Cromo - (Cr)

O que é Aço Inox: é um tipo de aço contendo pelo menos 10,5% de cromo, com composição química balanceada para ter uma melhor resistência à corrosão.

• O crômio ou cromo - ambas as formas aceitas, com predileção por cromo PB no Brasil e crómio PE em Portugal - do grego χρώμα, pronunciado como "chrôma", significando cor, é um elemento químico de 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.

Características principais:

• O crômio é um metal de transição, duro, frágil, de coloração cinza semelhante ao aço. É muito resistente à corrosão. A forma oxidada hexavalente é natural no meio ambiente, enquanto que as formas 0 e 3+ são geralmente produzidas por processos industriais, principalmente na fabricação de ligas metálicas.

Seu maior estado de oxidação é +6 (hexavalente), ainda que estes compostos sejam muito oxidantes.O estado mais estável é +3 (trivalente)sob condições de redução.

Aplicações:

• Compostos de cromo são usados na produção de ferrocromo, eletroplatina, produção de pigmentos e curtimento. 

Os principais usos de cromo são no processamento metalúrgico de ferrocromo e outros produtos metalúrgicos, principalmente, aço inoxidável, e de uma maneira bem mais secundária, no processamento de refratários de tijolos de cromo e processos químicos para produzir ácidos de cromo e cromatos. 

• Cromatos são usados na oxidação de vários materiais orgânicos, na purificação de químicos, na oxidação inorgânica, e na produção de pigmentos. Uma grande porcentagem de ácido crômico é usado em revestimentos. 
• O crômio 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 quantidades acima de 11% de crômio. 
• Em processos de cromagem que é depositar sobre uma peça uma capa protetora de crômio 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 crômio 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 crômio ou em ligas metálicas. 
• No curtimento de couros é comum empregar o denominado "curtido ao crômio", sendo este o produto de maior consumo na curtição de couros e peles, consistindo em utilizar o hidroxi sulfato de crômio(III) ( Cr)(OH)( SO4 ). 
• Para preservar a madeira costuma-se utilizar substâncias químicas que se fixam a ela, protegendo-a. Entre essas substâncias, aquela usada para proteger a madeira é o óxido de crômio(VI) ( CrO3 ). 
• Quando no coríndon ( α-Al2O3 ) se substituem alguns íons de alumínio por íons de crômio, obtém-se o rubi. O rubi pode ser empregado, por exemplo, em laseres. 
• O dióxido de crômio ( CrO2 ) é usado para a produção do material magnético empregado em fitas-cassetes para gravação de som, produzindo melhores resultados do que aquelas com óxido de ferro ( Fe2O3 ), devido a sua maior coercitividade. 

História:

• Em 1761, Johann Gottlob Lehmann encontrou nos Urais (Rússia) um mineral de cor laranja avermelhada que denominou de "chumbo vermelho da Sibéria". Esse mineral era a crocoíta (PbCrO4), e acreditou-se, na época, que era um composto de chumbo com selênio e ferro.

Em 1770, Peter Simon Pallas escavou no mesmo lugar e encontrou o mineral, verificando ser muito útil, devido às suas propriedades, como pigmento, em pinturas. Essa aplicação como pigmento difundiu-se rapidamente.

• Em 1797, Louis Nicolas Vauquelin recebeu amostras desse material. Foi capaz de, a partir dele, produzir o óxido de crômio (CrO3) misturando crocoíta com ácido clorídrico ( HCl ).

Em 1798, descobriu que se podia isolar o crômio aquecendo o óxido em um forno de carvão. Também pôde detectar traços de crômio em pedras preciosas, como por exemplo, em rubis e esmeraldas. Denominou o elemento de crômio (do grego "chroma", que significa "cor"). devido às diferentes colorações que apresentam os compostos desse elemento.

• O crômio 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 crômio consumido é utilizado em ligas metálicas.

Compostos:

• O cromo, por mais que seja um mineral essencial ao homem, também pode ser tóxico, isso depende da forma como ele é encontrado, ou seja, sua forma de oxidação. 

As formas oxidadas encontradas são: 

• Cromo (0), 
• Cromo (III) e 
• Cromo (VI).

O Cromo (III) é natural no meio ambiente, o cromo (VI) e cromo (0) são geralmente produzidos por processos industriais, principalmente, na fabricação de ligas metálicas.

• O estado trivalente (Cr^(3+)) é a forma mais estável sob condições de redução. O cromo na sua forma hexavalente representa o estado mais estável do elemento depois do trivalente. O óxido de cromo VI tem caráter ácido e dele deriva o ácido crômico originando ácidos policrômicos .

O dicromato de potássio, 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 crômio" ( óxido de crômio) é um pigmento empregado em pinturas esmaltadas e na coloração de . O "amarelo de crômio" 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 crômio, CrO3, que deveria ser o anidrido do ácido crômico, é vendido comercialmente como "ácido crômico". O dicromato de amônio, é o principal material que é expelido dos vulcões em erupção. É um sólido alaranjado.

Papel biológico:

• Em princípio, se considera o crômio (em seu estado de oxidação +3) um elemento químico essencial, ainda que não se conheça com exatidão suas funções. Parece participar do metabolismo dos lipídios e dos hidratos de carbono, assim como em outras funções biológicas.

