Cromul și Mediul Înconjurător

1.INTRODUCERE

1.1.Istoric

Cromul a fost descoperit în anul 1797 de Nicolas Vanqelin.Denumirea sa provine de la cuvântul grecesc cromos ( culoare) ,deoarece acest metal formează combinaţii multicolore.Într-un clasament al abundenţei elementelor chimice în scoarţa pământului,cromul este al ,continentală,roci vulcanice bazaltice,roci vulcanice granitice,argile,cărbuni,oceane,râuri şi corpul omenesc. În natură cromul se găseşte doar sub formă de combinaţii.Cel mai des ,cromul poate fi întâlnit în minereuri sub formă de cromit ,ţările cele mai bogate în acest tip de,zăcămintefiind:AfricadeSud,Rusia,Turcia,SUA,Zimbawe,Madagascar,Cuba,Brazilia,Japonia,Rhodezia,Finlanda,India,Pakistan,Iran. Mai rar întâlnite sunt zăcămintele de crom în care acesta se găseşte sub formă de crococit ( PbCrO4),acestea întâlnindu-se în Rusia,Brazilia,SUA,Tasmania.Foarte rar cromul se găseşte sub formă de magnocromit (FeMgCr2O4) sau de picotit (FeMg(CrAl)2O4.

1.2.Proprietăţile fizico-chimice ale cromului

Cromul este un element situat în grupa VI B ,perioada a 4-a,grupă din care mai fac parte molibdenul şi Wolframul.El face parte din prima serie a metalelor tranziţionale de tip d Sub denumirea de metale tranziţionale de tip d sunt cuprinse elementele cu caracter metalic caracterizate printr-un nivel d parţial ocupat cu electroni.La crom se constată alunecarea unui electron ns în ( n-1)d pentru semicompletarea electronilor d Datorită apartenenţei cromului la clasa metalelor cracteristice,prin care acestea se deosebesc de compuşii analogi ai metalelor reprezentative.Dintre proprietăţile combinaţiilor cromului care pot fi corelate direct cu numărul electronilor d poate fi menţinută,spre exemplu,culoarea acestora.Corelaţia între culoarea combinaţiilor cromului şi ocuparea parţială cu electroni a nivelului d,este evidentă Dacă ionii care nu conţin nici un electron d sau ionii cu nivel d complet ocupat formează combinaţii incolore,ionii cromului,precum şi alţi ioni cu nivel d parţial ocupat,formează combinaţii colorate.

Apariţia absorbţiei în domeniul vizibil este o consecinţă a efectului câmpului exercitat de vecinătatea ionului metalic asupra nivelelor lui energetice.

Una din cele mai importante caracteristici ale cromului,din punct de vedere chimic,este proprietatea sa de a putea exista la mai multe stări de oxidare.Acest lucru este o consecinţă a faptului că acest metal are în mod obişnuit mai mulţi electroni în orbitali diferiţi ,de energii comparabile.Prin urmare cromul are posibilitatea de a participa cu un număr variabil de electroni la interacţiunile chimice.Starea de oxidare maximă este cea corespunzătoare numărului total de electroni de pe straturile 3d şi 4s ,adică +6 ,întâlnită cel mai frecvent în combinaţii de genul oxoanionilor.Starea de oxidare minimă a cromului este –4.Dacă stările de oxidare inferioare se caracterizează printr-un caracter bazic ,celor superioare le corespunde un caracter acid ,iar starea tetravalentă prezintă un caracter amfoter.Cromul, ( Cr ), element chimic cu caracter metalic, din grupa a Vl-a secundara Z 24, masa atomica 51,996, structura invelisului electronic exterior 3d54s, valenta II III, IV, V, VI.

Metal alb, lucios, denitatea 7,2 [kg/dm3], punct topire l 890° C, punct fierbere 2480° C, in stare pura este maleabil, ductil si tenace.

In lucrarile efectuate pentru determinarea cromului, Vanquelin s-a folosit de probe dintr-un mineral al cromului si plumbului numit crocoit si care in realitate era cromat de plumb (CrO4Pb). Acest mineral, de culoare rosietica, fusese identificat in anul 1762, in Siberia. A primit numele de crocoit de la cuvintul grecesc crocos, care inseamna scortisoara (pe baza asemanarii de culori). Analizind crocoitul, Vanquelin a obtinut un precipitat greu de plumb si o solutie de culoare galbena de acid cromic. Prin incalzirea acidului cromic cu carbune, Vanquelin a obtinut primele cantitati de crom.

Mai târziu, fizicianul francez A. E. Becquerel, in 1843, reuseste sa obtina crom metalic, pe cale electrolitica, iar in 1898, Goldschmit il obtine prin metoda aluminotermica.

Cromul este un metal destul de raspindit in scoarta pamintului dar numai sub forma de combinatii chimice, clarkul sau avind valoarea de 0,033%.

1.3 Obţinerea cromului

Cele mai importante minereuri utilizate la extragerea cromului sint : cromit (oxid de crom si fier — FeO - Cr 2O3) , crocoitul (cromat de plumb — Pb CrO4), magnocromit sau oxid de fier, crom si magneziu — (Fe - Mg) Cr 2O4 si picotit sau oxid de fier, crom, magneziu si aluminiu — (Fe - Mg) (Cr - Al)2O4.

Minereul de baza folosit la extragerea cromului este cromitul si in metalurgia cromului se disting doua etape mai importante si anume : fabricarea oxidului de crom si obtinerea cromului metalic. In vederea fabricarii oxidului de crom se procedeaza mai intii la topirea cromitului in amestec cu carbonat de potasiu, operatie care se face intr-un cuptor cu reverberatie. In jectind, in baie, oxigen se formeaza cromat de potasiu, oxid de fier si bioxid de carbon, potrivit reactiei:

2 FeCrO4 + 4 K2CO3 + 3,5 O2 = 4 K2CrO4 + Fe2O3 + 4 CO2.

Dupa racire, topitura rezultata se dizolva in apa fierbinte, in autoclava, separindu-se de reziduul insolubil, format din oxidul de fier. Solutia obtinuta se trateaza cu acid sulfuric, din care bicromatul de potasiu precipita sub forma de cristale solide. Prin reducerea bicromatului de potasiu, in stare topita, cu sulf rezulta oxidul de crom, pe baza reactiei:

K 2Cr2O7 + S = Cr 2O3 + SO 4K2.