Chroom (element)

Chroom of chromium is een chemisch element met symbool Cr en atoomnummer 24. Het is een zilverkleurig overgangsmetaal.

Ontdekking 
In 1761 vond Johann Gottlob Lehmann in de bergen van de Oeral een oranje-rood mineraal dat hij Siberisch rood lood noemde, omdat hij dacht dat het een loodverbinding was met seleen en ijzer. Later bleek dat hij het mineraal crocoiet had gevonden, dat uit lood(II)chromaat (PbCrO4) bestaat.

Enkele jaren later bezocht Peter Simon Pallas de locatie opnieuw en ontdekte dat het Siberisch rood lood zeer geschikt was als pigment in verf. Spoedig daarna werd het materiaal populair en bleek er ook een heldere gele kleurstof te kunnen worden gemaakt van crocoiet.

In 1797 lukte het Nicolas-Louis Vauquelin om chroomoxide uit crocoiet te isoleren door het mineraal te mengen met zoutzuur. Een jaar later bleek deze Franse chemicus in staat om uit chroomoxide metallisch chroom te isoleren door het in een oven te verhitten. Later ontdekte hij dat sommige edelstenen (zoals robijn) ook sporen van chroom bevatten.

Tot het begin van de 19e eeuw werd chroom voornamelijk gebruikt als verfcomponent. Daarna kwam chroom steeds meer in zwang als metaal in legeringen.

De naam chroom komt van het Oudgriekse χρῶμα, chrōma, dat kleur betekent.

Toepassingen 
Omdat chroom een goede weerstand tegen corrosie heeft en goed te bewerken valt, wordt het vaak gebruikt om gereedschappen van te maken. Andere toepassingen zijn:
 Als katalysator bij chemische reacties.
 Het chroomhoudende mineraal chromiet wordt gebruikt als mal bij de productie van vuurvaste bakstenen, omdat het een hoog smeltpunt heeft, weinig uitzet en zijn stabiele kristalstructuur behoudt.
 In de glasindustrie als kleurstof; het geeft glas een smaragdgroene kleur.
 Chroom wordt gebruikt voor het vervaardigen van roestvast staal.
 In verf als pigment; lood(II)chromaat is een gele kleurstof.
 Kaliumdichromaat wordt in chemische laboratoria vaak gebruikt als reagens en om glaswerk te reinigen.
 Chroom(IV)oxide wordt gebruikt als magnetisch materiaal in type II-cassettebandjes om het kwalitatief slechtere ijzer(III)oxide van type I-bandjes te vervangen.
 Het radioactieve chroom-51 (51Cr) wordt gebruikt in biomedische toepassingen.
 Chroomzouten, waaronder chroom(III)sulfaat, worden gebruikt voor het looien van leer.

Opmerkelijke eigenschappen 
Cr3+ is van groot belang voor de stofwisseling van suiker in het menselijk lichaam. Een te grote inname van Cr3+ kan echter leiden tot huiduitslag. Cr6+ (hexavalent chroom) is een gevaarlijke vorm van chroom. Deze diffundeert door de huid en celmembraan en kan DNA oxideren en hierdoor de werking ernstig verstoren. In tegenstelling tot de meeste andere metalen die als sporenelement in organismen voorkomen, bindt chroom niet aan eiwitten.

In de oxidatietoestand +6 is chroom in zuur milieu een zeer krachtige oxidator.

Verschijning 
De belangrijkste bron van chroom is het mineraal chromiet (FeCr2O4) dat voornamelijk in Zuid-Afrika, Kazachstan, India en Turkije wordt gedolven. In 2000 werd er jaarlijks zo'n 15 miljoen ton chromiet uit de grond gehaald, dat ongeveer 4 miljoen ton metallisch chroom oplevert.

Soms wordt metallisch chroom in de aardbodem aangetroffen.

Isotopen 

In de natuur komen er drie stabiele isotopen van chroom voor. Daarnaast zijn er nog een groot aantal (ongeveer 20) instabiele isotopen bekend waarvan 50Cr met een halfwaardetijd van 1,8·1017 jaar nog steeds voorkomt en zo'n 4% van het totaal uitmaakt. De andere radioactieve isotopen hebben veel kortere halfwaardetijden.

