Was ist Chrom?
Chrom ist ein metallisches Element mit der Ordnungszahl 24 und dem Elementsymbol Cr.
Es wurde von René-Just Haüy (englisch: René Just Haüy) nach dem griechischen Wort chroma benannt, das Farbe bedeutet, da Chromverbindungen eine Vielzahl von Farben aufweisen.
Chrom wird hauptsächlich aus Chromit-Erz (FeCr2O4) gewonnen. Mehr als 90 % der weltweiten Chromvorkommen konzentrieren sich auf zwei Länder, Südafrika und Kasachstan, und sind sehr ungleichmäßig verteilt.
Anwendungen von Chrom
Chrom wird hauptsächlich in der Stahlindustrie verwendet. Legierungen aus Chrom und Eisen mit einem Chromgehalt von mehr als 12 % werden als rostfreie Stähle bezeichnet und finden als rostfreies Metall mit hoher Korrosionsbeständigkeit breite Verwendung in Maschinen und Küchengeräten. Darüber hinaus können Chrommetalle aufgrund ihres Glanzes und ihrer hohen Korrosionsbeständigkeit als Beschichtungen verwendet werden.
Chrom ist auch ein wichtiger Mineralstoff für den menschlichen Stoffwechsel. Es trägt insbesondere zur Stimulierung des Fettstoffwechsels bei, wodurch der Cholesterinspiegel und die Neutralfette gesenkt werden und Arteriosklerose und Bluthochdruck vorgebeugt wird. Außerdem unterstützt es die Wirkung des Insulins und soll bei der Vorbeugung von Diabetes wirksam sein.
Eigenschaften von Chrom
Chrom ist ein hartes, silbrig-weißes Metall mit einem Schmelzpunkt von 1.907°C und einem Siedepunkt von 2.671°C. Es ist bei Raumtemperatur äußerst stabil.
In Salzsäure oder verdünnter Schwefelsäure gelöst, bildet es eine zweiwertige Chromsalzlösung; der zweiwertige Zustand ist instabil und wird an der Luft durch Sauerstoff schnell zu dreiwertigem Chrom oxidiert.
Struktur von Chrom
Die Elektronenkonfiguration von Chrom ist [Ar] 3d5 4s1; es hat drei Allotrope, α, β und γ. Die Kristallstruktur ist ein kubisch-raumzentriertes Gitter für α, eine kubisch dicht gepackte Struktur für β und eine hexagonal dicht gepackte Struktur für γ.
Das Isotop des Chroms mit der höchsten natürlichen Häufigkeit ist 52Cr mit 83,789 %. Weitere stabile Isotope (52Cr, 53Cr, 54Cr) sind vorhanden. Neunzehn radioaktive Isotope wurden identifiziert, wobei das stabilste, 50Cr, eine Halbwertszeit von mehr als 1,8 x 1017 Jahren hat; 51Cr hat eine Halbwertszeit von 27,7 Tagen, alle anderen Halbwertszeiten liegen innerhalb von 24 Stunden und die meisten haben Halbwertszeiten von weniger als einer Minute.
Die Isotopen-Massenzahlen reichen von 42 bis 67. Vor allem Chrom mit Massenzahlen unter 52 zerfällt durch Elektroneneinfang, während Chrom mit Massenzahlen über 52 durch Betazerfall zerfällt.
Weitere Informationen über Chrom
1. Chrom im Körper
Chrom ist ein für den Menschen essentielles Spurenelement. Es ist ein Stoff, aus dem Glukosetoleranzfaktoren gebildet werden, die zur Bindung von Insulin und Rezeptoren im Körper beitragen. Bei einem Mangel an Chrom im Körper kann es zu Anomalien im Glukosestoffwechsel und zur Entwicklung von Diabetes kommen.
Beispiele für chromhaltige Lebensmittel sind Garnelen, Leber, Pilze, Hülsenfrüchte, Bierhefe und schwarzer Pfeffer. Der Tagesbedarf an Chrom beträgt 50-200 µg.
Es ist auch in unraffiniertem Getreide enthalten, aber der größte Teil des Chroms geht bei der Raffination verloren. Es wurde berichtet, dass 98 % des Chroms bei der Raffinierung von Mehl und 92 % bei der Raffinierung von Reis verloren gehen. Außerdem ist Chrom ein Mineral, das vom Körper nur schwer aufgenommen werden kann. Es gibt Nahrungsergänzungsmittel, die die Aufnahme von Chrom in den Körper unterstützen.
2. Die Gefahren von Chrom
Chrom allein oder dreiwertiges Chrom ist nicht giftig. Sechswertige Chromverbindungen sind jedoch hochgiftig. Sechswertiges Chrom wurde früher für die Galvanisierung verwendet, wird aber aufgrund von Bodenverunreinigungen und anderen festgestellten Problemen nicht mehr für die Chromatierung von Verzinkungen eingesetzt.
Chrom ist ein Karzinogen, das in Tabak vorkommt; vierwertige Chromverbindungen sind als krebserregend eingestuft worden.
3. Anwendungen von Chrom-Isotopen
53Cr ist ein Zerfallsprodukt von 53Mn und der Isotopengehalt von Chrom und Mangan ist in der Isotopengeologie relevant und verfügbar. Betrachtet man die Zusammensetzungsverhältnisse von Chrom- und Manganisotopen, so zeigt sich, dass im frühen Sonnensystem 26Al und 107Pd vorhanden waren. Die unterschiedlichen Zusammensetzungsverhältnisse von 52Cr und 53Cr sowie von Mn und Cr in Asteroiden deuten darauf hin, dass 53Mn schon früh während der Entstehung der Objekte zerfallen ist.