금속 크롬에 대해서...

주기율표 제6A족에 속하는 크롬족원소의 하나.

원소기호 : Cr
원자번호 : 24
원자량 : 51.996
녹는점 : 1890℃
끓는점 : 2482℃
비중 : 7.188(20℃)

1797년 프랑스의 L.N.보클랭이 시베리아산 홍연석(紅鉛石)에서 발견하여, 그 염류가 아름다운 색채를 보이는 데서 빛깔을 뜻하는 그리스어 chroma를 따서 명명하였다. 1854년 분젠이 염을 전기분해함으로써 처음으로 소량의 금속을 얻었으며, 1892년 C.R.무아상이 전기로 속에서 산화크롬 Cr2O3를 탄소로 환원시킴으로써 대량으로 얻는 데 성공하였다. 그 후 1899년에 H.골트슈미트가 테르밋법(골트슈미트법)에 의해서 비교적 순수한 금속을 얻는 데 성공하였다.

【존재】 지구상에는 널리 존재하지만 그 양은 그다지 많지 않으며, 클라크수는 0.02로 제21위이다. 천연으로는 유리상태로 산출되는 경우는 없고, 보통 크롬철석 FeCrO4, 홍연석 PbCrO4 등에 함유되어 있다. 주요 산지는 우랄 ·로디지아·트란스발·뉴칼레도니아·그리스 등이다. 루비의 분홍색, 에메랄드의 녹색 등의 착색 원인이 되어 있다.

【성질】 은백색 광택을 갖는 단단하면서도 잘 부서지는 금속으로, 굳기 4∼5이다. 시판되는 크롬은 철 ·알루미늄 ·규소 등이 불순물로 함유되어 있으나, 순도(純度)는 99% 전후이다. 전기분해 크롬은 순도가 더 높다. 강자성(强磁性)이며, 상온에서는 안정하며 공기 및 물 속에서 변화하지 않는다. 강열(强熱)하면 할로겐·황·질소·탄소 등과 직접 반응한다. 염산이나 황산에는 수소를 발생하며 녹지만, 진한 질산이나 왕수(王水) 등 산화력을 가지는 산에는 녹지 않고, 또 이들 산에 담가 둔 것은 표면에 부동태(不動態)를 만들어 보통의 산에도 녹지 않는다. 화합물에는 2가(수용액은 청색), 3가(수용액은 녹색∼보라색), 4가(수용액은 불안정), 5가(수용액은 불안정), 6가(수용액은 황색∼오렌지적색)의 것이 있는데, 3가(예를 들면, 크롬백반 K2SO4·Cr2(SO4)3·24H2O 등)나 6가(예를 들면, 중크롬산칼륨 K2Cr2O7 등)의 화합물이 중요하다. 2가의 화합물은 강한 환원성을 가지며, 6가의 화합물은 강한 산화성을 지닌다.

【제조법】 크롬 야금(冶金)의 주원료는 대부분 크롬철석에 한정되어 있다. 철과의 합금이라도 괜찮을 때는 고운 가루로 만든 크롬철석을 코크스와 섞고, 용융제를 가하여 전기로 속에서 가열하여 환원시키면 금속이 된다. 순수한 크롬을 얻으려면, 원석을 탄산알칼리와 강열 융해하여 공기를 불어넣어 크롬산알칼리로 만든 다음 추출하고, 이것을 중크롬산염으로 변화시킨 후 황 또는 탄소로 환원시켜 산화크롬을 만들고, 이것을 환원시켜 금속으로 한다. 환원제로는 규소가루·마그네슘가루 등이 사용된다. 그러나 현재는 미국 광산국이 개발한 전해(電解) 채취법이 일반화되어 있다. 즉, 광석을 고운 가루로 한 다음 황산으로 침출(浸出)하고, 여과 분별한 후 암모늄크롬백반으로서 얻고, 이것을 알루미늄 브론즈로 만든 음극과 납-은합금으로 만든 양극을 사용하여 전기분해하여 금속크롬을 얻는다.

【용도】 내식성(耐蝕性)이 풍부하여(부동태를 잘 만들기 때문에) 도금으로서 용도가 넓다. 철합금으로서 내식성 ·내열성이 뛰어나며, 특히 스테인리스강은 녹이 슬지 않는 강철로서 중요하다. 또, 로켓 ·터보제트 등의 내열 부분에는 크롬 60%, 몰리브덴 12∼25%, 나머지가 철인 합금이 사용된다. 또 전기저항이 크고 내식성이 강한 니크롬선은 전열용으로 널리 알려져 있다.