Wie erhalte ich reines Chrom?
Einführung
Chrom, ein entscheidendes Element, das 1798 von dem französischen Chemiker Nicholas Louis Vauquelin entdeckt wurde, hat aufgrund seiner außergewöhnlichen Eigenschaften zahlreiche industrielle Anwendungen maßgeblich beeinflusst. Dieser Artikel befasst sich mit der Geschichte des Chroms, von seiner Entdeckung bis hin zu modernen Methoden der Gewinnung von reinem Chrom.
Entdeckung und Eigenschaften
Vauquelins Faszination für ein leuchtend rotes Mineral, das in einer sibirischen Goldmine gefunden wurde und als sibirisches Mennige bekannt ist, führte zur Entdeckung des Chroms. Um die Identität des Minerals als Blei zu bestätigen, isolierte Vauquelin das Chrom, indem er es in Säure auflöste, das Blei ausfällte und die verbleibende Lauge konzentrierte. Der Name "Chrom" leitet sich vom griechischen Wort "chroma" ab, was Farbe bedeutet und die Fähigkeit des Minerals widerspiegelt, in Lösung ein Spektrum von Farben zu erzeugen. Weitere Untersuchungen brachten ans Licht, dass Chrom zur Grünfärbung von Smaragden beiträgt.
Die leichte blau-silbrig-weiße Farbe des Chroms in Verbindung mit seiner hohen Korrosionsbeständigkeit macht es zu einem begehrten Material für Schutzbeschichtungen.
Industrielle Anwendungen
Schutzbeschichtungen
Die Korrosionsbeständigkeit von Chrom macht es zu einem Eckpfeiler in Schutzbeschichtungen für verschiedene Anwendungen. Es wird in Verbrennungsanlagen als verschleißfeste Beschichtung eingesetzt, die die Lebensdauer bestimmter Komponenten verlängert. In Hochtemperatur-Brennstoffzellen zeigt Chrom eine bemerkenswerte Leistung, was seine Vielseitigkeit unterstreicht.
Dekorative Beschichtungen
Neben industriellen Anwendungen eignet sich Chrom auch hervorragend als brillante dekorative Beschichtung. Es verleiht den Bedienelementen von Geräten und Schmuckstücken Glanz und bietet eine Mischung aus Ästhetik und Funktionalität. Die Verwendung von Chromnitridbeschichtungen auf beweglichen Teilen bietet zuverlässigen Schutz vor Verschleiß und Abrieb.
Industrielle Prozesse
Chrom spielt als Beschichtungsmaterial in zahlreichen industriellen Prozessen eine zentrale Rolle. Seine Anwendung als Chromnitrid-Hartstoffbeschichtung gewährleistet Langlebigkeit und Schutz in verschiedenen Fertigungsprozessen.
Produktionsverfahren
Aluminothermisches Verfahren
Die vorherrschende Methode zur Herstellung von Chrom ist das aluminothermische Verfahren. Bei diesem Verfahren wird Chromoxid mit Aluminium reduziert. Das Gemisch aus Chromoxid und Aluminiumpulver entzündet sich, und der Reduktionsprozess verläuft als exotherme Reaktion. Der resultierende Chromgehalt kann bis zu 99,8 % betragen, abhängig von der Reinheit des Ausgangspulvers. Verunreinigungen wie Aluminium, Eisen, Silizium und Schwefel spielen eine entscheidende Rolle.
Elektrolytisches Verfahren
Für besonders reines Chrom wird das elektrolytische Verfahren eingesetzt. Bei diesem Verfahren werden Reinheiten von bis zu 99,995 % erreicht, indem CrO3 Cr(VI) in Schwefelsäure aufgelöst wird. Chromflocken werden durch galvanische Abscheidung gewonnen. Umweltbedenken schränken jedoch die breite Anwendung dieses Verfahrens ein.
Schlussfolgerung
Der Weg des Chroms von der Entdeckung durch Vauquelin bis hin zu den heutigen Produktionsverfahren unterstreicht seine Bedeutung für verschiedene industrielle Anwendungen. Ob zum Schutz von Bauteilen durch Schutzschichten oder zur Verbesserung der Ästhetik durch dekorative Anwendungen, Chrom bleibt ein entscheidendes Element in der Materialwissenschaft. Während die Industrie Fortschritte macht, bleibt das Streben nach der Gewinnung von reinem Chrom mit technologischen Fortschritten und Umweltaspekten verwoben.
