1 | 18 | ||||||||||||||||
H | 2 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | He | ||||||||||
Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||
Na | Mg | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | Al | Si | P | S | Cl | Ar |
K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr |
Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe |
Cs | Ba | La | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn |
Fr | Ra | Ac | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | ? | ? | ? | ? | ? | ? | |||
Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | ||||
Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr |
Cr, atomnr. 24, molvekt 51,9961 g, elektronkonfigurasjon: (Ar)+3d5-4s1, smeltepunkt 1857(+/-20) °C, kokepunkt 2672 °C, tetthet 7,18 til 7,20 g/cm3 (ved 20°C). Krom hører til gruppe 6 (6b) i det periodiske systemet, og har (1981) 15 kjente isotoper. Naturlig krom er en blanding av fire isotoper, 4,35 atom-% 50Cr, 83,79 % 52Cr, 9,50 % 53Cr og 2,36 % 54Cr. Krom har ingen natulig radioaktivitet og ingen kunstige radioisotoper av noen betydning.
HISTORIE
Etter at Antoine Lavoisier
i revolusjonsåret 1789 hadde innført den definisjonen vi bruker
idag på hva et grunnstoff er, kom det igang en systematisk leting
etter nye grunnstoffer, og grunnstoffoppdagingen skjøt etterhvert
en voldsom fart. Selv falt han som offer for revolusjonen i 1794, men det
var andre franske forskere som våget å føre videre det
han hadde satt igang. I 1797 ble krom som et av de første grunnstoffene
etter den nye definisjonen oppdaget av Louis Nicolas Vauquelin i mineralet
krokoitt, PbCrO4, som han hadde fått fra Sibir. Han klarte
selv å isolere et urent krom året etter ved å redusere
sesquioksydet, Cr2O3, med trekull. Samme året
var han råflott nok til å plukke fra hverandre en peruviansk
smaragd og fant at den grønne fargen skyldtes det nye grunnstoffet.
Navnet krom (chrome) ble foreslått av Fourcroy og Haüy, på
grunn av de fargerike forbindelsene. (gresk: 'khroma' = farge) Krom ble
ikke utnyttet i metallform i det 19. århundret, p.g.a. vanskeligheten
med å fremstille det. Men i 1898 klarte H.Goldschmidt å fremstille
karbonfritt krom da han varmet opp oksydet med aluminium. Dermed la han
grunnlaget for den aluminotermiske fremstillingen av metaller.
GEOLOGI
Krom utgjør 0,02
% av, og er det 20. hyppigste grunnstoffet i den faste, øvre jordskorpen.
Krom forekommer i mineraler for det meste som treverdig kationisk krom
og dessuten i noen få kromater. Aldri som rent krom. Det er (1975)
en hovedkomponent i ca. 30 mineraler. Dette er ganske få til et så
utbredt grunnstoff å være, men det finnes også vidt spredd
i mindre mengder i mange andre mineraler, hvor treverdig krom går
inn i stedet for jern eller aluminium. Eksempelvis er smaragd en form av
beryll, Be3Al2Si3O8, med grønn
farge som skyldes at en liten mengde krom går inn istedet for aluminium.
Rubin er en variant av korund, Al2O3, med en rød
farge grunnet spor av kromoksyd.
Kromitt eller kromjernstein, FeCr2O4, er den viktigste krommalmen. Krystalliserer kubisk, isomorft med magnetitt og spinell, brunsvart, med brun strek og metallglans, hardhet 5,5. Forekommer vanlig i kornete krystallinske masser i serpentin, bl.a. i Feragsfjellene ved Røros og flere steder i Norge. Større forekomster på Shetland, i Ungarn, Hellas, Ural og USA. Mindre forekomster i Albania, Brasil, Japan, India, Ny Caledonia, Pakistan, Iran og Madagaskar. Forekomstene ved Røros ble en periode utnyttet sterkt og malmen sendt til Trondheim hvor det var en større kromsaltfabrikk ved Leirfossen.
Også krokoitt eller rødblyerts, PbCrO4, finnes i noen mengder, f.eks. i Russland, Brasil, Ungarn, Filippinene, Arizona og Tasmania. Det er et dypt oransjerødt til gult, gjennomsiktig mineral som opptrer sekundært på enkelte malmforekomster, men ikke i Norge.
Viktige produksjonsland er Tyrkia, Russland(Ural), Sørafrika(Transvaal), Filippinene, Rhodesia og Cuba.
KJEMI
Krom er et blåhvitt,
glinsende, meget hardt og sprøtt metall, det hardeste av alle de
vanlige bruksmetallene. Metallet kan poleres til en vakker glans, og beholder
glansen på grunn av en usynlig, tynn oksydfilm som virker beskyttende.
