Chrome : oligo-élément essentiel, propriétés et applications pratiques

Le chrome est un minéral. Il est appelé « oligo-élément essentiel » car de très petites quantités de chrome sont nécessaires pour la santé humaine. Il existe deux formes de chrome. Le chrome trivalent se trouve dans les aliments et les compléments et est sans danger pour les humains. L'autre forme, le chrome hexavalent, est une toxine connue qui peut causer des problèmes de peau et le cancer du poumon. Seul le chrome trivalent est discuté ici.

Le chrome est utilisé pour la carence en chrome. Il est également utilisé pour le diabète, le cholestérol élevé, un trouble hormonal qui cause des ovaires agrandis avec des kystes (syndrome des ovaires polykystiques ou SOPK), et de nombreuses autres conditions, mais il n'y a pas de bonnes preuves scientifiques pour soutenir la plupart de ces utilisations. Mais dans cet article, nous discutons du chrome comme métal et de ses propriétés et utilisations.

Qu'est-ce que le métal chrome ?

Le chrome est un élément chimique avec le symbole Cr et le numéro atomique 24. C'est le premier élément du groupe 6. C'est un métal de transition gris acier, brillant, dur et cassant. Le chrome est l'additif principal dans l'acier inoxydable, ce qui lui donne des propriétés anti-corrosives.

Le chrome est également apprécié comme un métal qui peut être poli jusqu'à une finition miroir tout en résistant au ternissement. Le chrome poli reflète presque 70 % du spectre visible et presque 90 % de la lumière infrarouge.

Le métal chrome est valorisé pour sa haute résistance à la corrosion et sa dureté. Un développement important dans la production d'acier a été la découverte que l'acier peut être rendu hautement résistant à la corrosion et à la décoloration en ajoutant du chrome métallique pour former de l'acier inoxydable. L'acier inoxydable et le placage au chrome constituent ensemble 85 % de l'utilisation commerciale.

La production industrielle de chrome se fait à partir de minerai de chromite (principalement FeCr₂O₄) en ferrochrome, un alliage fer-chrome, par des réactions aluminothermiques ou silicothermiques.

Le ferrochrome est ensuite utilisé pour fabriquer des alliages tels que l'acier inoxydable. Le métal chrome pur est fabriqué par un processus différent : rôtissage et lixiviation de la chromite pour la séparer du fer, suivi d'une réduction avec du carbone puis avec de l'aluminium.

Groupe	6	Point de fusion	1 907 °C, 3 465 °F, 2 180 K
Période	4	Point d'ébullition	2 671 °C, 4 840 °F, 2 944 K
Bloc	d	Densité (g cm⁻³)	7,15
Numéro atomique	24	Masse atomique relative	51,996
État à 20 °C	Solide	Isotopes clés	⁵²Cr
Configuration électronique	[Ar] 3d⁵4s¹	Numéro CAS	7440-47-3

Qui a découvert le chrome ?

Le chrome a été découvert (1797) par le chimiste français Nicolas-Louis Vauquelin et isolé en tant que métal un an plus tard ; il a été nommé pour ses composés multicolores. Il a produit de l'oxyde de chrome (CrO₃) en mélangeant de la crocoïte avec de l'acide chlorhydrique (HCl).

Bien qu'il croyait qu'une méthode pour isoler le chrome n'existait pas encore, Vauquelin a été agréablement surpris en 1798 de découvrir qu'il était capable d'obtenir du chrome métallique en chauffant simplement l'oxyde de chrome dans un four à charbon. Aujourd'hui, le chrome est principalement obtenu en chauffant le minéral chromite (FeCr₂O₄) en présence d'aluminium ou de silicium.

Propriétés du chrome

Le chrome est un métal brillant, cassant, dur. Sa couleur est gris argenté et il peut être hautement poli. Il ne ternit pas dans l'air, quand il est chauffé, il brûle et forme de l'oxyde chromique vert. Le chrome est instable dans l'oxygène, il produit immédiatement une fine couche d'oxyde qui est imperméable à l'oxygène et protège le métal en dessous.

Le chrome a un point de fusion de 1 857 ± 20 °C, un point d'ébullition de 2 672 °C, une gravité spécifique de 7,18 à 7,20 (20 °C), avec des valences habituellement 2, 3 ou 6. Le métal est d'un gris acier brillant qui prend un poli élevé. Il est dur et résistant à la corrosion.

Le chrome a un point de fusion élevé, une structure cristalline stable et une expansion thermique modérée. Tous les composés de chrome sont colorés. Les composés de chrome sont toxiques.

