).

Em 1798, descobriu que se podia isolar o crômio aquecendo o óxido em um forno de carvão. Também se pôde detectar traços de crômio em pedras preciosas, como por exemplo, em rubis e esmeraldas. Denominou o elemento de crômio (do grego "chroma", que significa "cor") devido às diferentes colorações que apresentam os compostos desse elemento.

O crômio foi empregado principalmente como corante em pinturas. No final do século XIX começou a ser utilizado como aditivo em aço. Atualmente, em torno de 85% do crômio consumido é utilizado em ligas metálicas.

Compostos

O crômio, por mais que seja um mineral essencial ao homem, também pode ser tóxico, isso depende da forma como ele é encontrado, ou seja, sua forma de oxidação. As formas oxidadas encontradas são: crômio(0), crômio(III) e crômio(VI). O crômio(III) é natural no meio ambiente, o crômio(VI) e crômio(0) são geralmente produzidos por processos industriais, principalmente, na fabricação de ligas metálicas.

O estado trivalente (Cr³⁺) é a forma mais estável sob condições de redução. O crômio na sua forma hexavalente representa o estado mais estável do elemento depois do trivalente. O óxido de crômio(VI) tem caráter ácido e dele deriva o ácido crômico originando ácidos policrômicos.

O dicromato de potássio é um oxidante enérgico utilizado para limpeza de materiais de vidro de laboratório, eliminando qualquer tipo de resto orgânico que possa conter. O "verde de crômio" [óxido de crômio(III), Cr₂O₃] é um pigmento empregado em pinturas esmaltadas e na coloração de vidros. O "amarelo de crômio" [cromato de chumbo(II), PbCrO₄] também é usado como pigmento.

Não é encontrado na natureza o ácido crômico e nem o dicrômico, porém os seus ânions são encontrados numa ampla variedade de compostos. O trióxido de crômio, CrO₃, que deveria ser o anidrido do ácido crômico, é vendido comercialmente como "ácido crômico". O dicromato de amônio [(NH₄)₂Cr₂O₇] é o principal material que é expelido dos vulcões em erupção. É um sólido alaranjado.

Papel biológico

Em princípio, considera-se o crômio (em seu estado de oxidação +3) um elemento químico essencial, ainda que não se conheça com exatidão suas funções. Parece participar do metabolismo dos lipídios e dos hidratos de carbono, assim como em outras funções biológicas.

Tem-se observado que alguns dos complexos do crômio parecem participar da potencialização da ação da insulina, sendo, por isso, denominado de "fator de tolerância à glicose" devido à relação com a atuação da insulina. A ausência de crômio provoca intolerância à glicose e, como consequência, o aparecimento de diversos distúrbios.

Até hoje não foi encontrada nenhuma metaloproteína com atividade biológica que contenha crômio, por isso ainda não se pode explicar como atua.

A sua carência nos seres humanos pode causar ansiedade, fadiga e problemas de crescimento. Em contraposição, o seu excesso (em nível de nutriente) pode causar dermatites, úlcera, problemas renais e hepáticos.

Por outro lado, os compostos de crômio no estado de oxidação +6 são muito oxidantes e são cancerígenos, com altos riscos de câncer de pulmão e nasossinusal, principalmente em pessoas frequentemente expostas. Entretanto, não há casos comprovados de câncer para a exposição ao crômio metálico sozinho.

O sistema respiratório absorve rapidamente a forma oxidada hexavalente, proveniente de soldagens e aerossóis, podendo acarretar em efeitos adversos ao próprio sistema respiratório, mucosas e pele, além de também exercer efeito negativo, em menor grau, nos rins humanos.

Dentre as formas oxidadas,a trivalente é a menos tóxica.

Abundância e obtenção

Níveis naturais em águas não contaminadas variam entre 1 µg a alguns µg/litro. A concentração do crômio nas rochas varia de 5 mg/kg (rochas graníticas) a 1800 mg/kg (rochas ultramáficas/básicas). Os depósitos mais importantes de crômio na Terra possuem esse elemento no estado elementar ou na forma trivalente. Na maioria dos solos, o crômio ocorre em baixas concentrações (2-60 mg/kg), mas valores de aproximadamente 4 g/kg já foram vistos em solos não contaminados. Quase todo o crômio hexavalente do ambiente se origina de atividades antrópicas. É derivado da oxidação industrial de depósitos de crômio e da combustão de combustíveis fósseis, madeira e papel.

