Cromo

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Cromo,  24 Cr
Cristais de cromo e cubo de 1cm3.jpg
Cromo
Aparênciametálico prateado
Peso atômico padrão A r, std (Cr) 51,9961 (6) [1]
Cromo na tabela periódica
Hidrogênio Hélio
Lítio Berílio Boro Carbono Azoto Oxigênio Flúor Néon
Sódio Magnésio Alumínio Silício Fósforo Enxofre Cloro Argônio
Potássio Cálcio Escândio Titânio Vanádio Cromo Manganês Ferro Cobalto Níquel Cobre Zinco Gálio Germânio Arsênico Selênio Bromo Krypton
Rubídio Estrôncio Ítrio Zircônio Nióbio Molibdênio Tecnécio Rutênio Ródio Paládio Prata Cádmio Índio Lata Antimônio Telúrio Iodo Xenon
Césio Bário Lantânio Cério Praseodímio Neodímio Promécio Samário Europium Gadolínio Térbio Disprósio Holmium Erbium Túlio Itérbio Lutécio Háfnio Tântalo Tungstênio Rênio Ósmio Iridium Platina Ouro Mercúrio (elemento) Tálio Liderar Bismuto Polônio Astatine Radon
Francium Rádio Actínio Tório Protactínio Urânio Neptúnio Plutônio Americium Curium Berquélio Californium Einsteinium Fermium Mendelévio Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seabórgio Bohrium Hassium Meitnerium Darmstádio Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson
-
↑
Cr
↓
Mo
vanádio ← cromo → manganês
Número atômico ( Z )24
Grupogrupo 6
Períodoperíodo 4
Bloquear  bloco d
Configuração de elétron[ Ar ] 3d 5 4s 1
Elétrons por camada2, 8, 13, 1
Propriedades físicas
Fase em  STPsólido
Ponto de fusão2180  K (1907 ° C, 3465 ° F)
Ponto de ebulição2944 K (2671 ° C, 4840 ° F)
Densidade (próximo à  rt )7,19 g / cm 3
quando líquido (em  mp )6,3 g / cm 3
Calor de fusão21,0  kJ / mol
Calor da vaporização347 kJ / mol
Capacidade de calor molar23,35 J / (mol · K)
Pressão de vapor
P  (Pa) 1 10 100 1 mil 10 k 100 k
em  T  (K) 1656 1807 1991 2223 2530 2942
Propriedades atômicas
Estados de oxidação−4, −2, −1, 0, +1, +2 , +3 , +4, +5, +6 (dependendo do estado de oxidação, um óxido ácido, básico ou anfotérico )
Eletro-negatividadeEscala de Pauling: 1,66
Energias de ionização
  • 1o: 652,9 kJ / mol
  • 2º: 1590,6 kJ / mol
  • 3o: 2987 kJ / mol
  • ( mais )
Raio atômicoempírico: 128  pm
Raio covalente139 ± 17h
Linhas de cores em uma faixa espectral
Linhas espectrais de cromo
Outras propriedades
Ocorrência naturalprimordial
Estrutura de cristalcúbica de corpo centrado (BCC)
Estrutura de cristal cúbico centrado no corpo para cromo
Velocidade do som haste fina5940 m / s (a 20 ° C)
Expansão térmica4,9 µm / (m⋅K) (a 25 ° C)
Condutividade térmica93,9 W / (m⋅K)
Resistividade elétrica125 nΩ⋅m (a 20 ° C)
Ordenação magnéticaantiferromagnético (em vez: SDW ) [2]
Suscetibilidade magnética molar+280,0 × 10 −6  cm 3 / mol (273 K) [3]
Módulo de Young279 GPa
Módulo de cisalhamento115 GPa
Módulo de massa160 GPa
Coeficiente de Poisson0,21
Dureza de Mohs8,5
Dureza Vickers1060 MPa
Dureza Brinell687-6500 MPa
Número CAS7440-47-3
História
Descoberta e primeiro isolamentoLouis Nicolas Vauquelin (1794, 1797)
Principais isótopos de cromo
Isótopo Abundância Meia-vida ( t 1/2 ) Modo de decaimento produtos
50 Cr 4,345% estábulo
51 Cr syn 27,7025 d ε 51 V
γ -
52 Cr 83,789% estábulo
53 Cr 9,501% estábulo
54 Cr 2,365% estábulo
Categoria Categoria: cromo
| referências

O cromo é um elemento químico com o símbolo Cr e número atômico 24. É o primeiro elemento do grupo 6 . É um metal de transição cinza metálico , lustroso , duro e quebradiço . [4] O cromo é o principal aditivo no aço inoxidável , ao qual agrega propriedades anticorrosivas. O cromo também é altamente valorizado como um metal que pode ser altamente polido enquanto resiste ao embaciamento . O cromo polido reflete quase 70% do espectro visível e quase 90% da luz infravermelha .[5] O nome do elemento é derivado dapalavra grega χρῶμα, chrōma , que significa cor , [6] porque muitos compostos de cromo são intensamente coloridos.

O cromo metálico é valorizado por sua alta resistência à corrosão e dureza . Um grande desenvolvimento na produção de aço foi a descoberta de que o aço poderia se tornar altamente resistente à corrosão e descoloração pela adição de cromo metálico para formar o aço inoxidável . O aço inoxidável e o cromo ( galvanoplastia com cromo), juntos, representam 85% do uso comercial.

Produção industrial de produtos de cromo a partir do minério de cromita (principalmente FeCr 2 O 4 ) para a produção de ferrocromio , uma liga de ferro-cromo, por meio de reações aluminotérmicas ou silicotérmicas . O ferrocromio é então usado para produzir ligas como o aço inoxidável. O cromo metálico puro é produzido por um processo diferente: torrefação e lixiviação da cromita para separá-la do ferro, seguida pela redução com carbono e depois com alumínio .

Nos Estados Unidos, o íon cromo trivalente (Cr (III)) é considerado um nutriente essencial em humanos para o metabolismo da insulina , do açúcar e dos lipídios . [7] No entanto, em 2014, a Autoridade Europeia para a Segurança dos Alimentos , agindo em nome da União Europeia, concluiu que não havia provas suficientes para que o cromo fosse reconhecido como essencial. [8]

Enquanto o cromo metálico e os íons Cr (III) são considerados não tóxicos, o cromo hexavalente , Cr (VI), é tóxico e cancerígeno . Os locais de produção de cromo abandonados geralmente exigem limpeza ambiental . [9]

