Cromo
El cromo es un elemento químico de
número atómico 24
que se encuentra en el grupo 6 de la tabla
periódica de los elementos.
Su símbolo es Cr. Es un metal que se emplea
especialmente en metalurgia.
Características
El cromo es un metal de transición muy duro y frágil,
gris plateado y brillante. Es muy resistente a la corrosión.
Su estado de oxidación más alto es el
+6, aunque estos compuestos
son muy oxidantes. Los estados de oxidación +4 y +5 son poco
frecuentes, mientras que los estados más estables son +2 y +3.
También
es posible obtener compuestos en los que el cromo presente estados de
oxidación más bajos, pero son bastante raros.
Aplicaciones
- El cromo se emplea principalmente en metalurgia para
aportar
resistencia a la corrosión y dureza así como un
acabado protector
brillante al acero. También
se
utiliza
en el anodizado del aluminio
y
para el cromizado, un proceso donde las piezas de acero se calientan en
una atmósfera de cromo y este lo absorbe,
proporcionándole dureza y
resistencia a la corrosión superficiales.
- Sus cromatos y óxidos se emplean en colorantes y pinturas. En
general, sus sales se emplean, debido a sus variados colores, como mordientes.
- El dicromato de potasio (K2Cr2O7)
es
un reactivo químico que se emplea en la limpieza de material
de vidrio de
laboratorio y, en análisis volumétricos,
como agente valorante.
- Es común el uso del cromo y de alguno de sus
óxidos
como catalizadores, por ejemplo, en la síntesis de
amoníaco (NH3).
- El mineral cromita (Cr2O3·FeO)
se
emplea
en moldes para la fabricación de ladrillos refractarios (en
general,
para fabricar materiales refractarios). Con todo, una buena parte de la
cromita consumida se emplea para obtener cromo o en aleaciones.
- En el curtido del cuero es frecuente emplear el denominado
"curtido al cromo" en el que se emplea hidroxisulfato de cromo (III)
(Cr(OH)(SO4)).
- Para preservar la madera se suelen utilizar sustancias
químicas que se fijan a la madera protegiéndola. Entre
estas sustancias
se emplea óxido de cromo (VI) (CrO3).
- Cuando en el corindón (α-Al2O3)
se
sustituyen
algunos iones de aluminio por iones de cromo se obtiene el
rubí; esta gema se puede emplear, por ejemplo, en
láseres.
- El dióxido de cromo (CrO2) se emplea para
fabricar las cintas magnéticas
empleadas en las casetes, dando mejores resultados que con óxido
de hierro (Fe2O3) debido a que presentan una
mayor coercitividad.
Historia
En 1761, Johann Gottlob Lehmann encontró en los Urales un
mineral
naranja rojizo que denominó plomo rojo de Siberia; este mineral
se
trataba de la crocoita (PbCrO4), y se creyó que era
un compuesto de plomo con selenio y hierro.
En 1770, Peter Simon Pallas estuvo en el mismo lugar que
Lehmann y
encontró el mineral, que resultó ser muy útil,
debido a sus propiedades
como pigmento, en pinturas. Esta aplicación como pigmento se
extendió
rápidamente, por ejemplo, se puso de moda un amarillo brillante,
obtenido a partir de la crocoita.
En 1797, Nicolas-Louis Vauquelin recibió muestras de
este
mineral. Fue capaz de producir óxido de cromo (CrO3)
mezclando crocoita con ácido
clorhídrico (HCl). En 1798
descubrió que se podía aislar cromo metálico
calentando el óxido en un
horno de carbón. También pudo detectar trazas de cromo en
gemas
preciosas, como por ejemplo, en rubíes y esmeraldas . Lo
llamó cromo
(del griego "chroma", que quiere decir "color") debido a los distintos
colores que presentan los compuestos de este elemento.
El cromo se empleó principalmente en pinturas y otras
aplicaciones, hasta que a finales del siglo XIX se empleó como
aditivo
en aceros, aunque hasta principios del siglo XX, cuando se
comenzó a
obtener cromo metal mediante aluminotermia, no se extendió este
uso. Actualmente en torno a un 85% del cromo se utiliza en aleaciones
metálicas.
