Chrom als Element - Technische Daten

Chemische Eigenschaften

Chrom ist ein metallisches Element in der 6. Nebengruppe des Periodensystems. Von Chrom existieren die natürlichen Isotope ⁵²Cr bis ⁵⁴Cr. Daneben sind noch 5 künstliche Isotope (⁴⁸Cr bis ⁵⁶Cr) mit Halbwertszeiten zwischen 3,5 Minuten und 27,8 Tagen bekannt. Chrom ist ein silberglänzendes, in reinem Zustand zähes, dehn- und schmiedbares, bei Verunreinigung mit Wasserstoff oder Sauerstoff hartes, sprödes Metall, kristallisiert in raumzentrierten Würfeln. Bei gewöhnlicher Temperatur ist Chrom chemisch außerordentlich widerstandsfähig, es oxidiert auch an feuchter Luft kaum, verbrennt erst im Sauerstoff-Gebläse und auch mit Chlor, Brom, Fluor, Schwefel, Kohlenstoff, Silicium, Bor usw. vereinigt es sich erst bei hoher Temperatur. Mäßig verdünnte Salzsäure und Schwefelsäure lösen Chrom in der Kälte langsam, in der Hitze schneller auf, dagegen wird es von Salpetersäure und oxidierenden Säuregemischen nicht angegriffen. Entsprechend seiner Stellung in der 6. Nebengruppe des Periodensystems tritt Chrom als typisches Übergangsmetall in den Oxidationsstufen 0 bis +6 auf.

Physiologie

Als Spurenelement ist Chrom essentiell und von Bedeutung für den Glucose-Stoffwechsel. Menschliches Gewebe enthält ca. 0,01 – 0,1 ppm Chrom. Der tägliche Bedarf liegt zwischen 0,05 und 0,5 mg für Erwachsene. Für Chrom ist die Spanne zwischen notwendiger und toxischer Konzentration besonders groß. Von toxikologischer Bedeutung sind nur die 6-wertigen Chrom-Verb. Besonders Chrom(VI)-oxid
(Chromsäure) und Alkalimetallchromate sind giftig und wirken als starke Oxidationsmittel ätzend auf Haut und Schleimhäute und können schlecht heilende Geschwüre sowie – bei oraler Aufnahme – Magen-Darm-Entzündungen, Durchfälle, Kollaps, Leber- und Nierenschäden u.a. verursachen. Metallisches Chrom und 3-wertige Verbindungen sind weder hautreizend noch mutagen oder cancerogen.

Vorkommen

Chrom findet sich in der Natur sowohl gediegen als auch in Form von Verbindungen. Die bekanntesten irdischen Vorkommen sind weiter oben beschrieben. Auch in Meteoriten konnte man Spuren von metallischem Chrom nachweisen. Man schätzt den Chrom-Anteil der obersten Erdkruste auf 0,020%. Chrom gehört zu den häufigeren Elementen. Das wichtigste Chromerz ist Chromit. Ein weiteres chromhaltiges Mineral ist der Krokoit.

Herstellung

Ferrochrom enthält handelsüblich 52–75% Chrom. Um reines Chrom-Metall herzustellen, wird Chromit unter Zusatz von Natriumcarbonat und ggf. Natriumhydroxid unter reichlichem Luftsauerstoffzutritt in Natriumchromate und diese durch Schwefelsäure oder CO₂ in Dichromate übergeführt. Mit Kohle werden die Dichromate zu Chrom(III)-oxid reduziert.Das Chromoxid wird anschließend auf aluminothermischem Weg in Chrom übergeführt. Das so gewonnene Chrom ist etwa 99%ig.

Verwendung

Chrom findet Verwendung als Katalysator der Ammoniak-Synthese, zur Herstellung von Chrom-Stählen, nichtrostenden Stählen, Chrom-Legierungen und zum galvanischen Verchromen. Chrom(II)-Salze sind nützliche Reduktionsmittel in der präparativen organischen Chemie , Chromate, Dichromate und CrO₃ sind wichtige Oxidationsmittel, organische Komplexe des Chrom werden als Entwickler-Farbstoffe in der Farbphotographie verwendet, und anorganische Chrom-Verbindungen dienen als Chrom-Pigmente. Chromnickelstahl ist nichtrostend, sehr hitzebeständig und schwer dehnbar. Reines Chrom wird zum Verchromen von Stahl verwendet. Chromoxid wird in der Keramikindustrie zur Herstellung von grünen Glasuren und Chromsalze in der Gerberei verwendet. Feuerfeste Steine, sogenannte Chromeisensteine, werden unter Verwendung von Chromoxiden hergestellt.

Geschichtliches

Vauquelin entdeckte das Chrom 1797 in einem sibirischen Bleierz. Der Name stammt von griech.: chroma = Farbe, weil die meisten Chrom-Verbindungen schöne Farben aufweisen.

Quellangaben

• Quelle: Römpp-Chemielexikon; 10 Auflage (1996), S. 737
• Verfasser: Hg