Propriedades físicas

Atômico

O cromo é o quarto metal de transição encontrado na tabela periódica e tem uma configuração eletrônica de [ Ar ] 3d 5 4s 1 . É também o primeiro elemento na tabela periódica cuja configuração eletrônica do estado fundamental viola o princípio de Aufbau . Isso ocorre novamente mais tarde na tabela periódica com outros elementos e suas configurações eletrônicas, como cobre , nióbio e molibdênio . [10]Isso ocorre porque os elétrons no mesmo orbital se repelem devido às suas cargas semelhantes. Nos elementos anteriores, o custo energético de promover um elétron para o próximo nível de energia superior é muito grande para compensar aquele liberado pela redução da repulsão intereletrônica. No entanto, nos metais de transição 3d, a lacuna de energia entre o 3d e a subcamada 4s imediatamente superior é muito pequena e, como a subcamada 3d é mais compacta que a subcamada 4s, a repulsão inter-elétron é menor entre os elétrons 4s do que entre 3d elétrons. Isso diminui o custo energético da promoção e aumenta a energia liberada por ela, de modo que a promoção se torna energeticamente viável e um ou mesmo dois elétrons são sempre promovidos ao subcamada 4s. (Promoções semelhantes acontecem para cada átomo de metal de transição, exceto um, paládio.) [11]

O cromo é o primeiro elemento da série 3d onde os elétrons 3d começam a afundar no núcleo ; assim, contribuem menos para a ligação metálica e, portanto, os pontos de fusão e ebulição e a entalpia de atomização do cromo são menores do que os do elemento vanádio precedente . O cromo (VI) é um forte agente oxidante em contraste com os óxidos de molibdênio (VI) e tungstênio (VI). [12]

Em massa

Amostra de metal cromo puro

O cromo é extremamente duro e é o terceiro elemento mais duro atrás do carbono ( diamante ) e do boro . Sua dureza de Mohs é 8,5, o que significa que ele pode riscar amostras de quartzo e topázio , mas pode ser arranhado por corindo . O cromo é altamente resistente ao embaciamento , o que o torna útil como um metal que preserva sua camada mais externa da corrosão , ao contrário de outros metais como cobre , magnésio e alumínio .

O cromo tem um ponto de fusão de 1907 ° C (3465 ° F), que é relativamente baixo em comparação com a maioria dos metais de transição. No entanto, ainda tem o segundo ponto de fusão mais alto de todos os elementos do Período 4 , sendo encimado pelo vanádio em 3 ° C (5 ° F) a 1910 ° C (3470 ° F). O ponto de ebulição de 2671 ° C (4840 ° F), no entanto, é comparativamente mais baixo, tendo o terceiro ponto de ebulição mais baixo dos metais de transição do Período 4 sozinho, atrás do manganês e do zinco . [nota 1] A resistividade elétrica do cromo a 20 ° C é 125 nanoohm - metros .

O cromo tem uma alta reflexão especular em comparação com outros metais de transição. No infravermelho , a 425 μm , o cromo tem uma refletância máxima de cerca de 72%, reduzindo a um mínimo de 62% a 750 μm antes de aumentar novamente para 90% a 4000 μm. [5] Quando o cromo é usado em ligas de aço inoxidável e polido , a reflexão especular diminui com a inclusão de metais adicionais, mas ainda é alta em comparação com outras ligas. Entre 40% e 60% do espectro visível é refletido no aço inoxidável polido. [5] A explicação de por que o cromo exibe uma participação tão alta de fótons refletidosondas em geral, especialmente 90% no infravermelho, podem ser atribuídas às propriedades magnéticas do cromo. [13] O cromo tem propriedades magnéticas únicas - o cromo é o único sólido elementar que mostra ordem antiferromagnética em temperatura ambiente e abaixo. Acima de 38 ° C, sua ordem magnética torna-se paramagnética . [2] As propriedades antiferromagnéticas, que fazem com que os átomos de cromo temporariamente se ionizem e se liguem a si mesmos, estão presentes porque as propriedades magnéticas da cúbica centrada no corpo são desproporcionais à periodicidade da rede . Isso se deve aos momentos magnéticos nos cantos do cubo e aos centros desiguais, mas antiparalelos, do cubo. [13]A partir daqui, a permissividade relativa dependente da frequência do cromo, derivada das equações de Maxwell e da antiferromagnetividade do cromo , deixa o cromo com uma alta refletância de luz infravermelha e visível. [14]

Passivação

O metal de cromo que permanece no ar é passivado - forma uma fina camada protetora de óxido na superfície. Esta camada tem uma estrutura espinélica com algumas camadas atômicas de espessura; é muito denso e inibe a difusão do oxigênio no metal subjacente. Em contraste, o ferro forma um óxido mais poroso através do qual o oxigênio pode migrar, causando ferrugem contínua . [15] A passivação pode ser aumentada por contato curto com ácidos oxidantes como o ácido nítrico . O cromo passivado é estável contra ácidos. A passivação pode ser removida com um forte agente redutor que destrói a camada protetora de óxido no metal. O cromo metálico tratado dessa maneira se dissolve prontamente em ácidos fracos.[16]

O cromo, ao contrário do ferro e do níquel, não sofre fragilização por hidrogênio . No entanto, ele sofre de fragilização por nitrogênio , reagindo com o nitrogênio do ar e formando nitretos quebradiços nas altas temperaturas necessárias para trabalhar as peças de metal. [17]

Isótopos

O cromo de ocorrência natural é composto por três isótopos estáveis ; 52 Cr, 53 Cr e 54 Cr, sendo 52 Cr o mais abundante (83,789% abundância natural ). Foram caracterizados 19 radioisótopos , sendo o mais estável 50 Cr com meia-vida de (mais de) 1,8 × 10 17 anos e 51 Cr com meia-vida de 27,7 dias. Todos os demais isótopos radioativos têm meia-vida inferior a 24 horas e a maioria inferior a 1 minuto. O cromo também tem dois isômeros nucleares metaestáveis . [18]

53 Cr é o produto de decaimento radiogênico de 53 Mn (meia-vida = 3,74 milhões de anos). [19] Isótopos de cromo são normalmente colocados (e combinados) com isótopos de manganês . Esta circunstância é útil em geologia de isótopos . As razões de isótopos de cromo-manganês reforçam as evidências de 26 Al e 107 Pd sobre a história inicial do Sistema Solar . Variações nas razões 53 Cr / 52 Cr e Mn / Cr de vários meteoritos indicam um 53 Mn / 55 inicialA razão de Mn que sugere que a composição isotópica Mn-Cr deve resultar do decaimento in-situ de 53 Mn em corpos planetários diferenciados. Conseqüentemente, 53 Cr fornece evidências adicionais para processos nucleossintéticos imediatamente antes da coalescência do Sistema Solar. [20]

Os isótopos do cromo variam em massa atômica de 43  u ( 43 Cr) a 67 u ( 67 Cr). O modo de decaimento primário antes do isótopo estável mais abundante, 52 Cr, é a captura de elétrons e o modo primário depois é o decaimento beta . [18] 53 Cr foi postulado como um proxy para a concentração de oxigênio atmosférico. [21]

Química e compostos

O diagrama de Pourbaix para cromo em água pura, ácido perclórico ou hidróxido de sódio [22] [23]

O cromo é membro do grupo 6 , dos metais de transição . Os estados +3 e +6 ocorrem mais comumente dentro dos compostos de cromo, seguidos por +2; cargas de +1, +4 e +5 para o cromo são raras, mas existem ocasionalmente. [24] [25]

Estados de oxidação comum


Estados de oxidação [nota 2] [25]
−4 (d 10 ) Na 4 [Cr (CO) 4 ] [26]
-2 (d 8 ) N / D
2[Cr (CO)
5]
-1 (d 7 ) N / D
2[Cr
2(CO)
10]
0 (d 6 ) Cr (C
6H
6)
2
+1 (d 5 ) K
3[Cr (CN)
5NÃO]
+2 (d 4 ) CrCl
2
+3 (d 3 ) CrCl
3
+4 (d 2 ) K
2CrF
6
+5 (d 1 ) K
3CrO
8
+6 (d 0 ) K
2CrO
4

Cromo (0)

Muitos complexos Cr (0) são conhecidos. Bis (benzeno) cromo e hexacarbonil de cromo são destaques na química organocromática .

