chróm

Chrom (lat. Chromium) ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Cr und der Protonenzahl 24.

Geschichte
1761 entdeckte Johann Gottlob Lehmann im Ural orangerotes Bleichromat (PbCrO4), das er Rotes Bleierz nannte. Er identifizierte es als eine Blei-Eisen-Selen-Verbindung und somit blieb Chrom unentdeckt.

Im Jahr 1770 fand Peter Simon Pallas an derselben Stelle ein rotes Bleimineral, das er nach seiner roten Farbe Krokoit (von griech. krokos, Safran) nannte. Die Verwendung von rotem Bleistab als gefärbter Ton nahm rasch zu. Ein leuchtend gelbes Pigment aus Krokoit namens Chromgelb kam in Mode. Viele erinnern sich an ihn als die gelbe Post.

Im Jahr 1797 gewann Louis Nicolas Vauquelin Chromoxid (Cr2O3) aus Krokoit und Salzsäure. 1798 stellte er unreines elementares Chrom her, indem er Chromoxid mit Holzkohle reduzierte. Dieses neu isolierte Element erhielt aufgrund der vielen Farben seiner Salze den Namen Chrom (vom griechischen chroma, Farbe). Spuren des neuen Elements wurden von Vauquelin auch in Edelsteinen wie Rubin und Smaragd nachgewiesen. Im 19. Jahrhundert wurden vor allem Chromverbindungen als Farbstoffe verwendet. Am Ende des 20. Jahrhunderts werden Chrom und seine Verbindungen hauptsächlich zur Herstellung korrosionsbeständiger und hitzebeständiger Legierungen verwendet.

Auftreten
Chrom wurde fast ausschließlich als Chromit (FeCr2O4) oder selten als Chromiferid an der Oberfläche oder nur in geringer Tiefe abgebaut. Chrommetall wird durch Reduktion dieses Erzes mit Aluminium oder Silizium gewonnen.

Südafrika liefert etwa die Hälfte des weltweiten Chromitverbrauchs. Erwähnenswert sind auch Länder wie Kasachstan, Indien und die Türkei.

Im Jahr 2000 wurden rund 15 Millionen Tonnen Chromerz auf den Markt gebracht. Es lieferte 4 Millionen Ferrochrom mit einem Marktwert von 2,5 Milliarden US-Dollar. Metallisches Chrom kommt in Lagerstätten selten vor. Ein solches Vorkommen ist die Udatschnaja-Mine in Russland, wo Kimberlit-Diatrem abgebaut wird. In der reduzierten Grundmasse dieses Kimberlits finden sich Diamanten und metallisches Chrom, das offenbar aus einem tieferen Teil des Erdmantels stammt.

Erwerb
Das gelieferte Chromerz wird von den Abraumhalden getrennt. Im zweiten Schritt erfolgt die oxidative Fusion unter Hitze zum Dichromat. Anschließend wird es durch Kohlenstoff zu Chromoxid und durch Aluminium zu elementarem Chrom reduziert. Chrom kann nicht durch Reduktion mit Kohlenstoff aus Oxiderzen gewonnen werden, da Chromcarbid entsteht. Reines Chrom wird durch Elektrolyse von Cr3+-Ionen aus einer Schwefelsäurelösung hergestellt. Die entsprechenden Verbindungen werden durch Auflösen von Chromoxid oder Ferrochrom in Schwefelsäure hergestellt. Als Ausgangsmaterial erfordert Ferrochrom naturgemäß die vorherige Entfernung von Eisen.

Extrem reines Chrom wird durch zusätzliche Reinigungsschritte nach der Van-Arkel-de-Boer-Methode nach van Arkel und de Boer hergestellt.

Ferrochrom wird durch Reduktion von Chromit in einem Lichtbogenofen bei 2.800 °C hergestellt.

Merkmale
Chrom ist ein stahlähnliches, nicht korrodierendes und nicht oxidierendes Hartmetall, das im Grundzustand zäh, formbar und formbar ist.

Die üblichen Oxidationsstufen von Chrom sind +2, +3 und +6, wobei +3 die stabilste ist. In der Oxidationsstufe +6 ist es ein starkes, aber auch giftiges Oxidationsmittel.

Die Verwendung
Chrom und seine Verbindungen werden auf vielfältige Weise eingesetzt:

Hartverchromung
Galvanisches Auftragen einer bis zu 500 µm (0,5 mm) dicken abrieb- und rostbeständigen Schicht direkt auf Stahl, Gusseisen, Kupfer, ... Auch Aluminium kann nach Aufbringen der Zwischenschicht verchromt werden (hartverchromte Aluminiumzylinder). in Motoren).
Dekorative Verchromung.
Galvanisieren einer weniger als 1 µm (0,001 mm) dicken Cr-Schicht für dekorative Zwecke mit einer korrosionsbeständigen Zwischenschicht aus Nickel oder Nickel-Kupfer. Sehr oft werden auch Teile aus Kunststoff verchromt.
Legierung aus rostfreien und hitzebeständigen Edelstählen und Nichteisenlegierungen.
als Katalysator
als Chromit bei der Herstellung von Formen zum Brennen von Ziegeln
Glasfärbe- oder Malpigmente.
CrIII-Verbindungen färben das Glas smaragdgrün, CrVI-Verbindungen gelb (Zinkgelb).
Beschränkung
Die RoHS-Richtlinie schränkt die Verwendung von sechswertigem Chrom und fünf weiteren Stoffen (Cadmium, Blei, Quecksilber, polybromierte Biphenyle (PBB) und polybromierte Diphenylether (PBDE) bei der Herstellung von Elektro- und Elektronikgeräten ein, die in großen Mengen auf Mülldeponien landen Beitrag zum Schutz der menschlichen Gesundheit und der Umwelt. Die Beschränkung gilt daher nicht für langlebige Industrie-, Telekommunikations-, medizinische, wissenschaftliche usw. Geräte, die in kleinen Mengen hergestellt werden und bei denen davon ausgegangen werden kann, dass sie nicht auf der Mülldeponie landen. [1]: