Kromium
Paduan ferokromium diproduksi secara komersial dari kromit dengan cara silikotermal atau reaksi aluminotermal dan logam kromium melalui proses pemanggangan dan pelindian yang diikuti dengan reduksi menggunakan karbon dan kemudian aluminium. Logam kromium bernilai tinggi karena ketahanannya yang tinggi terhadap korosi dan kekerasannya. Pengembangan utamanya adalah pengungkapan
bahwa baja dapat dibuat sangat tahan korosi dan pengusaman dengan penambahan kromium logam untuk membentuk baja nirkarat. Baja nirkarat dan pelapisan krom (elektroplating dengan kromium) secara gabungan adalah 85% dari penggunaan komersial.
Ion kromium trivalen (Cr (III)) dalam jumlah renik adalah nutrisi esensial pada manusia untuk metabolisme insulin, gula dan lipida, meskipun persoalan ini masih diperdebatkan.
Sementara logam kromium dan ion Cr (III) dianggap tidak beracun, kromium heksavalen (Cr (VI)) bersifat toksik dan karsinogenik. Situs produksi kromium yang sudah tidak terpakai sering memerlukan pembersihan lingkungan.
Kromium mengagumkan untuk sifat magnetiknya: ia adalah satu-satunya unsur padat yang menunjukkan tingkat antiferomagnetik pada suhu ruang (dan di bawahnya). Di atas 38 °C, ia berubah menjadi paramagnetik.
Logam kromium yang dibiarkan di udara terbuka mengalami pasivasi oleh oksidasi, dengan membentuk lapisan permukaan tipis yang protektif. Lapisan ini adalah suatu struktur spinel dengan ketebalan hanya beberapa molekul. Ia sangat padat, dan mencegah difusi oksigen ke dalam logam di bawahnya. Ini berbeda dari oksida yang terbentuk pada permukaan besi dan baja karbon,
yang mana oksigen elemental terus bermigrasi, mencapai logam di bawahnya yang menyebabkan perkaratan berkelanjutan. Pasivasi dapat ditingkatkan dengan kontak singkat dengan asam oksidator seperti asam nitrat. Kromium terpasivasi stabil terhadap asam. Pasivasi dapat dihilangkan dengan reduktor kuat yang menghancurkan lapisan oksida pelindung pada logam. Logam kromium yang telah diberi perlakuan ini mudah larut dalam asam lemah.
Kromium, tidak seperti logam sejenis seperti besi dan nikel, tidak terpengaruh oleh perapuhan hidrogen. Namun ia terpengaruh oleh perapuhan nitrogen, bereaksi dengan nitrogen dari air dan membentuk nitrida yang rapuh pada suhu tinggi yang merupakan bagian dari karya logam.
Kromium adalah unsur paling melimpah ke-22 di kerak bumi dengan konsentrasi rata-rata 100 ppm. Senyawa kromium ditemukan di lingkungan dari erosi batuan yang mengandung kromium, dan dapat disebarluaskan oleh letusan gunung berapi. Latar belakang khas konsentrasi kromium di media lingkungan adalah: atmosfir 10 ngm; tanah 500 mgkg; vegetasi 0.5 mgkg; air tawar 10 ugL; air laut 1 ugL; sedimen 80 mgkg.
Kromium ditambang sebagai bijih kromit (). Sekitar dua per lima bijih dan konsentrat kromit di dunia diproduksi di Afrika Selatan, sementara Kazakhstan, India, Rusia, dan Turki juga merupakan produsen substansial. Deposit kromit yang belum dimanfaatkan berlimpah, namun secara geografis terkonsentrasi di Kazakhstan dan Afrika bagian selatan.
Deposit kromium asli ada, meskipun jarang. Pipa Udachnaya di Rusia menghasilkan sampel logam alami. Tambang ini adalah pipa kimberlit, kaya akan intan, dan lingkungan reduktor membantu menghasilkan baik unsur kromium maupun intan.
Hubungan antara Cr (III) dan Cr (VI) sangat bergantung pada pH dan sifat oksidatif lokasinya. Di banyak tempat, Cr (III) adalah spesies dominan, tetapi di beberapa daerah, air tanah dapat mengandung sampai dengan 39 g/Liter dari total kromium, dengan 30 g/Liter adalah Cr (VI).
Kromium alami tersusun atas tiga isotop stabil; Cr, Cr dan Cr, dengan Cr adalah yang paling melimpah (kelimpahan alami 83.789%). Sebanyak 19 radioisotop telah dikarakterisasi, dengan yang paling stabil adalah Cr dengan waktu paruh (lebih dari) 1.8 tahun, dan Cr dengan waktu paruh 27.7 hari. Seluruh isotop radioaktif sisanya mempunyai waktu paruh kurang dari 24 jam dan mayoritas kurang dari 1 menit. Unsur ini juga memiliki 2 isotop meta stabil.