Crómio (II)

Carboneto de cromo (II) (Cr 3 C 2 )

Os compostos de cromo (II) são incomuns, em parte porque oxidam prontamente em derivados de cromo (III) no ar. Cloreto de cromo (II) estável à água CrCl
2que pode ser feito reduzindo o cloreto de cromo (III) com zinco. A solução azul brilhante resultante criada a partir da dissolução do cloreto de cromo (II) é estável em pH neutro . [16] Alguns outros compostos notáveis ​​de cromo (II) incluem óxido de cromo (II) CrO e sulfato de cromo (II) CrSO
4. Muitos carboxilatos de cromo (II) são conhecidos. O acetato de cromo (II) vermelho (Cr 2 (O 2 CCH 3 ) 4 ) é um tanto famoso. Possui uma ligação quádrupla Cr-Cr . [27]

Chromium (III)

Cloreto de cromo anidro (III) (CrCl 3 )

Um grande número de compostos de crómio (III) são conhecidos, tais como crómio (III), nitrato , crómio (III) acetato de etilo , e o óxido de crómio (III) . [28] O cromo (III) pode ser obtido pela dissolução do cromo elementar em ácidos como o ácido clorídrico ou sulfúrico , mas também pode ser formado pela redução do cromo (VI) pelo citocromo c7 . [29] O Cr3+
íon tem um raio semelhante (63  pm ) ao Al3+
(raio de 50 pm), e eles podem substituir uns aos outros em alguns compostos, como no alúmen de cromo e alúmen .

O cromo (III) tende a formar complexos octaédricos . O hidrato de cloreto de cromo (III) disponível comercialmente é o complexo verde escuro [CrCl 2 (H 2 O) 4 ] Cl. Compostos intimamente relacionados são o verde pálido [CrCl (H 2 O) 5 ] Cl 2 e violeta [Cr (H 2 O) 6 ] Cl 3 . Se o cloreto de violeta anidro [30] de cromo (III) for dissolvido em água, a solução violeta torna-se verde depois de algum tempo, à medida que o cloreto na esfera de coordenação interna é substituído por água. Este tipo de reação também é observada com soluções dealúmen de cromo e outros sais de cromo (III) solúveis em água. Uma coordenação tetraédrica de cromo (III) foi relatada para o ânion de Keggin centrado em Cr [α-CrW 12 O 40 ] 5– . [31]

O hidróxido de cromo (III) (Cr (OH) 3 ) é anfotérico , dissolvendo-se em soluções ácidas para formar [Cr (H 2 O) 6 ] 3+ e em soluções básicas para formar [Cr (OH)
6]3−
. É desidratado por aquecimento para formar o óxido de cromo (III) verde (Cr 2 O 3 ), um óxido estável com estrutura cristalina idêntica à do corindo . [16]

Chromium (VI)

Os compostos de cromo (VI) são oxidantes em pH baixo ou neutro. Ânions cromato ( CrO2−
4) e ânions dicromato (Cr 2 O 7 2− ) são os principais íons neste estado de oxidação. Eles existem em equilíbrio, determinado pelo pH:

2 [CrO 4 ] 2− + 2 H + ⇌ [Cr 2 O 7 ] 2− + H 2 O

Os oxi-halogenetos de cromo (VI) também são conhecidos e incluem fluoreto de cromila (CrO 2 F 2 ) e cloreto de cromila ( CrO
2Cl
2) [16] No entanto, apesar de várias afirmações errôneas, o hexafluoreto de cromo (bem como todos os hexahaletos superiores) permanece desconhecido até 2020. [32]

Óxido de cromo (VI)

O cromato de sódio é produzido industrialmente pela torrefação oxidativa do minério de cromita com carbonato de sódio . A mudança no equilíbrio é visível por uma mudança de amarelo (cromato) para laranja (dicromato), como quando um ácido é adicionado a uma solução neutra de cromato de potássio . Em valores de pH ainda mais baixos, é possível uma condensação adicional em oxiânions de cromo mais complexos .

Ambos os ânions cromato e dicromato são reagentes oxidantes fortes em pH baixo: [16]

Cr
2O2−
7+ 14 H
3O+
+ 6 e - → 2 Cr3+
+ 21 H
2O (ε 0 = 1,33 V)

Eles são, no entanto, apenas moderadamente oxidantes em pH alto: [16]

CrO2−
4+ 4 H
2O + 3 e - → Cr (OH)
3+ 5 OH-
(ε 0 = −0,13 V)
Cromato de sódio (Na 2 CrO 4 )

Os compostos de cromo (VI) em solução podem ser detectados pela adição de uma solução ácida de peróxido de hidrogênio . O peróxido de cromo (VI) azul escuro instável (CrO 5 ) é formado, o qual pode ser estabilizado como um aduto de éter CrO
5·OU
2. [16]

O ácido crômico tem a fórmula hipotética H
2CrO
4. É um produto químico vagamente descrito, apesar de muitos cromatos e dicromatos bem definidos serem conhecidos. O óxido de cromo (VI) vermelho escuro CrO
3, o anidrido ácido do ácido crômico, é vendido industrialmente como "ácido crômico". [16] Ele pode ser produzido pela mistura de ácido sulfúrico com dicromato e é um forte agente oxidante.

Outros estados de oxidação

Os compostos de cromo (V) são bastante raros; o estado de oxidação +5 é realizado apenas em alguns compostos, mas são intermediários em muitas reações envolvendo oxidações por cromato. O único composto binário é o fluoreto de cromo (V) volátil (CrF 5 ). Este sólido vermelho tem um ponto de fusão de 30 ° C e um ponto de ebulição de 117 ° C. Pode ser preparado tratando cromo metálico com flúor a 400 ° C e 200 bar de pressão. O peroxocromato (V) é outro exemplo do estado de oxidação +5. Peroxocromato de potássio (K 3 [Cr (O 2 ) 4]) é feito pela reação de cromato de potássio com peróxido de hidrogênio em baixas temperaturas. Este composto marrom-avermelhado é estável à temperatura ambiente, mas se decompõe espontaneamente a 150-170 ° C. [33]

Os compostos de cromo (IV) são ligeiramente mais comuns do que os de cromo (V). Os tetrahaletos, CrF 4 , CrCl 4 e CrBr 4 , podem ser produzidos tratando os trihaletos ( CrX
3) com o halogênio correspondente em temperaturas elevadas. Esses compostos são suscetíveis a reações de desproporção e não são estáveis ​​na água. Os compostos orgânicos que contêm o estado Cr (IV), como o tetra- t- butóxido de cromo, também são conhecidos. [34]

A maioria dos compostos de cromo (I) são obtidos somente pela oxidação de complexos octaédricos de cromo (0) ricos em elétrons . Outros complexos de cromo (I) contêm ligantes de ciclopentadienil . Conforme verificado por difração de raios-X , uma ligação quíntupla de Cr-Cr (comprimento 183,51 (4) pm) também foi descrita. [35] Ligantes monodentados extremamente volumosos estabilizam este composto protegendo a ligação quíntupla de reações futuras.

