크로뮴은 미네랄입니다. 인체 건강에 극소량의 크로뮴이 필요하므로 '필수 미량 원소'라 불립니다. 크로뮴에는 두 형태가 있습니다. 삼가 크로뮴은 식품과 보충제에 들어있으며 인체에 안전합니다. 다른 형태인 육가 크로뮴은 피부 문제와 폐암을 일으키는 알려진 독소입니다. 여기선 삼가 크로뮴만 다룹니다.
크로뮴은 크로뮴 결핍에 쓰입니다. 당뇨, 고콜레스테롤, 낭종 동반 난소 확대 호르몬 장애(다낭성 난소 증후군, PCOS) 등 많은 증상에 쓰이나, 대부분 용도를 뒷받침할 좋은 과학적 증거는 없습니다. 이 글에서는 금속으로서 크로뮴의 특성과 용도를 다룹니다.
크로뮴 금속이란?
크로뮴은 기호 Cr, 원자 번호 24의 화학 원소입니다. 6족 첫 번째 원소. 강철 회색, 광택, 단단하고 부서지기 쉬운 전이 금속. 크로뮴은 스테인리스강의 주요 첨가제로 내식성을 부여합니다.
크로뮴은 변색에 강하면서 거울 광택으로 연마 가능한 금속으로도 가치가 있습니다. 연마 크로뮴은 가시광선 약 70%, 적외선 약 90%를 반사합니다.
크로뮴 금속은 높은 내식성과 경도로 평가받습니다. 강철 생산의 중요한 발전은 금속 크로뮴 첨가로 강철을 내식·내변색성 높일 수 있다는 발견이었으며, 이로써 스테인리스강이 탄생했습니다. 스테인리스강과 크로뮴 도금이 상업적 용도의 85%를 차지합니다.
크로뮴 공업 생산은 크로마이트 광석(주로 FeCr₂O₄)에서 페로크로뮴(철-크로뮴 합금)으로, 알루미노서믹 또는 실리코서믹 반응을 거쳐 이뤄집니다.
페로크로뮴은 스테인리스강 같은 합금 제조에 쓰입니다. 순수 크로뮴 금속은 다른 공정으로: 크로마이트를 로스팅과 침출로 철에서 분리, 탄소로 환원 후 알루미늄으로 환원.
족
6
녹는점
1907°C, 3465°F, 2180 K
주기
4
끓는점
2671°C, 4840°F, 2944 K
블록
d
밀도 (g/cm³)
7.15
원자 번호
24
상대 원자량
51.996
20°C 상태
고체
주요 동위원소
⁵²Cr
전자 배치
[Ar] 3d⁵4s¹
CAS 번호
7440-47-3
크로뮴 발견자는?
크로뮴은 프랑스 화학자 니콜라-루이 보클랭(Nicolas-Louis Vauquelin)이 1797년 발견, 이듬해 금속으로 분리; 다색 화합물 때문에 명명. 그는 크로코이트에 염산(HCl)을 섞어 산화 크로뮴(CrO₃) 생산.
크로뮴 분리법이 아직 없다고 여겼으나, 1798년 숯 가마에서 산화 크로뮴 가열만으로 금속 크로뮴 획득 가능함을 알고 놀랍게 여겼습니다. 오늘날 크로뮴은 주로 알루미늄이나 실리콘 존재 하에 크로마이트(FeCr₂O₄) 광물 가열로 얻습니다.
크로뮴의 특성
크로뮴은 광택 있고 부서지기 쉬운 단단한 금속. 색은 은회색이며 고광택 연마 가능. 공기 중 변색 안 함, 가열 시 녹색 산화 크로뮴 형성하며 탑니다. 크로뮴은 산소에서 불안정, 즉시 얇은 산화층 형성해 산소 불투과로 하부 금속 보호.
크로뮴 녹는점 1857±20°C, 끓는점 2672°C, 비중 7.18~7.20(20°C), 원자가 보통 2, 3, 6. 금속은 광택 있는 강철 회색으로 고광택 연마 가능. 단단하고 내식성.
크로뮴은 높은 녹는점, 안정한 결정 구조, 적당한 열팽창. 모든 크로뮴 화합물은 유색. 크로뮴 화합물은 독성.
크로뮴 금속은 기호 Cr, 원자 번호 24의 화학 원소. 6족 첫 원소. 꽤 활성 금속. 물과 반응 안 하나 대부분 산과 반응. 실온에서 산소와 결합해 산화 크로뮴(Cr₂O₃) 형성. 산화 크로뮴이 금속 표면에 얇은 층 형성해 추가 부식 차단.
크로뮴 가공
크로뮴(Cr)은 빛나고 단단한 내열 금속으로 1,857°C(3,375°F)에서 녹고 2,672°C(4,842°F)에서 끓음. 순수 상태에서 일반 내식성 강해 다른 금속용 전기도금 보호 코팅으로 응용. 비산화성 광물산에 녹으나 왕수나 질산엔 녹지 않으며 이산들은 금속을 부동태화시킴.