Cromo
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O cromo/crômio (Brasil) ou crómio (Portugal) ( do grego χρώμα, pronunciado como "chrôma", significando cor ) é um elemento químico, símbolo Cr, número atômico 24 ( 24 prótons e 24 elétrons ) e massa atômica 52 u, sólido em temperatura ambiente.
É um metal encontrado no grupo 6 ( 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.
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[editar] Características principais
O cromo é um metal de transição, duro, frágil, de coloração cinza semelhante ao aço. É muito resistente à corrosão.
Seu maior estado de oxidação é +6, ainda que estes compostos sejam muito oxidantes. Os estados de oxidação +4 e +5 são pouco frequentes, enquanto que os estados mais estáveis são +2 e +3. Também é possível obter-se compostos nos quais o cromo apresenta estados de oxidação mais baixos, porém são bastantes raros.
[editar] Aplicações
- O cromo 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 aproximadamente 8% de cromo.
- Em processos de cromagem que é depositar sobre uma peça uma capa protetora de cromo 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 cromo 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 cromo ou em ligas metálicas.
- No curtimento de couros é frequente empregar o denominado "curtido ao cromo", que consiste em utilizar o hidroxisulfato de cromo III ( Cr(OH)( SO4 ) ).
- Para preservar a madeira costuma-se utilizar substâncias químicas que se fixam à madeira, protegendo-a. Entre estas substâncias , aquela usada para proteger a madeira é o óxido de cromo VI ( CrO3 ).
- Quando no corindon ( α-Al2O3 ) se substituem alguns íons de alumínio por íons de cromo se obtém o rubi. O rubi pode ser empregado como, por exemplo, em laseres.
- O dióxido de cromo ( CrO2 ) é usado para a produção de cintas magnéticas empregadas em fitas cassetes, produzindo melhores resultados que aquelas com óxido de ferro ( Fe2O3 ) devido a sua maior coercitividade.
[editar] História
Em 1761, Johann Gottlob Lehmann encontrou nos Urais ( Rússia )um mineral laranja avermelhado que denominou de "chumbo vermelho da Sibéria" . Este mineral se tratava da crocoíta ( PbCrO4 ), e acreditou-se que era um composto de chumbo com selênio e ferro.
Em 1770, Peter Simon Pallas escavou no mesmo lugar que Lehmann e encontrou o mineral, verificando ser muito útil devido às suas propriedades como pigmento, em pinturas. Esta aplicação como pigmento se estendeu rapidamente.
Em 1797, Louis Nicolas Vauquelin recebeu amostras deste material. Foi capaz de , a partir dele ] produzir o óxido de cromo (CrO3) misturando crocoíta com ácido clorídrico ( HCl ).
Em 1798 descobriu que se podia isolar o cromo aquecendo o óxido em um forno de carvão. Também pode dedectar traços de cromo em pedras preciosas, como por exemplo, em rubis e esmeraldas. Denominou o elemento de cromo ( do grego "chroma", que significa "cor" ) devido às diferentes colorações que apresentam os compostos deste elemento.
O cromo 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 cromo consumido é utilizado em ligas metálicas.
[editar] Compostos
O dicromato de potássio, K2Cr2O7, 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 cromo" ( óxido de cromo III , Cr2O3 ) é um pigmento empregado em pinturas esmaltadas e na coloração de vidros. O "amarelo de cromo" ( cromato de chumbo, PbCrO4 ) também é usado como pigmento.
Não é encontrado na natureza o ácido crômico e nem o dicrômico, porém seus ânions são encontrados numa ampla variedade de compostos. O trióxido de cromo, CrO3, que deveria ser o anidrido do ácido crômico, é vendido comercialmente como "ácido crômico".
O dicromato de amônio, (NH3)Cr2O7 é o principal material que é espelido dos vulcões em erupção. É um sólido alaranjado.
[editar] Papel biológico
Em princípio, se considera o cromo ( em seu estado de oxidação +3 ) um elemento químico essencial, ainda que não se conheça com exatidão suas funções. Parece participar no metabolismo dos lipídios, e no dos hidratos de carbono, assim como em outras funções.
