Χρώμιο: η λαμπερή απειλή

Μικρό βιογραφικό για το στοιχείο χρώμιο. Κάθε Κυριακή «Το Βήμα» μάς ταξιδεύει και σε μιαν άλλη γωνιά του περιοδικού πίνακα.

Βίος και πολιτεία

Ο Χάρι Μπρίαρλι γεννήθηκε το 1871 και ο πατέρας του ήταν εργάτης μετάλλου στο Σέφιλντ της Αγγλίας. Σε ηλικία 12 ετών άφησε το σχολείο για να εργαστεί μαζί με τον πατέρα του στη χαλυβουργία της περιοχής. Αργότερα μπήκε στο χημικό εργαστήριο του εργοστασίου και συνέχισε να μαθαίνει τα σχετικά με τα μέταλλα παρακολουθώντας μαθήματα σε νυχτερινό σχολείο. Αργότερα έφθασε να γίνει διευθυντής σε μία από τις μεγάλες χαλυβουργίες της περιοχής. Λίγο πριν από τον Α’ Παγκόσμιο Πόλεμο το πρόβλημα των αγγλικών βιομηχανιών όπλων ήταν ότι οι εσωτερικές επιφάνειες των κανονιών και των άλλων όπλων είχαν μεγάλες φθορές σε μικρό χρονικό διάστημα χρήσης εξαιτίας και των υψηλών θερμοκρασιών που αναπτύσσονταν στις κάννες. Το πρόβλημα αυτό βάλθηκε να λύσει ο Μπρίαρλι έχοντας τη γνώση ότι προσθέτοντας χρώμιο στον χάλυβα αυξάνεται το σημείο τήξης του κράματος. Στον απλό χάλυβα, όπου άνθρακας έχει προστεθεί στον σίδηρο, ήταν γνωστό πως με ένα διάλυμα νιτρικού οξέος και αλκοόλης μπορούσαν να τρίψουν και να λειάνουν ώσπου η επιφάνεια να γίνει καθρέφτης. Αν υπήρχε όμως και χρώμιο μέσα, αυτό δεν ήταν δυνατόν. Και στο Σέφιλντ χρησιμοποίησαν αυτό το γεγονός για να φτιάχνουν μαχαιροπίρουνα που δεν θάμπωναν εύκολα από τη σκουριά. Το 2013 φτιάχτηκε μια μπίρα με το όνομα του Μπρίαρλι για να γιορτάσουν το γεγονός ότι στις 13 Αυγούστου 1913 ο μεταλλουργός αυτός δημιούργησε το πρώτο κράμα «ανοξείδωτου χάλυβα» με 0,2% άνθρακα και 6%-15% χρώμιο. Αυτό που ύστερα από λίγο ονομάστηκε stainless steel, δηλαδή «ακηλίδωτος χάλυβας» ακριβώς γιατί δεν μπορούσαν να δημιουργηθούν στην επιφάνειά του λεκέδες από διάφορες όξινες τροφές. Λέγεται ότι η ανακάλυψη αυτού του χάλυβα έγινε εντελώς τυχαία, αφού είχαν αφεθεί κάποια δείγματα στην αυλή του εργαστηρίου όπου για μήνες η όξινη βροχή της περιοχής έπεφτε αμείλικτα επάνω τους και στο τέλος ο Μπρίαρλι διαπίστωσε πως μόνο εκείνο το δείγμα με 12% χρώμιο δεν είχε αλλοιωθεί. Από το 1924 έχει δημιουργηθεί ένα κράμα, το 18/8, όπου συνυπάρχουν το χρώμιο με 18% σε αναλογία και το νικέλιο με 8%.