Le métal chrome est un élément chimique par le symbole Cr et le numéro atomique 24. C'est le premier élément du groupe 6. Le chrome est un métal assez actif. Il ne réagit pas avec l'eau mais réagit avec la plupart des acides. Il se combine avec l'oxygène à température ambiante pour former de l'oxyde de chrome (Cr₂O₃). L'oxyde de chrome forme une fine couche sur la surface du métal, le protégeant de toute corrosion ultérieure.

Traitement du chrome

Le chrome (Cr) est un métal brillant, dur, réfractaire qui fond à 1 857 °C (3 375 °F) et bout à 2 672 °C (4 842 °F). À l'état pur, il est résistant à la corrosion ordinaire, ce qui entraîne son application en tant que revêtement protecteur électrodéposé pour d'autres métaux. Il se dissout dans les acides minéraux non oxydants mais pas dans l'eau régale ou l'acide nitrique, qui passivent le métal.

Parce que le chrome et les alliages riches en chrome sont cassants à température ambiante, ils ont une application limitée. De loin, la plus grande consommation est en tant qu'ajout d'alliage au fer. En quantités variant de 10 à 26 pour cent, le chrome confère une résistance à la corrosion à l'acier ; il est également utilisé pour améliorer la trempabilité, la résistance à l'usure et la résistance à haute température.

En tant que minéral chromite, le chrome est largement utilisé comme matériau réfractaire. D'autres produits chimiques de chrome sont utilisés comme pigments et agents de tannage.

Utilisations du chrome

Un métal dur, argenté avec une teinte bleue. Le chrome est utilisé pour durcir l'acier, fabriquer de l'acier inoxydable (nommé ainsi car il ne rouille pas) et produire plusieurs alliages.

Le placage au chrome peut être utilisé pour donner une finition miroir polie à l'acier. Les pièces de voitures et de camions plaquées au chrome, comme les pare-chocs, étaient autrefois très courantes. Il est également possible de plaquer du chrome sur les plastiques, qui sont souvent utilisés dans les accessoires de salle de bain.

Environ 90 % de tout le cuir est tanné au chrome. Cependant, les effluents de déchets sont toxiques, donc des alternatives sont étudiées. Les composés de chrome sont utilisés comme catalyseurs industriels et pigments (dans les couleurs vert vif, jaune, rouge et orange). Les rubis obtiennent leur couleur rouge du chrome, et le verre traité au chrome a une couleur vert émeraude.

Élément chrome et ses utilisations

Les éléments de chrome ont de nombreuses utilisations différentes. Certaines incluent :

• Fluorure de chrome (CrF₃) : impression, teinture et protection anti-mites de la laine
• Oxyde de chrome (Cr₂O₃) : pigment vert (agent colorant) dans la peinture, le bitume de toiture et les matériaux céramiques ; briques réfractaires ; abrasif
• Sulfate de chrome (Cr₂(SO₄)₃) : pigment vert dans la peinture, les céramiques, les émaux, les vernis et les encres ; placage au chrome
• Borure de chrome (CrB) : réfractaire ; conducteur électrique à haute température
• Dioxyde de chrome (CrO₂) : revêtement pour bandes magnétiques (« bandes au chrome »)
• Hexacarbonyle de chrome (Cr(CO)₆) : catalyseur ; additif d'essence

FAQ

À quoi sert le métal chrome ?

Un métal dur, argenté avec une teinte bleue. Le chrome est utilisé pour durcir l'acier, fabriquer de l'acier inoxydable (nommé car il ne rouille pas) et produire plusieurs alliages. Le placage au chrome peut être utilisé pour donner une finition miroir polie à l'acier.

Le chrome est-il un métal bon marché ?

En tant qu'élément brillant, le chrome est presque imbattable : il est bon marché, facile à électrodéposer, ne se corrode pas, et bien sûr, il est très brillant. L'argent est aussi brillant, mais il ternit rapidement.

Quelle est la résistance du métal chrome ?

Avec une note de 8,5 sur l'échelle de dureté de Mohs, le chrome est le métal le plus dur de la planète (dépassant facilement le titane, qui est noté à seulement 6).

Le chrome est-il un métal toxique ?

Le chrome en tant que métal pur n'a pas d'effet indésirable. Le petit effet toxique est attribué au chrome trivalent lorsqu'il est présent en très grandes quantités. La toxicité aiguë et chronique du chrome est principalement causée par les composés hexavalents.

Le chrome est-il toxique pour les humains ?

