Chrome

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Introduction

Chrome
Vanadium ← ChromeManganèse
Lattice body centered cubic.svg



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Cr

Cr
Mo
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Informations générales
Nom, Symbole, NuméroChrome, Cr, 24
Série chimiqueMétal de transition
Groupe, Période, Bloc6, 4, d
Masse volumique7,15 g·cm (20 °C)
Dureté7,5
CouleurBlanc-argenté
N° CAS7440-47-3
N° EINECS231-157-5
Propriétés atomiques
Masse atomique51,9961 ± 0,0006 u
Rayon atomique140 pm (166 pm)
Rayon de covalence1,39 ± 0,05 Å
Configuration électronique[Ar] 3d 4s
Électrons par niveau d'énergie2, 8, 13, 1
État(s) d'oxydation6, 3, 2
Oxydeacide fort
Structure cristallinecubique centré
Propriétés physiques
État ordinaireSolide
Point de fusion1 907 °C
Point d'ébullition2 671 °C
Énergie de fusion16,9 kJ·mol
Énergie de vaporisation344,3 kJ·mol
Volume molaire7,23×10 m·mol
Pression de vapeur990 Pa à 1 856,85 °C
Vitesse du son5 940 m·s à 20 °C
Divers
Électronégativité1,66
Chaleur massique450 J·kg·K
Conductivité électrique7,74×10 S·m
Conductivité thermique93,7 W·m·K
Solubilitésol. dans HCl ,

H2SO4 dilué
Énergies d'ionisation
1 : 6,76651 eV2 : 16,4857 eV
3 : 30,96 eV4 : 49,16 eV
5 : 69,46 eV6 : 90,6349 eV
7 : 160,18 eV8 : 184,7 eV
9 : 209,3 eV10 : 244,4 eV
11 : 270,8 eV12 : 298,0 eV
13 : 354,8 eV14 : 384,168 eV
15 : 1 010,6 eV16 : 1 097 eV
17 : 1 185 eV18 : 1 299 eV
19 : 1 396 eV20 : 1 496 eV
21 : 1 634 eV22 : 1 721,4 eV
23 : 7 481,7 eV24 : 7 894,81 eV
Isotopes les plus stables
isoANPériodeMDEdPD
MeV
Cr4,31 %>180×10 aε?Ti
Cr{syn.}>27,7025 jε0,753V
Cr83,789 %stable avec 28 neutrons
Cr9,501 %stable avec 29 neutrons
Cr2,365 %stable avec 30 neutrons
Précautions
SIMDUT
Produit non contrôlé

Chrome

Chrome

Le chrome est un élément chimique de symbole Cr et de numéro atomique 24.

Son étymologie vient du grec chroma signifiant couleur, car les composés du chrome sont diversement colorés.

Histoire

En 1761, Johann Gottlob Lehmann trouva un minerai rouge-orange dans les montagnes de l'Oural, qu'il nomma « plomb rouge de Sibérie ». Ce minerai, quoique mal identifié comme un composé de plomb avec du sélénium et du fer, était en fait un chromate de plomb (PbCrO4).

En 1770, Peter Simon Pallas visita le même site que Lehmann et trouva un minerai de « plomb » rouge, qui fut très vite utilisé comme pigment dans les peintures. L'emploi du plomb rouge sibérien comme pigment se développa rapidement et le jaune brillant obtenu à partir de crocoïte devint une couleur très à la mode.

En 1797, Nicolas Louis Vauquelin reçut quelques échantillons de minerai de crocoïte. Il fut alors capable de produire de l'oxyde de chrome (CrO3) en addition de l'acide chlorhydrique à la chromite. En 1798, Vauquelin découvrit qu'il pouvait isoler le chrome métallique en chauffant l'oxyde dans un four à charbon. Il fut aussi capable de détecter des traces de chrome dans certaines pierres précieuses comme les rubis ou les émeraudes. Il démontra aussi avec son collègue Laugier qu'on en trouvait dans presque toutes les météorites.

Durant le XVIII siècle, le chrome fut principalement utilisé comme pigment dans la peinture.

Au XXI siècle, il apparaît principalement (à 85 %) dans les alliages de métaux, la chimie industrielle consommant le reste.

Propriétés

Chrome, cristaux

Le chrome fait partie de la série des métaux de transition. C'est un métal dur, d'une couleur gris acier-argenté. Il résiste à la corrosion et au ternissement.

Les états d'oxydation les plus communs du chrome sont +2, +3, et +6 ; +3 étant le plus stable. +4 et +5 sont relativement rares. Les composés du chrome d'état d'oxydation +6 (chrome hexavalent) comme le chlorochromate de pyridinium sont de puissants oxydants. Le chrome dans son état d'oxydation +2 est un réducteur.

Composés

Le dichromate de potassium est un oxydant puissant et utilisé pour le nettoyage de la verrerie de laboratoire afin éliminer toute trace organique.

Le chrome vert est composé d'oxyde de chrome Cr2O3, il est utilisé dans la peinture sur émail.

Le chrome jaune, PbCrO4, est un pigment jaune brillant utilisé en peinture.

Utilisation

Utilisations du chrome:

  • En métallurgie, pour améliorer la résistance à la corrosion, et rajouter un fini brillant :
  • Comme constituant d'alliage (par ex. dans l'acier inoxydable)
  • dans le plaquage au chrome (chromage)
  • dans l'aluminium anodisé
  • Comme catalyseur dans certaines réactions d'hydrogénation, mais aussi sous la forme tricarbonylée comme groupement activateur d'un benzène, ce qui permet de nombreuses transformations chimiques pour donner naissance à des composés naturels.
  • Les sels de chrome sont utilisés pour donner une couleur verte au verre.
  • Le chrome est utilisé dans le tannage des peaux.
  • Les chromates et les oxydes sont utilisés dans les colorants et les peintures. Au début du XIX siècle le chromate de plomb, d'un jaune vif, bien opaque et résistant à la lumière, est utilisé comme pigment, ses couleurs vont du jaune vert au jaune orangé mais ont l'inconvénient d'être toxiques.
  • En médecine, le chrome peut être utilisé contre le diabète, mais son usage est controversé.

Rôle biologique

Le chrome trivalent est un oligo-élément essentiel pour le métabolisme du sucre chez l'être humain. Une déficience en chrome peut affecter le potentiel de l'insuline à réguler le niveau de sucre dans l'organisme.

Le chrome n'a pas, comme les autres oligo-éléments, été trouvé dans une protéine avec une activité biologique, et donc son mécanisme d'action dans la régulation du sucre reste inexpliqué.

En fait, les composés organiques du chrome (III) sont plutôt stables, plus que ceux des métaux de transition de la même période (Mn, Fe, Co, Ni, Cu...) et sont donc peu susceptibles de participer à des réactions biologiques, par définition réversibles.

Gisements

Le chrome est extrait des mines sous forme de minerai de chromite FeCr2O4. Le chrome est obtenu commercialement en chauffant le minerai en présence d'aluminium ou de silicium.

À peu près la moitié du minerai de chromite est produit en Afrique du Sud. Le Kazakhstan, l'Inde et la Turquie sont aussi des producteurs importants. On trouve des dépôts de chromite importants, mais géographiquement concentrés au Kazakhstan et en Afrique du Sud.

Approximativement 15 millions de tonnes de chromite ont été produites en 2000, et converties en à peu près 4 millions de tonnes de ferro-chrome pour une valeur marchande de 2,5 milliards de dollars.