Chrom – Steckbrief

Stellung im Periodensystem

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Vorkommen und Gewinnung

Chrom kommt in der Natur fast nur gebunden vor. Das einzige wirtschaftlich wichtige Erz ist der Chromit, ein schwarzes Eisenchromoxid. Die größten Vorkommen liegen in Südafrika, außerdem in Kasachstan, der Türkei und Indien.

Entdeckt wurde das Element in einem anderen, auffällig orangeroten Mineral: dem Rotbleierz aus Sibirien, einem Bleichromat. Der französische Chemiker Louis-Nicolas Vauquelin untersuchte es und fand 1797 darin ein neues Element. Ein Jahr später gewann er das Metall, indem er das Oxid mit Holzkohle erhitzte. Den Namen erhielt das Element wegen der vielen Farben seiner Verbindungen.

Für die Stahlindustrie reduziert man Chromit im Elektroofen mit Koks. Dabei entsteht Ferrochrom, eine Legierung aus Eisen und Chrom, die direkt in die Stahlschmelze gegeben wird. Reines Chrom gewinnt man aus Chrom(III)-oxid durch Reduktion mit Aluminium, ein Beispiel für das Thermitverfahren, oder durch Elektrolyse wässriger Chromsalzlösungen.

Eigenschaften und Reaktionen

Chrom steht in Periode 4 und Gruppe 6. Seine Elektronenkonfiguration [Ar] 3d⁵ 4s¹ ist eine bekannte Ausnahme: Statt zwei Elektronen im 4s-Orbital und vier im 3d-Bereich hat Chrom nur ein 4s-Elektron und fünf d-Elektronen. Ein halb besetzter d-Bereich gilt als energetisch besonders günstig; das ist eine Faustregel, die nicht für alle Elemente gilt. Die Elektronegativität beträgt 1,66.

Das Metall hat eine Dichte von 7,15 g/cm³, schmilzt bei 1907 °C und siedet bei 2671 °C. Es ist sehr hart, aber spröde. An der Luft bildet sich sofort eine unsichtbare, dichte Oxidschicht, die das Metall vor weiterem Angriff schützt. Man nennt diesen Zustand Passivierung. Deshalb glänzt verchromtes Metall jahrzehntelang.

In Verbindungen kommt Chrom vor allem mit den Oxidationsstufen plus drei und plus sechs vor. Chrom(III)-Verbindungen sind meist grün oder violett, Chrom(III)-oxid ist ein beständiges grünes Pigment. Chrom(VI)-Verbindungen sind gelb oder orange: Chromate leuchten gelb, Dichromate orange. Sie sind starke Oxidationsmittel. Bekannt ist Kaliumdichromat aus den früheren Alkohol-Prüfröhrchen: Alkohol reduziert das orange Chrom(VI) zu grünem Chrom(III). Chrom(VI)-Verbindungen sind giftig und krebserregend, Chrom(III) dagegen ist deutlich weniger bedenklich.

Verwendung in Alltag und Technik

Der weitaus größte Teil des Chroms wird zu Edelstahl verarbeitet. Rostfreier Stahl enthält mindestens etwa ein Zehntel Chrom, häufig mehr. Wie das reine Metall bildet die Legierung an der Oberfläche eine schützende Chromoxidschicht. Besteck, Kochtöpfe, Spülbecken, Waschmaschinentrommeln und Geräte in Krankenhäusern und Lebensmittelbetrieben bestehen deshalb aus Chromstahl.

Beim Verchromen wird eine dünne Chromschicht galvanisch auf Metall oder Kunststoff abgeschieden. Glanzchrom schmückt Armaturen und Motorradteile, Hartchrom schützt Kolbenstangen und Walzen vor Verschleiß. Weil die Bäder dafür lange Chrom(VI) enthielten, ist das Verfahren in der EU streng reguliert, und Betriebe stellen zunehmend auf Chrom(III)-Bäder um.

Weitere Anwendungen sind Pigmente wie Chromoxidgrün und früher Chromgelb, feuerfeste Steine aus Chromit für Industrieöfen, etwa in Stahl- und Glaswerken und das Gerben von Leder mit Chrom(III)-Salzen, das einen Großteil des Leders weltweit weich und haltbar macht. Chrom(III) galt lange als lebensnotwendiges Spurenelement für den Zuckerstoffwechsel. Die europäische Lebensmittelbehörde sieht dafür heute aber keinen ausreichenden Beleg.

Moleküle mit diesem Element

• Chrom(II)-oxid CrO3D ansehen
• Chrom(VI)-oxid CrO₃3D ansehen
• Chrom(III)-oxid Cr₂O₃3D ansehen

Kurz gefragt

Warum ist Edelstahl oft deutlich korrosionsbestaendiger als normaler Stahl?

Häufige Fragen