Χρώμιο

Φυσική παρουσία

Το χρώμιο είναι το 22ο σε αφθονία χημικό στοιχείο στο φλοιό της Γης, με μέση συγκέντρωση της τάξης των 100 ppm. Ενώσεις του χρωμίου βρίσκονται στο περιβάλλον, χαρη στη διάβρωση των χρωμιούχων πετρωμάτων, αλλά και των ηφαιστειακών εκρήξεων. Η συγκέντρωση του χρωμίου στο έδαφος ποικίλλει από 1 ως 300 mg/kg. Στο δε θαλάσσιο νερό από 5 ως 800 μg/lit. Στα ποτάμια και τις λίμνες κυμαίνεται μεταξύ 26 μg/lit και 5,2 mg/lit. Το χρώμιο εξορύσσεται ως χρωμίτης (FeCr₂O₄). Περίπου τo 40% του ορυκτού χρωμίτη παράγεται στη Νότια Αφρική, ενώ στη λίστα των σημαντικών χρωμιτοπαραγωγικών χωρών περιλαμβάνονται (κατά σειρά) η Ινδία, το Καζακστάν, η Τουρκία, το Ομάν, η Ρωσία, η Βραζιλία, η Φινλανδία, η Ζιμπάμπουε, το Πακιστάν, η Αυστραλία, η Αλβανία, η Κίνα, το Ιράν, η Μαδαγασκάρη, το Βιετνάμ, τα ΗΑΕ, το Σουδάν, η Κούβα, οι Φιλιππίνες, το Αφγανιστάν και η Ελλάδα. Τα αναξιοποίητα κοιτάσματα χρωμίτη είναι (σχετικά) άφθονα, αλλά γεωγραφικά συγκεντρώνονται (περισσότερο) στο Καζακστάν και στη Νότια Αφρική.
Παρόλο που είναι σπάνια, κοιτάσματα φυσικού (μεταλλικού) χρωμίου υπάρχουν. Το Udachnaya Pipe στη Ρωσία παράγει δείγματα φυσικού μετάλλου. Το ορυχείο αυτό είναι πλούσιο σε διαμάντια και το αναγωγικό περιβάλλον του βοηθά στην παραγωγή στοιχειακού χρωμίου και διαμαντιών. 
Η σχέση μεταξύ του Crᴵᴵᴵ και του Crⱽᴵ εξαρτάται πολύ από το pH και την παρουσία οξειδωτικών στοιχείων στην περιβάλλουσα περιοχή, αλλά στις περισσότερες περιπτώσεις το Crᴵᴵᴵ υπερισχύει, παρόλο που σε μερικές περιοχές τα υπόγεια ύδατα μπορεί να περιέχουν ως και 39 μg/lit χρωμίου συνολικά, και τα 30 μg/lit από αυτά να είναι Crⱽᴵ.

Ισότοπα

Το χρώμιο που προκύπτει φυσιολογικά αποτελείται από 3 σταθερά ισότοπα: το ⁵²Cr, το ⁵³Cr και το ⁵⁴Cr με το πρώτο από τα τρία να υπερισχύει σε ποσοστό ύπαρξης από τα άλλα δύο (83,789%). Δεκαεννιά ισότοπα του χρωμίου έχουν βρεθεί με πιο σταθερά από αυτά τα ⁵⁰Cr (διάρκεια ημιζωής: παραπάνω από 1,8 · 10¹⁷ χρόνια) και ⁵¹Cr (διάρκεια ημιζωής: 27,7 μέρες). Όλα τα υπόλοιπα ισότοπα έχουν διάρκεια ημιζωής μικρότερη από 24 ώρες και η πλειοψηφία αυτών έχει διάρκεια ημιζωής μικρότερη του ενός λεπτού.

Φυσικές ιδιότητες

Το χρώμιο είναι λαμπερό, σκληρό μέταλλο που, όταν γυαλίζεται, δίνει μια όμορφη μεταλλική λάμψη. Γι' αυτό η βιομηχανία το χρησιμοποιεί για την παρασκευή εντυπωσιακών μεταλλικών αντικειμένων. Οι ενώσεις του είναι συνήθως τοξικές. Το χρώμιο ανακαλύφθηκε από τον Louis-Nicholas Vauquelin το 1797.
Το χρώμιο, επίσης, είναι αξιοσημείωτο για τις μαγνητικές του ιδιότητες: είναι το μόνο στερεό στοιχείο που μπορεί, όταν βρίσκεται στη φύση σαν στοιχείο και όχι σε ενώσεις, να μην έλκεται μαγνητικά σε θερμοκρασία δωματίου (ή χαμηλότερη). Πάνω από τους 38οC έρχεται σε παραμαγνητική κατάσταση.

Βιολογική σημασία

Το τρισθενές χρώμιο (Cr(III) ή Cr³⁺) απαιτείται σε ελάχιστες ποσότητες για τη ζάχαρη και το μεταβολισμό των λιπιδίων στους ανθρώπους και η απώλειά του μπορεί να προκαλέσει αρρώστια ονομαζόμενη “απώλεια χρωμίου”. Αντίθετα το εξασθενές χρώμιο (Cr(VI) ή Cr⁶⁺) είναι πολύ τοξικό και μπορεί να προκαλέσει μεταλλάξεις, όταν καταπίνεται. Το Cr(VI) δεν έχει αποδειχθεί ως καρκινογόνο σε διάλυμα, παρόλο που μπορεί να προκαλέσει δερματίτιδα εξαιτίας κάποιας αλλεργίας.
Η χρήση διατροφικών συμπληρωμάτων με χρώμιο είναι αμφιλεγόμενη εξαιτίας των περίπλοκων αποτελεσμάτων των συγκεκριμένων συμπληρωμάτων. Κάποιες περίπλοκες οργανικές ενώσεις του χρωμίου προκαλούν ζημιά στα χρωμοσώματα των κυττάρων των χάμστερ. Στις Ηνωμένες Πολιτείες οι διατροφικές οδηγίες για την ημερήσια κατανάλωση χρωμίου μειώθηκαν από τα 50-200 μg για έναν ενήλικα στα 35 μg (για τους άντρες) και 25 μg (για τις γυναίκες).
Φυσικές πηγές χρωμίου: Θυμάρι, σιτάρι, μαγιά μπύρας, λαχανικά, φρούτα, κρέας, γαλακτοκομικά προϊόντα και δημητριακά.

Χρήσεις

Το χρώμιο χρησιμοποιείται στα οδοντοτεχνικά κράματα όπως: CoCr και NiCr. Σημαντική εφαρμογή βρίσκει, επίσης, στην κατασκευή χρωμιοχαλύβων, οι οποίοι είναι ανοξείδωτοι, αλλά και στην επιχρωμίωση μετάλλων που επιθυμείτε η προστασία τους από τη διάβρωση. Κράμα χρωμίου-βαναδίου χρησιμοποιείται στην κατασκευή κλειδιών.