Composto de cromo determinado experimentalmente para conter uma ligação quíntupla de Cr-Cr

Ocorrência

Crocoite (PbCrO 4 )
Minério de cromita

O cromo é o 21º [36] elemento mais abundante na crosta terrestre, com uma concentração média de 100 ppm. Compostos de cromo são encontrados no meio ambiente a partir da erosão de rochas contendo cromo e podem ser redistribuídos por erupções vulcânicas. As concentrações de fundo típicas de cromo em meios ambientais são: atmosfera <10 ng / m 3 ; solo <500 mg / kg; vegetação <0,5 mg / kg; água doce <10 μg / L; água do mar <1 μg / L; sedimento <80 mg / kg. [37] O cromo é extraído como minério de cromita (FeCr 2 O 4 ). [38]

Cerca de dois quintos dos minérios e concentrados de cromita do mundo são produzidos na África do Sul, cerca de um terço no Cazaquistão , [39] enquanto Índia , Rússia e Turquia também são produtores substanciais. Os depósitos de cromita inexplorados são abundantes, mas geograficamente concentrados no Cazaquistão e no sul da África . [40] Embora raro, existem depósitos de cromo nativo . [41] [42] O tubo Udachnaya na Rússia produz amostras do metal nativo. Esta mina é um tubo de kimberlito , rico em diamantes , e oa redução do ambiente ajudou a produzir cromo elementar e diamantes. [43]

A relação entre Cr (III) e Cr (VI) depende fortemente do pH e das propriedades oxidativas do local. Na maioria dos casos, Cr (III) é a espécie dominante, [22] mas em algumas áreas, as águas subterrâneas podem conter até 39 µg / L de cromo total, dos quais 30 µg / L é Cr (VI). [44]

História

As primeiras aplicações

Minerais de cromo como pigmentos chamaram a atenção do Ocidente no século XVIII. Em 26 de julho de 1761, Johann Gottlob Lehmann encontrou um mineral vermelho-alaranjado nas minas Beryozovskoye nos Montes Urais, que ele chamou de chumbo vermelho da Sibéria . [45] [46] Embora erroneamente identificado como um composto de chumbo com componentes de selênio e ferro , o mineral era na verdade crocoíte com uma fórmula de PbCrO 4 . [47] Em 1770, Peter Simon Pallasvisitou o mesmo local que Lehmann e encontrou um mineral de chumbo vermelho que possuía propriedades úteis como pigmento em tintas . Depois de Pallas, o uso de chumbo vermelho siberiano como pigmento de tinta começou a se desenvolver rapidamente em toda a região. [48] ​​A crocoíta seria a principal fonte de cromo nos pigmentos até a descoberta da cromita muitos anos depois. [49]

A cor vermelha dos rubis deve-se a vestígios de cromo no corindo .

Em 1794, Louis Nicolas Vauquelin recebeu amostras de minério de crocoíte . Ele produziu trióxido de cromo (CrO 3 ) misturando crocoíte com ácido clorídrico . [47] Em 1797, Vauquelin descobriu que ele poderia isolar o cromo metálico aquecendo o óxido em um forno a carvão, pelo qual ele é creditado como aquele que realmente descobriu o elemento. [50] [51] Vauquelin também foi capaz de detectar traços de cromo em pedras preciosas , como rubi e esmeralda . [47] [52]

Durante o século XIX, o cromo era usado principalmente não apenas como componente de tintas, mas também em sais de curtimento . Por algum tempo, a crocoite encontrada na Rússia foi a principal fonte desses materiais de curtimento. Em 1827, um depósito maior de cromita foi descoberto perto de Baltimore , nos Estados Unidos, que rapidamente atendeu à demanda por sais de curtimento de forma muito mais adequada do que a crocoíta que havia sido usada anteriormente. [53] Isso fez dos Estados Unidos o maior produtor de produtos de cromo até o ano de 1848, quando maiores depósitos de cromita foram descobertos perto da cidade de Bursa , na Turquia. [38] Com o desenvolvimento da metalurgia e das indústrias químicas no mundo ocidental, a necessidade de cromo aumentou.[54]

O cromo também é famoso por seu brilho metálico refletivo quando polido. É utilizado como revestimento protetor e decorativo em peças de automóveis, encanamentos, peças de móveis e muitos outros itens, geralmente aplicado por galvanoplastia . O cromo foi usado para galvanoplastia já em 1848, mas esse uso só se generalizou com o desenvolvimento de um processo aprimorado em 1924. [55]

Produção

Pedaço de cromo produzido com reação aluminotérmica
Tendência de produção mundial de cromo
Cromo, fundido em um refinador de zona de arco horizontal, mostrando grandes grãos de cristal visíveis

Aproximadamente 28,8 milhões de toneladas métricas (Mt) de minério de cromita comercializável foram produzidos em 2013 e convertidos em 7,5 Mt de ferrocromio. [40] De acordo com John F. Papp, escrevendo para o USGS, "Ferrocromio é o principal uso final do minério de cromita, [e] o aço inoxidável é o principal uso final do ferrocromio." [40]

Os maiores produtores de minério de cromo em 2013 foram África do Sul (48%), Cazaquistão (13%), Turquia (11%) e Índia (10%), com vários outros países produzindo o resto de cerca de 18% do mundo Produção. [40]

Os dois principais produtos do refino de minério de cromo são o ferrocromio e o cromo metálico. Para esses produtos, o processo de fundição de minério difere consideravelmente. Para a produção de ferrocromio, o minério de cromita (FeCr 2 O 4 ) é reduzido em grande escala em forno elétrico a arco ou em fundições menores com alumínio ou silício em uma reação aluminotérmica . [56]

Produção de minério de cromo em 2002 [57]

Para a produção de cromo puro, o ferro deve ser separado do cromo em um processo de torra e lixiviação em duas etapas. O minério de cromita é aquecido com uma mistura de carbonato de cálcio e carbonato de sódio na presença de ar. O cromo é oxidado à forma hexavalente, enquanto o ferro forma a estável Fe 2 O 3 . A lixiviação subsequente em altas temperaturas elevadas dissolve os cromatos e deixa o óxido de ferro insolúvel. O cromato é convertido pelo ácido sulfúrico no dicromato. [56]