Το 1798 ο γάλλος χημικός Νικολά Λουί Βοκλέν (1763-1829) εξέταζε στο εργαστήριό του στο Παρίσι ένα δείγμα με λαμπρό κόκκινο χρώμα, που είχε βρεθεί το 1766 σε χρυσωρυχείο της Σιβηρίας και ήταν στην πραγματικότητα χρωμικός μόλυβδος. Το 1797 αναλύοντας το δείγμα έφθασε πρώτα στον μόλυβδο και στη συνέχεια, απομακρύνοντας τον μόλυβδο και έπειτα από προσπάθειες ενός χρόνου, στο άγνωστο ως τότε χρώμιο, το οποίο τον είχε εντυπωσιάσει με τα διάφορα λαμπρά χρώματα που έπαιρνε στα διάφορα διαλύματα. Οπότε δεν είναι απροσδόκητο ότι του δόθηκε η ονομασία χρώμιο, δανεισμένη από την ελληνική λέξη χρώμα. Λέγεται ότι ήταν δύο άλλοι γάλλοι χημικοί, ο Αντουάν Φρανσουά ντε Φουρκρουά και ο Ρενέ Ζιστ Αΐ, που πρότειναν αυτή την ονομασία. Την ίδια χρονιά ανακάλυψε ότι και τα σμαράγδια περιέχουν χρώμιο. Αργότερα έγινε γνωστό ότι και το κόκκινο των ρουμπινιών οφείλεται στο χρώμιο. Το 1817 βρέθηκε χρώμιο και στον 700 κιλών μετεωρίτη Pallas που έπεσε στο Κρασνογιάρσκ της Σιβηρίας το 1749.

Ατομικός αριθμός: 24

Ατομικό βάρος: 51,9961

Σημείο τήξης: 1.860^οC

Σημείο βρασμού: 2.672^οC

Αριθμός ισοτόπων: 26

Τι θέλει από τη ζωή μας

Πολλά. Σε μια ποσότητα 0,02 ως 0,1 χιλιοστού του γραμμαρίου είναι απαραίτητο ιχνοστοιχείο για τον άνθρωπο. Βοηθάει στην αξιοποίηση της ινσουλίνης που σχετίζεται με τη ρύθμιση των ποσοστών σακχάρου στον οργανισμό, ενώ υπάρχει και στο RNA. Τροφές με χρώμιο είναι η μαγιά μπίρας, το μοσχαρίσιο συκώτι, το ψωμί ολικής αλέσεως, το ψωμί από βρόμη, τα μήλα, το βούτυρο και το σπανάκι. «Τα αντιόξινα φάρμακα και το ασβέστιο ελαττώνουν την απορρόφηση του χρωμίου οδηγώντας σε ανεπάρκεια. Ενώ και η πολλή ζάχαρη ελαττώνει την απορρόφησή του» (Γ. Μανουσάκης, «Συμπληρώματα διατροφής»). Νερό και μαγείρεμα μπορούν να δώσουν χρώμιο.

Το χρώμιο εμφανίζεται κυρίως σε δύο οξειδωτικές καταστάσεις, δηλαδή καταστάσεις όπου μπορεί να δώσει ηλεκτρόνια. Εχουμε το τρισθενές και το εξασθενές χρώμιο. Το τρισθενές δεν θεωρείται επικίνδυνο για τον άνθρωπο αλλά το εξασθενές με τη μορφή της διχρωμικής ρίζας (CrO4 2-) θεωρείται τοξικό και καρκινογόνο. Επειδή διάφορα υπεροξείδια που μπορούν να βρεθούν στον ανθρώπινο οργανισμό οξειδώνουν το τρισθενές χρώμιο και τελικά μπορεί να προκύψει και εξασθενές, θεωρείται μάλλον επικίνδυνο να παίρνει κάποιος έτσι, χωρίς να υπάρχει πιστοποιημένη έλλειψη, συμπληρώματα χρωμίου.

Το στοιχείο αυτό έγινε διάσημο και από την ταινία, με αληθινή βάση, «Εριν Μπρόκοβιτς» του Στίβεν Σόντερμπεργκ με την Τζούλια Ρόμπερς, όπου η ηρωίδα αρχίζει δικαστικό αγώνα εναντίον της εταιρείας Pacific Gas and Electric Company (PG&E) για μόλυνση του νερού με εξασθενές χρώμιο.

Παράγονται περίπου 24 εκατομμύρια τόνοι τον χρόνο διχρωμικού μεταλλεύματος, οι περισσότεροι, 10 εκατομμύρια, από τη Νότια Αφρική, και επίσης από την Ινδία, το Καζακστάν και την Τουρκία, ενώ το καθαρό μέταλλο φθάνει τους 20.000 τόνους τον χρόνο. Από το μετάλλευμα φτιάχνονται πυρίμαχα τούβλα, ενώ από το καθαρό μέταλλο έχουμε όλη εκείνη την παραγωγή λαμπερών επιφανειών όπου έχουμε εναπόθεση ενός λεπτού στρώματος μετάλλου σε λείες επιφάνειες, πολύ πιο αντανακλαστικού από ό,τι αν ήταν με νικέλιο και με αντίσταση στην εκτεταμένη οξείδωσή του από τον αέρα.

Χρησιμοποιείται επίσης ως καταλύτης, με τη μορφή διχρωμικού καλίου στην παραγωγή χρωμάτων, με τη μορφή θειικού χρωμίου στην κατεργασία των δερμάτων, ενώ ένα πολύ σταθερό πράσινο χρώμα θεωρείται ότι δίνει το τριοξείδιο του χρωμίου. Υπάρχουν όμως και ενώσεις με ζωηρό κίτρινο χρώμα.

Οι συσκευές λέιζερ ρουμπινιού χρησιμοποιούν κορούνδιο, δηλαδή οξείδιο του αργιλίου, όπου μέσα σε αυτό υπάρχουν ιόντα χρωμίου και σε αυτά οφείλεται το κόκκινο χρώμα των ακτίνων τους.

Είναι ένα στοιχείο με έντονη παρουσία στην τέχνη, στον τρόπο ζωής και στη λογοτεχνία, αλλά δυστυχώς και επικίνδυνο σε μερικές περιπτώσεις για τον άνθρωπο, γι’ αυτό και υπάρχουν πολλές διαμαρτυρίες για βιομηχανικά απόβλητα με χρώμιο.

Τι σημαίνει «νερό και μαγείρεμα δίνουν χρώμιο»;

Υπάρχει χρώμιο στο νερό αλλά και στα μαγειρικά σκεύη που είναι κατασκευασμένα από ανοξείδωτο χάλυβα, ο οποίος, όπως αναφέρθηκε, περιέχει χρώμιο και μικρή ποσότητα κάθε φορά μπορεί να βγαίνει με τη θέρμανση.

Τι σχέση έχει με την τέχνη και τη λογοτεχνία;

Το συναντάμε ήδη από τον 3ο αιώνα π.Χ. στον περίφημο κινεζικό πήλινο στρατό στο ταφικό μνημείο του πρώτου αυτοκράτορα της Κίνας Τσιν Σι Χουάνγκ, για να τον προστατεύει. Οκτώ χιλιάδες στρατιώτες, άρματα και ιππικό κατασκευάστηκαν σε φυσικό σχεδόν μέγεθος και διαπιστώθηκε μετά το 1974 που βρέθηκαν ότι τα όπλα και οι μεταλλικές πανοπλίες είχαν ένα επίχρισμα χρωμίου που τα προφύλαξε από τη βαριά οξείδωση.

Το 1925 στη Διεθνή Εκθεση στο Παρίσι, Exposition Internationale des Arts Decoratifs, γεννήθηκε το κίνημα της Art Deco με πολλά αντικείμενα όπου η λάμψη του χρωμίου κυριαρχούσε.

Επίσης ας μην ξεχνάμε ότι από τη δεκαετία του 1950 άρχισαν να εμφανίζονται στις Ηνωμένες Πολιτείες τα απίστευτα φανταχτερά αυτοκίνητα με τα πολλά μεταλλικά εξαρτήματα από χρώμιο. Αυτό έδωσε ερεθίσματα σε διάφορους συγγραφείς να αναφέρουν το μέταλλο αυτό στα έργα τους. Από τον Βλαντίμιρ Ναμπόκοφ και τον Ιβλιν Γουό ως τον Τζέιμς Γκ. Μπάλαρντ αργότερα με το «Crash» και τον Γουίλιαμ Γκίμπσον με τη γνωστή συλλογή διηγημάτων του «Καίγοντας τη χρωμία» («Burning Chrome»).