Le chrome : Propriétés et utilisations des éléments
Description du produit
Le chrome est un élément chimique aux propriétés uniques qui le rendent essentiel dans diverses applications industrielles, de la production d'acier inoxydable aux revêtements protecteurs.
Présentation de l'élément
Le chrome (Cr) est un métal de transition qui fait partie des éléments du groupe 6 du tableau périodique. Il a un numéro atomique de 24 et est connu pour son éclat métallique brillant et sa dureté. Le chrome se trouve dans la nature principalement sous la forme de minéraux tels que la chromite. Il a été découvert pour la première fois en 1797 par le chimiste français Louis-Nicolas Vauquelin. La caractéristique la plus notable du chrome est sa grande résistance au ternissement et à la corrosion, ce qui le rend très apprécié dans les applications industrielles et commerciales.
Description des propriétés chimiques
Le chrome présente un large éventail de propriétés chimiques qui contribuent à son utilité dans diverses applications.
- États d'oxydation: Le chrome peut exister dans plusieurs états d'oxydation, allant de -2 à +6. Les états d'oxydation les plus stables et les plus courants sont +2, +3 et +6.
- Réactivité: le chrome réagit avec l'oxygène de l'air pour former une couche d'oxyde protectrice qui empêche la poursuite de la corrosion. Il réagit également avec les non-métaux, tels que le soufre et les halogènes, pour former divers composés.
- Comportement acide et basique: L'oxyde de chrome(III) (Cr₂O₃) est amphotère, ce qui signifie qu'il peut réagir avec les acides et les bases.
- Toxicité: si le chrome à l'état d'oxydation +3 est essentiel pour la santé humaine, l'état d'oxydation +6 est toxique et cancérigène, en particulier en milieu industriel.
Tableau des propriétés physiques
Le chrome est un métal dur, gris acier, dont les points de fusion et d'ébullition sont élevés. Le tableau ci-dessous résume certaines de ses principales propriétés physiques :
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Propriété |
Valeur |
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Nombre atomique |
24 |
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Masse atomique |
52,00 g/mol |
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Densité |
7,19 g/cm³ |
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Point de fusion |
1907°C |
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Point d'ébullition |
2671°C |
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Résistivité électrique |
2,3 x10-⁶Ω-m |
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Conductivité thermique |
93 W/m-K |
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Couleur |
Métallique argenté |
Pour plus d'informations, veuillez consulter le site Stanford Advanced Materials (SAM).
Utilisations courantes
Le chrome est largement utilisé dans diverses applications industrielles et commerciales en raison de sa durabilité, de sa dureté et de sa résistance à la corrosion.
- Acier inoxydable: l'utilisation la plus courante du chrome est la production d'acier inoxydable. Le chrome est allié au fer pour créer un acier résistant à la corrosion et aux taches.
- Placage de chrome: Le chrome est utilisé pour recouvrir d'autres métaux et leur donner une finition brillante et durable. Cette technique est courante dans les pièces automobiles, les appareils ménagers et les objets décoratifs.
- Pigments: les composés du chrome, tels que l'oxyde de chrome (Cr₂O₃), sont utilisés dans les pigments pour les peintures, les teintures et les encres. Le jaune de chrome (PbCrO₄) est un pigment bien connu.
- Alliages: le chrome est un composant clé de nombreux alliages, notamment ceux utilisés dans les applications aérospatiales, militaires et industrielles.
- Préservation du bois: Les composés du chrome comme l'arséniate de cuivre chromaté (ACC) sont utilisés pour traiter le bois afin de prévenir la pourriture et les infestations d'insectes.
Méthodes de préparation
Le chrome est principalement extrait du minerai de chromite (FeCr₂O₄), par un processus connu sous le nom de réaction aluminothermique. Dans ce processus, le minerai de chromite est mélangé à de la poudre d'aluminium et chauffé, ce qui entraîne la réduction de l'oxyde de chrome pour produire du chrome métallique. En outre, le chrome peut être obtenu par électrolyse du chlorure de chrome en présence d'un sel fondu.
Produits industriels connexes
Le chrome entre dans la composition de plusieurs produits industriels :
- Acier inoxydable: Il contient du chrome comme composant principal, souvent associé à du nickel, du molybdène et d'autres éléments.
- Alliages de chrome: utilisés dans des applications nécessitant une grande solidité, une résistance à la chaleur et une grande robustesse, comme les pales de turbines et les machines lourdes.
- Produits chimiques à base de chrome: Utilisés dans la production de divers produits chimiques, notamment les sels de chrome, le dioxyde de chrome (pour les supports d'enregistrement magnétiques) et d'autres composés spécialisés.
Questions fréquemment posées
À quoi sert le chrome dans la vie quotidienne ?
Le chrome est principalement utilisé dans la production d'acier inoxydable, qui est utilisé dans les appareils de cuisine, la coutellerie et les machines industrielles. Il est également utilisé dans la fabrication de revêtements et de pigments.
Comment le chrome est-il extrait ?
Le chrome est extrait du minerai de chromite par la réaction aluminothermique, un procédé faisant intervenir de la poudre d'aluminium pour réduire l'oxyde de chrome.
Pourquoi le chrome est-il dangereux ?
Le chrome, en particulier sous sa forme hexavalente (Cr⁶⁺), est toxique et cancérigène. Il présente des risques lorsqu'il est inhalé ou ingéré, en particulier dans les milieux industriels où l'exposition est fréquente.
Le chrome est-il essentiel pour la santé humaine ?
Oui, le chrome sous sa forme trivalente (Cr³⁺) est un oligo-élément essentiel qui joue un rôle dans le métabolisme du glucose, bien que sa fonction exacte soit encore à l'étude.
Quelle est la principale source de chrome ?
Le chrome provient principalement du minerai de chromite, qui est abondant dans des pays comme l'Afrique du Sud, l'Inde et le Kazakhstan.
