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Accueil > Science pour tous > 2019 - Année internationale du tableau périodique des éléments > Archives des éléments présentés

Chrome

Le chrome n’est pas un élément rare, c’est un métal de transition relativement abondant dans la croûte terrestre. Il est extrait des mines dont le minerai le plus important est la chromite : FeCr2O4. Le chrome, sous sa forme de métal, est un solide de couleur gris argenté. Il peut être aussi dur que le corindon. Si des impuretés se retrouvent dans sa structure, elles peuvent le rendre cassant. Les degrés d’oxydation les plus communs du chrome sont +0 (chrome métal) +2, +3 et +6. Le chrome III (degré d’oxydation +3) est le plus stable. Les composés du chrome VI sont de puissants oxydants ; à l’opposé, le chrome II est un réducteur.

Morceau de chrome - Domaine Public Crédits : Benutzer:Tomihahndorf)

Étymologie  : vient du grec « chroma » signifiant couleur.
Cela fait référence aux nombreuses substances colorées que les composés du chrome forment. Le minerai de crocoïte ou chromate de plomb (PbCrO4) de couleur jaune, fut très utilisé comme pigment dans les peintures. On note également la couleur verte pour l’oxyde de chrome III (Cr2O3), le carmin foncé pour le trioxyde de chrome (CrO3) ou encore l’orange pour le dichromate de sodium (Na2Cr2O7). La présence des composés de chrome va colorer l’émeraude en vert ou le rubis en rouge.

Origine  : Le chrome de l’Univers est formé en partie (23%) lors de l’explosion des étoiles massives (plus de 8 fois la masse du Soleil) en fin de vie, appelée supernova de type II. L’autre partie (environ 77%) est formé lors d’explosions de supernova de type Ia, c’est à dire l’explosion d’une naine blanche dans un système binaire, rendue instable par l’accrétion de matière provenant d’un compagnon au stade géante rouge.

Historique  : En 1797, Nicolas Louis Vauquelin reçut quelques échantillons de minerai de crocoïte. Par réaction de l’acide chlorhydrique, il obtint le trioxyde de chrome (CrO3). En 1798, il découvrit qu’il pouvait isoler le chrome métallique en chauffant l’oxyde dans un four à charbon.

Le chrome dans la vie courante  : Une protection contre la corrosion
Bien qu’enterrées depuis plus de 2000 ans dans le mausolée de l’empereur chinois Qin, d’anciennes pièces en bronze (carreaux d’arbalète, épées) ne montraient pas de signes de corrosion : le bronze était recouvert de chrome ! En effet, il se forme à la surface du chrome une couche protectrice, empêchant la diffusion de l’oxygène.
Cette propriété est mise à profit pour protéger l’acier (Fe/C) avec lequel il forme un alliage qualifié d’acier inoxydable. L’acier inoxydable contient au minimum 10.5% de chrome qui va lui conférer sa bonne tenue à la corrosion : l’inox ne rouille pas !

Couverts en acier inoxydable : fer/carbone/chrome - Crédit photo : Institut UTINAM

Le chrome à l’Institut UTINAM  : Le chromage non toxique
Le chromage ou plaquage électrolytique au chrome est utilisé pour obtenir un fini brillant (chromage décoratif) ou pour améliorer les propriétés d’anti-usure (chromage dur). Le procédé consiste à recouvrir une pièce d’une couche de chrome métallique, par la réduction d’un sel de chrome. L’électrolyte couramment utilisé contenait un sel de chrome VI. Or, les composés hexavalents du chrome possèdent des propriétés cancérogènes, mutagènes et toxiques pour la reproduction (CMR) et sont codifiés par la réglementation européenne REACH. Les recherches sont donc très actives pour le remplacement du chrome VI et si de nouveaux procédés ont fait leur preuve, certaines applications n’atteignent pas encore toutes les propriétés apportées par le chrome hexavalent, comme pour le chromage dur. Ainsi, l’Institut UTINAM est impliqué dans plusieurs programmes de recherche pour la substitution du Cr VI, notamment dans des projets de chromage dur à base de chrome trivalent.

Chromage décoratif sur poignée de portière et pommeau de vitesse - Crédit photo : Institut UTINAM