|  | ||||||
0,0102 % van de aardkost (tot 16 km diepte) bestaat uit chroom; het is het 21e element in rangorde van voorkomen.
De belangrijkste mineralen zijn:
chromatiet CaCrO4 chromiet FeCr2O4 crocoïet PbCrO4
De belangrijkste wingebieden (voornamelijk van chromiet) liggen in Zuid-Afrika, Kazachstan, India, Turkije, Finland, Zimbabwe, Brazilië, Albanië, Iran, Rusland, Madagascar, de Filipijnen, Griekenland en het voormalig Joegoslavië.
De naam is afgeleid van het Griekse woord chroma, wat kleur betekent. De naam is gegeven vanwege de grote verscheidenheid aan kleuren van de chroomverbindingen.
Chroom werd in 1797 door N. L. Vauquelin ontdekt in het mineraal crocoïet, afkomstig uit Siberië. Later heeft hij, samen met A. Laugier, vastgesteld dat vrijwel alle meteorieten chroom bevatten.
In 1798 slaagde N. L. Vauquelin er in chroom te isoleren door reductie van uit crocoïet verkregen chroomtrioxide met koolstof.
Chroom wordt bereid door het chroomhoudende erts, na verrijking via diverse fysische methoden, te smelten met natriumhydroxide, waarbij natriumchromaat ontstaat. Na aanzuren en zuiveren van het daarbij gevormde dichromaat wordt dit omgezet in chroom(III)oxide, dat met aluminium wordt gereduceerd of - na oplossen in zwavelzuur - wordt gereduceerd via elektrolyse.
In gevallen waarin geen zuiver chroom is vereist, wordt via het Siemens-Martin-procédé ferrochroom gemaakt. Hierbij wordt een mengsel van ijzeroxide en chroomoxide gereduceerd met koolstof, waarbij de volgende reactie optreedt:
FeO + Cr2O3 + 4 C → Fe/2Cr + 4 CO
Er ontstaat hierbij een legering met 52 tot 75 % chroom.
Zeer zuiver chroom wordt verkregen door ontleding van chroomjodide via het Van Arkel- de Boer-proces (zie 22 - Titaan).
De wereldproductie bedraagt ongeveer 6.106 ton per jaar.
Verfraaien, beschermen
Om voorwerpen van staal, messing of ander metaal te beschermen tegen corrosie of om ze een mooi glanzend uiterlijk te geven, worden ze voorzien van een dun laagje chroom (0,2 à 0,3 mm). Voor een goede hechting wordt eerst een laagje nikkel (20 à 30 mm) aangebracht. Het laagje chroomoxide dat wordt gevormd op het metaal is ondoordringbaar voor lucht. Chroom is hard, waardoor het metaal ook redelijk beschermd wordt tegen krassen.
Staal: gereedschap, mes
Staal gelegeerd met chroom is zeer hard en corrosiebestendig. Het wordt toegepast in gereedschap en snijmateriaal, zoals scharen, messen en boren. Als voldoende chroom - veelal in combinatie met nikkel - wordt toegevoegd ontstaat roestvrij (of roestvast) staal. Roestvrij staal kent veel soorten legeringen die tussen de 12 en 25 % chroom bevatten. Bekende legeringen zijn:
- RVS INOX 18/10; roestvrij staal met 18 % chroom en 10 % nikkel.
- ferrochroom, dat 45 - 85 % chroom bevat (naast o.a. ijzer en/of nikkel) en uitermate bestand is tegen corrosie.
Bij een laag chroomgehalte bepaalt chroom de structuur van de legering; bij een hoog gehalte (> 12 %) wordt een ondoordringbaar laagje chroomoxide gevormd.
Katalysator methanolbereiding
Methanol wordt bereid uit mengsels van koolstofmonooxide of koolstofdioxide en waterstof, verkregen via de synthesegasmethode of door reactie van koolwaterstoffen met stoom:
C + H2O → CO + H2
respectievelijk:
CH4 + H2O → CO + 3 H2
CH4 + 2 H2O → CO2 + 4 H2
Uit de mengsels kan, afhankelijk van de reactieomstandigheden en de katalysator, op verschillende manieren methanol worden gemaakt.