Tem-se observado que alguns dos complexos do crômio parecem participar da potencialização da ação da insulina, sendo, por isso, denominado de "fator de tolerância à glicose", devido à relação com a atuação da insulina. A ausência de crômio provoca intolerância à glicose e, como consequência, o aparecimento de diversos distúrbios. Até hoje não foi encontrada nenhuma metaloproteína com atividade biológica que contenha crômio, por isso ainda não se pode explicar como atua.

• Sua carência nos seres humanos pode causar ansiedade, fadiga e problemas de crescimento. Em contraposição, seu excesso (em nível de nutriente) pode causar dermatites, úlcera, problemas renais e hepáticos. 

Por outro lado, os compostos de crômio no estado de oxidação +6 são muito oxidantes e são cancerígenos, com altos riscos de câncer de pulmão e nasossinusal, principalmente em pessoas frequentemente expostas. Entretanto, não há casos comprovados de câncer para a exposição ao cromo metálico sozinho.

• O sistema respiratório absorve rapidamente a forma oxidada hexavalente, proveniente de soldagens e aerossóis, podendo acarretar em efeitos adversos ao próprio sistema respiratório, mucosas e pele, além de também exercer efeito negativo, em menor grau, nos rins humanos. Dentre as formas oxidadas,a trivalente é a menos tóxica.

Abundância e obtenção:

• Níveis naturais em águas não-contaminadas variam entre 1 µg a alguns µg/litro. A concentração do cromo nas rochas varia de 5 mg/kg (rochas graníticas) a 1800 mg/kg (rochas ultramáficas/básicas). 

Os depósitos mais importantes de cromo na Terra possuem esse elemento no estado elementar ou na forma trivalente. 

• Na maioria dos solos, o cromo ocorre em baixas concentrações (2 - 60 mg/kg), mas valores de aproximadamente 4 g/kg já foram vistos em solos não-contaminados. Quase todo o cromo hexavalente do ambiente se origina de atividades antrópicas. É derivado da oxidação industrial de depósitos de cromo e da combustão de combustíveis fósseis, madeira e papel.

Obtém-se crômio a partir da cromita (FeCr2O4). O crômio é obtido comercialmente aquecendo a cromita em presença de alumínio ou silício mediante o processo de redução. Aproximadamente metade da produção mundial de cromita é extraída na África do Sul. Também obtém-se em grandes quantidades no Cazaquistão, Índia e Turquia.Os depósitos ainda não explorados são abundantes, porém estão concentrados no Cazaquistão e no sul da África.

• Em 2000 foram produzidas aproximadamente 15 milhões de toneladas de cromita, da qual a maior parte destina-se ao uso em ligas metálicas (cerca de 70%) como, por exemplo, para a obtenção do ferrocromo, que é uma liga metálica de crômio e ferro, com um pouco de carbono. Outra parte (cerca de 15% aproximadamente) emprega-se diretamente como material refratário e o restante, na indústria química para a obtenção de diferentes compostos de crômio.

Foram descobertos alguns depósitos de crômio metálico, embora de pequenas quantidades. Numa mina russa (Udachnaya) produzem-se amostras do metal, devido ao ambiente redutor, que facilita a produção de diamantes e crômio elementar.

Isótopos:

• São encontrados três isótopos estáveis na natureza: crômio-52, crômio-53 e crômio-54. O mais abundante é o crômio-52 (83,789%). Estão caracterizados 19 radioisótopos, sendo o mais estável o crômio-50 com meia-vida superior a 1,8 x 1017 anos, seguido do crômio-51 com meia-vida de 27,7025 dias. Os demais têm meia-vida de menos de 24 horas, e, dentre esses, a maioria com menos de um minuto. Esse elemento também tem dois meta-estados.

O crômio-53 é um produto do decaimento radioativo do manganês-53. Os conteúdos isotópicos no crômio estão relacionados com os do manganês, o que se aplica em geologia. As relações isotópicas de Mn-Cr reforçam a evidência de alumínio-26 e paládio-107 na origem do sistema solar. 

• As variações nas relações de crômio-53/crômio-52 e Mn/Cr em alguns meteoritos indicam uma relação inicial de 53Mn/55Mn, sugerindo que as relações isotópicas Mn-Cr resultam do decaimento in situ de 53Mn em corpos planetários diferenciados. Portanto, o 53Cr fornece evidência adicional de processos nucleossintéticos anteriores à formação do sistema solar.

O peso atômico dos isótopos do crômio varia de 43 u (crômio-43) até 67 u (crômio-67). O principal modo de decaimento antes do isótopo estável mais abundante, o crômio-52, é a captura eletrônica, enquanto que, nos posteriores a aquele, é a desintegração beta.

Precauções:

• Geralmente, não se considera que o crômio metálico e os compostos de crômio(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 crômio(VI) são tóxicos quando ingeridos, sendo a dose letal de alguns gramas. Em níveis não letais, o crômio(VI) (crômio hexavalente) é altamente carcinógeno. A maioria dos compostos de crômio(VI) irritam os olhos, a pele e as mucosas. A exposição crônica a compostos de crômio(VI) pode provocar danos permanentes nos olhos.

• A Organização Mundial da Saúde ( OMS ) recomenda desde 1958 uma concentração máxima de 0.05 mg/litro de crômio(VI) na água de consumo. Este valor está sendo revisado, havendo novos estudos sobre os seus efeitos a saúde.

Aço Inoxidável