Chrome
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| Généralités | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Nom, Symbole, Numéro | Chrome, Cr, 24 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Série chimique | métal de transition | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Groupe, Période, Bloc | 6, 4, d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Masse volumique | 7140 kg/m³ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dureté Mohs | 7,5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Couleur | blanc argenté
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| Propriétés atomiques | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Masse atomique | 51,9961 u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Rayon atomique (calc.) | 140 (166) pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Rayon de covalence | 127 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Rayon de van der Waals | ND | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Configuration électronique | [Ar] 3d5 4s1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nombre d'électrons par niveau d'énergie | 2, 8, 13, 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| États d'oxydation (oxyde) | 6,3,2 (acide fort) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Structure cristalline | cubique face centrée | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propriétés physiques | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| État de la matière | solide | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Température de fusion | 2130 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Température de vaporisation | 2945 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Volume molaire | 7,23×10-6 m³/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Énergie de vaporisation | 344,3 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Énergie de fusion | 16,9 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pression de vapeur à 2130 K | 990 Pa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Vélocité du son à 20°C | 5940 m/s | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Divers | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Électronégativité (Pauling) | 1,66 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Chaleur massique | 450 J/(kg.K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conductivité électrique | 7,74×106 S/m ohm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conductivité thermique | 93,7 W/(m.K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1er potentiel d'ionisation | 652,9 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2e potentiel d'ionisation | 1590,6 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3e potentiel d'ionisation | 2987 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4e potentiel d'ionisation | 4743 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5e potentiel d'ionisation | 6702 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 6e potentiel d'ionisation | 6702 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isotopes les plus stables | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 différemment colorés.
Sommaire |
[modifier] Histoire
En 1761, Johann Gottlob Lehmann trouva un minerai rouge-orange dans les montagnes de l'Oural, qu'il nomma le 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 XVIIIe siècle, le chrome fut principalement utilisé comme pigment dans la peinture. De nos jours, on l'utilise principalement (à 85 %) dans les alliages de métaux, le reste l'étant dans la chimie industrielle.
[modifier] Propriétés
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) sont de puissants oxydants.
[modifier] 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.
[modifier] 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 anodié
- 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
- Les chromates et les oxydes sont utilisés dans les colorants et les peintures. Au début du XIXe 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.
[modifier] 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.
[modifier] 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.
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