Bij hoge temperatuur en druk (300 - 350.105 Pa, 320 - 380°C) wordt ZnO/Cr2O3 als katalysator gebruikt, bij middelhoge druk en temperatuur (100-250.105 Pa, 200 - 300°C) ZnO/CuO/Cr2O3.
Camouflageverf
In groenige camouflageverf wordt chroomoxidegroen, chroomsulfaat en/of chroomfosfaat gebruikt als pigment.
Deze pigmenten worden tevens gebruikt in kunststof, email en keramiek.
Laser
Om licht van een gewenste golflengte te verkrijgen worden laserkristallen {zoals GaP, ZnS, ZnSe, Y3Al2(AlO4)3} gedoteerd met chroom(II)verbindingen. De golflengten liggen zowel in het zichtbare als infrarode deel van het spectrum.
Geluids‑, videoband
Op banden voor geluids- of video-opnamen wordt een uiterst dunne laag zeer kleine deeltjes (ca 0,29 mm) magnetisch materiaal aangebracht. Chroom(IV)oxide (gemengd met kleine hoeveelheden Fe2O3 en Sb2O5) is één van de stoffen die hiervoor in aanmerking komt. Het is gemakkelijk te bereiden en te zuiveren en heeft zeer goede magnetische eigenschappen. Daardoor is het geschikt om banden te kopiëren bij hoge opnamesnelheden. Ook nadat een band herhaalde malen is gebruikt, behoudt deze stof de gewenste eigenschappen om te magnetiseren en te demagnetiseren.
Chroom(IV)oxide wordt ook gebruikt voor het aanbrengen van de magnetische laag op diskettes.
Toepassingen als niet-ontleedbare stof (element) of als legering:
gasturbines (deze turbines kunnen 15.000 omw/min maken bij een temperatuur van 1.000 °C. In de verbrandingskamers van de motoren van gevechtsvliegtuigen wordt zelfs een temperatuur van 1.800 °C bereikt)
katalysator bij de ammoniaksynthese
staal voor permanente magneten
scheermesjes, zagen, kogellagers (chroomstaal, tot ca. 6,2 % Cr)
verwarmingselementen (Cr 80 %, Ni 20 %)
weerstandsdraad (Cr 80 %, Ni 20 %)
Toepassingen als ontleedbare stof (verbinding):
bleekmiddel Na2Cr2O7 corrosiebescherming chromaten CrF3 corrosiebestendig materiaal Cr3C2 fotografie Ag2CrO4 K2CrO4 geneeskunde onderzoek van de rode bloedcellen en de milt Na251CrO4 opsporen van eiwitverlies in de darm 51CrCl3 en -albumine glaskleuring Cr2O3 groen kleuren van imitatie-edelsteen div. chroomverbindingen ook de groene kleur van smaragd wordt veroorzaakt door sporen
van chroomverbindingen heiblok FeCrO4 houtbescherming tegen insecten en zwammen CrO3 katalysator in de petrochemie CuCrO4 leerlooien dichromaat basisch chroomsulfaat KCr(SO4)2 chroomazijnzuur mortel, baksteen FeCr2O4 pigment geel PbCrO4 (ook met PbSO4) CaCrO4 SrCrO4 BaCrO4 zinkgeel K2O.4ZnO.Cr2O3 .3H2O in inkt
K2CrO4 K2Cr2O7 polijstmiddel Cr2O3 reinigen van laboratoriumglas chroomzwavelzuur snij-, slijp- en boorgereedschap CrB CrB2 Cr5B3 textielkleuring Cr(NO3)3 Cr(CH3COO)3 chromaten dichromaten CrOH(CH3COO)2 CrF3 toevoeging aan brandstof voor straalmotoren complexen Cr-verbindingen vuurwerk dichromaten waterdicht maken van textiel CrCl3