Chrom (Cr)

Chrom w układzie okresowym

Pierwiastek leży w czwartym okresie, czyli w czwartym poziomym rzędzie tablicy — to oznacza, że jego elektrony rozmieszczone są na 4 powłokach. Znajduje się w 6 grupie (blok d — pierwiastek przejściowy, zapełniana jest podpowłoka d). W tej samej grupie stoją: Molibden, Wolfram, Seaborg — pierwiastki z jednej grupy mają podobną liczbę elektronów walencyjnych, dlatego zachowują się chemicznie podobnie. W temperaturze pokojowej Chrom jest ciałem stałym (topnieje w 1907 °C, wrze w 2671 °C).

Chrom — co to za pierwiastek

Lustrzana warstwa na klamkach i to, co czyni stal nierdzewną nierdzewną.

Właściwości pierwiastka Chrom

Chrom to srebrzystoszary metal o niebieskawym połysku i gęstości 7,15 g/cm³, najtwardszy spośród czystych metali — daje się nim rysować szkło. Jest bardzo trudno topliwy: topnieje dopiero w 1907 °C, a wrze w 2671 °C. Choć chemicznie jest aktywny, w powietrzu natychmiast pokrywa się bardzo cienką warstwą tlenku, która go pasywuje i utrzymuje połysk. Roztwarza się w rozcieńczonym kwasie solnym i siarkowym(VI), natomiast stężony kwas azotowy(V) go pasywuje. Chrom występuje na stopniach utlenienia +2, +3 i +6, a każdy z nich daje inne barwy związków — to jeden z najbardziej kolorowych pierwiastków w laboratorium. Związki chromu na szóstym stopniu utlenienia są rakotwórcze i wymagają szczególnej ostrożności. W stanie czystym bywa kruchy, a plastyczność zyskuje dopiero po usunięciu domieszek. Sproszkowany łączy się z tlenem dopiero po silnym ogrzaniu.

Zastosowanie pierwiastka Chrom

Największa część chromu idzie do produkcji stali nierdzewnej. Dodatek kilkunastu procent chromu sprawia, że stal pokrywa się niewidzialną warstwą tlenku i nie rdzewieje — stąd zlewy, sztućce, garnki, blaty w kuchniach przemysłowych, narzędzia chirurgiczne i rury w zakładach chemicznych. Drugie duże zastosowanie to chromowanie: cienka powłoka nakładana galwanicznie na klamki, zderzaki, krany i armaturę daje lustrzany połysk i odporność na zarysowania. Chromowanie twarde, grubsze i matowe, chroni tłoki, wały i formy przed ścieraniem. Chrom wchodzi też w skład stopów żaroodpornych z niklem, z których robi się druty grzejne w czajnikach, tosterach i suszarkach, oraz stali narzędziowej na wiertła i noże. Sole chromu(III) od dawna służą do garbowania skór, a związki chromu dają trwałe pigmenty: zieleń chromową w farbach i żółcienie stosowane dawniej do malowania znaków drogowych. Chromit, ruda chromu, jest ponadto surowcem materiałów ogniotrwałych wykładających wnętrza pieców hutniczych. Chrom stosuje się także w powłokach żaroodpornych elementów turbin i w stopach o szczególnych właściwościach magnetycznych. Związki chromu bywają dodatkiem do materiałów ceramicznych, a chromiany pełniły dawniej rolę środków chroniących metale przed korozją.

Chrom — najważniejsze związki chemiczne

Tlenek chromu(III) Cr₂O₃ to trwała zielona substancja używana jako pigment i materiał ścierny. Chromian potasu K₂CrO₄ jest żółty, a dichromian potasu K₂Cr₂O₇ pomarańczowy; obie sole przechodzą jedna w drugą przy zmianie odczynu — zakwaszenie daje dichromian, dodanie zasady chromian. Dichromian jest silnym utleniaczem i w szkolnych doświadczeniach zmienia barwę na zieloną, gdy chrom przechodzi na stopień +3. Chromit FeCr₂O₄ to podstawowa ruda chromu. Chromian ołowiu(II) PbCrO₄, dawna żółcień chromowa, wyszedł z użycia z powodu toksyczności. Tlenek chromu(VI) CrO₃ tworzy ciemnoczerwone kryształy, rozpuszcza się w wodzie i daje silnie utleniające roztwory, stosowane dawniej w galwanizerniach. Siarczan(VI) chromu(III) wykorzystuje się przy garbowaniu skór.

Chrom — gdzie go spotykasz

• stal nierdzewna
• chromowane klamki
• skóra wyprawiana
• pigmenty

Chrom w szkole — co trzeba wiedzieć

Chrom jest ulubionym przykładem wyjątku od reguł zapełniania powłok. Z prostego schematu wychodziłoby 3d⁴ 4s², a naprawdę jest [Ar] 3d⁵ 4s¹ — jeden elektron przechodzi z podpowłoki s, bo w połowie zapełniona podpowłoka d jest korzystniejsza energetycznie. Podobnie zachowuje się miedź i o oba te przypadki pytają na maturze. Zapamiętaj trzy stopnie utlenienia: +2, +3 i +6, oraz barwy — chromian żółty, dichromian pomarańczowy, jony chromu(III) zielone. Przejście chromian–dichromian zależy od odczynu i to klasyczne pytanie z równowag. W podstawówce wystarczy wiedzieć, że chrom daje stali nierdzewność, a klamkom połysk. Uważaj na symbole: Cr to chrom, Cl to chlor, C to węgiel. Chrom jest też typowym metalem przejściowym, więc jego jony tworzą barwne związki kompleksowe, a stopień utlenienia trzeba odczytywać z wzoru, a nie zgadywać z numeru grupy.

Chrom — historia odkrycia

W drugiej połowie XVIII wieku trafiał do Europy z Syberii pomarańczowoczerwony minerał krokoit, nazywany syberyjskim czerwonym ołowiem i ceniony jako barwnik. Francuski chemik Louis-Nicolas Vauquelin zbadał go i w 1797 roku wykazał, że zawiera nieznany dotąd pierwiastek, a wkrótce otrzymał ten pierwiastek w postaci metalu. Nazwę zaproponowano od greckiego chroma, czyli barwa, ponieważ jego związki miały uderzająco różne i intensywne kolory — od zieleni przez żółć po pomarańcz. Trafność tej nazwy potwierdziły późniejsze pigmenty malarskie. Vauquelin szukał w minerale przede wszystkim ołowiu i dopiero rozkład próbki kwasami pokazał, że towarzyszy mu nowy metal. Chrom szybko trafił do pracowni malarskich, a jego rola w metalurgii ujawniła się znacznie później, wraz z pierwszymi stalami nierdzewnymi.

Chrom — skąd wzięła się nazwa

gr. chroma — barwa

Chrom — izotopy

chrom-52 dominuje

Chrom — bezpieczeństwo

Chrom(VI) rakotwórczy; chrom(III) to mikroelement.

Ciekawostki o pierwiastku Chrom

• Rubinowa czerwień i szmaragdowa zieleń biorą się z tego samego chromu.
• Chrom jest najtwardszym z czystych metali — nieoprawiony kawałek chromu rysuje szkło.
• Stal nierdzewna sama naprawia swoją ochronę: po zarysowaniu chrom wiąże tlen z powietrza i odtwarza warstewkę tlenku w tym samym miejscu.
• Grecki rdzeń chroma, od którego wzięła się nazwa pierwiastka, znajdziesz też w słowach chromatografia i monochromatyczny.

Najczęstsze pytania o pierwiastek Chrom