I finfordelt form er krom ganske reaktivt, men p.g.a. oksydlaget reagerer
massivt krom lite med andre stoffer ved normal temperatur. Ved oppvarming
til flere hundre grader oksyderes det merkbart, men det skal meget høye
temperaturer til før det tar fyr og brenner til oksyd. Ved høye
temperaturer reagerer det også med andre grunnstoffer som Cl, Br,
F, S, C, Si, B m.fl. Det løser seg langsomt i tynn saltsyre og svovelsyre
ved vanlig temperatur, ved oppvarming betydelig raskere. Derimot angripes
det verken av tynn eller konsentrert salpetersyre. Salpetersyre har evnen
til å 'passivisere' krom. Slikt passivt krom er svært lite
reaktivt og løses ikke heller av tynn salt- eller svovelsyre. Årsaken
til passiviteten er ikke helt klarlagt, men det kan ha sammenheng dannelse
av et sterkere beskyttende oksyd på overflaten.
Krom opptrer i kjemiske forbindelser med oksydasjonstall fra +2 til +6, men forbindelser med +4 og +5 er relativt sjeldne og ustablie. I oksydasjonstall +3, som er det stabileste, viser krom sterke likhetstrekk med aluminium kjemisk sett. I oksydasjonstall +6 er alle de innskutte 3d-elektronene pluss det ene 4s ionisert, og et krom(VI)-ion har en ren edelgasskonfigurasjon. Men et slikt ion er bare kjent fra et fluorid, og ellers foreligger seksverdig krom bare som okso-ion, som kation i det toverdige kromyl, CrO22+ , og som anion i forskjellige kromater: vanlig kromat, CrO42-, og dikromat, Cr2O72-. Alle disse forbindelsene, inkludert kromsyre, H2CrO4, virker sterkt oksyderende.
Slik det høver seg et typisk overgangsmetall, er forbindelser med krom farget i alle oksydasjonstallvarianter. Krom utmerker seg med spesielt kraftige fargevirkninger. 2+-ionet er vakkert himmelblått. 3+ er grønt i vannfrie salter, men dypfiolett i vannløsning p.g.a. hydratisering. Det får en spesielt dyp og rik grønnfarge når det opptrer anionisk, som kromittion, CrO2-. 4+-trinnet er også grønt, fra smaragdgrønt til mørk, dyp svartgrønt. I 5+-trinnet er det kjent er pentafluorid som er ildrødt. Femverdige kromater med alkalimetaller er beskrevet som svarte til blåsvarte. I 6+-trinnet gir krom en sterk gul farge som kromat og hvis det dehydreres til dikromat en like sterk oransje farge. Med ytterligere dehydrering til tri- og tetrakromat blir fargen dypere rødt og det helt dehydrerte trioksydet har en mørk, dyp rødfarge. Også kromylionet er rødt i fargen. En reaksjon som brukes til kvalitativ bestemmelse av krom er oksydasjon av kromsyre med hydrogenperoksyd, som gir et pentoksyd med en meget intens blåfarge.
Krom er også en uhyre sterk kompleksdanner, særlig på oksydasjonstall +3, og tusenvis av forskjellige kompleksforbindelser er kjent, både med uorganiske og organiske ligander. Interessant er at visse komplekser, bl.a. med karbonyl (CO) og nitrosyl (NO) er istand til å danne stabile forbindelser hvor krom tilsynelatende har påfallende lave oksydasjonstall, helt ned til -2. Et kromkompleks som kalles glukosetoleransefaktor (GTF) spiller en rolle i stoffskiftet.
Noen viktige forbindelser:
Kaliumkromat, gule, rombiske
krystaller. Tetthet 2,732 g/cm3. Sm.p. 968,3 °C. Løses
lett både i kaldt og varmt vann, ikke i alkohol.
Blykromat (kromgult).
Gule, monokline krystaller. Tetthet 6,12 g/cm3. Sm.p. 844 °C.
Løses nesten ikke i kaldt vann, slett ikke i varmt, i eddiksyre
eller ammoniakk. Løses i syrer og baser.
Kaliumkromsulfat-dodekahydrat
(kromalun). Rødfiolette, kubiske krystaller. Tetthet 1,826 g/cm3.
Sm.p. 89 °C. Avgir vann ved videre oppvarming. Løses ganske
lett i kaldt vann, lettere i varmt. Uløselig i alkohol.
Krom(IV)oksyd. Et brunsvart
pulver. Avgir oksygen ved oppvarming til 300 °C. Uløselig i
vann. Løselig i salpetersyre. Sjeldent gode magnetiske egenskaper.
Kromylklorid. Mørk
rød væske, tetthet 1,911 g/ccm, sm.p. -96,5 °C, kok.p.
117 °C. Dekomponerer i vann og alkohol. Løses i eter og eddiksyre.
Ubestandig i lys. Reagerer med mange organiske stoffer (bl.a. hud) under
sterk varmeutvikling og ild.