Tem-se observado que alguns de seus complexos parecem participar na potencialização da ação da insulina, sendo por isso, denominado de "fator de tolerância à glicose" devido a esta relação com a ação da insulina. A ausência de cromo provoca uma intolerância a glicose , e como consequência o aparecimento de diversos distúrbios.
Não se tem encontrado nenhuma metaloproteína com atividade biológica que contenha cromo, e por isso não se tem podido explicar como atua.
Por outro lado, os compostos de cromo no estado de oxidação +6 são muito oxidantes e são cancerígenos.
[editar] Abundância e obtenção
Obtém-se cromo a partir da cromita ( FeCr2O4 ). O cromo é obtido comercialmente aquecendo a cromita em presença de alumínio ou silício mediante um processo de redução. Aproximadamente metade da cromita é extraída na África do Sul. Também se obtém em grandes quantidades no Casaquistão, Índia e Turquia.
Os depósitos ainda não explorados são abundantes, porém estão concentrados no Casquistão e no sul da África.
Em 2000 foram produzidas aproximadamente quinze milhões de toneladas de cromita, da qual a maior parte é empregada para uso em ligas metálicas ( cerca de 70% ) como , por exemplo, para a obtenção do ferrocromo que é uma liga metálica de cromo e ferro, com um pouco de carbono. Outra parte ( uns 15% aproximadamente ) se emprega diretamente como material refratário e, o restante, na indústria química para a obtenção de diferentes compostos de cromo.
Se tem descoberto depósitos de cromo metálico, embora pouco abundantes. Numa mina russa ( Udachnaya ) se produzem amostras do metal devido ao ambiente redutor, que facilita a produção de diamantes e cromo elementar.
[editar] Isótopos
São encontrados três isótopos estáveis na natureza: cromo-52, cromo-53 e cromo-54. O mais abundante é o cromo-52 ( 83,789% ). Se tem caracterizado 19 radioisótopos, sendo o mais estável o cromo-50 com uma meia-vida de mais de 1,8 x 1017 anos, seguido do cromo-51 com uma meia-vida de 27,7025 dias. Os demais tem uma meia-vida de menos de 24 horas, e a maioría com menos de um minuto. Este elemento também tem dois meta estados.
O cromo-53 é um produto do decaimento do manganês-53. Os conteúdos isotópicos no cromo estão relacionados com os de manganes, o que se aplica em geologia. As relações isotópicas de Mn-Cr reforçam a evidência de aluminio-26 e paladio-107 na origem do Sistema solar. As variações nas relações de cromo-53/cromo-52 e Mn/Cr em alguns meteoritos indicam uma relação inicial de 53Mn/55Mn , sugerindo que as relaçõe isotópicas Mn-Cr resultam do decaimento in situ de 53Mn em corpos planetários diferenciados. Portanto, o 53Cr dá uma evidência adicional de procesos nucleosintéticos anteriores a formação do Sistema Solar.
O peso atómico dos isótopso do cromo variam desde 43 u ( cromo-43 ) até 67 u ( cromo-67 ). O principal modo de decaimento antes do isótopo estável mais abundante, o cromo-52, é a captura eletrônica, enquanto os depois deste, é a desintegração beta.
[editar] Precauções
Geralmente, não se considera que o cromo metálico e os compostos de cromo III sejam, especialmente, um risco para a saúde. Trata-se de um elemento essencial para o ser humano, porém em altas concentrações é toxico.
Os compostos de cromo VI são tóxicos quando ingeridos, sendo a dose letal de algumas gramas. Em níveis não letais, o cromo VI é carcinógeno. A maioria dos compostos de cromo VI irritam os olhos, a pele e as mucosas. A exposição crônica a compostos de cromo VI pode provocar danos permanentes nos olhos.
A Organização Mundial da Saùde ( OMS ) recomenda desde 1958 uma concentração máxima de 0.05 mg/litro de cromo VI na água de consumo. Este valor está sendo revisado, havendo novos estudos sobre os seus efeitos a saúde.
