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CARATTERISTICHE GENERALI

Introvabile in natura allo stato elementare, il cromo venne individuato nel 1797 da L.N. Vauquelin e da M. Klaproth che, indipendentemente l'uno dall'altro, stavano conducendo una serie di studi sulla crocoite, o crocoisite, un minerale scoperto nel 1765, in una miniera degli Urali.

È un elemento non molto diffuso in natura (circa 100 ppm nella crosta terrestre), dove non si trova mai libero, ma combinato in diversi minerali tra i quali il più importante è la cromite, ap­partenente al gruppo degli spinelli. La formula ideale della cromite è FeCr₂O₄, corrispondente a un tenore del 67,9% di Cr₂O₃ e del 32,1% di FeO. Di norma però parte del ferro è sostituita dal magnesio e parte del cromo dall'alluminio; è spesso presente anche silicio.

Cromite

Il Cromo è un metallo bianco-argenteo, le cui proprietà meccaniche dipendono molto dalla purezza e dai trattamenti di lavorazione: è duttile solo se il tenore in diverse impurezze (H, C, N, O, S, Si) risulta inferiore a determinati limiti.

A temperatura ambiente il cromo è abbastanza resistente a molti agenti chimici (tra i quali l'ossigeno, anche in presenza di umidità) ma, viene facilmente attaccato dagli acidi non ossidanti diluiti (acido cloridrico, solforico, fluoridrico) con sviluppo di idrogeno e formazione di soluzioni blu-violetto di sali cromosi che all'aria si ossidano rapidamente a sali cromici. Non viene attaccato da acidi ossidanti quali gli acidi nitrico, clorico, perclorico e fosforico, poiché si passiva ricoprendosi di uno strato sottilissimo e compatto di ossido.

COMPOSTI

I principali composti del cromo corrispondono agli stati di ossidazione +2, +3 e +6; meno comuni sono i composti corrispondenti agli stati +4 e +5. Inoltre il cromo forma composti di coordinazione con leganti di tipo л , nei quali può presentare gli stati di ossidazione -2, -1, 0, +1.

Le soluzioni acquose blu-violetto di sali cromosi, che si ottengono sciogliendo il metallo in acidi diluiti, contengono lo ione Cr²⁺, che è un forte riducente. Infatti questo viene rapidamente ossidato al più stabile stato +3 sia dall'ossigeno dell'aria sia dalla stessa acqua in ambiente acido (con svolgimento di idrogeno). Lo ione Cr²⁺ da facilmente complessi, in genere a simmetria ottaedrica, con leganti sia neutri che anionici, quali per esempio lo ione esammino-cromo (II) [Cr(NH₃)₆]²⁺ ed esaciano-cromo (II) [Cr(CN)6]^4- .Dalle soluzioni di sali cromosi può essere precipitato per alcalinizzazione l’idrossido Cr(OH)2, giallo.

L'ossido CrO si può preparare per ossidazione con acido nitrico o con aria dell'amalgama di cromo; è una polvere nera che per riscaldamento all'aria forma Cr₂O₃ e ha il carattere di ossido basico.

Tra i più stabili dei suoi sali vi è l'acetato cromoso, di colore rosso mattone, corrispondente alla formula (CH3COO)₄Cr₂∙(H₂O)₂.

Anche lo ione Cr³⁺ , presente nelle soluzioni dei sali cromici, tende a formare facilmente con leganti neutri o anionici ioni complessi esacoordinati ottaedrici, di colore verde o violetto, quali per esempio [Cr(H₂O)₆]³⁺, [Cr(NH3)6]3+, [CrF₆]^3-. Il principale composto del cromo (II) è l'ossido cromico Cr₂O₃ (triossido di dicromo), di colore verde. È un ossido anfotero: poco solubile in acqua, si discioglie in acidi dando soluzioni dalle quali, mediante aggiunta di alcali, può essere precipitato l'idrossido Cr(OH)₃ verde. Questo si ridiscioglie in eccesso di base formando i cromiti, contenenti ioni complessi. Tutti i composti del cromo (III) sono facilmente ossidabili a composti del cromo (VI) in ambiente alcalino, mentre in ambiente acido tende ad avvenire il processo opposto.