Krom(III)oksyd (kromoksydgrønt).
Grønne, heksagonale krystaller. Tetthet 5,21 g/cm3. Sm.p.
2266 °C. Kok.p. 4000 °C. Uløselig i vann, syrer, baser og
alkohol.
BIOLOGI
Krom(VI)-forbindelser
som kromater, dikromater og spesielt kromsyre virker irriterende på
hud og slimhinner og kan fremkalle sår og hudbetennelser og allergier.
Innvortes er de livsfarlige, både p.g.a. oksydasjonsvirkningene og
fordi de har evnen til å gjøre proteiner uløselige
i vann. De kan også fremkalle lever og nyreskader, og kreft ved langvarig
påvirkning. Medisinsk er oksydet anvendelig som etsemiddel, bl.a.
mot vorter.
Ingen giftvirkninger er funnet hos krom(III)-ionene, som tvertimot ser ut til å være et viktig sporelement i ernæringen. Så godt som all biomasse inneholder krom. En voksen mann på 80 kg vil gå rundt med flere titalls milligram av det i seg. Kroms biologiske aktivitet ser ut til å være avhengig av insulin. Et kromkompleks som kan trekkes ut fra gjær eller grisenyrer ser ut til å være viktig i kroms biokjemi og kalles glukosetoleransefaktor (GTF). Krommangel viser seg bl.a. i dårlig glukosetoleranse og energiomsetning, skader på de store pulsårene, forstyrrelser i proteinsyntesen og et diabetesliknende syndrom. Øyensykdommer som resulterer i blindhet kan også forekomme.
Kromtilskudd kan hjelpe pasienter som har dårlig glukoseopptak, og dyreforsøk har vist at det kan forlenge levetiden for gamle individer og øke veksten hos unge. Fostervekst ser ut til å forbruke mye krom, og gravide kan ofte få mangelsymptomer.
Kromationer har evnen til å trenge igjennom veggene til røde blodlegemer og kromat laget med den radioaktive kromisotopen 51Cr, som har en halveringstid på 27,7 dager, brukes derfor til å merke røde blodlegemer i tracerstudier.
UTNYTTELSE
Hoveddelen av kroms
anvendelsesområde er metallurgisk, særlig i stål for
å gjøre det hardere og mer rustbestandig. Hardmetall inneholder
ofte 3 % krom, men for spesielt krevende bruk kan opptil det dobbelte tilsettes.
Stål som inneholder 10 % eller mer kan kalles rustfritt. I andre
legeringer brukes krom en del til å forbedre motstanden mot slitasje,
varme, korrosjon og oksydasjon, bl.a. i varmeelementer og temperaturmålere.
Forkromming gir en vakkert glansfull overflate og beskytter mot rust og
slitasje. Det brukes derfor både dekorativt og i slitasjeutsatte
konstruksjoner som f.eks. kulelagre.
Kromforbindelser brukes og har blitt brukt mye som fargestoffer. Kromgult, kromoransje, kromrødt, kromgrønt, kromoksydgrønt, Guignets grønt, samt sinkgult inneholder krom. Kromfarger er mye brukt til malerfarger og farging av glass, emalje og porselen. Vannløselige krom(III)-forbindelser brukes også i tekstilindustrien som beisemiddel. Krom(III)oksyd og sinkkromitt er brukt som katalysatorer. Bariumkromat og litiumdikromat tilsettes lukkede vannsystemer for å motvirke rust. Bariumkromat brukes også i fyrverkeri. Krom(VI)forbindelser er effektive mot sopp, og brukes bl.a. i impregnering av treverk.
Blykromat, PbCrO4, eller kromgult, brukes som malerfarge, også under navn som parisergult, kølnergult, kongegult eller sitrongult. Brukes også til farging av tapeter og papir, i boktrykk og steintrykk. Blanding med blysulfat gir forskjellige fargenyanser. En blanding med berlinerblått kalles kromgrønt.
Mineralet kromitt brukes til ovnmateriale og støpeformer i høytemperaturindustrien. Kromater og dikromater er gode oksydasjonsmidler. Kromylklorid kan både oksydere og klorere. Krom(IV)oksyd brukes til magnetmedium på lydbånd. Kromalun er mye brukt til lærgarving. Kromgarveing er raskere enn andre prosesser og gir læret større motstandsdyktighet mot vann, syre, alkalier, kulde og varme og større seighet, styrke og holdbarhet. Kromgarving gir læret en blågrønn farge hvis man ikke tilsetter andre fargemidler.
Hovedkilder:
Prof.dr.phil. Haakon
Haraldsen (Asch.konv.leks.5.utg.b.11)
Carl L.Rollinson "The
Chemistry of Chromium, Molybdenum and Tungsten" Pergamon Press 1975
CRC Handbook of Chemistry
anf Physics, 57th ed. 1976-77.
:-) LEF