4 FeCr 2 O 4 + 8 Na 2 CO 3 + 7 O 2 → 8 Na 2 CrO 4 + 2 Fe 2 O 3 + 8 CO 2
2 Na 2 CrO 4 + H 2 SO 4 → Na 2 Cr 2 O 7 + Na 2 SO 4 + H 2 O

O dicromato é convertido em óxido de cromo (III) por redução com carbono e então reduzido em uma reação aluminotérmica ao cromo. [56]

Na 2 Cr 2 O 7 + 2 C → Cr 2 O 3 + Na 2 CO 3 + CO
Cr 2 O 3 + 2 Al → Al 2 O 3 + 2 Cr

Aplicações

A criação de ligas metálicas é responsável por 85% do uso do cromo disponível. O restante do cromo é usado nas indústrias química , de refratários e de fundição . [58]

Metalurgia

Talheres de aço inoxidável feitos de Cromargan 18/10, contendo 18% de cromo

O efeito de fortalecimento da formação de carbonetos metálicos estáveis ​​nos limites dos grãos e o forte aumento na resistência à corrosão tornaram o cromo um importante material de liga para o aço. Aços para ferramentas de alta velocidade contêm entre 3 e 5% de cromo. O aço inoxidável , a principal liga metálica resistente à corrosão, é formado quando o cromo é introduzido no ferro em concentrações acima de 11%. [59] Para a formação do aço inoxidável, o ferrocromio é adicionado ao ferro fundido. Além disso, as ligas à base de níquel têm maior resistência devido à formação de partículas de metal carboneto estáveis ​​e discretas nos limites dos grãos. Por exemplo, Inconel718 contém 18,6% de cromo. Devido às excelentes propriedades de alta temperatura dessas superligas de níquel , elas são usadas em motores a jato e turbinas a gás no lugar de materiais estruturais comuns. [60] ASTM B163 depende de cromo para condensador e tubos de trocador de calor, enquanto peças fundidas com alta resistência em temperaturas elevadas que contêm cromo são padronizadas com ASTM A567. [61] O AISI tipo 332 é usado onde a alta temperatura normalmente causaria carburação , oxidação ou corrosão . [62] Incoloy800 "é capaz de permanecer estável e manter sua estrutura austenítica mesmo após longas exposições a altas temperaturas". [63] Nicromo é usado como fio de resistência para elementos de aquecimento em coisas como torradeiras e aquecedores. Esses usos tornam o cromo um material estratégico . Consequentemente, durante a Segunda Guerra Mundial, os engenheiros rodoviários dos EUA foram instruídos a evitar o cromo na tinta amarela das estradas, pois "pode ​​se tornar um material crítico durante a emergência". [64] Os Estados Unidos da mesma forma consideravam o cromo "essencial para a indústria de guerra alemã" e fizeram intensos esforços diplomáticos para mantê-lo fora das mãos da Alemanha nazista . [65]

Cromagem decorativa em motocicleta

A alta dureza e resistência à corrosão do cromo sem liga o torna um metal confiável para revestimento de superfície; ainda é o metal mais popular para revestimento de chapas, com sua durabilidade acima da média, em comparação com outros metais de revestimento. [66] Uma camada de cromo é depositada em superfícies metálicas pré-tratadas por técnicas de eletrodeposição . Existem dois métodos de deposição: fino e espesso. A deposição fina envolve uma camada de cromo abaixo de 1 µm de espessura depositada por cromagem e é usada para superfícies decorativas. Camadas mais espessas de cromo são depositadas se forem necessárias superfícies resistentes ao desgaste. Ambos os métodos usam cromato ou dicromato ácidosoluções. Para evitar a mudança no estado de oxidação, que consome energia, o uso de sulfato de cromo (III) está em desenvolvimento; para a maioria das aplicações de cromo, o processo previamente estabelecido é usado. [55]

No processo de revestimento de conversão de cromato , as fortes propriedades oxidativas dos cromatos são usadas para depositar uma camada protetora de óxido em metais como alumínio, zinco e cádmio. Essa passivação e as propriedades de autocura do cromato armazenado no revestimento de conversão do cromato, que é capaz de migrar para defeitos locais, são os benefícios desse método de revestimento. [67] Devido às regulamentações ambientais e de saúde sobre cromatos, métodos alternativos de revestimento estão em desenvolvimento. [68]

A anodização com ácido crômico (ou anodização Tipo I) do alumínio é outro processo eletroquímico que não leva à deposição de cromo, mas usa o ácido crômico como eletrólito na solução. Durante a anodização, uma camada de óxido é formada no alumínio. O uso de ácido crômico, em vez do ácido sulfúrico normalmente usado, leva a uma ligeira diferença dessas camadas de óxido. [69] A alta toxicidade dos compostos de Cr (VI), usados ​​no processo de galvanoplastia de cromo estabelecido, e o fortalecimento das normas de segurança e ambientais exigem uma busca por substitutos para o cromo, ou pelo menos uma mudança para compostos de cromo (III) menos tóxicos . [55]

Pigmento

O mineral crocoíta (que também é cromato de chumbo PbCrO 4 ) foi usado como pigmento amarelo logo após sua descoberta. Depois que um método de síntese se tornou disponível a partir da cromita mais abundante, o amarelo de cromo foi, junto com o amarelo de cádmio , um dos pigmentos amarelos mais usados. O pigmento não é fotodegradável, mas tende a escurecer devido à formação de óxido de cromo (III). Tem uma cor forte e era usado em ônibus escolares nos Estados Unidos e nos Correios (por exemplo, o Deutsche Post) na Europa. O uso de amarelo de cromo diminuiu desde então devido a questões ambientais e de segurança e foi substituído por pigmentos orgânicos ou outras alternativas que são livres de chumbo e cromo. Outros pigmentos baseados em cromo são, por exemplo, o tom profundo do pigmento vermelho cromo vermelho , que é simplesmente cromato de chumbo com hidróxido de chumbo (II) (PbCrO 4 · Pb (OH) 2 ). Um pigmento de cromato muito importante, amplamente utilizado em formulações de primer de metal, era o cromato de zinco, agora substituído por fosfato de zinco. Um wash primer foi formulado para substituir a prática perigosa de pré-tratamento de corpos de aeronaves de alumínio com uma solução de ácido fosfórico. Este usou tetroxicromato de zinco disperso em uma solução de polivinil butiral. Uma solução de ácido fosfórico a 8% em solvente foi adicionada imediatamente antes da aplicação. Foi descoberto que um álcool facilmente oxidado era um ingrediente essencial. Foi aplicada uma fina camada de cerca de 10–15 µm, que mudou de amarelo para verde escuro quando foi curada. Ainda há uma dúvida quanto ao mecanismo correto. Verde cromo é uma mistura de azul da Prússia e amarelo de cromo , enquanto o óxido de cromo verde é óxido de cromo (III) . [70]

Os óxidos de cromo também são usados ​​como pigmento verde na área de fabricação de vidros e também como esmalte para cerâmica. [71] O óxido de cromo verde é extremamente resistente à luz e, como tal, é usado em revestimentos de revestimento. É também o principal ingrediente das tintas refletoras de infravermelho , usadas pelas forças armadas para pintar veículos e para dar-lhes a mesma refletância infravermelha das folhas verdes. [72]