Obtém-se crômio a partir da cromita (FeCr₂O₄). O crômio é obtido comercialmente aquecendo a cromita em presença de alumínio ou silício mediante o processo de redução. Aproximadamente metade da produção mundial de cromita é extraída na África do Sul. Também obtém-se em grandes quantidades no Cazaquistão, Índia e Turquia.

Os depósitos ainda não explorados são abundantes, porém estão concentrados no Cazaquistão e no sul da África.

Em 2000 foram produzidas aproximadamente 15 milhões de toneladas de cromita, da qual a maior parte destina-se ao uso em ligas metálicas (cerca de 70%) como, por exemplo, para a obtenção do ferrocromo, que é uma liga metálica de crômio e ferro com um pouco de carbono. Outra parte (cerca de 15%) emprega-se diretamente como material refratário e o restante, na indústria química para a obtenção de diferentes compostos de crômio.

Foram descobertos alguns depósitos de crômio metálico, embora de pequenas quantidades. Numa mina russa (Udachnaya) produzem-se amostras do metal devido ao ambiente redutor, que facilita a produção de diamantes e crômio elementar.

Produção mundial em 2019, em mil toneladas por ano

1.	África do Sul	16395
2.	Turquia	10000
3.	Cazaquistão	6700
4.	Índia	4139
5.	Finlândia	2415
	Brasil	200
	outros	4910

Fonte: USGS.

Isótopos

São encontrados três isótopos estáveis na natureza: crômio-52, crômio-53 e crômio-54. O mais abundante é o crômio-52 (83,789%). Estão caracterizados 19 radioisótopos, sendo o mais estável o crômio-50 com meia-vida superior a 1,8 x 10¹⁷ anos, seguido do crômio-51 com meia-vida de 27,7025 dias. Os demais têm meia-vida de menos de 24 horas, e, dentre esses, a maioria com menos de um minuto. Esse elemento também tem dois meta-estados.

O crômio-53 é um produto do decaimento radioativo do manganês-53. Os conteúdos isotópicos no crômio estão relacionados com os do manganês, o que se aplica em geologia. As relações isotópicas de Mn-Cr reforçam a evidência de alumínio-26 e paládio-107 na origem do sistema solar. As variações nas relações de crômio-53/crômio-52 e Mn/Cr em alguns meteoritos indicam uma relação inicial de ⁵³Mn/⁵⁵Mn, sugerindo que as relações isotópicas Mn-Cr resultam do decaimento in situ de ⁵³Mn em corpos planetários diferenciados. Portanto, o ⁵³Cr fornece evidência adicional de processos nucleossintéticos anteriores à formação do sistema solar.

O peso atómico dos isótopos do crômio varia de 43 u (crômio-43) até 67 u (crômio-67). O principal modo de decaimento antes do isótopo estável mais abundante, o crômio-52, é a captura eletrônica, enquanto que, nos posteriores a aquele, é a desintegração beta.

Precauções

Geralmente, não se considera que o crômio metálico e os compostos de crômio(III) sejam, especialmente, um risco para a saúde. Trata-se de um elemento essencial para o ser humano, porém em altas concentrações é tóxico.

Os compostos de crômio(VI) são tóxicos quando ingeridos, sendo a dose letal de alguns gramas. Em níveis não letais, o crômio(VI) (crômio hexavalente) é altamente carcinógeno. A maioria dos compostos de crômio(VI) irritam os olhos, a pele e as mucosas. A exposição crônica a compostos de crômio(VI) pode provocar danos permanentes nos olhos.

A Organização Mundial da Saúde (OMS) recomenda desde 1958 uma concentração máxima de 0,05 mg/litro de crômio(VI) na água de consumo. Este valor está sendo revisado, havendo novos estudos sobre os seus efeitos a saúde.

Ligações externas

• «WebElements.com - Chromium» (em inglês) 
• «EnvironmentalChemistry.com - Chromium» (em inglês) 
• «It's Elemental - The Element Chromium» (em inglês)