Cr adalah produk peluruhan radiogenik dari Mn (waktu paruh = 3.74 juta tahun), dan isotop kromium biasanya terkolokasi (dan bergabung) dengan isotop mangan. Keadaan ini berguna dalam geologi isotop. Rasio isotop mangan-kromium memperkuat bukti dari Al dan Pd tentang asal usul sistem tata surya. Variasi dalam rasio Cr/Cr dan Mn/Cr dari beberapa meteorit menandakan rasio awal
Mn/Mn yang mengarah pada komposisi isotopik Mn-Cr seharusnya merupakan hasil peluruhan "in situ" Mn dalam badan planet yang berbeda. Sehingga, Cr memberi bukti tambahan bahwa proses nukleosintesis terjadi segera sebelum peleburan sistem tata surya.
Isotop kromium berada dalam kisaran massa atom dari 43 u (Cr) hingga 67 u (Cr). Moda peluruhan utama sebelum isotop stabil palling melimpah, Cr, adalah tangkapan elektron, sedangkan moda utama setelahnya adalah peluruhan beta. Cr telah diajukan sebagai proksi untuk konsentrasi oksigen atmosfer.
Kromium adalah logam transisi anggota golongan 6. Kromium (0) mempunyai konfigurasi elektron [Ar]3d4s, karena energi yang lebih rendah dari konfigurasi spin tinggi. Kromium menunjukkan rentang tingkat oksidasi yang lebar, dengan +3 adalah yang paling stabil; keadaan +3 dan +6 adalah yang paling umum dalam senyawa kromium, sementara +1, +4, dan +5 jarang.
Berikut adalah diagram Pourbaix untuk kromium dalam air murni, asam perklorat atau natrium hidroksida:
Terdapat panyak senyawa kromium (III) yang diketahui. Kromium (III) dapat diperoleh dengan melarutkan unsur kromium dalam asam seperti asam klorida atau asam sulfat. Ion memiliki jari-jari 63 pm, hampir sama dengan (jari-jari 50 pm), dan mereka dapat saling menggantikan dalam beberapa senyawa seperti dalam krom alum dan alum. Jika sejumlah renik menggantikan dalam korundum (aluminium oksida,, terbentuklah safir pink atau rubi, tergantung kandungan kromiumnya.
Ion kromium (III) cenderung membentuk kompleks oktahedral. Warna kompleks ini ditentukan oleh ligan yang menempel pada pusat Cr. Kromium (III) klorida hidrat yang tersedia di pasaran adalah kompleks yang berwarna hijau tua. Senyawa kerabat dekatnya memiliki warna yang berbeda: hijau pucat dan ungu. Jika kromium (III) klorida bebas air yang berwarna hijau dilarutkan
dalam air, larutan hijau berubah menjadi ungu setelah beberapa saat karena klorida dalam lingkungan koordinasi bagian dalam digantikan oleh air. Reaksi semacam ini juga teramati dengan larutan krom alum dan garam kromium (III) yang dapat larut dalam air lainnya.
Kromium (III) hidroksida () bersifat amfoter, melarutkannya dalam larutan asam membentuk dan dalam larutan basa membentuk. Senyawa ini didehidrasi dengan pemanasan membentuk kromium (III) oksida () yang berwarna hijau, suatu oksida stabil dengan struktur kristal yang identik seperti yang terdapat pada korundum.
Kromium (VI) adalah oksidator kuat pada pH rendah atau netral. Anion terpenting adalah anion kromat () dan anion dikromat (), yang berada dalam kesetimbangan:
Natrium kromat diproduksi dalam skala industri melalui pemanggangan oksidatif bijih kromit dengan kalsium atau natrium karbonat. Oleh karena itu, spesies dominan, berdasarkan hukum aksi massa, ditentukan oleh pH larutan. Perubahan dalam kesetimbangan tampak berdasarkan perubahan warna dari kuning (kromat) menjadi jingga (dikromat), seperti ketika asam ditambahkan ke dalam larutan
netral kalium kromat. Pada pH yang lebih rendah lagi, dimungkinkan kondensasi lebih lanjut menjadi oksianion kromium yang lebih kompleks.
Senyawa kromium (VI) dalam larutan dapat dideteksi dengan menambahkan larutan asam hidrogen peroksida. Terbentuk kromium (VI) peroksida () berwarna biru tua yang tidak stabil, yang dapat distabilkan sebagai aduk eter.