Chróm

Tlak pary
Chróm; (chromium)
	vanád ← chróm → mangán
	Periodická tabuľka
	4. perióda, 6. skupina, blok d
	prechodné prvky, kovy
Vzhľad
	striebrolesklý kov
Atómové vlastnosti
Atómová hmotnosť	51,9961 g·mol−1
Elektrónová konfigurácia	[Ar] 3d5 4s1
Atómový polomer	140 pm (vyp.: 166 pm)
Kovalentný polomer	118 pm
Kovový polomer	130 pm
Iónový polomer; pre: Cr3+	63 pm
Chemické vlastnosti
Elektronegativita	1,66 (podľa Paulinga)
Ionizačná energia(e)	1: 652,9 kJ.mol−1; 2: 1 590,6 kJ.mol−1; 3: 2 987 kJ.mol−1
Oxidačné číslo(a)	II, III, IV, V, VI
Št. potenciál; (Cr3+/Cr)	-0,74 V
Fyzikálne vlastnosti (za norm. podmienok)
Skupenstvo	pevné
Hustota	7,15 kg·dm−3
Hustota kvapaliny; (pri 2 180 K)	6,3 kg·dm−3
Teplota topenia	2 180 K (1 906,85 °C)
Teplota varu	2 944 K (2 670,85 °C)
Sk. teplo topenia	339,5 kJ·mol−1
Sk. teplo varu	21,0 kJ·mol−1
Tepelná kapacita	21,0 J·mol−1·K−1
Iné
Kryštálová sústava	kubická, priestorovo centrovaná
Magnetizmus	antiferomagnetický
Elektrický odpor	125 nΩ·m
Tep. vodivosť	93,9 W·m−1·K−1
Tep. rozťažnosť	4,9 µm·m−1·K−1
Rýchl. zvuku	5 940 m·s−1
Youngov modul	279 GPa
Pružnosť v šmyku	115 GPa
Objemová pružnosť	160 GPa
Poissonovo č.	0,21
Tvrdosť (Mohs)	8,5
Tvrdosť (Brinell)	1 120 MPa
Reg. číslo CAS	7440-47-3
Legovacie vlastnosti pre oceľ
Mechanické vlastnosti
Tvrdosť	veľmi zvyšuje
Pevnosť	výrazne zlepšuje
Medza elasticity	výrazne zvyšuje
Tepelná roztažnosť	zmenšuje
Zoškrtenie	menšie
Prierazuvzdornosť	sám o sebe zhoršuje
Elasticita	trochu lepšia
Žiarupevnosť	trochu lepšia
Ochladzovanie	enormne spomaľuje
Karbidácia	výrazne zvyšuje
Oteruvzdornosť	vie zlepšiť aj zhoršiť
Kujnosť	nanič
Obrábatelnosť	ako kedy
Nitridácia	veľmi dobrá
Hrdzuvzdornosť	enormne zvyšuje
Magnetické vlastnosti
Hysterézia	-
Permeabilita	-
Koercivita	trocha lepšia
Remanencia	o dosť lepšia
Výkonová strata	-
	Dodatky
	Veľmi dobrá legúra. Zvyšuje odolnosť voči koróziií. Zakaliteľnosť je vynikajúca aj pri kalení olejom. Perfektne zvyšuje pevnosť. To sa dá aj ľahko vypočítať: zhruba o 100 N/mm2 na každé percento pridaného chrómu (niekedy sa odrátava 20%). Ak sa pridá aspoň 13%, tak je oceľ nehrdzavejúca, ale už sa dá zvárať len oblúkom. Dobre karbiduje, jeho karbidy sú aj pomerne tvrdé - zvyšujú oteruvzdornosť. Ale na druhej strane, keď sa zle odleje, tak sa odlupujú celé kusy, čo opotrebovanie enormne zvyšuje tak, že stroj o chvíľu nefunguje.
Izotop(y) (vybrané)
Commons ponúka multimediálny obsah na tému chróm.
	Chemický portál

Chróm (lat. Chromium) je chemický prvok v Periodickej tabuľke prvkov, ktorý má značku Cr a protónové číslo 24.

História

V roku 1761 objavil Johann Gottlob Lehmann oranžovočervený Chróman olovnatý (PbCrO₄) na Urale, ktorý nazval červená olovená ruda. Identifikoval ho ako olovnato-železnato-selenovitú zlúčeninu a tak chróm ostal neobjavený.

V roku 1770 našiel Peter Simon Pallas na tom istom mieste červený olovnatý minerál, ktorý nazval podla jeho červenej farby Krokoit (z gréc. krokos, šafránový). Využitie červenej olovenej rudky ako farebnej hlinky rýchlo narástlo. Z krokoitu vyrábaný žiarivý žltý pigment s názvom chrómová žltá sa stal módnym. Mnohí si ho pamätajú ako poštovú žlť.

