Chrom

Chrom
Elementsymbol	Cr
Ordnungszahl	24
Relative Atommasse	51,996
Aggregatzustand	fest
Schmelzpunkt	1907 °C
Siedepunkt	2482 °C
Elementkategorie	Übergangsmetall

Chrom (zu lat. chroma „Farbe“, von altgr. χρῶμα chrṓma „[Haut]Farbe“) ist ein chemisches Element, ein sehr hartes und sprödes, silberweiß glänzendes Metall, das unter normalen Bedingungen nicht oxidiert. Chrom wird in Farben verwendet, zum Gerben von Leder, hauptsächlich jedoch zur galvanischen Verchromung von Metallen.

Geschichte

Im 18. Jahrhundert entwickelte sich ein großes Interesse für Chromverbindungen als Farbpigmente, das Element selbst wurde jedoch erst 1798 von Louis-Nicolas Vauquelin in einem Bleierz entdeckt. Nach dem altgriechischen Wort „chroma“ für Farbe wurde das Element „Chromium“ benannt, da die verschiedenen Ionen unterschiedliche Färbungen aufweisen.

Robert Wilhelm Bunsen war der erste, der Chrom elektrolytisch abschied. Im Jahre 1912 erhielt Max Baum ein Patent für einen Elektrolyten, der Chromsäure, Chromsulfat und Borsäure enthielt. Erik Liebreich erhielt dann im Jahre 1920 ein Patent auf die galvanische Verchromung von Metallen. Als das weltweite Schlüsselpatent für das Verchromen gilt das vier Jahre später von ihm eingereichte Patent aus dem Jahre 1924 (Deutsches Reichspatent DRP 448 526).

Ende der 1920er Jahre wurde daraufhin die deutsche Chrom-lnteressen-Gemeinschaft gegründet (CIG). Nach dem Zweiten Weltkrieg gegen Deutschland wurde im Jahre 1945 die Chrom-Interessen-Gemeinschaft durch die alliierten Invasoren zerschlagen. Deutschland wurde anschließend auch das Patent geraubt sowie dann Ende der 1940er Jahre in den USA erneut angemeldet.

Im Laufe des 20. Jahrhunderts wurden Technologien entwickelt, um Chrom als Schutz gegen Korrosion insbesondere bei eisenhaltigen Legierungen zu verwenden („verchromen“).

Eigenschaften

Chrom ist ein Nebengruppenelement und damit ein Metall. Es ist relativ zäh und weist eine silber-/blau-weiße Färbung auf. An der Luft ist Chrom beständig, da es sich, ähnlich wie Aluminium, mit einer Oxidschicht überzieht, die es vor weiteren Reaktionen schützt. Die so gebildete Oberfläche ist hart, nicht reaktiv und läßt sich – wie vom Chrom bekannt – hochglänzend polieren. Ansonsten ist Chrom ein ziemlich unedles Metall. Es reagiert mit Säuren zu den entsprechenden Salzen und Wasserstoff. Bei Erhitzen erfolgt eine Reaktion mit Nichtmetallen, zum Beispiel mit Chlor, Schwefel, Kohlenstoff und Silicium. Mit Sauerstoff (Verbrennung) bildet Chrom nach Entzündung verschiedene Oxide. Ionen des Chroms (oft in Verbindung mit Sauerstoff) weisen typische Farben auf (Chromat-Ion: gelb; Dichromat-Ion: orange; Polychromat-Ion: dunkelrot; Peroxochromat-Ion: blau). Besonders Chrom(VI-)verbindungen sind giftig.

Vorkommen

Das Element Chrom ist auf der Erde relativ häufig. Das wichtigste Erz ist Chromeisenstein (Chromit), auch Rotbleierz (Krokoit) ist bedeutsam. Größere Mengen von Chromit werden in Südafrika, Rußland, Indien, Brasilien, Finnland und der Türkei abgebaut. Im Meer kommen in geringen Mengen verschiedene Ionen des Chroms vor. Auch in Eisenmeteoriten kann elementares Chrom enthalten sein.

Herstellung

Industriell wird das Metall aus dem Erz Chromit gewonnen. Das Mineral wird dazu mit Soda und Kalk gemischt und gemahlen. Unter Luftzufuhr wird es anschließend in einem Drehrohrofen oxidiert. Dabei entsteht Natriumchromat (Na2CrO4), das mit konzentrierter Schwefelsäure zu Natriumdichromat (Na2Cr2O7) umgewandelt wird. Nach dem Auskristallisieren wird es mit Kohlenstoff (Koks) und Schwefel zur Reaktion gebracht. Das gebildete Oxid reduziert man mit Aluminium zu Chrom. Bei einem zweiten Verfahren nutzt man die Elektrolyse von Chromsalz-Lösungen.

Verwendung

Elementares Chrom wird zur Herstellung von eisenhaltigen Legierungen, zum Beispiel nicht rostender Stahl mittels Verwendung von Ferrochrom (Chrom mit Eisen), benötigt. Je nach Zusammensetzung werden die Stähle Chromstahl, Chrom-Nickel-Stahl, Molybdänstahl oder Wolframstahl genannt. Als eisenfreie Legierung, zum Beispiel mit Nickel, nutzt man das Metall zum Verchromen von Bauteilen auf anderen Metallen (zum Beispiel auf Eisen). Dadurch korrodieren diese Metallteile nicht. Für die Herstellung keramisch-metallischer Werkstoffe ist ebenfalls Chrom erforderlich.