Toxicologie en veiligheid 
Chroom is irriterend voor de ogen en huid en de zeswaardige vorm kan bij inwendig gebruik kankerverwekkend zijn door oxidatie van het DNA. Ook kan Cr(VI) door de huid diffunderen, daarom mag het niet met blote handen worden aangeraakt. In 1958 is door de Wereldgezondheidsorganisatie besloten dat in drinkwater de chroomconcentratie maximaal 0,05 mg/liter mag zijn.

Hun potentieel om dermale sensitisatie te veroorzaken is goed gekend door dermatologen.
De in vergelijking met dermale relatief zeldzame respiratoire manifestaties kunnen deels verklaard worden door onderdiagnose en onderreporting. Wanneer epidemiologische studies worden uitgevoerd na de ontdekking van een geval van beroepsastma, worden vaak meerdere casussen ontdekt.

In 2008 werden in het haar van scholieren rond IJmuiden hogere doses chroom dan normaal aangetroffen; dit houdt mogelijk verband met de uitstoot van deze stof door de toenmalige staalfabrikant Corus.

Chroom in de voeding en als supplement 
Over het belang van chroom in de voeding is nog niet heel veel bekend. Wel bekend is dat het een rol speelt in het metabolisme van koolhydraten en lipiden. De biologisch relevante vorm van chroom is (waarschijnlijk) het driewaardige ion Cr3+. Dat chroom een essentieel onderdeel is van onze voeding, bleek uit onderzoek bij patiënten die sondevoeding kregen zonder dat daarin chroom zat. Sommigen vertoonden diabetes-achtige symptomen die niet reageerden op insuline. Door toediening van chroom verdwenen de symptomen. De werking van chroom is afhankelijk van insuline. Mertz en collega’s veronderstelden, onterecht weten we inmiddels, dat het chroom in het lichaam onderdeel werd van een groter molecuul, de zogenaamde Glucose Tolerantie Factor (GTF). GTF blijkt een artefact (het bestaat niet), het werd gevormd tijdens het gebruik van de door de onderzoekers gekozen analysemethode. Sindsdien zijn er verschillende studies gedaan naar het effect van chroom op het metabolisme van glucose en vetten om na te gaan of het diabetes-achtige symptomen kon verbeteren. Chroom suppletie had geen effect bij normale gezonde mensen. Bij diabetici verbeterde de bloedglucosespiegel enigszins, maar had het geen effect op het cholesterol en andere bloedvetten.

Supplementen 
Globaal kan men 2 soorten onderscheiden, organisch gebonden chroom zoals chroom(III)picolinaat, chroom(III)di- en trinicotinaat en chroom(III)ethanolaminefosfaat en anorganisch chroom zoals chroom(III)chloride.
Een aantal case reports rapporteert een verband tussen het gebruik van chroom(III)picolinaat en het optreden van rabdomyolyse (spierafbraak), nierfalen en een gestoord denkvermogen. Laboratoriumproeven lieten weleens beschadiging van het DNA zien, er is echter niet aangetoond dat dit voor de mens relevant zou zijn. In een veiligheidsevaluatie van chroompicolinaat concludeerde de Europese Autoriteit voor voedselveiligheid dat de inname van chromium(III) picolinaat in voedingssupplementen en verrijkte voeding geen risico's met zich meebrengt, zolang de dosering niet boven de 250 µg per dag uit komt. Ook de Wereldgezondheidsorganisatie stelt dat de dagelijkse suppletie met chroom niet meer dan 250 µg/dag zou mogen zijn.

Suppletie met chroom is alleen zinvol bij mensen met een tekort aan chroom. En dat komt alleen voor bij een klein aantal mensen dat sondevoeding krijgt (zie sectie hierboven). Tevens is het zo dat chroom in zeer veel voedingsmiddelen zit, weliswaar in kleine hoeveelheden. Met een normale voeding loop je dus geen tekort op. Relatief veel chroom zit in broccoli en volkoren producten. Producten die veel suiker (fructose en sacharose) bevatten hebben een nadelige invloed op de hoeveelheid chroom in ons lichaam.

De EFSA, de instantie die in Europa de aanbevolen dagelijkse hoeveelheid (adh) vaststelt, heeft in 2009 de adh voor chroom verlaagd van 125 naar 40 μg/dag. De US Food and Nutrition Board hanteert de volgende waarden: respectievelijk 35 µg/dag en 25 μg/dag voor 19 tot 50 jaar oude mannen en vrouwen (FNB, 2001).

Externe links 
 
 
 Chroom op voedingscentrum.nl

Chroom
Elementenlijst
Mineraal en sporenelement