Outros usos

Componentes do laser de rubi original.
Cristal vermelho de um laser de rubi

Os íons cromo (III) presentes nos cristais de corindo (óxido de alumínio) fazem com que eles fiquem com a cor vermelha; quando o corindo aparece como tal, é conhecido como rubi . Se o corindo tem falta de íons cromo (III), ele é conhecido como safira . [nota 3] Um rubi artificial de cor vermelha também pode ser obtido por dopagem de cromo (III) em cristais de corindo artificiais, tornando assim o cromo um requisito para a fabricação de rubis sintéticos. [nota 4] [73] Esse cristal de rubi sintético foi a base para o primeiro laser , produzido em 1960, que dependia de emissão estimuladade luz dos átomos de cromo em tal cristal. Ruby tem uma transição de laser de 694,3 nanômetros, em uma cor vermelha profunda. [74]

Devido à sua toxicidade, os sais de cromo (VI) são usados ​​para a preservação da madeira. Por exemplo, o arseniato de cobre cromado (CCA) é usado no tratamento da madeira para protegê-la de fungos apodrecedores, insetos que atacam a madeira, incluindo cupins e brocas marinhas. [75] As formulações contêm cromo à base de óxido CrO 3 entre 35,3% e 65,5%. Nos Estados Unidos, 65.300 toneladas métricas de solução CCA foram usadas em 1996. [75]

Os sais de cromo (III), especialmente o alúmen de cromo e o sulfato de cromo (III) , são usados ​​no curtimento de couro . O cromo (III) estabiliza o couro reticulando as fibras de colágeno . [76] O couro curtido com cromo pode conter entre 4 e 5% de cromo, que está fortemente ligado às proteínas. [38] Embora a forma de cromo usada para curtimento não seja a variedade hexavalente tóxica, ainda há interesse no manejo do cromo na indústria de curtimento. Recuperação e reutilização, reciclagem direta / indireta, [77] e curtimento "sem cromo" ou "sem cromo" são praticados para gerenciar melhor o uso de cromo. [78]

A alta resistividade ao calor e o alto ponto de fusão tornam a cromita e o óxido de cromo (III) um material para aplicações refratárias de alta temperatura, como altos-fornos , fornos de cimento , moldes para queima de tijolos e como areias de fundição para fundição de metais. Nessas aplicações, os materiais refratários são feitos de misturas de cromita e magnesita. O uso está diminuindo devido às regulamentações ambientais devido à possibilidade de formação de cromo (VI). [56] [79]

Vários compostos de cromo são usados ​​como catalisadores para o processamento de hidrocarbonetos. Por exemplo, o catalisador Phillips , preparado a partir de óxidos de cromo, é usado para a produção de cerca de metade do polietileno do mundo . [80] Óxidos mistos de Fe-Cr são empregados como catalisadores de alta temperatura para a reação de deslocamento de gás de água . [81] [82] Cromita de cobre é um catalisador de hidrogenação útil . [83]

Utilizações dos compostos

Papel biológico

Os efeitos biologicamente benéficos do cromo (III) são debatidos. [92] [93] O cromo é aceito pelo Instituto Nacional de Saúde dos EUA como um oligoelemento por seus papéis na ação da insulina , um hormônio que medeia o metabolismo e o armazenamento de carboidratos, gorduras e proteínas. [7] O mecanismo de suas ações no corpo, entretanto, não foi definido, deixando em dúvida a essencialidade do cromo. [94] [95]

Em contraste, o cromo hexavalente (Cr (VI) ou Cr 6+ ) é altamente tóxico e mutagênico . [96] A ingestão de cromo (VI) na água foi associada a tumores estomacais e também pode causar dermatite alérgica de contato (DAC). [97]

A " deficiência de cromo ", envolvendo a falta de Cr (III) no corpo, ou talvez algum complexo dela, como o fator de tolerância à glicose , é controversa. [7] Alguns estudos sugerem que a forma biologicamente ativa de cromo (III) é transportada no corpo por meio de um oligopeptídeo denominado substância ligante de cromo de baixo peso molecular (LMWCr), que pode desempenhar um papel na via de sinalização da insulina. [98]

O conteúdo de cromo dos alimentos comuns é geralmente baixo (1-13 microgramas por porção). [7] [99] O conteúdo de cromo dos alimentos varia amplamente, devido às diferenças no conteúdo mineral do solo, estação de crescimento, cultivar da planta e contaminação durante o processamento. [99] O cromo (e o níquel ) lixiviam os alimentos cozidos em aço inoxidável, sendo maior quando os utensílios são novos. Alimentos ácidos que são cozidos por muitas horas também exacerbam esse efeito. [100] [101]

As recomendações dietéticas

Há divergências sobre o status do cromo como um nutriente essencial. Departamentos governamentais da Austrália, Nova Zelândia, Índia, Japão e Estados Unidos consideram o cromo essencial [102] [103] [104] [105], enquanto a Autoridade Europeia para a Segurança dos Alimentos (EFSA), representando a União Europeia, não. [106]

A Academia Nacional de Medicina dos Estados Unidos (NAM) atualizou os requisitos médios estimados (EARs) e as recomendações dietéticas (RDAs) para o cromo em 2001. Para o cromo, não havia informações suficientes para definir EARs e RDAs, então suas necessidades são descritas como estimativas para ingestão adequada(AIs). Os IAs atuais de cromo para mulheres de 14 a 50 anos é de 25 μg / dia, e os IAs para mulheres com 50 anos ou mais é de 20 μg / dia. Os IAs para mulheres grávidas são 30 μg / dia, e para mulheres que estão amamentando, os IAs definidos são 45 μg / dia. Os IAs para homens de 14 a 50 anos são 35 μg / dia, e os IAs para homens com 50 anos ou mais são 30 μg / dia. Para crianças de 1 a 13 anos, os IAs aumentam com a idade de 0,2 μg / dia até 25 μg / dia. Quanto à segurança, o NAM define Níveis de Ingestão Superior Toleráveis (ULs) para vitaminas e minerais quando a evidência é suficiente. No caso do cromo, ainda não há informações suficientes, portanto, nenhum UL foi estabelecido. Coletivamente, os EARs, RDAs, AIs e ULs são os parâmetros para o sistema de recomendação nutricional conhecido como Dietary Reference Intake(DRI). [105] Austrália e Nova Zelândia consideram o cromo um nutriente essencial, com um IA de 35 μg / dia para homens, 25 μg / dia para mulheres, 30 μg / dia para mulheres grávidas e 45 μg / dia para mulheres que estão amamentando. Um UL não foi definido devido à falta de dados suficientes. [102] A Índia considera o cromo um nutriente essencial, com uma ingestão recomendada para adultos de 33 μg / dia. [103] O Japão também considera o cromo um nutriente essencial, com um IA de 10 μg / dia para adultos, incluindo mulheres grávidas ou amamentando. Um UL não foi definido. [104] A EFSA da União Europeiano entanto, não considera o cromo um nutriente essencial; o cromo é o único mineral do qual os Estados Unidos e a União Europeia discordam. [106] [107]

Rotulagem

Para fins de rotulagem de alimentos e suplementos dietéticos dos EUA, a quantidade da substância em uma porção é expressa como uma porcentagem do valor diário (% DV). Para fins de rotulagem de cromo, 100% do valor diário foi de 120 μg. Em 27 de maio de 2016, a porcentagem do valor diário foi revisada para 35 μg para trazer a ingestão de cromo a um consenso com a Permissão Dieta Recomendada oficial . [108] [109] Uma tabela dos antigos e novos valores diários para adultos é fornecida na Ingestão Diária de Referência .