L'ossido corrispondente allo stato di ossidazione +6 è il triossido di cromo CrO₃, che si può preparare trattando con acido solforico concentrato soluzioni sature di dicromati. È un solido di colore rosso, molto solubile in acqua, che si comporta come un energico ossidante anche nei confronti delle sostanze organiche. È un ossido acido, e pertanto con basi da luogo ai cromati e ai dicromati, sali contenenti rispettivamente gli ioni CrO4^2- e Cr₂O7^2-,  in equilibrio tra loro in soluzione acquosa:

CrO4^2- + H3O⁺ → HCrO4^- + H2O

2HCrO4^- → Cr₂O₇ ^2- + H2O

In soluzione alcalina predomina lo ione CrO4^2- giallo, mentre in soluzione acida l'equilibrio viene spostato a destra con formazione dello ione Cr₂O₇ ^2- rosso. I più importanti tra questi sono il cromato di sodio Na₂CrO₄ e il dicromato di sodio Na₂Cr₂O₇.

Tra i composti di coordinazione nei quali il cromo presenta numero di ossidazione O, si ricordano l’esacarbonile-cromo Cr(CO)₆ e il dibenzene-cromo (C₆H₆)₂Cr.

UTILIZZO

I maggiori consumi industriali di cromo si hanno nel rivestimento protettivo e decorativo (ottenuto solitamente per deposizione elettrolitica) di manufatti metallici (cromatura), e nella preparazione di diverse leghe. Tra queste, il nichelcromo (impiegato per usi elettrici) e vari tipi di acciaio, in particolare gli acciai inossidabili contenenti circa il 15-25% di cromo e il 5-20% di nichel.

Alcuni composti del cromo, tra i quali l'ossido Cr₂O₃ (verde cromo) e il cromato di piombo PbCrO₄ (giallo cromo), hanno largo impiego come pigmenti nei prodotti vernicianti dei vetri e delle ceramiche, mentre altri sali (in particolare l'allume di cromo e il solfato basico di cromo) vengono impiegati per la concia dei pellami, nell’industria tessile e tintoria e per la preparazione di diversi prodotti chimici.

PRODUZIONE

II cromo metallico si ottiene a partire dall'ossido Cr₂O₃. Questo viene a sua volta preparato per fusione alcalina ossidante (all'aria) della cromite (in presenza anche di calcare) a 1100 °C circa:

2FeCr₂O₄ + 4Na₂CO₃ + 7/2O₂  → 4Na₂CrO₄ + Fe₂(CO₃)₃ + CO₂

Segue una lisciviazione con acqua per separare come idrossidi insolubili il ferro e l'alluminio; la soluzione viene quindi acidificata e il dicromato separato per cristallizzazione:

2Na₂CrO₄ + H₂SO₄   →  Na₂Cr₂O₇ + Na₂SO₄ + H₂O

Il dicromato di sodio viene infine ridotto con zolfo, o con carbone, o con cloruro di ammonio o altri riducenti:

Na₂Cr₂O₇ + 2C  →  Na₂CO₃ + CO + Cr₂O₃

La successiva riduzione dell'ossido Cr₂O₃ a metallo viene frequentemente effettuata tramite alluminotermia, reazione innescata con perossido di bario e ossido di magnesio, fortemente esotermica; ciò permette di operare in un contenitore refrattario, dal fondo del quale scende il cromo fuso a una purezza del 97-99%:

Cr₂O₃ + 2 Al → A1₂O₃ + 2Cr

Se si desidera ottenere cromo a basso tenore in carbonio, si può effettuare la riduzione con silicio in presenza di calcare, al forno elettrico:

2Cr₂O₃ + 3Si + 3CaO →  4Cr + 3CaSiO₃

Altro metodo industriale per la preparazione del cromo metallico è quello elettrolitico.