Compuestos
El dicromato de potasio, K2Cr2O7,
es un oxidante enérgico y se utiliza para limpiar material de
vidrio de
laboratorio de cualquier resto orgánico que pueda contener.
El "verde de cromo" (es el óxido de cromo (III), Cr2O3)
es
un pigmento que se emplea, por ejemplo, en pinturas esmaltadas y en
la coloración de vidrios. El "amarillo de cromo" (es un cromato
de plomo, PbCrO4) también se utiliza como pigmento.
No se encuentran en la naturaleza ni el ácido
crómico
ni el
dicrómico, pero sus aniones se encuentran en una amplia variedad
de
compuestos. El trióxido de cromo, CrO3,
el que sería el anhídrido del ácido
crómico, se vende industrialmente
como "ácido crómico" y se utiliza para el cromado de
objetos.
Papel Biológico
En principio, se considera al cromo (en su estado de oxidación
+3)
un elemento esencial, aunque no se conocen con exactitud sus funciones.
Parece participar en el metabolismo de los lípidos, en el de los hidratos de carbono,
así
como otras funciones.
Se ha observado que algunos de sus complejos parecen
participar en
la potenciación de la acción de la insulina,
por lo que se los ha denominado "factor de tolerancia a la glucosa";
debido a esta relación con la acción de la insulina, la
ausencia de
cromo provoca una intolerancia a la glucosa, y esta ausencia provoca la
aparición de diversos problemas.
No se ha encontrado ninguna metaloproteína con
actividad
biológica que contenga cromo y por lo tanto no se ha podido
explicar cómo actúa.
Por otra parte, los compuestos de cromo en el estado de
oxidación +6 son muy oxidantes y son carcinógenos.
Abundancia y Obtención
Se obtiene cromo a partir de la cromita (FeCr2O4).
El
cromo se obtiene comercialmente calentando la cromita en presencia
de aluminio o silicio (mediante un proceso de
reducción).
Aproximadamente la mitad de la cromita se extrae de Sudáfrica.
También
se obtiene en grandes cantidades en Kazajistán, India y
Turquía.
Los depósitos aún sin explotar son abundantes,
pero
están geográficamente concentrados en Kazajistán y
el sur de África.
Aproximadamente se produjeron en el año 2000 quince
millones
de
toneladas de cromita, de la cual la mayor parte se emplea para
aleaciones (cerca de un 70%), por ejemplo para obtener ferrocromo (una
aleación de cromo y hierro, con algo de carbono). Otra parte (un
15%
aproximadamente)se emplea directamente como material refractario y, el
resto, en la industria química para obtener diferentes
compuestos de
cromo.
Se han descubierto depósitos de cromo metal, aunque son
poco
abundantes; en una mina rusa (Udachnaya) se producen muestras del
metal, en donde el ambiente reductor ha facilitado la producción
de
diamantes y cromo elemental.
Isótopos
Se encuentran tres isótopos
estables en la naturaleza: cromo-52,
cromo-53 y cromo 54. El más abundante es el cromo-52 (83,789%).
Se han
caracterizado 19 radioisótopos, siendo el más estable el
cromo-50 con
una vida media de más de 1,8 x 1017
años, seguido del cromo-51 con una vida media de 27,7025
días. El resto
tiene vidas medias de menos de 24 horas, la mayoría de menos de
un
minuto.
Precauciones
Generalmente, no se considera que el cromo metal y los compuestos
de cromo (III) sean, especialmente, un riesgo para la salud; se trata
de un elemento esencial para el ser humano, pero en altas
concentraciones resulta tóxico.
Los compuestos de cromo (VI) son tóxicos si son
ingeridos,
siendo
la dosis letal de unos pocos gramos. En niveles no letales, el Cr (VI)
es carcinógeno. La mayoría de los compuestos de cromo
(VI) irritan los
ojos, la piel y las mucosas. La exposición crónica a
compuestos de
cromo (VI) puede provocar daños permanentes en los ojos.
La Organización Mundial de la Salud (OMS) recomienda
desde
1958
una concentración máxima de 0.05 mg/litro de cromo (VI)
en el agua de
consumo. Este valor ha sido revisado haciendo nuevos estudios sobre sus
efectos en la salud, pero ha permanecido constante.
|