Alimentos fontes

Os bancos de dados de composição de alimentos, como os mantidos pelo Departamento de Agricultura dos Estados Unidos, não contêm informações sobre o teor de cromo dos alimentos. [110] Uma grande variedade de alimentos de origem animal e vegetal contém cromo. [105] O conteúdo por porção é influenciado pelo conteúdo de cromo do solo em que as plantas são cultivadas, pelos alimentos dados aos animais e pelos métodos de processamento, já que o cromo é lixiviado para os alimentos se processado ou cozido em equipamentos de aço inoxidável. [111] Um estudo de análise de dieta conduzido no México relatou uma ingestão média diária de cromo de 30 microgramas. [112] Estima-se que 31% dos adultos nos Estados Unidos consomem suplementos dietéticos multivitamínicos / minerais, [113] que geralmente contêm 25 a 60 microgramas de cromo.

Suplementação

O cromo é um ingrediente da nutrição parenteral total (NPT), porque a deficiência pode ocorrer após meses de alimentação intravenosa com NPT sem cromo. [114] Também é adicionado a produtos nutricionais para bebês prematuros . [115] Embora o mecanismo de ação nas funções biológicas do cromo não seja claro, nos Estados Unidos, os produtos que contêm cromo são vendidos como suplementos dietéticos não sujeitos a receita médica em quantidades que variam de 50 a 1.000 μg. Quantidades menores de cromo também são frequentemente incorporadas em suplementos multivitamínicos / minerais consumidos por cerca de 31% dos adultos nos Estados Unidos. [113] Os compostos químicos usados ​​em suplementos dietéticos incluem cloreto de cromo, citrato de cromo,crómio (III) picolinato , crómio (III) polinicotinato , e outras composições químicas. [7] O benefício dos suplementos não foi comprovado. [7] [116]

Aprovados e reprovados alegações de saúde

Em 2005, a Food and Drug Administration aprovou uma Qualified Health Claim para picolinato de cromo com uma exigência de redação muito específica no rótulo: "Um pequeno estudo sugere que o picolinato de cromo pode reduzir o risco de resistência à insulina e, portanto, possivelmente pode reduzir o risco de diabetes tipo 2. FDA conclui, no entanto, que a existência de tal relação entre picolinato de cromo e resistência à insulina ou diabetes tipo 2 é altamente incerta. " Ao mesmo tempo, em resposta a outras partes da petição, o FDA rejeitou as alegações de picolinato de cromo e doença cardiovascular, retinopatia ou doença renal causada por níveis anormalmente elevados de açúcar no sangue. [117]Em 2010, o picolinato de cromo (III) foi aprovado pela Health Canada para ser usado em suplementos dietéticos. As declarações de rotulagem aprovadas incluem: um fator na manutenção da boa saúde, fornece suporte para o metabolismo da glicose saudável, ajuda o corpo a metabolizar carboidratos e ajuda o corpo a metabolizar gorduras. [118] A Autoridade Europeia para a Segurança dos Alimentos (EFSA) aprovou alegações em 2010 de que o cromo contribuía para o metabolismo normal dos macronutrientes e manutenção da concentração normal de glicose no sangue, mas rejeitou as alegações de manutenção ou obtenção de um peso corporal normal, ou redução do cansaço ou fadiga. [119]

Dadas as evidências de que a deficiência de cromo causa problemas com o controle da glicose no contexto de produtos de nutrição intravenosa formulados sem cromo, [114] o interesse da pesquisa se voltou para saber se a suplementação de cromo beneficiaria as pessoas que têm diabetes tipo 2, mas não são deficientes em cromo. Olhando para os resultados de quatro metanálises, uma relatou uma diminuição estatisticamente significativa nos níveis de glicose plasmática em jejum (FPG) e uma tendência não significativa na hemoglobina A1C mais baixa . [120] Um segundo relatou o mesmo, [121] um terceiro relatou diminuições significativas para ambas as medidas, [122] enquanto um quarto relatou nenhum benefício para nenhuma das duas. [123]Uma revisão publicada em 2016 listou 53 ensaios clínicos randomizados que foram incluídos em uma ou mais das seis metanálises . Ele concluiu que, embora possa haver diminuições modestas na FPG e / ou HbA1C que alcançam significância estatística em algumas dessas metanálises, poucos dos estudos alcançaram diminuições grandes o suficiente para serem relevantes para o desfecho clínico. [124]

Duas revisões sistemáticas analisaram os suplementos de cromo como um meio de controlar o peso corporal em pessoas com sobrepeso e obesas. Um, limitado ao picolinato de cromo , um ingrediente de suplemento popular, relatou uma perda de peso estatisticamente significativa de -1,1 kg (2,4 lb) em testes com mais de 12 semanas. [125] O outro incluiu todos os compostos de cromo e relatou uma alteração de peso estatisticamente significativa de -0,50 kg (1,1 lb). [126] A mudança na porcentagem de gordura corporal não atingiu significância estatística. Os autores de ambas as revisões consideraram a relevância clínica desta modesta perda de peso como incerta / não confiável. [125] [126] A Autoridade Europeia de Segurança Alimentarrevisou a literatura e concluiu que não havia evidências suficientes para apoiar uma reclamação. [119]

O cromo é promovido como um suplemento dietético de desempenho esportivo, com base na teoria de que potencializa a atividade da insulina, com resultados antecipados de aumento da massa muscular e recuperação mais rápida do armazenamento de glicogênio durante a recuperação pós-exercício. [116] [127] [128] Uma revisão de ensaios clínicos relatou que a suplementação de cromo não melhorou o desempenho nos exercícios nem aumentou a força muscular. [129] O Comitê Olímpico Internacional revisou os suplementos dietéticos para atletas de alto desempenho em 2018 e concluiu que não havia necessidade de aumentar a ingestão de cromo para atletas, nem suporte para alegações de perda de gordura corporal. [130]