Des études humaines ont clairement établi que le chrome (VI) inhalé est un cancérigène humain, entraînant un risque accru de cancer du poumon. Des études animales ont montré que le chrome (VI) cause des tumeurs pulmonaires par exposition par inhalation.

Le chrome est-il un bon métal ?

L'acier inoxydable et le placage au chrome (électrodéposition avec du chrome) représentent ensemble 85 % de l'utilisation commerciale. Le chrome est également très apprécié comme un métal qui peut être hautement poli tout en résistant au ternissement.

Le chrome est-il naturel ou synthétique ?

Il se trouve naturellement dans des composés dans la croûte terrestre. Cependant, la consommation de niveaux élevés de chrome dans l'eau potable polluée ou l'inhalation de fumées de l'élément chauffé peut causer des ulcères, le cancer et d'autres problèmes de santé.

Quelles sont 5 utilisations du chrome ?

Les utilisations du chrome dans l'industrie chimique. Il est principalement utilisé dans le placage électrolytique, le tannage, l'impression et la teinture, la médecine, le carburant, les catalyseurs, les oxydants, les allumettes et les inhibiteurs de corrosion des métaux. En même temps, le chrome métallique est devenu l'un des métaux les plus importants pour le placage électrolytique.

Le chrome peut-il être forgé ?

Le chrome pur (comme de nombreux autres métaux non ferreux) se durcit par écrouissage. Cela le rend impropre au forgeage car la lame résultante serait très cassante.

Qu'est-ce qui est mauvais avec le chrome ?

Le chrome VI est la forme la plus dangereuse du chrome et peut causer des problèmes de santé incluant des réactions allergiques, éruption cutanée, irritations du nez, saignements de nez, ulcères, système immunitaire affaibli, altération du matériel génétique, dommages aux reins et au foie, et peut même aller jusqu'à la mort de l'individu.

La rouille de chrome est-elle toxique ?

En fait, sur une base gramme pour gramme, le chrome n'est pas considéré comme particulièrement toxique par rapport à d'autres métaux, même par ingestion.

Le chrome dans l'acier inoxydable est-il toxique ?

Des études toxicologiques montrent que des doses orales de nickel et de chrome peuvent causer des réactions cutanées indésirables telles que la dermatite. Les sources alimentaires supplémentaires, comme la lixiviation des ustensiles de cuisine en acier inoxydable pendant la préparation des aliments, ne sont pas bien caractérisées.

Le chrome est-il résistant à la corrosion ?

Bien que le chrome se corrode de manière similaire, son oxyde, Cr₂O₃, forme une couche de surface dure empêchant l'oxygène de réagir avec le fer. Les aciers inoxydables plus résistants à la corrosion, comme ceux utilisés dans la construction, contiennent du molybdène ainsi que du chrome.

Pourquoi le chrome empêche-t-il la rouille ?

Le chrome se combine avec l'oxygène avant que le fer ne puisse le faire, ce qui forme une couche d'oxyde de chrome. Cette couche est très résistante à la corrosion, ce qui empêche la formation de rouille et protège le métal sous-jacent.

Quel type de métal est le chrome ?

Le chrome (Cr), un élément chimique du Groupe 6 (VIb) du tableau périodique, un métal dur gris acier qui prend un poli élevé et est utilisé dans les alliages pour augmenter la résistance et la résistance à la corrosion.

Le chrome est-il un bon conducteur d'électricité ?

Le chrome. Pas un très bon conducteur électrique par aucun moyen, mais il a ses utilisations dans ce domaine. Le borure de chrome (CrB) est utilisé comme conducteur électrique à haute température. Il y a beaucoup d'autres utilisations pour ce métal.

Comment fabrique-t-on du chrome ?

Le chrome pur est produit soit par la réduction thermique de Cr₂O₃ avec de l'aluminium, soit par l'électrolyse de solutions de chrome trivalent. Le processus aluminothermique commence par le rôtissage de minerai fin, de soude et de chaux dans l'air à 1 100 °C (2 000 °F).

Pourquoi le chrome est-il utilisé dans l'acier inoxydable ?

Le chrome est critique dans la fabrication de l'acier inoxydable. La plupart des aciers inoxydables contiennent environ 18 % de chrome ; c'est ce qui durcit et renforce l'acier et augmente sa résistance à la corrosion, en particulier à haute température. Les pigments contenant du chrome trouvent leur chemin dans une variété de produits de beauté.

Lire aussi

• Qu'est-ce que la fonte ? Types, propriétés, application,
• Matériau graphite | Propriétés, application et différents types de graphite.