krom

Krom, grunnstoff i gruppe 6 i grunnstoffenes periodesystem. Det er et sølvglinsende metall, meget hardt og sprøtt.

Forekomst

Krom forekommer bare som kjemiske forbindelser i naturen. De fleste malmforekomster består av oksidet kromitt (kromjernstein) som har ideell sammensetning FeCr₂O₄. I praksis kan jern–krom-innholdet avvike fra 1 : 2, og malmen inneholder også varierende mengder silisium-, magnesium- og aluminiumoksid. Krom har en gjennomsnittlig konsentrasjon på 100 ppm i jordskorpen. I sjøvann er konsentrasjonen 2 · 10^–4 ppm. Det finnes få drivverdige forekomster. De viktigste er i Russland, Sør-Afrika, Filippinene og Zimbabwe. I Norge er det forekomster av kromitt, bl.a. ved Røros, men disse er ikke drivverdige.

13 isotoper er kjent av krom, hvorav fire er stabile. Den hyppigst forekommende er \(\ce{^52_24Cr}\) (83,8 %). ⁵¹Cr brukes i medisinske tracer-studier.

Kjemiske egenskaper

Kjemisk sett er krom meget motstandsdyktig. Det løses langsomt i fortynnet saltsyre og svovelsyre under utvikling av hydrogen. Det dannes først blå Cr(II)-løsninger som raskt oksideres videre av oksygenet i luften til Cr(III)-løsninger. Metallet blir ikke angrepet av oksiderende syrer som salpetersyre, fordi det dannes en beskyttende passiv tynn film av Cr₂O₃ på metallet. Den reaksjonstrege Cr₂O₃-filmen gjør at krom og dets legeringer har meget god korrosjonsbestandighet.

I kjemiske forbindelser opptrer krom i et usedvanlig vidt spekter av oksidasjonstrinn fra –IV (f.eks. Na₄Cr(CO)₄) til +VI (f.eks. CrO₃), i vann fra +II til +VI. De vanligste er +III og +VI. Seksverdig krom er et sterkt oksidasjonsmiddel, mens Cr(II) virker reduserende. Det finnes et stort antall av meget stabile uorganiske Cr(III)-forbindelser. Cr(III) danner også meget stabile, oktaedriske komplekser i løsning. Kromforbindelser har ofte intense og forskjellige farger, derav har også grunnstoffet fått sitt navn. Viktige industrielle kromforbindelser er kromat- og dikromat av natrium og kalium, f.eks. Na₂CrO₄ og Na₂Cr₂O₇, krom(III)oksid, krom(IV)oksid og basisk kromsulfat Cr(OH)SO₄. Se også de ulike kromforbindelser.

Fremstilling

Rent krommetall fremstilles ved reduksjon av krom(III)oksid, Cr₂O₃, med aluminium eller silisium som reduksjonsmiddel, eller ved elektrolyseprosesser. Med aluminium går reduksjonen av seg selv når den først er startet, mens reaksjonen med silisium krever energitilførsel og utføres gjerne i elektriske lysbueovner. Ved disse prosessene fremstilles krom med 97–99 % renhet. Elektrolytisk krom, fremstilt ved elektrolyse av kromsalt- eller kromsyreløsninger, er vesentlig renere.

Mesteparten av kromittmalmen blir redusert med kull eller silisium under dannelse av ferrokrom til bruk i stållegeringer. Brukes koks får man ferrokrom med høyt karboninnhold, 5–9 %. Karboninnholdet kan eventuelt reduseres ved gjennomblåsing med oksygen. Brukes silisium som reduksjonsmiddel blir karboninnholdet langt lavere, mindre enn 2 %. I Norge ble det tidligere fremstilt ferrokrom ved A/S Bjølvefossen i Ålvik. Elkem AS Bjølvefossen er i dag en lærebedrift.

Bruk

Pga. sin sprøhet og lave duktilitet brukes krom ikke som rent metall, men generelt som legeringstilsetning, særlig for å gi legeringene god korrosjonsbestandighet. Dette gjelder også for bruken av krom i superlegeringer for anvendelser ved høye temperaturer, bl.a. i gassturbiner. Disse har ofte nikkel og til dels kobolt som basismetall og har legeringstilsetninger av krom, aluminium, titan, wolfram o.a. En annen funksjon av krom i mange legeringer er gjennom utfelling av fine partikler av kromkarbider, f.eks. Cr₂₃C₆, å hindre bevegelser av dislokasjoner i strukturen. Man unngår dermed at de mekaniske egenskaper endres. Korrosjonsbestandige superlegeringer med stor elektrisk resistans brukes i heteelementer. Eksempler er kromnikkellegeringer med 20 % krom og kanthal-type-legeringer med 20–30 % krom, ca. 5 % aluminium, 2 % kobolt og resten jern.

Krom blir også i stor grad brukt til forkromming av metaller, særlig jern og stål. Dette gir blank overflate med god korrosjonsbestandighet. Oksidkeramer fremstilt av magnesitt (magnesiumoksid, MgO) og kromitt, krommagnesittstein, har betydelig anvendelse som ildfast materiale, spesielt for metallurgiske formål. Kromdioksid, CrO₂, brukes i visse typer magnetbånd.

Historie

Krom ble oppdaget i 1798 av den franske kjemikeren Louis Nicolas Vauquelin i et rødt mineral, krokoitt.

Fysiologisk virkning

Grenseverdi for forurensning av krom og kromforbindelser (betegnet som Cr) i arbeidsatmosfæren er 0,5 mg/m³ (0,005 mg/m³ for kromsyre og kromater).

Kromallergi var tidligere en av de mest utbredde former for allergi. Den ble utløst av kromater som ble dannet ved fremstilling av sement, og ble derfor omtalt som sement- eller betongallergi. I dag tilsettes jernsulfat (FeSO₄) i betongen for å redusere kromatene til kromoksider, og problemet er i all hovedsak løst.

Krom

Kjemisk symbol	Cr
Atomnummer	24
Relativ atommasse	51,996
Smeltepunkt	1857 °C
Kokepunkt	2672 °C
tetthet	7,19 g/cm3
Oksidasjonstall	-IV, -II, -I, 0, I, II, III, IV, V, VI
Elektronkonfigurasjon	[Ar]3d54s