Peixes de água doce

O cromo está naturalmente presente no meio ambiente em pequenas quantidades, mas o uso industrial na fabricação de borracha e aço inoxidável, cromagem, tintas para têxteis, curtumes e outros usos contamina os sistemas aquáticos. Em Bangladesh , os rios nas áreas industrializadas ou a jusante apresentam contaminação por metais pesados. Os padrões de água de irrigação para cromo são 0,1 mg / L, mas alguns rios são mais de cinco vezes essa quantidade. O padrão para peixes para consumo humano é inferior a 1 mg / kg, mas muitas amostras testadas foram mais de cinco vezes essa quantidade. [131]O cromo, especialmente o cromo hexavalente, é altamente tóxico para os peixes porque é facilmente absorvido pelas guelras, entra prontamente na circulação sanguínea, atravessa as membranas celulares e se bioconcentra na cadeia alimentar. Em contraste, a toxicidade do cromo trivalente é muito baixa, atribuída à baixa permeabilidade da membrana e pouca biomagnificação. [132]

A exposição aguda e crônica ao cromo (VI) afeta o comportamento, fisiologia, reprodução e sobrevivência dos peixes. Hiperatividade e natação errática foram relatadas em ambientes contaminados. A incubação dos ovos e a sobrevivência dos alevinos são afetadas. Em peixes adultos, há relatos de danos histopatológicos ao fígado, rins, músculos, intestinos e guelras. Os mecanismos incluem danos aos genes mutagênicos e interrupções das funções enzimáticas. [132]

Há evidências de que os peixes podem não requerer cromo, mas se beneficiam de uma quantidade determinada na dieta. Em um estudo, peixes juvenis ganharam peso com uma dieta de cromo zero, mas a adição de 500 μg de cromo na forma de cloreto de cromo ou outros tipos de suplemento, por quilograma de alimento (peso seco), aumentou o ganho de peso. Com 2.000 μg / kg, o ganho de peso não foi melhor do que com a dieta de cromo zero, e houve aumento das quebras de fita de DNA. [133]

Precauções

Os compostos insolúveis em água de cromo (III) e o cromo metálico não são considerados perigosos para a saúde, embora a toxicidade e as propriedades carcinogênicas do cromo (VI) sejam conhecidas há muito tempo. [134] Devido aos mecanismos de transporte específicos , apenas quantidades limitadas de cromo (III) entram nas células. A toxicidade oral aguda varia entre 50 e 150 mg / kg. [135] Uma revisão de 2008 sugeriu que a absorção moderada de cromo (III) por meio de suplementos dietéticos não apresenta risco genético tóxico. [136] Nos EUA, a Administração de Segurança e Saúde Ocupacional (OSHA) designou um limite de exposição permissível ao ar (PEL) no local de trabalho como uma média ponderada no tempo (TWA) de 1 mg / m 3. O Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional (NIOSH) estabeleceu um limite de exposição recomendado (REL) de 0,5 mg / m 3 , média ponderada no tempo. O valor IDLH (imediatamente perigoso para a vida e saúde) é 250 mg / m 3 . [137]

Crómio (VI) toxicidade

A toxicidade oral aguda para o cromo (VI) varia entre 1,5 e 3,3 mg / kg. [135] No corpo, o cromo (VI) é reduzido por vários mecanismos a cromo (III) já presente no sangue antes de entrar nas células. O cromo (III) é excretado do corpo, enquanto o íon cromato é transferido para a célula por um mecanismo de transporte, pelo qual também os íons sulfato e fosfato entram na célula. A toxicidade aguda do cromo (VI) se deve às suas fortes propriedades oxidantes . Depois de atingir a corrente sanguínea, ele danifica os rins, o fígado e as células sanguíneas por meio de reações de oxidação. Hemólise , renal, e resultado de insuficiência hepática. A diálise agressiva pode ser terapêutica. [138]

A carcinogenidade do pó de cromato é conhecida há muito tempo e, em 1890, a primeira publicação descreveu o risco elevado de câncer em trabalhadores de uma empresa de tintura de cromato. [139] [140] Três mecanismos foram propostos para descrever a genotoxicidade do cromo (VI). O primeiro mecanismo inclui radicais hidroxila altamente reativos e outros radicais reativos que são subprodutos da redução de cromo (VI) a cromo (III). O segundo processo inclui a ligação direta do cromo (V), produzido por redução na célula, e dos compostos de cromo (IV) ao DNA . O último mecanismo atribuiu a genotoxicidade à ligação ao DNA do produto final da redução do cromo (III).[141] [142]

Os sais de cromo (cromatos) também são a causa de reações alérgicas em algumas pessoas. Os cromatos são freqüentemente usados ​​para fabricar, entre outras coisas, produtos de couro, tintas, cimento, argamassa e anticorrosivos. O contato com produtos contendo cromatos pode levar à dermatite de contato alérgica e dermatite irritante, resultando em ulceração da pele, às vezes chamada de "úlcera de cromo". Esta condição é freqüentemente encontrada em trabalhadores que foram expostos a soluções de cromato fortes em fabricantes de galvanoplastia, curtimento e produção de cromo. [143] [144]

As questões ambientais

Como os compostos de cromo eram usados ​​em corantes , tintas e compostos para curtimento de couro , esses compostos são freqüentemente encontrados no solo e nas águas subterrâneas de locais industriais ativos e abandonados, necessitando de limpeza e remediação ambiental . A tinta de base contendo cromo hexavalente ainda é amplamente utilizada para aplicações aeroespaciais e de repintura automotiva . [145]

Em 2010, o Grupo de Trabalho Ambiental estudou a água potável em 35 cidades americanas no primeiro estudo nacional. O estudo encontrou cromo hexavalente mensurável na água da torneira de 31 das cidades amostradas, com Norman, Oklahoma , no topo da lista; 25 cidades tiveram níveis que excederam o limite proposto pela Califórnia. [146]

A forma de cromo hexavalente mais tóxica pode ser reduzida ao estado de oxidação trivalente menos solúvel em solos por matéria orgânica, ferro ferroso, sulfetos e outros agentes redutores, com as taxas de tal redução sendo mais rápidas sob condições mais ácidas do que sob condições mais alcalinas. Em contraste, o cromo trivalente pode ser oxidado a cromo hexavalente em solos por óxidos de manganês, como compostos de Mn (III) e Mn (IV). Uma vez que a solubilidade e a toxicidade do cromo (VI) são maiores que as do cromo (III), as conversões de oxidação-redução entre os dois estados de oxidação têm implicações para o movimento e a biodisponibilidade do cromo nos solos, águas subterrâneas e plantas. [147]

Veja também

Notas

  1. ^ O ponto de fusão / ebulição dos metais de transição é geralmente mais alto em comparação com os metais alcalinos, metais alcalino-terrosos e não metais, razão pela qual a gama de elementos em comparação com o cromo difere entre as comparações
  2. ^ Os estados de oxidação mais comuns do cromo estão em negrito. A coluna da direita lista um composto representativo para cada estado de oxidação.
  3. ^ Qualquer cor de corindo (desconsiderando o vermelho) é conhecida como safira. Se o corindo é vermelho, então é um rubi. As safiras não precisam ser cristais de corindo azul, pois as safiras podem ser de outras cores, como amarelo e roxo
  4. ^ Quando Cr3+
    substitui Al3+
    no corindo (óxido de alumínio, Al 2 O 3 ), forma -se safira rosa ou rubi , dependendo da quantidade de cromo.

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Bibliografia geral

Ligações externas

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