V roku 1797 získal Louis Nicolas Vauquelin oxid chromitý (Cr₂O₃) z krokoitu a kyseliny soľnej. V roku 1798 vyrobil nečistý elementárny chróm redukciou oxidu chromitého drevným uhlím. Tento novoizolovaný prvok obdržal kvôli mnohofarebnosti jeho solí meno chróm (z gréc. chroma, farba). Stopové množstvá nového prvku dokázal Vauquelin aj v drahokamoch ako rubín a smaragd. V 19. storočí boli zlúčeniny chrómu využívané prevažne ako farbivá. Na konci 20. storočia sa chróm a jeho zlúčeniny využívajú hlavne k výrobe koróziivzdorných a žiaruvzdorných zliatin.

Výskyt

Chróm sa ťažil skoro len ako chromit (FeCr₂O₄) alebo zriedkavo chrómferid, a to povrchovo alebo len v malej hĺbke. Kovový chróm sa získava redukciou tejto rudy hliníkom alebo kremíkom.

Južná Afrika dodáva zhruba polovicu svetovej spotreby chromitu. Hodno spomenúť aj krajiny ako Kazachstan, India a Turecko.

V roku 2000 sa na trh dodalo zhruba 15 miliónov ton chromitovej rudy. Z nej sa dalo získať 4 milióny ferochrómu v trhovej hodnote 2,5 miliárd dolárov. Kovový chróm sa v ložiskách vyskytuje len zriedkavo. Jedným z výskytov je baňa Udačnaja v Rusku, kde sa ťaží kimberlitová diatréma. V redukovanej základnej hmote tejto kimberlitu sa nachádzajú diamanty a kovový chróm, zrejme pochádzjaúce z hlbšej časti zemského plášťa.

Získavanie

Dodávaná chromitová ruda sa oddelí od hlušiny. V druhom kroku prebehne oxidačné zlúčenie za horúčavy na dichromát. Následne sa redukuje uhlíkom na oxid chromitý a hliníkom na elementárny chróm. Chróm sa nedá získavat redukciou s uhlím z oxidických rúd, lebo vzniká chrómkarbid. Čistý chróm sa vytvára elektrolýzou Cr³⁺- iónov z kyselinovosírového roztoku. Zodpovedajúce zlúčeniny sa vyrábajú rozpustením oxidu chromitého alebo ferochrómu v kyseline sírovej. Ferochróm ako východisková látka vyžaduje samozrejme predchádzajúce odstránenie železa.

Extrémne čistý Chróm sa vyrába pomocou ďalších čistiacich krokov van Arkel de Boerovou metódou podľa van Arkela a de Boera.

Ferochróm sa vyrába redukciou chromitu v oblúkovej peci pri 2 800 °C.

Vlastnosti

Chróm je oceľovosivý, nekorodujúci a neoxidujúci tvrdý kov, ktorý je v základnom stave húževnatý, tvarovateľný a kujný.

Zvyčajné oxidačné stupňe chrómu sú +2, +3 a +6, pričom +3 ja najstálejší. V oxidačnom stupni +6 je silným ale aj jedovatým oxidovadlom.

Použitie

Chróm a jeho zlúčeniny sa používajú najrôznejšími spôsobmi:

Tvrdé chrómovanie
Galvanické nanášanie až 500 µm(0,5 mm) oteru- a hrdzuvzdornej vrstvy priamo na oceľ, liatinu, meď, ... Aj hliník sa po nanesení medzivrstvy dá pochrómovat (tvrdochrómované hliníkové valce v motoroch).
Dekoračné chrómovanie.
Galvanické nanášanie menej 1 µm(0,001 mm) hrubej Cr-vrstvy na dekoračné účely s protikoróznou medzivrstvou z niklu alebo nikel-medi. Veľmi často sa chrómujú aj dielce z umeliny.
Legúra v nehrdzavejúcich a žiarupevných ušľachtilých oceliach a neželezných zliatinách.
ako katalyzátor
ako chromit vo výrobe foriem na vypaľovanie tehiel
farbenie skla alebo maliarske pigmenty.
Cr^III-zlúčeniny farbia sklo na smaragdovo zeleno, Cr^VI-zlúčeniny na žlto (zinková žlť).

Obmedzenie

Smernica RoHS obmedzuje použitie šestimocného chrómu ďalších 5 látok (kadmium, olovo, ortuť, polybrómované bifenyly (PBB) a polybrómované difenylétery (PBDE) pri výrobe elektrických a elektronických zariadení, ktoré sa vo veľkých množstvách dostáva na skládky, a tým prispieť k ochrane ľudského zdravia a životného prostredia. Obmedzenie sa preto netýka priemyselných, telekomunikačných, zdravotníckych, vedeckých atď. zariadení s dlhou životnosťou, ktoré sa vyrábajú v malých množstvách a pri ktorých sa dá predpokladať, že neskončia na skládke.[1]: