Cromo
El cromo es un elemento metálico que se ubica en el grupo 6 de la tabla periódica, en un posición intermedia entre el vanadio y el manganeso. Su número atómico es el 24, posee una masa atómica igual a 51,9961, y es representado por el símbolo químico Cr, abreviatura del nombre latino Chromium.
Este metal es el 13° elemento más abundante en la corteza terrestre, comprendiendo un 0,1% de ésta. En estado natural el cromo tiende a formar compuestos minerales, los cuales generalmente son transportados por la erosión y las erupciones volcánicas. El mineral de cromo más común es la cromita.
Fue detectado por primera vez en 1766 en el plomo rojo de Siberia, sin embargo, no fue sino hasta que en 1798, Louis Vauquelin aisló al desconocido metal calentando el óxido mineral con carbón, y lo bautizó como Chromium, que deriva del griego chroma y significa color.
Tabla de contenidos
Propiedades y características
El cromo es un elemento químico catalogado como metal de transición, siendo el 4° en la tabla periódica.
La principal fuente del cromo son los yacimientos minerales de cromita. Este mineral es refinado mediante un proceso de reducción que consiste en el calentamiento de la materia prima con aluminio y silicio.
Debido a su estructura cristalina, es uno de los metales más densos que existe.
Sus puntos de fusión y ebullición son elevados.
Es el tercer elemento más duro, después del carbono (diamante) y el boro.
Los compuestos del cromo desarrollan diferentes tonalidades cromáticas, las más conocidas son las amarillentas, anaranjadas, verdosas, violetas, azuladas, rojizas y negruzcas.
Al reaccionar con cualquier elemento produce fuerte enlaces químicos.
El cromo puede afectar gravemente al cuerpo humano, provocando irritaciones cutáneas, cáncer y alergias.
Los países con mayor producción de cromo son Sudáfrica, Kazajistán, Turquía e India. De todos ellos, Sudáfrica produce cerca de la mitad del cromo del mundo.
Propiedades físicas
- Su estado de agregación ordinario es el sólido.
- Posee una densidad igual a 7140 kg/m3
- Su punto de fusión es de 1857°C.
- A la temperatura de 2672°C entra en ebullición.
- La estructura cristalina de su estado sólido se basa en una geometría cúbica centrada en el cuerpo.
- Organolépticamente, es de un color blanco brillante con tonalidades grisáceas, duro e inodoro.
- Es un metal anti-ferromagnético.
- Tiene buena conductividad eléctrica y térmica.
- En la escala de Mohs, presenta una dureza igual a 8,5.
- El cromo pulido puede reflejar el 70% del espectro electromagnético visible y el 90% del espectro infrarrojo.
Propiedades químicas
- Atómicamente, está formado por 24 protones, 24 electrones y 28 neutrones.
- Generalmente desarrolla 3 estados de oxidación: +6,+3 y +2. Aunque posee en total 10 estados.
- Es un metal con una alta resistencia a la corrosión.
- Al reaccionar con el oxígeno atmosférico produce una fina y densa capa protectora, que evita la difusión del oxígeno en el metal. Este es un proceso denominado pasivación.
- El cromo no sufre fragilidad por hidrógeno. Pero, sí sufre de fragilidad al interactuar con el nitrógeno.
- En reacciones con el agua no produce compuestos hidróxidos.
- El cromo en estado de oxidación +3 es un metal vital para el organismo, puesto que interviene en el metabolismo de lípidos.
- Los compuestos de cromo con oxidación +6 son cancerígenos y oxidantes.
Propiedades mecánicas
- En estado puro, es un metal dúctil y puede ser forjado.
- Tiene una alta resistencia a la tensión.
- Cuando está combinado con oxígeno, nitrógeno carbono o nitrógeno presenta una relativa baja capacidad para el forjado, el enrollamiento y el manejo.
Usos y aplicaciones
El 85% de la producción mundial del cromo se emplea en el forjado de aleaciones. El 15% restante se reparte en diferentes sectores industriales.
En el sector metalúrgico, el cromo juega su rol principal como componente y revestimiento (pinturas cromadas) anticorrosivo en materiales metálicos, especialmente en aquellos compuestos por acero.
La industria de materiales refractarios hace uso de la cromita para elaborar ladrillos.
En laboratorios e instalaciones de investigación, el dicromato de potasio es empleado para limpiar materiales de vidrio y en análisis volumétricos. Además, los óxidos de cromo son usados como catalizadores en reacciones químicas, como la síntesis del amoníaco.
Algunos de los óxidos de cromo más resaltantes son el óxido de cromo (VI), que sirve para preservar madera, y el dióxido de cromo es utilizado para fabricar cintas magnéticas.
La cromaticidad de los compuestos del cromo es aprovechada para crear diferentes pigmentos de velas, esmaltes, paños de lana, cerámicas, tintas, barnices, entre otros. Los compuestos más utilizados son el cromato de plomo y el óxido de cromo (III).
En el campo de la medicina, el cromo es utilizado como complemento proteico destinado a regular la concentración de insulina y el crecimiento muscular.
Dónde se encuentra
Más de la mitad del cromo mundial es extraído de la mayoría de las localidades en Sudáfrica, pero también destacan otros países como Kazajistán, Cuba, Turquía e India.
Aunque en el caso de los yacimientos ubicados en Kazajistán y el sur de África aún no han sido explotados en su totalidad por las empresas mineras.
Sin embargo, un estudio reciente destacó que, entre ambos lugares, se podían recoger aproximadamente más de 2. 000 millones de toneladas de cromo.
Su composición se encuentra a más de 5 metros de profundidad, por lo que los mineros deben hacer varios agujeros para su extracción.
Próximamente la mina rusa de Udachnaya se incluirá entre los lugares donde se extrae mayores cantidades de cromo.
Obtención
Se debe tener en cuenta que el cromo no aparece puro, su estado natural es un compuesto llamado cromita (FeCr2O4) alojadas en rocas con otros tipos de metales.
Una vez que es extraída la roca con el mineral, es sometido a un proceso denominado electrólisis con su hidróxido correspondiente.
Quién lo descubrió
El descubrimiento del cromo tiene dos partes, pues un estudio arqueológico apuntó a que el ejército de Qin de los años 210 a.C utilizó armas recubiertas en cromo pero no se sabía que se trataba de este mineral.
Pero según los historiadores, el cromo fue descubierto por el mineralogista alemán Johann Gottlob Lehmann cuando detectó entre sus minerales una roca de color anaranjada rojiza conocida como plomo rojo
de Siberia.
Sin embargo, junto a la roca se encontraba otra más delicada pero que no supo descifrar; inició estudios de prueba, pero murió al año siguiente sin obtener mayores resultados.
Lo único que dejó entre sus investigaciones, es que el mineral era muy bueno para desarrollar actividades de pinturas por la estabilidad para funcionar como pigmento de otros componentes.
Por eso, no fue sorpresa cuando se viralizaron los colores en las pinturas para casas y murales públicos con colores como amarillo cromo, obtenidos a raíz de la cromita.
No fue hasta 1797, cuando el químico Louis Nicolas Vauquelin obtuvo nuevas muestras de cromo y a través de un proceso con carbonato potásico logró la precipitación del material.
Sin embargo, las pruebas continuaron, en 1798 descubrió que podía aislar el cromo metálico si lograba calentar el óxido de carbón en polvo en conjunto con el mineral.
Este fue el momento donde el químico francés denominó al extraño metal colorido, conocido como “Cromo”, proveniente del griego que significa “color”.
Desde su descubrimiento, las actividades del cromo fueron vinculadas a las pinturas u otras aplicaciones artísticas en las decoraciones del siglo XIX.
Su auge fue tomado en cuenta en el siglo XX, cuando demostró que podía obtener cromo metálico a través de procesos de aluminotermia.
Actualmente, el cromo desempeña el 85% de las aleaciones metálicas del mundo y forma parte de la creación de otros objetos como balas y armas.